JPH1183391A - オフセット検出装置及びこれを用いた飛翔体誘導システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共通の座標系を持たない場合でも、所定の軸
方向からのオフセット量あるいはオフセット方向を検出
するオフセット検出装置を提供する。 【解決手段】 レーザビーム照射器により指向方向に最
大の照射強度を有する特性のレーザビームを、所定の軸
に対して指向方向を傾けて円錐状に回転させながら照射
し、このレーザビーム照射器によるレーザビーム照射領
域に、両者を結ぶ方向が所定の軸に直交するように２つ
の受光センサ２１７，２１８を所定間隔で配置し、この
２つの受光センサ２１７，２１８それぞれから出力され
る受光信号の位相差を位相差検出器２１９で検出し、オ
フセット方向検出回路にて検出された位相差の大きさを
比較し、所定の軸に対する２つの受光センサ２１７，２
１８のオフセット方向を検出することで、共通の座標系
を持たない場合でも、所定の軸方向からのオフセット量
あるいはオフセット方向を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の軸からのオ
フセット量あるいはオフセット方向を検出するオフセッ
ト検出装置、このオフセット検出装置を用いて飛翔体を
所定方向に誘導する飛翔体誘導システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、飛翔体誘導システムにあって
は、飛翔体に搭載され、飛翔体自身の姿勢角や位置など
の情報を計算する航法計算機と、飛翔体に対して外部か
ら基準座標系の進行方向情報（方位角と高低角の組み合
わせ情報、または目標の位置情報など）を無線で送信す
る誘導装置を備えている。飛翔体では、誘導装置から送
られる進行方向情報をもとに、航法計算機を利用して飛
翔体自らの姿勢角や位置情報を計算し、その操舵方向や
操舵量を決定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の飛翔体誘導システムは、飛翔体搭載の航法計算機か
ら得られる飛翔体自らの姿勢角や位置情報を使用して、
操舵システムの座標系と共有することで成立している。
すなわち、誘導システムが飛翔体の操舵システムと共通
の座標系を持たない場合、飛翔体は誘導装置から進行方
向情報を受けても、その進行方向情報に見合った方向に
飛翔することができない。このため、誘導システムは飛
翔体操舵システムと共通の座標系を必要としている。

【０００４】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、共通の座標系を持たない場合でも、所定の軸方向か
らのオフセット量あるいはオフセット方向を検出するオ
フセット検出装置を提供し、このオフセット検出装置を
用いることにより、誘導システムと飛翔体操舵システム
が共通の座標系を持たない場合でも、飛翔体を所定の方
向に誘導することのできる飛翔体誘導システムを提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明に係るオフセット検出装置は、指向方向に最
大の照射強度を有し前記指向方向から離れるにつれて照
射強度が小さくなる特性のレーザビームを、所定の軸に
対して前記指向方向を傾けて円錐状に回転させながら照
射するレーザビーム照射器と、このレーザビーム照射器
による前記レーザビームの照射領域に、両者を結ぶ方向
が前記所定の軸に直交するように所定間隔で配置され、
かつ、前記レーザビームを受光してその照射強度に応じ
た受光信号を出力する２つの受光センサと、この２つの
受光センサそれぞれから出力される受光信号の位相差を
検出する位相差検出器と、この位相差検出器で検出され
た位相差の大きさを比較し、前記所定の軸に対する前記
２つの受光センサのオフセット方向を検出するオフセッ
ト方向検出手段とを具備している。

【０００６】また、本発明に係る、飛翔体外部の誘導装
置から飛翔体を目標に向けて誘導する飛翔体誘導システ
ムにおいて、前記飛翔体外部の誘導装置は、指向方向に
最大の照射強度を有し前記指向方向から離れるにつれて
照射強度が小さくなる特性のレーザビームを、所定の軸
に対して前記指向方向を傾けて円錐状に回転させながら
照射するレーザビーム照射器と、このレーザビーム照射
器の所定の軸を目標方向に向ける方向制御器とを備え、
前記飛翔体の内部の誘導装置は、それぞれ前記レーザビ
ーム照射器による前記レーザビームを受光しその照射強
度に対応した受光信号を出力する２つの受光センサと、
この２つの受光センサそれぞれから出力される受光信号
の位相差を検出する位相差検出器と、この位相差検出器
で検出された位相差の大きさから前記レーザビームの円
錐走査中心軸に対する前記２つの受光センサのオフセッ
ト方向を検出するオフセット方向検出手段とを備え、こ
のオフセット方向検出手段で求められた前記オフセット
方向から前記飛翔体の操舵量及び操舵方向を計算し、そ
の計算結果に基づいて前記飛翔体の操舵を制御するよう
にしている。

【０００７】特に、前記オフセット方向検出手段は、前
記位相差検出器から得られた各信号の位相差から前記受
光センサの中間位置と前記レーザビームの円錐走査中心
軸との１次元相対位置を求める変換テーブルを備え、前
記飛翔体内部の誘導装置は、前記変換テーブルで求めら
れる１次元相対位置に基づいて、機械的操作により前記
受光センサの中間位置を前記レーザビームの円錐走査軸
に誘導するようにしている。

【０００８】また、本願発明に係る、飛翔体外部の誘導
装置から飛翔体を目標に向けて誘導する飛翔体誘導シス
テムにおいて、前記飛翔体外部の誘導装置は、指向方向
に最大の照射強度を有し前記指向方向から離れるにつれ
て照射強度が小さくなる特性のレーザビームを、所定の
軸に対して前記指向方向を傾けて円錐状に回転させなが
ら照射するレーザビーム照射器と、このレーザビーム照
射器の所定の軸を目標方向に向ける方向制御器とを備
え、前記飛翔体内部の誘導装置は、それぞれ前記レーザ
ビーム照射器による前記レーザビームを受光しその照射
強度に対応した受光信号を出力する互いに同一直線上に
配置されない３個以上の受光センサと、この３個以上の
受光センサそれぞれの出力間の位相差を検出する複数の
位相差検出器と、前記３個以上の受光センサから得られ
た信号の位相差のうち少なくとも２個以上の位相差を用
いて、受光センサそれぞれの中間位置と前記レーザビー
ムの円錐走査中心軸との２次元相対位置を求める変換テ
ーブルとを備え、この変換テーブルで求められた前記２
次元相対位置から前記受光センサの中間位置をレーザビ
ーム円錐走査中心軸に誘導するための前記飛翔体の操舵
量及び操舵方向を計算し、その計算結果に基づいて前記
飛翔体の操舵を制御するようにしている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。

