ボアサイト装置及びボアサイト調整方法
【課題】ヒータ等の補助手段を用いることなく、簡単にかつ迅速にボアサイト調整を行う。
【解決手段】レーザ装置２から発射されたレーザ光は、光学フィルタ８に集光され、吸収されて熱に変換される。光学フィルタ８から発せられた赤外線は、赤外線カメラ３に入射し、光学フィルタ８の熱画像が得られ、熱画像の最も明るい位置に、レチクルの中心を一致させると、レーザ装置２の光軸と、赤外線カメラ３の光軸とが一致することとなる。
【解決手段】レーザ装置２から発射されたレーザ光は、光学フィルタ８に集光され、吸収されて熱に変換される。光学フィルタ８から発せられた赤外線は、赤外線カメラ３に入射し、光学フィルタ８の熱画像が得られ、熱画像の最も明るい位置に、レチクルの中心を一致させると、レーザ装置２の光軸と、赤外線カメラ３の光軸とが一致することとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボアサイト装置及びボアサイト調整方法に係り、例えば、レーザ測距装置やレーザ照射装置と、赤外線カメラ等とを組み合わせて用いる場合の光軸合わせのためのボアサイト装置及びボアサイト調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、航空機に、観測用機材として、レーザ測距装置を搭載し、このレーザ測距装置と、カメラとを組み合わせて用い、カメラで観察した目標物に、レーザ光を照射して、目標物までの距離や方位を正確に計測するような場合には、レーザ測距装置を構成し、レーザ光を発射するレーザ装置の光軸と、カメラの光軸とを精密に一致させる必要がある。
従来より、両光軸を一致させるために、目標物を用意して、この目標物にレーザ光を照射し、照射位置をカメラで観測し確認して、光軸を調整することが行われている。
【０００３】
例えば、凸レンズでレーザ光を、凸レンズの焦点位置に置いたスクリーンに集束させ、この焼付パターンの像と、照準光学系のレチクル（十字線又は網線）の基準線とを凸レンズを通して合致させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
この方法は、レーザ照射装置の光軸と、可視光カメラの光軸とを合わせる場合には、簡便で良い方法である。
【０００４】
しかしながら、例えば、レーザ測距装置と、赤外線を受光する暗視装置としての赤外線カメラとを組み合わせて用い、赤外線カメラで観察した目標物に、レーザ光を正確に照射して、目標物までの距離や方位を正確に計測するような場合に、レーザ測距装置を構成するレーザ装置の光軸と、赤外線カメラの光軸とを合わせるために適用することは困難である。
すなわち、レーザ装置と赤外線カメラとでは、扱う光の波長が１桁程度異なるので、赤外線カメラで、直接レーザ光を観測することは不可能である。
【０００５】
そこで、通常は、ヒータ等を加熱して基準位置とし、この基準位置にレーザ光を照射し、ヒータ位置とレーザ光の照射位置とを一致させ、さらに、このヒータ位置に赤外線カメラのレチクルの中心を合わせることによって、ボアサイト調整を行っている。
なお、高いボアサイト調整精度が求められる場合には、少なくとも数十ｍの空間距離が必要であった。
なお、ヒータに代えて、ミストにレーザ光を照射して発熱させ、熱線を赤外線カメラによって検知する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開昭５７−１６４７０３号公報
【特許文献２】特開２０００−０３５３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする第１の問題点は、上記従来技術では、煩雑で、手間と時間がかかるという点である。
すなわち、例えば特許文献１記載の上記従来技術を、可視光カメラに代えて、赤外線カメラの光軸と、レーザ装置の光軸とを合わせる場合に適用しようとすると、赤外線カメラでは、ＹＡＧ等のレーザ光は観測できないので、ヒータ等を用いて、ヒータ位置とレーザ光の照射位置とを一致させ、ヒータ位置に赤外線カメラのレチクルの中心を合わせるという間接的な方法をとるしかない。
【０００７】
また、第２の問題点は、上記従来技術では、手間と時間がかかる上に、広い空間を要し、かつ、相応の作業人員を要するという点である。
すなわち、所定のボアサイト精度を確保するために、確認及び調整作業に、ある程度の距離が必要であるために広い空間を要し、かつ、時間も労力もかかる。
【０００８】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、ヒータ等の補助手段を用いることなく、簡単にかつ迅速にボアサイト調整を行うことができるボアサイト装置及びボアサイト調整方法を提供することを第１の目的としている。
また、広い空間、作業人員及び時間を要することなく、正確にボアサイト調整を行うことができるボアサイト装置及びボアサイト調整方法を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、レーザ光を目標物に照射するレーザ装置の第１の光軸と、上記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する撮像装置の第２の光軸とを合わせるためのボアサイト装置に係り、レーザ光を受光して熱に変換する光熱変換部材と、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を上記光熱変換部材へ導く第１の光学系と、上記光熱変換部材から発せられた赤外線を上記撮像装置へ導く第２の光学系とを備え、上記第１の光軸に対応するレーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示す赤外線画像が、上記撮像装置によって得られるようにされていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のボアサイト装置に係り、上記第１の光軸と、上記第２の光軸又は上記目標物の可視光画像を撮像する可視撮像装置の第３の光軸とを合わせるために用いられ、上記第１の光学系は、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を上記光熱変換部材へ導くと共に、上記光熱変換部材から到来した可視光を上記可視撮像装置に導くために用いられ、上記第１の光軸に対応するレーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示す可視光画像が、上記可視撮像装置によって得られるようにされていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のボアサイト装置に係り、上記光熱変換部材にはレチクルが形成され、レチクル像を含む上記可視光画像と、レーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示すと共にレチクル像を含む上記赤外線画像との比較によって、上記第１の光軸と上記第３の光軸との光軸合せがなされることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載のボアサイト装置に係り、上記光熱変換部材は、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を集光するための上記第１の光学系を構成する第１の集光レンズと、到来した赤外線を集光して上記撮像装置に入射させるための上記第２の光学系を構成する第２の集光レンズとの焦点位置に配置されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１に記載のボアサイト装置に係り、上記光熱変換部材は、所定値以下の厚さの熱伝導率が比較的低い板状部材からなることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載のボアサイト装置に係り、上記光熱変換部材は、熱線吸収ガラスからなることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１に記載のボアサイト装置に係り、上記第１の光学系、上記第２の光学系及び上記光熱変換部材を、内部に配置する遮光構造の筐体を備えてなっていることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項８記載の発明は、請求項７記載のボアサイト装置に係り、上記筐体は、所定の回動軸の周りに回動可能とされ、ボアサイト調整を行う際の調整位置と、上記レーザ装置が、レーザ光を上記目標物に照射し、上記撮像装置が、上記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する際の退避位置とで切換可能とされていることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項９記載の発明は、レーザ光を目標物に照射するレーザ装置の第１の光軸と、上記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する撮像装置の第２の光軸とを合わせるためのボアサイト調整方法に係り、レーザ光を受光して熱に変換する光熱変換部材と、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