JPH05505682A - 変調再帰反射器システム - 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】 変調再帰反射器システム 産業上の利用分野 本発明は、遠方の物体を捜索、発見、および／または照合するシステムおよび閉 鎖通信システムにおいて、概略示されるように、変調反射器システムおよびその 使用に関する。

発明の背景 遠方の物体を発見することは、特にその物体が比較的小さく距離が比較的遠い場 合、困難であり、時には不可能か又はほとんど不可能に近い。例えば、船の難破 の生存者を水域内にて即刻発見することは、通常、非常に重要であり、もし成功 しなければ悲劇につながることもあり得る。このような生存者の位置を知らせる ために、これまでは無線が使用されてきたが、無線は比較的高価であり、複雑で あり、電力を消耗し、大量の波の動き、および／または他のノイズがある場合に は、はとんど効果がないかもしれない。

閉鎖通信／ステムとは、権限の無い人間に情報を検知される可能性が全（無い状 態か或は最小限の状態で、一方向又は二方向に情報を送ることができるシステム である。

ここで意味する電磁エネルギーとは、好ましくは再帰反射器によって反射される ことができるエネルギーである。電磁エネルギーの例としては、可視スペクトル 光、赤外線二不ルギー／照射、及び紫外線エネルギー／照射が含まれる。以下、 本発明を可視スペクトル光に関して述べるが、本発明は、反射可能な、好ましく は再帰反射可能な電磁エネルギーである限り、可視光以外の電磁エネルギーでの 使用も含むことを意図しており、それを理解されたい。

光学の分野では、再帰反射器は良く知られている。再帰反射器の機能は入力され た電磁エネルギーを受け取り、そのようなエネルギーを、それが受け取られた光 路と同じ光路に沿って、好ましくは、はぼ同じ特性、即ち比較的高い利得と比較 的小さい光ビームの工がって反射することである。代表的な再帰反射器の一例は 、コーナー反射器であり、また別の例は、それと連動する複数の球型または凸型 反射器を用いるものである。

光の透過を制御するためのシャッターも良く知られている。

−例は、カメラに入力された光を制御するために使われる機械的シャッターであ る。別のタイプのシャッターは、液晶シャ、ターである。代表的な液晶シャッタ ーが、米国特許第４゜４３５、０４７号、第４．５５６．２８９号および第４． ６０６．６１１号に開示されている。また、別のタイプの液晶シャッターは、米 国特許第４゜３８５、８０６号、第４．５４０．２４３号および再発行特許第３ ２，５２１号に開示されており、これらは、表面モード切換えおよび光学的偏光 現象に関する。上記特許で開示されているもの全てがここターは本発明において 使用され得る。他のタイプの液晶シャ７ターも、また知られでおり、例としては 、ツィスティッドネマテインク液晶ンヤノター及び動的散乱液晶シャッターがあ る。

本発明において使用されるシャッターは、概して電磁エネルギーの透過を制御す るために使用されるものであり、電磁エネルギーの特性と、ある特定のシステム に必要とされる応答速度、不透明度等の操作上の必要事項に応じて選択される。

しかしながら、本発明は光に関して詳細に述べるので、このようなンヤッターは 、以下、光学シャッター又は光シヤツターと呼ぶかもしれない。更に、本発明に よると下記に述べるように、光、特に光の反射を変調するためには液晶シャッタ ーが好まれるが、他のタイプのシャッターも本発明に使用され得る。

上記した米国再発行特許第３２，５２１号は、通信の送信および受信装置を開示 している。受信装置には送信位置に光を向ける光源および光復調器がある。送信 位置では、受信された入射光が変調され、変調情報を検出するための受信装置の 復調器に反射される。この特許には、受信側にて次の検出のために送信された光 に情報を与えるという用途のために、液晶配列の表面モード切換えが開示され、 従って、偏光効果も開示されている。この特許に開示されている一実施例におい て、コーナー反射器は、入射光を検出器に反射するために用いられている。この 特許で開示されている送信位置での上記機器は、その機器にエネルギーを供給す る光源が送信器の一部である必要は無く、むしろ送信器は遠方の光源から光を受 信して変調し、次の検出のために反射するという点で、ある意味で受動的である 。特許５２１号のシステムの１つの欠点は、偏光された光を検出することが必要 であるという点である。これは、光が気圧中を遠距離に渡って進む時に、光路上 の気体、粒子、塵などにより多大な偏光が起こり得るし、従って、１号の性能低 下が起こり得るからである。

発明の要約 基本的に本発明は、光を変調および反射し、様々な用途に対する変調反射光の利 用を提供する。１つの代表的な目的は、遠方の物体を捜索、発見、及び／又は照 合することである。

他の目的は、必ずしも例えばワイヤー等で物理的に接続される必要のない２つの 物体間に閉鎖通口システムを供給することである。

簡潔には、本発明は、入射光を反射するための再帰反射器と、再帰反射器に入射 した光及び再帰反射器によって反射された光のうちの少なくとも１つを変調する ためのシャッターを有する変調反射器システムと、変調された光を検出するため にこのような光変調の特性に合わせて調整された検出器とを組み合わせたものを 有する。

