(57)【要約】  レーザー光線を放射するために使用されるレーザー（１０）、反射されたレーザー光線を受信するために使用されるプローブ（２０）、及びプリセット方向に沿って放射されたレーザー光ビームを受信し、レーザー光ビームをプローブ（２０）に伝送させるために使用されるトランシーバ構造（３０）を具備するレーザーレーダーである。ここでトランシーバ構造（３０）は、レーザー（１０）と同軸に配置され、トランシーバ構造（３０）は垂直視野調整ユニットを具備し、垂直視野調整ユニットは、レーザー光ビームを垂直視野範囲内に不均一に分布させ、及び／又はレーザーの垂直視野範囲を調整する。【選択図】図１
2021530716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザービームを放射するために使用されるレーザーと、
反射されたレーザービームを受信するために使用される検出器と、
プリセット方向に放出された前記レーザービームを受信し、前記レーザービームを前記検出器に送信するために使用されるトランシーバ構造のセットであって、前記トランシーバ構造は、前記レーザーと同軸であり垂直視野調整ユニットを含み、前記垂直視野調整ユニットは、前記レーザービームを垂直視野内に不均一に分配し、及び／又は前記レーザービームの前記垂直視野を調整する、トランシーバ構造のセットと、
を具備することを特徴とする、レーザーレーダー。
【請求項２】
前記垂直視野における前記レーザービームを不均一に分布させることには、前記垂直視野調整ユニットが特定の出口方向における前記レーザービームの分布密度を増加させることを含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーザーレーダー。
【請求項３】
前記垂直視野調整ユニットは、振動することによって前記レーザービームを偏向させ、
特定の出口方向において、前記垂直視野調整ユニットによる前記レーザービームの分布密度の増加には、前記レーザービームが前記垂直視野の中心に向かって動くとき、前記垂直視野調整ユニットの振動の周波数が増加すること、及び前記レーザービームが前記垂直視野の中心から離れるように動くとき、前記垂直視野調整ユニットの振動の周波数が減少することが含まれることを特徴とする、請求項２に記載のレーザーレーダー。
【請求項４】
前記垂直視野調整ユニットは、振動することによって前記レーザービームを偏向させ、
前記レーザービームの前記垂直視野の調整には、プリセット垂直視野が増加するとき前記垂直視野調整ユニットの振動の振幅が増大すること、又は前記プリセット垂直視野が減少するとき前記垂直視野調整ユニットの振動の振幅が減少することが含まれることを特徴とする、請求項１に記載のレーザーレーダー。
【請求項５】
前記垂直視野調整ユニットは、振動することによって前記レーザービームを偏向させ、前記垂直視野調整ユニットの前記振動は、駆動信号によって駆動され、前記駆動信号は時間領域で符号化され、前記符号化された前記駆動信号によって駆動される前記垂直視野調整ユニットの前記振動は、時間的に連続していることを特徴とする、請求項１に記載のレーザーレーダー。
【請求項６】
前記垂直視野調整ユニットの時間的に連続する振動の周波数及び振幅は、時系列的に不均一であることを特徴とする、請求項５に記載のレーザーレーダー。
【請求項７】
前記垂直視野調整ユニットは、振動することによって前記レーザービームを偏向させ、前記レーザーは、感知された前記垂直視野調整ユニットの振動に従ってレーザーパルスの出力エネルギーを、
前記垂直視野調整ユニットの振動によって偏向された前記レーザービームが前記垂直視野の中心に向かって動いていることを前記レーザーが感知すると、前記レーザーによって放射されるパルスの出力エネルギーが増加し、
前記垂直視野調整ユニットの振動によって偏向されたレーザービームが垂直視野の中心から離れる方向に動いていることを前記レーザーが感知すると、前記レーザーによって放射されるパルスの出力エネルギーは減少する、
ように調整することを特徴とする、請求項１に記載のレーザーレーダー。
【請求項８】
前記垂直視野調整ユニットは、振動することによって前記レーザービームを偏向させ、前記レーザーは、感知された前記垂直視野調整ユニットの振動に従ってレーザーパルスの出力周波数を、
前記垂直視野調整ユニットの振動によって偏向された前記レーザービームが前記垂直視野の中心に向かって動いていることを前記レーザーが感知すると、前記レーザーによって放射されるパルスの出力周波数が増加し、
