JPH10104340A - ミラー走査型レーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標物の検知可能領域を広げると共に、計測
上の信頼性を高める。 【解決手段】 回転ミラー１４の回転中心軸線ｃに光送
受信器１３の受信光光軸ｂおよび防水・防塵用部材１２
の中心軸線ａを一致させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば対象物とし
て人工衛星等を測距する場合に使用して好適なミラー走
査型レーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーダによって例えば測距等を
行なう場合に光路屈折の影響を受けないようにするため
には、送信光および受信光が共通の光路を通過すること
が望ましいとされるが、送信光と受信光とが互いに異な
る光路を通過する場合でも送信用の光学系と受信用の光
学系とを接近させて配置することにより光路屈折の影響
を少なくすることが行なわれている。

【０００３】従来、この種のレーダには、例えば特開昭
５２−２２０６６５号公報に「レーザレーダの光学系」
として開示され、反射鏡によるビームスプリッタを用い
て送信光と受信光とを分離するようにしたレーダが採用
されている。

【０００４】また、従来におけるレーダには、図３に示
すように、光透過用の防水・防塵用部材としてのシェー
ド１と、送信光用窓２ａおよび受信光用窓２ｂを有する
光送受信器２と、送信光と受信光を反射する回転ミラー
（図示せず）とを備えたものもある。なお、同図におい
て、符号３および４は各々送信光光軸と受信光光軸を示
し、５は回転ミラー（図示せず）の回転中心軸線を示
す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前者にあっ
ては、光送信と光受信がビームスプリッタの回転によっ
て交互に行なわれており、このため比較的近い距離にあ
る目標物を計測対象とした場合に、光送受信器から送信
光として光出射して目標物で反射し、この反射光が受信
光として戻ってくるまでの時間が短くなる。この結果、
ビームスプリッタの振動周波数が高くなって送信光と受
信光を確実に分離することが困難なものとなり、計測上
の信頼性が低下するという問題があった。

【０００６】一方、後者にあっては、送信光用窓２ａと
受信光用窓２ｂの中間部に回転ミラー（図示せず）の回
転中心軸線５がシェード１の中心軸線に一致して配置さ
れており、このため図３に示すように目標物から見た場
合に回転ミラー（図示せず）の回転に伴い変化する送信
光用窓２ａと受信光用窓２ｂとの相対位置関係によって
送信光（送信光光軸３）と受信光（受信光光軸４）がシ
ェード１を通過する時に互いに反対の方向に屈折し、受
信光用窓２ｂの受光範囲を広げても目標物を検知するこ
とができないという問題があった。

【０００７】すなわち、送信光および受信光は、回転ミ
ラー（図示せず）を走査することにより０゜方向と１８
０゜方向に直進する特別な場合を除き、常にシェード１
の法線方向とは異なる光路方向に沿ってシェード１を透
過することになる。そして、各光は互いに反対の方向に
屈折して透過するため、９０゜および２７０゜の角度方
向（これら角度方向付近を含む）に直進するようなミラ
ー回転位置では受信光用窓２ｂの開口視野角を広げても
目標物を検知することができない。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、目標物の検知可能領域を確実に広げることがで
きると共に、計測上の信頼性を高めることができるミラ
ー走査型レーダの提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載のミラー走査型レーダは、円
筒状に形成された光透過用の防水・防塵用部材と、この
防水・防塵用部材内に配設され各々が互いに並列する送
信光用窓と受信光用窓を有する光送受信器と、この光送
受信器の近傍に回転自在に配設されかつ防水・防塵用部
材内に収納され送信光と受信光を反射する回転ミラーと
を備え、この回転ミラーの回転中心軸線に光送受信器の
受信光光軸および防水・防塵用部材の中心軸線を一致さ
せた構成としてある。したがって、受信光光軸方向と防
水・防塵用部材の法線方向との一致によって送信光が防
水・防塵用部材を屈折して透過しても、目標物で反射し
た受信光が防水・防塵用部材を直進して透過する。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のミ
ラー走査型レーダにおいて、光送受信器の送信光用窓お
よび受信光用窓を防水・防塵用部材の中心軸線方向に開
口させた構成としてある。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載のミラー走査型レーダにおいて、防水・防塵用部材
がアクリル樹脂からなる透明材によって形成されている
構成としてある。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１，２また
は３記載のミラー走査型レーダにおいて、光送受信器が
レーザ光送受信器からなる構成としてある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係
るミラー走査型レーダを模式化して示す斜視図、図２は
同じく本発明の実施形態に係るミラー走査型レーダの光
路について説明するために示す断面図である。なお、図
２は送信光および受信光が９０゜方向に直進するよう回
転ミラーを走査した例を示す。同図において、符号１１
で示すミラー走査型レーダは、防水・防塵用部材（シェ
ード）１２と光送受信器１３と回転ミラー１４とを備え
ている。

【００１４】防水・防塵用部材１２は、上下方向（鉛直
方向）に中心軸線ａを一致させて設置されており、全体
が大気と異なる屈折率をもつアクリル樹脂等の透明材か
らなるレーザ光透過用の円筒体によって形成されてい
る。

