(57)【要約】【課題】  赤外線誘導式飛翔体に使用されているレティクルの回転諸元を、良好な精度で短時間内に測定する方法及び装置を得る。【解決手段】  発光繰り返し周期がＴｐの赤外線パルスレーザ光を回転するレティクルに照射し、このときにレティクルによって反射された反射グループパルス列、及びレティクルを透過した透過グループパルス列を観測してグループ内パルス数Ｎ（０）及びＮ（―１）を特定し、これらのグループ内パルス数を有するグループパルス列の観測期間中における出現数Ｈ（Ｎ（０））及びＨ（Ｎ（−１））を計数する。そして、これら出現数の比率に基づいて赤外線パルスレーザ光の発光繰り返し周期Ｔｐを内挿演算することにより、レティクルのシャッター周期Ｔｓを算出する。【選択図】  図３
2005098748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を透過する透過フィルタと反射する反射フィルタとが回転方向に対して等分かつ交互に配置された回転するレティクルの回転諸元を測定する方法であって、
この回転するレティクルの透過または反射の繰り返し周期よりも短い所定の発光繰り返し周期を持つ赤外線パルスレーザ光を前記回転するレティクルに照射し、
この赤外線パルスレーザ光の前記回転するレティクルの反射フィルタによって反射された反射グループパルス列を受光するとともに、この反射グループパルス列のグループ内パルス数を計数し、
前記反射グループパルス列と前記照射した赤外線パルスレーザ光との差異に基づいて、前記照射した赤外線パルスレーザ光が前記回転するレティクルの透過フィルタを通過した透過グループパルス列を導出するとともに、この透過グループパルス列のグループ内パルス数を計数し、
所定の観測期間内に受光した複数個の前記反射グループパルス列のグループ内パルス数と、前記所定の観測期間内に導出した複数個の前記透過グループパルス列のグループ内パルス数との双方に存在するグループ内パルス数の値Ｎ、及びＮ−１を特定し、
前記所定の観測期間内において発生した、グループ内パルス数が前記Ｎである前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数と、グループ内パルス数が前記Ｎ−１である前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数との総和に対する、グループ内パルス数が前記Ｎである前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数の比率を算出し、
この比率に基づいて前記赤外線パルスレーザ光の所定の発光繰り返し周期を内挿演算することにより前記回転するレティクルの回転諸元を測定することを特徴とするレティクル回転諸元測定方法。
【請求項２】
新たな前記反射グループパルス列または前記透過グループパルス列が検出されるたび毎に、その直前までを前記所定の観測時間として前記比率を算出し、さらに前記内挿演算を行なうことを特徴とする請求項１に記載のレティクル回転諸元測定方法。
【請求項３】
前記内挿演算の結果を時系列に記憶し、新たに前記内挿演算を行なったときには前記時系列に記憶された内挿演算の結果との平均値を演算することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレティクル回転諸元測定方法。
【請求項４】
赤外線を透過する透過フィルタと反射する反射フィルタとが回転方向に対して等分かつ交互に配置された回転するレティクルの回転諸元を測定する装置であって、
この回転するレティクルの透過または反射の繰り返し周期よりも短い所定の発光繰り返し周期を持つ赤外線パルスレーザ光を前記回転するレティクルに照射する照射手段と、
この赤外線パルスレーザ光の前記回転するレティクルの反射フィルタによって反射された反射グループパルス列を受光する受光手段と、
この反射グループパルス列のグループ内パルス数を計数する第１の計数手段と、
前記反射グループパルス列と前記照射した赤外線パルスレーザ光との差異に基づいて、前記照射した赤外線パルスレーザ光が前記回転するレティクルの透過フィルタを通過した透過グループパルス列を導出する導出手段と、
この透過グループパルス列のグループ内パルス数を計数する第２の計数手段と、
所定の観測期間内に受光した複数個の前記反射グループパルス列のグループ内パルス数と、前記所定の観測期間内に導出した複数個の前記透過グループパルス列のグループ内パルス数との双方に存在するグループ内パルス数の値Ｎ、及びＮ−１を特定し、前記所定の観測期間内において発生した、グループ内パルス数が前記Ｎである前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数と、グループ内パルス数が前記Ｎ−１である前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数との総和に対する、グループ内パルス数が前記Ｎである前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数の比率を算出する算出手段と、
