JPH07294537A - 速度及び距離の検出装置 - Google Patents
速度及び距離の検出装置Info
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- JPH07294537A JPH07294537A JP6083220A JP8322094A JPH07294537A JP H07294537 A JPH07294537 A JP H07294537A JP 6083220 A JP6083220 A JP 6083220A JP 8322094 A JP8322094 A JP 8322094A JP H07294537 A JPH07294537 A JP H07294537A
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- distance
- speed
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置のコンパクト化をはかると共に、測定対
象の同一時刻における同一ポイントの速度及び距離情報
を、測定対象の振動や傾斜による測定誤差がないように
して測定する。 【構成】 測定対象Ｓにレーザ光源の１から平行光とし
た１本のレーザビームを照射し、該測定対象Ｓからの反
射ビームを結像レンズ２を通したのちビームスプリッタ
４で光分割し、速度測定する受光手段５及び距離測定す
る受光手段６に導き、前記反射ビームに生じるレーザス
ペックルを受光して該測定対象Ｓの移動速度を測定する
とともに、該測定対象の距離変動の測定を行う。
象の同一時刻における同一ポイントの速度及び距離情報
を、測定対象の振動や傾斜による測定誤差がないように
して測定する。 【構成】 測定対象Ｓにレーザ光源の１から平行光とし
た１本のレーザビームを照射し、該測定対象Ｓからの反
射ビームを結像レンズ２を通したのちビームスプリッタ
４で光分割し、速度測定する受光手段５及び距離測定す
る受光手段６に導き、前記反射ビームに生じるレーザス
ペックルを受光して該測定対象Ｓの移動速度を測定する
とともに、該測定対象の距離変動の測定を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は移動するシート状あるい
はウェブ状をした測定対象の速度及び距離を測定する測
定装置に係わり、特に測定対象にレーザ光を照射し、該
測定対象からの反射レーザ光に生じるレーザスペックル
を受光して該測定対象の移動速度を測定し、同時に距離
変動の測定、更には、傾斜角変動の測定をも行う速度及
び距離の測定装置に関する。
はウェブ状をした測定対象の速度及び距離を測定する測
定装置に係わり、特に測定対象にレーザ光を照射し、該
測定対象からの反射レーザ光に生じるレーザスペックル
を受光して該測定対象の移動速度を測定し、同時に距離
変動の測定、更には、傾斜角変動の測定をも行う速度及
び距離の測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光のようなコヒーレントな光で光
学的な表面粗さをもつ物体を照射すると、それからの反
射光中にはスペックルパターン又はレーザスペックルと
呼ばれるきらきら輝く明暗の斑点模様が現れる。このレ
ーザスペックルを用いての移動物体の速度検出法は、例
えば「レーザー研究」第８巻、第２号、379頁以降記載
の「動的レーザースペックルの特性と速度測定への応用
（Ｉ）」等の報文によって公知となっている。回折界の
レーザスペックルを利用した速度測定法については、特
開平3-111762号公報や特開平4-86562号公報等による提
案がなされている。回折界のレーザスペックルを利用し
て反射型で移動物体の反射光を受光する方式の速度測定
装置では、測定対象の振動や傾斜によって測定誤差が大
きくなり、特に測定対象が傾斜すると検出光が受光部か
ら外れて測定不能となることがある。一方、像界のスペ
ックルを利用した速度測定をする方法では、それらの影
