JP2676296B2

JP2676296B2 - 光学的変位測定装置

Info

Publication number: JP2676296B2
Application number: JP4162189A
Authority: JP
Inventors: 祐二小林; 直久向坂
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1997-11-12
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JPH05332722A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体の変位状態を光学
的に測定するための光学的変位測定装置に係わる。ここ
で、物体の変位状態とは、物体の移動状態や変形状態等
をいい、変位量（移動量や変位量等）や変位速度（移動
速度や変位速度等）を含む。

【０００２】

【従来の技術】物体の変位量を光学的に測定する手段の
一つとして、スペックル法がある。スペックル法では、
物体にレーザ光等の可干渉な光を照射し、該照射光が該
物体の粗面等で拡散反射して形成する斑点状の模様（以
下、「スペックルパターン」という）を利用する。特開
昭５９−２１２７７３号公報に、スペックル法を採用し
た光学的速度検出装置の開示がある。この装置では、移
動する被測定物体に、ある時間間隔をおいて二回、可干
渉な光を照射する。該二回の照射により得られるスペッ
クルパターンを、それぞれ、複数の受光素子に受光さ
せ、光電変換する。各受光素子で採取したサンプル値を
互いにシフトさせて、その相関関係を演算する。かかる
演算から、スペックルパターンの移動量を求め、もっ
て、被測定物体の移動量及び移動速度を求めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように相関演算に
より移動量・移動速度を求める装置においては、サンプ
ル値の採取や相関演算に時間がかかり、実時間測定性の
点において十分でない。本発明は上記問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、被測定対象の変位状態
を短時間で測定でき、実時間測定性に優れた光学的変位
測定装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光学的変位測定装置は、該光学的変位測定
装置に対して相対的に変位する被測定対象の像を適当な
時間間隔をおいた二の測定時刻に入力し、各測定時刻に
おける該像を二重記録するための第一の記録手段と、該
第一の記録手段にコヒーレント光を照射して該二重記録
像を読みだすための第一のコヒーレント光投光手段と、
該読み出した二重記録像をフーリエ変換して第一のフー
リエ変換像を形成するための第一のフーリエ変換手段
と、該第一のフーリエ変換像を記録するための第二の記
録手段と、該第二の記録手段にコヒーレント光を照射し
て該第一のフーリエ変換像を読みだすための第二のコヒ
ーレント光投光手段と、該読み出した第一のフーリエ変
換像をフーリエ変換して第二のフーリエ変換像を形成す
るための第二のフーリエ変換手段と、該第二のフーリエ
変換像の光強度を検出するための０次元の光強度検出手
段と、該検出結果に基づいて、該二の測定時刻間の該測
定対象の該光学的変位測定装置に対する相対的変位情報
を出力する出力手段と、から構成される。該０次元の光
強度検出手段は、特に、光電子増倍管であることが好ま
しい。第二のフーリエ変換像は、該二の測定時刻におけ
る被測定対象の像の相関に応じた二の回折光点像からな
る。したがって、該０次元の光強度検出手段は、該二の
回折光点像の少なくとも一の光強度を検出するべく設け
られている。該出力手段は、該０次元の光強度検出手段
の検出結果に基づき、該二の測定時刻の間における該被
測定対象の該光学的変位測定装置に対する相対的変位量
を演算するための演算手段を備えていることが好まし
い。また、該第一の記録手段は、コヒーレント光を前記
被測定対象へ照射するための光照射手段を備え、この照
射コヒーレント光により前記二の測定時刻において形成
されるスペックルパターンを二重記録することが好まし
い。該第一及び第二の記録手段は、強誘電性液晶空間光
変調素子であることが好ましい。

【０００５】

【作用】上記構成を有する本発明の光学的変位測定装置
においては、該第一の記録手段が、該光学的変位測定装
置に対して相対的に変位する被測定対象の像を適当な時
間間隔をおいた二の測定時刻に入力し、各測定時刻にお
ける該像を二重記録する。該第一のコヒーレント光投光
手段が、該第一の記録手段にコヒーレント光を照射し
て、該第一の記録手段に記録された該二重記録像を読み
出す。該読みだした二重記録像を、該第一のフーリエ変
換手段がフーリエ変換し、第一のフーリエ変換像を形成
する。該第二の記録手段が、該第一のフーリエ変換像を
記録する。該第二のコヒーレント光投光手段が、該第二
の記録手段にコヒーレント光を照射して、該第二の記録
手段に記録された該第一のフーリエ変換像を読み出す。
該読みだした第一のフーリエ変換像を、該第二のフーリ
エ変換手段がフーリエ変換し、第二のフーリエ変換像を
形成する。該０次元の光強度検出手段が、該第二のフー
リエ変換像の光強度を検出する。該出力手段が、該検出
結果に基づいて、該二の測定時刻間の該測定対象の該光
学的変位測定装置に対する相対的変位情報を出力する。
該０次元の光強度検出手段は、該第二のフーリエ変換像
の光強度を検出する。ここで、該第二のフーリエ変換像
の光強度は、該二の測定時刻間における被測定対象と該
第一の記録手段（すなわち、該光学的変位測定装置）と
の相対的変位状態と一定の関係を有している。したがっ
て、該出力手段は、該０次元の光強度検出手段の検出結
果に基づき、該相対的変位状態を示す情報を出力するこ
とになる。また、該出力手段が前記演算手段を備えてい
る場合には、該演算手段は、該０次元の光強度検出手段
の検出結果に基づき、該二の測定時刻の間における該被
測定対象の該光学的変位測定装置に対する相対的変位量
を演算する。なお、該第一の記録手段がコヒーレント光
を照射するための光照射手段を備えている場合には、該
被測定対象の像として、スペックルパターンが得られ
る。

