JP2829966B2 - レーザドツプラ速度計 - Google Patents
レーザドツプラ速度計Info
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Description
【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。
Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術（第６図） Ｄ発明が解決しようとする問題点（第６図） Ｅ問題点を解決するための手段（第１図〜第３図） Ｆ作用（第１図） Ｇ実施例 （G1）第１の実施例（第１図） （G2）第２の実施例（第２図） （G3）第３の実施例（第３図及び第４図） （G4）第４の実施例（第５図） （G5）他の実施例 Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明はレーザドツプラ速度計に関し、特に被測定対
象からの反射光ビームに生ずるドツプラ効果を利用する
ものである。
象からの反射光ビームに生ずるドツプラ効果を利用する
ものである。
Ｂ発明の概要 本発明は、レーザドツプラ速度計において、光変調器
を正弦波変調信号によつて変調動作させることにより高
い精度で測定結果を得ることができる。
を正弦波変調信号によつて変調動作させることにより高
い精度で測定結果を得ることができる。
Ｃ従来の技術 従来、この種のレーザドツプラ速度計においては、被
測定対象として例えば移動体、振動体、流体等の速度
（すなわち移動体においては移動速度、振動体において
は振動速度、流体においては流速でなる）を測定するよ
うになされたものがある（電子通信学会研究報告OQE85
−160、25頁〜30頁）。
測定対象として例えば移動体、振動体、流体等の速度
（すなわち移動体においては移動速度、振動体において
は振動速度、流体においては流速でなる）を測定するよ
うになされたものがある（電子通信学会研究報告OQE85
−160、25頁〜30頁）。
すなわち、被測定対象にレーザ光源から得られる光ビ
ームを照射すると、被測定対象の速度に応じて周波数が
偏移した反射光ビームを得ることができる。
ームを照射すると、被測定対象の速度に応じて周波数が
偏移した反射光ビームを得ることができる。
従つて被測定対象に照射した光ビームに対する反射光
ビームの周波数偏移量を測定すれば、被測定対象の速度
を測定することができる。
ビームの周波数偏移量を測定すれば、被測定対象の速度
を測定することができる。
レーザドツプラ速度計においては、かかる測定原理に
基づいて、レーザ光源から得られる光ビームに対して所
定量だけ周波数偏移した参照光ビームを形成し、当該参
照光ビームを基準にして反射光ビームの周波数偏移量を
測定することにより、被測定対象の速度を測定するよう
になされている。
基づいて、レーザ光源から得られる光ビームに対して所
定量だけ周波数偏移した参照光ビームを形成し、当該参
照光ビームを基準にして反射光ビームの周波数偏移量を
測定することにより、被測定対象の速度を測定するよう
になされている。
すなわちレーザドツプラ速度計においては、誘電体基
板上に導波路を間に挟んで電極が形成されるようになさ
れた光変調器に、レーザ光源から射出された光ビームを
入射して参照光ビームを得ると共に被測定対象に光ビー
ムを照射して反射光ビームを得る。
板上に導波路を間に挟んで電極が形成されるようになさ
れた光変調器に、レーザ光源から射出された光ビームを
入射して参照光ビームを得ると共に被測定対象に光ビー
ムを照射して反射光ビームを得る。
光変調器においては、電極間の印加電圧に応じて導波
路の屈折率が変化することから、入射光ビームに対して
印加電圧に比例して位相が変化した射出光ビームを得る
ことができる。
路の屈折率が変化することから、入射光ビームに対して
印加電圧に比例して位相が変化した射出光ビームを得る
ことができる。
従つて当該印加電圧V1を次式 V1＝at ……（１） の関係式で表されるように、電圧増加率ａで単調増加す
るようにすれば、入射光ビームL1の角周波数を値ω1と
おき、振幅値を値E1、比例定数を値ｋとおいて、次式 A1(t)＝E1cos（ω1t＋kat） ＝E1cos（ω1＋ka）ｔ ……（２） の関係式で表される値kaだけ周波数が偏移した電界強度
A1(t)の参照光ビームを得ることができる。
るようにすれば、入射光ビームL1の角周波数を値ω1と
おき、振幅値を値E1、比例定数を値ｋとおいて、次式 A1(t)＝E1cos（ω1t＋kat） ＝E1cos（ω1＋ka）ｔ ……（２） の関係式で表される値kaだけ周波数が偏移した電界強度
A1(t)の参照光ビームを得ることができる。
従つて第６図に示すように、電極間に鋸歯状波信号S1
を印加して当該鋸歯状波信号S1の最大電位差Vmax及び最
小電位差Vminとの間で入射光ビームに対して参照光ビー
ムの位相差が360°変化するように設定すれば、鋸歯状
波信号S1の繰り返し周波数を角周波数ω2で表し、振幅
値を値E2とおいて、次式 A2(t)＝E2cos（ω1＋ω2）ｔ ……（３） の関係式で表される角周波数ω2だけ周波数が偏移した
電界強度A2(t)の参照光ビームを得ることができる。
を印加して当該鋸歯状波信号S1の最大電位差Vmax及び最
小電位差Vminとの間で入射光ビームに対して参照光ビー
ムの位相差が360°変化するように設定すれば、鋸歯状
波信号S1の繰り返し周波数を角周波数ω2で表し、振幅
値を値E2とおいて、次式 A2(t)＝E2cos（ω1＋ω2）ｔ ……（３） の関係式で表される角周波数ω2だけ周波数が偏移した
電界強度A2(t)の参照光ビームを得ることができる。
これに対して反射光ビームは、被測定対象の速度に応
じて周波数が偏移することから、当該測定光ビーム及び
参照光ビームを光検出素子に入射するようにすれば、当
該光検出素子を介して参照光ビームを形成する際に用い
た鋸歯状波信号の周波数を中心周波数にして、被測定対
象の速度に応じて周波数偏移する周波数変調信号を得る
ことができる。
じて周波数が偏移することから、当該測定光ビーム及び
参照光ビームを光検出素子に入射するようにすれば、当
該光検出素子を介して参照光ビームを形成する際に用い
た鋸歯状波信号の周波数を中心周波数にして、被測定対
象の速度に応じて周波数偏移する周波数変調信号を得る
ことができる。
かくして、当該光検出素子の出力信号を鋸歯状波信号
の周波数を中心周波数にしてFM（frequency modulatio
n）復調することにより、被測定対象の速度を測定する
ことができる。
の周波数を中心周波数にしてFM（frequency modulatio
n）復調することにより、被測定対象の速度を測定する
ことができる。
Ｄ発明が解決しようとする問題点 ところが、この種のレーザドツプラ速度計において
は、波形歪が極めて小さくかつ信号レベルが極めて高い
精度で所定の信号レベルに保持された鋸歯状波信号を形
成する必要がある。
は、波形歪が極めて小さくかつ信号レベルが極めて高い
精度で所定の信号レベルに保持された鋸歯状波信号を形
成する必要がある。
すなわち、鋸歯状波信号に波形歪が生じたり、その信
号レベルが変化すると、参照光ビームの周波数特性が劣
化して、当該参照光ビームに多くの高調波成分が含まれ
るようになる。
号レベルが変化すると、参照光ビームの周波数特性が劣
化して、当該参照光ビームに多くの高調波成分が含まれ
るようになる。
