(57)【要約】【課題】高精度に且つ高速度に探索対象物体を映像化すること。【解決手段】可視範囲外波長光を探索対象範囲に照射する送光系９と、探索対象物体から反射して戻る可視範囲外波長光を画像化する受光系１１とから構成されている。送光系９は可視範囲外波長光を発振するレーザ発振素子１５を備えている。受光系１１は、可視範囲外波長光を電気信号に分光的に変換する分光素子２１を備えている。レーザ発振素子１５は、発振可能波長域のうちで、レーザ発振素子１５の規格化された発振効率と分光素子２１の規格化された分光効率との積である組合せ効率が最大になる発振波長でレーザ発振する。最大効率の送受信光学系が形成され、昼夜の探索、雨中、又は、霧中の精度が向上し、人命救助が効率的に促進される。【選択図】          図５
2004279284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定波長光を探索対象範囲に照射する送光系と、
探索対象物体から反射して戻る前記特定波長光を画像化する受光系とを構成し、
前記送光系は前記特定波長光を発振するレーザ発振器を形成し、
前記受光系は、
前記特定波長光を電気信号に変換するＩＣＣＤカメラを形成し、
前記レーザ発振器はレーザ発振媒体を構成し、
前記レーザ発振媒体は、発振可能波長域のうちで、規格化された発振効率とＩＣＣＤカメラの光電変換面の分光感度特性の積である組合せ効率が概ね最大になる発振波長領域でレーザ発振する
監視用レーザレーダシステム。
【請求項２】
前記特定波長光は可視領域に含まれる
請求項１の監視用レーザレーダシステム。
【請求項３】
前記レーザ発振媒体はＣｒ：ＬｉＳＡＦで形成され、前記光電変換面はＧａＡｓで形成されている
請求項１の監視用レーザレーダシステム。
【請求項４】
前記発振波長は８５５ｎｍ又はその近傍である
請求項３の監視用レーザレーダシステム。
【請求項５】
前記受光系は、光学的フィルタを更に形成し、前記光学的フィルタは前記受光系に対して光学的に着脱自在であり、前記光学的フィルタは自然光をカットし、
前記特定波長光は赤外領域に含まれる
請求項１の監視用レーザレーダシステム。
【請求項６】
前記受光系は光学的フィルタを更に形成し、前記光学的フィルタは、前記特定波長光の波長より短波長側を削除する特性を有する
請求項１の監視用レーザレーダシステム。
【請求項７】
前記受光系は光学的フィルタを更に形成し、前記光学的フィルタは、前記特定波長光の波長の近辺領域のみで透過率が高い特性を有する
請求項１の監視用レーザレーダシステム。
【請求項８】
前記受光系は光学的フィルタを更に形成し、前記光学的フィルタは、可視波長領域の波長光に関して前記特定波長光の波長の近辺領域で透過率が高い特性を有する
請求項１の監視用レーザレーダシステム。
【請求項９】
前記受光系は光学的フィルタを更に形成し、前記光学的フィルタは、前記特定波長光の波長より短波長側を削除する特性を有するフィルタと、前記特定波長光の波長の近辺領域のみで透過率が高い特性を有するフィルタと、可視波長領域の波長光を一様に前記特定波長光の波長の近辺領域のみで透過率が高い特性を有するフィルタのうちから選択される１又は２以上のフィルタが交換自在に用いられる
請求項１の監視用レーザレーダシステム。
【請求項１０】
前記レーザ発振媒体はＣｒ：ＬｉＳＡＦで形成され、前記光電変換面はＧａＡｓで形成され、前記発振波長は８５５ｎｍ又はその近傍である
請求項５〜９から選択される１請求項の監視用レーザレーダシステム。
【請求項１１】
前記光学的フィルタのフィルタ機能は夜間には無効化される
請求項１０の監視用レーザレーダシステム。
【請求項１２】
前記光学的フィルタのフィルタは、外部環境の明るさに対応して光学的に着脱される
請求項５〜９から選択される１請求項の監視用レーザレーダシステム。
【請求項１３】
前記光学的フィルタのフィルタは、画像処理に基づくノイズに基づいて光学的に着脱される
請求項５〜９から選択される１請求項の監視用レーザレーダシステム。
【請求項１４】
前記前記送光系と前記受光系は船体に支持されている
請求項１の監視用レーザレーダシステム。
【請求項１５】
２軸回転台を更に構成し、
