JPH0827351B2 - レーザドップラ速度計 - Google Patents
レーザドップラ速度計Info
- Publication number
- JPH0827351B2 JPH0827351B2 JP1019963A JP1996389A JPH0827351B2 JP H0827351 B2 JPH0827351 B2 JP H0827351B2 JP 1019963 A JP1019963 A JP 1019963A JP 1996389 A JP1996389 A JP 1996389A JP H0827351 B2 JPH0827351 B2 JP H0827351B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- laser
- signal
- laser diode
- doppler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザドップラ速度計に係り、とくに照射
光としてレーザ光を用いるとともに、その反射光に生じ
るドップラ効果を利用して被測定物の速度計測を行う方
式のレーザドップラ速度計に関する。
光としてレーザ光を用いるとともに、その反射光に生じ
るドップラ効果を利用して被測定物の速度計測を行う方
式のレーザドップラ速度計に関する。
レーザドップラ速度計は、コヒーレント光を移動物体
に照射するとともに、その散乱光のドップラ周波数偏移
を測定し、これによって被測定物の移動速度を被接触に
て検出するものである。このレーザドップラ速度計は、
近時においては例えば、特開昭57−59173号公報、特開
昭59−48668号公報等にみられる如く、各方面で比較的
多くの研究・開発が進められている。
に照射するとともに、その散乱光のドップラ周波数偏移
を測定し、これによって被測定物の移動速度を被接触に
て検出するものである。このレーザドップラ速度計は、
近時においては例えば、特開昭57−59173号公報、特開
昭59−48668号公報等にみられる如く、各方面で比較的
多くの研究・開発が進められている。
しかしながら、例えば特開昭57−59173号公報記載の
ものにあっては、光の分岐や合波のためのビームスプリ
ッタを必需品としていた。また、被測定物の速度の方向
を判別するには参照光を周波数シフトするための一定の
仕掛けを必要としていた。
ものにあっては、光の分岐や合波のためのビームスプリ
ッタを必需品としていた。また、被測定物の速度の方向
を判別するには参照光を周波数シフトするための一定の
仕掛けを必要としていた。
このため、光学系が複雑で高価となるばかりでなく、
振動や周囲温度変化に対する光軸ずれを防ぐために、部
品の固定を堅牢にする等の手段を講ずる必要があり、セ
ンサ全体の小型化が困難であるという問題点があった。
振動や周囲温度変化に対する光軸ずれを防ぐために、部
品の固定を堅牢にする等の手段を講ずる必要があり、セ
ンサ全体の小型化が困難であるという問題点があった。
また、特開昭59−48668号公報記載のものにあって
は、レーザ光源からの戻り光をなくすために光学系の構
成部品として、偏光ビームスプリッタ，偏光面保存ファ
イバ及び1/4波長板等，高価な光学部品を必要としてい
た。また、この従来例で使用されているドップラ信号の
検出用の光電変換器は、光源と光ファイバを結ぶ光軸に
対して直角の位置関係にあり、これがため光学系の小型
化が困難であるという問題点があった。更に、この構成
では速度の向きを判定することは原理的に不可能なもの
となっていた。
は、レーザ光源からの戻り光をなくすために光学系の構
成部品として、偏光ビームスプリッタ，偏光面保存ファ
イバ及び1/4波長板等，高価な光学部品を必要としてい
た。また、この従来例で使用されているドップラ信号の
検出用の光電変換器は、光源と光ファイバを結ぶ光軸に
対して直角の位置関係にあり、これがため光学系の小型
化が困難であるという問題点があった。更に、この構成
では速度の向きを判定することは原理的に不可能なもの
となっていた。
本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善
し、特に、簡単な光学系を用いて被測定物の速度及び方
