JPS60196676A - レ−ザスペツクル速度計 - Google Patents
レ−ザスペツクル速度計Info
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- JPS60196676A JPS60196676A JP5404584A JP5404584A JPS60196676A JP S60196676 A JPS60196676 A JP S60196676A JP 5404584 A JP5404584 A JP 5404584A JP 5404584 A JP5404584 A JP 5404584A JP S60196676 A JPS60196676 A JP S60196676A
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- optical fibers
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）発明の分野
この発明は、移動する連続固体物体を対象に、非接触で
速度を測定する場合等に使用されるレーザスペックル速
度計に関する。
速度を測定する場合等に使用されるレーザスペックル速
度計に関する。
（ロ）従来技術とその問題点
一般に、物体にレーザ光を照射すると、物体を透過又は
反射された光は拡散光となり、空間に広がる。そして、
この拡散光はレーザ光のコヒーレンズ性により明暗の鮮
明なスペックルパターンを呈するし、対象物体が移動す
るとスペックルパターンも同時に移動する。
反射された光は拡散光となり、空間に広がる。そして、
この拡散光はレーザ光のコヒーレンズ性により明暗の鮮
明なスペックルパターンを呈するし、対象物体が移動す
るとスペックルパターンも同時に移動する。
この性質を応用して移動物体の速度を測定する方法が、
雑誌「レーザ研究」 （レーザ学会刊行）第８巻・第２
号（昭和５５年３月）の第３７頁から第４５頁まで、及
び同誌第８巻・第３号（昭和５５年５月）の第３頁から
第１０頁までに記載されている。
雑誌「レーザ研究」 （レーザ学会刊行）第８巻・第２
号（昭和５５年３月）の第３７頁から第４５頁まで、及
び同誌第８巻・第３号（昭和５５年５月）の第３頁から
第１０頁までに記載されている。
この記載によれば、第１図に示すように、レーザビーム
光１を移動している物体２に照射し、その透過光を物体
２の移動方向に並設された受光素子３．４で受光すると
、この２点て検出したスペックルパターン強度の相互相
関ピークの時間遅れτｄは、次式に示すように移動物体
Ｖとの間に相関がある。
光１を移動している物体２に照射し、その透過光を物体
２の移動方向に並設された受光素子３．４で受光すると
、この２点て検出したスペックルパターン強度の相互相
関ピークの時間遅れτｄは、次式に示すように移動物体
Ｖとの間に相関がある。
σ−Ｒ／ρ＋ま
ただし
Ｘ：受光素子３．４間の１屯離、
ω：照明領域曲率、ΔＸ；スペックルサイズ、ρ；照明
光曲率、 Ｒ；対象物体から受光素子までの距離。
光曲率、 Ｒ；対象物体から受光素子までの距離。
ここで、Ｘ、ΔＸ、ρ、Ｒば、光学系が決まれば一定と
なるものである。したがって、）目互相関ピークの時間
遅れてｄをめれば、移動物体の速度が測定できることが
わかる。
なるものである。したがって、）目互相関ピークの時間
遅れてｄをめれば、移動物体の速度が測定できることが
わかる。
しかし、この相互相関法による速度測定方法では、物体
の移動方向が不定の場合、方向検出ができないので、物
体の正しい移動速度を測定することができなかった。
の移動方向が不定の場合、方向検出ができないので、物
体の正しい移動速度を測定することができなかった。
また、レーザ光源よりのレーザビーム光を、直接移動物
体に照射するものであるから、測定できる範囲に限界が
あり、例えば被測定物体がシリンダ内面や水や潤滑油等
の液体中にある場合には、測定することができなかった
。
体に照射するものであるから、測定できる範囲に限界が