前記送光系と前記受光系とから形成される光学系は、前記２軸回転台に支持されている
請求項１〜１４から選択される１請求項の監視用レーザレーダシステム。
【請求項１６】
前記２軸回転台は、
第１軸の周りに回転する第１回転体と、
前記第１回転体に固定されている第２軸の周りに回転する第２回転体とを形成し、
前記光学系は前記第２回転体に支持されている
請求項１５の監視用レーザレーダシステム。
【請求項１７】
バランサを更に構成し、
前記バランサは前記第２回転体に支持され、前記第１軸の周りの回転モーメントは概ねつり合っている
請求項１６の監視用レーザレーダシステム。
【請求項１８】
前記受光系は他のカメラを更に形成している
請求項１の監視用レーザレーダシステム。
【請求項１９】
前記他のカメラは、前記ＩＣＣＤカメラが撮影する領域を撮影する
請求項１８の監視用レーザレーダシステム。
【請求項２０】
バランサを更に構成し、
前記バランサは前記他のカメラを形成する
請求項１８又は１９の監視用レーザレーダシステム。
【請求項２１】
前記他のカメラはＩＲカメラを形成する
請求項１８〜２０から選択される１請求項の監視用レーザレーダシステム。
【請求項２２】
画像合成器を更に構成し、
前記画像合成器は、前記他のカメラが撮影する映像と前記ＩＣＣＤカメラが撮影する映像とを同一画面に位置合わせして合成する
請求項１８〜２１から選択される１請求項の監視用レーザレーダシステム。
【請求項２３】
画像合成器を更に構成し、
前記画像合成器は、前記他のカメラが撮影する可視映像と前記ＩＣＣＤカメラが撮影する非可視映像とを同一画面に位置合わせして合成する
請求項１８〜２１から選択される１請求項の監視用レーザレーダシステム。
【請求項２４】
波長が狭域に限定されるレーザ光を用いて探索領域の物体の第１画像を取得する第１撮像光学系と、
波長帯域がより広い非レーザ光を用いて前記探索領域の物体の第２画像を取得する第２撮像光学系と、
前記第１光学系と前記第２光学系とは、前記回転系の回転軸に対して質量的にバランスしている
監視用レーザレーダシステム。
【請求項２５】
前記回転系は２軸回転系である
請求項２４の監視用レーザレーダシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視用レーザレーダシステムに関し、特に、監視対象の監視のために高感度が要求され監視用レーザレーダシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
監視対象物体（例示：夜間又は濃霧の港湾で出入りし監視が要求される船舶）を監視するために、監視用レーザレーダシステムが用いられる。この場合の監視用レーザレーダシステムは、カメラを含んでいる。そのような物体の監視は、昼と夜が区別されず、更に、曇天と晴天が区別されずに、時間的に持続的に実行されることが重要である。
【０００３】
レーザ波長は、ＣＣＤカメラの感度に影響する。レーザ波長は、レーザ出力に影響する。昼間と夜間を区別しないで計測を行うために近赤外高感度型ＩＣＣＤカメラが有効に用いられている。そのようなカメラのイメージセンサとして用いられるイメージインテシファイアの光電変換面の材料として、ＧａＡｓが用いられている。ＧａＡｓを用いるカメラの分光感度は、よく研究されて知られている（非特許文献１参照）。レーザは、発振特性を有している。Ｃｒ：ＬｉＳＡＦレーザは、その発振波長と発振効率との関係に関して特徴的な発振効率を持っている。監視用レーザレーダシステムのメカ的本体は、その重力的バランスが重要である。そのようなバランスを持つメカ的本体の配置効率の向上が求められる。
【０００４】
レーザとカメラの組合せ効率の最善化又は最適化が求められる。
【０００５】
【非特許文献１】
浜松ホトニクスカタログ「ゲートＩＣＣＤカメラシリーズ」
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１課題は、高精度に且つ高速度に探索対象物体を映像化して位置特定することができる監視用レーザレーダシステムを提供することにある。
本発明の第２課題は、第１課題を達成するために、レーザとカメラの組合せ効率が最適である監視用レーザレーダシステムを提供することにある。