さらに、好ましい実施例は、様入射光と再帰反射光の両方の変調を規定する。ま た、さらなる好ましい実施例では、本発明は兵役光学を利用している。それによ り、後述するように、入射光の屈折および他の効果も再帰反射光に昨月して調整 および検出を促進する。更に、本発明は好ましくは、他の箇所でも述べるが、検 出された光信号が偏光および偏光に関連する様々な問題、例えば信号の性能低下 などから独立するように、光学的偏光から独立して光を選択的に透過或は散乱す る光シヤツターを用いている。

一実施例において、発見すべき遠方の物体に光を突き当てるという目的で、光源 からの光で、ある範囲を走査する。反射器と、反射器に入射した光、反射器によ り反射された光、及び／又は入射光と反射光の両方を変調するシャッターとが、 遠方の物体に連動している。検出器が反射光を検出し、復調器のような回路が、 シャッターによって引き起こされるべき変調に応じて、例えば照合の目的で検出 光が変調されたかどうかを感知する。反射器としては、本発明の原理を実行でき る反射器であれば再帰反射器以外の反射器もここに開示されている様々な実施例 において使用できるが、再帰反射器が好ましい。シャッター及び再帰反射器に入 射する光源からの光は、光源へ直接反射されるが、特に再帰反射器の場合は、バ ックグラウンドと区別するために比較的明るく、共役光学の原理と光学系の可逆 性に従って入射光と実質的に同じ光路を進む。従って、反射光の光路ではビーム の散乱が最小限であり、それにより光源に位置する検出器にての受光が保証され る。このような場合、検出器は光源に相対的に、例えば光源近くに位置付けられ て再帰反射光の光路で光を受信する。入射光がどの方向に同いているかを示す情 報から、遠方の物体の位置が決定される。

本発明の他の実施例によると、閉鎖通信システムは光源、変調再帰反射器、およ び検出光に対するどの様な変調の特性をも感知するため、及び／又は検出器によ って検出された信号が正しい変調を有しているかどうかを判定するための検出シ ステムを有する。更に、特定のコード化情報に応じて変調を起こすように変調再 帰反射器の変調器を制御するためのコード化手段を備えてもよい。このような場 合、復調回路は検出器によって検出された信号が正しいコード化情報を含んでい るかどうかを判定することができる。

本発明は時間的変調を実行する光に加えて、例えばホログラムを使った空間的変 調を含んでもよい。このような場合、空間的変調は、例えば反射信号が正しい空 間変調特性を有しているかどうかを判定するために相対的な位置に置かれた複数 の感光検出器を用いた検出器に設けられる。

本発明は様々なタイプの再帰反射器、および状況によっては、他のタイプの反射 器と共に使用されてもよい。他の反射器の１つは、適切な変調光信号が検出のた めに検出器に到達することを保証する目的で、平面反射器によって供給された利 得よりも大きな利得を供給する凹型反射器である。

本発明のこれら及び他の目的、利点、特徴および面は下記の記述によってより明 かになるであろう。

上記に述べ、しかも、それに関連する目的を達成するために、本発明は以下に詳 細に述べる特徴と、請求項、以下の記述、及び本発明の実施例を詳細に示す付加 の図面にて特に指摘される特徴を有する。これらは、本発明の原理が適用される 様々な方法をも示す。本出願の範囲は請求項とその同等物によって決定される。

図面の簡単な説明 付加された図面において、 図１は本発明による変調シャッター及び再帰反射器システムを採用した検出シス テムの概略図。

図２は本発明の変調シャッター及び再帰反射器システムに用いられる代表的な変 調／制御回路を示す概略回路図。

図３および図４は、本発明の変調シャッター及び再帰反射器システムを光透過モ ードと光散乱モードでそれぞれ示した概略図。

図５および図６は本発明の検出システムに用られた切り喚え式光源／検出システ ムの部分概略図。

図７は本発明の変調シャッター及び再帰反射器システムを利用した救出システム の概略図。

図８はビーム幅制御能力と走査制御能力を有する高度変調シャッターおよび再帰 反射器システムの概略図であり、この上うなシステムは図７の実施例に特に有用 である。

図９は時間的及び空間的変調特性を利用した、本発明の変形システムの概略図。

図１０および図１１は変調反射器システムによって光に所望のタイプの変調をす るために使用される、本発明の他の実施例であり、このような変調は特に可聴タ イプの信号、あるいは可聴タイプに変換できる信号、例えば無線周波数信号とい う形で行われる。

実施例 図面を参照して詳述すると、いくつかの図面で同じ部分には同じ参照番号を用い ているが、まず図１を参照して、本発明による変調反射器システムは、番号１で 概略示されている。

