JP2881320B2 - Laser speckle speed detector - Google Patents

Laser speckle speed detector

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JP2881320B2
JP2881320B2 JP1337790A JP1337790A JP2881320B2 JP 2881320 B2 JP2881320 B2 JP 2881320B2 JP 1337790 A JP1337790 A JP 1337790A JP 1337790 A JP1337790 A JP 1337790A JP 2881320 B2 JP2881320 B2 JP 2881320B2
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speckle
light receiving
narrowing
receiving sensors
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庸生 澤住
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ウェブなどの移動速度を検出するためのレ
ーザスペックル速度検出装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser speckle speed detecting device for detecting a moving speed of a web or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

レーザスペックル速度検出法は、たとえば「レーザー
研究」、第8巻、第2号、379頁以降記載の報文により
公知であり、その基本的発想は、被検出対象物にはなん
らかの凹凸があり、その検出対象凹凸部が移動するのを
所定距離離間した位置において検出することで、被検出
物の移動速度を測定するものである。
The laser speckle velocity detection method is known, for example, from the report of “Laser Research”, Vol. 8, No. 2, page 379 et seq. The basic idea is that the object to be detected has some irregularities. The moving speed of the detection target is measured by detecting the movement of the detection target uneven portion at a position separated by a predetermined distance.

これを、第1図によって概説すると、いまウェブ1な
どの被検出対象物が右方に移動しているとき、その表面
にHe-Neなどのレーザ光源2からレーザ光を投光レンズ
3を介して照射する。そしてこのウェブ1におけるレー
ザ光の透過光または反射光を、スペックルの並進方向に
並設した受光センサー4A、4Bにより検出し、検出した光
信号の時間的ずれ量を、相関処理器5により相互相関処
理してウェブ1の速度を検出するものである。
This can be summarized by referring to FIG. 1. When an object to be detected such as a web 1 is moving rightward, a laser beam from a laser light source 2 such as He-Ne is projected on the surface of the object via a projection lens 3. And irradiate. The transmitted light or reflected light of the laser light on the web 1 is detected by light receiving sensors 4A and 4B juxtaposed in the direction of speckle translation, and the time shift amount of the detected optical signal is detected by the correlation processor 5. The speed of the web 1 is detected by performing a correlation process.

いま、ウェブ1の移動速度をV、並進倍率をσ、受光
センサー面上でのスペックルの移動速度をv、受光セン
サー4A、4Bの離間距離をX、投光レンズ3とウェブ1と
の間のビームウェスト6とウェブ1との離間距離をZ、
ウェブ1と受光センサー4A、4Bとの離間距離をRとした
とき、受光センサー4A、4Bで検出した信号の時間的ずれ
量τdは、式で与えられる。
Now, the moving speed of the web 1 is V, the translation magnification is σ, the moving speed of speckle on the light receiving sensor surface is v, the separation distance between the light receiving sensors 4A and 4B is X, and the distance between the light projecting lens 3 and the web 1 is The distance between the beam waist 6 and the web 1 is Z,
Assuming that the separation distance between the web 1 and the light receiving sensors 4A and 4B is R, the time shift amount τd of the signals detected by the light receiving sensors 4A and 4B is given by the following equation.

v=σV…… σ=1+R/Z…… τd=X/v=X/σV…… ここで、Xおよびσは既知である。 v = σV σ = 1 + R / Z τd = X / v = X / σV Here, X and σ are known.

また、第2図のように、受光センサー4Aでの受光信号
波形に対して、受光センサー4Bで時間的ずれ量τdをも
って同様な受光信号波形を示すから、その時間的ずれ量
τdを測定すれば、式によって、目的のウェブ1の移
動速度Vを知ることができる。しかるに、時間的ずれ量
τdは、前記の相関処理を経て測定できるから、結局ウ
ェブ1の移動速度を測定できる。
Also, as shown in FIG. 2, the light receiving sensor 4B shows a similar light receiving signal waveform with a time shift τd with respect to the light receiving signal waveform at the light receiving sensor 4A, so that the time shift τd can be measured. , The moving speed V of the target web 1 can be known. However, since the time shift amount τd can be measured through the above-described correlation processing, the moving speed of the web 1 can be measured after all.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、従来のこの種の移動速度検出装置において
は、スペックルパターンの並行移動を透過光または反射
光を、ミラーで反射させることがあるものの、直接的に
受光センサーで検出している。
However, in this kind of conventional moving speed detecting device, the parallel movement of the speckle pattern is directly detected by the light receiving sensor although the transmitted light or the reflected light may be reflected by the mirror.

