JPS5910854A - 速度測定装置 - Google Patents
速度測定装置Info
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- JPS5910854A JPS5910854A JP11936082A JP11936082A JPS5910854A JP S5910854 A JPS5910854 A JP S5910854A JP 11936082 A JP11936082 A JP 11936082A JP 11936082 A JP11936082 A JP 11936082A JP S5910854 A JPS5910854 A JP S5910854A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- slit
- photoelectric conversion
- conversion element
- branched
- Prior art date
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- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、レーザ光等の光線を対象面へ投射したとき反
射光により生ずる光斑現象を利用した速度測定装置の改
良に関するものである。
射光により生ずる光斑現象を利用した速度測定装置の改
良に関するものである。
レーザ光等の光線を用いたこの種の装置は、非接触状態
により対象物との相対速度を測定できる利点を有するた
め、航空機、車輛等移動体の対地速度測定に用いるほか
、特に各種工業プロセスにおいて有効となっており、例
えば、圧延機から押出されて来る圧延材の送出速度測定
、線材製造工程における線材走行速度の測定等において
は、測定対象物に対する無影響、測定精度面上等の面か
ら極めて有用となっている。
により対象物との相対速度を測定できる利点を有するた
め、航空機、車輛等移動体の対地速度測定に用いるほか
、特に各種工業プロセスにおいて有効となっており、例
えば、圧延機から押出されて来る圧延材の送出速度測定
、線材製造工程における線材走行速度の測定等において
は、測定対象物に対する無影響、測定精度面上等の面か
ら極めて有用となっている。
また、この種の装置において利用する光斑現象は、特に
レーザ光を用いたとき、その単−波長性、均−位相特性
等により顕著であるが、これは、対象面が鏡でない限り
、対象面構成素子の各々が反射光に関して相互に一定の
位相関係を有することが原因となっており、投射される
レーザ光が単一のビームであっても、反射光としては多
数に分割されたビームが得られ、この反射光をスクリー
ン等へ投影して観測すると、不規則な明暗の光斑を見る
ことができる。
レーザ光を用いたとき、その単−波長性、均−位相特性
等により顕著であるが、これは、対象面が鏡でない限り
、対象面構成素子の各々が反射光に関して相互に一定の
位相関係を有することが原因となっており、投射される
レーザ光が単一のビームであっても、反射光としては多
数に分割されたビームが得られ、この反射光をスクリー
ン等へ投影して観測すると、不規則な明暗の光斑を見る
ことができる。
第１図は、前述の現象を利用した速度測定装置の従来例
を示す構成図であり、矢印方向−・移動する移動体１と
対向してレーザ発振器２が設けられてお９、移動体１の
対象面１ａヘレーザ光を投射すると、前述のとおり対象
面１ａにおいて散乱反射され多数のビームへ分割された
反射光３が生じ、これの一部が入射光４として、レーザ
発振器２と共に設けられた遮光性ケース５の前面に固定
された格子状スリット６へ投影され、スリットを通過し
た透過光は、レンズ７により集光されたうえ、光電変換
素子８へ入射する。
を示す構成図であり、矢印方向−・移動する移動体１と
対向してレーザ発振器２が設けられてお９、移動体１の
対象面１ａヘレーザ光を投射すると、前述のとおり対象
面１ａにおいて散乱反射され多数のビームへ分割された
反射光３が生じ、これの一部が入射光４として、レーザ
発振器２と共に設けられた遮光性ケース５の前面に固定
された格子状スリット６へ投影され、スリットを通過し
た透過光は、レンズ７により集光されたうえ、光電変換
素子８へ入射する。
ただし、格子状スリット６のスリットおよび遮光部は、
移動体１の移動方向に対し直角に配列されていると共に
、スリットと遮光部との幅が等しく、かつ、スリット間
隔ｇがすべて均一となっている。
移動体１の移動方向に対し直角に配列されていると共に
、スリットと遮光部との幅が等しく、かつ、スリット間
隔ｇがすべて均一となっている。
まだ、入射光４は、多数のビームからなっているため、
格子状スリット６の表、面には多数の光斑によるパター
ンを生ずるが、移動体１の移動ＶＣ伴なってパターン内
の光斑も格子状スリット６を横切って移動し遂には消滅
する。
格子状スリット６の表、面には多数の光斑によるパター
ンを生ずるが、移動体１の移動ＶＣ伴なってパターン内
の光斑も格子状スリット６を横切って移動し遂には消滅
する。
ただし、移動体１の前進に伴なって逐次新しい光斑が生
じ、これを反復する。
じ、これを反復する。
しだがって、光斑の移動速度が移動体１の移動速度に比
例し、ており、これに基づいて移動体１との相対速度を
測定できるものとなる。
