JPH11304923A - レーザー視程計 - Google Patents

レーザー視程計

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JPH11304923A
JPH11304923A JP11056098A JP11056098A JPH11304923A JP H11304923 A JPH11304923 A JP H11304923A JP 11056098 A JP11056098 A JP 11056098A JP 11056098 A JP11056098 A JP 11056098A JP H11304923 A JPH11304923 A JP H11304923A
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JP
Japan
Prior art keywords
polarization
beam splitter
laser light
light
laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP11056098A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Matsuzaka
文夫 松坂
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
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Publication of JPH11304923A publication Critical patent/JPH11304923A/ja
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 厳密な校正作業なしに、リアルタイムに計測
することができるレーザー視程計を提供する。 【解決手段】 偏光レーザ光11を発振する偏光レーザ
発振器12と、偏光レーザ発振器の前面に位置し偏光レ
ーザ光の偏光面を90°回転させる偏光回転素子14
(例えば軸心を中心に回転するλ/2波長板)と、偏光
回転板の前面に位置し偏光レーザ光の偏光面に応じて透
過又は直交方向に反射させるビームスプリッター16
と、ビームスプリッターの透過側と反射側にそれぞれ位
置するλ/4波長板18a,18bと、反射側のλ/4
波長板を通過したレーザ光を同一方向に反射させる反射
ミラー20と、ビームスプリッターを挟んで反射ミラー
の反対側に位置する検出器22とを備え、検出器で検出
するレーザ光の出力変化からMOR(視程)を算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、視程を計測するた
めのレーザー視程計に関する。
【0002】
【従来の技術】「視程」とは、「地平線の空を背景とす
る適当な大きさの黒い目標を識別できる最大距離」であ
り、見える程度を意味する気象専門用語である。しか
し、かかる視程は、個人差があり機械計測が困難なた
め、MOR(Meteological OpticalRange 、気象光学距
離又は物理視程という) が視程の代わりに用いられる。
MORとは、可視光を空間中に直進させた、発射された
光量が5%まで減衰する距離をいう。かかるMORを計
測するレーザー視程計は、例えば、空港での航空気象用
に用いられている。
【0003】図3は、従来のレーザー視程計の一例を示
す模式図である。この図において、1はレーザー発振
器、2はビームスプリッタ、3はミラー、4はテレスコ
ープ(レンズ系)、5はシャッター、6は光検出器(デ
ィテクター)、7は反射板である。反射板7は、テレス
コープ4から所定距離L(例えば37.5m)に位置決
めされている。レーザー発振器1で発射されたレーザ光
9aは、ビームスプリッタ2で透過光9bと反射光9c
に2分され、透過光9bはミラー3とビームスプリッタ
2で反射して、光検出器6に入り、透過光9bの強度が
検出される。一方、ビームスプリッタ2で2分された反
射光9cは、テレスコープ4を通って反射板7に達し、
ここで反射されてテレスコープ4に戻り、ビームスプリ
ッタ2を通過して光検出器6に入り、反射光9cの強度
が検出される。シャッター5は、必要に応じて透過光9
b又は反射光9cのいずれかのみを通すように開閉す
る。この構成により、透過光9bの強度と反射光9cの
強度との比から、所定距離Lを往復する際の光の減衰率
が計測でき、これから上述した視程(すなわちMOR)
を算出するようになっている。
【0004】従来のレーザー視程計には、上述した形式
の他、発射レーザ光の強度を検出する参照用光検出器
と、測定用光検出器を別々に設けるもの、反射板7の位
置に直接検出用光検出器を設置するもの、等がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のレーザー視程計では、対象の大気中に光を透過させ、
予め校正された参照用光検出器と測定用光検出器の信号
比率から減衰率を測定することにより視程を計算する。
しかし、そのため、参照用と測定用の両方に別々に光検
出器を設けるか、両者を切り換えて同一の光検出器で計
測し比較する必要があった。そのため、別々に光検出
器を設ける場合には、両方の光検出器を厳密に調整して
