JP3444310B2 - 光学式振動検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 この発明は被測定物の振動数を
測定し、同被測定物の不良等を確実、迅速かつ安全に検
出することができる光学式振動検出装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】 従来、被測定物に検出光を照射し、そ
の反射光を受光して、その反射光と参照光とを光干渉さ
せ、この干渉信号を電気信号に変換して、前記被測定物
の振動を計測する光学式振動検出装置が提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 ところが、風等によ
り被測定物が揺動すると、反射光の光軸が変化して干渉
が効率的に起こらず、検出した振動データにノイズが生
じるという問題があった。

【０００４】この問題点を解決するためには、検出装置
全体を、揺動している被測定物にあわせて追尾動作する
ことが考えられる。しかし、検出装置全体を被測定物の
揺動速度にあわせて追尾動作させることは、検出装置の
大きさや重量を考慮すると事実上不可能である。

【０００５】本発明は上記従来技術に存在する問題点に
着目してなされたものであって、その目的は被測定物が
揺動していても振動検出を行うことができる光学式振動
検出装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに請求項１の発明では、受光学系に反射光の光軸の変
位を検出する光軸変位検出手段を組み込み、さらに、同
光軸変位検出手段により検出された反射光の光軸の変位
に基づいて照射光及び反射光の光軸の変位を補正する光
軸補正手段を前記照射光学系に設けたものである。

【０００７】請求項２の発明では、前記受光学系に反射
光の光量を検出する光量検出手段と、同光量検出手段が
検出した反射光の光量が所定値未満である場合に照射光
の光軸の向きを変化させ、所定値以上の光量の反射光を
光軸変位検出手段に導入する導入手段とを設けたもので
ある。

【０００８】請求項３の発明では、前記光軸変位検出手
段と光軸補正手段との間に、検出信号の導通及び遮断を
行う切換手段を設け、同切換手段は光量検出手段により
検出された反射光の光量が所定値以上となった場合に光
軸変位検出手段からの検出信号を光軸補正手段へ導通さ
せるものである。

【０００９】請求項４の発明では、前記光軸変位検出手
段は、複数の受光素子よりなる受光面を有し、各受光素
子の出力の大小に応じて光軸の変位を検出するように構
成されている。

【００１０】請求項５の発明では、前記光量検出手段
は、光軸変位検出手段と受光面を共用し、各受光素子の
出力の総和により反射光の光量を検出するものである。
請求項６の発明では、照射光学系の光軸と、受光学系の
光軸とが一致する部分を設けたものである。

【００１１】請求項７の発明では、前記光軸補正手段
は、反射ミラーであり、同反射ミラーは前記光軸変位検
出手段により検出された反射光の光軸の変位に基づい
て、照射角度の調節が可能な構成である。

【００１２】請求項８の発明では、前記導入手段は、光
軸補正手段と反射ミラーを共用し、前記光量検出手段に
より検出された反射光の光量が所定値未満である場合に
同反射ミラーを制御して照射角度を調節し、所定値以上
の光量の反射光を光軸変位検出手段に導入するものであ
る。

【００１３】請求項９の発明では、反射ミラーは光軸の
一致部分に設けたものである。

【００１４】

【作用】 上記のように構成された請求項１の発明にお
いては、光軸変位検出手段により検出された反射光の光
軸の変位に基づいて光軸補正手段が照射光及び反射光の
光軸の変位を補正する。このため、揺動される被測定物
を追尾することができ、振動検出作業における振動デー
タの欠落を抑制できる。

【００１５】請求項２の発明においては、導入手段によ
り所定値以上の光量の反射光を光軸変位検出手段に導入
することができる。このため、光軸変位検出手段に有効
な反射光を入射させることができ、揺動される被測定物
を安定して追尾することが可能になる。

【００１６】請求項３の発明においては、切換手段は光
量検出手段により検出された反射光の光量が所定値以上
となった場合に、光軸変位検出手段からの検出信号を光
軸補正手段へ導通させる。このため、光軸変位検出手段
に有効な反射光が入射されないままに、揺動される被測
定物の追尾動作が行われて光軸補正手段が暴走されるこ
とを防止できる。

【００１７】請求項４の発明においては、光軸変位検出
手段は、複数の受光素子の出力の大小に応じて変位を検
出するように構成されている。このため、光軸の変位を
正確に検出することができる。

【００１８】請求項５の発明においては、前記光量検出
手段は、光軸変位検出手段と受光面を共用し、各受光素
子の出力の総和により反射光の光量を検出するものであ
る。このため、装置の構成を簡単にでき、本装置をコン
パクトにできるし、各受光素子の出力信号のみで反射光
の光量と光軸の変位量を検出することが可能になる。

【００１９】請求項６の発明においては、照射光学系の
光軸と、受光学系の光軸とが一致する部分を設けた。こ
のため、一致部分の光学素子だけ部品点数を減らすこと
ができ、装置をコンパクトに構成できる。

【００２０】請求項７の発明においては、前記光軸補正
手段は、反射ミラーであるため、光軸変位検出手段によ
り検出された反射光の光軸の変位に基づいて、容易に照
射角度の調節を行い得る。

【００２１】請求項８の発明においては、前記導入手段
は、光軸補正手段と反射ミラーを共用している。このた
め、部品点数を減らすことができ、しかもそれらを制御
するための構成も簡単になる。

【００２２】請求項９の発明においては、反射ミラーを
光軸の一致部分に設けた。このため、同反射ミラーを介
して入射された反射光の光軸の変位に基づいて反射ミラ
ーの角度を補正することにより、同じ反射ミラーを介し
て出力される照射光の光軸の向きを正確に補正すること
ができる。

【００２３】

【第１実施例】 以下、本発明の光学式振動検出装置を
具体化した第１実施例を図１〜図８に基づいて詳細に説
明する。まず、光学式振動検出装置により測定される送
電線用碍子装置を説明する。図３に示すように鉄塔１の
支持アーム２には被測定物としての懸垂碍子３を直列に
多数連結して構成された懸垂碍子連４が吊下されてい
る。同懸垂碍子連４の下端部には送電線５が支持されて
いる。前記懸垂碍子３は、図示しないが、碍子本体と、
その上部にセメント接着嵌合したキャップ金具と、下部
にセメント接着したピン金具とから構成されている。そ
して、鉄塔１付近の地面には音波により懸垂碍子３に振
動を付与するためのスピーカ５４が配置されている。ま
た、地面には前記懸垂碍子３の振動をレーザ光の干渉を
利用して検出するための光学式振動検出装置６が配置さ
れている。

【００２４】制御装置８１はこの実施例の振動検出装置
の動作を制御するためのものであり、液晶デスプレーよ
りなるモニタ８２は後述の第１、第２のカメラ４８及び
２６、２７で撮影された画像を表示するためのものであ
る。制御装置８１はピント調節キー８３、光軸調節キー
８４及び切替えキー８５を備えており、これらのキー８
３、８４、８５の機能は後述の説明から明らかとなる。

