JP2994028B2 - 速度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば自動車、船舶、その他の移動物体が
２本の光ビームの光路を順次横切る間の時間を測定し、
該時間と２本の光ビーム相互間の距離とから上記移動物
体が上記２本の光ビームの光路を横切って移動する際の
区間平均速度を測定する速度計に関する。

（従来の技術） 移動物体の速度を、該移動物体から離れた位置で測定
する典型的な方法の一つとして、互いに所定距離離れた
２つの光源のそれぞれから光ビームを互いに平行に射出
し、移動物体がこれら２本の光ビームの光路のうちの一
方を横切った瞬間から他方を横切った瞬間までの時間を
測定し、この時間と上記所定距離とを用いて、移動物体
が上記２本の光ビームの光路間を通過する際の区間平均
速度を求める方法が知られている。

第７図は、上記方法に基づいて移動物体の区間平均速
度を求める従来の速度計の一例の概略構成図である。

この速度計は、光ビームを射出する２つの光源1,2を
互いに所定距離Ｌ（ｍ）だけ離して配置し、これら２つ
の光源1,2から射出される光ビームの3,4の光路が互いに
平行かつ移動物体（被測定体）５の移動方向とは略直角
となるように向きを合わせ、さらに被測定体５の進路を
挟んだ光源1,2の反対側に光ビーム3,4を受光する受光器
7,8を配置することにより構成されている。この様に構
成された速度計において、被測定体５が光ビーム３の光
路を横切った瞬間から光ビーム４の光路を横切った瞬間
までの時間Ｔ（秒）を図示しないタイマーで測定し、こ
の時間Ｔ（秒）と上記所定距離Ｌ（ｍ）を用いて、被測
定体５の区間平均速度Ｖが、 Ｖ＝L/T（m/秒） ……（１） として求められる。

（発明が解決しようとする課題） しかし第７図に示した従来の速度計は、光源１と受光
器７との光軸合わせ、および光源２と受光器８との光軸
合わせが煩雑であるという問題点がある。また光源1,2
と受光器7,8が被測定体５の進路を挟んだ互いに反対側
に配置されるため信号ケーブル等が被測定体５の進路を
横切ることとなり、被測定体の進行を妨害しないように
信号ケーブル等を配置することが厄介であるという問題
点もある。さらに、２本の光ビーム3,4の光路を互いに
平行にすることが難しい、２本の光ビームの光路相互間
の距離をいかにして正確に測定するかが問題となる、被
測定体５が例えば船舶のような場合、光源1,2もしくは
受光器7,8のいずれか一方を海上に設置する必要があり
現実的でない、等の問題点もある。

本発明は、上記各種の問題点に鑑み、速度測定前の準
備を容易に行なうことができる使い勝手のよい速度計を
提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の速度計は、第一の
検出器、第二の検出器およびタイマーから構成されてい
る。

ここで第一の検出器は、第一の光ビームを前方に向け
て射出する第一の光源と該第一の光ビームが反射して後
方に戻る第一の反射光を受光する第一の受光器とを備え
た、前記第一の光ビームの光路上もしくは該光路の延長
上の一点もしくはその近傍を中心として水平面上を回動
可能に設けられた第一のフォトインタラプタと、該第一
のフォトインタラプタの前記回動の相対角度を求めるた
めの第一の角度計とを備えている。

また前記第二の検出器は、第二の光ビームを前方に向
けて射出する第二の光源と該第二の光ビームが反射して
後方に戻る第二の反射光を受光する第二の受光器とを備
えた、前記第二の光ビームの光路上もしくは該光路の延
長上の一点もしくはその近傍を中心として水平面上を回
動可能に設けられた第二のフォトインタラプタと、該第
二のフォトインタラプタの前記回動の相対角度を求める
ための第二の角度計とを備えている。

また前記タイマーは、前記第一の受光器が前記第一の
反射光を受光した瞬間と前記第二の受光器が前記第二の
反射光を受光した瞬間との間の時間を測定する機能を備
えたものである。

ここで、本発明の第一の速度計は、前記第一のフォト
インタラプタガが、前記第一の光源と前記第一の受光器
のほか、該第一のフォトインタラプタの前記回動の中心
軸上もしくはその近傍に、該第一のフォトインタラプタ
と互いに第二の所定距離Ｌ離れた位置に配置された前記
第二のフォトインタラプタから前記第一のフォトインタ
ラプタに向けて射出された前記第二の光ビームを前記第
二のフォトインタラプタに向けて反射する第一の反射体
を備えるとともに、前記第一のフォトインタラプタが、
さらに、該第一のフォトインタラプタの前記回動の中心
軸から水平方向に第一の所定距離ｌ離れた位置に、該第
一のフォトインタラプタと互いに前記第二の所定距離Ｌ
離れた位置に配置された前記第二のフォトインタラプタ
から前記第一のフォトインタラプタに向けて射出された
前記第二の光ビームを前記第二のフォトインタラプタに
向けて反射する第二の反射体を備えたことを特徴とする
ものである。

また本発明の第二の速度計は、前記第一の速度計にお
いて、前記第一のフォトインタラプタが、前記第一の反
射体に代え、該第一のフォトインタラプタの前記回動の
中心軸上もしくはその近傍に、該第一のフォトインタラ
プタと互いに第二の所定距離Ｌ離れた位置に配置された
前記第二のフォトインタラプタから前記第一のフォトイ
ンタラプタに向けて射出された前記第二の光ビームを受
光する第一のセンサを備えたことを特徴とするものであ
る。