前記垂直視野調整ユニットの振動によって偏向された前記レーザービームが前記垂直視野の中心から離れる方向に動いていることを前記レーザーが感知すると、前記レーザーによって放射されるパルスの出力周波数が減少する、
ように調整することを特徴とする、請求項１に記載のレーザーレーダー。
【請求項９】
前記トランシーバ構造はまた、ミラーを含み、前記ミラーは、前記ミラーの本体及び開口を含み、前記開口は前記レーザーと同軸であり、前記ミラーは、前記トランシーバ構造の前記レーザーに近い端に配置され、そして、前記垂直視野調整ユニットは、前記トランシーバ構造の前記レーザーに対して遠い端に配置され、
あるいは、前記トランシーバ構造はまた、偏光ビームスプリッタ及び４分の１波長板を含み、前記偏光ビームスプリッタは、前記トランシーバ構造の前記レーザーに近い端に配置され、前記垂直視野調整ユニットは前記トランシーバ構造の前記レーザーに対して遠い端に配置され、そして、前記４分の１波長板は、前記偏光ビームスプリッタと前記垂直視野調整ユニットとの間に配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のレーザーレーダー。
【請求項１０】
一次元ミラー検流計または二次元ミラー検流計が前記垂直視野調整ユニットとして使用され、
前記検出器はアバランシェフォトダイオードを使用することを特徴とする、請求項１に記載のレーザーレーダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダーの分野に属し、具体的にはレーザーレーダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザービームを放射及び受信し、レーザービームがターゲットにぶつかってから戻ってくるまでにかかる時間を測定し、ターゲットとレーザーレーダーの位置（例えば、車両、低空飛行ヘリコプター、又は固定式検出器）との間の距離を計算し、そして、ターゲットの表面上の多数の密集したドット又はポイントの３Ｄ座標、反射率、その他の情報を収集することで、レーザーレーダーはターゲットの３Ｄモデルを再構成することができる。
【０００３】
より多くのレーザービームを使用することで測定はより正確になるが、マルチビーム走査に複数のレーザー検出器を使用することは、レーザーレーダーが構造的に複雑になり、組み立てが難しくなり、システムの安定性が低下することを意味する。一方、マルチビームレーザーレーダーの複数のレーザーエミッターは本質的に同じ出力パルスエネルギーと周波数を持っているため、検出範囲は一般に固定されており、検出距離と角分解能（垂直／水平）も均一であり、結果として端部でのレーザーエネルギーの浪費及び中央での不十分な角分解能が生じ、レーザーレーダーのエネルギーを有効に活用することができない。
【発明の概要】
【０００４】
従来技術に存在する技術的課題を解決するために、本発明は、以下を具備するレーザーレーダーを提供する。
【０００５】
レーザー：レーザービームを放射するために使用される。
【０００６】
検出器：反射レーザービームを受信するために使用される。
【０００７】
トランシーバ構造のセット：プリセット方向に放射された前記レーザービームを受信し、前記レーザービームを検出器に送信するために使用される。前記トランシーバ構造は、前記レーザーと同軸であり、垂直視野調整ユニットを含み、前記垂直視野調整ユニットは、前記レーザービームを垂直視野内に不均一に分配し、及び／又は、前記レーザービームの垂直視野を調整する。
【０００８】
本発明の有益な効果：単一のレーザー、単一の検出器、及びトランシーバ構造のセットがレーザーレーダー内に配置され、トランシーバ構造はレーザーと同軸となっている。このレーザーレーダーは構造的にシンプルで組み立てが簡単なため、コンポーネントの障害を簡単に検出することができ、障害のあるコンポーネントをすばやく交換することができる。使用時には、レーザー及び垂直視野調整ユニットを介してターゲットに合わせて柔軟に調整できるので、無駄を効果的に省くことができる。レーザーレーダーの数及び位置も、検出の目的に応じて調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の具体的な実施形態は、図面と組み合わせて以下でさらに詳細に説明される。
