JP2002156452A - Laser radar system - Google Patents

Laser radar system

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JP2002156452A
JP2002156452A JP2000352017A JP2000352017A JP2002156452A JP 2002156452 A JP2002156452 A JP 2002156452A JP 2000352017 A JP2000352017 A JP 2000352017A JP 2000352017 A JP2000352017 A JP 2000352017A JP 2002156452 A JP2002156452 A JP 2002156452A
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light
laser
wavelength
unit
scattered
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Tomoyuki Maruyama
知行 丸山
Fumio Narisawa
二三男 成沢
Makoto Kudo
真 工藤
Koki Tanaka
光喜 田中
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Hioki EE Corp
Original Assignee
Hioki EE Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser radar system which can be made inexpensive and constituted to small size and can measure light intensity characteristics with high precision. SOLUTION: This laser radar system 1 equipped with a transmission device 2 which sends laser light B1 and a reception device 3 which receives a scattered light of the laser light scattered by a scattering body; and the transmission device 2 is so constituted as to send laser lights B1 with mutually different wavelengths λ1 to λN in synchronism with a synchronizing signal TP generated having a specific time difference in order and the reception device 3 is equipped with a photodetection part 10 which photoelectrically converts the scattered light B11 and outputs an electric signal S11 in order and a measurement part 11 which measures light intensity characteristics for reception times by the wavelengths with the λ1 to λN included in the scattered light B11 in synchronism with the synchronizing signal TP according to the electric signal S11 outputted by the photodetection part 19 in sequence.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、波長が互いに異な
るレーザ光を送信すると共に散乱体によって散乱された
レーザ光の散乱光を受光し、この散乱光に含まれている
各波長毎の受信時間に対する光強度特性を計測するレー
ザレーダシステムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to transmitting laser light having different wavelengths, receiving scattered light of laser light scattered by a scatterer, and receiving time for each wavelength contained in the scattered light. The present invention relates to a laser radar system for measuring a light intensity characteristic of a laser radar.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のレーザレーダシステムとして、
図11に示すレーザレーダシステム91が従来から知ら
れている。このレーザレーダシステム91は、波長が互
いに異なるN種類(λ1〜λN:Nは2以上の自然数)
のレーザ光を送信装置92から散乱体に向けて同時に送
信し、散乱体によって散乱された散乱光を受信装置93
で受光し、この散乱光に含まれている各波長λ1〜λN
毎の受信時間に対する光の強度を表す光強度特性(以
下、単に「光強度特性」ともいう)を計測可能に構成さ
れている。したがって、このレーザレーダシステム91
によって計測された光強度特性に基づいて、例えば、大
気分子や大気中のエアロゾル(浮遊粒子状物質)の分布
状態を観測することができる。具体的には、エアロゾル
等による散乱光強度は、その粒径と送信レーザの波長と
に依存する。このため、散乱光の波長、およびその波長
の散乱光量を計測することにより、散乱体の粒径および
その濃度分布を計測することができる。また、その波長
の散乱光を受信するまでの受信時間を計測することによ
り、送信装置92からエアロゾル等までの距離を計測す
ることができる。したがって、このレーザレーダシステ
ム91では、各波長毎の光強度特性を計測することによ
り、大気中のエアロゾル等の各粒径に対する濃度分布
(以下、「粒径分布」ともいう)の計測が可能となって
いる。
2. Description of the Related Art As a laser radar system of this kind,
A laser radar system 91 shown in FIG. 11 is conventionally known. This laser radar system 91 has N kinds of wavelengths different from each other (λ1 to λN: N is a natural number of 2 or more).
Are transmitted simultaneously from the transmitter 92 to the scatterer, and the scattered light scattered by the scatterer is received by the receiver 93.
At the wavelengths λ1 to λN contained in the scattered light.
It is configured to be able to measure a light intensity characteristic (hereinafter, also simply referred to as “light intensity characteristic”) representing the light intensity for each reception time. Therefore, this laser radar system 91
For example, the distribution state of atmospheric molecules and aerosol (suspended particulate matter) in the atmosphere can be observed based on the light intensity characteristics measured by the method. Specifically, the intensity of the scattered light due to the aerosol or the like depends on the particle size and the wavelength of the transmission laser. Therefore, by measuring the wavelength of the scattered light and the amount of scattered light at the wavelength, the particle size of the scatterer and its concentration distribution can be measured. Further, by measuring the reception time until receiving the scattered light of the wavelength, the distance from the transmitting device 92 to the aerosol or the like can be measured. Therefore, the laser radar system 91 can measure the concentration distribution (hereinafter, also referred to as “particle size distribution”) for each particle size of the aerosol or the like in the atmosphere by measuring the light intensity characteristics for each wavelength. Has become.

【0003】送信装置92は、トリガ生成部5、レーザ
生成部6、および波長変換部33を備えている。この場
合、トリガ生成部5は、同期用信号(トリガ)TPを生
成してレーザ生成部6に出力する。また、レーザ生成部
6は、入力した同期用信号TPに同期してパルス状のレ
ーザ光B1を生成して波長変換部33に出力する。一
方、波長変換部33は、例えばメタンのラマン散乱を利
用しての波長変換が可能に構成されており、入力した励
起用レーザ光としてのレーザ光B1を多波長λ1〜λN
のレーザ光に変換し、変換した多波長λ1〜λNのレー
ザ光を同一光軸上で同時に送信する。
The transmitting device 92 includes a trigger generator 5, a laser generator 6, and a wavelength converter 33. In this case, the trigger generator 5 generates a synchronization signal (trigger) TP and outputs the signal to the laser generator 6. The laser generator 6 generates a pulsed laser beam B1 in synchronization with the input synchronization signal TP, and outputs the pulsed laser beam B1 to the wavelength converter 33. On the other hand, the wavelength conversion unit 33 is configured to be capable of performing wavelength conversion using, for example, Raman scattering of methane, and converts the input laser light B1 as the excitation laser light into multiple wavelengths λ1 to λN.
And the converted laser lights of multiple wavelengths λ1 to λN are simultaneously transmitted on the same optical axis.

【0004】一方、受信装置93は、望遠鏡9、分光部
43、N個の光検出部10、およびN個の計測部11を
備えている。この場合、望遠鏡9は、送信装置92によ
って送信されたレーザ光のうちの散乱体に当たって散乱
した光を集光して散乱光B11として出力する。また、
分光部43は、入力した散乱光B11を、送信装置92
によって送信されたレーザ光の各波長λ1〜λNにそれ
ぞれ対応する散乱光B12(λ1〜λN)に分光する。
また、各光検出部10は、光電子倍増管やAPD(アバ
ランシェフォトダイオード)などの微弱光検出素子で構
成され、分光された各波長の散乱光B12毎に設けられ
て、各波長の散乱光B12を光電変換して生成した電気
信号S11をそれぞれ出力する。また、各計測部11
は、アナログ計測方式によって計測するときにはディジ
タルオシロスコープを備えて構成され、光子計数方式に
よって計測するときにはパルスカウンタを備えて構成さ
れ、各光検出部10に対応してそれぞれ配設されてい
る。また、各計測部11は、入力した電気信号S11に
基づいて各波長λ1〜λN毎の光強度特性をそれぞれ計
測する。
On the other hand, the receiving device 93 includes a telescope 9, a spectroscopic unit 43, N light detecting units 10, and N measuring units 11. In this case, the telescope 9 condenses the light scattered on the scatterer out of the laser light transmitted by the transmission device 92 and outputs the collected light as scattered light B11. Also,
The spectroscopy unit 43 transmits the input scattered light B11 to the transmitting device 92.
Are dispersed into scattered lights B12 (λ1 to λN) respectively corresponding to the respective wavelengths λ1 to λN of the laser light transmitted by the above.
Each photodetector 10 is composed of a weak photodetector such as a photomultiplier tube or an APD (avalanche photodiode). The photodetector 10 is provided for each dispersed scattered light B12 of each wavelength and scattered light B12 of each wavelength. And outputs an electric signal S11 generated by photoelectric conversion. In addition, each measurement unit 11
Is configured to include a digital oscilloscope when measuring by the analog measurement method, and is configured to include a pulse counter when measuring by the photon counting method, and is provided corresponding to each light detection unit 10. Further, each measuring unit 11 measures the light intensity characteristics for each of the wavelengths λ1 to λN based on the input electric signal S11.

【0005】このレーザレーダシステム91では、ま
ず、送信装置92のトリガ生成部5が同期用信号TPを
生成してレーザ生成部6および各計測部11に出力す
る。次いで、レーザ生成部6は、入力した同期用信号T
Pに同期してレーザ光B1を生成して波長変換部33に
出力する。次に、波長変換部33が、入力したレーザ光
B1を多波長のレーザ光に変換して大気中に送信する。
一方、受信装置93では、望遠鏡9が、散乱体によって
散乱された多波長のレーザ光を受光して集光する。続い
て、分光部43が、望遠鏡9によって出力された散乱光
B11を各波長λ1〜λNにそれぞれ対応する散乱光B
12に分光してほぼ同時に出力する。次いで、各光検出
部10が、分光された各波長の散乱光B12を対応する
電気信号S11にそれぞれ光電変換する。次に、各計測
部11が、対応する光検出部10によって出力された各
波長に対応する電気信号S11に基づいて、各波長の散
乱光についての光強度特性を同期用信号TPに同期して
計測して観測データDMとして出力する。
In the laser radar system 91, first, the trigger generator 5 of the transmitter 92 generates a synchronization signal TP and outputs it to the laser generator 6 and each of the measuring units 11. Next, the laser generation unit 6 outputs the input synchronization signal T
The laser beam B <b> 1 is generated in synchronization with P and output to the wavelength conversion unit 33. Next, the wavelength conversion unit 33 converts the input laser light B1 into multi-wavelength laser light and transmits it to the atmosphere.
On the other hand, in the receiving device 93, the telescope 9 receives and condenses the multi-wavelength laser light scattered by the scatterer. Subsequently, the spectroscopic unit 43 converts the scattered light B11 output by the telescope 9 into scattered light B corresponding to each of the wavelengths λ1 to λN.
The light is split into two and output almost simultaneously. Next, each photodetector 10 photoelectrically converts the dispersed scattered light B12 of each wavelength into a corresponding electric signal S11. Next, based on the electric signal S11 corresponding to each wavelength output by the corresponding light detection unit 10, each measurement unit 11 synchronizes the light intensity characteristics of the scattered light of each wavelength with the synchronization signal TP. It measures and outputs it as observation data DM.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のレー
ザレーダシステム91には、以下の問題点がある。すな
わち、従来のレーザレーダシステム91では、光電子倍
増管やAPDなどの高価な微弱光検出素子を必要とする
光検出部10と、高価なディジタルオシロスコープやパ
ルスカウンタ等で構成された計測部11とを受光すべき
レーザ光の波長数(N組)だけ設ける必要がある。この
ため、レーザレーダシステム91のシステムコストが非
常に高騰しているという問題点がある。また、このレー
ザレーダシステム91には、光検出部10および計測部
11を多数備えることに起因して大規模のシステムにな
るという問題点もある。さらに、多くの微弱光検出素子
を使用するため、各微弱光検出素子間の特性のばらつき
に起因して計測精度が低下するという問題点がある。こ
の場合、そのばらつきを補正することも可能であるが、
経時変化などに起因して精度良く補正するのは困難であ
る。
However, the conventional laser radar system 91 has the following problems. That is, in the conventional laser radar system 91, the light detection unit 10 requiring an expensive weak light detection element such as a photomultiplier tube or an APD, and the measurement unit 11 including an expensive digital oscilloscope or a pulse counter are included. It is necessary to provide as many as the number of wavelengths (N sets) of laser light to be received. For this reason, there is a problem that the system cost of the laser radar system 91 has risen extremely. Further, the laser radar system 91 has a problem that it becomes a large-scale system due to the provision of a large number of the light detection units 10 and the measurement units 11. Furthermore, since many weak light detecting elements are used, there is a problem that the measurement accuracy is reduced due to variations in characteristics among the weak light detecting elements. In this case, it is possible to correct the variation, but
It is difficult to accurately correct due to a change over time or the like.