また本発明の第三の速度計は、前記第一の速度計もし
くは前記第二の速度計において、前記第一のフォトイン
タラプタが、前記第二の反射体に代え、該第一のフォト
インタラプタの前記回動の中心軸から水平方向に第一の
所定距離ｌ離れた位置に、該第一のフォトインタラプタ
と互いに第二の所定距離Ｌ離れた位置に配置された前記
第二のフォトインタラプタから前記第一のフォトインタ
ラプタに向けて射出された前記第二の光ビームを受光す
る第二のセンサを備えたことを特徴とするものである。

さらに本発明の第四の速度計は、前記第一の速度計か
ら第三の速度計のうちのいずれかにおいて、前記第二の
フォトインタラプタが、該第二のフォトインタラプタの
前記回動の中心軸上もしくはその近傍に、該第二のフォ
トインタラプタと互いに第二の所定距離Ｌ離れた位置に
配置された前記第一のフォトインタラプタから前記第二
のフォトインタラプタに向けて射出された前記第一の光
ビームを前記第一のフォトインタラプタに向けて反射す
る第三の反射体を備えたことを特徴とするものである。

また本発明の第五の速度計は、前記第四の速度計にお
いて、前記第二のフォトインタラプタが、前記第三の反
射体に代え、該第二のフォトインタラプタの前記回動の
中心軸上もしくはその近傍に、該第二のフォトインタラ
プタと互いに第二の所定距離Ｌ離れた位置に配置された
前記第一のフォトインタラプタから前記第二のフォトイ
ンタラプタに向けて射出された前記第一の光ビームを受
光する第三のセンサを備えたことを特徴とするものであ
る。

さらに、本発明の第六の速度計は、第一の光ビームを
前方に向けて射出する第一の光源と該第一の光ビームが
反射して後方に戻る第一の反射光を受光する第一の受光
器とを備えた、前記第一の光ビームの光路上もしくは該
光路の延長上の一点もしくはその近傍を中心として水平
面上を回動可能に設けられた第一のフォトインタラプタ
と、該第一のフォトインタラプタの前記回動の相対角度
を求めるための第一の角度計とを有する第一の検出器、 第二の光ビームを前方に向けて射出する第二の光源と
該第二の光ビームが反射して後方に戻る第二の反射光を
受光する第二の受光器とを備えた、前記第二の光ビーム
の光路上もしくは該光路の延長上の一点もしくはその近
傍を中心として水平面上を回動可能に設けられた第二の
フォトインタラプタと、該第二のフォトインタラプタの
前記回動の相対角度を求めるための第二の角度計とを有
する第二の検出器、および 前記第一の受光器が前記第一の反射光を受光した瞬間
と前記第二の受光器が前記第二の反射光を受光した瞬間
との間の時間を測定するタイマーを備え、 前記第一のフォトインタラプタが、該第一のフォトイ
ンタラプタの前記回動の中心軸上もしくはその近傍に、
該第一のフォトインタラプタと互いに第二の所定距離離
れた位置に配置された前記第二のフォトインタラプタか
ら前記第一のフォトインタラプタに向けて射出された前
記第二の光ビームを前記第二のフォトインタラプタに向
けて反射する第一の反射体を備えるとともに、 前記第二のフォトインタラプタが、該第二のフォトイ
ンタラプタの前記回動の中心軸から水平方向に第一の所
定距離ｌ離れた位置に、該第二のフォトインタラプタと
互いに前記第二の所定距離Ｌ離れた位置に配置された前
記第一のフォトインタラプタから前記第二のフォトイン
タラプタに向けて射出された前記第一の光ビームを前記
第一のフォトインタラプタに向けて反射する第四の反射
体を備えたことを特徴とするものである。

また本発明の第七の速度計は、前記第六の速度計にお
いて、前記第一のフォトインタラプタが、前記第一の反
射体に代え、該第一のフォトインタラプタの前記回動の
中心軸上もしくはその近傍に、該第一のフォトインタラ
プタと互いに第二の所定距離Ｌ離れた位置に配置された
前記第二のフォトインタラプタから前記第一のフォトイ
ンタラプタに向けて射出された前記第二の光ビームを受
光する第一のセンサを備えたことを特徴とするものであ
る。

また本発明の第八の速度計は、前記第六の速度計又は
前記第七の速度計において、前記第二のフォトインタラ
プタが、前記第四の反射体に代え、該第二のフォトイン
タラプタの前記回動の中心軸から水平方向に第一の所定
距離ｌ離れた位置に、該第二のフォトインタラプタと互
いに第二の所定距離Ｌ離れた位置に配置された前記第一
のフォトインタラプタから前記第二のフォトインタラプ
タに向けて射出された前記第一の光ビームを受光する第
四のセンサを備えたことを特徴とするものである。

ここで、以上のように構成された第一から第八の速度
計のうちのいずれかにおいて、前記第一および第二のフ
ォトインタラプタが、前記第一および第二の光ビームを
上下方向に繰り返し偏向させる光ビーム偏向手段を備え
ていることが好ましい。

