JPH0843413A - 速度計 - Google Patents
速度計Info
- Publication number
- JPH0843413A JPH0843413A JP19906194A JP19906194A JPH0843413A JP H0843413 A JPH0843413 A JP H0843413A JP 19906194 A JP19906194 A JP 19906194A JP 19906194 A JP19906194 A JP 19906194A JP H0843413 A JPH0843413 A JP H0843413A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moving object
- optical member
- light
- speed
- detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ドップラー効果を利用して移動物体の速度情
報を高精度に検出することができる速度計を得ること。 【構成】 筐体内に設けた光源からの光束を該筐体に着
脱可能に装着した光学部材を介して移動物体に入射さ
せ、該移動物体からの散乱光の周波数の偏移に基づく光
束を該筐体内に設けた検出手段で検出し、該検出手段か
らの信号を利用して該移動物体の速度情報を検出する
際、該光学部材は該移動物体の速度検出方向とそれと直
交する方向とで互いに屈折力が異なる部材を有している
こと。
報を高精度に検出することができる速度計を得ること。 【構成】 筐体内に設けた光源からの光束を該筐体に着
脱可能に装着した光学部材を介して移動物体に入射さ
せ、該移動物体からの散乱光の周波数の偏移に基づく光
束を該筐体内に設けた検出手段で検出し、該検出手段か
らの信号を利用して該移動物体の速度情報を検出する
際、該光学部材は該移動物体の速度検出方向とそれと直
交する方向とで互いに屈折力が異なる部材を有している
こと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は速度計に関し、例えば移
動する物体や流体等（以下「移動物体」と称する。）に
レーザー光を照射し、該移動物体の移動速度に応じてド
ップラーシフトを受けた散乱光の周波数の偏移を検出す
ることにより移動物体の変位に関する変位情報や移動物
体の移動速度を非接触で測定するようにしたドップラー
効果を利用した速度計に関するものである。
動する物体や流体等（以下「移動物体」と称する。）に
レーザー光を照射し、該移動物体の移動速度に応じてド
ップラーシフトを受けた散乱光の周波数の偏移を検出す
ることにより移動物体の変位に関する変位情報や移動物
体の移動速度を非接触で測定するようにしたドップラー
効果を利用した速度計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より移動物体の移動速度を非接触且
つ高精度に測定する装置として、レーザードップラー速
度計が使用されている。レーザードップラー速度計は移
動物体にレーザー光を照射し、該移動物体からの散乱光
の周波数が、移動物体の移動速度に比例して偏移（シフ
ト）する効果（ドップラー効果）を利用して、移動物体
の移動速度を測定している。
つ高精度に測定する装置として、レーザードップラー速
度計が使用されている。レーザードップラー速度計は移
動物体にレーザー光を照射し、該移動物体からの散乱光
の周波数が、移動物体の移動速度に比例して偏移（シフ
ト）する効果（ドップラー効果）を利用して、移動物体
の移動速度を測定している。
【０００３】一例として図３に特願平２−１３０５９０
号で提案されているレーザードップラー速度計の要部概
略図を示す。同図において、１０１はレーザードップラ
ー速度計である。１はレーザー、２はコリメーターレン
ズ、７は移動物体としての被測定物体、１０は格子ピッ
チｄの回折格子、１１，１２は焦点距離がｆの凸レンズ
であり、図に示すような配置構成になっている。回折格
子１０からレンズ１１までの距離をａ，レンズ１２から
被測定物体７までの距離ｂとしたとき、ａ，ｂはａ＋ｂ
＝２ｆの関係を満足している。
号で提案されているレーザードップラー速度計の要部概
略図を示す。同図において、１０１はレーザードップラ
ー速度計である。１はレーザー、２はコリメーターレン
ズ、７は移動物体としての被測定物体、１０は格子ピッ
チｄの回折格子、１１，１２は焦点距離がｆの凸レンズ
