JPH05126954A - レ−ザ照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一あるいは複数の目標に対しレ−ザ光を照
射するのに、追尾鏡を必要とせず、小型で信頼性の優れ
たレ−ザ照射装置を提供することを目的としている。 【構成】 ２次元に配列されたレ−ザ光射出源１１と、
このレ−ザ光射出源から発せられたレ−ザ光を投光する
ための照射光学系１２と、撮像装置１と、この撮像装置
１の映像信号をもとに目標の角度方向を表す追尾信号を
発生する追尾信号処理部１４と、前記追尾信号をもとに
前記目標の角度方向に対応する前記レ−ザ光射出源を発
光させるレ−ザ駆動部１５とを備え、撮像装置の視野内
の目標に可動部を有する光学追尾鏡を介さずにレ−ザ光
を投光するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はレ−ザ誘導の飛翔体等
の誘導に使用されるレ−ザ照射装置にする。

【０００２】

【従来の技術】図２は、例えば特開昭５５−１０１８８
１号公報に示された従来のレ−ザ照射装置を示すブロッ
ク構成図である。図において、１は撮像装置、２は撮像
装置の視野を目標に向けるための追尾鏡、３，４はレ−
ザ装置、５，６はレ−ザ装置３のレ−ザ光を追尾鏡２に
導くための折り返し鏡、７はレ−ザ装置４のレ−ザ出力
光を他の目標に向けるための追尾鏡、８は追尾鏡２を駆
動するためのサ−ボ機構、９は追尾鏡７を駆動するため
のサ−ボ機構、１０はそれぞれのサ−ボ機構８，９に入
力する目標追尾のための誤差信号を発生する信号処理装
置である。

【０００３】従来のレ−ザ照射装置は上記のように構成
され、撮像装置１は追尾鏡２を介して映像を取得する。
この映像信号は信号処理装置１０に入力され、ここで目
標が撮像装置１の視野の中心に位置するように追尾鏡２
を駆動するための誤差信号が出力される。この誤差信号
をもとにサ−ボ機構８は追尾鏡２を駆動する。一方、レ
−ザ装置３のレ−ザ光は折り返し鏡５，６及び追尾鏡２
を介して投光される。折り返し鏡５，６は前記レ−ザ光
の照射方向が撮像装置１の視野の中心と一致するよう調
整しておく。以上の動作により単一目標（以下、目標Ａ
と呼ぶ）に対しレ−ザを照射することができる。上記目
標以外の他の目標（以下、目標Ｂと呼ぶ）が撮像装置１
の視野内に存在するときは、レ−ザ装置４のレ−ザ光を
この目標Ｂに照射する。レ−ザ装置４のレ−ザ光は追尾
鏡７、折り返し鏡６、及び追尾鏡２を介して投光され
る。信号処理装置１０において目標Ｂに対する誤差信号
が発せられ、この誤差信号をもとにサ−ボ機構９は追尾
鏡７を駆動しレ−ザ装置４のレ−ザ光を前記目標Ｂに照
射する。なお、図示していないがレ−ザ照射装置は定め
た目標にレ−ザ光を投光する。一方、レ−ザ誘導の飛翔
体等には当該レ−ザ光に対して感度を有する、例えば４
象限検出器などの受動的センサが搭載されており、前記
受動的センサは目標により反射されたレ−ザ光を捕ら
え、目標に対する誤差信号を出力し飛翔体等を上記目標
に誘導する。以上のようにレ−ザ照射装置はレ−ザ誘導
システムにおいて動作する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のレ−ザ照射装置
は以上のように構成されているので、目標に対しレ−ザ
光を照射するのに追尾鏡を必要とし、当該装置の小型
化、高信頼度化の上で課題があった。また、複数の目標
に対してレ−ザ光を照射するには、予め複数の数だけ追
尾鏡、レ−ザ装置を備える必要があり当該装置の小型
化、高信頼度化の上で課題があった。

【０００５】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたもので、単一あるいは複数の目標に対しレ−ザ光
を照射するのに、追尾鏡を必要とせず、小型で信頼性の
優れたレ−ザ照射装置を提供することを目的としてい
る。また、上記目的に加えて、複数の目標に対しそれぞ
れ異なる変調光もしく異なる波長に設定したレ−ザ光を
投光するレ−ザ照射装置を提供することを目的としてい
る。また、レ−ザ光射出源として半導体レ−ザに限定す
ることなく他のレ−ザ装置の場合でも同様の構成が可能
なレ−ザ照射装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明に係わるレ−ザ照射装置は、２次
元に配列されたレ−ザ光射出源と、このレ−ザ光射出源
から発せられたレ−ザ光を投光するための照射光学系
と、撮像装置と、この撮像装置の映像信号をもとに目標
の角度方向を表す追尾信号を発生する追尾信号処理部
と、前記追尾信号をもとに前記目標の角度方向に対応す
る前記レ−ザ光射出源を発光させるレ−ザ駆動部とを備
えるようにしたものである。

