JP2007271997A - Ir/laser common-use optical system device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば航空機搭載電気光学装置に用いられ、赤外線(以下、IR)撮像用装置及びレーザ測距装置の受信光学系を共用するIR/レーザ共用光学系装置に関する。 The present invention relates to an IR / laser shared optical system apparatus that is used in, for example, an electro-optical apparatus mounted on an aircraft and shares the receiving optical system of an infrared (IR) imaging apparatus and a laser distance measuring apparatus.
従来のIR撮像用装置の受信光学系及びレーザ測距装置の受信光学系を共用する共用光学系装置では、例えばIR光とレーザ光の分離に関してアフォーカル光学系を用いて平行光にし、IR/レーザ分離コートが施された平行平板の分離板を用いることによって分離していた(例えば、特許文献1参照)。 In a shared optical system that shares the receiving optical system of a conventional IR imaging apparatus and the receiving optical system of a laser distance measuring device, for example, an afocal optical system is used to separate IR light and laser light into parallel light, and IR / The separation was performed by using a parallel plate separation plate provided with a laser separation coating (see, for example, Patent Document 1).
しかし上記のように、IR撮像用装置の受信光学系及びレーザ測距装置の受信光学系を共用する共用光学系装置において、IR光とレーザ光を分離させるために分離板を用いることは、部品点数が多くなるため構造が複雑で装置が大型となり、装置の価格が高価となる、という課題があった。 However, as described above, in the shared optical system device that shares the receiving optical system of the IR imaging device and the receiving optical system of the laser distance measuring device, it is necessary to use a separation plate to separate the IR light and the laser light. Since the number of points increases, there is a problem that the structure is complicated, the apparatus becomes large, and the price of the apparatus becomes expensive.
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、分離板を用いることなくIR光とレーザ光を分離し、構造が容易で低価格の共用光学系装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a shared optical system apparatus that is easy in structure and low in cost by separating IR light and laser light without using a separation plate. .
本発明に係るIR/レーザ共用光学系装置は、
IR光とレーザ光を分離して受光するIR/レーザ共用光学系装置において、
前記IR光と前記レーザ光を透過集光するIR/レーザ共用レンズと、
前記IR/レーザ共用レンズで透過集光された前記IR光または前記レーザ光のうちのいずれか一方を透過し他方を反射させる透過反射レンズと、
前記透過反射レンズを透過した前記IR光または前記レーザ光のうちのいずれか一方を受光するため、前記IR/レーザ共用レンズと前記透過反射レンズの光軸に対しオフセットした位置に設置する第1の受光素子と、
前記透過反射レンズを反射した前記IR光または前記レーザ光のうちのいずれか他方を受光する第2の受光素子と、
を備えることを特徴とする。
The IR / laser shared optical system according to the present invention is:
In an IR / laser shared optical system that separates and receives IR light and laser light,
An IR / laser shared lens that transmits and condenses the IR light and the laser light;
A transmission / reflection lens that transmits one of the IR light and the laser light transmitted and collected by the IR / laser common lens and reflects the other; and
In order to receive either one of the IR light or the laser light transmitted through the transmission / reflection lens, a first offset is provided at a position offset with respect to the optical axes of the IR / laser shared lens and the transmission / reflection lens. A light receiving element;
A second light receiving element that receives either the IR light or the laser light reflected by the transmission / reflection lens;
It is characterized by providing.
本発明のように、透過反射レンズとして例えば赤外透過・可視近赤外反射型コーティング材が施されているIRレンズを用い、第1の受光素子として例えばIRレンズを透過するIR光を受光するIR素子を用い、第2の受光素子として例えばIRレンズを反射するレーザ光を受光するレーザセンサを用いることにより、IR光とレーザ光を分離板なしで分離して受光することができ、構造が容易で低価格の共用光学系装置が可能となる。 As in the present invention, for example, an IR lens provided with an infrared transmission / visible near-infrared reflection type coating material is used as a transmission / reflection lens, and IR light transmitted through the IR lens, for example, is received as the first light receiving element. By using an IR element and using, for example, a laser sensor that receives laser light reflected from an IR lens as the second light receiving element, the IR light and the laser light can be separated and received without a separator, and the structure is An easy and low-cost shared optical system is possible.