向を極く容易に測定することのできるレーザドップラ速
度計を提供することにある。
し、特に、簡単な光学系を用いて被測定物の速度及び方
向を極く容易に測定することのできるレーザドップラ速
度計を提供することにある。
そこで、本発明では、コヒーレント光を出力するレー
ザダイオードと、このレーザダイオードを駆動するレー
ザ駆動回路と、レーザダイオードから被測定物に向けて
出力されるレーザ光を集光し被測定物へ照射するととも
に被測定物からの反射散乱光をレーザ光源側へ送り込む
第１の集光手段と、反射散乱光により形成されるドップ
ラビート信号を前記レーザ光から分離抽出するビート検
出手段とを有している。このビート検出手段により検出
されるドップラビート信号に基づいて，被測定物の移動
の速度及び方向を演算する演算手段とを設けている。そ
して、第１の集光手段の被測定物側に光ファイバを連結
するとともに、この光ファイバの被測定物側に、当該被
測定物上にレーザ光を集光照射せしめる第２の集光手段
を装備する、という構成を採っている。これによって前
述した目的を達成しようとするものである。
ザダイオードと、このレーザダイオードを駆動するレー
ザ駆動回路と、レーザダイオードから被測定物に向けて
出力されるレーザ光を集光し被測定物へ照射するととも
に被測定物からの反射散乱光をレーザ光源側へ送り込む
第１の集光手段と、反射散乱光により形成されるドップ
ラビート信号を前記レーザ光から分離抽出するビート検
出手段とを有している。このビート検出手段により検出
されるドップラビート信号に基づいて，被測定物の移動
の速度及び方向を演算する演算手段とを設けている。そ
して、第１の集光手段の被測定物側に光ファイバを連結
するとともに、この光ファイバの被測定物側に、当該被
測定物上にレーザ光を集光照射せしめる第２の集光手段
を装備する、という構成を採っている。これによって前
述した目的を達成しようとするものである。
〔第１実施例〕 以下、本発明の第１実施例を第１図ないし第４図に基
づいて説明する。
づいて説明する。
第１図において、符号１はコヒーレント光を出力する
レーザ光源１を示し、符号２はレーザ光源１を駆動する
レーザ駆動回路を示す。
レーザ光源１を示し、符号２はレーザ光源１を駆動する
レーザ駆動回路を示す。
このレーザ光源１は、本実施例ではレーザダイオード
が使用されている。このレーザダイオードは、他のレー
ザと異なり、発光部に駆動電流が直接流れることで一般
に知られている。
が使用されている。このレーザダイオードは、他のレー
ザと異なり、発光部に駆動電流が直接流れることで一般
に知られている。
更に、本実施例では、上記レーザダイオードから成る
レーザ光源１から被測定物Ｗに向けて出力されるレーザ
光1aを集光するとともに被測定物Ｗからの反射散乱光1b
をレーザ光源１側へ送り込む第１の集光手段３と、反射
散乱光1bにより形成されるドップラビート信号Bdをレー
ザ光源１から分離抽出するビート検出手段４と、当該ビ
ート検出手段４により検出されるドップラビート信号Bd
に基づいて被測定物Ｗの移動速度および方向を演算する
演算手段５とを備えている。そして、この演算手段５
は、速度演算部６と方向判別部７とにより構成されてい
る。
レーザ光源１から被測定物Ｗに向けて出力されるレーザ
光1aを集光するとともに被測定物Ｗからの反射散乱光1b
をレーザ光源１側へ送り込む第１の集光手段３と、反射
散乱光1bにより形成されるドップラビート信号Bdをレー
ザ光源１から分離抽出するビート検出手段４と、当該ビ
ート検出手段４により検出されるドップラビート信号Bd
に基づいて被測定物Ｗの移動速度および方向を演算する
演算手段５とを備えている。そして、この演算手段５
は、速度演算部６と方向判別部７とにより構成されてい
る。
第１の集光手段３の被測定物Ｗ側には、光ファイバ８
を連結するとともに、この光ファイバ８の被測定物Ｗ側
に、当該被測定物Ｗ上にレーザ光を集光照射せしめる第
２の集光手段8Aが装備されている。
を連結するとともに、この光ファイバ８の被測定物Ｗ側
に、当該被測定物Ｗ上にレーザ光を集光照射せしめる第
２の集光手段8Aが装備されている。
レーザ光源（レーザダイオード）１は、被測定物Ｗを
照射するコヒーレント光1aを誘導放出により出力する。