を上記光熱変換部材へ導く第１の光学系と、上記光熱変換部材から発せられた赤外線を上記撮像装置へ導く第２の光学系とを配置し、上記レーザ装置からレーザ光を出射し、上記第１の光学系を介して上記光熱変換部材に照射し、上記第１の光軸に対応するレーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示す赤外線画像を、上記第２の光学系を介して、上記撮像装置によって得て、上記第１の光軸と上記第２の光軸とを合わせることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載のボアサイト調整方法に係り、上記第１の光軸に対応する上記赤外線画像の位置に、上記撮像装置のレチクルの中心を合わせることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項１１記載の発明は、請求項９又は１０記載のボアサイト調整方法に係り、上記第１の光軸と、上記第２の光軸又は上記目標物の可視光画像を撮像する可視撮像装置の第３の光軸とを合わせるために用いられ、上記第１の光学系は、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を上記光熱変換部材へ導くと共に、上記光熱変換部材から到来した可視光を上記可視撮像装置に導くために用いられ、上記第１の光軸に対応するレーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示す可視光画像を、上記可視撮像装置によって得て、上記第１の光軸と上記第３の光軸とを合わせることを特徴としている。
【００２０】
また、請求項１２記載の発明は、請求項１１記載のボアサイト調整方法に係り、レチクルが形成された上記光熱変換部材を用い、レチクル像を含む上記可視光画像と、レーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示すと共にレチクル像を含む上記赤外線画像との比較によって、上記第１の光軸と上記第３の光軸とを合わせることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１３記載の発明は、請求項９乃至１２のいずれか１に記載のボアサイト調整方法に係り、上記光熱変換部材は、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を集光するための上記第１の光学系を構成する第１の集光レンズと、到来した赤外線を集光して上記撮像装置に入射させるための上記第２の光学系を構成する第２の集光レンズとの焦点位置に配置されていることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１４記載の発明は、請求項９乃至１３のいずれか１に記載のボアサイト調整方法に係り、上記光熱変換部材は、所定値以下の厚さの熱伝導率が比較的低い板状部材からなることを特徴としている。
【００２３】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１４記載のボアサイト調整方法に係り、上記光熱変換部材は、熱線吸収ガラスからなることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項１６記載の発明は、請求項９乃至１５のいずれか１に記載のボアサイト調整方法に係り、上記第１の光学系、上記第２の光学系及び上記光熱変換部材を、遮光構造の筐体の内部に配置することを特徴としている。
【００２５】
また、請求項１７記載の発明は、請求項１６記載のボアサイト調整方法に係り、上記筐体を、所定の回動軸の周りに回動可能とし、ボアサイト調整を行う際の調整位置と、上記レーザ装置が、レーザ光を上記目標物に照射し、上記撮像装置が、上記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する際の退避位置とで切り換えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
この発明の構成によれば、第１の光学系と第２の光学系との間に、レーザ装置から出射されたレーザ光を熱に変換する光熱変換部材が配置されているので、光熱変換部材から発せられた赤外線を撮像装置が検出することによって、レーザ光の光熱変換部材への入射位置を、直接撮像装置によって確認することができ、ヒータ等の補助手段を用いることなく、簡単にかつ迅速にボアサイト調整を行うことができる。
また、広い空間、作業人員及び時間を要することなく、正確にボアサイト調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
第１の光学系と第２の光学系との間に、レーザ装置から出射されたレーザ光を熱に変換する光熱変換部材が配置されていることによって、光熱変換部材から発せられた赤外線を撮像装置が検出して、レーザ光の光熱変換部材への入射位置を、直接撮像装置によって確認し、ヒータ等の補助手段を用いることなく、簡単にかつ迅速にボアサイト調整を行うという第１の目的を実現した。
また、広い空間、作業人員及び時間を要することなく、正確にボアサイト調整を行うという第２の目的を実現した。
【実施例１】
【００２８】
図１は、この発明の第１の実施例であるボアサイト装置の構成を説明するための説明図、図２は、同ボアサイト装置と組み合わされた赤外線カメラによって撮影された熱画像の例を示す図、図３は、同ボアサイト装置のボアサイト調整時の配置状態を示す斜視図、また、図４は、同ボアサイト装置の退避時の配置状態を示す斜視図である。
【００２９】
この例のボアサイト装置１は、図１に示すように、例えば、レーザ測距装置を構成し、レーザ光を発射するレーザ装置２の光軸（第１の光軸）と、赤外線を受光する暗視装置としての赤外線カメラ３の光軸（第２の光軸）とを合わせ、例えば、赤外線カメラ３で観察した目標物に、レーザ光を正確に照射して、目標物までの距離を計測するために用いられる。
【００３０】
このボアサイト装置１と、レーザ装置２と、赤外線カメラ３とは、例えば、観測装置に組み込まれて用いられる。
この例では、レーザ装置２では、発射するレーザ光の波長が、例えば、１．０６μｍ、赤外線カメラ３では、受光する赤外線の波長の範囲が、例えば、３〜１０μｍである。
【００３１】
ボアサイト装置１は、レーザ装置２から照射されたレーザ光のビーム径を細くするアパーチャ５と、レーザ装置２からアパーチャ５を介して入射されたレーザ光を反射させて９０°向きを換えて出射するレーザ用反射鏡６と、レーザ用反射鏡６から受けたレーザ光を集光させるレーザ用集光レンズ７と、レーザ光を受光し吸収して発熱する光学フィルタ８と、光学フィルタ８から発せられた赤外線を集光する赤外線用集光レンズ９と、赤外線用集光レンズ９から入射した赤外線を赤外線カメラ３へ向けて９０°反射させる赤外線用反射鏡１１とを有している。
【００３２】
光学フィルタ８は、レーザ用集光レンズ７と赤外線用集光レンズ９との間の両レンズ７，９の焦点位置に配置される。
光学フィルタ８は、薄板状のガラス製部材からなり、レーザ光を良く吸収して熱に変換すると共に、熱伝導率が比較的低い部材が選択される。この例では、光学フィルタ８は、所定値以下の厚さ（例えば、略３ｍｍ）とされ、微量の金属（鉄、ニッケル、コバルト、セレン等）が添加された着色透明の熱線吸収ガラスが用いられる。
【００３３】
ここで、光学フィルタ８は、レーザ光を吸収して発熱するが、熱は、レーザ光の入射位置（中心）から表面に沿って周囲には伝導し難くく、入射位置（照射位置）が最も温度が高い温度分布を示す。
光学フィルタ８においては、レーザ光が照射された位置と、この周囲の領域とで温度差が生じ、この温度差は、赤外線カメラ３によって観測可能である。
また、光学フィルタ８は、その厚さが所定値以下であることにより、レーザ光の入射面８ａに背向する（反対側の）反対面８ｂにも熱が容易に伝導し、入射面８ａと同様の温度分布を示す。
【００３４】
この温度分布（温度差）により、レーザ光の入射位置（すなわち、レーザ装置２の光軸位置）に対応する反対面８ｂの最高温度位置が、図２に示すように、赤外線カメラ３によって容易に観測可能となる。
この反対面８ｂの最高温度位置に、赤外線カメラ３のレチクル（十字線又は網線）の中心を一致させることによって、すなわち、熱画像中心にレチクルの中心を一致させることによって、レーザ装置２の光軸と、赤外線カメラ３の光軸とを合わせるボアサイトがなされる。
【００３５】
また、このボアサイト装置１は、切換機構（不図示）によって、図３及び図４に示すように、レーザ装置２の光軸及び赤外線カメラ３の光軸に略平行な回動軸Ｘ1の周りに回動可能とされ、ボアサイト調整時の調整位置と、運用時の退避位置とで切り換えが行われる。
調整位置では、遮光構造によりレーザ光が周囲に拡散しないようにされている。すなわち、レーザ光は、ボアサイト装置１内部で終端されて外部には漏れないようにされている。例えば、ボアサイト装置１の筐体の内面は、反射を抑えるためのコーティング処理が施されている。
また、退避位置では、ボアサイト装置１を、レーザ装置２の光軸と、赤外線カメラ３の光軸とから外して、観測に支障のない状態とされる。
【００３６】
次に、図１乃至図４を参照して、この例のボアサイト装置１を用いたボアサイト調整方法について説明する。