あり、例えば被測定物体がシリンダ内面や水や潤滑油等
の液体中にある場合には、測定することができなかった
。
（ハ）発明の目的
上記に鑑み、この発明の目的は、移動方向が不定の場合
でも、その方向とともに移動速度を測定し得、かつ測定
可能範囲の広い、種々の条件下で測定し得るレーザスペ
ックル速度計を提供することである。
でも、その方向とともに移動速度を測定し得、かつ測定
可能範囲の広い、種々の条件下で測定し得るレーザスペ
ックル速度計を提供することである。
（ニ）発明の構成とリノ果
上記目的を達成するために、この発明のレーザスペック
ル速度計は、コヒーシン１−光を発生する光源と、この
光源よりのコヒーレント光を被測定物体に導く第１の光
ファイバと、各々が２個を１組として各列の入射端距離
が等しくかつ方向が異なるように配置され、各々が被測
定物体に照射されて生じるスペックルパターンを形成す
る拡散反射光を導出する複数本の第２の光ファイバと、
これら複数本の第２の光ファイバに対応して設けられ、
各々がスペックルパターンの変化を電気信号に変換する
複数個の光電変換素子と、これら光電変換素子よりの出
力信号を受け、前記第２の光ファイバの２ ＋１１ｔｌ
１組に対応する信号の相互相関関数を算出する手段と
、相関関数の時間遅れを算出する手段と、前記算出した
相互相関関数のピーク値を抽出する手段とからなり、抽
出されたピーク値に対応する前記第２の光フアイバ対の
位置及びその位置に対応する相関関数の時間遅れより、
方向及び速度をめるようにしている。
ル速度計は、コヒーシン１−光を発生する光源と、この
光源よりのコヒーレント光を被測定物体に導く第１の光
ファイバと、各々が２個を１組として各列の入射端距離
が等しくかつ方向が異なるように配置され、各々が被測
定物体に照射されて生じるスペックルパターンを形成す
る拡散反射光を導出する複数本の第２の光ファイバと、
これら複数本の第２の光ファイバに対応して設けられ、
各々がスペックルパターンの変化を電気信号に変換する
複数個の光電変換素子と、これら光電変換素子よりの出
力信号を受け、前記第２の光ファイバの２ ＋１１ｔｌ
１組に対応する信号の相互相関関数を算出する手段と
、相関関数の時間遅れを算出する手段と、前記算出した
相互相関関数のピーク値を抽出する手段とからなり、抽
出されたピーク値に対応する前記第２の光フアイバ対の
位置及びその位置に対応する相関関数の時間遅れより、
方向及び速度をめるようにしている。
この発明のレーザスペックル速度計によれば、移動方向
不定でも速度が測定できる上、コヒーレント光の被測定
物体への照射及び被測定物体より信号処理部へのスペッ
クルパターンの導出を光ファイバを用いて行っているの
で、シリンダ内面等通常のレンズ光学系では測定できな
い場所や、水中、潤滑油中等でも用意に測定できる。
不定でも速度が測定できる上、コヒーレント光の被測定
物体への照射及び被測定物体より信号処理部へのスペッ
クルパターンの導出を光ファイバを用いて行っているの
で、シリンダ内面等通常のレンズ光学系では測定できな
い場所や、水中、潤滑油中等でも用意に測定できる。
また、光ファイバは低損失で誘導ｊ：ｌｌ音を受けない
から、レーザ光源、光電変換素子と被測定物体の間の距
離を大きくしても、雑音の小さい信号が得られる。それ
ゆえにまた、レーザ光源等と被測定物体との間の距離を
大きくできるので、レーザ光源、光電変換素子を装置本
体内に組込むことができ、装置構成が簡素化される。さ
らにまた、被測定物体の置かれる現場が劣悪な環境下で
も、レーザ光源、光電変換素子を保護できる等の利点が
ある。
から、レーザ光源、光電変換素子と被測定物体の間の距
離を大きくしても、雑音の小さい信号が得られる。それ
ゆえにまた、レーザ光源等と被測定物体との間の距離を
大きくできるので、レーザ光源、光電変換素子を装置本
体内に組込むことができ、装置構成が簡素化される。さ
らにまた、被測定物体の置かれる現場が劣悪な環境下で
も、レーザ光源、光電変換素子を保護できる等の利点が