この場合、被測定物Ｗによって散乱されてドップラ周波
数偏移fdを受けた反射戻り光1bがレーザ光源（レーザダ
イオード）１に戻ると、ドップラ偏移を受けていないコ
ヒーレント光との間で自己混合作用が共振器内部に生
じ、ドップラビートが発生する。そして、レーザ光源
（レーザダイオード）１を駆動するレーザ駆動電流に
は、ビート周波数に対応した鋸歯状波信号が、第２図
に示す如く重畳される。
照射するコヒーレント光1aを誘導放出により出力する。
この場合、被測定物Ｗによって散乱されてドップラ周波
数偏移fdを受けた反射戻り光1bがレーザ光源（レーザダ
イオード）１に戻ると、ドップラ偏移を受けていないコ
ヒーレント光との間で自己混合作用が共振器内部に生
じ、ドップラビートが発生する。そして、レーザ光源
（レーザダイオード）１を駆動するレーザ駆動電流に
は、ビート周波数に対応した鋸歯状波信号が、第２図
に示す如く重畳される。
第１及び第２の集光手段3,8Aとして、本実施例では光
学レンズが使用されている。これら第１及び第２の集光
手段3,8Aは、レーザ光源（レーザダイオード）１と被測
定物Ｗとの間に置かれ、被測定物Ｗ上での照射，散乱条
件が最適となるように焦点位置が調節可能な構造となっ
ている。これにより、第１及び第２の集光手段3,8A及び
光ファイバ８は、レーザ光源（レーザダイオード）１か
ら出射されたレーザ光1aを集光して被測定物Ｗに効率よ
く照射し、同時に被測定物Ｗによって散乱された反射戻
り光1bを集光し、レーザ光源（レーザダイオード）１の
端面ａに入射させるように機能する。
学レンズが使用されている。これら第１及び第２の集光
手段3,8Aは、レーザ光源（レーザダイオード）１と被測
定物Ｗとの間に置かれ、被測定物Ｗ上での照射，散乱条
件が最適となるように焦点位置が調節可能な構造となっ
ている。これにより、第１及び第２の集光手段3,8A及び
光ファイバ８は、レーザ光源（レーザダイオード）１か
ら出射されたレーザ光1aを集光して被測定物Ｗに効率よ
く照射し、同時に被測定物Ｗによって散乱された反射戻
り光1bを集光し、レーザ光源（レーザダイオード）１の
端面ａに入射させるように機能する。
ビート検出手段４としては、本実施例では信号検出増
幅器が使用されている。この信号検出増幅器は、レーザ
駆動回路２の出力端に併設され、レーザ光源（レーザダ
イオード）１を駆動する駆動電流中より当該駆動電流に
重畳された鋸歯状波に近似したドップラビート信号を抽
出し出力する機能を備えている。
幅器が使用されている。この信号検出増幅器は、レーザ
駆動回路２の出力端に併設され、レーザ光源（レーザダ
イオード）１を駆動する駆動電流中より当該駆動電流に
重畳された鋸歯状波に近似したドップラビート信号を抽
出し出力する機能を備えている。
これを更に詳述すると、レーザダイオードは、前述し
たように、発光部に駆動電流が直接流れる。このため、
レーザダイオード内に光が戻り発光状態が変化すると、
電流の通り道の発光部の誘電率が変化し、これによって
駆動電流に変化が生じる。この駆動電流に変化が生じる
と、例えば通常の信号検出手段であるコンデンサ等でカ
ップリングして信号のみを取り出したのち、前述した信
号検出増幅器で増幅し、外部出力することができる。
たように、発光部に駆動電流が直接流れる。このため、
レーザダイオード内に光が戻り発光状態が変化すると、
電流の通り道の発光部の誘電率が変化し、これによって
駆動電流に変化が生じる。この駆動電流に変化が生じる
と、例えば通常の信号検出手段であるコンデンサ等でカ
ップリングして信号のみを取り出したのち、前述した信
号検出増幅器で増幅し、外部出力することができる。
このようにして取り出されたドップラビート信号の例
を第２図に示す。ここで、第２図は被測定物Ｗが
近づいてくる場合を示し、同図は被測定物Ｗが遠ざか
る場合を示す。
を第２図に示す。ここで、第２図は被測定物Ｗが
近づいてくる場合を示し、同図は被測定物Ｗが遠ざか
る場合を示す。
速度演算部６は、第３図に示すように、ビート検出手
段４から出力されるドップラビート信号を所定のタイミ
ング信号に変換する波形変換回路部10と、この波形変換
回路部10から出力されるタイミング信号を信号処理して
