JP2022100623A - レーザ追尾装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】移動体を高精度に追尾できるレーザ追尾装置を提供する。【解決手段】レーザ追尾装置１は、調整装置１１０と、鏡筒１３０と、駆動装置１７０とを備える。調整装置１１０は、第１光波の照射方向を変更する。鏡筒１３０は、調整装置１１０により照射方向が変更された第１光波を照射する。駆動装置１７０は、移動体３の予測経路に基づき、鏡筒１３０を回転する。また、調整装置１１０が第１光波の照射方向を変更する精度は、駆動装置１７０が鏡筒を回転する精度より高い。さらに、調整装置１１０は、追尾開始条件を満たすときから移動体３を検知するまで、鏡筒１３０の回転による照射方向の変更を打ち消す方向に、照射方向を変更する。【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ追尾装置に関するものである。
近年、レーザを用いて、宇宙を移動する移動体、例えば人工衛星、スペースデブリなどを観測するレーザ追尾装置の研究が行われている。レーザ追尾装置は、移動体を追尾するとき、望遠鏡の光軸を予測される移動体の軌道上の所定の位置に向けた状態で、移動体を検知するのを待つことが多い。レーザ追尾装置は、移動体を検知すると、移動体の移動速度に合わせて、望遠鏡の光軸の方向を移動する。
ここで、移動体の位置を精度よく観測するためには、大口径の望遠鏡が使用される。しかし、大口径の望遠鏡の場合、その光軸方向を急激に変更することは難しい。さらに、レーザ追尾装置は、移動体の位置を精度よく観測するために、望遠鏡の光軸の方向を高精度に制御する必要がある。しかし、望遠鏡の光軸の方向を高精度で、かつ、広範囲で制御するのは難しい。そこで、発明者は、相対的に低精度で光軸の方向を変更する第１光学系と、相対的に高精度で光軸の方向を変更する第２光学系とを用いることを見出した。
特許文献１には、２つの光学系を用いて、高感度かつ小型の光学撮像装置が開示されている。この光学撮像装置は、航空機や人工衛星などの飛行体に搭載され地表を撮像し、対物平面走査鏡と、補償平面走査鏡とを備える。対物平面走査鏡は、地表から受光する光軸が地表面を走査するように稼働する。補償平面走査鏡は、一枚の地表の画像を取得する間、撮像装置に制止した画像が結像されるように、対物平面走査鏡が反射する光波を撮像装置に反射する。
特許第３３８２５３０号公報
上記の状況に鑑み、移動体を高精度に追尾できるレーザ追尾装置を提供することを目的の１つとする。他の目的については、以下の記載及び実施の形態の説明から理解することができる。
以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。
上記目的を達成するための一実施の形態によるレーザ追尾装置（１）は、調整装置（１１０）と、鏡筒（１３０）と、駆動装置（１７０）とを備える。調整装置（１１０）は、第１光波（１０）の照射方向を変更する。鏡筒（１３０）は、調整装置（１１０）により照射方向が変更された第１光波を照射する。駆動装置（１７０）は、移動体（３）の予測経路に基づき、鏡筒を回転する。また、調整装置が第１光波の照射方向を変更する精度は、駆動装置が鏡筒を回転する精度より高い。さらに、調整装置（１１０）は、追尾開始条件を満たすときから移動体を検知するまで、鏡筒の回転による照射方向の変更を打ち消す方向に、照射方向を変更する。
上記の形態によれば、レーザ追尾装置は、移動体を精度よく追尾することができる。
一実施の形態におけるレーザ追尾装置の概略図である。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の構成図である。 一実施の形態における鏡筒の構成図である。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の動作を表すフローチャートである。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の動作を表すフローチャートである。 一実施の形態において、レーザ追尾装置が移動体を追尾する動作を説明するための図である。 一実施の形態において、駆動装置により回転される鏡筒の軸方向を説明するための図である。 一実施の形態において、調整装置により調整される出力光の照射方向を説明するための図である。 一実施の形態において、レーザ追尾装置が照射する出力光の照射方向を説明するための図である。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の構成図である。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の構成図である。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の構成図である。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の構成図である。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の構成図である。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の構成図である。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の動作を表すフローチャートである。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の動作を表すフローチャートである。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の構成図である。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の構成図である。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の動作を表すフローチャートである。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の動作を表すフローチャートである。 一実施の形態におけるレーザ追尾装置の構成図である。 一実施の形態において、調整装置により調整される出力光の照射方向を説明するための図である。 一実施の形態において、レーザ追尾装置が照射する出力光の照射方向を説明するための図である。
（実施の形態１）
図１に示すように、レーザ追尾装置１は、例えば地上２に設置され、移動体３の位置を検出するように構成されている。具体的には、レーザ追尾装置１は、移動体３に出力光１０、例えばレーザを照射して、移動体３からの反射光２０を受光することで移動体３の位置を高精度で検出する。移動体３の位置を検出した後、レーザ追尾装置１は、移動体３の移動に従い、出力光１０を照射する方向を変更することで、移動体３を追尾するように構成されている。なお、移動体３は、移動する任意の物体、例えば、人工衛星、スペースデブリのように地球を周回する物体、飛行体などを含む。
