JP2519856B2 - レ―ザ―誘導方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば誘導弾に搭載さ
れ、複数ビームのレーザー光を照射する送信装置と１個
のアレイ検知器を含む受信装置からなるシーカーを用い
たレーザー誘導方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、誘導弾の誘導には主として電磁波
（電波）と赤外線が使われる。電波のレーダはアクティ
ブ方式で用いられ、赤外線はパッシブ方式で使われてい
る。パッシブ方式の赤外線誘導はエネルギーの放射を行
わずに相手のエネルギーを利用するので相手に気がつか
れない特徴があり、軍用として最適の方式である。パッ
シブ方式の赤外線誘導は、空に存在する航空機にとって
は絶対的な脅威であるが、しかし相手の放射エネルギー
の量を制御出来ず、受信するのに最適な波形や変調、波
長を選択出来ない等の欠点もあるので誘導距離に制限が
生じる。この欠点の為に地表上の目標にはパッシブ方式
の赤外線誘導は広く使われず、僅かに対艦船や対戦車の
イメージ方式の例があるだけである。

【０００３】又、レーザー光により目標を照射し、その
反射エネルギーを利用する赤外線セミアクティブ方式の
誘導は目標の指定を人が行っている。これは目標の捜索
識別が現状のシーカー方式では自動識別が難しいからで
ある。ここに識別のためにより情報量の多い誘導方式が
望まれる。画像方式はその一つであり一般にイメージシ
ーカーといわれている。

【０００４】現在のイメージシーカーは目標の像をパッ
シブに受信し背景と異なった目標の特徴、すなわち「四
角」とか「ある長さ」を持つと言うことで識別してい
る。したがって、トラックと戦車の識別はほとんど出来
ない。画像ではあるが画像としての特徴は利用していな
いアクティブ方式では、測距離出来るのでパッシブ方式
の二次元的イメージに対して三次元のイメージが得られ
る。赤外線で最も効率良く目標を照射出来るのはレーザ
ー光である。現在、レーザーによるアクティブ方式が使
われていないのはレーザー光のビーム幅が基本的に狭い
ので捜索を行うために非常に時間が掛かる事による。

【０００５】識別の能力が現状以上で捜索の範囲が広げ
られれば理想の誘導方式に一歩近づくと言える。特に、
コヒーレントのレーザー光により目標の距離測定を行え
ば、目標の三次元の像が得られ確実に目標識別が可能と
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、送信時に複数ビームのレーザー
光により誘導に必要且つ十分な面積を照射し、受信時に
反射エネルギーが受信されるアレイ検知器を電子的に走
査して目標のイメージを得ることにより、捜索の範囲が
広げられ、目標の捜索識別を短時間に効率良くでき、確
実に目標への誘導ができるレーザー誘導方式を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は上記課
題を解決するために、複数ビームのレーザー光を送信す
る送信装置と１個のアレイ検知器を含む受信装置からな
るシーカーを用い、前記送信装置によりレーザー光照射
領域が所定形状になるようにレーザー光を照射し、前記
受信装置により前記レーザー光照射領域からの反射エネ
ルギーが受信されるアレイ検知器を電子的に走査して目
標を検出し、この検出した目標の方向に対する機体軸か
らの角度を測定して機体を目標の方向に向けることを特
徴とし、送信時に複数ビームのレーザー光により誘導に
必要且つ十分な面積を照射し、受信時に反射エネルギー
が受信されるアレイ検知器を電子的に走査して目標のイ
メージを得ることにより、捜索の範囲が広げられ、目標
の捜索識別が短時間に効率良くでき、確実に目標への誘
導ができるものである。

【０００８】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。

【０００９】図１及び図２は本発明の一実施例を示し、
図１はレーザー誘導方式を示すシステムブロック図、図
２はシーカー頭部の斜視図である。即ち、図１に示すよ
うに、送信装置１は８個の半導体レーザー素子２０１，
２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２
０８を有し、この半導体レーザー素子２０１〜２０８に
はパルス変調器３を介して電源４が接続される。前記半
導体レーザー素子２０１〜２０８には電源４からパルス
変調器３を介して変調信号、走査信号等が供給され、半
導体レーザー素子２０１〜２０８からそれぞれレーザー
光が光学系５を介して発射され、全体のレーザー光照射
領域は基本的に横長の四角となる。例えば距離５００ｍ
において、上下に４個ずつ半導体レーザー素子２０１〜
２０８から放射が行われ、半導体レーザー素子２０１〜
２０８の特性によりレーザービームが四角に放射できる
ときには、５０ｍ×５０ｍの範囲を１つの半導体レーザ
ー素子が受け持ち全体で２００ｍ〜１００ｍの範囲を照
射する。尚、半導体レーザー素子２０１〜２０８をピエ
ゾ素子の上に載せ、半導体レーザー素子２０１〜２０８
の位置を変更することにより、走査あるいは照射方向を
少しだけ変更できる。