【０００６】図１は、本実施例に係る光学的移動速度測
定装置（以下、「測定装置」という）１の概略構成を示
す光学系統平面図である。該測定装置１は、光源として
のＨｅ−Ｎｅレーザ装置２と；該Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置
２からのレーザ光を、所定時間間隔をおいて二度被測定
物体３０に照射して、二のスペックルパターンを形成す
るためのスペックルパターン形成部１Ａと；該形成した
二のスペックルパターンを二重記録するための第一の強
誘電性液晶空間光変調素子（以下、「第一のＦＬＣ−Ｓ
ＬＭ」という）７と；該Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置２からの
レーザ光を、スペックルパターンが二重記録された該第
一のＦＬＣ−ＳＬＭ７で位相変調し、さらに空間的にフ
ーリエ変換することにより、ヤングの干渉縞を形成する
ための干渉縞形成部１Ｂと；該形成したヤングの干渉縞
を記録するための第二の強誘電性液晶空間光変調素子
（以下、「第二のＦＬＣ−ＳＬＭ」という）１３と；該
Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置２からのレーザ光を、ヤングの干
渉縞が記録された該第二のＦＬＣ−ＳＬＭ１３で位相変
調し、さらに空間的にフーリエ変換することにより、複
数の回折光光点を形成するための回折光形成部１Ｃと；
該形成した回折光光点のうちの＋１次回折光の光強度を
測定し、被測定物体３０の該所定時間間隔における移動
量ひいては移動速度を演算するための測定・演算部１Ｄ
とを備えている。つまり、測定装置１では、スペックル
パターン形成部１Ａで得た互いに同一のパターンを有す
る二のスペックルパターンに対し、ＦＬＣ−ＳＬＭ７、
干渉縞形成部１Ｂ、ＦＬＣ−ＳＬＭ１３、及び、回折光
形成部１Ｃにより、ジョイント変換相関処理と同様な処
理を行って、該スペックルパターンの自己相関信号光を
形成する。測定・演算部１Ｄにより、該自己相関信号光
の光強度を測定し、その測定結果に基づいて、該二のス
ペックルパターン間の距離を演算し、もって、被測定物
体の移動速度を演算するのである。

【０００７】以下、かかる測定装置１の構成について、
詳細に説明する。

【０００８】直方体状の被測定物体３０が、ベルトコン
ベア状の搬送装置３１により、図１の矢印Ｖの方向（図
の紙面に沿う方向）に延びる搬送経路上を搬送移動され
ている。なお、該直方体状の被測定物体３０は、図の紙
面に対し垂直な方向に延びる平面状粗面３０Ａを有して
いる。Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置２は、直線偏光状態の平行
光を連続的に照射している。スペックルパターン形成部
１Ａでは、ハーフミラー３が、Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置か
らのレーザ光の一部を反射して、音響光学偏向器（以
下、「ＡＯＤ」という）４に導く。ＡＯＤ４は、ＡＯＤ
コントローラ２０の制御のもとレーザ光を偏向する。よ
り詳しくは、ＡＯＤ４は、レーザ光を偏向して、これを
所定時間間隔をおいて二度、特定の一の方向に照射させ
る。この結果、レーザスポット光が、被測定物体３０の
搬送経路上の一の固定領域Ｒに、該所定時間間隔をおい
て二度パルス状に照射されることになる。（以下、該二
度の照射時刻を、それぞれ、「第一の照射時刻ｔ₁及び
第二の照射時刻ｔ₂」といい、該所定時間間隔を「照射
時刻間隔△ｔ（＝ｔ₂−ｔ₁）」という。また、該照射時
刻間隔△ｔにおける該被測定物体３０の移動距離を｜Ｓ
（△ｔ）｜とする。）該二度の照射光は、それぞれ、被
測定物体３０の粗面３０Ａのうち、照射時刻ｔ₁及びｔ₂
に該固定領域Ｒに達した領域３０Ｒ₁及び３０Ｒ₂でそれ
ぞれ散乱反射され、二の反射光を形成する。（以下、そ
れぞれ、「第一及び第二の反射光」という。）該第一及
び第二の反射光は、該領域３０Ｒ₁及び３０Ｒ₂の粗面形
状に固有なスペックルパターンを有する。つまり、該第
一及び第二の反射光は、互いに同一のスペックル分布が
該移動方向Ｖに全体的に該移動距離｜Ｓ（△ｔ）｜だけ
ずれたようなパターン（以下、それぞれ、「第一及び第
二のスペックルパターン」という）を有することにな
る。結像レンズ５が、該第一及び第二のスペックルパタ
ーンを、第一のＦＬＣ−ＳＬＭ７の書き込み側光入射面
７Ｓ_w上に結像する。したがって、該光入射面７Ｓ_wに結
像された第一及び第二のスペックルパターンは、互いに
同一のスペックル分布が、全体的に、一のシフト方向
Ｘ’に、一のシフト距離（以下、「シフト距離｜Ｍ（△
ｔ）｜」という）だけずれたようなパターンとなる。こ
こで、該シフト方向Ｘ’は、被測定物体の移動方向（図
１の矢印Ｖ）と一定の関係にある。本実施例の場合、結
像レンズ５の光軸５Ａは図の紙面にそって延びているた
め、該シフト方向Ｘ’も図の紙面に沿う方向に延びてい
る。また、該シフト距離｜Ｍ（△ｔ）｜は、被測定物体
移動距離｜Ｓ（△ｔ）｜との間に、該結像レンズ５の結
像倍率ｍで決まる以下の数式１の関係を有する。

【数１】｜Ｍ（△ｔ）｜＝ｍ・｜Ｓ（△ｔ）｜

【０００９】該第一のＦＬＣ−ＳＬＭ７は、該書き込み
側光入射面７Ｓ_wに結像された該第一及び第二のスペッ
クルパターンを二重記録するべく、ＦＬＣ−ＳＬＭコン
トローラ１９により駆動される。

【００１０】一方、ハーフミラー３を透過した平行レー
ザビームは、干渉縞形成部１Ｂにおいて、第一のコリメ
ータレンズ８Ａとスペイシャルフィルター８Ｂ及び第二
のコリメータレンズ８Ｃからなるビーム径変換光学系８
により、所望のビーム径の平行レーザビームに変換され
る。該平行レーザビームの一部は、ハーフミラー９で反
射され、可変アパーチャ１０Ａとハーフミラー１０Ｂか
らなる第一の読みだし光学系１０により、該第一のＦＬ
Ｃ−ＳＬＭ７の読みだし側光入射面７Ｓ_rに導かれる。
なお、該可変アパーチャ１０Ａは、該レーザビームをさ
らに所望のビーム径に変換するためのものである。該光
入射面７Ｓ_rに照射されたレーザビームは、ＦＬＣ−Ｓ
ＬＭ７内で、該第一及び第二のスペックルパターンの位
置（該シフト距離｜Ｍ（△ｔ）｜と該シフト方向）に対
応した位相変調を受けた後、該光入射面７Ｓ_rより出射
する。こうして、該二重記録されたスペックルパターン
の読みだしが行われる。該ＦＬＣ−ＳＬＭ７から出射し
たレーザビームは、前記ハーフミラー１０Ｂを透過した
後、第一のフーリエ変換レンズ１２により空間的にフー
リエ変換され、該レンズ１２の像側焦点面上にヤングの
干渉縞を結像する。該ヤングの干渉縞の縞の並ぶ方向
（各縞の延びる方向に対し垂直な方向）は、前記第一の
ＦＬＣ−ＳＬＭ７に記録されたスペックル分布のシフト
方向Ｘ’に平行であるため、図の紙面に沿う方向に平行
となる。また、該ヤングの干渉縞の縞間隔（以下、「｜
Ｋ（△ｔ）｜」という）と前記シフト距離｜Ｍ（△ｔ）
｜の逆数とは、以下の数式２に示すように、ＦＬＣ−Ｓ
ＬＭ７の読みだし側面７Ｓ_rに照射した読みだし光（Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザ光）の波長λと該フーリエ変換レンズ１
２の焦点距離ｆで決まる比例関係にある。