本発明の第３課題は、高速度監視のために必要であるバランサの空間的配置効率を向上させる監視用レーザレーダシステムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００８】
本発明による監視用レーザレーダシステムは、可視範囲外波長光を探索対象範囲に照射する送光系（９）と、探索対象物体から反射して戻る可視範囲外波長光を画像化する受光系（１１）とから構成されている。受光系（１１）は、特定波長光を電気信号に変換するＩＣＣＤカメラ（２１）を形成している。レーザ発振媒体（１５）は、発振可能波長域のうちで、レーザ発振媒体（１５）の規格化された発振効率と光電変換面の分光感度特性の積である組合せ効率が最大になる発振波長でレーザ発振する。このような最大効率化は、高精度に且つ高速度に探索対象物体を映像化して位置特定することを実現する。ＩＣＣＤカメラ（２１）は、イメージインテンシファイアと、イメージインテンシファイアのイメージを電気信号に変換するＣＣＤとから形成される周知技術である。
【０００９】
そのような効率は、特には、レーザ発振素子がＣｒ：ＬｉＳＡＦであり、イメージセンサの光電変換面の材料がＧａＡｓである場合により向上する。より具体的には、その発振波長は８５５ｎｍ又はその近傍である。そのような材料は、既述の非特許文献１を発行しているメーカにより市場に広く提供されている。
【００１０】
受光系（１１）が光学的フィルタ（２２）を持つことは顕著に有効である。光学的フィルタ（２２）は、受光系（１１）に対して光学的に着脱自在であることが重要である。その着脱自在性は、メカ的に又は電子制御的に可能であり、光学的に有効化され又は無効化される。夜間、薄暮、雨、霧のような天候・気象に対応して既述の高性能化をより有効に活用することができる。特に、光学的フィルタは自然光（例示：日中の太陽光、陸又は船の照明灯の光）をカットする。特定波長光は赤外領域に含まれることが顕著に有効である。光学的フィルタのフィルタは、特定波長光の波長より短波長側を削除する特性を有するフィルタと、特定波長光の波長の近辺領域のみで透過率が高い特性を有するフィルタと、可視波長領域の波長光を一様に特定波長光の波長の近辺領域のみで透過率が高い特性を有するフィルタのうちから選択される１又は２以上のフィルタが着脱自在に交換自在であることが光学的周囲環境に適正に対応することができる点で顕著に有効であり、画像処理に基づくノイズに基づいて光学的に着脱されることが更に有効である。送光系と受光系は船体に支持され得る。
【００１１】
２軸回転台（３）が追加的に装備される。送光系と受光系とから形成される光学系は、その２軸回転台（３）に支持されることが好ましい。揺れる船体上で光軸は、一定角度に保持される。２軸回転台（３）は、第１軸（Ｌ１）の周りに回転する第１回転体（５）と、第１回転体（５）に固定されている第２軸（Ｌ２）の周りに回転する第２回転体（３）とから形成されている。光学系（９，１１）は第２回転体（３）に支持されている。
【００１２】
バランサ（７）が更に追加される。バランサ（７）は第２回転体（３）に支持され、第１軸の周りの回転モーメントは概ねつり合っている。バランサ（７）は光学系（９，１１）とその光学系を支持する筐体（２）を回転的に駆動するモータのような大きい質量体の高速の回転を可能にし位置制御時間を短くすることができる。バランサ（７）の存在は、揺れる船体に搭載される場合に特に効果的である。バランサ（７）は、他のカメラ（８）を備えている。他のカメラ（８）は、受光系（１１）が撮影する領域を撮影する。バランサ（７）は、他のカメラ（８）の光軸（Ｌ２）と光学系の光軸（Ｌ３）の回転的置換を高速化することができ、他のカメラ（８）がバランサ（７）を兼ねていて、全体的に軽量化することができ、更に、高速駆動を可能にする。好適な他のカメラは、特にはＩＲカメラである。高感度カラーカメラの使用は有効である。
【００１３】
画像合成器（３３）を更に追加されている。画像合成器（３３）は、望遠鏡付カメラ（８）が撮影する不可視映像と受光系（１１）が撮影する可視映像とを同一画面に位置合わせして合成する。
【００１４】