また前記第一〜第四の反射体としては、特定の反射体
に限られるものではないが、光ビームが多少斜めから照
射された場合であってもその反射光の光量をできるだけ
大きくするために、例えばコーナーキューブ，回帰性ミ
ラー等と呼ばれる、その反射体を照射した光ビームがそ
の光ビームの入射光路と略同一の光路を通ってその光ビ
ームが射出された光源側に戻るようにその光ビームを反
射する、いわゆる復帰反射物を用いることが好ましい。

また、前記第一〜第四のセンサは、光ビームを直接受
光するものであってもよく、もしくは受光された光を前
記第一の受光器もしくは前記第二の受光器に導く、例え
ば光ファイバー等であってもよい。

また前記第一〜第八の速度計において、前記第一およ
び第二のフォトインタラプタは、該フォトインタラプタ
から射出される光ビームの光路上もしくは該光路の延長
上の一点を中心として回動するように構成されることが
好ましく、また前記第一の反射体，前記第一のセンサ，
前記第三の反射体，前記第三のセンサはフォトインタラ
プタの回動の中心軸上に備えることが好ましく、この場
合に調整誤差や速度測定誤差が最小となるが、調整誤差
や速度測定誤差をどの程度許容するかに応じて、フォト
インタラプタの回動の中心は該フォトインタラプタから
射出される光ビームの光路上もしくは該光路の延長上の
一点からずれていてもよく、また前記第一の反射体，前
記第一のセンサ，前記第三の反射体，前記第三のセンサ
はフォトインタラプタの回動の中心軸からずれた位置に
備えられていてもよく、前記第一〜第八の速度計におけ
る前記「もしくはその近傍」はこのような意味に解釈さ
れるものである。

（作用） 本発明の第一の速度計は、第一のフォトインタラプタ
と第二のフォトインタラプタとの双方に角度計が備えら
れており、また第一のフォトインタラプタに第一の反射
体が備えられているため、この第一の反射体および第一
のフォトインタラプタに内蔵されている第一の受光器も
しくは第二のフォトインタラプタに内蔵されている第二
の受光器を用いて第一の光ビームの光路と第二の光ビー
ムの光路とを互いに重ね合わせることができ、その後角
度計を用いてこれら第一および第二の光ビームの光路を
互いに平行にすることができる。また第一のフォトイン
タラプタには第一の反射体のほか第二の反射体も備えら
れているため、第二のフォトインタラプタから射出され
る光ビームがこれら２つの反射体のうちの一方を照射し
た状態と他方を照射した状態との相互間の相対角度を測
定することにより、第一のフォトインタラプタ（第一の
検出器）と第二のフォトインタラプタ（第二の検出器）
との間の距離Ｌを求めることができる。このようにして
容易に距離Ｌを求めることができ、また上記のようにし
て２本の光ビームの光路を容易に平行にすることがで
き、従ってこの速度計が容易に調整され、速度測定を開
始するまでの準備が迅速に行なわれることとなる。

また本発明の第二の速度計，第三の速度計は、それぞ
れ第一の反射体，第二の反射体に代え、第二の光ビーム
を検出する第一のセンサ，第二のセンサを備えたもので
あり、これら第一のセンサ，第二のセンサを用いて上記
第一の速度計と同様にして第一のフォトインタラプタ
（第一の検出器）と第二のフォトインタラプタ（第二の
検出器）との間の距離Ｌを求めることができるとともに
２本の光ビームの光路を容易に平行にすることができ、
従ってこの速度計が容易に調整され、速度測定を開始す
るまでの準備が迅速に行なわれることとなる。

また本発明の第四の速度計は、上記第一〜第三の速度
計のいずれかにおいて第二のフォトインタラプタにも反
射体（第三の反射体）を備えたため、第一のフォトイン
タラプタに備えられた第一の反射体を第二のフォトイン
タラプタから射出された第二の光ビームで照射し、また
第二のフォトインタラプタに備えられた第三の反射体を
第一のフォトインタラプタから射出された第一の光ビー
ムで照射することにより、第一および第二の光ビームの
光路を互いに重ね合わせる操作なしで第一のフォトイン
タラプタ（第一の検出器）と第二のフォトインタラプタ
（第二の検出器）との間の距離Ｌを求めることができる
とともに２本の光ビームの光路を容易に平行にすること
ができ、従ってこの場合も速度計が容易に調整され、速
度測定を開始するまでの準備が迅速に行なわれることと
なる。

また本発明の第五の速度計は、上記第四の速度計にお
ける第三の反射体に代え、第三のセンサを備えたもので
あり、上記第四の速度計と同様にして容易に調整を行な
うことができる。

また前記第一の速度計では第一のフォトインタラプタ
に第一の反射体と第二の反射体との双方が備えられてい
たが、本発明の第六の速度計は、第一のフォトインタラ
プタに第一の反射体を備え、第二のフォトインタラプタ
に前記第一の速度計における第二の反射体に相当する第
四の反射体を備えたものであり、この第一の反射体を用
いて前記第一の速度計と同様にして２本の光ビームの光
路を重ね合わせ、この状態から第一のフォトインタラプ
タから射出された第一の光ビームが第四の反射体を照射
する状態に至るまでの相対角度を求めることにより、第
一のフォトインタラプタ（第一の検出器）と第二のフォ
トインタラプタ（第二の検出器）との間の距離Ｌを求め
ることができ、次いで２本の光ビームを互いに平行にす
ることができ、従ってこの第六の速度計が容易に調整さ
れることになる。