【数２】｜Ｋ（△ｔ）｜＝λｆ／｜Ｍ（△ｔ）｜

【００１１】該第二のＦＬＣ−ＳＬＭ１３は、その書き
込み側光入射面１３Ｓ_wが該レンズ１２の像側焦点面上
に位置するように配置されているため、該ヤングの干渉
縞が該光入射面１３Ｓ_wに結像される。該第二のＦＬＣ
−ＳＬＭ１３は、該ヤングの干渉縞を記録するように、
該ＦＬＣ−ＳＬＭコントローラ１９により駆動される。

【００１２】回折光形成部１Ｃには、ミラー１１Ａとハ
ーフミラー１１Ｂからなる第二の読みだし光学系１１が
設けられており、ハーフミラー９を透過したＨｅ−Ｎｅ
レーザ光を、第二のＦＬＣ−ＳＬＭ１３の読みだし側光
入射面１３Ｓ_rに導く。該光入射面１３Ｓ_rに照射された
レーザビームは、該ＦＬＣ−ＳＬＭ１３内で、該ヤング
の干渉縞の位置（縞方向と縞間隔｜Ｋ（△ｔ）｜）に対
応した位相変調を受けた後、該光入射面１３Ｓ_rより出
射する。こうして、該記録されたヤングの干渉縞の読み
だしが行われる。該第二のＦＬＣ−ＳＬＭ１３から出射
したレーザビームは、該ハーフミラー１１Ｂを透過し、
第二のフーリエ変換レンズ１５により空間的にフーリエ
変換される。この結果、該レンズ１５の像側焦点面１５
Ｆ上には、０次回折光光点と、該第一及び第二のスペッ
クルパターンの相関に応じた複数の回折光光点（ｎ次回
折光；ｎ＝±１，±２，・・・）が結像される。該複数
の回折光光点は、該ヤングの干渉縞の縞の並ぶ方向に対
して平行に並ぶため、図１の紙面に沿う方向（Ｘ方向）
に並ぶことになる。より詳しくは、０次回折光は、レン
ズ１５の光軸１５Ａが該像側焦点面１５Ｆと交差する中
心点１５Ｏ上に結像する。＋１次、＋２次、・・の回折
光は、該中心点１５ＯからＸ方向にこの順に並ぶ。−１
次、−２次、・・の回折光は、それぞれ、該＋１次、＋
２次、・・の回折光と、該中心点１５Ｏに対して点対称
となる位置に並ぶ。ここで、該±１次回折光は、同一の
パターンを有する該第一及び第二のスペックルパターン
に対してジョイント変換相関処理と同一の処理を施した
結果得られた、該スペックルパターンの自己相関信号光
である。これら回折光光点の互いに隣あう光点間の距離
（以下、「｜Ｎ（△ｔ）｜」という）は互いに等しく、
その値は、該ヤングの干渉縞の縞間隔｜Ｍ（△ｔ）｜の
値の逆数と、ＦＬＣ−ＳＬＭ１３の読みだし側面１３Ｓ
_rに照射した読みだし光（Ｈｅ−Ｎｅレーザ光）の波長
と該フーリエ変換レンズ１５の焦点距離で決まる一定の
比例関係にある。

【００１３】ところで、本発明者らは、該回折光光点と
該ヤングの干渉縞の縞間隔｜Ｍ（△ｔ）｜との関係につ
いて、検討・研究を行った結果、光点間距離｜Ｎ（△
ｔ）｜のみならず、＋１次回折光または−１次回折光
（すなわち、自己相関信号光）の光強度（以下、「Ｉ」
という）も、ヤングの干渉縞縞間隔｜Ｍ（△ｔ）｜と一
定の関係を有していることを発見した。より詳しくは、
＋１次または−１次回折光の光強度Ｉは、縞間隔｜Ｍ
（△ｔ）｜が大きいほど大きく、縞間隔｜Ｍ（△ｔ）｜
が小さいほど小さい、という特性を有していることを発
見したのである。かかる特性によれば、自己相関信号光
の光強度Ｉと被測定物体３０の移動距離｜Ｓ（△ｔ）｜
（すなわち、移動速度Ｖ）も、一定の関係を有している
ことがわかる。具体的には、｜Ｓ（△ｔ）｜が小さいほ
どＩは大きくなり、｜Ｓ（△ｔ）｜が大きいほどＩは小
さくなる、という関係にあることがわかる。数式１及び
２によれば、｜Ｓ（△ｔ）｜が小さいほど｜Ｍ（△ｔ）
｜は大きくなり、｜Ｓ（△ｔ）｜が大きいほど｜Ｍ（△
ｔ）｜は小さくなるからである。

【００１４】そこで、本発明の測定・演算部１Ｄでは、
光電子増倍管１６を、その光電面１６Ｓが該像側焦点面
１５Ｆ上に位置するように配置している。より詳しく
は、光電子増倍管１６の円形光電面１６Ｓを、図２Ａ及
び２Ｂに示すように、像側焦点面１５Ｆの中心点１５Ｏ
から該Ｘ方向にわずかにずれた位置に配置して、＋１次
回折光光点が入射しうるようにしている。したがって、
該光電子増倍管１６は、入射した＋１次回折光光点の光
強度値Ｉに対応した量Ｃの電流を出力することになる。
なお、光電面１６Ｓを該中心点１６Ｏからずれた位置に
配置したのは、０次回折光が光電面１６Ｓに入射するの
を防止して、光強度の極めて大きい０次回折光の影響を
除去し、＋１次回折光の光強度を正確に測定するためで
ある。また、被測定物体の移動速度Ｖが小さく、前記照
射時刻間隔△ｔにおける移動距離｜Ｓ（△ｔ）｜が小さ
い場合には、回折光光点間距離｜Ｎ（△ｔ）｜も小さく
なるため、＋１次回折光のみならず、＋２次、＋３次、
・・等、高次の回折光光点も光電面１６Ｓに入射するこ
とになる。しかし、該高次の回折光光点の光強度は、＋
１次回折光光点の光強度に比して極めて小さいので、か
かる高次の回折光光点が光電面１６Ｓに入射しても、そ
の影響は無視することができる。

