JPH0452559A - 空間フィルタ式速度計測装置 - Google Patents
空間フィルタ式速度計測装置Info
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- JPH0452559A JPH0452559A JP2163420A JP16342090A JPH0452559A JP H0452559 A JPH0452559 A JP H0452559A JP 2163420 A JP2163420 A JP 2163420A JP 16342090 A JP16342090 A JP 16342090A JP H0452559 A JPH0452559 A JP H0452559A
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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
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (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】
[産業上の利用分野]
本発明は、空間フィルタの原理を用いた速度計測装置に
関する。例えば、この速度計測装置は、車載形の完全非
接触車速計等として用いられるものである。
関する。例えば、この速度計測装置は、車載形の完全非
接触車速計等として用いられるものである。
[背景技術]
第5図に、空間フィルタ式速度計測装置の構造を示すC
オーム社「エレクトロニクス」昭和59年1月号、73
頁〜76頁)。空間フィルタ式速度計測装置21は、ホ
ルダー22に固定された投光器1と受光器2を有してお
り、投光器1の光出射側及び受光器2の光入射側を路面
5に向けて自動車等に取り付けられる。投光器1は、凹
面反射鏡23、ランプ24及び非球面レンズ25をケー
ス26内に納めたものであり、ランプ24から放射され
た光及び凹面反射鏡23で反射された光を非球面レンズ
25を通して路面5へ照射させるようになっている。ま
た、受光器2は、対物レンズ27、スリット28、受光
素子29及びプリアンプ30をケース31内に納めたも
のであり、路面5で反射した光を対物レンズ27で収束
させ、スリット28を通過した光を受光素子29の上に
結・像させる。受光素子29(差動形空間フィルタ検出
器)は、第6図に示すように、基板32の表面に櫛型構
造をした電極33.34を形成したものであり、路面5
上の表面模様は、この受光素子29上に結像される。さ
らに、自動車が移動すると、受光素子29上で光の反射
ムラが移動し、光電流変化が発生する。この時、格子ピ
ッチにあった反射ムラ(間隔Δ)は、一対の電極33.
34にそれぞれ半波長ずれた大きな光電流変化を生じさ
せるので、△の間隔の州別的な反射ムラのみが受光素子
29によって取り出される。
オーム社「エレクトロニクス」昭和59年1月号、73
頁〜76頁)。空間フィルタ式速度計測装置21は、ホ
ルダー22に固定された投光器1と受光器2を有してお
り、投光器1の光出射側及び受光器2の光入射側を路面
5に向けて自動車等に取り付けられる。投光器1は、凹
面反射鏡23、ランプ24及び非球面レンズ25をケー
ス26内に納めたものであり、ランプ24から放射され
た光及び凹面反射鏡23で反射された光を非球面レンズ
25を通して路面5へ照射させるようになっている。ま
た、受光器2は、対物レンズ27、スリット28、受光
素子29及びプリアンプ30をケース31内に納めたも
のであり、路面5で反射した光を対物レンズ27で収束
させ、スリット28を通過した光を受光素子29の上に
結・像させる。受光素子29(差動形空間フィルタ検出
器)は、第6図に示すように、基板32の表面に櫛型構
造をした電極33.34を形成したものであり、路面5
上の表面模様は、この受光素子29上に結像される。さ
らに、自動車が移動すると、受光素子29上で光の反射
ムラが移動し、光電流変化が発生する。この時、格子ピ
ッチにあった反射ムラ(間隔Δ)は、一対の電極33.