【００２５】次に、光学式振動検出装置６について説明
する。図２に示すように、同光学式振動検出装置６の本
体ケース７内には、第１、第２のテレビカメラ４８（図
１に示す）及び２６、２７が装設されている。第２のカ
メラ２７は焦点距離５００ｍｍ程度のレンズ２８を有し
ている。第１のカメラ４８及び２６のレンズ機構は後述
の対物レンズ３６等よりなる。また、本体ケース７内に
はレーザ光発生器８及びミラー類等からなるレーザ光発
生装置９が配置されている。このレーザ光発生装置９か
らは振動検出用レーザ光Ｒ１及び参照レーザ光Ｒ３が出
力されるようになっている。

【００２６】レーザ光発生器８のビームコリメータ１０
の前方には光の偏波面を回転させる１／２波長板１１が
配置されている。同１／２波長板１１の光軸上には振動
検出用レーザ光Ｒ１から後述する参照レーザＲ３を分岐
させるための第１偏光ビームスプリッタ１２が配置され
ている。同第１偏光ビームスプリッタ１２の直進光軸上
には第１反射ミラー１３が配置され、振動検出用レーザ
光Ｒ１が直角に反射される。同第１反射ミラー１３の光
軸上には第２反射ミラー１５が配置され、振動検出用レ
ーザ光Ｒ１を直角に反射するようになっている。同第２
反射ミラー１５の光軸上には図１に示す照射口Ａへ前記
振動検出用レーザ光Ｒ１を導くための第３反射ミラー１
６が配置されている。

【００２７】また、前記第１偏光ビームスプリッタ１２
の直角反射光軸上には第４反射ミラー１７が配置され、
振動検出用レーザ光Ｒ１から分岐された参照レーザ光Ｒ
３は直角に反射される。同第４反射ミラー１７の近傍に
は第１音響光学変調器１８が配置され、参照レーザ光Ｒ
３はここで周波数がシフトされる。同第１音響光学変調
器１８の光軸上には参照レーザ光Ｒ３の不要光を遮光す
るための第１ピンホールプレート１９が配置されてい
る。同第１ピンホールプレート１９の光軸上には第５反
射ミラー２０が配置され、同第５反射ミラー２０の光軸
上には第６反射ミラー２１が配置され、それぞれ参照レ
ーザ光Ｒ３を直角に反射するようになっている。同第６
反射ミラー２１の近傍には第２音響光学変調器２２が配
置され、参照レーザ光Ｒ３はここで再び周波数がシフト
される。同第２音響光学変調器２２の光軸上には参照レ
ーザ光Ｒ３の不要光を遮光するための第２ピンホールプ
レート２３が配置されている。同第２ピンホールプレー
ト２３の光軸上には第７反射ミラー２４が配置され、参
照レーザ光Ｒ３を直角に反射するようになっている。同
第７反射ミラー２４の光軸上には図１に示す照射口Ｂへ
前記参照レーザ光Ｒ３を導くための第８反射ミラー２５
が配置されている。

【００２８】次に、振動検出部分の構成を図１に従って
説明する。前記照射口Ａの光軸上には、同照射口Ａより
取り出された振動検出用レーザ光Ｒ１のビーム径を拡大
するための第１凹レンズ２９が配置される。第１凹レン
ズ２９は振動検出用レーザ光Ｒ１の光軸方向に移動可能
である。モータ５１はその出力軸上に直動機構５２を有
し、モータ５１の正逆回転により第１凹レンズ２９が前
記光軸方向に移動される。この第１凹レンズ２９の移動
により振動検出用レーザ光Ｒ１と反射確認レーザ光Ｒ４
との切替えが行われる。

【００２９】同第１凹レンズ２９の光軸上には拡大され
た振動検出用レーザ光Ｒ１を平行光にする第１凸レンズ
３０が配置されている。同第１凸レンズ３０の光軸上に
は振動検出用レーザ光Ｒ１を直角に反射するための第９
反射ミラー３１が配置されている。同第９反射ミラー３
１の光軸上には振動検出用レーザ光Ｒ１のビーム径を拡
大するための第２凹レンズ３２が配置されている。同第
２凹レンズ３２の前方光軸上には振動検出用レーザ光Ｒ
１を直進させる第２偏光ビームスプリッタ３３が配置さ
れている。同第２偏光ビームスプリッタ３３の近傍には
光の偏波面を直角偏光から円偏光にするための１／４波
長板３４が配置されている。

【００３０】同１／４波長板３４の光軸上には光軸補正
手段としてのチルト装置３５が同１／４波長板３４に対
して斜めに対向して配置されており、同チルト装置３５
は反射角度が変更可能に構成されている。すなわち、図
１、図６及び図７に示すように、チルト装置３５のミラ
ー６２は支点６５及び可動点６６により３点支持され、
２方向に回動可能となっている。また、ミラー６２裏面
の対角線上には一対のばね６４が取着され、同ミラー６
２をチルト装置３５に対して水平に保持している。ピエ
ゾアクチュエータ６３が前記可動点６６に連結され、こ
のピエゾアクチュエータ６３の伸縮によりミラー６２の
角度が回動調節される。従って、ミラー６２はレーザ光
の光軸方向に対して全方向へ角度変更可能である。

【００３１】図１に示すように、本体ケース７の前端部
壁面には対物レンズ３６が取着されている。同対物レン
ズ３６内にはレンズ群３８が配置されている。次に、照
射口Ｂより取り出された参照レーザ光Ｒ３の光軸上に
は、同参照レーザ光Ｒ３のビーム径を拡げるための第４
凹レンズ７５が配置されている。同第４凹レンズ７５の
光軸上には参照レーザ光Ｒ３を直角に反射するための第
１０反射ミラー７６が配置されている。同第１０反射ミ
ラー７６の光軸上には、参照レーザ光Ｒ３のビーム径を
絞るための一対の凸レンズ群７７が対向して配置されて
いる。同凸レンズ群７７の光軸上には参照レーザ光Ｒ３
を直角に反射して、第２ビームスプリッタ４２に入射さ
せるための第１１反射ミラー７８が配置されている。

【００３２】前記各音響光学変調器１８、２２には、そ
れに高周波を印加駆動する駆動回路（図示しない）が接
続されている。同駆動回路により第１、第２音響光学変
調器１８、２２には高周波が印加され、参照レーザ光Ｒ
３は周波数がシフトされ、前記振動検出用レーザ光Ｒ１
の反射ビーム光Ｒ２と干渉される。

【００３３】次に受光学系について説明する。本実施例
では照射光学系と受光学系とは前記対物レンズ３６、１
／４波長板３４及びチルト装置３５を共用している。従
って、それらの間において照射光学系の光軸と受光学系
の光軸とが一致している。同対物レンズ３６、チルト装
置３５及び１／４波長板３４を経由した反射ビーム光Ｒ
２は前記第２偏光ビームスプリッタ３３により直角に反
射される。同第２偏光ビームスプリッタ３３の反射光軸
上には、反射ビーム光Ｒ２を平行光にするための第３凹
レンズ３９が配置されている。第３凹レンズ３９は支持
台３９ａ上に搭載されており、その支持台３９ａはガイ
ド手段によって移動可能である。すなわち、モータ７１
はその出力軸上に直動機構７２を有し、モータ７１の正
逆回転により、第３凹レンズ３９が前記光軸方向に移動
される。同第３凹レンズ３９の移動により、後述する光
・電変換器４３、第１テレビカメラ（ヘッド部）４８及
び位置検出回路４９において焦点の調節が行われる。

