JPH10300852A - 速度測定装置 - Google Patents
速度測定装置Info
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- JPH10300852A JPH10300852A JP9105759A JP10575997A JPH10300852A JP H10300852 A JPH10300852 A JP H10300852A JP 9105759 A JP9105759 A JP 9105759A JP 10575997 A JP10575997 A JP 10575997A JP H10300852 A JPH10300852 A JP H10300852A
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- transmission
- reception
- optical
- optical coupler
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部反射光によるノイズの増加を抑制した高
Ｓ／Ｎ比の速度測定装置を得る。 【解決手段】 レーザ光源から光をローカル光と送信光
に分岐する分岐器と、速度測定対象に照射し反射した受
信光を受ける送受光学系と、分岐器からの送信光を送受
光学系に送り送受光学系からの受信光を受信器に向ける
光カプラ相当と、分岐器からのローカル光と光カプラ相
当を経由の受信光を合波する合波器と、合波器で合波さ
れたビート光を速度検出用に受信する受信器を備えて、
分岐器と合波器間のローカル光の第１の距離と、分岐器
から光カプラ相当経由で送受光学系までの送信光の距離
と送受光学系から光カプラ相当経由で合波器までの受信
光の距離を加えた第２の距離とを概略等しくした。
Ｓ／Ｎ比の速度測定装置を得る。 【解決手段】 レーザ光源から光をローカル光と送信光
に分岐する分岐器と、速度測定対象に照射し反射した受
信光を受ける送受光学系と、分岐器からの送信光を送受
光学系に送り送受光学系からの受信光を受信器に向ける
光カプラ相当と、分岐器からのローカル光と光カプラ相
当を経由の受信光を合波する合波器と、合波器で合波さ
れたビート光を速度検出用に受信する受信器を備えて、
分岐器と合波器間のローカル光の第１の距離と、分岐器
から光カプラ相当経由で送受光学系までの送信光の距離
と送受光学系から光カプラ相当経由で合波器までの受信
光の距離を加えた第２の距離とを概略等しくした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は光源に連続波（Ｃ
Ｗ）レーザを用いたレーザドップラ型の速度測定装置に
関するものである。
Ｗ）レーザを用いたレーザドップラ型の速度測定装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８はアレクサンダー・ビンツにより日
本の特開平２−２７２３８２号公報に示された従来の光
源にレーザを用いたレーザドップラ型の速度測定装置で
ある。図において、１は単一波長で発振するレーザ、２
０はレーザ１より出されるレーザ光、３は目標、４は部
分反射鏡、５は光合波器、６はヘテロダイン検波を行う
受信器、７は光分岐器、８は全反射鏡、９は周波数シフ
タ、１０は送受光学系である。
本の特開平２−２７２３８２号公報に示された従来の光
源にレーザを用いたレーザドップラ型の速度測定装置で
ある。図において、１は単一波長で発振するレーザ、２
０はレーザ１より出されるレーザ光、３は目標、４は部
分反射鏡、５は光合波器、６はヘテロダイン検波を行う
受信器、７は光分岐器、８は全反射鏡、９は周波数シフ
タ、１０は送受光学系である。
【０００３】図に基づき従来の装置の動作を説明する。
単一波長で発振するレーザ１からのレーザ光２０を目標
３に向けて放射する。まずレーザ光２０は部分反射鏡４
によりその一部分２０ａが分岐され、ローカル光として
光合波器５を経て、受信器６へ達する。レーザ光２０の
残りの部分２０ｂは、周波数シフタ９によりその周波数
が中間周波数ｆIFだけシフトされ、光分岐器７を介し
て、送受光学系１０により目標３に照射される。目標３
から反射散乱されたレーザ光２０ｃは、送受光学系１０
で受光され、光分岐器７、光合波器５を経て、信号光と
して受信器６に達する。受信器６はコヒーレント検波を
行い、信号光２０ｃとローカル光２０ａのビート信号を
出力する。このビート信号の周波数と中間周波数ｆIFと
の差が目標３の速度に比例する。これにより、目標３の
速度を測定することができる。
単一波長で発振するレーザ１からのレーザ光２０を目標
３に向けて放射する。まずレーザ光２０は部分反射鏡４
によりその一部分２０ａが分岐され、ローカル光として
光合波器５を経て、受信器６へ達する。レーザ光２０の
残りの部分２０ｂは、周波数シフタ９によりその周波数
が中間周波数ｆIFだけシフトされ、光分岐器７を介し
て、送受光学系１０により目標３に照射される。目標３
から反射散乱されたレーザ光２０ｃは、送受光学系１０
で受光され、光分岐器７、光合波器５を経て、信号光と
して受信器６に達する。受信器６はコヒーレント検波を
行い、信号光２０ｃとローカル光２０ａのビート信号を
