JPH1164521A - レーザドップラ速度計 - Google Patents
レーザドップラ速度計Info
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- JPH1164521A JPH1164521A JP22231997A JP22231997A JPH1164521A JP H1164521 A JPH1164521 A JP H1164521A JP 22231997 A JP22231997 A JP 22231997A JP 22231997 A JP22231997 A JP 22231997A JP H1164521 A JPH1164521 A JP H1164521A
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- JP
- Japan
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- laser
- lens
- beam splitter
- concave cylindrical
- doppler
- Prior art date
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ドップラ信号Ｓ／Ｎが高く、かつ空間的な計
測領域が広い、高精度なレーザドップラ速度計を提供す
ることを目的としている。 【解決手段】 レーザ発振器の後にビーコムコリメー
タ、シリンドリカルレンズを配し、レーザビームをビー
ムスプリッタで２分割し、各々のレーザビームを全反射
ミラーで被測定物上に交差させるように配し、その散乱
光を受光レンズで光検出器に導くように配し、光検出器
出力を処理するための信号処理部を備えていて、ドップ
ラ信号Ｓ／Ｎを大幅に改善でき、かつ空間的な計測領域
を広く保つことが出来る。
測領域が広い、高精度なレーザドップラ速度計を提供す
ることを目的としている。 【解決手段】 レーザ発振器の後にビーコムコリメー
タ、シリンドリカルレンズを配し、レーザビームをビー
ムスプリッタで２分割し、各々のレーザビームを全反射
ミラーで被測定物上に交差させるように配し、その散乱
光を受光レンズで光検出器に導くように配し、光検出器
出力を処理するための信号処理部を備えていて、ドップ
ラ信号Ｓ／Ｎを大幅に改善でき、かつ空間的な計測領域
を広く保つことが出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光のドップラ効
果を利用して例えば製造ラインを搬送される鋼板等の測
定物の移動速度を非接触で測定するレーザドップラ速度
計に関するものである。
果を利用して例えば製造ラインを搬送される鋼板等の測
定物の移動速度を非接触で測定するレーザドップラ速度
計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は鋼板の搬送ラインを示すもので、
図において１は測定物としての鋼板２を矢印方向へ搬送
する搬送ローラである。３は搬送ローラ１の上方に位置
し、照射レーザビーム４を鋼板２に照射することで鋼板
２からの散乱光５を集光し、照射レーザビーム４と散乱
光５からドップラ効果により搬送速度を求めるレーザド
ップラ速度計である。図８は従来のレーザドップラ速度
計を示すもので、特開昭５４−８３８７２号公報に示さ
れている。上記で、測定物の速度を光のドップラ効果を
利用して測定していた。図において、６はレーザ発振
器、７は所要のレーザビーム径を得るためのビームコリ
メータ、８はビームスプリッタ、９ａ、９ｂ、９ｃ、は
ミラー、２は鋼板、１１は光検出器、１２は信号処理
部、１０ｃはレンズである。
図において１は測定物としての鋼板２を矢印方向へ搬送
する搬送ローラである。３は搬送ローラ１の上方に位置
し、照射レーザビーム４を鋼板２に照射することで鋼板
２からの散乱光５を集光し、照射レーザビーム４と散乱
光５からドップラ効果により搬送速度を求めるレーザド
ップラ速度計である。図８は従来のレーザドップラ速度
計を示すもので、特開昭５４−８３８７２号公報に示さ
れている。上記で、測定物の速度を光のドップラ効果を
利用して測定していた。図において、６はレーザ発振
