JP3342141B2 - 速度測定装置 - Google Patents

速度測定装置

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JP3342141B2
JP3342141B2 JP33746593A JP33746593A JP3342141B2 JP 3342141 B2 JP3342141 B2 JP 3342141B2 JP 33746593 A JP33746593 A JP 33746593A JP 33746593 A JP33746593 A JP 33746593A JP 3342141 B2 JP3342141 B2 JP 3342141B2
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    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S17/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動する物体や流体の
速度を測定する速度測定装置に関し、特にレーザー光の
周波数の偏移を検知して速度を検出するレーザードップ
ラー速度計に良好に適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】従来より物体や流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と
は、移動する物体や流体にレーザー光を照射し、該移動
物体もしくは移動流体による散乱光の周波数が、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、前記移動物体もしくは移動流体の移動
速度を測定する装置である。
【０００３】図１は、従来のレーザードップラー速度計
の一例を示す説明図である。
【０００４】同図においてレーザー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、ビームスプリッター４によって二光束５ａ及び
５ｂに分割されてミラー６ａ及び６ｂで反射された後、
速度Ｖで移動している物体もしくは流体７に入射角θで
二光束照射される。物体もしくは流体による散乱光は、
集光レンズ８を介して光検出器９で検出される。このと
き二光束による散乱光の周波数は、移動速度Ｖに比例し
て周波数が各々＋△ｆ、−△ｆ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、△ｆは
次の（１）式で表すことができる。
【０００５】 △ｆ＝Ｖｓｉｎθ／λ … （１） ＋△ｆ、−△ｆのドップラーシフトを受けた散乱光は、
互いに干渉し合って光検出器９の受光面での明暗の変化
をもたらし、その周波数Ｆ（ビート周波数）は次の
（２）式で与えられる。
【０００６】 Ｆ＝２△ｆ＝２Ｖｓｉｎθ／λ … （２） 従って、光検出器９の出力信号の周波数（以下、ドップ
ラー周波数と呼ぶ）を測定すれば、（２）式に基づいて
移動物体もしくは移動流体（被測定物）７の速度Ｖを求
めることができる。
【０００７】上記従来例のようなレーザードップラー速
度計では、（２）式から明らかなようにドップラー周波
数Ｆはレーザーの波長λに反比例し、したがってレーザ
ードップラー速度計としては波長が安定したレーザー光
源を使用する必要があった。連続発信が可能で波長が安
定したレーザー光源としてはＨｅ−Ｎｅ等のガスレーザ
ーが良く使用されるが、レーザー発信器が大きくまた電
源に高圧が必要で、装置が大きく高価になる。また、コ
ンパクトディスク、ビデオディスク、光ファイバー通信
等に使用されているレーザーダイオード（半導体レーザ
ー）は超小型で駆動も容易であるが温度依存性を有する
という問題点があった。
【０００８】図２はレーザーダイオードの標準的な温度
依存性の一例（'８７三菱半導体データブック；光半導
体素子編から引用）であり、波長が連続的に変化してい
る部分は、主としてレーザーダイオードの活性層の屈折
率の温度変化によるもので、0.05〜0.06ｎｍ／℃であ
る。一方、波長が不連続に変化している部分は縦モード
ホッピングと呼ばれ0.2〜0.3ｎｍ／℃である。
【０００９】波長を安定させるために一般にはレーザー
ダイオードを一定温度に制御する方法が採られる。この
方法ではヒーター、放熱器、温度センサー等の温度制御
部材をレーザーダイオードに小さな熱抵抗で取付け、精
密に温度制御を行なう必要があり、レーザードップラー
速度計が比較的大型で、またコスト高になるうえに、前
述の縦モードホッピングによる不安定さは、完全には除
去できない。
【００１０】上述の問題を解決するレーザードップラー
速度計として、光源としてのレーザー光を回折格子に入
射し、得られる回折光のうち、０次以外の＋ｎ次、−ｎ
次（ｎは１、２、…）の二つの回折光を、該二光束の成
す角度と同じ交差角で移動物体あるいは移動流体に照射
し、該移動物体あるいは流体からの散乱光をフォトディ
テクターで検出する方式が特開平２−２６２０６４号に
提案されている。
【００１１】図３は格子ピッチｄなる透過型の回折格子
１０にレーザー光Ｉを格子の配列方向ｔに垂直に入射し
た時の回折例を示し、回折角θ0は次式となる。
【００１２】ｓｉｎθ0＝ｍλ／ｄ ｍは回折次数(0,1,2,…)、λは光の波長 このうち０次以外の±ｎ次光は次の（３）式で表され
る。
【００１３】 ｓｉｎθ０＝±ｎλ／ｄ … （３） ｎは１，２，… 図４はこの±ｎ次光を平行に配置したミラー６ａ、６ｂ
によって被検物体７に入射角がθ0になるように２光束
照射した図であり、光検出器９で検出されるドップラー
周波数Ｆは（２）及び（３）式から Ｆ＝２Ｖｓｉｎθ０／λ＝２ｎＶ／ｄ … （４） となり、レーザー光Ｉの波長λに依存せず、回折格子１
０の格子ピッチｄに反比例し、被測定物７の速度に比例
する。格子ピッチｄは充分安定にしうるので、ドップラ
ー周波数Ｆは被測定物７の速度のみに比例した周波数を
得ることができる。回折格子１０は反射型の回折格子に
しても同様である。
【００１４】また、一般にレーザー等の可干渉性の高い
光を物体に照射すると、物体表面の微細な凹凸により散
乱硬派ランダムな位相変調を受けて、観測面上に斑点模
様いわゆるスペックルパターンを形成する。レーザード