レーザ追尾装置１は、図２に示すように、レーザ発振器１００と、調整装置１１０と、分離装置１２０と、鏡筒１３０と、受光装置１４０と、演算装置１５０と、駆動装置１７０とを備える。駆動装置１７０は、移動体３の予測経路に基づき、鏡筒１３０を動かす。例えば、駆動装置１７０は、移動体３の予測経路に基づいて鏡筒１３０を回転する。調整装置１１０は、移動体３の位置を検知するように、出力光１０の照射方向を調整する。これにより、レーザ追尾装置１は、移動体３を検知したときに、鏡筒１３０を回転する速度を急激に変更することなく、移動体３を追尾することができる。また、分離装置１２０により、レーザ追尾装置１は、一つの鏡筒１３０を用いて、出力光１０の照射と、反射光２０の受光とを実現できる。なお、調整装置１１０が出力光１０の照射方向を制御する精度は、駆動装置１７０が鏡筒１３０を回転して出力光１０の照射方向を制御する精度より高くなるように構成されている。
レーザ追尾装置１が出力光１０を出力するとき、レーザ発振器１００が照射した初期光１１は、調整装置１１０と、分離装置１２０とを介して、鏡筒１３０から出力される。
具体的には、図３に示すように、レーザ発振器１００は初期光１１、例えばレーザを調整装置１１０に出力する。レーザ発振器１００は、演算装置１５０が生成する照射信号を受信して、初期光１１を照射する。初期光１１は、例えばパルスレーザである。
調整装置１１０は、初期光１１の進行方向を調整して、調整光１２として出力するように構成されている。調整装置１１０が初期光１１の進行方向を調整することで、出力光１０の照射方向は鏡筒１３０の軸方向を中心に変更される。調整装置１１０は、回転可能に設置された光学素子１１１、例えば鏡と、光学素子１１１を回転するアクチュエータ１１２とを備える。光学素子１１１は、初期光１１を反射して、初期光１１の進行方向を変更する。アクチュエータ１１２は、光学素子１１１を高分解能で回転するように構成されている。例えば、アクチュエータ１１２は、光学素子１１１の回転角度を例えば０．１ｍｒａｄ（ミリラジアン）１０μｒａｄ（マイクロラジアン）単位で調整するように構成されている。例えば、アクチュエータ１１２はピエゾ素子を備え、調整装置１１０はピエゾミラーを備える。光学素子１１１の回転軸は、任意に選択でき、１軸でもよく、２軸でもよい。なお、アクチュエータ１１２は、演算装置１５０が生成する制御信号に基づき駆動する。
分離装置１２０は、レーザ発振器１００からの光波、例えば調整光１２を鏡筒１３０に導くように構成されている。また、分離装置１２０は、鏡筒１３０からの取得光２１を受光装置１４０に導くように構成されている。例えば、分離装置１２０は、ハーフミラーを備え、調整光１２を透過して鏡筒１３０に直接導き、取得光２１を分離光２２として反射して受光装置１４０に直接導く。
鏡筒１３０は、例えばクーデ式反射望遠鏡の構造を有してもよい。鏡筒１３０は、筒１３１と、複数のミラー、例えば第１ミラー１３２、第２ミラー１３３、第３ミラー１３４、第４ミラー１３５とを備える。調整光１２は、第４ミラー１３５、第３ミラー１３４、第２ミラー１３３、第１ミラー１３２の順番に反射され、筒１３１の一端に設けられた開口部から出力光１０として出力する。
筒１３１は、円筒状に形成され、その一端から出力光１０を出力するように構成されている。また、筒１３１は、その側面に調整光１２が入力するように開口部１３９を備える。
第４ミラー１３５は、分離装置１２０から出力された調整光１２を筒１３１の開口部１３９から内部に導くように構成されている。第４ミラー１３５は、複数のミラーを備え、筒１３１の軸方向によらず、分離装置１２０から出力される調整光１２を筒１３１の内部に導くように構成されている。
第３ミラー１３４と、第２ミラー１３３と、第１ミラー１３２とは、筒１３１の一端から出力光１０を出力するように設けられている。具体的には、第１ミラー１３２は、筒１３１の一端、出力光１０が出力される方向の反対方向の端に設けられ、反射面は凹形状を有する。第２ミラー１３３は、第１ミラー１３２の焦点位置に設けられ、反射面は凸形状を有する。第３ミラー１３４は、第４ミラー１３５により反射された調整光１２を、第２ミラー１３３に反射するように設けられている。調整光１２は、筒１３１内で第３ミラー１３４、第２ミラー１３３、第１ミラー１３２に反射され、筒１３１の一端から出力光１０として出力する。
なお、鏡筒１３０は、クーデ式反射望遠鏡の構造に限定されず、任意の望遠鏡の構造を選択することができる。例えば、鏡筒１３０は、ナスミス式反射望遠鏡の構造を選択してもよい。この場合、駆動装置１７０は、水平面内方向に出力光１０の照射方向を回転するときに、レーザ発振器１００と、調整装置１１０と、分離装置１２０と、受光装置１４０とを鏡筒１３０の回転に合わせて回転してもよい。
鏡筒１３０は、ガリレオ式望遠鏡の構造を選択してもよい。この場合、駆動装置１７０は、鏡筒１３０の回転に合わせて、レーザ発振器１００と、調整装置１１０と、分離装置１２０と、受光装置１４０とを回転してもよい。
以上のように、レーザ発振器１００が出力した光波は、鏡筒１３０の一端から出力される。
移動体３からの反射光２０は、図２に示すように、鏡筒１３０と、分離装置１２０とを介して、受光装置１４０で受光する。
図３に示すように、鏡筒１３０は、鏡筒１３０の一端に到達した反射光２０を取得光２１として分離装置１２０に出力する。具体的には、反射光２０は、第１ミラー１３２と、第２ミラー１３３と、第３ミラー１３４とに反射され、筒１３１の開口部１３９から出力する。筒１３１から出力された反射光２０は、第４ミラー１３５に反射されて分離装置１２０に導かれる。第４ミラーは、複数のミラーを備え、筒１３１の軸方向が延びる方向によらず、筒１３１の開口部１３９から出力された反射光２０を、分離装置１２０に導くように構成されている。
分離装置１２０は、取得光２１を受光装置１４０に分離光２２として導くように構成されている。例えば、分離装置１２０は、ハーフミラーを備え、取得光２１を分離光２２として調整光１２の光軸方向と異なる方向に反射する。このように、分離装置１２０は、レーザ発振器１００からの調整光１２を鏡筒１３０に導くとともに、鏡筒１３０からの取得光２１を受光装置１４０に導くように構成されている。
以上のように、鏡筒１３０が受光した光波は、受光装置１４０に導かれる。
受光装置１４０は、分離装置１２０から受光する分離光２２に基づき、分離光２２の光子計数値、例えば分離光２２に含まれる光子の数を測定する。出力光１０の照射範囲に移動体３が含まれるとき、測定される光子計数値は、移動体３からの反射光２０に対応する光子の数を含む。図２に示すように、受光装置１４０は測定した光子計数値を演算装置１５０の信号処理部１５１に送信する。光子計数値は、受光した時刻を含んでもよい。受光装置１４０は、例えば光度計である。