【００３４】第３凹レンズ３９の光軸上には反射ビーム
光Ｒ２を絞るための第２凸レンズ４０が配置されてい
る。同第２凸レンズ４０の光軸上には、第１ビームスプ
リッタ４１が配置され、反射ビーム光Ｒ２の一部は分岐
され、残りは直進される。同第１ビームスプリッタ４１
の直進光軸上にはさらに第２ビームスプリッタ４２が配
置され、同第２ビームスプリッタ４２において、反射ビ
ーム光Ｒ２と前述した参照レーザ光Ｒ３とが干渉され
る。この干渉レーザ光Ｒ６は本体ケース７内に配置され
た光・電変換器４３に導かれ、光信号から電気信号に変
換される。同光・電変換器４３には、電気信号を碍子の
振動速度に比例した出力信号に変換するための復調器４
４が接続されている。同復調器４４には懸垂碍子３の振
動数及びレベルの解析を行うための振動計測部としての
周波数（振動）解析装置（ＦＦＴアナライザ）４５が接
続されている。

【００３５】また、前記第１ビームスプリッタ４１にお
ける反射光軸上には太陽光の大部分をカットするための
干渉フィルタ４６が配置されている。同干渉フィルタ４
６の光軸上には第３ビームスプリッタ４７が配置され、
反射ビーム光Ｒ２の一部がさらに分岐される。同第３ビ
ームスプリッタ４７の直進光軸方向には受光素子として
の第１テレビカメラ（ヘッド部）４８が配置されてい
る。このヘッド部４８は前記コントローラ部２６に接続
されている。また前記第３ビームスプリッタ４７の反射
光軸方向には光軸変位検出手段としての位置検出回路４
９が配置されており、同位置検出回路４９は、第３ビー
ムスプリッタ４７の反射光軸上において、図４及び図５
に示す受光素子としての４分割フォトダイオード５０を
有している。前記第２凸レンズ４０はこのフォトダイオ
ード５０及び前記第１テレビカメラ（ヘッド部）４８上
に反射ビームＲ２の焦点を形成させる。

【００３６】そして、フォトダイオード５０はそれぞれ
反射ビーム光Ｒ２の当たる面積に応じた電流を発生する
ようになっている。つまり、図４に示すように、反射ビ
ーム光Ｒ２の光軸の変位がない場合には、フォトダイオ
ード５０ａ〜５０ｄに均一面積で反射ビーム光Ｒ２が当
たり、各分割部分５０ａ〜５０ｄがそれぞれ同じ出力の
電流を発生する。しかし、図５に示すように、反射ビー
ム光Ｒ２の光軸が変位ている場合には、各分割部分５０
ａ〜５０ｄに均一面積で反射ビーム光Ｒ２が当らないた
め、同分割部分５０ａ〜５０ｄが発生する電流の出力に
差が生じてくる。この電流の出力の差が光軸の変位を示
す。

【００３７】そして、この電流の出力に対して前記制御
装置８１は以下の処理を行う。すなわち、各分割部分５
０ａ〜５０ｄの出力値をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄとし、
ａ，ｂ，ｃ，ｄの和をΣとすると （（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ））／Σ の演算が行われる。これにより、光軸の上下方向の変位
が検出される。これを信号Ｘとする。次に、 （（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ））／Σ の演算が行われる。これにより、光軸の左右方向の変位
が検出される。これを信号Ｙとする。そして、検出され
た反射ビーム光Ｒ２の光軸の変位に基づいて、位置検出
回路４９からチルト装置３５のピエゾアクチュエータ６
３に対して駆動信号が出力される。

【００３８】次に、前記のように構成された光学式振動
検出装置の作用を説明する。前記レーザ光発生装置９か
ら出力された振動検出用レーザ光Ｒ１は前述した照射光
学系を経て第１凹レンズ２９に入射される。この時、第
１凹レンズ２９は直動機構５２によりビーム径を拡げる
位置に配置されている。このため、振動検出用レーザ光
Ｒ１はビーム径の拡い反射確認用レーザ光Ｒ４として懸
垂碍子３に照射される。この照射状態は低倍率の第２の
テレビカメラ２７で捕らえられ、図８（ａ）に示すよう
に、モニタ８２に表示される。

【００３９】そして、操作者は、懸垂碍子３から反射さ
れた反射確認用レーザ光Ｒ４の反射状態を前述のモニタ
８２により確認し、反射確認用レーザ光Ｒ４の最も強い
反射光が得られるように光学式振動検出装置６の指向方
向や位置を調節する。

【００４０】そして、光学式振動検出装置６本体は反射
確認用レーザ光Ｒ４の最も強い反射光を得られるところ
で固定され、その状態で切替キー８５が操作されること
により前記第２のテレビカメラ２７による映像が、図８
（ｂ）に示すように、高倍率の第１のテレビカメラ４８
及び２６による映像に切替えられる。そして、第１凹レ
ンズ２９は直動機構５２により反射確認用レーザ光Ｒ４
の光軸上を移動される。それにより、図８（ｃ）に示す
ように、反射確認用レーザ光Ｒ４は第１凸レンズ３０に
よってビーム径が絞られ、振動検出用レーザ光Ｒ１とし
て懸垂碍子３に照射されることになり、反射光強度が上
がり被測定物としての同懸垂碍子３の振動検出動作が行
われる。

【００４１】懸垂碍子３に照射された振動検出用レーザ
光Ｒ１は懸垂碍子３で反射して、反射ビーム光Ｒ２とし
て対物レンズ３６、ミラー６２をそれぞれ経て第２偏光
ビームスプリッタ３３に至り、そこで直角に反射され
て、第３凹レンズ３９を経て、第２凸レンズ４０で絞ら
れる。そして、第１ビームスプリッタ４１において、一
部が直角に分光され、残りが第２ビームスプリッタ４２
に至る。

【００４２】そして、第２ビームスプリッタ４２に入射
された反射ビーム光Ｒ２は、同第２ビームスプリッタ４
２において、前述した参照レーザ光Ｒ３と干渉される。
この干渉レーザ光Ｒ６は光・電変換器４３に導かれ、光
信号から電気信号に変換されて、振動の測定作業が行わ
れる。この測定により懸垂碍子３本体の固有振動数が測
定されて、不良碍子か否かが周波数解析装置４５によっ
て解析される。

【００４３】一方、第１ビームスプリッタ４１において
直角に反射された光は、干渉フィルタ４６を経て第３ビ
ームスプリッタ４７に至り、そこで直進光と直角に反射
された反射光とに分光される。直進光は第１テレビカメ
ラ（ヘッド部）４８に至り、第１テレビカメラ（コント
ローラ部）２６によりモニタ８２に表示される。また、
直角に反射された反射確認用レーザ光Ｒ４は図４及び図
５に示すように、位置検出回路４９の４分割フォトダイ
オード５０に入射される。

