JPH11160419A - レーザレーダのアライメント調整装置 - Google Patents
レーザレーダのアライメント調整装置Info
- Publication number
- JPH11160419A JPH11160419A JP9328345A JP32834597A JPH11160419A JP H11160419 A JPH11160419 A JP H11160419A JP 9328345 A JP9328345 A JP 9328345A JP 32834597 A JP32834597 A JP 32834597A JP H11160419 A JPH11160419 A JP H11160419A
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- Japan
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- optical system
- laser
- optical axis
- scattered
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、レーザレーダの光学系の高精度な
アライメント調整を自動的に実現し得るようにすること
にある。 【解決手段】受信光学系１３で受光する散乱レーザ光の
一部を取出して、該散乱レーザ光の中心位置を検出し、
この中心位置に対応して送信光学系１０を移動制御する
ことにより、送信光学系１０と受信光学系１１のアライ
メント調整を行うように構成したものである。
アライメント調整を自動的に実現し得るようにすること
にある。 【解決手段】受信光学系１３で受光する散乱レーザ光の
一部を取出して、該散乱レーザ光の中心位置を検出し、
この中心位置に対応して送信光学系１０を移動制御する
ことにより、送信光学系１０と受信光学系１１のアライ
メント調整を行うように構成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば人工衛星
等の宇宙航行体に搭載され、大気観測等に供するレーザ
レーダに係り、特に、そのアライメント調整装置に関す
る。
等の宇宙航行体に搭載され、大気観測等に供するレーザ
レーダに係り、特に、そのアライメント調整装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、リモートセンシング分野において
は、ライダと称するレーザレーダを用いて大気観測等を
行う方法が研究されている。このレーザレーダは、図３
に示すようにレーザ送信機でレーザ光を生成して、この
レーザ光を送信光学系を介して目標方向に送信する。
は、ライダと称するレーザレーダを用いて大気観測等を
行う方法が研究されている。このレーザレーダは、図３
に示すようにレーザ送信機でレーザ光を生成して、この
レーザ光を送信光学系を介して目標方向に送信する。
【０００３】他方、レーザ受信部としては、受信光学系
３が、その光軸を送信光学系２に対応して配設され、こ
の受信光学系３で雲、エアロゾル等の被測定対象で反射
した散乱レーザ光を受光して検出器４に出力する。検出
器４は、入力した散乱レーザ光の強度及び戻り時間等を
検出して、その検出信号を信号処理部５に出力する。信
号処理部５は、入力した検出信号に基づいて雲、エアゾ
ル等の被測定対象の状態を検出する。この信号処理部５
の検出特性は、送信光学系２と受信光学系３の光軸のア
ライメント調整によりほぼ決定される。
３が、その光軸を送信光学系２に対応して配設され、こ
の受信光学系３で雲、エアロゾル等の被測定対象で反射
した散乱レーザ光を受光して検出器４に出力する。検出
器４は、入力した散乱レーザ光の強度及び戻り時間等を
検出して、その検出信号を信号処理部５に出力する。信
号処理部５は、入力した検出信号に基づいて雲、エアゾ
ル等の被測定対象の状態を検出する。この信号処理部５
の検出特性は、送信光学系２と受信光学系３の光軸のア
ライメント調整によりほぼ決定される。
【０００４】ところで、最近の宇宙開発の分野において
は、レーダレーダを人工衛星等の宇宙航行体に搭載し
て、宇宙空間から雲やエアロゾル等を観測して、地球規
模での大気観測を行う方法が研究されている。
は、レーダレーダを人工衛星等の宇宙航行体に搭載し
て、宇宙空間から雲やエアロゾル等を観測して、地球規
模での大気観測を行う方法が研究されている。
【０００５】しかしながら、上記レーザレーダにあって
は、その検出特性が送信光学系２と受信光学系３の光軸
のアライメント調整によりほぼ決定されるため、宇宙開
発の分野に適用すると、宇宙空間への打上げ時の振動や
衝撃、あるいは環境温度等により、送信光学系と受信光
学系のアライメントずれが生じ、高精度なレーダ特性を
確保するのが困難となるという問題を有する。
は、その検出特性が送信光学系２と受信光学系３の光軸
