(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザードップラーを用いた速度測定装置において、速度測定装置とレーザー光源とを分離して、速度測定措置のみを飛しょう体に搭載することによって、製造コスト削減、及び、小型化を目的とした速度測定装置。【解決手段】  被測定物にレーザー光を照射し、ドップラーシフトした被測定物からの投光ビームの反射光の強度を反射光の周波数に応じた強度に変換し、変換された強度と投光ビームとの強度とから速度を算出することを特徴とする速度測定方法。さらに、その速度分布情報から被測定物の形状を識別する。【選択図】図１
2007010453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物にレーザー光を照射し、ドップラーシフトした前記被測定物からの前記レーザー光の反射光の強度を所定周波数特性を有する部材によって減衰させ、前記反射光の強度と前記減衰させられた反射光の強度との関係、前記所定周波数特性および前記レーザー光の周波数から前記被測定物との相対速度を算出することを特徴とする速度算出方法。
【請求項２】
被測定物にレーザー光を照射するレーザー光照射手段から照射されたレーザー光のドップラーシフトした反射光を二つの分配反射光に分配する分配手段と、
所定周波数特性を有するフィルタによって、分配された前記分配反射光の一方の強度を減衰させる強度減衰手段と、
強度減衰手段によって強度を減衰させられた減衰分配反射光と前記分配反射光とをそれぞれ電気信号に変換する電気信号変換手段と、
前記電気信号変換手段によって変換されたそれぞれの前記電気信号の関係、前記フィルタの特性および前記レーザー光の周波数によって前記被測定物との相対速度を算出する速度算出手段と、
を設けていることを特徴とする速度測定装置。
【請求項３】
被測定物にレーザー光を照射するレーザー光照射手段から照射されたレーザー光のドップラーシフトした反射光を二つの分配反射光に分配する分配手段と、
分配された前記分配反射光を、それぞれ所定周波数特性の異なるフィルタによって、前記分配反射光の強度をそれぞれ減衰させる強度減衰手段と、
前記強度減衰手段によってそれぞれ減衰させられた減衰分配反射光を電気信号に変換する電気信号変換手段と、
それぞれの前記電気信号の関係、前記フィルタの特性および前記レーザー光の周波数によって前記被測定物との相対速度を算出する速度算出手段と、
を設けていることを特徴とする速度測定装置。
【請求項４】
被測定物にレーザー光を照射するレーザー光照射手段から照射されたレーザー光のドップラーシフトした反射光を集光する集光手段を設け、前記集光手段によって集光された前記反射光を、前記分配手段によって分配することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の速度測定装置。
【請求項５】
被測定物にレーザー光を照射するレーザー光照射手段から照射されたレーザー光のドップラーシフトした反射光を集光する集光手段と、
素子板と、
前記素子板から出力されるそれぞれの素子に対応した電気信号の関係、前記フィルタの特性および前記レーザー光の周波数によって各素子に対応した前記被測定物との相対速度を算出する速度算出手段と、
前記速度算出手段により算出された各素子に対応した速度情報から被測定物の形状を識別する被測定物形状識別手段と、を設けており、
前記素子板は、前記集光手段によって集光された反射光を二つの分配反射光に分配する分配手段と、
所定周波数特性を有するフィルタによって分配された前記分配反射光の一方の強度を減衰させる強度減衰手段と、
強度減衰手段によって強度を減衰させられた減衰分配反射光と前記分配反射光とをそれぞれ電気信号に変換する電気信号変換手段と、
を設けた素子が複数配置されていることを特徴とする被測定物形状識別装置。
【請求項６】
被測定物にレーザー光を照射するレーザー光照射手段から照射されたレーザー光のドップラーシフトした反射光を集光する集光手段と、
素子板と、
前記素子板から出力されるそれぞれの素子に対応した電気信号の関係、前記フィルタの特性および前記レーザー光の周波数によって各素子に対応した前記被測定物との相対速度を算出する速度算出手段と、
前記速度算出手段により算出された各素子に対応した速度情報から被測定物の形状を識別する被測定物形状識別手段と、を設けており、
前記素子板は、前記集光手段によって集光された反射光を二つの分配反射光に分配する分配手段と、
分配された前記分配反射光を、それぞれ所定周波数特性の異なるフィルタによって、前記分配反射光の強度をそれぞれ異なる強度に減衰させる強度減衰手段と、