【００１０】図１（ａ）は、本発明に係るオフセット検
出装置の回路構成を示すものである。図１（ａ）におい
て、符号１１はレーザビーム照射器で、このレーザビー
ム照射器１１は、レーザビーム１３を所定の軸１２を中
心にして円錐状に回転させながら照射し、点線で示すよ
うな照射領域１４を形成する。このレーザビーム照射器
１１から距離Ｒの位置には受光センサ１５が配置され
る。この受光センサ１５は、レーザビーム１３を受光し
て、受光した光エネルギーを電圧信号などの受光信号Ｓ
に変換し出力する。

【００１１】上記受光センサ１５から出力された受光信
号Ｓは振幅測定回路１６に供給される。この振幅測定回
路１６は受光信号Ｓの振幅変化分Ａを測定するものであ
る。この振幅測定回路１６で測定された受光信号Ｓの振
幅変化分Ａのデータは、変換テーブル１７に供給され
る。この変換テーブル１７は、入力データを予め記憶さ
れた記憶データと対比することで、受光センサ１５の受
光面におけるレーザビーム１３の中心軸１２からの離隔
角度θ、いわゆるオフセット量を検出するものである。

【００１２】次に、上記構成のオフセット検出装置の動
作について説明する。

【００１３】まず、レーザビーム照射器１１から照射さ
れるレーザビーム１３は、図１（ｂ）に示すようにビー
ムの指向方向１８で最大の照射強度を有し、ビームの指
向方向１８から離れる（オフセット）に従って照射強度
が単調に減衰する特性となっている。そして、このよう
な特性のレーザビーム１３は、図１（ｃ）に示すよう
に、ビームの指向方向１８が所定の中心軸１２に対して
離心角φだけ傾いた状態で中心軸１２のまわりを回転
し、レーザビームの照射領域１４を形成している。

【００１４】このため、レーザビーム１３のビームの指
向方向１８の軌跡は円錐状になり、ビームの指向方向１
８が作る軌跡の内側では、図１（ｄ）に示すように、ビ
ームの照射強度がビームの指向方向１８で最大で、中心
軸１２に向かって単調に低下している。

【００１５】このとき、レーザビームの照射領域１４に
位置する受光センサ１５から出力される受光信号Ｓは、
図１（ｅ）に示すように、レーザビーム１３の回転周期
と同じ周期Ｔで変化する。ここで、中心軸１２からのオ
フセット量を離隔角度θで表し、受光センサ１５から出
力される受光信号Ｓの最大値と最小値の差の振幅変化分
をＡで表すと、離隔角度θ＝０の場合は振幅変化分Ａ＝
０となって直流になる。そして、離隔角度θが大きくな
ると振幅変化分Ａも大きくなる。このため、受光信号Ｓ
は、いわゆる振幅変調信号になる。

【００１６】この場合、照射強度の最大値をＶｍａｘ、
最小値をＶｍｉｎとすると、振幅変化分Ａは、 Ａ＝Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ ……（１） となる。この関係から分かるように振幅変調信号は、縦
軸を振幅変化分Ａ、横軸を離隔角度θとすると、図１
（ｆ）の線分Ｍのように離隔角度θが増加するとともに
振幅変化分Ａが単調に増加する特性になる。

【００１７】そこで、図１（ｆ）の線分Ｍのような振幅
変調信号の特性、即ち、振幅変化分Ａと離隔角度θの関
係を関数化あるいはテーブル化して、変換テーブル１７
に記憶させておく。これにより、振幅測定回路１６で測
定された受光信号の振幅変化分Ａを変換テーブル１７に
入力することにより、振幅変化分Ａに対応した離隔角度
θを求めることができる。

【００１８】尚、上記した構成において、レーザビーム
照射器１１から受光センサ１５の受光面までの距離Ｒが
既知でない場合には、距離Ｒを測定する手段、そして距
離Ｒに対応して振幅変調特性を補正する手段が付加する
必要がある。

【００１９】次に、本発明のオフセット検出装置の他の
実施形態について、図２（ａ）に示す回路構成図及び図
２（ｂ）に示す特性図を参照して説明する。尚、図２
（ａ）において、図１（ａ）に対応する部分には同一の
符号を付して示し、重複する説明は省略する。

【００２０】前述の受光センサ１５から出力された受光
信号Ｓは、図１（ａ）では振幅測定回路１６に加えられ
ているのに対し、図２（ａ）では振幅比測定回路２１に
加えられている。この振幅比測定回路２１は、受光信号
Ｓの振幅の最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎの振幅比Ｖ
ｒを求めるものである。

【００２１】この実施形態の場合、変換テーブル２２に
は、振幅比Ｖｒが入力されると、受光センサ１５の中心
軸１２に対する離隔角度θを出力するようなデータ、例
えば、図２（ｂ）の線分Ｎに示すような関係のデータが
記憶されている。尚、図２（ｂ）において、縦軸は受光
センサ１５から出力される受光信号Ｓの振幅の最大値と
最小値の比Ｖｒ、横軸は受光センサ１５の中心軸１２に
対する離隔角度θを表している。

【００２２】すなわち、この実施形態のオフセット検出
装置では、振幅比測定回路２１を用いているので、例え
ば受光センサ１５の変換効率が変化しても正しい離隔角
度θが求められる。

【００２３】例えば、受光センサ１５の変換効率がｇ倍
に変化すると、受光信号Ｓの振幅値も全体的にｇ倍にな
る。このため、最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎもそ
れぞれｇ倍になる。しかし、最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖ
ｍｉｎの比Ｖｒは、 となり、変換効率の変化による影響はなくなる。

【００２４】したがって、上記構成によるオフセット検
出装置によれば、受光センサ１５の変換効率の変化に影
響されることなく、中心軸１２に対する受光センサ１５
の離隔角度θを求めることができる。また、レーザビー
ム照射器１１と受光センサ１５間の距離Ｒが変化し、あ
るいはレーザビーム１３のレベル変動などがあっても、
これらの影響を受けることなく、中心軸１２に対する受
光センサ１５の離隔角度θを求めることができる。

【００２５】次に、本発明のオフセット検出装置の他の
実施形態として２つの受光センサを用いる場合を例にと
り、図３（ａ）に示す回路構成図及び図３（ｂ）に示す
模式図を参照して説明する。尚、図３（ａ）において、
図１（ａ）に対応する部分には同一の符号を付して示
し、ここでは図１（ａ）と相違する構成を中心に説明す
る。

【００２６】この実施形態の場合、２つの受光センサ３
１１、３１２が、レーザビーム照射器１１から距離Ｒの
位置に、両者を結ぶ直線が中心軸１２と直交するよう
に、また、所定の間隔でプラットフォーム３２上に設置
されている。図３（ｂ）にレーザビーム照射器１１及び
受光センサ３１１、３１２の配置とレーザビーム１３の
照射領域１４との関係を示す。尚、図３（ｂ）におい
て、点Ｐはプラットフォーム３２上における受光センサ
３１１、３１２の間の中点を示している。