【図１】本明細書に開示されたいくつかの実施形態によるレーザーレーダーの概略図である。
【図２】本明細書に開示されたいくつかの実施形態によって提供される垂直視野調整ユニットの振動の振幅と垂直検出範囲との間の関係を示す概略図である。
【図３】本明細書に開示されたいくつかの実施形態によって提供される垂直視野調整ユニットの振動周波数と垂直検出分解能との間の関係を示す概略図である。
【図４】本明細書に開示されたいくつかの実施形態によって提供されるレーザーのレーザーパルス出力エネルギーと水平検出範囲との間の関係を示す概略図である。
【図５】本明細書に開示されたいくつかの実施形態によって提供されるレーザーのレーザーパルス出力周波数と水平検出分解能との間の関係を示す概略図である。
【図６】本明細書に開示されたいくつかの実施形態によって提供されるレーザーレーダー走査モードの概略図である。
【図７】本明細書に開示された不均一なレーザービームを放射するいくつかの実施形態によるレーザーレーダーの概略図である。
【図８】本明細書に開示されたターゲットを検出するためのいくつかの実施形態による、レーザーレーダーによって放射されたビームの経路の概略図である。
【図９】本明細書に開示されたターゲットを検出するためのいくつかの実施形態による、別のタイプのレーザーレーダーによって放射されたビームの経路の概略図である。
【００１０】
図面に関する追加情報は次のとおりである。
【００１１】
１０はレーザー、２０は検出器、３０はトランシーバ構造、３１は一次元ミラー検流計、３２はミラー、３３は偏光ビームスプリッタ、３４は４分の１波長板、４０はターゲット、５０は出射ビームの経路、６０は反射ビームの経路、７０はコリメートレンズ、８０はフィルター、９０は凸レンズである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
当業者が本明細書に開示された実施形態での技術提案をよく理解できるように、本明細書に開示された実施形態での技術提案を、実施形態の図面と組み合わせて以下に明確かつ十分に説明する。明らかなことではあるが、記載された実施形態は、本明細書に開示された実施形態の一部にすぎず、実施形態のすべてではない。明細書に開示された実施形態に基づいて創造的労力を使わずに当業者によって得られた他のすべての実施形態は、明細書の保護の範囲内にあるものとする。
【００１３】
本明細書に開示される１つの実施形態では、図１に示されるように、レーザーレーダーは以下を具備する。
【００１４】
レーザー１０：レーザービームを放射するために使用される。
【００１５】
検出器２０：反射し戻ってきた前記レーザービームを受信するために使用される。
【００１６】
トランシーバ構造のセット３０：プリセット方向に放射された前記レーザービームを受信し、前記レーザービームを検出器に送信するために使用される。前記トランシーバ構造は、前記レーザーと同軸であり、垂直視野調整ユニットを含む。前記垂直視野調整ユニットは、前記レーザービームを垂直視野内に不均一に分配し、及び／又は前記レーザービームの垂直視野を調整する。
【００１７】
図２に示されるように、代替的実施形態では、前記垂直視野調整ユニットは、振動することによって前記レーザービームを偏向させる。前記レーザービームの垂直視野を調整することには、プリセット垂直視野が増加するとき、前記垂直視野調整ユニットの振動の振幅を増加させること、又はプリセット垂直視野が減少するとき、前記垂直視野調整ユニットの振動の振幅を減少させることが含まれる。検出の必要性に応じて、垂直視野調整ユニットの振動の振幅を増加又は減少させることにより、垂直視野を増加又は減少させることができる。
【００１８】
図３に示すように、代替的実施形態では、垂直視野における前記レーザービームを不均一に分布させることには、前記垂直視野調整ユニットが特定の出口方向における前記レーザービームの分布密度を増加させることを含む。前記垂直視野調整ユニットは、振動することによって前記レーザービームを偏向させる。
【００１９】
具体的には、特定の出口方向において、前記垂直視野調整ユニットによる前記レーザービームの分布密度を増加させることには、前記レーザービームが垂直視野の中心に向かって動くにつれて、前記垂直視野調整ユニットの振動周波数を増加させること、及び前記レーザービームが垂直視野の中心から離れるにつれて、前記垂直視野調整ユニットの振動周波数を減少させることが含まれる。垂直視野の中心にある高密度のレーザービーム分布により、高い垂直解像度が保証される。垂直視野の上端と下端の希薄なレーザービーム分布により、空や地面を照らすレーザービームによって引き起こされる無駄を省く。