ップラー速度計においては、被測定物が移動すると光検
出器の受光面上でのドップラーシフトによる明暗の変化
が、スペックルパターンの流れによる不規則な明暗の信
号で変調され、また光検出器の出力信号は被測定物の反
射率の変化によっても変調を受ける。
【００１５】前述のレーザードップラー速度計では、一
般にスペックルパターンの流れによる明暗変調の周波数
および被測定物の反射率の変化の周波数は、前述（４）
式で示されるドップラー周波数に対し低周波のため、出
力信号の低周波分をハイパスフィルターで除去しドップ
ラー信号のみを取り出す方法が用いられる。しかしなが
ら、被測定物の移動速度が遅くドップラー周波数が低い
場合には、低周波変動分とドップラー周波数との差が小
さくなりハイパスフィルターが使えず被測定物の移動速
度が測定できないという欠点が生じる。また、速度方向
は原理的に検出できない。
【００１６】そこで、図５に示されるような低速度測定
用の装置も（特開平３−２３５０６０号）提案されてい
る。格子ピッチdの回折格子１０は図に示す様に円筒１
１上に配置され、周速Vgで矢印方向に回転移動させる。
レーザー光を移動する回折格子に入射すると、±n次回
折光５a、５bに分かれ、それぞれ正負のドップラーシフ
ト±nVg／dを受け回折角θ0は、 ｓｉｎθ０＝ｎλ／ｄ … （５） （ここでλは光の波長）を満たす。この±n次光を平行
配置されたミラー６、６´によって速度Vの被測定物７
に入射角がθ0になるように２光束照射すると、被測定
物７からの散乱光を＋n次光５aがn（Vg＋V）／d、−n次
光５aが−n（Vg＋V）／dのドップラーシフトを受け互い
に干渉しあって、ドップラー周波数Fは、 Ｆ＝２ｎ（Ｖｇ＋Ｖ）／ｄ … （６） となり、レーザー光の波長に依存しないドップラー周波
数が得られる。つまり、被測定物７の速度が遅い場合で
もドップラー周波数は回折格子の移動速度Vgによって、
スペックルパターンの流れによる明暗変調や被測定物の
反射率の変化に起因する低周波成分とドップラー周波数
との周波数差は十分にとることができ、出力信号の低周
波分をハイパスフィルターで除去しドップラー信号のみ
を取り出すことで速度検出が可能となる。
【００１７】図６は回折格子の±１次の回折光を用いた
レーザードップラー速度計における被測定物の速度Vと
ドップラー周波数Fとの関係を示すもので、（a）は回折
格子を固定している場合、（b）は回折格子の移動速度
をVgとする場合である。ただし、Fg＝２Vg／dとしてい
る。
【００１８】図からわかるように、（a）ではある周波
数F１を検出したとしても方向の異なる２つの速度V１と
ーV１が対応するために移動方向の判断が不可能であ
る。一方（b）では速度V１に対しF＝Fg＋F１、速度−V
１に対しF＝Fg−F１のドップラー周波数が得られ速度方
向も検出できる。
【００１９】つまり、回折格子の移動速度Vgを一定にす
れば（６）式より、 Ｖ＝Ｆｄ／２−Ｖｇ … （７） となり、ドップラー周波数Fを検出することにより速度V
を測定することができる。
【００２０】
【発明が解決しようとしている課題】図４に示す構成で
は、平行光束を被検物体に照射させる形態にするために
は、回折格子に入射する前の光束を平行光束にしておく
必要がある。
【００２１】又図４の装置では、回折格子１０の格子ピ
ッチが決定すれば、これにより形成される干渉縞の間隔
が固定されてしまう。
【００２２】又、図６の構成では円筒上に回折格子を配
置しており、その製造法、材料はいろいろと考えられる
が、低価格化を行う場合は樹脂成形などによるプラスチ
ック材が好ましい。しかし、プラスチック材は熱膨張が
非常に大きいため、円筒上の回折格子の格子ピッチdが
温度により変化する。つまり、（７）式での定数として
扱われる格子ピッチdが変化するため、ドップラー周波
数Fを検出しても速度Vを正確に測定することが困難にな
る。
【００２３】本発明は平行光束を被検物体に入射させ且
つ波長依存性を消去する光学系として、回折格子入射前
の光束を平行にしない構成を有する速度測定装置を提供
することを目的とする。
【００２４】本発明は波長依存性を消去する光学系とし
て、回折格子を取り替える等することなく干渉縞の間隔
を自由に変化させることができる速度測定装置を提供す
ることを他の目的とする。
【００２５】本発明は波長依存性を消去した低速対応の
速度測定装置において、熱膨脹等に起因する格子ピッチ
の変化の影響を除去した装置を提供することを更に他の
目的とする。
【００２６】
【課題を解決する為の手段】上述目的を達成するための
第１発明は、発散光束を発生する光源部と、該光源部か
らの発散光束を入射されて回折光を発生する回折格子
と、該回折光を平行光束に変換する光学手段と、該光学
手段により平行光束にされた回折光が照射された被測定
物からの光を用いて形成された干渉光を受光する光検出
手段とを有し、該光検出手段より得られる光の周波数シ
フトに対応する信号を用いて被測定物の速度を測定する
ことを特徴とする。
【００２７】上述目的を達成するための第２発明は、２
光束を被測定物に照射し前記被測定物からの散乱光を検
出する光検出器を備え、該光検出器より得られる光の周
波数シフトに対応する信号を用いて被測定物の速度を測
定する速度測定装置において、前記２光束を、点光源よ
り出射される光束を回折格子により回折して得られた２
つの光束を前記点光源が実質的に焦点位置になる様配置
したレンズ系により２つの平行光束に変換して形成する
ことを特徴とする。
【００２８】上述目的を達成するための第３発明は、２
光束を被測定物に照射し前記被測定物からの散乱光を検
出する光検出器を備え、該光検出器より得られる光の周
波数シフトに対応する信号を用いて被測定物の速度を測
定する速度測定装置において、前記２光束を、点光源よ
り出射される光束を回折格子により回折して得られた２
つの光束を前記点光源が実質的に焦点位置になる様配置
したレンズにより２つの平行光束に変換して形成し、該
２つの平行光束が分離しきらない領域を被測定物に照射
することを特徴とする。
【００２９】上述目的を達成するための第４発明は、２
光束を被測定物に照射し前記被測定物からの散乱光を検
出する光検出器を備え、該光検出器より得られる光の周
波数シフトに対応する信号を用いて被測定物の速度を測
