JPH0210283A - レーザレーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はレーザレーダ装置、特に投光及び受光の機能
を兼ねるカセグレン式反射鏡を備えたレーザレーダ装置
、及び光束密度の高い細いビーム径の光を射出する小孔
を設けた外面放物面鏡とを備えたレーザレーダ装置に関
するものである。

［従来の技術］ 従来この柾の装置の公知文献としては、例えば「空気清
浄のための浮遊微粒子の計測制御総合技術、第５章エア
ロゾル計測技術、第２節計測技術の応用と実際、２３レ
ーザレーダ、１０１Ｇ頁〜１０２４頁、１？＆Ｄプラン
ニング社、昭和６２年１り月出版」に開示されたものが
ある。

第２図は上記文献による従来のレーザレーダの基本構成
概念図であり、図において５１はレーザパルス発振器及
び送光系、５２は受光望遠鏡及び受光系、５３は信号処
理系、５４は架台である。また架台５４は時に空間的な
スキャンを行うのでスキャナとも呼ばれる。レーザレー
ダは上記５１〜５４の４つの基本構成要素により構成さ
れる。

第３図は従来のレーザレーダの構成を示すブロック図で
あり、図において６■はレーザ電源、Ｇ２はルビーレー
ザ発振器、６３はミラー、６４は送光窓、６５はレーザ
ビーム、６６はフレネルレンズ、６７は受光望遠鏡、Ｇ
８は干渉フィルタ、６９は光電子増倍管、７０はフォト
ダイオード、７１は前置増幅器、７２は信号処理装置、
７３は記憶装置、７４は高圧電源である。

第３図の動作を説明する。レーザ電源６１よりレーザ電
源がルビーレーザ発振器６２に供給され、ルビーレーザ
発振器６２はパルス光を出射し、光軸調整用のミラー６
３で鉛直方向に向けられ、送光窓６４を通して大気中に
射出される。ミラー６３への入射光の一部はフォトダイ
オード７０を介してトリガー信号として信号処理装置７
２に供給される。大気中で反射されたレーザ光は受光望
遠鏡６７で受信される。受信された光はフレネルレンズ
６Ｂで集光され干渉フィルタ６８を介して光電子増倍管
６９で検出され電気信号に変換される。光電子増倍管６
９からの電気信号は前置増幅器７１で増幅され信号処理
装置７２に供給される。信号処理装置７２では入力信号
を高速でデジタル信号に変換し、この変換されたデジタ
ルデータをラインプリンタで出力したり、磁気テープ等
の記憶装置７３に記憶させる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のレーザレーダ装置では、投光系と受
光系が別個となっているため、投光と受光との相互関係
を調整しなければならず、また２系統の光学系を有する
ため装置の構造が複雑になるという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、投光系と受光系の相互の調整を不要とし、操作性に
優れ、且つ構造を簡素化したレーザレーダ装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この第１の発明に係るレーザレーダ装置は、レーザの投
光系及び受光系に共通に使用する内面放物面鏡と外面放
物面鏡とを、レーザの投光時には前記外面放物面鏡を１
次反射鏡とし、前記内面放物面鏡を２次反射鏡として用
い、またレーザの受光時には前記内面放物面鏡を１次反
射鏡とし、前記外面放物面鏡を２次反射鏡として用いる
ように構成されたカセグレン式反射鏡を備えたものであ
る。

この第２の発明に係るレーザレーダ装置は、レーザの受
光系に使用する内面放物面鏡と中心部に小孔を設けた外
面放物面鏡とを、レーザの投光時には前記外面放物面鏡
の中心部に設けられた小孔より投光し、またレーザの受
光時には前記内面放物面鏡を１次反射鏡とし、前記外面
放物面鏡を２次反射鏡として受光するように構成された
カセグレン式反射鏡を備えたものである。

［作用］ この第１の発明においては、レーザの投光系及び受光系
に共通に使用する内面放物面鏡と外面放物面鏡とにより
構成されたカセグレン式反射鏡とを備え、レーザの投光
時には前記外面放物面鏡を１次反射鏡とし、前記内面放
物面鏡を２次反射鏡として用いることにより細い平行光
線束を太い平行光線束に変換して投光する。またレーザ
の受光時には前記内面放物面鏡を１次反射鏡とし、前記
外面放物面鏡を２次反射鏡として用いることにより太い
平行光線束を細い平行光線束に変換して受光する。

この第２の発明においてはレーザの受光系に使用する内
面放物面鏡と中心部に小孔を設けた外面放物面鏡とによ
り構成されたカセグレン式反射鏡とを備え、レーザの投
光時には前記外面放物面鏡の中心部に設けられた小孔よ
り投光することにより、高い光束密度の光を出射する。

またレーザの受光時には前記内面放物面鏡を１次反射鏡
とし、前記中心部に小孔を設けた外面放物面鏡を２次反
射鏡として用いることにより、受光系の性能を損なうこ
となく、太い平行光線束を細い平行光線に変換して受光
する。

［実施例］ 第１図はこの第１の発明に係るレーザレーダ装置の実施
例を示す構造図であり、１は内面放物面鏡、２はガラス
窓、３はレーザ光源、４はレンズ、５はハーフミラ−６
は外面放物面鏡、７は集光レンズ、８は受光器、９は内
面放物面ｖＬ１及び外面放物面鏡６の共通の焦点、１０
はカセグレン式反射鏡の外鏡筒である。

