JPH0625850B2 - 立体撮像方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は撮像方式に関し、特に地球上の観測域上空を飛
行する資源探査衛星のような飛行体と組合わされて観測
域の立体画像を得るための立体撮像方式に関する。

（従来の技術） 第１図〜第３図を参照して従来の立体撮像方式について
説明する。この種の立体撮像方式は、例えば、特開昭６
０−３９９９４号公報に示されている。

第１図において、この立体撮像方式は飛行体１６に搭載
された撮像装置１５を有する。飛行体１６は、観測域１
７上空を高度Ｈでしかも矢印で示した飛行方向に速度Ｖ
（ｍ／秒）で飛行するものと仮定する。撮像装置１５は
観測域１７の光学画像をピックアップするものである。
飛行体１６はある第１の時点で飛行位置Ａにあるものと
する。

撮像装置１５は観測域１７に向けられた光学系１８を有
する。観測域１７は光学系１８に対して視角θを形成す
る。光学系１８は観測域１７の光学画像を焦点領域１９
に形成する。後で詳しく説明するように、焦点領域１９
には第１〜第３の光電変換器２１〜２３が飛行方向に直
角な方向にしかも互いに平行に配列されている。第１と
第３の光電変換器２１、２３との間の距離は視角θで規
定される。

観測域１７は視角θで規定された前方部分域２４と後方
部分域２５との間にある。観測域１７は焦点領域１９に
おいて部分光学画像としてピックアップされるべき複数
の部分域に分割（飛行方向に関して）される。本例で
は、前方部分域２４と後方部分域２５および中間域２６
とが図示されている。中間域２６は前方部分域２４と後
方部分域２５とのあいだでしかも飛行体１６の直下にあ
る。前方部分域２４は後方部分域２５から飛行方向に関
して距離Ｗだけ離れた位置にある。

第１の光電変換器２１は前方部分域２４から得られた部
分光学画像を前方用信号に変換する。第２、第３の光電
変換器２２、２３はそれぞれ、中間域２６、後方部分域
２５から得られた部分光学画像を中間用信号、後方用信
号に変換する。

飛行体１６が第１の飛行位置Ａから第２の時点で第２の
飛行位置Ｂに達するものと仮定しよう。周知のように、
立体画像は、飛行位置Ａにおいて第１の光電変換器２１
から得られた前方用信号とその後飛行位置Ｂにおいて第
３の光電変換器２３から得られた後方用信号とを処理す
ることで得られる。平面画像は第２の光電変換器２２か
ら得られた中間信号を処理することで得られる。

第１〜第３の光電変換器２１〜２３は、例えば、電荷結
合素子（ＣＣＤ）が利用される。したがって、光電変換
器２１〜２３は、一定の読出し周波数を有すると共に、
振幅の変化する画像パルスの連続を画像パルス列として
出力する。

第２図を参照して、飛行体１６は信号処理部３０とアン
テナ３１とを備えている。画像パルス列は第１〜第３の
光電変換器２１〜２３から信号処理器３２に送られる。
信号処理器３２は画像パルス列を符号化画像データ列に
符号化する。符号化画像データ列は変調器３３により変
調画像データ列に変調される。変調画像データ列は送信
器３４によりアンテナ３１を通して後述する地球局に送
信される。なお、信号処理部分３０は、符号化画像デー
タ列を一時的に格納する記憶部を有していてもよい。

第３図を参照して、地球局４０は立体撮像方式の一部と
して動作する。飛行体１６から送信された変調画像デー
タ列はアンテナ４１で受信され、復調画像データ列とし
て復調されるべく復調器４２に送られる。復調画像デー
タ列に応答して、信号分配回路４３は復調画像データ列
を、第１〜第３の光電変換器２１〜２３に対応する第１
〜第３の画像データ列Ｉ１〜Ｉ３に分割する。

第１、第２の画像データ列Ｉ１、Ｉ２はそれぞれ、第
１、第２の遅延時間を有する第１、第２の遅延回路４
６、４７を通して画像再生部４８に出力される。第１の
遅延時間はｔであり、第２の遅延時間は２ｔである。第
３の画像データ列は直接画像再生部４８に供給される。
画像再生部４８は立体画像、平面画像を再生すべく第１
〜第３の画像データ列を処理する。