【００１５】図１に示す該光電子増倍管１６に接続され
た演算・制御装置１７には、光電子増倍管１６の出力電
流値Ｃ（すなわち、＋１次回折光光強度値Ｉ）と被測定
物体３０の移動距離｜Ｓ（△ｔ）｜との関係を表す数
式、表等が、格納されている。したがって、該演算・制
御装置１７は、該光電子増倍管１６の出力電流値Ｃに基
づいて、被測定物体３０の移動距離｜Ｓ（△ｔ）｜を演
算する。該演算・制御装置１７にはまた、該ＡＯＤコン
トローラ２０が接続されており、該照射時刻間隔値△ｔ
の情報が入力される。該演算・制御装置１７は、該入力
情報に基づき、移動速度Ｖ＝｜Ｓ（△ｔ）｜／△ｔをも
演算する。該演算・制御装置１７に接続された速度表示
装置１８が、求められた被測定物体の移動速度Ｖの値を
その表示面に表示する。なお、該演算・制御装置１７
は、ＡＯＤコントローラ２０を介してＡＯＤ４による被
測定物体へのＨｅ−Ｎｅレーザ光の照射タイミングを調
整し、かつ、ＦＬＣ−ＳＬＭコントローラ１９を介して
第一及び第二のＦＬＣ−ＳＬＭ７、１３を駆動すること
により、測定装置１全体の動作を制御する機能をも有す
る。

【００１６】上記構成の測定装置１に採用されている第
一のＦＬＣ−ＳＬＭ７について、以下、詳細に説明す
る。該第一のＦＬＣ−ＳＬＭ７では、図３に示すよう
に、強誘電性液晶層（以下、「液晶層」という）７Ｆ
が、一対の配向層７Ｅと７Ｇとの間に設けられている。
該配向層７Ｅの該液晶層７Ｆと反対の側には、誘電体ミ
ラー７Ｄと、アモルファスシリコン層（以下、「α−Ｓ
ｉ層」という）７Ｃと、書き込み側透明電極（以下、
「電極」という）７Ｂと、ガラス層７Ａが設けられてい
る。また、該配向層７Ｇの該液晶層７Ｆと反対の側に
は、読み出し側透明電極（以下、「電極」という）７Ｈ
と、ガラス層７Ｉと、反射防止膜７Ｊとが設けられてい
る。該液晶層７ＦはカイラルスメクチックＣ（Ｓ_c ^*）液
晶である。該α−Ｓｉ層７Ｃは光伝導体層であり、アド
レス材料として機能する。該ガラス層７Ａが、前記書き
込み側光入射面７Ｓ_wを、また該反射防止膜７Ｊが、読
み出し側光入射面７Ｓ_rを規定する。該一対の電極７Ｂ
と７Ｈとの間には、後述するように、ＦＬＣ−ＳＬＭコ
ントローラ１９が、書き込み用及び消去用の駆動電圧Ｖ
_w，Ｖ_eと補償電圧Ｖ_wc，Ｖ_ecをパルス状に印加する。な
お、該補償電圧Ｖ_wc，Ｖ_ecは、液晶層７Ｆの劣化を防止
するために印加されるものである。また、図１に示すよ
うに、発光ダイオード（ＬＥＤ）６が書き込み側光入射
面７Ｓ_wの全面を照射するように設けられており、液晶
層７Ｆに既に記録されている像を消去するのに用いられ
る。

【００１７】以上、第一のＦＬＣ−ＳＬＭ７の構成につ
いて説明したが、第二のＦＬＣ−ＳＬＭ１３も該第一の
ＦＬＣ−ＳＬＭ７と同様の構成をしており、該ＦＬＣ−
ＳＬＭコントローラ１９が、その電極１３Ｂ・１３Ｈ間
の印加電圧を制御する。また、図１に示すように、第二
のＦＬＣ−ＳＬＭ１３には、記録消去用の発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）１４が備えられている。上記ＦＬＣ−ＳＬ
Ｍ７及び１３は、書き込み速度が極めて早く実時間測定
性において極めて優れている。また、二値記録デバイス
であるため、スペックルパターンやヤングの干渉縞を記
録するのに適している。なお、ＦＬＣ−ＳＬＭの構造及
び動作の詳細は、特開平２−２８９８２７号公報に説明
されている。

