JPH0821849A - レーザドップラ方式による高熱体の測定方法 - Google Patents
レーザドップラ方式による高熱体の測定方法Info
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- JPH0821849A JPH0821849A JP6180600A JP18060094A JPH0821849A JP H0821849 A JPH0821849 A JP H0821849A JP 6180600 A JP6180600 A JP 6180600A JP 18060094 A JP18060094 A JP 18060094A JP H0821849 A JPH0821849 A JP H0821849A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高熱体の移動速度、長さ等を測定する場合
に、高熱体から発生される放射光の影響による測定精度
の低下を低減し、測定不能を解消する。 【構成】 高熱体１に二方向からレーザ光ａを照射する
ことにより高熱体１から発光され且つ両レーザ光ａの干
渉により生ずる干渉縞の明暗に比例する強度の散乱光ｂ
を、光センサ２により受光してドップラ信号ｄとして出
力し、このドップラ信号ｄに基づいて被測定物１の速
度、長さ等を測定する。このとき高熱体１に照射される
レーザ光ａのビーム形状を狭くしてそのエネルギー密度
が高める。光センサ２の前に配置される受光レンズ４に
焦点距離の長いものを使用して測定視野を狭くし、光セ
ンサ２での放射光の受光量を少くした。光センサ２の前
にレーザ光ａの波長帯域を通す波長フィルタ４を配置し
て、光センサ２にレーザ光ａの波長帯域以外の光は入射
しないようにした。
に、高熱体から発生される放射光の影響による測定精度
の低下を低減し、測定不能を解消する。 【構成】 高熱体１に二方向からレーザ光ａを照射する
ことにより高熱体１から発光され且つ両レーザ光ａの干
渉により生ずる干渉縞の明暗に比例する強度の散乱光ｂ
を、光センサ２により受光してドップラ信号ｄとして出
力し、このドップラ信号ｄに基づいて被測定物１の速
度、長さ等を測定する。このとき高熱体１に照射される
レーザ光ａのビーム形状を狭くしてそのエネルギー密度
が高める。光センサ２の前に配置される受光レンズ４に
焦点距離の長いものを使用して測定視野を狭くし、光セ
ンサ２での放射光の受光量を少くした。光センサ２の前
にレーザ光ａの波長帯域を通す波長フィルタ４を配置し
て、光センサ２にレーザ光ａの波長帯域以外の光は入射
しないようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザドップラ方式によ
り高熱体（例えば製造中の鉄板）の速度、長さ等を測定
するのに使用される測定方法に関するものである。
り高熱体（例えば製造中の鉄板）の速度、長さ等を測定
するのに使用される測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザドップラ方式により高熱体の速度
や長さを測定することは本件発明者が先に開発した。そ
の測定原理は図４に示すように、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等の
レーザ光源５からのレーザ光ａをコリメートレンズ６を
通して平行光に変換し、その平行光を戻り光防止用の偏
向ビームスプリッタ７、λ／４板８を通してビ−ムスプ
リッタ９に入れて二分し、その一方のレーザ光ａを直
接、他方のレーザ光ａをミラー１０で反射させて、両レ
ーザ光ａを交差角φで高熱体１に照射すると、高熱体１
からの散乱光ｂが受光レンズ３を介して光センサ（光電
変換器：例えばフォトダイオード：ＰＤ）２に受光され
てヘテロダイン検波され、同光センサ２からドップラ信
号ｄが出力されるようにしたものである。
や長さを測定することは本件発明者が先に開発した。そ
の測定原理は図４に示すように、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等の
レーザ光源５からのレーザ光ａをコリメートレンズ６を
通して平行光に変換し、その平行光を戻り光防止用の偏
向ビームスプリッタ７、λ／４板８を通してビ−ムスプ
リッタ９に入れて二分し、その一方のレーザ光ａを直
接、他方のレーザ光ａをミラー１０で反射させて、両レ
ーザ光ａを交差角φで高熱体１に照射すると、高熱体１
からの散乱光ｂが受光レンズ３を介して光センサ（光電
変換器：例えばフォトダイオード：ＰＤ）２に受光され
てヘテロダイン検波され、同光センサ２からドップラ信
号ｄが出力されるようにしたものである。
【０００３】このドップラ信号ｄのドップラ周波数ｆｄ
は次式で表される。 ｆｄ＝１／Ｔ＝１／（ｄ／ｖ・ｃｏｓΔθ） ＝ｖ・ｃｏｓΔθ／ｄ ＝ｖ・ｃｏｓΔθ／｛λ／（２ｓｉｎφ／２）｝ ＝２ｖ／λ・ sinφ／２・cos Δθ ｆｄ：ドップラ周波数 ｖ：高熱体１の走行速度 λ：レーザ波長（６３２．８ｎｍ） φ：ビ−ム交差角 Δθ：ビ−ム法線と高熱体１の直角からのずれ角 前記式のように、ドップラ周波数ｆｄは高熱体１の走行