響をキャンセルすることが可能になるが、そのためには
センサと測定対象との関係が結像の関係になるような位
置に正確に設置することが必要となる。
学的な表面粗さをもつ物体を照射すると、それからの反
射光中にはスペックルパターン又はレーザスペックルと
呼ばれるきらきら輝く明暗の斑点模様が現れる。このレ
ーザスペックルを用いての移動物体の速度検出法は、例
えば「レーザー研究」第８巻、第２号、379頁以降記載
の「動的レーザースペックルの特性と速度測定への応用
（Ｉ）」等の報文によって公知となっている。回折界の
レーザスペックルを利用した速度測定法については、特
開平3-111762号公報や特開平4-86562号公報等による提
案がなされている。回折界のレーザスペックルを利用し
て反射型で移動物体の反射光を受光する方式の速度測定
装置では、測定対象の振動や傾斜によって測定誤差が大
きくなり、特に測定対象が傾斜すると検出光が受光部か
ら外れて測定不能となることがある。一方、像界のスペ
ックルを利用した速度測定をする方法では、それらの影
響をキャンセルすることが可能になるが、そのためには
センサと測定対象との関係が結像の関係になるような位
置に正確に設置することが必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】プリンタなどのＯＡ機
器やウェブを連続搬送して加工するラインなどでは速度
むらの無い安定した搬送系が重要な課題となり、そのた
めには搬送物体自体の速度むら，距離変動（振動），傾
斜角変動などを正確に測定することが望まれる。測定対
象が機械装置の内部などの場合には、センサと測定対象
の位置関係を正確に設置することが困難である場合が多
く、速度を測定するセンサと距離を測定するセンサとを
併設するには、スペース等に制約があって困難なことが
多い。また速度を測定するセンサと距離を測定するセン
サとを交換して測定する方法では、測定対象の同一のポ
イント、同一時刻での両者のデータを測定することは不
可能となる。
器やウェブを連続搬送して加工するラインなどでは速度
むらの無い安定した搬送系が重要な課題となり、そのた
めには搬送物体自体の速度むら，距離変動（振動），傾
斜角変動などを正確に測定することが望まれる。測定対
象が機械装置の内部などの場合には、センサと測定対象
の位置関係を正確に設置することが困難である場合が多
く、速度を測定するセンサと距離を測定するセンサとを
併設するには、スペース等に制約があって困難なことが
多い。また速度を測定するセンサと距離を測定するセン
サとを交換して測定する方法では、測定対象の同一のポ
イント、同一時刻での両者のデータを測定することは不
可能となる。
【０００４】本発明は、測定対象の振動や傾斜などの外
乱による測定誤差の発生が生じにくい像界のスペックル
を利用し、それら測定対象の外乱の影響が極小となる位
置に、測定装置を正確且つ簡易に設置するための距離検
出器を設けると共に測定対象の同一時刻における同一ポ
イントの速度及び距離情報更には、傾斜角情報を同時に
得ることができる測定装置を提供することを目的とす
る。
乱による測定誤差の発生が生じにくい像界のスペックル
を利用し、それら測定対象の外乱の影響が極小となる位
置に、測定装置を正確且つ簡易に設置するための距離検
出器を設けると共に測定対象の同一時刻における同一ポ
イントの速度及び距離情報更には、傾斜角情報を同時に
得ることができる測定装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、測定対象に
１本のレーザビームを照射し、該測定対象からの反射ビ
ームを結像レンズを通して速度測定する受光手段及び距
離測定する受光手段に導き、前記反射ビームに生じるレ
ーザスペックルを受光して該測定対象の移動速度を測定
するとともに、反射ビームの位置変化により該測定対象
の距離変動の測定を行うことを特徴とする速度及び距離
の測定装置によって達成される。
１本のレーザビームを照射し、該測定対象からの反射ビ