のアライメント調整によりほぼ決定されるため、宇宙開
発の分野に適用すると、宇宙空間への打上げ時の振動や
衝撃、あるいは環境温度等により、送信光学系と受信光
学系のアライメントずれが生じ、高精度なレーダ特性を
確保するのが困難となるという問題を有する。
【０００６】そこで、このようなレーザレーダを宇宙開
発の分野に適用する場合には、送信光学系２と受信光学
系３の光軸を合致させるアライメント調整手段を設ける
ことが必要となりる。
発の分野に適用する場合には、送信光学系２と受信光学
系３の光軸を合致させるアライメント調整手段を設ける
ことが必要となりる。
【０００７】このアライメント調整手段としては、単
に、送信光学系２と受信光学系３の光軸を合致させれば
良いものでなく、レーザレーダの高精度な測定動作に悪
影響を及ぼすことなく、迅速にして高精度にアライメン
ト調整を実現することが要求される。
に、送信光学系２と受信光学系３の光軸を合致させれば
良いものでなく、レーザレーダの高精度な測定動作に悪
影響を及ぼすことなく、迅速にして高精度にアライメン
ト調整を実現することが要求される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のレーザレーダでは、振動や衝撃を受けたり、環境温
度の変化により、送信光学系と受信光学系の光軸が合致
しなくなり、高精度なレーダ特性を確保するのが困難と
なるという問題を有する。
来のレーザレーダでは、振動や衝撃を受けたり、環境温
度の変化により、送信光学系と受信光学系の光軸が合致
しなくなり、高精度なレーダ特性を確保するのが困難と
なるという問題を有する。
【０００９】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、光学系の高精度なアライメント
調整を実現し得るようにしたレーザレーダのアライメン
ト調整装置を提供することを目的とする。
ので、構成簡易にして、光学系の高精度なアライメント
調整を実現し得るようにしたレーザレーダのアライメン
ト調整装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、レーザ発振
源から出力されたレーザ光を目標方向に送出する送信光
学系と、この送信光学系から送出したレーザ光の散乱レ
ーザ光を受光する受信光学系と、この受信光学系で受信
した散乱レーザ光に基づいて被測定対象を検出する被測
定対象検出手段と、前記受信光学系で受光した散乱レー
ザ光の中心位置を算出して、該中心位置に対応して前記
送信光学系と前記受信光学系の光軸を合致するように制
御する光軸制御手段とを備えてレーザレーダのアライメ
ント調整装置を構成したものである。
源から出力されたレーザ光を目標方向に送出する送信光
学系と、この送信光学系から送出したレーザ光の散乱レ
ーザ光を受光する受信光学系と、この受信光学系で受信
した散乱レーザ光に基づいて被測定対象を検出する被測
定対象検出手段と、前記受信光学系で受光した散乱レー
ザ光の中心位置を算出して、該中心位置に対応して前記
送信光学系と前記受信光学系の光軸を合致するように制
御する光軸制御手段とを備えてレーザレーダのアライメ
ント調整装置を構成したものである。
【００１１】上記構成によれば、受信光学系で受光する
散乱レーザ光の中心位置を検出して、この中心位置に対
応するように送信光学系と受信光学系の光軸を合致する
ように制御することにより、アライメント制御が行われ
る。従って、環境条件等により送信光学系と受信光学系
の光軸に位置ずれが発生しても、レーザレーダが駆動さ
れて、受信光学系で散乱レーザ光が受光されると、この
散乱レーザ光の中心位置に対応して送信光学系と受信光
学系の光軸が合致するように制御され、高精度なアライ
メント調整が確保される。
散乱レーザ光の中心位置を検出して、この中心位置に対
応するように送信光学系と受信光学系の光軸を合致する
ように制御することにより、アライメント制御が行われ
る。従って、環境条件等により送信光学系と受信光学系
の光軸に位置ずれが発生しても、レーザレーダが駆動さ
れて、受信光学系で散乱レーザ光が受光されると、この
散乱レーザ光の中心位置に対応して送信光学系と受信光
学系の光軸が合致するように制御され、高精度なアライ
メント調整が確保される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発
明の一実施の形態に係るレーザレーダのアライメント調
整装置を示すもので、送信光学系１０は、その光軸方向
が調整自在に配設され、レーザ送信機１１で発生したレ
ーザ光を目標方向に送出する。送信光学系１０には、光
軸制御機構部１２が配設され、この光軸制御機構部１２
には、後述する光軸検出回路１３の出力端が接続され
る。
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発
明の一実施の形態に係るレーザレーダのアライメント調