34にそれぞれ半波長ずれた大きな光電流変化を生じさ
せるので、△の間隔の州別的な反射ムラのみが受光素子
29によって取り出される。
路面等には、小石、砂、アヌフアルトなどの1mm〜数
cmの種々の大ぎさの粒子やタイヤ跡による不妓則な模
様が含まれており、反射ムラ(色ムラ、凹凸ムラなど)
を形成している。空間フィルタ式速度計測装置21は、
これらの不妓則な模様からΔ(=約2 、3 mm)の
間隔で整然と並んでいる成分だけを受光素子29によっ
て取り出し、それによって発生する反射光量の変動を電
気信号に変換し、速度計本体(図示せず)に送る。速度
計本体では、この信号をバンドパス・フィルタに通して
波形成形し、パルス列に変換して計測する。この信号は
、Δの間隔の反射ムラから生じたものであるから、1秒
間相当のパルスの計数値に値△を掛けることにより速度
を求めることができる。
cmの種々の大ぎさの粒子やタイヤ跡による不妓則な模
様が含まれており、反射ムラ(色ムラ、凹凸ムラなど)
を形成している。空間フィルタ式速度計測装置21は、
これらの不妓則な模様からΔ(=約2 、3 mm)の
間隔で整然と並んでいる成分だけを受光素子29によっ
て取り出し、それによって発生する反射光量の変動を電
気信号に変換し、速度計本体(図示せず)に送る。速度
計本体では、この信号をバンドパス・フィルタに通して
波形成形し、パルス列に変換して計測する。この信号は
、Δの間隔の反射ムラから生じたものであるから、1秒
間相当のパルスの計数値に値△を掛けることにより速度
を求めることができる。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記のような構造の空間フィルタ式速度
計測装置にあっては、対路面車載速度計などとして用い
る場合には、問題があった。
計測装置にあっては、対路面車載速度計などとして用い
る場合には、問題があった。
すなわち、路面に水溜まり等があると、投光器から出射
された光の大部分が水溜まりの表面で鏡面反射し、水溜
まりで反射した光線を受光素子に結像してしまうため、
水溜まりの底の路面がらの反射ムラを検出することがで
きず、正確な速度を計測することができなかフた。特に
、雨天の日などには、速度計測が困難であった。
された光の大部分が水溜まりの表面で鏡面反射し、水溜
まりで反射した光線を受光素子に結像してしまうため、
水溜まりの底の路面がらの反射ムラを検出することがで
きず、正確な速度を計測することができなかフた。特に
、雨天の日などには、速度計測が困難であった。
本発明は斜上の従来例の欠点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、路面等に水溜まりやガラ
ス片等の鏡面反射物があっても、正確に速度を検出する
ことができる空間フィルタ式速度計測装置を提供するこ
とにある。
り、その目的とするところは、路面等に水溜まりやガラ
ス片等の鏡面反射物があっても、正確に速度を検出する
ことができる空間フィルタ式速度計測装置を提供するこ
とにある。
[課題を解決するための手段]
本発明の空間フィルタ式速度計測装置は、路面等の相対
移動物に光を照射する投光器と、前記相対移動物からの
反射光を検出する受光器とを備え、空間フィルタの原理
を用いて速度計測する装置において、前記投光器の光出
射位置に第一の偏光素子を配設し、前記投光器から出射
し前記相対移動物で反射して前記受光器に入射する光線
の光路に沿って見た偏光方向が第一の偏光素子の偏光方
向と直交するようにして、前記受光器の光入射位置に第
二の偏光素子を配設したことを特徴としている。
移動物に光を照射する投光器と、前記相対移動物からの
反射光を検出する受光器とを備え、空間フィルタの原理
を用いて速度計測する装置において、前記投光器の光出
射位置に第一の偏光素子を配設し、前記投光器から出射
し前記相対移動物で反射して前記受光器に入射する光線
の光路に沿って見た偏光方向が第一の偏光素子の偏光方
向と直交するようにして、前記受光器の光入射位置に第
二の偏光素子を配設したことを特徴としている。
[作用]
本発明にあっては、投光器の光出射位置に第一の偏光素