【００２７】上記した構成の場合、照射領域１４におけ
るレーザビーム１３の照射強度の分布は図１Ｄと同様で
ある。また、受光センサ３１１、３１２から出力される
受光信号Ｓ１、Ｓ２はそれぞれ中心軸１２からの離隔角
度θ１、θ２で決まる振幅変化分Ａ１、Ａ２を持つ振幅
変調信号となっている。受光信号Ｓ１、Ｓ２はそれぞれ
振幅測定回路３３１、３３２に入力され、振幅変化分Ａ
１、Ａ２が測定される。その後、振幅変化分Ａ１、Ａ２
がオフセット検出回路３４で比較され、プラットフォー
ム３３や受光センサ３１１、３１２のオフセット方向、
例えば中心軸１２に対する中点Ｐのオフセット方向が検
出される。

【００２８】例えば、中点Ｐが中心軸１２上にある場
合、各受光センサ３１１、３１２から出力される受光信
号Ｓ１、Ｓ２の振幅変化分Ａ１、Ａ２は等しくなる。ま
た、図３（ｂ）に示すように中点Ｐが受光センサ３１１
の配置方向にオフセットすると、受光センサ３１１の方
が中心軸１２からのずれが大きくなる。この結果、受光
センサ３１１から出力される受光信号Ｓ１の振幅変化分
Ａ１の方が大きくなる。逆に、中点Ｐが受光センサ３１
２の配置方向にオフセットすると、受光センサ３１２か
ら出力される受光信号Ｓ２の振幅変化分Ａ２の方が大き
くなる。このような関係を利用してオフセット方向が検
出される。

【００２９】例えば、振幅変化分Ａ１＝振幅変化分Ａ２
の場合、中点Ｐが中心軸１２上に位置することになる。
この場合、オフセット検出回路３４は「オフセットな
し」と判断して、例えば「０」のオフセット方向信号Ｄ
を出力する。また、Ａ１＞Ａ２の場合、中点Ｐは受光セ
ンサ２４１の配置方向にオフセットしていることにな
る。この場合、「オフセットあり」と判断して、例えば
「＋１」のオフセット方向信号Ｄを出力する。また、Ａ
１＜Ａ２の場合、中点Ｐは受光センサ２４２の配置方向
にオフセットしている。この場合「オフセットあり」と
判断して、例えば「−１」のオフセット方向信号Ｄを出
力する。

【００３０】上記したような方法により、プラットフォ
ーム３２や受光センサ３１１、３１２の中心軸１２に対
するオフセット方向が測定される。

【００３１】尚、図３（ａ）の構成において、オフセッ
ト量を求める場合、図１（ａ）などで説明したように受
信信号Ｓ１、Ｓ２の振幅変化分Ａ１、Ａ２と離隔角度θ
との関係を関数化あるいはテーブル化した変換テーブル
（図示せず）が使用される。

【００３２】また、レーザビーム照射器１１と各受光セ
ンサ３１１、３１２と間の距離は厳密には相違してい
る。しかし、このような距離の相違による照射強度の変
化は無視できる程度で、実用上の問題は生じない。

【００３３】次に、本発明のオフセット検出装置の他の
実施形態について、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照し
て説明する。尚、図４（ａ）において、図３（ａ）に対
応する部分には同一の符号を付して示し、ここでは図３
（ａ）と相違する構成を中心に説明する。また、図４
（ｂ）は、図３（ｂ）と同様に、レーザビーム照射器１
１及び受光センサ３１１、３１２の配置とレーザビーム
１３の照射領域１４との関係を示すものである。

【００３４】この実施形態では、図３（ａ）の振幅測定
回路３３１、３３２に代わって振幅比測定回路４１１、
４１２が設けられ、受光センサ３１１、３１２から出力
される受光信号Ｓ１、Ｓ２はそれぞれ振幅比測定回路４
１１、４１２に供給され、それぞれの振幅の最大値Ｖｍ
ａｘと最小値Ｖｍｉｎの振幅比Ｖｒ１、Ｖｒ２が計算さ
れる。

【００３５】このように振幅比を用いた場合、受光セン
サ３１１、３１２の変換効率が相違しても、正しいオフ
セット方向を求めることができる。例えば、受光センサ
３１１の変換効率が受光センサ３１２のｇ倍の場合、受
光センサ３１１の受光信号の振幅値は全体的にｇ倍とな
り、最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎはそれぞれｇ倍と
なる。しかし、両者の比Ｖｒは式（２）の関係から変換
効率の違いによる影響はなくなる。

【００３６】また、図４（ａ）の構成では、振幅比Ｖｒ
１と振幅比Ｖｒ２の大きさをオフセット検出回路４２で
比較するようにしている。このオフセット検出回路４２
では、Ｖｒ１＝Ｖｒ２の場合、プラットフォーム３２や
受光センサ３１１、３１２のオフセット方向、即ち、中
心軸１２に対する中点Ｐの位置は「オフセットなし」で
あると判断して、例えば「０」のオフセット方向信号Ｄ
を出力する。また、Ｖｒ１＞Ｖｒ２の場合、「受光セン
サ３１１の配置方向にオフセットあり」と判断して、例
えば「＋１」のオフセット方向信号Ｄを出力する。ま
た、Ｖｒ１＜Ｖｒ２の場合、「受光センサ３１２の配置
方向にオフセットあり」と判断して、例えば「−１」の
オフセット方向信号Ｄを出力する。

【００３７】尚、図４（ａ）の構成も、オフセット量を
求める場合は、受信信号Ｓ１、Ｓ２の最大値と振幅最小
値の比とオフセット量との関係を関数化あるいはテーブ
ル化した変換テーブル（図示せず）が使用される。

【００３８】また、図４（ａ）の構成の場合、レーザビ
ーム照射器１１からの距離Ｒの変化やレーザビーム照射
器１１の出力レベルの変動などによる照射強度の変化に
関係なく、中心軸１２に対する受光センサ３１１、３１
２それぞれの離隔角度θ１、θ２などを求めることがで
きる。

【００３９】次に、この発明のオフセット検出装置の他
の実施形態について、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照
して説明する。尚、図５（ａ）において、図４（ａ）に
対応する部分には同一の符号を付して示し、ここでは図
４（ａ）と相違する構成を中心に説明する。また、図５
（ｂ）は、図３（ｂ）と同様に、レーザビーム照射器１
１及び受光センサ３１１、３１２の配置とレーザビーム
１３の照射領域１４との関係を示すものである。

【００４０】この実施形態の場合、２つの受光センサ３
１１、３１２が、レーザビーム照射器１１から距離Ｒの
位置に、両者を結ぶ直線が中心軸１２と直交するよう
に、また所定間隔でプラットフォーム３２上に設置され
ている。図５（ｂ）にレーザビーム照射器１１及び受光
センサ３１１、３１２の配置とレーザビーム１３の照射
領域１４との関係を示す。尚、図５（ｂ）において、点
Ｐはプラットフォーム３２上における受光センサ３１
１、３１２の間の中点を示している。