ームを結像レンズを通して速度測定する受光手段及び距
離測定する受光手段に導き、前記反射ビームに生じるレ
ーザスペックルを受光して該測定対象の移動速度を測定
するとともに、反射ビームの位置変化により該測定対象
の距離変動の測定を行うことを特徴とする速度及び距離
の測定装置によって達成される。
【０００６】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の詳細な説明を行
う。図１は本発明の一実施例を示す構成斜視図である。
う。図１は本発明の一実施例を示す構成斜視図である。
【０００７】本発明の速度及び距離の測定装置は、連続
搬送されるウェブ等の測定対象Ｓにレーザ光源１より１
本のレーザビームを照射し、測定対象Ｓからの反射ビー
ムを結像レンズ２を通して速度測定のための速度受光部
５と距離変動の測定を行う距離受光部６に導かれるよう
にしたもので、図示した実施例で、３は装置をコンパク
トとするためレーザ光の引廻しを行う反射鏡で、４は結
像レンズ２を通過した反射レーザ光を光学的に分割する
ビームスプリッタである。測定面からの反射レーザ光
は、結像レンズ２により、測定対象に対し結像位置に配
置した速度受光部５に導かれ、又ビームスプリッタ４に
より分割されたレーザ光は距離受光部６に導かれる。
搬送されるウェブ等の測定対象Ｓにレーザ光源１より１
本のレーザビームを照射し、測定対象Ｓからの反射ビー
ムを結像レンズ２を通して速度測定のための速度受光部
５と距離変動の測定を行う距離受光部６に導かれるよう
にしたもので、図示した実施例で、３は装置をコンパク
トとするためレーザ光の引廻しを行う反射鏡で、４は結
像レンズ２を通過した反射レーザ光を光学的に分割する
ビームスプリッタである。測定面からの反射レーザ光
は、結像レンズ２により、測定対象に対し結像位置に配
置した速度受光部５に導かれ、又ビームスプリッタ４に
より分割されたレーザ光は距離受光部６に導かれる。
【０００８】レーザ光源１は、例えば半導体レーザを光
源とし、コリメータレンズによってビーム断面が例えば
約１×４mmの楕円形状の平行光とし、測定対象Ｓの移動
方向と楕円ビームの長軸方向が平行となるよう平行光と
したレーザ光の照射がなされる。そして測定対象Ｓを照
射するレーザビームと正反射レーザビームとがなす平面
が測定対象Ｓの移動方向と垂直の関係となるように配置
する。
源とし、コリメータレンズによってビーム断面が例えば
約１×４mmの楕円形状の平行光とし、測定対象Ｓの移動
方向と楕円ビームの長軸方向が平行となるよう平行光と
したレーザ光の照射がなされる。そして測定対象Ｓを照
射するレーザビームと正反射レーザビームとがなす平面
が測定対象Ｓの移動方向と垂直の関係となるように配置
する。
【０００９】図２は、本発明の測定装置の照射するレー
ザビームと正反射するレーザビームとがなす平面での光
路図を示したもので、測定対象Ｓの移動速度の方向は紙
面に垂直となっている。図上で一点鎖線で示したのは、
測定対象Ｓが距離方向にΔＹ移動したときの距離受光部
６上でのスポット像の移動ｙを示している。
ザビームと正反射するレーザビームとがなす平面での光
路図を示したもので、測定対象Ｓの移動速度の方向は紙
面に垂直となっている。図上で一点鎖線で示したのは、
測定対象Ｓが距離方向にΔＹ移動したときの距離受光部
６上でのスポット像の移動ｙを示している。
【００１０】図３は本発明に用いられる速度受光部５の
一例を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面
図、（ｃ）は受光がなされる正面図である。実施例で示
した速度受光部５はＰＤＡ，ＰＤＢからなる２分割フォ
トダイオードの前面に、２本の平行の細線スリットパタ
ーンを蒸着したガラス板51を接着した構成と成ってい
て、スリットパターン部分は速度受光部５のスリット状
開口受光部51Ａ，51Ｂとなっている。このような構成の
速度受光部５は、図３（ｃ）に示すように、２本のスリ