出力特性を一致させる等の校正が不可欠となり、切り
換えて同一の光検出器で計測する場合には、リアルタイ
ムに連続して計測できない問題点があった。
【0006】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、厳
密な校正作業なしに、リアルタイムに計測することがで
きるレーザー視程計を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、偏光レ
ーザ光(11)を発振する偏光レーザ発振器(12)
と、該偏光レーザ発振器の前面に位置し偏光レーザ光の
偏光面を90°回転させる偏光回転素子(14)と、該
偏光回転板の前面に位置し偏光レーザ光の偏光面に応じ
て透過又は直交方向に反射させるビームスプリッター
(16)と、該ビームスプリッターの透過側と反射側に
それぞれ位置するλ/4波長板(18a,18b)と、
反射側のλ/4波長板を通過したレーザ光を同一方向に
反射させる反射ミラー(20)と、ビームスプリッター
を挟んで反射ミラーの反対側に位置する光検出器(2
2)と、を備え、光検出器で検出するレーザ光の出力変
化からMORを算出することを特徴とするレーザー視程
計が提供される。本発明の好ましい実施形態によれば、
前記偏光回転素子(14)は、軸心を中心に回転するλ
/2波長板である。
【0008】上記本発明の構成によれば、偏光レーザ発
振器(12)の前面に偏光レーザ光(11)の偏光面を
90°回転させる偏光回転素子(14)、例えば軸心を
中心に回転するλ/2波長板を備えているので、ビーム
スプリッター(16)に入る偏光レーザ光(11)の偏
光面を、互いに直交するX方向又はY方向に交互に切り
換えることができる。なお、λ/2波長板を回転させる
場合には切替えの中間位置では両方の弱い成分を含む状
態となる。X方向の偏光レーザ光がビームスプリッター
(16)に入ると、X方向の偏光は全量直交方向に反射
し、λ/4波長板(18b)で円偏光となり、反射ミラ
ー(20)で反射して同一のλ/4波長板(18b)で
Y方向の偏光となり、ビームスプリッター(16)をそ
のまま通って光検出器(22)で参照光として検出され
る。一方、Y方向の偏光レーザ光がビームスプリッター
(16)に入ると、Y方向の偏光は全量そのまま通過
し、λ/4波長板(18a)で円偏光となり、所定距離
L(例えば37.5m)に位置決めされた反射板7(図
3参照)で反射し、同一のλ/4波長板(18a)でX
方向の偏光となり、ビームスプリッター(16)で全量
直交方向に反射して光検出器(22)で計測光として検
出される。従って、偏光レーザ光(11)の偏光面のX
方向とY方向への切り換えに応じて、参照光と計測光が
交互に光検出器(22)で計測され、そのレーザ光の出
力変化からMORを算出することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通の
部材には同一の符号を付し重複した説明を省略する。図
1は、本発明のレーザー視程計の全体構成図である。図
2は、図1のレーザー視程計に用いる光学素子の説明図
である。図1に示すように、本発明のレーザー視程計
は、偏光レーザ光11を発振する偏光レーザ発振器1
2、偏光回転素子14、ビームスプリッター16、λ/
4波長板18a,18b、反射ミラー20、及び光検出
器22を備える。偏光回転素子14は、偏光レーザ発振
器12の前面に位置し偏光レーザ光11の偏光面を90
°回転させるようになっている。この実施形態におい
て、この偏光回転素子14は、軸心を中心に回転するλ
/2波長板である。この構成により、ビームスプリッタ
ー16に入る偏光レーザ光11の偏光面を、互いに直交
するX方向又はY方向に交互に切り換えることができ
る。なお、この実施形態のように、λ/2波長板を回転
させる場合には切替えの中間位置では両方の弱い成分を
含む状態となる。
【0010】ビームスプリッター16は、偏光回転板1
4の前面(この図で左側)に位置し、図2(A)に模式
的に示すように、入射する偏光レーザ光11の偏光面に
応じて透過又は直交方向に反射させる機能を有する。す
なわち、図示の例では、紙面に垂直方向(X方向)の偏
光は、ビームスプリッター16で垂直に反射してλ/4
波長板bに向かい、紙面に平行(Y方向)な偏光は、ビ
ームスプリッター16をそのまま透過してλ/4波長板
18aに向かうようになっている。λ/4波長板18
a,18bは、ビームスプリッターの透過側と反射側に
それぞれ位置し、図2(B)に示すように、平面偏光を
円偏光にし、逆に円偏光を平面偏光にする機能を有す
る。反射ミラー20は、ビームスプリッター16におけ
る反射側のλ/4波長板18bを通過したレーザ光を同
一方向に反射させるように配置されている。光検出器2
2は、ビームスプリッター16を挟んで反射ミラー20
の反対側に位置し、ビームスプリッター16から入射す
るレーザ光の強度を検出するようになっている。
【0011】上述した構成により、直線偏光のレーザ光
11を用い、偏光回転素子14によってリファレンスと
データを切り換えることにより、両者の比較を常時行い
ながら、1個のディテクター22のみで検出することが
できる。すなわち、偏光性を有するレーザー光11を用
い、偏光方向を回転させることができる素子14(例え
ばλ/2板)を用いて、参照用と測定用の光路を切り換