器、７は所要のレーザビーム径を得るためのビームコリ
メータ、８はビームスプリッタ、９ａ、９ｂ、９ｃ、は
ミラー、２は鋼板、１１は光検出器、１２は信号処理
部、１０ｃはレンズである。
【０００３】図８に示すごとく、レーザ発振器６からの
レーザ光をビームコリメータ７で所要のビーム径に広め
た後、ビームスプリッタ８で２分割し、ミラー９ａ、９
ｂによって互いに反対方向から鋼板２上に交差させて照
射すると、各々の照射レーザビーム４に対応した鋼板２
からの散乱光５の波長は鋼板２の速度ｖに応じて、いわ
ゆる正負のドップラシフトを起こす。この２つの正負の
ドップラシフトを受けた散乱光５を集光するためのレン
ズ１０ｃ、ミラー９ｃを介して受光し、光検出器１１で
電気信号に変換すると、信号処理部１２で上記光検出器
１１で変換された電気信号と照射レーザビーム４の電気
信号との和を求めて、受信光に比例する直流信号と数１
に示すドップラ周波数ｆｄの交流信号（以下ドップラ信
号という）が得られる。
レーザ光をビームコリメータ７で所要のビーム径に広め
た後、ビームスプリッタ８で２分割し、ミラー９ａ、９
ｂによって互いに反対方向から鋼板２上に交差させて照
射すると、各々の照射レーザビーム４に対応した鋼板２
からの散乱光５の波長は鋼板２の速度ｖに応じて、いわ
ゆる正負のドップラシフトを起こす。この２つの正負の
ドップラシフトを受けた散乱光５を集光するためのレン
ズ１０ｃ、ミラー９ｃを介して受光し、光検出器１１で
電気信号に変換すると、信号処理部１２で上記光検出器
１１で変換された電気信号と照射レーザビーム４の電気
信号との和を求めて、受信光に比例する直流信号と数１
に示すドップラ周波数ｆｄの交流信号（以下ドップラ信
号という）が得られる。
【０００４】
【数１】
【０００５】光検出器１１で電気信号に変換されたドッ
プラ信号を信号処理部１２に入力し、ドップラ周波数ｆ
ｄを求め数１により速度演算することにより、鋼板２の
速度ｖを求めることが出来る。
プラ信号を信号処理部１２に入力し、ドップラ周波数ｆ
ｄを求め数１により速度演算することにより、鋼板２の
速度ｖを求めることが出来る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図８に示すレーザドッ
プラ速度計の空間的な計測領域は、２つの照射レーザビ
ーム４の交差する領域で決定され、ｌm は２つの照射レ
ーザビーム４の交差する領域、図中Ｄｂは照射レーザビ
ーム４の径、ψは２つの照射レーザビーム４の交差角、
Ｗm は鋼板２に２つの照射レーザビーム４が同心状態で
交差したときのビーム幅、ｈm はこのときの高さを示す
もので、ｌm は数２で与えられる。
プラ速度計の空間的な計測領域は、２つの照射レーザビ
ーム４の交差する領域で決定され、ｌm は２つの照射レ
ーザビーム４の交差する領域、図中Ｄｂは照射レーザビ
ーム４の径、ψは２つの照射レーザビーム４の交差角、
Ｗm は鋼板２に２つの照射レーザビーム４が同心状態で
交差したときのビーム幅、ｈm はこのときの高さを示す
もので、ｌm は数２で与えられる。
【０００７】
【数２】
【０００８】一方このレーザドップラ速度計を種々の製
造ラインに適用する場合は、一般にライン変動（測定物
の位置変動）が±１０ｍｍ〜±１００と大きいため、数
２から、照射レーザビームの径Ｄｂを大きくするか、２
つの照射レーザビームの交差角ψを小さくする必要があ
り、交差角ψを小さくする場合数１から単位速度当りの
ドップラ周波数ｆｄが小さくなって精度を低下させるの
で限界があり、レーザビームの径Ｄｂを大きくする手法
が取られている。ところがレーザビームの径Ｄｂを大き
くした場合、数３に示すように、鋼板に照射される面積
Ｓ１が大きくなるため、単位面積当りの照射レーザパワ
ーが低下し、ドップラシフトを受けた散乱光の中で位相
の揃った信号光のパワーが低下して、ドップラ信号のＳ
／Ｎが低下するという欠点があった。
造ラインに適用する場合は、一般にライン変動（測定物
の位置変動）が±１０ｍｍ〜±１００と大きいため、数
２から、照射レーザビームの径Ｄｂを大きくするか、２
つの照射レーザビームの交差角ψを小さくする必要があ
り、交差角ψを小さくする場合数１から単位速度当りの
ドップラ周波数ｆｄが小さくなって精度を低下させるの