速度ｖに比例するので前記測定原理によれば同走行速度
ｖを求めることができるのは勿論、同速度ｖを時間積分
すれば高熱体１の長さを測定することもできる。
は次式で表される。 ｆｄ＝１／Ｔ＝１／（ｄ／ｖ・ｃｏｓΔθ） ＝ｖ・ｃｏｓΔθ／ｄ ＝ｖ・ｃｏｓΔθ／｛λ／（２ｓｉｎφ／２）｝ ＝２ｖ／λ・ sinφ／２・cos Δθ ｆｄ：ドップラ周波数 ｖ：高熱体１の走行速度 λ：レーザ波長（６３２．８ｎｍ） φ：ビ−ム交差角 Δθ：ビ−ム法線と高熱体１の直角からのずれ角 前記式のように、ドップラ周波数ｆｄは高熱体１の走行
速度ｖに比例するので前記測定原理によれば同走行速度
ｖを求めることができるのは勿論、同速度ｖを時間積分
すれば高熱体１の長さを測定することもできる。
【０００４】図４のように高熱体１にレーザ光ａを照射
すると、高熱体１の微小粒子によって散乱光ｂが生ず
る。この場合、レーザ光ａを二方向から照射することに
より両レーザ光ａの干渉によって図４（ｂ）、図５
（ａ）のように干渉縞が生じ、散乱光ｂはこの干渉縞の
明暗に比例した強度になる。この散乱光を光センサ２で
受光すれば光センサ２の出力は図５（ｂ）の様な波形の
信号になる。これがドップラ信号ｄであり、そのレベル
は図６（ａ）と（ｂ），（ｃ）と（ｄ）の関係から明ら
かな様に干渉縞の明暗差に比例する。
すると、高熱体１の微小粒子によって散乱光ｂが生ず
る。この場合、レーザ光ａを二方向から照射することに
より両レーザ光ａの干渉によって図４（ｂ）、図５
（ａ）のように干渉縞が生じ、散乱光ｂはこの干渉縞の
明暗に比例した強度になる。この散乱光を光センサ２で
受光すれば光センサ２の出力は図５（ｂ）の様な波形の
信号になる。これがドップラ信号ｄであり、そのレベル
は図６（ａ）と（ｂ），（ｃ）と（ｄ）の関係から明ら
かな様に干渉縞の明暗差に比例する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザドップラ
方式による速度、長さ等の測定方法では、高熱体１を測
定する場合、次の様な問題があった。 ．高熱体１の温度が上昇するに従って高熱体１からの
放射光が多くなる。このため前記レーザ光ａの干渉縞の
明暗差が低減し、ドップラ信号のレベルが低減し、著し
い場合は測定不能になる。また、測定できる場合でもド
ップラ信号のレベルが低下するとＳ／Ｎ比が悪くなって
測定精度が低下する。ちなみに、高熱体１の温度とドッ
プラ信号のレベルとの関係は表１の様になり、高熱体１
の温度が１１００℃の時は２５℃の時より−２０ｄＢ
ｍ、即ち、１／１０に低下してしまう。
方式による速度、長さ等の測定方法では、高熱体１を測
定する場合、次の様な問題があった。 ．高熱体１の温度が上昇するに従って高熱体１からの
放射光が多くなる。このため前記レーザ光ａの干渉縞の
明暗差が低減し、ドップラ信号のレベルが低減し、著し
い場合は測定不能になる。また、測定できる場合でもド
ップラ信号のレベルが低下するとＳ／Ｎ比が悪くなって
測定精度が低下する。ちなみに、高熱体１の温度とドッ
プラ信号のレベルとの関係は表１の様になり、高熱体１
の温度が１１００℃の時は２５℃の時より−２０ｄＢ
ｍ、即ち、１／１０に低下してしまう。
【０００６】
【表１】
【０００７】．高熱体１は一般に高熱のために柔らか
くなって、先端の曲り、ハネ上り等が大きくなり、ドッ
プラセンサとの間の測定距離が変動し易い。この変動に
よってもドップラ信号レベルは低下する。このレベル低
下は前記の温度によるレベル低下と相まって測定がより
困難になる。
くなって、先端の曲り、ハネ上り等が大きくなり、ドッ
プラセンサとの間の測定距離が変動し易い。この変動に
よってもドップラ信号レベルは低下する。このレベル低
下は前記の温度によるレベル低下と相まって測定がより
困難になる。
【０００８】．図１の光センサ２には通常はアバラン
シェホトダイオード（ＡＰＤ）が使用される。このＡＰ
Ｄには入射光が弱いときに感度が上り、強いときは感度
が下がるＡＧＣ機能が付加されている。このため、高熱
体１の温度が高くなって放射光が多くなると、レーザ光
ａの干渉縞の明暗差が少なくなってドップラ信号のレベ
ルが低減する。しかも、このとき、放射光が光センサ２
へ入射するため、光センサ２へ入射する全体の光量が強
くなり、光センサ２のＡＧＣ機能によりその感度が下が
る。このため益々測定精度が低下し、著しい場合は測定
不能となる。
シェホトダイオード（ＡＰＤ）が使用される。このＡＰ
Ｄには入射光が弱いときに感度が上り、強いときは感度
が下がるＡＧＣ機能が付加されている。このため、高熱
体１の温度が高くなって放射光が多くなると、レーザ光
ａの干渉縞の明暗差が少なくなってドップラ信号のレベ
ルが低減する。しかも、このとき、放射光が光センサ２
へ入射するため、光センサ２へ入射する全体の光量が強
くなり、光センサ２のＡＧＣ機能によりその感度が下が
る。このため益々測定精度が低下し、著しい場合は測定
不能となる。
【０００９】本発明の目的はレーザドップラ方式により
高熱体の移動速度、長さ等を測定する場合に、高熱体か