ット状開口受光部51Ａ，51Ｂは、スペックルパターンの
移動方向に並べて配置し、かつスリットの長軸をスペッ
クルパターンの移動方向に直交した方向に配置してい
る。このように配置することで、測定対象の距離変動に
よって生じる中心光の移動方向は図上左右方向となって
いて、距離変動による中心光の移動が生じても安定した
受光信号が得られる。なおこの実施例では２分割フォト
ダイオードの前面にスリットパターンを設けたが、スリ
ットパターンを設けることなく２分割フォトダイオード
自体を平行な細線状の受光素子とすることも勿論可能で
ある。
一例を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面
図、（ｃ）は受光がなされる正面図である。実施例で示
した速度受光部５はＰＤＡ，ＰＤＢからなる２分割フォ
トダイオードの前面に、２本の平行の細線スリットパタ
ーンを蒸着したガラス板51を接着した構成と成ってい
て、スリットパターン部分は速度受光部５のスリット状
開口受光部51Ａ，51Ｂとなっている。このような構成の
速度受光部５は、図３（ｃ）に示すように、２本のスリ
ット状開口受光部51Ａ，51Ｂは、スペックルパターンの
移動方向に並べて配置し、かつスリットの長軸をスペッ
クルパターンの移動方向に直交した方向に配置してい
る。このように配置することで、測定対象の距離変動に
よって生じる中心光の移動方向は図上左右方向となって
いて、距離変動による中心光の移動が生じても安定した
受光信号が得られる。なおこの実施例では２分割フォト
ダイオードの前面にスリットパターンを設けたが、スリ
ットパターンを設けることなく２分割フォトダイオード
自体を平行な細線状の受光素子とすることも勿論可能で
ある。
【００１１】速度受光部５の受光面上では、測定対象Ｓ
の移動に合わせてスペックルパターンが並進し、スリッ
ト状開口受光部51Ａ，51Ｂを通過したレーザを２つのフ
ォトダイオードＰＤＡ，ＰＤＢで受光する。それぞれの
フォトダイオードＰＤＡ，ＰＤＢからはスペックルパタ
ーンが通過するため図３（ｄ）に示すような時間差τを
持った信号が出力される。時間差τはスリット状開口受
光部ＰＤＡ，ＰＤＢの間隔ｄに比例し、結像レンズ２に
よる結像倍率Ｍと測定対象Ｓの移動速度Ｖに反比例す
る。間隔ｄと結像倍率Ｍは設定条件で定まるので、 Ｖ＝Ｋ1／τ Ｋ1＝定数 ・・・・ 〔１〕 によって、時間差τから移動速度Ｖが求められる。
の移動に合わせてスペックルパターンが並進し、スリッ
ト状開口受光部51Ａ，51Ｂを通過したレーザを２つのフ
ォトダイオードＰＤＡ，ＰＤＢで受光する。それぞれの
フォトダイオードＰＤＡ，ＰＤＢからはスペックルパタ
ーンが通過するため図３（ｄ）に示すような時間差τを
持った信号が出力される。時間差τはスリット状開口受
光部ＰＤＡ，ＰＤＢの間隔ｄに比例し、結像レンズ２に
よる結像倍率Ｍと測定対象Ｓの移動速度Ｖに反比例す
る。間隔ｄと結像倍率Ｍは設定条件で定まるので、 Ｖ＝Ｋ1／τ Ｋ1＝定数 ・・・・ 〔１〕 によって、時間差τから移動速度Ｖが求められる。
【００１２】図４（ａ）は、本発明に用いられる距離受
光部６の正面図の例を示したもので、ＰＤＣ，ＰＤＤの
受光部をもつ２分割フォトダイオードによって構成され
る。図４（ｂ）は、受光面上でのビームの光軸の移動量
ｙと受光部ＰＤＣとＰＤＤの出力差Ｖ(Ｃ−Ｄ)の関係を
示したグラフであり、図示のＹ1とＹ2の範囲にある時は
〔２〕式で近似することができる。
光部６の正面図の例を示したもので、ＰＤＣ，ＰＤＤの
受光部をもつ２分割フォトダイオードによって構成され
る。図４（ｂ）は、受光面上でのビームの光軸の移動量
ｙと受光部ＰＤＣとＰＤＤの出力差Ｖ(Ｃ−Ｄ)の関係を
示したグラフであり、図示のＹ1とＹ2の範囲にある時は
〔２〕式で近似することができる。
【００１３】 ΔＹ＝Ｋ2Ｖ(Ｃ−Ｄ) （∵Ｙ1≦ΔＹ≦Ｙ2） Ｋ2：結像倍率，入射角で決定する定数 ・・・・ 〔２〕 即ち、Ｖ(Ｃ−Ｄ)を求めることによって測定対象Ｓの距
離変動量ΔＹを算出することができる。