しかしながら、かかる従来法では、後記実施例で示す
ように、速度分解能が悪く、検出精度があまり高くな
い。
However, in such a conventional method, the speed resolution is poor and the detection accuracy is not very high, as will be shown in the examples described later.

そこで、本発明の主たる目的は、速度分解能が高く、
もって検出精度に優れる速度検出装置を提供することに
ある。
Therefore, the main object of the present invention is to achieve high speed resolution,
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a speed detecting device having excellent detection accuracy.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記課題は、レーザ光を被検出対象物に照射してその
反射または透過のスペックルパターンの並行移動の光量
変動を、スペックルの移動方向に間隔を置いた少なくと
も2つの受光センサーで受光し、これら受光センサーか
らの信号の時間的ずれ量を相互相関処理により求め、被
検出対象物の移動速度を検出する装置において、 前記受光センサーに取り込まれる光信号のスペックル
成分に対して、スペックルの並進移動方向を狭くする狭
化手段を設け、 狭化手段によって狭化された各透過光のスペックル並
進移動方向間隔より、前記2つの受光センサーのスペッ
クル並進移動方向間隔を大きくした状態で前記2つの受
光センサーを配置し、 さらに、前記狭化手段と受光センサーとの間に前記各
透過光を対応する各受光センサーに入射させる透過光分
別案内手段を設けた、 ことで解決できる。
The above object is to irradiate the object to be detected with a laser beam and receive a light amount variation of the parallel movement of the reflected or transmitted speckle pattern with at least two light receiving sensors spaced in the direction of the speckle movement, In a device for determining a time shift amount of a signal from these light receiving sensors by a cross-correlation process and detecting a moving speed of an object to be detected, a speckle component of an optical signal taken into the light receiving sensor is compared with a speckle component. Narrowing means for narrowing the translation direction is provided, and the distance between the two light receiving sensors in the speckle translation direction is larger than the distance between the speckle translation directions of the transmitted lights narrowed by the narrowing means. Two light-receiving sensors are arranged, and a light-transmitting light between the narrowing means and the light-receiving sensor is incident on each of the corresponding light-receiving sensors. Provided a light separation guiding means, it can be solved by.

前記狭化手段とともに、スペックル並進方向と直交す
る方向に拡くする拡大手段をも設ける。
Along with the narrowing means, an expanding means for expanding in a direction orthogonal to the speckle translation direction is also provided.

〔作用〕[Action]

本発明にかかるスペックル速度検出法は、そもそも被
検出対象物が、通常は鏡面体でなく光学的拡散体である
ことを前提とし、被検出対象物からの拡散光を検出する
ものである。したがって、拡散光であるが故に、受光し
た光は、その光量が弱い。この弱い光量を検出して、移
動速度の測定基準とするから測定精度が高くないことを
本発明者等は知見した。
The speckle velocity detection method according to the present invention is based on the premise that an object to be detected is usually not a specular body but an optical diffuser, and detects diffused light from the object to be detected. Therefore, the amount of the received light is weak because it is the diffused light. The present inventors have found that the measurement accuracy is not high because this weak light amount is detected and used as a reference for measuring the moving speed.

しかるに、本発明にしたがって、受光センサーに取り
込まれる光信号のスペックル成分に対して、スペックル
の並進移動方向を狭くする狭化手段を設けると、受光セ
ンサーが、並進方向に狭い領域のみの光を検出するの
で、急峻な光量変化を検出でき、もって速度分解能が高
まる。その結果、検出精度が高まる。
However, according to the present invention, when a narrowing means for narrowing the translational movement direction of the speckle is provided for the speckle component of the optical signal captured by the light receiving sensor, the light receiving sensor can emit light only in a narrow area in the translation direction. Is detected, a steep change in the amount of light can be detected, thereby increasing the speed resolution. As a result, the detection accuracy increases.

他方、スペックル並進方向と直交する方向について
は、拡くする拡大手段を設けると、ノイズに対する目的
の信号を精度よく検出でき、すなわちS/N比を高めるこ
とができる。
On the other hand, in the direction orthogonal to the speckle translation direction, if an expanding means for expanding is provided, a target signal with respect to noise can be accurately detected, that is, the S / N ratio can be increased.