この算出した比率に基づいて前記赤外線パルスレーザ光の所定の発光繰り返し周期を内挿演算する演算手段と
を有することを特徴とするレティクル回転諸元測定装置。
【請求項５】
前記算出手段は、新たな前記反射グループパルス列または前記透過グループパルス列が検出されるたび毎に、その直前までを前記所定の観測時間として前記比率を算出することを特徴とする請求項４に記載のレティクル回転諸元測定装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記内挿演算の結果を時系列に記憶し、新たに前記内挿演算を行なったときには前記時系列に記憶された内挿演算の結果との平均値を演算することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のレティクル回転諸元測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線誘導式飛翔体に用いられるレティクルの回転諸元を測定するレティクル回転諸元測定方法及びレティクル回転諸元測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
目標の放射する赤外線を検知して追尾することにより飛翔体を対象目標に誘導する、赤外線誘導式飛翔体が知られている。このような赤外線誘導式飛翔体において、対象目標の方位を測定する赤外線センサ部の構造の一例を簡略化して図１０に示す。
【０００３】
この赤外線センサ部は、図１０に示すように、赤外線ドーム５１、レティクル５２、集光レンズ５３、及び赤外線検知器５４から構成されている。赤外線ドーム５１は、このセンサ部を保護するとともに、外部から入射する赤外線を内部に透過させる。レティクル５２は、例えば図１１に示すように、入射する赤外線を透過する透過フィルタ５２１及び反射する不透過フィルタ５２２が交互に配置された回転式の円板であり、視野内における目標の位置に応じて通過する赤外線を変調する。
【０００４】
この時の変調周波数は、レティクル上の透過フィルタ５２１及び不透過フィルタ５２２の組数にレティクル回転周波数を乗じた値となり、例えば、透過及び不透過フィルタの組数が１０組、レティクルの回転周波数が１００Ｈｚとすると、１０００Ｈｚとなる。以下、この値を、回転するレティクルがシャッターのように入射する赤外線を透過または反射することから、レティクルのシャッター周波数（Ｆｓ）と称する。
【０００５】
集光レンズ５３は、回転するレティクル５２を通過した赤外線を赤外線検知器５４に集光する。赤外線検知器５４は、非画像型の赤外線センサであり、この集光された赤外線を検知し、光電変換して出力する。
【０００６】
このように構成された、従来の赤外線誘導式飛翔体の赤外線センサ部においては、まず、目標から放射された赤外線５５は、赤外線ドーム５１を通過して、レティクル５２に導かれる。この赤外線５５は、回転する透過フィルタ５２１及び不透過フィルタ５２２によりこのレティクル５２を通過する際に、目標の位置に応じて変調される。レティクル５２で変調された赤外線５５は、集光レンズ５３により赤外線検知器５４に集光され、光電変換される。このときに、赤外線検知器５４で光電変換後の出力信号からは、目標の位置が視野中心に対する極座標（Ｒ−θ）形式の情報として得られる。すなわち、出力される信号の振幅は、目標の視野中心からの距離Ｒに比例し、また、センサ部自身の基準位相からの位相差が目標の位相角θとなる。そして、この赤外線検知器５４の出力信号に基づき対象目標の方位を測定し、飛翔体を対象目標へと誘導している。
【０００７】
ところで、この種の赤外線誘導式飛翔体により自方が被弾するのを防御するためのシステムが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されたシステムは、飛来する赤外線誘導式飛翔体を検出して追尾しながら、この飛翔体が有する特性の諸元を見きわめた後、その飛行経路を自方から離れる方向へ逸脱させるための最適な妨害信号を生成し、これをレーザ光に重畳して飛翔体に照射する。同時に、飛翔体の飛行経路を継続的に追尾することにより妨害の効果を監視しながら、被弾を回避している。
【０００８】
上記した特許文献１の事例において、飛行経路を逸脱させるのに有効な妨害信号を生成するためには、飛来する赤外線誘導式飛翔体の特性の諸元、特にレティクルの回転周波数やシャッター周波数を特定することが必要となる。しかし、この特許文献１には、これらレティクルの回転諸元を分析し特定するための具体的な方法は開示されていない。