まず、ボアサイト装置１において、図１に示すように、アパーチャ５と、レーザ用反射鏡６と、レーザ用集光レンズ７と、光学フィルタ８と、赤外線用集光レンズ９と、赤外線用反射鏡１１とは、光学的に同軸となるように予め調整して固定される。
【００３７】
ボアサイト調整時には、図３に示すように、ボアサイト装置１を、アパーチャ５がレーザ装置２に、赤外線用反射鏡１１が赤外線カメラ３に向いた調整位置に配置する。
レーザ照射装置２からレーザ光が発射されると、レーザ光は、アパーチャ５を通過して、ビーム径が細くなる。アパーチャ５によって、レーザスポットが小さくなり、ビーム中心が視認容易となる。
【００３８】
アパーチャ５を通過したレーザ光は、レーザ用反射鏡６に入射して反射し、９０°向きを変えて出射する。
レーザ用反射鏡６から出射したレーザ光は、レーザ用集光レンズ７によって集光されて、焦点位置に配置された光学フィルタ８（の入射面８ａ）に集光される。レーザ光は、光学フィルタ８に吸収され、熱に変換される。これによって、光学フィルタ８から赤外線が発せられる。
【００３９】
ここで、レーザ光の入射位置（すなわち、レーザ装置２の光軸位置）に対応する反対面８ｂの位置が最高温度位置となる。
光学フィルタ８は、赤外線用集光レンズ９の焦点位置にも合わせられていることによって、光学フィルタ８から発せられた赤外線は、赤外線用集光レンズ９を通り、赤外線用反射鏡１１に入射して赤外線カメラ３へ向けて９０°向きを変えて反射し、赤外線カメラ３に入射する。
【００４０】
すなわち、光学フィルタ８の熱画像（サーマルイメージ）が、赤外線カメラ３の出力画像３ａとして、図２に示すように得られる。
ここで、熱画像の最も明るい位置（画像中心）に、レチクルの中心を一致させると、レーザ装置２の光軸（すなわち、レーザ測距装置の光軸）と、赤外線カメラ３の光軸とが一致することなる。
【００４１】
この後、図４に示すように、ボアサイト装置１を、回動軸Ｘ1の周りに９０°回転させて退避位置に回転変位させ、アパーチャ５がレーザ装置２から離れ、赤外線用反射鏡１１が赤外線カメラ３から離れるように配置する。
こうして、ボアサイト装置１を、レーザ装置２の光軸と、赤外線カメラ３の光軸とから外して、観測に支障のない状態として、レーザ装置２からレーザ光Ａ1を目標物へ向けて発射し、目標物から赤外線Ａ2を受光可能な状態として、運用を開始する。
【００４２】
このように、この例の構成によれば、レーザ装置２から発射されたレーザ光は、光学フィルタ８に集光され、吸収されて熱に変換され、赤外線カメラ３において、熱画像の最も明るい位置に、レチクルの中心を一致させると、レーザ装置２の光軸と、赤外線カメラ３の光軸とを一致させることができるので、従来技術におけるように、ヒータ等の補助手段を用いることなく、レーザ光の位置を、直接、赤外線カメラ３で確認することができる。
したがって、簡単に、かつ、迅速に、ボアサイト調整を行うことができる。すなわち、ボアサイト調整のために要する空間、時間、及び労力（作業人員等）を低減することができる。
【００４３】
また、ボアサイト装置１は、調整位置では、遮光構造によりレーザ光が周囲に拡散しないようにされている。すなわち、ボアサイト調整時に、外部空間に、レーザ光を照射する必要がないので、防護処置が不要となる。
また、コントローラが、所定の制御プログラムを実行して、赤外線カメラ３におけるレチクル調整を行うことによって、自動的にボアサイト調整をすることが可能となる。したがって、自動化によって、一段と、作業時間を短縮し、かつ、正確に、ボアサイト調整を行うことができる。
【００４４】
また、ボアサイト装置１は、自動化が可能であると共に、回動軸Ｘ1の周りに回転させることによって、運用時に、容易にボアサイト装置１の退避が可能であるので、ボアサイト装置１を移動体に搭載した状態で、点検や再調整が可能となる。
例えば、航空機内にレーザ測距装置を設置する場合には、飛行中であっても、容易に調整を行うことができる。
【００４５】
しかも、光熱変換部材としての光学フィルタ８は、薄板状のガラス製部材からなり、レーザ光を良く吸収して熱に変換すると共に、熱伝導率が比較的低い部材が選択されるので、レーザ光の入射位置（すなわち、レーザ装置２の光軸）が最も温度が高い温度分布を示すと共に、レーザ光の入射面８ａに背向する反対面８ｂにも熱が容易に伝導し、入射面８ａと同様の温度分布を示し、反対面８ｂの最高温度位置が、赤外線カメラ３によって容易に観測可能となるので、最高温度位置（熱画像の最も明るい位置）にレチクルの中心を一致させることによって、正確に光軸を合わせることができる。
【実施例２】
【００４６】
図５は、この発明の第２の実施例であるボアサイト装置の退避時の配置状態を示す斜視図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、第１の実施例では、ボアサイト装置をレーザ装置の光軸及び赤外線カメラの光軸に略平行な回動軸の周りに回転させて退避させたのに対して、上記光軸に直交する回動軸の周りに回転させて例えば上方に退避させるように構成した点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、図５において、図３及び図４で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００４７】
図５に示すように、この例のボアサイト装置１は、切換機構（不図示）によって、レーザ装置２の光軸及び赤外線カメラ３の光軸に略直交する回動軸Ｘ2の周りに回動可能とされ、ボアサイト調整時の調整位置と、運用時の退避位置とで切り換えが行われる。
【００４８】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４９】
図６は、この発明の第３の実施例であるボアサイト装置の構成を説明するための説明図、図７は、同ボアサイト装置と組み合わされた可視光ＴＶカメラによって撮影された可視画像の例を示す図、また、図８は、同ボアサイト装置と組み合わされた赤外線カメラによって撮影された熱画像の例を示す図である。
【００５０】
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、第１の実施例では、赤外線カメラと組み合わせたのに対して、可視光カメラとも組み合わせるように構成した点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、図６において、図１で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００５１】
この例のボアサイト装置１Ｂは、図６に示すように、例えば、レーザ測距装置を構成し、レーザ光を発射するレーザ装置１５の光軸（第１の光軸）と、可視光を受光する可視光ＴＶカメラ１６の光軸（第３の光軸）、又は赤外線を受光する赤外線カメラ１７の光軸（第２の光軸）とを合わせるために用いられる。
【００５２】
ボアサイト装置１Ｂは、レーザ装置１５から照射されたレーザ光を集光させると共に、可視光を集光する共用集光レンズ１８と、レーザ光を受光し吸収して発熱し、かつ、レチクルが刻まれた光学フィルタ１９と、光学フィルタ１９から発せられた赤外線を集光する赤外線用集光レンズ２１とを有している。光学フィルタ１９は、共用集光レンズ１８及び赤外線用集光レンズ２１の焦点位置に配置されている。
【００５３】
この例では、レーザ装置１５及び可視光ＴＶカメラ１６は、共用集光レンズ１８側に配置され、赤外線カメラ１７は、赤外線用集光レンズ２１側に配置された状態で用いられる。
この例のボアサイト調整方法では、レーザ装置１５の光軸と、可視光ＴＶカメラ１６の光軸とを合わせるために、ボアサイト装置１Ｂと赤外線カメラ１７とを用いる。
【００５４】
すなわち、レーザ装置１５からレーザ光Ｂ1を発射し、可視光ＴＶカメラ１６によって、光学フィルタ１９から到来する可視光Ｂ2を受光して、光学フィルタ１９に刻まれたレチクルを観測する。一方、光学フィルタ１９から発せられた赤外線Ｂ3は、赤外線用集光レンズ２１を通り、赤外線カメラ１７に入射する。
【００５５】
これにより、レチクルの可視画像が、可視光ＴＶカメラ１６の出力画像１６ａとして、図７に示すように得られ、光学フィルタ１９の熱画像が、赤外線カメラ１７の出力画像１７ａとして、図８に示すように得られる。
可視画像を、赤外線カメラ１７の熱画像と比較して、レーザ光の入射位置を知り、レチクル像上のレーザ光の入射位置に、可視光ＴＶカメラ１６のレチクルの中心を合わせることによって、レーザ装置１５の光軸と、可視光ＴＶカメラ１６の光軸とを調節して一致させる。
【００５６】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、可視光ＴＶカメラ１６との組合せでも、ボアサイト調整を確実に行うことができる。すなわち、赤外光、可視光を問わず、ボアサイト調整を確実に行うことができる。
【００５７】
以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
例えば、上述した実施例では、レーザ測距装置のレーザ装置の光軸と、赤外線カメラや可視光ＴＶカメラの光軸とを合わせるための調整に適用する場合について述べたが、レーザ測距装置に限らず、例えば、様々な用途のレーザ照射装置等と、組み合わせて用いる場合に適用できる。
【００５８】
また、光学フィルタとして、ガラスに限らず、例えば、耐熱性のプラスチック製の部材を用いる場合にも適用できる。