ある。
（ボ）実施例の説明
以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。
。
第２図は、この発明の１実施例を示すレーザスペックル
速度計の概略図である。同図において、１０はレーザビ
ーム光を発生するレーザダイオードであり、温度条件を
一定にして安定なレーザ発振を行わせるための温度制御
ブロック１１に実装されている。温度制御ブロック１１
に、吸発熱によりレーザダイオード１０の周囲温度を一
定に保つベルチェ素子が設＆Ｊられている。１２はレー
ザダイオードｌＯの周囲温度を検出する温度センサ、１
３は温度制御回路である。温度制御回路１３は、温度セ
ンサ１２により検出される温度に応して温度制御ブロッ
ク１１内のベルチェ素子の吸発熱を制御し、レーザダ・
イオ−１・凹Ｏの周囲温度を一定に保つよ・うになって
いる。
速度計の概略図である。同図において、１０はレーザビ
ーム光を発生するレーザダイオードであり、温度条件を
一定にして安定なレーザ発振を行わせるための温度制御
ブロック１１に実装されている。温度制御ブロック１１
に、吸発熱によりレーザダイオード１０の周囲温度を一
定に保つベルチェ素子が設＆Ｊられている。１２はレー
ザダイオードｌＯの周囲温度を検出する温度センサ、１
３は温度制御回路である。温度制御回路１３は、温度セ
ンサ１２により検出される温度に応して温度制御ブロッ
ク１１内のベルチェ素子の吸発熱を制御し、レーザダ・
イオ−１・凹Ｏの周囲温度を一定に保つよ・うになって
いる。
１４はレーザダイオード１０の発光強度を安定化するだ
めの自動パワー制御（Ａ Ｐ Ｃ）回路である。
めの自動パワー制御（Ａ Ｐ Ｃ）回路である。
１５は被測定物体、１６は光ファイバ束である。
光ファイバ束１６は、１本の投光用の光ファイバ１７と
０本の受光用の光ファイバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ・・
・１８ｎとから構成されている。１９ａ、１９ｂ、１９
ｃ・・・１９ｎは、光ファイバ１８ａ、１８ｂ、１３ｃ
ｍ ・・１８ｎに対応して設けられるホトダイオード、
２０は信号処理部である。
０本の受光用の光ファイバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ・・
・１８ｎとから構成されている。１９ａ、１９ｂ、１９
ｃ・・・１９ｎは、光ファイバ１８ａ、１８ｂ、１３ｃ
ｍ ・・１８ｎに対応して設けられるホトダイオード、
２０は信号処理部である。
レーザダイオード１０と被測定物体１５の近傍に投光用
の光ファイバ１７が配置され、レーザダイオード１０か
らのコヒーレンＩ・光を被測定物体１５に導き、照射す
るようになっている。また、被測定物体１５の近傍とホ
トダイオード１９ａ、１９ｂ、１９ｃ・＝１９ｎ間には
、受光用の光ファイバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ・・ １
８ｎが配置され、被測定物体１５の表面からの拡１１に
反射光がスペックルパターンを形成して入射されるのを
ホトダイオート用９ａ、１９ｂ、１９ｃ・・・１９Ｔ］
まで導くようになっている。これら受光用の光ファイバ
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ＝］８ｎは、光の入射端面のパ
ターンが、第３図に示すように同心円状となるように並
設されている。
の光ファイバ１７が配置され、レーザダイオード１０か
らのコヒーレンＩ・光を被測定物体１５に導き、照射す
るようになっている。また、被測定物体１５の近傍とホ
トダイオード１９ａ、１９ｂ、１９ｃ・＝１９ｎ間には
、受光用の光ファイバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ・・ １
８ｎが配置され、被測定物体１５の表面からの拡１１に
反射光がスペックルパターンを形成して入射されるのを
ホトダイオート用９ａ、１９ｂ、１９ｃ・・・１９Ｔ］