【０００９】
一般に、このような周波数解析には、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を適用して解析を行なう。この場合には、適切な窓関数を適用して処理を行なうが、ＦＦＴ処理においては観測時間と周波数分解能とは両立しないため、高い周波数分解能を得ようとすると、データ蓄積時間も長くなってしまう。例えば、２Ｈｚの周波数分解能を得るには０．５秒間のデータ蓄積時間を必要としていた。また、赤外線誘導式飛翔体による反射が不安定になってこの時間内に所定量のデータ蓄積が行なえなかった場合には、データ蓄積時間としての観測時間を延長する必要があった。
【００１０】
さらに、データ量が増加すると、これに伴ってＦＦＴ処理における積和演算回数も大幅に増加し、演算装置への負荷が増大するとともに、処理結果を得るまでに時間を要していた。
【特許文献１】米国特許第６３６９８８５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
赤外線誘導式飛翔体による被弾を回避するには、接近する赤外線誘導式飛翔体に対して有効な妨害を継続的に与える必要がある。このためには、赤外線誘導式飛翔体を早期に検出することはもちろん、検出後は飛翔体の使用しているレティクルの回転諸元を短時間のうちに精度高く推定することが不可欠である。特に、推定結果を得るのに時間を要した場合には、妨害が間に合わず被弾を回避できないおそれもあることから、被弾を効果的に回避するには、良好な推定の精度とあわせ、推定に要する時間が重要な要素となる。
【００１２】
しかしながら、上述したように、レティクルの回転諸元を解析するのにＦＦＴ処理を用いると、解析の精度と解析に要する時間との両立が難しく、所望の精度で推定結果を得るにはデータ蓄積のための観測時間も長く必要とする上に、処理対象のデータ量が多く、演算処理時間を短縮することも困難であった。
【００１３】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、赤外線誘導式飛翔体に使用されているレティクルの回転諸元を、良好な精度で短時間内に測定するレティクル回転諸元測定方法及びレティクル回転諸元測定装置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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明のレティクル回転諸元測定方法は、赤外線を透過する透過フィルタと反射する反射フィルタとが回転方向に対して等分かつ交互に配置された回転するレティクルの回転諸元を測定する方法であって、この回転するレティクルの透過または反射の繰り返し周期よりも短い所定の発光繰り返し周期を持つ赤外線パルスレーザ光を前記回転するレティクルに照射し、この赤外線パルスレーザ光の前記回転するレティクルの反射フィルタによって反射された反射グループパルス列を受光するとともに、この反射グループパルス列のグループ内パルス数を計数し、前記反射グループパルス列と前記照射した赤外線パルスレーザ光との差異に基づいて、前記照射した赤外線パルスレーザ光が前記回転するレティクルの透過フィルタを通過した透過グループパルス列を導出するとともに、この透過グループパルス列のグループ内パルス数を計数し、所定の観測期間内に受光した複数個の前記反射グループパルス列のグループ内パルス数と、前記所定の観測期間内に導出した複数個の前記透過グループパルス列のグループ内パルス数との双方に存在するグループ内パルス数の値Ｎ、及びＮ−１を特定し、前記所定の観測期間内において発生した、グループ内パルス数が前記Ｎである前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数と、グループ内パルス数が前記Ｎ−１である前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数との総和に対する、グループ内パルス数が前記Ｎである前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数の比率を算出し、この比率に基づいて前記赤外線パルスレーザ光の所定の発光繰り返し周期を内挿演算することにより前記回転するレティクルの回転諸元を測定することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のレティクル回転諸元測定装置は、赤外線を透過する透過フィルタと反射する反射フィルタとが回転方向に対して等分かつ交互に配置された回転するレティクルの回転諸元を測定する装