【0007】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、安価かつ小型に構成でき、しかも光強度特
性を高精度で計測し得るレーザレーダシステムを提供す
ることを主目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its main object to provide a laser radar system which can be configured inexpensively and compactly and can measure light intensity characteristics with high accuracy.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項1記載のレーザレーダシステムは、レーザ光を送信
する送信装置と、散乱体によって散乱された前記レーザ
光の散乱光を受光する受信装置とを備えたレーザレーダ
システムであって、前記送信装置は、所定の時間差で生
成される同期用信号に同期して互いに異なる波長のレー
ザ光を順次送信可能に構成され、前記受信装置は、前記
散乱光を順次光電変換して電気信号を出力する光検出部
と、当該光検出部によって順次出力される電気信号に基
づいて前記散乱光に含まれている前記各波長毎の受信時
間に対する光強度特性を前記同期用信号に同期して計測
する計測部とを備えて構成されていることを特徴とす
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser radar system for transmitting a laser beam, and a receiving device for receiving a scattered beam of the laser beam scattered by a scatterer. A laser radar system including a device, wherein the transmitting device is configured to sequentially transmit laser beams having different wavelengths in synchronization with a synchronization signal generated at a predetermined time difference, and the receiving device includes: A photodetector for sequentially photoelectrically converting the scattered light to output an electric signal; and a light corresponding to the reception time for each wavelength included in the scattered light based on the electric signal sequentially output by the photodetector. And a measuring unit for measuring an intensity characteristic in synchronization with the synchronization signal.

【0009】請求項2記載のレーザレーダシステムは、
請求項1記載のレーザレーダシステムにおいて、前記送
信装置は、レーザ光を生成するレーザ生成部と、前記各
波長毎に配設されると共に入力したレーザ光の波長を前
記送信される各波長のレーザ光にそれぞれ変換する複数
の波長変換器と、前記レーザ生成部によって生成された
前記レーザ光を前記同期用信号に同期して前記各波長変
換器に順次出力する光切換部とを備えていることを特徴
とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser radar system.
2. The laser radar system according to claim 1, wherein the transmitting device is provided with a laser generating unit that generates a laser beam, and a laser of each wavelength that is provided for each of the wavelengths and transmits the wavelength of the input laser beam. A plurality of wavelength converters for respectively converting the light into light; and an optical switching unit for sequentially outputting the laser light generated by the laser generation unit to the wavelength converters in synchronization with the synchronization signal. It is characterized by.

【0010】請求項3記載のレーザレーダシステムは、
請求項1記載のレーザレーダシステムにおいて、前記送
信装置は、レーザ光を生成するレーザ生成部と、当該レ
ーザ光を波長変換して前記各波長のレーザ光を同時に生
成する波長変換部と、当該波長変換部によって生成され
た各波長のレーザ光を前記同期用信号に同期して順次選
択し、かつ選択した前記各波長のレーザ光を前記送信さ
れる各波長のレーザ光として順次出力する光選択部とを
備えていることを特徴とする。
The laser radar system according to claim 3 is
2. The laser radar system according to claim 1, wherein the transmitting device includes: a laser generating unit that generates a laser beam; a wavelength converting unit that converts the wavelength of the laser beam to simultaneously generate the laser beams of the respective wavelengths; A light selector for sequentially selecting laser light of each wavelength generated by the converter in synchronization with the synchronization signal, and sequentially outputting the selected laser light of each wavelength as the laser light of each transmitted wavelength; And characterized in that:

【0011】請求項4記載のレーザレーダシステムは、
請求項1記載のレーザレーダシステムにおいて、前記送
信装置は、レーザ光を生成するレーザ生成部と、当該レ
ーザ光を波長変換して前記各波長のレーザ光を同時に生
成する波長変換部と、当該波長変換部によって生成され
たレーザ光を前記各波長毎に分光する分光部と、当該分
光部によって分光されたレーザ光を前記各波長毎に時間
差を設けて前記送信される各波長のレーザ光として順次
出力する光遅延部とを備えていることを特徴とする。
A laser radar system according to claim 4 is
2. The laser radar system according to claim 1, wherein the transmitting device includes: a laser generating unit that generates a laser beam; a wavelength converting unit that converts the wavelength of the laser beam to simultaneously generate the laser beams of the respective wavelengths; A spectroscopic unit that splits the laser light generated by the converting unit for each of the wavelengths, and sequentially sets the laser light split by the spectroscopic unit as a laser beam of each wavelength to be transmitted with a time difference between the wavelengths. And an optical delay unit for outputting.

【0012】請求項5記載のレーザレーダシステムは、
レーザ光を送信する送信装置と、散乱体によって散乱さ
れた前記レーザ光の散乱光を受光する受信装置とを備
え、前記送信装置は、波長が互いに異なる複数のレーザ
光を合波したレーザ光を少なくとも当該波長の種類数と
等しい回数だけ同期用信号に同期して順次送信可能に構
成され、前記受信装置は、前記散乱光を前記波長毎に分
光する分光部と、当該分光部によって分光された散乱光
を前記同期用信号に同期して順次光電変換する光検出部
と、前記分光部によって分光される前記各波長の散乱光
を前記同期用信号に同期して前記光検出部に出力する光
切換部と、前記光検出部によって順次出力される前記各
波長毎に対応する電気信号に基づいて前記散乱光に含ま
れている前記各波長毎の受信時間に対する光強度特性を
前記同期用信号に同期して計測する計測部とを備えて構
成されていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a laser radar system.
A transmitting device that transmits laser light, and a receiving device that receives the scattered light of the laser light scattered by the scatterer, the transmitting device transmits a laser light obtained by multiplexing a plurality of laser lights having different wavelengths. At least as many times as the number of types of the wavelengths, it is configured to be able to transmit sequentially in synchronization with the synchronization signal, and the receiving device is configured to separate the scattered light into the wavelengths by the spectral unit and the spectral unit. A light detection unit that sequentially performs photoelectric conversion of the scattered light in synchronization with the synchronization signal, and light that outputs the scattered light of each wavelength separated by the spectroscopy unit to the light detection unit in synchronization with the synchronization signal. The switching unit, the light intensity characteristics for the reception time for each wavelength included in the scattered light based on the electrical signal corresponding to each wavelength sequentially output by the light detection unit to the synchronization signal same Characterized in that it is constituted by a measuring unit for measuring and.

【0013】請求項6記載のレーザレーダシステムは、
レーザ光を送信する送信装置と、散乱体によって散乱さ
れた前記レーザ光の散乱光を受光する受信装置とを備
え、前記送信装置は、波長が互いに異なる複数のレーザ
光を合波したレーザ光を少なくとも当該波長の種類数と
等しい回数だけ同期用信号に同期して順次送信可能に構
成され、前記受信装置は、前記各波長の散乱光を前記同
期用信号に同期して前記散乱光から順次選択して出力す
る光選択部と、当該光選択部によって順次出力される前
記各波長の散乱光を順次光電変換する光検出部と、当該
光検出部によって順次出力される前記各波長毎に対応す
る電気信号に基づいて前記散乱光に含まれている前記各
波長毎の受信時間に対する光強度特性を前記同期用信号
に同期して計測する計測部とを備えて構成されているこ
とを特徴とする。
A laser radar system according to claim 6 is
A transmitting device that transmits laser light, and a receiving device that receives the scattered light of the laser light scattered by the scatterer, the transmitting device transmits a laser light obtained by multiplexing a plurality of laser lights having different wavelengths. At least as many times as the number of types of the wavelengths are configured so as to be sequentially transmitted in synchronization with the synchronization signal, and the receiving device sequentially selects the scattered light of each wavelength from the scattered light in synchronization with the synchronization signal. A light selection unit for outputting the light, a light detection unit for sequentially photoelectrically converting the scattered light of each wavelength sequentially output by the light selection unit, and a light detection unit corresponding to each of the wavelengths sequentially output by the light detection unit. A measuring unit that measures a light intensity characteristic with respect to a reception time for each wavelength included in the scattered light based on an electric signal in synchronization with the synchronization signal. .