また、この拡大手段を用いると、受光センサーそのも
のの受光面積によって規定される受光面積よりも広範囲
な受光が可能となるので、受光センサーのスペックル並
進方向と直交する方向のセッティング位置決めが容易に
なる。
Further, by using this enlargement means, it is possible to receive light in a wider range than the light receiving area defined by the light receiving area of the light receiving sensor itself, so that the setting positioning of the light receiving sensor in the direction orthogonal to the speckle translation direction becomes easy. .

さらに、狭化手段として、たとえばスリットを用いた
とき、受光量を多くするために各受光センサーの大きさ
を大きくするような場合、また、逆にセンサーサイズよ
りも狭いスリット間隔にすることでスペックル並進性を
高め、検出精度を上げる場合、2つの受光センサーの中
心間隔が前記各スリット間隔より大きくなることがあ
り、この場合には、一方のセンサーに他方のスリットか
らの透過光が入射して、結果的に検出精度を低下させる
ことになる。
Furthermore, when a slit is used as the narrowing means, for example, when the size of each light receiving sensor is increased to increase the amount of received light, or when the slit interval is narrower than the sensor size, the specifications are reduced. In order to improve the translational performance and the detection accuracy, the center interval between the two light receiving sensors may be larger than the slit interval. In this case, the transmitted light from the other slit enters one sensor. As a result, the detection accuracy is reduced.

これに対して、狭化手段と受光センサーとの間に前記
各透過光を対応する各受光センサーに入射させる透過光
分別案内手段を設けると、他方のスリットでの透過光の
影響を防止しながら受光できる。さらに、センサーサイ
ズよりも狭いスリット間隔を実現することができ、スペ
ックル並進性を高め、検出精度を上げることができる。
On the other hand, if the transmitted light sorting guide means for making each transmitted light incident on the corresponding light receiving sensor is provided between the narrowing means and the light receiving sensor, the influence of the transmitted light on the other slit can be prevented. Can receive light. Further, it is possible to realize a slit interval narrower than the sensor size, thereby improving speckle translation and detecting accuracy.

〔発明の具体的構成〕[Specific configuration of the invention]

以下本発明を図面を参照しながらさらに詳説する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

本発明の測定原理は前述の通りであるが、現実には、
たとえば第4図のように、レーザ光源2からのレーザ光
をビームエクスパンダー7、8を通した後、集光レンズ
3により集光させ、平面引廻しミラー9を介して被検出
対象物、たとえば感光性ウェブ1に照射させ、これを透
過させた後、平面引廻しミラー10により受光センサー4
A、4B(同図には一方のみが示されている)に導く。な
お、ウェブ1の移動方向およびスペックル並進方向は紙
面を貫く方向であり、また同図、第3図および第5図に
おけるfに付随する数字は焦点距離例を、ZおよびRに
付随する数値は前述の数値例を示す。
Although the measurement principle of the present invention is as described above, in reality,
For example, as shown in FIG. 4, the laser light from the laser light source 2 passes through the beam expanders 7 and 8, and then is condensed by the condensing lens 3, and the object to be detected, for example, the object to be detected via the plane mirror 9 After irradiating the photosensitive web 1 and transmitting it, the light receiving sensor 4
A, 4B (only one is shown in the figure). In addition, the moving direction of the web 1 and the speckle translation direction are directions penetrating the paper surface, and the numerals attached to f in FIGS. 3, 3 and 5 show examples of the focal length, and the numerals attached to Z and R. Indicates the above numerical example.

第3図は従来例であり、これに対して、本発明では、
受光センサーに取り込まれる光信号のスペックル成分に
対して、スペックルの並進移動方向を狭くする狭化手段
を設ける。この狭化手段例としては、第6図のように、
スペックル並進方向に幅狭のスリット20を各受光センサ
ー4A、4B前部に配設させることで構成できる。
FIG. 3 shows a conventional example, whereas in the present invention,
Narrowing means is provided for narrowing the speckle translation direction with respect to the speckle component of the optical signal taken into the light receiving sensor. As an example of this narrowing means, as shown in FIG.
It can be configured by disposing a narrow slit 20 in the speckle translation direction in front of each of the light receiving sensors 4A and 4B.