離変動量ΔＹを算出することができる。
【００１４】図４（ａ）の距離受光部６の受光面が示す
ように、受光面上でのビーム径が距離変動により移動す
る方向（ｙ）が楕円ビームの短径側となるため距離測定
分解能を向上することができる。なお本実施例では距離
受光部６として、２分割フォトダイオードについて説明
したが、これに代えてＰＳＤ素子等のビーム位置を検出
する素子を用いても良い。
ように、受光面上でのビーム径が距離変動により移動す
る方向（ｙ）が楕円ビームの短径側となるため距離測定
分解能を向上することができる。なお本実施例では距離
受光部６として、２分割フォトダイオードについて説明
したが、これに代えてＰＳＤ素子等のビーム位置を検出
する素子を用いても良い。
【００１５】図５は本実施例の測定装置の回路図を含む
全体構成図である。本発明は速度受光部５からの出力
と、距離受光部６からの出力とを並列して処理すること
によって、測定対象Ｓの移動速度と距離変動とを同時に
測定できるようにしたものである。即ち、速度受光部５
から出力する図３（ｄ）に示した信号波形は、相互相関
演算器11で、アナログ信号をＡ／Ｄ変換して多階調のデ
ジタル化したのち、プロセッサでＡ，Ｂ信号の相互相関
演算を行い、Ａ，Ｂ信号の時間差τの算出を行う。次い
で時間差・速度換算部12によって〔１〕式による演算を
行い、測定対象Ｓの速度Ｖを算出する。また、距離受光
部６からの出力は差分演算部13によってＶ(Ｃ−Ｄ)が求
められ、距離換算部14で〔２〕式による演算がなされて
距離変動量ΔＹが求められ、さらに総受光量で補正する
ことで測定対象Ｓの測定面までの距離Ｙが求められる。
かくして得られた測定対象Ｓの同一時点における同一箇
所の速度Ｖ及び距離Ｙは同時にＣＲＴ，液晶等による表
示部15又は記録部16に表示または記録がなされる。
全体構成図である。本発明は速度受光部５からの出力
と、距離受光部６からの出力とを並列して処理すること
によって、測定対象Ｓの移動速度と距離変動とを同時に
測定できるようにしたものである。即ち、速度受光部５
から出力する図３（ｄ）に示した信号波形は、相互相関
演算器11で、アナログ信号をＡ／Ｄ変換して多階調のデ
ジタル化したのち、プロセッサでＡ，Ｂ信号の相互相関
演算を行い、Ａ，Ｂ信号の時間差τの算出を行う。次い
で時間差・速度換算部12によって〔１〕式による演算を
行い、測定対象Ｓの速度Ｖを算出する。また、距離受光
部６からの出力は差分演算部13によってＶ(Ｃ−Ｄ)が求
められ、距離換算部14で〔２〕式による演算がなされて
距離変動量ΔＹが求められ、さらに総受光量で補正する
ことで測定対象Ｓの測定面までの距離Ｙが求められる。
かくして得られた測定対象Ｓの同一時点における同一箇
所の速度Ｖ及び距離Ｙは同時にＣＲＴ，液晶等による表
示部15又は記録部16に表示または記録がなされる。
【００１６】本発明で用いる結像方式のスペックル速度
センサでは、測定対象Ｓと速度受光部５の受光面とが合
焦位置からずれていると、測定対象Ｓの振動・傾斜角変
動等の外乱によっても受光面上のスペックルパターンの
変動が生じ、速度測定誤差が大きくなる。本発明では距
離受光部６によって測定対象Ｓの同一時点，同一箇所の
距離Ｙが求められているので、正確かつ簡易に合焦設定
することが可能となる。
センサでは、測定対象Ｓと速度受光部５の受光面とが合
焦位置からずれていると、測定対象Ｓの振動・傾斜角変
動等の外乱によっても受光面上のスペックルパターンの
変動が生じ、速度測定誤差が大きくなる。本発明では距
離受光部６によって測定対象Ｓの同一時点，同一箇所の
距離Ｙが求められているので、正確かつ簡易に合焦設定
することが可能となる。
【００１７】更には、測定中に測定対象が合焦位置から
ずれてしまっても、そのずれ量を同時かつ定量的に測定
しているため、得られた速度測定結果を補正することに
より正確な速度に換算することが可能となる。
ずれてしまっても、そのずれ量を同時かつ定量的に測定
しているため、得られた速度測定結果を補正することに