例し、ており、これに基づいて移動体１との相対速度を
測定できるものとなる。
すなわち、格子状スリット６の表面における光斑の移動
速度をＶＢ、相対速度をｖＯとすれば、次式の関係が成
立する。
速度をＶＢ、相対速度をｖＯとすれば、次式の関係が成
立する。
ＶＢ ＝ （１＋−）ＶＯｌｌＫ１ −拳
−−−（１）ただし、ａは対象面１ａと格子状スリット
６との距離、ｂはレーザ光の仮想投射点２ａと対象面１
ａとの距離、Ｋ１は条件に応じて定まる係数である。
−−−（１）ただし、ａは対象面１ａと格子状スリット
６との距離、ｂはレーザ光の仮想投射点２ａと対象面１
ａとの距離、Ｋ１は条件に応じて定まる係数である。
ここで、格子状スリット６の表面へ投影される一つの光
斑に注目すれば、その移動によってスリットおよび遮光
部が横切られ、スリットを介して光斑が断続的に光電変
換素子８へ入射するものとな抄、これの電気的出力は、
光斑の移動速度ＶＢに比例した周波数ｆｏの信号となる
ため、周波数ｆｏは次式により示される。
斑に注目すれば、その移動によってスリットおよび遮光
部が横切られ、スリットを介して光斑が断続的に光電変
換素子８へ入射するものとな抄、これの電気的出力は、
光斑の移動速度ＶＢに比例した周波数ｆｏの信号となる
ため、周波数ｆｏは次式により示される。
ＶＢ
ｆｏ ” ”Ｋ２ ＊＊ｅ＊
＊（２）ただし、ｇは上述のとおりスリット間隔、Ｋ２
は条件に応じて定まる係数である。
＊（２）ただし、ｇは上述のとおりスリット間隔、Ｋ２
は条件に応じて定まる係数である。
したがって、光電変換素子８の出力信号を周波数測定機
能を有する信号処理部９へ与え、ここにおいてｆｏを求
めたうえ、（１）式および（２）式から相対速度ＶＯを
求め、これの結果を表示部１０へ与えて表示させれば、
移動体１の移動速度を測定することかできる。
能を有する信号処理部９へ与え、ここにおいてｆｏを求
めたうえ、（１）式および（２）式から相対速度ＶＯを
求め、これの結果を表示部１０へ与えて表示させれば、
移動体１の移動速度を測定することかできる。
しかし、信号処理部９には、回路構成上取扱い得る周波
数範囲に制約があシ、移動体１の移動速度が広汎に変化
する場合、１台の装置によっては全速度範囲を正確に測
定することのできない欠点を生ずる。
数範囲に制約があシ、移動体１の移動速度が広汎に変化
する場合、１台の装置によっては全速度範囲を正確に測
定することのできない欠点を生ずる。
本発明は、従来のかかる欠点を根本的に解決する目的を
有し、入射する反射光を分岐し、各分岐光を個別の光電
変換素子により受光するものとしたうえ、各光電変換素
子の前・面側へスリット間隔の異なる格子状スリットを
各個に設けることにより、広汎な速度・範囲を正確に測
定できるものとした極めて効果的な、速度測定装置を提
供するものである。
有し、入射する反射光を分岐し、各分岐光を個別の光電
変換素子により受光するものとしたうえ、各光電変換素
子の前・面側へスリット間隔の異なる格子状スリットを
各個に設けることにより、広汎な速度・範囲を正確に測
定できるものとした極めて効果的な、速度測定装置を提
供するものである。
以下、実施例を示す第２図の構成図により本発明の詳細
な説明する。
な説明する。
第２図は第１図における受光側と対応する部分のみを示
し、第２図においては、遮光性のケース５中−＼ハーフ
ミラ−１１、第１および第２の格子状スリット１２，１
３、レンズ１４．１５ならびに、第１および第２０光電
変換素子１６．１７を収容しており、反射光３に基づく
入射光４は、ハーフミラ−１１により分岐され、分岐さ
れた一方の分岐光は、格子状スリット１２およびレンズ
１４を介して光電変換素子１６により受光されると共に
、分岐された他方の分岐光は、格子状スリット１３およ
びレンズ１５を介して光電変換素子１１により受光され
るものとなっている。
し、第２図においては、遮光性のケース５中−＼ハーフ
ミラ−１１、第１および第２の格子状スリット１２，１
３、レンズ１４．１５ならびに、第１および第２０光電
変換素子１６．１７を収容しており、反射光３に基づく
入射光４は、ハーフミラ−１１により分岐され、分岐さ
れた一方の分岐光は、格子状スリット１２およびレンズ
１４を介して光電変換素子１６により受光されると共に
、分岐された他方の分岐光は、格子状スリット１３およ
びレンズ１５を介して光電変換素子１１により受光され
るものとなっている。
ただし、格子状スリット１２のスリット間隔がｇｌとな
っているのに対し、格子状スリット１３のスリット間隔
はｇ２となっており、両者のスリット間隔ｇ、、ｇ２が
互いに異るものとなっている。
っているのに対し、格子状スリット１３のスリット間隔
はｇ２となっており、両者のスリット間隔ｇ、、ｇ２が
互いに異るものとなっている。
このため、この例ではｇｌ＞ｇ２ となっていること
により、同一の移動速度に対し、光電変換素子１６から
は低い周波数の出力信号が得られるのに比し、光電変換
素子１７からは高い周波数の出力信号が得られるものと
なり、低い移動速度においては光電変換素子１７の出力
信号を用い、高い移動速度においては光電変換素子１６
の出力信号を用いれば、信号処理部９においてほぼ同一
周波数範囲の信号を処理しながら、広範囲の速度を測定
することが自在となる。
により、同一の移動速度に対し、光電変換素子１６から
は低い周波数の出力信号が得られるのに比し、光電変換
素子１７からは高い周波数の出力信号が得られるものと