本発明による監視用レーザレーダシステムは、波長が狭域に限定されるレーザ光を用いて探索領域の物体の第１画像を取得する第１撮像光学系と、波長帯域がより広い非レーザ光を用いて探索領域の物体の第２画像を取得する第２撮像光学系と、第１光学系と第２光学系の光軸を回転的に入れ換える回転系を持つ駆動系とから構成され、第１光学系と第２光学系とは、回転系の回転軸に対して質量的にバランスしている。既述の通り高速回転制御が可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による監視用レーザレーダシステムは、監視用レーザレーダシステム光学系が２軸回転台に支持されて３次元的に配置されている。そのレーザレーダ光学系１は、図１に示されるように、光学系筐体（暗箱）２に支持され光学系筐体２により光学的に被覆されている。光学系筐体２は、２軸回転台３に支持されている。
【００１６】
２軸回転台３は、基台４に支持され第１回転軸心線Ｌ１のまわりに回転する第１回転軸５と、第１回転軸５に支持され第２回転軸心線Ｌ２のまわりに回転する円筒状筐体６に支持されている。基台４は、地上計測所の床、又は、船体の甲板に支持部材（図示されず）を介して固定的に支持されている。
【００１７】
円筒状筐体６は、第１回転軸５と同体に回転する。２軸回転台３の一部分である小径部分（図に現れず）は、円筒状筐体６の内部に同軸心線的に装着され回転自在に円筒状筐体６に支持され、第２回転軸を形成する。その第２回転軸は、第２回転軸心線Ｌ２の周りに回転する。光学系筐体２の中心線は、レーザレーダ光学系１の光軸Ｌ３に概ね一致している。光軸Ｌ３と第２回転軸心線Ｌ２とは概ね同一平面にあり、光軸Ｌ３と第１回転軸心線Ｌ１との間の第１距離Ｄ１は、図２に示されるように、零ではなく適正な大きさが与えら
れている。
【００１８】
バランサ７が、図１に示されるように、円筒状筐体６に同体に形成されている。円筒状筐体６の一部分と２軸回転台３の一部分はバランサに含まれる。バランサ７の重心点は、点Ｏで示されている。点Ｏと第１回転軸心線Ｌ１との間の第２距離は、図２に示されるように、Ｄ２である。レーザレーダ光学系１と光学系筐体２と２軸回転台３の一部分とその他の部分の合計質量はＭ１であり、バランサ７の質量はＭ２である。設計的には、Ｍ１Ｄ１＝Ｍ２Ｄ２であり、第１回転軸心線Ｌ１のまわりで回転モーメントはつり合っている。バランサ７は、カメラを含むカラー光学系（後述）８を形成し、更に、望遠鏡を備えることは有効である。光軸Ｌ３は、光学的固定系上で固定されることが好ましいが、光ビームの立体角度範囲は可変であることが有効である。その立体角度範囲は、第１回転軸心線Ｌ１のまわりの回転と第２回転軸心線Ｌ２の周りの回転との合成である。
【００１９】
図２は、レーザレーダ光学系１とカラー光学系８を示している。レーザレーダ光学系１は、送光系９と受光系１１とから形成されている。光学系筐体２の中には、電源電池１２が配置されている。送光系９は、レーザ発振器１３と、送光レンズ系１４とから形成されている。レーザ発振器１３は、レーザ発振媒体１５を備えている。送光レンズ系１４は、レーザ発振媒体１５から出力されるレーザ光を適正な拡径率により円錐状に拡径して円錐状ビーム１６を生成する。円錐状ビーム１６は、適正な立体角度範囲θで拡径されている。
【００２０】
バランサ７は、望遠鏡付き光学カメラとして提供されることが好ましい。バランサ７は、自動焦点機能付き望遠鏡１７と、映像生成器１８とから構成されている。自動焦点機能付き望遠鏡１７が変位部分を持つ場合には、その変位に関係せずに重心Ｏの位置が変わらない重心位置不変機構が備えられている。バランサ７は、バランサー機能と、映像取得機能とを備えている。
【００２１】
受光系１１は、受光レンズ系１９とＩＣＣＤ（ＩＣＣＤカメラ）２１とから形成されている。受光レンズ系１９とＩＣＣＤ２１との間には光学的フィルタ２２が介設されて配置されている。光学的フィルタ２２は、ある波長領域の光をある透過率特性で透過させる光学的物性を有している。ＩＣＣＤ２１は、イメージインテンシファイアとＣＣＤとから形成されている。イメージインテンシファイアは、ＣＣＤの前面に配置され、受光イメージ（光）を電気信号に変換する光電変換面を有している。その光電変換面は、規定される分光感度特性をを有している。