光検出素子を介して得られる周波数変調信号が鋸歯状
波信号を中心周波数として被測定対象の速度に応じて周
波数偏移する周波数変調信号でなることから、このよう
に高調波成分が生じると、中心周波数に対して多くの高
調波信号成分が発生することにより測定結果の精度が劣
化する結果になる。
波信号を中心周波数として被測定対象の速度に応じて周
波数偏移する周波数変調信号でなることから、このよう
に高調波成分が生じると、中心周波数に対して多くの高
調波信号成分が発生することにより測定結果の精度が劣
化する結果になる。
実際上被測定対象が３〔m/sec〕程度の移動速度の移
動体の場合においては、鋸歯状波信号として周波数が10
〔MHz〕程度で波高値が数10〔Ｖ〕程度の鋸歯状波信号
を印加する必要がある。
動体の場合においては、鋸歯状波信号として周波数が10
〔MHz〕程度で波高値が数10〔Ｖ〕程度の鋸歯状波信号
を印加する必要がある。
ところが、光変調器の電極に鋸歯状波信号を印加する
場合に、このように周波数及び信号レベルの大きな鋸歯
状波信号を波形歪を生じることなく印加することは実用
上困難で、結局サイドバンドの発生を避け得ない。
場合に、このように周波数及び信号レベルの大きな鋸歯
状波信号を波形歪を生じることなく印加することは実用
上困難で、結局サイドバンドの発生を避け得ない。
さらに、光検出素子を介して得られる周波数変調信号
が鋸歯状波信号の周波数を中心周波数にする周波数変調
信号でなることから、速度の速い被測定対象を測定する
場合においては、その分鋸歯状波信号の周波数を高くす
る必要があり、このような場合においては一段と波形歪
が大きくなつて測定結果の精度が低下する。従つて実用
上この種のレーザドツプラ速度計においては、速度の速
い被測定対象の速度を測定することが困難な問題があつ
た。
が鋸歯状波信号の周波数を中心周波数にする周波数変調
信号でなることから、速度の速い被測定対象を測定する
場合においては、その分鋸歯状波信号の周波数を高くす
る必要があり、このような場合においては一段と波形歪
が大きくなつて測定結果の精度が低下する。従つて実用
上この種のレーザドツプラ速度計においては、速度の速
い被測定対象の速度を測定することが困難な問題があつ
た。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、高い精
度で測定結果を得ることができると共に速度が速い被測
定対象の場合でも、その速度を確実に測定することがで
きるレーザドツプラ速度計を提案しようとするものであ
る。
度で測定結果を得ることができると共に速度が速い被測
定対象の場合でも、その速度を確実に測定することがで
きるレーザドツプラ速度計を提案しようとするものであ
る。
Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、レー
ザ光源４から射出された光源用光ビームLA1を、誘電体
基板５上に形成された光路（６、７、８、９、10）を介
して被測定対象３に照射することにより生じた反射光に
よつて測定光ビームLA4を得ると共に、光源用ビームLA1
を光路（６、７、９、11）を介して誘電体基板５上に形
成された光変調器12に入射することにより基準信号SCに
よつて変調された参照光ビームLA3を得、参照光ビームL
A3及び測定光ビームLA4を光路（６〜11）において合成
することにより合成光を得、当該合成光を光検出手段21
に入射することにより被測定対象３の運動速度を表すド
ツプラ信号成分を含む光検出信号S0を得、光検出信号S0
に基づいて被測定対象３の運動速度を測定するレーザド
ツプラ速度計であつて、基準信号SCとして角周波数ωの
正弦波変調信号を光変調器12に供給することにより、光
検出信号S0として正弦波変調信号、当該正弦波変調信号
の高調波信号及びドツプラ信号成分に対応する周波数変
調信号成分を生じさせる測定光学系DEV1と、基準信号SC
に基づいて正弦波変調信号の角周波数ωの奇数倍又は偶
数倍、若しくはM/2倍（Ｍは整数）の角周波数を有する
周波数信号を発生させ、当該周波数信号と光検出信号S0
の周波数変調信号成分とを混合処理した後ドツプラ信号
成分を復調することにより、被測定対象３の運動速度に
対応する測定出力を得る測定信号形成回路DEV2とを設け
るようにする。
ザ光源４から射出された光源用光ビームLA1を、誘電体
基板５上に形成された光路（６、７、８、９、10）を介
して被測定対象３に照射することにより生じた反射光に
よつて測定光ビームLA4を得ると共に、光源用ビームLA1
を光路（６、７、９、11）を介して誘電体基板５上に形
成された光変調器12に入射することにより基準信号SCに
よつて変調された参照光ビームLA3を得、参照光ビームL
A3及び測定光ビームLA4を光路（６〜11）において合成
することにより合成光を得、当該合成光を光検出手段21
に入射することにより被測定対象３の運動速度を表すド
ツプラ信号成分を含む光検出信号S0を得、光検出信号S0
に基づいて被測定対象３の運動速度を測定するレーザド
ツプラ速度計であつて、基準信号SCとして角周波数ωの
正弦波変調信号を光変調器12に供給することにより、光
検出信号S0として正弦波変調信号、当該正弦波変調信号
の高調波信号及びドツプラ信号成分に対応する周波数変
調信号成分を生じさせる測定光学系DEV1と、基準信号SC
に基づいて正弦波変調信号の角周波数ωの奇数倍又は偶
数倍、若しくはM/2倍（Ｍは整数）の角周波数を有する
周波数信号を発生させ、当該周波数信号と光検出信号S0
の周波数変調信号成分とを混合処理した後ドツプラ信号
成分を復調することにより、被測定対象３の運動速度に
対応する測定出力を得る測定信号形成回路DEV2とを設け
るようにする。
Ｆ作用 光変調器12を正弦波変調信号S2によつて変調動作させ
るようにしたことにより、従来のように高調波成分が生
じることによつて測定精度が劣化するようなおそれを有
効に回避することができる。
るようにしたことにより、従来のように高調波成分が生
じることによつて測定精度が劣化するようなおそれを有
効に回避することができる。
Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
（G1）第１の実施例 第１図において、DEVは全体としてレーザドツプラ速
度計を示し、測定光学系DEV1及び測定信号形成回路DEV2
を有し、駆動回路２によつて駆動されるスピーカ３の振
動面を被測定対象として、その振動速度を測定する。
度計を示し、測定光学系DEV1及び測定信号形成回路DEV2
を有し、駆動回路２によつて駆動されるスピーカ３の振
動面を被測定対象として、その振動速度を測定する。
レーザ光源４から射出された光源用光ビームLA1は誘
電体材料でなる基板５上に形成された導波路６、分岐部
７、導波路８を通つて分岐部９に導かれ、導波路10及び
11によつて分岐して光変調器12に入射する。
電体材料でなる基板５上に形成された導波路６、分岐部
７、導波路８を通つて分岐部９に導かれ、導波路10及び
11によつて分岐して光変調器12に入射する。
光変調器12は、基板５上に形成された導波路13を間に
挟んで対向する一対の電極14を有し、導波路13の一端を
導波路11に接続すると共に、他端を基板５の端面に形成
されたミラー部15に接続する。
挟んで対向する一対の電極14を有し、導波路13の一端を
導波路11に接続すると共に、他端を基板５の端面に形成
されたミラー部15に接続する。
かくして分岐部９で分岐されて光変調器12に入射され