であり、図に示すような配置構成になっている。回折格
子１０からレンズ１１までの距離をａ，レンズ１２から
被測定物体７までの距離ｂとしたとき、ａ，ｂはａ＋ｂ
＝２ｆの関係を満足している。
【０００４】波長λが約０．６８μｍのレーザーダイオ
ード１からのレーザー光はコリメーターレンズ２によっ
て直径１．２ｍｍφの平行光束３となり、格子ピッチｄ
が３．２μｍの透過型の回折格子１０の格子配列方向に
垂直に入射する。このとき±１次の回折光５ａ，５ｂは
回折角θ１＝１２°で出射する。
ード１からのレーザー光はコリメーターレンズ２によっ
て直径１．２ｍｍφの平行光束３となり、格子ピッチｄ
が３．２μｍの透過型の回折格子１０の格子配列方向に
垂直に入射する。このとき±１次の回折光５ａ，５ｂは
回折角θ１＝１２°で出射する。
【０００５】光束５ａ，５ｂが焦点距離ｆ（＝１５ｍ
ｍ）の凸レンズ１１に入射すると、図のような光束１３
ａ，１３ｂが得られる。光束１３ａ，１３ｂが２ｆ（＝
３０ｍｍ）離れたもう１つの凸レンズ１２に入射する
と、再び平行光１４ａ，１４ｂが得られ、前述の回折格
子１０からの回折角θ１と等しい角度で１．２ｍｍφの
スポット径となって速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）の被測定物
体７を照射する。
ｍ）の凸レンズ１１に入射すると、図のような光束１３
ａ，１３ｂが得られる。光束１３ａ，１３ｂが２ｆ（＝
３０ｍｍ）離れたもう１つの凸レンズ１２に入射する
と、再び平行光１４ａ，１４ｂが得られ、前述の回折格
子１０からの回折角θ１と等しい角度で１．２ｍｍφの
スポット径となって速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）の被測定物
体７を照射する。
【０００６】被測定物体７からの散乱光を凸レンズ１２
及び集光レンズ８により効率よく光検出器９受光部９ａ
へと集光させ、（ａ１）式に示すドップラー信号が含有
された光信号を検出する。そして演算手段２４により移
動物体７の速度情報を得ている。
及び集光レンズ８により効率よく光検出器９受光部９ａ
へと集光させ、（ａ１）式に示すドップラー信号が含有
された光信号を検出する。そして演算手段２４により移
動物体７の速度情報を得ている。
【０００７】 Ｆ＝２Ｖ／ｄ＝Ｖ／１．６（ｋＨｚ） ‥‥‥‥（ａ１） ここでａ＝１０ｍｍ，ｂ＝２０ｍｍとしており、ｂは比
較的長くなり、ワーキングディスタンスを大きくして速
度計設置の自由度を大きくしている。
較的長くなり、ワーキングディスタンスを大きくして速
度計設置の自由度を大きくしている。
【０００８】ここでレーザーダイオード１からのレーザ
ー光の波長λが変化したとすると、ｄｓｉｎθ＝λに対
応して回折角θが変動するが、ドップラー信号は変動し
ない。又この装置では２光束スポットの位置２５も不動
にしている。即ち、被測定物体７を図３に示す配置に設
定して、被測定物体７上で２光束のスポットの位置が不
動となるようにしてスポット間の位置ずれが生じないよ
うにして、常に適正な交差状態を保っている。
ー光の波長λが変化したとすると、ｄｓｉｎθ＝λに対
応して回折角θが変動するが、ドップラー信号は変動し
ない。又この装置では２光束スポットの位置２５も不動
にしている。即ち、被測定物体７を図３に示す配置に設
定して、被測定物体７上で２光束のスポットの位置が不
動となるようにしてスポット間の位置ずれが生じないよ
うにして、常に適正な交差状態を保っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図３に示す構成のレー
ザードップラー速度計は被測定物７がレーザー光束の交
差で干渉縞の生じている範囲に存在している必要があ
る。図３のレーザードップラー速度計の構成の場合、レ
ーザー光束の直径が１．２ｍｍφ、レーザー交差角度が
１２°に設定されており、測定するに充分な干渉縞の生
じる範囲、つまり測定可能範囲は実測により凸レンズ１
２より２０±１ｍｍとなる。例えば鋼板の移動速度を測
定する場合、表面の凹凸、板のそりがあった場合でも２
ｍｍの深度むらしか許されないということも規定され
る。
ザードップラー速度計は被測定物７がレーザー光束の交
差で干渉縞の生じている範囲に存在している必要があ
る。図３のレーザードップラー速度計の構成の場合、レ
ーザー光束の直径が１．２ｍｍφ、レーザー交差角度が
１２°に設定されており、測定するに充分な干渉縞の生
じる範囲、つまり測定可能範囲は実測により凸レンズ１