整装置を示すもので、送信光学系１０は、その光軸方向
が調整自在に配設され、レーザ送信機１１で発生したレ
ーザ光を目標方向に送出する。送信光学系１０には、光
軸制御機構部１２が配設され、この光軸制御機構部１２
には、後述する光軸検出回路１３の出力端が接続され
る。
【００１３】この送信光学系１０の光軸の調整構造とし
ては、一部鏡面を移動調整してもよいし、あるいは送信
光学系全体を移動調整するようにしてもよい。また、送
信光学系１０の光軸に対応して、受信光学系１３が配設
される。この受信光学系１３の光軸上には、光分岐素
子、例えばビームスプリッタ１４が配設され、その透過
光路には、検出器１５が配設される。この検出器１５に
は、信号処理部１６が接続され、受信光学系１３で受光
した散乱レーザ光がビームスプリッタ１４を介して入力
されると、該散乱レーザ光の強度及びレーザ光の戻り時
間等を検出して信号処理部１６に出力する。信号処理部
１６は、入力した検出信号に基づいて大気観測状態等を
求める。
ては、一部鏡面を移動調整してもよいし、あるいは送信
光学系全体を移動調整するようにしてもよい。また、送
信光学系１０の光軸に対応して、受信光学系１３が配設
される。この受信光学系１３の光軸上には、光分岐素
子、例えばビームスプリッタ１４が配設され、その透過
光路には、検出器１５が配設される。この検出器１５に
は、信号処理部１６が接続され、受信光学系１３で受光
した散乱レーザ光がビームスプリッタ１４を介して入力
されると、該散乱レーザ光の強度及びレーザ光の戻り時
間等を検出して信号処理部１６に出力する。信号処理部
１６は、入力した検出信号に基づいて大気観測状態等を
求める。
【００１４】そして、ビームスプリッタ１４の反射光路
上には、光軸検出回路１７が配設される。この光軸検出
回路１７は、例えば図２に示すようにビームスプリッタ
の反射光路を介して入力される散乱レーザ光の一部を集
光レンズ１７ａで例えば撮像素子で構成される検出器１
７ｂに案内する。検出器１７ｂには、演算処理部１７ｃ
が接続され、入射した散乱レーザ光の中心位置を検出し
て、その検出信号を演算処理部１７ｃに出力する。
上には、光軸検出回路１７が配設される。この光軸検出
回路１７は、例えば図２に示すようにビームスプリッタ
の反射光路を介して入力される散乱レーザ光の一部を集
光レンズ１７ａで例えば撮像素子で構成される検出器１
７ｂに案内する。検出器１７ｂには、演算処理部１７ｃ
が接続され、入射した散乱レーザ光の中心位置を検出し
て、その検出信号を演算処理部１７ｃに出力する。
【００１５】演算処理部１７ｃには、上記光軸制御機構
部１２が接続され、入力した検出信号とに予め設定され
る基準値と比較して、例えばその差が「ゼロ」となるよ
うなアライメント制御信号を生成して光軸制御機構部１
２に出力する。光軸制御機構部１２は、入力したアライ
メント制御信号に基づいて送信光学系１０の光軸を移動
調整する。これにより、送信光学系１０は、その光軸が
受信光学系１３で受光する散乱レーザ光の中心位置に対
応するように制御され、そのアライメントが受信光学系
１３に対応される。
部１２が接続され、入力した検出信号とに予め設定され
る基準値と比較して、例えばその差が「ゼロ」となるよ
うなアライメント制御信号を生成して光軸制御機構部１
２に出力する。光軸制御機構部１２は、入力したアライ
メント制御信号に基づいて送信光学系１０の光軸を移動
調整する。これにより、送信光学系１０は、その光軸が
受信光学系１３で受光する散乱レーザ光の中心位置に対
応するように制御され、そのアライメントが受信光学系
１３に対応される。
【００１６】上記構成において、レーザ送信機１１は、
図示しない制御部を介して駆動制御され、レーザ光を発
生し、そのレーザ光が送信光学系１０を介して目標方向
に送出される。このレーザ光は、雲等で散乱され、その
散乱レーザが受信光学系１３に受光され、ビームスプリ
ッタ１４の透過光路を通って検出器１５に入力される。
検出器１５は、入力した散乱レーザ光の強度及び戻り時
間等を検出して、その検出信号を信号処理部１６に出力
する。信号処理部１６は、入力した検出信号に基づいて
大気状態を求める。
図示しない制御部を介して駆動制御され、レーザ光を発
生し、そのレーザ光が送信光学系１０を介して目標方向
に送出される。このレーザ光は、雲等で散乱され、その
散乱レーザが受信光学系１３に受光され、ビームスプリ
ッタ１４の透過光路を通って検出器１５に入力される。
検出器１５は、入力した散乱レーザ光の強度及び戻り時
間等を検出して、その検出信号を信号処理部１６に出力
する。信号処理部１６は、入力した検出信号に基づいて
大気状態を求める。
【００１７】同時に、受信光学系１３で受信した散乱レ
ーザ光は、ビームスプリッタ１４の反射光路を通って光
軸検出回路１７に入力される。光軸検出回路１７は、上
述したように散乱レーザ光の中心位置を検出して、該中