まで導くようになっている。これら受光用の光ファイバ
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ＝］８ｎは、光の入射端面のパ
ターンが、第３図に示すように同心円状となるように並
設されている。
ホトダイオード１９ａ、１９ｂ、１９ｃ・−−１９ｎは
、スペックルパターンを電気信号に変換し、その変換し
たスペックルパターンのゆらぎ信号を信号処理部２０に
与えられるようになっている。
、スペックルパターンを電気信号に変換し、その変換し
たスペックルパターンのゆらぎ信号を信号処理部２０に
与えられるようになっている。
信号処理部２０は、第４図に示すように、ボ１−ダイオ
ード１９ａ、１９ｂ、１９ｃ＝１９ｎに対応する入力端
子２１ａ、２１ｂ、２１ｃ・・・２１ｎ、ザンプル・ア
ンド・ボールド回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃ・・・２２
ｒｌ、Ａ／Ｄ変換器２３ａ、２３ｂ、２３Ｃ・−−２３
、ＣＰＵ （中央処理装置）２４及び出力回路２５とか
ら構成されており、ＣＩ） Ｕ ２４にはマイクロプロ
セツサや波形データ記憶用メモリなどを含んでいる。
ード１９ａ、１９ｂ、１９ｃ＝１９ｎに対応する入力端
子２１ａ、２１ｂ、２１ｃ・・・２１ｎ、ザンプル・ア
ンド・ボールド回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃ・・・２２
ｒｌ、Ａ／Ｄ変換器２３ａ、２３ｂ、２３Ｃ・−−２３
、ＣＰＵ （中央処理装置）２４及び出力回路２５とか
ら構成されており、ＣＩ） Ｕ ２４にはマイクロプロ
セツサや波形データ記憶用メモリなどを含んでいる。
次に、以上のように構成されるレーザスペックル速度計
の動作について説明する。
の動作について説明する。
電源がオンされると、レーザダイオード１０よりコヒー
レント（レーザ）光が出力されるが、ｔ１Ｕ度制御ブｌ
−ＩツクＪｌによって温度が一定に保持され、かつまた
自動パワー制御回路１４でパワー制御がなされるので、
常に安定したコヒーシン１−光が出力される。
レント（レーザ）光が出力されるが、ｔ１Ｕ度制御ブｌ
−ＩツクＪｌによって温度が一定に保持され、かつまた
自動パワー制御回路１４でパワー制御がなされるので、
常に安定したコヒーシン１−光が出力される。
レーザダイオード１ｏがらのコヒーレント光い゛光ファ
イバ１７を介して移動中の被測定物体１５の表面に照射
される。被測定物体１５の表面から生じた拡散反射光は
スペックルパターンを形成し、その一部が光ファイバ１
８ａ、１８ｂ、１８ｃ・・・１８ｎに入射され、ボ１〜
り゛イオート’１９ａ。
イバ１７を介して移動中の被測定物体１５の表面に照射
される。被測定物体１５の表面から生じた拡散反射光は
スペックルパターンを形成し、その一部が光ファイバ１
８ａ、１８ｂ、１８ｃ・・・１８ｎに入射され、ボ１〜
り゛イオート’１９ａ。
１９ｂ、１９Ｃ・・・１９ｎまで送られる。そしてホト
ダイオード１９ａ、１９ｂ、１９Ｃ・−−１９ｎにより
スペックルパターンの光強度分布が電気信号に変換され
、信号処理部２０に入力される。
ダイオード１９ａ、１９ｂ、１９Ｃ・−−１９ｎにより
スペックルパターンの光強度分布が電気信号に変換され
、信号処理部２０に入力される。
信号処理部２０の各入力端子２１ａ、２１ｂ、２１Ｃ・
・・２１ｎに与えられる信号は、ザンプル・アンド・ボ
ールド回路２２ａ、２２ｂ、２２Ｃ・・・２２ｎでザン
プリングされ、各Ａ／Ｄ変換器２３ａ、２３ｂ、２３ｃ
ｍ２３ｎでデジタル信号に変換され、ＣＰＵ２４に入力
される。
・・２１ｎに与えられる信号は、ザンプル・アンド・ボ
ールド回路２２ａ、２２ｂ、２２Ｃ・・・２２ｎでザン
プリングされ、各Ａ／Ｄ変換器２３ａ、２３ｂ、２３ｃ
ｍ２３ｎでデジタル信号に変換され、ＣＰＵ２４に入力
される。
ＣＰＵ２４は、入力された各スペックルパターンの強度
波形のデジタルデータをメモリに格納する。そして、こ