た光ビームは、ミラー部15で反射された後、再び光変調
器12を通つて分岐部９に向かつて射出される。このよう
にして光源用光ビームLA1が電極14間を通過する間に、
光変調器12はその位相を偏移させることにより参照光ビ
ームLA3を形成し、これを導波路11、分岐部９、導波路
８を介して分岐部７に戻して、導波路20を介してPINホ
トダイオードでなる光検出素子21に射出させる。
た光ビームは、ミラー部15で反射された後、再び光変調
器12を通つて分岐部９に向かつて射出される。このよう
にして光源用光ビームLA1が電極14間を通過する間に、
光変調器12はその位相を偏移させることにより参照光ビ
ームLA3を形成し、これを導波路11、分岐部９、導波路
８を介して分岐部７に戻して、導波路20を介してPINホ
トダイオードでなる光検出素子21に射出させる。
光変調器12の電極14は駆動回路22に接続され、当該駆
動回路22に供給される基準信号SCに基づいて、次式 V(t)＝Vsinω3t ……（４） のように、振幅Ｖ、角周波数ω3をもつ信号レベルV(t)
の正弦波変調信号S2が印加されることにより、光変調器
12が変調動作する。
動回路22に供給される基準信号SCに基づいて、次式 V(t)＝Vsinω3t ……（４） のように、振幅Ｖ、角周波数ω3をもつ信号レベルV(t)
の正弦波変調信号S2が印加されることにより、光変調器
12が変調動作する。
その結果光変調器12を介して得られる参照光ビームLA
3は、複素振幅E3(t)を有し、光源用光ビームLA1の波長
を値λ、電極14の間隔及び長さをそれぞれ値ｄ及びＬ、
基板５の屈折率を値ｎ、電気光学定数を値ｒとしたと
き、次式 で表される値B1を用いると共に、初期位相を値φ3、振
幅値E3とおいたとき、次式 E3(t) ＝E3exp｛ｊ・（ω1t＋B1sinω3t＋φ3）｝ ……（６） で表されるような変化をする。
3は、複素振幅E3(t)を有し、光源用光ビームLA1の波長
を値λ、電極14の間隔及び長さをそれぞれ値ｄ及びＬ、
基板５の屈折率を値ｎ、電気光学定数を値ｒとしたと
き、次式 で表される値B1を用いると共に、初期位相を値φ3、振
幅値E3とおいたとき、次式 E3(t) ＝E3exp｛ｊ・（ω1t＋B1sinω3t＋φ3）｝ ……（６） で表されるような変化をする。
これに対して導波路10に導かれた光源用光ビームLA1
は基板５の端面に取り付けられたセルフオツクマイクロ
レンズ23を介してスピーカ３の振動面に照射され、その
反射光が測定光ビームLA4としてセルフオツクマイクロ
レンズ23、導波器10、分岐部９、導波路８を介して分岐
部７に戻つた後、導波路20を通つて参照光ビームLA3と
合成されて光検出素子21に入射される。
は基板５の端面に取り付けられたセルフオツクマイクロ
レンズ23を介してスピーカ３の振動面に照射され、その
反射光が測定光ビームLA4としてセルフオツクマイクロ
レンズ23、導波器10、分岐部９、導波路８を介して分岐
部７に戻つた後、導波路20を通つて参照光ビームLA3と
合成されて光検出素子21に入射される。
従つて、スピーカ３における振動面について振幅値を
値Ａ、角周波数を値ω4としたとき変位A(t)を、次式 A(t)＝Asinω4t ＝Asin2πf4t ……（７） の関係式で表すと、測定光ビームLA4の複素振幅E
4(t)は、振幅値をE4として、次式 E4(t) ＝E4exp｛ｊ・（ω1t＋A1sinω4t＋φ4）｝ ……（８） のように表すことができる。
値Ａ、角周波数を値ω4としたとき変位A(t)を、次式 A(t)＝Asinω4t ＝Asin2πf4t ……（７） の関係式で表すと、測定光ビームLA4の複素振幅E
4(t)は、振幅値をE4として、次式 E4(t) ＝E4exp｛ｊ・（ω1t＋A1sinω4t＋φ4）｝ ……（８） のように表すことができる。
ここで、振動面の変位A(t)に基づいて測定光ビームLA
4に生ずる信号成分は、ドツプラ効果によつて振動面の
変位A(t)の変位速度（すなわち変位A(t)の微分値）に対
応する値になるから、当該信号成分を初期位相φ4と共
にA1sinω4tの項として表すことができる。ただし、 ２πf4＝ω4 ……（10） である。
4に生ずる信号成分は、ドツプラ効果によつて振動面の
変位A(t)の変位速度（すなわち変位A(t)の微分値）に対
応する値になるから、当該信号成分を初期位相φ4と共
にA1sinω4tの項として表すことができる。ただし、 ２πf4＝ω4 ……（10） である。
従つて光検出素子21の出力端には、参照光ビームLA3
及び測定光ビームLA4の合成光を２乗検波したと同様の
光検出信号S0が得られ、これが（６）式及び（８）式に
基づいて、次式 S0(t) ＝｜E3(t)＋E4(t)｜2 ＝｛E3cos（ω1t＋B1sinω3t＋φ3） ＋E4cos（ω1t＋A1sinω4t＋φ4）｝2 ＋｛Ｅ3sin（ω1t＋B1sinω3t＋φ3） ＋E4sin（ω1t＋A1sinω4t＋φ4）｝2 ＝E32｛cos2（ω1t＋B1sinω3t＋φ3） ＋sin2（ω1t＋B1sinω3t＋φ3）｝ ＋E42｛cos2（ω1t＋A1sinω4t＋φ4） ＋sin2（ω1t＋A1sinω4t＋φ4）｝ ＋２E3・E4cos（ω1t＋B1sinω3t＋φ3） ・cos（ω1t＋A1sinω4t＋φ4） ＋２E3・E4sin（ω1t＋B1sinω3t＋φ3） ・sin（ω1t＋A1sinω4t＋φ4） ＝E32＋E42 ＋２E3・E4cos（B1sinω3t −A1sinω4t＋Δφ ……（11） ただし Δφ＝φ2−φ1 ……（12） の関係式で表される信号レベルS0(t)を有する。
及び測定光ビームLA4の合成光を２乗検波したと同様の
光検出信号S0が得られ、これが（６）式及び（８）式に
基づいて、次式 S0(t) ＝｜E3(t)＋E4(t)｜2 ＝｛E3cos（ω1t＋B1sinω3t＋φ3） ＋E4cos（ω1t＋A1sinω4t＋φ4）｝2 ＋｛Ｅ3sin（ω1t＋B1sinω3t＋φ3） ＋E4sin（ω1t＋A1sinω4t＋φ4）｝2 ＝E32｛cos2（ω1t＋B1sinω3t＋φ3） ＋sin2（ω1t＋B1sinω3t＋φ3）｝ ＋E42｛cos2（ω1t＋A1sinω4t＋φ4） ＋sin2（ω1t＋A1sinω4t＋φ4）｝ ＋２E3・E4cos（ω1t＋B1sinω3t＋φ3） ・cos（ω1t＋A1sinω4t＋φ4） ＋２E3・E4sin（ω1t＋B1sinω3t＋φ3） ・sin（ω1t＋A1sinω4t＋φ4） ＝E32＋E42 ＋２E3・E4cos（B1sinω3t −A1sinω4t＋Δφ ……（11） ただし Δφ＝φ2−φ1 ……（12） の関係式で表される信号レベルS0(t)を有する。
このように、光検出信号S0は、振幅値E3及びE4の２乗
和に比例した信号レベルの直流成分（すなわち右辺第１
項及び第２項でなる）に、右辺第３項の交流成分でなる
信号成分を重畳した信号成分をもつている。
和に比例した信号レベルの直流成分（すなわち右辺第１
項及び第２項でなる）に、右辺第３項の交流成分でなる
信号成分を重畳した信号成分をもつている。
そこで、（11）式の右辺第３項について余弦関数部分
だけを抽出して、次式 ω4＜ω3 ……（13） とおくと、次式 cos（B1sinω3t−A1sinω4t＋Δφ） ＝cos（B1sinω3t） ・cos（A1sinω4t−Δφ） ＋sin（B1sinω3t） ・sin（A1sinω4t−Δφ） ……（14） のように展開することができる。従つて（14）式は、ノ