子を配設しであるので、投光器から出た光(無偏光)は
偏光素子で直線偏光に変換され、路面側へ出射される。
子を配設しであるので、投光器から出た光(無偏光)は
偏光素子で直線偏光に変換され、路面側へ出射される。
路面に水溜まり等があった場合には、水溜まりの表面で
は、投光器から出射された光線は鏡面反射され、偏光状
態を保存されるため、第二の偏光素子から受光器へ入射
せず、受光器で検出されない。これに対し、水溜まりを
透過して路面で反射した光線は、乱反射のために無偏光
状態となり、その一部は第二の偏光素子から受光器へ入
射させられ、受光器で結像される。
は、投光器から出射された光線は鏡面反射され、偏光状
態を保存されるため、第二の偏光素子から受光器へ入射
せず、受光器で検出されない。これに対し、水溜まりを
透過して路面で反射した光線は、乱反射のために無偏光
状態となり、その一部は第二の偏光素子から受光器へ入
射させられ、受光器で結像される。
したがって、路面が水溜まり等により鏡面反射する状態
となっていても、水溜まり等による鏡面反射成分をカッ
トすることができ、路面がらの反射光のみを結像させて
正確な速度計測を行なわせることができる。
となっていても、水溜まり等による鏡面反射成分をカッ
トすることができ、路面がらの反射光のみを結像させて
正確な速度計測を行なわせることができる。
[実施例]
以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。
第1図に、本発明の〜実施例の概略図を示す。
1は投光器、2は受光器であって、いずれも既に説明し
たもの(第5図)と同様な構造を有している。投光器1
の光出射窓もしくはその前面には、偏光用の偏光板3が
設けられており、受光器2の光入射窓もしくはその前面
には、検光用の偏光板4が設けられており、両偏光板3
,4の偏光方向は、互いに直交している。すなわち、投
光器lがら出射し、路面5等で反射し、受光器2へ入射
する光線6a、6bの光路を追跡した時、光線8a。
たもの(第5図)と同様な構造を有している。投光器1
の光出射窓もしくはその前面には、偏光用の偏光板3が
設けられており、受光器2の光入射窓もしくはその前面
には、検光用の偏光板4が設けられており、両偏光板3
,4の偏光方向は、互いに直交している。すなわち、投
光器lがら出射し、路面5等で反射し、受光器2へ入射
する光線6a、6bの光路を追跡した時、光線8a。
6bから見た一方の偏光板3の偏光方向αと他方の偏光
板4の偏光方向βとが直交するようになっている。例え
ば、第1図に示すように、偏光板3の偏光方向αは、出
射光線6aと反射光線6bを含む面と平行な方向(第1
図の紙面と平行な方向)を向いており、偏光板4の偏光
方向βは、出射光線6aと反射光線6bを含む面と垂直
な方向(第1図の紙面と垂直な方向)を向いている。
板4の偏光方向βとが直交するようになっている。例え
ば、第1図に示すように、偏光板3の偏光方向αは、出
射光線6aと反射光線6bを含む面と平行な方向(第1
図の紙面と平行な方向)を向いており、偏光板4の偏光
方向βは、出射光線6aと反射光線6bを含む面と垂直
な方向(第1図の紙面と垂直な方向)を向いている。
しかして、投光器1から出射された無偏光の光線6aは
、偏光板3を通過することによってα方向の直線偏光に
変換される。ここで、投光器1及び受光器2に対向する
路面5の表面に水溜まり7があった場合には、水溜まり
7の表面で鏡面反射された光線6bは、偏光方向を保存
され、β方向と直角な方向の偏光として反射される。し
たがって、水溜まり7の表面で鏡面反射された光線は、
偏光板4によって完全にカットされ、受光器2内に入射
して受光素子に結像されない。これに対し、水溜まり7
を通過して水溜まり7の底の路面5で反射された光線6
bは、乱反射のために無偏光状態に戻り、偏光していな
い光線として偏光板4側へ反射される。したがって、路
面5で反射した光線6bの一部は、偏光板4を通過でき
、受光器2内に入射して受光素子に結像される。
、偏光板3を通過することによってα方向の直線偏光に
変換される。ここで、投光器1及び受光器2に対向する
路面5の表面に水溜まり7があった場合には、水溜まり