このスリット20の存在によって、ある時点における受
光センサー4Aまたは4Bの受光域が、第6図の4A※または
4B※であるとすれば、同図から容易に推測できるよう
に、スペックル並進方向に関し、並進速度に対する光量
変化を鋭く検出できる。
Due to the presence of this slit 20, the light receiving area of the light receiving sensor 4A or 4B at a certain point in time is 4A * or 4A * in FIG.
If it is 4B *, a change in the amount of light with respect to the translation speed in the speckle translation direction can be detected sharply, as can be easily estimated from FIG.

ちなみに、スリット20を設けない第3図に従う態様で
は、第7図aおよびbの各受光センサー4A、4Bの信号か
ら、第8図のような相関信号を得ることができる。第7
図aとbとを対比してみると、特に低下ピークPaとPbと
が近似していることが判る。しかし、第7図および第8
図によれば、各波形は鈍いことも判る。
Incidentally, in the embodiment according to FIG. 3 in which the slit 20 is not provided, a correlation signal as shown in FIG. 8 can be obtained from the signals of the respective light receiving sensors 4A and 4B in FIGS. Seventh
Comparing FIGS. A and b, it can be seen that the lowering peaks Pa and Pb are particularly similar. However, FIGS. 7 and 8
According to the figure, each waveform is also found to be dull.

これに対して、第4図による本発明にかかるスリット
20を設けた態様では、第9図aおよびbのように、波形
が鋭く、かつ得られる相関信号も明瞭である。したがっ
て、従来例に比較して、本発明に従ってスリット20を受
光センサー4A、4Bの前部に設けることが速度分解能を高
めるために有効であることが判る。
In contrast, the slit according to the invention according to FIG.
In the embodiment provided with 20, the waveform is sharp and the obtained correlation signal is clear as shown in FIGS. 9a and 9b. Therefore, it can be seen that providing the slit 20 in front of the light receiving sensors 4A and 4B according to the present invention is more effective for improving the speed resolution than the conventional example.

本発明において、より好ましくは、前記狭化手段たと
えばスリット20とともに、スペックル並進方向と直交す
る方向に拡くする拡大手段をも設ける態様である。
In the present invention, more preferably, in addition to the narrowing means, for example, the slit 20, an expanding means for expanding in a direction orthogonal to the speckle translation direction is provided.

この拡大手段としては、第5図のように、シリンドリ
カルレンズ30をスリット20の前方にそれぞれ配設するこ
とによって構成できる。シリンドリカルレンズ30は、ス
ペックル並進方向と直交する方向の光を受光センサー4A
または4Bに集光する機能がある。さらに、第13図のよう
に、受光センサー4A、4Bの前部に後方に収束するよう光
ファイバー40aを束ねた収束器40を設けることによって
構成してもよい。この収束器40は拡大手段とともに、光
ファイバー40aを縦向きに狭い幅で束ねているので狭化
手段をも兼備している。
This expanding means can be constituted by disposing a cylindrical lens 30 in front of the slit 20 as shown in FIG. The cylindrical lens 30 receives light in a direction orthogonal to the speckle translation direction by the light receiving sensor 4A.
Or there is a function to focus on 4B. Further, as shown in FIG. 13, a converging device 40 in which optical fibers 40a are bundled so as to converge backward may be provided in front of the light receiving sensors 4A and 4B. The converging device 40 also has a narrowing means because the optical fibers 40a are bundled with a narrow width in the vertical direction, together with the expanding means.

第5図の態様に従う受光センサー4A、4Bの信号波形を
第11図に、相関信号を第12図に示した。第9図と第11図
を比較すると、受光信号レベルが増加しているのが判
り、第10図と第12回とを比較してみると、あまり明確で
はないが、S/N比が高まっていることが判る。
FIG. 11 shows the signal waveforms of the light receiving sensors 4A and 4B according to the embodiment of FIG. 5, and FIG. 12 shows the correlation signals. 9 and 11, it can be seen that the level of the received light signal has increased, and when comparing FIG. 10 with the twelfth one, it is not very clear, but the S / N ratio has increased. You can see that

一方、受光量を多くするためには、各受光センサー4
A、4Bの大きさを大きくすることが好ましい。しかる
に、スリット20、20の間隔が定まっているとき、2つの
受光センサー4A、4Bの中心間隔が前記各スリット20、20
間隔より大きくなることがあり、この場合には、一方の
センサーに他方のスリットからの透過光が入射して、結
果的に検出精度を低下させることになる。
On the other hand, to increase the amount of received light,
It is preferable to increase the size of A and 4B. However, when the interval between the slits 20 and 20 is fixed, the center interval between the two light receiving sensors 4A and 4B is
In some cases, the distance may be larger than the interval. In this case, the transmitted light from the other slit enters one of the sensors, and as a result, the detection accuracy is reduced.