定する速度測定装置において、前記２光束を、点光源よ
り出射される光束を回折格子により回折して得られた２
つの光束を前記点光源が実質的に焦点位置になる様配置
したレンズにより２つの平行光束に変換して形成し、該
２つの平行光束をアフォーカル系によって交差させて被
検物に照射することを特徴とする。
【００３０】上述目的を達成するための第５発明は、２
光束を被測定物に照射し前記被測定物からの散乱光を検
出する光検出器を備え、該光検出器より得られる光の周
波数シフトに対応する信号を用いて被測定物の速度を測
定する速度測定装置において、前記２光束を、点光源よ
り出射される光束を回折格子により回折して得られた２
つの光束を前記点光源が実質的に合成焦点位置になる様
に配置したレンズ群により２つの平行光束に変換して形
成す上述目的を達成するための第１発明は、ることを特
徴とする。
【００３１】上述目的を達成するための第６発明は、２
光束を被測定物に照射し前記被測定物からの散乱光を検
出する光検出器を備え、該光検出器より得られる光の周
波数シフトに対応する信号を用いて被測定物の速度を測
定する速度測定装置において、前記２光束を、点光源よ
り出射される光束を回折格子により回折して得られた２
つの光束を第１のレンズにより収束しかつ２つの光束の
収束点に焦点位置を配置した第２のレンズによって２つ
の平行光束に変換して形成することを特徴とする。
【００３２】上述目的を達成するための第７発明は、発
散光束を発生する光源部と、該光源部からの発散光束を
入射されて回折光を発生する回折格子と、該回折光を平
行光束に変換する光学手段と、該光学手段により平行光
束にされた回折光が照射された被測定物からの光を用い
て形成された干渉光を受光する光検出手段と、前記回折
格子の前記光源部からの距離を変化させるための変位手
段とを有し、該光検出手段より得られる光の周波数シフ
トに対応する信号を用いて被測定物の速度を測定するこ
とを特徴とする。
【００３３】上述目的を達成するための第８発明は、点
光源より発散光束を発生する光源部と、前記点光源を中
心とする円筒状に設けられ且つ該光源部からの発散光束
を入射されて回折光を発生する回折格子と、該回折光を
平行光束に変換する光学手段と、該光学手段により平行
光束にされた回折光が照射された被測定物からの光を用
いて形成された干渉光を受光する光検出手段とを有し、
該光検出手段より得られる光の周波数シフトに対応する
信号を用いて被測定物の速度を測定することを特徴とす
る。
【００３４】上述目的を達成するための第９発明は、点
光源より発散光束を発生する光源部と、前記点光源を中
心とする円筒状に設けられ且つ該光源部からの発散光束
を入射されて回折光を発生する回折格子と、該回折光を
平行光束に変換する光学手段と、該光学手段により平行
光束にされた回折光が照射された被測定物からの光を用
いて形成された干渉光を受光する光検出手段と、前記回
折格子を前記円筒の円周方向に回転させるための回転手
段とを有し、該光検出手段より得られる光の周波数シフ
トに対応する信号を用いて被測定物の速度を測定するこ
とを特徴とする。
【００３５】上述目的を達成するための第１０発明は２
光束を被測定物に照射し前記被測定物からの散乱光を検
出する光検出器を備え、該光検出器より得られる光の周
波数シフトに対応する信号を用いて被測定物の速度を測
定する速度測定装置において、前記２光束を、点光源よ
り出射される光束を該点光源位置を中心とする円筒状に
設けられた回折格子により回折して得られた２つの光束
を前記点光源が実質的に焦点位置になる様配置したレン
ズにより２つの平行光束に変換して形成し、該２つの平
行光束が分離しきらない領域を被測定物に照射するする
ことを特徴とする。
【００３６】上述目的を達成するための第１１発明は２
光束を被測定物に照射し前記被測定物からの散乱光を検
出する光検出器を備え、該光検出器より得られる光の周
波数シフトに対応する信号を用いて被測定物の速度を測
定する速度測定装置において、前記２光束を、点光源よ
り出射される光束を該点光源位置を中心とする円筒状に
設けられた回折格子により回折して得られた２つの光束
を前記点光源が実質的に合成焦点位置になる様に配置し
たレンズ群により２つの平行光束に変換して形成するこ
とを特徴とする。
【００３７】
【実施例】本発明の実施例を説明する前に、本発明の原
理について説明する。
【００３８】図７は、点発光の回折を説明する図で、１
はレーザダイオード、１０は格子ピッチｄの回折格子で
ある。波長λのレーザーダイオード１の点光源０から出
射した光束は、回折格子１０を透過すると発散回折光が
出射される。＋１次の回折光光線の、回折格子への入射
角θ0に対する出射角θ1は次式より得られる。
【００３９】 ｄ（ｓｉｎθ１−ｓｉｎθ０）＝λ … （８） 図８は本発明の原理図で、レンズ２１は焦点距離ｆ1で
発散回折光の実質点光源０′、０″が焦点位置になる様
に（即ち点光源Ｏより距離ｆ1の位置に）配置されてお
り、レンズ２１を透過した光束Ｉ1、Ｉ2は平行光束とな
る。光束Ｉ1、Ｉ2により測定深度に依らない干渉縞を得
る。
【００４０】ここで図８のように光線の角度、高さを設
定すると、以下のような関係が成立する。
【００４１】 ｈ１＝ｌ１ｔａｎθ０ … （９） ｓｉｎθ１＋ｓｉｎθ０＝λ／ｄ … （１０） ｈ２＝ｈ１＋（ｆ１−ｌ１）×ｔａｎθ１ … （１１） ｈ３＝ｆ１ｔａｎθ１ … （１２） ｔａｎθ２＝（ｈ３−ｈ２）／ｆ１ … （１３） 一方、光束Ｉ1、Ｉ2の形成する干渉縞の間隔Pは、 Ｐ＝λ／（２ｓｉｎθ２） … （１４） （９）〜（１４）式を近軸結像関係（sinθ=tanθ=θ)
として計算すると、 Ｐ＝ｆ１ｄ／２ｌ１ … （１５） となってレーザー波長λの項がなくなり、干渉縞間隔P
の波長依存性をなくす光学構成を実現する。
【００４２】又前述の様に、従来例では回折格子１０の
格子ピッチが決定すれば干渉縞間隔が決定されてしまっ
ていた。上述原理によれば、格子ピッチが固定であって
も、点光源から回折格子までの距離ｌ1を変更すること
によって、干渉縞間隔を選択できる。これにより装置設
計の自由度が向上する。又、距離ｌ1を変更する手段を
設けることにより、測定中の波長変動の影響が除去され
且つ測定前に干渉縞間隔の容易な設定が可能な光学系が
実現される。