【００４１】上記した構成の場合、受光センサ３１１、
３１２から出力された受光信号Ｓ１、Ｓ２は、振幅比測
定回路４１１、４１２に供給され、それぞれの振幅比Ｖ
ｒ１、Ｖｒ２が求められる。その後、オフセット検出回
路４２において振幅比Ｖｒ１、Ｖｒ２の大きさが比較さ
れる。

【００４２】このとき、オフセット検出回路４２は、Ｖ
ｒ１＝Ｖｒ２の場合、プラットフォーム３２や受光セン
サ３１１、３１２の位置、即ち中点Ｐの位置が中心軸１
２に対して「オフセットなし」と判断して、例えば
「０」のオフセット方向信号Ｄを出力する。また、Ｖｒ
１＞Ｖｒ２の場合、「受光センサ３１１の配置方向にオ
フセットあり」と判断して例えば「＋１」のオフセット
方向信号Ｄを出力する。また、Ｖｒ１＜Ｖｒ２の場合、
「受光センサ３１２の配置方向にオフセットあり」と判
断して、例えば「−１」のオフセット方向信号Ｄを出力
する。

【００４３】また、オフセット検出回路４２は、Ｖｒ
１、Ｖｒ２の大きい方を選択し、大きい方を振幅比信号
Ｖｒとして出力する。ここではＶｒ１＞Ｖｒ２で、Ｖｒ
＝Ｖｒ１とする。このとき、振幅比Ｖｒ１が振幅比信号
Ｖｒとして変換テーブル５１に入力される。変換テーブ
ル５１は２つの変換テーブル５１１、５１２で構成され
ており、ここでは、振幅比Ｖｒ１が入力されるため、受
光センサ３１１出力に対応する変換テーブル５１１がセ
ット方向信号Ｄによって選択される。変換テーブル５１
１には、受光センサ３１１の離隔角度θと振幅比Ｖｒ１
の関係が記憶されており、振幅比Ｖｒ１を利用して受光
センサ３１１の中心軸１２からの離隔角度θが求められ
る。

【００４４】そして、振幅比比較回路４２で求められた
オフセット方向信号Ｄと、変換テーブル５１で求められ
た離隔角度θが誤差信号計算回路５２に入力され、受光
センサ３１１のオフセット信号、いわゆるオフセット方
向とオフセット量の各データを含んだ誤差信号Ｅが求め
られる。

【００４５】この場合、誤差信号Ｅは、オフセット方向
Ｄと離隔角度θをもとに符号つきのオフセット値、例え
ば、 Ｅ＝Ｄ×θ …（３） ただし、Ｖｒ１＝Ｖｒ２の時、Ｄ＝０ Ｖｒ１＞Ｖｒ２の時、Ｄ＝＋１ Ｖｒ１＜Ｖｒ２の時、Ｄ＝−１ で表される。

【００４６】尚、オフセット検出回路４２で振幅比の小
さい方を選択した場合には、オフセット量が小さく且つ
２つの受光センサ３１１、３１２が中心軸１２に対して
反対方向にある時と、オフセット量が大きく且つ受光セ
ンサ３１１、３１２がともに中心軸１２に対して同じ方
向にある時とで、（３）式の符号が逆転することにな
り、好ましくない。

【００４７】次に、この発明の飛翔体誘導システムの実
施形態について、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）
を参照して説明する。

【００４８】図６（ａ）において、符号６１は飛翔体の
発射基地あるいは飛翔体搭載機側に設けられる誘導装置
で、レーザビーム照射器６１１や走査駆動装置６１２な
どから構成されている。

【００４９】レーザビーム照射器６１１は、図１（ｂ）
で説明したオフセット検出装置の構成と同様に、軸６３
を中心にしてレーザビーム６２を矢印Ｙ方向に回転させ
て円錐状に照射し、図１（ｃ）や図１（ｄ）で説明した
と同様の照射領域６４を形成している。

【００５０】走査駆動装置６１２は、レーザビーム照射
器６１１に対して回転軸６３の方向を制御するもので、
例えば、照射領域６４の中心軸６３が目標６５の方向を
向くようにし、さらに目標６５に向かう飛翔体６６が照
射領域６４内に位置するようにしている。

【００５１】また、飛翔体６６側には、その後部に、図
６（ｂ）のＡ点乃至Ｄ点で示すように、例えば４つの受
光センサ６６１、６６２、６６３、６６４が胴体表面な
ど共通の円周上に等間隔に配置され、その内部にオフセ
ット検出による操舵制御装置が装備されている。

【００５２】上記した構成において、受光センサ６６
１、６６２、６６３、６６４から誤差信号Ｅ１、Ｅ２や
操舵ベクトルＮを得る方法について、図６（ｂ）に示す
受光センサ配置関係図、図６（ｃ）に示す飛翔体側の操
舵制御装置の構成図を参照して説明する。

【００５３】飛翔体６６において、操舵制御装置は、例
えばＡ点の受光センサ６６１とＣ点の受光センサ６６３
から出力される受光信号Ｓ１、Ｓ３をオフセット検出回
路６７１に入力し、前述のオフセット検出装置の各実施
形態で説明した場合と同様の処理を行い、線分ＡＣ方向
におけるオフセット方向及びオフセット量、即ちオフセ
ット信号Ｅ１を出力する。同様に、Ｂ点の受光センサ６
６２とＤ点の受光センサ６６４の受光信号Ｓ２、Ｓ４を
オフセット検出回路６７２に入力し、線分ＢＤ方向にお
けるオフセット信号Ｅ２を出力する。

【００５４】これらのオフセット信号Ｅ１、Ｅ２は操舵
装置６８に加えられる。操舵装置６８では、オフセット
信号Ｅ１、Ｅ２をもとに中心軸６４に対する操舵ベクト
ルＮを計算し、この操舵ベクトルＮが小さくなるように
操舵し、飛翔体６６が中心軸６４上を進むように制御す
る。

【００５５】上記した構成によれば、飛翔体６６は目標
６５の方向に飛翔する。そして、飛翔体６６の進行方向
（図６（ａ）中、矢印で示す）が中心軸６３からオフセ
ットするとオフセット信号Ｅ１、Ｅ２が誤差として発生
する。このとき、その都度、オフセット信号Ｅ１、Ｅ２
が零となるように飛翔体６６の進行方向を修正する。こ
のようにして飛翔体６６を目標６５に誘導することがで
きる。