【００１８】上記構成の測定装置１の動作を、図４Ａを
参照しながら説明する。まず、発光ダイオード６が第一
のＦＬＣ−ＳＬＭ７の該光入射面７Ｓ_wに一様な光を照
射している間、演算・制御装置１７が、ＦＬＣ−ＳＬＭ
コントローラ１９を介して、該第一のＦＬＣ−ＳＬＭ７
の電極７Ｂ・７Ｈ間に、消去用補償電圧Ｖ_ecと消去用駆
動電圧Ｖ_eを、互いに等しい時間だけこの順に印加し、
前回の測定の際ＦＬＣ−ＳＬＭ７に記録された像を消去
する。なお、該補償電圧Ｖ_ecと該駆動電圧Ｖ_eは、互い
に極性が逆で、その絶対値が等しい。演算・制御装置１
７は、次に、該電極７Ｂ・７Ｈ間に、書き込み用補償電
圧Ｖ_wcと書き込み用駆動電圧Ｖ_wを、やはり互いに等し
い時間だけこの順で加える。（なお、該書き込み用駆動
電圧Ｖ_wの極性は、該消去用駆動電圧Ｖ_eのそれと逆であ
る。また、該補償電圧Ｖ_wcと該駆動電圧Ｖ_wとは、互い
に極性が逆で、その絶対値が等しい。）演算・制御装置
１７は、この書き込み駆動電圧Ｖ_wの印加中、ＡＯＤコ
ントローラ２０を介してＡＯＤ４を制御し、照射時刻間
隔Δｔをおいて２回レーザ光を被測定物体３０に照射さ
せる。このようにして、該ＦＬＣ−ＳＬＭ７に該第一及
び第二のスペックルパターンを二重記録する。この結
果、干渉縞形成部１Ｂにより、該二重記録されたスペッ
クルパターンが読み出され、ヤングの干渉縞が形成され
る。演算・制御装置１７は、該第一のＦＬＣ−ＳＬＭ７
に該電圧Ｖ_wc・Ｖ_wを印加するのと同時に、該第二のＦ
ＬＣ−ＳＬＭ１３に消去用の補償電圧Ｖ_ecと駆動電圧Ｖ
_eを加える。これと同時に、発光ダイオード１４が該Ｆ
ＬＣ−ＳＬＭ１３に一様な光を照射することにより、前
回の測定の際記録された像を消去する。演算・制御装置
１７は、ＦＬＣ−ＳＬＭ７へのスペックルパターンの書
き込みの終了と同時に、該ＦＬＣ−ＳＬＭ１３の電圧１
３Ｂ・１３Ｈ間に、書き込み補償電圧Ｖ_wcと書き込み駆
動電圧Ｖ_wを順に印加して、ヤングの干渉縞をＦＬＣ−
ＳＬＭ１３に記録する。この結果、回折光形成部１Ｃに
より、該ヤングの干渉縞が読み出され、該第一及び第二
のスペックルパターンの相関を示す回折光光点が形成さ
れる。該演算・制御装置１７は、光電子増倍管１６の出
力電流値から、被測定物体の移動距離、移動速度を演算
し、該速度表示装置１８が、移動速度を表示する。な
お、速度の時間的変化状態を調べる場合には、該演算・
制御装置１７の制御のもと、以上説明した一連の動作
を、測定時間間隔ΔＴをおいて繰り返し実行する。

【００１９】本発明の測定装置１で用いられている光電
子増倍管１６は、光量を、その位置的状態までは検出せ
ず、単にその値を測定する０次元の光検出装置である。
したがって、該光電子増倍管１６は、その測定を、極め
て高速に行うことができ、応答速度の早いＦＬＣ−ＳＬ
Ｍ７、１３の動作に追随した動作を行うことができる。
したがって、かかるＦＬＣ−ＳＬＭ７、１３と光電子増
倍管１６とを備えた本発明の測定装置１は、実時間測定
性において極めて優れている。また、かかる測定装置１
により、被測定物体の速度の時間的変化状態を調べるべ
く、速度測定を繰り返し行う場合には、各測定を極めて
短い時間で行うことができるために、被測定物体の速度
の時間変化を極めて短い時間間隔ΔＴで測定することが
できる。さらに、かかる０次元の光検出装置である光電
子増倍管１６は、その測定を高精度で行うことができる
ため、該測定装置１の測定精度を高くすることができ
る。また、該光電子像倍管１６は高感度であるため、微
弱信号光でも検出できる。つまり、被測定物体の前記移
動距離｜Ｓ（△ｔ）｜が大きく、＋１次回折光強度が小
さくなっても、その測定を行うことができる。このよう
に該光電子像倍管１６の測定レンジは広いため、測定装
置１の測定可能な移動速度ｖの範囲、すなわち、ダイナ
ミックレンジを大きくすることができる。

【００２０】なお、上述の実施例では、レーザ光を被測
定物体に照射し、反射光にスペックルパターンを形成し
て、該被測定物体の変位量を測定している。しかし、被
測定物体の種類等によっては、その透過光にスペックル
パターンを形成し、測定を行ってもよい。また、上述の
実施例では、ＡＯＤ４が、所定の時刻間隔Δｔをおいて
２回レーザ光を被測定物体３０に照射するようにしてい
る。しかしながら、ＡＯＤ４は設けなくても良い。この
場合には、図４Ｂに示すように、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光
を、被測定物体３０に常に照射させ続ける。ＦＬＣ−Ｓ
ＬＭコントローラ１９が、第一のＦＬＣ−ＳＬＭ７に対
し、該第一及び第二の時刻ｔ₁及びｔ₂に（すなわち、時
刻間隔Δｔをおいて２回）、書き込み駆動電圧Ｖ_wをパ
ルス状に印加する。こうして、該時刻ｔ₁及びｔ₂におい
て得られるスペックルパターン１及び２を、ＦＬＣ−Ｓ
ＬＭ７に二重記録する。なお、該照射時刻ｔ₁及びｔ₂に
おける書き込み駆動電圧Ｖ_wの印加時間は、その総和が
その直前に印加する書き込み補償電圧Ｖ_wcの印加時間と
等しくなるように制御されている。さらに、上述の実施
例では、図４Ａ及び４Ｂに示すように、第一及び第二の
ＦＬＣ−ＳＬＭ７、１３の読みだし側光入射面７Ｓ_r、
１３Ｓ_rには、常に、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光を照射させて
いる。しかしながら、図中に点線で示すようなタイミン
グで照射させても良い。すなわち、第一のＦＬＣ−ＳＬ
Ｍ７の読みだし側光入射面７Ｓ_rには、ＦＬＣ−ＳＬＭ
７への書き込み駆動電圧Ｖ_wの印加の終了後、一定の時
間だけ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光を照射して、ヤングの干渉
縞を形成させる。これと同時に、第二のＦＬＣ−ＳＬＭ
１３に前記電圧Ｖ_wc、Ｖ_wを印加して、該形成されたヤ
ングの干渉縞を記録する。同様に、第二のＦＬＣ−ＳＬ
Ｍ１３の読みだし側光入射面１３Ｓ_rには、ＦＬＣ−Ｓ
ＬＭ１３への書き込み駆動電圧Ｖ_wの印加の終了後、一
定の時間だけ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光を照射して、回折光
光点を形成させる。なお、このようにＨｅ−Ｎｅレーザ
光を選択的に読みだし側光入射面７Ｓ_r、１３Ｓ_rに照射
させるためには、例えば、図１に点線で示すように、前
記第一及び第二の読みだし光学系１０、１１に、それぞ
れ、光シャッタ２１及び２２を設ければ良い。

【００２１】本発明者らは、本発明の測定装置１におけ
る光電子増倍管１６の出力電流値Ｃ（すなわち、＋１次
回折光光強度Ｉ）と被測定物体の移動距離｜Ｓ（△ｔ）
｜（移動速度Ｖ）との関係を調べるべく、以下の実験を
行った。