また、センサーサイズ一定の時、センサーサイズより
も狭いスリット間隔にすることで、スペックル並進性を
高め、検出精度を上げる場合も同様のことが言える。
The same can be said for a case where the slit interval is narrower than the sensor size when the sensor size is constant, thereby improving the speckle translation and the detection accuracy.

これに対して、スリット20と受光センサー4Aまたは4B
との間にスリット20、20の透過光を対応する各受光セン
サー4A、4Bに入射させる透過光分別案内手段、たとえば
次述のようにプリズムを設けると、他方のスリットでの
透過光の影響を防止しながら受光できる。
In contrast, the slit 20 and the light receiving sensor 4A or 4B
Between the slits 20 and 20, there is provided a transmitted light sorting guide means for making the transmitted light of the corresponding light-receiving sensors 4A and 4B incident on the corresponding light receiving sensors 4A and 4B, for example, when a prism is provided as described below, the influence of the transmitted light on the other slit is Light can be received while preventing.

すなわち、第14図a、bにおいて、シリンドリカルレ
ンズ201の背面に狭化手段としてのスリット板200を設
け、その後方に透過光分別案内手段としてのプリズム20
2を設け、各スリット200a、200bを通過した光を、上記
プリズム202の反射面202a、202bでそれぞれ全反射さ
せ、この反射光をスリット200a、200b間隔より大きい間
隔をもって配置した受光センサー4A、4Bに入射するよう
にする。
That is, in FIGS. 14a and 14b, a slit plate 200 as a narrowing means is provided on the back surface of the cylindrical lens 201, and a prism 20 as a transmitted light sorting guide means is provided behind the slit plate 200.
2, the light passing through each slit 200a, 200b is totally reflected by the reflecting surface 202a, 202b of the prism 202, and the light receiving sensors 4A, 4B in which the reflected light is arranged at intervals larger than the interval between the slits 200a, 200b. To be incident.

これによって、スリット200a、200bを透過する透過光
を対応する受光センサー4A、4Bに入射させることができ
る。また、受光センサー4A、4Bとして大きなものを用い
ることができ、受光量の増大を図り、もって検出精度を
高めることができる。また逆にセンサーサイズよりも狭
いスリット間隔を実現でき、検出精度を高めることがで
きる。
Thereby, the transmitted light transmitted through the slits 200a and 200b can be made incident on the corresponding light receiving sensors 4A and 4B. In addition, a large light receiving sensor 4A, 4B can be used, and the amount of received light can be increased, thereby increasing the detection accuracy. Conversely, a slit interval narrower than the sensor size can be realized, and detection accuracy can be improved.

なお、上記透過光分別案内手段としては、第15図a、
bに示すように、プリズム204の一面にミラー203を設
け、これにより、透過光を分別するようにしてもよい。
さらに、この他、プリズム204を設けることなく、単に
前記ミラー203の個所にミラーを設けた例などでもよ
い。
As the transmitted light sorting guide means, FIG.
As shown in FIG. 2B, a mirror 203 may be provided on one surface of the prism 204 to separate transmitted light.
Further, in addition to this, an example in which a mirror is simply provided at the place of the mirror 203 without providing the prism 204 may be used.

ところで、上記のように、透過光をたとえばプリズム
202により分別・方向変えした場合、各スリット200a、2
00bの透過光が互いに相手方の透過光に影響を与える、
いわゆるまわりこみの影響が懸念される。
By the way, as described above, the transmitted light is
When sorting and changing direction by 202, each slit 200a, 2
00b transmitted light affects each other's transmitted light,
There is a concern about the effects of so-called traffic.

そこでこの点を検討するため、第16図に示すような、
マスク50を用い、このマスク50で一方のスリット200aへ
の入射光のみを遮蔽して、マスクの有無による一方の受
光センサー4Bの出力の差を調査することとした。
Therefore, to examine this point, as shown in FIG.
Using a mask 50, only the light incident on one slit 200a is blocked by the mask 50, and the difference in the output of one light receiving sensor 4B depending on the presence or absence of the mask is determined.