【００４３】図９は上述原理を利用した本発明の第１の
実施例の速度測定装置の構成を示す説明図である。図
中、前述と同様の部材には同じ符番を冠してある。本実
施例では、図８で説明した光学系でｌ1＝１６mm、ｆ1＝
２０mm、d＝８μmに設定して波長依存性のない干渉縞間
隔Pを形成している。又レーザーダイオード１上にはダ
イオードチップが形成され、これを実質的な点光源Ｏと
している。回折格子で発生した±１次光をレンズ２１で
平行光束に変換し、該２つの平行光束が分離しきってい
ない領域の干渉縞形成部に速度Ｖで移動する被測定物７
を配置し、被測定物７からの散乱光をレンズ２１とは偏
心して設けられている集光レンズ８を介して光検出器９
の受光部９ａに集光する構成になっている。この様にし
て散乱光を光検出器９で検出すると、光検出器９でのビ
ート周波数Ｆは、以下の様になる。
【００４４】 Ｆ＝Ｖ／Ｐ＝２Ｖｌ１／ｆ１ｄ ＝Ｖ／５（ｋＨｚ） … （１６） よって、ビート周波数Ｆを検出する事により、被測定物
７の速度Ｖが算出できる。演算部ＰＵはこのビート周波
数Ｆを検出し、式（１６）に基づいて被測定物の速度Ｖ
を算出している。このビート周波数は波長変動に関して
不変であり、波長変動の影響を除去した装置が実現され
ている。又、レンズ２１で平行光を形成する構成にして
いるので、この光学系により回折格子への入射光を点光
源からの発散光のままとした構成が実現される。
【００４５】図１０は図９の装置の第２実施例の光学系
部分を示す構成図である。図９の装置と構成、動作は概
略同様である。本変形例ではレーザーダイオード１、レ
ンズ２１、集光レンズ８、受光器９はフレームＦＬ中で
固定位置関係で配設されている。一方回折格子１０は不
図示の制御装置に制御されるアクチュエータＡＣによ
り、フレームＦＬ内でレンズ２１の光軸方向に変位可能
となっている。これにより点光源からの距離ｌ1を可変
にしている。操作者は式（１５）に基づいて、設定した
い干渉縞の間隔に応じて回折格子１０の位置（即ちｌ1
の値）を変化させることが可能である。この場合、操作
者が設定したい干渉縞間隔を不図示の入力手段で入力す
ると、制御手段が式（１５）に基づいて入力値に応じた
位置に回折格子を移動させる制御を行うようにしてもよ
い。
【００４６】図１１は、本発明の第３の実施例の装置の
構成説明図である。本装置では図９に示した光学系より
得られる２光束を一旦アフォーカル光学系となっている
レンズ２３ａ、２３ｂに透過している。被測定物７から
の散乱光は集光レンズ８により効率よく光検出器９の受
光部９ａへと集光されている。
【００４７】ここで、レンズ２３ａの焦点距離をｆ2、
レンズ２３ｂの焦点距離をｆ3とすると、角度θ2、θ3
の関係は以下のようになる。
【００４８】 ｆ２ｔａｎθ２ ＝ｆ３ｔａｎθ３ … （１７） よって、角度θ3で得られる干渉縞間隔P´は、近軸結像
関係では、 Ｐ´＝ｆ１ｆ３ｄ／２ｆ２ｌ１ … （１８） となり、波長依存性のない干渉縞を形成する。
【００４９】例えば、ｆ2＝ｆ3とすれば、P´＝Pとな
り、（１６）式と同様のドップラー周波数が得られる。
第３の実施例では第１の実施例と比べ２光束の交差位置
がレンズ端面から遠くに設定することができ、また測定
深度も大きくなる。
【００５０】上述実施例においては、点光源はレーザー
ダイオードのダイオードチップそのものとしたが、レー
ザーダイオードからの光束をレンズ等で収束し、その収
束点を点光源としてもよい。又この収束点にピンホール
を配置する構成にしてもよい。
【００５１】本発明の第４の実施例を説明する前に、第
４実施例の原理について説明する。
【００５２】図１２は第４実施例の原理図で、レンズ２
１は焦点距離ｆ1で、本実施例では点光源からの距離を
ｆ1に設定しておらず、発散回折光の実質点光源０´、
０″を２つの収束点に結像している。レンズ２２は焦点
距離ｆ2で前述の２つの収束点が焦点位置になる様に配
置されており、レンズ２２を透過した光束Ｉ1、Ｉ2は平
行光束となる。光束Ｉ1、Ｉ2により測定深度に依らない
干渉縞を得る。
【００５３】ここで図１２のように光線の角度、高さを
設定すると、以下のような関係が成立する。
【００５４】 ｈ０＝ｌ１ｔａｎθ０ … （１９） ｓｉｎθ１＝λ／ｄ＋ｓｉｎθ０ … （２０） ｈ１＝ｈ０＋ｌ２ｔａｎθ１ … （２１） ｈ´＝ｆ１ｔａｎθ１ … （２２） ｈ２＝ｈ１＋（ｈ´ーｈ０）×ｂ／ｆ１ … （２３） ｈ３＝ｈ１＋（ｈ´ーｈ０）×（ｂ＋ｆ２）／ｆ１ … （２４） ｔａｎθ３＝ｈ２／ｆ２ … （２５） ｃ＝ｆ２×ｈ３／ｈ２（θ０＝０として） … （２６） １／ａ ＋ １／ｂ ＝ １／ｆ１ … （２７） 一方、光束Ｉ1、Ｉ2の干渉縞間隔Pは、 Ｐ＝λ／（２ｓｉｎθ２） … （２８） （１９）〜（２８）式を近軸結像関係（sinθ=tanθ=
θ）として計算すると、 Ｐ＝ｆ１ｆ２ｄ／２｛ｆ１ｌ２＋ｂ（ｆ１ーｌ２）｝ … （２９） とレーザー波長λの項がなくなり、干渉縞間隔Pの波長
依存性をなくす光学構成を実現する。
【００５５】本実施例は見方を変えると、レンズ２１、
２２より構成される光学系の合成焦点距離をｆAとした
ときに、この光学系の物体側主平面が点光源より距離ｆ
Aだけ離れている構成になっている。この様な複数のレ
ンズの組み合わせによって光学系を構成することによ
り、装置設計の際に収差補正等を行うための設計の自由
度が更に向上する。
【００５６】又、本実施例では格子ピッチが固定であっ
ても、レンズ２１から回折格子までの距離ｌ2またはレ
ンズ２１から点光源までの距離ｂを変更することによっ
て、干渉縞間隔を選択できる。これにより装置設計の自
由度が向上する。又、距離ｌ2またはｂを変更する手段
を設けることにより、測定中の波長変動の影響が除去さ
れ且つ測定前に干渉縞間隔の容易な設定が可能な光学系
が実現される。
【００５７】図１３は本発明の第４実施例の速度測定装
置の構成説明図である。図中、前述と同様の部材には同
じ符番を冠してある。本実施例では図１２で説明した光
学系でｌ1＝１６mm、ｌ2＝４mm、ｆ1＝１０mm、ｂ＝２
０mm、ｆ2＝２０mm、d＝８μmに設定して波長依存性の
ない干渉縞間隔Pを形成している。このとき、cは（２
６）式よりc＝３５mmとなる。又レーザーダイオード１
上にはダイオードチップが形成され、これを実質的な点
光源Ｏとしている。回折格子で発生した±１次光をレン