変調反射器システム１は、入射光を受信し反射する反射器２と、反射器２に入射 する光、反射器２により反射された光、あるいは好ましくは入射光と反射光の両 方に対して、制御、変調、またはその他の影響を与えるシャッター３と、を有し ている。システム１と連動するか、あるいはシステム１の一部として含まれるの は、変調／制御回路４であり、変調／制御回路４はシャッター３に入力を供給し て、光を変調させるようにシャッター３を動作させるという作用をする。

好ましくは、反射器２は公知のタイプの再帰反射器である。

再帰反射器とは、一般的に入射光の光路に沿って、例えば再帰反射器の有効反射 表面に対して相対的な入射光路の方向および角度に関わりなく、そしてもちろん 反射表面の動作特性、例えば入射角の範囲内で、光を反射する作用をする反射器 である。平面反射器、焦点合わせ反射器などの他のタイプの反射器もまたここで 述べる好ましい動作機能を達成するために本発明の原理に従って使用できる。

さらに好ましくは、シャッター３は、一方では入射光を透過し、他方ではシャッ ター３によって、受光された光を散乱または遮断し、あるいは、例えば反射器２ へのおよび／または反射器２からの、とにかくそのような光の直接透過を、どの ようなことがあっても減少あるいは停止するように作用する。光を透過及び／又 は散乱する、あるいは光を減衰する液晶シャッターとしては、様々なタイプのも の、例えば上記した米国特許に開示されたものが知られている。これらも本発明 に使用できる。更に他のタイプの液晶シャッター、例えばライスティノド不マテ イノクシャ・ツタ−１動的散乱シヤ、ツタ−１および液晶タイプではないが、こ こで述べられている機能を提供するように作用する他のタイプのシャッターも本 発明に応じて使用できる。

図１に示すように、反射器２は光路５上にあり、光路５は入射光と反射光の両方 を表す。同様にシャ・ツタ−３も光路５上にあり、入射光と反射光の両方を変調 する。しかしながら、もし所望であれば、反射器２とシャ・ツタ−３を配列して もよく、この配列は、シャッターが入射光と反射光の両方の光路にはない本発明 の一部と考えられる。例えば、もし反射器２は、光が入射光に対して反対方間の 重なった平行（こなる前１こ、いくぶん迂回的か、あるいは完全に逆方向の光路 で、光が光路内の反射器を横切るようなものであれば、シャ、ターを通って一方 向にのみ透過する光を変調するために、シャ・ツタ−は迂回ルート内および迂回 ルートに沿って位置付けられる。

変調／制御回路４は、例えばシャッター３に、光を対応させて変調する出力を発 生する。例えば、その出力は、オンおよびオフの定期的な振幅変調するだけの交 流電圧でもよ（１゜このような交流電圧は、シャッターに光を透過させるか或は 光を散乱させる脈動電界を供給するために、シャッターに供給されてもよい。

再帰反射器を有する散乱／透過シャッター３の一例を、図３および図４に示す。

光を変調するためにシャッターを駆動する回路の一例を図２に示す。これらの例 を以下に述べる。

変調反射器システムの動作において、入射光は図１の例に対して左から右に光路 ５に沿って受光される。入射光は回路４から派生した変調機能に応じて、シャッ ター３により変調される。変調された入射光は、反射器２に進み、そこでシャッ ター３に向けて反射される。反射された変調光は光路５に沿って今度は図１に対 して右から左に向かってシャッター３を通り抜ける。

変調反射器システム１は、図１に示す検出器システム１０にも使用できる。検出 器システム１０はレーザのような光源１１と、フォトセンサ、フォトセル、フォ トダイオード、あるいは反射器２によって反射される電磁エネルギーを検出する ための他の手段などの検出器１２を含む。光源１１と検出器１２を組み合わせた システム１３と、変調反射器システム１は互いに遠方に位置付けられて、光路５ に沿った光によってのみ連結されてもよい。通常、入射光５正と受光された反射 光５ｒとの間に、図１で多少誇張されている何らかの光ビームが広がる。しかし 、遠方位置の物体を検出するという本発明の範囲を広げるために、このような光 ビームの広がりは最小限に抑えるのが好ましい。

共役光学と可逆性原理を利用するために、光源１１から光路５に沿って変調反射 器システムに向かう入射光５１とシステム１からの反射光５ｒは、また、光路５ に沿って検出器１２に向かう。反射器１４は反射光５ｒを集光し、それを検出器 １２に同ける。システム１０と連動するか、またはシステム１０の一部として含 まれるのは、照合／復調／利用回路１５であり、この回路は、検出器１２によっ て受光された光が、光に対してシステム１が実行するように意図された変調に応 じて変調されているかどうかを検出するように動作する。

反射器２とシャッター３は好ましくは、物理的に比較的近くに位置付けられる。

この位置関係は、ここで述べるように光に衝撃を与えるためには、この２つを組 み合わせることが都合がよく、光の速度は、通常シャ・ツタ−の動作速度よりも かなり大きいとされているとしても、シャ・ツタ−の動作は入射光と反射光に対 して実質的に同じであるということを保証する。