より正確な速度に換算することが可能となる。
【００１８】本発明では、レーザ光源１より照射レーザ
光は平行光としているが、照射レーザ光が平行光でなく
例えば図６に示すような拡がり角を持つ場合、速度受光
部５の受光面上で生じるスペックルパターンの移動速度
υは、 υ＝Ｍ・Ｖ×Ｌ(Ｌ−ΔＹ) となる。ここでＬは照射レーザ光のビームウェストから
測定対象までの距離であって、測定対象Ｓに距離変動Δ
Ｙが生じると、測定誤差が発生する。本発明では照射レ
ーザ光を平行光として、Ｌを∞としているので、距離変
動ΔＹにより生じる係数の変動をなくし、 υ＝ＭＶ の関係が保持されている。
光は平行光としているが、照射レーザ光が平行光でなく
例えば図６に示すような拡がり角を持つ場合、速度受光
部５の受光面上で生じるスペックルパターンの移動速度
υは、 υ＝Ｍ・Ｖ×Ｌ(Ｌ−ΔＹ) となる。ここでＬは照射レーザ光のビームウェストから
測定対象までの距離であって、測定対象Ｓに距離変動Δ
Ｙが生じると、測定誤差が発生する。本発明では照射レ
ーザ光を平行光として、Ｌを∞としているので、距離変
動ΔＹにより生じる係数の変動をなくし、 υ＝ＭＶ の関係が保持されている。
【００１９】図７は測定対象Ｓの傾斜角変動をも測定可
能とした本発明の他の実施例を示したものである。本実
施例で先の実施例で異なる点は速度受光手段に該当する
部分にあるので、それ以外の説明は省略する。反射レー
ザ光のビームスプリッタ４で光分割を行ったのち、更に
第２のビームスプリッタ４Ａで光分割を行い、測定対象
Ｓの測定面と合焦関係にある位置に速度受光部５
（１）、合焦関係から若干量ｚだけずれた位置に速度受
光部５（２）を設置する。測定対象Ｓの移動速度Ｖのと
き、速度受光部５（１）で観察されるスペックルパター
ンの速度υ1は、υ1＝Ｃ1・Ｖであり、速度受光部５
（２）で観察されるスペックルパターンの速度υ2はυ2
＝Ｃ2・Ｖ＋αである。ここでＣ1，Ｃ2は結像倍率で決
定される定数で、αは測定対象Ｓの傾斜角変動で生じる
成分であるので、υ1とυ2とを比較してαを求めること
によって、測定対象Ｓの傾斜角速度を測定することがで
き、時間的に積分することで傾斜角ψが求められる。図
７（ｂ）は横軸に傾斜角ψ、縦軸に受光面上でのスペク
トルパターンの移動量ｙをとったもので、●は合焦位置
にある速度受光部５（１）による測定値、○は合焦位置
からｚだけずれた速度受光部５（２）による測定値を示
している。この結果から、傾斜角により生じる受光面上
でのスペックルパターンの移動量が定量化できるため、
合焦位置に設置した速度受光部から得られるデータと合
焦位置からずらした受光部から得られるデータを演算処
理することにより、測定対象の傾斜角情報が得られるこ
とがわかる。
能とした本発明の他の実施例を示したものである。本実
施例で先の実施例で異なる点は速度受光手段に該当する
部分にあるので、それ以外の説明は省略する。反射レー
ザ光のビームスプリッタ４で光分割を行ったのち、更に
第２のビームスプリッタ４Ａで光分割を行い、測定対象
Ｓの測定面と合焦関係にある位置に速度受光部５
（１）、合焦関係から若干量ｚだけずれた位置に速度受
光部５（２）を設置する。測定対象Ｓの移動速度Ｖのと
き、速度受光部５（１）で観察されるスペックルパター
ンの速度υ1は、υ1＝Ｃ1・Ｖであり、速度受光部５
（２）で観察されるスペックルパターンの速度υ2はυ2
＝Ｃ2・Ｖ＋αである。ここでＣ1，Ｃ2は結像倍率で決
定される定数で、αは測定対象Ｓの傾斜角変動で生じる
成分であるので、υ1とυ2とを比較してαを求めること
によって、測定対象Ｓの傾斜角速度を測定することがで
き、時間的に積分することで傾斜角ψが求められる。図
７（ｂ）は横軸に傾斜角ψ、縦軸に受光面上でのスペク
トルパターンの移動量ｙをとったもので、●は合焦位置
にある速度受光部５（１）による測定値、○は合焦位置
からｚだけずれた速度受光部５（２）による測定値を示
している。この結果から、傾斜角により生じる受光面上