で限界があり、レーザビームの径Ｄｂを大きくする手法
が取られている。ところがレーザビームの径Ｄｂを大き
くした場合、数３に示すように、鋼板に照射される面積
Ｓ１が大きくなるため、単位面積当りの照射レーザパワ
ーが低下し、ドップラシフトを受けた散乱光の中で位相
の揃った信号光のパワーが低下して、ドップラ信号のＳ
／Ｎが低下するという欠点があった。
【０００９】
【数３】
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明によるレーザ
ドップラ速度計は、照射レーザビームを、交差する２つ
の照射レーザビームが作る平面と垂直なレーザビーム成
分だけを交差位置でビームウエストができるように絞り
込んで、楕円形状ビームとして測定物に照射する凹型の
シリンドリカルレンズを、上記ビームスプリッタの手前
に設けると共に、楕円形状ビームを交差させるレンズと
散乱光を集光するレンズを同一にしたものである。
ドップラ速度計は、照射レーザビームを、交差する２つ
の照射レーザビームが作る平面と垂直なレーザビーム成
分だけを交差位置でビームウエストができるように絞り
込んで、楕円形状ビームとして測定物に照射する凹型の
シリンドリカルレンズを、上記ビームスプリッタの手前
に設けると共に、楕円形状ビームを交差させるレンズと
散乱光を集光するレンズを同一にしたものである。
【００１１】また、第２の発明によるレーザドップラ速
度計は、凹型のシリンドリカルレンズをビームスプリッ
タとレンズの間に配置し、上記凹型のシリンドリカルレ
ンズを複数設けている。
度計は、凹型のシリンドリカルレンズをビームスプリッ
タとレンズの間に配置し、上記凹型のシリンドリカルレ
ンズを複数設けている。
【００１２】また、第３の発明によるレーザドップラ速
度計は、凹型のシリンドリカルレンズをレンズと測定物
の間に配置し、上記凹型のシリンドリカルレンズを複数
設けている。
度計は、凹型のシリンドリカルレンズをレンズと測定物
の間に配置し、上記凹型のシリンドリカルレンズを複数
設けている。
【００１３】また、第４の発明によるレーザドップラ速
度計は、ビームスプリッタで２分割したレーザビームの
一方をミラーで方向を変え、レーザビームの他方がレン
ズに入射する角度と対称になるようにして、レーザビー
ムが上記レンズに入射する手前に上記の凹型のシリンド
リカルレンズを複数配置している。
度計は、ビームスプリッタで２分割したレーザビームの
一方をミラーで方向を変え、レーザビームの他方がレン
ズに入射する角度と対称になるようにして、レーザビー
ムが上記レンズに入射する手前に上記の凹型のシリンド
リカルレンズを複数配置している。
【００１４】また、第５の発明によるレーザドップラ速
度計は、ビームスプリッタで２分割したレーザビームの
一方をミラーで方向を変え、レーザビームの他方がレン
ズに入射する角度と対称になるようにし、上記レンズと
測定物の間に凹型のシリンドリカルレンズを複数配置し
ている。
度計は、ビームスプリッタで２分割したレーザビームの
一方をミラーで方向を変え、レーザビームの他方がレン
ズに入射する角度と対称になるようにし、上記レンズと
測定物の間に凹型のシリンドリカルレンズを複数配置し
ている。
【００１５】また、第６の発明によるレーザドップラ速
度計は、ビームスプリッタで２分割したレーザビームを
ミラーで方向を変え、レーザビームの両方がレンズに入
射する角度と対称になるようにし、上記ビームスプリッ
タの手前に凹型のシリンドリカルレンズを配置してい
る。
度計は、ビームスプリッタで２分割したレーザビームを
ミラーで方向を変え、レーザビームの両方がレンズに入
射する角度と対称になるようにし、上記ビームスプリッ
タの手前に凹型のシリンドリカルレンズを配置してい
る。
【００１６】
実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１を示す
構成図であり、図において２、４〜９、１１、１２およ
びＤｂ、ψ、Ｗｍ、ｈｍは上記従来装置と全く同一のも
のである。１３は挿入位置から２つのレーザビーム交差
位置までの光路長ｌ1 ＋ｌ2 と焦点距離ｆが一致するよ
うなシリンドリカルレンズであり、ｈｍはシリンドリカ
ルレンズ１３で絞られた照射レーザビーム４のビームウ