また、光学フィルタは、必ずしも正確に両集光レンズの焦点位置に配置しなくても、若干ずらして配置されていても良い。
【００５９】
また、ボアサイト装置１の筐体内面には、光の反射を抑えるために、ベルベットコート処理を施しても良いし、植毛シートを配置しても良い。
また、レーザ装置から発射させるレーザ光の強度を、ボアサイト調整時と、運用時とで変化させるようにしても良い。
また、第３の実施例で、レーザ装置と可視光ＴＶカメラとを一体化させた装置を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
ボアサイト装置と、レーザ装置と、赤外線カメラとを、観測装置のほか、例えば、監視装置等に組み込んで用いる場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】この発明の第１の実施例であるボアサイト装置の構成を説明するための説明図である。
【図２】同ボアサイト装置と組み合わされた赤外線カメラによって撮影された熱画像の例を示す図である。
【図３】同ボアサイト装置のボアサイト調整時の配置状態を示す斜視図である。
【図４】同ボアサイト装置の退避時の配置状態を示す斜視図である。
【図５】この発明の第２の実施例であるボアサイト装置の退避時の配置状態を示す斜視図である。
【図６】この発明の第３の実施例であるボアサイト装置の構成を説明するための説明図である。
【図７】同ボアサイト装置と組み合わされた可視光ＴＶカメラによって撮影された可視画像の例を示す図である。
【図８】同ボアサイト装置と組み合わされた赤外線カメラによって撮影された熱画像の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１，１Ｂ ボアサイト装置
２，１５ レーザ装置
３，１７ 赤外線カメラ（撮像装置）
６ レーザ用反射鏡（第１の光学系の一部）
７ レーザ用集光レンズ（第１の光学系の一部、第１の集光レンズ）
８，１９ 光学フィルタ（光熱変換部材）
９，２１ 赤外線用集光レンズ（第２の光学系の一部、第２の集光レンズ）
１１ 赤外線用反射鏡（第２の光学系の一部）
１６ 可視光ＴＶカメラ（可視光撮像装置）
１８ 共用集光レンズ（第１の光学系の一部、第１の集光レンズ）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボアサイト装置及びボアサイト調整方法に係り、例えば、レーザ測距装置やレーザ照射装置と、赤外線カメラ等とを組み合わせて用いる場合の光軸合わせのためのボアサイト装置及びボアサイト調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、航空機に、観測用機材として、レーザ測距装置を搭載し、このレーザ測距装置と、カメラとを組み合わせて用い、カメラで観察した目標物に、レーザ光を照射して、目標物までの距離や方位を正確に計測するような場合には、レーザ測距装置を構成し、レーザ光を発射するレーザ装置の光軸と、カメラの光軸とを精密に一致させる必要がある。
従来より、両光軸を一致させるために、目標物を用意して、この目標物にレーザ光を照射し、照射位置をカメラで観測し確認して、光軸を調整することが行われている。
【０００３】
例えば、凸レンズでレーザ光を、凸レンズの焦点位置に置いたスクリーンに集束させ、この焼付パターンの像と、照準光学系のレチクル（十字線又は網線）の基準線とを凸レンズを通して合致させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
この方法は、レーザ照射装置の光軸と、可視光カメラの光軸とを合わせる場合には、簡便で良い方法である。
【０００４】
しかしながら、例えば、レーザ測距装置と、赤外線を受光する暗視装置としての赤外線カメラとを組み合わせて用い、赤外線カメラで観察した目標物に、レーザ光を正確に照射して、目標物までの距離や方位を正確に計測するような場合に、レーザ測距装置を構成するレーザ装置の光軸と、赤外線カメラの光軸とを合わせるために適用することは困難である。
すなわち、レーザ装置と赤外線カメラとでは、扱う光の波長が１桁程度異なるので、赤外線カメラで、直接レーザ光を観測することは不可能である。
【０００５】
そこで、通常は、ヒータ等を加熱して基準位置とし、この基準位置にレーザ光を照射し、ヒータ位置とレーザ光の照射位置とを一致させ、さらに、このヒータ位置に赤外線カメラのレチクルの中心を合わせることによって、ボアサイト調整を行っている。
なお、高いボアサイト調整精度が求められる場合には、少なくとも数十ｍの空間距離が必要であった。
なお、ヒータに代えて、ミストにレーザ光を照射して発熱させ、熱線を赤外線カメラによって検知する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開昭５７−１６４７０３号公報
【特許文献２】特開２０００−０３５３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする第１の問題点は、上記従来技術では、煩雑で、手間と時間がかかるという点である。
すなわち、例えば特許文献１記載の上記従来技術を、可視光カメラに代えて、赤外線カメラの光軸と、レーザ装置の光軸とを合わせる場合に適用しようとすると、赤外線カメラでは、ＹＡＧ等のレーザ光は観測できないので、ヒータ等を用いて、ヒータ位置とレーザ光の照射位置とを一致させ、ヒータ位置に赤外線カメラのレチクルの中心を合わせるという間接的な方法をとるしかない。
【０００７】
また、第２の問題点は、上記従来技術では、手間と時間がかかる上に、広い空間を要し、かつ、相応の作業人員を要するという点である。
すなわち、所定のボアサイト精度を確保するために、確認及び調整作業に、ある程度の距離が必要であるために広い空間を要し、かつ、時間も労力もかかる。
【０００８】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、ヒータ等の補助手段を用いることなく、簡単にかつ迅速にボアサイト調整を行うことができるボアサイト装置及びボアサイト調整方法を提供することを第１の目的としている。
また、広い空間、作業人員及び時間を要することなく、正確にボアサイト調整を行うことができるボアサイト装置及びボアサイト調整方法を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、レーザ光を目標物に照射するレーザ装置の第１の光軸と、上記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する撮像装置の第２の光軸とを合わせるためのボアサイト装置に係り、レーザ光を受光して熱に変換する光熱変換部材と、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を上記光熱変換部材へ導く第１の光学系と、上記光熱変換部材から発せられた赤外線を上記撮像装置へ導く第２の光学系とを備え、上記第１の光軸に対応するレーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示す赤外線画像が、上記撮像装置によって得られるようにされていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のボアサイト装置に係り、上記第１の光軸と、上記第２の光軸又は上記目標物の可視光画像を撮像する可視撮像装置の第３の光軸とを合わせるために用いられ、上記第１の光学系は、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を上記光熱変換部材へ導くと共に、上記光熱変換部材から到来した可視光を上記可視撮像装置に導くために用いられ、上記第１の光軸に対応するレーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示す可視光画像が、上記可視撮像装置によって得られるようにされていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のボアサイト装置に係り、上記光熱変換部材にはレチクルが形成され、レチクル像を含む上記可視光画像と、レーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示すと共にレチクル像を含む上記赤外線画像との比較によって、上記第１の光軸と上記第３の光軸との光軸合せがなされることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載のボアサイト装置に係り、上記光熱変換部材は、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を集光するための上記第１の光学系を構成する第１の集光レンズと、到来した赤外線を集光して上記撮像装置に入射させるための上記第２の光学系を構成する第２の集光レンズとの焦点位置に配置されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１に記載のボアサイト装置に係り、上記光熱変換部材は、所定値以下の厚さの熱伝導率が比較的低い板状部材からなることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載のボアサイト装置に係り、上記光熱変換部材