【００５６】次に、この発明の飛翔体誘導システムの他
の実施形態について図７を参照して説明する。図７にお
いて、図６（ａ）に対応する部分には同一の符号を付し
て示し、ここでは図６（ａ）と相違する構成を中心に説
明する。

【００５７】この実施形態では、飛翔体発射基地あるい
は飛翔体搭載機側に目標標定センサ７１を設け、そのセ
ンサ７１により目標６５の位置や速度等の目標情報ＴＤ
を検出する。ここで検出された目標情報ＴＤは照射方向
計算器７２に入力される。この照射方向計算器７２は、
目標情報ＴＤをもとに、例えば目標６５の未来位置を計
算し、計算された未来位置のデータを走査駆動装置６１
２へ出力する。これにより、走査駆動装置６１２は、照
射領域６４の中心軸６３が例えば目標６５の未来位置に
一致するようにレーザビーム照射器６１１を駆動する。

【００５８】この構成によれば、中心軸６３は常に目標
６５方向を向いている。そして、飛翔体６６は中心軸６
３方向に誘導され、目標６５に誘導される。尚、飛翔体
６６の誘導方法は図６（ａ）の実施形態と同様であるの
で説明は省略する。

【００５９】次に、この発明の飛翔体誘導システムの他
の実施形態について図８を参照して説明する。図８にお
いて、図７に対応する部分には同一の符号を付して示
し、図７と相違する構成を中心に説明する。

【００６０】この実施形態の場合、飛翔体発射基地ある
いは飛翔体搭載機側に飛翔体６６の位置情報ＦＤを検出
する飛翔体標定センサ８１を設け、このセンサ８１によ
り飛翔体６６の位置情報ＦＤを検出し、この位置情報Ｆ
Ｄを照射方向計算器７２に入力するようにしている。こ
のとき、照射方向計算器７２は、照射領域６４の中心軸
６３が例えば飛翔体６６の位置情報ＦＤと目標６５との
中間に位置し、また、飛翔体６６が照射領域６４に入る
ようにレーザビームの指向方向を計算する。そして、そ
の計算結果を、走査駆動装置６１２に伝え、レーザビー
ム照射器６１１から照射されるレーザビームが計算され
た指向方向を向くように制御する。

【００６１】この場合、飛翔体６６は徐々に中心軸６３
方向に誘導され、飛翔体６６と目標６５は同一照射領域
に入り、図７で説明したと同様の方法で飛翔体６６は目
標６５に誘導される。

【００６２】この構成によれば、飛翔体６６の位置情報
ＦＤを検出し、飛翔体６６が照射領域６４に入るように
レーザビームの指向方向を制御している。したがって、
飛翔体６６がレーザビームの照射領域６４から外れてい
る場合などの誘導に有効である。

【００６３】次に、この発明の飛翔体誘導システムの他
の実施形態について図９を参照して説明する。図９にお
いて、図８に対応する部分には同一の符号を付して示
し、図８と相違する構成を中心に説明する。

【００６４】この実施形態では、飛翔体発射基地あるい
は飛翔体搭載機側に、目標６５を観測する目標標定セン
サ７１と、飛翔体６６を観測する飛翔体標定センサ８１
の両方が設けられている。そして、目標標定センサ７１
から得られる目標の位置情報ＴＤや目標標定センサ７１
から得られる目標位置情報ＦＤが、それぞれ照射方向計
算器７２に入力される。これによって照射方向計算器７
２は、まず、照射領域６４の中心軸６３が、例えば飛翔
体６６の位置と目標６５の中間に位置し、また、飛翔体
６６が照射領域６４に入るように中心軸６３の方向を計
算する。そして、この計算結果を走査駆動装置６１２に
伝え、レーザビーム照射器６１１の中心軸６３を計算さ
れた方向に向けさせる。

【００６５】この構成によれば、照射領域６４内に位置
する飛翔体６６は中心軸６３方向に制御される。その
後、飛翔体６６は中心軸６３に接近するように飛び続
け、目標６５と飛翔体６６が同一照射領域内に入るよう
になる。そして、中心軸６３が目標６５方向に向くよう
になると、飛翔体６６は目標６５に向かって飛び、目標
方向に誘導される。

【００６６】尚、上記した各実施形態では、レーザビー
ムが連続波の場合で説明している。しかし、受光センサ
の側にパルスの波高値や平均値を検出する回路を設ける
ことによってレーザビームがパルス変調の場合でも本発
明を構成できる。

【００６７】ここで、レーザビームがパルス変調の場合
を図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を参照して説明する。

【００６８】図１０（ａ）は飛翔体側の操舵制御装置の
構成を示すもので、符号１０１は受光センサである。こ
の場合、受光センサ１０１から出力される受光信号Ｓの
波形は、図１０（ｂ）に示すようにパルス状になる（出
力Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、…）。このとき、受光信号
Ｓのパルス状出力の包絡線波形Ｗは周期Ｔで変化する図
１（ｅ）と等価の波形になる。したがって、パルス波高
値検出回路１０２で、例えば各パルス状出力Ｓ１１、Ｓ
２１、Ｓ３１、…の波高値Ｈを検出し、これらの波高値
Ｈから包連線波形Ｗの最大値Ｖｍａｘや最小値Ｖｍｉｎ
を振幅検出回路１０３で計算すれば、振幅変化分Ａが求
められる。このようにして検出されたＶｍａｘ、Ｖｍｉ
ｎを利用すれば、連続波の場合と同様の方法でオフセッ
ト方向やオフセット量を検出でき、また、光波誘導を行
うことができる。

【００６９】尚、振幅検出回路１０３において、包連線
波形Ｗの最大値Ｖｍａｘや最小値Ｖｍｉｎを計算する場
合、パルス列が密であれば、パルス波高値そのものの最
大値や最小値をそれぞれＶｍａｘ、Ｖｍｉｎに近似させ
ることもできる。

【００７０】ところで、上記した飛翔体誘導システムの
場合、４個の受光センサが用いられている。しかし、受
光センサが４個以外の場合にも本発明を構成できる。例
えば、受光センサが４個以外の場合について図１１
（ａ）乃至図１１（ｅ）を参照して説明する。図１１
（ａ）は１８０°間隔のＡ点とＣ点にそれぞれ受光セン
サ１１１、１１２が設けられた場合である。この場合、
２つの受光センサ１１１、１１２から、図１１（ａ）中
の矢印で示す１軸方向のオフセット信号Ｅしか得られな
い。しかし、図１１（ｂ）に示すように２つの受光セン
サ１１１、１１２を飛翔体の胴体１１０のまわりに９０
°回転させれば、２つの受光センサ１１１、１１２がＡ
点とＣ点にある状態と、Ｂ点とＤ点にある２つの状態を
形成することができる。