エスト高さである。
構成図であり、図において２、４〜９、１１、１２およ
びＤｂ、ψ、Ｗｍ、ｈｍは上記従来装置と全く同一のも
のである。１３は挿入位置から２つのレーザビーム交差
位置までの光路長ｌ1 ＋ｌ2 と焦点距離ｆが一致するよ
うなシリンドリカルレンズであり、ｈｍはシリンドリカ
ルレンズ１３で絞られた照射レーザビーム４のビームウ
エスト高さである。
【００１７】上記のように構成されたレーザドップラ速
度計では、レーザ発振器６からのレーザ光をビームコリ
メータ７で所要のビーム径に広めて、凹型のシリンドリ
カルレンズ１３で幅方向のみ広げられた後、ビームスプ
リッタ８で２分割し、レンズ１０ａによって互いに反対
方向から鋼板２上に交差させて照射すると、鋼板２上に
は楕円形状のビームが形成され、各々の照射レーザビー
ム４に対応した鋼板２からの散乱光５の波長は鋼板２の
速度ｖに応じて、正負のドップラシフトを起こす。この
２つの正負のドップラシフトを受けた散乱光５をレンズ
１０ａ、全反射ミラー９ｃを介して受光し、光検出器１
１で電気信号に変換された信号には数１で示したドップ
ラ周波数ｆｄを含んでいるため、従来のレーザドップラ
速度計同様、光検出器１１で電気信号に変換されたドッ
プラ信号を信号処理部１２に入力し、ドップラ周波数ｆ
ｄを求め速度演算することにより、鋼板２の速度ｖを求
めることが出来る。
度計では、レーザ発振器６からのレーザ光をビームコリ
メータ７で所要のビーム径に広めて、凹型のシリンドリ
カルレンズ１３で幅方向のみ広げられた後、ビームスプ
リッタ８で２分割し、レンズ１０ａによって互いに反対
方向から鋼板２上に交差させて照射すると、鋼板２上に
は楕円形状のビームが形成され、各々の照射レーザビー
ム４に対応した鋼板２からの散乱光５の波長は鋼板２の
速度ｖに応じて、正負のドップラシフトを起こす。この
２つの正負のドップラシフトを受けた散乱光５をレンズ
１０ａ、全反射ミラー９ｃを介して受光し、光検出器１
１で電気信号に変換された信号には数１で示したドップ
ラ周波数ｆｄを含んでいるため、従来のレーザドップラ
速度計同様、光検出器１１で電気信号に変換されたドッ
プラ信号を信号処理部１２に入力し、ドップラ周波数ｆ
ｄを求め速度演算することにより、鋼板２の速度ｖを求
めることが出来る。
【００１８】このときのレーザビームのビームウエスト
高さｈｍは次式で表される。
高さｈｍは次式で表される。
【００１９】
【数４】
【００２０】従って、鋼板の面上での楕円形状の照射ビ
ーム面積Ｓ２は数５で与えられる。
ーム面積Ｓ２は数５で与えられる。
【００２１】
【数５】
【００２２】ここで従来方式の照射ビーム面積Ｓ１とこ
の発明による照射ビーム面積Ｓ２の比を求めると数６と
なり、例えばｆ＝５００ｍｍ、λ＝６３２．８ｎｍ、Ｄ
ｂ＝５ｍｍ、ｋ＝１０、とすればＳ２／Ｓ１＝０．０８
となって、単位面積当りの照射レーザパワーが約１２．
５倍となり、ドップラ信号Ｓ／Ｎが大幅に改善される。
の発明による照射ビーム面積Ｓ２の比を求めると数６と
なり、例えばｆ＝５００ｍｍ、λ＝６３２．８ｎｍ、Ｄ
ｂ＝５ｍｍ、ｋ＝１０、とすればＳ２／Ｓ１＝０．０８
となって、単位面積当りの照射レーザパワーが約１２．
５倍となり、ドップラ信号Ｓ／Ｎが大幅に改善される。
【００２３】
【数６】
【００２４】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２を示す構成図であり、図において凹型のシリンド
リカルレンズ１３ａ、１３ｂをビームスプリッタ８とレ
ンズ１０ａの間に配置しており、鋼板２からの散乱光５
は、レンズ１０ａを介して光検出器１１に導かれる。図
２によればビームスプリッタ８で２分割されてから凹型
のシリンドリカルレンズ１３ａ、１３ｂに依って、巾が
方向のみ広められたレーザビームがレンズ１０ａに依っ
て、巾方向を手元に高さ方向を絞り込んでいる凹型のシ
リンドリカルレンズ１３ａ、１３ｂが複数存在するので
各々の向きを独立に変更できるので、光軸調整が正確に
行う事が出来る。
形態２を示す構成図であり、図において凹型のシリンド
リカルレンズ１３ａ、１３ｂをビームスプリッタ８とレ
ンズ１０ａの間に配置しており、鋼板２からの散乱光５
は、レンズ１０ａを介して光検出器１１に導かれる。図