出力する。このビート信号の周波数と中間周波数ｆIFと
の差が目標３の速度に比例する。これにより、目標３の
速度を測定することができる。
【０００４】図９は装置内の光の光路を光ファイバで構
成した速度測定装置である。図において、１１は第１の
光カプラ、１２はファイバ型の光分岐器、１３は第２の
光カプラである。図９に構成を示す装置の動作は、図８
に示した速度測定装置のそれに等しい。即ち、光源１、
第１の光カプラ１１、光分岐器１２、送受光学系１０、
第２の光カプラ１３および受信機６の装置を構成する部
品はそれぞれが光ファイバにより結ばれている。装置内
の光路を光ファイバにすることにより、装置内の光路の
調整が必要なくなり組立が容易になる効果がある。特に
コヒーレント検波におけるローカル光と受信光のミキシ
ングを光カプラ上で容易に行うことができる。
成した速度測定装置である。図において、１１は第１の
光カプラ、１２はファイバ型の光分岐器、１３は第２の
光カプラである。図９に構成を示す装置の動作は、図８
に示した速度測定装置のそれに等しい。即ち、光源１、
第１の光カプラ１１、光分岐器１２、送受光学系１０、
第２の光カプラ１３および受信機６の装置を構成する部
品はそれぞれが光ファイバにより結ばれている。装置内
の光路を光ファイバにすることにより、装置内の光路の
調整が必要なくなり組立が容易になる効果がある。特に
コヒーレント検波におけるローカル光と受信光のミキシ
ングを光カプラ上で容易に行うことができる。
【０００５】上記のような速度測定装置として、光源に
単一波長で発振する固体レーザと、光ファイバ型の光分
岐器１２として光サーキュレータを用いることもある
が、多くは経済性から光源として半導体レーザが、光フ
ァイバ型の光分岐器１２には２（端）×２（端）または
２（端）×１（端）の光カプラのような安価な部品が用
いられる。
単一波長で発振する固体レーザと、光ファイバ型の光分
岐器１２として光サーキュレータを用いることもある
が、多くは経済性から光源として半導体レーザが、光フ
ァイバ型の光分岐器１２には２（端）×２（端）または
２（端）×１（端）の光カプラのような安価な部品が用
いられる。
【０００６】図１０は、上述のようなレーザドップラ型
の速度測定装置を用いた走行車両速度測定装置の構成を
示す図である。図において、１４は道路上に設けられた
門構、１５はレーザドップラ型の速度測定装置、１６は
走行車両、１７は速度測定装置から照射されるレーザビ
ームである。また、図１１は上方からみた上記走行車両
速度測定装置と測定対象の走行車両との関係を示す図で
ある。
の速度測定装置を用いた走行車両速度測定装置の構成を
示す図である。図において、１４は道路上に設けられた
門構、１５はレーザドップラ型の速度測定装置、１６は
走行車両、１７は速度測定装置から照射されるレーザビ
ームである。また、図１１は上方からみた上記走行車両
速度測定装置と測定対象の走行車両との関係を示す図で
ある。
【０００７】図１０、図１１において、レーザドップラ
型の速度測定装置１５は道路上に張り出された門構の上
に設置され、道路の特定の車線上にレーザビームを照射
する。レーザビームを照射した車線を通過する車両がレ
ーザビームを横切るときに走行車両の速度を計測するこ
とができる。上述のレーザドップラ型の速度測定装置を
用いた走行車両速度測定装置は、マイクロ波を用いた同
様の走行車両速度測定装置に比べ次の利点がある。レー
ザ光はマイクロ波に比べ周波数が格段に大きいことか
ら、照射するビームの指向性が非常に高く得られる。従
って、隣接する車線にビームが漏れることなく車両の特
定が正確に行えること、また秘匿性が高くなる。
型の速度測定装置１５は道路上に張り出された門構の上
に設置され、道路の特定の車線上にレーザビームを照射
する。レーザビームを照射した車線を通過する車両がレ
ーザビームを横切るときに走行車両の速度を計測するこ
とができる。上述のレーザドップラ型の速度測定装置を
用いた走行車両速度測定装置は、マイクロ波を用いた同
様の走行車両速度測定装置に比べ次の利点がある。レー
ザ光はマイクロ波に比べ周波数が格段に大きいことか
ら、照射するビームの指向性が非常に高く得られる。従
って、隣接する車線にビームが漏れることなく車両の特
定が正確に行えること、また秘匿性が高くなる。
【０００８】ところで上述のレーザドップラ型の速度測
定装置または走行車両速度測定装置は、以下の特性を持
つ。半導体レーザのような比較的線幅の広い光源を用い
ると、内部反射光によるＳ／Ｎ比の劣化がある。光分岐
器や送受光学系からの内部反射光の受信光と分離でき
ず、その反射減衰量は−６０ｄＢ程度である。この内部
反射光は受信光と同様にコヒーレント検波される。内部
反射光とローカル光のそれぞれの光源から受信器までの
光路長が異なる場合、内部反射光とローカル光の時間的
コヒーレンスが保てたれない成分がノイズとなる。時間
的コヒーレンスが保たれる成分は線スペクトル、上述の
構成ではＤＣ成分となり、ビート信号の測定に影響を与
えない。しかし、時間的コヒーレンスが保たれない成分
は幅広いスペクトルを持つ。図７にローカル光のそれぞ
れの光源から受信器までの光路長差（△Ｌ）をパラメー
タとした内部反射光（反射減水量−６０ｄＢ）によるノ
イズスペクトルの測定例を示す。図において、光源は線
