[发明专利]位移测量装置和速度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及分别执行位移量和速度的非接触测量的位移测量装置和速度测量装置。

背景技术

作为执行移动物体的位移量的非接触检测的方法，以下两种方法是已知的。一种方法是将相干光照射到移动物体上来产生斑纹图案，以基于根据移动物体的移动的斑纹图案的移动来检测移动物体的位移或速度的方法，所述斑纹图案是由通过光的反射和发散(divergence)而获得的光束的复杂干涉导致的。另一种方法是关于移动物体以彼此不同的入射角照射相干光束，以基于在反射和发散时接收的光学频率多普勒(Doppler)偏移之间的差值来获得移动物体的速度的方法。但是，在上述方法中，存在用作相干光源的LD(激光二极管)或VCSEL(垂直空腔表面发射激光器)的低可靠性或由装置的配置的复杂性导致的高成本等的问题。因此，日本专利公开No.58-113762公开了使用非相干光源来检测被成像物体的位移量和速度的方法。

但是，在日本专利公开No.58-113762中公开的速度测量装置中，由于来自移动物体的表面的反射光不通过成像系统，因此，光接收部分上的光学图案图像不清楚。因此，由光接收部分的光电二极管阵列检测的信号的振幅低，并且，作为信号完整性(integrity)的SN比(信噪比)劣化。结果，光学图案图像的位移量的检测精度降低，并且，速度的测量精度也降低。另一方面，如果为了使得光学图案图像清楚而将诸如透镜之类的成像系统添加到测量装置，那么，由于部件的数量增加，因此成本增高或者妨碍装置的小型化。

发明内容

希望提供高度精确的位移测量装置和速度测量装置。

作为本发明的一个方面的位移测量装置测量移动物体的位移量。所述位移测量装置包括：光源，被配置为使用从发光区域发射的光束来照射移动物体；光接收元件，包含沿移动物体的移动方向被布置的多个光接收区域，所述光接收元件被布置为使得从发光区域发射的并且从移动物体中的凹面被反射的光束在光接收元件的光接收表面上被成像；以及测量单元，被配置为基于在光接收元件上形成的发光区域图像的移动量来测量移动物体的位移量。

作为本发明的另一方面的速度测量装置包括所述位移测量装置，并且被配置为基于在预定时间中由位移测量装置确定的移动物体的位移量来检测移动物体的速度。

参照附图阅读实施例的以下描述，本发明的其它特征和方面将变得清晰。

附图说明

图1是实施例1中的位移测量装置的示意性配置图。

图2A～2D是实施例1中的位移测量装置中的发光区域图像的生成原理的说明图。

图3A和图3B是示出实施例1中的移动物体的移动量和发光区域图像的移动量之间的关系的示图。

图4是示出在实施例1中的移动物体的表面上周期性地被布置的凹面的示图。

图5是实施例2中的位移测量装置的示意性配置图。

图6是实施例3中的速度测量装置的示意性配置图。

图7是实施例3中的为数据提供时间延迟的过程的框图。

图8是实施例3中的另一速度测量装置400a的示意性配置图。

图9是实施例3中的另一速度测量装置400b的示意性配置图。

具体实施方式

以下将参照附图来描述本发明的示例性实施例。在各附图中，相同的元件将由相同的附图标记表示，并且，对它们的重复描述将被省略。

〔实施例1〕

首先，将描述本发明的实施例1的位移测量装置。图1是本实施例中的位移测量装置的示意性配置图。在图1中，附图标记100表示测量移动物体的位移量的位移测量装置。附图标记101表示设置在位移测量装置100中的光源的发光区域101。通过使用从发光区域101发射的光束来照射移动物体。发光区域101表示由掩模形成的诸如开口之类的发光图案，所述开口在裸露的芯片LED(发光二极管)的发光表面上的层叠电极中被形成。发光区域101还包含诸如VCSEL的表面发光光源的发光表面或LD的约1μm～2μm的发光表面。