【００２０】
垂直視野の中心に向かって動くレーザービーム同士の間隔は、均一とすることも不均一とすることもできる。垂直視野の中心から離れる方向に動くレーザービーム同士の間隔は、均一とすることも不均一とすることもできる。
【００２１】
図６は、レーザーレーダーの走査プロセスの上面図である。極座標系がこの平面上に定められ、走査角度ａは偏角である。垂直視野調整ユニットの振動周波数がＳ＝Ａｃｏｓ（ａ／２）＋Ｂの場合、位置ａ＝０°での振動周波数が最大となり、位置ａ＝１８０°での振動周波数が最小となる。走査方向において、レーザーレーダーは、垂直視野調整ユニットの振動の周波数が異なる分布となるようにすることができ、これは、正弦又は余弦分布だけでなく、以下のモード従っても走査することができることが分かる。
【００２２】
ｘ（θ）＝ａｓｉｎθ； ｙ（θ）＝ｂｓｉｎ（ｎθ＋φ）
ここで、ｎ≧１、及び０≦φ≦π／２
Ｎは曲線のパラメータであり、２つの正弦波振動の周波数比である。
【００２３】
この比が有理数の場合、ｎ＝ｑ／ｐとなる。
【００２４】
パラメータ方程式は、ｘ（θ）＝ ａｓｉｎ（ｐθ）； ｙ（θ）＝ ｂｓｉｎ（ｑθ＋φ）、０≦θ≦２πと書くことができる。ここで、θは走査変数であり、他のパラメータは定数となる。
【００２５】
図２及び図３に示すように、レーザーレーダーのトランシーバ構造はローター内に配置され、モーターで駆動されるローターは中心軸を中心に３６０度回転し、水平方向への３６０度回転を行い、垂直方向の広い走査視野を達成する。図２に示すように、垂直視野調整ユニットの振動の振幅が増加すると、レーザーレーダーの垂直視野が増加する。図３に示すように、垂直視野調整ユニットの発振周波数を上げると、レーザーレーダーの垂直解像度が上がる。
【００２６】
代替的実施形態では、前記垂直視野調整ユニットは、振動することによって前記レーザービームを偏向させ、前記垂直視野調整ユニットの振動は、駆動信号によって駆動され、前記駆動信号は、時間領域でコード化され、前記コード化された駆動信号によって駆動される前記垂直視野調整ユニットの振動は、時間的に連続している。
【００２７】
前記垂直視野調整ユニットの時間的に連続する振動の周波数及び振幅は、時系列的に不均一である。
【００２８】
具体的には、垂直視野調整ユニットによって受信される駆動信号の出力周波数は、同じままであっても変化してもよい。駆動信号には異なるコードがあり、異なる周波数や強度を持っていてもよい。
【００２９】
図４に示すように、代替的実施形態では、前記垂直視野調整ユニットは、振動することによって前記レーザービームを偏向させ、前記レーザーは、感知された前記垂直視野調整ユニットの振動に従ってレーザーパルスの出力エネルギーを以下のように調整する。
【００３０】
前記垂直視野調整ユニットの振動によって偏向されたレーザービームが垂直視野の中心に向かって動いていることを前記レーザーレーダーが感知すると、前記レーザーによって放射されるパルスの出力エネルギーが増加する。
【００３１】
前記垂直視野調整ユニットの振動によって偏向されたレーザービームが垂直視野の中心から離れる方向に動いていることをレーザーレーダーが感知すると、前記レーザーによって放射されるパルスの出力エネルギーは減少する。
【００３２】
もちろん、前記レーザーは、感知された、前記垂直視野調整ユニットの振動に従ってレーザーパルスの出力エネルギーを調整する。レーザーパルスの出力エネルギーは、前記垂直視野調整ユニットの振動によって偏向された前記レーザービームの感知された方向に従って変化する。
【００３３】
図５に示すように、代替的実施形態では、前記垂直視野調整ユニットは、振動することによって前記レーザービームを偏向させ、前記レーザーは、感知された、前記垂直視野調整ユニットの振動に従ってレーザーパルスの出力周波数を以下のように調整する。
【００３４】
垂直視野調整ユニットの前記振動によって偏向されたレーザービームが垂直視野の中心に向かって動いていることを前記レーザーレーダーが感知すると、前記レーザーによって放射されるパルスの出力周波数が増加する。
【００３５】
前記垂直視野調整ユニットの振動によって偏向されたレーザービームが垂直視野の中心から離れる方向に動いていることを前記レーザーが感知すると、前記レーザーによって放射されるパルスの出力周波数が減少する。