第１図に戻って、前方部分域２４と中間域２６との間、
中間域２６と後方部分域２５との間の距離をそれぞれ、
Ｗ／２とする。また、飛行体１６は第１の位置Ａから第
２の位置Ｂまで時間２Ｔ（秒）で飛行するものとする。
時間２Ｔは、２Ｔ＝Ｗ／Ｖで与えられる。

これは、前方部分域２４が光電変換器２１でピックアッ
プされてから時間２Ｔの後に前方部分域２１が再び第３
の光電変換器２３でピックアップされることを意味す
る。この点を考慮にいれて、前方部分域２４の立体画像
を得るために第１の遅延時間２ｔは時間２Ｔに等しくさ
れる。前方部分域２４の立体画像は、第１の遅延回路４
６で遅延された第１の画像データ列Ｉ１Ｔと第３の画像
データ列Ｉ３とを処理することで得られる。

一方、飛行体１６は時間２Ｔの半分の間に中間部分域２
６から前方部分域２４まで距離Ｗ／２だけ飛行する。そ
の時、前方部分域２４は第２の光電変換器２２でピック
アップされる。時間Ｔの経過後、飛行体１６は第２の飛
行位置Ｂに達する。前方部分域２４の立体画像と平面画
像とを同時に得るために、第２の遅延回路４７により第
２の画像データ列に対して第２の遅延時間ｔが与えられ
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、周知のように高度Ｈに対する距離Ｗの比はベ
ース・ハイト比と呼ばれている。第１図から明らかなよ
うに、ベース・ハイト比は視角θに関連している。そし
て、従来の撮像方式では１種類の立体画像しか得ること
が出来ないことも明らかである。

本発明の課題は異なるベース・ハイト比で複数の立体画
像を再生することの出来る立体撮像方式を提供すること
にある。

本発明の他の課題は上記課題を１つの光学系で実現する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 本発明による立体撮像方式は、観測域の上空を所定方向
に飛行する飛行体と組合わされ、該飛行体に搭載されて
焦点領域上に前記観測域の光学画像を形成する光学系と
該光学系と結合されて前記光学画像を電気的に処理する
画像処理手段とを含む撮像方式において、前記観測域を
等分した部分観測域上を１つ越えるごとに，前記光学画
像を，前記部分観測領域を表す複数の部分電気信号に変
換するように前記焦点領域上に設けられ、前記部分観測
域に１対１で対応する複数（４以上）の光電変換器と、
前記複数の光電変換器に結合され前記複数の部分電気信
号を複数の立体画像に処理する信号処理手段とを有する
ことを特徴とする。

（実施例） 第４図〜第１０図を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第４図において、本立体撮像方式は、衛星５０と組み合
わせて用いられるものである。衛星５０は地球の観測域
５１上空をあらかじめ定められた軌道に沿って矢印の飛
行方向に飛行するものとする。軌道は高度Ｈとする。

本立体撮像方式は、衛星５０に搭載されて観測域５１に
向けられた光学系５２を有する。光学系５２は焦点領域
５３に観測域５１の光学画像を形成する。観測域５１
は、間もなく説明されるように複数の部分域に分割され
る。部分域の数は３よりも大きい奇数であると仮定す
る。この場合、観測域５１は、第１〜第ｎの部分域５１
−１〜５１−ｎに分割される。各部分域は飛行方向に直
角な方向に延び、飛行方向に関して幅Ｗ′を有する。第
ｉ番目の部分域５１−ｉは飛行方向に直角な方向に延び
る観測域５１の中心線上にある。但し、ｉ＝（ｎ＋１）
／２である。このことから、第１〜第（ｉ−１）の部分
域５１−１〜５１−（ｉ−１）はそれぞれ前方部分域と
呼ばれても良く、第（ｉ＋１）〜第ｎの部分域５１−
（ｉ＋１）はそれぞれ後方部分域と呼ばれても良い。観
測域５１の光学画像は第１〜第ｎの部分域に１対１で対
応する第１〜第ｎの部分画像に分割される。