7の表面で鏡面反射された光線6bは、偏光方向を保存
され、β方向と直角な方向の偏光として反射される。し
たがって、水溜まり7の表面で鏡面反射された光線は、
偏光板4によって完全にカットされ、受光器2内に入射
して受光素子に結像されない。これに対し、水溜まり7
を通過して水溜まり7の底の路面5で反射された光線6
bは、乱反射のために無偏光状態に戻り、偏光していな
い光線として偏光板4側へ反射される。したがって、路
面5で反射した光線6bの一部は、偏光板4を通過でき
、受光器2内に入射して受光素子に結像される。
よって、路面5に水溜まり7がある場合にも、水溜まり
7の表面で反射した鏡面反射成分をカットし、路面5で
反射された光線だけを結像させることができ、正確な速
度計測を行なうことができる。
7の表面で反射した鏡面反射成分をカットし、路面5で
反射された光線だけを結像させることができ、正確な速
度計測を行なうことができる。
第2図に示すものは、偏光素子として偏光ビームスプリ
ッタ13.14を用いた実施例である。
ッタ13.14を用いた実施例である。
偏光ビームスプリッタは、複屈折性結晶を用いて入射光
線を偏光方向が直交する2つの偏光に分離させるニコル
のプリズム等の光学素子であり、例えば入射光線のうち
異常光線e(直線偏光)は結晶の接合面を透過してほぼ
真っ直ぐに進み、常光線0(直線偏光)は結晶の接合面
で反射し、略直角に進路を曲げて出て行く。この実施例
では、投光器1と偏光ビームスプリッタ13を路面5に
向けて直線状に配置し、受光器2を路面5と偏光ビーム
スプリッタ14を結ぶ方向に対して略直角方向に配置し
である。しかも、両偏光ビームスプリッタ13.14は
、それぞれの入射光線から見れば結晶の光軸が一致する
ように配置されており、偏光ビームヌプリッタ14では
、偏光ビームスプリッタ13を透過した偏光と直交する
方向の偏光が反射されて受光器2へ入射するようになっ
ている。
線を偏光方向が直交する2つの偏光に分離させるニコル
のプリズム等の光学素子であり、例えば入射光線のうち
異常光線e(直線偏光)は結晶の接合面を透過してほぼ
真っ直ぐに進み、常光線0(直線偏光)は結晶の接合面
で反射し、略直角に進路を曲げて出て行く。この実施例
では、投光器1と偏光ビームスプリッタ13を路面5に
向けて直線状に配置し、受光器2を路面5と偏光ビーム
スプリッタ14を結ぶ方向に対して略直角方向に配置し
である。しかも、両偏光ビームスプリッタ13.14は
、それぞれの入射光線から見れば結晶の光軸が一致する
ように配置されており、偏光ビームヌプリッタ14では
、偏光ビームスプリッタ13を透過した偏光と直交する
方向の偏光が反射されて受光器2へ入射するようになっ
ている。
しかして、この実施例では、投光器1から出射された光
線のうち異常光線e、のみが偏光ビームスプリッタ13
をほぼ直進し、路面5へ照射される。この時、路面5の
水溜まり7で鏡面反射した反射光6bは、偏光状態を変
えることなく反射する。この反射光6bは、第二の偏光
ビームスプリッタ14でも異常光線e2となるので、は
ぼ直進し、受光器2へは入射されない。これに対し、偏
光ビームスプリッタ13を透過した異常光線e1が路面
5で乱反射すると、無偏光状態に戻るので、反射光6b
が偏光ビームスプリッタ14に入射すると、異常光線e
2はほぼ直進するが、常光線o2は略直角に反射されて
受光器2に入射し、受光素子で結像される。
線のうち異常光線e、のみが偏光ビームスプリッタ13
をほぼ直進し、路面5へ照射される。この時、路面5の
水溜まり7で鏡面反射した反射光6bは、偏光状態を変
えることなく反射する。この反射光6bは、第二の偏光
ビームスプリッタ14でも異常光線e2となるので、は
ぼ直進し、受光器2へは入射されない。これに対し、偏
光ビームスプリッタ13を透過した異常光線e1が路面
5で乱反射すると、無偏光状態に戻るので、反射光6b
が偏光ビームスプリッタ14に入射すると、異常光線e
2はほぼ直進するが、常光線o2は略直角に反射されて
受光器2に入射し、受光素子で結像される。
したがって、この実施例でも、水溜まり7等で鏡面反射
された鏡面反射成分をカットすることができる。