【００４４】そして、懸垂碍子３が風等によって揺動状
態にある時には、光軸調節キー８４が操作され、位置検
出回路４９が作動される。同位置検出回路４９が有する
４分割フォトダイオード５０に入射された反射ビーム光
Ｒ２は、前述の（（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ））／Σ，
（（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ））／Σの演算により光軸の変
位が測定される。その光軸の変位の度合いに基づいて、
チルト装置３５のピエゾアクチュエータ６３が正逆いず
れかの方向に適宜に駆動され、ミラー６２の反射角が変
更されることにより振動検出用レーザ光Ｒ１の光軸が補
正される。

【００４５】なお、上記において、光・電変換器４３、
第１テレビカメラ（ヘッド部）４８及び位置検出回路４
９上における焦点の補正はピント調節キー８３を操作す
ることによりモータ７１が正逆いずれかに駆動され、直
動機構７２により第３凹レンズ３９が移動されて行われ
る。

【００４６】さて、前記実施例においては、従来操作者
が行っていた、振動検出用レーザ光Ｒ１の光軸の補正
を、本実施例では光学式振動検出装置６の位置検出回路
４９及びチルト装置３５で行うことができる。このた
め、懸垂碍子３の揺動を正確かつリアルタイムに追尾す
ることが可能になり、振動検出作業における振動データ
の欠落を抑制することができる。

【００４７】また、本実施例においては振動検出用レー
ザ光Ｒ１の光軸に位置する第１凹レンズ２９が直動機構
５２により移動され、振動検出用レーザ光Ｒ１が反射確
認用レーザ光Ｒ４に切替えられる。このため、振動検出
用レーザ光Ｒ１及び反射確認用レーザ光Ｒ４を同じ照射
光学系で取り扱うことができる。このため、装置の構成
を簡素化でき小型・軽量化を図ることができる。

【００４８】さらに、本実施例においては、照射光学系
と受光学系とは前述したように対物レンズ３６、１／４
波長板３４及びチルト装置３５を共用している。このた
め、複雑な構造のチルト装置３５や大型の対物レンズ３
６をはじめとして、各機構部品をそれぞれに設ける必要
はなく、装置の構成を簡素化でき小型・軽量化を図るこ
とができる。

【００４９】

【第２実施例】 以下、本発明の光学式振動検出装置
を、具体化した第２実施例を図４、図５、図９及び図１
０に基づいて詳細に説明する。なお、この第２実施例に
おいては、上記第１実施例との相違点のみを説明し、図
面において同一部材には同じ番号を付している。

【００５０】本実施例の振動検出装置８９においては、
上記第１実施例におけるチルト装置３５と位置検出回路
４９との間に介在された制御装置８１の構成を変更して
以下に詳述するサーボアンプ９３を用いている点が異な
る。このサーボアンプ９３は本体ケース７内に収容され
ている。そして、本実施例及び後述する第３実施例の振
動検出装置８９、１０９も図３に示す測定位置に配置さ
れる。

【００５１】図９に示すように、第３ビームスプリッタ
４７の反射光軸上には光軸変位検出手段及び光量検出手
段としての位置検出装置９０が配置され、この位置検出
装置９０は上述した位置検出回路４９と同様な４分割フ
ォトダイオード５０を有している（図４及び図５に示
す）。位置検出装置９０はフォトダイオード５０の各分
割部分５０ａ〜５０ｄからの電流値ａ，ｂ，ｃ，ｄに基
づいて反射レーザ光Ｒ２の 光強度Σｎ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ 及び同反射レーザ光Ｒ２の 変位量Ｘｐｎ＝（ａ＋ｃ−（ｂ＋ｄ））／Σ、Ｙｐｎ＝
（ａ＋ｂ−（ｃ＋ｄ））／Σ を演算する。また、導入手段及び光軸補正手段を構成す
るミラー６２を有するチルト装置３５を駆動するための
ピエゾアクチュエータ６３には、それぞれ駆動装置とし
ての高圧アンプ９１、９２が接続されている。この高圧
アンプ９１、９２は、例えばサーボアンプ９３から１０
Ｖ程度の制御信号を受け取ると、それを１００Ｖ程度に
増幅してピエゾアクチュエータ６３に出力する。

【００５２】位置検出装置９０と高圧アンプ９１、９２
との間には、導入手段及び光軸補正手段を構成するサー
ボアンプ９３が介在されている。サーボアンプ９３には
位置検出装置９０からの反射レーザ光Ｒ２の変位信号Ｘ
ｐｎ、Ｙｐｎ及び光強度信号Σが入力される。また、サ
ーボアンプ９３は入力された変位信号Ｘｐｎ、Ｙｐｎに
基づいて指令値Ｘｃｎ、Ｙｃｎを高圧アンプ９１、９２
に出力する。サーボアンプ９３にはリセットモード、マ
ニュアルモード及び追尾モードのいずれかを択一的に選
択するモード切換キー９４と、チルト装置３５を操作
し、有効な反射レーザ光Ｒ２をスキャンして、位置検出
装置９０に入射させる（以下スキャン動作とする）ため
の、導入手段を構成する４方向キー９５ａからなるマニ
ュアルキー９５とがそれぞれ接続されている。

【００５３】次に、前記サーボアンプ９３の電気的構成
について図１０に従って説明する。なお、サーボアンプ
９３は図１０に示す回路を２系統有し、変位信号Ｘｐ
ｎ、Ｙｐｎはそれぞれの回路に入力される。

【００５４】図１０（ａ）に示すように、前記位置検出
装置９０からの変位信号Ｘｐｎ、Ｙｐｎは符号反転器及
び増幅器（以下、反転・増幅器とする）９６に入力され
る。反転・増幅器９６を通した変位信号Ｘ、Ｙは Ｋ１×Ｘ、Ｋ１×Ｙ となって出力される（Ｋ１はゲイン）。反転・増幅器９
６には切換手段を構成する追尾開始スイッチ９７を介し
て積分器９８が接続されている。この追尾開始スイッチ
９７がオンの状態において、信号Ｋ１×Ｘ、Ｋ１×Ｙは
積分器９８に入力される。同信号Ｋ１×Ｘ、Ｋ１×Ｙは
積分器９８によって積分演算され、高圧アンプ９１、９
２に出力される。なお、前記追尾開始スイッチ９７と積
分器９８との間にはマニュアルキー９５が接続され、追
尾開始スイッチ９７がオフ状態にある場合には、積分器
９８はマニュアルキー９５からの操作信号を受け付け
て、それに基づいてチルト装置３５を駆動し、スキャン
動作を行う。

【００５５】追尾開始スイッチ９７の関連構成について
説明すると、図１０（ｂ）に示すように、位置検出装置
９０からの光強度信号Σは分岐され、一方はピークホー
ルド回路９９に入力される。同ピークホールド回路９９
は入射された光強度信号Σのピーク値をホールドしてそ
のピークホールド値を出力する。ピークホールド回路９
９にはＯＰアンプ１００が接続され、このＯＰアンプ１
００に入力されたピークホールド値は、例えば、このピ
ークホールド値の５０％〜７０％程度（安定した追尾動
作を行い得る最低値）の信号としてコンパレータ１０１
に出力される。また、分岐された他方の光強度信号Σは
同じくコンパレータ１０１に入力される。すなわち、他
方からコンパレータ１０１に入力された光強度信号Σと
ピークホールド値の５０％〜７０％程度の信号とが比較
され、光強度信号Σがピークホールド値の５０％〜７０
％程度以上の値となれば、コンパレータ１０１の出力が
Ｈレベルとなる。そして、このコンパレータ１０１及び
前記したモード切換キー９４はＡＮＤ回路１０３に接続
されており、コンパレータ１０１がＨレベル、且つモー
ド切換キー９４が追尾モード位置にある場合に前記追尾
開始スイッチ９７をオンにする。