でのスペックルパターンの移動量が定量化できるため、
合焦位置に設置した速度受光部から得られるデータと合
焦位置からずらした受光部から得られるデータを演算処
理することにより、測定対象の傾斜角情報が得られるこ
とがわかる。
【００２０】
【発明の効果】本発明による測定装置は次の優れた効果
を奏することとなった。
を奏することとなった。
【００２１】（１）測定対象に対して距離測定センサ部
による測定値を用いることで、速度測定センサ部を正確
且つ簡易に最良の位置に設置することが可能となり、精
度の高い測定が可能になる。
による測定値を用いることで、速度測定センサ部を正確
且つ簡易に最良の位置に設置することが可能となり、精
度の高い測定が可能になる。
【００２２】（２）１つの照射ビームで速度測定・距離
測定を行う為測定対象の同一位置・同一時刻の両者のデ
ータ、さらには傾斜角変動まで同時に測定可能になり、
かつ小型の検出装置内にこれらの機能を１つにまとめる
ことが可能になる。
測定を行う為測定対象の同一位置・同一時刻の両者のデ
ータ、さらには傾斜角変動まで同時に測定可能になり、
かつ小型の検出装置内にこれらの機能を１つにまとめる
ことが可能になる。
【００２３】（３）速度測定手段の２本の平行なスリッ
トに対して受光ビームが直交する方向に長い為、測定対
象の多少の距離変動があっても受光手段からビームが外
れることがなく安定した測定が可能になる。
トに対して受光ビームが直交する方向に長い為、測定対
象の多少の距離変動があっても受光手段からビームが外
れることがなく安定した測定が可能になる。
【００２４】（４）距離受光手段の受光面上で距離変動
に合わせて受光ビームが変動する方向と受光ビームの短
径側が平行である為距離測定の分解能を向上させること
ができる。
に合わせて受光ビームが変動する方向と受光ビームの短
径側が平行である為距離測定の分解能を向上させること
ができる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成斜視図。
【図２】本発明による測定装置の光路図。
【図３】本発明に用いる速度受光部の一実施例で（ａ）
は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は
速度受光部での信号波形。
は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は
速度受光部での信号波形。
【図４】本発明に用いる距離受光部の一実施例で（ａ）
は正面図、（ｂ）は距離変動と出力との関係図。
は正面図、（ｂ）は距離変動と出力との関係図。
【図５】本発明の全体構成図。
【図６】照射レーザ光が平行光でない場合の説明図。
【図７】本発明の他の実施例を示し、（ａ）は構成図、
（ｂ）は傾斜角とスペクトルパターンの移動量の関係
図。
（ｂ）は傾斜角とスペクトルパターンの移動量の関係
図。
１ レーザ光源 ２ 結像レンズ ３ 反射鏡 ４，４Ａ ビームスプリッタ ５，５（１），５（２） 速度受光部 51Ａ，51Ｂ スリット状開口受光部（速度受光部） ６ 距離受光部 11 相互相関演算器 12 時間差・速度換算部 13 差分演算部 14 距離換算部 15 表示部 16 記録部
Claims (8)
- 【請求項１】 測定対象に１本のレーザビームを照射
し、該測定対象からの反射ビームを結像レンズを通して
速度測定する受光手段及び距離測定する受光手段に導
き、前記反射ビームに生じるレーザスペックルを受光し
て該測定対象の移動速度を測定するとともに、反射ビー
ムの位置変化により該測定対象の距離変動の測定を行う
ことを特徴とする速度及び距離の測定装置。 - 【請求項２】 前記測定対象からの反射レーザ光を前記
結像レンズを通過した後に光学的に分割し、それぞれを
度測定用受光手段と距離測定用受光手段に導くことを特
徴とする請求項１記載の速度及び距離の測定装置。 - 【請求項３】 前記測定対象を照射するレーザビームを
楕円ビームとし、測定対象の移動方向と楕円ビームの長