【0014】請求項7記載のレーザレーダシステムは、
レーザ光を送信する送信装置と、散乱体によって散乱さ
れた前記レーザ光の散乱光を受光する受信装置とを備
え、前記送信装置は、波長が互いに異なる複数のレーザ
光を合波したレーザ光を同時に送信可能に構成され、前
記受信装置は、前記散乱光を前記波長毎に分光する分光
部と、当該分光部によって分光された散乱光を前記波長
毎に時間差を設けて順次出力する光遅延部と、当該光遅
延部によって順次出力される前記各波長の散乱光を合波
して順次出力する合波部と、当該合波部によって順次出
力される前記各波長の散乱光を順次光電変換する光検出
部と、当該光検出部によって順次出力される前記各波長
毎に対応する電気信号に基づいて前記散乱光に含まれて
いる前記各波長毎の受信時間に対する光強度特性を前記
同期用信号に同期して計測する計測部とを備えて構成さ
れていることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a laser radar system.
A transmitting device that transmits laser light, and a receiving device that receives the scattered light of the laser light scattered by the scatterer, the transmitting device transmits a laser light obtained by multiplexing a plurality of laser lights having different wavelengths. The receiving device is configured to be able to transmit at the same time, the receiving device includes a spectroscopic unit that disperses the scattered light for each wavelength, and an optical delay unit that sequentially outputs the scattered light separated by the spectroscopic unit with a time difference for each wavelength. A multiplexing unit that multiplexes the scattered lights of the respective wavelengths sequentially output by the optical delay unit and sequentially outputs the scattered lights of the respective wavelengths, and sequentially photoelectrically converts the scattered light of the respective wavelengths sequentially output by the multiplexing unit. A light detection unit, and a light intensity characteristic with respect to a reception time for each wavelength included in the scattered light based on an electric signal corresponding to each wavelength sequentially output by the light detection unit; Sync to Characterized in that it is constituted by a measuring unit for measuring.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係るレーザレーダシステムの実施の形態について説
明する。なお、従来のレーザレーダシステム91と同一
の構成要素については、同一の符号を付して重複した説
明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a laser radar system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the same components as those of the conventional laser radar system 91 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0016】最初に、レーザレーダシステム1の構成に
ついて、各図を参照して説明する。
First, the configuration of the laser radar system 1 will be described with reference to the drawings.

【0017】レーザレーダシステム1は、図1に示すよ
うに、多波長(λ1〜λN)のレーザ光を送信する送信
装置2と、散乱体によって散乱されたレーザ光の散乱光
を受光する受信装置3とを備えている。送信装置2は、
トリガ生成部5、レーザ生成部6、複数(N−1個)の
波長変換器7A2〜7AN(以下、区別しないときには
「波長変換器7A」ともいう)から構成される波長変換
部7、および光切換部8を備えている。
As shown in FIG. 1, a laser radar system 1 includes a transmitter 2 for transmitting laser light of multiple wavelengths (λ1 to λN) and a receiver for receiving scattered light of laser light scattered by a scatterer. 3 is provided. The transmitting device 2
A trigger generation unit 5, a laser generation unit 6, a wavelength conversion unit 7 including a plurality of (N-1) wavelength converters 7A2 to 7AN (hereinafter, also referred to as a "wavelength converter 7A" when not distinguished), and light A switching unit 8 is provided.

【0018】この場合、トリガ生成部5は、所定周期
(所定の時間差)で同期用信号TP(以下、区別すると
きには「TP1〜TPN」ともいう)を生成する。ま
た、レーザ生成部6は、同期用信号TPに同期してレー
ザ光B1(波長λ1)を生成する。また、光切換部8
は、レーザ生成部6によって生成されたレーザ光B1の
光軸X上にそれぞれ配置されたN個のミラー8A1〜8
AN(以下、区別しないときには「ミラー8A」ともい
う)と、各ミラー8A1〜8ANによって反射されたレ
ーザ光B1の各光軸上にそれぞれ配置されたN個のシャ
ッター8B1〜8BN(以下、区別しないときには「シ
ャッター8B」ともいう)とを備えて構成され、レーザ
生成部6によって生成されたレーザ光B1を同期用信号
TPに同期して波長変換器7Aに順次出力する。この場
合、ミラー8A1は、光が透過しない全反射型ミラーで
構成され、他のミラー8A2〜8ANは、各シャッター
8B1〜8BNに向かうレーザ光B1の強度がほぼ均一
になるように、その反射率および透過率が予め調節され
たハーフミラーで構成されている。なお、同期用信号T
Pの周期は、シャッター8Bの制御時間よりも長めの時
間に設定されている。また、各シャッター8B1〜8B
Nは、対応する同期用信号TP1〜TPNが入力された
際に所定時間だけ開口することにより、ミラー8Aによ
って反射されたレーザ光B1を通過させる。さらに、各
波長変換器7A2〜7ANは、それぞれ、シャッター8
B2〜8BNを通過するレーザ光B1の光軸上に配置さ
れると共に波長変換用の結晶体を通過させることによっ
てレーザ光B1の波長をそれぞれλ2,λ3,・・・,
λNのレーザ光に変換して送信する。
In this case, the trigger generation section 5 generates a synchronization signal TP (hereinafter, also referred to as “TP1 to TPN” when distinguished) at a predetermined cycle (a predetermined time difference). The laser generator 6 generates a laser beam B1 (wavelength λ1) in synchronization with the synchronization signal TP. Also, the light switching unit 8
Are N mirrors 8A1 to 8A8 respectively arranged on the optical axis X of the laser beam B1 generated by the laser generator 6.
AN (hereinafter, also referred to as “mirror 8A” when not distinguished) and N shutters 8B1 to 8BN (hereinafter, not distinguished) arranged on each optical axis of the laser beam B1 reflected by each of the mirrors 8A1 to 8AN. The laser beam B1 generated by the laser generator 6 is sequentially output to the wavelength converter 7A in synchronization with the synchronizing signal TP. In this case, the mirror 8A1 is constituted by a total reflection type mirror through which light does not pass, and the other mirrors 8A2 to 8AN have their reflectivity so that the intensity of the laser beam B1 toward each of the shutters 8B1 to 8BN is substantially uniform. And a half mirror whose transmittance is adjusted in advance. Note that the synchronization signal T
The cycle of P is set to a time longer than the control time of the shutter 8B. In addition, each shutter 8B1-8B
N opens the laser beam B1 reflected by the mirror 8A by opening for a predetermined time when the corresponding synchronization signals TP1 to TPN are input. Further, each of the wavelength converters 7A2 to 7AN has a shutter 8 respectively.
The laser light B1 is arranged on the optical axis of the laser light B1 passing through B2 to 8BN and passes through a crystal for wavelength conversion so that the wavelength of the laser light B1 is λ2, λ3,.
The light is converted into a laser light of λN and transmitted.

【0019】一方、受信装置3は、望遠鏡9、光検出部
10、および計測部11を一つずつ備えて構成されてい
る。この場合、望遠鏡9は、所定の視野角を有し、この
視野角に含まれる散乱体からの散乱光を受光すると共に
集光して散乱光B11として出力する。また、光検出部
10は、望遠鏡9によって出力された散乱光B11を光
電変換して電気信号S11として順次出力する。また、
計測部11は、パルスカウンタを備えて光子計数法に従
って各波長λ1〜λN毎の光強度特性を計数可能に構成
され、光検出部10によって順次出力される電気信号S
11に基づき、散乱体からの散乱光に含まれている各波
長λ1〜λN毎の光強度特性を同期用信号TPに同期し
て計測する。なお、計測部11として、ディジタルオシ
ロスコープを備えてアナログ計測を可能に構成すること
もできる。
On the other hand, the receiving device 3 is provided with one telescope 9, one light detecting unit 10, and one measuring unit 11. In this case, the telescope 9 has a predetermined viewing angle, receives scattered light from the scatterer included in the viewing angle, collects the scattered light, and outputs the scattered light as scattered light B11. Further, the light detection unit 10 photoelectrically converts the scattered light B11 output by the telescope 9 and sequentially outputs the scattered light B11 as an electric signal S11. Also,
The measuring unit 11 includes a pulse counter, and is configured to be able to count the light intensity characteristics for each of the wavelengths λ1 to λN according to the photon counting method.
Based on 11, the light intensity characteristics for each of the wavelengths λ1 to λN included in the scattered light from the scatterer are measured in synchronization with the synchronization signal TP. Note that the measuring unit 11 may be provided with a digital oscilloscope so as to enable analog measurement.

【0020】次に、このレーザレーダシステム1の動作
について、大気中のエアロゾルの観測を例に挙げて説明
する。
Next, the operation of the laser radar system 1 will be described with reference to an example of observation of aerosol in the atmosphere.

【0021】このレーザレーダシステム1では、図2
(a)に示すように、トリガ生成部5が、所定周期で同
期用信号TP1〜TPNを順次生成し、レーザ生成部
6、シャッター8Bおよび計測部11に各同期用信号T
Pを順次出力する。この際に、レーザ生成部6は、同図
(b)に示すように、各同期用信号TPに同期してレー
ザ光B1(波長λ1)を所定時間だけ出力する。一方、
シャッター8B1〜8BNは、同図(c)〜(e)にそ
れぞれ示すように、対応する同期用信号TPが入力され
る都度、その同期用信号TPに同期して所定時間だけ開
口する。これにより、各ミラー8A1〜8ANによって
反射されたレーザ光B1は、シャッター8B1、シャッ
ター8B2、・・・、シャッター8BNの順序でそれぞ
れ通過する。この場合、シャッター8B1を通過したレ
ーザ光B1は、波長変換されることなく波長λ1のレー
ザ光として送信装置2から送信される。続いて、シャッ
ター8B2〜8BNをそれぞれ通過したレーザ光B1
は、波長変換器7A2〜7ANに順次入力されると共に
波長変換され、波長λ2〜波長λNのレーザ光として送
信装置2によって順次送信される。このようにして、送
信装置2は、同図(f)に示すように、波長λ1〜波長
λNのレーザ光を所定周期で大気中に順次送信する。
In this laser radar system 1, FIG.
As shown in (a), the trigger generation unit 5 sequentially generates the synchronization signals TP1 to TPN at a predetermined cycle, and sends the synchronization signals TP1 to TPN to the laser generation unit 6, the shutter 8B, and the measurement unit 11, respectively.
P is sequentially output. At this time, the laser generator 6 outputs a laser beam B1 (wavelength λ1) for a predetermined time in synchronization with each synchronization signal TP, as shown in FIG. on the other hand,
Each of the shutters 8B1 to 8BN opens for a predetermined time in synchronization with the corresponding synchronization signal TP each time the corresponding synchronization signal TP is input, as shown in FIGS. Thereby, the laser beam B1 reflected by each of the mirrors 8A1 to 8AN passes through the shutter 8B1, the shutter 8B2,... In this case, the laser beam B1 that has passed through the shutter 8B1 is transmitted from the transmitting device 2 as a laser beam having the wavelength λ1 without being subjected to wavelength conversion. Subsequently, the laser light B1 that has passed through the shutters 8B2 to 8BN, respectively.
Are sequentially input to the wavelength converters 7A2 to 7AN, are wavelength-converted, and are sequentially transmitted by the transmission device 2 as laser beams having wavelengths λ2 to λN. In this way, the transmitting device 2 sequentially transmits the laser beams having the wavelengths λ1 to λN into the atmosphere at a predetermined cycle, as shown in FIG.