演算装置１５０は、信号処理部１５１と、制御部１５２とを備える。演算装置１５０は、レーザ追尾装置１を制御するための様々な処理を実行する。例えば、演算装置１５０は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ；Central Processor Unit）、記憶装置などを備えるコンピュータである。演算装置１５０は、１以上のコンピュータを備えてもよい。
信号処理部１５１は、受光装置１４０からの光子計数値に基づき、移動体３を検知する。信号処理部１５１は、光子計数値の変動に基づき、移動体３からの反射光２０が分離光２２に含まれているかを判定する。移動体３からの反射光２０が分離光２２に含まれているとき、信号処理部１５１は、制御部１５２に移動体３を検知したことを表す検知信号を出力する。
制御部１５２は、レーザ発振器１００と、調整装置１１０と、駆動装置１７０とを制御する。制御部１５２は、移動体３の予測経路に基づき、駆動装置１７０を制御して、鏡筒１３０を回転する。また、制御部１５２は、レーザ発振器１００が初期光１１を照射するタイミングを指示する。さらに、制御部１５２は、信号処理部１５１からの検知信号に基づき、出力光１０が移動体３に照射するように調整装置１１０を制御する。
（レーザ追尾装置の動作）
レーザ追尾装置１は、図４Ａ、４Ｂに示す処理により、移動体３を追尾する。レーザ追尾装置１は、移動体３を追尾するときに、手動または自動で図４Ａ、４Ｂの処理を開始する。ステップＳ１００において、制御部１５２は、移動体３の予測経路に基づき、駆動装置１７０を制御して、鏡筒１３０を動かす。具体的には、制御部１５２は、外部から移動体３の予測経路を取得する。予測経路は、移動体３が移動する経路と、所定の時刻における移動体３の位置とを表す。制御部１５２は、予測経路に基づき、鏡筒１３０の軸が予想される移動体３の位置を向くように、駆動装置１７０を制御する信号を生成する。駆動装置１７０は、鏡筒１３０の軸が予想される移動体３の位置を向くように、鏡筒１３０を回転する。
例えば、図５に示すように、移動体３は、レーザ追尾装置１の真上を通過するとする。この場合、制御部１５２は、鏡筒１３０の軸方向６と水平面５との成す角度θが、レーザ追尾装置１から予測される移動体３への方向と水平面５との成す角度と等しくなるように、鏡筒１３０を回転する。具体的には、ステップＳ１００において、制御部１５２は、図６に示すように、鏡筒１３０の回転速度を移動体３の移動速度に応じた速度まで加速し、移動体３の予測経路に沿って鏡筒１３０の軸方向６が移動するように、鏡筒１３０を回転する。
図４Ａに示すステップＳ１１０において、制御部１５２は、追尾開始条件を満たすかを判定する。追尾開始条件は、任意の条件、例えば、時刻、移動体３の位置、鏡筒１３０の回転速度と移動体３の予測経路との誤差などを含んでもよい。例えば、追尾開始時刻に達したとき、制御部１５２は追尾開始条件を満たしたと判定する。制御部１５２は、追尾開始条件を満たしたと判定すると、ステップＳ１２０の処理を実行する。追尾開始条件を満たしていないと判定すると、制御部１５２は、追尾開始条件を満たすまでステップＳ１１０を繰り返す。例えば、制御部１５２は追尾開始時刻ｔ１であるときに追尾を開始するとする。この場合、図５に示すように、追尾開始時刻ｔ１において、鏡筒１３０の軸方向が移動体３の方向と同じ第１角度θ１になるように、鏡筒１３０を回転する。さらに、制御部１５２は、追尾開始時刻ｔ１において、鏡筒１３０の回転速度が予測される移動体３の速度に応じた速度に達するように、鏡筒１３０を回転する。
追尾開始条件を満たすと、制御部１５２は、図４Ａに示すステップＳ１２０において、調整装置１１０を駆動して、出力光１０の照射方向を調整する。例えば、制御部１５２は、追尾開始条件を満たすと、出力光１０の照射方向が所定の角度θを維持するように、調整装置１１０を駆動する。具体的には、図７に示すように、追尾開始条件を満たす時刻の追尾開始時刻ｔ１より前において、調整装置１１０が出力光１０の照射方向を調整する調整角度が第２角度θ２であるように、制御部１５２は調整装置１１０を制御する。第２角度θ２は、例えば調整装置１１０が調整可能な調整角度の上限値である。追尾開始時刻ｔ１に達すると、制御部１５２は、角度θが減少する方向に、調整装置１１０を回転する。調整装置１１０のアクチュエータ１１２は、制御部１５２の制御信号に基づき、鏡筒１３０の回転による出力光１０の照射方向の変更を打ち消す方向に光学素子１１１を回転する。このため、図８に示すように、出力光１０の照射方向は、追尾開始時刻ｔ１から所定の時間の間、維持される。
図４Ａに示すステップＳ１３０において、制御部１５２は、レーザ発振器１００を駆動して、初期光１１の照射を開始する。初期光１１は、例えば特定の波長を有するパルスレーザである。これにより、制御部１５２は、追尾開始時刻ｔ１から所定の時間の間、出力光１０が特定の方向、具体的にはθ１とθ２とを加算した角度に照射される。
図４Ｂに示すステップＳ１４０において、制御部１５２は、移動体３を検知したかを判定する。具体的には、受光装置１４０は、鏡筒１３０が受光した光波に基づき、光子計数値を測定する。制御部１５２は、測定された光子計数値に基づき、鏡筒１３０が受光した光波に移動体３からの反射光２０が含まれるかを判定する。制御部１５２は、鏡筒１３０が受光した光波に反射光２０が含まれていないと判定すると、ステップＳ１５０の処理を実行する。制御部１５２は、鏡筒１３０が受光した光波に反射光２０が含まれていると判定すると、ステップＳ１６０の処理を実行する。
ステップＳ１５０において、制御部１５２は、追尾開始条件を満たしてから所定の時間が経過したかを判定する。制御部１５２は、追尾開始時刻ｔ１から所定の時間が経過していないとき、ステップＳ１４０の処理に戻り、移動体３の検知を続ける。制御部１５２は、追尾開始時刻ｔ１から所定の時間が経過しているとき、移動体３を検知できないと判定して、レーザ発振器１００、駆動装置１７０などを停止して、追尾処理を終了する。例えば、所定の時間は、図７に示すように、調整装置１１０による調整角度が第３角度θ３に達するまでの時間であり、追尾開始時刻ｔ１から追尾限界時刻ｔ２までの時間である。第３角度θ３は、例えば調整装置１１０が調整可能な調整角度の下限値である。
移動体３を検知すると、図４Ｂに示すステップＳ１６０において、制御部１５２は、移動体３が検知された時刻に基づき、移動体３の位置と、移動体３の予測経路との誤差を算出する。例えば、移動体３が検知された時刻における出力光１０の照射方向に基づき、レーザ追尾装置１に対する移動体３の方向を算出する。また、移動体３が検知された時刻、反射光２０を受光した時刻と、出力光１０を照射した時刻とに基づき、制御部１５２はレーザ追尾装置１から移動体３までの距離を算出する。これにより、制御部１５２は、移動体３の正確な位置を算出する。さらに、制御部１５２は、反射光２０を受光した時刻または出力光１０を照射した時刻に基づき、移動体３の予測経路と現在位置との誤差を算出する。