イマンの公式に基づいて展開することができ、その結果
（11）式の右辺第３項について当該余弦関数部分は、次
式 のように展開することができる。
だけを抽出して、次式 ω4＜ω3 ……（13） とおくと、次式 cos（B1sinω3t−A1sinω4t＋Δφ） ＝cos（B1sinω3t） ・cos（A1sinω4t−Δφ） ＋sin（B1sinω3t） ・sin（A1sinω4t−Δφ） ……（14） のように展開することができる。従つて（14）式は、ノ
イマンの公式に基づいて展開することができ、その結果
（11）式の右辺第３項について当該余弦関数部分は、次
式 のように展開することができる。
このようにして、光検出素子21から得られる光検出信
号S0には、電極14に印加した正弦波変調信号S2の角周波
数ω3を基本周波数にして、その高調波成分が得られる
と共に、当該高調波成分のサイドバンドにスピーカ３に
おける振動面の振動速度情報が含まれていることが解
る。
号S0には、電極14に印加した正弦波変調信号S2の角周波
数ω3を基本周波数にして、その高調波成分が得られる
と共に、当該高調波成分のサイドバンドにスピーカ３に
おける振動面の振動速度情報が含まれていることが解
る。
この実施例においては、かかる光検出信号S0から基本
周波数成分及びその２倍の周波数成分とを抽出して、振
動速度を測定するようになされている。
周波数成分及びその２倍の周波数成分とを抽出して、振
動速度を測定するようになされている。
すなわちバンドパスフイルタ回路30は、光検出素子21
の光検出信号S0を受ける中心周波数が正弦波変調信号S2
の角周波数ω3のバンドパスフイルタ回路で構成され、
その結果当該バンドパスフイルタ回路30から得られる出
力信号S3の信号レベルS3(t)は、（11）式及び（14）式
から、 S3(t) ＝２J1(B1)E3・E4sinω3t ・sin（A1sinω4t−Δφ） ＝J1(B1)E3・E4 ・［cos｛ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ −cos｛ω3t＋（A1sinω4t−Δφ）｝］ ……（16） になる。
の光検出信号S0を受ける中心周波数が正弦波変調信号S2
の角周波数ω3のバンドパスフイルタ回路で構成され、
その結果当該バンドパスフイルタ回路30から得られる出
力信号S3の信号レベルS3(t)は、（11）式及び（14）式
から、 S3(t) ＝２J1(B1)E3・E4sinω3t ・sin（A1sinω4t−Δφ） ＝J1(B1)E3・E4 ・［cos｛ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ −cos｛ω3t＋（A1sinω4t−Δφ）｝］ ……（16） になる。
これに対してバンドパスフイルタ回路31は、光検出素
子21の光検出信号S0を受ける中心周波数が正弦波変調信
号S2の角周波数ω3に対して２倍の角周波数２ω3のバン
ドパスフイルタ回路で構成され、その結果バンドパスフ
イルタ回路31から得られる出力信号S4の信号レベルS
4(t)は、（11）式及び（14）式から、 S4(t) ＝２J2(B1)E3・E4cos2ω3t ・cos（A1sinω4t−Δφ） ＝J2(B1)E3・E4 ・［cos｛２ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ ＋cos｛２ω3t＋（A1sinω4t−Δφ）｝］ ……（17） になる。
子21の光検出信号S0を受ける中心周波数が正弦波変調信
号S2の角周波数ω3に対して２倍の角周波数２ω3のバン
ドパスフイルタ回路で構成され、その結果バンドパスフ
イルタ回路31から得られる出力信号S4の信号レベルS
4(t)は、（11）式及び（14）式から、 S4(t) ＝２J2(B1)E3・E4cos2ω3t ・cos（A1sinω4t−Δφ） ＝J2(B1)E3・E4 ・［cos｛２ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ ＋cos｛２ω3t＋（A1sinω4t−Δφ）｝］ ……（17） になる。
この出力信号S4は乗算回路32において基準信号SCを乗
算され、その乗算出力信号を中心周波数が正弦波変調信
号S2の角周波数ω3に設定されたバンドパスフイルタ回
路33を介して出力信号S5として出力する。
算され、その乗算出力信号を中心周波数が正弦波変調信
号S2の角周波数ω3に設定されたバンドパスフイルタ回
路33を介して出力信号S5として出力する。
かくして得られる出力信号S5はあたかも中心周波数が
正弦波変調信号S2の２倍の角周波数２ω3でなる信号成
分（（17）式）を角周波数ω3に低周波変換したと同様
にして、次式 で表される信号レベルS5(t)をもつ。
正弦波変調信号S2の２倍の角周波数２ω3でなる信号成
分（（17）式）を角周波数ω3に低周波変換したと同様
にして、次式 で表される信号レベルS5(t)をもつ。
増幅回路35、位相回路36及び増幅回路37、位相回路38
は、それぞれバンドパスフイルタ回路30及び33の出力信
号S3及びS5の信号レベルが等しくなるように、当該出力
信号S3及びS5を増幅した後、位相合わせして加算回路39
に出力する。
は、それぞれバンドパスフイルタ回路30及び33の出力信
号S3及びS5の信号レベルが等しくなるように、当該出力
信号S3及びS5を増幅した後、位相合わせして加算回路39
に出力する。
その結果、加算回路39を介して、定数Ｃ及びC1(C1＝2
C）を用いて、（16）式及び（18）式から、次式 S6(t) ＝Ｃ・E3・E4 ・［cos｛ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ −cos｛ω3t＋（A1sinω4t−Ａφ）｝］ ＋Ｃ・E3・E4 ・［cos｛ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ ＋cos｛ω3t＋（A1sinω4t−Δφ）｝］ ＝C1・E3・E4 ・cos｛ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ ……（19） で表される信号レベルS6(t)の出力信号S6を得ることが
できる。
C）を用いて、（16）式及び（18）式から、次式 S6(t) ＝Ｃ・E3・E4 ・［cos｛ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ −cos｛ω3t＋（A1sinω4t−Ａφ）｝］ ＋Ｃ・E3・E4 ・［cos｛ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ ＋cos｛ω3t＋（A1sinω4t−Δφ）｝］ ＝C1・E3・E4 ・cos｛ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ ……（19） で表される信号レベルS6(t)の出力信号S6を得ることが
できる。
かくして（19）式から、出力信号S6においては、正弦
波変調信号S2の角周波数ω3を中心周波数にして、スピ
ーカ３の変位に応じて周波数が偏移した周波数変調信号
が得られることが解る。
波変調信号S2の角周波数ω3を中心周波数にして、スピ
ーカ３の変位に応じて周波数が偏移した周波数変調信号
が得られることが解る。