【００２２】この実験においては、図５に示すように、
ＡＯＤ４を使用せず、Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置からのレー
ザ光を被測定物体３０たるスリガラス板に直接照射し続
けた。また、該レーザ光のスポット径を、アパーチャ１
００により、直径１７［ｍｍ］に調整した。被測定物体
３０たるスリガラス板を、搬送装置３１たる移動ステー
ジにより、矢印Ｖ方向に延びる搬送経路に沿って搬送移
動させた。より詳しくは、この移動ステージ３１を、Ｄ
Ｃサーボモーターベルトで、矢印Ｖの方向に、移動量２
５０［ｍｍ］だけ移動させた。本実験では、被測定物体
３０であるスリガラス板を透過したＨｅ−Ｎｅレーザ光
にスペックルパターンを形成し、これを利用して測定を
行った。また、結像レンズ５も使用せず、移動ステージ
からＦＬＣ−ＳＬＭ７までの距離を、１７０［ｍｍ］と
した。第一及び第二のフーリエ変換レンズ１２、１５と
して、それぞれ、焦点距離１５０［ｍｍ］及び２０００
［ｍｍ］のフーリエ変換レンズを使用した。また、第二
のＦＬＣ−ＳＬＭ１３に記録されたヤングの干渉縞を読
みだすための読みだし光としては、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光
ではなく、アルゴンレーザ（波長５１５［ｎｍ］）光を
利用した。光電子増倍管１６に、ストレージオッシロス
コープ１０１を接続して、該光電子増倍管１６の出力電
流値を観察した。なお、該演算・制御装置１７には、測
定装置１の制御動作のみを行わせ、演算動作は行わせな
かった。したがって、速度表示装置１８も使用しなかっ
た。

【００２３】本実験においては、演算・制御装置１７
が、図６に示すような動作タイミングで、測定装置１全
体を動作させた。すなわち、図４Ｂの場合と同様に、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザ光を被測定物体であるスリガラス板に照
射させ続けた。第一のＦＬＣ−ＳＬＭ７の消去用電圧Ｖ
_ec、Ｖ_eの印加時間をそれぞれ１０００［μｓ］、書き
込み用補償電圧Ｖ_wcの印加時間を３００［μｓ］、及
び、書き込み用駆動電圧Ｖ_wの印加時間を１５０［μ
ｓ］とした。該書き込み用駆動電圧Ｖ_wを、時刻間隔△
ｔ＝１０００［μｓ］をおいて、２回、ＦＬＣ−ＳＬＭ
７に印加するようにした。一方、第二のＦＬＣ−ＳＬＭ
１３の消去用電圧Ｖ_ec、Ｖ_eの印加時間をそれぞれ１０
００［μｓ］、書き込み用電圧Ｖ_wc、Ｖ_wの印加時間を
それぞれ５００［μｓ］とした。また、本実験では、Ｆ
ＬＣ−ＳＬＭ７に書き込み電圧Ｖ_wc、Ｖ_wを印加してス
ペックルパターンを記録した後、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光を
ＦＬＣ−ＳＬＭ７の読みだし側面７Ｓ_rに照射して、ヤ
ングの干渉縞を形成させた。これと同時に、ＦＬＣ−Ｓ
ＬＭ１３に書き込み電圧Ｖ_wc、Ｖ_wを印加して、ヤング
の干渉縞を記録した。その後、アルゴンレーザ光をＦＬ
Ｃ−ＳＬＭ１３の読みだし側面１３Ｓ_rに照射して、回
折光光点を形成させた。なお、アルゴンレーザ光の照射
時間を１９５０［μｓ］とした。上記のタイミングで行
う測定を、測定時間間隔△Ｔ＝５０００［μｓ］で繰り
返し実行した。

【００２４】スリガラス板（すなわち移動ステージ）
を、図７Ａに示すように、速度Ｖ＝０［ｍｍ／ｓ］か
ら、加速度ａ＝１９６０［ｍｍ／ｓ²］で加速させ、速
度Ｖ＝５００［ｍｍ／ｓ］となったところで等速度と
し、次に、加速度ａ＝−１９６０［ｍｍ／ｓ²］で速度
Ｖ＝０［ｍｍ／ｓ］となるまで減速させた。この結果、
光電子増倍管１６の出力電流値は、図７Ｂに示すような
時間的変化状態を示した。図７Ｂより明かなように、被
測定物体の移動速度が早く、照射時刻間隔△ｔ（＝１０
００［μｓ］）における該被測定物体の移動距離｜Ｓ
（△ｔ）｜が大きいほど、光電子増倍管１６の出力電流
値は小さくなることがわかる。被測定物体の移動速度が
等加速度で増加すれば出力電流値は単調減少し、該移動
速度が一定となれば出力電流値も一定となり、該移動速
度が等加速度で減少すれば出力電流値が単調増加するこ
ともわかる。したがって、光電子増倍管１６の出力電流
値の時間的変化状態を観測すれば、被測定物体３０の移
動速度の時間的変化状態を大まかに判断できることがわ
かる。また、図７Ａ及び７Ｂを対比してみれば明らかな
ように、光電子増倍管１６の出力電流値は、被測定物体
３０の移動速度（移動距離｜Ｓ（△ｔ）｜）に対して、
一対一に対応して得られていることがわかる。したがっ
て、様々な値の速度に対して得られる光電子増倍管の出
力電流値を予め測定し、出力電流値と移動速度との関係
を示す数式や表等を求めておけば、移動速度の不明な任
意の被測定物体に対しても、光電子増倍管の出力電流値
を測定することで、その移動速度を求めることができる
ことがわかる。なお、図７Ｂにおいて、光電子増倍管１
６の出力電流値が、とびとびで、かつ、なまった特性曲
線となっているのは、ストレージオッシロスコープ１０
１のサンプリング周波数が、信号光波形の周波数（＋１
次回折光の生成周波数：本実験の場合、５［ｍｓ］毎に
＋１次回折光を形成させたので、２００［ｋＨｚ］であ
る）より粗いためである。