また本発明の第七の速度計，第八の速度計は、上記第
六の速度計における第一の反射体，第四の反射体をそれ
ぞれ第一のセンサ，第四のセンサに代えたものであり、
上記第六の速度計と同様にして容易に調整が行なわれ
る。

ここで上記第一〜第八の速度計において、第一および
第二のフォトインタラプタが第一および第二の光ビーム
を上下方向に繰り返し変更させる光ビーム変更手段を備
えていると、反射体やセンサを光ビームで照射する操作
が一層容易となり、また速度測定の際に被測定体が上下
方向に揺動する場合等であっても確実に速度測定を行な
うことができることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第1A図，第1B図は、第一のフォトインタラプタと第二
のフォトインタラプタのいずれにも使用できるフォトイ
ンタラプタを備えた検出器の概略構成を表わした、それ
ぞれ平面図，正面図である。このフォトインタラプタ
は、本発明にいう第一，第四，第六の速度計、即ち光ビ
ームをそのまま受光するセンサを用いずに反射体のみで
構成した速度計のいずれのフォトインタラプタとしても
使用することができる。

この検出器10は、固定台11上に載置されたフォトイン
タラプタ12と、該固定台11に固定され、該固定台11に設
けられた孔11a内に軸13aが挿入された角度計13とから構
成されている。フォトインタラプタ12はこの角度計13の
軸13aに取り付けられており、この軸13aを中心に第1A図
に示す矢印A,B方向に回動可能であり、角度計13により
この回動の相対角度を読み取ることができるように構成
されている。またこのフォトインタラプタ12には、光ビ
ーム14を前方に向かって射出する光源（図示せず）と該
光ビーム14が反射されて該光ビーム14の光路と略同一の
光路を通って戻って来る光を受光する受光器（図示せ
ず）とが内蔵されている。さらにこのフォトインタラプ
タ12内には光ビーム偏向手段（図示せず）が内蔵されて
おり、この光ビーム偏向手段により上下方向、即ち第1B
図に示す矢印C,D方向に繰り返し高速で偏向された光ビ
ーム14が、フォトインタラプタ12から射出される。この
光ビーム偏向手段としては、例えばガルバノメータミラ
ー，回転多面鏡，音響光学的光偏向器等が用いられる。

さらにこのフォトインタラプタ12には、その回動軸上
に回帰性ミラー15が備えられており、またその回帰性ミ
ラー15の後方の、その回帰性ミラー15から距離ｌだけ離
れた位置にもう一つの回帰性ミラー16が備えられてい
る。これらの回帰性ミラー15,16は、フォトインタラプ
タ12の側面側、即ち第1A図の上方側もしくは下方側から
該回帰性ミラー15,16に向かって照射された光ビームを
その照射の方向、即ち第1A図の上方側から照射された場
合には該上方側に、第1A図の下方側から照射された場合
には該下方側に向かって反射する。ここでこの回帰性ミ
ラー15,16は、該回帰性ミラー15,16への光ビームの入射
角が多少変化しても該光ビームと同一の光路上に強く反
射するように構成されている。

第２図は、第1A図，第1B図に示した検出器を２個用い
た速度計を本発明にいう第一の速度計として用いた場合
の、速度測定前の調整方法の一例を示した図である。２
個の検出器のうちの第一の検出器を構成する各構成要素
には、第１図に示した検出器の各構成要素と同一の番号
を付して示し、また２個の検出器のうちの第二の検出器
を構成する各構成要素には、第１図に示した検出器の各
構成要素と同一の番号にダッシュを付して示し、説明は
省略する。またここでは、第１図に示した検出器のう
ち、固定台11と角度計13の図示は省略し、フォトインタ
ラプタ12のみを図示してある。

第２図（ａ）は、２つの検出器10,10′を互いに距離
Ｌだけ離して互いにほぼ平行に配置した状態を表わした
図である。ただしここでは目測等により配置しただけで
あって、距離Ｌは未だ求められておらず、また２つの検
出器10,10′は前後方向に互いに距離ｘだけずれて配置
されており、さらに第二の検出器10′の光ビーム14′の
光路は第一の検出器10の光ビーム14の光路とは平行でな
く、角度αだけ傾いている。

ここでこの初期配置の状態から、第二の検出器10′の
フォトインタラプタ12′を、第２図（ｂ）に示すよう
に、該フォトインタラプタ12′から射出された光ビーム
14′が第一の検出器10の回帰性ミラー15を照射する位置
まで回動させる。回帰性ミラー15が光ビーム14′により
照射されたことは、該回帰性ミラー15からの光ビーム1
4′の反射光が第二の検出器10′のフォトインタラプタ1
2′に内蔵された受光器（図示せず）により受光される
ことにより検知される。次に第一の検出器10のフォトイ
ンタラプタ12を、第２図（ｃ）に示すように、該第一の
フォトインタラプタ12から射出された第一の光ビーム14
が第二のフォトインタラプタ12′に内蔵された受光器
（図示せず）により検出される位置まで回動させ、その
間の相対角度θ１を角度計13（第1B図参照）により読み
取る。このとき２本の光ビーム14,14′の光路は互いに
重なることとなる。次に第一の検出器10のフォトインタ
ラプタ12は元の向きに戻し、第二の検出器10′のフォト
インタラプタ12′から射出された光ビーム14′が回帰性
ミラー15を照射する方向と回帰性ミラー16を照射する方
向との間の相対角度θ２を求める（第２図（ｄ））。こ
こでこれらの２つの回帰性ミラー15,16の間の距離ｌは
既知であり、また第２図（ｄ）に示すように、第二の検
出器10′のフォトインタラプタ12′の回動の中心（回帰
性ミラー15′の位置）から光ビーム14の光路を延長した
直線上におろした垂線17と、光ビーム14′が回帰性ミラ
ー15を照射するようにフォトインタラプタ12′を回動さ
せたときの該光ビーム14′の光路とのなす角をβとした
とき、２つの検出器10,10′間の距離Ｌは、 Ｌ＝l/｛tan（θ２＋β）−tanβ｝ ……（２） となる。但しここでは角度はラジアンで表わされてい
る。

