JPH06307980A - 光学センサのシステム試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動の影響を受けず、近距離に設置された観
測対象をもとに光学センサのシステム試験を行う。 【構成】 試験の供試体である光学センサ１以外に、観
測対象を走査するための回転ミラー１５と、観測距離を
短縮化させるためのアタッチメントレンズ１７と、評価
用の観測像を与えるためのターゲットボード１８とを具
備している。 【効果】 振動の影響を受けず、且つ近距離での光学セ
ンサシステム試験が可能であるため、屋内で季節や天候
に左右されずにシステム試験が行える。また、ターゲッ
トボードを用いたため、システム評価に適した観測像が
与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、人工衛星等の飛翔体
に搭載して地球表面等を観測する光学センサのシステム
試験方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、人工衛星等の飛翔体に搭載して
地球表面等の観測を行なう光学センサのシステム性能を
地上で事前に確認するための従来のシステム試験方法を
示す図である。図において１は光学センサであり、この
光学センサ１はポインティングミラー２、シュミット補
正板３、平面鏡４、主鏡５、補正レンズ６、分光プリズ
ム７、フォトダイオードアレイによるｎ個の検出器８、
検出器ドライバ９、増幅器１０及びＡ／Ｄ変換器１１と
から成っている。また１２は回転台、１３は観測対象、
１４はシステム試験装置である。

【０００３】次に動作について図９を用いて説明する。
光学センサ１は回転台１２の上に設置されており、回転
台１２を回転させながら観測対象１３を観測することに
なる。この場合、光学センサ１にはプランクの熱放射則
に従って放射される観測対象１３からの放射光と、観測
対象１３によって反射された太陽の反射光とが同時に観
測光として入射する。この観測光はポインティングミラ
ー２で反射されてからシュミット補正板３に向かう。こ
のシュミット補正板３は非球面の形状をしており、広画
角であっても特に球面収差及びコマ収差の小さな光学系
を実現する目的で使用され、観測光の波面を補正するた
めのものである。シュミット補正板３を通過した観測光
は平面鏡４によって反射された後、球面鏡からなる主鏡
５に向かう。主鏡５によって集光された観測光は補正レ
ンズ６を通過した後、分光プリズム７によって観測光が
ｎバンドにスペクトル分割される。このスペクトル分割
されたｎバンドの観測光は、分光プリズム７上に設置さ
れた平面状の一次元フォトダイオードアレイからなるｎ
個の検出器８に向かい、それぞれの検出器８によって光
電変換される。この場合、主鏡５によって集光された観
測光は像面が球面であるため、このままでは平面状の一
次元フォトダイオードアレイからなる検出器８上で結像
しなくなるため、補正レンズ６によって観測光の像面を
球面から平面に変換する目的で使用される。

【０００４】ｎ個の検出器８によって光電変換されたｎ
バンドの観測信号は、検出器ドライバ９の制御によって
バンド毎に時系列の観測信号として取り出された後、増
幅器１０に向かう。増幅器１０によってバンド毎に所定
のレベルに増幅された観測信号は、その後、ｍビットの
Ａ／Ｄ変換器１１によってバンド毎にＡ／Ｄ変換が行な
われる。このＡ／Ｄ変換されたｎバンドの観測信号はシ
ステム試験装置１４に導かれ、システム試験装置１４内
の図示していないディジタイジングオシロスコープによ
って観測信号の波形観測が行なわれたり、あるいは図示
していない記録装置に記録されたりする。この記録され
た観測信号をもとに信号処理を施せば観測対象１３の画
像を得ることができるため、この観測画像を用いて光学
センサ１のシステム性能を解析することができる。尚、
回転台１２の回転方向は、光学センサ１を搭載する飛翔
体の飛翔方向に対応しており、飛翔方向の走査は回転台
１２の回転によって行なわれる。また、回転方向に直交
する方向は検出器８のフォトダイオードアレイの並び方
向に一致しており、飛翔方向に直交する方向の走査は検
出器８及び検出器ドライバ９の制御によって行なわれ
る。したがって、この両方向の走査によって観測対象１
３の二次元画像が取得できることになる。