された鏡面反射成分をカットすることができる。
また、このように偏光ビームスプリッタを用いる場合に
は、偏光ビームスプリッタの設置方向を変えることによ
り、投光器や受光器の配置を変えることができる。
は、偏光ビームスプリッタの設置方向を変えることによ
り、投光器や受光器の配置を変えることができる。
すなわち、第3図は、偏光ビームスプリッタ13及び1
4の結晶の光軸の方向を一致させて配置し、投光器1か
ら出射した光線6aを偏光ビームスプリッタ13で反射
させて路面5へ照射させ、偏光ビームスプリッタ13か
ら出射された偏光と直交する偏光(反射光6b)がほぼ
直進して受光器2に入射するようにしたものである。し
かして、偏光ビームスプリッタ13では、常光線01だ
けが反射して路面5側へ出射される。これが水溜まり7
で鏡面反射され、偏光方向を保存されて偏光ビームスプ
リッタ14に入ると、この反射光線6b(常光線0+)
は偏光ビームスプリッタ14でも常光線02となるので
反射し、受光器2内で結像されない。これに対し、路面
5で反射されて無偏光状態となった反射光6bの場合に
は、常光線o2は反射されるが、異常光線e2はほぼ直
進して受光器2内で結像される。
4の結晶の光軸の方向を一致させて配置し、投光器1か
ら出射した光線6aを偏光ビームスプリッタ13で反射
させて路面5へ照射させ、偏光ビームスプリッタ13か
ら出射された偏光と直交する偏光(反射光6b)がほぼ
直進して受光器2に入射するようにしたものである。し
かして、偏光ビームスプリッタ13では、常光線01だ
けが反射して路面5側へ出射される。これが水溜まり7
で鏡面反射され、偏光方向を保存されて偏光ビームスプ
リッタ14に入ると、この反射光線6b(常光線0+)
は偏光ビームスプリッタ14でも常光線02となるので
反射し、受光器2内で結像されない。これに対し、路面
5で反射されて無偏光状態となった反射光6bの場合に
は、常光線o2は反射されるが、異常光線e2はほぼ直
進して受光器2内で結像される。
また、第4図(a) (b)は、偏光ビームスプリッタ
14の光軸の方向を偏光ビームスプリッタ13の光軸の
方向に対して90度回転させて配置し、投光器から出射
した光線を偏光ビームスプリッタ13でほぼ直進させて
路面5へ照射させ、偏光ビームスプリッタ13から出射
された偏光と直交する偏光(反射光6b)がほぼ直進し
て受光器2に入射するようにしたものである。しかして
、偏光ビームスプリッタ13では、異常光線e、だけが
ほぼ直進して路面5側へ出射される。これが水溜まり7
で鏡面反射され、偏光方向を保存されて偏光ビームスプ
リッタ14に入ると、この反射光線θb(異常光線e+
)は偏光ビームスプリッタ14では常光線o2となるの
で反射し、受光器2内で結像されない。これに対し、路
面5で反射されて無偏光状態となった反射光6bの場合
には、常光線o2は反射されるが、異常光線e2はほぼ
直進して受光器2内で結像される。
14の光軸の方向を偏光ビームスプリッタ13の光軸の
方向に対して90度回転させて配置し、投光器から出射
した光線を偏光ビームスプリッタ13でほぼ直進させて
路面5へ照射させ、偏光ビームスプリッタ13から出射
された偏光と直交する偏光(反射光6b)がほぼ直進し
て受光器2に入射するようにしたものである。しかして
、偏光ビームスプリッタ13では、異常光線e、だけが
ほぼ直進して路面5側へ出射される。これが水溜まり7
で鏡面反射され、偏光方向を保存されて偏光ビームスプ
リッタ14に入ると、この反射光線θb(異常光線e+
)は偏光ビームスプリッタ14では常光線o2となるの
で反射し、受光器2内で結像されない。これに対し、路
面5で反射されて無偏光状態となった反射光6bの場合
には、常光線o2は反射されるが、異常光線e2はほぼ
直進して受光器2内で結像される。
なお、本発明は上記偏光板や偏光ビーム2プリツタ以外
の種々の偏光素子を用いて構成することができる。また
、偏光側と検光側とで、異なる種類の偏光素子を用いる
ことも可能である。
の種々の偏光素子を用いて構成することができる。また
、偏光側と検光側とで、異なる種類の偏光素子を用いる
ことも可能である。