本立体撮像方式は、光電変換部５５を有する画像処理部
５４を含む。光電変換部５５は飛行方向に直角な中心線
を有し、焦点領域５３上に互いに平行に配列された第１
〜第ｎの光電変換器５５−１〜５５−ｎから成る。な
お、第１〜第ｎの光電変換器５５−１〜５５−ｎの参照
番号は第１〜第ｎの部分域５１−１〜５１−ｎの参照番
号とは逆向きにつけられている。各光電変換器は、例え
ば、前述したようなＣＣＤが用いられ、中心線方向に延
在する複数の光電変換素子から成る。第ｉ番目の光電変
換器５５−ｉは中心線上にある。第１〜第ｎの光電変換
器５１−１〜５１−ｎは第１〜第ｎの部分域５１−１〜
５１−ｎに１対で対応する。第１〜第ｎの光電変換器５
５−１〜５５−ｎはそれぞれ第１〜第ｎの部分画像を第
１〜第ｎの部分電気信号に変換する。第１〜第（ｉ−
１）の光電変換器５５−１〜５５−（ｉ−１）は前方用
光電変換器と呼ばれても良く、第（ｉ＋１）〜第ｎの光
電変換器５５−（ｉ＋１）〜５５−ｎは後方用光電変換
器と呼ばれても良い。同様に、第１〜第（ｉ−１）の部
分電気信号は前方用部分電気信号と呼ばれても良く、第
（ｉ＋１）〜第ｎの部分電気信号は後方用部分電気信号
と呼ばれても良い。

第１と第ｎの光電変換器５５−１と５５−ｎとは中心線
に関して対称であり、（ｎ−２）個の光電変換器で規定
された最大距離だけ離れている。一方、第（ｉ−１）と
第（ｉ＋１）の光電変換器５５−（ｉ−１）と５５−
（ｉ＋１）も中心線に関して対称であり、ｉ番目の１個
の光電変換器で規定された最小距離だけ離れている。厳
密に言えば、隣り合う２つの光電変換器の間には間隔が
あるが、上記最大、最小距離はこれを無視している。

後で詳しく説明するように、上記最大、最小距離は光学
系５２に対して最大、最小視角を決定する。最大視角は
観測域５１全体をカバーするものであり、最小視角は第
（ｉ−１）、第ｉ，第（ｉ＋１）番目の部分域５５−
（ｉ−１）、５５−ｉ，５５−（ｉ＋１）をカバーす
る。視角は後述するようにベース・ハイト比に関連して
いる。

第５図を参照してベース・ハイト比について説明する。
飛行体が衛星の場合、高度が非常に高いのでベース・ハ
イト比の計算は飛行機の場合（第１図参照）とは少し異
なる。

第５図において、衛星は５６で示した地球の上空を５７
で示した軌道５７上を一定の高度Ｈで飛行する。衛星が
第１の飛行位置ｐ１から飛行位置ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ
５、ｐ６を経由して飛行位置ｐ７まで飛行するものと仮
定する。また、第１〜第７の部分域５８−１〜５８−７
がそれぞれ第１〜第７の飛行位置の直下にあるものとす
る。さらに、第１と第７の飛行位置ｐ１、ｐ７は飛行位
置ｐ４に関して対称である。同様に、第２と第６の飛行
位置ｐ２、ｐ６は飛行位置ｐ４に関して対称であり、第
３と第５の飛行位置ｐ３、ｐ５も飛行位置ｐ４に関して
対称である。第１と第７の飛行位置ｐ１とｐ７との間の
第１の距離は、第１の直線ＳＬ１に沿ってｂ１で表され
る。同様に、第２と第６の飛行位置ｐ２とｐ６との間の
第２の距離は、第２の直線ＳＬ２に沿ってｂ２で表さ
れ、第３と第５の飛行位置ｐ３とｐ５との間の第３の距
離は、第３の直線ＳＬ３に沿ってｂ３で表される。

ここで、第１の飛行位置ｐ１から第１の部分域５８−１
に垂直線Ｌ１を下ろし、同様に第２〜第７の飛行位置ｐ
２〜ｐ７からそれぞれ第２〜第７の部分域５８−２〜５
８−７に垂直線Ｌ２〜Ｌ７を下ろすものとする。第１の
飛行位置ｐ１では、衛星は垂直線Ｌ１に関して角度θ１
で第４の部分域５８−４の部分画像をピックアップす
る。第２の飛行位置ｐ２では、衛星は垂直線Ｌ２に関し
て角度θ２で第４の部分域５８−４の部分画像をピック
アップする。さらに、第３の飛行位置ｐ３では、衛星は
垂直線Ｌ３に関して角度θ３で第４の部分域５８−４の
部分画像をピックアップする。第５、第６、および第７
の飛行位置ｐ５、ｐ６、ｐ７において第４の部分域５８
−４の部分画像をピックアップするための角度は、それ
ぞれ第１〜第３の角度θ１〜θ３に等しい。ここで、第
１〜第３の角度θ１〜θ３はそれぞれ立体視角と呼ばれ
ても良い。