第１図の動作を説明する。内面放物面ｍｌの中央部にガ
ラス窓２が設けられている。レーザ光源３からの光はレ
ンズ４で平行光に変換され、ハーフミラ−５を通って、
ガラス窓２を透過し、カセグレン式反射鏡の外鏡筒１０
内に入射する。該外鏡筒１０内に入射された光は外面放
物面鏡６で１次反射し、さらに内面放物面鏡１で２次反
射して平行光に変換され射出される。光がレーザ光源３
から出射して大気中に投光されるまでの光路は第１図の
矢印で示した通りである。次に大気中より平行光として
入射した光は第１図の矢印と逆方向の光路をたどる。即
ち内面放物面鏡１で１次反射し、さらに外面放物面鏡６
で２次反射して平行光となり、ガラス窓２を透過してハ
ーフミラ−５に至り、反射して集光レンズ７で集束され
受光器８で受、光量が検出される。なお、大気中からの
入射光は一般に反射物体の距離が十分遠いため平行光に
なっている。ここで焦点９は内面放物面鏡１及び外面放
物面鏡６の共通な焦点である。本実施例では投光ビーム
は十分太い平行光線束として射出される。

しかしビームの径を狭めて光束密度の高い細いビームを
射出した方が分解能が向上しｌｌ１ｌｊ定上有効な場合
がある。

第４図はこの第２の発明に係るレーザレーダ装置の実施
例を示す構造図であり、１〜５．７．８及び１０は第１
図の実施例に示した機器と全く同一のものである。ＯＡ
は外面放物面鏡で、その中心部に該放物面鏡の反射面積
に比べて十分小さな面積の小孔１１を設けである。

第４図の動作を説明する。レーザ光源３からの出射光は
レンズ４、ハーフミラ−５、ガラス窓２を通り、外面放
物面ｍＱＡの中心部に設けられた小孔１１を通って大気
中に出射される。従って高い光束密度の光を出射するこ
とができる。しかし大気中からの入射光に対する光路は
第１図の実施例と何ら異なるところはない。外面放物面
鏡６Ａに設けられた。小孔１１は該放物面鏡ＢＡの反射
面積に比べて十分に小さいので、大気中より入射した入
射光が外面放物面鏡６Ａで反射する際の光量の減少はき
わめて少い。従って受光系の性能が損なわれることはな
い。

［発明の効果］ 以上のようにこの第１の発明によれば、レーザの投光系
及び受光系に共通に使用する内面放物面鏡及び外面放物
面鏡により構成されたカセグレン式反射鏡を備えている
ので、出射光と入射光の位置関係を調整する必要がな（
なり再現性の良い測定が可能となる効果を有する。

また従来投光系と受光系と別個であった装置が共通の１
個の光学系の装置となったため、構造が簡素化され装置
の経済性及び信頼性が向上するという効果が期待できる
。

またこの第２の発明によれば、レーザの受光系に使用す
る内面放物面鏡及び中心部に小孔を設けた外面放物面鏡
により構成されたカセグレン式反射鏡を備えて、前記外
面放物面鏡に設けられた小孔より投光することにより、
受光系の性能を損なうことなく、投光ビームの径を狭め
て高い光束密度の光を出射でき、高分解能の受光データ
が得られるという性能向上の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの第１の発明に係るレーザレーダ装置の実施
例を示す構造図、第２図は従来のレーザレーダの基本構
成概念図、第３図は従来のレーザレーダの構成を示すブ
ロック図、第４図はこの第２の発明に係るレーザレーダ
装置の実施例を示す構造図である。 図において１は内面放物面鏡、２はガラス窓、３はレー
ザ光源、４はレンズ、５はハーフミラ−６は外面放物面
鏡、６Ａは中心部に小孔を設けた外面放物面鏡、７は集
光レンズ、８は受光器、９は内、４放物面ｖｔ１．６の
焦点、１０はカセグレン式反射鏡の外鏡筒、１１は小孔
である。 ５４、竿　台 ｆ芝釆のレープレーダの蟇半田（へ罹盆凹第２図 従来のレー″ワーレータの：ｇＡ舅ロｉ罫ｆブロックロ
第　　３　　因

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザの投光系及び受光系に共通に使用する内面
   放物面鏡と外面放物面鏡とを、レーザの投光時には前記
   外面放物面鏡を１次反射鏡とし、前記内面放物面鏡を２
   次反射鏡として用い、またレーザの受光時には前記内面
   放物面鏡を１次反射鏡とし、前記外面放物面鏡を２次反
   射鏡として用いるように構成されたカセグレン式反射鏡
   を備えたレーザレーダ装置。
2. （２）レーザの受光系に使用する内面放物面鏡と中心部
   に小孔を設けた外面放物面鏡とを、レーザの投光時には
   前記外面放物面鏡の中心部に設けられた小孔より投光し
   、またレーザの受光時には前記内面放物面鏡を１次反射
   鏡とし、前記外面放物面鏡を２次反射鏡として受光する
   ように構成されたカセグレン式反射鏡を備えたレーザレ
   ーダ装置。