実施の形態1.
図1(a)は、この発明の実施の形態1におけるIR/レーザ共用光学系装置のうちIR/レーザ共用光学系を示す構成図である。図1(a)において実施の形態1にかかるIR/レーザ共用光学系は、IR/レーザ共用レンズ1と、表面に赤外透過・可視近赤外反射型IR/レーザ分離コーティング材5が施されているIRレンズ2と、IR素子3と、レーザセンサ4で構成される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1A is a configuration diagram showing an IR / laser shared optical system in the IR / laser shared optical system apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1A, the IR / laser shared optical system according to the first embodiment has an IR / laser shared lens 1 and an IR transmission / visible near infrared reflection type IR / laser
IR/レーザ共用レンズ1とIRレンズ2において、図1(a)記載のようにIR/レーザ共用レンズ1とIRレンズ2の光軸を中心軸6とする。中心軸6に対してIR素子3は、図1(a)に示したようにIR光を受光可能となるようにオフセットした位置に設置する。
In the IR / laser shared lens 1 and the
また図1(a)に示すように、目標の中心点とIR素子3の中心点とを結ぶ視軸7において、視軸7の方向より入射するレーザ光が赤外透過・可視近赤外反射型IR/レーザ分離コーティング材5を施しているIRレンズ2より反射された場合、レーザ光を受光できるようにレーザセンサ4を設置する。なお図1(a)を見てわかるように、視軸7は中心軸6に対して傾きをもっている。
Further, as shown in FIG. 1A, in the visual axis 7 connecting the center point of the target and the central point of the
図1(b)は、赤外透過・可視近赤外反射型IR/レーザ分離コーティング材5を施したIRレンズ2の部分断面図である。図1(b)に示すように、赤外透過・可視近赤外反射型IR/レーザ分離コーティング材5は、例えば、IRレンズ2でのIR光反射を低減させるためIRレンズ2の表面に低屈折率材料12を蒸着し、その上に可視不透過材質である高屈折率材料11を積層した干渉フィルタで構成される。高屈折率材料11には、例えばGe(ゲルマニウム)等を使用することで、可視光から近赤外光の反射効果を向上させる。また低屈折率材料12として、例えばZnS(硫化亜鉛)を用いる。
FIG. 1B is a partial cross-sectional view of an
なお図1(b)に示す赤外透過・可視近赤外反射型IR/レーザ分離コーティング材5は、低屈折率材料12と高屈折率材料11を積層した2層のコーティングであるが、反射率を変えるために層数を変更することも可能である。従って赤外透過・可視近赤外反射型IR/レーザ分離コーティング材5の層数は2層に限定する必要はない。
The infrared transmission / visible near infrared reflection type IR / laser
IR/レーザ共用レンズ1及びIRレンズ2の材料は、例えば、レーザ光の波長が1.54μm(マイクロメートル)でIR光の波長が3.2μmの場合、近赤外の波長から6μm程度の波長まで良好な透過率特性を持つシリコンを用いることで、IR/レーザ共用光学系が実現可能となる。
The IR / laser shared lens 1 and the
また、IR/レーザ共用レンズ1及びIRレンズ2の材料は、近赤外の波長から4μm程度の波長に対して良好な透過特性を持つサファイアを用いることも可能である。なお一般に、受信光学系装置には、図1(a)に記載されているIR/レーザ共用レンズ1の前段にIR光とレーザ光の受光用窓があるが、サファイアは非常に硬いため、IR/レーザ共用レンズ1と受光用窓との兼用も可能である。
Further, as a material for the IR / laser shared lens 1 and the
次に、動作について説明する。図1(a)で示すように、IR/レーザ共用レンズ1とIRレンズ2においてIR光とレーザ光を受信可能な視野内にあり、目標の中心点とIR素子3の中心点とを結ぶ視軸7方向から入射するIR光とレーザ光の光線束8は、IR光やレーザ光に対して良好な透過特性をもつIR/レーザ共用レンズ1を透過集光され、IRレンズ2に入射する。
Next, the operation will be described. As shown in FIG. 1A, the IR / laser shared lens 1 and the
IRレンズ2の表面には赤外透過・可視近赤外反射型IR/レーザ分離コーティング材5が施されているため、IR光はIRレンズ2を透過しIR素子3に結像する。またレーザ光は赤外透過・可視近赤外反射型IR/レーザ分離コーティング材5により反射し、レーザセンサ4に入射する。