は、熱線吸収ガラスからなることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１に記載のボアサイト装置に係り、上記第１の光学系、上記第２の光学系及び上記光熱変換部材を、内部に配置する遮光構造の筐体を備えてなっていることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項８記載の発明は、請求項７記載のボアサイト装置に係り、上記筐体は、所定の回動軸の周りに回動可能とされ、ボアサイト調整を行う際の調整位置と、上記レーザ装置が、レーザ光を上記目標物に照射し、上記撮像装置が、上記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する際の退避位置とで切換可能とされていることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項９記載の発明は、レーザ光を目標物に照射するレーザ装置の第１の光軸と、上記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する撮像装置の第２の光軸とを合わせるためのボアサイト調整方法に係り、レーザ光を受光して熱に変換する光熱変換部材と、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を上記光熱変換部材へ導く第１の光学系と、上記光熱変換部材から発せられた赤外線を上記撮像装置へ導く第２の光学系とを配置し、上記レーザ装置からレーザ光を出射し、上記第１の光学系を介して上記光熱変換部材に照射し、上記第１の光軸に対応するレーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示す赤外線画像を、上記第２の光学系を介して、上記撮像装置によって得て、上記第１の光軸と上記第２の光軸とを合わせることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載のボアサイト調整方法に係り、上記第１の光軸に対応する上記赤外線画像の位置に、上記撮像装置のレチクルの中心を合わせることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項１１記載の発明は、請求項９又は１０記載のボアサイト調整方法に係り、上記第１の光軸と、上記第２の光軸又は上記目標物の可視光画像を撮像する可視撮像装置の第３の光軸とを合わせるために用いられ、上記第１の光学系は、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を上記光熱変換部材へ導くと共に、上記光熱変換部材から到来した可視光を上記可視撮像装置に導くために用いられ、上記第１の光軸に対応するレーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示す可視光画像を、上記可視撮像装置によって得て、上記第１の光軸と上記第３の光軸とを合わせることを特徴としている。
【００２０】
また、請求項１２記載の発明は、請求項１１記載のボアサイト調整方法に係り、レチクルが形成された上記光熱変換部材を用い、レチクル像を含む上記可視光画像と、レーザ光の上記光熱変換部材への入射位置を示すと共にレチクル像を含む上記赤外線画像との比較によって、上記第１の光軸と上記第３の光軸とを合わせることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１３記載の発明は、請求項９乃至１２のいずれか１に記載のボアサイト調整方法に係り、上記光熱変換部材は、上記レーザ装置から出射されたレーザ光を集光するための上記第１の光学系を構成する第１の集光レンズと、到来した赤外線を集光して上記撮像装置に入射させるための上記第２の光学系を構成する第２の集光レンズとの焦点位置に配置されていることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１４記載の発明は、請求項９乃至１３のいずれか１に記載のボアサイト調整方法に係り、上記光熱変換部材は、所定値以下の厚さの熱伝導率が比較的低い板状部材からなることを特徴としている。
【００２３】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１４記載のボアサイト調整方法に係り、上記光熱変換部材は、熱線吸収ガラスからなることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項１６記載の発明は、請求項９乃至１５のいずれか１に記載のボアサイト調整方法に係り、上記第１の光学系、上記第２の光学系及び上記光熱変換部材を、遮光構造の筐体の内部に配置することを特徴としている。
【００２５】
また、請求項１７記載の発明は、請求項１６記載のボアサイト調整方法に係り、上記筐体を、所定の回動軸の周りに回動可能とし、ボアサイト調整を行う際の調整位置と、上記レーザ装置が、レーザ光を上記目標物に照射し、上記撮像装置が、上記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する際の退避位置とで切り換えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
この発明の構成によれば、第１の光学系と第２の光学系との間に、レーザ装置から出射されたレーザ光を熱に変換する光熱変換部材が配置されているので、光熱変換部材から発せられた赤外線を撮像装置が検出することによって、レーザ光の光熱変換部材への入射位置を、直接撮像装置によって確認することができ、ヒータ等の補助手段を用いることなく、簡単にかつ迅速にボアサイト調整を行うことができる。
また、広い空間、作業人員及び時間を要することなく、正確にボアサイト調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
第１の光学系と第２の光学系との間に、レーザ装置から出射されたレーザ光を熱に変換する光熱変換部材が配置されていることによって、光熱変換部材から発せられた赤外線を撮像装置が検出して、レーザ光の光熱変換部材への入射位置を、直接撮像装置によって確認し、ヒータ等の補助手段を用いることなく、簡単にかつ迅速にボアサイト調整を行うという第１の目的を実現した。
また、広い空間、作業人員及び時間を要することなく、正確にボアサイト調整を行うという第２の目的を実現した。
【実施例１】
【００２８】
図１は、この発明の第１の実施例であるボアサイト装置の構成を説明するための説明図、図２は、同ボアサイト装置と組み合わされた赤外線カメラによって撮影された熱画像の例を示す図、図３は、同ボアサイト装置のボアサイト調整時の配置状態を示す斜視図、また、図４は、同ボアサイト装置の退避時の配置状態を示す斜視図である。
【００２９】
この例のボアサイト装置１は、図１に示すように、例えば、レーザ測距装置を構成し、レーザ光を発射するレーザ装置２の光軸（第１の光軸）と、赤外線を受光する暗視装置としての赤外線カメラ３の光軸（第２の光軸）とを合わせ、例えば、赤外線カメラ３で観察した目標物に、レーザ光を正確に照射して、目標物までの距離を計測するために用いられる。
【００３０】
このボアサイト装置１と、レーザ装置２と、赤外線カメラ３とは、例えば、観測装置に組み込まれて用いられる。
この例では、レーザ装置２では、発射するレーザ光の波長が、例えば、１．０６μｍ、赤外線カメラ３では、受光する赤外線の波長の範囲が、例えば、３〜１０μｍである。
【００３１】
ボアサイト装置１は、レーザ装置２から照射されたレーザ光のビーム径を細くするアパーチャ５と、レーザ装置２からアパーチャ５を介して入射されたレーザ光を反射させて９０°向きを換えて出射するレーザ用反射鏡６と、レーザ用反射鏡６から受けたレーザ光を集光させるレーザ用集光レンズ７と、レーザ光を受光し吸収して発熱する光学フィルタ８と、光学フィルタ８から発せられた赤外線を集光する赤外線用集光レンズ９と、赤外線用集光レンズ９から入射した赤外線を赤外線カメラ３へ向けて９０°反射させる赤外線用反射鏡１１とを有している。
【００３２】
光学フィルタ８は、レーザ用集光レンズ７と赤外線用集光レンズ９との間の両レンズ７，９の焦点位置に配置される。
光学フィルタ８は、薄板状のガラス製部材からなり、レーザ光を良く吸収して熱に変換すると共に、熱伝導率が比較的低い部材が選択される。この例では、光学フィルタ８は、所定値以下の厚さ（例えば、略３ｍｍ）とされ、微量の金属（鉄、ニッケル、コバルト、セレン等）が添加された着色透明の熱線吸収ガラスが用いられる。
【００３３】
ここで、光学フィルタ８は、レーザ光を吸収して発熱するが、熱は、レーザ光の入射位置（中心）から表面に沿って周囲には伝導し難くく、入射位置（照射位置）が最も温度が高い温度分布を示す。
光学フィルタ８においては、レーザ光が照射された位置と、この周囲の領域とで温度差が生じ、この温度差は、赤外線カメラ３によって観測可能である。
また、光学フィルタ８は、その厚さが所定値以下であることにより、レーザ光の入射面８ａに背向する（反対側の）反対面８ｂにも熱が容易に伝導し、入射面８ａと同様の温度分布を示す。
【００３４】
この温度分布（温度差）により、レーザ光の入射位置（すなわち、レーザ装置２の光軸位置）に対応する反対面８ｂの最高温度位置が、図２に示すように、赤外線カメラ３によって容易に観測可能となる。