前記強度減衰手段によってそれぞれ異なる強度に減衰させられた減衰分配反射光を電気信号に変換する電気信号変換手段と、
を設けた素子が複数配置されていることを特徴とする被測定物形状識別装置。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれかに記載の速度測定装置又は被測定物形状識別装置を搭載したことを特徴とする飛しょう体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被測定物にレーザー光を照射し、その反射光のドップラーシフトを利用することによって速度を測定する速度測定方法、及び、速度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザー光を用いた速度測定装置としては、図１１に示すような速度測定装置１１０がある。以下、従来の速度測定装置について、図１１に基づいて説明する。
【０００３】
レーザー光源１００から発光された投光ビーム１０１の一部は投光ビーム１０１を分配するスプリッター１０９等を介して受光回路１０２へ導かれる。また、分配されなかった投光ビーム１０１は、被測定物１０８で反射した後に反射光１０３となって光学系１０４を介して受光回路１０２へ導かれる。ここで、スプリッター１０９等を介して受光回路１０２へ導かれた投光ビーム１０１は周波数νであるのに対し、光学系１０４を介して受光回路１０２へ導かれた反射光１０３の周波数はドップラーシフトによって周波数ν’に変化する。
【０００４】
これらの周波数νを有する投光ビーム１０１と周波数ν’を有する反射光１０３とは受光回路１０２で混合され（干渉し）、電気信号１０５となり、速度算出回路１０６に入力される。ここで、速度算出回路１０６は、周波数νと周波数ν’とに周波数差が生じていれば、その周波数差から相対速度を算出し、その結果を出力する。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７８８５４号公報
【特許文献２】昭６０−２５０２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような装置の場合、レーザー光源１００から出力された投光ビーム１０１そのものの周波数とドップラーシフトした反射光１０３の周波数との干渉から相対速度を求めなければならず、レーザー光源を速度測定装置へ一体に設ける必要があった。このため、速度測定装置１１０を飛しょう体に搭載した場合には、レーザー光源１００の搭載が必要不可欠となり、飛しょう体の体積増加や重量増加を招き、ひいてはコスト増加を招くという問題があった。さらに、飛しょう体の体積増加や重量増加の為に、飛しょう体を大量に運搬することが困難になるという問題もあった。
【０００７】
また、複数の速度測定装置を使用するシステムでは、それぞれの速度測定装置にレーザー光源が必要となるため、個々の装置の規模が大きくなり、ひいてはトータルコスト増加につながっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上述した問題に鑑みて以下のような方法及び手段を採用する。
本発明に係る速度測定方法は、被測定物にレーザー光を照射し、ドップラーシフトした被測定物からのレーザー光の反射光の強度を、所定周波数特性を有する部材によって減衰させ、反射光の強度と減衰させられた反射光の強度との関係、所定周波数特性およびレーザー光の周波数から被測定物との相対速度を算出することを特徴とする。
【０００９】
本発明の速度測定方法によれば、反射光の強度と所定周波数特性を有した部材によって減衰させられた減衰反射光の強度との比率がわかるので、既知の周波数ごとの光の減衰率の関係と既知の照射レーザー光の周波数とによって、反射光と照射レーザー光との周波数差を求めることができる。よって、その周波数差から被測定物との相対速度を算出することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る速度測定装置は、被測定物にレーザー光を照射するレーザー光照射手段から照射されたレーザー光のドップラーシフトした反射光を二つの分配反射光に分配する分配手段と、所定周波数特性を有するフィルタによって、分配された分配反射光の一方の強度を減衰させる強度減衰手段と、強度減衰手段によって強度を減衰させられた減衰分配反射光と分配反射光とをそれぞれ電気信号に変換する電気信号変換手段と、電気信号変換手段によって変換されたそれぞれの電気信号の関係、フィルタの特性およびレーザー光の周波数によって被測定物との相対速度を算出する速度算出手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の速度測定装置によれば、投光ビームと反射光との光を混合（干渉）させる必要がなく、レーザー光源と速度測定装置とを一体に設ける必要がなくなる。したがって、速度測定装置自体を小型化することができる。