【００５６】次に、上記構成のこの第２実施例の作用に
ついて説明する。モード切換スイッチ９４をリセット位
置にすると、サーボアンプ９３はチルト装置３５に中立
信号を出力する。また、ピークホールド回路９９のピー
ク値をゼロにして、チルト装置３５及ピークホールド回
路９９がリセットされる。

【００５７】モード切換スイッチ９４をリセットモード
からマニュアルモードに切り換えると、サーボアンプ９
３はマニュアルキー９５からの操作信号を基にして、制
御値の信号を高圧アンプ９１、９２に出力してチルト装
置３５を駆動し、スキャン動作を行う。すなわち、図示
しないモニター等を見ながら、マニュアルキー９５の４
方向キー９５ａを作業者が操作することによりチルト装
置３５をダイレクト操作でき、このチルト装置３５の動
作により照射レーザ光Ｒ１の光軸を補正して、位置検出
装置９０に有効な反射レーザ光Ｒ２を導入させる。

【００５８】図１０（ｂ）に示すように、フォトダイオ
ード５０に入射された反射レーザ光Ｒ２の光強度信号Σ
は位置検出装置９０から追尾スイッチ９７を制御する回
路に随時入力されており、同回路は光強度信号Σがピー
クホールド値の、例えば、５０％〜７０％程度以上の値
となった場合に、コンパレータ１０１がＨレベルになる
ように設定する。

【００５９】操作者は、表示装置等により反射レーザ光
Ｒ２が有効に入射されたことを確認してモード切換スイ
ッチ９４を追尾モード位置にする。ＡＮＤ回路１０３に
より前記コンパレータ１０１のＨレベルとのＡＮＤ条件
で追尾開始スイッチ９７がオンされて、以下の追尾動作
が開始される。

【００６０】すなわち、反射レーザ光Ｒ２が位置検出装
置９０に有効に入射された状態で追尾開始スイッチ９７
がオンされると、位置検出装置９０からの反射レーザ光
Ｒ２の変位信号Ｘ、Ｙが反転・増幅器９６を経て積分器
９８に入力される。積分回路９８により制御信号が高圧
アンプ９１、９２に入力される。この高圧アンプ９１、
９２により制御信号が増幅出力され、ピエゾアクチュエ
ータ６３が伸縮してミラー６２の反射角度が調節される
ことにより照射レーザ光Ｒ１の光軸の向きを変化させて
揺動される碍子３の追尾を行う。

【００６１】以上のように、上記構成の振動検出装置８
９においては、上記第１実施例が奏する効果は勿論のこ
と、次のような効果も奏する。本実施例の振動検出装置
８９において、碍子３の揺動に対する追尾動作が開始さ
れる条件は、反射レーザ光Ｒ２が位置検出装置９０に有
効に入射され、且つモード切換スイッチ９４が追尾モー
ドになっていることである。このため、反射レーザ光Ｒ
２の入射光強度が低く、位置検出装置９０が出力する光
軸変位信号Ｘ、Ｙが不安定であることに起因するサーボ
アンプ９３の暴走を防止でき、安定した揺動追尾を行い
得る。

【００６２】また、チルト装置３５のマニュアル操作に
より、ミラー６２を動作させて積極的に有効な反射レー
ザ光Ｒ２を導入させることができるため、追尾条件を満
足させるまでの調節が容易となる。

【００６３】

【第３実施例】 以下、本発明の光学式振動検出装置
を、具体化した第３実施例を図４、図５、図１１〜図１
４に基づいて詳細に説明する。図１１に示すように、第
３ビームスプリッタ４７の反射光軸上には光軸変位検出
手段及び光量検出手段を構成する位置検出装置１１０が
配置され、この位置検出装置１１０は上述した位置検出
装置９０と同様な４分割フォトダイオード５０（図４及
び図５に示す）を有している。

【００６４】位置検出装置１１０と、第２実施例と同様
の高圧アンプ９１、９２との間には、光軸変位検出手
段、光量検出手段、導入手段、切換手段及び光軸補正手
段を構成する制御装置１１１が介在されている。制御装
置１１１には位置検出装置１１０からの信号Ｘｐ，Ｙ
ｐ，Σｐが入力される。そして、その変位量Ｘｐ、Ｙｐ
に基づいて指令値Ｘｃ、Ｙｃを演算し、高圧アンプ９
１、９２にそれぞれ出力する。制御装置１１１には前述
した碍子３への音波付与のためのスピーカ５４、復調器
４４（本実施例においては、周波数解析は制御装置１１
１により行う）、測定結果や各種情報を表示する表示装
置１１２及び各種キー８３、８４、８５が接続されてい
る。前記表示装置１１２は、上記第１実施例におけるモ
ニタ８２と同様な作用を示す他に、後述するエラー表示
や振動検出結果等も表示する。

【００６５】次に、上記構成の振動検出装置１０９を制
御する制御装置１１１の電気的構成を図１２及び図１３
に従って説明する。図１２に示すように、マイクロコン
ピュータ１１３は制御装置１１１内に内装され、同マイ
クロコンピュータ１１３はＣＰＵ１１５、制御プログラ
ムを記憶したＲＯＭ１１６及びＣＰＵ１１５の演算結果
等を一時記憶するＲＡＭ１１７から構成されており、Ｒ
ＯＭ１１６に記憶されたプログラムに従って振動検出装
置１０９を制御する。

【００６６】同マイクロコンピュータ１１３にはバス１
１８を介してＡ／Ｄ変換器１１９、１２０、Ｄ／Ａ変換
器１２１及びタイマー１２２が接続され、これらはマイ
クロコンピュータ１１３と共に制御装置１１１内に配置
されている。さらに同マイクロコンピュータ１１３には
前記したスピーカ５４、表示装置１１２及び各種キー８
３、８４、８５がバス１１８を介して接続されている。
そして、復調器４４はＡ／Ｄ変換器１１９に、位置検出
装置１１０はＡ／Ｄ変換器１２０に、高圧アンプ９１、
９２はＤ／Ａ変換器１２１にそれぞれ接続されている。