２より２０±１ｍｍとなる。例えば鋼板の移動速度を測
定する場合、表面の凹凸、板のそりがあった場合でも２
ｍｍの深度むらしか許されないということも規定され
る。
【００１０】レーザードップラー速度計本体１０１より
出射される光束径を拡大すれば光束の交差距離は拡大さ
れる。しかしながら被測定物７の反射面の凹凸による光
の明暗のパターンが増えることにより光検出器９では信
号が平均化され、ドップラー周波数信号としては出力レ
ベルが低くなり、Ｓ／Ｎが低下してくる。この為、従来
の装置において測定可能範囲を拡大するのは大変難しい
という問題点があった。
出射される光束径を拡大すれば光束の交差距離は拡大さ
れる。しかしながら被測定物７の反射面の凹凸による光
の明暗のパターンが増えることにより光検出器９では信
号が平均化され、ドップラー周波数信号としては出力レ
ベルが低くなり、Ｓ／Ｎが低下してくる。この為、従来
の装置において測定可能範囲を拡大するのは大変難しい
という問題点があった。
【００１１】本発明は、測定可能範囲を拡大しつつ、高
精度な速度情報が得られるドップラー効果を利用した速
度計の提供を目的とする。
精度な速度情報が得られるドップラー効果を利用した速
度計の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の速度計は、 （１−１）筐体内に設けた光源からの光束を該筐体に着
脱可能に装着した光学部材を介して移動物体に入射さ
せ、該移動物体からの散乱光の周波数の偏移に基づく光
束を該筐体内に設けた検出手段で検出し、該検出手段か
らの信号を利用して該移動物体の速度情報を検出する
際、該光学部材は該移動物体の速度検出方向とそれと直
交する方向とで互いに屈折力が異なる部材を有している
ことを特徴としている。
脱可能に装着した光学部材を介して移動物体に入射さ
せ、該移動物体からの散乱光の周波数の偏移に基づく光
束を該筐体内に設けた検出手段で検出し、該検出手段か
らの信号を利用して該移動物体の速度情報を検出する
際、該光学部材は該移動物体の速度検出方向とそれと直
交する方向とで互いに屈折力が異なる部材を有している
ことを特徴としている。
【００１３】特に、前記光学部材は前記移動物体の速度
検出方向と直交する方向にのみ負の屈折力を有するシリ
ンドリカルレンズ、そして球面より成る正レンズを有し
ていることや、前記光学部材は前記移動物体の速度検出
方向にのみ負の屈折力を有するシリンドリカルレンズ、
該移動物体の速度検出方向と直交する方向にのみ負の屈
折力を有するシリンドリカルレンズ、そして球面より成
る正レンズを有していること等を特徴としている。
検出方向と直交する方向にのみ負の屈折力を有するシリ
ンドリカルレンズ、そして球面より成る正レンズを有し
ていることや、前記光学部材は前記移動物体の速度検出
方向にのみ負の屈折力を有するシリンドリカルレンズ、
該移動物体の速度検出方向と直交する方向にのみ負の屈
折力を有するシリンドリカルレンズ、そして球面より成
る正レンズを有していること等を特徴としている。
【００１４】（１−２）光源手段からの光束を移動物体
に入射させ、該移動物体からの散乱光の周波数の偏移に
基づく光束を検出手段で検出し、該検出手段からの信号
を利用して該移動物体の速度情報を検出する装置で、光
束を光学部材を介して該移動物体に入射させる際、該光
学部材は該移動物体の速度検出方向とそれと直交する方
向とで互いに屈折力が異なる構成によって速度検出方向
の光束径を拡大していることを特徴としている。
に入射させ、該移動物体からの散乱光の周波数の偏移に
基づく光束を検出手段で検出し、該検出手段からの信号
を利用して該移動物体の速度情報を検出する装置で、光
束を光学部材を介して該移動物体に入射させる際、該光
学部材は該移動物体の速度検出方向とそれと直交する方
向とで互いに屈折力が異なる構成によって速度検出方向
の光束径を拡大していることを特徴としている。
【００１５】特に、前記光学部材は前記移動物体の速度
検出方向と直交する方向にのみ負の屈折力を有するシリ
ンドリカルレンズ、そして球面より成る正レンズを有し
ていることや、前記光学部材は前記移動物体の速度検出
方向にのみ負の屈折力を有するシリンドリカルレンズ、
該移動物体の速度検出方向と直交する方向にのみ負の屈
折力を有するシリンドリカルレンズ、そして球面より成
る正レンズを有していること等を特徴としている。
検出方向と直交する方向にのみ負の屈折力を有するシリ
ンドリカルレンズ、そして球面より成る正レンズを有し