２によればビームスプリッタ８で２分割されてから凹型
のシリンドリカルレンズ１３ａ、１３ｂに依って、巾が
方向のみ広められたレーザビームがレンズ１０ａに依っ
て、巾方向を手元に高さ方向を絞り込んでいる凹型のシ
リンドリカルレンズ１３ａ、１３ｂが複数存在するので
各々の向きを独立に変更できるので、光軸調整が正確に
行う事が出来る。
【００２５】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３を示す構成図であり、図において凹型のシリンド
リカルレンズ１３ａ、１３ｂをレンズ１０ａと鋼板２の
間に配置しており、鋼板２からの散乱光５は、レンズ１
０ａを介して光検出器１１に導かれる。図３によれば、
ビームスプリッタ８で２分割されてからレンズ１０ａで
絞り込まれたレーザビームは、凹型のシリンドリカルレ
ンズ１３ａ、１３ｂによって、巾方向のみ広められ平行
ビームになり、高さ方向は鋼板２上で絞り込んでいるの
でドップラ信号の信号Ｓ／Ｎを改善出来る。又、凹型の
シリンドリカルレンズ１３ａ、１３ｂが複数存在するの
で各々の向きを独立に変更できるので、光軸調整が正確
に行う事が出来る。
形態３を示す構成図であり、図において凹型のシリンド
リカルレンズ１３ａ、１３ｂをレンズ１０ａと鋼板２の
間に配置しており、鋼板２からの散乱光５は、レンズ１
０ａを介して光検出器１１に導かれる。図３によれば、
ビームスプリッタ８で２分割されてからレンズ１０ａで
絞り込まれたレーザビームは、凹型のシリンドリカルレ
ンズ１３ａ、１３ｂによって、巾方向のみ広められ平行
ビームになり、高さ方向は鋼板２上で絞り込んでいるの
でドップラ信号の信号Ｓ／Ｎを改善出来る。又、凹型の
シリンドリカルレンズ１３ａ、１３ｂが複数存在するの
で各々の向きを独立に変更できるので、光軸調整が正確
に行う事が出来る。
【００２６】実施の形態４．図４は、この発明の実施の
形態４を示す構成図であり、図においてビームスプリッ
タ８で２分割されたレーザビームの一方がミラー９にて
方向を変え、レンズ１０ａの手前に凹型のシリンドリカ
ルレンズ１３ａ、１３ｂを配置して、レーザビームの巾
方向のみシリンドリカルレンズ１３ａ、１３ｂにて広め
られ、レンズ１０ａにてレーザビームの巾方向を平行ビ
ームにし、高さ方向を絞り込む。図４によれば、ビーム
スプリッタ８で２分割されてからレーザビームが交差す
るまでの光路長が異なる光学系においても、構成が可能
である。尚、１０ｂは鋼板２からの散乱光５を集光する
ためのレンズである。
形態４を示す構成図であり、図においてビームスプリッ
タ８で２分割されたレーザビームの一方がミラー９にて
方向を変え、レンズ１０ａの手前に凹型のシリンドリカ
ルレンズ１３ａ、１３ｂを配置して、レーザビームの巾
方向のみシリンドリカルレンズ１３ａ、１３ｂにて広め
られ、レンズ１０ａにてレーザビームの巾方向を平行ビ
ームにし、高さ方向を絞り込む。図４によれば、ビーム
スプリッタ８で２分割されてからレーザビームが交差す
るまでの光路長が異なる光学系においても、構成が可能
である。尚、１０ｂは鋼板２からの散乱光５を集光する
ためのレンズである。
【００２７】実施の形態５．図５は、この発明の実施の
形態５を示す構成図であり、図においてビームスプリッ
タ８で２分割されたレーザビームの一方がミラー９にて
方向を変え、両方のレーザビームがレンズ１０ａを通過
して絞り込まれた後、凹型のシリンドリカルレンズ１３
ａ、１３ｂに入射する。入射したレーザビームは巾方向
に広められ、高さ方向はレンズ１０ａにて絞り込まれた
まま鋼板２上で交差する。図５によれば、ビームスプリ
ッタ８で２分割されてからレーザビームが交差するまで
の光路長が異なる光学系においても、構成が可能であ
る。
形態５を示す構成図であり、図においてビームスプリッ
タ８で２分割されたレーザビームの一方がミラー９にて
方向を変え、両方のレーザビームがレンズ１０ａを通過
して絞り込まれた後、凹型のシリンドリカルレンズ１３
ａ、１３ｂに入射する。入射したレーザビームは巾方向
に広められ、高さ方向はレンズ１０ａにて絞り込まれた
まま鋼板２上で交差する。図５によれば、ビームスプリ
ッタ８で２分割されてからレーザビームが交差するまで
の光路長が異なる光学系においても、構成が可能であ