その結果、マスクのない状態での受光センサー4A、4B
に対応する出力波形は第17図a、bのようになるのに対
し、スリット200aへの入射光のみマスクした場合、第18
図a、bとなった。第17図bと第18図bと波形を比較し
てみると、ほとんど変化ないことがわかる。またこのと
きの受光センサー4Bの出力レベル変化を調査したとこ
ろ、出力レベルに差は認められなかった。
As a result, the light receiving sensors 4A and 4B without the mask
17a and 17b are output waveforms corresponding to FIG. 17, while when only the incident light to the slit 200a is masked, the output waveform of FIG.
Figures a and b are obtained. A comparison of the waveforms in FIG. 17b and FIG. 18b shows that there is almost no change. When the output level change of the light receiving sensor 4B at this time was examined, no difference was found in the output level.

以上のことから、相手方スリット透過光のまわり込み
の影響はないと判断でき、第14図例の有効性が確認でき
た。
From the above, it was determined that there was no influence of the wraparound of the light transmitted through the slit of the other party, and the effectiveness of the example in FIG. 14 was confirmed.

さらに、第14図例を実際に第19図に示す態様で、各受
光センサー4A、4Bでの検出波形および相互相関処理後の
相関信号を調べたところ、第20図aおよびbに示す受光
センサー4A、4Bの出力波形が得られ、第21図に示すよう
な相関出力が得られた。このように、透過光分別案内手
段を設けた場合、相関出力は明確に現れることが明らか
になった。
Further, the waveforms detected by the respective light-receiving sensors 4A and 4B and the correlation signals after the cross-correlation processing were examined in the mode shown in FIG. 19 in the embodiment shown in FIG. 19, and the light-receiving sensors shown in FIGS. Output waveforms of 4A and 4B were obtained, and correlation outputs as shown in FIG. 21 were obtained. As described above, it is clear that the correlation output clearly appears when the transmitted light sorting guide unit is provided.

本発明における受光センサーとしては、適宜のものを
用いることができるが、たとえばホトダイオードPD、ア
バランシェホトダイオードAPD、ホトダイオードアレイP
DA、固体撮像素子CCDなどを挙げることができる。ま
た、拡大手段と狭化手段との配設順序はどちらでもよ
い。
As the light receiving sensor in the present invention, an appropriate one can be used. For example, a photodiode PD, an avalanche photodiode APD, a photodiode array P
DA, solid-state imaging device CCD, and the like can be given. In addition, the order of disposing the expanding means and the narrowing means may be either.

一方、分解能および受光量を増大させるためには、受
光信号としてスリット幅が狭くかつスリット長が長いこ
とが重要であるが、たとえば第13図に示したホトダイオ
ードアレイPDAでは、前記の課題を達成し難い。この点
で、固体撮像素子CCDを用いたとき、十分狭くかつ長い
スリットを得ることができるものの、出力がシリアルで
あるため、応答性が低い点が難点である。
On the other hand, in order to increase the resolution and the amount of received light, it is important that the slit width is small and the slit length is long as the received light signal.For example, in the photodiode array PDA shown in FIG. hard. In this point, when the solid-state imaging device CCD is used, a slit that is sufficiently narrow and long can be obtained, but the response is low because the output is serial, which is a disadvantage.