える。この例では、偏光回転素子14を用いて、例えば
λ/2板を回転させ、連続的に、測定時に偏光方向を切
り換えるようになっている。
【0012】すなわち本発明の構成によれば、偏光レー
ザ発振器12の前面に偏光レーザ光11の偏光面を90
°回転させる偏光回転素子14(例えば軸心を中心に回
転するλ/2波長板)を備えているので、ビームスプリ
ッター16に入る偏光レーザ光11の偏光面を、互いに
直交するX方向又はY方向に交互に切り換えることがで
きる。また、X方向の偏光レーザ光がビームスプリッタ
ー16に入ると、X方向の偏光は全量直交方向に反射
し、λ/4波長板18bで円偏光となり、反射ミラー2
0で反射して同一のλ/4波長板18bでY方向の偏光
となり、ビームスプリッター16をそのまま通って光検
出器22で参照光として検出される。一方、Y方向の偏
光レーザ光がビームスプリッター16に入ると、Y方向
の偏光は全量そのまま通過し、λ/4波長板18aで円
偏光となり、所定距離L(例えば37.5m)に位置決
めされた反射板7(図3参照)で反射し、同一のλ/4
波長板18aでX方向の偏光となり、ビームスプリッタ
ー16で全量直交方向に反射して光検出器22で計測光
として検出される。
【0013】従って、偏光レーザ光11の偏光面のX方
向とY方向への切り換えに応じて、参照光と計測光が交
互に光検出器22で計測され、そのレーザ光の出力変化
からMORを算出することができる。すなわち、この構
成により、1つのディテクターのみで、測定時に、参照
と測定を同時に行える。また、ディテクターが1つなの
で、校正が不要となる。
【0014】なお本発明は、上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変更が可能である。
【0015】
【発明の効果】上述したように、本発明のレーザー視程
計は、厳密な校正作業なしに、リアルタイムに計測する
ことができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレーザー視程計の全体構成図である。
【図2】図1のレーザー視程計に用いる光学素子の説明
図である。
【図3】従来のレーザー視程計の一例を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
1 レーザー発振器 2 ビームスプリッタ 3 ミラー 4 テレスコープ(レンズ系) 5 シャッター 6 光検出器(ディテクター) 7 反射板 9a レーザ光 9b 透過光 9c 反射光 11 偏光レーザ光 12 偏光レーザ発振器 14 偏光回転素子(λ/2波長板) 16 ビームスプリッター 18a,18b λ/4波長板 20 反射ミラー 22 光検出器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偏光レーザ光(11)を発振する偏光レ
    ーザ発振器(12)と、該偏光レーザ発振器の前面に位
    置し偏光レーザ光の偏光面を90°回転させる偏光回転
    素子(14)と、該偏光回転板の前面に位置し偏光レー
    ザ光の偏光面に応じて透過又は直交方向に反射させるビ
    ームスプリッター(16)と、該ビームスプリッターの
    透過側と反射側にそれぞれ位置するλ/4波長板(18
    a,18b)と、反射側のλ/4波長板を通過したレー
    ザ光を同一方向に反射させる反射ミラー(20)と、ビ
    ームスプリッターを挟んで反射ミラーの反対側に位置す
    る光検出器(22)と、を備え、光検出器で検出するレ
    ーザ光の出力変化からMORを算出することを特徴とす
    るレーザー視程計。
  2. 【請求項2】 前記偏光回転素子(14)は、軸心を中
    心に回転するλ/2波長板である、ことを特徴とする請
    求項1に記載のレーザー視程計。
JP11056098A 1998-04-21 1998-04-21 レーザー視程計 Pending JPH11304923A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014066602A (ja) * 2012-09-26 2014-04-17 Omron Corp 画像処理装置、周囲環境推定方法、および周囲環境推定プログラム
JP2015517094A (ja) * 2012-03-23 2015-06-18 ウインダー フォトニクス エー/エスWindar Photonics A/S 複数方向のlidarシステム
CN104865576A (zh) * 2015-06-01 2015-08-26 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种紧凑的超短脉冲激光远程测距***及其测距方法
CN109580623A (zh) * 2018-12-07 2019-04-05 丁向峰 机械式气象能见度测量仪

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CN109580623B (zh) * 2018-12-07 2021-06-18 深圳凯鸿欣电子科技有限公司 机械式气象能见度测量仪

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