ステップＳ１７０において、制御部１５２は、算出された誤差に基づき、調整装置１１０を駆動する。具体的には、制御部１５２は、算出された誤差に基づき、出力光１０の照射方向が移動体３を向くように、調整装置１１０の調整角度を算出して、調整装置１１０を算出した調整角度に設定する。図７に示すように、移動体３を検知した検知時刻ｔ３より後は、制御部１５２は、算出された調整誤差に応じて、調整装置１１０の調整誤差を維持する。駆動装置１７０は移動体３の予測経路に沿って鏡筒１３０を回転し、調整装置１１０は誤差に応じた調整角度に設定される。これにより、制御部１５２は、図８に示すように、鏡筒１３０を移動体３の予測経路に沿って駆動し、移動体３を追尾する。
図４Ｂに示すステップＳ１８０において、制御部１５２は、移動体３の追尾を終了する終了条件を満たすかを判定する。制御部１５２は、終了条件を満たしていないと判定すると、終了条件を満たすまでステップＳ１８０の処理を繰り返す。終了条件を満たすと判定すると、制御部１５２は、レーザ追尾装置１の各装置、例えばレーザ発振器１００、調整装置１１０、駆動装置１７０などを停止して、移動体３の追尾を終了する。例えば、終了条件は、追尾を開始してから所定の時間を経過することでもよい。制御部１５２は、追尾を開始してから所定の時間が経過すると、例えば検知時刻ｔ３から所定の時間が経過すると、終了条件を満たすと判定して、レーザ追尾装置１の各装置を停止する。
なお、ステップＳ１８０において、制御部１５２は、レーザ発振器１００が初期光１１を照射してから受光装置１４０が分離光２２を受光するまでの時間に基づき、レーザ追尾装置１から移動体３までの距離を計測する。さらに、制御部１５２は、駆動装置１７０により制御される鏡筒１３０の軸方向と、調整装置１１０により制御される出力光１０の照射方向の調整角度とに基づき、レーザ追尾装置１に対する移動体３の方向を算出する。計測した移動体３までの距離と、移動体３の方向とに基づき、制御部１５２は、移動体３の位置を決定する。このように、レーザ追尾装置１は、移動体３を追尾する。
（実施の形態１の変形例１）
図９に示すように、レーザ追尾装置１Ｂの調整装置１１０は、反射光２０の進行方向を調整して、進行方向を調整した反射光２０を受光装置１４０に照射してもよい。受光装置１４０が受光する光波の進行方向が調整装置１１０により調整されるため、レーザ追尾装置１Ｂは視野の狭い受光装置１４０を用いることができる。この場合、調整装置１１０は、光学的な経路において、鏡筒１３０と分離装置１２０との間に設けられる。
出力光１０を照射するとき、レーザ発振器１００は、初期光１１を分離装置１２０に照射する。分離装置１２０は、初期光１１を調整装置１１０に導くように照射する。調整装置１１０は、分離装置１２０から照射された初期光１１の進行方向を調整して、調整光１２として鏡筒１３０に導く。鏡筒１３０は、調整光１２を出力光１０として、鏡筒１３０の軸方向に照射する。各装置の詳細な構成は、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
反射光２０を受光するとき、鏡筒１３０は、一端に到達した反射光２０を取得光２１として調整装置１１０に出力する。調整装置１１０は、取得光２１の進行方向を調整する。進行方向を調整された取得光２１Ｂは、分離装置１２０に照射される。分離装置１２０は取得光２１Ｂを受光装置１４０に分離光２２Ｂとして導くように出力する。受光装置１４０は、分離装置１２０から受光する分離光２２Ｂに基づき、光子計数値を測定する。各装置の詳細な構成は、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
レーザ追尾装置１Ｂの動作も、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
（実施の形態１の変形例２）
図１０に示すように、レーザ追尾装置１Ｃの鏡筒１３０は、照射鏡筒１３０Ａと、受光鏡筒１３０Ｂとを備えてもよい。照射鏡筒１３０Ａは出力光１０を照射するように構成され、受光鏡筒１３０Ｂは反射光２０を受光するように構成されている。受光鏡筒１３０Ｂが照射鏡筒１３０Ａに相対的に固定され、駆動装置１７０は、照射鏡筒１３０Ａと受光鏡筒１３０Ｂとを回転する。レーザ追尾装置１Ｃ内において、反射光２０は、出力光１０の光軸と分離されるため、分離装置１２０が省略される。
出力光１０を照射するとき、レーザ発振器１００は、初期光１１を調整装置１１０に照射する。調整装置１１０は、レーザ発振器１００から照射された初期光１１の進行方向を調整して、調整光１２として照射鏡筒１３０Ａに導く。照射鏡筒１３０Ａは、調整光１２を出力光１０として、照射鏡筒１３０Ａの軸方向に照射する。照射鏡筒１３０Ａの詳細な構成は実施の形態１の鏡筒１３０と同様であり、他の各装置の詳細な構成も、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
反射光２０を受光するとき、受光鏡筒１３０Ｂは、一端に到達した反射光２０を取得光２１として受光装置１４０に出力する。受光装置１４０は、受光鏡筒１３０Ｂから受光する取得光２１に基づき、光子計数値を測定する。受光鏡筒１３０Ｂの詳細な構成は実施の形態１の鏡筒１３０と同様であり、他の各装置の詳細な構成も、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
レーザ追尾装置１Ｃの動作も、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
（実施の形態１の変形例３）
図１１に示すように、レーザ追尾装置１Ｄの鏡筒１３０が照射鏡筒１３０Ａと、受光鏡筒１３０Ｂとを備え、調整装置１１０が照射調整装置１１０Ａと受光調整装置１１０Ｂとを備えてもよい。照射調整装置１１０Ａは、実施の形態１の調整装置１１０と同様に、出力光１０の出力方向を調整する。受光調整装置１１０Ｂは、反射光２０の進行方向を調整して、進行方向を調整した反射光２０を受光装置１４０に照射する。受光装置１４０が受光する光波の進行方向が調整装置１１０により調整されるため、レーザ追尾装置１Ｄは視野の狭い受光装置１４０を用いることができる。さらに、レーザ追尾装置１Ｄ内において、反射光２０は、出力光１０の光軸と分離されるため、分離装置１２０が省略される。
出力光１０を照射するとき、レーザ発振器１００は、初期光１１を照射調整装置１１０Ａに照射する。調整装置１１０は、レーザ発振器１００から照射された初期光１１の進行方向を調整して、調整光１２として照射鏡筒１３０Ａに導く。照射鏡筒１３０Ａは、調整光１２を出力光１０として、照射鏡筒１３０Ａの軸方向に照射する。照射調整装置１１０Ａの詳細な構成は実施の形態２の調整装置１１０と同様であり、他の各装置の詳細な構成は変形例２と同様のため、説明を省略する。