ら発生される放射光の影響による測定精度の低下を軽減
し、測定不能になることを解消することにある。
高熱体の移動速度、長さ等を測定する場合に、高熱体か
ら発生される放射光の影響による測定精度の低下を軽減
し、測定不能になることを解消することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１の
レーザドップラ方式による高熱体の測定方法は、図１に
示す様に、高熱体１に二方向からレーザ光ａを照射する
ことにより高熱体１から発光され且つ両レーザ光ａの干
渉により生ずる干渉縞の明暗に比例する強度の散乱光ｂ
を、光センサ２により受光してドップラ信号ｄとして出
力し、このドップラ信号ｄに基づいて被測定物１の速
度、長さ等を測定するようにしたレーザドップラ方式に
よる高熱体１の測定方法において、高熱体１に照射され
るレーザ光ａのビーム形状の断面積を図２（ｂ）（ｃ）
に示す様に狭くするようにした方法である。
レーザドップラ方式による高熱体の測定方法は、図１に
示す様に、高熱体１に二方向からレーザ光ａを照射する
ことにより高熱体１から発光され且つ両レーザ光ａの干
渉により生ずる干渉縞の明暗に比例する強度の散乱光ｂ
を、光センサ２により受光してドップラ信号ｄとして出
力し、このドップラ信号ｄに基づいて被測定物１の速
度、長さ等を測定するようにしたレーザドップラ方式に
よる高熱体１の測定方法において、高熱体１に照射され
るレーザ光ａのビーム形状の断面積を図２（ｂ）（ｃ）
に示す様に狭くするようにした方法である。
【００１１】本発明のうち請求項２のレーザドップラ方
式による高熱体の測定方法は、図１に示す様に、高熱体
１に二方向からレーザ光ａを照射することにより高熱体
１から発光され且つ両レーザ光ａの干渉により生ずる干
渉縞の明暗に比例する強度の散乱光ｂを、光センサ２に
より受光してドップラ信号ｄとして出力し、このドップ
ラ信号ｄに基づいて被測定物１の速度、長さ等を測定す
るようにしたレーザドップラ方式による高熱体１の測定
方法において、光センサ２の前に配置される受光レンズ
３に焦点距離の長いものを使用することにより、図３
（ａ）（ｂ）（ｃ）のように測定視野を狭くするように
した方法である。
式による高熱体の測定方法は、図１に示す様に、高熱体
１に二方向からレーザ光ａを照射することにより高熱体
１から発光され且つ両レーザ光ａの干渉により生ずる干
渉縞の明暗に比例する強度の散乱光ｂを、光センサ２に
より受光してドップラ信号ｄとして出力し、このドップ
ラ信号ｄに基づいて被測定物１の速度、長さ等を測定す
るようにしたレーザドップラ方式による高熱体１の測定
方法において、光センサ２の前に配置される受光レンズ
３に焦点距離の長いものを使用することにより、図３
（ａ）（ｂ）（ｃ）のように測定視野を狭くするように
した方法である。
【００１２】本発明のうち請求項３のレーザドップラ方
式による高熱体の測定方法は、図１に示す様に、高熱体
１に二方向からレーザ光ａを照射することにより高熱体
１から発光され且つ両レーザ光ａの干渉により生ずる干
渉縞の明暗に比例する強度の散乱光ｂを、光センサ２に
より受光してドップラ信号ｄとして出力し、このドップ
ラ信号ｄに基づいて被測定物１の速度、長さ等を測定す
るようにしたレーザドップラ方式による高熱体１の測定
方法において、図３（ｃ）のように光センサ２の前にレ
ーザ光ａの波長帯域を通す波長フィルタ４を配置するこ
とにより光センサ２にレーザ光ａの波長帯域以外の光は
入射しないようにした方法である。
式による高熱体の測定方法は、図１に示す様に、高熱体
１に二方向からレーザ光ａを照射することにより高熱体
１から発光され且つ両レーザ光ａの干渉により生ずる干
渉縞の明暗に比例する強度の散乱光ｂを、光センサ２に
より受光してドップラ信号ｄとして出力し、このドップ
ラ信号ｄに基づいて被測定物１の速度、長さ等を測定す
るようにしたレーザドップラ方式による高熱体１の測定
方法において、図３（ｃ）のように光センサ２の前にレ
ーザ光ａの波長帯域を通す波長フィルタ４を配置するこ
とにより光センサ２にレーザ光ａの波長帯域以外の光は
入射しないようにした方法である。
【００１３】
【請求項１の作用】本発明のうち請求項１のレーザドッ
プラ方式による高熱体の測定方法では、高熱体１に照射
されるレーザ光ａ（図２ａ）のビーム形状の面積を図２
（ｂ）（ｃ）のように狭くしたので、レーザ光源２から
発光されるレーザ光ａはその面積が狭くなった分だけエ
ネルギー密度が高くなり、干渉縞の明暗差が大きくな
り、それに比例してドップラ信号ｄの出力も大きくな
り、測定時のＣ／Ｎが改善され、測定精度が向上する。
プラ方式による高熱体の測定方法では、高熱体１に照射
されるレーザ光ａ（図２ａ）のビーム形状の面積を図２
（ｂ）（ｃ）のように狭くしたので、レーザ光源２から
発光されるレーザ光ａはその面積が狭くなった分だけエ
ネルギー密度が高くなり、干渉縞の明暗差が大きくな
り、それに比例してドップラ信号ｄの出力も大きくな
り、測定時のＣ／Ｎが改善され、測定精度が向上する。
【００１４】