変調／′制御回路４は、シャッター３に電気入力を与えて、７ヤ、ター３に光を 変調させる。代表的な入力は電界である。

例えば、電界を定期的に印加してンヤノターに光を透過させ、その後ンヤ、ター から電界を除いて光を散乱させることにより、変調が達成できる。回路４はンヤ ノターおよび所望の変調の特性に応じて、池のタイプの入力をシャッター３に与 えてもよい。−例において、回路４は、定期的に電圧をシャッター３に印加する か、或は交流信号などの搬送波を変調して、適当な電界を発生させ、そして、こ のような電圧を除き、それによりシャッター３に対する電界を除くように作用す る適当な増幅器、タイミング素子、駆動回路、ｍ源等を備えたチョウバー、フリ ップフロ、ブ、非安定マルチバイブレータ型の回路を含む。

シャッター３と回路４による光変調は、所定の周波数における通常の定期的変調 、例えばそれぞれのサイクルが、光が散乱することなく透過される一部分と、光 が散乱される別の部分を含むようなものでもよい。光が散乱されると、たとえあ ったとしてもごく少ない反射光が、光路５に沿って透過される。それぞれのサイ クルの散乱部分の間では、一部の反射光は、光路５に沿って進み反射光５ｒとし て検出器１２に到達するが、その反射光の光量或は強度はシャ、２ターが散乱し ない場合の光量或は強度に比べて非常に小さい。上記の場合は、回路４は、例え ばシャ７ターに対して電気的入力を定期的に印加しかつ印加しない非安定マルチ バイブレークでもよい。

または、回路４は、シャッター３によって実行された変調の特定のコード化され た特性を供給するように動作してもよい。このようなコード化された変調は、定 期的変調の周波数における変化でもよい。または、回路は、ンヤノターがある期 間において１つの動作モード（例えば透過）にあり、別の期間において別の動作 モード（例えば散乱）にあることを許可する変調をコード化するように動作して もよい。更に、コード化は１つ或は別のコードワードが例えばモールス信号のよ うに生成されて反復され、それによってシャッターの１つ或は連続する短い一動 作モードと、シャッターの１つ或は連続する比較的長い他の動作モードが順に達 成されて所定のコードワードを生成するものでもよい。更に、コード化はデジタ ルデータのバイトがコンピユータで使用されるように、論理１と論理０の信号レ ベルを表す特定のデータワードという形でもよい。

回路４は、コードワード、及び／又は７ヤノター３によって成し遂げられる変調 の特性を選択するコンビ二一夕を含んでもよい。このように、回路４は、例えば 一連のデジタルパルスのようにオンおよびオフに定期的に変化する出力電圧を発 生させ得る様々な機器または手段を含んでもよい。デジタルパルスは、例えば透 過／散乱に関するそれぞれの機能においてシャ、ターを動作させる適当な電界を 生じさせるように、増幅されてシャッターに印加されるようにしてもよい。

図２を参照すると、代表的な変調／制御回路４が聞潔に示されている。回路４は 所定の人力信号が印加される人力ターミナル２０を含む。このような所定の入力 信号は、前述したように、交流信号や、例えばコード化されたシリアルデジタル ワードにおいて連続反復する脈動直流信号等でもよい。またこのような所定の入 力信号は、以下に述べるように、音声信号を表してもよい。このような所定の入 力信号は、増幅器２１に送られ、該増幅器２１は、好ましくはそれ自身に連動す るオフセット機能を有している。該オフセット機能は、従来からのものでもよい 。図示するように、オフセット機能は少なくとも一方にコンデンサ２２が設けら れており、該コンデンサ２２は電圧源Ｖ１例えば３０ボルトの直流電源に接続さ れている。オフセット電圧を増幅器２１からの出力に印加することにより、例え ば図３及び図４に示されている少なくともあるタイプの液晶シャッター３の応答 速度が促進することが発見されており、しかも、それに対する駆動信号における 特定のバリエーションに対する液晶シャッターの応答性が上昇することも発見さ れている。

図１の照合／復調／利用回路１５は、検出器によって受信されて検出された光信 号の特性を見分けることができることが好ましい。例えば、もし変調／制御回路 ４が所定の周波数のパルス状直流信号を発生させた非安定マルチバイブレータで あれば、回路１５はそれに印加された信号がそのような所定の周波数であるかど うかを感知するための従来の検出回路を含む。ここで、回路１５による肯定の指 示は、システム１と光学的に連結されていること、およびシステム１が所定の同 一性を有するか、或は所定の同一性を有する他の物体に連動していること、の両 方を照合するために用いられてもよい。

従って、照合／復調／利用回路１５は、反射光５ｒの信号が実際に検出器１２に よって受信されていることを確認するために用いられる。回路１５は、また、そ の信号を復調して、変調特性や、そのような変調が所定のフォーマット、周波数 、コード化等に準じているかどうかを検出することもできる。