【0022】一方、受信装置3では、送信装置2によっ
て波長λ1〜波長λNのレーザ光が送信される都度、望
遠鏡9が、大気中のエアロゾルに当たって散乱した波長
λ1〜波長λNのレーザ光を順次受光して集光する。次
いで、光検出部10が、望遠鏡9によって集光された散
乱光B11をパルス状の電気信号S11に順次光電変換
して計測部11に出力する。続いて、計測部11は、各
同期用信号TP1〜TPNに同期して、光検出部10に
よって出力された電気信号S11のうちの所定レベルを
超えるパルスの数を計測し、各同期用信号TP1〜TP
Nが入力されてからの経過時間(受信時間)に対する散
乱光B11の光強度を計測する。次いで、計測部11
は、図2(g)に示すように、その光強度をデータ化し
て各波長λ1〜λN毎の光強度特性を表す観測データD
M(光強度特性)として出力する。
On the other hand, in the receiving device 3, each time the transmitting device 2 transmits the laser light having the wavelength λ1 to the wavelength λN, the telescope 9 sequentially receives the laser light having the wavelength λ1 to the wavelength λN scattered by the aerosol in the atmosphere. And focus. Next, the light detection unit 10 sequentially photoelectrically converts the scattered light B11 collected by the telescope 9 into a pulse-like electric signal S11 and outputs the signal to the measurement unit 11. Subsequently, the measurement unit 11 measures the number of pulses exceeding a predetermined level in the electric signal S11 output by the light detection unit 10 in synchronization with each of the synchronization signals TP1 to TPN. ~ TP
The light intensity of the scattered light B11 with respect to the elapsed time (reception time) after N is input is measured. Next, the measuring unit 11
As shown in FIG. 2 (g), observation data D representing the light intensity characteristics of each wavelength λ1 to λN by converting the light intensity into data.
It is output as M (light intensity characteristic).

【0023】ここで、図2(g)に示す観測データDM
は、光強度がエアロゾル濃度に対応し、各同期用信号T
Pの立ち上がりエッジからの経過時間がレーザレーダシ
ステム1(地上)からエアロゾルまでの距離に対応す
る。したがって、各波長λ1〜λNについての各観測デ
ータDMは、地上からの大気中のエアロゾルの濃度分布
に対応することになる。なお、送信装置2に対して、各
波長λ1〜λNのレーザ光の大気への送信を繰り返し実
行させ、かつ、受信装置3に対して、その都度、観測デ
ータDMを生成させると共に計測した各観測データDM
を平均化させて最終的な観測データDMを求めさせるこ
ともできる。かかる構成によれば、より信頼性の高いエ
アロゾル粒径分布を計測することができる。
Here, the observation data DM shown in FIG.
Indicates that the light intensity corresponds to the aerosol concentration and that each synchronization signal T
The elapsed time from the rising edge of P corresponds to the distance from the laser radar system 1 (ground) to the aerosol. Therefore, each observation data DM for each wavelength λ1 to λN corresponds to the concentration distribution of the aerosol in the atmosphere from the ground. In addition, the transmitting device 2 repeatedly transmits the laser beams of the wavelengths λ1 to λN to the atmosphere, and the receiving device 3 generates the observation data DM each time and performs each observation. Data DM
Can be averaged to obtain the final observation data DM. According to such a configuration, a more reliable aerosol particle size distribution can be measured.

【0024】このように、このレーザレーダシステム1
によれば、1組の光検出部10および計測部11を備え
て受信装置3を構成したことにより、送信するレーザ光
の波長数の多少に拘わらず、光電子倍増管やAPDなど
の高価な微弱光検出素子を1つ用いて構成することがで
きるため、従来のレーザレーダシステム91と比較して
大幅なコストダウンを図ることができる。また、1組の
光検出部10および計測部11を備えて受信装置3を構
成できるため、受信装置3の小型化、ひいてはレーザレ
ーダシステム1全体としての小型化を図ることができ
る。さらに、1つの微弱光検出素子を使用するため、微
弱光検出素子の特性のばらつきに起因する計測精度の低
下を招かない結果、光強度特性を高精度で計測すること
ができる。
As described above, the laser radar system 1
According to the above, the receiving device 3 is provided with a set of the photodetecting unit 10 and the measuring unit 11, so that regardless of the number of wavelengths of the laser light to be transmitted, expensive and weak light sources such as a photomultiplier tube and an APD are used. Since it can be configured using one photodetector, the cost can be significantly reduced as compared with the conventional laser radar system 91. In addition, since the receiving device 3 can be configured to include one set of the light detecting unit 10 and the measuring unit 11, the size of the receiving device 3 can be reduced, and the size of the entire laser radar system 1 can be reduced. Furthermore, since one weak light detecting element is used, the measurement accuracy does not decrease due to the variation in the characteristics of the weak light detecting element. As a result, the light intensity characteristics can be measured with high accuracy.

【0025】なお、本発明は、上記した本発明の実施の
形態に示した構成に限定されない。例えば,各波長λ1
〜λNのレーザ光を所定周期で順次送信する送信装置の
構成として、図3〜図6に示す各構成を採用することも
可能である。なお、以下の説明において、レーザレーダ
システム1と同一の構成については同一の符号を付し、
重複する説明は省略する。
It should be noted that the present invention is not limited to the configuration shown in the above embodiment of the present invention. For example, each wavelength λ1
Each of the configurations shown in FIGS. 3 to 6 can be adopted as the configuration of the transmission device that sequentially transmits the laser beams of up to λN at a predetermined cycle. In the following description, the same components as those of the laser radar system 1 are denoted by the same reference numerals,
Duplicate description will be omitted.

【0026】図3に示すレーザレーダシステム21は、
送信装置22および受信装置3を備えている。送信装置
22は、送信装置2における光切換部8に代えて光切換
部23を備えて構成されている。この場合、光切換部2
3は、レーザ生成部6によって生成されたレーザ光B1
の光軸X上に配置された1個の角度可変式ミラー(スキ
ャニングミラー)23Aと、N個の固定式ミラー23B
1〜23BN(以下、区別しないときには「固定式ミラ
ー23B」ともいう)とを備えている。この場合、角度
可変式ミラー23Aは、レーザ生成部6によって出力さ
れたレーザ光B1の光軸Xを固定式ミラー23B1〜2
3BNのいずれかの設置方向に選択的に切り換える。な
お、同期用信号TPの周期は、角度可変式ミラー23A
の制御時間よりも長めの時間に設定されている。また、
各固定式ミラー23B1〜23BNは、角度可変式ミラ
ー23Aによって反射された各レーザ光B1の光軸を変
える機能を有し、角度可変式ミラー23Aによって反射
されたレーザ光B1を波長変換器7Aに入射させる。ま
た、各波長変換器7A2〜7ANは、各固定式ミラー2
3B2〜23BNによって反射された各レーザ光の光軸
上に配置されている。
The laser radar system 21 shown in FIG.
It comprises a transmitting device 22 and a receiving device 3. The transmission device 22 includes an optical switching unit 23 instead of the optical switching unit 8 in the transmission device 2. In this case, the light switching unit 2
3 is a laser beam B1 generated by the laser generator 6
One variable angle mirror (scanning mirror) 23A and N fixed mirrors 23B arranged on the optical axis X
1 to 23BN (hereinafter, also referred to as “fixed mirror 23B” when not distinguished). In this case, the angle-variable mirror 23A changes the optical axis X of the laser beam B1 output by the laser generator 6 to the fixed mirrors 23B1-2.
Selectively switch to any of the 3BN installation directions. Note that the cycle of the synchronization signal TP is determined by the angle variable mirror 23A.
Is set to a time longer than the control time. Also,
Each of the fixed mirrors 23B1 to 23BN has a function of changing the optical axis of each laser beam B1 reflected by the variable angle mirror 23A, and outputs the laser beam B1 reflected by the variable angle mirror 23A to the wavelength converter 7A. Make it incident. Each of the wavelength converters 7A2 to 7AN is connected to each of the fixed mirrors 2.
It is arranged on the optical axis of each laser beam reflected by 3B2 to 23BN.

【0027】このレーザレーダシステム21では、角度
可変式ミラー23Aが、同期用信号TP1〜TPNに同
期してステップ的に角度を変更することにより、レーザ
生成部6によって出力されたレーザ光B1を各固定式ミ
ラー23Bに向けて、固定式ミラー23B1、固定式ミ
ラー23B2、・・・、および固定式ミラー23BNの
順序で順次反射させる。この際に、固定式ミラー23B
1によって反射されたレーザ光B1は、そのまま波長λ
1のレーザ光として送信装置22から送信される。ま
た、固定式ミラー23B2〜23BNによって反射され
たレーザ光B1は、波長変換器7A2〜7ANに順次入
力されて波長がそれぞれ変換され、波長λ2〜λNのレ
ーザ光として送信装置22から順次送信される。このよ
うにして、送信装置22は、所定周期で、波長λ1〜λ
Nのレーザ光をその順序で大気中に送信する。一方、受
信装置3では、レーザレーダシステム1における受信装
置3と同様にして、順次入力される波長λ1〜λNの散
乱光を受光して、各波長λ1〜λN毎の光強度特性を計
測し、地上からの大気中のエアロゾルの濃度分布やエア
ロゾルの粒径分布を計測する。
In the laser radar system 21, the angle variable mirror 23A changes the angle in a stepwise manner in synchronization with the synchronization signals TP1 to TPN, thereby converting the laser beam B1 output by the laser generator 6 into each of the laser beams B1. The fixed mirror 23B1, the fixed mirror 23B2,..., And the fixed mirror 23BN are sequentially reflected toward the fixed mirror 23B. At this time, the fixed mirror 23B
1 is reflected by the laser beam B1 as it is at the wavelength λ.
Transmitted from the transmission device 22 as one laser beam. The laser beams B1 reflected by the fixed mirrors 23B2 to 23BN are sequentially input to the wavelength converters 7A2 to 7AN, the wavelengths are respectively converted, and are sequentially transmitted from the transmission device 22 as laser beams having wavelengths λ2 to λN. . In this way, the transmission device 22 transmits the wavelengths λ1 to λ
N laser beams are transmitted to the atmosphere in that order. On the other hand, the receiving device 3 receives the sequentially input scattered lights of the wavelengths λ1 to λN and measures the light intensity characteristics for each of the wavelengths λ1 to λN in the same manner as the receiving device 3 in the laser radar system 1, The aerosol concentration distribution in the atmosphere from the ground and the particle size distribution of the aerosol are measured.

