JP2573318B2 - 光学系装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばミサイル誘導装置に用いられるカ
セグレン方式の光学系装置に関する。

（従来の技術） 従来のミサイル誘導装置として、目標方向をカセグレ
ン方式の光学系装置によって受光し、その受光信号を信
号処理して目標と背景とを識別することによりミサイル
を目標へ誘導する方式がある。この方式では目標を背景
から識別するため、単一波長の情報が使用される。しか
し、２波長の光ビームを使用して、両ビームの反射ビー
ムを受光することにより、目標背景の特徴をそれぞれの
波長できわ立たせることができ、単一波長では識別でき
ない目標を２波長を用いることにより背景から識別する
ことができる。

しかしながら、上記カセグレン方式は、第４図に示す
ように入射光Ｓを一次鏡１によってその焦点に配置した
凸面状の二次鏡２に集光し、この二次鏡２の反射光を一
次鏡１の中央に配置した受光器３に導き、この受光器３
によって光の強さに応じた信号を取出すものであり、同
一光軸上で２波長を分けることができないため、２波長
を同一光学系で扱うことができない。したがって、上記
のように２波長を扱うには２つの光学系が必要となり、
装置の大型化を招くことになる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように従来のカセグレン方式による光学系
装置では、２波長の入射光を同一光学系で扱うことがで
きないため、２波長を扱うには２つの光学系が必要とな
り、装置の大型化を招く。

この発明は上記の問題を解決するためになされたもの
で、２波長の入射光を同一光学系で扱うことができ、こ
れによって装置の小型化を図り得るカセグレン方式の光
学系装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明に係る光学系装置
は、光を集光する一次鏡の焦点に二次鏡を配置して、一
次鏡の反射光を二次鏡で受光器に導くカセグレン方式の
ものにおいて、前記二次鏡を一定周期で微少振動させて
光軸を所定方向に所定角度だけ変化させる手段と、この
手段による二次鏡の振動に同期して前記受光器を光軸振
幅方向に振動させ、常に光軸を受光面の同一箇所に位置
させる手段と、前記二次鏡と受光器との間に配置され前
記光軸の偏位中心より一方側で第１の波長の光を透過さ
せ、他方側で第２の波長の光を透過させるフィルタとを
具備して構成される。

（作用） 上記構成による光学装置では、二次鏡及び受光器を同
一周期で微少振動させて光軸を所定方向に所定角度だけ
変化させ、二次鏡及び受光器の間に配置したフィルタに
よって光軸の偏位中心より一方側で第１の波長の光を、
他方側で第２の波長の光を受光器に透過させるので、受
光器は第１、第２の波長の光を交互に受光して検出信号
とすることができる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。

第１図はその構成を示すもので、10は一次鏡、11は二
次鏡、12はフィルタ、13は受光器である。二次鏡11は一
次鏡10からの光（波長λ1,λ２を含む）を反射して、フ
ィルタ12を介して受光器13へ導くもので、反射角度を微
少変化させるため、Ａ軸を支点に角度θだけ図中上下に
微少振動するようになっている。フィルタ12は二次鏡11
が基準位置にあるときの反射光軸に対して垂直に配置さ
れ、二次鏡11の振動によつて反射光が動く方向に対して
垂直方向に一定幅のλ１透過膜ａ及びλ２透過膜ｂを交
互に配列したものである。受光器13はフィルタ12と平行
に近接して配置され、フィルタ12のλ１透過膜ａ及びλ
２透過膜ｂと同一方向に受光帯ｃ及び不感帯ｄを交互に
配列したもので、二次鏡11の振動に同期して光の移動方
向と同一方向に振動するようになっている。上記受光帯
ｃには光電変換素子としてCCD（電荷結合素子）が用い
られ、二次鏡11及び受光部13の振動には圧電素子が用い
られる。

