[发明专利]光轴调整机构

说明书

光轴调整机构具有：角度调整机构(1)，其配置在激光(101)的基准光轴(102)上，对所入射的激光(101)的光轴的角度进行调整；以及位置调整机构(2)，其配置在基准光轴(102)上，对所入射的激光(101)的光轴的位置进行调整，位置调整机构(2)具有：第1平行平板(21)，其以入射面的法线相对于基准光轴(102)倾斜的方式配置在该基准光轴(102)上；第1旋转机构(22)，其使第1平行平板(21)绕基准光轴(102)旋转；第2平行平板(23)，其以入射面的法线相对于基准光轴(102)倾斜的方式配置在该基准光轴(102)上；以及第2旋转机构(24)，其使第2平行平板(23)绕基准光轴(102)旋转。

技术领域

本发明涉及对激光的光轴的角度和位置进行调整的激光雷达装置的光轴调整机构。

背景技术

在使用激光的激光雷达装置(也被称为激光雷达装置、光波雷达装置)中，朝向大气发送激光，接收基于大气中的气雾的散射光，计测风速，或者，朝向被测定对象物发送激光，接收基于被测定对象物的反射光，计测与被测定对象物之间的距离和速度。这里，为了高效地接收针对所发送的激光的接收光(散射光、反射光)，优选使激光的光轴与接收光的光轴的角度和位置(与光轴垂直的面中的位置)一致(同轴接收方式)。特别是在相干多普勒激光雷达装置中，需要高精度地使激光的光轴与接收光的光轴的角度和位置一致。

以往，作为实现同轴接收方式的方法，使用通过具有2枚反射镜的市售或专用的角度调整机构同时调整激光的光轴的角度和位置的方法。

此外，如搭载于航空器中的激光雷达装置那样，在光轴调整要求耐震性的用途中，作为角度调整机构，代替上述2枚反射镜而使用2枚楔形板。而且，使楔形板绕激光的基准光轴旋转，由此调整激光的光轴的位置和角度。

在同轴接收方式中，激光的光轴和接收光的光轴一致，因此，从距离较近的位置到距离较远的位置，都能够进行稳定的计测。这里，如果角度一致，则激光与接收光的光轴平行传播，因此，远方的位置偏移的影响较小。另一方面，在角度偏移的情况下，远方的位置偏移的影响较大。因此，在光轴调整后，特别要求针对角度偏移的稳定性。

另一方面，在现有的光轴调整中，当对反射镜或楔形板进行调整时，激光的光轴的角度和位置双方偏移，因此，当对角度偏移进行校正时，位置偏移。这样，在现有的光轴调整中，存在无法独立调整光轴的角度和位置这样的课题。

此外，在使用反射镜的角度调整机构中，在光轴调整时，在反射镜的角度大幅偏移而使激光从接收光的光轴大幅偏移的情况下，为了使激光的光轴返回原来的位置，需要再次进行光轴调整。但是，在现有的使用反射镜的角度调整机构中，很难使激光的光轴返回原来的位置。因此，例如如野外使用的激光雷达装置那样，测定器需要在受限环境下调整光轴的情况下，可能由于光轴调整而使特性更加恶化。

此外，在使用反射镜的角度调整机构中，由于具有对反射镜自身的角度进行调整的机构，因此，在光轴调整后固定反射镜的位置时，容易产生角度偏移。此外，在该角度调整机构中，2枚反射镜的距离分开，反射镜独立进行调整，因此，在任意一个反射镜产生角度偏移的情况下，都产生激光的光轴的角度偏移和位置偏移。

另外，公知有使用平行平板对激光的光轴的位置进行调整的机构(例如参照专利文献1)。在该专利文献1所公开的机构中，能够使1枚或2枚平行平板绕与激光的基准光轴垂直的轴旋转。而且，还考虑如下结构：通过将该机构应用于光轴调整机构，与角度调整机构不同，仅独立地调整光轴的位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-035960号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1所公开的机构中，使平行平板绕与激光的基准光轴垂直的轴旋转，即使将该机构应用于光轴调整机构，光轴调整的稳定性和再现性也较低。