Since the
このように、IRレンズ2の表面に赤外透過・可視近赤外反射型IR/レーザ分離コーティング材5を施すことにより、IR/レーザ共用レンズ1とIRレンズ2の間に分離板を置くことなくIR光とレーザ光を分離することが可能となる。またIR素子3を中心軸6に対してオフセット配置させることにより、IRレンズ2を透過したIR光を受光することができる。
In this way, by providing the IR transmission / visible near infrared reflection type IR / laser
またIRレンズ2より反射されたレーザ光を受光できるように設置されたレーザセンサ4を用いてレーザ光を受光することができる。従って構造が容易で低価格の共用光学系装置が可能となる。
Further, the laser beam can be received by using a laser sensor 4 installed so that the laser beam reflected from the
実施の形態2.
図2(a)は、この発明の実施の形態2におけるIR/レーザ共用光学系装置のうちIR/レーザ共用光学系を示す構成図である。図2(a)において実施の形態2にかかるIR/レーザ共用光学系は、IR/レーザ共用レンズ1と、表面に赤外反射・可視近赤外透過型IR/レーザ分離コーティング材10が施されているレーザ用レンズ9と、IR素子3と、レーザセンサ4で構成される。
FIG. 2A is a configuration diagram showing an IR / laser shared optical system in the IR / laser shared optical system apparatus according to
IR/レーザ共用レンズ1とレーザ用レンズ9において、図2(a)記載のようにIR/レーザ共用レンズ1とレーザ用レンズ9の光軸を中心軸6とする。中心軸6に対してレーザセンサ4は、図2(a)に示したようにレーザ光を受光可能となるようにオフセットした位置に設置する。 In the IR / laser shared lens 1 and the laser lens 9, the optical axes of the IR / laser shared lens 1 and the laser lens 9 are set as the central axis 6 as shown in FIG. As shown in FIG. 2A, the laser sensor 4 is installed at a position that is offset with respect to the central axis 6 so that the laser beam can be received.
また図2(a)に示すように、目標の中心点とレーザセンサ4の中心点とを結ぶ視軸7において、視軸7の方向より入射するIR光が赤外反射・可視近赤外透過型IR/レーザ分離コーティング材10を施しているレーザ用レンズ9より反射された場合、IR光を受光できるようにIR素子3を設置する。なお図2(a)を見てわかるように、視軸7は中心軸6に対して傾きをもっている。
Further, as shown in FIG. 2A, IR light incident from the direction of the visual axis 7 is reflected by infrared reflection and visible near-infrared transmission at the visual axis 7 connecting the center point of the target and the center point of the laser sensor 4. When reflected from the laser lens 9 provided with the mold IR / laser
図2(b)は、赤外反射・可視近赤外透過型IR/レーザ分離コーティング材10を施したレーザ用レンズ9の部分断面図である。図2(b)に示すように、赤外反射・可視近赤外透過型IR/レーザ分離コーティング材10は、例えば、レーザ用レンズ9でのレーザ光反射を低減させるためレーザ用レンズ9の表面に低屈折率材料12を蒸着し、その上に赤外不透過材質である高屈折率材料11を積層した干渉フィルタで構成される。高屈折率材料11には、例えばSiO2(二酸化珪素、ガラス)等を使用することで、IR光の反射効果を向上させる。また低屈折率材料12として、例えばMgF2(フッ化マグネシウム)を用いる。
FIG. 2B is a partial cross-sectional view of the laser lens 9 to which the IR reflection / visible near infrared transmission type IR / laser
なお図2(b)に示す赤外反射・可視近赤外透過型IR/レーザ分離コーティング材10は、低屈折率材料12と高屈折率材料11を積層した2層のコーティングであるが、反射率を変えるために層数を変更することも可能である。従って赤外反射・可視近赤外透過型IR/レーザ分離コーティング材10の層数は2層に限定する必要はない。