この反対面８ｂの最高温度位置に、赤外線カメラ３のレチクル（十字線又は網線）の中心を一致させることによって、すなわち、熱画像中心にレチクルの中心を一致させることによって、レーザ装置２の光軸と、赤外線カメラ３の光軸とを合わせるボアサイトがなされる。
【００３５】
また、このボアサイト装置１は、切換機構（不図示）によって、図３及び図４に示すように、レーザ装置２の光軸及び赤外線カメラ３の光軸に略平行な回動軸Ｘ1の周りに回動可能とされ、ボアサイト調整時の調整位置と、運用時の退避位置とで切り換えが行われる。
調整位置では、遮光構造によりレーザ光が周囲に拡散しないようにされている。すなわち、レーザ光は、ボアサイト装置１内部で終端されて外部には漏れないようにされている。例えば、ボアサイト装置１の筐体の内面は、反射を抑えるためのコーティング処理が施されている。
また、退避位置では、ボアサイト装置１を、レーザ装置２の光軸と、赤外線カメラ３の光軸とから外して、観測に支障のない状態とされる。
【００３６】
次に、図１乃至図４を参照して、この例のボアサイト装置１を用いたボアサイト調整方法について説明する。
まず、ボアサイト装置１において、図１に示すように、アパーチャ５と、レーザ用反射鏡６と、レーザ用集光レンズ７と、光学フィルタ８と、赤外線用集光レンズ９と、赤外線用反射鏡１１とは、光学的に同軸となるように予め調整して固定される。
【００３７】
ボアサイト調整時には、図３に示すように、ボアサイト装置１を、アパーチャ５がレーザ装置２に、赤外線用反射鏡１１が赤外線カメラ３に向いた調整位置に配置する。
レーザ照射装置２からレーザ光が発射されると、レーザ光は、アパーチャ５を通過して、ビーム径が細くなる。アパーチャ５によって、レーザスポットが小さくなり、ビーム中心が視認容易となる。
【００３８】
アパーチャ５を通過したレーザ光は、レーザ用反射鏡６に入射して反射し、９０°向きを変えて出射する。
レーザ用反射鏡６から出射したレーザ光は、レーザ用集光レンズ７によって集光されて、焦点位置に配置された光学フィルタ８（の入射面８ａ）に集光される。レーザ光は、光学フィルタ８に吸収され、熱に変換される。これによって、光学フィルタ８から赤外線が発せられる。
【００３９】
ここで、レーザ光の入射位置（すなわち、レーザ装置２の光軸位置）に対応する反対面８ｂの位置が最高温度位置となる。
光学フィルタ８は、赤外線用集光レンズ９の焦点位置にも合わせられていることによって、光学フィルタ８から発せられた赤外線は、赤外線用集光レンズ９を通り、赤外線用反射鏡１１に入射して赤外線カメラ３へ向けて９０°向きを変えて反射し、赤外線カメラ３に入射する。
【００４０】
すなわち、光学フィルタ８の熱画像（サーマルイメージ）が、赤外線カメラ３の出力画像３ａとして、図２に示すように得られる。
ここで、熱画像の最も明るい位置（画像中心）に、レチクルの中心を一致させると、レーザ装置２の光軸（すなわち、レーザ測距装置の光軸）と、赤外線カメラ３の光軸とが一致することなる。
【００４１】
この後、図４に示すように、ボアサイト装置１を、回動軸Ｘ1の周りに９０°回転させて退避位置に回転変位させ、アパーチャ５がレーザ装置２から離れ、赤外線用反射鏡１１が赤外線カメラ３から離れるように配置する。
こうして、ボアサイト装置１を、レーザ装置２の光軸と、赤外線カメラ３の光軸とから外して、観測に支障のない状態として、レーザ装置２からレーザ光Ａ1を目標物へ向けて発射し、目標物から赤外線Ａ2を受光可能な状態として、運用を開始する。
【００４２】
このように、この例の構成によれば、レーザ装置２から発射されたレーザ光は、光学フィルタ８に集光され、吸収されて熱に変換され、赤外線カメラ３において、熱画像の最も明るい位置に、レチクルの中心を一致させると、レーザ装置２の光軸と、赤外線カメラ３の光軸とを一致させることができるので、従来技術におけるように、ヒータ等の補助手段を用いることなく、レーザ光の位置を、直接、赤外線カメラ３で確認することができる。
したがって、簡単に、かつ、迅速に、ボアサイト調整を行うことができる。すなわち、ボアサイト調整のために要する空間、時間、及び労力（作業人員等）を低減することができる。
【００４３】
また、ボアサイト装置１は、調整位置では、遮光構造によりレーザ光が周囲に拡散しないようにされている。すなわち、ボアサイト調整時に、外部空間に、レーザ光を照射する必要がないので、防護処置が不要となる。
また、コントローラが、所定の制御プログラムを実行して、赤外線カメラ３におけるレチクル調整を行うことによって、自動的にボアサイト調整をすることが可能となる。したがって、自動化によって、一段と、作業時間を短縮し、かつ、正確に、ボアサイト調整を行うことができる。
【００４４】
また、ボアサイト装置１は、自動化が可能であると共に、回動軸Ｘ1の周りに回転させることによって、運用時に、容易にボアサイト装置１の退避が可能であるので、ボアサイト装置１を移動体に搭載した状態で、点検や再調整が可能となる。
例えば、航空機内にレーザ測距装置を設置する場合には、飛行中であっても、容易に調整を行うことができる。
【００４５】
しかも、光熱変換部材としての光学フィルタ８は、薄板状のガラス製部材からなり、レーザ光を良く吸収して熱に変換すると共に、熱伝導率が比較的低い部材が選択されるので、レーザ光の入射位置（すなわち、レーザ装置２の光軸）が最も温度が高い温度分布を示すと共に、レーザ光の入射面８ａに背向する反対面８ｂにも熱が容易に伝導し、入射面８ａと同様の温度分布を示し、反対面８ｂの最高温度位置が、赤外線カメラ３によって容易に観測可能となるので、最高温度位置（熱画像の最も明るい位置）にレチクルの中心を一致させることによって、正確に光軸を合わせることができる。
【実施例２】
【００４６】
図５は、この発明の第２の実施例であるボアサイト装置の退避時の配置状態を示す斜視図である。
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、第１の実施例では、ボアサイト装置をレーザ装置の光軸及び赤外線カメラの光軸に略平行な回動軸の周りに回転させて退避させたのに対して、上記光軸に直交する回動軸の周りに回転させて例えば上方に退避させるように構成した点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、図５において、図３及び図４で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００４７】
図５に示すように、この例のボアサイト装置１は、切換機構（不図示）によって、レーザ装置２の光軸及び赤外線カメラ３の光軸に略直交する回動軸Ｘ2の周りに回動可能とされ、ボアサイト調整時の調整位置と、運用時の退避位置とで切り換えが行われる。
【００４８】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００４９】
図６は、この発明の第３の実施例であるボアサイト装置の構成を説明するための説明図、図７は、同ボアサイト装置と組み合わされた可視光ＴＶカメラによって撮影された可視画像の例を示す図、また、図８は、同ボアサイト装置と組み合わされた赤外線カメラによって撮影された熱画像の例を示す図である。
【００５０】
この例が上述した第１の実施例と大きく異なるところは、第１の実施例では、赤外線カメラと組み合わせたのに対して、可視光カメラとも組み合わせるように構成した点である。
これ以外の構成は、上述した第１の実施例の構成と略同一であるので、第１の実施例と同一の構成要素については、図６において、図１で用いた符号と同一の符号を用いて、その説明を簡略にする。
【００５１】
この例のボアサイト装置１Ｂは、図６に示すように、例えば、レーザ測距装置を構成し、レーザ光を発射するレーザ装置１５の光軸（第１の光軸）と、可視光を受光する可視光ＴＶカメラ１６の光軸（第３の光軸）、又は赤外線を受光する赤外線カメラ１７の光軸（第２の光軸）とを合わせるために用いられる。
【００５２】
ボアサイト装置１Ｂは、レーザ装置１５から照射されたレーザ光を集光させると共に、可視光を集光する共用集光レンズ１８と、レーザ光を受光し吸収して発熱し、かつ、レチクルが刻まれた光学フィルタ１９と、光学フィルタ１９から発せられた赤外線を集光する赤外線用集光レンズ２１とを有している。光学フィルタ１９は、共用集光レンズ１８及び赤外線用集光レンズ２１の焦点位置に配置されている。
【００５３】
この例では、レーザ装置１５及び可視光ＴＶカメラ１６は、共用集光レンズ１８側に配置され、赤外線カメラ１７は、赤外線用集光レンズ２１側に配置された状態で用いられる。
この例のボアサイト調整方法では、レーザ装置１５の光軸と、可視光ＴＶカメラ１６の光軸とを合わせるために、ボアサイト装置１Ｂと赤外線カメラ１７とを用いる。
【００５４】
すなわち、レーザ装置１５からレーザ光Ｂ1を発射し、可視光ＴＶカメラ１６によって、光学フィルタ１９から到来する可視光Ｂ2を受光して、光学フィルタ１９に刻まれたレチクルを観測する。一方、光学フィルタ１９から発せられた赤外線Ｂ3は、赤外線用集光レンズ２１を通り、赤外線カメラ１７に入射する。
【００５５】
これにより、レチクルの可視画像が、可視光ＴＶカメラ１６の出力画像１６ａとして、図７に示すように得られ、光学フィルタ１９の熱画像が、赤外線カメラ１７の出力画像１７ａとして、図８に示すように得られる。