軸方向を平行に配置することを特徴とする請求項１記載
の速度及び距離の測定装置。 - 【請求項４】 前記測定対象へ照射するレーザビームを
平行光としたことを特徴とする請求項１記載の速度及び
距離の測定装置。 - 【請求項５】 前記測定対象を照射するレーザビーム
と、該測定対象からの正反射レーザビームがなす平面
が、該測定対象の移動方向と垂直の関係になるように配
置することを特徴とする請求項１記載の速度及び距離の
測定装置。 - 【請求項６】 前記速度測定する受光手段の出力と、前
記距離測定する受光手段の出力とを並列して処理するこ
とにより、前記測定対象の移動速度と距離変動とを同時
に測定することを特徴とする請求項１記載の速度及び距
離の測定装置。 - 【請求項７】 前記速度測定する受光手段は少なくとも
２本のスリット状開口受光部をスペックルパターンの移
動方向に並べて配置し、かつスリットの長軸をスペック
ルパターンの移動方向に直交した方向に配置することを
特徴とする請求項３記載の速度及び距離の測定装置。 - 【請求項８】 前記速度測定する受光手段を２つ設け、
一方は結像位置に他方は結像の関係からずらした位置に
設置し、２つの受光手段から測定されるスペックルの移
動速度を比較することにより前記測定対象の傾斜角変動
をも測定することを特徴とする請求項１記載の速度及び
距離の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083220A JPH07294537A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 速度及び距離の検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6083220A JPH07294537A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 速度及び距離の検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294537A true JPH07294537A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=13796238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6083220A Pending JPH07294537A (ja) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | 速度及び距離の検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07294537A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006184091A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Mitsutoyo Corp | 面内方向変位計 |
| EP3182138A1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-21 | Konica Minolta, Inc. | Image formation apparatus, speed control method, and control program |
| JP2018092065A (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
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-
1994
- 1994-04-21 JP JP6083220A patent/JPH07294537A/ja active Pending
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