幅約１ＭＨｚの単一モード発振の１．５μｍ帯ＤＦＢ−
ＬＤである。光路長差が等しいとき（即ち△Ｌ＝０ｍ）
は、ほぼ平坦なスペクトルになるのに比べ、△Ｌ＝２
ｍ、３ｍと光路長差が大きくなるとともにノイズが増加
するのが分かる。△Ｌ＝３ｍでは約１０ｄＢ近くのノイ
ズの増加となる。
定装置または走行車両速度測定装置は、以下の特性を持
つ。半導体レーザのような比較的線幅の広い光源を用い
ると、内部反射光によるＳ／Ｎ比の劣化がある。光分岐
器や送受光学系からの内部反射光の受信光と分離でき
ず、その反射減衰量は−６０ｄＢ程度である。この内部
反射光は受信光と同様にコヒーレント検波される。内部
反射光とローカル光のそれぞれの光源から受信器までの
光路長が異なる場合、内部反射光とローカル光の時間的
コヒーレンスが保てたれない成分がノイズとなる。時間
的コヒーレンスが保たれる成分は線スペクトル、上述の
構成ではＤＣ成分となり、ビート信号の測定に影響を与
えない。しかし、時間的コヒーレンスが保たれない成分
は幅広いスペクトルを持つ。図７にローカル光のそれぞ
れの光源から受信器までの光路長差（△Ｌ）をパラメー
タとした内部反射光（反射減水量−６０ｄＢ）によるノ
イズスペクトルの測定例を示す。図において、光源は線
幅約１ＭＨｚの単一モード発振の１．５μｍ帯ＤＦＢ−
ＬＤである。光路長差が等しいとき（即ち△Ｌ＝０ｍ）
は、ほぼ平坦なスペクトルになるのに比べ、△Ｌ＝２
ｍ、３ｍと光路長差が大きくなるとともにノイズが増加
するのが分かる。△Ｌ＝３ｍでは約１０ｄＢ近くのノイ
ズの増加となる。
【０００９】次に、光ファイバ型の光分岐器に２×２ま
たは２×１といった安価な光カプラを用いた速度測定装
置においては、光カプラの出力ポートからの送信光は光
カプラの分岐比による損失を受ける。このため、効率が
劣化する欠点がある。
たは２×１といった安価な光カプラを用いた速度測定装
置においては、光カプラの出力ポートからの送信光は光
カプラの分岐比による損失を受ける。このため、効率が
劣化する欠点がある。
【００１０】また、レーザドップラ型の速度測定装置で
は目標上にレーザビームの集光点を持ってきたときに目
標からの受信光の結合効率を最大にとれることが分かっ
ている。図１０に示した走行車両速度測定装置におい
て、たとえば送受光学系の口径を５０ｍｍ、測定距離を
約５０ｍとしたとき、測定する走行車両近傍でのレーザ
ビーム径は１ｃｍ程度の大きさにしかならない。高速道
路や一般的な主要道路では車線幅（例えば３．５ｍ）が
一般的な乗用車の車幅（約１．６ｍ）の２倍以上あるた
め、図１２に示すように、測定車線を通過する走行車両
の速度測定ができないことがある。図１２において、１
８ａ、ｂは車線の端を走行する車両である。図１１に示
したようにレーザビームを車線の中央付近に照射したと
きは、中央付近を通過する走行車両は測定できるが、図
１２に示す１８ａ、ｂのような車線の端を走行する車両
は、レーザビームに当たらないため速度を測定すること
ができない。
は目標上にレーザビームの集光点を持ってきたときに目
標からの受信光の結合効率を最大にとれることが分かっ
ている。図１０に示した走行車両速度測定装置におい
て、たとえば送受光学系の口径を５０ｍｍ、測定距離を
約５０ｍとしたとき、測定する走行車両近傍でのレーザ
ビーム径は１ｃｍ程度の大きさにしかならない。高速道
路や一般的な主要道路では車線幅（例えば３．５ｍ）が
一般的な乗用車の車幅（約１．６ｍ）の２倍以上あるた
め、図１２に示すように、測定車線を通過する走行車両
の速度測定ができないことがある。図１２において、１
８ａ、ｂは車線の端を走行する車両である。図１１に示
したようにレーザビームを車線の中央付近に照射したと
きは、中央付近を通過する走行車両は測定できるが、図
１２に示す１８ａ、ｂのような車線の端を走行する車両
は、レーザビームに当たらないため速度を測定すること
ができない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザドップラ
型の速度測定装置は上述のように構成されており、以下
のような課題があった。 １）内部反射光により光路長差にもよるがＳ／Ｎ比が劣
化する。 ２）光ファイバ型の光分岐器に２（端）×２（端）また
は２（端）×１（端）の光カプラを用いると送信光の利
用効率が低下する。 ３）狭照射レーザビームにより測定ミスが起る可能性が
ある。
型の速度測定装置は上述のように構成されており、以下
のような課題があった。 １）内部反射光により光路長差にもよるがＳ／Ｎ比が劣
化する。 ２）光ファイバ型の光分岐器に２（端）×２（端）また
は２（端）×１（端）の光カプラを用いると送信光の利
用効率が低下する。 ３）狭照射レーザビームにより測定ミスが起る可能性が
ある。
【００１２】本発明は上記の課題を解消するためになさ
れたもので、高いＳ／Ｎ比と、高効率で測定ミスの少な
い速度測定装置を得ることを目的とする。
れたもので、高いＳ／Ｎ比と、高効率で測定ミスの少な
い速度測定装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る速度測定
装置は、レーザ光源からのレーザ光をローカル光と送信
光に分岐する分岐器と、速度測定対象の目標に上記送信