ここで、 β＝π/2−θ１ ……（３） であって、θ１は既知であるためβも既知であり、した
がって上記（２）式を用いて計算を行なうことにより、
距離Ｌを求めることができる。

尚、Ｌ＞＞ｌを満足するように距離Ｌおよび距離ｌが
設定されている場合はθ２は十分小さく、また初期配置
（第２図（ａ））の段階で２つの検出器10,10′の前後
方向のずれｘ（第２図（ａ））が十分に小さくなるよう
にこれら２つの検出器10,10′を配置した場合は角度β
も十分に小さくなり、従ってこの場合（２）式は、 Ｌ≒l/θ２ ……（４） となる。すなわちこれらＬ＞＞l,β：小の２つの仮定が
成り立つ場合、（２）式の代わりに（４）式を用いて、
より簡単な演算で距離Ｌが求められる。

次に第２図（ｅ）に示すように、フォトインタラプタ
12′を、光ビーム14′が回帰性ミラー15を照射する位置
から、 θ３＝π−θ１ ……（５） だけ回動し、これにより２本の光ビーム14,14′の光路
が互いに平行となる。

以上により速度測定の準備が完了し、この後、例えば
自動車，船舶等の被測定体が光ビーム14の光路を横切る
瞬間と光ビーム14′の光路を横切る瞬間との間の時間Ｔ
を図示しないタイマーで測定し、これにより２本の光ビ
ーム14,14′の光路を横切る間の被測定体の区間平均速
度Ｖが、前述した（１）式、即ち Ｖ＝L/T ……（１） に従って求められる。

このようにして、２つの検出器10,10′間の距離Ｌを
容易に求めることができ、また２本の光ビーム14,14′
の光路を容易に平行にすることができ、従って迅速な測
定準備が可能となる。またここでは反射型のフォトイン
タラプタを用いているため、被測定体の進路上を信号ケ
ーブル等が跨ぐことがなくなり、また海上を移動する船
舶等の速度測定にも適したものとなる。

ここで、被測定体により反射された光ビーム14,14′
の反射光を検出する必要があるが、S/N比のよい検出を
行なうために被測定体にも回帰性ミラー等の反射体を取
り付けることが望ましい。また被測定体（例えば自動
車）に回帰性ミラー等の反射体を取り付けることによ
り、被測定体だけでなく該被測定体以外の同種の移動物
体（他の自動車）も相前後して２本の光ビーム14,14′
の光路を横切って移動する場合であっても、所望とする
被測定体のみを選択的に検出することが可能となる。

また上記実施例では、前述したように、光ビーム14,1
4′は上下方向（第1B図の矢印C,D方向）に高速で繰り返
し偏向しているため、被測定体に取り付ける回帰性ミラ
ー等の反射体の取付高さにはかなりの誤差が許容され、
また船舶等を被測定体とした場合において該船舶等が上
下に揺れても確実に速度測定を行なうことができる。

さらに上記実施例では、検出器の互換性のため、２つ
の検出器10,10′として互いに同一構成の検出器を用い
たが、上記調整方法の説明から明らかな通り、第二の検
出器の回帰性ミラー15′,16′は不要であり、したがっ
てここでは第1A図，第1B図に示す検出器を２個用いた速
度計を本発明にいう第一の速度計として用いていること
となる。

ここで、第一の検出器10の回帰性ミラー15,16には第
二の検出器10′側からのみ光が照射され、従ってこれら
の回帰性ミラー15,16は、第1A図に示すように両側（第1
A図の上下両側）とも回帰性ミラーとなっている必要は
なく、第二の検出器側の片面のみ回帰性ミラーとなって
いればよい。このように回帰性ミラーは片面のみでよい
ため、回帰性ミラー15,16を、第一の検出器10のフォト
インタラプタ12のハウジングの第二の検出器10′側の側
面に取り付けてもよい。回帰性ミラー15,16をフォトイ
ンタラプタのハウジングの側面に取り付けた場合、これ
らの回帰性ミラー15,16は光ビーム14の光路の延長線上
から外れることとなり、距離Ｌの測定誤差に結び付くこ
ととなるが、距離Ｌが十分大きい場合、回帰性ミラー1
5,16が光ビーム14の光路の延長線上から外れていること
に起因する距離Ｌの測定誤差は小さくなる。なおこの場
合、回帰性ミラー15の取付位置はフォトインタラプタ12
の回動軸上から外れることとなるが、これは誤差を許容
したために外すことができたものであり、本発明ではこ
のような場合を「その近傍」と表現して本発明に含めて
いる。

