JP2000206243A

JP2000206243A - 送受光軸の自動調整装置を備えたレ―ザレ―ダ

Info

Publication number: JP2000206243A
Application number: JP11001651A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Suzaki; 保司洲崎; Keiji Kitagawa; 恵司北川; Hitoshi Masuda; 整増田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-01-07
Filing date: 1999-01-07
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】送受光軸の自動調整装置を備えた、レーザに
よる衛星測距装置、飛翔体の追尾装置、大気計測ライダ
ーなどのレーザレーダを提供する。【解決手段】レンズの焦点像の特性を利用した、送受
光軸の自動調整装置を備えたレーザレーダ。上記自動調
整装置は、望遠鏡内に配置した逆反射器アレイと、この
逆反射器アレイによるレーザビームの逆反射光のレンズ
による焦点イメージを検出処理して光軸ズレを検出する
処理回路と、上記光軸ズレに応じて上記ミラー角度を自
動制御して調整する調整機構とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザを用いた、
人工衛星の測距装置、飛翔体の追尾測距装置、大気計測
用のライダーなどのように、レーザと、複数の光学素子
と、機械的稼動部と、光検知器とからなり、レーザ光の
送受信光軸を有するレーザレーダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザによる人工衛星の測距装置、飛翔
体の追尾測距装置、大気計測用のライダーなど、レーザ
光の送受光軸を有するレーザレーダの分野においては、
指向性を有するレーザの特徴を活かすために、送受光軸
の一致精度の向上と維持は重要な課題である。すなわ
ち、送受光軸が高精度で一致、維持できればレーザビー
ムは限界の拡がり角度にまで絞ることが可能となり、そ
れに併せて受信の視野角度を狭小にできることで、ダー
ゲットへの照射強度を高め、背景雑音を低減せしめるこ
とが可能となり、Ｓ／Ｎの向上が図れることになる。

【０００３】しかしながら、従来の人工衛星レーザ測距
装置、レーザ追尾測距装置、大気計測ライダーなどの、
レーザレーダには、このための真に有効な制御手段が設
けられれた例はなく、レーザで可能な指向性の特徴を十
分活かしきれていない上に、光軸の調整、保守に多大な
労力を費やしているのが現状である。一部に実施されて
いる制御手段の例としては、送信光軸のチェック機構と
して切り替え構造のピンホールや開口を送信光軸の一部
に設置するなどの例に留まっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明のきっかけとな
った人工衛星レーザ測距装置ＳａｔｅｌｌｉｔｅＬ
ＡＳＥＲＲａｎｇｉｎｇ（以下ＳＬＲと称する）を例
に本発明が解決しようとする課題について、以下説明す
る。まず、クーデミラーを有するＳＬＲの運用保守作業
の重要な課題は、送受光軸の調整およびその維持であ
る。高精度なＳＬＲへの使用が必須となっているモード
ロックパルスレーザの安定動作を維持するには、温湿度
一定で、振動、衝撃のない環境にレーザを設置する必要
がある。このことから、レーザレーダにおいては、一般
に、レーザは望遠鏡から切離し、空調設備を完備した別
室内に設置し、送信光の望遠鏡への入出力はクーデミラ
ーを介する構成がとられている。

【０００５】図１にクーデミラーを用いた、典型的なク
ーデ望遠鏡の原理を示す。図１Ａはクーデ望遠鏡の外観
概略斜視図、図１Ｂは内部のクーデミラーの配置構成を
示すものである。通常のＳＬＲの望遠鏡のマウントは、
コンピュータ制御が容易なように、高度軸および方位軸
の２軸構成が一般的となっている。すなわち、図１Ａに
おいて、Ａは高度軸方向に回転する望遠鏡鏡筒、Ｂは方
位角方向に回転する支持アーム、Ｃは固定台座である。

【０００６】図１Ｂは、図１Ａに示すクーデ望遠鏡のク
ーデミラーの配置例である。ミラーは台座Ｃに、ミラ
ー、、は支持アームＢに、ミラーは望遠鏡鏡筒
Ａに、それぞれ固定されている。図１Ｂの例に見られる
ように、クーデミラーの構成は最低でも、５枚の組合せ
構造となる。ここで、図１Ａおよび図１Ｂに示されるク
ーデ望遠鏡が、望遠鏡高度軸と受信光の光軸とが一致す
るようにミラー、の角度が調整され、同様に望遠鏡
方位軸と受信光の光軸とが一致するようにミラー、
が調整されていれば、受信光は、望遠鏡鏡筒Ａ、支持ア
ームＢがどの方向を向いていても観測装置の位置αに行
き着く。逆に、観測装置の位置αに送信レーザを配置す
れば、発射したレーザ光は望遠鏡鏡筒Ａと同一方向に出
力される。