光を照射しこの目標からの反射光を受信光として受信す
る送受光学系と、分岐器からの送信光を送受光学系に送
り、かつ送受光学系からの受信光を受信器に向ける光カ
プラ相当と、分岐器からのローカル光と光カプラ相当を
経由の受信光を合波する合波器と、合波器で合波された
ローカル光と受信光を受信し、速度検出用のビート信号
を出力する受信器を備えた構成において、分岐器と合波
器間のローカル光の第１の距離と、分岐器から光カプラ
相当経由で送受光学系までの送信光の距離と送受光学系
から光カプラ相当経由で合波器までの受信光の距離を加
えた第２の距離とを概略等しくした。
装置は、レーザ光源からのレーザ光をローカル光と送信
光に分岐する分岐器と、速度測定対象の目標に上記送信
光を照射しこの目標からの反射光を受信光として受信す
る送受光学系と、分岐器からの送信光を送受光学系に送
り、かつ送受光学系からの受信光を受信器に向ける光カ
プラ相当と、分岐器からのローカル光と光カプラ相当を
経由の受信光を合波する合波器と、合波器で合波された
ローカル光と受信光を受信し、速度検出用のビート信号
を出力する受信器を備えた構成において、分岐器と合波
器間のローカル光の第１の距離と、分岐器から光カプラ
相当経由で送受光学系までの送信光の距離と送受光学系
から光カプラ相当経由で合波器までの受信光の距離を加
えた第２の距離とを概略等しくした。
【００１４】または、レーザ光源からのレーザ光をロー
カル光と送信光に分岐する分岐器と、速度測定対象の目
標に上記送信光を照射しかつ目標からの反射光を受信光
として受信する送受光学系と、分岐器からの送信光を送
受光学系に送り、かつ送受光学系からの受信光を受信器
に向ける光カプラ相当と、分岐器からのローカル光と、
光カプラ相当を経由の受信光を合波する合波器と、この
合波器で合波されたローカル光と受信光を受信し、速度
検出用のビート信号を出力する受信器を備えた構成にお
いて、分岐器と合波器間のローカル光の第１の距離と、
分岐器から光カプラ相当までの距離と光カプラ相当から
合波器までの距離を加えた第３の距離とを概略等しくし
た。
カル光と送信光に分岐する分岐器と、速度測定対象の目
標に上記送信光を照射しかつ目標からの反射光を受信光
として受信する送受光学系と、分岐器からの送信光を送
受光学系に送り、かつ送受光学系からの受信光を受信器
に向ける光カプラ相当と、分岐器からのローカル光と、
光カプラ相当を経由の受信光を合波する合波器と、この
合波器で合波されたローカル光と受信光を受信し、速度
検出用のビート信号を出力する受信器を備えた構成にお
いて、分岐器と合波器間のローカル光の第１の距離と、
分岐器から光カプラ相当までの距離と光カプラ相当から
合波器までの距離を加えた第３の距離とを概略等しくし
た。
【００１５】また更に、第１の距離と第２の距離との差
を１ｍ以下とし、かつ光カプラ相当から送受光学系まで
の距離を、０．５ｍ以下の値にした。
を１ｍ以下とし、かつ光カプラ相当から送受光学系まで
の距離を、０．５ｍ以下の値にした。
【００１６】また更に、送受光学系を複数個設け、光カ
プラ相当はこれらの各送受光学系と送信光の分岐および
受信光の合波を行う構成とし、かつ各送受光学系は異な
る目標向けて照射するようにした。
プラ相当はこれらの各送受光学系と送信光の分岐および
受信光の合波を行う構成とし、かつ各送受光学系は異な
る目標向けて照射するようにした。
【００１７】また更に、光カプラ相当は照射する目標領
域対応に送信光の分岐および受信光の合波を行う構成と
し、かつ光カプラ相当を経由した送信光は送受光学系が
異なる目標方向に向けて照射するよう送受光学系に送信
するようにした。
域対応に送信光の分岐および受信光の合波を行う構成と
し、かつ光カプラ相当を経由した送信光は送受光学系が
異なる目標方向に向けて照射するよう送受光学系に送信
するようにした。
【００１８】また更に、光カプラ相当と送受光学系と
は、１対１で対応するよう構成した。
は、１対１で対応するよう構成した。
【００１９】
実施の形態１．ローカル光の光路と、送信光及び受信光
の各光路の和との差である光路長差を小さくして内部反
射によるノイズを低減した速度測定装置を説明する。図
１は本発明の実施の形態１における速度測定装置の構成
を示す図である。図において、１１は分岐器（第１の光
カプラ）、２はレーザ１からのレーザ光、２ａは分岐器
１１で分岐されたローカル光、２ｂは分岐器１１で分岐
された送信光、１１は分岐器（第１の光カプラ）、１２
は光カプラ（送信光に対しては分岐器）、１３はローカ
ル光２ａと受信光２ｃを合波する合波器（第２の光カプ
ラ）である。その他の単一波長で発振するレーザ光源
１、目標３、コヒーレント検波して得たローカル光２ａ
と受信光２ｃのビート信号から速度検出を行うための受
信器６は従来と同等の構成要素である。また、Ｌ１は分
岐器としての第１の光カプラ１１から、同じく光カプラ
相当の光分岐器１２までの光路長、Ｌ２は光分岐器１２
から送受光学系１０までの光路長、Ｌ３は第１の光カプ
ラ１１から合波器としての第２の光カプラ１３までの光
路長で途中に光路長を調整するループを持つ。Ｌ４は光
分岐器１２から第２の光カプラ１３までの光路長であ
る。
の各光路の和との差である光路長差を小さくして内部反
