JPH03238354A - レーザードップラー速度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、移動する物体や流体の速度を非接触にて検出
する速度計、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ツプラー速度計に関する。

〔従来技術〕

従来から、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、レーザードツプラー速度計が使
用されている。レーザードッグラー速度計とは、移動す
る物体や流体にレーザー光を照射し、該移動物体若しく
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（ドツプラー効果）を利用し
て、前記移動物体若しくは移動流体の移動速度を測定す
る装置である。

従来のレーザードツプラーの速度計の一例を第１図に示
す。

１はレーザー　２はコリメーターレンズ、３は平行光束
、４はビームスプリッタ−６及び６′は反射鏡、７は速
度Ｖで矢印方向に移動している物体若しくは流体、８は
集光レンズ、９は光検出器である。

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
−４によって三光束５及び５′に分割されて反射鏡６及
び６′で反射された後、速度Ｖで移動している物体若し
くは流体７に入射角θで三光束照射される。物体若しく
は流体７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。三光束による散乱光の周波数は、移
動速度Ｖに比例して各々＋Δｆ、−Δｆのドツプラーシ
フトを受ける。ここで、レーザー光の波長をλとすれば
、Δｆは次の（１）式で表わすことができる。

Δｆ＝Ｖｓｉｎθ／λ　　　　　　−（１）十Δｆ、−
Δｆのドツ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は次の（２）式で与えられる。

Ｆ＝２Δｆ＝２Ｖｓｉｎθ／λ　　−（２）従って、光
検出器９の出力信号の周波数（以下、ドツプラー周波数
と呼ぶ）を測定すれば、（２）式に基づいて移動物体若
しくは移動流体７の移動速度Ｖを求めることができる。

レーザードツプラー速度計の小型化を図るためには、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザー等のガスレーザーを光源として用いる
よりもレーザーダイオードのような半導体レーザーを用
いる方が有利である。しかしながら、半導体レーザーは
ガスレーザーのように発振波長が安定しておらず、温度
に依存して発振波長が変化する。上記（２）式から明ら
かなように、ドツプラー周波数Ｆはレーザー光の波長λ
に依存するので、レーザー光の波長が変動すると移動物
体や移動流体の速度を正確に検出することができない。

第２図は市販のレーザーダイオードの発振波長の温度依
存性を示すグラフ図（１９８７年三菱半導体データブッ
ク−光半導体素子網から引用）である。同図において、
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り生じてい
る部分であり、その割合は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る現象に起因するもので、
０．２〜０．３ｎｍ／℃という大きな割合で変化する。

このように、レーザーダイオードの発振波長は極めて不
安定なものであり、この種のレーザーをレーザードツプ
ラー速度計の光源として使用する場合、周知のヒーター
、放熱器、温度センサー等を備えた温度制御ユニットを
レーザーダイオードと共に取り付ける必要がある。しか
しながら、これらの温度制御ユニットを取り付けると、
速度計が大きくなり、価格も上がるので好ましくない。

更に、前述の縦モードホッピングは温度変動以外の他の
要因でも生じる現象であり、仮に温度制御ユニットを取
り付けても、レーザーダイオードの発振波長の変動を完
全に抑えることはできない。

〔発明の概要〕

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり
、レーザー光の発振波長が変化しても移動物体や移動流
体の速度を正確且つ高感度で検出することが可能なレー
ザードツプラー速度計を提供することを目的としている
。

この目的を達成するために、本発明のレーザードツプラ
ー速度計は、レーザー光を所定の入射角で移動物体若し
くは移動流体に入射させ、該移動物体若しくは移動流体
からの散乱光の周波数の偏移に基づいて該移動物体若し
くは移動流体の速度を検出する速度計において、該光学
系が該第１回折格子からの第１と第２の回折光を互いに
平行な光路に向けて回折せしめる第２回折格子と該第２
回折格子からの第１と第２の回折光を回折して該移動物
体若しくは移動流体に向ける第３回折格子とを備えるこ
と、を特徴としている。

