JPH0766049B2 - 飛翔体用光学系装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、反射型光学系を用い、かつ二つの波長帯で
目標を検知する誘導飛翔体用シーカとして用いられる飛
翔体用光学系装置に関する。

（従来の技術） 周知のように誘導飛翔体用シーカとして用いられる光学
系装置は、例えば可視域と赤外域の二つの波長帯におい
て目標を検知すると、目標と背景、あるいは目標と擬似
目標（フレア、火炎等）の弁別が容易になるという利点
がある。一般に、反射型光学系を用いたシーカでこれを
実現する場合には、第３図に示した形式の光学系装置が
容易に考えられる。ここでは可視、赤外ともに検知素子
としてはCCDを用いるものとする。

第３図において、ジャイロ部１は２自由度を持つように
２個のジンバル2,3で支持されており、フリージャイロ
方式又はレートジャイロ方式により空間安定化されてい
る。これには光学系の１次鏡４、２次鏡４′、ダイクロ
イック・ミラー５、可視光検知素子６、赤外光検知素子
７が取り付けられている。８は検知素子６および７の出
力から目標位置情報を検出し、飛翔体の目標追尾（ホー
ミング）を行わせるための操舵制御出力およびシーカの
目標追尾を行わせるためのシーカ駆動出力を発生する信
号処理回路である。9,10は上記シーカ駆動出力に応じて
光学系の光軸と一致しているジャイロ軸11が目標方向に
向くように、互に直角な方向の駆動力を発生しジャイロ
部１を駆動する第１、第２のトルカであってジャイロ部
に結合されている。

このようなシーカの光学系装置においては次の如き欠点
がある。

（１）ジャイロの空間安定化を容易にするためには、ジ
ャイロ部ではジャイロ軸と一致する光軸に対称に、ジャ
イロ部を構成する部品が配置されていることが望ましい
が、可視光検知素子６はこの原則にかなっていない。実
際には、第３図においてジャイロ軸の対象位置Ａにダミ
ーのウェートを配置する必要がある。

（２）ダイクロイック・ミラー５の機能は入射光を可視
域と赤外域の光に分割することにあり、一般には平板で
作られる。しかし第３図の如きシーカでは、平板ミラー
が収束光の中に斜めにおかれることになり、光学系の収
差を劣下させることになる。これを避けるためにはダイ
クロイック・ミラー５は第３図に示した如く、ミラー・
ブロックとして構成する必要があり、重量の増大、コス
トの増大等不利となる。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、従来装置ではダミーのウェートを配置する
必要があり、またダイクロイック・ミラーをミラー・ブ
ロックとして構成する必要があるため、重量の増大、コ
ストの増大等を招いていた点を改善し、ジャイロとして
の部品配置が容易であり、軽量かつ低コスト化の可能
な、誘導飛翔体用シーカとして好適する飛翔体用光学系
装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明に係る飛翔体用光学系装置は、光軸上に配置さ
れ、第１の波長帯の光を透過し第１の波長帯とは異なる
第２の波長帯の光を反射するフィルタを備え、前記光軸
について対称な形状をなし、前記フィルタに入射光を導
いて前記フィルタの透過光と反射光を前記光軸上に前記
フィルタと共に集光させる光学系と、それぞれ前記フィ
ルタの透過光、反射光の焦点に配置され、前記フィルタ
で透過された第１の波長帯の光を検出する第１の光検出
器及び前記フィルタで反射された第２の波長帯の光を検
出する第２の光検出器とを具備して構成される。

（作用） 上記構成による飛翔体用光学系装置は、光軸上に第１の
波長帯の光を透過し第２の波長帯の光を反射するフィル
タを配置し、前記光軸について対称な形状をなす光学系
により、フィルタに入射光を導いてフィルタの透過光と
反射光を光軸上に集光させ、それぞれの焦点に配置した
第１、第２の光検出器により各波長帯の光を検出するよ
うにしたものである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図及び第２図を参照し
て説明する。但し、第１図において第３図と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。

第１図は誘導飛翔体用シーカにこの発明に係る光学系装
置を適用した場合の構成を示すもので、第３図の２次鏡
４′の中央附近は本来反射鏡として使用されない部分で
あり、この部分に光検知素子の一つを配置することがで
きる。これを行ったのが第１図のシーカであり、第３図
のダイクロイック・ミラー５のかわりに、片面に所要波
長域を反射する反射膜を備えたフィルタ25が用いられて
いる。