この出力信号S6はFM復調回路40によつて復調処理さ
れ、これによりスピーカ３の振動面の振動速度に対応す
る測定出力をFM復調回路40から出力することができる。
れ、これによりスピーカ３の振動面の振動速度に対応す
る測定出力をFM復調回路40から出力することができる。
以上の構成において、レーザ光源４から射出された光
源用ビームLA1は光変調器12において正弦波変調信号S2
によつて変調処理され、これにより正弦波状に周波数が
偏移する参照光ビームLA3が形成される。
源用ビームLA1は光変調器12において正弦波変調信号S2
によつて変調処理され、これにより正弦波状に周波数が
偏移する参照光ビームLA3が形成される。
これに対して、光源用光ビームLA1をスピーカ３の振
動面に照射して得られる測定光ビームLA4は、参照光ビ
ームLA3と共に光検出素子21に導から、その結果当該光
検出素子21から測定光ビームLA4及び参照ビームLA3を２
乗検波した光検出信号S0が得られる。
動面に照射して得られる測定光ビームLA4は、参照光ビ
ームLA3と共に光検出素子21に導から、その結果当該光
検出素子21から測定光ビームLA4及び参照ビームLA3を２
乗検波した光検出信号S0が得られる。
この光検出信号S0のうち、正弦波変調信号S2の角周波
数ω3を中心周波数とした信号成分が、バンドパスフイ
ルタ回路30、増幅回路35、位相回路36を介して加算回路
39に入力され、これに対して正弦波変調信号S2の角周波
数ω3に対して２倍の角周波数２ω3を中心周波数とした
信号成分がバンドパスフイルタ回路31において抽出さ
れ、乗算回路32において角周波数ω3に低周波変換され
た後バンドパスフイルタ回路33、増幅回路37及び位相回
路38を介して加算回路39に入力される。
数ω3を中心周波数とした信号成分が、バンドパスフイ
ルタ回路30、増幅回路35、位相回路36を介して加算回路
39に入力され、これに対して正弦波変調信号S2の角周波
数ω3に対して２倍の角周波数２ω3を中心周波数とした
信号成分がバンドパスフイルタ回路31において抽出さ
れ、乗算回路32において角周波数ω3に低周波変換され
た後バンドパスフイルタ回路33、増幅回路37及び位相回
路38を介して加算回路39に入力される。
その結果加算回路39を介して、正弦波変調信号S2の角
周波数ω3を中心周波数にして、スピーカ３の振動面の
変位に応じて周波数が偏移する周波数変調信号でなる出
力信号S6が得られ、FM復調回路40において復調されるこ
とにより、スピーカ３の振動面の振動速度に対応する測
定出力を得ることができる。
周波数ω3を中心周波数にして、スピーカ３の振動面の
変位に応じて周波数が偏移する周波数変調信号でなる出
力信号S6が得られ、FM復調回路40において復調されるこ
とにより、スピーカ３の振動面の振動速度に対応する測
定出力を得ることができる。
以上の構成によれば、鋸歯状波信号に代えて正弦変調
信号S2によつて光変調器12を変調動作させて被測定対象
の速度を測定するようにしたことにより、従来避け得な
かつた鋸歯状波信号の波形歪が原因になつて生じる測定
精度の劣化を有効に回避することができる。
信号S2によつて光変調器12を変調動作させて被測定対象
の速度を測定するようにしたことにより、従来避け得な
かつた鋸歯状波信号の波形歪が原因になつて生じる測定
精度の劣化を有効に回避することができる。
さらに正弦波変調信号S2を用いたことにより、当該正
弦波変調信号S2においては周波数を高くしても波形歪の
発生を有効に回避することができるので、被測定対象の
速度が速い場合には、単に周波数を高くするだけで、測
定精度を劣化させることなく速度を測定することができ
る。
弦波変調信号S2においては周波数を高くしても波形歪の
発生を有効に回避することができるので、被測定対象の
速度が速い場合には、単に周波数を高くするだけで、測
定精度を劣化させることなく速度を測定することができ
る。
さらに鋸歯状波信号においては、波形歪がなくしかも
高い精度で信号レベルを維持するために、光変調器12と
して駆動回路の構成が複雑なものを適用する必要がある
のに対して、上述の構成によれば、正弦波変調信号S2を
用いるようにしたことにより、駆動回路及び光検出素子
から得られる出力信号の信号処理回路の構成を一段と簡
略化し得る。
高い精度で信号レベルを維持するために、光変調器12と
して駆動回路の構成が複雑なものを適用する必要がある
のに対して、上述の構成によれば、正弦波変調信号S2を
用いるようにしたことにより、駆動回路及び光検出素子
から得られる出力信号の信号処理回路の構成を一段と簡
略化し得る。
（G2）第２の実施例 第１図との対応部分に同一符号を付して示す第２図
は、本発明の第２の実施例を示し、光検出信号S0をバン
ドパスフイルタ回路50に与えることにより、正弦波変調
信号S2の角周波数ω3の信号成分と、当該角周波数ω3の
２倍の角周波数２ω3の信号成分とを抽出して信号処理
するようにしたものである。
は、本発明の第２の実施例を示し、光検出信号S0をバン
ドパスフイルタ回路50に与えることにより、正弦波変調
信号S2の角周波数ω3の信号成分と、当該角周波数ω3の
２倍の角周波数２ω3の信号成分とを抽出して信号処理
するようにしたものである。
かくしてバンドパスフイルタ回路50の出力端には、上
述の（16）式及び（17）式によつて求めることができた
信号成分S3(t)及びS4(t)に基づいて、次式 S7(t) ＝S3(t)＋S4(t) ＝J1(B1)E3・E4 ・［cos｛ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ −cos｛ω3t＋（A1sinω4t−Δφ）｝］ ＋J2(B1)E3・E4 ・［cos｛２ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ ＋cos｛２ω3t＋（A1sinω4t−Δφ）｝］ ……（20） の関係式で表される信号レベルS7(t)の出力信号S7を得
ることができる。
述の（16）式及び（17）式によつて求めることができた
信号成分S3(t)及びS4(t)に基づいて、次式 S7(t) ＝S3(t)＋S4(t) ＝J1(B1)E3・E4 ・［cos｛ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ −cos｛ω3t＋（A1sinω4t−Δφ）｝］ ＋J2(B1)E3・E4 ・［cos｛２ω3t−（A1sinω4t−Δφ）｝ ＋cos｛２ω3t＋（A1sinω4t−Δφ）｝］ ……（20） の関係式で表される信号レベルS7(t)の出力信号S7を得
ることができる。
この場合増幅回路51及び位相回路52は、基準信号SCを
増幅すると共にその位相を調整することにより、振幅値
A5及び位相差φ5を用いて、次式 S8(t)＝A5cos（ω3t＋φ5） ……（21） の関係式で表される信号レベルS8(t)の出力信号S8を形
成する。
増幅すると共にその位相を調整することにより、振幅値
A5及び位相差φ5を用いて、次式 S8(t)＝A5cos（ω3t＋φ5） ……（21） の関係式で表される信号レベルS8(t)の出力信号S8を形
成する。
また逓倍回路53、増幅回路54及び位相回路55は、基準
信号SCを２逓倍した後、増幅すると共にその位相を調整
することにより、振幅値A6及び位相差φ6を用いて、次
式 S9(t)＝A6cos（２ω3t＋φ6） ……（22） の関係式で表される信号レベルS9(t)の出力信号S9を形