置であって、この回転するレティクルの透過または反射の繰り返し周期よりも短い所定の発光繰り返し周期を持つ赤外線パルスレーザ光を前記回転するレティクルに照射する照射手段と、この赤外線パルスレーザ光の前記回転するレティクルの反射フィルタによって反射された反射グループパルス列を受光する受光手段と、この反射グループパルス列のグループ内パルス数を計数する第１の計数手段と、前記反射グループパルス列と前記照射した赤外線パルスレーザ光との差異に基づいて、前記照射した赤外線パルスレーザ光が前記回転するレティクルの透過フィルタを通過した透過グループパルス列を導出する導出手段と、この透過グループパルス列のグループ内パルス数を計数する第２の計数手段と、所定の観測期間内に受光した複数個の前記反射グループパルス列のグループ内パルス数と、前記所定の観測期間内に導出した複数個の前記透過グループパルス列のグループ内パルス数との双方に存在するグループ内パルス数の値Ｎ、及びＮ−１を特定し、前記所定の観測期間内において発生した、グループ内パルス数が前記Ｎである前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数と、グループ内パルス数が前記Ｎ−１である前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数との総和に対する、グループ内パルス数が前記Ｎである前記反射グループパルス列及び前記透過グループパルス列の合計数の比率を算出する算出手段と、この算出した比率に基づいて前記赤外線パルスレーザ光の所定の発光繰り返し周期を内挿演算する演算手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、赤外線パルスレーザ光を回転するレティクルに照射したときの、特定のグループ内パルス数を有する透過グループパルス列及び反射グループパルス列の出現頻度とその比率に基づいて測定を行なっているので、短時間内に所望の精度でレティクル回転諸元を測定するレティクル回転諸元測定方法及びレティクル回転諸元測定装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係るレティクル回転諸元測定方法及びレティクル回転諸元測定装置を実施するための最良の形態について、図１乃至図９を参照して説明する。
【００１８】
まず、図１を参照して、本発明におけるレティクル回転諸元測定の原理について説明する。図１は、回転するレティクルに赤外線パルスレーザ光を照射したときの反射光及び透過光をモデル化して示した説明図である。
【００１９】
赤外線を透過する透過フィルタ５２１と反射する不透過フィルタ５２２とが等分割で交互に配置された、図１１に示すようなレティクル５２が回転しているとき、このレティクル５２は、図１（ａ）のように入射光を周期的に透過及び反射する。そして、その周期Ｔｓはシャッター周波数Ｆｓの逆数となる。以下、Ｔｓを、シャッター周期と称する。
【００２０】
この回転するレティクル５２に、シャッター周期Ｔｓよりも短い発光繰り返し周期Ｔｐを有する図１（ｂ）のような赤外線パルスレーザ光を照射すると、その反射光は図１（ｃ）のような反射グループパルス列となる。また、照射光と反射光との差異から、図１（ｄ）のようなレティクル５２を透過した透過グループパルス列を導き出すことができる。
【００２１】
このときに、反射グループパルス列及び透過グループパルス列のグループ内パルス数は、下記の式（１）及び式（２）で表わされる２つの連続する整数Ｎ（０）またはＮ（−１）のいずれかの値として観測される。
【数１】
2005098748.tif 000003
【数２】
2005098748.tif 000004
上記したグループ内パルス数を持った反射グループパルス列及び透過グループパルス列の観測を所定の期間継続したときに、グループ内パルス数がＮ（０）である反射グループパルス列及び透過グループパルス列の出現頻度と、グループ内パルス数がＮ（−１）である反射グループパルス列及び透過グループパルス列との出現頻度から、下記の式（３）により回転するレティクル５２のシャッター周期Ｔｓを算出することができる。
【数３】
2005098748.tif 000005
ここに、Ｈ（Ｎ（０））は、観測期間中に出現したグループ内パルス数がＮ（０）である反射グループパルス列及び透過グループパルス列の出現数の合計であり、Ｈ（Ｎ（−１））は、観測期間中に出現したグループ内パルス数がＮ（−１）である反射グループパルス列及び透過グループパルス列の出現数の合計である。
【００２２】