【００２５】本発明者らは、さらに、スリガラス板の移
動速度を種々に変化させて、同様の実験を行った。図８
Ａに示すように、スリガラス板を、速度Ｖ＝０［ｍｍ／
ｓ］から加速度ａ＝１４７０［ｍｍ／ｓ²］で加速し、
速度Ｖ＝５００［ｍｍ／ｓ］となったところで等速度と
し、次に、加速度ａ＝−１４７０［ｍｍ／ｓ²］で速度
Ｖ＝０［ｍｍ／ｓ］となるまで減速させた場合には、光
電子増倍管１６の出力電流値は、図８Ｂに示すような時
間的変化状態を示した。また、図９Ａに示すように、ス
リガラス板を、速度Ｖ＝０［ｍｍ／ｓ］から加速度ａ＝
１４７０［ｍｍ／ｓ²］で加速し、速度Ｖ＝２５０［ｍ
ｍ／ｓ］となったところで等速度とし、次に、加速度ａ
＝−１４７０［ｍｍ／ｓ²］で速度Ｖ＝０［ｍｍ／ｓ］
となるまで減速させた場合には、光電子増倍管１６の出
力電流値は、図９Ｂに示すような時間変化状態を示し
た。さらに、図１０Ａに示すように、スリガラス板を、
速度Ｖ＝０［ｍｍ／ｓ］から加速度ａ＝４９０［ｍｍ／
ｓ²］で加速し、速度Ｖ＝２５０［ｍｍ／ｓ］となった
ところで等速度とし、次に、加速度ａ＝−４９０［ｍｍ
／ｓ²］で速度Ｖ＝０［ｍｍ／ｓ］となるまで減速させ
た場合には、光電子増倍管１６の出力電流値は、図１０
Ｂに示すような時間変化状態を示した。

【００２６】本発明は、上述した実施例の光学的移動速
度測定装置に限定されることなく、本発明の主旨から逸
脱することなく、種々の変更が可能となる。

【００２７】上述の実施例においては、演算・制御装置
１７は、光電子増倍管１６の出力電流値と被測定物体の
移動速度値との関係を示す数式等を格納している。該演
算・制御装置１７は、該数式等に基づいて、光電子増倍
管出力電流値から被測定物体の移動速度値を演算し、表
示装置１８が該演算結果を表示する。しかしながら、該
演算・制御装置１７には、該数式等を格納せず、演算動
作を行わせなくても良い。すなわち、該演算・制御装置
１７には、単に制御動作のみを行わせても良い。この場
合には、例えば図５に示したように、光電子増倍管１６
には、その出力電流値の状態（例えば、時間的変化状
態）を表示する装置（例えば、オッシロスコープ）を接
続し、被測定物体の移動速度の時間的変化状態を大まか
に示すようにさせれば良い。

【００２８】上述の実施例では、光電子増倍管１６の光
電面１６Ｓを、中心点１６Ｏからずれた位置に配置する
ことで、０次回折光の影響を除去していた。しかしなが
ら、その代わりに、図１１Ａ、１１Ｂに示すように、光
電子増倍管１６を、その光電面１６Ｓが該中心点１６Ｏ
を含むような位置に配置しても良い。この場合には、該
光電面１６Ｓ中の該中心点１６Ｏとその近傍を遮蔽膜で
覆うことによって、０次回折光の影響を除去すれば良
い。

【００２９】上述の実施例では、＋１次回折光の光強度
を測定した。しかし、−１次回折光の光強度を測定して
も良い。また、＋１次回折光と−１次回折光が両方とも
光電面１６Ｓに入射するようにして、両方の光強度の和
を測定しても良い。また、該実施例では、光強度を測定
するのに、光電子増倍管１６を使用した。＋１次回折光
の光強度はあまり大きくないため、これを測定するのに
は、かかる光電子増倍管が最も好ましいからである。し
かし、光電子増倍管の代わりに、他の０次元の光強度検
出装置を使用することもできる。０次元の光強度検出装
置は、一般に、高感度で、微弱信号光をも検出できるか
らである。かかる０次元の光強度検出装置を採用すれ
ば、被測定物体の前記移動距離｜Ｓ（△ｔ）｜が大きく
＋１次回折光強度が小さくなっても、その測定を行うこ
とができる。したがって、測定装置１のダイナミックレ
ンジを大きくすることができるのである。

【００３０】上述の実施例においては、０次元の光強度
検出手段である光電子増倍管１６を設け、これにより、
該回折光光点の光強度を測定している。しかしながら、
該光電子増倍管１６の代わりに、他の０次元の光検出手
段を設けても良い。すなわち、回折光光点の光強度以外
の他の特性が、被測定物体の移動距離と一定の関係を有
している場合には、かかる特性を検出するための０次元
の光検出手段を設けても良い。かかる０次元の光検出手
段は、該特性を、その位置的状態までは検出せず、単に
その特性自体を測定する。そして、該特性につき、位置
情報を含まないような情報を出力する。したがって、該
０次元の光検出手段は、該特性を極めて高速に検出する
ことができる。したがって、かかる０次元の光検出手段
を備えた光学的変位測定装置は、実時間測定性に優れた
ものとなる。しかも、かかる０次元の光検出手段は一般
に高感度である。したがって、回折光光点の該特性が、
被測定物体の前記移動距離｜Ｓ（△ｔ）｜の変化に伴い
変化しても、その測定を行うことができる。したがっ
て、かかる０次元の光検出手段を採用すれば、測定装置
の測定可能な移動距離（速度）の範囲、すなわち、ダイ
ナミックレンジを大きくすることができる。

【００３１】上述の実施例では、測定装置は固定されて
おり、被測定物体が移動していたが、この逆に、測定装
置が移動しており、被測定物体が固定されていてもよ
い。この場合には、固定されている被測定物体の、測定
装置に対する相対的な移動量及び速度を測定することに
よって、速度測定装置の、絶対的移動量及び速度が求め
られる。たとえば、測定装置を自動車等移動する物体に
載置することにより、この移動物体の移動量及び速度を
求めることができる。上述の実施例は、光学的移動速度
測定装置に関するものであったが、本発明はこれに限ら
れない。被測定物体の歪み状態を測定し応力分布を調べ
るようなものでも良い。物体の移動量や歪み量等、物体
の変位状態を測定できれば良い。さらに、被測定物体に
は、レーザ光のようなコヒーレント光でなく、インコヒ
ーレント光を照射しても良い。この場合には、スペック
ルパターンでなく、被測定物体の像を第一のＦＬＣ−Ｓ
ＬＭに記録する。第一及び第二の照射時刻における被測
定物体の像を第一のＦＬＣ−ＳＬＭに二重記録し、該二
重記録像を読み出しフーリエ変換すれば、ヤングの干渉
縞が得られる。これを第二のＦＬＣ−ＳＬＭに記録し、
さらに、該記録されたヤングの干渉縞を読みだしフーリ
エ変換すれば、該回折光が得られるからである。

