JPH0452559A

JPH0452559A - 空間フィルタ式速度計測装置

Info

Publication number: JPH0452559A
Application number: JP2163420A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Miyazaki; 秀徳宮崎; Hiroshi Kitajima; 博史北島
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1990-06-20
Filing date: 1990-06-20
Publication date: 1992-02-20
Also published as: US5212535A

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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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。

［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。

［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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims

【特許請求の範囲】

（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。