The infrared reflection / visible near infrared transmission IR / laser
IR/レーザ共用レンズ1の材料は、実施の形態1と同様シリコンやサファイアでよい。またレーザ用レンズ9の材料は、例えば、レーザ光の波長が1.54μmでIR光の波長が3.2μmの場合、可視から近赤外の波長まで良好な透過率特性を持つBK−7を用いることで、IR/レーザ共用光学系が実現可能となる。 The material of the IR / laser shared lens 1 may be silicon or sapphire as in the first embodiment. For example, when the laser light wavelength is 1.54 μm and the IR light wavelength is 3.2 μm, the material of the laser lens 9 is BK-7 having good transmittance characteristics from visible to near infrared wavelengths. By using it, an IR / laser shared optical system can be realized.
次に、動作について説明する。図2(a)で示すように、IR/レーザ共用レンズ1とレーザ用レンズ9においてIR光とレーザ光を受信可能な視野内にあり、目標の中心点とレーザセンサ4の中心点とを結ぶ視軸7方向から入射するIR光とレーザ光の光線束8は、IR光やレーザ光に対して良好な透過特性をもつIR/レーザ共用レンズ1を透過集光され、レーザ用レンズ9に入射する。 Next, the operation will be described. As shown in FIG. 2A, the IR / laser shared lens 1 and the laser lens 9 are within the field of view capable of receiving IR light and laser light, and connect the center point of the target and the center point of the laser sensor 4. The light beam 8 of IR light and laser light incident from the direction of the visual axis 7 is transmitted and collected by the IR / laser shared lens 1 having good transmission characteristics with respect to IR light and laser light, and is incident on the laser lens 9. To do.
レーザ用レンズ9の表面には赤外反射・可視近赤外透過型IR/レーザ分離コーティング材10が施されているため、レーザ光はレーザ用レンズ9を透過しレーザセンサ4に入射する。またIR光は、赤外反射・可視近赤外透過型IR/レーザ分離コーティング材10により反射し、IR素子3に結像する。
Since the surface of the laser lens 9 is provided with an IR reflection / visible near infrared transmission type IR / laser
このように、レーザ用レンズ9の表面に赤外反射・可視近赤外透過型IR/レーザ分離コーティング材10を施すことにより、IR/レーザ共用レンズ1とレーザ用レンズ9の間に分離板を置くことなくIR光とレーザ光を分離することが可能となる。またレーザセンサ4を中心軸6に対してオフセット配置させることにより、レーザ用レンズ9を透過したレーザ光を受光することができる。
In this way, by applying the IR reflection / visible near infrared transmission type IR / laser
またレーザ用レンズ9より反射されたIR光を受光できるように設置されたIR素子3を用いてIR光を受光することができる。従って構造が容易で低価格の共用光学系装置が可能となる。加えてレーザ用レンズ9には、BK−7のようなガラスなど安価な材料を使用することが可能となるため、更なる低価格化を図ることが可能となる。
Further, the IR light can be received by using the
1.IR/レーザ共用レンズ
2.IRレンズ
3.IR素子
4.レーザセンサ
5.赤外透過・可視近赤外反射型IR/レーザ分離コーティング材
6.中心軸
7.視軸
8.光線束
9.レーザ用レンズ
10.赤外反射・可視近赤外透過型IR/レーザ分離コーティング材
11.高屈折率材料
12.低屈折率材料
1. 1. IR / Laser shared lens IR lens3. IR element 4. 4.