更に、回路１５は、特別な出力機能、情報などを供給するために、受信された信 号を利用してもよい。典型的な出力機能は、特別な遠方の物体が発見されて照合 されたということを示すためにコンピユータに可視信号または信号を供給する。

代表的な出力情報は、遠方の物体の特性、及び／又は位置である。

液晶シャッター３の一例を図３および図４に示す。シャッター３は、例えば樹脂 、ポリマー、ポリビニルアルコール、エポキシ、或は多量に液晶材料を含む他の 材料のように、透明な収容媒体３１において機能的にネマティックな多量の液晶 材料３０を有している。液晶材料／収容媒体の組合せにおける両サイドに位置す る一対の透明電極３２．３３は、液晶材料／収容媒体の組合せ全体に対応する電 界を印加するように、変調／制御回路４からの電気入力、例えば電圧、を受信す るように連結されている。液晶材料３０は、好ましくは、正の誘電異方性と、収 容媒体３１の屈折率に一致した通常の屈折率を有する。従って、図３に示すよう に、電界が印加されると、液晶構造はその配向を電界とともに整列され、シャ７ ター３に入射する光は反射器２へと透過され、反射器からの反射光は、続いて検 出器１２へと伝送されるようにンヤ’ｙター３を介して逆方向へ透過される。液 晶材料３０は、また、収容媒体３１の屈折率とは異なる特別な屈折率でもよい。

従って、電界が存在しない場合（または上述の整列を生じさせるに適した電界が 存在しない場合）、液晶構造は、よりランダムなあるいは歪んだ配向とされ、そ れにより、そのどちらかの側からシャッターに入射した光が散乱する結果になる 。

散乱の度合いは、カプセルサイズの関数、液晶と収容媒体との特別屈折率の差、 液晶およびシャッターの収容媒体層の厚さ等の機能による。このようなシャッタ ー３のより詳しい説明は、上記した米国特許第４．４３５．０４７号及び第４， ６０６，６１１号に記載されている。また上記したように、他のタイプのシャッ ターも本発明に応じて使用できる。

図５は、例えば図１のシステム１０に用いられる光源／検出システムの変形例９ ′を示している。システム９″ハ、図１において図示および説明された部材と同 様の部材を有しており、そのような部材には同じ参照番号が付されている。但し 、入射光５１は光路５に位置したプリズム反射器１５を使って折られるか或は曲 げられている。システム９′の特筆すべき利点は、プリズム４０が反射光５ｒの 光路の断面において実際の光７１＠１１よりも小さくてよく、そのため、反射器 １４によって検出器１２に向けられる反射光を遮断する量が少ないという点にあ る。

更に、切換え式光源７／検出／ステム９”を図６に示す。システム９″は、入射 光および反射光が、液晶シャ、ターから適切に方向付けられて、両刃部において 比較的狭いビームの広がりをもって受光されるように、ビームスプリッタまたは 半透明の反射器４１が光路５内に配置されていることを除いて、システム９．９ ′　と同様である。また、ビームの広がりが、図６に示される状態よりも大きい 場合は、図５に示されるシステム９′におけるライン内となるようにするさらな るシステム９′の変形がなされる。この場合、ビームスブリ・ツタ４１は、本質 的にはプリズム４０と交換してもよく、光源１１°および検出器１２の位置は、 図６に示されているものとは逆になってもよい。また特筆すべきは、図６に示さ れた実施例は、レーザ１１とは異なる光源１１′の採用を、例えば自熱光或は何 か池の光源という形で考えている。もし所望であれば、レンズ１１″は、光＃１ １′から発する光をコリメート或は集めて、それを入射光５１という形で光路５ に沿って液晶シャッターへと向けるようにされる。

他の形の光源／検出システムもここに図示され記載されている様々なシステム９ と同様に使用できる。

本発明の変調反射器システムｌは、遠方の物体の１つを特定して照合するために 使用してもよい。図７に示すように、そのような遠方の物体は、例えば変調反射 器システム１が取り付けられたあるいは使用されている人、船、或はその他の物 でもよい。図示された例では、変調反射器システムは、水域５２に浮いているか 或はライフボートに載っている人５１によってライフジャケット５０に装着され ている。本発明の光＃／検出システム９は航空機、人工衛星、或は船によって運 ばれる。図７においては、このようなシステム９は航空機によって運ばれている 。システム９は入射光を水域５２に向け、好ましくは比較的広い光路上で水域を 走査する。このような入射光が変調再帰反射器ライフシャケｙ）５０．或は変調 再帰反射器が装着された他の装置に与えられた場合、システム９に反射された再 帰反射光が検出されて復調され、実際に人が発見されたことが確認される。好ま しくは、シャッター３の変調周波数は、水中で浮いている時に彼の動きなどによ って起こる平均的なバックグラウンドノイズとは異なるようにされる。人が発見 された後、信号が航空機５３、さらに救命船５４に送られて、即刻救助がおこな われる。変調反射器システム１と光源／検出システム９を含む検出システム１０ は、他の様々な物体を捜索、検出、発見、及び照合するために使用される。

