JPS6162885A - 距離速度計 - Google Patents
距離速度計Info
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- JPS6162885A JPS6162885A JP59185837A JP18583784A JPS6162885A JP S6162885 A JPS6162885 A JP S6162885A JP 59185837 A JP59185837 A JP 59185837A JP 18583784 A JP18583784 A JP 18583784A JP S6162885 A JPS6162885 A JP S6162885A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
-
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- Remote Sensing (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明は比較的近距離にある対象物の距離とその位置に
おける対象物のｊη（動の速度を測定するｎ１測機器分
野に関するものである３、 従来例の構成とその問題点 光パルスの反射時間遅Ｊ１や、強度変調さ１１だ反射光
の位相ずれにより距離を測定する手段は従来より知られ
ているが、いずわも光源にけＨｅ −Ｎ ｅ等の管球レ
ーザを用い、変調にはＫＤＰ等の夕）部変調器を用いて
いるため大がかりな装置となり持ち運びに不便７１寸１
：かりでなく、電源の容厳も犬きく、小型で携帯可能な
電源内蔵の測定器は実現がむつか１７か−、ノこ。
おける対象物のｊη（動の速度を測定するｎ１測機器分
野に関するものである３、 従来例の構成とその問題点 光パルスの反射時間遅Ｊ１や、強度変調さ１１だ反射光
の位相ずれにより距離を測定する手段は従来より知られ
ているが、いずわも光源にけＨｅ −Ｎ ｅ等の管球レ
ーザを用い、変調にはＫＤＰ等の夕）部変調器を用いて
いるため大がかりな装置となり持ち運びに不便７１寸１
：かりでなく、電源の容厳も犬きく、小型で携帯可能な
電源内蔵の測定器は実現がむつか１７か−、ノこ。
一方、ドツプラ効果を利用したレーザドツプラ連１α吉
ｌも光源に１．ｌ、Ｈｅ −Ｎ ｅを用いるものが殆ん
どで、従−４て先に述へた如き問題点を有している。
ｌも光源に１．ｌ、Ｈｅ −Ｎ ｅを用いるものが殆ん
どで、従−４て先に述へた如き問題点を有している。
発明の目的
］＼発明し」、ｉＳｉ＋述１〜／Ｃ欠点を改善するとと
もに、距離ノー速度を同一の光学係で同時に測定するこ
とが「１目Ｉ′ｉＫな１１°１ｊｌＡｆ＋速度ｔ１を提
供することを目的とする。
もに、距離ノー速度を同一の光学係で同時に測定するこ
とが「１目Ｉ′ｉＫな１１°１ｊｌＡｆ＋速度ｔ１を提
供することを目的とする。
発明の構成
」＼発明し１：、・Ｉｔ行ヒ−ムにされたり干渉性の光
が受）Ｙｌ ’Ａｉｒを１ｉｉｉえ／び一部つのビーム
スプリッタを通過し被測＞ｉ：：物の表１１１１−Ｃ反
射して戻る際−力のビームスプリッタと受）Ｙ、器で距
離を、他方のビームスプリッタと受光器で速度を検出す
る構成となっている。
が受）Ｙｌ ’Ａｉｒを１ｉｉｉえ／び一部つのビーム
スプリッタを通過し被測＞ｉ：：物の表１１１１−Ｃ反
射して戻る際−力のビームスプリッタと受）Ｙ、器で距
離を、他方のビームスプリッタと受光器で速度を検出す
る構成となっている。
距打ｎ １ｌｌｌｌ定ｒ１、パルス光の反射時間遅れあ
るいは強度変調さＪ］だ反射）’ｌ’；のイ〜ン相ずれ
により行い、速度検出（・−１、他のビーノ、スプリッ
タで一部分岐された出射光とドツプラ／ノドを受けだ反
射光を同ビームスプリッタで重畳して受光器に入射させ
ることに」：り行われる。光源には光フイードバツク効
果により、波長、温度特性が安定化された半導体レーザ
を用いることにより小型軽計化される。
るいは強度変調さＪ］だ反射）’ｌ’；のイ〜ン相ずれ
により行い、速度検出（・−１、他のビーノ、スプリッ
タで一部分岐された出射光とドツプラ／ノドを受けだ反
射光を同ビームスプリッタで重畳して受光器に入射させ
ることに」：り行われる。光源には光フイードバツク効
果により、波長、温度特性が安定化された半導体レーザ
を用いることにより小型軽計化される。
実施例の説明
以下実施例を図によって説明する。発振波長が安定化さ
れた半導体レーザ光源１は駆動部２によりパルス変調あ
るいは強度変調される。レンズ３で平行ビームとなった
変調光４はビームスプリッタ６．５′を通過し、被測定
物６の表面で反射する。
れた半導体レーザ光源１は駆動部２によりパルス変調あ
るいは強度変調される。レンズ３で平行ビームとなった
変調光４はビームスプリッタ６．５′を通過し、被測定
物６の表面で反射する。
発振周波数ｆ。の光は反射の際被測定物の運動に基づく
ドツプラシフトを受は発振周波数がｆ。Ｉ−Δｆの反射
光７となって返って来る。反射光７の一部はビームスプ
リッタ５で受光器へ導かれ、判定回路部９において出射
パルス光に対する反射パルス光の時間遅れあるいは強度
変調反射光の位相ずれを判定し、被測定物の距離を算出
する。今光速として真空中のそれを採用すれば（空気の
屈折率１ｌ−Ｊ、光波長により１．０００３±０．００
００３の範囲で変化するが１としても大きな誤差原因と