【００１２】
請求項３記載の速度測定装置によれば、被測定物にレーザー光を照射するレーザー光照射手段から照射されたレーザー光のドップラーシフトした反射光を二つの分配反射光に分配する分配手段と、分配された分配反射光を、それぞれ所定周波数特性の異なるフィルタによって、分配反射光の強度をそれぞれ減衰させる強度減衰手段と、強度減衰手段によってそれぞれ減衰させられた減衰分配反射光を電気信号に変換する電気信号変換手段と、それぞれの電気信号の関係、フィルタの特性およびレーザー光の周波数によって被測定物との相対速度を算出する速度算出手段と、を設けていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の速度測定装置によれば、分配した反射光をそれぞれ異なる周波数特性をもった強度減衰手段によって強度を減衰させるので、強度減衰手段によって出力される強度の比率の変化量は周波数の変化量に対して大きくなる。したがって、速度算出手段によって被測定物との相対速度を算出する際に、速度算出精度を向上させることができる。
【００１４】
請求項４記載の速度測定装置によれば、被測定物にレーザー光を照射するレーザー光照射手段から照射されたレーザー光のドップラーシフトした反射光を集光する集光手段をさらに設け、集光手段によって集光された前記反射光を、前記分配手段によって分配することを特徴とする。
【００１５】
本発明の速度測定装置によれば、ドップラーシフトした反射光を集光しているので、弱い反射光を強めることができる。したがって、分配反射光の強度を強度減衰手段によって異なる強度に減衰させる際の高分解能化を可能とする。
【００１６】
請求項５記載の被測定物形状識別装置によれば、被測定物にレーザー光を照射するレーザー光照射手段から照射されたレーザー光のドップラーシフトした反射光を集光する集光手段と、素子板と、素子板から出力されるそれぞれの素子に対応した電気信号の関係、フィルタの特性およびレーザー光の周波数によって各素子に対応した被測定物との相対速度を算出する速度算出手段と、速度算出手段により算出された各素子に対応した速度情報から被測定物の形状を識別する被測定物形状識別手段と、を設けており、素子板は、集光手段によって集光された反射光を二つの分配反射光に分配する分配手段と、所定周波数特性を有するフィルタによって分配された分配反射光の一方の強度を減衰させる強度減衰手段と、強度減衰手段によって強度を減衰させられた減衰分配反射光と分配反射光とをそれぞれ電気信号に変換する電気信号変換手段と、を設けた素子が複数配置されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の被測定物形状測定装置によれば、分配手段と分配手段によって分配された分配反射光の一方を異なる強度に減衰させる強度減衰手段と電気信号変換手段とが設けられた複数の素子が整列して素子板を形成している。素子からは二つの電気信号が出力されるので、二つの電気信号が素子板の各素子から出力される。その各素子から出力されたそれぞれの電気信号は速度算出手段によって、それぞれの素子に対応した速度を算出する。さらに、その算出したそれぞれ速度分布に対応した素子の位置から被測定物の形状を識別することができる。
【００１８】
請求項６記載の被測定物形状識別装置によれば、被測定物にレーザー光を照射するレーザー光照射手段から照射されたレーザー光のドップラーシフトした反射光を集光する集光手段と、素子板と、素子板から出力されるそれぞれの素子に対応した電気信号の関係、フィルタの特性およびレーザー光の周波数によって各素子に対応した速度を算出する速度算出手段と、速度算出手段により算出された各素子に対応した被測定物との相対速度情報から被測定物の形状を識別する被測定物形状識別手段と、を設けており、素子板は、集光手段によって集光された反射光を二つの分配反射光に分配する分配手段と、分配された分配反射光を、それぞれ所定周波数特性の異なるフィルタによって、分配反射光の強度をそれぞれ異なる強度に減衰させる強度減衰手段と、強度減衰手段によってそれぞれ異なる強度に減衰させられた減衰分配反射光を電気信号に変換する電気信号変換手段と、を設けた素子が複数配置されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の被測定物形状測定装置によれば、素子には分配手段と強度減衰手段と電気信号変換手段とが設けられており、複数の素子が整列して素子板を形成している。