この速度計の好ましい形態は、レーザーとして半導体レ
ーザーを用いる。この半導体レーザーは小型である為、
速度計の小型化を図れる。また、第１、第２の回折光と
しては±１次回折光が使用される。

本発明によれば、レーザー光の波長（λ）の変動に追従
して移動物体若しくは移動流体に対するレーザー光の入
射角（θ）を変化せしめ、これにより上記（２）式が示
すｓｉｎθ／λの値をほぼ一定にするので、レーザー光
の波長変動に依らず常に正確に移動物体や移動流体の速
度を検出することができる。従って、レーザーダイオー
ドなどの発振波長が不安定な小型のレーザーダイオード
（半導体レーザー）を光源として使用でき、従来にない
小型のレーザードツプラー速度計を提供することが可能
になる。

また、本発明の光学系は第２、第３回折格子を備え、レ
ーザー光の波長変動が生じても、第１と第２の回折光に
より形成される各スポットの位置ずれを抑制するよう構
成されており、両回先光が常に移動物体若しくは移動流
体上で正確に重畳せしめられる。従って、検出感度も向
上させることが可能になる。

本発明の更なる特徴や具体的な形態は以下に示す各実施
例から明らかになる。

〔実施例〕

第３図及び第４図は本発明のレーザードツプラー速度計
による速度検出原理を説明するための説明図である。

第３図は格子ピッチｄなる透過型回折格子１０に波長λ
のレーザー完工を格子配列方向ｔに垂直な方向から入射
させた時の回折状態を示し、回折格子１０で生じる各次
数の回折光の回折角θは次式で示すことができる。

ｓｉｎθ＝±ｍλ／ｄ　　　　　　　・（３）（ｍ＝０
．１，２．・・・） 従って、回折格子１０で生じる０次回先光（ｍ＝０）以
外の±ｎｎ次回先光各回折角をθ、とすると、 ｓｉｎθ、＝±ｎλ／ｄ　　　　　　・（４）（ｎ＝１
．２．・・・） なる式で表わされることになる。（４）式から明らかな
ように、±ｎｎ次回先光回折角θ３は入射レーザー光■
の波長λに依存し、波長λの変化に応じて回折格子１０
からの±ｎｎ次回先光射出角が変化する。

第４図は第３図の回折格子１０を光学系中に組込んだレ
ーザードツプラー速度計を示す。第４図において、回折
格子１０を除く他の部材は第１図の従来例に示しである
ものと同じであり、第１図と同じ符号を付しである。従
って、ここでは説明を省略する。

第４図に示す光学系では、回折格子１０から射出する±
ｎｎ次回先光４１４２を各々互いに反射面が平行なミラ
ー６．６′で反射し、±ｎｎ次回先光各回折角±θ、と
同じ入射角θ。で被検物体７のほぼ同一地点に入射させ
ている。尚、ミラー６．６′の反射面は各々回折格子１
０の格子配列方向と被検物体７の移動方向に直交する面
内にある。

この時、光検出器９からの出力信号に対応するドツプラ
ー周波数Ｆは、前記（２）式及び（４）式に基づいて次
の（５）式で表わすことができる。

Ｆ＝２Ｖｓ　　ｉ　　ｎ　θ、／λ　　　　　　　　−
（５）＝　２　ｎ　Ｖ　／　ｄ 即ち、ドツプラー周波数Ｆはレーザー光の波長λに依存
せず、回折格子１０の格子ピッチｄに反比例し、回折光
の次数ｎと被検物体７の移動速度Ｖに比例することにな
る。回折格子１０のピッチｄは十分に安定しているので
、ドツプラー周波数Ｆはレーザー光の波長には無関係に
、被検物体７の速度Ｖのみに依存する。従って、光検出
器９は、不図示のレーザーの発振波長が変化しても、被
検物体７の速度Ｖに正確に対応した信号を出力する。

以上述べた検出原理を用いたレーザードツプラー速度計
の一例を次に説明する。尚、次の実施例では反射型回折
格子を用いているが、第４図に示したような透過型回折
格子も使用できる。

