JP2021081245A - レーザ光出射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係るレーザ光出射装置100を含むレーザドップラー速度計の概要を示す図である。レーザドップラー速度計は、光源ユニット40でレーザ光を生成して大気中の対象物にレーザ光を照射し、対象物からの反射波を取得して、ドップラー効果により対象物の移動速度を計測するものであり、レーザ光出射装置100は、当該レーザドップラー速度計に含まれ、レーザ光を対象物に精度よく照射するために使用するものである。
は比較例、(b)は本実施形態の例である。図4(a)は、温度変動の影響を受けた状態の本願発明を適用しないレーザ光出射装置を示す図である。周辺環境の温度変動の影響を受けて位置調整手段30及び/又は鏡筒体27が伸縮する場合、入射孔位置x1、第1のレンズ位置x2及び第2のレンズ位置x3の位置が影響を受ける。
x1までの距離=X1+X11 ・・・(1)
x2までの距離=X2+(X11+X21) ・・・(2)
x3までの距離=X3+(X11+X31) ・・・(3)
ここで、X11:温度変動の影響量を示す伸縮量である位置調整手段30のx軸+方向への伸縮量(位置調整手段伸縮量)、X21:温度変動の影響量を示す伸縮量である光学系レンズ21の配設位置の第1のレンズ位置x2における鏡筒体27のx軸+方向への伸縮量(第1の鏡筒体伸縮量)、X31:温度変動の影響量を示す伸縮量である光学系レンズ22の配設位置の第2のレンズ位置x3における鏡筒体27のx軸+方向への伸縮量(第2の鏡筒体伸縮量)である。
x2までの距離=X2+(X11+X21)−(X11+X21) ・・・(4)
x3までの距離=X3+(X11+X31)−(X11+X31) ・・・(5)
上記2式において、−(X11+X21):第1のレンズ保持部材23の第1のレンズ位置x2における補正量、−(X11+X31):第2のレンズ保持部材24の第2のレンズ位置x3における補正量である。
当該補正により、第1のレンズ位置x2及び第2のレンズ位置x3は、原点x0からの距離が温度変動の影響を受ける前とそれぞれ等しくなる。
(変形例1)
第1のレンズ保持部材23は、第1の光学系レンズ21の周囲を囲むように周回方向に環状に形成し、第2のレンズ保持部材24は、第2の光学系レンズ22の周囲を囲むように周回方向に環状に形成してもよい。
(変形例2)
第1のレンズ保持部材23は、第1の光学系レンズ21を対抗する位置にて挟み込むように一対以上を備え、第2のレンズ保持部材24は、第2の光学系レンズ22の周囲を囲むように周回方向に環状に形成してもよい。
(変形例3)
第2のレンズ保持部材24は第2の光学系レンズ22を対抗する位置にて挟み込むように一対以上を備え、第1のレンズ保持部材23は第1の光学系レンズ21の周囲を囲むように周回方向に環状に形成してもよい。
前記実施形態の説明では、位置調整手段30及び鏡筒体27が金属の場合で説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、温度変動の影響を無視できるケースにおいては、以下のように処理する。適宜図4を参照して説明する。
11 レーザ光出射部
20 光学系ユニット
21 第1の光学系レンズ
22 第2の光学系レンズ
23 第1のレンズ保持部材
23m 第1の部材
24 第2のレンズ保持部材
24m 第2の部材
25 入射孔
26 出射孔
27 鏡筒体
28 固着部
30 位置調整手段
32 レーザ光の通過孔
40 光源ユニット
100 レーザ光出射装置
x0 原点(基準点)
x1 入射孔位置
x2 第1のレンズ位置
x3 第2のレンズ位置
X1 原点x0から入射孔x1までの距離
X2 原点x0から第1のレンズ位置x2までの距離
X3 原点x0から第2のレンズ位置x3までの距離
X11 位置調整手段伸縮量
X21 第1の鏡筒体伸縮量
X31 第2の鏡筒体伸縮量
Claims (12)
- レーザ光を出射するレーザ光出射部を有するレーザ光出射ユニットと、
鏡筒体と、第1の光学系レンズ及び第2の光学系レンズと、を含む光学系ユニットと、
前記レーザ光出射ユニットと前記光学系ユニットの中間位置に配設されて前記レーザ光出射ユニット及び前記光学系ユニットに係合し、前記レーザ光出射ユニットの前記レーザ光出射部の位置を調整する位置調整手段と、を含んで構成されるレーザ光出射装置であって、
前記レーザ光出射装置が設置された周辺環境に温度変動が生じたときに、前記位置調整手段への影響量を示す位置調整手段伸縮量と、前記鏡筒体への影響量を示す鏡筒体伸縮量と、による前記レーザ光の照射位置のずれを補正するように、
前記レーザ光出射部と前記第1の光学系レンズとの位置関係を保持する特性を有する第1の部材で構成されて、前記第1の光学系レンズを保持する第1のレンズ保持部材と、
