JPS6238365A - レ−ザ速度測定装置 - Google Patents
レ−ザ速度測定装置Info
- Publication number
- JPS6238365A JPS6238365A JP17843585A JP17843585A JPS6238365A JP S6238365 A JPS6238365 A JP S6238365A JP 17843585 A JP17843585 A JP 17843585A JP 17843585 A JP17843585 A JP 17843585A JP S6238365 A JPS6238365 A JP S6238365A
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- Japan
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- laser
- reflected
- velocity
- laser beam
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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】
〔発明の分野〕
本発明はレーザビームを用いたレーザ速度測定装置に関
し、いわゆるデュアルビームモードのレーザ速度測定装
置に関するものである。
し、いわゆるデュアルビームモードのレーザ速度測定装
置に関するものである。
従来より可干渉性及び単色性に優れたレーザ光の特徴に
着目してレーザ光を用いて粒子速度を測定する装置が提
案され、近年デュアルビームによるレーザ速度計が広く
用いられている。デュアルビームモードのレーザ速度計
は同一の偏波面を有するレーザビームを一点で交叉させ
て干渉縞を形成し、交叉領域を被測定物体が通過すると
きに生じる散乱光が干渉縞に対応した周期的な強度変化
を有することから物体の速度を測定するものである。と
ころでこのようなレーザ速度測定装置では、測定対象が
平面である場合には二本のレーザビームをその測定対象
の面に垂直に照射し検知面に沿った干渉縞を形成させる
必要があるが、光学系をこのように正しく設定すること
は困難であり、正しく設定されているか判断しに＜＜、
光学系の調整に手間がかかるという欠点があった。
着目してレーザ光を用いて粒子速度を測定する装置が提
案され、近年デュアルビームによるレーザ速度計が広く
用いられている。デュアルビームモードのレーザ速度計
は同一の偏波面を有するレーザビームを一点で交叉させ
て干渉縞を形成し、交叉領域を被測定物体が通過すると
きに生じる散乱光が干渉縞に対応した周期的な強度変化
を有することから物体の速度を測定するものである。と
ころでこのようなレーザ速度測定装置では、測定対象が
平面である場合には二本のレーザビームをその測定対象
の面に垂直に照射し検知面に沿った干渉縞を形成させる
必要があるが、光学系をこのように正しく設定すること
は困難であり、正しく設定されているか判断しに＜＜、
光学系の調整に手間がかかるという欠点があった。
本発明はこのような従来のレーザ速度測定装置の問題点
を解消するものであって、測定面に照射したレーザ光の
反射光に基づいて光学系と被測定物体との相対的な位置
を調整することによって、二本のレーザビームと測定面
との角度を正確に一致させることができる速度測定装置
を提供するものである。
を解消するものであって、測定面に照射したレーザ光の
反射光に基づいて光学系と被測定物体との相対的な位置
を調整することによって、二本のレーザビームと測定面
との角度を正確に一致させることができる速度測定装置
を提供するものである。
本発明はレーザ光源と、レーザ光を二本のレーザビーム
に分離するビームスプリッタと、該二本のレーザビーム
を集束させる集束レンズとを有し、デュアルビームモー
ドにより散乱光の強度変化の周波数に基づいて速度を測
定するレーザ速度測定装置であって、レーザビームの通
過経路に挿入されレーザビームを透過させると共に、該
二本のレーザビームの反射光を夫々分離する第１．第２
の光学手段と、第１．第２の光学手段の反射光出力を夫
々その光強度に対応した電気信号に変換する第１．第２
の光電変換器と、第１．第２の光電変換器の出力差を増
幅する差動増幅器と、差動増幅器の出力を表示する表示
部と、を具備することを特徴とするものである。
に分離するビームスプリッタと、該二本のレーザビーム
を集束させる集束レンズとを有し、デュアルビームモー
ドにより散乱光の強度変化の周波数に基づいて速度を測
定するレーザ速度測定装置であって、レーザビームの通
過経路に挿入されレーザビームを透過させると共に、該
二本のレーザビームの反射光を夫々分離する第１．第２
の光学手段と、第１．第２の光学手段の反射光出力を夫