【００６７】前記Ａ／Ｄ変換器１２０でサンプリングし
た位置検出装置１１０の信号をＸｐｎ，Ｙｐｎ、Σｐｎ
とする。前記ＣＰＵ１１５は光強度Σｎを設定値Σｍと
比較判定し、光強度Σｎが設定値Σｍ未満であれば、制
御信号Ｘｃｎ，Ｙｃｎへ所定の関数を代入してチルト装
置３５へ出力し、スキャン動作を行わせる。また、ＣＰ
Ｕ１１５は位置検出装置１１０からの検出信号Ｘｐｎ，
Ｙｐｎより、指令値Ｘｃｎ＝ｋ１×Ｘｐｎ＋Ｘｃ（ｎ−
１），Ｙｃｎ＝ｋ１×Ｙｐｎ＋Ｙｃ（ｎ−１）を演算す
る。そして、この指令値Ｘｃｎ，Ｙｃｎを高圧アンプ９
１、９２へそれぞれ出力する。さらにＣＰＵ１１５は復
調器４４からの振動信号Ｖｎを入力し、同信号ＶｎをＦ
ＦＴ解析して、その解析結果を表示装置１１２へ出力す
る。

【００６８】次に、上記のように構成されたこの実施例
の作用を図１３のフローチャートに従って説明する。図
１３のフローチャートはＲＯＭ１１６に格納されたプロ
グラムに従い、ＣＰＵ１１５の制御のもとに進行する。

【００６９】まず、振動検出装置１０９が上記第１実施
例の振動検出装置６と同様に、図３に示す測定位置に設
置された状態において、制御プログラムの実行が開始さ
れると、ステップ２００においてチルト装置３５に中立
位置の指令（例えば、Ｘｃｎ＝Ｙｃｎ＝５Ｖ）が出さ
れ、ミラー６２が中立状態に配置される。光量検出手段
としてのステップ２０１に移り、ミラー６２の中立状態
において位置検出装置１１０が検出した検出信号Σｐｎ
を所定回数（任意に設定する）として、例えば、５０回
取り込んで、最大側の１０個（任意に設定する）、最小
側の１０個（任意に設定する）を除く３０個の光強度Σ
ｎの平均値Σｍが演算される。

【００７０】光量検出手段としてのステップ２０２に移
り、新たに位置検出装置１１０からの検出信号Σｎが取
り込まれ、切換手段を構成するステップ２０３において
光強度Σｎと前記平均値Σｍとが比較判定され、Σｎ＞
２Σｍを満たさなかった場合には、すなわち有効な光強
度の反射レーザ光Ｒ２が位置検出装置１１０に入射され
ていなければステップ２０４に移る。ステップ２０３と
共に導入手段を構成するステップ２０４では、プログラ
ムに組み込まれた所定関数としての、例えば、時間とと
もにそれぞれ図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように変位
する関数がＸｃｎ（図１４（ａ））、Ｙｃｎ（図１４
（ｂ））に代入されて、制御信号Ｘｃｎ，Ｙｃｎとして
チルト装置３５に出力され、制御結果としてミラー６２
が図１４（ｃ）に示す軌跡を描いてスキャン動作される
ように制御される。このようにして、有効な反射レーザ
光Ｒ２を積極的に位置検出装置１１０へ導入させる。ス
テップ２０５に移り、スキャン動作回数がカウントさ
れ、次のステップ２０６においてそのカウント数Ｉが所
定値Ｎと比較判定される。同ステップ２０６においてカ
ウント数Ｉが所定値以下（Ｉ≦Ｎ）であればステップ２
０２へジャンプされる。また、所定値を越えれば（Ｉ＞
Ｎ）、すなわち何回もスキャン動作が行われたのにもか
かわらず、有効な光強度を得られない場合には、ステッ
プ２０７へ移ってエラー信号が表示装置１１２に出力さ
れて本プログラムが停止される。

【００７１】前記ステップ２０３においてΣｎ＞２Σｍ
が満たされ場合には、ステップ２０８に移り、スピーカ
５４が作動されると共に、タイマー１２２がスタートさ
れる。この時、タイマー１２２により計測される時間０
〜Ｔにおいて、振動信号Ｖｎの取り込み時間帯として予
め０＜Ｔ１≦Ｔ２が設定されている。０＜Ｔ１であるの
は、スピーカ５４による碍子３への音波の到達及び時間
遅れを含めて、振動信号Ｖｎが安定して入力されるのに
要する時間を見越してある。また、取り込み時間帯Ｔ１
〜Ｔ２を設定しているのは、振動データの解析に必要な
データ長やデータの取り込み回数を確保するためであ
る。前記ステップ２０３及び２０８により切換手段が構
成されている。

【００７２】光軸補正手段としてのステップ２０９に移
り、指令値Ｘｃｎ＝ｋ１×Ｘｐｎ＋Ｘｃ（ｎ−１），Ｙ
ｃｎ＝ｋ１×Ｙｐｎ＋Ｙｃ（ｎ−１）が演算され、その
指令値Ｘｃｎ，Ｙｃｎがチルト装置３５へ出力される。
すなわち、ｎ回目の指令値Ｘｃｎ，Ｙｃｎは、光軸変位
量、すなわち誤差Ｘｐｎ、Ｙｐｎにゲイン値ｋ１を掛け
たｋ１×Ｘｐｎ、ｋ１×Ｙｐｎに対して前回の指令値Ｘ
ｃ（ｎ−１）、Ｙｃ（ｎ−１）を加えてそれぞれ積分さ
れる。

【００７３】そして、光量検出手段としてのステップ２
１０に移り再度、検出信号Σｎが入力される。ステップ
２１１に移り、Σｎ＞２Σｍが判定されて、これを満た
さない場合にはステップ２１２に移った回数がカウント
される。ステップ２１３に移り、カウント数Ｊと予め定
められた所定値ＮＮとが比較判定される。カウント数Ｊ
が所定値以下（Ｊ≦ＮＮ）であればステップ２０９へジ
ャンプし、所定値を越えれば（Ｊ＞ＮＮ）ステップ２１
４に移って、表示装置１１２にエラーが出力されてプロ
グラムの作動が停止される。つまり、位置検出装置１１
０に入射される反射レーザ光Ｒ２の光強度が弱くなる場
合がカウントアップされ、そのカウント回数Ｊが上限値
ＮＮを越えるようであれば、振動検出装置１０９の測定
環境の悪化や設置位置の擦れ、懸垂碍子３の極端な変
位、あるいはプログラムの暴走等により、このまま追尾
動作を続行しても追尾に有効な反射レーザ光Ｒ２が入射
されず、安定した追尾を行うことができないと判断され
る。

【００７４】前記ステップ２１１において光強度がΣｎ
＞２Σｍを満たすと判断された場合には、次のステップ
２１５に移り、タイマー１２２の経過時間値ＴがＴ＝Ｔ
１であるか否かが判定され、Ｔ＝Ｔ１であるなら、ステ
ップ２１６へ移る。

【００７５】同ステップ２１６において振動信号Ｖｎの
取り込みが開始され、ステップ２０９へジャンプされ
る。また、Ｔ≠Ｔ１であるなら、次のステップ２１７に
おいてＴ≦Ｔ２であるか否かが判定される。同ステップ
２１７においてＴ≦Ｔ２であるなら、ステップ２０９へ
移行される。そして、この間に振動検出信号Ｖｎが取り
込まれる。また、Ｔ≦Ｔ２を満たさない、つまり、所定
の測定時間Ｔ１〜Ｔ２を越えた場合には、次のステップ
２１８へ移り、スピーカ５４が停止されると共に、振動
信号Ｖｎの取り込みが終了される。そして、時間帯Ｔ１
〜Ｔ２において取り込まれた振動信号Ｖｎから懸垂碍子
３の固有振動数が測定され、この測定された固有振動数
に基づいて不良碍子であるか否かが判定されて、その旨
が表示装置１１２に表示される。