れらのデータから同心円状に配置される各光ファイバの
直径上に位置する一対の光ファイバを選び、相互相関関
数をめる。光ファイバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ・・ １
８ｎが１６本であり、これら１６本の光ファイバをＦｌ
・Ｆ１′、Ｆ２・Ｆ２’ ・・・Ｆ８・Ｆ８″で表示す
ると、第３図に示すように、直径上配置されるＦｌとＦ
ｌ”、Ｆ２とＦ２” ・・・Ｆ８とＦ８’がそれぞれ一
対として相互相関関数がめられる。
波形のデジタルデータをメモリに格納する。そして、こ
れらのデータから同心円状に配置される各光ファイバの
直径上に位置する一対の光ファイバを選び、相互相関関
数をめる。光ファイバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ・・ １
８ｎが１６本であり、これら１６本の光ファイバをＦｌ
・Ｆ１′、Ｆ２・Ｆ２’ ・・・Ｆ８・Ｆ８″で表示す
ると、第３図に示すように、直径上配置されるＦｌとＦ
ｌ”、Ｆ２とＦ２” ・・・Ｆ８とＦ８’がそれぞれ一
対として相互相関関数がめられる。
物体の移動方向に位置する一対の光ファイバよりの信号
に相関ピーク値が現れるので、各列の相互相関関数の中
よりピーク値を抽出し、対応する光フアイバ対より移動
方向を知る。また、相関ピーク値の時間遅れは被測定物
体１５の速度の大きさに逆比例するので、相関ピーク値
の時間遅れより移動速度を知る。
に相関ピーク値が現れるので、各列の相互相関関数の中
よりピーク値を抽出し、対応する光フアイバ対より移動
方向を知る。また、相関ピーク値の時間遅れは被測定物
体１５の速度の大きさに逆比例するので、相関ピーク値
の時間遅れより移動速度を知る。
ＣＩ） Ｕ ２４におりる相関ピーク値及び相関ピーク
値の時間遅れの測定フローを第５図に示しでいる。
値の時間遅れの測定フローを第５図に示しでいる。
ステップＳＴ（以下Ｓ′Ｆと略す）■で各スペックルパ
ターンの強度波形のデジタルデータがメモリに格納され
ると、続いてカウンタＮ Ｅ Ｎ ＋）に最後のデータ
Ｎｏ（ホトダイオードが８対の場合はＮＥＮＤ＝８とす
る）を格納する（Ｓｒ１）。そり、７ Ｎ Ｅ Ｎ Ｄ
ｌｌｌ （８（ＩＩ） （７）配列記１、ａ領域の各々
ニ、相互相関ピークの大きさを記憶するＰ領域と、相関
ピークの時間遅れを記１意する゛ｌ″領域を用意する（
Ｓｒ１） 。
ターンの強度波形のデジタルデータがメモリに格納され
ると、続いてカウンタＮ Ｅ Ｎ ＋）に最後のデータ
Ｎｏ（ホトダイオードが８対の場合はＮＥＮＤ＝８とす
る）を格納する（Ｓｒ１）。そり、７ Ｎ Ｅ Ｎ Ｄ
ｌｌｌ （８（ＩＩ） （７）配列記１、ａ領域の各々
ニ、相互相関ピークの大きさを記憶するＰ領域と、相関
ピークの時間遅れを記１意する゛ｌ″領域を用意する（
Ｓｒ１） 。
次に、Ｓｒ４でデータＮｏをＮ＝１とし、Ｎ０１とＮｏ
ｌｏの波形データオなわら光ファイバＦ１・Ｆ１′の波
形データによりその相互相関関数をめ（Ｓｒ５）、相互
相関関数のピーク有無を判定する（Ｓｒ１）。相互相関
関数のピークがなりればＳ Ｔ ７に移るが、相互相関
関数ピ〜りが有れば、Ｓｒ９でそのピーク値をＰ（１）
領域に、そのピーク値の遅れ時間をＴ（１）領域にそれ
ぞれ格納し、Ｓｒ１に移る。Ｓｒ１では“Ｎ≧ＮＥＮＤ
か”判定されるが、当初は判定ＮＯであり、Ｓｒ８に移
り”Ｎ≧Ｎ＋１” （Ｎ＝２）の処理を行い、Ｓ”Ｆ５
に戻る。Ｓｒ５では、今度は光ファイバＦ２・ｒパ２“
の対についての波形データにより相互相関関数をめ、相
互相関関数のピークがあれば、Ｓｒ９てそのピーク値を
Ｐ（２）領域に、そのピーク値の遅れ時間をＴ（２）領
域にそれぞれ格納し、Ｓｒ１に移る。
ｌｏの波形データオなわら光ファイバＦ１・Ｆ１′の波
形データによりその相互相関関数をめ（Ｓｒ５）、相互
相関関数のピーク有無を判定する（Ｓｒ１）。相互相関
関数のピークがなりればＳ Ｔ ７に移るが、相互相関
関数ピ〜りが有れば、Ｓｒ９でそのピーク値をＰ（１）