【０００７】この構造のクーデ望遠鏡システムの問題点
の一つは、送信レーザの送信光軸と衛星からの受信光軸
とを、衛星追尾範囲の全方向に対して厳密に一致させ不
動とするための調整に多大の時間と労力を要するばかり
でなく、その維持が難しい点にある。また、最近、ＳＬ
Ｒの感度と測距精度改善の視点から、受光素子として、
微小な受光面積でも、高い量子効率と高速応答特性が得
られる、アバランシフォトダイオード（ＡＰＤ）等の半
導体検知器の使用が必須となってきており、今後のＳＬ
ＲシステムにおいてはＳＬＲの視野角度が狭小となる送
受光軸を厳密に一致せしめ得ることが求められている。
この事情は、ＳＬＲに限らず、追尾測距装置、ライダ
ー等、その他のレーザレーダにおいても同様である。

【０００８】図２は、ＳＬＲにおける光軸ズレの原因と
大きさをまとめたものである。図2に見られるように、
光軸ズレが生じる最大の原因は、レーザの出力調整時
に生ずる出力変動である。次に、その理由を具体的に説
明する。一般に、送信レーザとして用いられるモードロ
ックレーザは、その出力を安定に維持するために、こま
めな調整作業を必要とするのが現状である。調整作業の
必要頻度は、現在の調整技術レベルでは、数回／月に及
ぶ。また望遠鏡、クーデミラーホルダーなどのマウント
部は十分堅牢な構造に作られるが、観測時の運動、外気
にさらされることから生ずる熱負荷変動などにより約１
０枚に及ぶクーデミラーと望遠鏡ミラー系の光軸も微妙
な変動が避けられない。以上の理由から、原因によっ
て生ずる出力方向の角度のズレは経験によれば数秒から
大きい場合は１分以上に及ぶ。

【０００９】その他、図２に示すように、クーデミラ
ーの調整残差、送受光学系の経時変化、外気温度変
化に伴う機械変動等のいろいろな要因で光軸ズレを来
す。上記のような複雑な要因による送受光軸ズレの調整
を、従来は、熟練した作業者が、長時間、多大な労力を
かけて行っており、極めて非能率であった。すなわち、
レーザレーダの運用において、従来の技術によれば、レ
ーザの光軸調整作業を頻繁に要すること、その結果とし
てレーザの出力ビーム軸が変動し、その都度、光学系の
光軸調整作業を要していること、温度変化などによる経
時的な機械変動で光軸がずれる等の大きな問題がある。

【００１０】その上、送受光軸ズレの調整に際しては、
ターゲットである衛星を追尾しながら行う必要があり、
調整作業に複雑高度な技術を要していた。さらに、計測
中は調整作業ができないので、計測中の光軸ズレの調整
ができない問題があった。

【００１１】したがって、本発明の主な目的は、レーザ
レーダにおいて、自動的に、送受光軸ズレを監視、修正
することである。本発明の他の目的は、ターゲットを追
尾していない状態でも、自動的に、送受光軸ズレを監
視、修正することである。本発明の別の目的は、常時ま
たは必要時に、自動的に、送受光軸ズレを監視、調整す
ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明による基本的な解決手段は、受光軸に、レンズ
の焦点像の有する特性、すなわち、レンズの焦点像は無
限遠のイメージを映し出すという光学の原理を利用し、
送光軸の出力方向を調整可能としたことである。

【００１３】本発明による解決手段の主たる特徴は、上
記原理に基づく、送受光軸ズレの自動調整装置を光学系
と制御系とから構成し、上記光学系を、望遠鏡に組み込
んだレーザレーダを提供することである。本発明による
解決手段の他の特徴は、上記原理に基づく、送受光軸ズ
レの自動調整装置を光学系と制御系とから構成し、上記
光学系は、微小な逆反射器を配列した逆反射器アレイを
含み、望遠鏡に組み込まれているレーザレーダを提供す
ることである。