【０００７】また、請求項２の発明に係わるレ−ザ照射
装置は、請求項１の発明に係わるレ−ザ照射装置に、目
標が複数の場合に各目標の角度方向に対応するレ−ザ光
射出源の出力光にそれぞれ異なる変調を施す手段を備え
たものである。

【０００８】また、請求項３の発明に係わるレ−ザ照射
装置は、請求項１の発明に係わるレ−ザ照射装置に、目
標が複数の場合に各目標の角度方向に対応するレ−ザ光
射出源の出力光の波長をそれぞれ異なる波長に設定する
手段を備えたものである。

【０００９】また、請求項４の発明に係わるレ−ザ照射
装置は、請求項１記載のレ−ザ照射装置のレ−ザ光射出
源として、複数のレ−ザ装置の出力光をそれぞれ別の光
ファイバに導入し、これら光ファイバの出射側をバンド
ル状に束ねたものを用いるようにしたものである。

【００１０】

【作用】上記のように構成された請求項１の発明に係わ
るレ−ザ照射装置では、レ−ザ光射出源を構成する複数
の半導体レ−ザは、照射光学系の光軸に垂直な面内で２
次元に広がって配置しているので、各半導体レ−ザから
発せられたレ−ザ光の投光方向はそれぞれ異なる。撮像
装置の映像信号を追尾信号処理部に入力して生成される
目標の角度方向を表す追尾信号をもとに、レ−ザ駆動部
では前記目標の方向に対応するレ−ザ光射出源の半導体
レ−ザを発光させるので、追尾鏡なしで目標の角度方向
にレ−ザ光を照射できる。

【００１１】また、請求項２の発明に係わるレ−ザ照射
装置では、請求項１の発明の作用に加えて、レ−ザ駆動
部に目標が複数の場合に各目標の方向に対応するレ−ザ
光射出源の出力光にそれぞれ異なる変調を施す手段を備
えることにより、それぞれ異なる変調光を複数の目標に
投光できる。

【００１２】また、請求項３の発明に係わるレ−ザ照射
装置では、請求項１の発明の作用に加えて、レ−ザ駆動
部に目標が複数の場合に各目標の方向に対応するレ−ザ
光射出源の出力光の波長をそれぞれ異なる波長に設定す
る手段を備えることにより、それぞれ異なる波長の出力
光を複数の目標に投光できる。

【００１３】また、請求項４の発明に係わるレ−ザ照射
装置では、請求項１の発明の作用に加えて、レ−ザ光射
出源として半導体レ−ザではなく他のレ−ザ装置の場合
でも、各レ−ザ装置の出力光をそれぞれ別の光ファイバ
に導入し、これら光ファイバの出射側をバンドル状に束
ねたものを用いることより、請求項１に示したレ−ザ光
射出源として半導体レ−ザに限らず他のレ−ザ装置も同
様の構成が可能である。

【００１４】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の実施例１を示すレ−ザ照射
装置のブロック構成図である。撮像装置１と鏡５は上記
従来装置と同等のものである。１１は２次元に配列され
た、例えば複数の半導体レ−ザによって構成されるレ−
ザ光射出源、１２はレ−ザ光射出源１１から発せられた
レ−ザ光を投光するための照射光学系であり、照射光学
系１２の焦点面近傍にレ−ザ光射出源１１が設置されて
いる。１３は前記レ−ザ光を選択的に反射するダイクロ
イック鏡、１４は撮像装置１の映像信号をもとに目標の
角度方向を表す追尾信号を出力する追尾信号処理部、１
５は前記追尾信号をもとに前記目標の角度方向に対応す
るレ−ザ光射出源１１の半導体レ−ザを発光させるレ−
ザ駆動部である。