素子からは二つの電気信号が出力されるので、二つの電気信号が素子板の各素子から出力される。その各素子から出力されたそれぞれの電気信号は速度算出手段によって、それぞれの素子に対応した速度を算出する。さらに、その算出したそれぞれ速度分布に対応した素子の位置から被測定物の形状を識別することができる。さらに、分配した反射光の強度を、それぞれ異なる周波数特性をもった強度減衰手段によって減衰させられるので、強度減衰手段によって出力される強度の差の変化量は周波数の変化量に対して大きくなる。したがって、速度算出手段によって速度を算出する際に、速度算出精度を向上させることができ、ひいては、被測定物識別精度を向上させることができる。
【００２０】
請求項７記載の飛しょう体によれば、上述した速度測定装置又は被測定物識別装置を搭載したことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、飛しょう体にレーザー光源を搭載しなくても、飛しょう体自身で目標物の速度を測定したり、形状を識別することができる。したがって、レーザー光源を搭載しない分、軽量化、小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
上述したように本発明に係る速度測定装置によれば、レーザー光源の投光ビームの光と飛しょう体から反射した反射光との混合（干渉）を生じさせることなしに被測定物の速度を求めることができる。言い換えれば、従来装置のように、投光ビームを速度測定装置に入力する必要がなく、反射光のみを速度測定装置に入力すればよい。よって、レーザー光源と速度測定装置とを一体として使用する必要がなくなり、速度測定装置自体の重量軽減化や小型化を図ることができる。
【００２３】
ひいては、本発明に係る速度測定装置を飛しょう体に搭載した場合には飛しょう体にレーザー光源を搭載する必要がなくなるので、飛しょう体製造コストの削減につながることになる。また、飛しょう体自体が小型化されるので、低燃費、低コスト化を図ることができる。            
【００２４】
さらに、本発明に係る速度測定装置に係る素子板及び速度算出回路を用いることによって、二次元的な速度分布情報を取得し、その速度分布情報から被測定物の形状を識別することができる。このような被測定物の形状を識別することができる装置を飛しょう体に搭載することによって、飛しょう体に予め入力しておいた目標物の形状情報と本発明に係る速度測定装置から得られた形状情報とを比較することができる。これによって、飛しょう体が予め意図していた目標物以外の物体等を誤認して、目標物以外の物体に飛しょうしていくことを防ぐことができると共に、目標物への到達性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に本発明の実施形態の一例について図を用いて示す。図１に本発明に係る速度測定装置１の実施形態を示す。
【００２６】
同図において、１０はレーザー光源であり、高出力が可能な固体レーザーを用いることによってレンジを確保することが望ましいが、特に固体レーザーに制約されるものでなく、液体レーザー等でも良い。また、レーザー光源は、使用する人間が被測定物にレーザーを照射する態様に限られるものではなく、その他、追尾機能を有した装置を用いてレーザーを照射してもよい。また、２は被測定物であり、例えば、飛しょう体、自動車等である。
【００２７】
同図中の１は速度測定装置であり、被測定物２からの反射光１１を集光する光学系１２と、集光した反射光１１を分配する分配器と、分配された分配反射光の強度を減衰させる所定の周波数特性を有するフィルタＡ１４と、強度が減衰した減衰分配反射光およびフィルタによって強度が減衰していない分配反射光を電気信号に変換する受光回路Ａ１６及び受光回路Ｂ１７と、受光回路Ａ１６及び受光回路Ｂ１７によって変換されたそれぞれの電気信号から被測定物と速度測定装置との相対速度を算出する速度算出回路１８を有している。また、速度算出回路１８で得られた相対速度データは算出出力１９として、図示しない速度測定装置内に設けられた記憶装置に記憶し、必要に応じて使用したり、他の演算装置等で利用されたりする。
【００２８】
ここで、速度測定装置１の各要素の一例について示す。