すなわち、レティクル５２によって反射された反射グループパルス列、及びレティクル５２を通過した透過グループパルス列から、グループ内パルス数Ｎ（０）及びＮ（―１）を特定し、これらのグループ内パルス数を有するグループパルス列の観測期間中における出現数Ｈ（Ｎ（０））及びＨ（Ｎ（−１））を計数する。そして、これら出現数の比率に基づいて赤外線パルスレーザ光の発光繰り返し周期Ｔｐを内挿演算することにより、レティクル５２のシャッター周期Ｔｓを算出する。また、シャッター周波数Ｆｓは、シャッター周期Ｔｓの逆数として算出する。
【実施例１】
【００２３】
以下に、本発明に係るレティクル回転諸元測定方法及びレティクル回転諸元測定装置の第1の実施例について、図２乃至図５を参照して説明する。
【００２４】
図２は、本発明に係るレティクル回転諸元測定方法を用いた測定時における装置の構成の一例を示す図である。本実施例においては、この図２に示すように、測定時の装置の構成を、赤外線パルスレーザ発光装置１、反射光受光装置２、及び信号処理装置３としている。
【００２５】
赤外線パルスレーザ発光装置１は、発光繰り返し周期Ｔｐのビーム状の赤外線パルスレーザ光を回転するレティクル５２に向けて照射する。照射されたパルスレーザ光は、回転するレティクル５２により反射される。反射光受光装置２は、この反射光を受光して適切な受光処理を施した後、反射グループパルス列として後段の信号処理装置３に送出する。信号処理装置３では、この反射グループパルス列を継続して受けとり、所定のタイミングでレティクル回転諸元算出のための演算を実行し、その結果を測定値として出力する。
【００２６】
次に、上記した装置の構成によるレティクル回転諸元測定時の動作について、図３のフローチャート、及び図４の説明図を参照して説明する。なお、本実施例においては、例えば、回転するレティクル５２のシャッター周波数Ｆｓを１００２Ｈｚとし、これを発光繰り返し周期Ｔｐが２００μｓ（発光繰り返し周波数Ｆｐ＝５ＫＨｚ）の赤外線パルスレーザ光を照射して測定する場合の動作を説明する。また、図４は、測定開始後２０ｍｓから３０ｍｓまでの１０ｍｓ間における反射グループパルス列及び透過グループパルス列をモデル化した説明図である。
【００２７】
まず、赤外線パルスレーザ発光装置１から、発光繰り返し周期Ｔｐが２００μｓの赤外線パルスレーザ光を、回転するレティクル５２に向けて照射する（ＳＴ１０）。照射された赤外線パルスレーザ光は、レティクル５２の回転に伴ってレティクル５２を通過するか、またはレティクル５２により反射される。この反射光は、反射光受光装置２で受光処理され、反射グループパルス列として信号処理装置３に送出される。このときに送出される反射グループパルス列の波形をモデル化して図４に示す（ＳＴ２０）。
【００２８】
信号処理装置３においては、この反射グループパルス列の各パルスグループ毎に、そのグループ内パルス数が計数され、その値は時系列に記憶される。本実施例において記憶されるグループ内パルス数の計数値を、反射グループパルス列の各パルスグループに対応させて図４に示してある（ＳＴ３０）。
【００２９】
一方、赤外線パルスレーザ発光装置１が回転するレティクル５２に向けて赤外線パルスレーザ光を照射したタイミング信号として、赤外線パルスレーザ発光装置１からは、信号処理装置３に対して照射タイミングパルス列が送出される。この照射タイミングパルス列は信号処理装置３において反射グループパルス列と比較される。そして、照射光に対応した反射光が受光できなかった照射タイミングでは、赤外線パルスレーザ光は回転するレティクル５２を通過したものとして、透過グループパルス列を導出する。このときに導出された透過グループパルス列を、反射グループパルス列と対応させて図４に示す（ＳＴ４０）。
【００３０】
さらに、この透過グループパルス列の各パルスグループ毎に、そのグループ内パルス数が計数され、その値は時系列に記憶される。本実施例において記憶されるグループ内パルス数の計数値を、透過グループパルス列の各パルスグループに対応させて図４に示してある（ＳＴ５０）。
【００３１】
上述した反射グループパルス列及び透過グループパルス列とこれらのグループ内パルス数は、所定の観測期間継続して時系列に取得される。本実施例では、所定の観測期間を１０ｍｓとしている。そして、所定の観測期間が経過すると、グループ内パルス数の特定が行なわれる（ＳＴ６０のＹＥＳ）。ここでパルスグループ数Ｎ（０）及びＮ（−１）（Ｎ（０）＞Ｎ（−１））は、ＳＴ３０において時系列に記憶した反射グループパルス列のグループ内パルス数、及びＳＴ５０において時系列に記憶した透過グループパルス列のグループ内パルス数の双方に存在する２つの連続した整数として特定される。すなわち、図４においては、反射グループパルス列のグループ内パルス数は３または２であり、透過グループパルス列のグループ内パルス数も３または２である。従って、双方に存在する２つの連続した整数は２と３となり、Ｎ（０）＝３、Ｎ（−１）＝２と特定される（ＳＴ７０）。