【００３６】
もちろん、前記レーザーは、感知された、前記垂直視野調整ユニットの振動に従ってレーザーパルスの出力周波数を調整する。レーザーパルスの出力周波数は、前記垂直視野調整ユニットの振動によって偏向されたレーザービームの感知された方向に従って変化する。
【００３７】
図４及び図５に示すように、前記垂直視野調整ユニットを通過するレーザービームが水平面に向かって動いているとき、レーザーパルスの出力エネルギー及び周波数が増加する。レーザーパルスの出力エネルギーと周波数は、レーザービームが水平面に向かって偏向された場合にのみ増加するため、水平面（レーザーレーダーの焦点領域）上の遠くの物体をより高い解像度で検出できる。遠方の障害物のほとんどは水平面上にあるため、レーザービームを水平面に向けて偏向させたとき、レーザーパルスの出力エネルギーと周波数を上げると、検出範囲と精度を向上させることができる。レーザービームが水平面から離れる方向に偏向されると、レーザービームは遠くの空や地面を照らすため、無駄になる。したがって、それほど正確に測定する必要がないため、出力エネルギーとレーザーパルスの周波数の利用率を向上させるために、レーザーパルスの出力エネルギーと周波数を適度に低減することができる。もちろん、垂直視野調整ユニットの振動の振幅と周波数の具体的な調整範囲、及びレーザーパルスの出力エネルギーと周波数は、アプリケーションの要件に応じて柔軟に設定できる。
【００３８】
加えて、前記レーザーレーダーが、前記垂直視野調整ユニットによって偏向されたレーザービームが特定の垂直出口方向にあることを感知すると、レーザーパルスの出力エネルギー又は周波数が増加し、レーザーから放射されるパルスの出力エネルギー又は周波数は出口方向によって変化する。
【００３９】
レーザーパルス励起信号によって駆動されるレーザーは、レーザービームを放射し、レーザーパルス励起信号は時間領域でコード化され、コード化されたレーザーパルス励起信号によって駆動されるレーザーによって放射されるレーザービームは、時間的に連続している。時間的に連続するレーザービームのレーザーパルスの出力エネルギーは、時間的に不均一である。
【００４０】
もちろん、代替的実施形態では、レーザーパルスの出力周波数及び垂直視野調整ユニットの振動周波数もまた、特定の方向で同時に増加させることができる。このようにして、走査方向の水平解像度と垂直解像度を同時に改善することができる。
【００４１】
図７に示すように、代替的実施形態では、レーザービームの本数及び走査周波数を方向毎に別々に設定することができる。例えば、前方の方向へは、レーザーパルスの出力エネルギーと周波数、及び視野の中央部分での振動周波数が高くなり、その結果、走査密度が高くなり、その結果、視野の前方部分での検出が強化される。一方、逆方向では、レーザーパルスの出力エネルギーと周波数、及び視野の中央部分での発振周波数が高くなり、その結果、走査密度が高くなり、その結果、視野の後方部分での検出が強化される。もちろん、図７は一例にすぎない。実際、レーザーパルスの出力エネルギーと周波数、及びさまざまな方向のさまざまな位置での発振周波数を調整することができる。
【００４２】
図８に示されるように、代替的実施形態では、前記トランシーバ構造３０はまた、ミラー３２を含む。前記ミラー３２は、ミラー３２の本体及び開口を含む。前記開口は、前記レーザー１０と同軸である。一次元ミラー検流計３１は、前記垂直視野調整ユニットとして使用することができる。前記ミラー３２は、前記トランシーバ構造３０の、前記レーザー１０に近い端に配置され、前記一次元ミラー検流計３１は、前記トランシーバ構造３０の、前記レーザー１０に対して遠い端に配置される。弱いレーザービームの場合、アパーチャサイズは１〜２ｍｍに設定することができる。もちろん、アパーチャサイズはレーザービームのサイズに応じて調整できる。
【００４３】