【００３２】スペックルパターンを二重記録する手段と
しては、強誘電性液晶空間光変調素子に限られず、第一
の測定時刻における被測定物体の受光パターンを、少な
くとも第二の測定時刻まで蓄積でき、被測定物体の像を
二重記録することが可能な空間光変調素子であればよ
い。また、被測定物体からの透過光または反射光に形成
されたパターンの光強度が小さい場合には、結像レンズ
５と第一のＦＬＣ−ＳＬＭ７との間に、公知のイメージ
インテンシファイアを設け、パターンの光強度を高めた
後、第一のＦＬＣ−ＳＬＭ７の書き込み入射面７Ｓ_wに
入射させるようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
本発明の光学的変位測定装置によれば、第一の記録手段
が、該光学的変位測定装置に対して相対的に変位する被
測定対象の像を適当な時間間隔をおいた二の測定時刻に
入力し、各時刻における像を二重記録する。第一のコヒ
ーレント光投光手段が、該第一の記録手段にコヒーレン
ト光を照射して、該第一の記録手段に記録された該二重
記録像を読み出す。該読みだした二重記録像を、第一の
フーリエ変換手段がフーリエ変換し、第一のフーリエ変
換像を形成する。第二の記録手段が、該第一のフーリエ
変換像を記録する。第二のコヒーレント光投光手段が、
該第二の記録手段にコヒーレント光を照射して、該第二
の記録手段に記録された該第一のフーリエ変換像を読み
出す。該読みだした第一のフーリエ変換像を、第二のフ
ーリエ変換手段がフーリエ変換し、第二のフーリエ変換
像を形成する。０次元の光強度検出手段が、該第二のフ
ーリエ変換像の光強度を検出する。該出力手段が、該検
出結果に基づいて、該二の測定時刻間の該測定対象の該
光学的変位測定装置に対する相対的変位情報を出力す
る。該０次元の光強度検出手段は、該第二のフーリエ変
換像の状態を、その位置的分布までは検出せず、単にそ
の光強度自体を検出し、その検出結果として、該光強度
を示す情報を出力する。ここで、該第二のフーリエ変換
像の光強度は、該二の測定時刻の間における被測定対象
の該光学的変位測定装置に対する相対的変位状態に対応
している。したがって、該出力手段は、該検出結果に基
づき、該相対的変位状態を示す情報を出力することにな
る。このように本発明によれば、該０次元の光強度検出
手段によって第二のフーリエ変換像の状熊を検出するの
で、複雑な走査や相関演算によらず、短時間でその検出
を行うことができる。このため、該０次元の光強度検出
手段を備えた光学的変位測定装置は、実時間測定性にお
いて極めて優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる光学的移動速度測定装
置を示す光学系統平面図である。

【図２Ａ】図１の光電子増倍管１６をレンズ１５の側か
ら見た場合の配置状態を説明する正面説明図である。

【図２Ｂ】図１の光電子増倍管１６とレンズ１５の位置
関係を説明する平面説明図である。

【図３】図１の強誘電性液晶空間光変調素子を拡大して
示す断面図である。

【図４Ａ】図１の光学的移動速度測定装置が実行する測
定動作の動作タイミングチャートである。

【図４Ｂ】図１の光学的移動速度測定装置が実行する他
の測定動作の動作タイミングチャートである。

【図５】実験に採用した本発明の測定装置１の要部を示
す光学系統平面図である。

【図６】実験に採用した本発明の測定装置１の測定動作
の動作タイミングチャートである。

【図７Ａ】実験における被測定物体の移動速度の時間的
変化状態を示す速度図である。

【図７Ｂ】被測定物体が図７Ａに示す移動速度で移動し
た場合の、光電子増倍管の出力電流値の時間的変化状態
を示すオッシロスコープの測定結果図である。

【図８Ａ】実験における被測定物体の移動速度の他の時
間的変化状態を示す速度図である。

【図８Ｂ】被測定物体が図８Ａに示す移動速度で移動し
た場合の、光電子増倍管の出力電流値の時間的変化状態
を示すオッシロスコープの測定結果図である。

【図９Ａ】実験における被測定物体の移動速度の他の時
間的変化状態を示す速度図である。

【図９Ｂ】被測定物体が図９Ａに示す移動速度で移動し
た場合の、光電子増倍管の出力電流値の時間的変化状態
を示すオッシロスコープの測定結果図である。

【図１０Ａ】実験における被測定物体の移動速度の他の
時間的変化状態を示す速度図である。

【図１０Ｂ】被測定物体が図１０Ａに示す移動速度で移
動した場合の、光電子増倍管の出力電流値の時間的変化
状態を示すオッシロスコープの測定結果図である。

【図１１Ａ】光電子増倍管１６の他の配置状態を説明す
る正面説明図である。

【図１１Ｂ】図１１Ａの配置状態における光電子増倍管
１６のレンズ１５との位置関係を説明する平面説明図で
ある。

【符号の説明】

１光学的移動速度測定装置２Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置７強誘電性液晶空間光変調素子１２フーリエ変換レンズ１３強誘電性液晶空間光変調素子１５フーリエ変換レンズ１６光電子増倍管

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的変位測定装置に対して相対的に変
位する被測定対象の像を適当な時間間隔をおいた二の測
定時刻に入力し、各測定時刻における該像を二重記録す
るための第一の記録手段と、該第一の記録手段にコヒー
レント光を照射して該二重記録像を読みだすための第一
のコヒーレント光投光手段と、該読み出した二重記録像
をフーリエ変換して第一のフーリエ変換像を形成するた
めの第一のフーリエ変換手段と、該第一のフーリエ変換
像を記録するための第二の記録手段と、該第二の記録手
段にコヒーレント光を照射して該第一のフーリエ変換像
を読みだすための第二のコヒーレント光投光手段と、該
読み出した第一のフーリエ変換像をフーリエ変換して第
二のフーリエ変換像を形成するための第二のフーリエ変
換手段と、該第二のフーリエ変換像の光強度を検出する
ための０次元の光強度検出手段と、該検出結果に基づい
て、該二の測定時刻間の該測定対象の該光学的変位量測
定装置に対する相対的変位情報を出力する出力手段とを
備えたことを特徴とする光学的変位測定装置。
【請求項２】前記第一の記録手段は、コヒーレント光
を前記被測定対象へ照射するための光照射手段を備え、
この照射コヒーレント光により前記二の測定時刻におい
て形成されるスペックルパターンを二重記録することを
特徴とする請求項１記載の光学的変位測定装置。