第２図は第１図の光学系に対する制御系の構成を示す
もので、21は一定周期の同期信号を発生する同期信号発
生器である。ここで発生された同期信号は二次鏡11及び
受光器13の各駆動装置22,23に入力され、さらに信号分
離器24に入力される。駆動装置22,23は入力した同期信
号により圧電素子で二次鏡11及び受光器13を振動させる
ものである。信号分離器24は受光器13で同期信号の周期
で交互に得られる波長λ1,λ２の受光信号を増幅した
後、同期信号に応じて切換出力するものである。

上記構成において、以下その作用について説明する。

第３図は第１図の光学系をモデル化したもので、長さ
ｘの二次鏡11を角度（二次鏡11と一次鏡13が平行のとき
基準位置とする）θだけ振動させたときの変化幅（振動
幅）をΔｔとし、二次鏡11が基準位置にあるときの受光
器13との距離をｈとし、受光器13上の光軸ｌの変化幅を
Δｙとする。光軸ｌの振動角度は二次鏡11の振動角度θ
に等しいから、以下の関係式が成立する。

x tanθ＝Δｔ ……（１） tanθ＝Δy/h ……（２） そこで、例としてｘ＝1cm、ｈ＝10cm、Δｙ＝10μｍ
のときの二次鏡11の振動幅Δｔを求めると、（２）式よ
り tanθ＝10μm/10cm＝10^-5／10^-1＝10^-4 であるから、 Δｔ＝1cm×10^-4＝10^-2×10^-4＝10^-6＝１μｍ となり、受光器13の受光面上で光軸ｌを10μｍだけ移動
させるには二次鏡11の振動幅Δｔを１μｍとすればよい
ことになる。

上記の関係に基づいて、まず二次鏡11が基準位置にあ
るとき、光軸ｌがフィルタ12のλ１透過膜ａを通過し、
受光器13の光軸位置y1に受光帯ｃがくるように各部品を
配置する。そして、二次鏡11を角度θだけ回動させたと
き、光軸ｌがフィルタ12のλ２透過膜ｂを通過するよう
に各透過膜a,bの幅を設定し、受光器13の光軸位置y2に
受光帯ｃがくるように受光器13をΔｙだけ偏位させる。
すなわち、二次鏡11及び受光器13を同一周期で振動させ
ることにより、同一光学系でλ1,λ２の２波長の光ビー
ムを受光することができる。

このようにして受光器13の受光帯ｃで得られた検出信
号は同期信号発生器21で発生される同期信号の周期で交
互にλ1,λ２の信号となっている。このため、第２図の
信号分離器24で同期信号に応じて切換導出することによ
り、λ１出力、λ２出力を得ることができる。

したがって、上記構成による光学装置を用いれば、単
体で入射光から２波長の信号を検出することができるの
で、装置の小型化に寄与することができる。

尚、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、例えばオフセット型カセグレン方式の光学系装置に
も容易に適用することができる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、２波長の光を同一光
学系で扱うことができ、これによって装置の小型化を図
り得るカセグレン方式の光学系装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る光学系装置の一実施例を示す構
成図、第２図は同実施例に用いられる制御系の構成を示
すブロック回路図、第３図は第１図の光学系をモデル化
して示す構成図、第４図は従来のカセグレン方式の光学
系装置の構成を示す図である。 1,10……一次鏡、2,11……二次鏡、3,13……受光器、12
……フィルタ、21……同期信号発生器、22,23……振動
発生用駆動装置、24……信号分離器、ａ……λ１透過
膜、ｂ……λ２透過膜、ｃ……受光帯、ｄ……不感帯。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光を集光する一次鏡の焦点に二次鏡を配置
   して、一次鏡の反射光を二次鏡で受光器に導くカセグレ
   ン方式の光学系装置において、前記二次鏡を一定周期で
   微少振動させて光軸を所定方向に所定角度だけ変化させ
   る手段と、この手段による二次鏡の振動に同期して前記
   受光器を光軸振幅方向に振動させ、常に光軸を受光面の
   同一箇所に位置させる手段と、前記二次鏡と受光器との
   間に配置され前記光軸の偏位中心より一方側で第１の波
   長の光を透過させ、他方側で第２の波長の光を透過させ
   るフィルタとを具備する光学系装置。