【０００５】図９に示す従来のシステム試験方法におい
て必要となる光学センサ１から観測対象１３までの観測
距離Ｒは次式で表される。

【０００６】

【数１】

【０００７】ここでＤは光学センサ１の有効開口径、λ
は観測光の波長である。例えば、光学センサ１の有効開
口径Ｄが２００ｍｍ、分光プリズム７によってスペクト
ル分割された観測光の波長の中で最も短い波長λが０．
５μｍの場合、必要となる観測距離Ｒは４０Ｋｍ以上と
なる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の光学センサのシ
ステム試験方法は以上のように構成されているので、光
学センサ１の分解能が高分解能化するにしたがって、回
転台１２から光学センサ１に伝わる振動の観測画像への
影響が無視できなくなる問題点があった。また、光学セ
ンサ１の有効開口径Ｄが大きくなるにしたがって、ある
いは観測光の波長λが短くなるにしたがって観測距離Ｒ
が増大し、空気の揺らぎの影響を受けやすくなり、特に
夏場は鮮明な画像が取得できにくいという問題点があっ
た。さらに、観測対象１３が屋外に限定されるため、シ
ステム評価に適した観測輝度や観測パターンを有する観
測対象１３を設定することが困難であるという問題点が
あった。加えて、図９に示すような光学センサ１にあっ
ては、人工衛星等の飛翔体に搭載して地球表面等を観測
する場合、ポインティングミラー２を回転させることに
よって光学センサ１の観測視野方向が変更できるため、
飛翔時の異なる軌道から同一観測対象を観測して、観測
対象の立体像を得ることができる。しかるに、従来の光
学センサのシステム試験方法ではこの立体視性能の評価
を事前に行なうことが困難であるという問題点があっ
た。

【０００９】この発明は上記のような課題を改善するた
めになされたもので、回転ミラーを用いることによって
振動の影響を除去している。また、焦点調整レンズ、ア
タッチメントレンズまたは折返しミラーを単独或いは組
み合わせて用いることによって、観測距離の短縮化を可
能ならしめている。さらに、ターゲットボードを用いる
ことによって、システム評価や立体視性能評価に適した
観測輝度や観測パターンの設定を可能ならしめている。
加えて、投影機を用いることによって観測距離や季節に
左右されないシステム試験方法を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる光学セ
ンサのシステム試験方法は、回転ミラーを用いるもので
ある。

【００１１】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、回転ミラーと焦点調整レンズとを用い
るものである。

【００１２】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、アタッチメントレンズ、回転ミラー及
びターゲットボードとを用いるものである。

【００１３】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、アタッチメントレンズ、回転ミラー及
び可変輝度を有するターゲットボードとを用いるもので
ある。

【００１４】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、アタッチメントレンズ、回転ミラー及
びロール機構を有するターゲットボードとを用いるもの
である。

【００１５】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、アタッチメントレンズ、回転ミラー、
折返しミラー及びターゲットボードとを用いるものであ
る。

【００１６】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、投影部とコリメータ部とから成る投影
機を用いるものである。

【００１７】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、発光部とコリメータ部とから成る投影
機を用いるものである。

【００１８】

【作用】この発明に係わる光学センサのシステム試験方
法は、回転ミラーを用いるシステム試験方法であり、振
動の影響を受けないシステム試験が可能である。

【００１９】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、回転ミラーと焦点調整レンズとを用い
るシステム試験方法であり、振動の影響を受けず、且つ
短い観測距離でのシステム試験が可能である。

【００２０】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、アタッチメントレンズ、回転ミラー及
びターゲットボードとを用いるシステム試験方法であ
り、振動の影響を受けず、且つ短い観測距離でのシステ
ム試験が可能である。

【００２１】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、アタッチメントレンズ、回転ミラー及
び可変輝度を有するターゲットボードとを用いるシステ
ム試験方法であり、振動の影響を受けず、短い観測距離
で、且つ観測輝度を変えたシステム試験が可能である。

【００２２】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、アタッチメントレンズ、回転ミラー及
びロール機構を有するターゲットボードとを用いるシス
テム試験方法であり、振動の影響を受けず、短い観測距
離で、且つ観測パターンを変えたシステム試験が可能で
ある。

【００２３】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、アタッチメントレンズ、回転ミラー、
折返しミラー及びターゲットボードとを用いるシステム
試験方法であり、振動の影響を受けず、且つ狭い場所で
のシステム試験が可能である。

【００２４】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、投影部とコリメータ部とから成る投影
機を用いるシステム試験方法であり、振動及び観測距離
に左右されないシステム試験が可能である。

【００２５】また、この発明に係わる光学センサのシス
テム試験方法は、発光部とコリメータ部とから成る投影
機を用いるシステム試験方法であり、振動及び観測距離
に左右されないシステム試験が可能である。

【００２６】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明に係わる光学センサのシステム試
験方法を示す図であり、図１において、１は光学センサ
であり、この光学センサ１はポインティングミラー２、
シュミット補正板３、平面鏡４、主鏡５、補正レンズ
６、分光プリズム７、フォトダイオードアレイによるｎ
個の検出器８、検出器ドライバ９、増幅器１０及びＡ／
Ｄ変換器１１とから成っている。１３は観測対象、１４
はシステム試験装置及び１５は回転ミラーである。

【００２７】次にこの発明の動作について図１を用いて
説明する。光学センサ１は図示していない光学ベンチの
上に設置されており、光学センサ１の開口部近傍の所定
の位置に設置した平面鏡からなる回転ミラー１５を所定
の速度で回転させながら観測対象１３を観測することに
なる。この場合、光学センサ１には回転ミラー１５によ
って反射された観測対象１３からの観測光が入射する。
この観測光はポインティングミラー２で反射されてから
シュミット補正板３に向かう。シュミット補正板３を通
過した観測光は平面鏡４によって反射された後、主鏡５
に向かう。