可視画像を、赤外線カメラ１７の熱画像と比較して、レーザ光の入射位置を知り、レチクル像上のレーザ光の入射位置に、可視光ＴＶカメラ１６のレチクルの中心を合わせることによって、レーザ装置１５の光軸と、可視光ＴＶカメラ１６の光軸とを調節して一致させる。
【００５６】
この例の構成によれば、上述した第１の実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、可視光ＴＶカメラ１６との組合せでも、ボアサイト調整を確実に行うことができる。すなわち、赤外光、可視光を問わず、ボアサイト調整を確実に行うことができる。
【００５７】
以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
例えば、上述した実施例では、レーザ測距装置のレーザ装置の光軸と、赤外線カメラや可視光ＴＶカメラの光軸とを合わせるための調整に適用する場合について述べたが、レーザ測距装置に限らず、例えば、様々な用途のレーザ照射装置等と、組み合わせて用いる場合に適用できる。
【００５８】
また、光学フィルタとして、ガラスに限らず、例えば、耐熱性のプラスチック製の部材を用いる場合にも適用できる。
また、光学フィルタは、必ずしも正確に両集光レンズの焦点位置に配置しなくても、若干ずらして配置されていても良い。
【００５９】
また、ボアサイト装置１の筐体内面には、光の反射を抑えるために、ベルベットコート処理を施しても良いし、植毛シートを配置しても良い。
また、レーザ装置から発射させるレーザ光の強度を、ボアサイト調整時と、運用時とで変化させるようにしても良い。
また、第３の実施例で、レーザ装置と可視光ＴＶカメラとを一体化させた装置を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
ボアサイト装置と、レーザ装置と、赤外線カメラとを、観測装置のほか、例えば、監視装置等に組み込んで用いる場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】この発明の第１の実施例であるボアサイト装置の構成を説明するための説明図である。
【図２】同ボアサイト装置と組み合わされた赤外線カメラによって撮影された熱画像の例を示す図である。
【図３】同ボアサイト装置のボアサイト調整時の配置状態を示す斜視図である。
【図４】同ボアサイト装置の退避時の配置状態を示す斜視図である。
【図５】この発明の第２の実施例であるボアサイト装置の退避時の配置状態を示す斜視図である。
【図６】この発明の第３の実施例であるボアサイト装置の構成を説明するための説明図である。
【図７】同ボアサイト装置と組み合わされた可視光ＴＶカメラによって撮影された可視画像の例を示す図である。
【図８】同ボアサイト装置と組み合わされた赤外線カメラによって撮影された熱画像の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１，１Ｂ ボアサイト装置
２，１５ レーザ装置
３，１７ 赤外線カメラ（撮像装置）
６ レーザ用反射鏡（第１の光学系の一部）
７ レーザ用集光レンズ（第１の光学系の一部、第１の集光レンズ）
８，１９ 光学フィルタ（光熱変換部材）
９，２１ 赤外線用集光レンズ（第２の光学系の一部、第２の集光レンズ）
１１ 赤外線用反射鏡（第２の光学系の一部）
１６ 可視光ＴＶカメラ（可視光撮像装置）
１８ 共用集光レンズ（第１の光学系の一部、第１の集光レンズ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を目標物に照射するレーザ装置の第１の光軸と、前記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する撮像装置の第２の光軸とを合わせるためのボアサイト装置であって、
レーザ光を受光して熱に変換する光熱変換部材と、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を前記光熱変換部材へ導く第１の光学系と、前記光熱変換部材から発せられた赤外線を前記撮像装置へ導く第２の光学系とを備え、
前記第１の光軸に対応するレーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示す赤外線画像が、前記撮像装置によって得られるようにされていることを特徴とするボアサイト装置。
【請求項２】
前記第１の光軸と、前記第２の光軸又は前記目標物の可視光画像を撮像する可視撮像装置の第３の光軸とを合わせるために用いられ、
前記第１の光学系は、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を前記光熱変換部材へ導くと共に、前記光熱変換部材から到来した可視光を前記可視撮像装置に導くために用いられ、
前記第１の光軸に対応するレーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示す可視光画像が、前記可視撮像装置によって得られるようにされていることを特徴とする請求項１記載のボアサイト装置。
【請求項３】
前記光熱変換部材にはレチクルが形成され、レチクル像を含む前記可視光画像と、レーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示すと共にレチクル像を含む前記赤外線画像との比較によって、前記第１の光軸と前記第３の光軸との光軸合せがなされることを特徴とする請求項２記載のボアサイト装置。
【請求項４】
前記光熱変換部材は、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を集光するための前記第１の光学系を構成する第１の集光レンズと、到来した赤外線を集光して前記撮像装置に入射させるための前記第２の光学系を構成する第２の集光レンズとの焦点位置に配置されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のボアサイト装置。
【請求項５】
前記光熱変換部材は、所定値以下の厚さの熱伝導率が比較的低い板状部材からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のボアサイト装置。
【請求項６】
前記光熱変換部材は、熱線吸収ガラスからなることを特徴とする請求項５記載のボアサイト装置。
【請求項７】
前記第１の光学系、前記第２の光学系及び前記光熱変換部材を、内部に配置する遮光構造の筐体を備えてなっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載のボアサイト装置。
【請求項８】
前記筐体は、所定の回動軸の周りに回動可能とされ、ボアサイト調整を行う際の調整位置と、前記レーザ装置が、レーザ光を前記目標物に照射し、前記撮像装置が、前記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する際の退避位置とで切換可能とされていることを特徴とする請求項７記載のボアサイト装置。
【請求項９】
レーザ光を目標物に照射するレーザ装置の第１の光軸と、前記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する撮像装置の第２の光軸とを合わせるためのボアサイト調整方法であって、
レーザ光を受光して熱に変換する光熱変換部材と、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を前記光熱変換部材へ導く第１の光学系と、前記光熱変換部材から発せられた赤外線を前記撮像装置へ導く第２の光学系とを配置し、
前記レーザ装置からレーザ光を出射し、前記第１の光学系を介して前記光熱変換部材に照射し、前記第１の光軸に対応するレーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示す赤外線画像を、前記第２の光学系を介して、前記撮像装置によって得て、前記第１の光軸と前記第２の光軸とを合わせることを特徴とするボアサイト調整方法。
【請求項１０】
前記第１の光軸に対応する前記赤外線画像の位置に、前記撮像装置のレチクルの中心を合わせることを特徴とする請求項９記載のボアサイト調整方法。
【請求項１１】
前記第１の光軸と、前記第２の光軸又は前記目標物の可視光画像を撮像する可視撮像装置の第３の光軸とを合わせるために用いられ、
前記第１の光学系は、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を前記光熱変換部材へ導くと共に、前記光熱変換部材から到来した可視光を前記可視撮像装置に導くために用いられ、
前記第１の光軸に対応するレーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示す可視光画像を、前記可視撮像装置によって得て、前記第１の光軸と前記第３の光軸とを合わせることを特徴とする請求項９又は１０記載のボアサイト調整方法。
【請求項１２】
レチクルが形成された前記光熱変換部材を用い、レチクル像を含む前記可視光画像と、レーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示すと共にレチクル像を含む前記赤外線画像との比較によって、前記第１の光軸と前記第３の光軸とを合わせることを特徴とする請求項１１記載のボアサイト調整方法。