【００７６】以上のように、上記構成の振動検出装置１
０９においては、上記第１実施例が奏する効果は勿論の
こと、次のような効果も奏する。本実施例の振動検出装
置１０９において、碍子３の揺動に対する追尾動作が開
始される条件は、反射レーザ光Ｒ２が位置検出装置１１
０に有効に入射されることに基づく。このため、反射レ
ーザ光Ｒ２の入射光強度が低く、位置検出装置１１０が
出力する光軸変位信号Ｘｐ、Ｙｐが不安定であることに
起因する制御装置１１１の暴走を防止でき、安定した揺
動追尾を行い得る。

【００７７】また、導入手段２０３、２０４により例え
ば、碍子３の揺動が少ない場合においても、積極的に有
効な反射レーザ光Ｒ２を導入させることができるため、
前記効果を奏すことが可能になる。

【００７８】さらに、導入手段２０３、２０４及び光軸
補正手段２０９には反射レーザ光Ｒ２が有効に入射され
なかった回数をカウントアップし、設定値Ｎ，ＮＮと比
較判定するためのステップ２０５〜ステップ２０７、ス
テップ２１２〜ステップ２１４よりなるカウント手段が
接続されている。このため、例えば、振動検出装置１０
９の設置ミスや、碍子３の揺動が激しいこと等に起因す
る反射レーザ光Ｒ２の光軸の極端な変位を判断して、無
駄なチルト装置３５の作動を防止し、反射レーザ光Ｒ２
が有効に入射されない測定環境であることを判断して、
制御装置１１１の暴走を防止することが可能である。

【００７９】

【第４実施例】 以下、本発明の光学式振動検出装置
を、具体化した第４実施例を図１５に基づいて説明す
る。上記第３実施例においては、有効な反射レーザ光Ｒ
２を位置検出装置１１０に導入するために、ステップ２
０４においてチルト装置３５を所定の関数により制御し
ていた。本実施例においては、このステップ２０４のＣ
ＰＵ１１５の動作を、操作者がマニュアルキー１２５に
より手動でチルト装置３５を操作して反射レーザ光Ｒ２
を位置検出装置１１０に導入している点が異なる。

【００８０】以下詳述すると、本実施例においては、前
記制御装置１１１にモード切換スイッチ１２６及びマニ
ュアルキー１２５を設ける。そして、モード切換スイッ
チ１２６がリセットモードに切り換えられると、チルト
装置３５が中立位置にされ、同切換スイッチ１２６がマ
ニュアルモードに切り換えられ、図示しないテレビカメ
ラ（上記第１実施例の第１テレビカメラ２６、４８を使
用しても良い）が撮像した碍子３への照射レーザ光Ｒ１
の照射状態をモニター等（上記第１実施例のモニタ８２
を使用しても良い）により確認しながら、マニュアルキ
ー１２５の４方向キー１２５ａを操作することによりチ
ルト装置３５による照射レーザ光Ｒ１の光軸の位置変更
が行われる。そして、反射レーザ光Ｒ２が位置検出装置
１１０に有効に入射され、且つ切換スイッチ１２６がマ
ニュアルモードから追尾モードに切り換えられることを
条件として上記第３実施例と同様なステップ２０８〜２
１８のＣＰＵ１１５による制御が行われる。なお図１５
において部材番号１２７はキー部材であり、図の一点鎖
線で示すように同キー部材１２７をリセットモード、マ
ニュアルモード及び追尾モードの各位置に移動させるこ
とにより、これらのモードが択一的に選択される。

【００８１】本実施例においても、追尾動作の開始条件
は、反射レーザ光Ｒ２が位置検出装置１１０に有効に入
射されることであるため、安定した追尾動作を行い得る
と共に、制御装置１１１の暴走を防止できる。

【００８２】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、この発明の趣旨から逸脱しない範囲で以
下のような態様で実施できる。 （１）チルト装置３５を固定ミラーに変更し、対物レン
ズ３６のうちのレンズをピエゾアクチュエータで光軸と
直角方向にスライドさせて光軸の補正を行うこと。 （２）照射光学系を受光学系と独立して設け、両光学系
それぞれに光軸補正手段としてのチルト装置３５を配置
すること。 （３）懸垂碍子３以外の被測定物に対して測定を行うこ
と。例えば、橋梁のクラック検出等、作業者が接近して
確認することが困難な被測定物に対して使用できる。 （４）上記第２実施例において、スキャン動作は、チル
ト装置３５をマニュアル操作することにより行われてい
るが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０
（ａ）に示すマニュアルキー９５からの操作信号の入力
を、関数制御装置からの制御信号の入力に変更し、同関
数制御装置内に上記第３実施例における図１４に示す関
数データを収容して、チルト装置３５をこの関数データ
に基づいてスキャン動作させるように構成すること。な
お、この関数データは図１４に示すものに限定されず適
宜変更すれば良い。また、前記のような関数データによ
るミラー制御に限定されるものではなく、ランダムにミ
ラー６２を動作させるようにしても良い。

【００８３】このようにすれば、操作者によるマニュア
ルキー９５操作が不要になり、簡単に振動検出動作を行
い得る。 （５）上記第３実施例において、位置検出装置１１０は
フォトダイオード５０からの信号ａ，ｂ，ｃ，ｄからＸ
ｐ，Ｙｐ，Σｐを演算して制御装置１１１に出力してい
た。しかし、これに限定されるものではなく、位置検出
装置１１０から制御装置１１１へ信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを
出力し、同制御装置１１１内においてＸｐ，Ｙｐ，Σｐ
を演算するように構成しても良い。

【００８４】上記実施例から把握できる請求項以外の技
術思想について、以下にその効果と共に記載する。 （１）導入手段による光軸変位検出手段９０、１１１へ
の反射光の導入は、反射ミラー３５を所定の関数により
駆動して行われる請求項８に記載の光学式振動検出装
置。

【００８５】このようにすれば、スキャン動作を簡単且
つ正確に行うことができ、操作者の負担を軽くすること
が可能になる。 （２）導入手段９３、９５、３５による光軸変位検出手
段９０への有効な反射光の導入は、反射ミラー６２をマ
ニュアル操作することにより行われる請求項８に記載の
光学式振動検出装置。

【００８６】このようにすれば、被測定物３の揺動状態
の変化に適宜に対応でき、最適なスキャン動作を行い得
る。

【００８７】

【発明の効果】 以上詳述したように、請求項１の発明
によれば、被測定物の揺動を正確かつリアルタイムに追
尾することが可能になり、振動検出作業における振動デ
ータの欠落を抑制できるため、効率的に作業可能とな
る。

【００８８】請求項２の発明によれば、光軸変位検出手
段に有効な反射光を入射させることができ、揺動される
被測定物を安定して追尾することが可能になる。請求項
３の発明によれば、光軸変位検出手段に有効な反射光が
入射されないままに、揺動される被測定物の追尾動作が
行われて光軸補正手段が暴走されることを防止できる。