【００１５】次に動作について図１を参照して説明す
る。上記のように構成されたレ−ザ照射装置において
は、撮像装置１はダイクロイック鏡１３を通して目標の
映像を取得する。一方、レ−ザ光射出源１１のレ−ザ光
は照射光学系１２を通過した後、折り返し鏡５及びダイ
クロイック鏡１３で反射し投光される。このとき、レ−
ザ光射出源１１を構成する複数の半導体レ−ザは、照射
光学系１２の光軸に垂直な面内で２次元に広がって配置
されているので、各半導体レ−ザから発せられたレ−ザ
光の投光方向はそれぞれ異なることになる。すなわち、
ある半導体レ−ザから前記光軸までの距離をｄとし、照
射光学系１２の焦点距離をｆとすると、上記半導体レ−
ザの投光角度方向θは近軸的に式１で表せる。 θ＝ｔａｎ-1（ｄ／ｆ） （１） 上記関係により、前記焦点距離とレ−ザ光射出源１１の
広がり寸法を選択し、レ−ザ光射出源１１による投光の
角度範囲（以後、投光視野と呼ぶ）の大きさが、撮像装
置１の視野角の大きさと概ね等しくなるように予め決定
しておく。また、撮像装置１の視野方向と前記投光視野
の方向が一致するように、折り返し鏡５とダイクロイッ
ク鏡１３の角度を調整しておく。撮像装置１の映像信号
は、追尾信号処理部１４に入力され、ここで目標の角度
方向を表す追尾信号が生成される。レ−ザ駆動部１５は
前記追尾信号をもとに前記目標の方向に対応するレ−ザ
光射出源１１の半導体レ−ザを発光させるので、追尾鏡
なしで目標の角度方向にレ−ザ光を照射できる。

【００１６】実施例２．実施例２は、目標が複数の場合
に各目標の角度方向に対応するレ−ザ光射出源１１の半
導体レ−ザを同時に駆動し、かつこれらのレ−ザ光にそ
れぞれ異なる変調を施す手段をレ−ザ駆動部に備えたも
のである。レ−ザ光射出源１１の半導体レ−ザを駆動す
る電流に例えばパルスコ−ド変調を施すことにより、レ
−ザ光を同様に変調できることが知られている。従っ
て、目標が複数の場合には追尾信号処理部１４が複数の
追尾信号を出力し、レ−ザ駆動部１５がこれらの追尾信
号にもとづき各目標に対応するレ−ザ光射出源１１の半
導体レ−ザにそれぞれ異なるパルスコードの変調を加え
て駆動することにより、追尾鏡なしで複数目標にそれぞ
れ異なるパルスコード変調の施されたレ−ザ光を照射で
きるレ−ザ照射装置が得られる。従来例において説明し
たように、当該レ−ザ照射装置をレ−ザ誘導システムに
応用する場合、複数のレ−ザ誘導飛翔体を、それぞれ異
なる変調光に反応させるようすることにより、複数のレ
−ザ誘導飛翔体を同時にそれぞれ別の目標に誘導できる
利点がある。なお、以上ではパルスコ−ド変調を例に示
したがこれに限らずＡＭ変調、ＦＭ変調、ＰＭ変調であ
ってもよい。

【００１７】実施例３ 実施例３は、目標が複数の場合に各目標の角度方向に対
応するレ−ザ光射出源１１の半導体レ−ザを同時に駆動
し、かつこれらのレ−ザ光をそれぞれ異なる波長に設定
する手段をレ−ザ駆動部に備えたものである。レ−ザ光
射出源１１の半導体レ−ザを駆動する電流強度を変化さ
せることにより、レ−ザ光の波長を変化できることが知
られている。従って、目標が複数の場合には追尾信号処
理部１４が複数の追尾信号を出力し、レ−ザ駆動部１５
がこれらの追尾信号にもとづき各目標に対応するレ−ザ
光射出源１１の半導体レ−ザをそれぞれ異なる強度の電
流で駆動することにより、追尾鏡なしで上記複数目標に
それぞれ異なる波長に設定したレ−ザ光を照射できるレ
−ザ照射装置が得られる。従来例において説明したよう
に、当該レ−ザ照射装置をレ−ザ誘導システムに応用す
る場合、複数のレ−ザ誘導飛翔体を、それぞれ異なる波
長のレ−ザ光に反応させるようにすることにより、複数
のレ−ザ誘導飛翔体を同時にそれぞれ別の目標に誘導で
きる利点がある。

【００１８】実施例４．上記実施例１，２，３ではレ−
ザ光射出源１１として２次元に配列された半導体レ−ザ
を用いた例について説明したが、他のレ−ザ装置として
例えば複数の固体レ−ザ装置を用いることもできる。こ
の場合固体レ−ザ装置の出力光をそれぞれ別の光ファイ
バに導入し、これら光ファイバの出射側をバンドル状に
束ねたものを用いる。以上のようにして、レ−ザ光射出
源１１が固体レ−ザ装置であっても照射光学系１２の焦
点面近傍に照射光学系１２の光軸に垂直な面内で２次元
に配置する構成が可能である。また、本実施例では、レ
−ザ光の変調手段として、例えば前記レ−ザ装置と光フ
ァイバの間の空間に電気光学素子と偏光板を挿入し電気
光学素子に変調電圧を加えるという周知の技術と組み合
わせて、また波長の変更手段として、例えば音響光学素
子を挿入しこれに印加する電圧の周波数を変えるという
周知の技術と組み合わせてそれぞれ実現することができ
る利点がある。