【００２８】主鏡５によって集光された観測光は補正レ
ンズ６を通過した後、分光プリズム７によって観測光が
ｎバンドにスペクトル分割される。このスペクトル分割
されたｎバンドの観測光は分光プリズム７上に設置され
た一次元のフォトダイオードアレイによるｎ個の検出器
８に向かい、それぞれの検出器８によって光電変換され
る。このｎ個の検出器８によって光電変換されたｎバン
ドの観測信号は、検出器ドライバ９の制御によってバン
ド毎に時系列の観測信号として取り出された後、増幅器
１０に向かう。増幅器１０によってバンド毎に増幅され
た観測信号は、その後、Ａ／Ｄ変換器１１によってバン
ド毎にＡ／Ｄ変換が行なわれる。

【００２９】このＡ／Ｄ変換されたｎバンドの観測信号
はシステム試験装置１４に導かれ、システム試験装置１
４内の図示していないディジタイジングオシロスコープ
によって観測信号の波形観測が行なわれたり、あるいは
図示していない記録装置に記録されたりする。この記録
された観測信号をもとに信号処理を施せば観測対象１３
の画像を得ることができるため、この観測画像を用いて
光学センサ１のシステム性能を解析することができる。
尚、回転ミラー１５の回転方向は、光学センサ１を搭載
する飛翔体の飛翔方向に対応しており、飛翔方向の走査
は回転ミラー１５の回転によって行なわれる。また、回
転方向に直交する方向は検出器８のフォトダイオードア
レイの並び方向に一致しており、飛翔方向に直交する方
向の走査は検出器８及び検出器ドライバ９の制御によっ
て行なわれる。したがって、この両方向の走査によって
観測対象１３の二次元画像が取得できることになる。

【００３０】この発明の光学センサのシステム試験方法
においては、光学センサ１は静止した状態のままである
にもかかわらず、回転ミラー１５が回転して人工衛星等
の飛翔体の飛翔方向に対応する走査を行なうことができ
る。したがって、従来の光学センサのシステム試験方法
のように、回転台の振動が供試体である光学センサ１に
直接伝わることがないため、振動の影響を受けずに光学
センサ１のシステム試験が行なえる。尚、上記実施例で
は回転ミラー１５として平面鏡を用いた場合について説
明したが、回転ミラー１５は平面鏡を組み合わせた多面
鏡であっても差し支えない。

【００３１】実施例２．次に、この発明の他の実施例を
図について説明する。図２はこの発明の第２の実施例に
係わる光学センサのシステム試験方法を示す図であり、
図２において、１は光学センサであり、この光学センサ
１はポインティングミラー２、シュミット補正板３、平
面鏡４、主鏡５、補正レンズ６、分光プリズム７、フォ
トダイオードアレイによるｎ個の検出器８、検出器ドラ
イバ９、増幅器１０及びＡ／Ｄ変換器１１とから成って
いる。１３は観測対象、１５は回転ミラー及び１６は焦
点調整レンズである。

【００３２】次にこの発明の動作について図２を用いて
説明する。焦点調整レンズ１６は、例えば主鏡５と補正
レンズ６との間の光路内に設置されている。光学センサ
１は図示していない光学ベンチの上に設置されており、
回転ミラー１５を所定の速度で回転させながら観測対象
１３を観測することになる。回転ミラー１５で反射され
た観測対象１３からの観測光は、ポインティングミラー
２及びシュミット補正板３を経た後、主鏡５に向かう。
主鏡５によって集光された観測光は焦点調整レンズ１６
及び補正レンズ６を経た後、分光プリズム７によって観
測光がｎバンドにスペクトル分割される。このスペクト
ル分割されたｎバンドの観測光は分光プリズム７上に設
置された一次元のフォトダイオードアレイによるｎ個の
検出器８に向かい、それぞれの検出器８によって光電変
換される。このｎ個の検出器８によって光電変換された
ｎバンドの観測信号は、検出器ドライバ９の制御によっ
てバンド毎に時系列の観測信号として取り出された後、
増幅器１０に向かう。増幅器１０によってバンド毎に増
幅された観測信号は、その後、Ａ／Ｄ変換器１１によっ
てバンド毎にＡ／Ｄ変換が行なわれる。

【００３３】光学センサ１の観測距離Ｒは焦点調整レン
ズ１６がない場合は”数１”で与えられるが、この発明
の光学センサのシステム試験方式では観測距離Ｒは次式
で与えられる。

【００３４】

【数２】

【００３５】ここでｆ及びＤはそれぞれ光学センサ１の
焦点距離及び有効開口径である。また、λは観測光の波
長、δは焦点調整レンズの焦点調整量である。例えば、
光学センサ１の焦点距離ｆ及び有効開口径Ｄがそれぞれ
６７０ｍｍ及び２００ｍｍ、観測光の波長λが０．５μ
ｍ、焦点調整レンズ１６の焦点調整量δが１００μｍの
場合、観測距離Ｒは４Ｋｍとなる。したがって、焦点調
整レンズ１６が無い場合に必要とする観測距離Ｒの約１
／１０の距離で観測対象の観測が行なえることになる。