Claims (10)
前記IR光と前記レーザ光を透過集光するIR/レーザ共用レンズと、
前記IR/レーザ共用レンズで透過集光された前記IR光または前記レーザ光のうちのいずれか一方を透過し他方を反射させる透過反射レンズと、
前記透過反射レンズを透過した前記IR光または前記レーザ光のうちのいずれか一方を受光するため、前記IR/レーザ共用レンズと前記透過反射レンズの光軸に対しオフセットした位置に設置する第1の受光素子と、
前記透過反射レンズを反射した前記IR光または前記レーザ光のうちのいずれか他方を受光する第2の受光素子と、
を備えることを特徴とするIR/レーザ共用光学系装置。 In an IR / laser shared optical system that separates and receives IR light and laser light,
An IR / laser shared lens that transmits and condenses the IR light and the laser light;
A transmission / reflection lens that transmits one of the IR light and the laser light transmitted and collected by the IR / laser common lens and reflects the other; and
In order to receive either one of the IR light or the laser light transmitted through the transmission / reflection lens, a first offset is provided at a position offset with respect to the optical axes of the IR / laser shared lens and the transmission / reflection lens. A light receiving element;
A second light receiving element that receives either the IR light or the laser light reflected by the transmission / reflection lens;
An IR / laser shared optical system device comprising:
前記第1の受光素子は、前記IRレンズを透過したIR光を受光するIR素子であり、
前記第2の受光素子は、前記IRレンズを反射したレーザ光を受光するレーザセンサである
ことを特徴とする請求項1記載のIR/レーザ共用光学系装置。 The surface of the transmission / reflection lens is an IR lens to which an infrared transmission / visible near infrared reflection type coating material is applied,
The first light receiving element is an IR element that receives IR light transmitted through the IR lens,
2. The IR / laser shared optical system according to claim 1, wherein the second light receiving element is a laser sensor that receives a laser beam reflected by the IR lens.
前記第1の受光素子は、前記レーザ用レンズを透過したレーザ光を受光するレーザセンサであり、
前記第2の受光素子は、前記レーザ用レンズを反射したIR光を受光するIR素子である
ことを特徴とする請求項1記載のIR/レーザ共用光学系装置。 The surface of the transmission reflection lens is a laser lens to which an infrared reflection / visible near infrared transmission type coating material is applied,
The first light receiving element is a laser sensor that receives a laser beam transmitted through the laser lens,
2. The IR / laser shared optical system apparatus according to claim 1, wherein the second light receiving element is an IR element that receives IR light reflected from the laser lens.
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JP2006098428A JP2007271997A (en) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | Ir/laser common-use optical system device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013104771A (en) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner and laser radar device |
CN103278916A (en) * | 2013-04-10 | 2013-09-04 | 北京理工大学 | Laser and middle- and long-wavelength infrared common-aperture three-band imaging system |
JP2016186540A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社豊田中央研究所 | Optical filter and optical measurement apparatus |
CN109444848A (en) * | 2018-10-25 | 2019-03-08 | 上海禾赛光电科技有限公司 | Scanning means and its scan method, laser radar |
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2006
- 2006-03-31 JP JP2006098428A patent/JP2007271997A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013104771A (en) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner and laser radar device |
CN103278916A (en) * | 2013-04-10 | 2013-09-04 | 北京理工大学 | Laser and middle- and long-wavelength infrared common-aperture three-band imaging system |
CN103278916B (en) * | 2013-04-10 | 2018-06-12 | 北京理工大学 | A kind of laser is in, LONG WAVE INFRARED is total to three band imaging systems in aperture |
JP2016186540A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社豊田中央研究所 | Optical filter and optical measurement apparatus |
CN109444848A (en) * | 2018-10-25 | 2019-03-08 | 上海禾赛光电科技有限公司 | Scanning means and its scan method, laser radar |
CN109444848B (en) * | 2018-10-25 | 2021-03-19 | 上海禾赛科技股份有限公司 | Scanning device and scanning method thereof, and laser radar |
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