【請求項２の作用】本発明のうち請求項２のレーザドッ
プラ方式による高熱体の測定方法では、図３（ｂ）のよ
うに光センサ２の前に配置される受光レンズ４に焦点距
離の長いものを使用して測定視野を狭くしたので、高熱
体１の測定視野から発生する散乱光ｂ（測定に必要のあ
る光）は光センサ２に受光されるが、同測定視野の外側
から放射される放射光（測定に必要の無い光）は除去さ
れる。このため光センサ２の感度が測定に必要の無い放
射光により低下することがなく、測定精度の低下が抑制
される。
プラ方式による高熱体の測定方法では、図３（ｂ）のよ
うに光センサ２の前に配置される受光レンズ４に焦点距
離の長いものを使用して測定視野を狭くしたので、高熱
体１の測定視野から発生する散乱光ｂ（測定に必要のあ
る光）は光センサ２に受光されるが、同測定視野の外側
から放射される放射光（測定に必要の無い光）は除去さ
れる。このため光センサ２の感度が測定に必要の無い放
射光により低下することがなく、測定精度の低下が抑制
される。
【００１５】
【請求項３の作用】本発明のうち請求項３のレーザドッ
プラ方式による高熱体の測定方法では、図３（ｃ）のよ
うに光センサ２の前にレーザ光ａの波長帯域を通す波長
フィルタ４を配置するので、光センサ２にレーザ光ａの
波長帯域以外の光は殆ど入射しなくなり、測定に必要の
無い放射光の影響による前記干渉縞の明暗差の低減が少
なくなる。また、測定に必要の無い放射光が波長フィル
タ４でカットされる分だけ光センサ２の受光量も少なく
なり、光センサ２のＡＧＣ機能による感度低下も少なく
なる。
プラ方式による高熱体の測定方法では、図３（ｃ）のよ
うに光センサ２の前にレーザ光ａの波長帯域を通す波長
フィルタ４を配置するので、光センサ２にレーザ光ａの
波長帯域以外の光は殆ど入射しなくなり、測定に必要の
無い放射光の影響による前記干渉縞の明暗差の低減が少
なくなる。また、測定に必要の無い放射光が波長フィル
タ４でカットされる分だけ光センサ２の受光量も少なく
なり、光センサ２のＡＧＣ機能による感度低下も少なく
なる。
【００１６】
【実施例１】本発明のレーザドップラ方式による高熱体
の測定方法の第１の実施例を図１に基づいて説明する。
図１は基本的には図４と同じ構成であり、異なるのは図
１ではコリメートレンズ６と偏向ビームスプリッタ７と
の間に第１のシリンドカルレンズ（円柱レンズ）１２を
配置し、λ／４板８とビームスプリッタ９との間に第２
のタシリンドカルレンズ（円柱レンズ）１３を配置した
ことである。
の測定方法の第１の実施例を図１に基づいて説明する。
図１は基本的には図４と同じ構成であり、異なるのは図
１ではコリメートレンズ６と偏向ビームスプリッタ７と
の間に第１のシリンドカルレンズ（円柱レンズ）１２を
配置し、λ／４板８とビームスプリッタ９との間に第２
のタシリンドカルレンズ（円柱レンズ）１３を配置した
ことである。
【００１７】シリンドカルレンズ１２、１３は同じ形状
のものであり、図１（ｂ）に示すように、同レンズ１
２、１３の平面１７から平行なレーザ光ａが面積ｄ、
ｅ、ｆ、ｇの広さで入射されると、同レンズ１２、１３
の曲面１８側の先方にｈ、ｉ、ｊ、ｋの細長の像が結像
される（細長の面積に変換される）ものである。
のものであり、図１（ｂ）に示すように、同レンズ１
２、１３の平面１７から平行なレーザ光ａが面積ｄ、
ｅ、ｆ、ｇの広さで入射されると、同レンズ１２、１３
の曲面１８側の先方にｈ、ｉ、ｊ、ｋの細長の像が結像
される（細長の面積に変換される）ものである。
【００１８】例えば、レーザ光源５から発生されるレー
ザ光ａのビーム形状（断面形状）が図２（ａ）のように
円形であり、その直径が８ｍｍの場合、その面積は約５
０ｍｍ2 である。このレーザ光ａをシリンドカルレンズ
１２、１３により、例えば図２（ｂ）のように横幅８ｍ
ｍ、縦幅２ｍｍの細長形状にすると、その面積は約１６
ｍｍ2 で、図２（ａ）の約１／３となり、レーザ光ａの
エネルギー密度は約３倍になる。また、図２（ｃ）のよ
うに横幅８ｍｍ、縦幅１ｍｍの細長形状すると、そのビ
ーム形状の面積は約８ｍｍ2 で、図２（ａ）の約１／６
の面積、即ち、レーザ光ａのエネルギー密度は約６倍と
なる。
ザ光ａのビーム形状（断面形状）が図２（ａ）のように
円形であり、その直径が８ｍｍの場合、その面積は約５
０ｍｍ2 である。このレーザ光ａをシリンドカルレンズ
１２、１３により、例えば図２（ｂ）のように横幅８ｍ
ｍ、縦幅２ｍｍの細長形状にすると、その面積は約１６
ｍｍ2 で、図２（ａ）の約１／３となり、レーザ光ａの
エネルギー密度は約３倍になる。また、図２（ｃ）のよ
うに横幅８ｍｍ、縦幅１ｍｍの細長形状すると、そのビ
ーム形状の面積は約８ｍｍ2 で、図２（ａ）の約１／６
の面積、即ち、レーザ光ａのエネルギー密度は約６倍と
なる。
【００１９】図１では、第１、第２のシリンドカルレン
ズ１２、１３をその平面１７がレーザ光ａの入射側にな
り、曲面１８がレーザ光ａの出射側になるように配置し
て、その平面１７から入射されるレーザ光ａが曲面１８
から出射されて、レーザ光ａの断面積がせまくなる様に
してある。
ズ１２、１３をその平面１７がレーザ光ａの入射側にな