遠方の物体６０を、検出、照合、及び発見するためのシステム変形例１０’　を 、図８に示す。上述したように、変調反射器システム１は物体６０あるいは物体 ６０に関する他のものに取り付けられている。光源／検出システム９ａは、上記 の様々なシステム９．９′、９″とほぼ同様であり、様々な方向に入射光５Ｉを 向けるために移動あるいは走査することのできる可動支持部材６１に装着されて いる。このような支持部材６０は、例えば所望の特定の移動機能を達成するため に、さまざまなジンバル、ベアリング、ピボットなどに取す付けられたテーブル またはプレートであってもよい。支持部材６１の移動により、入射光５１が広い さまざまな方向にわたって走査することが可能になる。走査方向制御器６２は、 従来の方法により支持部材６１を移動させる電子回路及び／又はモータ等を有し ている。物体位置分析器６３は、走査刃。

開制御器６２と照合／復調／利用回路１５に連結されている。

物体６０が実際に検出されたことが回路１５によって感知されると、物体位置分 析器は走査方向制御器６２が支持部材６１およびシステム９ａをｉによって示さ れた方向へと向けるその方向の関数として、物体の位置を固定し得る。このよう に、物体位置分析器６３は、分解器、線形可変差動変圧器、及び／又は従来から ある様々な池の位置検出機器などの方向または位置を示す信号出力情報を供給す るもののような、多様な従来機器のいずれかとされる。

図７のシステム９ａにおいては、光源１１′は、光をレンズ１１″、そしてビー ムスプリッタ４１を通して方向付ける。

レンズ１１”は実際のコリメータレンズ以外のものでもよいし、更に調整可能レ ンズ６４と協調させて入射光５ｉの走査ビームの幅を決定するために、手動ある いは自動の位置調整機構６５が採用される。このような走査ビームの幅を決定す るために、レンズ１１”に対するレンズ６４の位置を調整するようにしてもよい 。走査ビームの幅制御機構は、例えばズームレンズ等のように、写真及びビデオ カメラ技術に用いられる従来機器を含んでもよい。検出器１２は反射器２に再帰 反射されて変調器３によって変調された反射光５ｒを受光する。このような光は レンズ６４、ビームスプリ、り４１、更にレンズ６６を通して受光され、これら は、集光のために、或は検出器１２に光を伝送するために、設けられる。図８に 示される検出器１０′は、例えば図７に示されるような環境において、或は、遠 方の物体を捜索、発見及び／又は照合するための他の環境において、使用される 。

簡単に図１を参照して、例えば定期的に変化する極秘コードのような所定のコー ドに従って、変調／制御回路４により液晶シャッター３の変調させるために、コ ードワードをその変調／制御回路４に与えるコードワード発生器６９が採用され る。コードワード復調器７０を照合／復調／利泪回路５に連結することにより、 同じフードワードが光源／検出システム９へ伝送される。コードワード復調器７ ０は、例えばある意味でフィルター機能あるいは比較機能、または、検出器１２ によって受光された光がコードワード発生器６９によって発生された所定のコー ドワードにしたがって実際に変調されたかどうかを判定するために回路１５の復 調部において比較される信号、を供給する機器でもよい。このような技術を用い て、例えば所定のプランに従って、コードワードは、システム９とシステム１の 両方において、定期的に変化される。

さらに、検出／ステム１０は、液晶シャ、ターシステム１を装着した遠方の物体 位置の特定し、その物体が友好的であるかどうかを照合するという目的で用いら れる。

更に、もし所望であれば、変調液晶／ヤッター１は、特別に問い合わせされるま では、相対的に静止状態に維持される。

このような問い合わせは、入射光５１を特定のフォトセンサ７１に同けるという 形であってもよい。特定のフォトセンサ７１は、このような入射光の検出を、電 源制御回路７２に伝える。電源制御回路は、問い合わせビームが検出器７１に同 けられた後に液晶シャッター３が所定時間にわたって変調機能を実行するように 、変調／制御回路４を活性化する藺単な回路でもよい。最後の問い合わせが実行 された後に所定時間にわたって変調／制御回路を遮断するように、タイムアウト 回路が１１源制御回路７２内に採用される。検出器７１は、変調／制御回路４の パワーアップ及び／又はこれとは別にシステム１の活性化を、システム９から遠 く離れて問い合わせし得る、無線アンテナ、或は池の同様のものでもよい。

変調反射器システムの変形例１ａを図９に示す。システム１ａは、上述のように 、再帰反射器２、液晶変調器３、変調／制御回路４を含む。変調器３は光の時間 的な変調を実行する。システム１ａは光の空間的な変調を実行する従来の構成を 有するホログラム８０も含んでいる。例えばホログラムは、変形検出システム１ ０ｂの光源／検出システム９ｂにおいて相対的な位置関係にある膚数の検出器１ ２ａ及び１２ｔ）にしたがって、所定の空間的パターンの形状となるようにされ る。