前記レーザ光出射部と前記第2の光学系レンズとの位置関係を保持する特性を有する第2の部材で構成されて、前記第2の光学系レンズを保持する第2のレンズ保持部材と、を備えることを特徴とするレーザ光出射装置。 - 前記第1のレンズ保持部材及び前記第2のレンズ保持部材は、前記鏡筒体の長手方向に、前記第1の光学系レンズ及び前記第2の光学系レンズを保持するための必要な大きさを有し、
前記温度変動が生じない状態において、
前記レーザ光を所望の位置に照射するように、前記第1の光学系レンズと前記第2の光学系レンズを前記鏡筒体内に保持する位置に、前記第1のレンズ保持部材と前記第2のレンズ保持部材とをそれぞれ配設する
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ光出射装置。 - 前記第1の部材は、前記レーザ光出射部を基準点として、前記レーザ光出射装置の長手方向への前記位置調整手段伸縮量と、前記第1の光学系レンズの配設位置における第1の鏡筒体伸縮量と、の合計伸縮量である第1の合計伸縮量と同じ大きさだけ伸縮する第1の伸縮特性を有する部材であり、
前記第2の部材は、前記レーザ光出射部を基準点として、前記レーザ光出射装置の長手方向への前記位置調整手段伸縮量と、前記第2の光学系レンズの配設位置における第2の鏡筒体伸縮量と、の合計伸縮量である第2の合計伸縮量と同じ大きさだけ伸縮する第2の伸縮特性を有する部材である
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ光出射装置。 - 前記第1のレンズ保持部材と前記第2のレンズ保持部材は、前記温度変動時に前記レーザ光出射部側に伸縮するように、
前記光学系ユニットから前記レーザ光が出射される出射孔側の端部において、前記鏡筒体内壁に固着される
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ光出射装置。 - 前記第1のレンズ保持部材は、前記鏡筒体内壁の周回方向に所定の幅を有して、前記第1の光学系レンズを対向する位置にて挟み込むように一対以上を備え、
前記第2のレンズ保持部材は、前記鏡筒体内壁の周回方向に所定の幅を有して、前記第2の光学系レンズを対向する位置にて挟み込むように一対以上を備える
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ光出射装置。 - 前記第1のレンズ保持部材は、前記第1の光学系レンズの周囲を囲むように周回方向に環状に形成し、
前記第2のレンズ保持部材は、前記第2の光学系レンズの周囲を囲むように周回方向に環状に形成する
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ光出射装置。 - 前記第1のレンズ保持部材は前記第1の光学系レンズを対抗する位置にて挟み込むように一対以上を備え、
前記第2のレンズ保持部材は前記第2の光学系レンズの周囲を囲むように周回方向に環状に形成する
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ光出射装置。 - 前記第2のレンズ保持部材は前記第2の光学系レンズを対抗する位置にて挟み込むように一対以上を備え、
前記第1のレンズ保持部材は前記第1の光学系レンズの周囲を囲むように周回方向に環状に形成する
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ光出射装置。 - 前記レーザ光出射部と、前記光学系ユニットに前記レーザ光が入射される前記鏡筒体の入射孔の中心点と、前記出射孔の中心点とを同一直線上に配し、
前記位置調整手段に、前記同一直線上に中心点を有する前記レーザ光の通過孔を備える
ことを特徴とする請求項4に記載のレーザ光出射装置。 - 前記鏡筒体を、前記温度変動の影響を受けにくい低伸縮性素材で形成し、前記温度変動に影響されない場合、前記第1の鏡筒体伸縮量及び前記第2の鏡筒体伸縮量はゼロであり、前記第1の合計伸縮量と、前記第2の合計伸縮量と、がそれぞれ前記位置調整手段伸縮量と等しくなる材料で、前記第1のレンズ保持部材及び前記第2のレンズ保持部材を構成する
ことを特徴とする請求項3に記載のレーザ光出射装置。 - 前記位置調整手段を、前記温度変動の影響を受けにくい低伸縮性素材で形成し、前記温度変動に影響されない場合、前記位置調整手段伸縮量はゼロであり、前記第1の合計伸縮量が前記第1の鏡筒体伸縮量と等しくなる材料で、前記第1のレンズ保持部材を構成し、前記第2の合計伸縮量が前記第2の鏡筒体伸縮量と等しくなる材料で、前記第2のレンズ保持部材を構成する
ことを特徴とする請求項3に記載のレーザ光出射装置。 - 前記レーザ光出射装置は、大気中の浮遊微小物質にレーザ光を照射し、前記浮遊微小物質からの反射波を取得して、ドップラー効果により前記浮遊微小物質の移動速度を計測するレーザドップラー速度計に使用する
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のレーザ光出射装置。
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