第４の垂直線Ｌ４は第１〜第３の直線ＳＬ１〜ＳＬ３に
対してそれぞれ交点ｈ１，ｈ２，およびｈ３で交差す
る。第１〜第３の交点ｈ１〜ｈ３はそれぞれ第４の部分
域５８−４から高さＨ１、Ｈ２、Ｈ３を規定する。

上記の点を考慮にいれて、第１、第２、第３のベース・
ハイト比がそれぞれ、ｂ１／Ｈ１、ｂ２／Ｈ２、ｂ３／
Ｈ３で与えられる。ここで、第１、第２、第３のベース
・ハイト比が立体視角θ１、θ２、θ３に関連すること
が理解できよう。

第４図、第５図と共に第６図を参照して、立体視角とベ
ース・ハイト比との関係について説明する。第６図にお
いて、第１、第ｉ，および第ｎの部分域５１−１、５１
−ｉ、および５１−ｎに加えて、第ｆ，第ｇ，第ｋ，お
よび第ｍの部分域５１−ｆ，５１−ｇ，５１−ｋ，およ
び５１−ｍが示されている。同様に、第１、第ｉ，およ
び第ｎの光電変換器５５−１、５５−ｉ、および５５−
ｎに加えて、第ｆ，第ｇ，第ｋ，および第ｍの光電変換
器５５−ｆ，５５−ｇ，５５−ｋ，および５５−ｍが示
されている。ここで、第１、第ｆ，第ｇ，および第ｉの
部分域５１−１、５１−ｆ，５１−ｇ，および５１−ｉ
がそれぞれ、第７、第６、第５、および第４の部分域５
８−７、５８−６、５８−５、および５８−４（第５
図）に対応し、第ｋ，第ｍ、および第ｎの部分域５８−
ｋ，５８−ｍ，および５８−ｎがそれぞれ、第３、第
２、および第１の部分域５８−３、５８−２、および５
８−１に対応するものとする。観測域５１全体をカバー
するための第１の視角は、第１と第ｎの光電変換器５５
−１と５５−ｎとの間の光電変換器の数で決定され、第
５図で述べた第１の立体視角θ１の２倍に等しい。第ｆ
から第ｍの間の部分域５１−ｆ〜５１−ｍをカバーする
ための第２の視角は、第ｆと第ｍの光電変換器５５−ｆ
と５５−ｍとの間の光電変換器の数で決定され、第５図
で述べた第２の立体視角θ２の２倍に等しい。第ｇから
第ｋの間の部分域５１−ｇ〜５１−ｋをカバーするため
の第３の視角は、第ｇと第ｋの光電変換器５５−ｇと５
５−ｋとの間の光電変換器の数で決定され、第５図で述
べた第３の立体視角θ３の２倍に等しい。

高度Ｈを１００（ｋｍ）、部分域の幅Ｗ′を３０
（ｍ）、奇数ｎを１００１、第１、第２、第３のベース
・ハイト比ｂ１／Ｈ１、ｂ２／Ｈ２、ｂ３／Ｈ３をそれ
ぞれ０．３、０．２、０．１とすると、ｆ，ｇ，ｋ，お
よびｍの数はそれぞれ、１６７、３３３、６６９、８３
５となる。これらの数字は後に用いられる。なお，上記
説明では飛行位置ｐ１とｐ７，ｐ２とｐ６，ｐ３とｐ５
とが飛行位置ｐ４に関して対称であると仮定したが，こ
れらは必ずしも対称な位置関係にある必要は無い。例え
ば，飛行機のような場合飛行経路が時間と共に変化する
ことがあるからである。

第４図に戻って、衛星５０は時間ｔ１毎に各部分域上を
飛行するものとする。制御回路６０は地球局８０から送
信されたコマンド信号を受信する。コマンド信号は、後
に明らかになるように、読出し制御信号、モード選択信
号、送信指令信号、およびベース・ハイト比指定信号に
分類される。読出し制御信号の受信時、制御回路６０は
読出し速度ｆ１を有する第１の読出し信号６０−１を出
力する。第１〜第ｎの光電変換器５５−１〜５５〜ｎは
それぞれ部分域５１−１〜５１〜ｎの部分画像を第１〜
第ｎのアナログ信号に変換する。第１の読出し信号６０
−１に応答して、第１〜第ｎの光電変換器５５−１〜５
５−ｎは時間ｔ１毎に第１〜第ｎのアナログ信号を並列
にアナログ信号処置部６１に送る。