【００３６】光学センサ１の開口部近傍の所定の位置に
設置した回転ミラー１５の回転方向は、光学センサ１を
搭載する飛翔体の飛翔方向に対応しており、飛翔方向の
走査は回転ミラー１５の回転によって行なわれる。ま
た、回転方向に直交する方向は検出器８のフォトダイオ
ードアレイの並び方向に一致しており、飛翔方向に直交
する方向の走査は検出器８及び検出器ドライバ９の制御
によって行なわれる。したがって、この両方向の走査に
よって”数２”で定まる観測距離Ｒにある対象１３の二
次元画像が取得できることになる。

【００３７】実施例３．次に、この発明の他の実施例を
図について説明する。図３はこの発明の第３の実施例に
係わる光学センサのシステム試験方法を示す図であり、
図３において、１は光学センサであり、この光学センサ
１はポインティングミラー２、シュミット補正板３、平
面鏡４、主鏡５、補正レンズ６、分光プリズム７、フォ
トダイオードアレイによるｎ個の検出器８、検出器ドラ
イバ９、増幅器１０及びＡ／Ｄ変換器１１とから成って
いる。１５は回転ミラー、１７はアタッチメントレン
ズ、１８はターゲットボードである。

【００３８】次にこの発明の動作について図３を用いて
説明する。光学センサ１は図示していない光学ベンチの
上に設置されており、回転ミラー１５を所定の速度で回
転させながらターゲットボード１８を観測する。回転ミ
ラー１５で反射されたターゲットボード１８からの観測
光は、光学センサ１の開口部近傍の所定の位置に設置し
たアタッチメントレンズ１７を通過し、さらに、ポイン
ティングミラー２及びシュミット補正板３を経た後、主
鏡５に向かう。主鏡５によって集光された観測光は補正
レンズ６を経た後、分光プリズム７によって観測光がｎ
バンドにスペクトル分割される。このスペクトル分割さ
れたｎバンドの観測光は分光プリズム７上に設置された
一次元のフォトダイオードアレイによるｎ個の検出器８
に向かい、それぞれの検出器８によって光電変換され
る。このｎ個の検出器８によって光電変換されたｎバン
ドの観測信号は、検出器ドライバ９の制御によってバン
ド毎に時系列の観測信号として取り出された後、増幅器
１０に向かう。増幅器１０によってバンド毎に増幅され
た観測信号は、その後、Ａ／Ｄ変換器１１によってバン
ド毎にＡ／Ｄ変換が行なわれる。

【００３９】この発明の光学センサのシステム試験方法
では、ターゲットボード１８はアタッチメントレンズ１
７が有する一方の焦点に設置されている。ターゲットボ
ード１８は例えばスリガラスとその支持枠とから構成さ
れており、スリガラスの面上には、例えば数種類の矩形
や円形等の幾何模様からなる評価用パターンが観測像と
して直接プリントされているか、またはフィルム等で形
成された評価用パターンがスリガラス面上に接着された
構造になっている。光学センサ１は人工衛星等の飛翔体
に搭載して観測を行なうため、その観測距離は例えば８
００Ｋｍ程度であり、ほぼ無限遠と見做される距離であ
る。したがってアタッチメントレンズ１７が無い状態
で、例えば光学センサ１から１００ｍ程度の有限の距離
に設置された前記ターゲットボード１８を観測した場
合、ターゲットボード１８上の観測像は光学センサ１内
のｎ個の検出器８の面上では結像しなくなるため、画像
ボケを生じることになる。アタッチメントレンズ１７
は、このデフォーカスによる画像ボケを補正するために
使用されるものであり、１００ｍ程度の有限距離に設置
されたターゲットボード１８であっても画像ボケを生じ
ることなく光学センサ１によって観測像が観測できる機
能を有している。このため、アタッチメントレンズ１７
は例えば凸レンズの形状をしており、このアタッチメン
トレンズ１７を用いることによって、ターゲットボード
１８上の観測像を光学センサ１内のｎ個の検出器８の面
上に結像させることができる。尚、アタッチメントレン
ズ１７は、色収差等を除去する目的で複数枚のレンズか
ら構成される場合がある。

【００４０】アタッチメントレンズ１７近傍の所定の位
置に設置した回転ミラー１５の回転方向は、光学センサ
１を搭載する飛翔体の飛翔方向に対応しており、飛翔方
向の走査は回転ミラー１５の回転によって行なわれる。
また、回転方向に直交する方向は検出器８のフォトダイ
オードアレイの並び方向に一致しており、飛翔方向に直
交する方向の走査は検出器８及び検出器ドライバ９の制
御によって行なわれる。したがって、この両方向の走査
によってアタッチメントレンズ１７の一方の焦点距離で
定まる位置に設置したターゲットボード１８の二次元画
像が取得できることになる。