ていることや、前記光学部材は前記移動物体の速度検出
方向にのみ負の屈折力を有するシリンドリカルレンズ、
該移動物体の速度検出方向と直交する方向にのみ負の屈
折力を有するシリンドリカルレンズ、そして球面より成
る正レンズを有していること等を特徴としている。
【００１６】（１−３）検出本体内の光源手段からの波
長λの光束を該検出本体に着脱可能な光学部材を介して
移動物体に入射角θで該光束の波長λの変化に応じて入
射角θが変化したときｓｉｎθ／λが略一定となるよう
に入射させ、該移動物体からの散乱光束の周波数の偏移
を該検出本体内の検出手段で検出し、該検出手段からの
信号を利用して該移動物体の速度情報を検出する際、該
光学部材は該移動物体の速度検出方向とそれと直交する
方向とで互いに屈折力が異なる部材を有していることを
特徴としている。
長λの光束を該検出本体に着脱可能な光学部材を介して
移動物体に入射角θで該光束の波長λの変化に応じて入
射角θが変化したときｓｉｎθ／λが略一定となるよう
に入射させ、該移動物体からの散乱光束の周波数の偏移
を該検出本体内の検出手段で検出し、該検出手段からの
信号を利用して該移動物体の速度情報を検出する際、該
光学部材は該移動物体の速度検出方向とそれと直交する
方向とで互いに屈折力が異なる部材を有していることを
特徴としている。
【００１７】
【実施例】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例１の要
部平面図と要部断面図である。
部平面図と要部断面図である。
【００１８】本実施例では図１（Ａ）の紙面内（移動面
内）において移動物体７が速度Ｖで矢印７ａの如く移動
している場合を示している。図１において１Ａは速度計
である。１Ｂは速度計１Ａの検出本体、１Ｃは本体１Ｂ
に着脱可能な光学部材である。
内）において移動物体７が速度Ｖで矢印７ａの如く移動
している場合を示している。図１において１Ａは速度計
である。１Ｂは速度計１Ａの検出本体、１Ｃは本体１Ｂ
に着脱可能な光学部材である。
【００１９】１は光源で、例えばレーザーダイオード等
（以下「レーザー」と称する。）より成っており、波長
λ＝６８５ｎｍのレーザー光を放射している。２はコリ
メーターレンズであり、レーザー１からの光束を直径
１．８ｍｍの平行光束３にしている。４は回折格子であ
り、例えば格子ピッチｄが３．２μｍの透過型の回折格
子より成り±１次回折光１２ａ，１２ｂが回折角θ１
（θ１＝１２°）で回折するように設定している。
（以下「レーザー」と称する。）より成っており、波長
λ＝６８５ｎｍのレーザー光を放射している。２はコリ
メーターレンズであり、レーザー１からの光束を直径
１．８ｍｍの平行光束３にしている。４は回折格子であ
り、例えば格子ピッチｄが３．２μｍの透過型の回折格
子より成り±１次回折光１２ａ，１２ｂが回折角θ１
（θ１＝１２°）で回折するように設定している。
【００２０】５はレンズ群であり、回折格子４からの±
１次回折光１２ａ，１２ｂを集光し、光束１３ａ，１３
ｂとし、点Ｐに集光した後にレンズ群６に導光してい
る。レンズ群６は２つのレンズ６ａ，６ｂを有し、入射
してきた光束１３ａ，１３ｂを平行光束１４ａ，１４ｂ
として本体１Ｂより射出している。このとき平行光束１
４ａ，１４ｂは回折格子４からの回折角θ１と等しい角
度θ２で直径１．８ｍｍのスポットとして光学部材１Ｃ
に入射している。
１次回折光１２ａ，１２ｂを集光し、光束１３ａ，１３
ｂとし、点Ｐに集光した後にレンズ群６に導光してい
る。レンズ群６は２つのレンズ６ａ，６ｂを有し、入射
してきた光束１３ａ，１３ｂを平行光束１４ａ，１４ｂ
として本体１Ｂより射出している。このとき平行光束１
４ａ，１４ｂは回折格子４からの回折角θ１と等しい角
度θ２で直径１．８ｍｍのスポットとして光学部材１Ｃ
に入射している。
【００２１】レンズ群５とレンズ群６は各々焦点距離ｆ
が等しいレンズ群である。２つのレンズ群５，６は焦点
距離ｆの２倍の間隔を隔てて配置して構成している。７
は移動物体または移動流体（以下「移動物体」と称す
る。）であり、移動速度Ｖで矢印７ａ方向に移動してい
る。
が等しいレンズ群である。２つのレンズ群５，６は焦点
距離ｆの２倍の間隔を隔てて配置して構成している。７
は移動物体または移動流体（以下「移動物体」と称す
る。）であり、移動速度Ｖで矢印７ａ方向に移動してい
る。
【００２２】光学部材１Ｃは本体１Ｂに着脱可能となっ
ている。光学部材１Ｃは移動物体７の移動検出方向７ａ