【００１４】本発明による解決手段を具体的に述べれ
ば、次の通りである。本発明の具体的な特徴の一つは、
複数個のミラーおよびレンズなど光学素子と機械的稼動
部と送受信光軸を有するレーザレーダの光学系におい
て、送信光軸を含む送信ビーム断面の中央にまたは軸に
対称に配置せしめて1ないし複数の逆反射器を設け、出
力レーザ光（送信レーザ光または送信レーザと同一軸で
送出するプローブレーザ光）の一部を逆反射せしめ、こ
の逆反射レーザ光を焦点距離が既知の光学素子（レンズ
または凹面鏡）によりその焦点距離位置に結像せしめ、
該像の位置変位を検出して、送信レーザビームの光軸の
方向を監視する自動調整装置を備えたレーザレーダが提
供される。

【００１５】本発明の具体的な他の特徴は、複数個のミ
ラーおよびレンズなど光学素子と機械的稼動部と送受信
光軸を有するレーザレーダの光学系において、送信光軸
を含む送信ビーム断面の一部に配置せしめた１ないし複
数の逆反射器を設け、送信レーザ光または送信レーザと
同一軸で送出するプローブレーザ光の一部を逆反射せし
め、その反射レーザ光を焦点距離が既知のレンズまたは
凹面鏡によりその焦点距離位置に結像せしめ、該像の拡
がりを検出して、送信レーザビームの拡がり角度を監視
する自動調整装置を備えたレーザレーダが提供される。
本発明の具体的な他の特徴は、複数個のミラーおよびレ
ンズなど光学素子と機械的稼動部と送受信光軸を有する
レーザレーダの光学系において送信光軸を含む送信ビー
ム断面の一部に軸に対称に配置せしめた１ないし複数の
逆反射器を設け、送信レーザ光または送信レーザと同一
軸で送出するプローブレーザ光の一部を逆反射せしめ、
その反射レーザ光を焦点距離が既知のレンズまたは凹面
鏡によりその焦点距離位置に結像せしめ、結像された像
の位置変位を拡大鏡とＴＶカメラとにより拡大撮像し、
かつあらかじめ受信光軸と一致せしめたテレビモニタ画
面の基準点からの変位量を画像計測装置などの誤差検出
器により検出して、変位量が０となるよう送信レーザビ
ームの方向を送信光学系の一部ミラーの角度を制御し、
送受光軸が一致するように制御する自動調整装置を備え
たレーザレーダが提供される。

【００１６】以下本発明を図に示す実施の形態により具
体的に説明する。

【００１７】

【発明の実施の形態】まず、図３により、本発明におい
て利用する、前記した、レンズの焦点像は無限遠のイメ
ージを映し出すという光学の原理およびこの原理をレー
ザビームの監視に応用した場合の効果を説明する。図３
において、１１は焦点距離ｆの凸レンズ、１２はその光
軸、１３はその焦点面とする。１４はレンズの光軸近傍
より射出するレーザビーム、１５はその光軸、１６はレ
ーザの無限遠のビームバターンの最外形部からの光線経
路、１７はビームの焦点像とする。レンズの結像原理に
よれば、レンズの焦点距離ｆの位置におけるレーザビー
ムの像１７の中心の光軸からのズレａはレンズ１１の光
軸１２とレーザビームの光軸１５とのなす角度φに依存
し、像１７の大きさｄは無限遠でのレーザビームの拡が
り角度θに依存する。

【００１８】いま、図３に示すように、焦点位置でのビ
ームの位置ズレをａとし、ビームの集光径をｄとする
と、上記した関係は、数式（１）、（２）のように表わ
すことができる。レンズ１１の軸とレーザビームの軸１
５とのなす角度φは φ＝ａ／ｆ（１）となり、また、レーザビームの拡がり角度θは θ＝ｄ／ｆ（２）となる。図３において、実際には無限遠でのレーザ光線
を反射させる物体はあり得ないので、レンズ１１の焦点
に結像を得ることはできない。

【００１９】本発明では、この無限遠像を得る手段とし
て送信レーザビームの極一部を反射する複数個の微小サ
イズの逆反射器ＣＣＲ〈ＣｏｒｎｅｒＣｕｂｉｃＲ
ｅｆｌｅｃｔｏｒ〉アレイを用いることを提案するもの
である。逆反射器ＣＣＲは、ミラーまたはプリズムの反
射面を三角錐状に組み合わせて構成した反射器で、公知
のごとく入射光線をそれと同じ向きに逆反射させる機能
を有する。したがって、極微小な逆反射器を、透明なガ
ラス基板上に、ビームの断面内で中心から外側にビーム
の外径部まで複数個配置し、逆反射器アレイを構成し、
各逆反射器の逆反射光を同一レンズの焦点においてモニ
ターすれば被測定ビームの軸と拡がり角度の両方を検出
することが可能となる。

【００２０】図４に、本発明の実施の形態において、レ
ーザビームの無限遠像を得るための素子として用いる逆
反射器アレイの実施の形態例を示す。図４（ａ）は平面
図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は一部拡大斜視図
である。図４において、２１はレーザの波長に対して透
明なガラス基板、２２は基板２１の直径に対し十分微小
なサイズの逆反射器を示す。複数個の逆反射器２２は、
図４（ｂ）に示すように、各入射面をガラス基板２１の
片面に、かつ、図４（ａ）に示すように中心に交点を置
く十字形に、対称配置し、接着固定する。基板２１の外
径は送信望遠鏡の外径と同程度の大きさとする。次に、
図４に示す構造の逆反射器アレイを受光軸に設け、送信
ビームの逆反射器による反射光を検知、処理し送受光軸
のズレを監視し、送光軸の出力方向を調整するようにし
たＳＬＲの実施の形態を、図５により説明する。

【００２１】図５において、破線から下の部分は発光部
で、３１は波長λ１の測距用レーザ、３２はレーザ３１
とは波長がわずかに異なる、可視波長λ２の調整用のプ
ローブレーザ、３３は波長λ１を透過し、波長λ２を反
射するダイクロイックミラー、３４はレーザビームコリ
メータ、３５、３６、３７、３８、３９はクーデミラー
である。クーデミラー３８、３９は破線の上部に示され
ている。発光部をさらに詳しく説明すると、３１１は焦
点距離ｆ１のレンズ、３１２はレンズ３１１の焦点ｆ１
に置かれたスクリーン、３１３は拡大鏡、３１４はテレ
ビ（ＴＶ）カメラ、３１５はテレビカメラ３１４の画像
からイメージターゲットの位置誤差を追尾、検出する画
像計測装置、３１６はレーザ３１の出力ビームの方向制
御装置、３１７は画像計測装置３１５より出力する誤差
信号を得てレーザ３１の出力ビームの方向制御装置を駆
動する光軸誤差制御装置を表す。３１８は波長λ１とλ
２の合成出力レーザビームである。

【００２２】次に、図５における破線の上部に示される
測距部について説明する。３１０は送受信望遠鏡で、反
射式の例を示す。３１９は送受信望遠鏡３１０の窓であ
る。３２０は、窓３１９を基板として貼付られた逆反射
器アレイを表す。３２１は焦点距離ｆ２の集光レンズ、
３２２は波長λ１を反射し、波長λ２の一部を反射、一
部を透過するダイクロイックミラー、３２３は測距用検
知器、３２４はレンズ３２１の焦点に置かれたスクリー
ン、３２５は拡大鏡、３２６はＴＶカメラ、３２７は画
像計測装置、３２８は光軸誤差制御装置、３２９はビー
ム方向制御装置を表す。３３０は送受信望遠鏡３１０の
高度軸、３３１は送受信望遠鏡３１０の方位軸を表す。

【００２３】図５の光学系の下方の出力部において、測
距用レーザ３１とプローブ用レーザ３２のビームは光軸
が常に一致して出力するように制御される。二つのレー
ザ３１、３２のビームを一致させる方法は次の通りであ
る。すなわち、クーデの第１ミラー３５の一部透過光を
レンズ３１１で集光し、プローブレーザ３２の焦点像を
基準にして測距用レーザの位置ズレを、スクリーン３１
２、拡大鏡３１３、ＴＶカメラ３１４を介してモニター
し、その誤差を画像計測装置３１５で検出してビーム方
向制御装置３１６に入力し、上記誤差が０となるように
制御駆動して一致させる。一方、図５の上部に示される
ＳＬＲの送受望遠鏡３１０は、衛星を追尾する際には高
度軸３３０と方位軸３３１回りに回転する。その際、前
述したように、クーデミラー系の調整が不完全である
と、受信望遠鏡の光軸に対して、送信レーザビームが方
向変動（光軸ズレ）を来す。ＳＬＲの実際の使用におい
ては、相当緻密な調整を行っても調整残差が残り、微小
な角度変動は避けられない。これに対して、図５の本発
明の実施の形態においては、以下に説明する構成および
作用により光軸ズレの監視、調整が、計測中も自動的に
行われる。

【００２４】図５において、最終段クーデミラー３９
は、レーザの波長に対し半透明鏡としてある。光量ロス
低減の観点から、最終段クーデミラー３９は、反射鏡に
して、送、受で光路中に入れ、出しする送受切り替え式
も考えられるが、機構の運動による光軸変動を避けるた
めに、固定式の半透明鏡が望ましい。送受望遠鏡３１０
は、２次鏡３４２、主鏡３４１の２枚のミラーを有する
反射形望遠鏡である。クーデミラー３５、３６、３７、
３８、３９を経て望遠鏡３１０に入射した光は、望遠鏡
３１０の２次鏡３４２と主鏡３４１を経てビーム径が拡
大され、出力ビームとして出力される。望遠鏡の窓３１
９には、図４に示した、中心対称に貼付された逆反射器
アレイ３２０があり、上記出力ビームの一部はこれによ
り逆反射する。逆反射した出力ビーム光の一部は、半透
明のクーデミラー３９を透過してレンズ３２１に入射す
る。

【００２５】レンズ３２１で集光された出力ビームのレ
ーザ光のうち、波長λ２のプローブレーザの光は、ダイ
クロイックミラー３２２を透過してスクリーン３２４に
結像し、拡大鏡３２５を通して、ＴＶカメラで撮像し、
画像計測装置３２７に出力する。ＴＶカメラ３２６は望
遠鏡３１０の光軸上に堅固に固定し不動としてあり、ま
た、ＴＶカメラの視野の中心が望遠鏡の光軸と一致する
ようにしてある。したがって、画像計測装置３２７によ
り検出されたプローブレーザの焦点像の変位が送信ビー
ム軸の受信光軸に対する誤差ということになる。画像計
測装置３２７で検出された送信光軸のズレ誤差は、ビー
ム方向制御装置３２８を介して誤差が０となるようクー
デミラー３８を搭載する光軸制御装置３２９を自動制御
せしめる。なお、この光学系において、測距の受信光と
なる波長λ１の受信光は、クーデミラー３９を透過した
後、ダイクロイックミラー３２２に反射して検知器３２
３に結合するようにしてある。検知器３２２の光電面の
中心は望遠鏡３１０の光軸に一致し、不動となるよう設
置してあることはもちろんである。

【００２６】光軸制御装置３１６、３２９は、市販品と
して容易に入手可能で、秒オーダの角度精度で自動調整
が可能な２軸電動ミラーマウントを用いるのが有利であ
る。逆反射器アレイ３２０からの反射光のレンズによる
集光パターンは、ＴＶモニターの画像としてみれば、一
般に、図６に示すようなイメージとして結像される。

【００２７】図６において、４１はＴＶのモニター画
面、４２は受信光軸に一致するＴＶモニター画面の中
心、４３は中心４２を原点とする２次元座標のＸ軸、４
４はＹ軸。４５は集光レーザビームパターン、４６は集
光ビームパターンの中心である。

【００２８】集光ビームパターンの中心４６の原点から
のズレδｘ、δｙが光軸ズレεを表し、パターンの拡が
りｑがビームの拡がり角度θを表すことは自明である。
数式で表せば下記となる。 ε＝（δｘ²＋δｙ²）^1/2／Ｆ（３） θ＝ｑ／Ｆ（４）ここに、Ｆは結像光学系の合成焦点距離、δｘ、δｙ、
ｑはスクリーン上での実寸法で表す長さである。

【００２９】上記のようにビームの断面に分布する複数
の逆反射器アレイを用い、その逆反射光のレンズによる
焦点像をモニターする光学系を構成すれば、ビームの方
向ズレとビームの拡がり角を監視する装置を実現でき
る。なお、望遠鏡としては、反射形の例を示したが、屈
折形望遠鏡を用いても同様に実現可能である。この場
合、逆反射器アレイにおける逆反射器は、原理的には、
ガラス基板の中心に１個設けるだけでよい。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、レ
ーザによる衛星測距装置、飛翔体の追尾装置、ライダー
など複数の光学素子と機械的稼動部と送受信光軸を有す
るレーザレーダにおいて、送受光軸の高精度の一致と維
持が可能な自動調整装置を実現することができる。ま
た、近年装置の高感度化、高精度化、小型化などの視点
よりアバランシフォトダイオードなど受光面積の微小な
検知器の使用が必須となってきているが、本発明はその
ニーズにも十分対応できる。さらに、焦点像を拡大鏡を
用いて拡大することで、簡便なＣＣＤカメラを用いても
高精度の変位検出が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】クーデ望遠鏡の外観斜視図。

【図１Ｂ】クーデ望遠鏡のミラー配置図。

【図２】ＳＬＲシステムにおける送受光軸ズレの原因と
大きさを示す図表。

【図３】本発明において用いられるレンズの焦点像の有
する特性を説明する説明図。

【図４】本発明の実施の形態によるＳＬＲにおいて用い
られる逆反射器アレイを示す説明図で、図４（ａ）は平
面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は一部拡大斜視
図。

【図５】本発明の実施の形態によるＳＬＲのブロック構
成図。

【図６】ビームの拡がり角と軸ズレを監視する場合の画
面表示の例を示す説明図。

【符号の説明】１１…焦点距離ｆの凸レンズ、１２…凸レンズの光軸、
１３…焦点面、１４…レンズの光軸近傍より射出するレ
ーザビーム、１５…レーザビームの光軸、１６…レーザ
の無限遠のビームバターンの最外形部からの光線路、１
７…レーザビームの焦点像、２１…レーザの波長に対し
て透明なガラス基板、２２…逆反射器、３１…波長λ１
の測距用レーザ、３２…波長λ２のプローブレーザ、３
３…波長λ１を透過し、波長λ２を反射するダイクロイ
ックミラー、３４…レーザビームコリメータ、３５、３
６、３７、３８、３９…クーデミラー、３１０…送受信
望遠鏡、３１１…焦点距離ｆ１のレンズ、３１２…クリ
ーン、３１３…拡大鏡、３１４…ＴＶカメラ、３１５…
画像計測装置、３１６…出力ビームの方向制御装置、３
１７…光軸誤差制御、３１８…波長λ１とλ２の合成出
力レーザビーム、３１９…送受信望遠鏡の窓、３２０…
逆反射器アレイ、３２１…焦点距離ｆ２の集光レンズ、
３２２…ダイクロイックミラー、３２３…測距用検知
器、３２４…スクリーン、３２５…拡大鏡、３２６…Ｔ
Ｖカメラ、３２７…画像計測装置、３２８…光軸誤差制
御装置、３２９…ビーム方向制御装置、３３０…送受信
望遠鏡の高度軸、３３１…送受信望遠鏡の方位軸、４１
…ＴＶのモニター画面、４２…ＴＶモニター画面の中
心、４３…２次元座標のＸ軸、４４…２次元座標のＹ
軸、４５…集光レーザビームパターン、４６…集光ビー
ムパターンの中心。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者増田整神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立アドバンストシステムズ内Ｆターム(参考） 5J084 AA05 AB04 AB05 BA03 BA34 BA36 BA49 BA56 BB02 DA02 EA20 EA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送受信光軸を有するレーザレーダの光学系
において、送信光軸を含む送信ビーム断面の中央にまた
は軸に対称に配置せしめて１ないし複数の逆反射器を設
け、出力レーザ光（送信レーザ光または送信レーザと同
一軸で送出するプローブレーザ光）の一部を逆反射せし
め、この逆反射レーザ光を焦点距離が既知の光学素子
（レンズまたは凹面鏡）によりその焦点距離位置に結像
せしめ、該像の位置変位を検出して、送信レーザビーム
の光軸の方向を監視する自動調整装置を備えたレーザレ
ーダ。
【請求項２】送受信光軸を有するレーザレーダの光学系
において、送信光軸を含む送信ビーム断面の一部に配置
せしめた１ないし複数の逆反射器を設け、送信レーザ光
または送信レーザと同一軸で送出するプローブレーザ光
の一部を逆反射せしめ、その反射レーザ光を焦点距離が
既知のレンズまたは凹面鏡によりその焦点距離位置に結
像せしめ、該像の拡がりを検出して、送信レーザビーム
の拡がり角度を監視することを特徴とする送受光軸の自
動調整装置を備えたレーザレーダ。
【請求項３】送受信光軸を有するレーザレーダの光学系
において、送信光軸を含む送信ビーム断面の一部に軸に
対称に配置せしめた１ないし複数の逆反射器を設け、送
信レーザ光または送信レーザと同一軸で送出するプロー
ブレーザ光の一部を逆反射せしめ、その反射レーザ光を
焦点距離が既知のレンズまたは凹面鏡によりその焦点距
離位置に結像せしめ、結像された像の位置変位を拡大鏡
とＴＶカメラとにより拡大撮像し、かつあらかじめ受信
光軸と一致せしめたテレビモニタ画面の基準点からの変
位量を画像計測装置などの誤差検出器により検出して、
変位量が０となるよう送信レーザビームの方向を送信光
学系の一部ミラーの角度を制御し、送受光軸が一致する
ように制御する送受光軸の自動調整装置を備えたレーザ
レーダ。