成する。
信号SCを２逓倍した後、増幅すると共にその位相を調整
することにより、振幅値A6及び位相差φ6を用いて、次
式 S9(t)＝A6cos（２ω3t＋φ6） ……（22） の関係式で表される信号レベルS9(t)の出力信号S9を形
成する。
乗算回路56は、位相回路52及び55から出力される出力
信号S8及びS9を合成してバンドパスフイルタ回路50の出
力信号S7に乗算し、その乗算出力信号をバンドパスフイ
ルタ回路33を介してFM復調回路40に出力する。
信号S8及びS9を合成してバンドパスフイルタ回路50の出
力信号S7に乗算し、その乗算出力信号をバンドパスフイ
ルタ回路33を介してFM復調回路40に出力する。
その結果乗算回路56から得られる乗算出力信号のう
ち、正弦波変調信号S2の角周波数ω3と等しい中心周波
数の信号成分が抽出されてFM復調回路40に入力される。
ち、正弦波変調信号S2の角周波数ω3と等しい中心周波
数の信号成分が抽出されてFM復調回路40に入力される。
すなわち、バンドパスフイルタ回路33の出力端には、
（20）式の右辺第１項で表される角周波数ω3の信号成
分と（22）式で表される角周波数ω3の信号成分とを乗
算した結果得られる信号成分のうち中心周波数ω3の信
号成分と、（20）式の右辺第２項で表される角周波数ω
3の信号成分と（21）式で表される角周波数ω3の信号成
分とを乗算した結果得られる信号成分のうちの中心周波
数ω3の信号成分との和信号S10が得られる。
（20）式の右辺第１項で表される角周波数ω3の信号成
分と（22）式で表される角周波数ω3の信号成分とを乗
算した結果得られる信号成分のうち中心周波数ω3の信
号成分と、（20）式の右辺第２項で表される角周波数ω
3の信号成分と（21）式で表される角周波数ω3の信号成
分とを乗算した結果得られる信号成分のうちの中心周波
数ω3の信号成分との和信号S10が得られる。
従つてバンドパスフイルタ回路33の出力信号S10とし
て、 の関係式で表される信号レベルS10(t)の出力信号S10を
得ることができる。
て、 の関係式で表される信号レベルS10(t)の出力信号S10を
得ることができる。
従つて増幅回路51及び54の利得を所定の利得に設定し
て、次式 A5・J2(B1）＝A6・J1(B1） ……（24） の関係式が得られるように出力信号S8及びS9の信号レベ
ルS8(t)及びS9(t)を所定の値に設定すると共に位相回路
52及び55の移相量を調整して、次式 −φ5＝φ6 ＝φ56 ……（25） の関係式が得られるように出力信号S8及びS9の位相差を
所定の値に設置することにより、（23）式から、次式 S10(t) ＝A5・J2(B1)E3・E4 ・cos（ω3t＋A1sinω4t＋φ56−Δφ） ……（26） の関係式で表される信号レベルS10(t)の出力信号S10を
得ることができる。
て、次式 A5・J2(B1）＝A6・J1(B1） ……（24） の関係式が得られるように出力信号S8及びS9の信号レベ
ルS8(t)及びS9(t)を所定の値に設定すると共に位相回路
52及び55の移相量を調整して、次式 −φ5＝φ6 ＝φ56 ……（25） の関係式が得られるように出力信号S8及びS9の位相差を
所定の値に設置することにより、（23）式から、次式 S10(t) ＝A5・J2(B1)E3・E4 ・cos（ω3t＋A1sinω4t＋φ56−Δφ） ……（26） の関係式で表される信号レベルS10(t)の出力信号S10を
得ることができる。
かくして、正弦波変調信号S2の角周波数ω3を中心周
波数にして振動面の変位に応じて周波数が偏移する周波
数変調信号を得ることができ、FM復調回路40を介して復
調することにより、信動面の振動速度を測定することが
できる。
波数にして振動面の変位に応じて周波数が偏移する周波
数変調信号を得ることができ、FM復調回路40を介して復
調することにより、信動面の振動速度を測定することが
できる。
第２図の構成によれば、第１の実施例の場合と同様の
効果を得ることができ、かくするにつき、正弦波変調信
号S2の角周波数ω3を中心周波数とした信号成分と、そ
の２倍の角周波数２ω3を有する信号成分とに分離しな
くても良い分、全体としての構成を簡易化し得る。
効果を得ることができ、かくするにつき、正弦波変調信
号S2の角周波数ω3を中心周波数とした信号成分と、そ
の２倍の角周波数２ω3を有する信号成分とに分離しな
くても良い分、全体としての構成を簡易化し得る。
（G3）第３の実施例 第２図との対応部分に同一符号を付して示す第３図
は、本発明の第３の実施例を示す。この場合乗算回路56
には、基準信号SCを1/2逓降回路61、増幅回路62、位相
回路63を介して得られる出力信号S11を、バンドパスフ
イルタ回路50から得られる出力信号S7（（20）式）を乗
算する。
は、本発明の第３の実施例を示す。この場合乗算回路56
には、基準信号SCを1/2逓降回路61、増幅回路62、位相
回路63を介して得られる出力信号S11を、バンドパスフ
イルタ回路50から得られる出力信号S7（（20）式）を乗
算する。
ここで1/2逓降回路61は基準信号SCの角周波数を1/2に
逓降することにより、出力信号S11として次式 のように角周波数がω3/2、振幅A7及び位相差φ7の出力
信号S11を得る。
逓降することにより、出力信号S11として次式 のように角周波数がω3/2、振幅A7及び位相差φ7の出力
信号S11を得る。
その結果乗算回路56の出力端には次式 のように、正弦波変調信号S2の角周波数ω3に対して3/2
倍の角周波数３ω3/2の信号成分を含んでなる出力信号S
12が得られる。
倍の角周波数３ω3/2の信号成分を含んでなる出力信号S
12が得られる。
この出力信号S12のうち、角周波数３ω3/2の信号成分
は、当該角周波数を中心周波数とするバンドパスフイル
タ回路64において抽出され、これによりバンドパスフイ
ルタ回路64の出力端に次式 で表される出力信号S13を得る。
は、当該角周波数を中心周波数とするバンドパスフイル
タ回路64において抽出され、これによりバンドパスフイ
ルタ回路64の出力端に次式 で表される出力信号S13を得る。
ここでパラメータについて、J1(B1）＝J2(B1）かつ、
φ7＝０、π、２π、３π……のように選定すれば、（2
9）式は のように簡略化した数式によつて表現できる。
φ7＝０、π、２π、３π……のように選定すれば、（2
9）式は のように簡略化した数式によつて表現できる。
因にJ1(B1）＝J2(B1）の条件は、第４図から明らかな
ように、B1＝2.6においてこの条件が成り立つことが解
る。
ように、B1＝2.6においてこの条件が成り立つことが解
る。
ところがB1の値は（５）式で表されるように、正弦波
変調信号S2の電圧振幅Ｖによつて決まるような関係をも
つている。
変調信号S2の電圧振幅Ｖによつて決まるような関係をも
つている。
従つて正弦波変調信号S2の振幅Ｖを調整することによ
つてB1＝2.6（従つてJ1(B1）＝J2(B1））になるように
駆動回路22を調整すれば、（30）式によつて表されるよ
うに、中心周波数が３ω3/2の周波数変調信号形式の出
力信号をバンドパスフイルタ回路64から得ることがで
き、これによりFM復調回路40において、スピーカ３の振
動面の振動速度を表す測定信号を容易に復調することが
できる。
つてB1＝2.6（従つてJ1(B1）＝J2(B1））になるように
駆動回路22を調整すれば、（30）式によつて表されるよ