反射光２０を受光するとき、受光鏡筒１３０Ｂは、一端に到達した反射光２０を取得光２１として受光調整装置１１０Ｂに出力する。受光調整装置１１０Ｂは、取得光２１の進行方向を調整して、取得光２１Ｂとして受光装置１４０に出力する。受光装置１４０は、受光調整装置１１０Ｂから受光する取得光２１Ｂに基づき、光子計数値を測定する。受光調整装置１１０Ｂの詳細な構成は実施の形態２の調整装置１１０と同様であり、他の各装置の詳細な構成は変形例２と同様のため、説明を省略する。
レーザ追尾装置１Ｄの動作も、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
（実施の形態１の変形例４）
図１２に示すように、レーザ追尾装置１Ｅの鏡筒１３０が照射鏡筒１３０Ａと、受光鏡筒１３０Ｂとを備え、駆動装置１７０が照射駆動装置１７０Ａと受光駆動装置１７０Ｂとを備えてもよい。照射鏡筒１３０Ａは出力光１０を照射するように構成され、受光鏡筒１３０Ｂは反射光２０を受光するように構成されている。照射駆動装置１７０Ａは照射鏡筒１３０Ａの軸方向が移動体３を向くように照射鏡筒１３０Ａを回転するように構成され、受光駆動装置１７０Ｂは受光鏡筒１３０Ｂの軸方向が移動体３を向くように受光鏡筒１３０Ｂを回転するように構成されている。
照射鏡筒１３０Ａは、受光鏡筒１３０Ｂと独立して回転するように構成され、受光鏡筒１３０Ｂと離れて配置することができる。また、レーザ追尾装置１Ｅ内において、反射光２０は、出力光１０の光軸と分離されるため、分離装置１２０が省略される。
出力光１０を照射するとき、レーザ発振器１００は、初期光１１を調整装置１１０に照射する。調整装置１１０は、レーザ発振器１００から照射された初期光１１の進行方向を調整して、調整光１２として照射鏡筒１３０Ａに導く。照射鏡筒１３０Ａは、調整光１２を出力光１０として、照射鏡筒１３０Ａの軸方向に照射する。各装置の詳細な構成は、変形例２と同様のため、説明を省略する。
反射光２０を受光するとき、受光鏡筒１３０Ｂは、一端に到達した反射光２０を取得光２１として受光装置１４０に出力する。受光装置１４０は、受光鏡筒１３０Ｂから受光する取得光２１に基づき、光子計数値を測定する。各装置の詳細な構成は、変形例２と同様のため、説明を省略する。
レーザ追尾装置１Ｅの動作は、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
（実施の形態１の変形例５）
図１３に示すように、レーザ追尾装置１Ｆの鏡筒１３０が照射鏡筒１３０Ａと、受光鏡筒１３０Ｂとを備え、駆動装置１７０が照射駆動装置１７０Ａと受光駆動装置１７０Ｂとを備えてもよい。さらに、調整装置１１０は、照射調整装置１１０Ａと、受光調整装置１１０Ｂとを備えてもよい。照射調整装置１１０Ａは、変形例３の照射調整装置１１０Ａと同様に、出力光１０の出力方向を調整する。受光調整装置１１０Ｂは、変形例３の受光調整装置１１０Ｂと同様に、反射光２０の進行方向を調整して、進行方向を調整した反射光２０を受光装置１４０に照射する。鏡筒１３０の詳細な構成と、駆動装置１７０の詳細な構成は、変形例４と同様のため、説明を省略する。
受光装置１４０が受光する光波の進行方向が調整装置１１０により調整されるため、レーザ追尾装置１Ｆは視野の狭い受光装置１４０を用いることができる。照射鏡筒１３０Ａは、受光鏡筒１３０Ｂと独立して回転するように構成され、受光鏡筒１３０Ｂと離れて配置することができる。また、レーザ追尾装置１Ｆ内において、反射光２０は、出力光１０の光軸と分離されるため、分離装置１２０が省略される。
出力光１０を照射するとき、レーザ発振器１００は、初期光１１を照射調整装置１１０Ａに照射する。照射調整装置１１０Ａは、レーザ発振器１００から照射された初期光１１の進行方向を調整して、調整光１２として照射鏡筒１３０Ａに導く。照射鏡筒１３０Ａは、調整光１２を出力光１０として、照射鏡筒１３０Ａの軸方向に照射する。照射調整装置１１０Ａは変形例３と同様であり、他の各装置の詳細な構成は、変形例４と同様のため、説明を省略する。
反射光２０を受光するとき、受光鏡筒１３０Ｂは、一端に到達した反射光２０を取得光２１として受光調整装置１１０Ｂに出力する。受光調整装置１１０Ｂは、取得光２１の進行方向を調整して、取得光２１Ｂとして受光装置１４０に出力する。受光装置１４０は、受光調整装置１１０Ｂから受光する取得光２１Ｂに基づき、光子計数値を測定する。受光調整装置１１０Ｂの詳細な構成は変形例３と同様であり、他の各装置の詳細な構成は変形例４と同様のため、説明を省略する。
レーザ追尾装置１Ｆの動作は、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
（実施の形態２）
図１４に示すように、レーザ追尾装置１Ｇの受光装置１４０は、第１受光装置１４０Ａと、第２受光装置１４０Ｂとを備えてもよい。この場合、分離装置１２０は、鏡筒１３０からの取得光２１を第１受光装置１４０Ａに導く第１分離光２３と、第２受光装置１４０Ｂに導く第２分離光２４に分離する。分離装置１２０は、例えば取得光２１を第１分離光２３と第２分離光２４とに分離するビームスプリッターを備える。
第１受光装置１４０Ａは、鏡筒１３０から出力された出力光１０が移動体３により反射された反射光２０を受光する。一方、第２受光装置１４０Ｂは、移動体３から放射される光波、例えば太陽光の反射光を受光する。
第１受光装置１４０Ａは、出力光１０の反射光２０を受光するため、出力光１０の波長の帯域を含む帯域を通過する光学フィルタ、例えばバンドパスフィルタを備えてもよい。第１受光装置１４０Ａは、出力光１０の反射光２０に基づき、光子計数値を測定する。
第２受光装置１４０Ｂは、出力光１０の反射光２０を除く光波を受光するため、出力光１０の波長の帯域を遮断する光学フィルタ、例えばロングパスフィルタ、ショートパスフィルタなどを備えてもよい。第２受光装置１４０Ｂは、移動体３から放射される光波、例えば太陽光の反射光に基づき、光子計数値を測定する。
信号処理部１５１は、第１受光装置１４０Ａが測定した光子計数値と、第２受光装置１４０Ｂが測定した光子計数値とに基づき、移動体３を検知する。信号処理部１５１は、第１受光装置１４０Ａが受光した光波と第２受光装置１４０Ｂが受光した光波とのいずれかに移動体３からの反射光が含まれているかを判定する。受光した光波に反射光が含まれているとき、信号処理部１５１は、制御部１５２に移動体３を検知したことを表す検知信号を出力する。
受光装置１４０が出力光１０の反射光２０に加えて移動体３から放射される光波を受光することで、信号処理部１５１が移動体３を高確率で検知することができる。例えば、出力光１０として、パルスレーザが照射されているとする。出力光１０の照射を停止しているときに移動体３が出力光１０の照射線上を通過したとしても、太陽光の反射光を受光することで信号処理部１５１は移動体３を検知することができる。また、出力光１０の照射方向が、移動体３の予測経路の誤差、照射方向の誤差により、移動体３の実際の位置と異なっているときでも、太陽光の反射光を受光することで信号処理部１５１は移動体３を検知することができる。