ズ２１結像させてそれぞれ２次的な点光源を形成した
後、レンズ２２で平行光束に変換し、該２つの平行光束
が交差した領域の干渉縞形成部に速度Ｖで移動する被測
定物７を配置し、被測定物７からの散乱光をレンズ２２
とは偏心して設けられている集光レンズ８を介して光検
出器９の受光部９ａに集光する構成になっている。光検
出器９でのビート周波数Ｆは、以下の様になる。
【００５８】 Ｆ＝Ｖ／Ｐ＝２Ｖ｛ｆ１ｌ２＋ｂ（ｆ１ーｌ２）｝／ｆ１ｆ２ｄ ＝Ｖ／５（ｋＨｚ） … （３０） よって、ビート周波数Ｆを検出する事により、被測定物
７の速度Ｖが算出できる。演算部ＰＵはこのビート周波
数Ｆを検出し、式（３０）に基づいて被測定物の速度Ｖ
を算出している。
【００５９】本実施例においても、第２実施例同様に回
折格子１０を光軸方向に変位させる機構を設けてもよ
い。これにより干渉縞間隔を調整可能となる。
【００６０】上述第４実施例においても、点光源はレー
ザーダイオードのダイオードチップそのものとしたが、
レーザーダイオードから回折格子までの間に光束をレン
ズ等で収束し、その収束点を点光源としてもよい。又こ
の収束点にピンホールを配置する構成にしてもよい。
【００６１】第５、第６実施例を説明する前に、第５、
第６実施例の原理を説明する。
【００６２】図１４は、円筒中心に配置された点発光か
らの光束の回折を説明する図で、１はレーザダイオー
ド、１１は半径rの円筒で格子数Nの回折格子１０が配置
されている。波長λのレーザーダイオード１の点光源０
から出射した光束は、回折格子１０を透過すると発散回
折光が出射される。＋１次の回折光光線の、光軸との角
度θ0に対する出射角θ1は次式より得られる。
【００６３】 θ１＝θ´＋θ０ … （３１） ただし、 ｄｓｉｎθ´＝λ 、ｄ＝２πｒ／Ｎ … （３２） ここで、dは格子ピッチに相当し、円筒１１の半径rが変
わると比例してdも変化する。
【００６４】図１５は第５実施例の原理図で、レンズ２
１は焦点距離ｆ1で発散回折光の実質点光源０´、０″
が焦点位置になる様に（即ち点光源Ｏより距離ｆ1の位
置に）配置されており、レンズ２１を透過した光束Ｉ
1、Ｉ2は平行光束となる。光束Ｉ1、Ｉ2により測定深度
に依らない干渉縞を得る。
【００６５】ここで図１５のように光線の角度、高さを
設定すると、以下のような関係が成立する。
【００６６】 ｈ０＝ｒｓｉｎθ０ … （３３） ｌ１＝ｒｃｏｓ θ０ … （３４） θ１＝θ´＋θ０ … （３５） ２πｒ／Ｎ×ｓｉｎθ´＝λ … （３６） ｈ１＝ｈ０＋（ｆ１−ｌ１）×ｔａｎθ … （３７） ｈ２＝ｆ１ｔａｎθ１ … （３８） ｔａｎθ２＝（ｈ２−ｈ１）／ｆ１ … （３９） 一方、光束Ｉ1、Ｉ2の干渉縞間隔Pは、 Ｐ＝λ／（２ｓｉｎθ２） … （４０） （３３）〜（４０）式を近軸結像関係（sinθ=tanθ=
θ、cosθ=１）として計算すると、 Ｐ＝πｆ１／Ｎ … （４１） とレーザー波長λおよび円筒１１の半径rの項がなくな
り、干渉縞間隔Pは波長依存性および円筒の熱膨張によ
る半径変化依存性をなくす光学構成を実現する。
【００６７】次に、円筒１１を図の矢印方向に回転数fn
で回転さた場合を考えると、光束Ｉ1は△ｆ１＝−Nfnの
ドップラーシフト、光束Ｉ2は△ｆ２＝＋Nfnのドップラ
ーシフトを受け、２光束間のバイアスのドップラーシフ
トFgは、 Ｆｇ＝△ｆ２−△ｆ１＝２Ｎｆｎ … （４２） となる。
【００６８】被測定物が２光束交差部を図の矢印方向に
速度Vで移動すると、トータルのドップラー周波数Fは、 Ｆ＝Ｆｇ＋Ｖ／Ｐ ＝２Ｎｆｎ＋ＮＶ／πｆ１ … （４３） となる。よって、円筒１１の回転数fnをモニターして、
ドップラー周波数Fを検出することにより、式（４３）
を用いて速度検出が行え、この場合円筒の熱膨張による
半径変化依存性を除去できるので、前述の問題は解決さ
れる。図１６は第６実施例の原理図で、レンズ２１は焦
点距離ｆ2で発散回折光の実質点光源０´、０″を２つ
の収束点に結像している。レンズ２２は焦点距離ｆ3で
前述の２つの収束点が焦点位置になる様に配置されてお
り、レンズ２２を透過した光束Ｉ1、Ｉ2は平行光束とな
る。光束Ｉ1、Ｉ2により測定深度に依らない干渉縞を得
る。
【００６９】ここで図１６のように光線の角度、高さを
設定すると、以下のような関係が成立する。
【００７０】 ｈ０＝ｒｓｉｎθ０ … （４４） ｌ１＝ｒｃｏｓ θ０ … （４５） θ１＝θ´＋θ０ … （４６） ２π／Ｎ×ｓｉｎθ´＝λ … （４７） ｈ１＝ｈ０＋（ａ−ｌ１）×ｔａｎθ１ … （４８） ｈ´＝ｆ２ｔａｎθ１ … （４９） ｈ２＝ｈ１＋（ｈ´ーｈ１）×ｂ／ｆ２ … （５０） ｈ３＝ｈ１＋（ｈ´ーｈ１）×（ｂ＋ｆ３）／ｆ２ … （５１） ｔａｎθ３＝ｈ２／ｆ３ … （５２） ｃ＝ｆ３×ｈ３／ｈ２（θ０＝０として） … （５３） １／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ２ … （５４） 一方、光束Ｉ1、Ｉ2の干渉縞間隔Pは、 Ｐ＝λ／（２ｓｉｎθ３） … （５５） （４４）〜（５５）式を近軸結像関係（sinθ=tanθ=
θ、cosθ＝１）として計算すると、 Ｐ＝πｆ３（ａ−ｆ２）／ｆ２Ｎ … （５６） とレーザー波長λおよび円筒１１の半径rの項がなくな
り、干渉縞間隔Pは波長依存性および円筒の熱膨張によ
る半径変化依存性をなくす光学構成を実現する。
【００７１】円筒１１を図の矢印方向に回転数fnで回転
さた場合は、光束Ｉ1は△ｆ１＝＋Nfnのドップラーシフ
ト、光束Ｉ2は△ｆ２＝−Nfnのドップラーシフトを受
け、２光束間のバイアスのドップラーシフトFgは、 Ｆｇ＝△ｆ１−△ｆ２＝２Ｎｆｎ … （５７） となる。
【００７２】被測定物が２光束交差部を図の矢印方向に
速度Vで移動すると、トータルのドップラー周波数Fは、 Ｆ＝Ｆｇ＋Ｖ／Ｐ ＝２Ｎｆｎ＋Ｎｆ２Ｖ／πｆ３（ａ−ｆ２）… （５８） となる。よって、図１６の構成で円筒１１の回転数fnを
モニターして、ドップラー周波数Fを検出することによ
っても、前述の問題を解決する。
【００７３】図１７は本発明の第５の実施例であり、図
中、前述と同様の部材には同じ符番を冠してある。本実
施例では、図１５で説明した光学系でN＝７２００、r＝
１５mm（２５℃において）、ｆ1＝２０mmに設定して、