【００７１】したがって、受光センサ１１１、１１２が
Ａ点とＣ点にある状態と、Ｂ点とＤ点にある状態とで、
時間差をつけて２方向のオフセット信号Ｅ１、Ｅ２（飛
翔体誘導システムにおける誤差信号に対応する）を得る
ことができ、操舵ベクトルＮを計算することができる。
これにより、３次元空間に位置する目標方向に飛翔体を
誘導することができる。

【００７２】また、図１１（ｃ）は受光センサが１つの
場合を示している。この場合、１つの受光センサ１１１
を胴体１１０の周囲に配置し、例えば９０°づつ順に回
転させれば４つの観測点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが実現できる。
したがって、２方向のオフセット信号を得ることがで
き、これによって飛翔体を誘導する操舵ベクトルを求め
ることができる。

【００７３】また、図１１（ｄ）は、受光センサが３つ
の場合を示している。すなわち、図１１（ｄ）中、３つ
の受光センサ１１１、１１２、１１３がそれぞれＡ点、
Ｂ点、Ｃ点にあるとすると、Ａ点とＢ点の受光センサ１
１１、１１２からＡＢ方向のオフセット信号Ｅ１が、ま
たＢ点、Ｃ点の受光センサ１１２、１１３からＢＣ方向
のオフセット信号Ｅ２が、また、Ｃ点、Ａ点の受光セン
サ１１３、１１１からＣＡ方向のオフセット信号Ｅ３が
それぞれ誤差として得られる。これら３つのオフセット
信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を用いて図１１（ｅ）に示すよう
にベクトル演算することによって操舵ベクトルＮを得る
ことができる。

【００７４】上記したように本発明では、２方向以上で
の中心軸に対するオフセット信号が得られれば、オフセ
ット信号の各方向が直交していなくても操舵ベクトルＮ
を得ることができる。したがって、受光センサを設置す
る位置や数は任意に選定できる。

【００７５】尚、図９の実施形態では、目標標定センサ
と飛翔体標定センサを別構成にしている。しかし、この
２つのセンサの機能を持つ１つのセンサで構成すること
もできる。

【００７６】また、上記した実施形態では、オフセット
量として離隔角度を用いている。しかし、距離が計測で
きる点や定点などに受光センサが配置されている場合
は、オフセット量として離隔距離を用いることもでき
る。

【００７７】また、受光センサ出力の受光信号の大きさ
を電圧で表現している。しかし、電流や電力など、入射
したエネルギー量を直接または間接的に表現するその他
の単位で表現することもできる。

【００７８】次に、本発明の飛翔体誘導システムの他の
実施形態について、図１２乃至図１５を参照して説明す
る。尚、前述の実施形態と同一部分には同一符号を付し
て示し、ここでは重複する説明を省略する。

【００７９】図１２（ａ）は、円錐状に走査されたレー
ザビームの照射状況を示す。レーザビーム照射器２１１
から、図１２（ｂ）に示すようにビーム指向中心２１３
の方向が最大強度であり、かつ、ビーム指向中心からオ
フセットするに従って照射強度が単調減衰する強度分布
を有するレーザビーム２１２を、ビーム指向中心２１３
がレーザビーム走査回転中心軸Ｚから常に一定の離心角
ψとなるようにして、回転中心軸Ｚのまわりに回転させ
る。このとき、レーザビーム２１２のビーム指向中心２
１３が円錐状になる照射空間を形成する。

【００８０】受光センサ２１６が空間中にあるとき、当
該受光センサ２１６がレーザビーム走査の回転中心軸Ｚ
上になければ、受光センサ２１６から得られる受光信号
Ｓは、図１２（ｃ）に示すように、レーザビーム２１２
の走査回転周期と同じ周期Ｔを持つ周期信号Ｓになる。
ここで、受光センサ２１６とは、受光した光エネルギー
を受光信号、例えば電圧信号に変換するものである。

【００８１】以上の動作原理から、この実施形態では、
２個の受光センサ２１７、２１８を用いて、例えば図１
３（ａ）に示すように飛翔体の後部に距離２ｄ隔てて配
置する。ここでは２個の受光センサ２１７、２１８から
の受光信号をＳ１、Ｓ２とする。また、両センサ２１
７、２１８の中間位置をＣとする。

【００８２】このように受光センサ２１７、２１８が設
けられた飛翔体がレーザビーム照射空間に存在すれば、
２個の受光センサ２１７、２１８はそれぞれの位置に従
った周期信号を検出する。

【００８３】その２個のセンサ２１７、２１８からの信
号Ｓ１、Ｓ２の位相差をΔφとする。Ｓ１、Ｓ２の位相
差とは、図１３（ｂ）に示すように、レーザビーム回転
周期１周期を２πとして規格化したことに対する、Ｓ１
の極大値からＳ２の極大値までの時間差のことである。

【００８４】図１４（ａ）、図１４（ｂ）を用いてセン
サ中間位置Ｃとレーザビーム走査回転軸Ｚの位置と位相
差Δφの関係を説明する。

【００８５】図１４（ａ）は、レーザビーム照射器２１
１からレーザビーム照射空間の方を見たところを表した
ものであり、図１４（ｂ）は、それぞれに対応する２個
の受光センサ２１７、２１８からの信号の例である。

【００８６】２個の受光センサの２１７、２１８の中間
位置Ｃがビーム走査の回転中心軸Ｚにあるとき、Ｓ１と
Ｓ２の位相差Δφはπである。

【００８７】両受光センサ２１７、２１８の間隔を保っ
たまま、中間位置Ｃが２個のセンサ２１７、２１８の垂
直二等分線上を左に移動すると、位相差Δφはπ＜Δφ
＜２πになる。同様に中間位置Ｃが２個のセンサ２１
７、２１８の垂直二等分線上を右に移動すると、位相差
Δφは０＜Δφ＜πになる。

【００８８】位相差Δφは、各々のセンサ２１７、２１
８の位置と回転中心軸Ｚとのなす角度と等しくなるた
め、センサ２１７、２１８の中間位置Ｃとレーザ回転中
心軸Ｚとの位置関係は関数になる。

【００８９】Ｃの位置を（ｘ，０）、センサとＣとの距
離をｄとすると、位相差Δφとオフセット移動量ｘとの
関係は次のように表せる。

【００９０】

【数１】

【００９１】したがって、位相差Δφより中間位置Ｃの
位置（ｘ，０）が確定できるため、中間位置Ｃのオフセ
ット分が無くなる方向に飛翔体を動かすことにより、中
心位置Ｃをレーザ走査回転中心軸Ｚ上に誘導できる。