【請求項１３】
前記光熱変換部材は、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を集光するための前記第１の光学系を構成する第１の集光レンズと、到来した赤外線を集光して前記撮像装置に入射させるための前記第２の光学系を構成する第２の集光レンズとの焦点位置に配置されていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１に記載のボアサイト調整方法。
【請求項１４】
前記光熱変換部材は、所定値以下の厚さの熱伝導率が比較的低い板状部材からなることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１に記載のボアサイト調整方法。
【請求項１５】
前記光熱変換部材は、熱線吸収ガラスからなることを特徴とする請求項１４記載のボアサイト調整方法。
【請求項１６】
前記第１の光学系、前記第２の光学系及び前記光熱変換部材を、遮光構造の筐体の内部に配置することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１に記載のボアサイト調整方法。
【請求項１７】
前記筐体を、所定の回動軸の周りに回動可能とし、ボアサイト調整を行う際の調整位置と、前記レーザ装置が、レーザ光を前記目標物に照射し、前記撮像装置が、前記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する際の退避位置とで切り換えることを特徴とする請求項１６記載のボアサイト調整方法。
【請求項１】
レーザ光を目標物に照射するレーザ装置の第１の光軸と、前記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する撮像装置の第２の光軸とを合わせるためのボアサイト装置であって、
レーザ光を受光して熱に変換する光熱変換部材と、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を前記光熱変換部材へ導く第１の光学系と、前記光熱変換部材から発せられた赤外線を前記撮像装置へ導く第２の光学系とを備え、
前記第１の光軸に対応するレーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示す赤外線画像が、前記撮像装置によって得られるようにされていることを特徴とするボアサイト装置。
【請求項２】
前記第１の光軸と、前記第２の光軸又は前記目標物の可視光画像を撮像する可視撮像装置の第３の光軸とを合わせるために用いられ、
前記第１の光学系は、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を前記光熱変換部材へ導くと共に、前記光熱変換部材から到来した可視光を前記可視撮像装置に導くために用いられ、
前記第１の光軸に対応するレーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示す可視光画像が、前記可視撮像装置によって得られるようにされていることを特徴とする請求項１記載のボアサイト装置。
【請求項３】
前記光熱変換部材にはレチクルが形成され、レチクル像を含む前記可視光画像と、レーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示すと共にレチクル像を含む前記赤外線画像との比較によって、前記第１の光軸と前記第３の光軸との光軸合せがなされることを特徴とする請求項２記載のボアサイト装置。
【請求項４】
前記光熱変換部材は、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を集光するための前記第１の光学系を構成する第１の集光レンズと、到来した赤外線を集光して前記撮像装置に入射させるための前記第２の光学系を構成する第２の集光レンズとの焦点位置に配置されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のボアサイト装置。
【請求項５】
前記光熱変換部材は、所定値以下の厚さの熱伝導率が比較的低い板状部材からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のボアサイト装置。
【請求項６】
前記光熱変換部材は、熱線吸収ガラスからなることを特徴とする請求項５記載のボアサイト装置。
【請求項７】
前記第１の光学系、前記第２の光学系及び前記光熱変換部材を、内部に配置する遮光構造の筐体を備えてなっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載のボアサイト装置。
【請求項８】
前記筐体は、所定の回動軸の周りに回動可能とされ、ボアサイト調整を行う際の調整位置と、前記レーザ装置が、レーザ光を前記目標物に照射し、前記撮像装置が、前記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する際の退避位置とで切換可能とされていることを特徴とする請求項７記載のボアサイト装置。
【請求項９】
レーザ光を目標物に照射するレーザ装置の第１の光軸と、前記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する撮像装置の第２の光軸とを合わせるためのボアサイト調整方法であって、
レーザ光を受光して熱に変換する光熱変換部材と、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を前記光熱変換部材へ導く第１の光学系と、前記光熱変換部材から発せられた赤外線を前記撮像装置へ導く第２の光学系とを配置し、
前記レーザ装置からレーザ光を出射し、前記第１の光学系を介して前記光熱変換部材に照射し、前記第１の光軸に対応するレーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示す赤外線画像を、前記第２の光学系を介して、前記撮像装置によって得て、前記第１の光軸と前記第２の光軸とを合わせることを特徴とするボアサイト調整方法。
【請求項１０】
前記第１の光軸に対応する前記赤外線画像の位置に、前記撮像装置のレチクルの中心を合わせることを特徴とする請求項９記載のボアサイト調整方法。
【請求項１１】
前記第１の光軸と、前記第２の光軸又は前記目標物の可視光画像を撮像する可視撮像装置の第３の光軸とを合わせるために用いられ、
前記第１の光学系は、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を前記光熱変換部材へ導くと共に、前記光熱変換部材から到来した可視光を前記可視撮像装置に導くために用いられ、
前記第１の光軸に対応するレーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示す可視光画像を、前記可視撮像装置によって得て、前記第１の光軸と前記第３の光軸とを合わせることを特徴とする請求項９又は１０記載のボアサイト調整方法。
【請求項１２】
レチクルが形成された前記光熱変換部材を用い、レチクル像を含む前記可視光画像と、レーザ光の前記光熱変換部材への入射位置を示すと共にレチクル像を含む前記赤外線画像との比較によって、前記第１の光軸と前記第３の光軸とを合わせることを特徴とする請求項１１記載のボアサイト調整方法。
【請求項１３】
前記光熱変換部材は、前記レーザ装置から出射されたレーザ光を集光するための前記第１の光学系を構成する第１の集光レンズと、到来した赤外線を集光して前記撮像装置に入射させるための前記第２の光学系を構成する第２の集光レンズとの焦点位置に配置されていることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１に記載のボアサイト調整方法。
【請求項１４】
前記光熱変換部材は、所定値以下の厚さの熱伝導率が比較的低い板状部材からなることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１に記載のボアサイト調整方法。
【請求項１５】
前記光熱変換部材は、熱線吸収ガラスからなることを特徴とする請求項１４記載のボアサイト調整方法。
【請求項１６】
前記第１の光学系、前記第２の光学系及び前記光熱変換部材を、遮光構造の筐体の内部に配置することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１に記載のボアサイト調整方法。
【請求項１７】
前記筐体を、所定の回動軸の周りに回動可能とし、ボアサイト調整を行う際の調整位置と、前記レーザ装置が、レーザ光を前記目標物に照射し、前記撮像装置が、前記目標物の少なくとも赤外線画像を撮像する際の退避位置とで切り換えることを特徴とする請求項１６記載のボアサイト調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２４９９１２（Ｐ２００８−２４９９１２Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８９８５３（Ｐ２００７−８９８５３）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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