第５図は本発明の基礎となるレーザードツプラー速度計
を示す概略構成図である。

第５図においても、第１図の従来例と同じ部材には同一
符号が符してあり、また、これらの部材に関する説明も
省略する。

本実施例では、レーザー１として、波長λ＝０．７８μ
ｍのレーザー光を放射するレーザーダイオードを使用し
ており、装置の小型化を図っている。レーザー１として
はシングルモードレーザー、マルチモードレーザーのい
ずれであっても良い。また、回折格子１０は格子ピッチ
ｄ１．６μｍの反射型の回折格子であり、ガラス基板等
の基板面にＡ！、Ａｕ等の反射膜を周期的に形成したり
、或いはガラス基板の基板面に溝を周期的に形成し、溝
面に前述の反射膜を施したりしたものである。このよう
に回折格子１０としては、振幅型或いは位相型（レリー
フ型）など様々な形態の回折格子が使用できる。

レーザーダイオード１からのレーザー光はコリメーター
レンズ２によって直径的２ｍｍφの平行光束３となり、
反射型回折格子１０にこの回折格子１０の格子配列方向
ｔに垂直な方向から入射する。回折格子１０で生じた±
１次の回折光６１．６２は回折角θ１ｚ２９＠で回折格
子１０から出射し、格子配列方向ｔに垂直に設置したミ
ラー６．６′により、紙などの被検物体７に各々入射角
θ。で斜入射する。各回折光６１．６２は被検物体７上
に約２ｍｍφの光スポットを形成し、各々の光スポット
は被検物体７上で重ね合わせられる。光検出器９は０．
８ｍｍφの受光部９ａを有し、集光レンズ８は２本の回
折光６１．６２が形成する光スポットの中央部０．８ｍ
ｍφの領域を受光部９ａに等倍に結像する。従って、光
検出器９は各回折光６１．６２により生じた反射散乱光
が互いに干渉した干渉光を受光部９ａで効率良く受光し
光電変換する。そして、光検出器９は前記（５）式にお
いてｎ＝１を代入したＦ；２Ｖ／ｄなる波長λによらな
いドツプラー周波数Ｆに応じた信号を出力する。ここで
、第６図（Ａ）に示すように、２つの回折光６１．６２
が被検物体７上で完全に重なる場合の回折格子１０と被
検物体７との距離りは、ミラー６．６′の距離をｌとす
ると、 となる。従ってｆ＝３０ｍｍの場合、レーザー光の波長
λ＝０．７８μｍ、格子ピッチｄ＝１．６μｍだから、
ｈ＝５３．７ｍｍとなる。レーザーダイオード１の発振
周波数が１％変化（レーザーダイオード１の温度で約３
０℃変化）したとすると、２つの回折光６１．６２の光
スポットは周波数が長波長側に変化した場合には第６図
（Ｂ）に示すようになり、周波数が短波長側に変化した
場合には第６図（Ｃ）に示すようになる。第６図（Ｂ）
、（Ｃ）では２つの光スポットは約０．８ｍｍずれる。

本発明は、このような、レーザー光の周波数変動に伴な
う２つの回折光の光スポットの位置ずれに着目したもの
であり、レーザー光の周波数変動が生じても光スポット
の位置が殆どずれない速度計を構築した。

第６図は本発明のレーザードツプラー速度計の一実施例
を示す概略図である。第６図において、第４図で示した
速度計と同じ要素には、第４図のものと同一符号が符し
である。従って、本実施例の速度計の、第４図の速度計
との相違点は、第４図のミラー６．６′に代えて透過型
回折格子１１．１２を設けている点である。以下の説明
では、反射型回折格子１０を第１回折格子１０、回折格
子１１．１２を各々第２回折格子１１、第３回折格子１
２と呼ぶ。

第１、第２、第３回折格子１０．１１．１２の受光面は
互いに平行であり、また、その受光面に垂直な軸は、コ
リメーターレンズ２、レンズ８の各光軸と平行である。

そして、第２、第３回折格子１１．１２の格子配列方向
は、双方共、第１回折格子１０の格子配列方向ｔと一致
させてあり、第１、第２、第３回折格子の格子ピッチｄ
は各々ｄ＝１．６μｍで、互いに等しい。