演算用速度信号を出力する信号処理回路部11と、この信
号処理回路部11の出力に基づいて被測定物Ｗの速度Ｖを
算定する演算回路部12とにより構成されている。
段４から出力されるドップラビート信号を所定のタイミ
ング信号に変換する波形変換回路部10と、この波形変換
回路部10から出力されるタイミング信号を信号処理して
演算用速度信号を出力する信号処理回路部11と、この信
号処理回路部11の出力に基づいて被測定物Ｗの速度Ｖを
算定する演算回路部12とにより構成されている。
この内、波形変換回路部10は、ドップラビート信号を
所定レベルまで増幅するレベル調整回路10Aと、このレ
ベル調整回路10Aの出力信号を微分する微分回路10Bと、
この微分回路10Bから出力されるタイミング信号の立上
りに同期してタイミング信号の二周期分を一周期とする
整形クロックを出力する波形整形回路10Cとにより構成
されている。
所定レベルまで増幅するレベル調整回路10Aと、このレ
ベル調整回路10Aの出力信号を微分する微分回路10Bと、
この微分回路10Bから出力されるタイミング信号の立上
りに同期してタイミング信号の二周期分を一周期とする
整形クロックを出力する波形整形回路10Cとにより構成
されている。
また、信号処理回路部11は、周波数の大小に対応した
電圧を出力するＦ−Ｖ変換回路11Aと、このＦ−Ｖ変換
回路11Aの出力をアナログ−デジタル変換するＡ−Ｄ変
換回路11Bとにより構成されている。
電圧を出力するＦ−Ｖ変換回路11Aと、このＦ−Ｖ変換
回路11Aの出力をアナログ−デジタル変換するＡ−Ｄ変
換回路11Bとにより構成されている。
次に、上記実施例における速度演算部６の動作を第４
図に基づいて説明する。
図に基づいて説明する。
まず、ビート検出手段４によって検出されたドップラ
ビート信号Bdは、波形変換回路部10の微分回路10Bの作
用によって鋸歯状波の立上りおよび立下りのタイミング
信号A10が抽出される。波形整形回路10Cでは、このタイ
ミング信号A10の立上りに同期した整形クロックB10を作
成するのであるが、この整形クロックB10は、元の信号
である鋸歯状波Bdの周波数Ｆに対応した周波数を持つこ
とになる（本実施例では、整形クロックB10の周波数が
鋸歯状波の周波数の1/2となっている）。
ビート信号Bdは、波形変換回路部10の微分回路10Bの作
用によって鋸歯状波の立上りおよび立下りのタイミング
信号A10が抽出される。波形整形回路10Cでは、このタイ
ミング信号A10の立上りに同期した整形クロックB10を作
成するのであるが、この整形クロックB10は、元の信号
である鋸歯状波Bdの周波数Ｆに対応した周波数を持つこ
とになる（本実施例では、整形クロックB10の周波数が
鋸歯状波の周波数の1/2となっている）。
従って、この整形クロックB10の周波数をＦ−Ｖ変換
によって電圧値に線形変換し、その後、Ａ−Ｄ変換によ
りデジタル的に周波数情報を得る。これにより、鋸歯状
波のビート周波数fdをも得られる。被測定物Ｗの速度Ｖ
は、この周波数fdに基づいて次式によって求められる。
によって電圧値に線形変換し、その後、Ａ−Ｄ変換によ
りデジタル的に周波数情報を得る。これにより、鋸歯状
波のビート周波数fdをも得られる。被測定物Ｗの速度Ｖ
は、この周波数fdに基づいて次式によって求められる。
fd＝（２・|V|・cosθ）／λ 但し、λは波長を示し、θは被測定物Ｗの進行方向に
対するレーザ照射光の照射角度を示す。かかる演算は演
算回路部12で行われる。これによって被測定物Ｗの移動
速度Ｖが極く容易に算定される。
対するレーザ照射光の照射角度を示す。かかる演算は演
算回路部12で行われる。これによって被測定物Ｗの移動
速度Ｖが極く容易に算定される。
また、被測定物の移動方向を判別する方向判別部７と
しては種々の方法を考案し得るが、本実施例では、第５
図に示すものが使用されている。
しては種々の方法を考案し得るが、本実施例では、第５
図に示すものが使用されている。
この第５図における方向判別手段７は、ドップラビー
ト信号を所定のタイミング信号に変換する波形変換回路
部30と、このタイミング信号に基づいて一定の基準に従
いデューティ比の異なる二つの波形を形成する信号処理