【００３２】
これにひき続き、記憶されている全グループパルス列中におけるグループパルス数がＮ（０）＝３であるグループパルス列の出現比率を算出する。すなわち、図４においては、まず、グループ内パルス数が３である反射グループパルス列及び透過グループパルス列の出現数の合計Ｈ（Ｎ（０））は９、また、グループ内パルス数が２である反射グループパルス列及び透過グループパルス列の出現数の合計Ｈ（Ｎ（−１））は１１を得る。従って、グループパルス数が３であるグループパルス列の出現比率は、９／（９＋１１）＝９／２０となる（ＳＴ８０）。
【００３３】
そして、この出現比率に基づいて、式（３）により内挿演算を行なうことにより、回転するレティクル５２のシャッター周期Ｔｓを算出する。ＳＴ８０までの結果を用いて式（３）により図４におけるシャッター周期Ｔｓを算出すると、次のようになる。
【数４】
2005098748.tif 000006
すなわち、演算結果は、シャッター周期Ｔｓ＝９８０μｓ、シャッター周波数Ｆｓ＝１０２０Ｈｚとなる（ＳＴ９０）。
【００３４】
この演算結果は、レティクル５２の回転諸元の測定値として外部に出力される（ＳＴ１００）。そして、測定終了の指示がなされるまで、ＳＴ１からの一連の測定を継続し（ＳＴ１１０のＮＯ）、測定終了の指示により測定を終了する（ＳＴ１１０のＹＥＳ）。
【００３５】
上述した説明において得られた測定値は、図４に示したように、観測期間を測定開始直後の２０ｍｓ〜３０ｍｓの間の１０ｍｓとしたときの事例であるため、真値の１００２Ｈｚに対しては１８Ｈｚの差異がある。しかし、この観測期間内に取得した、Ｈ（Ｎ（０））及びＨ（Ｎ（−１））を蓄積しながら測定を継続することにより、測定開始から演算直前までを観測期間とした特定のグループ内パルス数をもつグループパルス列の出現比率に基づいて測定を行なうことができる。
【００３６】
このようにして測定を継続したときの測定結果を図５に示す。図５は、測定開始から約４００ｍｓの期間における測定結果をシミュレーションしたグラフである。図５を参照すると、測定開始から２００ｍｓ程度経過した時点では、レティクル５２のシャッター周波数Ｆｓの真値である１００２Ｈｚに対して±１Ｈｚ以内の精度の測定結果を得ている。また、４００ｍｓ程度では±０．５Ｈｚ以内の精度の測定結果を得ていることがわかる。
【００３７】
以上説明したように、本発明の第1の実施例においては、赤外線パルスレーザ光を回転するレティクルに照射したときに、グループ内パルス数が特定の値である透過グループパルス列及び反射グループパルス列の出現頻度とそれらの出現比率に基づいて測定を行なっているので、簡易な算術演算により短時間のうちに、所望の精度を有するレティクルのシャッター周波数Ｆｓの測定結果を得ることができる。
【実施例２】
【００３８】
以下に、本発明に係るレティクル回転諸元測定方法及びレティクル回転諸元測定装置の第２の実施例について、図６及び図７を参照して説明する。
【００３９】
図６は、第２の実施例におけるレティクル回転諸元測定時の動作を説明するためのフローチャートである。この第２の実施例の動作を説明するフローチャートの各ステップについて、図３の第１の実施例における動作を説明するフローチャートの各ステップと同一ステップは同一符号で示し、その説明を省略する。この第２の実施例のフローチャートが第１の実施例のフローチャートと異なる点は、所定の観測期間の経過を判定するステップＳＴ６０に代えて、反射グループパルス列から透過グループパルス列への遷移、または透過グループパルス列から反射グループパルス列への遷移を判定するステップＳＴ６１を入れた点である。以下、その相違点のみを説明する。
【００４０】
図６のフローチャートにおいて、ステップＳＴ５０までの動作によって、反射グループパルス列及び透過グループパルス列と、これらのグループ内パルス数が時系列に取得される。この時系列に取得された各グループパルス列から、ＳＴ６１では、反射グループパルス列から透過グループパルス列への遷移、または透過グループパルス列から反射グループパルス列への遷移を監視する。そして、これらの遷移を検出した場合には（ＳＴ６１のＹＥＳ）、ＳＴ７０に進んで以降の動作を継続する。
【００４１】
このようにして測定を継続したときの測定結果を、図７に示す。図７も、図５と同様に測定開始から約４００ｍｓの期間における測定結果をシミュレーションしたグラフである。本実施例においては、新たな反射または透過グループパルス列とそのグループ内パルス数が取得されるたびごとに、その時点までに時系列に取得された反射または透過グループパルス列の発生頻度に基づいて演算が行なわれ、測定結果が算出される。そして、測定開始から２００ｍｓ程度経過した時点では、レティクル５２のシャッター周波数Ｆｓの真値である１００２Ｈｚに対して±１Ｈｚ以内、また４００ｍｓ程度経過した時点では±０．５Ｈｚ以内の精度を持つ測定結果を得ている。