る。
【００２８】実施の形態６．図６は、この発明の実施の
形態６を示す構成図であり、図において凹型のシリンド
リカルレンズ１３ａ、１３ｂをビームスプリッタ８の手
前に配置しており、入射したレーザビームは巾方向に広
められる。広められたレーザビームはビームスプリッタ
８で２分割され、ミラー９ａ、９ｂ、９ｃにて方向を変
え、両方のレーザビームがシリンドリカルレンズ１３に
てレーザビームの巾方向を平行ビームにし、高さ方向を
絞り込むのでドップラ信号の信号Ｓ／Ｎを改善出来る。
又、図６によれば、ミラー９ａ、９ｂ、９ｃが図に示す
ように複数存在するので各々の向きを独立に変更できる
ので、光軸調整が正確に行なう事が出来る。
形態６を示す構成図であり、図において凹型のシリンド
リカルレンズ１３ａ、１３ｂをビームスプリッタ８の手
前に配置しており、入射したレーザビームは巾方向に広
められる。広められたレーザビームはビームスプリッタ
８で２分割され、ミラー９ａ、９ｂ、９ｃにて方向を変
え、両方のレーザビームがシリンドリカルレンズ１３に
てレーザビームの巾方向を平行ビームにし、高さ方向を
絞り込むのでドップラ信号の信号Ｓ／Ｎを改善出来る。
又、図６によれば、ミラー９ａ、９ｂ、９ｃが図に示す
ように複数存在するので各々の向きを独立に変更できる
ので、光軸調整が正確に行なう事が出来る。
【００２９】
【発明の効果】第１の発明によれば、以上説明したよう
に構成されているので、凹型のシリンドリカルレンズを
用いて測定物に照射するレーザビームを楕円形状ビーム
として照射することにより、空間的な計測領域を広くし
たまま、単位面積当りの照射レーザパワーをアップさせ
て、ドップラ信号のＳ／Ｎを改善することが出来る。
に構成されているので、凹型のシリンドリカルレンズを
用いて測定物に照射するレーザビームを楕円形状ビーム
として照射することにより、空間的な計測領域を広くし
たまま、単位面積当りの照射レーザパワーをアップさせ
て、ドップラ信号のＳ／Ｎを改善することが出来る。
【００３０】また、第２の発明によれば、以上説明した
ように構成されているので、凹型のシリンドリカルレン
ズの構成によれば、構成が簡略され、且つ、光軸調整を
正確に行なう事が出来る。
ように構成されているので、凹型のシリンドリカルレン
ズの構成によれば、構成が簡略され、且つ、光軸調整を
正確に行なう事が出来る。
【００３１】また、第３の発明によれば、以上説明した
ように構成されているので、レーザビーム径に制限を受
ける光学系を使用した場合でも、照射光学系の最終段で
ビーム径を拡大したのち楕円形状にビームを絞り込むこ
とで、空間的な計測領域を広くして、かつドップラ信号
の信号Ｓ／Ｎを改善することが出来る。
ように構成されているので、レーザビーム径に制限を受
ける光学系を使用した場合でも、照射光学系の最終段で
ビーム径を拡大したのち楕円形状にビームを絞り込むこ
とで、空間的な計測領域を広くして、かつドップラ信号
の信号Ｓ／Ｎを改善することが出来る。
【００３２】また、第４の発明によれば、以上説明した
ように構成されているので、レーザビームを楕円形状ビ
ームとして照射する事により、空間的な計測領域を広く
して、且つ、ドップラ信号の信号Ｓ／Ｎを改善すること
が出来る。
ように構成されているので、レーザビームを楕円形状ビ
ームとして照射する事により、空間的な計測領域を広く
して、且つ、ドップラ信号の信号Ｓ／Ｎを改善すること
が出来る。
【００３３】また、第５の発明によれば、以上説明した
ように構成されているので、レーザビーム径に制限を受
ける光学系を使用した場合でも、照射光学系の最終段で
ビーム径を拡大したのち楕円形状にビームを絞り込むこ
とで、空間的な計測領域を広くして、且つ、ドップラ信
号の信号Ｓ／Ｎを改善することが出来る。
ように構成されているので、レーザビーム径に制限を受
ける光学系を使用した場合でも、照射光学系の最終段で
ビーム径を拡大したのち楕円形状にビームを絞り込むこ
とで、空間的な計測領域を広くして、且つ、ドップラ信
号の信号Ｓ／Ｎを改善することが出来る。
【００３４】また、第６の発明によれば、以上説明した
ように構成されているので、レーザビームを楕円形状ビ
ームとして照射する事により、空間的な計測領域を広く