回路部31と、この信号処理回路部31の各出力を各別に均
一化する二つのローパスフィルタ32,33と、前記各ロー
パスフィルタ32,33から出力されるレベルの異なった二
つの信号の内、一方の信号を基準として他方の信号のレ
ベル差を演算するとともにその値の大小により前記移動
物体の移動方向を判別する比較判定回路34とにより構成
されている。
ト信号を所定のタイミング信号に変換する波形変換回路
部30と、このタイミング信号に基づいて一定の基準に従
いデューティ比の異なる二つの波形を形成する信号処理
回路部31と、この信号処理回路部31の各出力を各別に均
一化する二つのローパスフィルタ32,33と、前記各ロー
パスフィルタ32,33から出力されるレベルの異なった二
つの信号の内、一方の信号を基準として他方の信号のレ
ベル差を演算するとともにその値の大小により前記移動
物体の移動方向を判別する比較判定回路34とにより構成
されている。
波形変換回路部30は、ドップラビート信号を所定レベ
ルまで増幅するレベル調整回路（ALC;オートレベルコン
トローラ）30Aと、このレベル調整回路30Aの出力信号を
微分する微分回路30Bとにより構成されている。
ルまで増幅するレベル調整回路（ALC;オートレベルコン
トローラ）30Aと、このレベル調整回路30Aの出力信号を
微分する微分回路30Bとにより構成されている。
信号処理回路部31は、微分回路30Bから出力される所
定のタイミング信号に同期して所定レベルの矩形波を出
力する一方の比較回路31Aと、この一方の比較回路31Aと
同一のタイミング信号を入力するとともに当該一方の比
較回路31Aの出力信号を反転した信号を出力するインバ
ータ31C及び他方の比較回路31Bとにより構成されてい
る。各比較回路31A,31Bには、その入力軸に基準信号発
生回路（REF）31a,31bが各々併設されている。
定のタイミング信号に同期して所定レベルの矩形波を出
力する一方の比較回路31Aと、この一方の比較回路31Aと
同一のタイミング信号を入力するとともに当該一方の比
較回路31Aの出力信号を反転した信号を出力するインバ
ータ31C及び他方の比較回路31Bとにより構成されてい
る。各比較回路31A,31Bには、その入力軸に基準信号発
生回路（REF）31a,31bが各々併設されている。
次に、このように構成された方向判別部７の動作につ
いて説明する。
いて説明する。
まず、ビート検出手段４からの出力信号（鋸歯状波）
は、ALC30Aにより測定可能レベルの波形に増幅される
（信号）。この鋸歯状波の上り勾配の時間（ΔTr）と
下り勾配の時間（ΔTf）を比較するために、信号が微
分される（信号）。この信号を一方の比較回路31A
でREF31aの出力レベルと比較すると、信号が上り勾配
の間（ΔTr）ハイレベルとなる矩形波（信号）が得ら
れる。同様に、信号の反転を他方の比較回路31Bにお
いてREF31bの出力レベルと比較すると、下り勾配の間
（ΔTf）ハイレベルとなる矩形波（信号）が得られ
る。
は、ALC30Aにより測定可能レベルの波形に増幅される
（信号）。この鋸歯状波の上り勾配の時間（ΔTr）と
下り勾配の時間（ΔTf）を比較するために、信号が微
分される（信号）。この信号を一方の比較回路31A
でREF31aの出力レベルと比較すると、信号が上り勾配
の間（ΔTr）ハイレベルとなる矩形波（信号）が得ら
れる。同様に、信号の反転を他方の比較回路31Bにお
いてREF31bの出力レベルと比較すると、下り勾配の間
（ΔTf）ハイレベルとなる矩形波（信号）が得られ
る。
ローパスフィルタ（LPF）32とローパスフィルタ（LP
F）33により信号及びを平均化すると、ΔTr,ΔTfに
比例した電圧が信号，として得られる。信号，
の大小を比較判定回路34で比較し、出力がハイレベルか
ローレベルかにより、鋸歯状波の向き即ち速度方向を判
別することができる。
F）33により信号及びを平均化すると、ΔTr,ΔTfに
比例した電圧が信号，として得られる。信号，
の大小を比較判定回路34で比較し、出力がハイレベルか
ローレベルかにより、鋸歯状波の向き即ち速度方向を判
別することができる。
尚、本実施例は下り勾配に着目したが、上り勾配を使
った方向判別も同様にして容易に実現できる。