り、曲面１８がレーザ光ａの出射側になるように配置し
て、その平面１７から入射されるレーザ光ａが曲面１８
から出射されて、レーザ光ａの断面積がせまくなる様に
してある。
【００２０】そして、図１では半導体レーザ等のレーザ
光源５がレーザダイオード駆動回路１１で駆動されると
レーザ光ａが出力され、このレーザ光ａはコリメートレ
ンズ６を通して平行光に変換され、それが第１のシリン
ドカルレンズ１２を通過することにより図１（ｂ）のよ
うに細長の面積に変換され、それが偏向ビ−ムスプリッ
タ７、λ／４板８を通り、更に第２のシリンドカルレン
ズ１３を通過することにより図１（ｂ）のように再度細
長の面積に変換される。それがビ−ムスプリッタ４に入
射されて二分割され、このうち一方のレーザ光ａはビ−
ムスプリッタ４から直接高熱体１に照射され、他方のレ
ーザ光ａはミラー１０により反射されて高熱体１に交差
角φで照射される。
光源５がレーザダイオード駆動回路１１で駆動されると
レーザ光ａが出力され、このレーザ光ａはコリメートレ
ンズ６を通して平行光に変換され、それが第１のシリン
ドカルレンズ１２を通過することにより図１（ｂ）のよ
うに細長の面積に変換され、それが偏向ビ−ムスプリッ
タ７、λ／４板８を通り、更に第２のシリンドカルレン
ズ１３を通過することにより図１（ｂ）のように再度細
長の面積に変換される。それがビ−ムスプリッタ４に入
射されて二分割され、このうち一方のレーザ光ａはビ−
ムスプリッタ４から直接高熱体１に照射され、他方のレ
ーザ光ａはミラー１０により反射されて高熱体１に交差
角φで照射される。
【００２１】このとき高熱体１の微小粒子によって生ず
る散乱光ｂは、二方向からのレーザ光ａの干渉によって
生ずる干渉縞（図１ｂ）の明暗差に比例して強度が変化
する。この散乱光が受光レンズ３を通して集光され、光
センサ２に受光され、光センサ２からドップラ信号が出
力され、増幅器２０で増幅されて測定部に出力され、同
測定部において同ドップラ信号ｄに基ずいて高熱体１の
走行速度ｖが求められる。また、この走行速度ｖに基ず
いて高熱体１の走行距離（長さ）を求めることもでき
る。
る散乱光ｂは、二方向からのレーザ光ａの干渉によって
生ずる干渉縞（図１ｂ）の明暗差に比例して強度が変化
する。この散乱光が受光レンズ３を通して集光され、光
センサ２に受光され、光センサ２からドップラ信号が出
力され、増幅器２０で増幅されて測定部に出力され、同
測定部において同ドップラ信号ｄに基ずいて高熱体１の
走行速度ｖが求められる。また、この走行速度ｖに基ず
いて高熱体１の走行距離（長さ）を求めることもでき
る。
【００２２】高熱体１から放射される放射光は高熱体１
の温度が高ければ高い程強くなるので、その影響を受け
て前記干渉縞の明暗差が低減し、それに伴ってドップラ
信号のレベルが低下するが、図１の実施例では前記の様
に第１、第２のシリンドカルレンズ１２、１３によりレ
ーザ光２のビーム形状を狭くするので、図２（ａ）のレ
ーザ光ａをそのままの形状で使用する場合よりも、狭く
なった分だけレーザ光２のエネルギー密度が高まり、干
渉縞の明暗差が明確になり、ドップラ信号のレベル低減
が抑制される。
の温度が高ければ高い程強くなるので、その影響を受け
て前記干渉縞の明暗差が低減し、それに伴ってドップラ
信号のレベルが低下するが、図１の実施例では前記の様
に第１、第２のシリンドカルレンズ１２、１３によりレ
ーザ光２のビーム形状を狭くするので、図２（ａ）のレ
ーザ光ａをそのままの形状で使用する場合よりも、狭く
なった分だけレーザ光２のエネルギー密度が高まり、干
渉縞の明暗差が明確になり、ドップラ信号のレベル低減
が抑制される。
【００２３】図１（ａ）では２つのシリンドカルレンズ
１２、１３を使用して、レーザ光２のビーム形状を二段
階に狭めるようにしてあるが、いずれか一方のシリンド
カルレンズだけで所望の面積まで狭くすることができれ
ば、シリンドカルレンズ１２、１３は一つだけにしても
よい。
１２、１３を使用して、レーザ光２のビーム形状を二段
階に狭めるようにしてあるが、いずれか一方のシリンド
カルレンズだけで所望の面積まで狭くすることができれ
ば、シリンドカルレンズ１２、１３は一つだけにしても
よい。
【００２４】図１に示す実施例では光センサ２の出力で
あるドップラ信号ｄに含まれるＡＣ分をコンデンサＣに
よりカットしてモニタ信号ｅを得るようにしてある。こ
のモニタ信号ｅはモニタ増幅器２１で増幅され、モニタ
部のレベルメ−タやインジケ−タ等の表示器に表示され
る。その表示より一つのレーザ光源５を光源とする二つ
のレーザ光ａの２等分線の法線に対する高熱体１の傾き
θと、レーザ光源２に対する高熱体１の位置ずれを検出
することができる。
あるドップラ信号ｄに含まれるＡＣ分をコンデンサＣに
よりカットしてモニタ信号ｅを得るようにしてある。こ
のモニタ信号ｅはモニタ増幅器２１で増幅され、モニタ
部のレベルメ−タやインジケ−タ等の表示器に表示され
る。その表示より一つのレーザ光源５を光源とする二つ
のレーザ光ａの２等分線の法線に対する高熱体１の傾き