【００４１】実施例４．次に、この発明の他の実施例を
図について説明する。図４はこの発明の第４の実施例に
係わる光学センサのシステム試験方法を示す図であり、
図４において、１は光学センサであり、この光学センサ
１はポインティングミラー２、シュミット補正板３、平
面鏡４、主鏡５、補正レンズ６、分光プリズム７、フォ
トダイオードアレイによるｎ個の検出器８、検出器ドラ
イバ９、増幅器１０及びＡ／Ｄ変換器１１とから成って
いる。１５は回転ミラー、１７はアタッチメントレン
ズ、１８は可変輝度を有するターゲットボードである。

【００４２】次にこの発明の動作について図４を用いて
説明する。光学センサ１は図示していない光学ベンチの
上に設置されており、回転ミラー１５を所定の速度で回
転させながら観測対象である可変輝度を有するターゲッ
トボード１８を観測する。回転ミラー１５で反射された
ターゲットボード１８からの観測光は、光学センサ１の
開口部近傍の所定の位置に設置したアタッチメントレン
ズ１７を通過し、さらに、ポインティングミラー２及び
シュミット補正板３を経た後、主鏡５に向かう。主鏡５
によって集光された観測光は補正レンズ６を経た後、分
光プリズム７によって観測光がｎバンドにスペクトル分
割される。このスペクトル分割されたｎバンドの観測光
は分光プリズム７上に設置された一次元のフォトダイオ
ードアレイによるｎ個の検出器８に向かい、それぞれの
検出器８によって光電変換される。このｎ個の検出器８
によって光電変換されたｎバンドの観測信号は、検出器
ドライバ９の制御によってバンド毎に時系列の観測信号
として取り出された後、増幅器１０に向かう。増幅器１
０によってバンド毎に増幅された観測信号は、その後、
Ａ／Ｄ変換器１１によってバンド毎にＡ／Ｄ変換が行な
われる。

【００４３】この発明の光学センサのシステム試験方法
では、ターゲットボード１８は観測ボード１８ａと照明
系１８ｂとから構成されている。観測ボード１８ａ上に
は評価用パターンが観測像として用意されており、この
観測ボード１８ａの輝度レベルは照明系１８ｂの照明輝
度を図示していない制御器によって制御することにより
変化させることができる。この可変輝度を有するターゲ
ットボード１８を使用することによって、観測対象１３
の輝度レベルが変えられるため、観測対象１３の輝度に
応じた光学センサ１のシステム評価が可能となる。

【００４４】実施例５．次に、この発明の他の実施例を
図について説明する。図５はこの発明の第５の実施例に
係わる光学センサのシステム試験方法を示す図であり、
図５において、１は光学センサであり、この光学センサ
１はポインティングミラー２、シュミット補正板３、平
面鏡４、主鏡５、補正レンズ６、分光プリズム７、フォ
トダイオードアレイによるｎ個の検出器８、検出器ドラ
イバ９、増幅器１０及びＡ／Ｄ変換器１１とから成って
いる。１５は回転ミラー、１７はアタッチメントレン
ズ、１８はロール機構を有するターゲットボードであ
る。

【００４５】次にこの発明の動作について図５を用いて
説明する。光学センサ１は図示していない光学ベンチの
上に設置されており、回転ミラー１５を所定の速度で回
転させながら観測対象であるロール機構を有するターゲ
ットボード１８を観測する。回転ミラー１５で反射され
たターゲットボード１８からの観測光は、光学センサ１
の開口部近傍の所定の位置に設置したアタッチメントレ
ンズ１７を通過し、さらに、ポインティングミラー２及
びシュミット補正板３を経た後、主鏡５に向かう。主鏡
５によって集光された観測光は補正レンズ６を経た後、
分光プリズム７によって観測光がｎバンドにスペクトル
分割される。このスペクトル分割されたｎバンドの観測
光は分光プリズム７上に設置された一次元のフォトダイ
オードアレイによるｎ個の検出器８に向かい、それぞれ
の検出器８によって光電変換される。このｎ個の検出器
８によって光電変換されたｎバンドの観測信号は、検出
器ドライバ９の制御によってバンド毎に時系列の観測信
号として取り出された後、増幅器１０に向かう。増幅器
１０によってバンド毎に増幅された観測信号は、その
後、Ａ／Ｄ変換器１１によってバンド毎にＡ／Ｄ変換が
行なわれる。

【００４６】この発明の光学センサのシステム試験方法
では、ターゲットボード１８は観測ボード１８ａとロー
ル機構１８ｃとから構成されている。観測ボード１８ａ
上には評価用パターンが観測像として用意されており、
この各種の観測像はあらかじめロール機構１８ｃに巻き
付けられているが、ロール機構１８ｃを図示していない
制御器によって制御することにより容易に所定の観測像
に設定することができる。このロール機構１８ｃを有す
るターゲットボード１８を使用することによって、各種
の観測対象に応じた観測像を用意することができるた
め、例えば飛翔時の異なる軌道から同一観測対象を観測
して得られる場合を前提とした観測像を数種類用意する
ことによって、光学センサ１の立体視性能の評価を行な
うことができる。尚、この発明の光学センサのシステム
試験方式のターゲットボード１８内に観測像の輝度を変
更させるための照明系を設置して、光学センサ１のシス
テム試験が行なえることはもちろんである。