また回帰性ミラーが片面のみ回帰性を備えていればよ
いことは以下に示す全ての調整方法においても同様であ
り、また誤差を許容することにより回帰性ミラーをフォ
トインタラプタのハウジングの側面等に設けてもよいこ
とも以下においても同様である。

また上記回帰性ミラー15,16に代えて、これらのうち
のいずれか一方もしくは双方が、光ビーム14′を検出す
るセンサであってもよく、この点についても以下全て同
様である。

また上記実施例では光ビーム14,14′を上下に偏向さ
せているが、この光ビーム14,14′を上下に偏向させる
ことは本発明では必ずしも必要ではなく、例えば光ビー
ム14,14′の光量に余裕があるときは光ビーム14,14′を
上下に偏向することに代え、例えばシリンドリカルレン
ズ等を用いて上下に細長い断面形状を有する光ビームを
射出するようにしてもよく、被測定体の高さが一定して
いる場合等には、スポット状の断面形状を有する光ビー
ムを上下に偏向することなく射出するようにしてもよ
い。

第３図は、第1A図，第1B図に示した検出器を２個用い
た速度計を本発明にいう第四の速度計として用いた場合
の、速度測定前の調整方法の一例を示した図である。こ
の第３図において、第２図に示した速度計を構成する各
構成要素と対応する各構成要素には、第２図に示した速
度計の各構成要素と同一の番号を付して示し、詳細説明
は省略する。

第３図（ａ）は、第２図（ａ）と同様に２つの検出器
10,10′を互いに距離Ｌだけ離して互いにほぼ平行に配
置した状態を表わした図である。

ここでこの初期配置の状態から、第一の検出器10のフ
ォトインタラプタ12を、第３図（ｂ）に示すように第二
の検出器10′の回帰性ミラー15′を照射する位置まで回
動させ、その間の相対角度θ１を角度計13（第1B図参
照）により読み取る。次に第一の検出器10のフォトイン
タラプタ12は元の向きに戻し、今度は第二の検出器10′
のフォトインタラプタ12′から射出される光ビーム14′
を第一の検出器10の方向に向け、該光ビーム14′が回帰
性ミラー15を照射する方向と回帰性ミラー16を照射する
方向との間の角度θ２を求める（第３図（ｃ））。その
後は第２図を用いて説明した調整方法と同様にして、距
離Ｌが求められるとともに２本の光ビーム14,14′が互
いに平行となるように調整される。

このように、この調整方法を用いても２つの検出器1
0,10′の間の距離Ｌを容易に求めることができ、また２
本の光ビーム14,14′の光路を容易に平行にすることが
でき、従って迅速な測定準備が可能となる。またこの場
合は、回帰性ミラー15,16,15′を用いることとなり、回
帰性ミラー16′のみが不要となる。なお、これらの回帰
性ミラー15,16,15′のうちのいずれかもしくは複数を光
ビーム14,14′を検出するセンサに代えてもよいことは
もちろんである。

第４図は、第1A図，第1B図に示した検出器を２個用い
た速度計を本発明にいう第六の速度計として用いた場合
の、速度測定前の調整方法の一例を示した図である。こ
の第４図において、第２図，第３図に示した速度計を構
成する各構成要素と対応する各構成要素には、第２図，
第３図に示した速度計の各構成要素と同一の番号を付し
て示し、詳細説明は省略する。

第４図（ａ）〜第４図（ｃ）は、それぞれ第２図
（ａ）〜第２図（ｃ）と同一の図であり、第２図（ａ）
〜第２図（ｃ）を参照して説明した調整方法と同じ方法
を用いて、相対角度θ１を求めるとともに２本の光ビー
ム14,14′の光路が互いに重なるように調整される。

次に第４図（ｄ）に示すように、フォトインタラプタ
12′を、 θ３＝π−θ１ ……（５） だけ回動させ、その後フォトインタラプタ12から射出さ
れた光ビーム14が回帰性ミラー16′を照射するように回
動させ、そのときの回動の相対角度θ２が求められる。
この相対角度θ２が求められると、第２図を用いて説明
した場合と同様にして、２つのフォトインタラプタ12,1
2′の間の距離Ｌが求められ、その後第４図（ｅ）に示
すようにフォトインタラプタ12が角度θ１だけ回転さ
れ、これにより２本の光ビーム14,14′の光路が互いに
平行となる。ここで、この調整方法を採用した場合、回
帰性ミラー15,16′だけが必要となり、回帰性ミラー16,
15′は不要となる。なお、この回帰性ミラー15,16′に
代えて光ビーム14,14′を検出するセンサを配置しても
よいことはもちろんである。

第５図，第６図は、回帰性ミラーの配置位置の他の例
を示した図である。これら第５図，第６図において、第
２図〜第４図に示した速度計を構成する各構成要素と対
応する各構成要素には、第２図〜第４図に示した速度計
の各構成要素と同一の番号を付して示し、詳細説明は省
略する。

第５図ではフォトインタラプタ12に２つの回帰性ミラ
ー15,16が備えられているが、これら２つの回帰性ミラ
ー15,16は、フォトインタラプタ12から射出された光ビ
ーム14の光路と直交する方向に並んでいる。この場合、
第２図（ａ）〜第２図（ｃ）を用いて説明した場合と同
様にして２本の光ビーム14,14′の光路を互いに重ね合
わせた後、フォトインタラプタ12を元の方向に向ける前
に、第５図に示すようにして相対角度θ２が求められ
る。

