JP3981608B2 - デュアルビーム光学装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は一つの光学系により、遠距離／近距離共用のビーム形成を可能とするデュアルビーム光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は単焦点レンズ使用による光学系であり、２００ｍの遠距離で必要となる大きさのレーザビームを形成しているため、２０ｍの近距離ではレーザビームの大きさが狭まってしまう欠点があった。このような従来の光学系を用いて、遠距離／近距離共用のレーザビームを形成しようとする場合、両者に応じた焦点レンズを使用した光学系を２種用意する必要があり、光軸調整等の複雑さとコストアップの要因となる欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、遠距離用と近距離用の２つの光学系を並べて使用していた。
【０００４】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、一つの光学系により、遠距離／近距離共用のビーム形成を可能とすることにより、光軸調整等が容易になり、且つコストを低下できるデュアルビーム光学装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のデュアルビーム光学装置は、レーザビームを発生するレーザ光源と、前記レーザ光源から発生したレーザビームが入射される反射防止コーティングを施した凸レンズと、前記凸レンズを透過したレーザビームが入射され、透過する主ビームと表裏で往復反射してから透過するゴーストビームを形成する反射防止コーティングの無い凹レンズとを具備し、前記凸レンズと凹レンズの作用により、一定の受光側感度（μＷ）で示されるレーザビーム幅の狭い遠距離用レーザビーム及び一定の受光側感度（μＷ）で示されるレーザビーム幅の広い近距離用レーザビームを同時に形成し、前記凹レンズの凹面曲率半径の値によりゴーストビームの広がり角を決めると共に、前記凹レンズの反射率を変えることにより遠距離用レーザビームと近距離用レーザビームの光の強度の比率を調整することを特徴とするものである。
【０００６】
また本発明のデュアルビーム光学装置は、レーザビームを発生するレーザ光源と、前記レーザ光源から発生したレーザビームが入射され、透過する主ビームと表裏で往復反射してから透過するゴーストビームを形成する反射防止コーティングの無い凹レンズと、前記凹レンズで形成された主ビームとゴーストビームを透過する反射防止コーティングを施した凸レンズとを具備し、前記凸レンズと凹レンズの作用により、一定の受光側感度（μＷ）で示されるレーザビーム幅の狭い遠距離用レーザビーム及び一定の受光側感度（μＷ）で示されるレーザビーム幅の広い近距離用レーザビームを同時に形成し、前記凹レンズの凹面曲率半径の値によりゴーストビームの広がり角を決めると共に、前記凹レンズの反射率を変えることにより遠距離用レーザビームと近距離用レーザビームの光の強度の比率を調整することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明の一実施形態例によるデュアルビーム光学装置を示す構成説明図であり、図２は図１のＡ部を示す拡大図である。図において、１１はレーザ光源の一例であるレーザダイオード、１２は反射防止コーティングを施した凸レンズ（例えば平凸レンズ）、１３は反射防止コーティングの無い（または反射膜を付けた）凹レンズ（例えば平凹レンズ）、１４は遠距離用の主レーザビーム（遠距離レーザビーム）、１５は近距離用のゴーストレーザビーム（近距離レーザビーム）である。
【０００９】
すなわち、レーザ光源となるレーザダイオード１１の前面には反射防止コーティングを施した凸レンズ１２を配設し、さらに前記凸レンズ１２の前方には反射防止コーティングの無い（または反射膜を付けた）凹レンズ１３を配設する。
【００１０】
レーザダイオード１１から発生したレーザビームは反射防止コーティングを施した凸レンズ１２に入射する。前記凸レンズ１２を透過したレーザビームは反射防止コーティングの無い凹レンズ１３に入射する。前記凹レンズ１３を透過したレーザビームは遠距離用の主レーザビーム（遠距離レーザビーム）１４を形成し、前記凹レンズ１３で反射されたレーザビームは近距離用のゴーストレーザビーム（近距離レーザビーム）１５を形成する。
【００１１】
レーザダイオード１１から出たレーザビームは、前記凸レンズ１２を１回で透過する。前記凹レンズ１３では、１回で透過する主レーザビーム１４と、凹レンズ１３の表裏で往復反射してから透過するゴーストレーザビーム１５が発生する。その他前記凹レンズ１３では、さらに反復反射するレーザビームも存在するが、光の強度的に高いものは、前記主レーザビーム１４と１往復反射のゴーストレーザビーム１５である。
【００１２】
前記凹レンズ１３の凹面曲率半径の値により、ゴーストレーザビーム１５の広がり角を決めることができ、前記凹レンズ１３の反射率を変えることにより、主レーザビーム１４とゴーストレーザビーム１５の光の強度の比率を調整することができる。
【００１３】
本実施形態例によるデュアルビーム光学装置は、レーザビーム光路に反射防止コーティングの無い（または反射膜を付けた）凹レンズ１３を入れ、透過する主レーザビーム１４と反射によるゴーストレーザビーム１５の２つのレーザビームを形成することにより、主レーザビーム１４を遠距離用レーザビーム、ゴーストレーザビーム１５を近距離用レーザビームとするものである。
【００１４】
したがって、凸レンズ１２と凹レンズ１３の２枚のレンズの作用により、レーザビーム幅の狭い遠距離用レーザビーム及びレーザビーム幅の広い近距離用レーザビームを同時に形成することができる。そのため、従来必要であった２つの光学系を一つの光学系に集約することができる。