領域に、そのピーク値の遅れ時間をＴ（１）領域にそれ
ぞれ格納し、Ｓｒ１に移る。Ｓｒ１では“Ｎ≧ＮＥＮＤ
か”判定されるが、当初は判定ＮＯであり、Ｓｒ８に移
り”Ｎ≧Ｎ＋１” （Ｎ＝２）の処理を行い、Ｓ”Ｆ５
に戻る。Ｓｒ５では、今度は光ファイバＦ２・ｒパ２“
の対についての波形データにより相互相関関数をめ、相
互相関関数のピークがあれば、Ｓｒ９てそのピーク値を
Ｐ（２）領域に、そのピーク値の遅れ時間をＴ（２）領
域にそれぞれ格納し、Ｓｒ１に移る。
以上のようにして、データＮＯが８となるまでＳ′「５
〜Ｓ Ｔ９の処理を繰り返し、Ｐ （１）〜Ｐ（８）領
域に相互相関数のピーク値を、Ｔ（１）〜Ｔ（８）領域
に相互ピークの遅れをそれぞれ格納する。
〜Ｓ Ｔ９の処理を繰り返し、Ｐ （１）〜Ｐ（８）領
域に相互相関数のピーク値を、Ｔ（１）〜Ｔ（８）領域
に相互ピークの遅れをそれぞれ格納する。
データＮｏがＮ＝８になると、Ｓｒ１の判定がＹＥＳと
なり、５ＴＩＯに移る。そしてＰ（１）〜Ｐ（８）領域
を参照して、相互相関関数値か最大となるデータＮｏを
領域Ｍに格納する（Ｓ”ｒｌｏ）。続いてＰ （Ｍ）領
域の相関ピーク値１）ＭとＴ（Ｍ）領域の相関ピーク値
の時間遅れ′「Ｍを読み出す（ＳＴ１１）。そして、こ
の相関ピーク値の時間遅れ１’ Ｍより速度■を算出す
るとともに、データＮｏＭと速度の正負より物体の移動
方向をめる（ＳＴ１２）。例えばＭ＝３の場合には、第
３図の光ファイバＦ ３／Ｆ ３°の矢印のいずれかが
物体の移動方向となる。いずれであるかは速度の正負に
より区別される。
なり、５ＴＩＯに移る。そしてＰ（１）〜Ｐ（８）領域
を参照して、相互相関関数値か最大となるデータＮｏを
領域Ｍに格納する（Ｓ”ｒｌｏ）。続いてＰ （Ｍ）領
域の相関ピーク値１）ＭとＴ（Ｍ）領域の相関ピーク値
の時間遅れ′「Ｍを読み出す（ＳＴ１１）。そして、こ
の相関ピーク値の時間遅れ１’ Ｍより速度■を算出す
るとともに、データＮｏＭと速度の正負より物体の移動
方向をめる（ＳＴ１２）。例えばＭ＝３の場合には、第
３図の光ファイバＦ ３／Ｆ ３°の矢印のいずれかが
物体の移動方向となる。いずれであるかは速度の正負に
より区別される。
出力回路２５は、ＣＰＵ２４によって算出された被測定
物体の速度の方向と大きさをディスプレイ用の信号、ア
ナログ信号など必要とされる形式の信号に変換して出力
する。
物体の速度の方向と大きさをディスプレイ用の信号、ア
ナログ信号など必要とされる形式の信号に変換して出力
する。
なお、上記実施例において、各相互相関関数の算出は、
次のアルゴリズムによりなされる。すなわち、１対のサ
ンプル・アンド・ボールド回路でサンプルされた１対の
入力化％ （（Ｂ ）とｇ （ｋ）をそれぞれＦＥＴ
（高速フーリエ変換）処理して周波数スペクトルＦ （
ｎ） 、Ｇ （ｎ）を得、さらに、これら周波数スペク
トルＦ （ｎ） 、Ｇ （ｎ）ｋ’１ ｆ （ｋｌりを得る。
次のアルゴリズムによりなされる。すなわち、１対のサ
ンプル・アンド・ボールド回路でサンプルされた１対の
入力化％ （（Ｂ ）とｇ （ｋ）をそれぞれＦＥＴ
（高速フーリエ変換）処理して周波数スペクトルＦ （
ｎ） 、Ｇ （ｎ）を得、さらに、これら周波数スペク
トルＦ （ｎ） 、Ｇ （ｎ）ｋ’１ ｆ （ｋｌりを得る。
なお、上記実施例において光フプイハ１８ａ・１８ｂ、
１８ｃ・・−１８ｎの配置は、第３図に示すように円状
にしているが、第６図に示すように、円の中心点にも１
個受光用の光ファイバを配置し、この光フプイハと円状
に配置される各光ファイバの組合わせで１対のデータを
得るようにしてもよい。
１８ｃ・・−１８ｎの配置は、第３図に示すように円状
にしているが、第６図に示すように、円の中心点にも１
個受光用の光ファイバを配置し、この光フプイハと円状
に配置される各光ファイバの組合わせで１対のデータを
得るようにしてもよい。
またさらに、光ファイバの端面の配置を、第７図に示す
よ・うに、円の中心点の１閣の光ファイバと周辺の半円
状に配置される光ファイバの組合わせで１対のデータを