その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
（レーザ追尾装置の動作）
レーザ追尾装置１Ｇは、図１５Ａ、１５Ｂに示す処理により、移動体３を追尾する。レーザ追尾装置１Ｇは、移動体３を追尾するときに、手動または自動で図１５Ａ、１５Ｂの処理を開始する。ステップＳ１００～ステップＳ１３０までの処理は、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
図１５ＢのステップＳ１４０Ｂにおいて、制御部１５２は、移動体３を検知したかを判定する。具体的には、第１受光装置１４０Ａは、出力光１０の反射光２０を含む第１分離光２３に基づき、第１光子計数値を測定する。また、第２受光装置１４０Ｂは、太陽光の反射光などを含む第２分離光２４に基づき、第２光子計数値を測定する。制御部１５２は、測定された第１光子計数値と、第２光子計数値とに基づき、第１分離光２３と第２分離光２４のうちの少なくとも１つに移動体３からの反射光が含まれるかを判定する。制御部１５２は、第１分離光２３と第２分離光２４との両方に移動体３からの反射光が含まれていないと判定すると、ステップＳ１５０の処理を実行する。制御部１５２は、第１分離光２３と第２分離光２４との少なくとも１つに移動体３からの反射光が含まれていると判定すると、ステップＳ１６０の処理を実行する。
ステップＳ１５０～ステップＳ１８０までの処理は、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
（実施の形態２の変形例）
図１６に示すように、レーザ追尾装置１Ｈの受光装置１４０は、鏡筒１３０の軸方向に存在する物体の温度を測定する温度測定装置１４０Ｃを備えてもよい。例えば、温度測定装置１４０Ｃは、第２分離光２４に含まれる赤外線に基づき、鏡筒１３０の軸方向に存在する物体の温度を測定する。この場合、温度測定装置１４０Ｃは、第２分離光２４に基づき、各方向における温度を表す画像のデータを生成する。なお、温度測定装置１４０Ｃは、赤外線に基づき温度を測定する構成に限定されず、物体の温度を測定する任意の温度測定装置でもよい。
信号処理部１５１は、第１受光装置１４０Ａが測定した光子計数値と、温度測定装置１４０Ｃが生成した画像データとに基づき、移動体３を検知する。信号処理部１５１は、第１受光装置１４０Ａが測定した光子計数値に基づき、第１受光装置１４０Ａが受光した第１分離光２３に移動体３からの反射光２０が含まれているかを判定する。また、信号処理部１５１は、温度測定装置１４０Ｃが生成した画像データに基づき、温度測定装置１４０Ｃが測定した範囲に移動体３が含まれているかを判定する。具体的には、信号処理部１５１は、温度測定装置１４０Ｃが生成した温度を表す画像データに、移動体３の温度を表す領域が含まれているかを判定する。第１受光装置１４０Ａが受光した第１分離光２３に反射光２０が含まれるとき、または、温度測定装置１４０Ｃの画像データに移動体３の領域が含まれているとき、信号処理部１５１は、制御部１５２に移動体３を検知したことを表す検知信号を出力する。
受光装置１４０が移動体３の温度を検知することで、信号処理部１５１が移動体３を精度よく検知することができる。特に、移動体３が熱を発する物体、例えば、通信衛星、光学衛星などの消費電力の大きな人工衛星のとき、信号処理部１５１はより精度よく移動体３を検知することがきる。
その他の構成と、動作とは、実施の形態２と同様であるため、説明を省略する。
（実施の形態３）
レーザ追尾装置１Ｊは、図１７に示すように、図７に示す第２角度θ２を設定するための記憶装置１８０を備えてもよい。第２角度θ２は、移動体３の追尾を開始するときに調整装置１１０が出力光１０の出力方向を調整する調整角度である。記憶装置１８０は、出力光１０の照射方向に影響を与えるパラメータ、例えばレーザ追尾装置１Ｊの処理遅延、鏡筒１３０のひずみによる照射方向の誤差、各装置の経年劣化による誤差などが格納されている。制御部１５２は、記憶装置１８０からパラメータを読み取り、第２角度θ２を決定する。これにより、レーザ追尾装置１Ｊは、出力光１０の照射方向に関する誤差を補正することができる。なお、記憶装置１８０は、制御部１５２に含まれてもよい。
（レーザ追尾装置の動作）
レーザ追尾装置１Ｊは、図１８Ａ、１８Ｂに示す処理により、移動体３を追尾する。レーザ追尾装置１Ｊは、移動体３を追尾するときに、手動または自動で図１８Ａ、１８Ｂの処理を開始する。ステップＳ１００～ステップＳ１１０までの処理は、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
ステップＳ１２０Ｂにおいて、制御部１５２は、記憶装置１８０に格納されたパラメータに基づき、調整装置１１０を駆動し、出力光１０の照射方向を調整する。具体的には、制御部１５２は、記憶装置１８０に格納されたパラメータを読み出して、読み出したパラメータに基づき第２角度θ２を決定する。出力光１０の調整角度が決定した第２角度θ２になるように、制御部１５２は調整装置１１０を駆動する。
ステップＳ１３０～ステップＳ１８０までの処理は、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
（実施の形態３の変形例１）
図１９に示すように、レーザ追尾装置１Ｋは、さらに大気計測装置１９０を備えてもよい。大気計測装置１９０は、出力光１０の光路における大気の状態、例えば温度、湿度、気圧、乱流による光の屈折率などを計測し、制御部１５２に計測した大気の状態を出力する。制御部１５２は、大気の状態に基づき、図７に示す第２角度θ２を決定する。これにより、レーザ追尾装置１Ｋは、出力光１０の照射方向に関する誤差を補正することができる。なお、大気計測装置１９０は、例えば乱流による光の屈折率の変動を測定するシンチロメータ、温度、湿度、気圧などを測定する気象計を含んでもよい。
レーザ追尾装置１Ｋは、図１８Ａに示すステップＳ１２０Ｂを除き、実施の形態３と同様の処理を行う。ステップＳ１２０Ｂにおいて、制御部１５２は、記憶装置１８０からパラメータを読み取り、大気計測装置１９０から大気の状態を取得する。制御部１５２は、パラメータと大気の状態に基づき、第２角度θ２を算出する。例えば、制御部１５２は、大気計測装置１９０が測定した屈折率に基づき、移動体３の予測経路上に出力光１０を照射するように第２角度θ２を算出する。出力光１０の調整角度が決定した第２角度θ２になるように、制御部１５２は調整装置１１０を駆動する。
（変形例）
各実施の形態において、調整装置１１０は鏡筒１３０の外部に設ける例を示したが、これに限定されず、調整装置１１０により出力光１０の出力方向を調整できれば任意の位置に設けることができる。例えば、調整装置１１０は、鏡筒１３０内、例えば図３に示す第３ミラー１３４の位置に設けられてもよい。