更に、本実施例では、第１回折格子１０と第２回折格子
１１の各受光面の面間隔（距離）と、第３回折格子１２
と被検物体の各受光面の面間隔（距離）が互いに等しく
なるように構成している。また、第２、第３回折格子１
１．１２はレリーフ型の回折格子である。

レーザーダイオード１からの波長λ＝ｏ、７８μｍのレ
ーザー光は、コリメーターレンズ２によって直径２ｍｍ
φの平行光束に変換され、第１回折格子１０の格子配列
方向ｔに垂直にその受光面に垂直入射する。第１回折格
子１０は、そこに入射した平行光束３を回折し、±１次
の回折光６１．６２を回折角θ１翼２９°で出射せしめ
る。回折光６１．６２が第２回折格子１１に入射すると
、回折光６２の一１次回折光７２、回折光６１の＋１次
回折光７１が互いに平行に出射されるようにしてあり、
回折光７１．７２は共に光束３（光軸）に平行となる。

回折光７１．７２が透過型回折格子１２に入射すると、
回折格子７２の一１次回折光８２、回折光７１の＋１次
回折光８１が出射されるようにしてあり、各々平行光よ
り成る回折光８１．８２を被検物体７に向けるとき、そ
の入射角は各々θ。、θ、となり、直径的２ｍｍφのス
ポット径の光スポットが、その上に形成される。そして
、第４図を用いて説明したように、光検出器９により、
被検物体７からの反射散乱光を検出して、（７）式に示
すドツプラー周波数Ｆを得る。

Ｆ＝２Ｖ／ｄ　　　　　　　　　　　・・・（７）ここ
で、レーザーダイオード１の波長λが変化したとすると
、ｄｓ　ｉｎθ、＝λなる関係に基づいてθ７が変動す
るが、２つ回折光８１．８２による光スポットの位置は
不動で、反射型回折格子１０と透過型回折格子１１との
距離と透過型回折格子１２と被検物体７との距離を等し
くしているので、常に、各光スポットが重なり合った状
態となる。

第２図は、第１、第２、第３回折格子１０．１１．１２
が互いに平行に配置され、第１回折格子１０に対し、レ
ーザー光■が入射角θ、で斜入射した時の様子を示して
いる。但し、ここでは、第１回折格子１０として透過型
のものを使用している。

ここで、第１回折格子１０から出射する＋１次透過回折
光６１の回折角θユ及び−１次回折光６２の回折角θ２
は、各々が正の値になるように考慮すると、 ｓｉｎθ、＝λ／ｄ＋ｓｉｎθ ｓｉｎθ、＝λ／ｄ−ｓｉｎθ、　　−（８）となり、
各回折光６１．６２が第２回折格子１１に入射すると、
図に示すように、回折光７１．７２は、各々θ１の傾き
をもって、互いに平行に第２回折格子１１から射出する
。そして、各回折光７１．７２は第３回折格子１２で回
折される。

回折光８１．８２は第３回折格子１２で回折されたもの
で、被検物体７上に、それぞれθ８．θ。

の入射角で入射する。この時生じる散乱光によるドツプ
ラー周波数Ｆは、 ＝ｖ　（ｓｉｎ　θ、＋ｓｉｎ　θ、）／λ・・・　（
９） となる。（８）式、（９）式より、ドツプラー周波数Ｆ
は、 Ｆ＝２Ｖ／ｄ　　　　　　　　　−（１０）となって、
第６図で示した、レーザー光が第１回折格子に垂直入射
する場合の周波数と等しくなり、ドツプラー周波数がレ
ーザー光の入射角θＩに依存しない事が分かる。ここで
、レーザーダイオード１の発振波長λが変化したとして
も、回折光８１，８２による各光スポットは不動であり
、第１回折格子１０と第２回折格子１１の各受光面間の
距離と、第３回折格子１２の受光面と被検物体７との距
離を互いに等しく構成すると、被検物体７上で常に各光
スポットが重なり合った状態となる事に変わりはない。