従って、照合／ｚ　１Ｍ　調／利用回路１５が、変形反射器システムｌａを正し く照合するためには、時間的変調が正しく、検出器１２ａ及び１２１）に向けら れた光学的パターンの関係が正しいことが必要である。

図１０及び図１１に、液晶シャッターによって光を変調する音声又は無線周波数 信号と共に用いられる本発明による検出器１２ａ及び１２１）の他の実施例を示 す。システム１０ｃ及び１０ｄは、前者では、無線信号源からの信号を変調する 変調器９０および復調器９１が設けられていること以外は、相互にほぼ同様にな っており、該復調器は変調器９０によって提供される変調機能として、例えば同 様に調整された機能に従って、検出器１２によって受信される信号を復調する。

システム１０ｃ及び１０ｄにおいて、従来のＡＭ又はＦＭラジオからの接続とし ての無線周波数信号源９２は、例えば増幅されるとラジオスピーカを駆動する信 号を、図２を参照した上述の変調／制御回路４の増幅器２１に送られる。システ ム１０ｃの場合は、このような無線信号源は、与えられた変調機能に従って変調 器により変調される。代表的な反復変調機能は、図１０の９３によって示される 。増幅器２１は変調駆動信号を液晶シャッター３に与えて、無線信号の特性に応 じてンヤソターを駆動する。

シャッター３は、レーザ１ｌｉｆｌｌからの入射光５１と、このような無線信号 に従って再帰反射器２によって反射された反射光５ｒを変調する。検出器１２は 変調された反射光を検出する。検出器１２からの信号は無線周波数増幅器９４に よって増幅され、そして、９５によって示される従来のスピーカ、イヤフォンな どに送られて可聴出力信号を発生させるようになっている。検出システム１０ｃ においては、もし復調器が変調器９０によって供給された変調を検出しない場合 は、該復調器は、どのような無線周波数信号或は検出器１２によって受信された 他の信号も、それからは無線周波数増幅器９３に送られないというように機能す る。