[発明の効果]
本発明によれば、路面が水溜まり等により鏡面反射する
状態となっていても、水溜まり等による鏡面反射成分を
カットすることができ、路面からの反射光のみを結像さ
せて正確な速度計測を行なわせることかできる。
状態となっていても、水溜まり等による鏡面反射成分を
カットすることができ、路面からの反射光のみを結像さ
せて正確な速度計測を行なわせることかできる。
したがって、雨天等の悪条件下でも、空間フィルタ式速
度計測装置により自動車等の速度を正確に計測させるこ
とができる。
度計測装置により自動車等の速度を正確に計測させるこ
とができる。
第1図は本発明の一実施例を示す概略図、第2図は本発
明の別な実施例を示す概略図、第3図は本発明のさらに
別な実施例を示す概略図、第4図(a)は本発明のさら
に別な実施例を示す概略図、第4図(b)は第4図(a
)の受光器及び偏光ビームスプリッタのP矢視図、第5
図は空間フィルタ式速度計測装置の構造を示す断面図、
第6図は同上の受光素子の構造を示す斜視図である。 1・・・投光器 2・・・受光器 3.4・・・偏光板
明の別な実施例を示す概略図、第3図は本発明のさらに
別な実施例を示す概略図、第4図(a)は本発明のさら
に別な実施例を示す概略図、第4図(b)は第4図(a
)の受光器及び偏光ビームスプリッタのP矢視図、第5
図は空間フィルタ式速度計測装置の構造を示す断面図、
第6図は同上の受光素子の構造を示す斜視図である。 1・・・投光器 2・・・受光器 3.4・・・偏光板
Claims (1)
- (1)路面等の相対移動物に光を照射する投光器と、前
記相対移動物からの反射光を検出する受光器とを備え、
空間フイルタの原理を用いて速度計測する装置において
、 前記投光器の光出射位置に第一の偏光素子を配設し、前
記投光器から出射し前記相対移動物で反射して前記受光
器に入射する光線の光路に沿って見た偏光方向が第一の
偏光素子の偏光方向と直交するようにして、前記受光器
の光入射位置に第二の偏光素子を配設したことを特徴と
する空間フィルタ式速度計測装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2163420A JPH0452559A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 空間フィルタ式速度計測装置 |
US07/716,809 US5212535A (en) | 1990-06-20 | 1991-06-19 | Spatial filter type speed measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2163420A JPH0452559A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 空間フィルタ式速度計測装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0452559A true JPH0452559A (ja) | 1992-02-20 |
Family
ID=15773563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2163420A Pending JPH0452559A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 空間フィルタ式速度計測装置 |
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US (1) | US5212535A (ja) |
JP (1) | JPH0452559A (ja) |
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1991
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Also Published As
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