【００１９】なお、上記実施例１ではダイクロイック鏡
１３を用いた場合について説明したが、ダイクロイック
鏡あるいは撮像装置１の開口より小さな反射鏡を用いて
も同様の動作が得られることはいうまでもない。この場
合レーザ光の波長が撮像装置１の波長帯に含まれるよう
にすることにより、撮像装置１によりレーザ光照射点を
確認できる利点がある。

【００２０】また、上記実施例１では折り返し鏡５とダ
イクロイック鏡１３を用いて撮像装置１の入射光路とレ
ーザ光の出射光路を同軸とした場合について説明した
が、同軸でない場合でも同様の動作が得られることはい
うまでもない。

【００２１】

【発明の効果】以上のように請求項１に係わる発明によ
れば、２次元に配列されたレ−ザ光射出源と、このレ−
ザ光射出源から発せられたレ−ザ光を投光するための照
射光学系とが、撮像装置の視野内にレ−ザ光を照射する
ことを可能とし、撮像装置は目標の映像を取得し、追尾
信号処理部は前記撮像装置の映像信号をもとに目標の角
度方向を現す追尾信号を発し、レ−ザ駆動部は前記追尾
信号をもとに前記目標の角度方向に対応する前記レ−ザ
光射出源を発光させるので、追尾鏡を必要とせず目標を
照射できる小型で信頼性の優れたレ−ザ照射装置を得る
ことができる。

【００２２】請求項２に係わる発明によれば、請求項１
に係わる発明の効果に加えて、複数の目標に対して各目
標の角度方向に対応するレ−ザ光射出源の出力光にそれ
ぞれ異なる変調を施す手段を備えることにより、それぞ
れ異なる変調光を同時にそれぞれ別の目標に投光できる
レ−ザ照射装置を得ることができる。

【００２３】請求項３に係わる発明によれば、請求項１
に係わる発明の効果に加えて、複数の目標に対して各目
標の角度方向に対応するレ−ザ光射出源の出力光をそれ
ぞれ異なる波長に設定する手段を備えることにより、そ
れぞれ異なる波長のレ−ザ光を同時にそれぞれ別の目標
に投光できるレ−ザ照射装置を得ることができる。

【００２４】請求項４に係わる発明によれば、請求項１
におけるレ−ザ光射出源が半導体レ−ザでなく他のレ−
ザ装置から構成され場合、各レ−ザ装置の出力光をそれ
ぞれ別の光ファイバに導入し、これら光ファイバの出射
側をバンドル状に束ねたものを用いことにより、照射光
学系の焦点面近傍に照射光学系の光軸に垂直な面内で２
次元配置が可能なレ−ザ照射装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すレ−ザ照射装置のブ
ロック構成図である。

【図２】従来例を示すレ−ザ照射装置のブロック構成図
である。

【符号の説明】

１ 撮像装置 ５ 鏡 １１ レ−ザ光射出源 １２ 照射光学系 １３ ダイクロイック鏡 １４ 追尾信号処理部 １５ レ−ザ駆動部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２次元に配列されたレ−ザ光射出源と、
   このレ−ザ光射出源から発せられたレ−ザ光を投光する
   ための照射光学系と、撮像装置と、この撮像装置の映像
   信号をもとに目標の角度方向を表す追尾信号を出力する
   追尾信号処理部と、前記追尾信号をもとに前記目標の角
   度方向に対応する前記レ−ザ光射出源を発光させるレ−
   ザ駆動部とを有するレ−ザ照射装置。
2. 【請求項２】 目標が複数の場合に各目標の角度方向に
   対応するレ−ザ光射出源の出力光にそれぞれ異なる変調
   を施す手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のレ
   −ザ照射装置。
3. 【請求項３】 目標が複数の場合に各目標の角度方向に
   対応するレ−ザ光射出源の出力光の波長をそれぞれ異な
   る波長に設定する手段を備えたことを特徴とする請求項
   １記載のレ−ザ照射装置。
4. 【請求項４】 レ−ザ光射出源として、複数のレ−ザ装
   置の出力光をそれぞれ別の光ファイバに導入し、これら
   光ファイバの出射側をバンドル状に束ねたものを用いた
   ことを特徴とする請求項１もしくは請求項２もしくは請
   求項３記載のレ−ザ照射装置。