波長依存性および円筒１１の半径変動依存性のない干渉
縞間隔Pを形成している。又レーザーダイオード１上に
はダイオードチップが形成され、これを実質的な点光源
Ｏとしている。また、円筒１１は点光源０を回転中心と
して図示しない駆動モータで矢印方向に回転させ、回転
数fnは図示しないエンコーダによりモニターしている。
回折格子で発生した±１次光をレンズ２１で平行光束に
変換し、該２つの平行光束が分離しきっていない領域の
干渉縞形成部に速度Ｖで移動する被測定物７を配置し、
被測定物７からの散乱光をレンズ２１とは偏心して設け
られている集光レンズ８を介して光検出器９の受光部９
ａに集光する構成になっている。この様にして散乱光を
光検出器９で検出すると、光検出器９でのビート周波数
Ｆは（４３）式より、 Ｆ＝２Ｎｆｎ＋ＮＶ／πｆ１ ＝１４４００ｆｎ＋３６０Ｖ／π … （５９） よって、速度Vは、 Ｖ＝（Ｆ−１４４００ｆｎ）π／３６０ … （６０） となり、ドップラー周波数Fと回転数fnより、式（６
０）から演算器ＰＵでリアルタイムに算出計算される。
本実施例は前述の熱膨張の影響を除去できる効果の他、
更に円筒内に点光源を設ける構成になるので、円筒内の
空きスペースが有効に利用でき、装置のよりコンパクト
化の効果もある。
【００７４】図１８は本発明の第６の実施例であり、図
１６で説明した光学系でN＝７２００、r＝１５mm（２５
℃において）、a＝２０mm、ｆ2＝１０mm、b＝２０mm、
ｆ3＝２０mmに設定して波長依存性および円筒１１の半
径変動依存性のない干渉縞間隔Pを形成している。この
とき、cは（30）式よりC＝３５mmとなる。また、円筒１
１は点光源０を回転中心として図示しない駆動モータで
矢印方向に回転させ、回転数fnは図示しないエンコーダ
によりモニターしている。２光束交差部に速度Ｖで移動
する被測定物７を配置し、被測定物７からの散乱光を集
光レンズ８を介して光検出器９で検出すると、光検出器
９でのビート周波数Ｆは（５８）式より、 Ｆ＝２Ｎｆｎ＋Ｎｆ２Ｖ／πｆ３（ａ−ｆ２） ＝１４４００ｆｎ＋３６０Ｖ／π … （６１） よって、速度Vは、 Ｖ＝（Ｆ−１４４００ｆｎ）π／３６０ … （６２） となり、ドップラー周波数Fと回転数fnより、式（６
２）から演算器ＰＵでリアルタイムで算出計算される。
【００７５】本実施例は見方を変えると、レンズ２１、
２２より構成される光学系の合成焦点距離をｆAとした
ときに、この光学系の物体側主平面が点光源Ｏより距離
ｆAだけ離れている構成になっている。
【００７６】以上、第５、第６実施例でも レーザーダ
イオードチップを点光源としているが、例えばレーザー
ダイオードの光束を円筒中心でレンズにより収束し、そ
の収束点を点光源と置き換えても実施例と同一の効果を
得る。収束位置にピンホール等を配置してもよい。
【００７７】また、以上の第５、第６実施例では回転数
を検出する手段としてエンコーダを設置することを述べ
たが、回折格子１０からの２つの回折光をハーフミラー
等により物体方向への光路から一部分離し、これらを重
ね合せ干渉光として光検出器で検出すると、ビート周波
数として（４２）式または（５７）式で示すドップラー
シフトFgが得られる。このドップラーシフトFgは回転数
fnと比例関係にあり、図１７、図１８とも（６０）式、
（６２）式が、 Ｖ＝（Ｆ−Ｆｇ）π／３６０ … （６３） となり、速度Vはドップラー周波数Fとドップラーシフト
Fgより、演算器ＰＵでリアルタイムに算出計算される様
にしてもよい。
【００７８】
【発明の効果】以上のように第１発明により、被検物に
平行光を入射する波長依存性のない速度測定装置におい
て、回折格子に入射する光束を非平行光にすることがで
き、装置の設計自由度が向上する。
【００７９】又第２発明により、第１発明と同様の効果
の他２光束を用いて簡易な構成で干渉光を形成できる。
【００８０】又第３発明により、第２発明と同様の効果
の他光学系から近接した距離の物体の速度の測定が可能
となる。
【００８１】又第４発明により、第２発明と同様の効果
の他被検物体の光学系からの距離を適当に設定でき、設
計の自由度が更に向上する。
【００８２】又第５、第６発明により、第２発明と同様
の効果の他収差補正を含めた光学系の自由度が更に向上
する。
【００８３】又第７発明により、第１発明と同様の効果
の他干渉縞の間隔を自由に設定できる。
【００８４】又第８発明により、第１発明と同様の効果
の他回折格子の熱膨張による誤差の影響も除去できる。
【００８５】又第９発明により、第８発明と同様の効果
の他低速測定が可能な構成において、構成が更にコンパ
クト化する。
【００８６】又第１０発明により、第８発明と同様の効
果の他光学系から近接した距離の物体の速度の測定が可
能となる。
【００８７】又第１１発明により、第８発明と同様の効
果の他被検物体の光学系からの距離を適当に設定でき、
設計の自由度が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザードップラー速度計の従来例を示す図
【図２】レーザーダイオードの発振波長の温度依存性を
示す一例
【図３】回折格子の説明図
【図４】回折格子を用いたレーザードップラー速度計の
説明図
【図５】レーザードップラー速度計の他の従来例を示す
図
【図６】被測定物の速度Vとドップラー周波数の関係を
示す図
【図７】点発光の回折を説明する図
【図８】本発明の原理図
【図９】本発明の第１の実施例の装置の説明図
【図１０】本発明の第２の実施例の装置の説明図
【図１１】本発明の第３の実施例の装置の説明図
【図１２】第４実施例の原理説明図
【図１３】本発明の第４実施例の装置の説明図
【図１４】点発光の円筒上回折格子による回折を説明す
る図
【図１５】第５実施例の原理説明図
【図１６】第６実施例の原理説明図
【図１７】本発明の第５の実施例の装置の説明図
【図１８】本発明の第６の実施例の装置の説明図
【符号の説明】