【００１５】
図３は本発明の実施形態例に係る試作器によるビームパターン例を示す特性図であり、（ａ）は縦方向平面パターン（受光側感度１０μＷ）、（ｂ）は横方向平面パターン（受光側感度１０μＷ）である。表中のポイント（黒四角）は指定距離でのビーム幅（縦及び横）の大きさを示す。（例：指定距離２０ｍでビーム幅（縦）±０．３０ｍ）。
【００１６】
図４は本発明の実施形態例に係る試作器によるビームパターン例を示す特性図であり、（ａ）は縦方向平面パターン（受光側感度２０μＷ）、（ｂ）は横方向平面パターン（受光側感度２０μＷ）である。表中のポイント（黒四角）は指定距離でのビーム幅（縦及び横）の大きさを示す。（例：指定距離２０ｍでビーム幅（縦）±０．２０ｍ）。
【００１７】
図５は本発明の他の実施形態例によるデュアルビーム光学装置を示す構成説明図であり、図１のデュアルビーム光学装置のレーザダイオードに対する凸レンズと凹レンズの位置を逆にしたデュアルフォーカス形成方法で所定の曲率半径によりデュアルビームを形成したものである。図において、１１′はレーザ光源の一例であるレーザダイオード、１２′は反射防止コーティングを施した凸レンズ（例えば平凸レンズ）、１３′は反射防止コーティングの無い（または反射膜を付けた）凹レンズ（例えば平凹レンズ）、１４′は遠距離用の主レーザビーム（遠距離レーザビーム）、１５′は近距離用のゴーストレーザビーム（近距離レーザビーム）であり、Ａ′は拡大図の拡大部分である。
【００１８】
すなわち、レーザ光源となるレーザダイオード１１′の前面には反射防止コーティングの無い（または反射膜を付けた）凹レンズ１３′を配設し、さらに前記凹レンズ１３′の前方には反射防止コーティングを施した凸レンズ１２′を配設する。
【００１９】
レーザダイオード１１′から発生したレーザビームは反射防止コーティングの無い凹レンズ１３′に入射する。前記凹レンズ１３′を透過したレーザビームは遠距離用の主レーザビーム（遠距離レーザビーム）１４′を形成し、前記凹レンズ１３′で反射されて透過したレーザビームは近距離用のゴーストレーザビーム（近距離レーザビーム）１５′を形成する。前記凹レンズ１３′で形成された主レーザビーム１４′とゴーストレーザビーム１５′は反射防止コーティングを施した凸レンズ１２′を透過する。
【００２０】
尚、本発明の各実施形態例に係るデュアルビーム光学装置は、遠距離で一定のレーザパターンを有しつつ、近距離でも広いレーザパターンを必要とする例えば交戦訓練装置系のプロジェクタに使用される。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、一つの光学系により、近距離用レーザビームと遠距離用レーザビームの二つのレーザビームが形成でき、部品点数等の削減による経済性の改善、構造の単純化による光学系調整の簡素化ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例によるデュアルビーム光学装置を示す構成説明図である。
【図２】図１のＡ部を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施形態例に係る試作器によるビームパターン例を示す特性図であり、（ａ）は縦方向平面パターン（受光側感度１０μＷ）、（ｂ）は横方向平面パターン（受光側感度１０μＷ）である。
【図４】本発明の実施形態例に係る試作器によるビームパターン例を示す特性図であり、（ａ）は縦方向平面パターン（受光側感度２０μＷ）、（ｂ）は横方向平面パターン（受光側感度２０μＷ）である。
【図５】本発明の他の実施形態例によるデュアルビーム光学装置を示す構成説明図である。
【符号の説明】
１１ レーザダイオード
１２ 凸レンズ
１３ 凹レンズ
１４ 主レーザビーム
１５ ゴーストレーザビーム
Claims (2)
- レーザビームを発生するレーザ光源と、
前記レーザ光源から発生したレーザビームが入射される反射防止コーティングを施した凸レンズと、
前記凸レンズを透過したレーザビームが入射され、透過する主ビームと表裏で往復反射してから透過するゴーストビームを形成する反射防止コーティングの無い凹レンズとを具備し、
前記凸レンズと凹レンズの作用により、一定の受光側感度（μＷ）で示されるレーザビーム幅の狭い遠距離用レーザビーム及び一定の受光側感度（μＷ）で示されるレーザビーム幅の広い近距離用レーザビームを同時に形成し、前記凹レンズの凹面曲率半径の値によりゴーストビームの広がり角を決めると共に、前記凹レンズの反射率を変えることにより遠距離用レーザビームと近距離用レーザビームの光の強度の比率を調整することを特徴とするデュアルビーム光学装置。 - レーザビームを発生するレーザ光源と、
前記レーザ光源から発生したレーザビームが入射され、透過する主ビームと表裏で往復反射してから透過するゴーストビームを形成する反射防止コーティングの無い凹レンズと、
前記凹レンズで形成された主ビームとゴーストビームを透過する反射防止コーティングを施した凸レンズとを具備し、
前記凸レンズと凹レンズの作用により、一定の受光側感度（μＷ）で示されるレーザビーム幅の狭い遠距離用レーザビーム及び一定の受光側感度（μＷ）で示されるレーザビーム幅の広い近距離用レーザビームを同時に形成し、前記凹レンズの凹面曲率半径の値によりゴーストビームの広がり角を決めると共に、前記凹レンズの反射率を変えることにより遠距離用レーザビームと近距離用レーザビームの光の強度の比率を調整することを特徴とするデュアルビーム光学装置。
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