々その光強度に対応した電気信号に変換する第１．第２
の光電変換器と、第１．第２の光電変換器の出力差を増
幅する差動増幅器と、差動増幅器の出力を表示する表示
部と、を具備することを特徴とするものである。
このように本発明による光学系の調整装置は、デュアル
ビームモードによるレーザ速度測定装置に容易に付加す
ることができる。本発明によれば二本のレーザビームの
反射光の強度差が常に表示部によって表示されるため、
その指示値が小さくなるように光学系の配置及び被測定
物の位置の調整をすることができる。そうしてその指示
値が零となれば二本のレーザビームの交叉領域、即ち干
渉縞が形成される領域に被測定物が位置し、且つ二本の
レーザビームと被測定物の表面とが正確に垂直になるよ
うな位置にあることが知られる。従ってこのような位置
調整を行った後デュアルビームモードで被測定物の速度
を測定すれば、正確な測定が可能となる。
ビームモードによるレーザ速度測定装置に容易に付加す
ることができる。本発明によれば二本のレーザビームの
反射光の強度差が常に表示部によって表示されるため、
その指示値が小さくなるように光学系の配置及び被測定
物の位置の調整をすることができる。そうしてその指示
値が零となれば二本のレーザビームの交叉領域、即ち干
渉縞が形成される領域に被測定物が位置し、且つ二本の
レーザビームと被測定物の表面とが正確に垂直になるよ
うな位置にあることが知られる。従ってこのような位置
調整を行った後デュアルビームモードで被測定物の速度
を測定すれば、正確な測定が可能となる。
第１図は本発明によるレーザ速度測定装置の一実施例を
示すブロック図である。本図においてレーザ光源１は単
一周波数のレーザ光源とし、レーザ出力をビームスプリ
ンタ２に与える。ビームスプリッタ２はレーザ光を信号
強度と偏光面の等しい二本の平行なレーザビームに分離
するものであって、それらのレーザビームは集束レンズ
３に与えられる。ビームスプリッタ２と集束レンズ３と
の間にはビームスプリッタ２がら集束レンズ３に向かう
レーザビームを透過させるハーフミラ−４゜５が設けら
れている。そして集束レンズ３の焦点位置には速度を検
知すべき物体の壁面が二本のレーザビームに垂直となる
ように速度測定装置の光学系と被測定物体６とを配置す
るものとする。ビームスプリッタ２と集束レンズ３との
間の二つのレーザビームの間には散乱光を反射させる反
射鏡７が設けられる。そして反射鏡７を介して集束レン
ズ３と対向する位置には散乱光を集光する集光レンズ８
が設けられ、集光レンズ８のの焦点位置には光電変換器
９が設けられる。光電変換器９は散乱光を電気信号に変
換するものであって、例えばアバランシェ型のフォトダ
イオード等から成り、光電変換した電気信号を信号処理
装置１ｏに与える。信号処理装置１０は光電変換器９の
出力信号の周波数を測定することによって被測定物体６
の速度を求めて出力するものである。さて本発明ではビ
ームスプリッタ２と集束レンズ３との間に設けられたハ
ーフミラ−４，５の反射光を受光する位置に、更に二つ
の光電変換器１１．１２を設ける。光電変換器１１．１
２は反射光強度のレベルを検知するものであって、その
出力は直流信号として差動増幅器１３に与えられる。差
動増幅器１３はこれらの出力レベルの電位差を増幅して
その増幅出力を電圧計１４に与えるものである。
示すブロック図である。本図においてレーザ光源１は単
一周波数のレーザ光源とし、レーザ出力をビームスプリ
ンタ２に与える。ビームスプリッタ２はレーザ光を信号
強度と偏光面の等しい二本の平行なレーザビームに分離
するものであって、それらのレーザビームは集束レンズ
３に与えられる。ビームスプリッタ２と集束レンズ３と
の間にはビームスプリッタ２がら集束レンズ３に向かう
レーザビームを透過させるハーフミラ−４゜５が設けら
れている。そして集束レンズ３の焦点位置には速度を検
知すべき物体の壁面が二本のレーザビームに垂直となる
ように速度測定装置の光学系と被測定物体６とを配置す
るものとする。ビームスプリッタ２と集束レンズ３との
間の二つのレーザビームの間には散乱光を反射させる反
射鏡７が設けられる。そして反射鏡７を介して集束レン
ズ３と対向する位置には散乱光を集光する集光レンズ８
が設けられ、集光レンズ８のの焦点位置には光電変換器
９が設けられる。光電変換器９は散乱光を電気信号に変
換するものであって、例えばアバランシェ型のフォトダ
イオード等から成り、光電変換した電気信号を信号処理
装置１ｏに与える。信号処理装置１０は光電変換器９の
出力信号の周波数を測定することによって被測定物体６
の速度を求めて出力するものである。さて本発明ではビ
ームスプリッタ２と集束レンズ３との間に設けられたハ
ーフミラ−４，５の反射光を受光する位置に、更に二つ
の光電変換器１１．１２を設ける。光電変換器１１．１
２は反射光強度のレベルを検知するものであって、その