射によるノイズを低減した速度測定装置を説明する。図
１は本発明の実施の形態１における速度測定装置の構成
を示す図である。図において、１１は分岐器（第１の光
カプラ）、２はレーザ１からのレーザ光、２ａは分岐器
１１で分岐されたローカル光、２ｂは分岐器１１で分岐
された送信光、１１は分岐器（第１の光カプラ）、１２
は光カプラ（送信光に対しては分岐器）、１３はローカ
ル光２ａと受信光２ｃを合波する合波器（第２の光カプ
ラ）である。その他の単一波長で発振するレーザ光源
１、目標３、コヒーレント検波して得たローカル光２ａ
と受信光２ｃのビート信号から速度検出を行うための受
信器６は従来と同等の構成要素である。また、Ｌ１は分
岐器としての第１の光カプラ１１から、同じく光カプラ
相当の光分岐器１２までの光路長、Ｌ２は光分岐器１２
から送受光学系１０までの光路長、Ｌ３は第１の光カプ
ラ１１から合波器としての第２の光カプラ１３までの光
路長で途中に光路長を調整するループを持つ。Ｌ４は光
分岐器１２から第２の光カプラ１３までの光路長であ
る。
【００２０】光源１１から第１の光カプラ１１までと第
２の光カプラ１４から受信器６までは共通であるから、
送受光学系１０からの内部反射光を考えたときのローカ
ル光との光路長差△Ｌ１は次式（１）で与えられる。 △Ｌ１＝（Ｌ１＋２×Ｌ２＋Ｌ４）−Ｌ３ …（１） また、光分岐器１２からの内部反射光を考えたときのロ
ーカル光との光路長差△Ｌ２は次式（２）で与えられ
る。 △Ｌ２＝（Ｌ１＋Ｌ４）−Ｌ３ …（２） 本発明においては、△Ｌ１または△Ｌ２が０近傍の値と
なるように取る。即ち、上述の各式の第１項と第２項を
概略等しくする。Ｌ３はローカル光２ａの光路長であ
り、Ｌ１＋Ｌ２は送信光の光路長、Ｌ２＋Ｌ４は受信光
の光路長である。装置内の光路が光ファイバでできてい
る場合には各光部品を結ぶファイバ長をこの条件を満た
すように調整する。
２の光カプラ１４から受信器６までは共通であるから、
送受光学系１０からの内部反射光を考えたときのローカ
ル光との光路長差△Ｌ１は次式（１）で与えられる。 △Ｌ１＝（Ｌ１＋２×Ｌ２＋Ｌ４）−Ｌ３ …（１） また、光分岐器１２からの内部反射光を考えたときのロ
ーカル光との光路長差△Ｌ２は次式（２）で与えられ
る。 △Ｌ２＝（Ｌ１＋Ｌ４）−Ｌ３ …（２） 本発明においては、△Ｌ１または△Ｌ２が０近傍の値と
なるように取る。即ち、上述の各式の第１項と第２項を
概略等しくする。Ｌ３はローカル光２ａの光路長であ
り、Ｌ１＋Ｌ２は送信光の光路長、Ｌ２＋Ｌ４は受信光
の光路長である。装置内の光路が光ファイバでできてい
る場合には各光部品を結ぶファイバ長をこの条件を満た
すように調整する。
【００２１】上述の構成による装置の動作を説明する。
レーザ光源１を出た光は分岐路１１でローカル光２ａと
送信光２ｂに分岐される。送信光２ｂは光路長Ｌ１を経
て光カプラ１２に入り、更に光路長Ｌ２を経て送受信光
学系１０に達する。ここから目標３に向けて照射され、
目標３からの反射波は受信光として再び送受信光学系１
０で受信される。この受信光は光カプラ１２を経て受信
光２ｃとなり、光路長Ｌ４を経て合波器１３に達する。
合波器１３ではローカル光２ａと、受信光２ｃとが合波
され、受信器６で受信される。
レーザ光源１を出た光は分岐路１１でローカル光２ａと
送信光２ｂに分岐される。送信光２ｂは光路長Ｌ１を経
て光カプラ１２に入り、更に光路長Ｌ２を経て送受信光
学系１０に達する。ここから目標３に向けて照射され、
目標３からの反射波は受信光として再び送受信光学系１
０で受信される。この受信光は光カプラ１２を経て受信
光２ｃとなり、光路長Ｌ４を経て合波器１３に達する。
合波器１３ではローカル光２ａと、受信光２ｃとが合波
され、受信器６で受信される。
【００２２】光源が半導体レーザのような線幅の比較的
広い光源であるとき、内部反射光によるノイズ増加の影
響をさけるためには図７より光路長差を１ｍ程度以下に
すればよいことが分かる。光路長差の△Ｌ１または△Ｌ
２のどちらを優先するかは、送受光学系１０と光分岐器
１２のどちらが内部反射光源として大きいかによる。ま
た、Ｌ２を数１０ｃｍ程度にして△Ｌ１と△Ｌ２の２つ
を同時に１ｍ以下の０近傍の値を取るようにすると両方
の反射光源の影響を減らすことができる。以上の構成に
より、内部反射光及びローカル光の時間的コヒーレンス
を保ってノイズ増加の影響を小さくした速度測定装置を
得ることができる。
広い光源であるとき、内部反射光によるノイズ増加の影
響をさけるためには図７より光路長差を１ｍ程度以下に
すればよいことが分かる。光路長差の△Ｌ１または△Ｌ
２のどちらを優先するかは、送受光学系１０と光分岐器
１２のどちらが内部反射光源として大きいかによる。ま
た、Ｌ２を数１０ｃｍ程度にして△Ｌ１と△Ｌ２の２つ
を同時に１ｍ以下の０近傍の値を取るようにすると両方
の反射光源の影響を減らすことができる。以上の構成に
より、内部反射光及びローカル光の時間的コヒーレンス
を保ってノイズ増加の影響を小さくした速度測定装置を
得ることができる。
【００２３】実施の形態２．図２は本発明の実施の形態
２における速度測定装置の構成を示す図である。図にお
いて、１９は２×２のファイバ型光カプラ、２２ａ、２
２ｂはそれぞれ第１、第２の送受光学系、２１ａ、２１
