(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザ光が入射した場合においても、光学センサへのレーザ光の受光を抑制するレーザ光の受光抑制装置を提供する。【解決手段】レンズ１と、レンズ１により集光された光を受光する光学センサ３と、レンズ１と光学センサ３との間に設けられた偏光板２と、偏光板２を透過する光の偏光方向と集光された光の偏光方向とを相対的に変化させる偏光方向変化手段５と、偏光板２の偏光方向の角度と光学センサ３の出力とに基づいて、光学センサ３に入光する光が直線偏光するレーザ光であることを検出するレーザ光検出手段と、レーザ光検出手段が直線偏光するレーザ光を検出したとき、偏光方向変化手段５を制御して光学センサ３への直線偏光のレーザ光の受光を抑制する制御手段と、を具備している。【選択図】図１
2017020871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
前記レンズにより集光された光を受光する光学センサと、
前記レンズと前記光学センサとの間に設けられた偏光板と、
前記偏光板を透過する光の偏光方向と前記集光された光の偏光方向とを相対的に変化させる偏光方向変化手段と、
前記偏光板の偏光方向の角度と前記光学センサの出力とに基づいて、前記光学センサに入光する光が直線偏光するレーザ光であることを検出するレーザ光検出手段と、
前記レーザ光検出手段が直線偏光するレーザ光を検出したとき、前記偏光方向変化手段を制御して前記光学センサへの前記直線偏光のレーザ光の受光を抑制する制御手段と、
を具備するレーザ光の受光抑制装置。
【請求項２】
前記制御手段は前記偏光方向変化手段と接続されており、前記光学センサの出力が最低になる角度になるように前記偏光板を回転させて停止することにより、前記光学センサへの前記直線偏光のレーザ光の受光を抑制する、
請求項１に記載のレーザ光の受光抑制装置。
【請求項３】
前記偏光方向変化手段は、
前記レンズによって集光された光が入射されるオプティカルファラデーローテータと、
前記オプティカルファラデーローテータ内に磁場を発生させ、前記集光された光の偏光方向を変化させる磁場制御装置と、
を有し、
前記制御手段は、前記磁場制御装置を制御して前記光学センサの出力が最低になる磁場を前記オプティカルファラデーローテータに発生させる、
請求項１に記載のレーザ光の受光抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、レーザ光の受光抑制装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学センサを有する撮像装置が、対象物を撮像中に強いレーザ光が光学センサに入射した場合、光学センサが当該レーザ光による影響を受け、正しく対象物を撮像できないという問題があった。このため、それぞれ異なる波長に感度がある２つの光学センサを用いることで、一方の光学センサの感度に合致した波長のレーザ光を受光した場合であっても、他方の光学センサの波長は異なるので，他方の光学センサを用いることで、レーザ光の影響を抑制することが考えられている。
【０００３】
しかし、上記異なるセンサを用いる場合は、それぞれのセンサに対応した光学系が必要となり、装置の大型化、また、コストの増大という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４５１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、レーザ光が入射した場合においても、光学センサへのレーザ光の受光を抑制するレーザ光の受光抑制装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、実施形態のレーザ光抑制装置は、レンズと、前記レンズにより集光された光を受光する光学センサと、前記レンズと前記光学センサとの間に設けられた偏光板と、前記偏光板を透過する光の偏光方向と前記集光された光の偏光方向とを相対的に変化させる偏光方向変化手段と、前記偏光板の偏光方向の角度と前記光学センサの出力とに基づいて、前記光学センサに入光する光が直線偏光するレーザ光であることを検出するレーザ光検出手段と、前記レーザ光検出手段が直線偏光するレーザ光を検出したとき、前記偏光方向変化手段を制御して前記光学センサへの前記直線偏光のレーザ光の受光を抑制する制御手段と、を具備している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態であるレーザ光の受光抑制装置の図。