１ レーザー ７ 被測定物 ８ 集光レンズ ９ 光検出器 １０ 回折格子 １１ 円筒 ２１ レンズ ２２ レンズ ２３ａ、２３ｂ レンズ ＰＵ 演算器 ＡＣ アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−57913（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−262064（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−223252（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−264287（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−118161（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−47616（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−101467（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95 G01P 3/36 G01P 5/00 G01B 11/00 - 11/30

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発散光束を発生する光源部と、該光源部
    からの発散光束を入射されて回折光を発生する回折格子
    と、該回折光を平行光束に変換する光学手段と、該光学
    手段により平行光束にされた回折光が照射された被測定
    物からの光を用いて形成された干渉光を受光する光検出
    手段とを有し、該光検出手段より得られる光の周波数シ
    フトに対応する信号を用いて被測定物の速度を測定する
    ことを特徴とする速度測定装置。
  2. 【請求項２】 ２光束を被測定物に照射し前記被測定物
    からの散乱光を検出する光検出器を備え、該光検出器よ
    り得られる光の周波数シフトに対応する信号を用いて被
    測定物の速度を測定する速度測定装置において、前記２
    光束を、点光源より出射される光束を回折格子により回
    折して得られた２つの光束を前記点光源が実質的に焦点
    位置になる様配置したレンズ系により２つの平行光束に
    変換して形成することを特徴とする速度測定装置。
  3. 【請求項３】 ２光束を被測定物に照射し前記被測定物
    からの散乱光を検出する光検出器を備え、該光検出器よ
    り得られる光の周波数シフトに対応する信号を用いて被
    測定物の速度を測定する速度測定装置において、前記２
    光束を、点光源より出射される光束を回折格子により回
    折して得られた２つの光束を前記点光源が実質的に焦点
    位置になる様配置したレンズにより２つの平行光束に変
    換して形成し、該２つの平行光束が分離しきらない領域
    を被測定物に照射することを特徴とする速度測定装置。
  4. 【請求項４】 ２光束を被測定物に照射し前記被測定物
    からの散乱光を検出する光検出器を備え、該光検出器よ
    り得られる光の周波数シフトに対応する信号を用いて被
    測定物の速度を測定する速度測定装置において、前記２
    光束を、点光源より出射される光束を回折格子により回
    折して得られた２つの光束を前記点光源が実質的に焦点
    位置になる様配置したレンズにより２つの平行光束に変
    換して形成し、該２つの平行光束をアフォーカル系によ
    って交差させて被検物に照射することを特徴とする速度
    測定装置。
  5. 【請求項５】 ２光束を被測定物に照射し前記被測定物
    からの散乱光を検出する光検出器を備え、該光検出器よ
    り得られる光の周波数シフトに対応する信号を用いて被
    測定物の速度を測定する速度測定装置において、前記２
    光束を、点光源より出射される光束を回折格子により回
    折して得られた２つの光束を前記点光源が実質的に合成
    焦点位置になる様に配置したレンズ群により２つの平行
    光束に変換して形成することを特徴とする速度測定装
    置。
  6. 【請求項６】 ２光束を被測定物に照射し前記被測定物
    からの散乱光を検出する光検出器を備え、該光検出器よ
    り得られる光の周波数シフトに対応する信号を用いて被
    測定物の速度を測定する速度測定装置において、前記２
    光束を、点光源より出射される光束を回折格子により回
    折して得られた２つの光束を第１のレンズにより収束し
    かつ２つの光束の収束点に焦点位置を配置した第２のレ
    ンズによって２つの平行光束に変換して形成することを
    特徴とする速度測定装置。
  7. 【請求項７】 発散光束を発生する光源部と、該光源部
    からの発散光束を入射されて回折光を発生する回折格子
    と、該回折光を平行光束に変換する光学手段と、該光学
    手段により平行光束にされた回折光が照射された被測定
    物からの光を用いて形成された干渉光を受光する光検出
    手段と、前記回折格子の前記光源部からの距離を変化さ
    せるための変位手段とを有し、該光検出手段より得られ
    る光の周波数シフトに対応する信号を用いて被測定物の
    速度を測定することを特徴とする速度測定装置。
  8. 【請求項８】 点光源より発散光束を発生する光源部
    と、前記点光源を中心とする円筒状に設けられ且つ該光
    源部からの発散光束を入射されて回折光を発生する回折
    格子と、該回折光を平行光束に変換する光学手段と、該
    光学手段により平行光束にされた回折光が照射された被
    測定物からの光を用いて形成された干渉光を受光する光
    検出手段とを有し、該光検出手段より得られる光の周波
    数シフトに対応する信号を用いて被測定物の速度を測定
    することを特徴とする速度測定装置。
  9. 【請求項９】 点光源より発散光束を発生する光源部
    と、前記点光源を中心とする円筒状に設けられ且つ該光
    源部からの発散光束を入射されて回折光を発生する回折
    格子と、該回折光を平行光束に変換する光学手段と、該
    光学手段により平行光束にされた回折光が照射された被
    測定物からの光を用いて形成された干渉光を受光する光
    検出手段と、前記回折格子を前記円筒の円周方向に回転
    させるための回転手段とを有し、該光検出手段より得ら
    れる光の周波数シフトに対応する信号を用いて被測定物