と直交する方向（図１（Ａ）の面内）にのみ負の屈折力
を有するシリンドリカルレンズ２１と球面より成る正レ
ンズ２２の２つのレンズを有している。
ている。光学部材１Ｃは移動物体７の移動検出方向７ａ
と直交する方向（図１（Ａ）の面内）にのみ負の屈折力
を有するシリンドリカルレンズ２１と球面より成る正レ
ンズ２２の２つのレンズを有している。
【００２３】図１（Ａ）の速度検出方向である移動面内
においてシリンドリカルレンズ２１は平行光束１４ａ，
１４ｂを発散光束１５ａ，１５ｂとし、正レンズ２２は
シリンドリカルレンズ２１からの発散光束１５ａ，１５
ｂを平行光束１６ａ，１６ｂとして移動物体７に入射し
ている。
においてシリンドリカルレンズ２１は平行光束１４ａ，
１４ｂを発散光束１５ａ，１５ｂとし、正レンズ２２は
シリンドリカルレンズ２１からの発散光束１５ａ，１５
ｂを平行光束１６ａ，１６ｂとして移動物体７に入射し
ている。
【００２４】図１（Ｂ）の移動面とは直交する面ではシ
リンドリカルレンズ２１は平行光束１４ａ，１４ｂをそ
のまま通過させ、正レンズ２２はシリンドリカルレンズ
２１からの平行光束を集光して移動物体７に入射させて
いる。
リンドリカルレンズ２１は平行光束１４ａ，１４ｂをそ
のまま通過させ、正レンズ２２はシリンドリカルレンズ
２１からの平行光束を集光して移動物体７に入射させて
いる。
【００２５】本実施例では図１（Ａ）において光束１６
ａ，１６ｂが移動物体７面上での交差角θｍが干渉縞ピ
ッチをＰｍとしたとき θｍ＝ｓｉｎ-1（６８５／２Ｐｍ） となるように各要素を設定している。
ａ，１６ｂが移動物体７面上での交差角θｍが干渉縞ピ
ッチをＰｍとしたとき θｍ＝ｓｉｎ-1（６８５／２Ｐｍ） となるように各要素を設定している。
【００２６】尚速度検出方向と垂直な方向の図１（Ｂ）
の面内では光束の中心の交差位置が光束の集光位置とほ
ぼ一致している。
の面内では光束の中心の交差位置が光束の集光位置とほ
ぼ一致している。
【００２７】４０は集光レンズであり、移動物体７から
の反射光を光学部材１Ｃとレンズ群６を介して集光して
光検出器６０に導光している。
の反射光を光学部材１Ｃとレンズ群６を介して集光して
光検出器６０に導光している。
【００２８】本実施例において、レーザー１から出射さ
れたレーザー光はコリメーターレンズ２によって平行光
束３となり、回折格子４に垂直入射する。そして回折格
子４からの±１次回折光１２ａ，１２ｂは回折角θ１で
射出し、レンズ群５に入射し、該レンズ群５で点Ｐに集
光された後に発散してレンズ群６に入射する。レンズ群
６からの射出した平行光束１４ａ，１４ｂは角度θ２で
光学部材１Ｃに入射した後、光学部材１Ｃを介して角度
θｍで移動物体７に入射する。
れたレーザー光はコリメーターレンズ２によって平行光
束３となり、回折格子４に垂直入射する。そして回折格
子４からの±１次回折光１２ａ，１２ｂは回折角θ１で
射出し、レンズ群５に入射し、該レンズ群５で点Ｐに集
光された後に発散してレンズ群６に入射する。レンズ群
６からの射出した平行光束１４ａ，１４ｂは角度θ２で
光学部材１Ｃに入射した後、光学部材１Ｃを介して角度
θｍで移動物体７に入射する。
【００２９】そして速度Ｖで移動している被測定物体７
の測定点Ｍに異なった方向から照射している。被測定物
体７の測定点Ｍからの散乱光を光学部材１Ｃ、レンズ群
６、そして集光レンズ４０を介して光検出器６０で検出
している。ここでθ１＝θ２となっている。
の測定点Ｍに異なった方向から照射している。被測定物
体７の測定点Ｍからの散乱光を光学部材１Ｃ、レンズ群
６、そして集光レンズ４０を介して光検出器６０で検出
している。ここでθ１＝θ２となっている。
【００３０】このとき２光束による散乱光の周波数は、
移動速度Ｖに比例して各々＋Δｆ，−Δｆのドップラー
シフトを受ける。ここで、レーザー光の波長をλとすれ
ば周波数変化Δｆは次の（１）式で表わすことができ
る。
移動速度Ｖに比例して各々＋Δｆ，−Δｆのドップラー
シフトを受ける。ここで、レーザー光の波長をλとすれ
ば周波数変化Δｆは次の（１）式で表わすことができ
る。
【００３１】 Δｆ＝Ｖ・ｓｉｎ（θｍ）／λ ‥‥‥‥（１） ＋Δｆ，−Δｆのドップラーシフトを受けた散乱光は、
互いに干渉しあって光検出器６０の受光面での明暗の変
化をもたらし、その周波数Ｆは次の（２）式で与えられ
る。
互いに干渉しあって光検出器６０の受光面での明暗の変
化をもたらし、その周波数Ｆは次の（２）式で与えられ
る。