【００９２】図１５に飛翔体側に搭載されるオフセット
検出装置の構成を示す。図１５において、２つの受光セ
ンサ２１７、２１８で得られたそれぞれの信号Ｓ１、Ｓ
２は位相差検出器２１９に入力され、ここで位相差Δφ
が求められる。この位相差Δφのデータは位相差変換テ
ーブル２２０に入力される。この位相差変換テーブル２
２０は、予め位相差Δφとこの位相差Δφを補正するた
めの誘導信号αとの関数が登録されており、入力された
位相差Δφに対応する誘導信号αを決定する。この誘導
信号αは図示しない操舵装置に送られ、飛翔体の操舵に
共される。

【００９３】以上ことから明らかなように、一軸上での
飛翔体の移動に対しては、２個の受光センサ２１７、２
１８を用いることによりオフセットを検出し、誘導信号
を導くことができる。

【００９４】上記実施形態の飛翔体誘導システムは、も
う一軸追加することにより、二次元平面で全ての範囲に
おいて飛翔体を誘導することができる。例えば、４個の
受光センサ２２１〜２２４を図１６（ａ）に示すように
飛翔体後部に中心点Ｃに対して対称となるように配置さ
せ、その飛翔体をレーザビーム照射空間に存在させて、
各受光センサ２２１〜２２４からの信号Ｓ１〜Ｓ４を利
用すれば、二次元方向のオフセットが得られ、そのオフ
セットを修正するように飛翔体を誘導することができ
る。

【００９５】図１６（ｂ）は４個の受光センサ２２１〜
２２４を用いたときの飛翔体誘導システムの構成を示す
もので、受光センサ２２１〜２２４で得られたそれぞれ
の受光信号Ｓ１〜Ｓ４のうち、Ｓ１、Ｓ３の信号は位相
差検出器２２５に入力され、Ｓ２、Ｓ４の信号は位相差
検出器２２６に入力される。位相差検出器２２５はＳ
１、Ｓ３信号から両者の位相差Δφ１を検出し、位相差
検出器２２６はＳ２、Ｓ４の信号から両者の位相差Δφ
２を検出する。

【００９６】ここで位相差Δφ１、Δφ２とは、それぞ
れレーザビーム回転周期１周期を２πとして規格化した
ことに対するＳ１の極大値からＳ３の極大値までの時間
差、Ｓ２の極大値からＳ４の極大値までの時間差のこと
とする。各位相差検出器２２５、２２６で得られた位相
差Δφ１、Δφ２はそれぞれ位相差変換テーブル２２
７、２２８により誘導信号α１、α２に変換され、図示
しない操舵装置に送られて飛翔体の誘導に共される。

【００９７】図１７（ａ）に空間中の各受光センサ２２
１〜２２４の配置点と位相差の関係を、図１７（ｂ）に
その状態の受光信号Ｓ１〜Ｓ４を示す。このように位相
差変換テーブル２２７、２２８を用いることで、位相差
Δφ１から受光センサ２２１と受光センサ２２３とを結
ぶ軸に垂直な軸のオフセット移動量がわかり、位相差Δ
φ２から受光センサ２２２と受光センサ２２４とを結ぶ
軸に垂直な軸のオフセット移動量がわかり、センサ中間
位置Ｃをレーザビーム回転走査中心軸Ｚに誘導するため
の誘導信号α１、α２を求めることができる。

【００９８】これにより、２次元平面上での飛翔体の移
動に対し、４個の受光信号から誘導信号を導くことがで
きる。

【００９９】尚、以上の説明では受光センサを４個とし
たが、３個以上ある受光センサを同一軸上に並べない限
り、同様の原理で２次元平面での誘導が可能である。

【０１００】また、上記の実施形態では、使用するレー
ザビームにＣＷ（連続波）形式を使用することを前提と
し、例えば図１７（ｂ）に示すような連続信号波形で表
現している。しかしながら、パルス変調形式であって
も、受光センサ側にパルス波高値あるいは平均値を検出
する回路を備えることで容易に実現できる。

【０１０１】本発明の飛翔体誘導システムでは、誘導装
置により誘導方向を中心にレーザビームを円錐走査して
できる照射空間を形成し、飛翔体に複数個の受光センサ
により円錐走査による周期信号を検出し、照射空間の中
心への操舵量を計算する機能を持たせることにより、誘
導装置と座標系を共有していない飛翔体に、誘導装置か
ら飛翔体に対して、進行方向を伝達する手段を提供する
ことができる。

【０１０２】特に、飛翔体側にあっては、誘導装置と座
標系を共有するための航法計算機を搭載せずに、目標に
誘導することができるため、小型化または軽量化を実現
することができる。

【０１０３】また、誘導目標を観測するシーカを飛翔体
に搭載する必要もない。さらに、搭載機器を削減できる
ため、飛翔体の胴体を細くすることができ、空力抵抗を
低減することができる。このため、高速化あるいは低燃
費化が可能となる。

【０１０４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、所定の軸
方向からのオフセット量あるいはオフセット方向を検出
するオフセット検出装置、及び、誘導装置と飛翔体が共
通の座標系を持たない場合でも、飛翔体を所定の方向に
誘導できる光波誘導装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のオフセット検出装置の実施形態を説
明するための図であり、（ａ）は回路構成、（ｂ）はレ
ーザビーム特性、（ｃ）はレーザビーム指向方向の軌
跡、（ｄ）はレーザビームの照射強度と角度との関係、
（ｅ）は受光点におけるレーザビームの照射強度と時間
との関係、（ｆ）は受光点における振幅変調信号の振幅
と離隔角度との関係を示す図である。

【図２】 本発明の他のオフセット検出装置の実施形態
を説明するための図であり、（ａ）は回路構成、（ｂ）
は受光点における振幅変調信号の振幅と離隔感度との関
係を示す図である。

【図３】 本発明の他のオフセット検出装置の実施形態
を説明するための図であり、（ａ）は回路構成、（ｂ）
はその模式的な構成を示す図である。

【図４】 本発明の他のオフセット検出装置の実施形態
を説明するための図であり、（ａ）は回路構成、（ｂ）
はその模式的な構成を示す図である。

【図５】 本発明の他のオフセット検出装置の実施形態
を説明するための図であり、（ａ）は回路構成、（ｂ）
はその模式的な構成を示す図である。

【図６】 本発明の飛翔体誘導システムの実施形態を説
明するための図であり、（ａ）はシステム構成、（ｂ）
は受光センサ配置関係、（ｃ）は飛翔体側の操舵制御装
置の構成を示す図である。

【図７】 本発明の他の飛翔体誘導システムの実施形態
を説明するためのシステム構成図である。

【図８】 本発明の他の飛翔体誘導システムの実施形態
を説明するためのシステム構成図である。

【図９】 本発明の他の飛翔体誘導システムの実施形態
を説明するためのシステム構成図である。

【図１０】 本発明の他の飛翔体誘導システムの実施形
態を説明するための図であり、（ａ）は飛翔体側の操舵
制御装置の構成、（ｂ）は受光信号波形を示す図であ
る。

【図１１】 本発明における受光センサが４個以外の場
合の動作を説明するための図である。

【図１２】 本発明の他の飛翔体誘導システムの実施形
態を説明するための図であり、（ａ）は円錐状に走査さ
れたレーザビームの照射状況、（ｂ）はレーザビームの
照射強度特性、（ｃ）は受光信号波形を示す図である。