【００１０】一方、受信装置６はダイオードアレイより
なるアレイ検知器７を有し、このアレイ検知器７には送
信装置１で照射されたレーザー光照射領域からの反射エ
ネルギーが光学系５を介して受信される。従って、アレ
イ検知器７は信号処理回路８からの駆動信号により駆動
されることにより、電子的に走査されてダイオードアレ
イの信号を読出す。尚、アレイ検知器７は距離測定の為
に各素子は独立にアクセスできるようにする。戦車を例
にとれば、横２００ｍで戦車の識別を７素子とすれば戦
車は７ｍ以上であり２００素子あれば十分である。縦は
１００素子とする。アレイ検知器７で画像をとると同時
に距離測定を行うことにより、目標の細部の距離からよ
り高い識別能力を持たせることができる。信号処理回路
８により読出したダイオードアレイの信号は画像処理回
路９により画像処理される。画像処理回路９では前処理
として輪郭強調、二次化等を行い、画像処理として、縁
検出、中心検出、重心検出、相関検出等を行う。尚、必
要に応じて信号処理の方法を変えることができ、このと
きは一般的に用いられている方法を使う。このようにし
て、画像処理回路９から機体制御信号が出力される。

【００１１】図２（ａ）に示すように、前記アレイ検知
器７はシーカー頭部１０のほぼ中心部に設けられ、この
アレイ検知器７の周囲に半導体レーザー素子２０１〜２
０８が配設される。図２（ｂ）に示すように、この半導
体レーザー素子２０１〜２０８及びアレイ検知器７は赤
外線シーカードーム１１で覆われる。この赤外線シーカ
ードーム１１はシーカーを外部から保護するためのカバ
ーであり、外部の周辺部は板を張り合わせた円錐形に形
成され、中心部は半球形に形成される。このような形状
にすることにより、周囲にある８個の光学系から光が外
に出てくると共に中心にある１個の光学系に光が入って
くるようになる。

【００１２】次に、航法について述べる。即ち、誘導弾
として航法を行わせるにはリード角度が必要であり、こ
のため固定シーカーである本方式は高速度の目標には適
さないが通常の地表目標には十分対応する。シーカーで
は画像の中の目標と機体方向（すなわち画像の中心）と
の角度差から機体を目標の方向に向ける。この時に角度
差ではなく角度の変化率を求めれば比例航法が可能とな
る。基本的には狭い角度範囲で比例航法をする。この狭
い範囲で十分運用できる。航法の基準座標は光学系が機
体固定でありかつ視野も回転しては問題が生じるので慣
性航法装置を搭載し、その信号をシーカーの方向制御に
用いる。基準はロールおよびピッチ、ヨウすべて角度、
角速度を使う。

【００１３】尚、捜索時に目標の信号対雑音比をあげる
ために、目標らしき物が現れたらピエゾ素子を動作させ
てその目標の方向にすべての半導体レーザー素子２０１
〜２０８を向けるようにしてもよい。目標でない場合に
はまた別々に捜索に戻る。この方法はまた目標が識別さ
れたらすべての半導体レーザー素子２０１〜２０８を目
標に向けるようにしてもよい。

【００１４】又、半導体レーザー素子２０１〜２０８か
ら発射された全体のレーザー光照射領域である捜索のパ
ターンは長方形以外にも適当な形状、例えば円、楕円等
も含む。以上のように本実施例によれば次のような特徴
がある。

【００１５】（１） シーカー筺体の周辺部につけた複
数の半導体レーザー素子により誘導弾運用に必要且つ十
分な面積を照射し、受信時にアレイ検知器の走査を行い
目標のイメージを得ることができる。 （２） シーカーの航法基準信号は機体の慣性航法装置
から得るのでシーカーには動く部分がまったく無い。

【００１６】（３） レーザーを任意に選べるので信号
対雑音比を最大にする波長が選べ、さらに、この波長だ
けを通す波長フィルタの使用が可能となり背景抑圧能力
が高まる。

【００１７】（４） 現在多くの兵器はその赤外線放射
を出来るかぎり少なくする様な構造になって来ている。
将来はステルス化によりパッシブ方式には運用の限界に
来る可能性がある。アクティブ方式なので将来目標の赤
外線放射が少なくなっても使用できる可能性が高い。 （５） レーダと異なり可視光とほぼ同じ解像度の像が
えられるので像のみによる識別でも目標が明白に分か
る。イメージのみで目標の識別が可能である。

【００１８】（６） アクティブ方式ではあるが各々の
半導体レーザー素子から発射されるレーザー光の波長が
微妙に異なり、またそれぞれの照射範囲が狭いので相手
から妨害されることはまず無い。 （７） コヒーレントレーザーシステムの使用により三
次元の像が得られるので二次元画像よりも識別能力が高
まる。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、送信
時に複数ビームのレーザー光により誘導に必要且つ十分
な面積を照射し、受信時に反射エネルギーが受信される
アレイ検知器を電子的に走査して目標のイメージを得る
ことにより、捜索の範囲が広げられ、目標の捜索識別が
短時間に効率良くでき、確実に目標への誘導ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すシステムブロック図で
ある。

【図２】本発明に係るシーカー頭部の一例を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１…送信装置、２０１〜２０８…半導体レーザー素子、
３…パルス変調器、４…電源、５…光学系、６…受信装
置、７…アレイ検知器、８…信号処理回路、９…画像処
理回路、１０…シーカー頭部、１１…赤外線シーカード
ーム。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数ビームのレーザー光を送信する送信
   装置と１個のアレイ検知器を含む受信装置からなるシー
   カーを用い、前記送信装置によりレーザー光照射領域が
   所定形状になるようにレーザー光を照射し、前記受信装
   置により前記レーザー光照射領域からの反射エネルギー
   が受信されるアレイ検知器を電子的に走査して目標を検
   出し、この検出した目標の方向に対する機体軸からの角
   度を測定して機体を目標の方向に向けることを特徴とす
   るレーザー誘導方式。