【００２２】
光学系筐体２は、第１回転軸心線Ｌ１のまわりに一定時間間隔で規定角度で回転し、第１回転軸心線Ｌ１のまわりの任意の角度位置で停止し、その停止中に、光学系筐体２は第２回転軸心線Ｌ２のまわりに一定時間間隔で規定角度で回転する。このような２次元歩進回転により、光軸Ｌ３は、一定周期で全立体角度範囲で運動し、円錐状ビーム１６はその一定周期で全立体角度範囲を周期的に走査的に覆うことができる。探知対象としては、遭難船、海上遭難者、航空機、不法侵入船が例示される。
【００２３】
レーザ発振媒体１５は、波長が長い方向に可視領域から外れた波長を持つレーザ光を生成する。ここで適正に用いられるＣｒ：ＬｉＳＡＦレーザは、７５０ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域でレーザ発振性能を持つ。受光系１１の画像形成面構成電気光学素子２１として、ＧａＡｓ光電変換面形成素子が用いられる。Ｃｒ：ＬｉＳＡＦレーザは、図３に示されるように、８６０ｎｍで最高発振効率を示し、８００ｎｍ付近の発振効率はピーク比で０．１５に激減する。ＧａＡｓ光電変換面は、既述の非特許文献１に一致する図４に示されるように、分光感度が８００ｎｍ付近でピーク値を示し、８６０ｎｍより長い波長領域でその分光感度が急激に減少する分光感度特性を示す。
【００２４】
最高発振効率を示す波長と最高分光感度を示す波長とをそれぞれに持つ発振素子と分光素子（受光素子）との組合せとして、その組合せ効率が最大になる波長が実験的に知られ得る。Ｃｒ：ＬｉＳＡＦレーザ発振素子とＧａＡｓ光電変換面形成素子との組合せに基づく最大組合せ効率は、図５に示されるように、８５５ｎｍで最大である。
【００２５】
図５は、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦレーザ発振効率とＧａＡｓＩＣＣＤカメラ感度とを示している。Ｃｒ：ＬｉＳＡＦレーザ発振効率は、それの最大値が１になるように規格化されている。ＧａＡｓＩＣＣＤカメラ感度は、その最大値が１になるように規格化されている。Ｃｒ：ＬｉＳＡＦレーザ発振効率とＧａＡｓＩＣＣＤカメラ感度とを同じ波長点で掛け合わせた値が、組合せ効率として定義されている。各効率は確率値であるから、組合せ効率として両効率の掛け算値の最大値が組合せ効率の最大値として規定されることは合理的である。
【００２６】
レーザ発振媒体１５は、組合せ効率が最大である８５５ｎｍのレーザ光を発振して出力する。この波長８５５ｎｍのレーザ光がレーダシステムの発信・受信光として用いられる。日中では、図６に示されるように（昼間）、太陽光分布２３とレーザ光分布２４とが存在し、このように存在する重合分布光が受光レンズ系１９で集光される。このような重合分布光のうちの一部は、画像形成面構成電気光学素子２１から出力される受光対応電気信号には含まれない。画像形成面構成電気光学素子２１では、重合分布光のうちで、画像形成面構成電気光学素子２１により電気信号に有効に変換される電気信号変換分布２５の分布範囲にある受光分が電気信号に変換される。
【００２７】
図７は、光学的フィルタ２２が装着された場合に電気信号に変換されない受光分の追加を示している。光学的フィルタ２２は、特定される帯域幅の範囲の非透過特性を有している。画像形成面構成電気光学素子２１のこのような分光特性とフィルタの透過特性と使用波長レーザ光の発振特性（組合せ効率特性）とにより、光学的フィルタ２２が実質的に検出する光量は、太陽光の一部２７とレーザ光の一部２８とである。光学的フィルタ２２は、レーザ光の波長より僅かに短い波長より長い側の波長の領域の波長光を透過させるが、それ以外の波長光を遮断する特性を有している。図８は、夜間の検出特性分布を示している。図７に示される太陽光の一部２７は存在しない。レーザ光の一部２９は、光学的フィルタ２２によりカットされる。夜間には、フィルタの取り外しにより、そのような遮断特性は無効化される。
【００２８】