して、且つ、ドップラ信号の信号Ｓ／Ｎを改善すること
が出来る。
ように構成されているので、レーザビームを楕円形状ビ
ームとして照射する事により、空間的な計測領域を広く
して、且つ、ドップラ信号の信号Ｓ／Ｎを改善すること
が出来る。
【図１】 この発明によるレーザドップラ速度計の実施
の形態１を示す図である。
の形態１を示す図である。
【図２】 この発明によるレーザドップラ速度計の実施
の形態２を示す図である。
の形態２を示す図である。
【図３】 この発明によるレーザドップラ速度計の実施
の形態３を示す図である。
の形態３を示す図である。
【図４】 この発明によるレーザドップラ速度計の実施
の形態４を示す図である。
の形態４を示す図である。
【図５】 この発明によるレーザドップラ速度計の実施
の形態５を示す図である。
の形態５を示す図である。
【図６】 この発明によるレーザドップラ速度計の実施
の形態６を示す図である。
の形態６を示す図である。
【図７】 レーザドップラ速度計の実施した例を示す図
である。
である。
【図８】 従来のレーザドップラ速度計を示す図であ
る。
る。
１ 搬送ローラ、２ 鋼板、３ レーザドップラ速度
計、４ 照射レーザビーム、５ 散乱光、６ レーザ発
振器、７ ビームコリメータ、８ ビームスプリッタ、
９ ミラー、１０ レンズ、１１ 光検出器、１２ 信
号処理部、１３シリンドリカルレンズ。
計、４ 照射レーザビーム、５ 散乱光、６ レーザ発
振器、７ ビームコリメータ、８ ビームスプリッタ、
９ ミラー、１０ レンズ、１１ 光検出器、１２ 信
号処理部、１３シリンドリカルレンズ。
Claims (6)
- 【請求項１】 所要の波長のレーザビームを出力するレ
ーザ発振器と、上記レーザ発振器からの出力レーザビー
ムを２分割するビームスプリッタと、上記２分割したレ
ーザビームの各々の照射方向を移動物体上に交差させて
照射するための複数のミラーと、上記２つの照射レーザ
ビームの各々について測定物の移動速度に比例するドッ
プラシフトを起こした散乱光を所要の開口径で受光する
レンズと、上記レンズで受光したドップラ信号を含む散
乱光を光電変換する光検出器と、信号処理部とを備えた
レーザドップラ速度計において、交差する２つの照射レ
ーザビームが作る平面と垂直なレーザビーム成分だけを
交差位置でビームウエストができるように絞り込むため
の凹型のシリンドリカルレンズを上記レーザ発振器と上
記ビームスプリッタの間に設けると共に、上記ビームス
プリッタで２分割したレーザビームを上記レンズで測定
物に交差させるようにしたことを特徴とするレーザドッ
プラ速度計。 - 【請求項２】 上記凹型のシリンドリカルレンズを上記
ビームスプリッタと上記レンズの間に複数設けたことを
特徴とする請求項１記載のレーザドップラ速度計。 - 【請求項３】 上記凹型のシリンドリカルレンズを上記
レンズと上記測定物の間に複数設けたことを特徴とする
請求項１記載のレーザドップラ速度計。 - 【請求項４】 上記ビームスプリッタで２分割したレー
ザビームの一方にミラーを設けて、上記レンズに入射す
るレーザビームの角度が両方共同じになるようにすると
共に、上記レンズにレーザビームが入射する前に、上記
凹型のシリンドリカルレンズを複数設けたことを特徴と
する請求項１記載のレーザドップラ速度計。 - 【請求項５】 上記ビームスプリッタで２分割したレー
ザビームの一方にミラーを設けて、上記レンズに入射す
るレーザビームの角度が両方共同じになるようにすると
共に、上記レンズと測定物の間に上記凹型のシリンドリ
カルレンズを複数設けたことを特徴とする請求項１記載
のレーザドップラ速度計。 - 【請求項６】 上記凹型のシリンドリカルレンズを上記
レーザ発振器と上記ビームスプリッタの間に設けると共
に、上記ビームスプリッタで２分割したレーザビームの
一方にミラーを設けることによって上記レンズに入射す
るレーザビームの角度を同じにしたことを特徴とする請