ｂは２×２のファイバ型光カプラ１９と第１、第２の送
受光学系２２ａ、２２ｂを結ぶ光ファイバである。
２における速度測定装置の構成を示す図である。図にお
いて、１９は２×２のファイバ型光カプラ、２２ａ、２
２ｂはそれぞれ第１、第２の送受光学系、２１ａ、２１
ｂは２×２のファイバ型光カプラ１９と第１、第２の送
受光学系２２ａ、２２ｂを結ぶ光ファイバである。
【００２４】レーザ光の経路にそった動作は実施の形態
１の装置とほぼ同じである。２×２のファイバ型光カプ
ラ１９に入力した光カプラ１１からの送信光は２つに分
けられ、光ファイバ２１ａ、２１ｂを介してそれぞれ第
１、第２の送受光学系２２ａ、２２ｂに導かれる。第
１、第２の送受光学系２２ａ、２２ｂからそれぞれ送信
ビームとして目標に向けて照射される。すなわち、２本
のレーザビームを生じる。それぞれの目標からの反射光
の一部を受信光として第１、第２の送受光学系２２ａ、
２２ｂから再び光ファイバ２１ａ、２１ｂを介して２×
２のファイバ型光カプラ１９で合波される。合波された
受信光は第２の光カプラ１３に送られコヒーレント検波
される。よって、受信器６では第１、第２の送受光学系
２２ａ、２２ｂからの受信光を同時に測定することがで
きる。
１の装置とほぼ同じである。２×２のファイバ型光カプ
ラ１９に入力した光カプラ１１からの送信光は２つに分
けられ、光ファイバ２１ａ、２１ｂを介してそれぞれ第
１、第２の送受光学系２２ａ、２２ｂに導かれる。第
１、第２の送受光学系２２ａ、２２ｂからそれぞれ送信
ビームとして目標に向けて照射される。すなわち、２本
のレーザビームを生じる。それぞれの目標からの反射光
の一部を受信光として第１、第２の送受光学系２２ａ、
２２ｂから再び光ファイバ２１ａ、２１ｂを介して２×
２のファイバ型光カプラ１９で合波される。合波された
受信光は第２の光カプラ１３に送られコヒーレント検波
される。よって、受信器６では第１、第２の送受光学系
２２ａ、２２ｂからの受信光を同時に測定することがで
きる。
【００２５】上述のような構成にすることで、光源から
の光エネルギーを無駄なく利用することができ、また、
２本のビームを作ることにより、複数目標の測定や測定
領域の拡大などが図れる。図２においては、送受光学系
が２つの場合を示したが、図３に示すように２２の１つ
の大きな送受光学系を設けて、これに２つの光ファイバ
２１ａ、２１ｂを入射させて一つの送受光学系に送信し
ても差し支えない。この場合、２つのレーザビームは送
受光学系２２への入射条件に応じた角度差を持って出射
される。
の光エネルギーを無駄なく利用することができ、また、
２本のビームを作ることにより、複数目標の測定や測定
領域の拡大などが図れる。図２においては、送受光学系
が２つの場合を示したが、図３に示すように２２の１つ
の大きな送受光学系を設けて、これに２つの光ファイバ
２１ａ、２１ｂを入射させて一つの送受光学系に送信し
ても差し支えない。この場合、２つのレーザビームは送
受光学系２２への入射条件に応じた角度差を持って出射
される。
【００２６】実施の形態３．図４は本発明の実施の形態
３における速度測定装置と目標の関係を示す図である。
図において、２３は実施の形態２で示したような２本の
レーザビームを同時に出力するレーザドップラ型の速度
測定器、２４ａ、２４ｂはレーザドップラ型の速度測定
器２３からのレーザビームである。レーザドップラ型の
速度測定器２３は門構１４上の測定対象の車線上方に設
置される。測定対象の車線を通過する目標の走行車両の
速度を測定するため、レーザドップラ型の速度測定器２
３から２本のレーザビームを測定対象である車線に照射
する。２本のレーザビームの照射位置は図５に示すよう
にレーザドップラ型の速度測定器２３からほぼ同距離
で、それぞれ車線幅の３分点近傍に照射するようにす
る。従来例で述べたように車線幅は車両幅の３倍未満で
あるので、図６に示す目標の走行車両１８ａ、１８ｂよ
うに車線の端を走行する車両も測定できる。よって、対
象車線上を走行する車両逃がさず速度を測定することが
できる。
３における速度測定装置と目標の関係を示す図である。
図において、２３は実施の形態２で示したような２本の
レーザビームを同時に出力するレーザドップラ型の速度
測定器、２４ａ、２４ｂはレーザドップラ型の速度測定
器２３からのレーザビームである。レーザドップラ型の
速度測定器２３は門構１４上の測定対象の車線上方に設
置される。測定対象の車線を通過する目標の走行車両の
速度を測定するため、レーザドップラ型の速度測定器２
３から２本のレーザビームを測定対象である車線に照射
する。２本のレーザビームの照射位置は図５に示すよう
にレーザドップラ型の速度測定器２３からほぼ同距離
で、それぞれ車線幅の３分点近傍に照射するようにす
る。従来例で述べたように車線幅は車両幅の３倍未満で
あるので、図６に示す目標の走行車両１８ａ、１８ｂよ
うに車線の端を走行する車両も測定できる。よって、対
象車線上を走行する車両逃がさず速度を測定することが
できる。
【００２７】２本のレーザビームは受信光の結合効率を
高めるため、車線の地表面付近で集光点を持つように調
整される。また、実施の形態２で示すようなレーザドッ
プラ型の速度測定器を用いる場合には、２本のレーザビ
ームがなす角は同一目標を同時計測したときに得られる