【図１３】 同実施形態の動作を説明するためのもの
で、（ａ）は２つの受光センサの配置構成、（ｂ）は各
受光センサの受信信号波形を示す図である。

【図１４】 同実施形態の動作を説明するためのもの
で、（ａ）はレーザビーム照射器からレーザビーム照射
空間の方を見たところ、（ｂ）はそれぞれに対応する２
個の受光センサからの信号例を示す図である。

【図１５】 同実施形態において、飛翔体側に搭載され
るオフセット検出装置の構成を示す図である。

【図１６】 同実施形態において、二次元平面で全ての
範囲において飛翔体を誘導する場合の構成を示すもの
で、（ａ）は４個の受光センサの配置例、（ｂ）は４個
の受光センサを用いたときの飛翔体誘導システムの構成
を示す図である。

【図１７】 図１６の構成における動作を説明するため
の図であり、（ａ）は空間中の各受光センサの配置点と
位相差の関係、（ｂ）はその状態の受光信号の波形を示
す図である。

【符号の説明】

１１…レーザビーム照射器 １２…中心軸 １３…レーザビーム １４…照射領域 １５…受光センサ １６…振幅測定回路 １７…変換テーブル １８…ビームの指向方向 Ｓ…受光信号 Ａ…振幅変化分 Ｒ…距離 θ…離隔角度 φ…離心角 Ｙ…レーザビームの回転方向を示す矢印 ６１…誘導装置 ６１１…レーザビーム照射器 ６１２…走査駆動回路 ６２…レーザビーム ６３…中心軸 ６４…照射領域 ６５…目標 ６６…飛翔体 ６６１〜６６４…受光センサ ６７１，６７２…オフセット検出回路 ６８…操舵装置 ７１…目標標定センサ ７２…照射方向計算器 ８１…飛翔体標定センサ １０１…受光センサ １０２…パルス波高値検出回路 １０３…振幅検出回路 Ｅ１，Ｅ２…誤差信号 Ｎ…操舵ベクトル ２１１…レーザビーム照射器 ２１２…レーザビーム ２１３…ビーム指向中心 ２１６，２１７，２１８，２２１〜２２４…受光センサ ２２５，２２６…位相差検出器 ２２７，２２８…位相差変換テーブル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指向方向に最大の照射強度を有し前記指
   向方向から離れるにつれて照射強度が小さくなる特性の
   レーザビームを、所定の軸に対して前記指向方向を傾け
   て円錐状に回転させながら照射するレーザビーム照射器
   と、 このレーザビーム照射器による前記レーザビームの照射
   領域に、両者を結ぶ方向が前記所定の軸に直交するよう
   に所定間隔で配置され、かつ、前記レーザビームを受光
   してその照射強度に応じた受光信号を出力する２つの受
   光センサと、 この２つの受光センサそれぞれから出力される受光信号
   の位相差を検出する位相差検出器と、 この位相差検出器で検出された位相差の大きさを比較
   し、前記所定の軸に対する前記２つの受光センサのオフ
   セット方向を検出するオフセット方向検出手段とを具備
   したオフセット検出装置。
2. 【請求項２】 飛翔体外部の誘導装置から飛翔体を目標
   に向けて誘導する飛翔体誘導システムにおいて、 前記飛翔体外部の誘導装置は、指向方向に最大の照射強
   度を有し前記指向方向から離れるにつれて照射強度が小
   さくなる特性のレーザビームを、所定の軸に対して前記
   指向方向を傾けて円錐状に回転させながら照射するレー
   ザビーム照射器と、このレーザビーム照射器の所定の軸
   を目標方向に向ける方向制御器とを備え、 前記飛翔体の内部の誘導装置は、それぞれ前記レーザビ
   ーム照射器による前記レーザビームを受光しその照射強
   度に対応した受光信号を出力する２つの受光センサと、
   この２つの受光センサそれぞれから出力される受光信号
   の位相差を検出する位相差検出器と、この位相差検出器
   で検出された位相差の大きさから前記レーザビームの円
   錐走査中心軸に対する前記２つの受光センサのオフセッ
   ト方向を検出するオフセット方向検出手段とを備え、こ
   のオフセット方向検出手段で求められた前記オフセット
   方向から前記飛翔体の操舵量及び操舵方向を計算し、そ
   の計算結果に基づいて前記飛翔体の操舵を制御するよう
   にした飛翔体誘導システム。
3. 【請求項３】 前記オフセット方向検出手段は、前記位
   相差検出器から得られた各信号の位相差から前記受光セ
   ンサの中間位置と前記レーザビームの円錐走査中心軸と
   の１次元相対位置を求める変換テーブルを備える請求項
   ２記載の飛翔体誘導システム。
4. 【請求項４】 前記飛翔体内部の誘導装置は、前記変換
   テーブルで求められる１次元相対位置に基づいて、機械
   的操作により前記受光センサの中間位置を前記レーザビ
   ームの円錐走査軸に誘導する請求項３記載の飛翔体誘導
   システム。
5. 【請求項５】 飛翔体外部の誘導装置から飛翔体を目標
   に向けて誘導する飛翔体誘導システムにおいて、 前記飛翔体外部の誘導装置は、指向方向に最大の照射強
   度を有し前記指向方向から離れるにつれて照射強度が小
   さくなる特性のレーザビームを、所定の軸に対して前記
   指向方向を傾けて円錐状に回転させながら照射するレー
   ザビーム照射器と、このレーザビーム照射器の所定の軸
   を目標方向に向ける方向制御器とを備え、 前記飛翔体内部の誘導装置は、それぞれ前記レーザビー
   ム照射器による前記レーザビームを受光しその照射強度
   に対応した受光信号を出力する互いに同一直線上に配置
   されない３個以上の受光センサと、この３個以上の受光
   センサそれぞれの出力間の位相差を検出する複数の位相
   差検出器と、前記３個以上の受光センサから得られた信
   号の位相差のうち少なくとも２個以上の位相差を用い
   て、受光センサそれぞれの中間位置と前記レーザビーム
   の円錐走査中心軸との２次元相対位置を求める変換テー
   ブルとを備え、 この変換テーブルで求められた前記２次元相対位置から
   前記受光センサの中間位置をレーザビーム円錐走査中心
   軸に誘導するための前記飛翔体の操舵量及び操舵方向を
   計算し、その計算結果に基づいて前記飛翔体の操舵を制
   御するようにした飛翔体誘導システム。