求項１記載のレーザドップラ速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22231997A JPH1164521A (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | レーザドップラ速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22231997A JPH1164521A (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | レーザドップラ速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164521A true JPH1164521A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16780504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22231997A Pending JPH1164521A (ja) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | レーザドップラ速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1164521A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006326647A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Nippon Steel Corp | 板速度計 |
| CN1303433C (zh) * | 2004-05-27 | 2007-03-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 可测量不同距离运动物体速度的双光路激光多普勒测速仪 |
| CN108646047A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-10-12 | 北方民族大学 | 基于多普勒效应带修正结构的测速传感器及标定与测量方法 |
| WO2021055715A1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Ndc Technologies Inc. | Laser interferometry systems and methods |
-
1997
- 1997-08-19 JP JP22231997A patent/JPH1164521A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1303433C (zh) * | 2004-05-27 | 2007-03-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 可测量不同距离运动物体速度的双光路激光多普勒测速仪 |
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| JP4530915B2 (ja) * | 2005-05-26 | 2010-08-25 | 新日本製鐵株式会社 | 板速度計 |
| CN108646047A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-10-12 | 北方民族大学 | 基于多普勒效应带修正结构的测速传感器及标定与测量方法 |
| CN108646047B (zh) * | 2018-07-02 | 2024-03-26 | 哈工科讯(沈阳)工业技术研究院有限公司 | 基于多普勒效应带修正结构的测速传感器及标定与测量方法 |
| WO2021055715A1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Ndc Technologies Inc. | Laser interferometry systems and methods |
| US11703315B2 (en) | 2019-09-20 | 2023-07-18 | Nordson Corporation | Laser interferometry systems and methods |
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