【００４２】
以上説明したように、本発明の第２の実施例においては、簡易な算術演算により短時間のうちに、所望の精度を有するレティクルのシャッター周波数Ｆｓの測定結果を得ることができるとともに、新たな反射または透過グループパルス列が取得されるたびごとに測定結果が算出されるので、レティクルのシャッター周波数Ｆｓの短期的な変動に対しても、短時間のうちに、所望の精度で測定結果を得ることができる。
【実施例３】
【００４３】
以下に、本発明に係るレティクル回転諸元測定方法及びレティクル回転諸元測定装置の第３の実施例について、図８及び図９を参照して説明する。
【００４４】
図８は、第３の実施例におけるレティクル回転諸元測定時の動作を説明するためのフローチャートである。この第３の実施例の動作を説明するフローチャートの各ステップについて、図３の第１の実施例における動作を説明するフローチャート、及び図６の第２の実施例における動作を説明するフローチャートの各ステップと同一ステップは同一符号で示し、その説明を省略する。この第３の実施例のフローチャートが第１の実施例のフローチャート、及び第２の実施例のフローチャートと異なる点は、ステップ９０の後に、今回新たに算出した内挿演算結果と時系列に記憶されている前回までの内挿演算結果との平均を演算するステップＳＴ９１を挿入した点である。以下、その相違点のみを説明する。
【００４５】
図８のフローチャートにおいて、ステップ９０までの動作によってレティクル５２のシャッター周期Ｔｓが式（３）に基づいて演算される。ステップ９１では、この演算結果が時系列に記憶される。そして、新たにステップ９０により内挿演算が行なわれると、今回の演算結果と、時系列に記憶されている前回までの複数の演算結果との平均値が算出され、この平均値が今回の測定結果としてステップ１００に引き渡される。
【００４６】
このようにして測定を継続したときの測定結果を図９に示す。図９は、第２の実施例のグラフに対して、時系列に記憶された最新の９個の演算結果と今回の演算結果との合計１０個の演算結果の平均値を測定結果としてシミュレーションしたグラフである。図９を参照すると、本実施例においても第１の実施例及び第２の実施例と同様に、測定開始から２００ｍｓ程度経過した時点では、レティクル５２のシャッター周波数Ｆｓの真値である１００２Ｈｚに対して±１Ｈｚ以内、また４００ｍｓ程度経過した時点では±０．５Ｈｚ以内の精度を持つ測定結果を得ている。また、第２の実施例の結果と比較すると、最新の１０データを平均することにより、測定結果の急激な変動が平滑化されている。
【００４７】
以上説明したように、本発明の第３の実施例においては、簡易な算術演算により短時間のうちに、所望の精度を有するレティクルのシャッター周波数Ｆｓの測定結果を得ることができるとともに、過去の複数の演算結果との平均を算出して測定結果を平滑化しているので、測定結果の急激な変動に対しても安定した精度で測定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】回転するレティクルに赤外線パルスレーザ光を照射したときの反射光及び透過光をモデル化して示す説明図。
【図２】本発明に係るレティクル回転諸元測定方法を用いた測定時における機器構成の一例を示す図。
【図３】第１の実施例におけるレティクル回転諸元測定時の動作を説明するためのフローチャート。
【図４】反射グループパルス列及び透過グループパルス列をモデル化して説明する波形図。
【図５】第１の実施例における測定結果をシミュレーションしたグラフ。
【図６】第２の実施例におけるレティクル回転諸元測定時の動作を説明するためのフローチャート。
【図７】第２の実施例における測定結果をシミュレーションしたグラフ。
【図８】第３の実施例におけるレティクル回転諸元測定時の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】第３の実施例における測定結果をシミュレーションしたグラフ。
【図１０】赤外線センサ部の構造の一例を簡略化して示す図。
【図１１】レティクルの構成の一例を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１  赤外線パルスレーザ発光装置
２  反射光受光装置
３  信号処理装置
５１  赤外線ドーム
５２  レティクル
５３  集光レンズ
５４  赤外線検出器
５２１  透過フィルタ
５２２  不透過フィルタ
【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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