図９は、同図（ａ）に示されるレーザレーダ画面（１点波長画面）３１と同図（ｂ）に示される肉眼可視画面３２との合成を示している。同図（ａ）は、８５５ｎｍのレーザ光をレーザ発振媒体１５から前方の探索対象領域に照射し、その探索領域で反射して戻ってくる光を画像形成面構成電気光学素子２１で受光した受光量に基づいてその探索領域の物質分布をＴＶ画面に再生したＴＶ画像である。レーザレーダ画面３１は、レーザ光を反射させた物体の映像のみを示すが、その物体の反射点の距離は計算により求められる。肉眼可視画面３２は、比較的に広い情報取得範囲の物体の存在分布を示している。肉眼可視画面３２は、太陽から直接に届いた光又は空気で散乱した光であり、且つ、探索領域の物体で反射した太陽光に基づいて形成された画像であり、肉眼可視画像に概ね一致している。この画像の取得範囲は、ＴＶカメラの受光レンズ系１９の広角性能にのみ依存している。肉眼可視画面３２は、広範囲情報と色情報を持っているが、距離情報を持っていない。
【００２９】
図９（ｃ）は、レーザレーダ画面３１と肉眼可視画面３２とを合成した合成画像３３を示している。合成画像３３では、レーザ探索画像（例示：爆発物体、不審船）３１が特別な色又は記号表現でＴＶ画面上に表現され肉眼可視画面３２に上書きされている。合成画像３３のうちレーザレーダ画面３１を除く画像が、太陽光に基づいて生成され再生された画像である。このように、レーザ探索画像３１とカラー高感度カメラ画像３２とが同一画面３３に表現されている。高感度カメラの使用により、合成画像３３はノイズ光又は雨・霧が存在する条件のもとで作成可能である。肉眼可視画面３２は、映像生成器１８とから構成される高感度カラーカメラ（機構学的にはバランサ７に概ね一致）により撮影されて形成されている。高感度カラーカメラに代えられて自然光、サーチライトにより撮影する光帯域波長カメラが用いられ得る。ＩＲカメラの追加的使用は有効である。
【００３０】
光学的フィルタ２２としては、透過特性が異なる複数の種類のフィルタが用いられる。複数のフィルタは、周囲の光量、周囲の光の波長帯域に対応して、周囲環境全体の映像とレーザ探索映像の両映像をより鮮明化し、且つ、両映像をより明確に峻別することができるように、選択的に使用されることが好ましく、レーザ波長、周囲の光量、周囲光の波長帯域とに対応して最適フィルタを選択し、選択したフィルタを規定光路の規定位置に交換可能に装着する自動装着装置が用いられることが更に好ましい。レーザレーダ光学系１は探索対象物体その他の物体追尾する追尾性能を持つことが好ましい。
【００３１】
図１０は、本発明によるレーザレーダの実施の他の形態を示している。既述の電源電池１２に代えられて電源装置４１が用いられている。電源装置４１は、光学系筐体２には内蔵されず固定系（例示：船体）４２に固定されて配置されている。固定系４２には、電源装置４１の他に、制御器４３と、レーザ駆動装置４４とが設けられている。既述のレーザ発振器１３は、レーザ駆動装置４４に配置されている。制御用ＰＣ４５とモニタ４６と操作用機器４７は、レーザ駆動装置４４に配置されている。送光レンズ系１４と受光レンズ系１９とＩＣＣＤ２１は、光学系筐体２に配置されている。
【００３２】
レーザ駆動装置４４のレーザ発振器１３から出力されるレーザ光は、第１光ファイバケーブル４８を通されてレーザレーダ光学系１の受光レンズ系１９に伝送される。ＩＣＣＤ２１が出力するイメージ電気信号は、電気信号線４９を通されて制御用ＰＣ４５に送信される。ＩＣＣＤ２１には、電源装置４１から必要な電力が電線５１を介して供給される。バランサ７に望遠鏡のような付随光学系が含まれる点は、実施の既述の形態に同じである。
【００３３】
バランサ７に含まれる付随光学系として、図１１に示されるように、レーザレーダ光学系１と互換的に付随受光系５２が用いられ得る。付随受光系５２として、カラー高感度カメラ又はＩＲカメラ（赤外線カメラ）が好適に利用され得る。レーザレーダ光学系１と付随受光系５２とは、常態的に同一光軸方向を有していることが特に好ましく、この場合には、両光学系の回転的位置入れ替えが不要である。
【００３４】