【００８９】請求項４の発明によれば、光軸の変位を正
確に検出することができる。請求項５の発明によれば、
装置の構成を簡単にでき、本装置をコンパクトにできる
し、各受光素子の出力信号のみで反射光の光量と光軸の
変位量を検出することが可能になる。

【００９０】請求項６の発明によれば、一致部分の光学
素子分だけ部品点数を減らすことができ、装置をコンパ
クトに構成できる。請求項７の発明によれば、前記光軸
補正手段は、反射ミラーであるため、光軸変位検出手段
により検出された反射光の光軸の変位に基づいて、容易
に照射角度の調節を行い得る。

【００９１】請求項８の発明によれば、部品点数を減ら
すことができ、しかもそれらを制御するための構成も簡
単になる。請求項９の発明によれば、反射ミラーを介し
て入射された反射光の光軸の変位に基づいて反射ミラー
の角度を補正することにより、同じ反射ミラーを介して
出力される照射光の光軸の向きを正確に補正することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光学式振動検出装置を送電線用碍子
の光学式振動検出装置に具体化した第１実施例を示す断
面図である。

【図２】 光学式振動検出装置において主にレーザ光発
生装置部分を示す断面図である。

【図３】 光学式振動検出装置の使用状態を示す正面図
である。

【図４】 位置検出回路を構成する４分割フォトダイオ
ードに反射ビーム光が入射された状態を示す状態図であ
る。

【図５】 位置検出回路を構成する４分割フォトダイオ
ードに反射ビーム光が入射された状態を示す状態図であ
る。

【図６】 チルト装置を示す側面図である。

【図７】 図６におけるＡ−Ａ｀線断面図である。

【図８】 （ａ）…第２のテレビカメラが捕らえた懸垂
碍子３への反射確認レーザ光Ｒ４の照射状態を示す状態
図である。 （ｂ）…第１のテレビカメラが捕らえた懸垂碍子３への
反射確認レーザ光Ｒ４の照射状態を示す状態図である。 （ｃ）…第１のテレビカメラが捕らえた懸垂碍子３への
振動検出用レーザ光Ｒ１の照射状態を示す状態図であ
る。

【図９】 本発明を具体化した第２実施例を示す図であ
って、光学式振動検出装置の要部拡大断面図である。

【図１０】 （ａ）はサーボアンプの回路構成を示す回
路図である。（ｂ）は（ａ）における追尾スイッチの関
連構成を示す回路図である。

【図１１】 本発明を具体化した第３実施例を示す図で
あって、光学式振動検出装置の要部拡大断面図である。

【図１２】 制御装置の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図１３】 ＣＰＵの作用を示すフローチャートであ
る。

【図１４】 チルト装置にスキャン動作を行わせるため
の関数を示す図であって、（ａ）は同関数のＸ成分の時
間的変化を示すグラフである。（ｂ）は同関数のＹ成分
の時間的変化を示すグラフである。（ｃ）は（ａ），
（ｂ）のグラフを横軸にＸ，縦軸にＹとして合成したも
のである。

【図１５】 本発明を具体化した第４実施例を示す図で
あって、上記第３実施例との変更部分を示す要部拡大図
である。

【符号の説明】

３…被測定物としての懸垂碍子、９…照射光学系を構成
するレーザ光発生装置、３５…光軸補正手段を構成する
チルト装置、３６…対物レンズ、４３…光・電変換器、
４５…振動計測部を構成する周波数解析装置、４９…光
軸変位検出手段を構成する位置検出回路、５０…光軸変
位検出手段を構成する４分割フォトダイオード、Ｒ１…
振動検出用光としてのレーザ光、Ｒ２…反射光としての
反射ビーム光、Ｒ３…参照光。

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 康人 名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日本碍 子 株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭59−111430（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−63409（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−73178（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−35351（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−245605（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−172788（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−281019（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−102257（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−201657（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−288988（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20094（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−504468（ＪＰ，Ａ) 実公 昭59−8221（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01H 9/00 G01H 1/00 - 1/16 G01B 9/00 - 9/10 G01B 11/00 - 11/30 G01C 3/02 - 3/32 G01M 7/00 - 7/08 G01S 17/00 - 17/95

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物に振動検出用光を照射する照射
   光学系と、同被測定物からの反射光を受光する受光学系
   とを備え、前記振動検出用反射光と基準となる参照光と
   を光干渉させ、この光干渉信号を光・電変換器により電
   気信号に変換した後、前記被測定物の振動を計測する振
   動計測部を備えた光学式振動検出装置において、 前記受光学系に反射光の光軸の変位を検出する光軸変位
   検出手段を組み込み、さらに、同光軸変位検出手段によ
   り検出された反射光の光軸の変位に基づいて照射光及び
   反射光の光軸の変位を補正する光軸補正手段を前記照射
   光学系に設けた光学式振動検出装置。
2. 【請求項２】 前記受光学系に反射光の光量を検出する
   光量検出手段と、同光量検出手段が検出した反射光の光
   量が所定値未満である場合に照射光の光軸の向きを変化
   させ、所定値以上の光量の反射光を光軸変位検出手段に
   導入する導入手段とを設けた請求項１に記載の光学式振
   動検出装置。
3. 【請求項３】 前記光軸変位検出手段と光軸補正手段と
   の間に、検出信号の導通及び遮断を行う切換手段を設
   け、同切換手段は光量検出手段により検出された反射光
   の光量が所定値以上となった場合に光軸変位検出手段か
   らの検出信号を光軸補正手段へ導通させる請求項２に記
   載の光学式振動検出装置。
4. 【請求項４】 前記光軸変位検出手段は、複数の受光素
   子よりなる受光面を有し、各受光素子の出力の大小に応
   じて光軸の変位を検出するように構成されている請求項
   １〜３のいずれかに記載の光学式振動検出装置。
5. 【請求項５】 前記光量検出手段は、光軸変位検出手段
   と受光面を共用し、各受光素子の出力の総和により反射
   光の光量を検出する請求項４に記載の光学式振動検出装
   置。
6. 【請求項６】 照射光学系の光軸と、受光学系の光軸と
   が一致する部分を設けた請求項１〜５のいずれかに記載
   の光学式振動検出装置。
7. 【請求項７】 前記光軸補正手段は、反射ミラーであ
   り、同反射ミラーは前記光軸変位検出手段により検出さ
   れた反射光の光軸の変位に基づいて、照射角度の調節が
   可能な構成である請求項１〜６のいずれかに記載の光学
   式振動検出装置。
8. 【請求項８】 前記導入手段は、光軸補正手段と反射ミ
   ラーを共用し、前記光量検出手段により検出された反射
   光の光量が所定値未満である場合に同反射ミラーを制御
   して照射角度を調節し、所定値以上の光量の反射光を光
   軸変位検出手段に導入する請求項７に記載の光学式振動
   検出装置。
9. 【請求項９】 反射ミラーは光軸の一致部分に設けた請
   求項７又は８に記載の光学式振動検出装置。