はならないン１１］Ｓの）で、パルス遅延の生ずる距離
は３０確に相当ｌ−１刊定回路部９かＩｎｓの時間分解
能を有するものと−ずＪ’ｌ ｉＩ：１３０ ｎｒ＋の
距離差が判定可能となる。
ドツプラシフトを受は発振周波数がｆ。Ｉ−Δｆの反射
光７となって返って来る。反射光７の一部はビームスプ
リッタ５で受光器へ導かれ、判定回路部９において出射
パルス光に対する反射パルス光の時間遅れあるいは強度
変調反射光の位相ずれを判定し、被測定物の距離を算出
する。今光速として真空中のそれを採用すれば（空気の
屈折率１ｌ−Ｊ、光波長により１．０００３±０．００
００３の範囲で変化するが１としても大きな誤差原因と
はならないン１１］Ｓの）で、パルス遅延の生ずる距離
は３０確に相当ｌ−１刊定回路部９かＩｎｓの時間分解
能を有するものと−ずＪ’ｌ ｉＩ：１３０ ｎｒ＋の
距離差が判定可能となる。
−力、強度変調さＪまた光のイ１シ相ずれにより距離合
−刊定するｋｌｌ’あいＣＩ、距離りは次式で表わされ
るここで Ｎ：整数（通常１） φ：出射光と反射光の位相差 である 今５００１１１＋の強度変調光は６０ｃｍの波長を有ｌ
〜、１°の分解能で位相差が判定できるとすると、距離
分解能は０．８ｍｍとなり高精度の測定力ｉ１能となる
。
−刊定するｋｌｌ’あいＣＩ、距離りは次式で表わされ
るここで Ｎ：整数（通常１） φ：出射光と反射光の位相差 である 今５００１１１＋の強度変調光は６０ｃｍの波長を有ｌ
〜、１°の分解能で位相差が判定できるとすると、距離
分解能は０．８ｍｍとなり高精度の測定力ｉ１能となる
。
従−）でパルスの遅延を観察する方法と位相ずれを検１
１０−る方θ、はぞＪ］それの目的に応じて選定して用
いわけ団い。
１０−る方θ、はぞＪ］それの目的に応じて選定して用
いわけ団い。
次に、周波数ｆ。十Δｆの反射光子の一部はビーｌ、ス
プリッタ５′に」、・いても分岐され受光器８′へ導か
、ｔする。受）Ｙ、器８′には出ｑ１光４の一部がビー
ムスプリツタ５′テ分岐され鏡１０で反射されて入射す
る周θｌ ＩＩｌ、１’０の尾イ、重畳されている。検
出回路部被測定物の速度を知ることができる。
プリッタ５′に」、・いても分岐され受光器８′へ導か
、ｔする。受）Ｙ、器８′には出ｑ１光４の一部がビー
ムスプリツタ５′テ分岐され鏡１０で反射されて入射す
る周θｌ ＩＩｌ、１’０の尾イ、重畳されている。検
出回路部被測定物の速度を知ることができる。
今、被測定物Ｖの速度で動いているとするとドツプラ効
果による光周波数のシフトΔｆは次式で光の波長と１７
で１１Ｚｍ の光源を用いたばあい、１ｍｍ／ｓｅｃ
と１ ｋ ｍ／ｓｅｃの速度で動いている被測定物はそ
れぞれ２ ｋｌ＋＋および２ＧＨｚ の光周波数シフ
トを引き起す。これらの周波数範囲は通常のスペクトル
分析器で測定できる範囲である。
果による光周波数のシフトΔｆは次式で光の波長と１７
で１１Ｚｍ の光源を用いたばあい、１ｍｍ／ｓｅｃ
と１ ｋ ｍ／ｓｅｃの速度で動いている被測定物はそ
れぞれ２ ｋｌ＋＋および２ＧＨｚ の光周波数シフ
トを引き起す。これらの周波数範囲は通常のスペクトル
分析器で測定できる範囲である。
なお、本発明においてはレーザ光源１としては周波数の
安定なものが望捷しく、光フイードバツク機能を有する
レーザ光源を使用して周波数の安物の距離と速度を同時
に検出でき、かつ光源部に半導体レーザを用いているた
め、測定ヘッド部（第１図の９，１１を除く部分）が携
帯可能なコンパクトな形にすることができ、距離、速度
泪Ｊ−して産集利用に友いに貢献するものである。
安定なものが望捷しく、光フイードバツク機能を有する
レーザ光源を使用して周波数の安物の距離と速度を同時
に検出でき、かつ光源部に半導体レーザを用いているた
め、測定ヘッド部（第１図の９，１１を除く部分）が携
帯可能なコンパクトな形にすることができ、距離、速度
泪Ｊ−して産集利用に友いに貢献するものである。
Ｉンｌ ｉ、、ｌ：本発明の一実施例の距離、測度の検
１１１装置の概略描成を示す図である。 １・・・半導体レーザ、２・・・同上レーザ駆動部、３
・−・同１．レーザ光を平行ビームにするレンズ、４・
・・才行ビーノ、（光周波数ｆ。）、５，５′ ・・
・・ビーｌ、スプリッタ、６・・・・被測安物、７・・
・・・反射光・１４周波数１゜−ＩΔＪ）、８，８′・
・・・受光器、９・・・・光パルスＩ’Ａｌｆｔ１ 、
ｉｊｌ ｉ）又ｒ土強度変調光位相ずれ判定回路部、１
０−・・ 鏡、１１・・・・・・光周波数のドツプラシ
フト検出回路部。 代、Ｔ＋１！人の氏名 弁理上 中 尾 敏 男 ほか
１名嘗 ■ 竪 １ぜ ？
１１１装置の概略描成を示す図である。 １・・・半導体レーザ、２・・・同上レーザ駆動部、３
・−・同１．レーザ光を平行ビームにするレンズ、４・
・・才行ビーノ、（光周波数ｆ。）、５，５′ ・・
・・ビーｌ、スプリッタ、６・・・・被測安物、７・・
・・・反射光・１４周波数１゜−ＩΔＪ）、８，８′・
・・・受光器、９・・・・光パルスＩ’Ａｌｆｔ１ 、
ｉｊｌ ｉ）又ｒ土強度変調光位相ずれ判定回路部、１
０−・・ 鏡、１１・・・・・・光周波数のドツプラシ
フト検出回路部。 代、Ｔ＋１！人の氏名 弁理上 中 尾 敏 男 ほか
１名嘗 ■ 竪 １ぜ ？
Claims (4)
- （１）光源とこの光源の光を平行ビームにする手段を有
し、前記平行ビームの光軸上に二つのビームスプリッタ