具体的には、図８（発信ビームの経路５０；反射ビームの経路６０）に示すように、前記レーザーレーダーは、コリメートレンズ（前記レーザー１０によって放射されたレーザービームは、前記コリメートレンズを通過し、次いで、プリセット方向に伝搬する）、フィルター、及び凸レンズも含む。前記レーザー１０によって放射されたレーザービーム（例えば、弱いレーザービーム）は、前記コリメートレンズでコリメートされ、次いで、レーザービームは、前記ミラー３２の開口を直接通過して、前記一次元ミラー検流計３１に到達する。前記一次元ミラー検流計３１の振幅及び周波数は調整可能である（前記一次元ミラー検流計３１は、高周波及び大角度で走査を行うことができる）。レーザービームは、前記一次元ミラー検流計３１を通過した後、ターゲット４０に当たる。レーザービームは、ターゲット４０によって拡散反射されて戻り、前記一次元ミラー検流計３１によって走査及び受信される。レーザービームは、前記ミラー３２の本体に放射される。前記ミラー３２の本体によって反射された後、レーザービームは、前記フィルター８０及び前記凸レンズ９０を連続的に通過し、前記凸レンズ９０を介して前記検出器２０に集光する。
【００４４】
実際の用途では、一次元ミラー検流計３１を通過する前記レーザービームが前記水平面に向かって動くと、前記レーザー１０によって放射されるパルスの出力エネルギー及び周波数が増加する。レーザー制御モジュールを介して、レーザー１０によって放射されるパルスの出力エネルギーを調整して、レーザーレーダーの垂直視野の異なる領域及び異なる方向にある、異なる範囲におけるターゲットを区別することができる。一方、レーザー１０によって放射されるパルスの出力周波数は、レーザーレーダーが異なる水平解像度で異なる領域を走査できるように調整することができる。前記一次元ミラー検流計３１は、回転シャフトを含む。前記一次元ミラー検流計３１は、前記回転軸の周りの前記水平面に対して垂直に振動し、前記一次元ミラー検流計３１の振動の振幅及び周波数は調整可能である。ミラー検流計制御モジュールを介して、一次元ミラー検流計３１の振動の振幅を調整して、レーザーレーダーが異なる垂直視野を走査できるようにすることができる。一方、一次元ミラー検流計３１の振動周波数は、レーザーレーダーが異なる垂直解像度で走査できるように調整することができる。
【００４５】
図９に示すように、代替的実施形態では、前記トランシーバ構造３０はまた、偏光ビームスプリッタ３３及び４分の１波長板３４を含む。一次元ミラー検流計３１は、前記垂直視野調整ユニットとして使用することができる。前記偏光ビームスプリッタ３３は、前記トランシーバ構造３０の、前記レーザー１０に近い端に配置される。前記一次元ミラー検流計３１は、前記トランシーバ構造３０の、前記レーザー１０に対して遠い端に配置される。そして、前記４分の１波長板３４は、前記偏光ビームスプリッタ３３と前記一次元ミラー検流計３１との間に配置される。
【００４６】
具体的には、図９（発信ビームの経路５０；反射ビームの経路６０）に示すように、前記レーザーレーダーは、コリメートレンズ（前記レーザー１０によって放射されたレーザービームは、前記コリメートレンズ７０を通過し、次いで、プリセット方向に伝搬する）、フィルター８０、及び凸レンズ９０も含む。前記レーザー１０によって放射されたレーザービームは、前記コリメートレンズ７０でコリメートされ、次いで、レーザービームは、前記偏光ビームスプリッタ３３（例えば、偏光は、偏光ビームスプリッタ３３を通過する）及び前記４分の１波長プレート３４（直線偏光は４分の１波長プレート３４を通過した後、円偏光となる）を通過して、前記一次元ミラー検流計３１に到達する。前記一次元ミラー検流計３１の振幅及び周波数は調整可能である（前記一次元ミラー検流計３１は、高周波及び大角度の走査を実行することができる）。レーザービームは、前記一次元ミラー検流計３１を通過した後、ターゲット４０に当たる。レーザービームは、ターゲット４０によって拡散反射されて戻り、前記一次元ミラー検流計３１によって走査及び受信される。レーザービームは、前記４分の１波長板３４（円偏光は、前記４分の１波長板３４を再び通過した後、直線偏光となり、偏光方向が再び変更される）及び前記偏光ビームスプリッタ３３に放射される。前記偏光ビームスプリッタ３３によって反射された後（例えば、前記偏光ビームスプリッタ３３を最初に通過したｐ偏光は、四分の一波長板を２回通過した後、ｓ偏光に変化し、ｓ偏光は、前記偏光ビームスプリッタ３３を通過できないために反射され）、レーザービームは、前記フィルター８０及び凸レンズ９０を連続的に通過し、前記凸レンズ９０を介して前記検出器２０に集光する。
【００４７】