うに、中心周波数が３ω3/2の周波数変調信号形式の出
力信号をバンドパスフイルタ回路64から得ることがで
き、これによりFM復調回路40において、スピーカ３の振
動面の振動速度を表す測定信号を容易に復調することが
できる。
なお、出力信号S13を得るにつき、その位相差φ7をφ
7＝０、π、２π、３π……に選定するようにしたこと
に代え、φ7＝π/2、３π/2、５π/2……のように選定
しても（30）式について上述したと同様の周波数変調信
号形式の出力信号S13を得ることができる。
7＝０、π、２π、３π……に選定するようにしたこと
に代え、φ7＝π/2、３π/2、５π/2……のように選定
しても（30）式について上述したと同様の周波数変調信
号形式の出力信号S13を得ることができる。
（G5）他の実施例 （１）第１図及び仇２の実施例においては、光検出素子
21の光検出信号から正弦波変調信号S2の角周波数ω3を
もつ信号成分と、その２倍の角周波数２ω3をもつ信号
成分とを抽出して信号処理する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、例えば２倍の角周波数２ω3の
信号成分と、３倍の角周波数３ω3の信号成分とを抽出
して信号処理しても良く、要は正弦波変調信号S2の角周
波数ω3に対して、奇数倍の角周波数ω3、３ω3、５ω3
……をもつ信号成分と、偶数倍の角周波数２ω3、４ω3
……をもつ信号成分とを併せて信号処理すれば良い。
21の光検出信号から正弦波変調信号S2の角周波数ω3を
もつ信号成分と、その２倍の角周波数２ω3をもつ信号
成分とを抽出して信号処理する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、例えば２倍の角周波数２ω3の
信号成分と、３倍の角周波数３ω3の信号成分とを抽出
して信号処理しても良く、要は正弦波変調信号S2の角周
波数ω3に対して、奇数倍の角周波数ω3、３ω3、５ω3
……をもつ信号成分と、偶数倍の角周波数２ω3、４ω3
……をもつ信号成分とを併せて信号処理すれば良い。
（２）第１図〜第３図の実施例においては、１つの基板
５上にレーザ光源４から得られる入射光ビームLA1を分
岐及び合成する分岐部７、９及び導波路６、10、11、20
と、光変調器12とを一体に構成した場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、別体に構成するようにして
も良い。
５上にレーザ光源４から得られる入射光ビームLA1を分
岐及び合成する分岐部７、９及び導波路６、10、11、20
と、光変調器12とを一体に構成した場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、別体に構成するようにして
も良い。
（３）第１図〜第３図の実施例においては、導波路を間
に挟んで一対の電極14を対向するようになされた光変調
器12を用い、また第５図の実施例においては、振動子72
を光変調器として用いた場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、要は正弦波変調信号S2を印加してそれ
に応じて正弦波状に周波数が偏移するような変調光を得
ることができるような光変調器を広く適用することがで
きる。
に挟んで一対の電極14を対向するようになされた光変調
器12を用い、また第５図の実施例においては、振動子72
を光変調器として用いた場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、要は正弦波変調信号S2を印加してそれ
に応じて正弦波状に周波数が偏移するような変調光を得
ることができるような光変調器を広く適用することがで
きる。
（４）上述においては本発明を、スピーカ３の振動面の
振動速度を測定する場合に適用した実施例について述べ
たが、本発明はこれに限らず移動物体の移動速度、流体
の流速等ドツプラ効果を利用して速度を測定するように
なされたレーザドツプラ速度計に広く適用することがで
きる。
振動速度を測定する場合に適用した実施例について述べ
たが、本発明はこれに限らず移動物体の移動速度、流体
の流速等ドツプラ効果を利用して速度を測定するように
なされたレーザドツプラ速度計に広く適用することがで
きる。
（５）第２図及び第３図の実施例において、乗算回路56
に角周波数ω3及びω4の信号成分を含んだ出力信号S7を
入力するにつき、バンドパスフイルタ回路50によつて他
の角周波数の信号成分を除去するようにしたが、これに
代え、バンドパスフイルタ回路50を省略して検出信号S0
を直接乗算回路56に入力するようにしても、上述の場合
と同様の効果を得ることができる。
に角周波数ω3及びω4の信号成分を含んだ出力信号S7を
入力するにつき、バンドパスフイルタ回路50によつて他
の角周波数の信号成分を除去するようにしたが、これに
代え、バンドパスフイルタ回路50を省略して検出信号S0
を直接乗算回路56に入力するようにしても、上述の場合
と同様の効果を得ることができる。
Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、誘電体基板上におい
て、光変調器から得られる参照ビームと測定光ビームと
の合成光を得、この合成光から得た光検出信号から正弦
波変調信号とその高調波信号と被測定対象の運動速度を
表すドツプラ信号成分とに対応する周波数変調信号成分
を得、これを正弦変調信号の角周波数ωの奇数倍又は偶
数倍、若しくはM/2倍（Ｍは整数）の角周波数を有する
周波数信号と混合処理した後、ドツプラ信号成分を復調
するようにしたことにより、被測定対象の速度を簡易な
構成で、かつ高い精度で、測定することができると共
に、運動速度の速い被測定対象でも確実に運動速度を測
定することができる。
て、光変調器から得られる参照ビームと測定光ビームと
の合成光を得、この合成光から得た光検出信号から正弦
波変調信号とその高調波信号と被測定対象の運動速度を
表すドツプラ信号成分とに対応する周波数変調信号成分
を得、これを正弦変調信号の角周波数ωの奇数倍又は偶
数倍、若しくはM/2倍（Ｍは整数）の角周波数を有する
周波数信号と混合処理した後、ドツプラ信号成分を復調
するようにしたことにより、被測定対象の速度を簡易な
構成で、かつ高い精度で、測定することができると共
に、運動速度の速い被測定対象でも確実に運動速度を測
定することができる。
第１図、第２図、第３図は本発明によるレーザドツプラ
速度計の第１、第２、第３の実施例を示す略線的系統
図、第４図は第３図の実施例における設定条件の説明に
供する信号波形図、第５図は従来技術の説明に供する信
号波形図である。 ３……スピーカ、４……レーザ光源、５……基板、６、
８、10、11、13、20……導波路、７、９……分岐部、12
……光変調器、21……光検出素子、30、31、33、50……
バンドパスフイルタ回路、32、56……乗算回路、35、3
7、51、54、62……増幅回路、36、38、52、55、63……
位相回路、40……FM復調回路、53……逓倍回路、61……
逓降回路、DEV……レーザドツプラ速度計。
速度計の第１、第２、第３の実施例を示す略線的系統
図、第４図は第３図の実施例における設定条件の説明に
供する信号波形図、第５図は従来技術の説明に供する信
号波形図である。 ３……スピーカ、４……レーザ光源、５……基板、６、
８、10、11、13、20……導波路、７、９……分岐部、12