【0028】このレーザレーダシステム21によれば、
レーザレーダシステム1による効果を有すると共に、ハ
ーフミラーを用いて光切換部8を構成したレーザレーダ
システム1と比較して、ハーフミラーの通過に起因する
レーザ光B1の減衰が回避できるため、レーザ生成部6
の出力パワーをその分小さくすることができる。その結
果、送信装置22のコスト低減、ひいてはレーザレーダ
システム21のシステムのコストを低減することができ
る。
According to the laser radar system 21,
Since the laser radar system 1 has the effect of the laser radar system 1 and can avoid the attenuation of the laser beam B1 due to the passage of the half mirror as compared with the laser radar system 1 in which the optical switching unit 8 is configured using the half mirror, the laser generation is performed. Part 6
Can be reduced accordingly. As a result, it is possible to reduce the cost of the transmission device 22 and the cost of the laser radar system 21.

【0029】次に、図4を参照して、レーザレーダシス
テム31について説明する。なお、上述した各レーザレ
ーダシステムと同一の構成については同一の符号を付
し、重複する説明は省略する。
Next, the laser radar system 31 will be described with reference to FIG. Note that the same components as those of the above-described laser radar systems are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0030】このレーザレーダシステム31は、送信装
置32および受信装置3を備えている。送信装置32
は、送信装置2における光切換部8および波長変換部7
に代えて波長変換部33および光選択部34を備えて構
成されている。この場合、波長変換部33は、例えば、
レーザ生成部6によって生成されたレーザ光B1を励起
用レーザ光(例えばYAGの基本波1064nm)に対
して、メタンのラマン散乱を利用して多波長(波長λ1
〜λN、例えば第1次ストークス1542nm、アンチ
ストークス812nm、第2次ストークス2800n
m、アンチストークス656nmなど)のレーザ光B2
を生成する。また、光選択部34は、波長変換部33に
よって生成された各波長λ1〜λNのレーザ光B2をト
リガ生成部5によって出力された同期用信号TPに同期
して順次選択し、かつ選択した各波長λ1〜λNのレー
ザ光を送信する。光選択部34は、一例として、図5に
示すように、N個の孔が同心円上に設けられた回転円盤
体34bと、この各孔に取り付けられたN個のフィルタ
34A1〜34AN(以下、区別しないときには「フィ
ルタ34A」ともいう)とで構成されている。
The laser radar system 31 includes a transmitting device 32 and a receiving device 3. Transmission device 32
Are the optical switching unit 8 and the wavelength conversion unit 7 in the transmission device 2.
, A wavelength conversion unit 33 and a light selection unit 34 are provided. In this case, for example, the wavelength conversion unit 33
The laser beam B1 generated by the laser generation unit 6 is converted into a multi-wavelength (wavelength λ1) by using Raman scattering of methane with respect to an excitation laser beam (for example, a YAG fundamental wave of 1064 nm).
~ ΛN, for example, primary Stokes 1542 nm, anti-Stokes 812 nm, secondary Stokes 2800 n
m, anti-Stokes 656 nm)
Generate The light selector 34 sequentially selects the laser beams B2 of the respective wavelengths λ1 to λN generated by the wavelength converter 33 in synchronization with the synchronization signal TP output by the trigger generator 5, and sequentially selects the selected laser beams B2. A laser beam having a wavelength of λ1 to λN is transmitted. As an example, as shown in FIG. 5, the light selecting unit 34 includes a rotating disk body 34 b in which N holes are provided concentrically, and N filters 34 A 1 to 34 AN (hereinafter, referred to as “N”) attached to each hole. If not distinguished, it is also referred to as “filter 34A”).

【0031】このレーザレーダシステム31では、波長
変換部33が、レーザ生成部6によって生成されたレー
ザ光B1から多波長のレーザ光B2を生成する。この場
合、回転円盤体34bは、同期用信号TPに同期してス
テップ的に各フィルタ34A1〜34ANを回転させ
る。この際に、各フィルタ34Aがレーザ光B1の光軸
上の所定位置P1に回転し、これにより、レーザ光B2
のうちの各フィルタ34Aの各通過周波数帯域に対応す
る波長のレーザ光が、そのフィルタ34Aを通過して送
信される。この結果、回転円盤体34bが同期用信号T
Pに同期してステップ的に順次回転することにより、各
フィルタ34A1〜34ANの通過周波数帯域にそれぞ
れ対応する各波長λ1〜λNのレーザ光が、同期用信号
TPに同期して選択され、かつ順次送信される。
In the laser radar system 31, the wavelength converter 33 generates a multi-wavelength laser beam B2 from the laser beam B1 generated by the laser generator 6. In this case, the rotating disk 34b rotates the filters 34A1 to 34AN in a stepwise manner in synchronization with the synchronization signal TP. At this time, each of the filters 34A rotates to a predetermined position P1 on the optical axis of the laser beam B1, thereby causing the laser beam B2 to rotate.
The laser light of the wavelength corresponding to each pass frequency band of each filter 34A is transmitted through the filter 34A. As a result, the rotating disk 34b outputs the synchronization signal T
By sequentially rotating stepwise in synchronization with P, laser lights of wavelengths λ1 to λN respectively corresponding to the pass frequency bands of the filters 34A1 to 34AN are selected in synchronization with the synchronization signal TP, and sequentially. Sent.

【0032】このレーザレーダシステム31によれば、
レーザレーダシステム1による効果に加えて、破損し易
いハーフミラーやミラーを用いないで構成できるため、
取扱い性を向上させることができると共に、部品点数の
削減によりコストを低減することができる。また、調整
に時間を要するミラーの角度調節作業などの工程を省く
ことができる結果、システムの製造時間を短縮できると
共にシステムコストを低減することができる。さらに、
ミラーを使用しない分だけ光学系を小型化することもで
きる。
According to the laser radar system 31,
In addition to the effect of the laser radar system 1, the configuration can be made without using a half mirror or a mirror that is easily damaged.
The handleability can be improved, and the cost can be reduced by reducing the number of parts. In addition, as a result of omitting steps such as a mirror angle adjustment operation that requires time for adjustment, it is possible to reduce the system manufacturing time and the system cost. further,
The size of the optical system can be reduced by not using a mirror.

【0033】次に、図6を参照して、レーザレーダシス
テム41について説明する。なお、上述した各レーザレ
ーダシステムと同一の構成については同一の符号を付
し、重複する説明は省略する。
Next, the laser radar system 41 will be described with reference to FIG. Note that the same components as those of the above-described laser radar systems are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0034】レーザレーダシステム41は、送信装置4
2および受信装置3を備えている。送信装置42は、レ
ーザレーダシステム31における光選択部34に代え
て、分光部43および光遅延部44を備えて構成されて
いる。この場合、分光部43は、例えば、プリズムなど
で構成され、波長変換部33によって生成された多波長
(波長λ1〜λN)のレーザ光B2を各波長毎に分光す
る。また、光遅延部44は、分光部43によって分光さ
れる波長の種類数と等しい数の光ファイバ44A1〜4
4ANで構成されている。この場合、各光ファイバ44
A1〜44ANは、それぞれ互いに異なる長さであっ
て、波長λ1〜λNのレーザ光が一定間隔で順次送信さ
れる。一方、受信装置3は、レーザレーダシステム31
における受信装置3と同様にして同期用信号TPに同期
して観測データDMを生成する。
The laser radar system 41 includes the transmitting device 4
2 and a receiving device 3. The transmitting device 42 includes a spectroscopic unit 43 and an optical delay unit 44 instead of the optical selecting unit 34 in the laser radar system 31. In this case, the light splitting unit 43 is configured by, for example, a prism or the like, and splits the laser light B2 of multiple wavelengths (wavelengths λ1 to λN) generated by the wavelength conversion unit 33 for each wavelength. Further, the optical delay unit 44 includes the same number of optical fibers 44A1 to 44A4 as the number of types of wavelengths split by the splitter 43.
4AN. In this case, each optical fiber 44
A1 to 44AN have mutually different lengths, and laser beams of wavelengths λ1 to λN are sequentially transmitted at regular intervals. On the other hand, the receiving device 3 is a laser radar system 31
The observation data DM is generated in synchronization with the synchronization signal TP in the same manner as in the receiving device 3 in.

【0035】このレーザレーダシステム41によれば、
レーザレーダシステム1による効果に加えて、レーザレ
ーダシステム31と同様にして、破損し易いハーフミラ
ーやミラーを用いないで構成できるため、取扱い性を向
上させることができると共に、部品点数の削減によりコ
ストを低減することができる。また、調整に時間を要す
るミラーの角度調節作業などの工程を省くことができる
結果、システムの製造時間を短縮できると共にシステム
コストを低減することができる。さらに、ミラーを使用
しない分だけ光学系を小型化することもできる。
According to the laser radar system 41,
In addition to the effects of the laser radar system 1, the laser radar system 31 can be configured without using a breakable half mirror or mirror in the same manner as the laser radar system 31, so that the handleability can be improved and the number of parts can be reduced to reduce costs. Can be reduced. In addition, as a result of omitting steps such as a mirror angle adjustment operation that requires time for adjustment, it is possible to reduce the system manufacturing time and the system cost. Further, the size of the optical system can be reduced as much as the mirror is not used.