速度が装置に要求される速度精度を越えないように設定
する。なお本実施の形態では、２本のレーザビームを出
すレーザドップラ型の速度測定器で説明したが、２本越
えるレーザビームを持つレーザドップラ型の速度測定器
で構成したものでもよい。
高めるため、車線の地表面付近で集光点を持つように調
整される。また、実施の形態２で示すようなレーザドッ
プラ型の速度測定器を用いる場合には、２本のレーザビ
ームがなす角は同一目標を同時計測したときに得られる
速度が装置に要求される速度精度を越えないように設定
する。なお本実施の形態では、２本のレーザビームを出
すレーザドップラ型の速度測定器で説明したが、２本越
えるレーザビームを持つレーザドップラ型の速度測定器
で構成したものでもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明の速度測定装置によ
れば、内部反射光およびローカル光の光源から受信器ま
でのそれぞれ光路長を概略一致させるようにしたので、
内部反射光によるノイズの増加を抑制し、高Ｓ／Ｎ比で
速度を測定できる効果がある。
れば、内部反射光およびローカル光の光源から受信器ま
でのそれぞれ光路長を概略一致させるようにしたので、
内部反射光によるノイズの増加を抑制し、高Ｓ／Ｎ比で
速度を測定できる効果がある。
【００２９】また更に、送受光学系を実質的に複数個設
けて、それぞれ異なる目標方向に向けて照射するように
したので、目標の走行車両の速度測定ミスを軽減できる
効果がある。
けて、それぞれ異なる目標方向に向けて照射するように
したので、目標の走行車両の速度測定ミスを軽減できる
効果がある。
【図１】 本発明の実施の形態１における速度測定装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】 本発明の実施の形態２における速度測定装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態２における他の速度測定
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態３における速度測定装置
と目標の関係を示す図である。
と目標の関係を示す図である。
【図５】 実施の形態３における２本のレーザビームの
照射位置を示す図である。
照射位置を示す図である。
【図６】 実施の形態３における速度測定装置と目標の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図７】 内部反射光によるノイズスペクトルの測定例
を示す図である。
を示す図である。
【図８】 従来のレーザドップラ型速度測定装置の構成
図である。
図である。
【図９】 従来の他のレーザドップラ型速度測定装置の
構成図である。
構成図である。
【図１０】 従来の走行車両速度測定装置と目標の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】 従来の走行車両速度測定装置と目標の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図１２】 従来の走行車両速度測定装置と目標の関係
を示す図である。
を示す図である。
１ 単一波長で発振するレーザ、２ レーザ１より出さ
れるレーザ光、３ 目標、４ 部分反射鏡、５ 光合波
器、６ ヘテロダイン検波を行う受信器、７光分岐器、
８ 全反射鏡、９ 周波数シフタ、１０ 送受光学系、
１１ 第１の光カプラ（分岐器）、１２ ファイバ型の
光分岐器（光カプラ相当）、１３ 第２の光カプラ（合
波器）、１４ 道路上に設けられた門構、１５ レーザ
ドップラ型の速度測定装置、１６ 走行車両、１７ 速
度測定装置から照射されるレーザビーム、１８ａ，ｂ
車線の端を走行する車両、１９ ２×２のファイバ型光
カプラ、２１ａ，２１ｂ 光ファイバ、２２ 送受光学
系、２２ａ，２２ｂ 第１， 第２の送受光学系、２３
２本のレーザビームを同時に出力するレーザドップラ
型の速度測定器、２４ａ，２４ｂ レーザドップラ型の
速度測定器２３からのレーザビーム。
れるレーザ光、３ 目標、４ 部分反射鏡、５ 光合波
器、６ ヘテロダイン検波を行う受信器、７光分岐器、
８ 全反射鏡、９ 周波数シフタ、１０ 送受光学系、
１１ 第１の光カプラ（分岐器）、１２ ファイバ型の
光分岐器（光カプラ相当）、１３ 第２の光カプラ（合
波器）、１４ 道路上に設けられた門構、１５ レーザ
ドップラ型の速度測定装置、１６ 走行車両、１７ 速
度測定装置から照射されるレーザビーム、１８ａ，ｂ
車線の端を走行する車両、１９ ２×２のファイバ型光
カプラ、２１ａ，２１ｂ 光ファイバ、２２ 送受光学
系、２２ａ，２２ｂ 第１， 第２の送受光学系、２３
２本のレーザビームを同時に出力するレーザドップラ
型の速度測定器、２４ａ，２４ｂ レーザドップラ型の
速度測定器２３からのレーザビーム。
Claims (6)
- 【請求項１】 レーザ光源からのレーザ光をローカル光
と送信光に分岐する分岐器と、 速度測定対象の目標に上記送信光を照射し該目標からの
反射光を受信光として受信する送受光学系と、 上記分岐器からの送信光を上記送受光学系に送り、かつ