った方向判別も同様にして容易に実現できる。
以上のように、この第１実施例においては、光源とし
てレーザダイオードを使用していることから光学系を含
めて全体的な小型化が可能となり、また光束を二つに分
ける必要性が全くないことから、光学系保持機構が簡単
となり、更に周波数シフタが不要となり、従ってその駆
動回路も不要となることから装置全体を著しく小型化す
ることができる。
てレーザダイオードを使用していることから光学系を含
めて全体的な小型化が可能となり、また光束を二つに分
ける必要性が全くないことから、光学系保持機構が簡単
となり、更に周波数シフタが不要となり、従ってその駆
動回路も不要となることから装置全体を著しく小型化す
ることができる。
また、レーザダイオード（半導体レーザ）の自己混合
によるビート信号の周波数はレーザダイオードのAM変調
可能な周波数と同程度となる。このため、従来の方向判
別性能が数10〜数100〔MHz〕であったのに対して０〜２
乃至３〔GHz〕となり、測定値の信号処理の高速化が可
能となっている。
によるビート信号の周波数はレーザダイオードのAM変調
可能な周波数と同程度となる。このため、従来の方向判
別性能が数10〜数100〔MHz〕であったのに対して０〜２
乃至３〔GHz〕となり、測定値の信号処理の高速化が可
能となっている。
更に、光学系が簡単化されていることから、全体的に
安価に入手することが可能となり、且つ軽量化が図られ
ていることから可搬性が良好となる。
安価に入手することが可能となり、且つ軽量化が図られ
ていることから可搬性が良好となる。
〔第２実施例〕 次に、第２実施例を第７図に基づいて説明する。ここ
で前述した第１図の実施例と同一の構成部材については
同一の符号を用いることとする。
で前述した第１図の実施例と同一の構成部材については
同一の符号を用いることとする。
この第２実施例では、ビート検出手段として、レーザ
光源（レーザダイオード）１に併設された光電変換部4A
が用いられている。この光電変換部4Aは、半導体レーザ
光源（レーザダイオード）１の出力側の端面ａとは反対
側の端面ｂ側に装備されている。その他の構成は前述し
た第１実施例と同一となっている。
光源（レーザダイオード）１に併設された光電変換部4A
が用いられている。この光電変換部4Aは、半導体レーザ
光源（レーザダイオード）１の出力側の端面ａとは反対
側の端面ｂ側に装備されている。その他の構成は前述し
た第１実施例と同一となっている。
このようにしても、前述した第１実施例と同等の作用
効果を有する。
効果を有する。
本発明は以上のように構成され機能するので、これに
よると、光の導波路として光ファイバを使い、ドップラ
ビート信号の取得方式としてレーザダイオードの自己混
合作用を利用しているので、光路を分岐する必要がなく
なり、従って従来例では二本必要としていた光ファイバ
も一本で十分可能となり、このため、その分，装置全体
の小型化および軽量化を図ることができ、また、単に速
度を測定するだけでなく、高価な周波数シフタ等を併設
することなしに速度の方向を分析し判断することが可能
となり、そのための部品点数も少なくなるので、装置全
体の小型化および原価低減を図ることができ、高価で調
整等に手間がかかる周波数シフタ等を使用していないの
で、使用時に成される各部の調整上の手間も少なくな
り、このため作業性が良好で且つ振動等に対する耐環境
性にも優れたものとなり、更に、光導波路として単一の
光ファイバを使用し得ることから、光ファイバの量を半
減することができ、かかる点においても小型化が可能と
なり、上述したように従来例で必要としていた周波数シ
フタや偏光ビームスプリッタ等の各種光学機器が不要と
したことから、従来生じていたそれらの調整不備による
装置の不調等を全て排除することができ、かかる点にお
いて装置全体の信頼性を著しく向上させることができる
という従来にない優れたレーザドップラ速度計を得るこ
とができる。
よると、光の導波路として光ファイバを使い、ドップラ
ビート信号の取得方式としてレーザダイオードの自己混
合作用を利用しているので、光路を分岐する必要がなく
なり、従って従来例では二本必要としていた光ファイバ
も一本で十分可能となり、このため、その分，装置全体