第１〜第ｎのアナログ信号に応答して、アナログ信号処
理部６１は増幅動作と並列−直列変換を行い、第１〜第
ｎの増幅信号の直列信号を出力する。第１〜第ｎの増幅
信号の直列信号はディジタル信号処理部６２に供給され
る。ディジタル信号処理部６２は第１〜第ｎの増幅信号
の直列信号を第１〜第ｎのディジタル信号の直列信号に
変換する。第１〜第ｎのディジタル信号は第１〜第ｎの
アナログ信号に１対１で対応する。

ところで、画像処理部５４はリアルタイム送信モードと
一時記憶モードとを有する。リアルタイム送信モードは
第１〜第ｎのディジタル信号をリアルタイムで地球局８
０に送信するためのモードである。一時記憶モードにつ
いては後述する。前に述べたモード選択信号はリアルタ
イム送信モードと一時記憶モードの一方を選択するため
のものである。モード選択信号に応答して、制御回路６
０は選択信号６０−２を選択回路６３に供給する。選択
信号６０−２は変調器６４と信号処理部６５の一方を選
択する。リアルタイム送信モードを選択するためのモー
ド選択信号を受信して、制御回路６０は変調器６４を選
択するための選択信号６０−２を出力する。この場合、
選択回路６３は第１〜第ｎのディジタル信号を変調器６
４に送出する。変調器６４は供給された第１〜第ｎのデ
ィジタル信号を第１〜第ｎの変調信号に変調し、これら
を送信器６６に出力する。送信器６６は、ダウンリンク
無線チャンネルを使用して第１〜第ｎの変調信号を送信
速度ｆ２でアンテナ６７を通して地球局８０に送信す
る。

第４図と共に新たに第７図を参照して、信号処理部６５
は記憶部７１、読出し部７２、および信号プロセッサ７
３を有する。前述した一時記憶モードにおいて、制御回
路６０は、一時記憶モードを選択するための選択信号６
０−２を受信時、信号処理部６５を選択するための選択
信号６０−２を出力する。制御回路６０が信号処理部６
５を選択するための選択信号６０−２を出力すると、選
択回路６３は第１〜第ｎのディジタル信号を記憶部７１
に出力する。記憶部７１は、第１〜第ｎのディジタル信
号を第１〜第ｎの記憶ディジタル信号として記憶する。

制御回路６０は、送信指令信号とベース・ハイト比指定
信号のいずれかを受信時、第２の読出し信号６０−３を
読出し部７２に供給する。送信指令信号は記憶部７１か
ら第１〜第ｎの記憶ディジタル信号のすべてを第１〜第
ｎの読出しディジタル信号として読み出すための信号で
ある。この場合、読出し部７２は第１〜第ｎの読出しデ
ィジタル信号を変調器６４に出力する。第１〜第ｎの読
出しディジタル信号は変調器６４で変調され、送信器６
６からアンテナ６７を通して地球局８０に送信される。

ベース・ハイト比指定信号は少なくとも２つの立体画像
を得るために少なくとも２つのベース・ハイト比を指定
するためのものである。ベース・ハイト比指定信号に応
答して、制御回路６０は第１〜第ｎの記憶ディジタル信
号を示す読出し指令信号を出力する。第６図で説明した
ように第１〜第３のベース・ハイト比が０．３、０．
２、０．１である時、読出し指令信号は第１、第１６
７、第３３３、第６６９、第８３５、及び第１００１番
目の記憶ディジタル信号を示す。第４図と共に第８図を
参照して、第５図、第６図で述べた如く第１〜第３のベ
ース・ハイト比が０．３、０．２、０．１である場合に
ついて説明する。第５図に示したように、衛星５０が１
００１ｔ１の時間に第１から第７の飛行位置まで飛行す
るものと仮定する。