また第６図では、フォトインタラプタ12にはその回動
軸上に回帰性ミラー15が備えられており、フォトインタ
ラプタ12′にはその一端に回帰性ミラー16′が備えられ
ている。この場合は、第４図（ａ）〜第４図（ｃ）を用
いて説明した場合と同様にして２本の光ビーム14,14′
の光路を互いに重ね合わせた後、フォトインタラプタ1
2′を回動させる前に、第６図に示すようにして相対角
度θ２が求められる。

このように２つの回帰性ミラー（もしくはセンサ）の
うちの一方はフォトインタラプタ12の回動軸上もしくは
その近傍に配置され、他方はフォトインタラプタ12もし
くはフォトインタラプタ12′の回動軸から離れた位置に
配置されていれば２つのフォトインタラプタ12,12′の
間の距離Ｌを求めることができるとともに、２本の光ビ
ーム14,14′の光路が互いに平行となるように調整する
ことができる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の速度計は、第一
の検出器が第一のフォトインタラプタと該第一のフォト
インタラプタの回動の相対角度を求めるための第一の角
度計とを備え、第二の検出器が第二のフォトインタラプ
タと該第二のフォトインタラプタの回動の相対角度を求
めるための第二の角度計とを備え、かつ第一のフォトイ
ンタラプタの回動軸上もしくはその近傍に反射体もしく
はセンサを備えるとともに、第一のフォトインタラプタ
もしくは第二のフォトインタラプタの回動軸から離れた
少なくとも一ヶ所に他の反射体もしくは他のセンサを備
えたため、第一および第二の検出器の間の距離を容易に
求めることができ、また第一および第二の検出器から射
出された２本の光ビームの光路が互いに平行となるよう
に容易に調整することができ、従って迅速な測定準備が
可能となり、使い勝手のよい速度計が実現される。

また本発明では、反射型のフォトインタラプタを用い
ているため、信号ケーブル等が被測定体の進路を跨ぐこ
とがなく、この点からも使い勝手のよい速度計となる。
また反射型のフォトインタラプタを用いているため、被
測定体に回帰性ミラー等の反射体を取り付けることによ
り、多数の移動物体の中から所望とする被測定体のみを
選択的に検出することもできる。

また、第一および第二のフォトインタラプタから射出
される光ビームを上下方向に繰り返し偏向させた場合
は、例えば海上の船舶のように被測定体が上下に揺動す
る場合であっても確実に速度測定を行なうことができ、
しかも光ビームを上下に広げた場合と比べS/N比のよい
反射光の検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第1A図および第1B図は、本発明にいう第一のフォトイン
タラプタと第二のフォトインタラプタのいずれにも適用
することのできるフォトインタラプタを備えた検出器の
概略構成を表わした、それぞれ平面図および正面図、 第２図〜第６図は、第１図に示した検出器を２個用いた
速度計の、速度測定前の調整方法の各例を示した図、 第７図は、移動物体の区間平均速度を求める従来の速度
計の一例の概略構成図である。 1,2……光源、3,4……光ビーム ５……移動物体（被測定体） ６……被測定体の進路 7,8……受光器、10,10′……検出器 11……固定台 12,12′……フォトインタラプタ 13……角度計、14,14′……光ビーム 15,15′,16,16′……回帰性ミラー