光学系１２は被測定物で反射された反射光１１を集光するためのレンズである。分配器１３は半透明の鏡（拡散板）であり、光は集光点を中心に拡散する。その拡散された光はフィルタＡ１４を通過して受光回路Ａ１６に入力されるものと、フィルタを通らずに受光回路Ｂ１７に入力されるものとがある。さらに、図３に示すように受光回路Ａ１６及び受光回路Ｂ１７を中心線から対称配置することにより、同じ強度の光が分配される。
【００２９】
また、受光回路Ａ１６及び受光回路Ｂ１７は、入力される光の強度に対応した電気信号を出力する回路であり、例えばフォトダイオードとアンプを組み合わせた回路が挙げられる。
【００３０】
次に図２を用いてフィルタＡ１４について説明する。フィルタＡ１４は周波数特性を有したものである。つまり、被測定物からのレーザー光の反射光の強度を、その反射光の周波数に対応した所定の割合で減衰させるフィルタである。例えば、入射光の周波数がｆ0ならば、入射光の強度の１００％の強度で出力されるが、入射光の周波数がｆ1ならば、入射光の強度の８０％の強度で出力される。つまり、入力された光の周波数に対応した強度の光を出力する。
【００３１】
本実施形態で使用されるローパスフィルタは、入力光の周波数が高くなるほど、通過した光の強度の減衰量が、大きくなるように作用する。ここで、被測定物からのレーザー光の反射光の周波数によってその光の強度の減衰率が変化する周波数域はｆ2からｆ3までである。つまり、この被測定物からのレーザー光の反射光の減衰率が変化する周波数域内にレーザー光および反射光の周波数が入るようにフィルタを設計する必要がある。ここで、レーザー光とは被測定物で反射してドップラーシフトする前の光である。もちろん、周波数が低くなるほどフィルタを通過した光の強度の減衰量が小さくなるハイパスフィルタを用いてもよい。
【００３２】
次に速度算出回路１８について説明する。本実施例において、予め、周波数−強度データとして、フィルタＡ１４を通過した光の強度の減衰率は周波数毎に求められている。つまり、光の強度の減衰率とは、フィルタに入力された光の強度とフィルタから出力される光の強度との比である。その周波数−強度データと光源周波数とを速度算出回路１８内の図示しない記憶装置に記憶させておく。
そして、速度算出回路１８は、上述したそれぞれの電気信号と、周波数−強度データと、既知の光源周波数とに基づいて速度を算出する。なお、算出手段については後述する。
【００３３】
次に、図１を用いて、速度測定の手順を示す。先ず、レーザー光源１０から投光ビーム３を被測定物２に向けて照射する。すると、投光ビーム３は被測定物２で反射して反射光１１となる。その反射光１１を光学系１２で集光し、分配器によって二つの光に分配する。一方の分配反射光は、所定周波数特性を有するフィルタＡ１４を通過し、分配反射光の周波数に対応した強度に減衰する。さらに、その減衰させられた減衰分配反射光は、受光回路Ａ１６によって、その光の強度に対応した電気信号に変換される。また、もう一方の分配反射光はフィルタを通過せずに（つまり、フィルタによる光の強度の減衰はなく、）受光回路Ｂ１７によって、その光の強度に対応した電気信号に変換される。
【００３４】
そして、速度算出回路１８はそれぞれの電気信号に基づいて被測定物の速度を算出する。測定結果は算出出力１９として出力される。ここで、速度算出回路は、受光回路Ａ１６及び受光回路Ｂ１７によって電気信号に変換された分配反射光の強度の比率と上述した周波数−強度データとから反射光周波数を演算する。次に、その演算された反射光周波数と光源周波数との差から速度を求めることができる。
【００３５】
つまり、図１０及び式を用いて説明すると、受光回路により、二つの分配反射光は、電気信号に変換され、その変換されたそれぞれの電気信号に基づいて、それぞれの減衰分配反射光の強度の比率Ｂ／Ａを求めることができる。周波数−強度データは、周波数毎のフィルタＡを通過した光の強度の減衰率を表したものである。この求められた比率に対応した反射光周波数を、上述した周波数−強度データから求めることができる。次に、反射光周波数と既知の光源周波数との周波数差△ｆを求めることができるので、その周波数差を式（１）に適用することによって、被測定物と速度計測装置の相対速度Ｖを求めることが出来る。ここでＣは光速、νは投光ビーム３の周波数である。
Ｖ＝Ｃ＊Δｆ／（Δｆ−ν）      （１）
【００３６】
次に本発明の第２実施形態について図４、図５、図６を用いて説明する。図４、図５、図６中において、図１、図２、図３と同一の機能を有する構成部材、回路については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