図１２に示されるように、ＩＣＣＤカメラの受光レンズ系にシャッタ５３が用いられることは、顕著に有効である。ＩＣＣＤカメラは、ストロボカメラとして用いられ得る。そのようなストロボ動作は、ＩＣＣＤカメラのイメージインテンシファイアに印加する高電圧のオンオフ制御の技術が有効に利用され得る。探索対象物体５４に対して、送光レンズ系１４から発射されるレーザ光（８５５ｎｍ）１６は、図１２（ａ）に示されるように、移動物体５４’に照射される。照射時には、シャッタ５３は閉じられている。移動物体５４’から反射して受光系１１に戻る帰還光５５が受光系１１に届いた瞬間に瞬間的にシャッタ５３が開かれる。この場合に、レーザ光１６として、極短パルスレーザ光が制御器４３のコントローラ５６で制御されてレーザ駆動装置４４で生成される。このような極短パルスレーザ光とコントローラ５６を持つ高速ゲート付ＩＣＣＤカメラの使用によるレンジゲート方式の監視は、図１２（ａ），（ｂ）に示されるように、その測距機能により移動物体である探索対象物体５４の距離監視を可能にする。
【００３５】
ＩＲカメラ又は高感度カラーカメラとＩＣＣＤカメラ（レーザレーダ）の切換使用は、天候がよい日中には高感度ＩＲカメラ又は高感度カラーカメラが使用され、薄暮時雨の状況では、ＩＣＣＤカメラにより探索領域の探索対象物体が高感度に監視される。光学的フィルタ２２の装着と装着解消は、画像処理に基づいて適正に自動的に制御器４３により制御される。そのような制御は、オペレータによる装着とその解消とにより実行され得る。
【００３６】
図１３は、光学系フィルタ２２の実施の他の形態を示している。実施の本形態の光学系フィルタ２２であるバンドパスフィルタは、特定される波長領域で透過率が急峻に立ち上がる特性を有している。その特定波長は、レーザ発振器１３の発振波長に合致していることが重要である。
【００３７】
図１４は、光学系フィルタ２２の実施の更に他の形態を示している。実施の本形態の光学系フィルタ２２であるＮＤフィルタは、広い波長領域で透過率が一定又は概ね一定である特性を有している。
【００３８】
電源電池１２とレーザ発振器１３は、光学系筐体２に内蔵されずに、基礎台４が載置される船体構造物体（甲板）に別途に載置される制御箱（図示されず）に配置されることが好ましい。この場合には、その制御箱の中に配置されるレーザ発振器１３と送光レンズ系１４との間には、レーザ光を伝達する伝達系が追加される。そのような伝達系は光ファイバで形成されることが好ましい。この場合には、送光系は、レーザ発振器と、アイソレータと、光ファイバー入射ユニットと、光ファイバーケーブルと、送光レンズ系、その他の光学的部品から形成される。受光系を形成する受光レンズ、フィルタ２２、ＩＣＣＤカメラは、光学的筐体２に固定的に配置されることが好ましい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明による監視用レーザレーダシステムは、高精度に且つ高速度に探索対象物体を映像化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による監視用レーザレーダシステムの実施の形態を示す斜軸投影図である。
【図２】図２は、光学系を示す回路図である。
【図３】図３は、発信効率を示すグラフである。
【図４】図４は、分光感度を示すグラフである。
【図５】図５は、組合せ効率を示すグラフである。
【図６】図６は、相対強度を示すグラフである。
【図７】図７は、他の相対強度を示すグラフである。
【図８】図８は、更に他の相対強度を示すグラフである。
【図９】図９は、画像合成を示す正面図である。
【図１０】図１０は、本発明による監視用レーザレーダシステムの実施の他の形態を示す回路ブロック図である。
【図１１】図１１は、光学系切換を示す正面図である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、レンジゲート方式の探索方法を示す正面図である。
【図１３】図１３は、他のフィルタ特性を示すグラフである。
【図１４】図１４は、更に他のフィルタ特性を示すグラフである。
【符号の説明】
５…第１回転体
７…バランサ
８…望遠鏡付きカメラ
９…送光系
１１…受光系
１５…レーザ発振媒体
２１…分光素子
３２…軸回転台
Ｌ１…第１軸
Ｌ２…第２軸
Ｌ３…光軸
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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