【００３２】 Ｆ＝２・Δｆ＝２・Ｖ・ｓｉｎ（θｍ）／λ ‥‥‥‥（２） （２）式から、光検出器６０の周波数Ｆ（以下「ドップ
ラー周波数」と呼ぶ）を測定して移動物体７の移動速度
Ｖが求めている。
ラー周波数」と呼ぶ）を測定して移動物体７の移動速度
Ｖが求めている。
【００３３】この系においてθ１とθｍとが実質的に大
差ない程度にすれば波長変動によるレンズ群５とレンズ
群６の焦点距離の変動を無視すれば回折格子４からの回
折光の出射角（回折角）θ１と移動物体７への入射角θ
ｍは波長変動によって回折角の変動が発生しても常に、 θ１≒θｍ となる。
差ない程度にすれば波長変動によるレンズ群５とレンズ
群６の焦点距離の変動を無視すれば回折格子４からの回
折光の出射角（回折角）θ１と移動物体７への入射角θ
ｍは波長変動によって回折角の変動が発生しても常に、 θ１≒θｍ となる。
【００３４】又、回折光をｎ次光とすると、 ｓｉｎθ１＝ｎλ／ｄ ‥‥‥‥（３） となる。
【００３５】従って（２），（３）式より、ドップラー
周波数Ｆは、 Ｆ＝２Ｖ・ｓｉｎθｍ／λ ≒２Ｖ・ｓｉｎθ１／λ ＝２ｎＶ／ｄ ‥‥‥‥（４） となる。この（４）式より明らかのように、この系では
波長変動に実質的に影響されないドップラー周波数Ｆを
得ることができる。
周波数Ｆは、 Ｆ＝２Ｖ・ｓｉｎθｍ／λ ≒２Ｖ・ｓｉｎθ１／λ ＝２ｎＶ／ｄ ‥‥‥‥（４） となる。この（４）式より明らかのように、この系では
波長変動に実質的に影響されないドップラー周波数Ｆを
得ることができる。
【００３６】即ち、図１の系ではｓｉｎθｍ／λが実質
的に一定値となっているので波長変動に実質的に影響さ
れないドップラー周波数Ｆを得ている。
的に一定値となっているので波長変動に実質的に影響さ
れないドップラー周波数Ｆを得ている。
【００３７】本実施例ではレーザー光の波長λが変化し
たとき所定次数の回折光の回折角θも変化するが、この
とき前述の如く構成することによりｓｉｎθｍ／λの値
が実質的に一定となるようにしている。
たとき所定次数の回折光の回折角θも変化するが、この
とき前述の如く構成することによりｓｉｎθｍ／λの値
が実質的に一定となるようにしている。
【００３８】本実施例では回折格子４の格子ピッチｄｍ
をｄｍ＝３．２μｍとし、光束１６ａ，１６ｂの移動物
体７面上での交差角θｍをθｍ＝７．８７°、干渉縞ピ
ッチＰｍ＝２．５μｍ、ビーム径を３ｍｍとしている。
これによりレーザー光束が交差している距離が従来の装
置に比べて約５倍に拡大している。
をｄｍ＝３．２μｍとし、光束１６ａ，１６ｂの移動物
体７面上での交差角θｍをθｍ＝７．８７°、干渉縞ピ
ッチＰｍ＝２．５μｍ、ビーム径を３ｍｍとしている。
これによりレーザー光束が交差している距離が従来の装
置に比べて約５倍に拡大している。
【００３９】移動物体７面上でのレーザー光束径は１／
５〜１／１０程度とし、移動物体７面上での凹凸による
光の明暗信号の平均化を低減し、Ｓ／Ｎ比を向上させて
いる。
５〜１／１０程度とし、移動物体７面上での凹凸による
光の明暗信号の平均化を低減し、Ｓ／Ｎ比を向上させて
いる。
【００４０】図２（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例２の
要部平面図と要部断面図である。図中、図１で示した要
素と同一要素には同符番を付している。
要部平面図と要部断面図である。図中、図１で示した要
素と同一要素には同符番を付している。
【００４１】本実施例では図１に実施例１に比べて光学
部材１Ｃをシリンドリカルレンズ２１と正レンズ２２の
他に図１（Ａ）の速度検出方向である移動面内と垂直な
面内（図２（Ｂ）のみに負の屈折力を有するシリンドリ
カルレンズ２３を集光用専用のレンズとしてシリンドリ
カルレンズ２１の本体１Ｂ側に設けた点が異なってお
り、その他の構成は同じである。
部材１Ｃをシリンドリカルレンズ２１と正レンズ２２の
他に図１（Ａ）の速度検出方向である移動面内と垂直な
面内（図２（Ｂ）のみに負の屈折力を有するシリンドリ
カルレンズ２３を集光用専用のレンズとしてシリンドリ
カルレンズ２１の本体１Ｂ側に設けた点が異なってお
り、その他の構成は同じである。
【００４２】本実施例では光学部材１Ｃを前述した形状
の３つのレンズより構成することにより実施例１に比べ
て更に測定深度（測定可能範囲）を拡大しつつ、移動物
体７からの散乱光が光検出器６０に多く入射するように
しており、これにより反射面が低反射率の移動物体であ
っても移動情報を高精度に検出することができるように
している。
の３つのレンズより構成することにより実施例１に比べ
て更に測定深度（測定可能範囲）を拡大しつつ、移動物
体７からの散乱光が光検出器６０に多く入射するように
しており、これにより反射面が低反射率の移動物体であ
っても移動情報を高精度に検出することができるように
している。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、測定可能
範囲を拡大しつつ、高精度な速度情報が得られるドップ
ラー効果を利用した速度計を達成することができる。
範囲を拡大しつつ、高精度な速度情報が得られるドップ
ラー効果を利用した速度計を達成することができる。
【図１】本発明の実施例１の要部概略図
【図２】本発明の実施例２の要部概略図
【図３】従来のレーザードップラー速度計の要部概略図
１ 光源 １Ａ 速度計 １Ｂ 検出本体 １Ｃ 光学部材 ２ コリメーターレンズ ４ 回折格子 ５，６ レンズ群 ７ 移動物体 ２１，２３ シリンドリカルレンズ ２２ 正レンズ ２４ 演算手段 ４０ 集光レンズ ６０ 光検出器
Claims (7)
- 【請求項１】 筐体内に設けた光源からの光束を該筐体
に着脱可能に装着した光学部材を介して移動物体に入射
させ、該移動物体からの散乱光の周波数の偏移に基づく
光束を該筐体内に設けた検出手段で検出し、該検出手段
からの信号を利用して該移動物体の速度情報を検出する
際、該光学部材は該移動物体の速度検出方向とそれと直
交する方向とで互いに屈折力が異なる部材を有している
ことを特徴とする速度計。 - 【請求項２】 前記光学部材は前記移動物体の速度検出
方向と直交する方向にのみ負の屈折力を有するシリンド
リカルレンズ、そして球面より成る正レンズを有してい
ることを特徴とする請求項１の速度計。 - 【請求項３】 前記光学部材は前記移動物体の速度検出
方向にのみ負の屈折力を有するシリンドリカルレンズ、
該移動物体の速度検出方向と直交する方向にのみ負の屈
折力を有するシリンドリカルレンズ、そして球面より成
る正レンズを有していることを特徴とする請求項１の速
度計。 - 【請求項４】 光源手段からの光束を移動物体に入射さ
せ、該移動物体からの散乱光の周波数の偏移に基づく光
束を検出手段で検出し、該検出手段からの信号を利用し
て該移動物体の速度情報を検出する装置で、光束を光学
部材を介して該移動物体に入射させる際、該光学部材は
該移動物体の速度検出方向とそれと直交する方向とで互
いに屈折力が異なる構成によって速度検出方向の光束径
を拡大していることを特徴とする速度計。 - 【請求項５】 前記光学部材は前記移動物体の速度検出
方向と直交する方向にのみ負の屈折力を有するシリンド
リカルレンズ、そして球面より成る正レンズを有してい
ることを特徴とする請求項４の速度計。 - 【請求項６】 前記光学部材は前記移動物体の速度検出
方向にのみ負の屈折力を有するシリンドリカルレンズ、
該移動物体の速度検出方向と直交する方向にのみ負の屈
折力を有するシリンドリカルレンズ、そして球面より成
る正レンズを有していることを特徴とする請求項４の速
度計。 - 【請求項７】 検出本体内の光源手段からの波長λの光
束を該検出本体に着脱可能な光学部材を介して移動物体
に入射角θで該光束の波長λの変化に応じて入射角θが
変化したときｓｉｎθ／λが略一定となるように入射さ
せ、該移動物体からの散乱光束の周波数の偏移を該検出
本体内の検出手段で検出し、該検出手段からの信号を利
用して該移動物体の速度情報を検出する際、該光学部材
は該移動物体の速度検出方向とそれと直交する方向とで
互いに屈折力が異なる部材を有していることを特徴とす
る速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19906194A JPH0843413A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19906194A JPH0843413A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843413A true JPH0843413A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16401464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19906194A Pending JPH0843413A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0843413A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019011999A (ja) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | 株式会社小野測器 | レーザドップラ速度計のアダプタ、及び、レーザドップラ速度計システム |
| JP2019184538A (ja) * | 2018-04-17 | 2019-10-24 | 株式会社小野測器 | アダプタ、及び、レーザドップラ速度計システム |
-
1994
- 1994-08-01 JP JP19906194A patent/JPH0843413A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019011999A (ja) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | 株式会社小野測器 | レーザドップラ速度計のアダプタ、及び、レーザドップラ速度計システム |
| JP2019184538A (ja) * | 2018-04-17 | 2019-10-24 | 株式会社小野測器 | アダプタ、及び、レーザドップラ速度計システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2294357B1 (en) | Laser self-mixing measuring system | |
| EP0632292B1 (en) | Velocimeter and position information detection apparatus | |
| US4897536A (en) | Optical axis displacement sensor with cylindrical lens means | |
| US5059791A (en) | Reference position detecting device utilizing a plurality of photo-detectors and an encoder using the device | |
| US7333185B2 (en) | Optical velocimeter, displacement information measurement device and conveying and processing device | |
| JP3082533B2 (ja) | レーザードップラー速度計 | |
| JP3548275B2 (ja) | 変位情報測定装置 | |
| JPH08248132A (ja) | 変位情報検出装置 | |
| JPH07198848A (ja) | 速度測定装置 | |
| JPH02262064A (ja) | レーザードップラー速度計 | |
| JP3937596B2 (ja) | 変位情報測定装置 | |
| JPH0843413A (ja) | 速度計 | |
| JP2005308454A (ja) | 回転速度計 | |
| JPH07229913A (ja) | 速度計 | |
| JPS6432105A (en) | Angle deviation measuring instrument for flat plate member | |
| ATE453851T1 (de) | Optischer sensor zur messung des abstands und der neigung einer fläche | |
| JPH07325096A (ja) | 速度計及び位置情報検出装置 | |
| JP2990891B2 (ja) | 変位情報検出装置及び速度計 | |
| JP4093942B2 (ja) | 速度計、変位計、振動計および電子機器 | |
| JPH04230885A (ja) | 速度計 | |
| JP4093947B2 (ja) | 速度計、変位計、振動計および電子機器 | |
| JP3397429B2 (ja) | 速度計及び変位情報測定装置 | |
| JPH08240604A (ja) | 変位情報測定装置 | |
| JP4093941B2 (ja) | 速度計、変位計、振動計および電子機器 | |
| JP3491988B2 (ja) | レーザードップラー速度計 |