各実施の形態において、調整装置１１０と、駆動装置１７０とが、水平面５と出力光１０の出力方向との角度θを変更する例を示したが、これに限定されず、例えば鉛直方向を軸に出力方向を回転してもよい。
鏡筒１３０は、移動体３に向けて出力光１０を出力できれば、筒形状に限定されず、任意の構成を選択することができる。例えば、鏡筒１３０は、第１ミラー１３２と、第２ミラー１３３と、第３ミラー１３４と、第４ミラー１３５とを相対的に固定する棒状の部材を組み合わせたフレームであってもよい。
調整装置１１０は、図７に示すように、移動体３の追尾を開始する時刻ｔ１よりも前から調整角度を第２角度θ２に設定している例を示したが、これに限定されない。調整角度は、移動体３の追尾を開始する時刻ｔ１において、第２角度θ２に設定されればよく、時刻ｔ１より前は任意の角度に設定されてもよい。例えば、図２０に示すように、時刻ｔ１より前において、調整角度は、第２角度θ２と第３角度θ３の間の第４角度θ４に設定されてもよい。例えば、第４角度θ４は、第２角度θ２と第３角度θ３との中点でもよい。
追尾開始時刻ｔ１から移動体３を検知する検知時刻ｔ３までの間、調整装置１１０の光学素子１１１により出力光１０の照射方向を変更する速度が、鏡筒１３０の回転により照射方向を変更する速度と等しい例を示したが、これに限定されない。光学素子１１１により変更される照射方向の速度は、鏡筒１３０の回転により変更される照射方向の速度以下であれば、任意に選択するこができる。光学素子１１１による照射方向の変更速度は、鏡筒１３０の回転による照射方向の変更速度より小さくてもよい。この場合、図２１に示すように、追尾開始時刻ｔ１から検知時刻ｔ３までの間も、出力光１０の照射方向は、移動体３の予測経路に沿って変更する。出力光１０の照射方向が移動体３の予測経路に沿って移動するため、出力光１０のパルスレーザの照射間隔に対して移動体３の速度が速いときでも、レーザ追尾装置１は移動体３を検知することができる。
受光装置１４０と、第１受光装置１４０Ａと、第２受光装置１４０Ｂとは、鏡筒１３０が受光する光波に基づき、光子計数値を測定する例を示したが、これに限定されない。受光装置１４０と、第１受光装置１４０Ａと、第２受光装置１４０Ｂとは、移動体３からの反射光２０を検知できれば、任意の構成を選択してよい。例えば、受光装置１４０と、第１受光装置１４０Ａと、第２受光装置１４０Ｂとは、光波を受光して画像データを生成する撮像装置、例えばカメラでもよい。この場合、信号処理部１５１は、受光装置１４０が生成した画像データに移動体３が写っているかを判定する。画像データに移動体３が写っているとき、信号処理部１５１は、受光装置１４０が受光した光波に移動体３からの反射光が含まれていると判定する。また、第１受光装置１４０Ａと、第２受光装置１４０Ｂとのいずれか一方が撮像装置でもよい。
以上において説明した実施の形態および変形例は一例であり、機能を阻害しない範囲で変更してもよい。また、各実施の形態および変形例で説明した構成は、機能を阻害しない範囲で、任意に変更してもよく、または／および、任意に組み合わせてもよい。
例えば、レーザ追尾装置は、図９に示す構成と、図１４に示す構成とを組み合わせてもよい。この場合、図９に示す構成において、受光装置１４０が第１受光装置１４０Ａと第２受光装置１４０Ｂとを備える。また、図１９の構成において、記憶装置１８０が省略されてもよい。この場合、制御部１５２は、記憶装置１８０からのパラメータを取得せずに、大気計測装置１９０からの大気の状態に基づき、第２角度θ２を決定してもよい。
レーザ発振器１００は、移動体３の追尾を開始するときに出力できればよく、任意のタイミングでレーザ発振器１００を駆動してもよい。例えば、図４Ａに示す処理のステップＳ１１０において、制御部１５２は、レーザ発振器１００を駆動してもよい。
各実施の形態に記載のレーザ追尾装置は、例えば以下のように把握される。
第１の態様に係るレーザ追尾装置は、調整装置（１１０）と、鏡筒（１３０）と、駆動装置（１７０）とを備える。調整装置は、第１光波（１０）の照射方向を変更する。駆動装置は、移動体（３）の予測経路に基づき、鏡筒を回転する。調整装置（１１０）が追尾開始条件を満たすときから移動体を検知するまで鏡筒の回転による照射方向の変更を打ち消す方向に照射方向を変更する。
駆動装置が移動体（３）の予測経路に基づき鏡筒を回転し、かつ、調整装置が第１光波の照射方向を変更することで、鏡筒を急激に回転することなく、移動体を追尾することができる。また、調整装置が鏡筒の回転による照射方向の変更を打ち消す方向に照射方向を変更することで、鏡筒の回転に比べて、照射方向の変更を抑制することができる。これにより、レーザ追尾装置は、移動体がレーザ追尾装置の出力光の照射方向に到達するのを待つことができる。
第２の態様に係るレーザ追尾装置は、第１の態様に係るレーザ追尾装置であって、調整装置が照射方向を変更する速度が鏡筒の回転により照射方向を変更する速度以下であるように構成されている。
第３の態様に係るレーザ追尾装置は、第１の態様に係るレーザ追尾装置であって、調整装置が照射方向を変更する速度が鏡筒の回転により照射方向を変更する速度と等しくなるように構成されている。
第４の態様に係るレーザ追尾装置は、第１の態様に係るレーザ追尾装置であって、受光装置（１４０）と、演算装置（１５０）とを備える。受光装置（１４０）が移動体（３）からの反射光（２０）を含む第２光波（２１、２１Ｂ、２２、２２Ｂ、２３）を受光するとき、演算装置（１５０）は移動体を検知したと判定するように構成されている。
第５の態様に係るレーザ追尾装置は、第４の態様に係るレーザ追尾装置であって、分離装置（１２０）を備える。分離装置（１２０）は、第１光波を調整装置から鏡筒に導き、反射光（２０）を鏡筒から受光装置に導くように構成されている。
分離装置により、レーザ追尾装置は、一つの鏡筒を用いて、出力光の照射と、反射光の受光とを実現できる。
第６の態様に係るレーザ追尾装置は、第４の態様に係るレーザ追尾装置であって、第１光波（１０）を調整装置に導く分離装置（１２０）を備える。調整装置は、反射光（２０）を鏡筒から受け取り、受け取った反射光の進行方向を変更するように構成されている。分離装置は、反射光を調整装置から受光装置に導くように構成されている。
調整装置が反射光の進行方向を変更することで、視野の狭い受光装置を使用することができる。
第７の態様に係るレーザ追尾装置は、第４の態様に係るレーザ追尾装置であって、鏡筒（１３０）が照射鏡筒（１３０Ａ）と受光鏡筒（１３０Ｂ）とを備えるように構成されている。
第１光波（１０）を照射する照射鏡筒と、反射光（２０）を受光する受光鏡筒とを備えることで、分離装置（１２０）を省略することができる。
第８の態様に係るレーザ追尾装置は、第７の態様に係るレーザ追尾装置であって、調整装置（１１０）が照射調整装置（１１０Ａ）と受光調整装置（１１０Ｂ）とを備えるように構成されている。