なり、低い移動速度においては光電変換素子１７の出力
信号を用い、高い移動速度においては光電変換素子１６
の出力信号を用いれば、信号処理部９においてほぼ同一
周波数範囲の信号を処理しながら、広範囲の速度を測定
することが自在となる。
ただし、状況によっては、ｇｌ＜ｇ２ としてもよく
、格子状スリン）１２．１３とほぼ同面積の光電変換素
子１６．１７を用いれば、レンズ１４゜１５を省略して
も同様であり、レーザ発振器２の代９に他の光源を用い
てもよい等、本発明は種々の変形が自在でおる。
、格子状スリン）１２．１３とほぼ同面積の光電変換素
子１６．１７を用いれば、レンズ１４゜１５を省略して
も同様であり、レーザ発振器２の代９に他の光源を用い
てもよい等、本発明は種々の変形が自在でおる。
以上の説明により明らかなとおり本発明によれば、１台
の装置によって広範囲な速度の測定が実現するため、各
種の用途における速度測定において顕著な効果が得られ
る。
の装置によって広範囲な速度の測定が実現するため、各
種の用途における速度測定において顕著な効果が得られ
る。
第１図は従来例を示す構成図、第２図は本発明の実施例
を示す構成図である。 １＠＠１１８移動体、１ａ−働−・対象面、２−・・・
レーザ発振器、３・拳・・反射光、４・・・・入射光、
１１１１−・・ハーフミラ−１１２゜ｉ３＠＊＠＠格子
状スリット、１６．１７−−−・光電変換素子、ｇｌ、
ｇ２・・・・スリット間隔。 特許出願人 株式会社小 糸 製作所代理人 山川政
樹（ほか１名）
を示す構成図である。 １＠＠１１８移動体、１ａ−働−・対象面、２−・・・
レーザ発振器、３・拳・・反射光、４・・・・入射光、
１１１１−・・ハーフミラ−１１２゜ｉ３＠＊＠＠格子
状スリット、１６．１７−−−・光電変換素子、ｇｌ、
ｇ２・・・・スリット間隔。 特許出願人 株式会社小 糸 製作所代理人 山川政
樹（ほか１名）
Claims (1)
- 光線を対象面へ投射し、該対象面からの反射光を格子状
スリットを介して光電変換素子により受光し、該光電変
換素子の電気的出力に基づき前記対象面との相対速度を
測定する装置において、前記反射光を分岐するノ・−フ
ミラーと、該ノ・−７ミラーにより分岐された一方の分
岐光を受光する第１の光電変換素子と、前記ハーフミラ
−により分岐された他方の分岐光を受光する第２の光電
変換素子と、前記第１の光電変換素子の前面側へ設けら
れた第１の格子状スリットと、前記第２の光電変換素子
の前面側へ設けられかつ前記第１の格子状スリットとス
リット間隔の異なる第２の格子状スリットとを設けたこ
とを特徴とする速度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11936082A JPS5910854A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11936082A JPS5910854A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 速度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5910854A true JPS5910854A (ja) | 1984-01-20 |
Family
ID=14759562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11936082A Pending JPS5910854A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 速度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910854A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62207514A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-11 | Nissan Motor Co Ltd | 円筒管の製造方法 |
| JPS62162667U (ja) * | 1986-04-02 | 1987-10-16 | ||
| JPS6382364A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-13 | Kowa Co | 運動測定装置 |
-
1982
- 1982-07-09 JP JP11936082A patent/JPS5910854A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62207514A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-11 | Nissan Motor Co Ltd | 円筒管の製造方法 |
| JPS62162667U (ja) * | 1986-04-02 | 1987-10-16 | ||
| JPS6382364A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-13 | Kowa Co | 運動測定装置 |
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