【図２】第１の実施形態であるレーザ光の受光抑制装置のフローチャート。
【図３】偏光板の角度と光学センサの受光量との角度特性。
【図４】第２の実施形態であるレーザ光の受光抑制装置の図。
【図５】第２の実施形態であるレーザ光の受光抑制装置のフローチャート。
【図６】オプティカルファラデーローテータ内の磁場の強さと光学センサの受光量との特性。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、レーザ光の受光抑制装置の実施形態を図面に基づき説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態であるレーザ光の受光抑制装置の図である。本実施形態のレーザ光の受光抑制装置はレンズ１と偏光板２と光学センサ３と信号解析装置４と偏光板回転装置５とを有する。
【００１０】
レンズ１は撮像する対象物の方向からの光を集光する。偏光板２はレンズ１により集光された光から、特定の偏光特性を有する光を遮断する。光学センサ３は赤外線に感度を有するセンサであり、偏光板２を透過した赤外光を受光し、受光状態から対象物の撮像を行う。
【００１１】
信号解析装置４は光学センサ３と電気的に接続されており、光学センサ３の受光状態から、入射している光の偏光特性を解析する。また、信号解析装置４（制御手段）は偏光板回転装置（偏光方向変化手段）５と電気的に接続されており、偏光板回転装置５に偏光板２の角度を変更する指令を送信する。
【００１２】
偏光板回転装置５は信号解析装置４と電気的に接続されている。偏光板回転装置５は信号解析装置４より送信される角度指令に基づいて、偏光板２を回転する。また偏光板回転装置５は偏光板２の実際に回転した角度を読取り、角度モニタ信号として信号解析装置４にフィードバックする。
【００１３】
ここで、対象物を赤外光で撮像中に強いレーザ光が入射すると、そのレーザ光のために光学センサの受光素子が飽和してしまい、正しく撮像ができなくなる。本実施形態では、入射するレーザ光が直線偏光特性を有するレーザ光である場合に、偏光板２によってその直線偏光するレーザ光が光学センサ３へ受光するのを抑制するものである。
【００１４】
図２は本実施形態のレーザ光の受光抑制装置のフローチャートである。以下、このフローチャートを用いて、本実施形態の動作を説明する。
【００１５】
本実施形態において、レンズ１により集光された光は偏光板２を透過し光学センサ３に受光される。信号解析装置４は光学センサ３の受光状態を解析し、偏光板回転装置５に角度指令の信号を送信する（ステップＳ１０１）。本実施形態において、角度指令の信号とは、偏光板２を所定の角度に回転させる信号である。偏光板回転装置５は角度指令を受信すると、偏光板２を回転する（ステップＳ１０２）。信号解析装置４は偏光板２の回転角度に対する光学センサ３の受光状態を測定する。そして、信号解析装置４は偏光板２を透過する光の偏光方向と集光された光の偏光方向とに関連性があるか否かを監視する（ステップＳ１０３）。即ち、入射する光に特定の方向に偏光している光が含まれているか否かを監視する。
【００１６】
偏光板２を透過する光の偏光方向と集光された光の偏光方向とに関連性が無い場合（ステップＳ１０４のＮＯ）、光学センサ３は特定の方向に偏光している光を受光していないと判定する。そして、信号解析装置４は偏光板回転装置５に角度指令の信号を送信し（ステップＳ１０１）、光学センサ３が特定の方向に偏光している光を受光しているか否かを随時監視する。
【００１７】
偏光板２を透過する光の偏光方向と集光された光の偏光方向とに関連性が有る場合（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、光学センサ３は特定の方向に偏光している直線偏光するレーザ光を受光していると判定する（レーザ光検出手段）。直線偏光するレーザ光を受光していると判定されると、信号解析装置４が光学センサ３により撮像された画像を解析し、レーザ光の照射源を特定する（ステップＳ１０５）。その後、偏光板回転装置５は、直線偏光するレーザ光が透過しない角度に偏光板２を回転して固定する（ステップＳ１０６）。信号解析装置４が光学センサ３の撮像画像より、対象物の撮像を継続（ステップＳ１０７）する。