出力は直流信号として差動増幅器１３に与えられる。差
動増幅器１３はこれらの出力レベルの電位差を増幅して
その増幅出力を電圧計１４に与えるものである。
次に本実施例のレーザ速度測定装置の動作について説明
する。レーザ光源１より発振したレーザ光はビームスプ
リッタ２によって二本の平行なレーザビーム２０．２１
に分離され、それらが集束レンズ３を介して被測定物体
６の表面に照射される。ここで被測定物体６の表面が平
坦である場合には一方のレーザビーム２０の反射光はそ
の表面と成す角度に等しい角度で反射し、再び集束レン
ズ３に与えられる。同様にして他方のレーザビーム２１
は集束レンズ３を通って被測定物体６に与えられ、その
反射光が再び集束レンズ３に伝わる。
する。レーザ光源１より発振したレーザ光はビームスプ
リッタ２によって二本の平行なレーザビーム２０．２１
に分離され、それらが集束レンズ３を介して被測定物体
６の表面に照射される。ここで被測定物体６の表面が平
坦である場合には一方のレーザビーム２０の反射光はそ
の表面と成す角度に等しい角度で反射し、再び集束レン
ズ３に与えられる。同様にして他方のレーザビーム２１
は集束レンズ３を通って被測定物体６に与えられ、その
反射光が再び集束レンズ３に伝わる。
ここでレーザビーム２０と被測定物体６との表面のなす
角を図示のように０１とすると、その反射光と被測定物
体６とのなす角度もθ１に等しい。
角を図示のように０１とすると、その反射光と被測定物
体６とのなす角度もθ１に等しい。
同様にレーザビーム２１と被測定物体６の表面とのなす
角度を０２とすると、その反射光と被測定物体６とのな
す角度もθ２に等しい。ハーフミラ−４，５はこれらの
反射光を夫々光電変換器１１゜１２に与える。光電変換
器１１．１２からは反射光強度に対応したレベルの信号
が得られ、その直流出力が差動増幅器１３によって増幅
されて電圧計１４によって表示される。ここで被測定物
体６を照射点を中心にして第１図に矢印Ａで示すように
回動させ、電圧計１４の値が最小となる位置を見出すよ
うにする。これが最小となる場合は二つのレーザビーム
２０．２１の反射光の強度差が最小となっている。次い
で被測定物体６を矢印Ｂ方向、即ちレーザビーム２０．
２１に対して前後に移動させ電圧計１４の値が零となる
位置を見出す。
角度を０２とすると、その反射光と被測定物体６とのな
す角度もθ２に等しい。ハーフミラ−４，５はこれらの
反射光を夫々光電変換器１１゜１２に与える。光電変換
器１１．１２からは反射光強度に対応したレベルの信号
が得られ、その直流出力が差動増幅器１３によって増幅
されて電圧計１４によって表示される。ここで被測定物
体６を照射点を中心にして第１図に矢印Ａで示すように
回動させ、電圧計１４の値が最小となる位置を見出すよ
うにする。これが最小となる場合は二つのレーザビーム
２０．２１の反射光の強度差が最小となっている。次い
で被測定物体６を矢印Ｂ方向、即ちレーザビーム２０．
２１に対して前後に移動させ電圧計１４の値が零となる
位置を見出す。
二本のレーザビーム２０．２１が被測定物体６の表面で
交わり被測定物体６とのなす角度θ１．θ２が等しい場
合には、レーザビーム２０の反射光がレーザビーム２１
と等しい線を通過し、ハーフミラ−５によってレーザビ
ーム２１と垂直に反射され最大の光量が光電変換器１２
に与えられる。又この場合にはレーザビーム２１は被測
定物体６の表面で反射してレーザビーム２０と同一の線
を通過し、ハーフミラ−４によってレーザビーム２０と
垂直に反射され、最大の光量が光電変換器１１に与えら
れて電気信号に変換される。そしてこれらの電気信号出
力はθ１と０２が等しい場合に等しくなるのでその電圧
差もＯとなる。このようにして電圧計１４の表示が零と
なる位置に被測定物体６を配置すれば、被測定物体６の
表面は二本のレーザビーム２０．２１に対して垂直であ
り、且つ交叉領域に位置するように配置される。従って
光学系をこのような配置に調整することが極めて容易と
なり、デュアルビームモードによるレーザ速度測定装置
により被測定物体６の速度を正確に測定することが可能
となる。
交わり被測定物体６とのなす角度θ１．θ２が等しい場
合には、レーザビーム２０の反射光がレーザビーム２１
と等しい線を通過し、ハーフミラ−５によってレーザビ
ーム２１と垂直に反射され最大の光量が光電変換器１２
に与えられる。又この場合にはレーザビーム２１は被測
定物体６の表面で反射してレーザビーム２０と同一の線
を通過し、ハーフミラ−４によってレーザビーム２０と
垂直に反射され、最大の光量が光電変換器１１に与えら
れて電気信号に変換される。そしてこれらの電気信号出
力はθ１と０２が等しい場合に等しくなるのでその電圧
差もＯとなる。このようにして電圧計１４の表示が零と
なる位置に被測定物体６を配置すれば、被測定物体６の