の小型化および軽量化を図ることができ、また、単に速
度を測定するだけでなく、高価な周波数シフタ等を併設
することなしに速度の方向を分析し判断することが可能
となり、そのための部品点数も少なくなるので、装置全
体の小型化および原価低減を図ることができ、高価で調
整等に手間がかかる周波数シフタ等を使用していないの
で、使用時に成される各部の調整上の手間も少なくな
り、このため作業性が良好で且つ振動等に対する耐環境
性にも優れたものとなり、更に、光導波路として単一の
光ファイバを使用し得ることから、光ファイバの量を半
減することができ、かかる点においても小型化が可能と
なり、上述したように従来例で必要としていた周波数シ
フタや偏光ビームスプリッタ等の各種光学機器が不要と
したことから、従来生じていたそれらの調整不備による
装置の不調等を全て排除することができ、かかる点にお
いて装置全体の信頼性を著しく向上させることができる
という従来にない優れたレーザドップラ速度計を得るこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は各々ドップラビート信号を示す説明用の線図、第
３図は第１図における速度演算部の具体例を示すブロッ
ク図、第４図は第３図の動作説明図、第５図は第１図に
おける方向判別部の具体例を示すブロック図、第６図は
第５図の動作説明図、第７図は第２実施例を示すブロッ
ク図である。 １……レーザ光源（レーザダイオード）、1a……レーザ
光、1b……反射散乱光、２……レーザ駆動回路、３……
第１の集光手段、4,4A……ビート検出手段、５……演算
手段、８……光ファイバ、8A……第２の集光手段、Ｗ…
…被測定物。
は各々ドップラビート信号を示す説明用の線図、第
３図は第１図における速度演算部の具体例を示すブロッ
ク図、第４図は第３図の動作説明図、第５図は第１図に
おける方向判別部の具体例を示すブロック図、第６図は
第５図の動作説明図、第７図は第２実施例を示すブロッ
ク図である。 １……レーザ光源（レーザダイオード）、1a……レーザ
光、1b……反射散乱光、２……レーザ駆動回路、３……
第１の集光手段、4,4A……ビート検出手段、５……演算
手段、８……光ファイバ、8A……第２の集光手段、Ｗ…
…被測定物。
Claims (1)
- 【請求項１】コヒーレント光を出力するレーザダイオー
ドと、このレーザダイオードを駆動するレーザ駆動回路
と、前記レーザダイオードから被測定物に向けて出力さ
れるレーザ光を集光し被測定物へ照射するとともに被測
定物からの反射散乱光を前記レーザダイオード側へ送り
込む第１の集光手段と、前記反射散乱光により形成され
るドップラビート信号を前記レーザ光から分離抽出する
ビート検出手段とを有し、 このビート検出手段により検出されるドップラビート信
号に基づいて，被測定物の移動の速度及び方向を演算す
る演算手段を設け、 前記第１の集光手段の前記被測定物側に光ファイバを連
結するとともに、この光ファイバの被測定物側に、当該
被測定物上にレーザ光を集光照射せしめる第２の集光手
段を装備したことを特徴とするレーザドップラ速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1019963A JPH0827351B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | レーザドップラ速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1019963A JPH0827351B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | レーザドップラ速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02201165A JPH02201165A (ja) | 1990-08-09 |