【００１５】光送受信器１３は、レーザ光送受信器から
なり、防水・防塵用部材１２内に配設されている。この
光送受信器１３は、各々が互いに左右方向（水平方向）
に隣接し、かつ防水・防塵用部材１２の中心軸線ａと平
行な方向に開口する送信光用窓１３ａと受信光用窓１３
ｂを有している。すなわち、送信光用窓１３ａおよび受
信光用窓１３ｂの各開口位置は、防水・防塵用部材１２
の水平面上であって中心軸線ａと交差する線分（防水・
防塵用部材１２の直径となる線分）上に設定されてい
る。このうち受信光用窓１３ｂの開口中心軸線（受信光
光軸）ｂは、防水・防塵用部材１２の中心軸線ａに一致
している。

【００１６】回転ミラー１４は、光送受信器１３の近傍
に回転自在に配設され、かつ防水・防塵用部材１２内に
収納されている。この回転ミラー１４は、ミラー回転中
心軸線ｃが光送受信器１３の受信光光軸ｂおよび防水・
防塵用部材１２の中心軸線ａに一致し、かつ受信光光軸
ｂおよび送信光光軸ｄと４５゜の角度で交差するような
位置に位置付けられている。

【００１７】これにより、光送受信器１３の送信光用窓
１３ａから防水・防塵用部材１２の中心軸線方向と平行
な方向（上方）に出射した送信光が回転ミラー１４で防
水・防塵用部材１２の径方向に反射して防水・防塵用部
材１２を外側に屈折して透過する。そして、この透過光
の一部が光路内における目標物１５に到達して目標物１
５で反射すると、一部反射光が防水・防塵用部材１２の
法線に沿って直進して防水・防塵用部材１２を透過し、
この透過光が防水・防塵用部材１２の径方向に直進して
回転ミラー１４で反射し、この反射光が防水・防塵用部
材１２の中心軸線下方に直進して受信光として受信光用
窓１３ｂに入射する。

【００１８】この場合、一般に光は反射によって拡散す
ると考えられるので、目標物１５で反射した光の一部は
目標物１５と防水・防塵用部材１２を結ぶ線分（防水・
防塵用部材１２の法線）に沿って回転ミラー１４に戻る
ことになり、このため目標物１５で反射した光が回転ミ
ラー１４を任意の回転位置（０゜〜３６０゜の回転位
置）に走査しても防水・防塵用部材１２を透過するとき
には屈折の影響を受けずに透過し、この透過光が回転ミ
ラー１４の中心部分に入射して反射後には受信光光軸ｂ
に沿って受信光用窓１３ｂに入射する。

【００１９】なお、送信光は０゜方向と１８０゜方向に
直進する特別な場合を除き防水・防塵用部材１２を透過
する際に屈折作用を受ける。

【００２０】したがって、送信光の屈折分を補う程度に
受信光用窓１３ｂの視野角を広げることにより、目標物
１５が確実に検知される。すなわち、送信光が最も大き
く屈折する場合（目標物１５から見た送信光用窓１３ａ
と受信光用窓１３ｂの相対位置関係が図２に示すように
横一列に並んだ場合）でも目標物１５からの反射光の受
信が可能となる。

【００２１】なお、本実施形態においては、防水・防塵
用部材としてアクリル樹脂からなる透明材によって形成
する例を示したが、本発明はこれに限定されず、他の透
明材であっても何等差し支えない。この場合、光が防水
・防塵用部材を透過する際の屈折の影響を少なくするた
めには、防水・防塵用部材の材質として屈折率が小さく
かつ厚さとして薄い寸法に設定されたものが望ましい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転ミラーの回転中心軸線に光送受信器の受信光光軸およ
び防水・防塵用部材の中心軸線を一致させたので、送信
光が防水・防塵用部材を屈折して透過しても、目標物で
反射した受信光が防水・防塵用部材を直進して透過する
ことになり、目標物の検知可能領域を確実に広げること
ができる。

【００２３】また、従来のように送信光および受信光の
光路が共通ではないから、計測時に送信光と受信光が確
実に分離され、計測上の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るミラー走査型レーダの
概略を示す斜視図である。

【図２】同じく本発明の実施形態に係るミラー走査型レ
ーダの光路について説明するために示す断面図である。

【図３】従来におけるミラー走査型レーダの光路につい
て説明するために示す断面図である。

【符号の説明】

１１ ミラー走査型レーダ １２ 防水・防塵用部材 １３ 光送受信器 １３ａ 送信光用窓 １３ｂ 受信光用窓 １４ 回転ミラー ａ 中心軸線 ｂ 受信光光軸 ｃ ミラー回転中心軸線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状に形成された光透過用の防水・防
   塵用部材と、 この防水・防塵用部材内に配設され、各々が互いに並列
   する送信光用窓と受信光用窓を有する光送受信器と、 この光送受信器の近傍に回転自在に配設され、かつ前記
   防水・防塵用部材内に収納され、送信光と受信光を反射
   する回転ミラーとを備え、 この回転ミラーの回転中心軸線に前記光送受信器の受信
   光光軸および前記防水・防塵用部材の中心軸線を一致さ
   せたことを特徴とするミラー走査型レーダ。
2. 【請求項２】 前記光送受信器の送信光用窓および受信
   光用窓を前記防水・防塵用部材の中心軸線方向に開口さ
   せたことを特徴とする請求項１記載のミラー走査型レー
   ダ。
3. 【請求項３】 前記防水・防塵用部材がアクリル樹脂か
   らなる透明材によって形成されていることを特徴とする
   請求項１または２記載のミラー走査型レーダ。
4. 【請求項４】 前記光送受信器がレーザ光送受信器から
   なることを特徴とする請求項１，２または３記載のミラ
   ー走査型レーダ。