【００４７】実施例６．次に、この発明の他の実施例を
図について説明する。図６はこの発明の第６の実施例に
係わる光学センサのシステム試験方法を示す図であり、
図６において、１は光学センサであり、この光学センサ
１はポインティングミラー２、シュミット補正板３、平
面鏡４、主鏡５、補正レンズ６、分光プリズム７、フォ
トダイオードアレイによるｎ個の検出器８、検出器ドラ
イバ９、増幅器１０及びＡ／Ｄ変換器１１とから成って
いる。１５は回転ミラー、１７はアタッチメントレン
ズ、１８はターゲットボード、１９は折返しミラーであ
る。

【００４８】次にこの発明の動作について図６を用いて
説明する。光学センサ１は図示していない光学ベンチの
上に設置されており、回転ミラー１５を所定の速度で回
転させながら観測対象であるターゲットボード１８を観
測する。このとき、ターゲットボード１８からの観測光
は折返しミラー１９ａ及び１９ｂを経て回転ミラー１５
に向かう。回転ミラー１５で反射されたターゲットボー
ド１８からの観測光は、光学センサ１の開口部近傍の所
定の位置に設置したアタッチメントレンズ１７を通過
し、さらに、ポインティングミラー２及びシュミット補
正板３を経た後、主鏡５に向かう。主鏡５によって集光
された観測光は補正レンズ６を経た後、分光プリズム７
によって観測光がｎバンドにスペクトル分割される。こ
のスペクトル分割されたｎバンドの観測光は分光プリズ
ム７上に設置された一次元のフォトダイオードアレイに
よるｎ個の検出器８に向かい、それぞれの検出器８によ
って光電変換される。このｎ個の検出器８によって光電
変換されたｎバンドの観測信号は、検出器ドライバ９の
制御によってバンド毎に時系列の観測信号として取り出
された後、増幅器１０に向かう。増幅器１０によってバ
ンド毎に増幅された観測信号は、その後、Ａ／Ｄ変換器
１１によってバンド毎にＡ／Ｄ変換が行なわれる。

【００４９】この発明の光学センサのシステム試験方法
では、折返しミラー１９はターゲットボード１８と回転
ミラー１５との間に設置されている。ターゲットボード
１８はアタッチメントレンズ１７が有する一方の焦点に
設置されているが、設置場所が狭い場所での光学センサ
１のシステム試験を可能にするために、折返しミラー１
９ａ及び１９ｂによって光路長を曲げることにより、光
学的に必要な距離を確保している。

【００５０】アタッチメントレンズ１７近傍の所定の位
置に設置した回転ミラー１５の回転方向は、光学センサ
１を搭載する飛翔体の飛翔方向に対応しており、飛翔方
向の走査は回転ミラー１５の回転によって行なわれる。
また、回転方向に直交する方向は検出器８のフォトダイ
オードアレイの並び方向に一致しており、飛翔方向に直
交する方向の走査は検出器８及び検出器ドライバ９の制
御によって行なわれる。したがって、この両方向の走査
によってアタッチメントレンズ１７の一方の焦点距離で
定まる位置に設置したターゲットボード１８の二次元画
像が取得できることになる。尚、ここでは折返しミラー
の枚数は２枚で説明したが、２枚以上であっても差しつ
かえないことは勿論である。

【００５１】実施例７．次に、この発明の他の実施例を
図について説明する。図７はこの発明の第７の実施例に
係わる光学センサのシステム試験方法を示す図であり、
図７において、１は光学センサであり、この光学センサ
１はポインティングミラー２、シュミット補正板３、平
面鏡４、主鏡５、補正レンズ６、分光プリズム７、フォ
トダイオードアレイによるｎ個の検出器８、検出器ドラ
イバ９、増幅器１０及びＡ／Ｄ変換器１１とから成って
いる。２０は投影機である。

【００５２】次にこの発明の動作について図７を用いて
説明する。光学センサ１は図示していない光学ベンチの
上に設置されており、光学センサ１の開口部近傍の所定
の位置に光学センサ１と対向する形で投影機２０が設置
されている。投影機２０からの観測光はポインティング
ミラー２に向かって出射されたが、この観測光はポイン
ティングミラー２及びシュミット補正板３を経た後、主
鏡５に向かう。主鏡５によって集光された観測光は補正
レンズ６を経た後、分光プリズム７によって観測光がｎ
バンドにスペクトル分割される。このスペクトル分割さ
れたｎバンドの観測光は分光プリズム７上に設置された
一次元のフォトダイオードアレイによるｎ個の検出器８
に向かい、それぞれの検出器８によって光電変換され
る。このｎ個の検出器８によって光電変換されたｎバン
ドの観測信号は、検出器ドライバ９の制御によってバン
ド毎に時系列の観測信号として取り出された後、増幅器
１０に向かう。増幅器１０によってバンド毎に増幅され
た観測信号は、その後、Ａ／Ｄ変換器１１によってバン
ド毎にＡ／Ｄ変換が行なわれる。