上述した第１実施形態において、フィルタは１つのみ用いており、フィルタを通さずに受光回路Ｂ１７に分配反射光の一部を入力していたが、本実施例では、フィルタＢ１５を受光回路Ｂ１７の前に設ける。これによって、分配反射光は、フィルタＢ１５を通過してから受光回路Ｂ１７に入力される。ここでフィルタＢ１５はフィルタＡ１４とは異なる特性を有するフィルタを用いる。つまり、一方のフィルタをハイパスフィルタとして、もう一方のフィルタをローパスフィルタとすることが好ましい。
【００３８】
上述した構成により、分配器１３によって分配された分配反射光の一方はフィルタＡ１４を通過して、受光回路Ａ１６によって電気信号に変換され、もう一方はフィルタＢ１５を通過して、受光回路Ｂ１７によって電気信号に変換される。そして、それぞれの電気信号は、速度算出回路１８に入力されて、速度を算出する。
【００３９】
本実施形態では、異なる特性のフィルタ（ローパスフィルタ、及び、ハイパスフィルタ）を用いており、フィルタＡ１４、および、フィルタＢ１５の周波数−強度（比率）データを所定の記憶手段に記憶させて参照可能とする構成を採用する。さらに、本実施形態では、異なる特性のフィルタを用いているので、第１実施形態のものよりフィルタＡ１４を通過した光の強度とフィルタＢ１５を通過した光の強度との比率の変化率が周波数の変化率に対して大きい。よって、反射光の周波数の微小な変化にも対応することができ、高分解能化することができる。
【００４０】
先ず、手順について述べる。レーザー光源１０から投光ビーム３を被測定物２に向けて照射する。すると、投光ビーム３は被測定物２で反射して反射光１１となる。その反射光１１を光学系１２で集光し、分配器によって拡散された分配反射光に分配する。分配反射光の一方がフィルタＡ１４を通過して、その分配反射光の強度がフィルタＡ１４の所定周波数特性に対応した強度に減衰し、受光回路Ａ１６によって電気信号に変換される。もう一方の分配反射光は、フィルタＢ１５を通過して、その分配反射光の強度がフィルタＢ１５の所定周波数特性に対応した強度に減衰し、受光回路Ｂ１７によって電気信号に変換される。これらの電気信号を速度算出回路に入力し、それぞれの電気信号の比率と周波数−強度データから、反射光の周波数を求めることができる。次に、その反射光の周波数と予め定められている投光ビーム３の周波数との周波数差を求め、その周波数差と式（１）とから、相対速度を求めることができる。
【００４１】
第一実施形態では、ローパスフィルタ（フィルタＡ１４）を用いていたが、本実施形態では、図５に示すような特性を有するローパスフィルタ（フィルタＡ１４）とハイパスフィルタ（フィルタＢ１５）を用いている。
【００４２】
それぞれのフィルタＡ１４およびフィルタＢ１５によって減衰させられた減衰分配反射光の比率Ｂ／Ａがわかるので、その比率と予め求めてあるそれぞれのフィルタＡ１４およびフィルタＢ１５の周波数―強度データから、光源周波数２２と反射光周波数２３との周波数差を求めることができる。その周波数差と式（１）に基づいて、速度を算出することができる。
【００４３】
ここで図５に示すように、光源周波数２２（ｆａ）の周波数を有する光がそれぞれのフィルタＡ１４およびフィルタＢ１５を通過した際の光の強度の減衰率がそれぞれ同じとなるようにフィルタＡ１４およびフィルタＢ１５を設定する。次に、被測定物から反射してきた反射光の周波数によって、それぞれのフィルタによって減衰させられた分配反射光の強度の比率Ｂ／Ａが求まる。すると、比率Ｂ／Ａが１より大きいか小さいかにより被測定物が速度測定装置から遠ざかる方向に速度を有しているのか、速度測定装置に近づく方向に速度を有しているのかが求まる。
【００４４】
次の本発明の第３実施形態について図７及び図８を用いて説明する。図7は図8中の素子板２５及び素子２４の構成図である。
【００４５】
図７（ａ）は素子板を示す斜視図であり、図７（ａ）に示した素子板を構成している複数の素子２４は、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、反射光１１を分配する分配器（拡散板）１３と、分配された反射光１１の強度をそれぞれ異なる強度に減衰させる周波数特性を有したフィルタＡ１４及びフィルタＢ１５と、それらのフィルタによって減衰させられた強度を有する反射光を電気信号に変換する受光素子Ａ１６−１と受光素子Ｂ１７−１とを有している。
【００４６】
先ず、レーザー光源１０から投光ビーム３を被測定物２に向けて照射する。すると、投光ビーム３は被測定物２で反射して反射光１１となる。その反射光１１は光学系を介して集光し、上述した素子２４が複数配置されている素子板２５によって電気信号に変換される。