【0036】また、上記した各レーザレーダシステム1
などでは、送信装置が同期用信号TPに同期して各波長
λ1〜λNのレーザ光をその順序で送信し、受信装置
が、順次入力される各波長λ1〜λNの散乱光を順次光
電変換すると共に同期用信号TPに同期して各波長毎の
光強度特性を計測しているが、送信装置が、波長の互い
に異なる複数のレーザ光を合波した多波長(波長λ1〜
λN)のレーザ光を少なくとも波長の種類数と等しい回
数(N回)だけ同期用信号TPに同期して順次送信する
構成を採用することができる。この場合、受信装置とし
ては、受光した多波長の散乱光から各波長の光を分光若
しくは選択し、各波長λ1〜λN毎の光強度特性を計測
する構成を採用することができる。この構成を有するレ
ーザレーダシステムについて、以下、図7〜図10を参
照して説明する。なお、上述した各レーザレーダシステ
ム1,21,31,41と同一の構成については同一の
符号を付し、重複する説明を省略する。
Each of the above-described laser radar systems 1
In such a case, the transmitting device transmits the laser lights of the respective wavelengths λ1 to λN in that order in synchronization with the synchronization signal TP, and the receiving device sequentially photoelectrically converts the scattered lights of the respective wavelengths λ1 to λN that are sequentially input. At the same time, the light intensity characteristic of each wavelength is measured in synchronization with the synchronization signal TP. However, the transmitting device performs multi-wavelength (wavelength λ1 to λ1) combining a plurality of laser beams having different wavelengths.
[lambda] N) can be employed in which laser light is sequentially transmitted at least as many times (N times) as the number of wavelength types in synchronization with the synchronization signal TP. In this case, the receiving device can adopt a configuration in which light of each wavelength is separated or selected from the received scattered light of multiple wavelengths, and the light intensity characteristics of each of the wavelengths λ1 to λN are measured. Hereinafter, a laser radar system having this configuration will be described with reference to FIGS. The same components as those of the above-described laser radar systems 1, 21, 31, and 41 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0037】図7に示すレーザレーダシステム51は、
送信装置52および受信装置53を備え、上記した送信
装置2,42の構成を受信装置53に適用して構成され
ている。この場合、送信装置52は、トリガ生成部5、
レーザ生成部6、および波長変換部33を備えて構成さ
れている。一方、受信装置53は、望遠鏡9、分光部4
3、光切換部55、光検出部10および計測部11を備
えて構成されている。この場合、分光部43は、望遠鏡
9によって集光された散乱光B11を、送信されたレー
ザ光の波長λ1〜λN毎に分光する。また、光切換部5
5は、分光部43によって出力される各波長λ1〜λN
の散乱光B12を同期用信号TPに同期して光検出部1
0に出力する。一例として、光切換部55は、分光部4
3によって出力される各波長λ1〜λNの各散乱光B1
2毎に対応して設けられ、対応する同期用信号TP1〜
TPNが入力された際に開口して散乱光を通過させるN
個のシャッター8B1〜8BNと、各シャッター8B1
〜8BNをそれぞれ通過した各波長λ1〜λNの散乱光
B12を合波して出力する合波部55aとを備えて構成
されている。
The laser radar system 51 shown in FIG.
The transmission device 52 and the reception device 53 are provided, and the configuration of the transmission devices 2 and 42 described above is applied to the reception device 53. In this case, the transmission device 52 includes the trigger generation unit 5,
It comprises a laser generator 6 and a wavelength converter 33. On the other hand, the receiving device 53 includes the telescope 9 and the spectral unit 4.
3. It comprises a light switching unit 55, a light detection unit 10, and a measurement unit 11. In this case, the light splitting unit 43 splits the scattered light B11 condensed by the telescope 9 into each of the wavelengths λ1 to λN of the transmitted laser light. Also, the light switching unit 5
Reference numeral 5 denotes each of the wavelengths λ1 to λN output by the spectral unit 43.
Of the scattered light B12 in synchronization with the synchronization signal TP
Output to 0. As an example, the light switching unit 55 includes the spectroscopic unit 4
3 scattered light B1 of each wavelength λ1 to λN output by
2 for each of the corresponding synchronization signals TP1 to TP1.
N that opens when TPN is input and transmits scattered light
Shutters 8B1 to 8BN and each shutter 8B1
And a multiplexing unit 55a that multiplexes and outputs the scattered light B12 of each of the wavelengths λ1 to λN that have passed through BN.

【0038】このレーザレーダシステム51では、トリ
ガ生成部5が、所定周期で同期用信号TPを生成し、生
成した同期用信号TPをレーザ生成部6、各シャッター
8Bおよび計測部11に出力する。この際に、レーザ生
成部6は、各同期用信号TPに同期してレーザ光B1を
所定時間だけ波長変換部33に出力する。次いで、波長
変換部33は、レーザ生成部6によって生成されたレー
ザ光B1を励起用レーザ光として多波長(波長λ1〜λ
N)のレーザ光を生成して送信する。これにより、多波
長のレーザ光が同期用信号TPに同期してN回出力され
る。一方、受信装置53では、望遠鏡9が、視野角に含
まれるエアロゾルからの散乱光を常時受光して集光し、
集光した散乱光B11を分光部43に出力する。次い
で、分光部43が、望遠鏡9によって散乱光B11が出
力される都度、波長λ1〜λNのレーザ光を含む散乱光
B12(λ1〜λN)を同時に出力する。続いて、光切
換部55のシャッター8B1〜8BNが、順次入力され
る同期用信号TP1〜TPNに同期して、その順序で一
つずつ開口する。これにより、各シャッター8B1〜8
BNを通過した各波長λ1〜λNの散乱光B12が合波
部55aに順次出力される。次いで、合波部55aは、
各波長λ1〜λNの散乱光B12を合波して一つの光軸
上に順次出力する。これにより、各波長λ1〜λNの散
乱光B12は、その順序で光検出部10に順次出力され
る。この後、受信装置3と同様にして、計測部11が、
同期用信号TPに同期して各波長λ1〜λN毎の光強度
特性を計測して観測データDMとして出力する。この結
果、受光した散乱光に含まれている各波長λ1〜λN毎
の光強度特性が計測される。
In the laser radar system 51, the trigger generation section 5 generates a synchronization signal TP at a predetermined cycle, and outputs the generated synchronization signal TP to the laser generation section 6, each shutter 8B, and the measurement section 11. At this time, the laser generator 6 outputs the laser beam B1 to the wavelength converter 33 for a predetermined time in synchronization with each synchronization signal TP. Next, the wavelength conversion unit 33 uses the laser beam B1 generated by the laser generation unit 6 as an excitation laser beam and has multiple wavelengths (wavelengths λ1 to λ).
N) Generate and transmit laser light. Thus, the multi-wavelength laser light is output N times in synchronization with the synchronization signal TP. On the other hand, in the receiving device 53, the telescope 9 constantly receives and collects the scattered light from the aerosol included in the viewing angle,
The collected scattered light B11 is output to the spectroscopy unit 43. Next, each time the scattered light B11 is output by the telescope 9, the spectroscopic unit 43 simultaneously outputs the scattered light B12 (λ1 to λN) including the laser light of the wavelengths λ1 to λN. Subsequently, the shutters 8B1 to 8BN of the light switching unit 55 are opened one by one in that order in synchronization with the sequentially input synchronization signals TP1 to TPN. Thereby, each shutter 8B1-8
The scattered lights B12 of the respective wavelengths λ1 to λN that have passed through the BN are sequentially output to the multiplexing unit 55a. Next, the multiplexing unit 55a
The scattered lights B12 of the respective wavelengths λ1 to λN are multiplexed and sequentially output on one optical axis. Thereby, the scattered lights B12 of the respective wavelengths λ1 to λN are sequentially output to the light detection unit 10 in that order. Thereafter, similarly to the receiving device 3, the measuring unit 11
The light intensity characteristics of each of the wavelengths λ1 to λN are measured in synchronization with the synchronization signal TP and output as observation data DM. As a result, the light intensity characteristics for each of the wavelengths λ1 to λN included in the received scattered light are measured.

【0039】このレーザレーダシステム51によれば、
レーザレーダシステム1と同様にして、1組の光検出部
10および計測部11を備えて受信装置53を構成した
ことにより、送信するレーザ光の波長数の多少に拘わら
ず、光電子倍増管やAPDなどの高価な微弱光検出素子
を1つ用いて構成することができるため、従来のレーザ
レーダシステム91と比較して大幅なコストダウンを図
ることができる。また、1組の光検出部10および計測
部11を備えて受信装置53を構成できるため、受信装
置53の小型化、ひいてはレーザレーダシステム51全
体としての小型化を図ることができる。さらに、1つの
微弱光検出素子を使用するため、微弱光検出素子の特性
のばらつきに起因する計測精度の低下を招かない結果、
光強度特性を高精度で計測することができる。
According to the laser radar system 51,
As in the case of the laser radar system 1, the receiving device 53 includes one set of the photodetecting unit 10 and the measuring unit 11, so that the photomultiplier tube and the APD can be used regardless of the number of wavelengths of the laser light to be transmitted. , Etc., it is possible to reduce the cost as compared with the conventional laser radar system 91. In addition, since the receiving device 53 can be configured by including one set of the light detecting unit 10 and the measuring unit 11, the size of the receiving device 53 can be reduced, and the size of the entire laser radar system 51 can be reduced. Furthermore, since one weak light detection element is used, the measurement accuracy does not decrease due to the variation in the characteristics of the weak light detection element.
Light intensity characteristics can be measured with high accuracy.

【0040】次に、図8を参照して、レーザレーダシス
テム61について説明する。
Next, the laser radar system 61 will be described with reference to FIG.

【0041】レーザレーダシステム61は、送信装置5
2および受信装置63を備え、上記した送信装置22の
構成を受信装置53に適用して構成されている。この場
合、受信装置63は、受信装置53の光切換部55に代
えて光切換部23を備えて構成されている。光切換部2
3は、N個の固定式ミラー23B1〜23BNと、1個
の角度可変式ミラー23Aとで構成されている。ここ
で、固定式ミラー23Bは、分光部43によって出力さ
れる各波長λ1〜λNの散乱光B12毎に対応して設け
られ、角度可変式ミラー23Aに向けて各散乱光B12
(λ1〜λN)を反射させる。また、角度可変式ミラー
23Aは、同期用信号TPに同期してステップ的に回転
し、各固定式ミラー23B1〜23BNによって反射さ
れた散乱光B12を光検出部10に向けて順次反射させ
る。
The laser radar system 61 includes the transmitting device 5
2 and a receiving device 63. The transmitting device 22 described above is applied to the receiving device 53. In this case, the receiving device 63 includes the optical switching unit 23 instead of the optical switching unit 55 of the receiving device 53. Optical switching unit 2
Reference numeral 3 includes N fixed mirrors 23B1 to 23BN and one variable angle mirror 23A. Here, the fixed mirror 23B is provided corresponding to each of the scattered lights B12 of the wavelengths λ1 to λN output by the spectroscopic unit 43, and the scattered light B12 is directed toward the angle variable mirror 23A.
(Λ1 to λN) are reflected. The angle-variable mirror 23A rotates in a stepwise manner in synchronization with the synchronization signal TP, and sequentially reflects the scattered light B12 reflected by the fixed mirrors 23B1 to 23BN toward the light detection unit 10.