θと、レーザ光源２に対する高熱体１の位置ずれを検出
することができる。
【００２５】
【実施例２】本発明の第２の実施例を図３（ａ）〜
（ｃ）に示す。この実施例は基本的測定方法においては
図１の場合と同じであり、異なるのは高熱体１からの放
射光の影響を抑制するために、図３（ｂ）に示す様に光
センサ２の前に配置される受光レンズ３に焦点距離の長
いものを使用するようにしたものである。この受光レン
ズ３に焦点距離の短いもの、例えば図３（ａ）のＦ2 の
ものを使用すると、図３（ｃ）に明示するように光セン
サ２に入る測定点の視野が広くなるが、焦点距離の長い
もの、例えば図３（ａ）のＦ1 のものを使用すると、図
３（ｂ）に明示するように光センサ２に入る測定点の視
野が狭くなる。このため焦点距離の長いものを使用する
実施例２では高熱体１の測定視野から発生する散乱光ｂ
（測定に必要のある光）は光センサ２に受光されるが、
同測定視野の外側から放射される放射光（測定に必要の
無い光）は除去される。従って、光センサ２の感度が測
定に必要の無い放射光により低下することがなく、測定
精度の低下が抑制される。
（ｃ）に示す。この実施例は基本的測定方法においては
図１の場合と同じであり、異なるのは高熱体１からの放
射光の影響を抑制するために、図３（ｂ）に示す様に光
センサ２の前に配置される受光レンズ３に焦点距離の長
いものを使用するようにしたものである。この受光レン
ズ３に焦点距離の短いもの、例えば図３（ａ）のＦ2 の
ものを使用すると、図３（ｃ）に明示するように光セン
サ２に入る測定点の視野が広くなるが、焦点距離の長い
もの、例えば図３（ａ）のＦ1 のものを使用すると、図
３（ｂ）に明示するように光センサ２に入る測定点の視
野が狭くなる。このため焦点距離の長いものを使用する
実施例２では高熱体１の測定視野から発生する散乱光ｂ
（測定に必要のある光）は光センサ２に受光されるが、
同測定視野の外側から放射される放射光（測定に必要の
無い光）は除去される。従って、光センサ２の感度が測
定に必要の無い放射光により低下することがなく、測定
精度の低下が抑制される。
【００２６】
【実施例３】本発明の第３の実施例を図３（ｃ）に示
す。この実施例は基本的測定方法においては図１の場合
と同じであり、異なるのは高熱体１からの放射光の影響
を抑制するために、光センサ２の前にレーザ光ａの波長
帯域を通すがそれ以外の帯域は除去する狭帯域の波長フ
ィルタ４を配置したことである。これにより、高熱体１
から放射される放射光は同波長フィルタ４で除去されて
光センサ２に入射せず、光センサ２にはレーザ光ａ以外
の光は殆ど入射しないようにしてある。このため測定に
必要の無い放射光の影響による干渉縞の明暗差の低減が
少なくなり、また、測定に必要の無い放射光が波長フィ
ルタ４でカットされる分だけ光センサ２の受光量も少な
くなり、光センサ２のＡＧＣ機能による感度低下も少な
くなる。
す。この実施例は基本的測定方法においては図１の場合
と同じであり、異なるのは高熱体１からの放射光の影響
を抑制するために、光センサ２の前にレーザ光ａの波長
帯域を通すがそれ以外の帯域は除去する狭帯域の波長フ
ィルタ４を配置したことである。これにより、高熱体１
から放射される放射光は同波長フィルタ４で除去されて
光センサ２に入射せず、光センサ２にはレーザ光ａ以外
の光は殆ど入射しないようにしてある。このため測定に
必要の無い放射光の影響による干渉縞の明暗差の低減が
少なくなり、また、測定に必要の無い放射光が波長フィ
ルタ４でカットされる分だけ光センサ２の受光量も少な
くなり、光センサ２のＡＧＣ機能による感度低下も少な
くなる。
【００２７】
【請求項１の発明の効果】請求項１のレーザドップラ方
式による高熱体の測定方法では、高熱体１に照射される
レーザ光ａのビーム形状をそのエネルギー密度が高くな
る様に変えるので、干渉縞の明暗差が明確になり、ドッ
プラ信号ｄの出力が大きくなり、測定時のＣ／Ｎが改善
され、測定精度が向上し、測定不能が解消される。
式による高熱体の測定方法では、高熱体１に照射される
レーザ光ａのビーム形状をそのエネルギー密度が高くな
る様に変えるので、干渉縞の明暗差が明確になり、ドッ
プラ信号ｄの出力が大きくなり、測定時のＣ／Ｎが改善
され、測定精度が向上し、測定不能が解消される。
【００２８】
【請求項２の発明の効果】請求項２のレーザドップラ方
式による高熱体の測定方法では、光センサ２の前に配置
される受光レンズ４に焦点距離の長いものを使用するの
で、放射光の影響による干渉縞の明暗差の減少が少なく
なり、測定時のＣ／Ｎが改善され、測定精度が向上し、
光センサ２のＡＧＣ機能による感度低下も少なくなり、
測定不能も解消される。
式による高熱体の測定方法では、光センサ２の前に配置
される受光レンズ４に焦点距離の長いものを使用するの
で、放射光の影響による干渉縞の明暗差の減少が少なく
なり、測定時のＣ／Ｎが改善され、測定精度が向上し、
光センサ２のＡＧＣ機能による感度低下も少なくなり、
測定不能も解消される。
【００２９】
【請求項３の発明の効果】請求項３のレーザドップラ方
式による高熱体の測定方法では、光センサ２の前にレー