第９の態様に係るレーザ追尾装置は、第７の態様に係るレーザ追尾装置であって、駆動装置（１７０）が照射駆動装置（１７０Ａ）と受光駆動装置（１７０Ｂ）とを備えるように構成されている。
これにより、照射鏡筒を受光鏡筒から分離して設けることができる。
第１０の態様に係るレーザ追尾装置は、第４の態様に係るレーザ追尾装置であって、受光装置（１４０）が第１受光装置（１４０Ａ）と第２受光装置（１４０Ｂ）とを備えるように構成されている。
これにより、レーザ追尾装置は、移動体を高確率で検知することができる。
第１１の態様に係るレーザ追尾装置は、第１０の態様に係るレーザ追尾装置であって、第２受光装置が受光する第２光波（２４）は、移動体が第１光波を反射した反射光を含まない。
第１２の態様に係るレーザ追尾装置は、第４の態様に係るレーザ追尾装置であって、受光装置（１４０）は、第１受光装置（１４０Ａ）と、温度測定装置（１４０Ｃ）とを備えるように構成されている。
これにより、レーザ追尾装置は、移動体を高確率で検知することができる。
第１３の態様に係るレーザ追尾装置は、第１の態様に係るレーザ追尾装置であって、照射方向に影響を与えるパラメータを格納する記憶装置（１８０）を備えるように構成されている。
調整装置（１１０）が記憶装置に格納さえたパラメータに基づき第１光波の照射方向を変更することで、レーザ追尾装置は、第１光波の照射方向に関する誤差を補正することができる。
第１４の形態に係るレーザ追尾装置は、第１の態様に係るレーザ追尾装置であって、大気計測装置（１９０）を備えるように構成されている。
調整装置（１１０）が、大気計測装置が計測する大気の状態に基づき、第１光の照射方向を変更することで、レーザ追尾装置は、第１光波の照射方向に関する誤差を補正することができる。
１ ：レーザ追尾装置
２ ：地上
３ ：移動体
５ ：水平面
６ ：軸方向
１０ ：出力光
１１ ：初期光
１２ ：調整光
２０ ：反射光
２１ ：取得光
２２ ：分離光
２３ ：第１分離光
２４ ：第２分離光
１００ ：レーザ発振器
１１０ ：調整装置
１１０Ａ ：照射調整装置
１１０Ｂ ：受光調整装置
１１１ ：光学素子
１１２ ：アクチュエータ
１２０ ：分離装置
１３０ ：鏡筒
１３０Ａ ：照射鏡筒
１３０Ｂ ：受光鏡筒
１３１ ：筒
１３２ ：第１ミラー
１３３ ：第２ミラー
１３４ ：第３ミラー
１３５ ：第４ミラー
１３９ ：開口部
１４０ ：受光装置
１４０Ａ ：第１受光装置
１４０Ｂ ：第２受光装置
１４０Ｃ ：温度測定装置
１５０ ：演算装置
１５１ ：信号処理部
１５２ ：制御部
１７０ ：駆動装置
１７０Ａ ：照射駆動装置
１７０Ｂ ：受光駆動装置
１８０ ：記憶装置
１９０ ：大気計測装置

Claims (14)

  1. 第１光波の照射方向を変更する調整装置と、
    前記調整装置により前記照射方向が変更された前記第１光波を照射する鏡筒と、
    移動体の予測経路に基づき、前記鏡筒を回転する駆動装置と
    を備え、
    前記調整装置が前記第１光波の照射方向を変更する精度は、前記駆動装置が前記鏡筒を回転する精度より高く、
    前記調整装置は、追尾開始条件を満たすときから前記移動体を検知するまで、前記鏡筒の回転による前記照射方向の変更を打ち消す方向に、前記照射方向を変更する
    レーザ追尾装置。
  2. 前記調整装置が前記照射方向を変更する速度は、前記鏡筒の回転により前記照射方向を変更する速度以下である
    請求項１に記載のレーザ追尾装置。
  3. 前記調整装置が前記照射方向を変更する速度は、前記鏡筒の回転により前記照射方向を変更する速度と等しい
    請求項１または２に記載のレーザ追尾装置。
  4. 前記移動体が前記第１光波を反射した反射光を含む第２光波を受光する受光装置と、
    前記第２光波に前記反射光が含まれるかを判定する演算装置と
    を備え、
    前記演算装置は、
    前記第２光波に前記反射光が含まれているとき、前記移動体を検知したと判定し、
    前記移動体の検知に基づき、前記予測経路と、前記移動体の位置との誤差を算出し、
    前記調整装置は、前記誤差に基づき、前記照射方向を変更する
    請求項１から３のいずれか１項に記載のレーザ追尾装置。
  5. 前記第１光波を前記調整装置から前記鏡筒に導き、前記反射光を前記鏡筒から前記受光装置に導く分離装置を備える
    請求項４に記載のレーザ追尾装置。
  6. 前記第１光波を前記調整装置に導く分離装置を備え、
    前記調整装置は、前記反射光を前記鏡筒から受け取り、受け取った前記反射光の進行方向を変更し、
    前記分離装置は、前記反射光を前記調整装置から前記受光装置に導く
    請求項４に記載のレーザ追尾装置。
  7. 前記鏡筒は、
    前記第１光波を照射する照射鏡筒と、
    前記反射光を受光する受光鏡筒と
    を備える
    請求項４に記載のレーザ追尾装置。
  8. 前記調整装置は、
    前記照射鏡筒に前記第１光波を照射する照射調整装置と、
    前記反射光を前記受光鏡筒から前記受光装置に導く受光調整装置と
    を備える
    請求項７に記載のレーザ追尾装置。
  9. 前記駆動装置は、
    前記照射鏡筒を回転する照射駆動装置と、
    前記受光鏡筒を回転する受光駆動装置と
    を備える
    請求項７または８に記載のレーザ追尾装置。
  10. 前記受光装置は、
    前記第２光波を受光する第１受光装置と、
    前記移動体から放射される第３光波を受光する第２受光装置と
    を備える
    請求項４から９のいずれか１項に記載のレーザ追尾装置。
  11. 前記第３光波は、前記反射光を含まない
    請求項１０に記載のレーザ追尾装置。
  12. 前記受光装置は、
    前記第２光波を受光する第１受光装置と、
    前記鏡筒の軸方向にある物体の温度を測定する温度測定装置と
    を備え、
    前記演算装置は、
    前記第２光波に前記反射光が含まれているとき、または、前記温度測定装置が測定した範囲に前記移動体が含まれているとき、前記移動体を検知したと判定し、
    請求項４から１１のいずれか１項に記載のレーザ追尾装置。
  13. 前記照射方向に影響を与えるパラメータを格納する記憶装置を備え、
    前記調整装置は、前記パラメータに基づき、前記第１光波の照射方向を変更する
    請求項１から１２のいずれか１項に記載のレーザ追尾装置。
  14. 前記第１光波の光路における大気の状態を計測する大気計測装置を備え、
    前記調整装置は、前記大気の状態に基づき、前記第１光波の照射方向を変更する
    請求項１から１３のいずれか１項に記載のレーザ追尾装置。
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