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第一の光ビームを前方に向けて射出する第
   一の光源と該第一の光ビームが反射して後方に戻る第一
   の反射光を受光する第一の受光器とを備えた、前記第一
   の光ビームの光路上もしくは該光路の延長上の一点もし
   くはその近傍を中心として水平面上を回動可能に設けら
   れた第一のフォトインタラプタと、該第一のフォトイン
   タラプタの前記回動の相対角度を求めるための第一の角
   度計とを有する第一の検出器、 第二の光ビームを前方に向けて射出する第二の光源と該
   第二の光ビームが反射して後方に戻る第二の反射光を受
   光する第二の受光器とを備えた、前記第二の光ビームの
   光路上もしくは該光路の延長上の一点もしくはその近傍
   を中心として水平面上を回動可能に設けられた第二のフ
   ォトインタラプタと、該第二のフォトインタラプタの前
   記回動の相対角度を求めるための第二の角度計とを有す
   る第二の検出器、および 前記第一の受光器が前記第一の反射光を受光した瞬間と
   前記第二の受光器が前記第二の反射光を受光した瞬間と
   の間の時間を測定するタイマーを備え、 前記第一のフォトインタラプタが、該第一のフォトイン
   タラプタの前記回動の中心軸上もしくはその近傍に、該
   第一のフォトインタラプタと互いに第二の所定距離離れ
   た位置に配置された前記第二のフォトインタラプタから
   前記第一のフォトインタラプタに向けて射出された前記
   第二の光ビームを前記第二のフォトインタラプタに向け
   て反射する第一の反射体を備えるとともに、 前記第一のフォトインタラプタが、さらに、該第一のフ
   ォトインタラプタの前記回動の中心軸から水平方向に第
   一の所定距離離れた位置に、該第一のフォトインタラプ
   タと互いに前記第二の所定距離離れた位置に配置された
   前記第二のフォトインタラプタから前記第一のフォトイ
   ンタラプタに向けて射出された前記第二の光ビームを前
   記第二のフォトインタラプタに向けて反射する第二の反
   射体を備えたことを特徴とする速度計。
2. 【請求項２】前記第一のフォトインタラプタが、前記第
   一の反射体に代え、該第一のフォトインタラプタの前記
   回動の中心軸上もしくはその近傍に、該第一のフォトイ
   ンタラプタと互いに第二の所定距離離れた位置に配置さ
   れた前記第二のフォトインタラプタから前記第一のフォ
   トインタラプタに向けて射出された前記第二の光ビーム
   を受光する第一のセンサを備えたことを特徴とする請求
   項１記載の速度計。
3. 【請求項３】前記第一のフォトインタラプタが、前記第
   二の反射体に代え、該第一のフォトインタラプタの前記
   回動の中心軸から水平方向に第一の所定距離離れた位置
   に、該第一のフォトインタラプタと互いに第二の所定距
   離離れた位置に配置された前記第二のフォトインタラプ
   タから前記第一のフォトインタラプタに向けて射出され
   た前記第二の光ビームを受光する第二のセンサを備えた
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の速度計。
4. 【請求項４】前記第二のフォトインタラプタが、該第二
   のフォトインタラプタの前記回動の中心軸上もしくはそ
   の近傍に、該第二のフォトインタラプタと互いに第二の
   所定距離離れた位置に配置された前記第一のフォトイン
   タラプタから前記第二のフォトインタラプタに向けて射
   出された前記第一の光ビームを前記第一のフォトインタ
   ラプタに向けて反射する第三の反射体を備えたことを特
   徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の速
   度計。
5. 【請求項５】前記第二のフォトインタラプタが、前記第
   三の反射体に代え、該第二のフォトインタラプタの前記
   回動の中心軸上もしくはその近傍に、該第二のフォトイ
   ンタラプタと互いに第二の所定距離離れた位置に配置さ
   れた前記第一のフォトインタラプタから前記第二のフォ
   トインタラプタに向けて射出された前記第一の光ビーム
   を受光する第三のセンサを備えたことを特徴とする請求
   項４記載の速度計。
6. 【請求項６】第一の光ビームを前方に向けて射出する第
   一の光源と該第一の光ビームが反射して後方に戻る第一
   の反射光を受光する第一の受光器とを備えた、前記第一
   の光ビームの光路上もしくは該光路の延長上の一点もし
   くはその近傍を中心として水平面上を回動可能に設けら
   れた第一のフォトインタラプタと、該第一のフォトイン
   タラプタの前記回動の相対角度を求めるための第一の角
   度計とを有する第一の検出器、 第二の光ビームを前方に向けて射出する第二の光源と該
   第二の光ビームが反射して後方に戻る第二の反射光を受
   光する第二の受光器とを備えた、前記第二の光ビームの
   光路上もしくは該光路の延長上の一点もしくはその近傍
   を中心として水平面上を回動可能に設けられた第二のフ
   ォトインタラプタと、該第二のフォトインタラプタの前
   記回動の相対角度を求めるための第二の角度計とを有す
   る第二の検出器、および 前記第一の受光器が前記第一の反射光を受光した瞬間と
   前記第二の受光器が前記第二の反射光を受光した瞬間と
   の間の時間を測定するタイマーを備え、 前記第一のフォトインタラプタが、該第一のフォトイン
   タラプタの前記回動の中心軸上もしくはその近傍に、該
   第一のフォトインタラプタと互いに第二の所定距離離れ
   た位置に配置された前記第二のフォトインタラプタから
   前記第一のフォトインタラプタに向けて射出された前記
   第二の光ビームを前記第二のフォトインタラプタに向け
   て反射する第一の反射体を備えるとともに、 前記第二のフォトインタラプタが、該第二のフォトイン
   タラプタの前記回動の中心軸から水平方向に第一の所定
   距離離れた位置に、該第二のフォトインタラプタと互い
   に前記第二の所定距離離れた位置に配置された前記第一
   のフォトインタラプタから前記第二のフォトインタラプ
   タに向けて射出された前記第一の光ビームを前記第一の
   フォトインタラプタに向けて反射する第四の反射体を備
   えたことを特徴とする速度計。
7. 【請求項７】前記第一のフォトインタラプタが、前記第
   一の反射体に代え、該第一のフォトインタラプタの前記
   回動の中心軸上もしくはその近傍に、該第一のフォトイ
   ンタラプタと互いに第二の所定距離離れた位置に配置さ
   れた前記第二のフォトインタラプタから前記第一のフォ
   トインタラプタに向けて射出された前記第二の光ビーム
   を受光する第一のセンサを備えたことを特徴とする請求
   項６記載の速度計。
8. 【請求項８】前記第二のフォトインタラプタが、前記第
   四の反射体に代え、該第二のフォトインタラプタの前記
   回動の中心軸から水平方向に第一の所定距離離れた位置
   に、該第二のフォトインタラプタと互いに第二の所定距
   離離れた位置に配置された前記第一のフォトインタラプ
   タから前記第二のフォトインタラプタに向けて射出され
   た前記第一の光ビームを受光する第四のセンサを備えた
   ことを特徴とする請求項６又は７記載の速度計。
9. 【請求項９】前記第一および第二のフォトインタラプタ
   が、前記第一および第二の光ビームを上下方向に繰り返
   し偏向させる光ビーム偏向手段をを備えたことを特徴と
   する請求項１から８のうちのいずれか１項記載の速度
   計。