| JPH0827351B2 true JPH0827351B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=12013851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1019963A Expired - Lifetime JPH0827351B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | レーザドップラ速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827351B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3279116B2 (ja) * | 1994-03-22 | 2002-04-30 | 株式会社豊田中央研究所 | レーザドップラ流速計 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5759173A (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | Laser doppler speedometer |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1019963A patent/JPH0827351B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5759173A (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | Laser doppler speedometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02201165A (ja) | 1990-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104236464A (zh) | 一种激光振动、位移传感器及其测量方法 | |
| US5298970A (en) | Sample evaluating method by using thermal expansion displacement | |
| JP3680678B2 (ja) | 振動測定方法及び振動数測定装置 | |
| JP3500216B2 (ja) | 電圧測定装置 | |
| JP2007147333A (ja) | パルス信号の波高値検出回路 | |
| JP2635849B2 (ja) | 光検出信号の雑音除去装置 | |
| JPH0827351B2 (ja) | レーザドップラ速度計 | |
| JPS6225962B2 (ja) | ||
| JPH0560511A (ja) | ヘテロダイン干渉計 | |
| JP3235368B2 (ja) | レーザドップラー速度測定装置 | |
| JPH0915334A (ja) | レーザ測距装置 | |
| JPH06186337A (ja) | レーザ測距装置 | |
| JP3410822B2 (ja) | レーザドプラ方式振動計 | |
| US6311559B1 (en) | Vibration measurement method and apparatus | |
| JP3491975B2 (ja) | エラー信号検出装置及びそれを用いたドップラー速度計 | |
| JP3282746B2 (ja) | 半導体レーザデジタル振動変位計測装置 | |
| JP3096795B2 (ja) | 追尾測距システム | |
| RU2101686C1 (ru) | Способ измерения периодического закона движения вибрирующей поверхности | |
| JPH09222356A (ja) | 振動ピックアップの校正装置 | |
| JPH0769425B2 (ja) | レーザドップラ速度計 | |
| KR20080004879A (ko) | 산업용 레이저 속도 측정방법 | |
| JPH0827350B2 (ja) | レーザドップラ速度計 | |
| JPS6076679A (ja) | レ−ザドツプラ−速度計 | |
| JP3510418B2 (ja) | 振動ピックアップの校正装置 | |
| JP3419029B2 (ja) | 光学式変位測定装置 |