心位置が予め設定した基準値との差が「ゼロ」になるよ
うなアライメント制御信号を生成して光軸制御機構部１
２に出力する。光軸制御機構部１２は、入力したアライ
メント制御信号に基づいて送信光学系１０の光軸を制御
し、送信光学系１０の光軸と受信光学系１３の光軸のア
ライメントを調整する。
ーザ光は、ビームスプリッタ１４の反射光路を通って光
軸検出回路１７に入力される。光軸検出回路１７は、上
述したように散乱レーザ光の中心位置を検出して、該中
心位置が予め設定した基準値との差が「ゼロ」になるよ
うなアライメント制御信号を生成して光軸制御機構部１
２に出力する。光軸制御機構部１２は、入力したアライ
メント制御信号に基づいて送信光学系１０の光軸を制御
し、送信光学系１０の光軸と受信光学系１３の光軸のア
ライメントを調整する。
【００１８】このように、上記レーザレーダのアライメ
ント調整装置は、受信光学系１３で受光する散乱レーザ
光の一部を取出して、該散乱レーザ光の中心位置を検出
し、この中心位置に対応して送信光学系１０を移動制御
することにより、送信光学系１０と受信光学系１１のア
ライメント調整を行うように構成した。
ント調整装置は、受信光学系１３で受光する散乱レーザ
光の一部を取出して、該散乱レーザ光の中心位置を検出
し、この中心位置に対応して送信光学系１０を移動制御
することにより、送信光学系１０と受信光学系１１のア
ライメント調整を行うように構成した。
【００１９】これによれば、環境条件等により送信光学
系と受信光学系の光軸に位置ずれが発生しても、レーザ
レーダが駆動されて、受信光学系１３で散乱レーザ光が
受光されると、この散乱レーザ光の中心位置に対応して
送信光学系１０と受信光学系１３の光軸が合致するよう
に制御され、高精度なアライメント調整が確保される。
したがって、レーザレーダの高精度なアライメント調整
を自動的に行うことが可能となり、極限環境の宇宙空間
においても信頼性の高い高精度なレーダ特性が実現され
る。
系と受信光学系の光軸に位置ずれが発生しても、レーザ
レーダが駆動されて、受信光学系１３で散乱レーザ光が
受光されると、この散乱レーザ光の中心位置に対応して
送信光学系１０と受信光学系１３の光軸が合致するよう
に制御され、高精度なアライメント調整が確保される。
したがって、レーザレーダの高精度なアライメント調整
を自動的に行うことが可能となり、極限環境の宇宙空間
においても信頼性の高い高精度なレーダ特性が実現され
る。
【００２０】なお、上記実施の形態では、ビームスプリ
ッタ１４を用いて受信光学系１３で受光される散乱レー
ザ光の一部を取出すように構成した場合で説明したが、
これに限ることなく、各種の構成が可能である。
ッタ１４を用いて受信光学系１３で受光される散乱レー
ザ光の一部を取出すように構成した場合で説明したが、
これに限ることなく、各種の構成が可能である。
【００２１】また、上記実施の形態では、送信光学系１
０の光軸を移動調整してアライメント調整を行うように
構成した場合で説明したが、これに限ることなく、受信
光学系１３の光軸を移動調整してアライメント調整を行
うように構成することも可能である。よって、この発明
は、上記実施の形態に限ることなく、その他、この発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ること
は勿論のことである。
０の光軸を移動調整してアライメント調整を行うように
構成した場合で説明したが、これに限ることなく、受信
光学系１３の光軸を移動調整してアライメント調整を行
うように構成することも可能である。よって、この発明
は、上記実施の形態に限ることなく、その他、この発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ること
は勿論のことである。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、光学系の高精度なアライメント調
整を実現し得るようにしたレーザレーダのアライメント
調整装置を提供することができる。
ば、構成簡易にして、光学系の高精度なアライメント調
整を実現し得るようにしたレーザレーダのアライメント
調整装置を提供することができる。
【図１】この発明の一実施の形態に係るレーザレーダの
アライメント調整装置を示した図。
アライメント調整装置を示した図。
【図２】図１の光軸検出回路を示した図。
【図３】この発明の適用されるレーザレーダを示した
図。
図。
１０…送信光学系。 １１…レーザ送信機。 １２…光軸制御機構部。 １３…受信光学系。 １４…ビームスプリッタ。 １５…検出器。 １６…信号処理部。 １７…光軸検出回路。 １７ａ…集光レンズ。 １７ｂ…検出器。 １７ｃ…演算処理部。
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ発振源から出力されたレーザ光を