第３図は、第１回折格子１０の受光面と被検物体７が互
いに平行で、第２、第３回折格子１１．１２の受光面が
各々第１回折格子１０の受光面に対して角度θ１傾き、
第２、第３回折格子１１．１２の各受光面が互いに平行
である場合を示す。

回折光８１．８２は光軸に対する傾き角をθとすると、 ｓｉｎ　（θ−θ、） ＝λ／ｄ−ｓｉｎ（θ。＋θ、） ・・・（１１） を満たし、互いに平行な光路に沿って、第３回折格子１
２に向かう。そして、回折光８１．８２は結局各々入射
角θ。で被検物体７に入射する。つまり、ドツプラー周
波数Ｆは（７）式と同様となり、第２回折格子１１と第
３回折格子１２の受光面が互いに平行であれば、それら
の、±１次回折光６１．６２に対する傾きに依存せず、
被検物体７上での各スポットのズレは生じない。

以上説明した速度計では、±１次回折光を検出に使用し
ているが、本発明では、±２次、±３次等の次数の回折
光を使用し得る。また、レンズ８及び光検出器９で、被
検物体７からの反射散乱光を検出する代りに、レンズ８
及び光検出器９で被検物体７からの透過散乱光を検出す
るように構成しても良い。いずれにしろ、本発明の思想
に基づいて様々な形態の速度計を構成し得る。

第７図で示した速度計は、第１回折格子１０として反射
型のものを用いていたが、第８図及び第９図の説明図で
示した如く透過型の回折格子としても良い。第１回折格
子１０を透過型とする場合の、第１の形態は、レーザー
ダイオード１とコリメーターレンズ２を、第１回折格子
に関して被検物体７とは反対側に設ける構成である。（
第８図、第９図参照。）そして、第２の形態は、第７図
に示す構成において、第２回折格子１１を第１回折格子
１０の上方に設け、第２回折格子１１を反射型の回折格
子とする構成である。いずれの構成においても、第２回
折格子１１により、第１回折格子１０で生じた±１次回
折光の各々を回折せしめて、光軸と平行な光路に沿って
第３回折格子１２に向けることができる。

また、第７図において、第２、第３回折格子１１．１２
は別個の基板に設けても良いが、共通のガラス基板また
はプラスチック基板の上面と下面の各々に第２、第３回
折格子１１．１２を形成してやれば、両回折格子１１．
１２の位置設定が容易である。

第１０図は、本発明のレーザードツプラー速度計を、フ
ァクシミリの紙送り制御に使用した例を示す概略図であ
る。

第１０図において、符号１３で示されるのが本発明の速
度計であり、速度計１３の構成は、前述した構成が採ら
れている。１４は、その上に紙１９が載置されるベルト
、１５は紙１９をベルト１４上へ供給する給紙ユニット
、１６．１７はローラーで、１６が本体に軸支されたベ
ルトローラ、１７が駆動ローラ、１８がそれに駆動ロー
ラ１７が取付けられた駆動モータを示す。ベルト１４は
、駆動ローラ１７とベルトローラ１６の間に、図示する
通り張られ、駆動モータ１８で駆動ローラ１７を矢印方
向へ回転させることにより、駆動ローラ１７とベルトロ
ーラ１６とが協力してベルト１４を動かす。

給紙ユニット１５から供給された紙１９は、ベルト１４
上に載置されてベルト１４の移動と共に矢印方向へ移動
する。速度計１３は、移動中の紙１９にレーザー光を照
射して、紙１９で生じた散乱光を光検出器で受光する。

このような照射−受光の様子は、第７図で示した通りで
ある。本実施例では、速度計１３の光検出器からの出力
信号（ドツプラー周波数に応じた信号）が速度検出回路
１１０に入力される。回路１１０は光検出器からの出力
信号の周波数に基づいて紙１９の移動速度、即ちベルト
１４の移動速度を検出する。回路１１０で検出された速
度の情報は制御回路１１１に入力され、回路１１１が駆
動モータドライバ１１２を介して、駆動モーター１８の
回転速度を制御する。この制御は、ベルト１４の移動速
度、即ち紙１９の移動速度が一定になるように、回路１
１１がドライバー１１２へ補正信号を入力し、この信号
に応答してドライバー１１２が駆動モーター１１８の回
転速度の調整を行うものである。