    の速度を測定することを特徴とする速度測定装置。
  10. 【請求項１０】 ２光束を被測定物に照射し前記被測定
    物からの散乱光を検出する光検出器を備え、該光検出器
    より得られる光の周波数シフトに対応する信号を用いて
    被測定物の速度を測定する速度測定装置において、前記
    ２光束を、点光源より出射される光束を該点光源位置を
    中心とする円筒状に設けられた回折格子により回折して
    得られた２つの光束を前記点光源が実質的に焦点位置に
    なる様配置したレンズにより２つの平行光束に変換して
    形成し、該２つの平行光束が分離しきらない領域を被測
    定物に照射するすることを特徴とする速度測定装置。
  11. 【請求項１１】 ２光束を被測定物に照射し前記被測定
    物からの散乱光を検出する光検出器を備え、該光検出器
    より得られる光の周波数シフトに対応する信号を用いて
    被測定物の速度を測定する速度測定装置において、前記
    ２光束を、点光源より出射される光束を該点光源位置を
    中心とする円筒状に設けられた回折格子により回折して
    得られた２つの光束を前記点光源が実質的に合成焦点位
    置になる様に配置したレンズ群により２つの平行光束に
    変換して形成することを特徴とする速度測定装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019144364A1 (en) * 2018-01-26 2019-08-01 Shenzhen Genorivision Technology Co. Ltd. A light detector

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6760060B1 (en) * 1996-02-16 2004-07-06 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Observation apparatus for observing a defect in a moving target object using scattered light
EP1131639A4 (en) * 1998-09-28 2002-09-18 California Inst Of Techn MINIATURIZED OPTICAL SENSOR
JP2002372506A (ja) * 2001-06-13 2002-12-26 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光熱変換分光分析方法、及びその方法を実行する光熱変換分光分析装置
US7126586B2 (en) * 2004-09-17 2006-10-24 Microsoft Corporation Data input devices and methods for detecting movement of a tracking surface by detecting laser doppler self-mixing effects of a frequency modulated laser light beam
GB0616838D0 (en) * 2006-08-25 2006-10-04 Moir Christopher I Velocity detector
EP2016829A1 (de) * 2007-07-20 2009-01-21 Albert Handtmann Maschinenfabrik GmbH & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von längenkonstanten Naturdarmprodukten
WO2012063463A1 (ja) * 2010-11-09 2012-05-18 パナソニック株式会社 距離計測装置および距離計測方法
JP5854544B1 (ja) * 2015-04-07 2016-02-09 藤垣　元治 形状計測装置および形状計測方法
JP2019113377A (ja) * 2017-12-22 2019-07-11 パイオニア株式会社 検知装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02262064A (ja) * 1989-03-31 1990-10-24 Canon Inc レーザードップラー速度計
JPH03235060A (ja) * 1990-02-09 1991-10-21 Canon Inc レーザードップラー速度計
US5216478A (en) * 1989-03-31 1993-06-01 Canon Kabushiki Kaisha Doppler velocity meter
GB2239088B (en) * 1989-11-24 1994-05-25 Ricoh Kk Optical movement measuring method and apparatus
US5256885A (en) * 1990-05-21 1993-10-26 Canon Kabushiki Kaisha Doppler velocimeter having a diffraction grating and dual lens groups with identical focal distances
JP2801360B2 (ja) * 1990-05-21 1998-09-21 キヤノン株式会社 ドツプラ速度計
US5272512A (en) * 1990-09-21 1993-12-21 Canon Kabushiki Kaisha Displacement information detection apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019144364A1 (en) * 2018-01-26 2019-08-01 Shenzhen Genorivision Technology Co. Ltd. A light detector

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