【0042】このレーザレーダシステム61では、受信
装置63の光切換部23が、基本的に、レーザレーダシ
ステム21における光切換部23と逆の動作を行う。つ
まり、この受信装置63の光切換部23では、望遠鏡9
が散乱体からの各波長λ1〜λNの散乱光を受光する都
度、各固定式ミラー23B1〜23BNが、分光部43
によって分光された散乱光B12を角度可変式ミラー2
3Aに反射させる。次いで、角度可変式ミラー23A
が、各同期用信号TP1〜TPNに同期して、散乱光B
12に含まれている各波長λ1〜λNのうちの一つの波
長の散乱光B12を順次選択して光検出部10に出力す
る。このレーザレーダシステム61によれば、レーザレ
ーダシステム51と同様にして、1組の光検出部10お
よび計測部11を備えて受信装置63を構成することが
できる。この結果、受信装置63のコストダウンを図る
ことができると共に受信装置63の小型化、ひいてはレ
ーザレーダシステム61全体としての小型化を図ること
ができる。また、1つの微弱光検出素子を使用するた
め、微弱光検出素子の特性のばらつきに起因する計測精
度の低下を招かない結果、光強度特性を高精度で計測す
ることができる。
In the laser radar system 61, the light switching unit 23 of the receiving device 63 basically performs the reverse operation of the light switching unit 23 in the laser radar system 21. That is, in the optical switching unit 23 of the receiving device 63, the telescope 9
Each time receives the scattered light of each wavelength λ1 to λN from the scatterer, the fixed mirrors 23B1 to 23BN
Of the scattered light B12 split by the
Reflect 3A. Next, the angle variable mirror 23A
Is synchronized with each of the synchronization signals TP1 to TPN to generate the scattered light B
The scattered light B <b> 12 having one wavelength among the wavelengths λ <b> 1 to λN included in the scattered light 12 is sequentially selected and output to the light detection unit 10. According to the laser radar system 61, similarly to the laser radar system 51, the receiving device 63 can be configured by including one set of the light detecting unit 10 and the measuring unit 11. As a result, the cost of the receiving device 63 can be reduced, and the size of the receiving device 63 can be reduced, and further, the overall size of the laser radar system 61 can be reduced. In addition, since one weak light detection element is used, a decrease in measurement accuracy due to variations in the characteristics of the weak light detection element does not occur, so that the light intensity characteristics can be measured with high accuracy.

【0043】次に、図9を参照して、レーザレーダシス
テム71について説明する。
Next, the laser radar system 71 will be described with reference to FIG.

【0044】レーザレーダシステム71は、送信装置5
2および受信装置73を備え、上記した送信装置32の
構成を受信装置53に適用して構成されている。この場
合、受信装置73は、受信装置53の分光部43および
光切換部55に代えて光選択部34を備えて構成されて
いる。光選択部34は、同期用信号TPに同期して、望
遠鏡9によって集光された多波長の散乱光B11に含ま
れている各波長λ1〜λNのうちの一つの波長の散乱光
B12を順次選択して光検出部10に出力する。このレ
ーザレーダシステム71によれば、レーザレーダシステ
ム51と同様にして、1組の光検出部10および計測部
11を備えて受信装置63を構成することができる結
果、受信装置73のコストダウンを図ることができると
共に受信装置73の小型化、ひいてはレーザレーダシス
テム71全体としての小型化を図ることができる。ま
た、1つの微弱光検出素子を使用するため、微弱光検出
素子の特性のばらつきに起因する計測精度の低下を招か
ない結果、光強度特性を高精度で計測することができ
る。
The laser radar system 71 includes the transmitting device 5
2 and a receiving device 73. The transmitting device 32 described above is applied to the receiving device 53. In this case, the receiving device 73 includes the light selecting unit 34 instead of the light splitting unit 43 and the light switching unit 55 of the receiving device 53. The light selecting unit 34 sequentially synchronizes the scattered light B12 of one of the wavelengths λ1 to λN included in the multi-wavelength scattered light B11 collected by the telescope 9 in synchronization with the synchronization signal TP. Select and output to the light detection unit 10. According to the laser radar system 71, similarly to the laser radar system 51, the receiving device 63 can be configured by including one set of the light detecting unit 10 and the measuring unit 11, so that the cost of the receiving device 73 can be reduced. The size of the receiving device 73 can be reduced, and the size of the entire laser radar system 71 can be reduced. In addition, since one weak light detection element is used, a decrease in measurement accuracy due to variations in the characteristics of the weak light detection element does not occur, so that the light intensity characteristics can be measured with high accuracy.

【0045】次に、図10を参照して、レーザレーダシ
ステム81について説明する。
Next, the laser radar system 81 will be described with reference to FIG.

【0046】レーザレーダシステム81は、送信装置5
2および受信装置83を備え、上記した送信装置42の
構成を受信装置53に適用して構成されている。この場
合、送信装置52は、レーザレーダシステム51におけ
る送信装置52とは、構成上同一であるが、すべての波
長λ1〜λNについての各1回の光強度特性の計測に対
して、各波長λ1〜λNを含む多波長のレーザ光B1を
同時に1回だけ送信すればよい点で相違する。また、受
信装置83は、受信装置53のシャッター8B1〜8B
Nに代えて光遅延部44を備えて構成されている。この
場合、光遅延部44は、分光部43によって分光された
各波長λ1〜λNの散乱光B12を波長λ1,λ2,・
・・,λNの順序で合波部55aに出力する。このレー
ザレーダシステム81によれば、レーザレーダシステム
51と同様にして、1組の光検出部10および計測部1
1を備えて受信装置83を構成することができる結果、
受信装置83のコストダウンを図ることができると共に
受信装置83の小型化、ひいてはレーザレーダシステム
81全体としての小型化を図ることができる。また、1
つの微弱光検出素子を使用するため、微弱光検出素子の
特性のばらつきに起因する計測精度の低下を招かない結
果、光強度特性を高精度で計測することができる。
The laser radar system 81 includes the transmitting device 5
2 and a receiving device 83. The transmitting device 42 described above is applied to the receiving device 53. In this case, the transmission device 52 is the same as the transmission device 52 in the laser radar system 51 in terms of configuration, but is different from the transmission device 52 in the laser radar system 51 in that each wavelength λ1 to λN is measured once. The difference is that multi-wavelength laser light B1 including .about..lambda.N needs to be transmitted only once at the same time. Further, the receiving device 83 includes shutters 8B1 to 8B of the receiving device 53.
An optical delay unit 44 is provided instead of N. In this case, the optical delay unit 44 converts the scattered light B12 of each of the wavelengths λ1 to λN split by the splitter 43 into wavelengths λ1, λ2,.
.., And output to the multiplexing unit 55a in the order of λN. According to the laser radar system 81, similarly to the laser radar system 51, one set of the light detection unit 10 and the measurement unit 1
As a result, the receiving device 83 can be configured with
The cost of the receiving device 83 can be reduced, and the size of the receiving device 83 can be reduced, and the overall size of the laser radar system 81 can be reduced. Also, 1
Since the two weak light detecting elements are used, the measurement accuracy does not decrease due to the variation in the characteristics of the weak light detecting elements. As a result, the light intensity characteristics can be measured with high accuracy.

【0047】なお、本発明は、上記の各発明の実施の形
態に示した構成に限らず、適宜変更することができる。
例えば、本発明に係るレーザレーダシステムの計測対象
は大気中のエアロゾルの濃度分布やエアロゾルの粒径分
布に限らず、散乱体によって散乱されたレーザ光の光強
度に基づく各種の計測が可能である。また、レーザにつ
いても各種波長のレーザ光を使用することができるし、
各部の構成についても各種公知回路を採用することがで
きるのは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the configurations shown in the above embodiments of the present invention, but can be appropriately modified.
For example, the measurement target of the laser radar system according to the present invention is not limited to the concentration distribution of the aerosol in the atmosphere and the particle size distribution of the aerosol, and various measurements based on the light intensity of the laser light scattered by the scatterer are possible. . Also, laser light of various wavelengths can be used for the laser,
It goes without saying that various known circuits can be employed for the configuration of each unit.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように、請求項1から7のいずれ
かに記載のレーザレーダシステムによれば、光検出部お
よび計測部を一組備えるだけで、散乱体によって散乱さ
れた多波長のレーザ光に含まれている各波長毎の光強度
特性を計測することができる。したがって、受信装置の
コストを低減することができる結果、システム全体のコ
ストも低減できる。また、受信装置を小型化することが
できる結果、レーザレーダシステム全体としての小型化
を図ることができる。
As described above, according to the laser radar system according to any one of the first to seventh aspects, the multi-wavelength scattered by the scatterer can be obtained only by providing one set of the light detection unit and the measurement unit. Light intensity characteristics for each wavelength included in the laser light can be measured. Therefore, the cost of the receiving device can be reduced, so that the cost of the entire system can be reduced. Further, as a result of the downsizing of the receiving apparatus, the downsizing of the entire laser radar system can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るレーザレーダシステ
ム1の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a laser radar system 1 according to an embodiment of the present invention.

【図2】レーザレーダシステム1の動作を説明するため
のタイミング図である。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the laser radar system 1.

【図3】本発明の実施の形態に係るレーザレーダシステ
ム21の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a laser radar system 21 according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態に係るレーザレーダシステ
ム31の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a laser radar system 31 according to the embodiment of the present invention.

【図5】レーザレーダシステム31における光選択部3
4の構成図である。
FIG. 5 shows a light selector 3 in the laser radar system 31.
4 is a configuration diagram of FIG.

【図6】本発明の実施の形態に係るレーザレーダシステ
ム41の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a laser radar system 41 according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態に係るレーザレーダシステ
ム51の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a laser radar system 51 according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態に係るレーザレーダシステ
ム61の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a laser radar system 61 according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態に係るレーザレーダシステ
ム71の構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a laser radar system 71 according to the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態に係るレーザレーダシス
テム81の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a laser radar system 81 according to an embodiment of the present invention.