これにより、紙１９の送り速度がほぼ一定になり、従来
、駆動ローラの回転数制御のみの速度−定住の場合に生
じていた駆動ローラの偏心による周期的速度変化もキャ
ンセルすることができ、より確実に定速の紙送りが行え
る。

また、本発明の速度計は、前述した様に、非常に小型で
あり、また、部品点数も少ないので低コストである為、
ファクシミリ等の機器に有効に使用し得る。

第１０図において、定速で送られる紙１９には、不図示
の印字ヘッドにより画像が書込まれる。本実施例では、
紙１９が極めて正確に移動（画像書き込み時の副走査方
向への移動）している間に、画像の書込みが行われる為
、画質の印字が可能になる。

第１０図の実施例では、ファクシミリを例にとり、画像
の書込み（プリント）装置に本速度計を用いた場合を示
したが、画像の読取装置に本速度計を用いることもでき
る。

第１１図は本発明のレーザードツプラー速度計を、バル
ブジェットプリンターの記録ヘッドの記録タイミング制
御に使用した例を示す概略図である。

第１２図において、符号１００で示されるのが、本発明
の速度計であり、速度計１００の構成は、前述した通り
である。１０１はその上に記録紙１９が載置されるベル
ト、１０２は紙１９をベルト１０１上へ供給する給紙ユ
ニット、１０３．１０４はローラーで、１０３が本体に
軸支されたベルトローラー　１０４が駆動ローラー　１
０５がそれに駆動ローラー１０４が取付けられた駆動モ
ーターを示す。

ベルト１０１は、駆動ローラー１０４とベルトローラー
１０３の間に、図示する通り張られ、駆動モータードラ
イバー１１２を介して、駆動モーター１０５で駆動ロー
ラー１０４を矢印方向へ回転させることにより、ベルト
１０１を動かす。

給紙ユニット１０２から供給された紙１９は、ベルト１
０１上に載置されて、ベルト１０１の移動と共に矢印方
向へ移動する。速度計１００は、移動中の紙１９または
ベルト１４にレーザー光を照射して、紙１９またはベル
ト１４で生じた散乱光を光検出器で受光する。この照射
−受光の様子は、第７図で示した通りである。

本実施例では、速度計１００の光検出器からの出力信号
が速度検出回路１１０に入力される。回路１１０は、光
検出器からの出力信号の周波数に基づいて、紙１９の移
動速度、即ちベルト１０１の移動速度を検出する。回路
１１０で検出された速度の情報は、制御回路１１１に入
力され、制御回路１１１が紙１９に画像を記録する為の
記録へラド１１３の記録タイミングを制御する。

第１２図（Ａ）、（Ｂ）は、第１１図に示す記録へラド
１１３の部分的構成図である。

これらの図において、２１１はヘッド本体で、記録用イ
ンク２１２に対して発熱体２１３より入力された電気エ
ネルギーに応じて熱を加える。

２１４は気泡である。２１５は吐出路である。

記録用インク２１２に対して発熱体２１３より入力され
た電気エネルギーに応じた熱が与えられると、吐出路２
１５に気泡２１４が発生し、この気泡２１４により吐出
口２１６よりインク滴２１７が記録媒体面（紙１９）に
吐出され、そこにドツトが記録できる。

第１１図の制御回路１１１は、この発熱体２１３に対す
る電気エネルギーの入力タイミングを変化せしめて、記
録タイミングを制御する。記録へラド１１３には、第１
２図で示すヘッド本体１１３ａが、紙面に垂直方向に沿
って多数個配列してあり、各々のヘッド本体が記録すべ
き１つの画素（ドツト）に対応している。従って、記録
へラド１１３の真下を移動する紙１９に主走査方向（紙
面垂直方向）に沿って所望のドツトパターンを記録でき
、紙１９がベルト１０１により矢印方向、即ち副走査方
向へ移動している間に、記録へラド１１３により、所定
の記録タイミングで順次善走査線にドツトパターンを記
録していくことにより、紙１９に画像を記録できる。