実際の用途では、前記レーザービームが一次元ミラー検流計３１を通過し、前記水平面に向かって動くとき、前記レーザー１０によって放射されるパルスの出力エネルギー及び周波数が増加する。レーザー制御モジュールを介して、レーザー１０によって放射されるパルスの出力エネルギーを調整して、レーザーレーダーの垂直視野の異なる領域及び異なる方向の異なる範囲にあるターゲットを区別することができる。一方、レーザー１０によって放射されるパルスの出力周波数は、レーザーレーダーが異なる水平解像度で異なる領域を走査できるように調整することができる。前記一次元ミラー検流計３１は、回転シャフトを含む。前記一次元ミラー検流計３１は、前記回転軸の周りの前記水平面に対して垂直に振動し、前記一次元ミラー検流計３１の振動の振幅及び周波数は調整可能である。ミラー検流計制御モジュールを介して、一次元ミラー検流計３１の振動の振幅を調整して、レーザーレーダーが異なる垂直視野を走査できるようにすることができる。一方、一次元ミラー検流計３１の振動の周波数は、レーザーレーダーが異なる垂直解像度で走査できるように調整することができる。
【００４８】
レーザーレーダーは構造的に単純で、１つのレーザー1０と１つの検出器２０のみを使用し、製造、設置、試運転が容易であるため、コストが大幅に削減される。一方、コンポーネントの障害の検出も容易であり、障害が発生したコンポーネントの交換も迅速におこなうことができる。同軸トランシーバ構造３０により、送受信の不一致の問題が解決し、システムの安定性が改善される。トランシーバ構造３０によって受信されるレーザービームは、プリセット方向に放射されるレーザービームである。ここでのレーザービームは、プリセット方向にレーザー１０によって放射されるレーザービーム、又はレーザー１０とトランシーバ構造３０との間でコリメートされたレーザー１０によって放射されるレーザービームとすることができる。プリセット方向に放射されるレーザービームによりトランシーバ構造３０とレーザー１０との間のより良い同軸性が保証される。使用中、レーザー１０は、効果的に無駄をなくすために、ターゲット４０に対する柔軟性を調整することができる。垂直視野調整ユニットの振動の振幅及び周波数、ならびにレーザー１０によって放射されるパルスの出力エネルギー及び周波数を調整可能にすることで、垂直視野、（垂直／水平）分解能、及びレーザーレーダーの検出範囲を柔軟に設定することが保証され、レーザーレーダーのエネルギー利用率と全体的なパフォーマンスが向上する。レーザーレーダーの数及び位置も、検出の目的に応じて調整できる。
【００４９】
可能な実施形態では、一次元ミラー検流計、二次元ミラー検流計などを垂直視野調整ユニットに使用することができる。微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を、一次元ミラー検流計３１に使用することができる。
【００５０】
可能な実施形態では、検出器２０は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、ＰＮ／ＰＩＮ光検出器、光電子増倍管、ＣＣＤ（電荷結合デバイス）、又はＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）とすることができる。
【００５１】
上記の開示された実施形態の説明により、当業者は本発明を実施又は使用することが可能になる。これらの実施形態への変更は当業者には明らかであり、本明細書で明確にした全般的原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態で実施することができる。したがって、本発明は、本明細書に示された実施形態に限定することを意図するものではなく、本明細書に開示された原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【図１】
2021530716.tif 000003
【図２】
2021530716.tif 000004
【図３】
2021530716.tif 000005
【図４】
2021530716.tif 000006
【図５】
2021530716.tif 000007
【図６】
2021530716.tif 000008
【図７】
2021530716.tif 000009
【図８】
2021530716.tif 000010
【図９】
2021530716.tif 000011
【国際調査報告】
2021530716.tif 000012
2021530716.tif 000013
2021530716.tif 000014
2021530716.tif 000015
2021530716.tif 000016