これに対して、本発明によれば、十分狭くかつ長いス
リット信号を容易に得ることができる。
In contrast, according to the present invention, a sufficiently narrow and long slit signal can be easily obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の通り、本発明によれば、速度分解能が高く、も
って検出精度に優れる速度検出装置が提供される。
As described above, according to the present invention, a speed detection device having high speed resolution and thus excellent detection accuracy is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明にかかるスペックル速度検出原理説明
図、第2図は受光センサーでの波形および相関信号波形
図、第3図は従来例の光学系の説明図、第4図および第
5図は本発明に係る光学系の説明図、第6図はスリット
の配置図、第7図および第8図は従来例の波形図、第9
図〜第12図は本発明に係る波形図、第13図は拡大手段の
他の例の斜視図、第14図aおよびbは透過光分別案内手
段を付設した例のそれぞれ視方向を90度変えた説明図、
第15図aおよびbは透過光分別案内手段を付設した他の
例のそれぞれ視方向を90度変えた説明図、第16図はスリ
ット透過光回り込み実験の説明図、第17図aおよびbな
らびに第18図aおよびbはそれぞれマスクの有無による
各受光センサーの信号波形図、第19図は透過光分別案内
手段を付設した例でのスペックル速度検出装置の構成
図、第20図aおよびbは第19図例による各受光センサー
の信号波形図、第21図は相関出力図である。 1……ウェブ(被検出対象物)、2……レーザ光源4A、
4B……受光センサー、5……相関処理器、20……スリッ
ト、30、201……シリンドリカルレンズ、40……収束
器、200……スリット板、200a、200b……スリット、20
2、204……プリズム(透過光分別案内手段)。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of speckle velocity detection according to the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating waveforms and correlation signal waveforms at a light receiving sensor, FIG. 3 is a diagram illustrating an optical system of a conventional example, FIG. FIG. 6 is an explanatory view of an optical system according to the present invention, FIG. 6 is a layout diagram of slits, FIG. 7 and FIG.
FIGS. 12 to 14 are waveform diagrams according to the present invention, FIG. 13 is a perspective view of another example of the enlarging means, and FIGS. Changed illustration,
15a and 15b are explanatory views of another example in which the transmitted light sorting guide means is attached, in which the viewing direction is changed by 90 degrees, respectively, FIG. 16 is an explanatory view of a slit transmitted light wraparound experiment, FIGS. 17a and b and 18a and 18b are signal waveform diagrams of each light receiving sensor depending on the presence or absence of a mask, FIG. 19 is a configuration diagram of a speckle speed detecting device in an example provided with transmitted light sorting guide means, FIGS. 20a and b 19 is a signal waveform diagram of each light receiving sensor according to the example of FIG. 19, and FIG. 21 is a correlation output diagram. 1. Web (object to be detected) 2. Laser light source 4A,
4B: light receiving sensor, 5: correlation processor, 20: slit, 30, 201: cylindrical lens, 40: converging device, 200: slit plate, 200a, 200b: slit, 20
2,204 ... Prism (transmitted light sorting guide means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−173715(JP,A) 特開 昭61−189462(JP,A) 特開 平1−172756(JP,A) 特開 平1−172758(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01P 3/36 G01P 3/80 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-173715 (JP, A) JP-A-61-189462 (JP, A) JP-A-1-172756 (JP, A) JP-A-1- 172758 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G01P 3/36 G01P 3/80

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レーザ光を被検出対象物に照射してその反
射または透過のスペックルパターンの並行移動の光量変
動を、スペックルの移動方向に間隔を置いた少なくとも
2つの受光センサーで受光し、これら受光センサーから
の信号の時間的ずれ量を相互相関処理により求め、被検
出対象物の移動速度を検出する装置において、 前記受光センサーに取り込まれる光信号のスペックル成
分に対して、スペックルの並進移動方向を狭くする狭化
手段を設け、 狭化手段によって狭化された各透過光のスペックル並進
移動方向間隔より、前記2つの受光センサーのスペック
ル並進移動方向間隔を大きくした状態で前記2つの受光
センサーを配置し、 さらに、前記狭化手段と受光センサーとの間に前記各透
過光を対応する各受光センサーに入射させる透過光分別
案内手段を設けた、 ことを特徴とするレーザスペックル速度検出装置。
1. An object to be detected is irradiated with a laser beam, and a variation in the amount of parallel movement of a reflected or transmitted speckle pattern is received by at least two light-receiving sensors spaced in a moving direction of the speckle. In a device for determining the time shift amount of signals from these light receiving sensors by cross-correlation processing and detecting the moving speed of an object to be detected, the speckle component of an optical signal taken into the light receiving sensor is speckled. A narrowing means for narrowing the translational movement direction of the two light-receiving sensors in a state in which the distance between the speckle translational movement directions of the two light receiving sensors is larger than the distance between the speckle translational movement directions of the respective transmitted lights narrowed by the narrowing means. The two light-receiving sensors are arranged, and a light-transmitting light that causes each transmitted light to enter the corresponding light-receiving sensor between the narrowing unit and the light-receiving sensor. It provided a light separation guiding means, laser speckle velocity detecting apparatus characterized by.
【請求項2】前記狭化手段とともに、スペックル並進方
向と直交する方向に拡くする拡大手段をも設けたことを
特徴とする請求項1記載の装置。
2. An apparatus according to claim 1, further comprising an expanding means for expanding in a direction orthogonal to a speckle translation direction, together with said narrowing means.
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