上記送受光学系からの上記受信光を受信器に向ける光カ
プラ相当と、 上記分岐器からの上記ローカル光を受け、上記光カプラ
相当を経由して受けた上記受信光を合波する合波器と、 上記合波器で合波された上記ローカル光と受信光を受信
し、速度検出用のビート信号を出力する受信器を備えた
構成において、 上記分岐器と上記合波器間のローカル光の第１の距離
と、上記分岐器から上記光カプラ相当経由で上記送受光
学系までの送信光の距離と上記送受光学系から上記光カ
プラ相当経由で上記合波器までの受信光の距離を加えた
第２の距離とを概略等しくしたことを特徴とする速度測
定装置。 - 【請求項２】 レーザ光源からのレーザ光をローカル光
と送信光に分岐する分岐器と、 速度測定対象の目標に上記送信光を照射し該目標からの
反射光を受信光として受信する送受光学系と、 上記分岐器からの送信光を上記送受光学系に送り、かつ
上記送受光学系からの上記受信光を受信器に向ける光カ
プラ相当と、 上記分岐器からの上記ローカル光を受け、上記光カプラ
相当を経由して受けた上記受信光を合波する合波器と、 上記合波器で合波された上記ローカル光と受信光を受信
し、速度検出用のビート信号を出力する受信器を備えた
構成において、 上記分岐器と上記合波器間のローカル光の第１の距離
と、上記分岐器から上記光カプラ相当までの距離と上記
光カプラ相当から上記合波器までの距離を加えた第３の
距離とを概略等しくしたことを特徴とする速度測定装
置。 - 【請求項３】 第１の距離と第２の距離との差を１ｍ以
下とし、かつ光カプラ相当から送受光学系までの距離
を、１／２ｍ以下の値にしたことを特徴とする請求項１
記載の速度測定装置。 - 【請求項４】 送受光学系を複数個設け、光カプラ相当
は上記各送受光学系と送信光の分岐および受信光の合波
を行う構成とし、かつ上記各送受光学系は異なる目標方
向に向けて照射するようにしたことを特徴とする請求項
１または請求項２記載の速度測定装置。 - 【請求項５】 光カプラ相当は照射する目標領域対応に
送信光の分岐および受信光の合波を行う構成とし、かつ
上記光カプラ相当を経由した送信光は送受光学系が異な
る目標向けて照射するよう上記送受光学系に送信するよ
う構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記
載の速度測定装置。 - 【請求項６】 光カプラ相当と送受光学系とは、１対１
で対応するよう構成されていることを特徴とする請求項
４または請求項５記載の速度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10575997A JP3422651B2 (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10575997A JP3422651B2 (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 速度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10300852A true JPH10300852A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3422651B2 JP3422651B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=14416156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10575997A Expired - Fee Related JP3422651B2 (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 速度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3422651B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106324612A (zh) * | 2015-06-30 | 2017-01-11 | 佳能株式会社 | 长度测量装置和物品的制造方法 |
-
1997
- 1997-04-23 JP JP10575997A patent/JP3422651B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106324612A (zh) * | 2015-06-30 | 2017-01-11 | 佳能株式会社 | 长度测量装置和物品的制造方法 |
| JP2017015548A (ja) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | キヤノン株式会社 | 測長装置および物品製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3422651B2 (ja) | 2003-06-30 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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