【００５３】この発明の光学センサのシステム試験方法
では、投影機２０は投影像を生成するためのフィルム機
構２０ａ１と所定の輝度でフィルムを照明するための照
明系２０ａ２とから成る投影部２０ａと、平行光を出射
するためのコリメータ部２０ｂとから成っている。フィ
ルム機構２０ａ１は観測像がプリンとされたフィルムと
そのフィルムを所定の速度で移動させるための巻き上げ
機構とを内蔵しており、フィルム自体は照明系２０ａ２
によって照明されている。投影部２０ａからの拡散光は
コリメータ部２０ｂによって平行光に変換された後、投
影機２０からの観測光として光学センサ１に向かって出
射される。この場合、フィルムの移動方向は光学センサ
１を搭載する飛翔体の飛翔方向に対応しており、飛翔方
向の走査はフィルムの移動によって行なわれる。また、
フィルムの移動方向に直交する方向は検出器８のフォト
ダイオードアレイの並び方向に一致しており、飛翔方向
に直交する方向の走査は検出器８及び検出器ドライバ９
の制御によって行なわれる。したがって、この両方向の
走査によって投影機２０からの二次元画像が取得できる
ことになる。尚、上記実施例では照明系２０ａ２の輝度
は一定であるとして説明したが、可変輝度を有する照明
系２０ａ２にすることによって、フィルム上にプリンと
された観測像の輝度レベルが変えられることは勿論であ
る。

【００５４】実施例８．次に、この発明の他の実施例を
図について説明する。図８はこの発明の第８の実施例に
係わる光学センサのシステム試験方法を示す図であり、
図８において、１は光学センサであり、この光学センサ
１はポインティングミラー２、シュミット補正板３、平
面鏡４、主鏡５、補正レンズ６、分光プリズム７、フォ
トダイオードアレイによるｎ個の検出器８、検出器ドラ
イバ９、増幅器１０及びＡ／Ｄ変換器１１とから成って
いる。２０は投影機である。

【００５５】次にこの発明の動作について図８を用いて
説明する。光学センサ１は図示していない光学ベンチの
上に設置されており、光学センサ１の開口部近傍の所定
の位置に光学センサ１と対向する形で投影機２０が設置
されている。投影機２０からの観測光はポインティング
ミラー２に向かって出射されたが、この観測光はポイン
ティングミラー２及びシュミット補正板３を経た後、主
鏡５に向かう。主鏡５によって集光された観測光は補正
レンズ６を経た後、分光プリズム７によって観測光がｎ
バンドにスペクトル分割される。このスペクトル分割さ
れたｎバンドの観測光は分光プリズム７上に設置された
一次元のフォトダイオードアレイによるｎ個の検出器８
に向かい、それぞれの検出器８によって光電変換され
る。このｎ個の検出器８によって光電変換されたｎバン
ドの観測信号は、検出器ドライバ９の制御によってバン
ド毎に時系列の観測信号として取り出された後、増幅器
１０に向かう。増幅器１０によってバンド毎に増幅され
た観測信号は、その後、Ａ／Ｄ変換器１１によってバン
ド毎にＡ／Ｄ変換が行なわれる。

【００５６】この発明の光学センサのシステム試験方法
では、投影機２０は投影像を生成するための発光部２０
ｃと、平行光を出射するためのコリメータ部２０ｂとか
ら成っている。発光部２０ｃは例えば液晶のようなマト
リクス状の発光面から構成されており、発光面上の点滅
パターンを図示していない制御器によって時間と共に変
化するようにして投影像を得ている。発光部２０ｃから
の拡散光はコリメータ部２０ｂによって平行光に変換さ
れた後、投影機２０からの観測光として光学センサ１に
向かって出射される。この場合、発光部２０ｃの点滅パ
ターンは光学センサ１を搭載する飛翔体の飛翔方向に対
応して時間と共に変化するパターンを生成しており、飛
翔方向の走査は点滅パターンの変化によって行なわれ
る。また、飛翔体の飛翔方向に直交する方向は検出器８
のフォトダイオードアレイの並び方向に一致しており、
飛翔方向に直交する方向の走査は検出器８及び検出器ド
ライバ９の制御によって行なわれる。したがって、この
両方向の走査によって投影機２０からの二次元画像が取
得できることになる。尚、上記実施例では発光部２０ｃ
の点滅輝度は一定であるとして説明したが、可変点滅輝
度を有する発光部２０ｃとすることによって、等価的に
観測像の輝度レベルが変えられることになる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば光学セ
ンサのシステム試験方法を回転ミラー１５を用いるシス
テム試験方法としたので、振動の影響を受けずに光学セ
ンサ１のシステム試験が可能となる効果がある。また、
光学センサ１は静止状態にあるためシステム試験装置と
の接続も容易となる効果がある。