【図11】従来のレーザレーダシステム91の構成図で
ある。
FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional laser radar system 91.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,31,41,51,61,71,81 レー
ザレーダシステム 2,22,32,42,52 送信装置 3,53,63,73,83 受信装置 5 トリガ生成部 6 レーザ生成部 7,33 波長変換部 7A2〜7AN 波長変換器 8,23,55 光切換部 8B1〜8BN シャッター 9 望遠鏡 10 光検出部 11 計測部 23A 角度可変式ミラー 23B1〜23BN 固定式ミラー 34 光選択部 43 分光部 44 光遅延部 44A1〜44AN 光ファイバ 55a 合波部 B1 レーザ光 B11,B12 散乱光 λ1〜λN 波長
1, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81 Laser radar system 2, 22, 32, 42, 52 Transmitting device 3, 53, 63, 73, 83 Receiving device 5 Trigger generation unit 6 Laser generation unit 7, Reference Signs List 33 wavelength conversion unit 7A2-7AN wavelength converter 8,23,55 light switching unit 8B1-8BN shutter 9 telescope 10 light detection unit 11 measurement unit 23A variable angle mirror 23B1-23BN fixed mirror 34 light selection unit 43 spectral unit 44 Optical delay unit 44A1 to 44AN Optical fiber 55a Coupling unit B1 Laser light B11, B12 Scattered light λ1 to λN Wavelength

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 真 長野県上田市大字小泉字桜町81番地 日置 電機株式会社内 (72)発明者 田中 光喜 長野県上田市大字小泉字桜町81番地 日置 電機株式会社内 Fターム(参考) 2G059 AA01 BB01 CC19 EE02 EE11 FF04 GG01 GG08 HH01 HH02 HH06 JJ02 JJ13 JJ17 JJ22 JJ23 KK01 MM03 MM08 5J084 AA01 AA14 AB08 AD03 BA22 BA35 BA36 BA46 BA49 BB02 BB24 BB31 BB35 BB40 CA03 CA12 CA34 DA01 DA07 DA08 EA31  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Kudo 81, Sakuramachi, Koizumi, Ueda-shi, Nagano Prefecture Inside of Hioki Electric Co., Ltd. (72) Inventor Miki Tanaka 81, Sakuramachi, Koizumi, Oaza, Ueda-shi, Nagano Hioki Electric Co., Ltd. F term (reference) 2G059 AA01 BB01 CC19 EE02 EE11 FF04 GG01 GG08 HH01 HH02 HH06 JJ02 JJ13 JJ17 JJ22 JJ23 KK01 MM03 MM08 5J084 AA01 AA14 AB08 AD03 BA22 BA35 BA36 CA31 BB02 DA35 BB01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光を送信する送信装置と、散乱体
によって散乱された前記レーザ光の散乱光を受光する受
信装置とを備えたレーザレーダシステムであって、 、前記送信装置は、所定の時間差で生成される同期用信
号に同期して互いに異なる波長のレーザ光を順次送信可
能に構成され、前記受信装置は、前記散乱光を順次光電
変換して電気信号を出力する光検出部と、当該光検出部
によって順次出力される電気信号に基づいて前記散乱光
に含まれている前記各波長毎の受信時間に対する光強度
特性を前記同期用信号に同期して計測する計測部とを備
えて構成されていることを特徴とするレーザレーダシス
テム。
1. A laser radar system comprising: a transmitting device for transmitting laser light; and a receiving device for receiving scattered light of the laser light scattered by a scatterer, wherein the transmitting device has a predetermined configuration. In synchronization with the synchronization signal generated by the time difference, it is configured to be able to sequentially transmit laser beams of different wavelengths, the receiving device, a photodetector that sequentially photoelectrically converts the scattered light and outputs an electric signal, A measuring unit that measures a light intensity characteristic with respect to a reception time for each wavelength included in the scattered light based on the electric signal sequentially output by the light detection unit in synchronization with the synchronization signal. A laser radar system comprising:
【請求項2】 前記送信装置は、レーザ光を生成するレ
ーザ生成部と、前記各波長毎に配設されると共に入力し
たレーザ光の波長を前記送信される各波長のレーザ光に
それぞれ変換する複数の波長変換器と、前記レーザ生成
部によって生成された前記レーザ光を前記同期用信号に
同期して前記各波長変換器に順次出力する光切換部とを
備えていることを特徴とする請求項1記載のレーザレー
ダシステム。
2. The transmitting device according to claim 1, further comprising: a laser generating unit configured to generate a laser beam; and a laser generating unit that is provided for each of the wavelengths and converts a wavelength of the input laser beam into a laser beam of each of the transmitted wavelengths. A plurality of wavelength converters, and an optical switching unit that sequentially outputs the laser light generated by the laser generation unit to each of the wavelength converters in synchronization with the synchronization signal. Item 4. The laser radar system according to Item 1.
【請求項3】 前記送信装置は、レーザ光を生成するレ
ーザ生成部と、当該レーザ光を波長変換して前記各波長
のレーザ光を同時に生成する波長変換部と、当該波長変
換部によって生成された各波長のレーザ光を前記同期用
信号に同期して順次選択し、かつ選択した前記各波長の
レーザ光を前記送信される各波長のレーザ光として順次
出力する光選択部とを備えていることを特徴とする請求
項1記載のレーザレーダシステム。
3. The transmission device according to claim 1, wherein the transmitting device includes a laser generating unit configured to generate the laser light, a wavelength converting unit configured to convert the wavelength of the laser light to generate the laser light of each of the wavelengths at the same time, and generated by the wavelength converting unit. And a light selector for sequentially selecting the laser light of each wavelength in synchronization with the synchronization signal and sequentially outputting the selected laser light of each wavelength as the laser light of each transmitted wavelength. The laser radar system according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記送信装置は、レーザ光を生成するレ
ーザ生成部と、当該レーザ光を波長変換して前記各波長
のレーザ光を同時に生成する波長変換部と、当該波長変
換部によって生成されたレーザ光を前記各波長毎に分光
する分光部と、当該分光部によって分光されたレーザ光
を前記各波長毎に時間差を設けて前記送信される各波長
のレーザ光として順次出力する光遅延部とを備えている
ことを特徴とする請求項1記載のレーザレーダシステ
ム。
4. The transmission device according to claim 1, wherein the transmitting device is configured to generate a laser beam, a wavelength converting unit that converts the wavelength of the laser beam to simultaneously generate the laser beams of the respective wavelengths, and a laser beam generated by the wavelength converting unit. A light splitting unit for splitting the laser light for each of the wavelengths, and an optical delay unit for sequentially outputting the laser light split by the light splitting unit as the laser light of each wavelength with a time difference for each wavelength. The laser radar system according to claim 1, further comprising:
【請求項5】 レーザ光を送信する送信装置と、散乱体
によって散乱された前記レーザ光の散乱光を受光する受
信装置とを備え、 前記送信装置は、波長が互いに異なる複数のレーザ光を
合波したレーザ光を少なくとも当該波長の種類数と等し
い回数だけ同期用信号に同期して順次送信可能に構成さ
れ、前記受信装置は、前記散乱光を前記波長毎に分光す
る分光部と、当該分光部によって分光された散乱光を前
記同期用信号に同期して順次光電変換する光検出部と、
前記分光部によって分光される前記各波長の散乱光を前
記同期用信号に同期して前記光検出部に出力する光切換
部と、前記光検出部によって順次出力される前記各波長
毎に対応する電気信号に基づいて前記散乱光に含まれて
いる前記各波長毎の受信時間に対する光強度特性を前記
同期用信号に同期して計測する計測部とを備えて構成さ
れていることを特徴とするレーザレーダシステム。
5. A transmitting device for transmitting laser light, and a receiving device for receiving scattered light of the laser light scattered by a scatterer, wherein the transmitting device combines a plurality of laser lights having different wavelengths from each other. The receiving device is configured to be capable of sequentially transmitting the waved laser light at least as many times as the number of types of the wavelength in synchronization with the synchronization signal, and the receiving device further includes a spectral unit configured to spectrally separate the scattered light for each wavelength. A light detection unit that sequentially performs photoelectric conversion of the scattered light dispersed by the unit in synchronization with the synchronization signal,
A light switching section that outputs the scattered light of each wavelength separated by the light splitting section to the light detection section in synchronization with the synchronization signal, and corresponds to each of the wavelengths sequentially output by the light detection section. A measuring unit that measures a light intensity characteristic with respect to a reception time for each wavelength included in the scattered light based on an electric signal in synchronization with the synchronization signal. Laser radar system.
【請求項6】 レーザ光を送信する送信装置と、散乱体
によって散乱された前記レーザ光の散乱光を受光する受
信装置とを備え、 前記送信装置は、波長が互いに異なる複数のレーザ光を
合波したレーザ光を少なくとも当該波長の種類数と等し
い回数だけ同期用信号に同期して順次送信可能に構成さ
れ、前記受信装置は、前記各波長の散乱光を前記同期用
信号に同期して前記散乱光から順次選択して出力する光
選択部と、当該光選択部によって順次出力される前記各
波長の散乱光を順次光電変換する光検出部と、当該光検
出部によって順次出力される前記各波長毎に対応する電
気信号に基づいて前記散乱光に含まれている前記各波長
毎の受信時間に対する光強度特性を前記同期用信号に同
期して計測する計測部とを備えて構成されていることを
特徴とするレーザレーダシステム。
6. A transmitting device for transmitting laser light, and a receiving device for receiving scattered light of the laser light scattered by a scatterer, wherein the transmitting device combines a plurality of laser lights having different wavelengths from each other. The waved laser light is configured to be sequentially transmitted in synchronization with the synchronization signal at least as many times as the number of types of the wavelength, and the receiving device is configured to synchronize the scattered light of each wavelength with the synchronization signal. A light selection unit for sequentially selecting and outputting the scattered light, a light detection unit for sequentially photoelectrically converting the scattered light of each wavelength sequentially output by the light selection unit, and each of the light detection units sequentially output by the light detection unit A measuring unit configured to measure a light intensity characteristic with respect to a reception time for each wavelength included in the scattered light based on an electric signal corresponding to each wavelength in synchronization with the synchronization signal. That Laser radar system that butterflies.
【請求項7】 レーザ光を送信する送信装置と、散乱体
によって散乱された前記レーザ光の散乱光を受光する受
信装置とを備え、 前記送信装置は、波長が互いに異なる複数のレーザ光を
合波したレーザ光を同時に送信可能に構成され、前記受
信装置は、前記散乱光を前記波長毎に分光する分光部
と、当該分光部によって分光された散乱光を前記波長毎
に時間差を設けて順次出力する光遅延部と、当該光遅延
部によって順次出力される前記各波長の散乱光を合波し
て順次出力する合波部と、当該合波部によって順次出力
される前記各波長の散乱光を順次光電変換する光検出部
と、当該光検出部によって順次出力される前記各波長毎
に対応する電気信号に基づいて前記散乱光に含まれてい
る前記各波長毎の受信時間に対する光強度特性を前記同
期用信号に同期して計測する計測部とを備えて構成され
ていることを特徴とするレーザレーダシステム。
7. A transmitting apparatus for transmitting laser light, and a receiving apparatus for receiving scattered light of the laser light scattered by a scatterer, wherein the transmitting apparatus combines a plurality of laser lights having different wavelengths from each other. The receiving device is configured to be capable of simultaneously transmitting the waved laser light, and the receiving device sequentially disperses the scattered light by the wavelength by providing a spectral unit that disperses the scattered light for each wavelength and a scattered light that is dispersed by the spectral unit. An optical delay section for outputting, a multiplexing section for multiplexing and sequentially outputting the scattered lights of the respective wavelengths sequentially output by the optical delay section, and a scattered light of the respective wavelengths sequentially output by the multiplexing section And a light intensity characteristic with respect to a reception time for each wavelength included in the scattered light based on an electrical signal corresponding to each wavelength sequentially output by the light detection unit. The said synchronization Laser radar system characterized in that it is configured by a measuring unit for measuring in synchronism with the signal.
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