すなわち、第１図において、波長が異なる第１、第２の
光は１次鏡24で反射され２次鏡24′に入射される。２次
鏡24′は中空部を有し、外周部反射面で第１、第２の光
を反射する。フィルタ25は２次鏡24′で反射された第
１、第２の光を受け、それぞれ光軸上の反対方向に一方
の光は反射し他方の光は透過する。フィルタ25で反射さ
れた光は２次鏡24′の中空部を通って検出器26で検出さ
れ、フィルタ25を透過した光は検出器27で検出される。
検出器26,27は１次鏡24、２次鏡24′フィルタ25と同一
光軸31上に配置されている。

尚、第１図では25は平板フィルタで示されているが、レ
ンズ作用を持ったフィルタとすることも可能である。ま
た光検知素子26は２次鏡24′の後方に配置してあるが、
小形であれば２次鏡24′と同一面又は２次鏡24′より前
方に配置することも可能である。

また、第２図に示す如く、２次鏡と反射フィルタの両機
能を具備したフィルタ35を用いることも可能である。

第２図において、波長が異なる第１、第２の光は１次鏡
34で反射される。フィルタ35は１次鏡34で反射された第
１、第２の光を受け、一方の光は前面で反射し他方の光
は透過する。これら光はそれぞれ同一光軸41上の検出器
36,37で検出される。フィルタ35はレンズ作用をもって
おり、透過した光の焦点距離を長くしている。一方の光
が可視光、他方の光が赤外光の場合、フィルタ25,35に
は、赤外光を透過して可視光を反射させる膜がコーティ
ングされている。

したがって、上記構成による飛翔体光学系装置を用いた
場合、同一光軸上でかつフィルタの両側に各検知器を配
置できるので、誘導飛翔体においてシーカ部の軽量小型
化がはかれ、バランスもよい。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、二つの波長帯と二
つの光検知素子を用い、かつ、反射型光学系で構成する
誘導飛翔体用シーカに用いた場合、ジャイロバランス上
部品配置が容易で、軽量かつ低価格であり、光学性能の
優れたシーカを実現できる飛翔体用光学系装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る飛翔体用光学系装置の一実施例
を示す構成図、第２図はこの発明に係る他の実施例を示
す構成図、第３図は従来の光学系装置を用いた誘導飛翔
体用シーカの構成を示す構成図である。 1,21……ジャイロ部、2,3,22,23……ジンバル、4,24,34
……１次鏡、４′,24′……２次鏡、５……ダイクロイ
ック・ミラー、6,7,26,27,36,37……可視光または赤外
光検知素子、８……信号処理回路、9,10……トルカ、1
1,31,41……ジャイロ軸、25,35……フィルタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光軸上に配置され、第１の波長帯の光を透
   過し第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光を反射す
   るフィルタを備え、前記光軸について対称な形状をな
   し、前記フィルタに入射光を導いて前記フィルタの透過
   光と反射光を前記光軸上に前記フィルタと共に集光させ
   る光学系と、それぞれ前記フィルタの透過光、反射光の
   焦点に配置され、前記フィルタで透過された第１の波長
   帯の光を検出する第１の光検出器及び前記フィルタで反
   射された第２の波長帯の光を検出する第２の光検出器と
   を具備する飛翔体用光学系装置。
2. 【請求項２】前記光学系は、前記光軸中心部に中空部が
   形成され入射光を前記光軸上の一点に集光する一次鏡
   と、前記一次鏡の中空部と略同径で、前記光軸中心部に
   中空部が形成され前記一次鏡とその焦点との間に配置さ
   れ前記一次鏡の反射光を再反射して前記一次鏡の中空部
   後方の光軸上に集光させる二次鏡とを備え、 前記フィルタに前記二次鏡の反射光が導かれ、このフィ
   ルタによって透過された第１の波長帯の光が前記一次鏡
   の中空部後方に配置される第１の光検出器の受光面に集
   光され、反射される第２の波長帯の光が前記二次鏡の中
   空部後方に配置される第２の光検出器の受光面に集光さ
   れるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の飛翔体用光学系装置。
3. 【請求項３】前記光学系は、前記光軸中心部に中空部が
   形成され、入射光を前記光軸上の一点に集光する反射鏡
   を備え、 前記フィルタは、前記反射鏡の中空部と略同径で、前記
   反射鏡とその焦点との間に配置され、前記反射鏡からの
   光を入射して第１の波長帯の光を透過し前記光軸上に集
   光する機能と、前記反射鏡からの光を入射して第２の波
   長帯の光を反射し前記反射鏡の中空部後方の光軸上に集
   光させる機能とを有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の飛翔体用光学系装置。