目標方向に送出する送信光学系と、 この送信光学系から送出したレーザ光の散乱レーザ光を
受光する受信光学系と、 この受信光学系で受信した散乱レーザ光に基づいて被測
定対象を検出する被測定対象検出手段と、 前記受信光学系で受光した散乱レーザ光の中心位置を算
出して、該中心位置に対応して前記送信光学系と前記受
信光学系の光軸を合致するように制御する光軸制御手段
とを具備したレーザレーダのアライメント調整装置。 - 【請求項２】 前記光軸制御手段は、受信光学系の光路
に分岐素子を配設して、該分岐素子で受光したレーザ散
乱光の一部を取出して、その中心位置を算出し、該レー
ザ散乱光の中心位置に対応して送信光学系と受信光学系
の光軸が合致するように制御することを特徴とする請求
項１記載のレーザレーダのアライメント調整装置。 - 【請求項３】 前記送信光学系は、光軸が可変調整自在
に配設され、光軸が散乱レーザ光の中心位置に合致する
ように制御することを特徴とする請求項１又は２記載の
レーザレーダのアライメント調整装置。 - 【請求項４】 前記分岐素子は、ビームスプリッタであ
ることを特徴とする請求項２又は３記載のレーザレーダ
のアライメント調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9328345A JPH11160419A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | レーザレーダのアライメント調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9328345A JPH11160419A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | レーザレーダのアライメント調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11160419A true JPH11160419A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18209210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9328345A Pending JPH11160419A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | レーザレーダのアライメント調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11160419A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102749627A (zh) * | 2012-06-02 | 2012-10-24 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种全高程大气风温密探测激光雷达 |
| CN103941249A (zh) * | 2014-05-12 | 2014-07-23 | 南京信息工程大学 | 多方位扫描激光雷达光学系统及探测方法 |
| CN110233664A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-09-13 | 西安理工大学 | 一种无线光通信的跟瞄控制系统及跟瞄控制方法 |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP9328345A patent/JPH11160419A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102749627A (zh) * | 2012-06-02 | 2012-10-24 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种全高程大气风温密探测激光雷达 |
| CN103941249A (zh) * | 2014-05-12 | 2014-07-23 | 南京信息工程大学 | 多方位扫描激光雷达光学系统及探测方法 |
| CN103941249B (zh) * | 2014-05-12 | 2016-03-23 | 南京信息工程大学 | 多方位扫描激光雷达光学系统及探测方法 |
| CN110233664A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-09-13 | 西安理工大学 | 一种无线光通信的跟瞄控制系统及跟瞄控制方法 |
| CN110233664B (zh) * | 2019-04-25 | 2021-07-20 | 西安理工大学 | 一种无线光通信的跟瞄控制系统及跟瞄控制方法 |
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