【００１８】
次に偏光板２の回転における光学センサ３の受光状態と、偏光板２の角度特性（図２のステップＳ１０３）について説明する。
【００１９】
図３は偏光板２の偏光方向の角度と光学センサ３の受光量（＝光学センサの出力）の角度特性の図である。破線は光学センサ３が直線偏光するレーザ光を受光していないとき、即ち自然光のみを受光しているときの角度特性である。実線は光学センサ３が自然光と直線偏光するレーザ光とを受光しているときの角度特性である。
【００２０】
光学センサ３が自然光のみを受光しているとき（図３の破線）、自然光には偏光特性を有する光が存在しないことから、光学センサ３の受光量は偏光板２の角度に依らず、一定となる。
【００２１】
光学センサ３が自然光と直線偏光するレーザ光とを受光しているとき（図３の実線）、偏光板２が角度θで受光量が最大であるとする。即ち、偏光板２の角度θは直線偏光するレーザ光を最も透過させる角度となる。
【００２２】
角度θから偏光板２をπ／２（９０度）回転させると偏光板２は直線偏光するレーザ光の透過を遮断する。これにより、角度がθ＋π／２のときの光学センサ３は自然光のみを受光することとなり、受光量は自然光のみを受光していた場合と同等となる。なお、光学センサ３の受光量と偏光板２の角度との特性は周期的に変動し、角度がθ＋π（１８０度）のときは受光量が最大となる。
【００２３】
偏光板回転装置５は光学センサ３の受光量と偏光板２の偏光方向の角度特性とから、レーザ光を最も遮断する角度θ＋π／２に偏光板２を固定する（図２のステップＳ１０６）。
【００２４】
以上により、本実施形態のレーザ光の受光抑制装置は、偏光板２を用いて、直線偏光するレーザ光の偏光角度を検出することができるため、光学センサ３への直線偏光するレーザ光の受光を抑制することができる。
【００２５】
なお、一般的に偏光板は光学センサと比べて安価である。このため、本実施形態のレーザ光の受光抑制装置はレーザ光の波長の数に伴って、光学センサの数を増やす従来技術よりも安価となる。
【００２６】
（第２の実施形態）
図４は第２の実施形態であるレーザ光の受光抑制装置の図である。本実施形態のレーザ光の受光抑制装置はレンズ１とオプティカルファラデーローテータ（以下、ＯＦＲと称する）６と偏光板２と光学センサ３と信号解析装置４とＯＦＲ制御装置７とを有する。
【００２７】
ＯＦＲ６は入射光に磁場を加えることで当該入射光の偏光面を回転させる装置であり、加える磁場の強さによって光の偏光面が変化するものである。ＯＦＲ制御装置（磁場制御装置）７はＯＦＲ６に発生する磁場の強さを制御して、光の偏光角度を制御する装置である。ＯＦＲ制御装置７はＯＦＲ６に印加する電流を調整して、磁場の強さを制御する。即ち、本実施形態において、偏光方向変化手段はＯＦＲ６とＯＦＲ制御装置７とを有する。
【００２８】
レンズ１と偏光板２と光学センサ３とは第１の実施形態と同様のものである。
【００２９】
図４は本実施形態のレーザ光の受光抑制装置のフローチャートである。以下、このフローチャートを用いて、本実施形態の動作を説明する。
【００３０】
本実施形態において、レンズ１により集光された光はＯＦＲ６及び偏光板２を透過し光学センサ３に受光される。信号解析装置４（制御手段）は光学センサ３の受光状態を解析し、ＯＦＲ制御装置７に角度指令の信号を送信する（ステップＳ２０１）。本実施形態において、角度指令の信号とは、入射光の偏光面の角度を変化させるためにＯＦＲ６に磁場の強さを制御するための信号である。ＯＦＲ制御装置７は角度指令の信号を受信すると、ＯＦＲ６内の磁場の強さを制御する（ステップＳ２０２）。信号解析装置４がＯＦＲ６内の磁場の強さに対する光学センサ３の受光状態を測定し、入射光の偏光面の角度特性に特徴があるか否かを監視する（ステップＳ２０３）。即ち、入射する光に特定の方向に偏光している光が含まれているか否かを監視する。
【００３１】
入射光の偏光面の角度特性に特徴が無い場合（ステップＳ２０４のＮＯ）、光学センサ３は特定の方向に偏光している光を受光していないため、信号解析装置４はＯＦＲ制御装置７に角度指令の信号を送信し（ステップＳ２０１）、光学センサ３が特定の方向に偏光している光を受光しているか否かを随時監視する。
【００３２】