この場合、衛星５０は１００１の部分域だけ飛行するの
で本撮像方式は１００１の異なる観測域を表す１００１
の光学画像をピックアップする。記憶部７１は１００１
の光学画像分の第１〜第１００１の部分ディジタル信号
を記憶する。読出し部７２は第１、第１６７、第３３
３、第６６９、第８３５、及び第１００１番目の記憶デ
ィジタル信号を第１、第１６７、第３３３、第６６９、
第８３５、及び第１００１番目の読出しディジタル信号
として読み出す。ここで、第１の記憶ディジタル信号
は、衛星５０が第１の飛行位置ｐ１にある時観測域５１
の第５００番目の部分域から得られた第１番目の部分信
号である。第１６７の記憶ディジタル信号は、衛星５０
が第２の飛行位置ｐ２にある時観測域５１の第５００番
目の部分域から得られた第１６７番目の部分信号であ
る。第３３３の記憶ディジタル信号は、衛星５０が第３
の飛行位置ｐ３にある時観測域５１の第５００番目の部
分域から得られた第３３３番目の部分信号である。第６
６９の記憶ディジタル信号は、衛星５０が第５の飛行位
置ｐ５にある時観測域５１の第５００番目の部分域から
得られた第６６９番目の部分信号である。第８３５の記
憶ディジタル信号は、衛星５０が第６の飛行位置ｐ６に
ある時観測域５１の第５００番目の部分域から得られた
第８３５番目の部分信号である。さらに、第１００１の
記憶ディジタル信号は、衛星５０が第７の飛行位置ｐ７
にある時観測域５１の第５００番目の部分域から得られ
た第１００１番目の部分信号である。

読出し部７２は信号プロセッサ７３に対して、第１及び
第１００１番目の読出しディジタル信号を第１のペアの
読出しディジタル信号として、第１６７及び第８３５番
目の読出しディジタル信号を第２のペア読出しディジタ
ル信号として、第３３３及び第６６９番目の読出しディ
ジタル信号を第３のペアの読出しディジタル信号として
それぞれ供給する。第１〜第３のペアの読出しディジタ
ル信号を供給されると、信号プロセッサ７３は第１〜第
３のペアの読出しディジタル信号を周知の方法で処理
し、第１〜第３のステレオ信号を出力する。第１〜第３
のステレオ信号は変調器６４により第１〜第３の変調ス
テレオ信号に変調され、送信器６６からアンテナ６７を
通して地球局８０に送信される。

上述の動作は、例えば１００１番目の光電変換器が第１
〜第１００１番目の部分域の部分画像全部をピックアッ
プするまで続けられる。それゆえ、実際には信号処理部
６５は連続する第１のステレオ信号、連続する第２のス
テレオ信号、連続する第３のステレオ信号を出力する。
第１〜第３の連続するステレオ信号は変調器６４により
連続する第１の変調ステレオ信号、連続する第２の変調
ステレオ信号、連続する第３の変調ステレオ信号に変調
される。結果として、第５００から第１００１番目の部
分域の各々について第１〜第３のステレオ信号を第１〜
第３のベース・ハイト比で得ることが出来る。一般的に
は、（ｎ−１）／２種類の立体画像を第１〜第（ｎ−
１）／２のベース・ハイト比で得ることが出来る。

尚、読出し部７２は第１〜第３のペアの読出しディジタ
ル信号を変調器６４に直接送出するようにしても良い。
これは送信速度ｆ２が読出し速度ｆ１よりも低いときに
効果的である。また，説明をわかり易くするために，読
出し部７２と信号プロセッサ７３とを別にして説明した
が、信号プロセッサ７３に読出し部の機能を持たせるこ
とは容易である。

第４図、第５図と共に第９図を参照して、本発明による
立体撮像方式の一部である地球局８０について説明す
る。本撮像方式が第１〜第７の飛行位置により特定され
る第１〜第ｎの部分域の数に等しい観測域の光学画像を
ピックアップするものと仮定する。地球局８０は、前述
した読出し制御信号、モード選択信号、送信指令信号、
及びベース・ハイト比指定信号とに分類されるコマンド
信号を出力するための制御部８１を有する。送信部８２
はアップリンク無線チャンネルを使用してコマンド信号
をアンテナ８３を通して送信する。制御部８１がリアル
タイム送信モードを選択するためのモード選択信号を出
力すると、受信器８４は送信器６６（第４図）よりリア
ルタイムで送信された第１〜第ｎの変調信号を受信す
る。復調器８５は第１〜第ｎの変調信号を第１〜第ｎの
復調信号に復調する。

第１〜第ｎの復調信号は信号処理部９０に供給される。
信号処理部９０は記憶部９１，読出し部９２，信号プロ
セッサ９３，信号変換器９４，及び表示部９５から成
る。記憶部９１は第１〜第ｎの復調信号を第１〜第ｎの
記憶信号として記憶する。