とこれらビームスプリッタにより分岐された光に対応す
る二つの受光器を備え、第１のビームスプリッタは前記
第１のビームスプリッタを通過して被測定物の表面で反
射した光が前記第１のビームスプリッタに対応する受光
器に導かれるように配置され、第２のビームスプリッタ
は前記光源からの出射光の一部と、前記第２のビームス
プリッタを通過して被測定物の表面で反射した光が重畳
されて前記第２のビームスプリッタに対応する受光器に
導かれるよう配置されたことを特徴とする距離速度計。 - （２）光源として光をフィードバックする機能を持った
半導体レーザを用いた特許請求の範囲第１項記載の距離
速度計。 - （３）距離検出情報として反射光パルスの遅延時間を、
速度検出情報としてドップラ効果による光周波数変化を
組合せて用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の距離速度計。 - （４）距離検出情報として強度変調された出射光と反射
光の位相差を、速度検出情報としてドップラ効果による
光周波数変化を組合せて用いることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の距離速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185837A JPS6162885A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 距離速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185837A JPS6162885A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 距離速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6162885A true JPS6162885A (ja) | 1986-03-31 |
Family
ID=16177743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59185837A Pending JPS6162885A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 距離速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6162885A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2012533748A (ja) * | 2009-07-22 | 2012-12-27 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 物体を光学的に走査および測定する方法 |
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-
1984
- 1984-09-05 JP JP59185837A patent/JPS6162885A/ja active Pending
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| FR2949263A1 (fr) * | 2009-08-24 | 2011-02-25 | Astrium Sas | Mesure d'une vitesse de deplacement d'un element mobile |
| WO2011023878A1 (fr) | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Astrium Sas | Mesure d'une vitesse de deplacement d'un element mobile |
| US10281259B2 (en) | 2010-01-20 | 2019-05-07 | Faro Technologies, Inc. | Articulated arm coordinate measurement machine that uses a 2D camera to determine 3D coordinates of smoothly continuous edge features |
| US9607239B2 (en) | 2010-01-20 | 2017-03-28 | Faro Technologies, Inc. | Articulated arm coordinate measurement machine having a 2D camera and method of obtaining 3D representations |
| US10060722B2 (en) | 2010-01-20 | 2018-08-28 | Faro Technologies, Inc. | Articulated arm coordinate measurement machine having a 2D camera and method of obtaining 3D representations |
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