得、双方向に相互相関関数をめるようにすれば、取込む
データ量を半分にして、第６図に示すものと同しｌａ果
を得ることができる。
よ・うに、円の中心点の１閣の光ファイバと周辺の半円
状に配置される光ファイバの組合わせで１対のデータを
得、双方向に相互相関関数をめるようにすれば、取込む
データ量を半分にして、第６図に示すものと同しｌａ果
を得ることができる。
第１図はこの発明の前提となる測定原理を説明するため
の図、第２図はこの発明の１実施例を示ずレージ′スベ
、クル速度計の概略図、第３図は同レーザスペックル速
度計の受光用の光ファイバの入射αｌ′１１面の配置パ
ターンを示す図、第４図は同レーデスペックル速度計の
信号処理部を具体的に示したブロック図、第５図は同信
号処理部の動作を説明するためのフロー図、第６図、第
７図は上記実施例レーザスペックル速度旧の光ファイバ
の他の配置パターン例を示す図である。 １０；レーザダイオード、１５：被測定物体、１７：投
光用の光ファイバ、１８ａ・１８ｂ・１８ｃ・・・１８
ｎ：受光用の光ファイバ、１ ９ ａ ： １ ９ ｂ
： １ ９ ｃ −・・１ ９ ｎ ： ｓ３： ）
夕゛イオー１、”、２２ａ・２２ｂ・２２Ｃ・・・２
２ｎ：サンプル・アンド・ホール１ご回Ｗ＆、２４：ｃ
ｐｕｏ 特許出願人 社団法人 ロ木電子工業振興協会（ばか１
名） 代理人 弁理士 中 村 茂 化 第１図 第４図 第７図 ■ ○ ○
の図、第２図はこの発明の１実施例を示ずレージ′スベ
、クル速度計の概略図、第３図は同レーザスペックル速
度計の受光用の光ファイバの入射αｌ′１１面の配置パ
ターンを示す図、第４図は同レーデスペックル速度計の
信号処理部を具体的に示したブロック図、第５図は同信
号処理部の動作を説明するためのフロー図、第６図、第
７図は上記実施例レーザスペックル速度旧の光ファイバ
の他の配置パターン例を示す図である。 １０；レーザダイオード、１５：被測定物体、１７：投
光用の光ファイバ、１８ａ・１８ｂ・１８ｃ・・・１８
ｎ：受光用の光ファイバ、１ ９ ａ ： １ ９ ｂ
： １ ９ ｃ −・・１ ９ ｎ ： ｓ３： ）
夕゛イオー１、”、２２ａ・２２ｂ・２２Ｃ・・・２
２ｎ：サンプル・アンド・ホール１ご回Ｗ＆、２４：ｃ
ｐｕｏ 特許出願人 社団法人 ロ木電子工業振興協会（ばか１
名） 代理人 弁理士 中 村 茂 化 第１図 第４図 第７図 ■ ○ ○
Claims (1)
- （１）コヒーレント光を発生する光源と、この光源より
のコヒーレント光を被測定物体に導く第１の光ファイバ
と、各々が２個を１組として各列の入射端距離が等しく
かつ方向が異なるように配置され、各々が被測定物体に
照射されて生じるスペックルパターンを形成する拡散反
射光を導出する複数本の第２の光ファイバと、これら複
数本の第２の光ファイバに対応して設けられ、各々がス
ペックルパターンの変化を電気信号に変換する複数個の
光電変換素子と、これら光電変換素子よりの出力信号を
受け、前記第２の光ファイバの２個１組に対応する信号
の相互相関関数を算出する手段と、相関関数の時間遅れ
を算出する手段と、前記算出した相互相関関数のピーク
値を抽出する手段とからなり、抽出されたピーク値に対
応する前記第２の光フアイバ対の位置及びその位置に対
応する相関関数の時間遅れにより、被測定物体の移動方
向及び速度をめるようにしたことを特徴とするレーザス
ペックル速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5404584A JPS60196676A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | レ−ザスペツクル速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5404584A JPS60196676A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | レ−ザスペツクル速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60196676A true JPS60196676A (ja) | 1985-10-05 |
| JPH0458580B2 JPH0458580B2 (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=12959627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5404584A Granted JPS60196676A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | レ−ザスペツクル速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60196676A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004038325A3 (en) * | 2002-10-23 | 2004-06-10 | Trustees Of Darmouth College | Systems and methods that detect changes in incident optical radiation |
| US8174253B2 (en) | 2002-10-23 | 2012-05-08 | The Trustees Of Dartmouth College | Systems and methods that detect changes in incident optical radiation |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58205858A (ja) * | 1982-05-25 | 1983-11-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 速度計測装置 |
-
1984
- 1984-03-19 JP JP5404584A patent/JPS60196676A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58205858A (ja) * | 1982-05-25 | 1983-11-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 速度計測装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004038325A3 (en) * | 2002-10-23 | 2004-06-10 | Trustees Of Darmouth College | Systems and methods that detect changes in incident optical radiation |
| US7423279B2 (en) | 2002-10-23 | 2008-09-09 | The Trustees Of Dartmouth College | Systems and methods that detect changes in incident optical radiation |
| US8174253B2 (en) | 2002-10-23 | 2012-05-08 | The Trustees Of Dartmouth College | Systems and methods that detect changes in incident optical radiation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0458580B2 (ja) | 1992-09-17 |
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