ノンステレオ画像が要求される時、読出し部９２は記憶
部９１からｉ番目の記憶信号をノンステレオ信号として
読み出す。ｉ番目の記憶信号の読出しがｎ回繰り返され
ると、読出し部９２は第１〜第ｎのノンステレオ信号を
出力する。第１〜第ｎのノンステレオ信号は第１〜第ｎ
の部分域に１対１に対応し、信号変換器９４に供給され
る。信号変換器９４は第１〜第ｎのノンステレオ信号を
テレビジョン信号に変換し、表示部９５に出力する。表
示部９５は観測域の平面画像を表示する。

第９図と共に第１０図を参照して、ベース・ハイト比
０．３が要求された場合について説明する。衛星５０が
１５００の部分域を飛行すると、本撮像方式は第１〜第
１５００番目の光学画像をピックアップすると仮定す
る。第１〜第１００１番目の復調信号は記憶部９１に第
１〜第１５００番目の光学画像に関連して第１〜第１０
０１の記憶信号として記憶されているものとする。

第１ステップＳ１では、ベース・ハイト比が０．３に決
定される。

第２ステップＳ２では、読出し部９２が第１番目の光学
画像の第１及び第１００１番目の記憶信号を第１及び第
１００１番目とによる第１のペアの読み出し信号として
読み出す。

第３ステップＳ３では、第１及び第１００１番目とによ
る第１のペアの読み出し信号が第１及び第１００１番目
の第１のペアの格納信号として信号プロセッサ９３に格
納される。この格納処理は後述するように繰り返され
る。信号プロセッサ９３は格納処理が何回繰り返された
かカウントする。

第４のステップＳ４では、信号プロセッサ９３が上記格
納動作について１５００回に達したかどうかを識別す
る。そして、１５００回より少なければ、第４のステッ
プＳ４は第２のステップＳ２に戻る。第２のステップＳ
２では、読出し部９２が記憶部９１内の第２の光学画像
のための第１〜第１００１番目の記憶信号を第１及び第
１００１番目の第２のペアの読み出し信号として読み出
す。第３のステップＳ３では、第２のペアの読み出し信
号が第２のペアの格納信号として信号プロセッサ９３に
格納される。第２〜第４のステップは上記格納処理が１
５００回に達するまで行われる。格納処理が１５００回
に達すると、第１〜第１５００のペアの読み出し信号が
第１〜第１５００のペアの格納信号として信号プロセッ
サ９３に格納される。

第４のステップＳ４から第５のステップＳ５に進むと、
信号プロセッサ９３は第１〜第１５００のペアの格納信
号を処理する。信号プロセッサ９３は第１のペアの第１
番目の格納信号と第１００１のペアの第１００１番目の
格納信号とを処理することにより、第１のステレオ信号
を出力する。続いて、信号プロセッサ９３は第２のペア
の第１番目の格納信号と第１００２のペアの第１００１
番目の格納信号とを処理することにより、第２のステレ
オ信号を出力する。以下同様にして、信号プロセッサ９
３は第１〜第５００のステレオ信号を出力する。第１〜
第５００のステレオ信号は信号交換器９４に供給され
る。

第６のステップＳ６では、信号変換器９４は第１〜第５
００のステレオ信号をテレビジョン信号に変換する。

第７のステップＳ７においては、表示部９５はテレビジ
ョン信号を観測域の立体画像として表示する。

第４図、第７図において説明したように、送信器６６は
連続する第１の変調ステレオ信号、連続する第２の変調
ステレオ信号、連続する第３の変調ステレオ信号を地球
局８０に送信する。第９図において、受信器８４は連続
する第１〜第３の変調ステレオ信号を受信する。復調器
８５は連続する第１〜第３の変調ステレオ信号を連続す
る第１の復調ステレオ信号、連続する第２の復調ステレ
オ信号、連続する第３の復調ステレオ信号に復調し、連
続する第１〜第３の復調ステレオ信号を記憶部９１に出
力する。記憶部９１は連続する第１〜第３の復調ステレ
オ信号を連続する第１の記憶ステレオ信号、連続する第
２の記憶ステレオ信号、連続する第３の記憶ステレオ信
号として記憶する。第１のベース・ハイト比で第１の立
体画像を得るためには、読出し部９２は連続する第１の
記憶ステレオ信号を、連続する第１の読出しステレオ信
号として読み出し、信号変換器９４に供給する。信号変
換器９４は連続する第１の読出しステレオ信号を第１の
テレビジョン信号に変換する。表示部９５は第１のテレ
ビジョン信号を第１のベース・ハイト比による観測域の
立体画像として表示する。