【００４７】
反射光１１が素子板２５を通過することで、それぞれの素子２４で反射光１１は、その周波数に対応した電気信号に変換される。その後、当該電気信号は、それぞれの素子２４に対応した速度算出回路１８に入力され、各素子に対応した被測定物２、又は、それ以外の物体（部分）の速度を算出する。各素子に対応した速度が得られることによって、図９（ｂ）の二次元出力データのように、二次元平面上の速度分布を得ることができる。その二次元出力データから被測定物の形状情報を取得することが可能となる。二次元出力データは速度測定装置内の図示しない記憶装置に記憶させておき、必要に応じて使用することができる。
【００４８】
また、飛しょう体に速度測定装置を搭載した場合には、予め速度測定装置内の記憶装置に記憶させてある目標物の形状と速度測定装置によって測定した二次元出力データとを比較することによって、測定した二次元出力データ内に目標物の形状が存在しているかを識別することができる。そして、目標物の形状が存在していることをコンピューターなどによって判別し、その目標物に飛しょうしていくようにすることも可能である。
【００４９】
ここで、図９中の１マスは素子２４一つに対応しており、実際は図９（ａ）のような形状を被測定物が有している場合でも図９（ｂ）のように、各素子２４からはモザイクのように見える。素子２４を多く配置することによって、高分解能化が可能となり、形状をより正確に識別することが可能となる。
【００５０】
また、被測定物の形状を識別するだけの場合には、投光ビーム又は反射光どちらか一方が、光の強度の減衰量が変化するｆ2からｆ3までの周波数域の周波数を有していればよい。投光ビームの周波数と反射光の周波数とに差が生じていることが判れば、被測定物の形状を識別することができるからである。
【００５１】
本発明では、光の強度を用いて説明したが、振幅をパラメーターとして、フィルタを設けることも考えられる。また、受光回路に入力された光の強度に対応した電気信号が受光回路から出力され、その電気信号に基づいて、分配反射光の強度を求めているが、その電気信号として電圧を利用してもよい。
【００５２】
また、レーザーを用いて説明したが、本発明はレーザーを用いたものに限定されるものではなく、例えば、超音波などを用いてもよい。
【００５３】
さらに、実施形態１乃至３において、周波数―強度データを記憶装置に記憶させて、その後、演算に利用しているが、アナログ的回路を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施形態１の装置の概略構成図である。
【図２】フィルタＡ１６及びフィルタなしの周波数特性を示す図である。
【図３】この発明の実施形態１の光学系から受光回路までの具体例を示す図である。
【図４】この発明の実施形態２の装置の概略構成図である。
【図５】フィルタＡ１６及びフィルタＢ特性２１の周波数特性を示す図である。
【図６】この発明の実施形態２の光学系から受光回路までの具体例を示す図である。
【図７】この発明の実施形態３の素子２４の概略図である。
【図８】この発明の実施形態３の装置の概略構成図である。
【図９】この発明の実施形態３の被測定物形状識別を行う場合の概略図である。
【図１０】この発明の速度算出方法を示すためのフィルタの周波数−強度を示す概略図である。
【図１１】従来の速度測定装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１：速度測定装置
２：被測定物
１００：レーザー光源
１０１：投光ビーム
１０２：受光回路
１０３：反射光
１０４：光学系
１０５：受光信号
１０６：速度算出回路
１０７：算出出力
１０８：被測定物
１０９：スプリッター
１１０：速度測定装置
【図１】
2007010453.tif 000003
【図２】
2007010453.tif 000004
【図３】
2007010453.tif 000005
【図４】
2007010453.tif 000006
【図５】
2007010453.tif 000007
【図６】
2007010453.tif 000008
【図７】
2007010453.tif 000009
【図８】
2007010453.tif 000010
【図９】
2007010453.tif 000011
【図１０】
2007010453.tif 000012
【図１１】
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