さて、制御回路１１１は、前述の通り速度計１００と回
路１０１が紙１９（ベルト１０１）の速度状態を検出す
ると、例えば、その速度が通常の基準搬送速度Ｖ０より
も超過したと認知した場合は、記録ヘッド１１３の画像
記録タイミングを早め、また搬送速度が通常の基準搬送
速度Ｖ０より小さいと認知した場合には、記録へラド１
１３の画像記録タイミングを遅める。この制御回路１１
１による記録タイミングの制御により、副走査方向に関
するドツトパターンのピッチが一定となり、紙１９に極
めて良好な画像が記録できる。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、レーザー光の波長変動の影響を
受けずに、ドツプラー周波数の検出ができ、しかも被検
物体上の２つの光スポットのズレを抑制し、ドプラー周
波数をより確実に検出できる、高精度なレーザードツプ
ラー速度計を実現する。

また、三光束照射位置が少くとも３つの回折格子の構成
、位置で決定されるため、設計がし易くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザードツプラー速度計の一例を示す
概略図。 第２図はレーザーダイオードの発振波長の温度依存性の
一例を示すグラフ図。 第３図及び第４図は本発明のレーザードツプラー速度計
による速度検出原理を説明するための説明図。 第５図は本発明の基礎となるレーザードツプラー速度計
を示す概略図。 第６図（Ａ）〜（Ｃ）はレーザー光の波長と被検物体上
での２つの光スポットの関係を説明するための説明図。 第７図は本発明のレーザードツプラー速度計の一例を示
す概略図。 第８図は第１回折格子に対するレーザー光の入射角とド
ツプラー周波数の関係を説明するための説明図。 第９図は第２回折格子の傾きとドツプラー周波数の関係
を説明するための説明図。 第１０図は本発明のレーザードツプラー速度計をファク
シミリの紙送り制御に使用した例を示す概略図。 第１１図は本発明のレーザードツプラー速度計をバブル
ジェットプリンターの記録ヘッドの記録タイミング制御
に使用した例を示す概略図。 第１２図（Ａ）、（Ｂ）は、第１１図に示す記録ヘッド
の部分的構成を示す概略図。 １・・・半導体レーザー ２・・・コリメータレンズ ６．６′　・・・ミラー ７・・・被検物体 ８・・・結像レンズ ９・・・光検出器 ９ａ・・・受光部 １０・・・回折格子（第１回折格子） １１・・・回折格子（第２回折格子） １２・・・回折格子（第３回折格子） ケース温度Ｔｃ（”０ Ｘ− 喘３図 Ｖ （Ａ） （Ｂ） ？Ｉ３

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザー光を所定の入射角で移動物体若しくは移
   動流体に入射させ、該移動物体若しくは移動流体からの
   散乱光の周波数の偏移に基づいて該移動物体若しくは移
   動流体の速度変化を検出する速度計において、レーザー
   から射出したレーザー光を回折せしめて第１と第２の回
   折光を形成する第１回折格子と、該第１と第２の回折光
   を該第１と第２の回折格子が第１回折格子から射出した
   時の互いに成す角とほぼ同じ交差角で該移動物体若しく
   は移動流体に入射せしめる光学系と、該光学系により該
   第１と第２の回折光で照明された該移動物体若しくは移
   動流体からの散乱光を受光する受光手段とを有し、該光
   学系が該第１回折格子からの第１と第２の回折光を互い
   に平行な光路に向けて回折せしめる第２回折格子と該第
   ２回折格子からの第１と第２の回折光を回折して該移動
   物体若しくは移動流体に向ける第３回折格子とを備える
   ことを特徴とするレーザードップラー速度計。
2. （２）前記レーザーが半導体レーザーから成ることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のレーザードッ
   プラー速度計。
3. （３）前記第１回折光を＋１次回折光に、前記第２回折
   光を−１次回折光に設定したことを特徴とする特許請求
   の範囲第（２）項記載のレーザードップラー速度計。