ザ光ａの波長帯域を通す波長フィルタ４を配置するの
で、放射光の影響による干渉縞の明暗差の減少が少なく
なり、測定時のＣ／Ｎが改善され、測定精度が向上し、
光センサ２のＡＧＣ機能による感度低下も少なくなり、
測定不能も解消される。
式による高熱体の測定方法では、光センサ２の前にレー
ザ光ａの波長帯域を通す波長フィルタ４を配置するの
で、放射光の影響による干渉縞の明暗差の減少が少なく
なり、測定時のＣ／Ｎが改善され、測定精度が向上し、
光センサ２のＡＧＣ機能による感度低下も少なくなり、
測定不能も解消される。
【図１】（ａ）は本発明のレーザドップラ方式による高
熱体の長さ測定方法の一実施例を示す説明図、（ｂ）は
図１（ａ）におけるシリンドカルレンズの説明図、
（ｃ）は図１（ａ）の測定方法における干渉縞の説明
図。
熱体の長さ測定方法の一実施例を示す説明図、（ｂ）は
図１（ａ）におけるシリンドカルレンズの説明図、
（ｃ）は図１（ａ）の測定方法における干渉縞の説明
図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はレーザ光のビーム形状を狭く
する場合の説明図。
する場合の説明図。
【図３】（ａ）は受光レンズの焦点距離と測定視野との
関係を示す説明図、（ｂ）は受光レンズの焦点距離が長
い場合の測定視野との関係を示す説明図、（ｃ）は受光
レンズの焦点距離が短く且つフィルタを設けた場合の測
定視野との関係を示す説明図。
関係を示す説明図、（ｂ）は受光レンズの焦点距離が長
い場合の測定視野との関係を示す説明図、（ｃ）は受光
レンズの焦点距離が短く且つフィルタを設けた場合の測
定視野との関係を示す説明図。
【図４】（ａ）は本件出願人が先に開発したレーザドッ
プラ方式による高熱体の長さ測定方法の一例を示す説明
図、（ｂ）は図１における干渉縞の説明図。
プラ方式による高熱体の長さ測定方法の一例を示す説明
図、（ｂ）は図１における干渉縞の説明図。
【図５】（ａ）（ｂ）は干渉縞の明暗差とドップラ信号
との関係を示す説明図。
との関係を示す説明図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は干渉縞の明暗差とドップラ信
号のレベルとの関係を示す説明図。
号のレベルとの関係を示す説明図。
１ 高熱体 ２ 光センサ ３ 受光レンズ ４ フィルタ ａ レーザ光 ｂ 散乱光 ｄ ドップラ信号
Claims (3)
- 【請求項１】高熱体（１）に二方向からレーザ光（ａ）
を照射することにより高熱体（１）から発光され且つ両
レーザ光（ａ）の干渉により生ずる干渉縞の明暗に比例
する強度の散乱光（ｂ）を、光センサ（２）により受光
してドップラ信号（ｄ）として出力し、このドップラ信
号（ｄ）に基づいて高熱体（１）の速度、長さ等を測定
するようにしたレーザドップラ方式による高熱体（１）
の測定方法において、高熱体（１）に照射されるレーザ
光（ａ）のビーム形状の断面積を狭くするようにしたこ
とを特徴とするレーザドップラ方式による高熱体の測定
方法。 - 【請求項２】高熱体（１）に二方向からレーザ光（ａ）
を照射することにより高熱体（１）から発光され且つ両
レーザ光（ａ）の干渉により生ずる干渉縞の明暗に比例
する強度の散乱光（ｂ）を、光センサ（２）により受光
してドップラ信号（ｄ）として出力し、このドップラ信
号（ｄ）に基づいて高熱体（１）の速度、長さ等を測定
するようにしたレーザドップラ方式による高熱体（１）
の測定方法において、光センサ（２）の前に配置される
受光レンズ（３）に焦点距離の長いものを使用して測定
視野を狭くするようにしたことを特徴とするレーザドッ
プラ方式による高熱体の測定方法。 - 【請求項３】高熱体（１）に二方向からレーザ光（ａ）
を照射することにより高熱体（１）から発光され且つ両
レーザ光（ａ）の干渉により生ずる干渉縞の明暗に比例
する強度の散乱光（ｂ）を、光センサ（２）により受光
してドップラ信号（ｄ）として出力し、このドップラ信
号（ｄ）に基づいて高熱体（１）の速度、長さ等を測定
するようにしたレーザドップラ方式による高熱体（１）
の測定方法において、光センサ（２）の前にレーザ光
（ａ）の波長帯域を通す波長フィルタ（４）を配置する
ことにより光センサ（２）にレーザ光（ａ）の波長帯域
以外の光は入射しないようにしたことを特徴とするレー
ザドップラ方式による高熱体の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6180600A JPH0821849A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | レーザドップラ方式による高熱体の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6180600A JPH0821849A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | レーザドップラ方式による高熱体の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0821849A true JPH0821849A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=16086097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6180600A Pending JPH0821849A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | レーザドップラ方式による高熱体の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821849A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5782036B2 (ja) * | 2010-09-03 | 2015-09-24 | 株式会社ブリヂストン | 帯状部材の形状検出装置と２次元変位センサー |
| JP2016148561A (ja) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 株式会社小野測器 | レーザドップラ速度計 |
| JP2016223973A (ja) * | 2015-06-02 | 2016-12-28 | 株式会社小野測器 | レーザ光合成分岐装置及びレーザ測定装置 |
| WO2021055715A1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Ndc Technologies Inc. | Laser interferometry systems and methods |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057204A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | Kawasaki Steel Corp | 高温物体の表面性状測定方法および装置 |
| JPH0540176A (ja) * | 1991-08-07 | 1993-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | レーザドツプラ速度計 |
| JPH0566226A (ja) * | 1991-09-06 | 1993-03-19 | Canon Inc | 変位情報検出装置及び速度計 |
| JPH0735587A (ja) * | 1993-07-23 | 1995-02-07 | Kawasaki Steel Corp | 溶湯流量測定装置及び溶湯流量測定方法 |
-
1994
- 1994-07-08 JP JP6180600A patent/JPH0821849A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057204A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | Kawasaki Steel Corp | 高温物体の表面性状測定方法および装置 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5782036B2 (ja) * | 2010-09-03 | 2015-09-24 | 株式会社ブリヂストン | 帯状部材の形状検出装置と２次元変位センサー |
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| JP2016223973A (ja) * | 2015-06-02 | 2016-12-28 | 株式会社小野測器 | レーザ光合成分岐装置及びレーザ測定装置 |
| WO2021055715A1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Ndc Technologies Inc. | Laser interferometry systems and methods |
| KR20220063241A (ko) * | 2019-09-20 | 2022-05-17 | 엔디씨 테크놀로지스, 인크. | 레이저 간섭계 시스템 및 방법 |
| CN114521227A (zh) * | 2019-09-20 | 2022-05-20 | Ndc技术公司 | 激光干涉测量系统及方法 |
| JP2022548307A (ja) * | 2019-09-20 | 2022-11-17 | エヌディーシー テクノロジーズ インコーポレイテッド | レーザー干渉法システムおよび方法 |
| US11703315B2 (en) | 2019-09-20 | 2023-07-18 | Nordson Corporation | Laser interferometry systems and methods |
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