表面は二本のレーザビーム２０．２１に対して垂直であ
り、且つ交叉領域に位置するように配置される。従って
光学系をこのような配置に調整することが極めて容易と
なり、デュアルビームモードによるレーザ速度測定装置
により被測定物体６の速度を正確に測定することが可能
となる。
尚本実施例では全ての光学系を直接被測定物に対して所
定の位置関係となるように配置するように構成したが、
レーザ光源１とビームスプリッタ２との間に偏光面を保
存する偏光面保存型の光ファイバを設け、更にハーフミ
ラ−４，５と光電変換器１１．１２との間及び集光レン
ズ８と光電変換器９との間を夫々光ファイバによって結
び、光学系と信号処理系を分離するように構成すること
も可能である。
定の位置関係となるように配置するように構成したが、
レーザ光源１とビームスプリッタ２との間に偏光面を保
存する偏光面保存型の光ファイバを設け、更にハーフミ
ラ−４，５と光電変換器１１．１２との間及び集光レン
ズ８と光電変換器９との間を夫々光ファイバによって結
び、光学系と信号処理系を分離するように構成すること
も可能である。
第１図は本発明によるレーザ速度測定装置の一実施例を
示すブロック図である。 １−−−−−−−レーザ光源 ２−・・−ビームスプ
リッタ３・−一一一一一集束レンズ ４． ５−−−
−・ハーフミラ−６−−−−−−・被測定物体 ７−
・・−反射＠ ８−・−集光レンズ ９ 、 １１
、 １２−−−−−−一光電変換器１０・−−−−−
一信号処理装置 １３・・・−・−・差動増幅器１４
・−・・・・−電圧計
示すブロック図である。 １−−−−−−−レーザ光源 ２−・・−ビームスプ
リッタ３・−一一一一一集束レンズ ４． ５−−−
−・ハーフミラ−６−−−−−−・被測定物体 ７−
・・−反射＠ ８−・−集光レンズ ９ 、 １１
、 １２−−−−−−一光電変換器１０・−−−−−
一信号処理装置 １３・・・−・−・差動増幅器１４
・−・・・・−電圧計
Claims (2)
- （１）レーザ光源と、前記レーザ光を二本のレーザビー
ムに分離するビームスプリッタと、該二本のレーザビー
ムを集束させる集束レンズとを有し、デュアルビームモ
ードにより散乱光の強度変化の周波数に基づいて速度を
測定するレーザ速度測定装置において、 前記レーザビームの通過経路に挿入されレーザビームを
透過させると共に、該二本のレーザビームの反射光を夫
々分離する第１、第２の光学手段と、 前記第１、第２の光学手段の反射光出力を夫々その光強
度に対応した電気信号に変換する第１、第２の光電変換
器と、 前記第１、第２の光電変換器の出力差を増幅する差動増
幅器と、 前記差動増幅器の出力を表示する表示部と、を具備する
ことを特徴とするレーザ速度測定装置。 - （２）前記第１、第２の光学手段は、ハーフミラーであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ
速度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17843585A JPS6238365A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | レ−ザ速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17843585A JPS6238365A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | レ−ザ速度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6238365A true JPS6238365A (ja) | 1987-02-19 |
| JPH0588436B2 JPH0588436B2 (ja) | 1993-12-22 |
Family
ID=16048463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17843585A Granted JPS6238365A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | レ−ザ速度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6238365A (ja) |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP17843585A patent/JPS6238365A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0588436B2 (ja) | 1993-12-22 |
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