……光変調器、21……光検出素子、30、31、33、50……
バンドパスフイルタ回路、32、56……乗算回路、35、3
7、51、54、62……増幅回路、36、38、52、55、63……
位相回路、40……FM復調回路、53……逓倍回路、61……
逓降回路、DEV……レーザドツプラ速度計。
Claims (2)
- 【請求項１】レーザ光源から射出された光源用光ビーム
を、誘電体基板上に形成された光路を介して被測定対象
に照射することにより生じた反射光によつて測定光ビー
ムを得ると共に、上記光源用光ビームを上記光路を介し
て上記誘電体基板上に形成された光変調器に入射するこ
とにより基準信号によつて変調された参照光ビームを
得、上記参照光ビーム及び上記測定光ビームを上記光路
において合成することにより合成光を得、当該合成光を
光検出手段に入射することにより上記被測定対象の運動
速度を表すドツプラ信号成分を含む光検出信号を得、上
記光検出信号に基づいて上記被測定対象の運動速度を測
定するレーザドツプラ速度計であつて、 上記基準信号として角周波数ωの正弦波変調信号を上記
光変調器に供給することにより、上記光検出信号として
上記正弦波変調信号、当該正弦波変調信号の高調波信号
及び上記ドツプラ信号成分に対応する周波数変調信号成
分を生じさせる測定光学系と、 上記基準信号に基づいて上記正弦波変調信号の角周波数
ωの奇数倍又は偶数倍の角周波数を有する周波数信号を
発生させ、当該周波数信号と上記光検出信号の上記周波
数変調信号成分とを混合処理した後上記ドツプラ信号成
分を復調することにより、上記被測定対象の運動速度に
対応する測定出力を得る測定信号形成回路と を具えることを特徴とするレーザドツプラ速度計。 - 【請求項２】レーザ光源から射出された光源用光ビーム
を、誘電体基板上に形成された光路を介して被測定対象
に照射することにより生じた反射光によつて測定光ビー
ムを得ると共に、上記光源用光ビームを上記光路を介し
て上記誘電体基板上に形成された光変調器に入射するこ
とにより基準信号によつて変調された参照光ビームを
得、上記参照光ビーム及び上記測定光ビームを上記光路
において合成することにより合成光を得、当該合成光を
光検出手段に入射することにより上記被測定対象の運動
速度を表すドツプラ信号成分を含む光検出信号を得、上
記光検出信号に基づいて上記被測定対象の運動速度を測
定するレーザドツプラ速度計であつて、 上記基準信号として角周波数ωの正弦波変調信号を上記
光変調器に供給することにより、上記光検出信号として
上記正弦波変調信号、当該正弦波変調信号の高調波信号
及び上記ドツプラ信号成分に対応する周波数変調信号成
分を生じさせる測定光学系と、 上記基準信号に基づいて上記正弦波変調信号の角周波数
ωのM/2倍（Ｍは整数）の角周波数を有する周波数信号
を発生させ、当該周波数信号と上記光検出信号の上記周
波数変調信号成分とを混合処理した後上記ドツプラ信号
成分を復調することにより、上記被測定対象の運動速度
に対応する測定出力を得る測定信号形成回路と を具えることを特徴とするレーザドツプラ速度計。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-217464 | 1987-08-31 | ||
| JP21746487 | 1987-08-31 | ||
| JP21746387 | 1987-08-31 | ||
| JP62-217463 | 1987-08-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01152387A JPH01152387A (ja) | 1989-06-14 |
| JP2829966B2 true JP2829966B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=26522033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63162065A Expired - Fee Related JP2829966B2 (ja) | 1987-08-31 | 1988-06-29 | レーザドツプラ速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829966B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3049849B2 (ja) | 1991-06-25 | 2000-06-05 | ソニー株式会社 | レーザドップラ速度計 |
| JP3077266B2 (ja) | 1991-06-25 | 2000-08-14 | ソニー株式会社 | レーザドップラ速度計 |
| JP3492012B2 (ja) | 1995-03-09 | 2004-02-03 | キヤノン株式会社 | 変位情報検出装置 |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP2745596B2 (ja) * | 1988-12-06 | 1998-04-28 | オムロン株式会社 | 導波型速度センサ |
| JP3605881B2 (ja) * | 1995-04-21 | 2004-12-22 | ソニー株式会社 | 速度センサヘッド及び速度計測装置 |
| JP3605894B2 (ja) * | 1995-08-18 | 2004-12-22 | ソニー株式会社 | レーザドップラー速度計 |
| JP7540245B2 (ja) * | 2020-08-26 | 2024-08-27 | セイコーエプソン株式会社 | レーザー干渉計 |
| JP7459724B2 (ja) | 2020-08-26 | 2024-04-02 | セイコーエプソン株式会社 | レーザー干渉計 |
| JP7838290B2 (ja) | 2022-02-02 | 2026-04-01 | セイコーエプソン株式会社 | レーザー干渉計 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57192833A (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-27 | Nippon Steel Corp | Method of detecting vibration of object to be measured using coherent light |
-
1988
- 1988-06-29 JP JP63162065A patent/JP2829966B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3049849B2 (ja) | 1991-06-25 | 2000-06-05 | ソニー株式会社 | レーザドップラ速度計 |
| JP3077266B2 (ja) | 1991-06-25 | 2000-08-14 | ソニー株式会社 | レーザドップラ速度計 |
| JP3492012B2 (ja) | 1995-03-09 | 2004-02-03 | キヤノン株式会社 | 変位情報検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01152387A (ja) | 1989-06-14 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |