(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第一および第二の光学窓を備える光学窓部から入射する光から目標物を捜索および追尾する目標物探索装置において、
上記第一の光学窓から入射する光を反射する第一の第１次反射鏡と、
上記第二の光学窓から入射する光を反射する第二の第１次反射鏡と、
上記第一の第１次反射鏡および上記第二の第１次反射鏡の反射光をそれぞれ同一方向に反射する第２次反射鏡と、
上記第２次反射鏡によって反射された光を１つの検知器へ集光させる集光系と、
上記第一の第１次反射鏡および上記第二の第１次反射鏡の設置角度をそれぞれ可変する設置角度可変手段と
を備え、
上記設置角度可変手段が前記第一の第１次反射鏡の設置角度を可変して得られる第一の視野と、
上記設置角度可変手段が前記第二の第１次反射鏡の設置角度を可変して得られる第二の視野と、
上記第一の視野と上記第二の視野とが重複する共通視野と、
を有する、
ことを特徴とする目標物探索装置。
【請求項２】
前記視野内の目標物を捜索または追尾する探索手段を備え、
上記探索手段は、前記第一の視野および前記第二の視野の双方について同時に目標物を捜索または追尾する、
ことを特徴とする請求項１記載の目標物探索装置。
【請求項３】
前記設置角度可変手段は、前記目標物が前記共通視野内に有るときには、前記第一および第二の視野における前記目標物の二つの画像が重なり合うように前記第一および第二の第１次反射鏡の設置角度を調整する、
ことを特徴とする請求項１記載の目標物探索装置。
【請求項４】
少なくとも第一および第二の光学窓を備える光学窓部から入射する光から目標物を捜索または追尾する目標物探索方法において、
上記第一の光学窓から入射する光を反射する第一の第１次反射鏡および上記第二の光学窓から入射する光を反射する第二の第１次反射鏡の設置角度をそれぞれ可変するステップと、
上記第一の第１次反射鏡および上記第二の第１次反射鏡の反射光を第２次反射鏡によってそれぞれ同一方向に反射するステップと、
上記第２次反射鏡によって反射された光を１つの検知器へ集光するステップと、
を有し、
上記第一の第１次反射鏡の設置角度を可変して第一の視野を得るステップと、
上記第二の第１次反射鏡の設置角度を可変して第二の視野を得るステップと、
上記第一の視野と上記第二の視野とが重複する共通視野を得るステップと、
を有することを特徴とする目標物探索方法。
【請求項５】
前記第一の視野および前記第二の視野の双方について同時に目標物を捜索または追尾するステップを有することを特徴とする請求項４記載の目標物探索方法。
【請求項６】
前記目標物が前記共通視野内に有るときには、前記第一および第二の視野における前記目標物の二つの画像が重なり合うように前記第一および第二の第１次反射鏡の設置位置を調整するステップを有することを特徴とする請求項４記載の目標物探索方法。
【請求項７】
請求項１から３のいずれか１項記載の目標物探索装置を搭載することを特徴とする飛翔体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標物探索装置および目標物探索方法ならびに飛翔体に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機や車両などの目標物に向かって飛翔体を誘導する技術がある。例えば、レーダ電波やレーザ光線を目標物に照射し、その電波または光線のビームに沿って飛翔体を飛行させる誘導技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。あるいは、飛翔体がＧＰＳ(Global Positioning System)を搭載し、指示された緯度経度に向かって自律的に飛翔体が飛行する誘導技術が知られている。その他にも目標物が発する赤外線に向かって飛翔体を飛行させる誘導技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
このような誘導技術によって目標物近傍までの誘導は可能である。しかし、目標物に対し、飛翔体を正確に誘導するためには、目標物に接近した後、さらに精密に目標物の位置を探索する方法が必要である。その方法の一つに、光波シーカと呼ばれる目標物探索装置を用いる方法がある。この目標物探索装置では、目標物を光学画像として捕らえる。飛翔体内の誘導装置は、目標物探索装置が光学画像として捕らえた目標物と飛翔体との位置関係から誘導経路を計算する。
【０００４】
図１１は、飛翔体１０１の先頭部に搭載された目標物探索装置１０２の視野を説明するための図である。図１１に示すように、飛翔体１０１の先端部に搭載された目標物探索装置１０２は、進行方向に対して広範囲の視野を有する。飛翔体１０１内の誘導装置は、目標物探索装置１０２の視野の範囲内から目標物１０３に相当する光学画像を抽出する。なお、目標物１０３に相当する光学画像は、予め飛翔体１０１内の誘導装置が記憶している。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３９２９６号公報
【特許文献２】特開平５−６６０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光波シーカは、図１１に示すように、飛翔体１０１の先端部に搭載され、その先端部を中心として目標物１０３を捜索または追尾する範囲が決められている。しかし、飛翔体１０１の空力特性や配置スペースなどの関係から光波シーカを飛翔体１０１の先端部に設置できない場合が生ずる。
【０００７】
図９は、図１０に示す構造を有する目標物探索装置６２を備える飛翔体６１の視野を説明する図であり、飛翔体６１の筐体側面に光学窓部６３を有する目標物探索装置６２の視野を説明するための図である。図１０に示す目標物探索装置６２は、出願人が従前に考案したものである。配置スペースなどの関係で、飛翔体６１の先頭部に光波シーカである目標物探索装置６２を配置できない場合がある。例えば、飛翔体６１の先頭部には、マイクロウェーブなどによって目標物を探索するための電波シーカを搭載する場合がある（これをデュアルシーカ方式という）。電波シーカは、光波シーカに比べると、より遠方から目標物１０３を捕らえることができる。従って、電波シーカによって目標物１０３を遠方から捕らえ、その後、目標物１０３に接近してから光波シーカを用いる場合がある。このような場合には、図９に示すように、飛翔体６１の筐体側面に光学窓部６３を配置する。これにより、光波シーカである目標物探索装置６２の配置位置を飛翔体６１の先頭部よりも後方に設けることとなる。
【０００８】
目標物探索装置６２は、この光学窓部６３から目標を捕らえる。一般的に、光学窓部６３は、左右（または上下）に１つずつ設けられている。よって、目標物探索装置６２は第一の視野♯１Ａおよび第二の視野♯２Ａを有する。さらに、第一の視野♯１Ａと第二の視野♯２Ａとの間には死角Ｗができる。
【０００９】
図１０は、図９に示した飛翔体６１に搭載される目標物探索装置６２のブロック構成図である。図１０に示すように、運用上要求される探索追尾範囲を得るためには、目標物探索装置６２は、２つの検知器７１−１、７１−２、２つの走査機構部７２−１、７２−２および１つの走査機構部設定回路７３が必要となる。
【００１０】
飛翔体６１の先頭部には、先端部構成品７４が配置される。目標物探索装置６２は、２つの光学窓７５−１、７５−２から目標物１０３が放射または反射する光７６−１、７６−２を捕らえる。すなわち、集光レンズ７７−１、７７−２を通して検知器７１−１、７１−２に集光結像される画像信号を出力する。信号切替器７８は、追尾方向を選択し、画像信号７９−１、７９−２のうちの一方を画像処理回路８０に出力し誘導信号８１を生成させる。また、画像処理回路８０は誘導信号８１を得るため、信号切替器７８に切替信号８２を出力し、目標物１０３が存在する方の画像信号７９−１または７９−２を選択する。
【００１１】
集光レンズ７７−１、７７−２および検知器７１−１、７１−２は、各走査機構部７２−１、７２−２の上に設置される。走査機構部制御回路７３は、誘導信号８１を基に、各走査機構部７２−１、７２−２へ走査機構部制御信号８３−１、８３−２を出力する。これにより、検知器７１−１、７１−２はそれぞれ独立して第一の視野♯１Ａおよび第二の視野♯２Ａを走査する。このとき、図９に示す死角Ｗができる。その理由は以下のとおりである。集光レンズ７７−１、７７−２および検知器７１−１、７１−２の全体が走査機構部７２−１、７２−２によって設置角度が変更される。これにより、検知器７１−１、７１−２は第一の視野♯１Ａおよび第二の視野♯２Ａを走査する。しかしながら、集光レンズ７７−１、７７−２および検知器７１−１、７１−２の全体は、飛翔体筐体８４内において比較的大きなスペースを占有する。従って、集光レンズ７７−１、７７−２および検知器７１−１、７１−２の可動範囲は自ずから小さくならざるを得ない。よって、図９に示すような死角Ｗが生じる。もし、集光レンズ７７−１、７７−２および検知器７１−１、７１−２に相当する部分を小型化できるならば、死角Ｗを小さくする、または、無くすことも可能である。
【００１２】
（第１の課題）
目標物探索装置６２では、目標物１０３を探索する範囲を広くするため２方向（上下方向あるいは左右方向）の２つ視野♯１Ａ、♯２Ａが必要となる。このとき、目標物探索装置６２は、各視野♯１Ａ、♯２Ａに対応する検知器７１−１、７１−２を個別に搭載する必要がある。しかしながら、飛翔体６１内の搭載スペースの制限により複数の検知器の搭載が難しい。なお、飛翔体６１内の搭載スペースは、空力特性の制約により寸法制約があり、容易に拡張することは困難である。
【００１３】
（第２の課題）
目標物探索装置６２を飛翔体６１の先端部以外に配置する場合には、飛翔体６１の筐体８４により捜索または追尾する範囲が制限される。その理由は、飛翔体６１の筐体８４の側面に光学窓７５−１、７５−２を配置し目標物１０３を撮影するため、飛翔体６１の先端部構成品７４や飛翔体筐体８４により死角Ｗができるためである。
【００１４】
（第３の課題）
上記第１の課題を解決するために２つの視野♯１Ａ、♯２Ａを１つの検知器で処理する（例えば、反射鏡で機械的に切替える）と、目標物１０３を追尾中に画像情報が途切れる。その理由は、２つの視野♯１Ａ、♯２Ａのうちの１つを選んで入射した光を１つの検知器に入射する。このため、２つの視野♯１Ａ、♯２Ａを交差する毎に検知器に入射する視野の光を機械的に切替える必要がある。このように、検知器に入射している光の視野からもう一方の視野に切り替わるまでの動作時間は、反射鏡の切替時間となり、その時間中は、検知器へ入力する光が途切れるためである。
【００１５】
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、飛翔体筐体の複数方向（例えば、上下方向あるいは左右方向）に光学窓を有する構成でありながら、正面前方の目標捕捉時に検知する画像情報が途切れることなく目標物の追尾が可能である目標物探索装置および目標物探索方法ならびに飛翔体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の目標物探索装置は、少なくとも第一および第二の光学窓を備える光学窓部から入射する光から目標物を捜索および追尾する目標物探索装置において、第一の光学窓から入射する光を反射する第一の第１次反射鏡と、第二の光学窓から入射する光を反射する第二の第１次反射鏡と、第一の第１次反射鏡および第二の第１次反射鏡の反射光をそれぞれ同一方向に反射する第２次反射鏡と、第２次反射鏡によって反射された光を１つの検知器へ集光させる集光系と、を有する、  ことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明を目標物探索方法としての観点から観ることもできる。すなわち、本発明の目標物探索方法は、少なくとも第一および第二の光学窓を備える光学窓部から入射する光から目標物を捜索または追尾する目標物探索方法において、第一の光学窓から入射する光を反射する第一の第１次反射鏡および第二の光学窓から入射する光を反射する第二の第１次反射鏡の設置角度をそれぞれ可変するステップと、第一の第１次反射鏡および第二の第１次反射鏡の反射光を第２次反射鏡によってそれぞれ同一方向に反射するステップと、第２次反射鏡によって反射された光を１つの検知器へ集光するステップと、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明を飛翔体としての観点から観ることもできる。すなわち、本発明の飛翔体は、本発明の目標物探索装置を搭載することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、飛翔体筐体の複数方向（例えば、上下方向あるいは左右方向）に光学窓を有する構成でありながら、正面前方の目標捕捉時に検知する画像情報が途切れることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態に係る目標物探索装置１０を図１から図７を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の目標物探索装置１０のブロック構成図である。図１に示すように、本発明の実施の形態の目標物探索装置１０は、第一の第１次反射鏡１１−１、第二の第１次反射鏡１１−２と１つの第２次反射鏡１２とを備える。これにより、第一の視野♯１および第二の視野♯２からの光を合成して集光させることができる。よって、１つの検知器１３上に目標物１０３のような捜索または追尾する目標物の画像を結像することができる。図１に示す他の構成部分については後述する。
【００２１】
図２は、検知器１３の撮像部１３Ａにおける第一の第１次反射鏡１１−１および第二の第１次反射鏡１１−２に係る画像を示す図である。検知器１３の撮像部１３Ａは１つまたは複数の撮像素子によって構成される。すなわち、撮像部１３Ａは、１つの撮像素子であってもよいし、複数の撮像素子を繋ぎ合わせて撮像素子を構成してもよい。この撮像素子の撮像領域は、図２に示すように、第一の第１次反射鏡１１−１の画像が投影される領域♯Ａと、第二の第１次反射鏡１１−２の画像が投影される領域Ｂと、第一の第１次反射鏡１１−１および第二の第１次反射鏡１１−２の画像が重なって投影される領域♯Ｃとから構成される。
【００２２】
図２の例では、同じ目標物の画像Ｃが領域♯Ｃにおける第一の第１次反射鏡１１−１による画像Ｃ（実線）と、第二の第１次反射鏡１１−２による画像Ｃ（破線）とがズレている様子を図示している。第１次反射鏡制御回路１４は、このズレが無くなるように反射鏡走査機構部１５−１、１５−２に走査制御信号２８−１、２８−２を生成して送信する。
【００２３】
なお、反射鏡走査機構部１５−１が第一の第１次反射鏡１１−１の設置角度を可変して得られる視野が第一の視野♯１である。また、反射鏡走査機構部１５−２が第二の第１次反射鏡１１−２の設置角度を可変して得られる視野が第二の視野♯２である。また、第一の視野♯１と第二の視野♯２とが重複する視野が共通視野である。図２では、領域♯Ａが第一の視野♯１を担当し、領域♯Ｂが第二の視野♯２を担当し、領域♯Ｃが共通視野を担当する。
【００２４】
すなわち、本発明の実施の形態の目標物探索装置１０は、第一の視野♯１、第二の視野♯２からの光２１−１、２１−２を取り入れるための光学窓部となる光学窓２２−１、２２−２を有する。さらに、目標物探索装置１０は、光学窓２２−１、２２−２から入射した光２１−１、２１−２を受け、第２次反射鏡１２へ反射させる第一の第１次反射鏡１１−１、第二の第１次反射鏡１１−２および反射鏡走査機構部１５−１、１５−２を光学窓２２−１、２２−２の近傍に設置する。なお、反射鏡走査機構部１５−１、１５−２は１軸以上の自由度を持つ。
【００２５】
光学窓２２−１、２２−２から入射した光２１−１、２１−２は、第１次反射鏡１１−１、１１−２で第２次反射鏡１２へと反射する。第２次反射鏡１２は２枚の鏡が“く”の字型に構成されて固定される。この２枚の鏡の１枚目は第一の第１次反射鏡１１−１で反射した光２１−１を検知器１３に向けて反射させる。また、この２枚の鏡の２枚目は第二の第１次反射鏡１１−２で反射した光２１−２を検知器１３に向けて反射させる。第２次反射鏡１２によって、光学窓２２−１、２２−２からの光２１−１、２１−２は同一の検知器１３へと向かう合成視野２３に合成される。この合成視野２３が集光系となる集光レンズ２４によって集光され検知器１３に結像する。検知器１３に結像された画像は２つの視野♯１、視野♯２からの光２１−１、２１−２による画像であり、上下方向あるいは左右方向で対となっている。なお、図２の例では、上下方向で対となっている。
【００２６】
検知器１３の出力の画像信号２５が画像処理回路２６に入力し、飛翔体６１のような飛翔体を目標物へ誘導するための誘導信号２７が生成される。この誘導信号２７を基に、第１次反射鏡制御回路１４が反射鏡走査機構部１５−１、１５−２へと走査制御信号２８−１、２８−２を出力する。すなわち、誘導信号２７には、現在の飛翔体の進行方向に対する目標物の方向の情報が含まれる。第１次反射鏡制御回路１４は、誘導信号２７に含まれる現在の飛翔体の進行方向に対する目標物の方向の情報を読み取り、第１次反射鏡１１−１、１１−２が目標物を捕らえることのできる第１次反射鏡１１−１、１１−２の設置角度を計算する。第１次反射鏡制御回路１４は、この計算結果に基づき、第１次反射鏡１１−１、１１−２の設置角度の変更指示情報を含む走査制御信号２８−１、２８−２を生成して反射鏡走査機構部１５−１、１５−２に出力する。反射鏡走査機構部１５−１、１５−２は、走査制御信号２８−１、２８−２に基づき第１次反射鏡１１−１、１１−２の設置角度を変更して目標物１０３のような目標物を追尾する。
【００２７】
このように、第１次反射鏡１１−１、１１−２が反射鏡走査機構部１５−１、１５−２によって向きを変え、光学窓２２−１、２２−２から入射する光２１−１、２１−２を第２次反射鏡１２へと反射させる。さらに、第２次反射鏡１２が光２１−１、２１−２を検知器１３へと入射させる。これによって、２つの視野♯１、視野♯２を切替えずに１つの検知器１３が視野♯１および視野♯２の画像を同時に取得できる。このようにして、２つの視野♯１、視野♯２によって飛翔体の２方向（上下方向あるいは左右方向）の範囲を同時に検知できるため、探索範囲（視野）が広くなる。
【００２８】
なお、飛翔体は、その先端部に、先に示した先端部構成品と同様な先端部構成品３１を有し、その側面は飛翔体筐体３２によって覆われている。第一の光学窓２２−１と第二の光学窓２２−２は、先端部構成品３１と飛翔体筐体３２との間に、かつ、先端部構成品３１を中心として対称に配置される。各光学窓２２−１、２２−２は可視光を通過させる物体から構成されているが、赤外光を利用する場合は赤外光を通過させる物体としてもよい。
【００２９】
（本発明の実施の形態の動作の説明）
次に、本発明の実施の形態に係る目標物探索装置１０の動作について説明する。本発明の実施の形態の目標物探索装置１０は、以下に示す３つのモードを有する。
【００３０】
（目標物探索モード）
目標物探索モードは、目標物探索装置１０が目標物を捕らえていない状態に適用されるモードである。すなわち、目標物探索装置１０を搭載した飛翔体が目標物の近傍まで誘導されて来るが、未だ目標物を発見していない状態である。このモードでは、第１次反射鏡１１−１、１１−２は、動作する速度および可変する角度については互いに同期しながらも捜索方向についてはそれぞれ独立に捜索する。これにより、第一の視野♯１および第二の視野♯２の双方を同時に捜索することができる。なお、目標物探索モードは、飛翔体が発射された時点から開始してもよいし、あるいは、飛翔体が目標物まで所定の距離まで近づいた時点から開始してもよい。
【００３１】
第１次反射鏡１１−１、１１−２の動作の一例を挙げると、第一の第１次反射鏡１１−１は、第一の視野♯１の端から端までを往復して途切れることなく走査する。これと同時に第二の第１次反射鏡１１−２は、第二の視野♯２の端から端までを往復して途切れることなく走査する。この際、第一の第１次反射鏡１１−１と第二の第１次反射鏡１１−２とは動作する速度および可変する角度について同期して動作する。鏡の同期動作は、２つの第１次反射鏡１１−１、１１−２が飛翔体の先端部から後部に向かう軸方向の中心線（以下では、これを軸方向中心線という）に対し、対称となるように動作する。これにより、領域♯Ｃに目標物候補が写ったときに、第一の第１次反射鏡１１−１の画像と、第二の第１次反射鏡１１−２の画像とを重ね合わせて１つの目標物候補の画像とすることができる。なお、反射鏡走査機構部１５−１、１５−２は１軸以上の自由度を持つので、走査は直線的でなくてもよい。
【００３２】
なお、目標物候補とは、飛翔体が追尾して最終的に到達すべき目標物に類似する目標物である。例えば、追尾すべき目標物が所定の航空機であるとする。この場合には、空中を飛行している全ての航空機が目標物候補となる。あるいは、追尾すべき目標物が所定の車両であるとする。この場合には、地上を走行している全ての車両が目標物候補となる。なお、飛翔体が追尾すべき目標物の情報は、画像処理回路２６が記憶しているものとする。あるいは、追尾すべき目標物の情報は、記憶部（図示省略）に記憶されており、画像処理回路２６は、記憶部を参照して追尾すべき目標物の情報を得るものとする。
【００３３】
図３は、目標物探索モードにおける画像処理回路２６の処理手順を示すフローチャートである。画像処理回路２６は、検知器１３が何らかの目標物候補を検知したら（ステップＳ１のＹｅｓ）、目標物判断モードに遷移する（ステップＳ２）。なお、目標物探索モードにおいては、画像処理回路２６が出力する誘導信号２７には、検知器１３が何らかの目標物候補を検知した旨を示す信号を含めるようにする。これにより、第１次反射鏡制御回路１４は、検知器１３が何らかの目標物候補を検知したことを画像処理回路２６が出力する誘導信号２７に基づき検出することができる。
【００３４】
ここで、１または複数の目標物候補が現れたとする。このとき画像処理回路２６では、図２に示す各領域♯Ａ、領域♯Ｂ、領域♯Ｃのそれぞれにおいて並列的に目標物候補の出現を検出することができるものとする。
【００３５】
（目標物判断モード）
目標物判断モードは、画像処理回路２６が目標探索モードにおいて何らかの目標物候補が現れたことを検出した後に適用されるモードである。画像処理回路２６は、検出した１または複数の目標物候補が追尾すべき目標物であるか否かの判断を並列的に行うことができるものとする。画像処理回路２６は、目標物候補の中から予め記憶している目標物の特徴を見出すことにより、追尾すべき目標物を特定する。
【００３６】
目標物の特徴とは、例えば、航空機であれば、プロペラ機かジェット機かなどである。さらに、航空機であれば、エンジンは何機備えているかなどである。あるいは、航空機であれば、垂直尾翼が１枚のものか２枚のものかまたはその形状などである。また、車両の場合であれば、タイヤを備えているかキャタピラを備えているかなどである。あるいは、旋回砲塔の有無などである。その他にも画像処理回路２６は、特徴的な部位の情報を予め多数記憶しておき（あるいは特徴的な部位の情報を予め多数記憶している記憶部を参照して情報を得て）、目標物であるか否かの判断材料とする。
【００３７】
画像処理回路２６は、検知器１３で検知された目標物候補の中に追尾すべき目標物が有ると判断したときには、その目標物を特定し、目標物追尾モードに遷移する。
【００３８】
（目標物追尾モード）
目標物追尾モードは、目標物が特定された状態に適用されるモードである。このモードでは、画像処理回路２６は、特定された目標物以外の目標物が存在してもこれらを無視し、特定された目標物に対してのみ着目するように、第１次反射鏡制御回路１４に指示を出す。第１次反射鏡制御回路１４は、この指示に基づき走査制御信号２８−１、２８−２を生成して反射鏡走査機構部１５−１、１５−２に出力する。
【００３９】
すなわち、目標物追尾モードでは、第１次反射鏡制御回路１４は、１つの目標物の画像のみを検知器１３が検出可能なように第一の第１次反射鏡１１−１および第二の第１次反射鏡１１−２を動作させる。この動作を図４〜図７を参照して説明する。図４は、目標物追尾モードにおける第１次反射鏡制御回路１４の処理手順を示すフローチャートである。図５は、目標物追尾モードにおいて第一の視野♯１に目標物が存在する状態を示す図である。図６は、目標物追尾モードにおいて第二の視野♯２に目標物が存在する状態を示す図である。図７は、目標物追尾モードにおいて共通視野に目標物が存在する状態を示す図である。
【００４０】
目標物追尾モードに遷移すると、図４に示すように、画像処理回路２６の出力する誘導信号２７に基づく目標物の位置が第一の視野♯１内であり共通視野外であれば（ステップＳ１０のＹｅｓ）、第１次反射鏡制御回路１４は、第一の第１次反射鏡１１−１を追尾状態とし、第二の第１次反射鏡１１−２を定位置とする（ステップ１３）。ここで、定位置とは、いずれの位置でもよいが、この定位置としては、飛翔体の軸方向中心線側に最も向いた状態、すなわち、図１で第二の第１次反射鏡１１−２が最も時計方向に回転した状態とするのが好ましい。
【００４１】
また、画像処理回路２６の出力する誘導信号２７に基づく目標物の位置が共通視野内であれば（ステップＳ１１のＹｅｓ）、第１次反射鏡制御回路１４は、第一の視野♯１の画像と第二の視野♯２の画像とが重なり合うようにする（ステップＳ１４）。そして、その状態で２つの第１次反射鏡１１−１、１１−２を固定する。また、画像処理回路２６の出力する誘導信号２７に基づく目標物の位置が第二の視野♯２内であり共通視野外であれば（ステップＳ１２のＹｅｓ）、第１次反射鏡制御回路１４は、第一の第１次反射鏡１１−１を定位置とし、第二の第１次反射鏡１１−２を追尾状態とする（ステップＳ１５）。ここで、定位置とは、いずれの位置でもよいが、この定位置としては、飛翔体の軸方向中心線側に最も向いた状態、すなわち、図１で第一の第１次反射鏡１１−１が最も反時計方向に回転した状態とするのが好ましい。
【００４２】
なお、目標物追尾モードでは、画像処理回路２６は、検知器１３の撮像部１３Ａにおける追尾すべき目標物が投影されている撮像部１３Ａの領域からの画像信号のみを対象としている。よって、他の領域の画像信号は無視しているため、定位置がいずれの位置であってもよい。例えば、定位置を第一の視野♯１および第二の視野♯２のいずれからも外れた先端部構成品３１の裏面を向く位置としてもよい。これによれば、第一の第１次反射鏡１１−１または第二の第１次反射鏡１１−２が定位置にあるときには、常時、一定の画像（先端部構成品３１の裏面の画像）のみを検知することができるため好都合である。しかしながら、目標物が共通視野の方向に動く場合に備えて、走査範囲内で最も飛翔体の軸方向中心線側に向いた状態としておくことで、追尾し易いものとなる。
【００４３】
ステップＳ１３の状態を図５に示す。図５では、第一の第１次反射鏡１１−１が目標物１０３を追尾している。一方、第二の第１次反射鏡１１−２は定位置にある。同様に、ステップＳ１５の状況を図６に示す。図６では、第一の第１次反射鏡１１−１は定位置にある。一方、第二の第１次反射鏡１１−２は目標物１０３を追尾している。
【００４４】
ステップＳ１４の状態を図７に示す。図７では、第１次反射鏡１１−１、１１−２が双方とも目標物１０３を追尾している。このとき、第１次反射鏡制御回路１４は、検知器１３に、第１次反射鏡１１−１、１１−２の双方が捕らえた目標物１０３の画像が１つの画像として重なり合うように反射鏡走査機構部１５−１、１５−２に対して走査制御信号２８−１、２８−２を生成して送出する。
【００４５】
（本発明の実施の形態の効果）
（第１の効果）
飛翔体の２方向（上下方向あるいは左右方向）の視野範囲を目標物の捜索または追尾範囲とすることができる。その理由は以下のとおりである。２つの視野♯１、視野♯２を同時に検知器１３が検出して画像信号として出力する。これにより、画像処理回路２６は、光２１−１、２１−２から誘導信号２７を生成できる。図１０に示す構成の場合は、いずれか一方の光のみにより誘導信号８１を生成していたため、死角Ｗが生じたり、画像情報が途切れ、２つの視野全体が目標物の捜索または追尾範囲とはなり得ない。
【００４６】
（第２の効果）
２つの視野♯１、視野♯２に対して検知器１３が１つで済む。このため検知器１３の１個分の配置スペースが省略できる。これにより、飛翔体の小型化、軽量化を図ることができる。その理由は以下のとおりである。第２次反射鏡１２の“く”の字型に構成された鏡面に光２１−１、２１−２を反射させて１つの検知器１３上で合成して結像する。これにより、２方向の視野画像を同時に出力して１つの検知器１３により処理することができる。
【００４７】
（第３の効果）
飛翔体前方の目標物を追尾するための画像信号２５が途切れることなく、画像信号２５の連続性が確保できる。その理由は以下のとおりである。固定された第２次反射鏡１２の上下の鏡面に光２１−１、２１−２を反射させて検知器１３上に合成して結像する。この際、両第１次反射鏡１１−１、１１−２は、先端部構成品３１の背後ではなく、外側にズレた位置に配置されることで、第一の視野♯１と第二の視野♯２とが重なる状態が生ずるようにしている。このため、前方方向においては第一の視野♯１と第二の視野♯２とを重ね合わせた範囲を撮像することができる。また、目標物が第一の視野♯１から第二の視野♯２に移動するのに連動し、第１次反射鏡１１−１、１１−２が動くようにする。これにより、連続した目標を含む画像信号２５が得られ、誘導信号２７が生成できる。
【００４８】
（第４の効果）
同時に目標物を捜索または追尾する範囲が拡大できる。その理由は以下のとおりである。探索時は２つの第１次反射鏡１１−１、１１−２を独立して動かす。これにより、２つの視野♯１、視野♯２の方向を同時に撮像できると共に、探索視野範囲を大きくすることができる。
【００４９】
（第５の効果）
従来と比べて広い視野を確保できる。すなわち、本発明の実施の形態の目標物探索装置１０では、反射鏡走査機構部１２−１、１２−２によって設置角度を変えるのは第１次反射鏡１１−１、１１−２のみである。これは、図１０に示した目標物探索装置６２において、集光レンズ７７−１、７７−２および検知器７１−１、７１−２の全体の設置角度を変える場合と比べると、可動に要するスペースをきわめて小さくできる。従って、本発明の実施の形態の目標物探索装置１０では、光学窓２２−１、２２−２の直近まで接近した位置に第１次反射鏡１１−１、１１−２を配置できる。これにより、先頭部構成品３１による死角を無くすことができる。
【００５０】
（その他の実施の形態）
本発明の実施の形態は、本発明の要旨を逸脱しない限り、様々に変更可能である。例えば、目標物判断モードとして、画像処理回路２６は、複数の目標物候補に対して並列的に追尾すべき目標物であるか否かを判断すると説明した。これに対し、画像処理回路２６は、複数の目標物候補に対して１つずつ順次着目することにより目標物候補が追尾すべき目標物であるか否かを判断してもよい。これによれば、画像処理回路２６の処理能力を一定とした場合に、複数の目標物候補に対し、並列的に追尾すべき目標物であるか否かを判断する場合と比べ、全ての目標物候補を判断するのに要する時間は増加する。しかしながら、個々の目標物候補に対する判断時間は増えるため、より正確な判断を行うことができる。また、画像処理回路２６の処理能力を高速化することにより、上記時間の増加の問題は解決できる。
【００５１】
図８は、目標物探索装置１０が複数の目標物候補に対して１つずつ順次着目することにより目標物候補が追尾すべき目標物であるか否かを判断する場合の複数目標物判断モードの処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように、複数目標物判断モードでは、画像処理回路２６は、まず、ｎ＝１として（ステップＳ２０）、第１番目の目標物候補に着目する（ステップＳ２１）。なお、第１番目の目標物候補を複数の目標物の中のいずれに設定するかは、様々な方法がある。例えば、複数の目標物候補の中で最も大きな画像を有するものを第１番目とする。または、複数の目標物候補の中で最も小さな画像を有するものを第１番目とする。あるいは、複数の目標物候補の中で最も高度の高いものを第１番目とする。または、複数の目標物候補の中で最も高度の低いものを第１番目とする、などの方法が考えられる。その他にも移動速度の大小によって目標物候補の第１番目を決めるなど、様々な方法が適用できる。
【００５２】
画像処理回路２６は、ステップＳ２１において着目した第１番目の目標物候補に対する誘導信号２７を生成して出力する。第１次反射鏡制御回路１４は、この誘導信号２７に基づいて第１番目の目標物候補に対して第１次反射鏡１１−１、１１−２の角度を設定すべく走査制御信号２８−１、２８−２を生成して出力する。画像処理回路２６は、この結果、検知器１３で検知された目標物候補が追尾すべき目標物であるか否かを判断し、追尾すべき目標物であれば（ステップＳ２２のＹｅｓ）、目標物が特定できた（ステップＳ２３）として目標物追尾モードへ遷移する（ステップＳ２４）。また、画像処理回路２６は、ステップＳ２２において、目標物候補が追尾すべき目標物でないと判断すれば（ステップＳ２２のＮｏ）、ｎを一つ繰り上げ（ステップＳ２５）、次の目標物候補に着目する。このようにして複数の目標物候補の中から追尾すべき目標物を判断する。
【００５３】
また、飛翔体筐体３２に２つの光学窓２２−１、２２−２を備える例を説明した。しかしながら、光学窓の数が３つ以上であってもよい。例えば、光学窓を飛翔体筐体３２の上下左右に４つ備えてもよい。これは上述した２つの光学窓２２−１、２２−２を備える実施の形態を上下方向と左右方向とでそれぞれ実現した実施の形態であると考えればよい。同様に、飛翔体筐体３２の前方と後方とにそれぞれ２つの光学窓を備えるような構成でもよい。
【００５４】
また、上述の実施の形態では、共通視野を有するものとしたが、共通視野を有さないもの、例えば、第一の視野と第二の視野とが接するものとしたり、両視野の間に隙間があるものとしてもよい。さらに、各反射鏡を平面反射鏡としたが、凹面鏡や凸面鏡としてもよく、また、プリズムなどを利用し反射ではなく光の方向の転換をさせるようにしてもよい。また、集光レンズ２４としては、通常の凸レンズの他に、フレネルレンズとしたり、複数のレンズで構成したレンズ群としたりしてもよい。また、集光系としては集光レンズ２４ではなく、ミラーを利用したものとしてもよい。また、撮像素子としてはＣＣＤ(Charge Coupled Device)またはＣＭＯＳ(Complementary
Metal Oxide Semiconductor)などが使用されるが、他のものとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、複数の光学窓を有する光学シーカおよびその光学シーカを備える飛翔体に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態に係る目標物探索装置のブロック構成およびこの目標物探索装置が配置された飛翔体筐体内部を示す図である。
【図２】図１に示す目標物探索装置の検知器の撮像部における領域を説明するための図である。
【図３】図１に示す目標物探索装置の画像処理回路における目標物探索モードの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す目標物探索装置の第１次反射鏡制御回路における目標物追尾モードの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図４に示すフローチャートにおけるステップＳ１３の状態を示す図である。
【図６】図４に示すフローチャートにおけるステップＳ１５の状態を示す図である。
【図７】図４に示すフローチャートにおけるステップＳ１４の状態を示す図である。
【図８】図１に示す目標物探索装置の画像処理回路における複数目標物判断モードの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】飛翔体の側面に光学窓が配置された目標物探索装置の視野を示す図である。
【図１０】図９の目標物探索装置のブロック構成およびこの目標物探査装置が配置された飛翔体筐体内部を示す図である。
【図１１】飛翔体先頭部に配置された従来の目標物探索装置の視野を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
♯１、♯１Ａ  第一の視野、♯２、♯２Ａ  第二の視野、１０、６２、１０２  目標物探索装置、１１−１、１１−２  第１次反射鏡、１２  第２次反射鏡、１３  検知器、１３Ａ  撮像部、１４  第１次反射鏡制御回路、１５−１、１５−２  反射鏡走査機構部、２１−１、２１−２、７６−１、７６−２  光、２２−１、２２−２、７５−１、７５−２  光学窓、２３  合成視野、２４、７７−１、７７−２  集光レンズ、２５、７９−１、７９−２  画像信号、２６、８０  画像処理回路、２７、８１  誘導信号、２８−１、２８−２  走査制御信号、３１、７４  先端部構成品、３２、８４  飛翔体筐体、６１、１０１  飛翔体、６３  光学窓部、７２−１、７２−２  走査機構部、７３  走査機構部制御回路、７８  信号切替器、８２  切替信号、８３−１、８３−２  走査機構部制御信号、１０３  目標物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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