以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本
発明はこれに限らず様々な変形が考えられる。例えば、
ｎは３以上の偶数でも良い。もちろん、本発明は衛星に
限らず通常の飛行機にも適用できる。また、光学系は、
異なるスペクトル特性のスペクトルフィルタを用いて一
度に複数の光学画像を複数の焦点領域に形成するように
しても良い。この場合、複数の光電変換部が複数の焦点
領域のそれぞれに設けられる。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、１つの光学系
で複数のベース・ハイト比による複数種類の立体画像を
得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の立体撮像方式を説明するための略視図、
第２図は第１図に示された信号処理部と光学系の概略
図、第３図は第１図に示された立体撮像方式の一部とし
て動作する地球局の概略ブロック構成図、第４図は本発
明の実施例を説明するために観測域と衛星とを概略的に
示した図、第５図はベース・ハイト比を説明するための
図、第６図は第４図に示された光電変換器と観測域との
関係を示した図、第７図は第４図に示された信号処理部
のブロック図、第８図は第７図に示された信号処理部の
動作を説明するための図、第９図は第４図に示された立
体撮像方式の一部として動作する地球局の概略ブロック
構成図、第１０図は第９図に示された地球局における信
号処理部の動作を説明するためのフローチャート図。 図中、５０は衛星，５１は観測域，５４は画像処理部，
５５は光電変換器，６０は制御回路，６１はアナログ信
号処理部，６２はディジタル信号処理部，６５は信号処
理回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】観測域の上空を所定方向に飛行する飛行体
   と組合わされ、該飛行体に搭載されて焦点領域上に前記
   観測域の光学画像を形成する光学系と該光学系と結合さ
   れて前記光学画像を電気的に処理する画像処理手段とを
   含む撮像方式において、 前記観測域を等分した部分観測域上を１つ越えるごと
   に，前記光学画像を，前記部分観測領域を表す複数の部
   分電気信号に変換するように前記焦点領域上に設けら
   れ、前記部分観測域に１対１で対応する複数（４以上）
   の光電変換器と、 前記複数の光電変換器に結合され前記複数の部分電気信
   号を複数の立体画像に処理する信号処理手段とを有し、 前記複数の光電変換器は、前記飛行体がある位置にある
   時に、その直下より前方の複数の部分観測域を表す複数
   の前方用部分電気信号と前記直下より後方の複数の部分
   観測域を表す複数の後方用部分電気信号とを出力し、 前記信号処理手段は、 前記複数の前方用部分電気信号と前記複数の後方用部分
   電気信号とをそれぞれ前方用部分記憶信号、後方用部分
   記憶信号として記憶する記憶手段と、 該記憶手段に接続され１つの前記前方用部分記憶信号、
   ひとつの後方用部分記憶信号を一組として前方用部分読
   出し信号、後方用部分読出し信号として複数組読み出
   し、複数の部分観測域の立体画像を得るために処理する
   手段とを含み、 前記１つの前方用部分記憶信号は前記飛行体が前記ある
   位置にある時に、前記複数の光電変換器のうちの１つの
   光電変換器により前記直下より前方のある部分観測域に
   ついて変換されたものであり、一方、前記１つの後方用
   部分記憶信号は前記飛行体が前記ある部分観測域上を通
   過した後に、前記複数の光電変換器のうち前記１つの光
   電変換器と所定の対応関係にある１つの光電変換器によ
   り前記ある部分観測域について変換されたものであるこ
   とを特徴とする立体撮像方式。
2. 【請求項２】請求項１記載の立体撮像方式において、前
   記光学画像を前記所定方向に関して前方用画像と後方用
   画像とに分割するために前記複数の光電変換器を前記所
   定方向に直角な中心線によって前方用光電変換器群と後
   方用光電変換器群とに分割して、前記前方用光電変換器
   群と後方用光電変換器群はそれぞれ前記複数の部分電気
   信号を前記前方用画像を表す複数の前方用部分電気信号
   と複数の前記後方用画像を表す複数の後方用部分電気信
   号とに分け、しかも前記前方用光電変換器群と後方用光
   電変換器群はそれぞれ前記中心線に関して対称であって
   １つ以上の所定数の光電変換器を間におく対称関係にあ
   る光電変換器から成り、前記所定数はこれに等しい数の
   前記部分観測域をカバーする視角を決定するものである
   ことを特徴とする立体撮像方式。