国際調査報告 ＋ｍｅｎｕ＋ｍ＾帥−−−陶ｐＣ”Ｔ／ｌｌＳＲ９１０３４５Ｂ

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. １．入射した電磁エネルギーを反射する反射器と、入射される電磁エネルギーお よび前記再帰反射器によって反射された電磁エネルギーの少なくとも１つを制御 するシャッターと、 そのような入射あるいは反射された電磁エネルギーを制御するように前記シャッ ターを制御する制御器と、前記制御器を所定のコードに従ってそのようなエネル ギーを変調させるコード化手段と、 有する反射器システム。
2. ２．前記反射器が再帰反射器を有する請求項１のシステム。
3. ３．前記シャッターは、所定の入力が存在しない状態で液晶の構造的な整列に影 響を与える多量の液晶を収容媒体内に有する電界効果散乱型の液晶シャッターを 有しており、前記液晶が正の誘電異方性と、所定入力が存在する状態で透過光に 対する前記収容媒体の屈折率に一致する通常屈折率と、所定の入力が存在しない 状態で散乱光に対する前記収容媒体の屈折率とは異なる特別屈折率と、を有する 請求項１のシステム。
4. ４．前記シャッターがツイスティッドネマティック液晶セルを有する請求項１の システム。
5. ５．前記シャッターが動的散乱液晶セルを有する請求項１のシステム。
6. ６．前記シャッターが表面モード液晶セルを有する請求項１のシステム。
7. ７．前記制御器が電極を有する請求項１のシステム。
8. ８．前記シャッターが液晶シャッターを有し、前記制御器が前記シャッターに交 流の電気入力を供給する回路手段を有する請求項７のシステム。
9. ９．前記コード化手段が、前記シャッターに前記電磁エネルギーの時間的変調を 実行させるための時間的出力信号を発生するタイミング回路を有する請求項１の システム。
10. １０．前記コード化手段が、音を示す信号に従って前記電磁エネルギーを変調す るように前記シャッターを動作させる手段を有する請求項９のシステム。
11. １１．電磁エネルギー源と、 このような電磁エネルギーを受取って反射する再帰反射手段と、 このような電磁エネルギーを前記エネルギー源から離れた位置で変調する変調手 段と、 このような電磁エネルギーを前記変調手段から離れた位置で検出する検出手段と 、 このような電磁エネルギーに対する前記検出手段の応答を復調する復調手段と、 を有する閉鎖通信システム。
12. １２．前記エネルギー源がレーザーを有する請求項１１のシステム。
13. １３．前記再帰反射手段がコーナー反射器を有する請求項１１のシステム。
14. １４．前記変調器が時間的変調を実行する手段を有する請求項１１のシステム。
15. １５．前記復調器が時間的変調を復号化する手段を有する請求項１４のシステム 。
16. １６．前記変調手段が、空間的変調を実行する手段をさらに有する請求項１４の システム。
17. １７．前記復調器が空間的変調を復号化する手段を有する請求項１６のシステム 。
18. １８．空間的変調を復号化する前記手段が、受信した光信号のそれぞれのピーク を検出するように位置されている複数の光検出器を有する請求項１７のシステム 。
19. １９．空間的変調を復号化する前記手段が、光を受光する空間を走査し、それに よってそのような受光された光の空間的変調の特性を決定するように動作するフ ォトセンサを少なくとも１つ有する請求項１７のシステム。
20. ２０．空間的変調を実行する前記手段がホログラムを有する請求項１６のシステ ム。
21. ２１．前記変調手段が所定の入力が存在しない状態で液晶の構造的な整列に影響 を与える多量の液晶を収容媒体内に有する電界効果散乱型液晶シャッターを有し ており、前記液晶が正の誘電異方性と、所定の入力が存在する状態で透過光に対 する前記収容媒体の屈折率に一致する通常屈折率と、所定の入力が存在しない状 態で散乱光に対する前記収容媒体の屈折率とは異なる特別屈折率と、を有する請 求項１４のシステム。
22. ２２．前記変調手段が所定の入力が存在しない状態で液晶の構造的な整列に影響 を与える多量の液晶を収容媒体内に有する電界効果散乱型液晶シャッターを有し ており、前記液晶が正の誘電異方性と、所定の入力が存在する状態で適過光に対 する前記収容媒体の屈折率に一致した通常屈折率と、所定の入力が存在しない状 態で散乱光に対する前記収容媒体の屈折率とは異なる特別屈折率を有する請求項 １１のシステム。
23. ２３．このような再帰反射器から電磁エネルギーを受取り、前記検出手段におい てこのようなエネルギーを集中させる反射手段をさらに有する請求項１１のシス テム。
24. ２４．所定の特性を有する第１の信号とともに前記変調手段に問い合わせするた めの手段と、所定の変調機能を実行するように前記変調手段を動作させるために 、このような第１の信号の発生を感知する感知手段と、をさらに有する請求項１ １のシステム。
25. ２５．前記問い合わせ手段が、光を光路に沿って前記変調手段に向ける手段を有 しており、前記感知手段がそのような第１の信号の存在を検出するために前記変 調手段に位置しており、前記エネルギー源と再帰反射手段も光を光路に沿って方 向づけるように位置されている請求項２３のシステム。
26. ２６．遠方の物体を捜索するために入射した電磁エネルギーをある領域に向ける 方向付け手段と、 このような物体から反射された電磁エネルギーを受け取る検出手段と、 前記方向付け手段からの入射電磁エネルギーを前記検出手段に反射するために前 記物体に対して位置付けられた再帰反射手段と、 前記再帰反射手段に入射し、前記再帰反射手段によって反射された電磁エネルギ ーの少なくとも１つを変調する変調手段と、 前記検出器によって検出された電磁エネルギーが前記変調手段による変調に従っ て変調されているかどうかを判定するために前記検出手段に対して接続されてい る復調手段と、を有する、遠方の物体を捜索及び発見するためのシステム。
27. ２７．前記方向付け手段が周囲の光をそのような領域に向けるレンズシステムを 有する請求項２６のシステム。
28. ２８．前記方向付け手段が光源を有する請求項２６のシステム。
29. ２９．前記検出手段が光検出器を有する請求項２６のシステム。
30. ３０．前記再帰反射器がそのような物体に装着されている請求項２６のシステム 。
31. ３１．前記再帰反射器に入射する光の光路と前記再帰反射器によって反射される 光の光路が少なくとも実質的に同じであり、前記変調手段が人射光と反射光の両 方を変調するように動作する請求項２６のシステム。
32. ３２．前記変調器が液晶シャッターを有する請求項３１のシステム。
33. ３３．前記変調器が所定の入力が存在しない状態で液晶の構造的な整列に影響を 与える多量の液晶を収容媒体内に有する電界効果散乱型液晶シャッターを有して おり、前記液晶が正の誘電異方性と、所定の入力が存在する状態で透過光に対す る前記収容媒体の屈折指数に合った通常屈折指数と、所定の入力が存在しない状 態で散乱光に対する前記収容媒体の屈折率とは異なる特別屈折率と、を有する請 求項３１のシステム。
34. ３４．そのような物体が、ほぼ一定の周波数でバックグラウンドの変調を実行す る環境にあり、前記変調手段がそのようなバックグラウンドの変調とは異なる周 波数でそのような電磁エネルギーを変調するように動作する請求項３１のシステ ム。
35. ３５．そのような物体がライフベストであり、前記再帰反射器および変調器がそ のようなライフベストに対して装着されている請求項２６のシステム。
36. ３６．そのような物体を検出するために入射電磁エネルギーを複数の領域に向け るために前記方向付け手段を走査する走査制御手段をさらに有する請求項２６の システム。
37. ３７．そのような物体の位置を走査方向と前記検出手段によって受信された信号 との関数として決定する分析手段を有する請求項３６のシステム。