入射光の偏光面の角度特性に特徴が有る場合（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、光学センサ３は特定の方向に偏光している直線偏光するレーザ光を受光していると判定する（レーザ光検出手段）。直線偏光するレーザ光を受光していると判定されると、信号解析装置４が光学センサ３により撮像された画像を解析し、レーザ光の照射源を特定する（ステップＳ２０５）。その後、ＯＦＲ６内の磁場の強さと光学センサ３の受光量との特性に基づいて、ＯＦＲ制御装置７は、直線偏光するレーザ光が透過しない角度に磁場の強さを固定する（ステップＳ２０６）。信号解析装置４が光学センサ３の撮像画像より、レーザ光の照射位置を解析（ステップＳ２０７）する。
【００３３】
次にＯＦＲ６内の磁場の強さと光学センサ３の受光状態と、入射光の偏光面の角度特性（図５のステップＳ２０３）について説明する。
【００３４】
図６はＯＦＲ６内の磁場の強さと光学センサ３の受光量との角度特性の図である。破線は光学センサ３が直線偏光するレーザ光を受光していないとき、即ち自然光のみを受光しているときの角度特性である。実線は光学センサ３が自然光と直線偏光するレーザ光とを受光しているときの角度特性である。
【００３５】
光学センサ３が自然光のみを受光しているとき（図６の破線）、自然光は偏光特性を有する光が存在しないことから、光学センサ３の受光量はＯＦＲ６内の磁場の強さに依らず、一定となる。
【００３６】
光学センサ３が自然光と直線偏光するレーザ光とを受光しているとき（図６の実線）、ＯＦＲ６内の磁場の強さはＨ１で受光量が最大であるとする。即ち、ＯＦＲ６内の磁場の強さＨ１は直線偏光するレーザ光を最も透過させる磁場の強さとなる。この場合、レーザ光の偏光面の角度は偏光板２が光を最も透過させる角度と同じ状態である。
【００３７】
ＯＦＲ６内の磁場の強さＨ１から磁場の強さをＨ１＋Ｈ２にすると偏光板２はレーザ光の透過を遮断する。これにより、磁場の強さがＨ１＋Ｈ２のときの光学センサ３は自然光のみを受光することとなり、受光量は自然光のみを受光していた場合と同等となる。この場合、レーザ光の偏光面の角度は偏光板２が光を最も透過させる角度とπ／２（９０度）回転している状態である。
【００３８】
なお、光学センサ３の受光量とＯＦＲ６内の磁場の強さとの特性は周期的に変動し、磁場の強さがＨ１＋２Ｈ２のときは受光量が最大となる。
【００３９】
ＯＦＲ制御装置７はＯＦＲ６内の磁場の強さと光学センサ３の受光量との角度特性から、レーザ光を最も遮断する磁場の強さをＨ１＋Ｈ２に磁場の強さを固定する（図５のステップＳ２０６）。即ち、ＯＦＲ制御装置７はＯＦＲ６に印加する電流を確定して、磁場の強さをＨ１＋Ｈ２に固定する。
【００４０】
以上により、本実施形態のレーザ光の受光抑制装置は、ＯＦＲ６を用いて、直線偏光するレーザ光の偏光面の角度を検出することができるため、光学センサ３に入射する直線偏光するレーザ光の入射を抑制することができる。
【００４１】
なお、一般的にＯＦＲは光学センサと比べて安価である。このため、本実施形態のレーザ光の受光抑制装置はレーザ光の波長の数に伴って、光学センサの数を増やす従来技術よりも安価となる。
【００４２】
また、第１の実施形態のレーザ光の受光抑制装置は偏光板２の回転を機械的に制御しているのに対して、本実施形態のレーザ光の受光抑制装置はＯＦＲ６を電気的に制御している。このため、本実施形態のレーザ光の受光抑制装置は第１の実施形態のレーザ光の受光抑制装置と比較して、高速、高精度に制御をすることが可能である。
【００４３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、そのほかの様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１‥‥レンズ、
２‥‥偏光板、
３‥‥光学センサ、
４‥‥信号解析装置、
５‥‥偏光板回転装置、
６‥‥ＯＦＲ、
７‥‥ＯＦＲ制御装置。
【図１】
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【図２】
2017020871.tif 000004
【図３】
2017020871.tif 000005
【図４】
2017020871.tif 000006
【図５】
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【図６】
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