【００５８】さらにこの発明によれば光学センサのシス
テム試験方法を回転ミラー１５及び焦点調整レンズ１６
とを用いるシステム試験方法としたので、振動の影響を
受けず、且つ短い観測距離での光学センサ１のシステム
試験が可能となる効果がある。また、光学センサ１は静
止状態にあるためシステム試験装置との接続も容易とな
る効果がある。

【００５９】さらにこの発明によれば光学センサのシス
テム試験方法を回転ミラー１５、アタッチメントレンズ
１７及びターゲットボード１８とを用いるシステム試験
方法としたので、振動の影響を受けず、且つ近距離での
光学センサ１のシステム試験が可能となる効果がある。
したがって、大きな建物であれば屋内で光学センサ１の
システム試験が可能となるため、季節や天候等に左右さ
れずにシステム試験が行なえる効果がある。また、ター
ゲットボードを用いたため、システム評価に適した観測
像が容易に得られる効果がある。加えて、光学センサ１
は静止状態にあるためシステム試験装置との接続も容易
となる効果がある。

【００６０】さらにこの発明によれば光学センサのシス
テム試験方法を回転ミラー１５、アタッチメントレンズ
１７及び可変輝度を有するターゲットボード１８とを用
いるシステム試験方法としたので、振動の影響を受け
ず、且つ近距離での光学センサ１のシステム試験が可能
となる効果がある。したがって、大きな建物であれば屋
内で光学センサ１のシステム試験が可能となるため、季
節や天候等に左右されずにシステム試験が行なえる効果
がある。また、可変輝度を有するターゲットボードを用
いたため、システム評価に適した輝度を有する観測像が
容易に得られる効果がある。加えて、光学センサ１は静
止状態にあるためシステム試験装置との接続も容易とな
る効果がある。

【００６１】さらにこの発明によれば光学センサのシス
テム試験方法を回転ミラー１５、アタッチメントレンズ
１７及びロール機構を有するターゲットボード１８とを
用いるシステム試験方法としたので、振動の影響を受け
ず、且つ近距離での光学センサ１のシステム試験が可能
となる効果がある。したがって、大きな建物であれば屋
内で光学センサ１のシステム試験が可能となるため、季
節や天候等に左右されずにシステム試験が行なえる効果
がある。また、ロール機構を有するターゲットボードを
用いたため、システム評価に適した各種の観測像が容易
に得られる効果がある。加えて、光学センサ１は静止状
態にあるためシステム試験装置との接続も容易となる効
果がある。

【００６２】さらにこの発明によれば光学センサのシス
テム試験方法を回転ミラー１５、アタッチメントレンズ
１７、折返しミラー１９及びターゲットボード１８とを
用いるシステム試験方法としたので、振動の影響を受け
ず、且つ狭い設置場所での光学センサ１のシステム試験
が可能となる効果がある。したがって、通常の建物の屋
内で光学センサ１のシステム試験が可能となるため、季
節や天候等に左右されずにシステム試験が行なえる効果
がある。また、ターゲットボードを用いたため、システ
ム評価に適した観測像が容易に得られる効果がある。加
えて、光学センサ１は静止状態にあるためシステム試験
装置との接続も容易となる効果がある。

【００６３】さらにこの発明によれば光学センサのシス
テム試験方法を投影部２０ａとコリメータ部２０ｂとか
らなる投影機２０を用いるシステム試験方法としたの
で、振動の影響を受けず、且つ観測距離に左右されずに
光学センサ１のシステム試験が可能となる効果がある。
したがって、屋内で光学センサ１のシステム試験が可能
となるため、季節や天候等に左右されずにシステム試験
が行なえる効果がある。また、投影機２０を用いたた
め、システム評価に適した各種の観測像が容易に得られ
る効果がある。加えて、光学センサ１は静止状態にある
ためシステム試験装置との接続も容易となる効果があ
る。

【００６４】さらにこの発明によれば光学センサのシス
テム試験方法を発光部２０ｃとコリメータ部２０ｂとか
らなる投影機２０を用いるシステム試験方法としたの
で、振動の影響を受けず、且つ観測距離に左右されずに
光学センサ１のシステム試験が可能となる効果がある。
したがって、屋内で光学センサ１のシステム試験が可能
となるため、季節や天候等に左右されずにシステム試験
が行なえる効果がある。また、投影機２０を用いたた
め、システム評価に適した各種の観測像が容易に得られ
る効果がある。さらに、可動部を有しない発光部２０ｃ
のみで観測像が生成できるため、投影機２０の構造が簡
単となる効果がある。加えて、光学センサ１は静止状態
にあるためシステム試験装置との接続も容易となる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１における光学センサのシス
テム試験方法を示す図である。

【図２】この発明の実施例２における光学センサのシス
テム試験方法を示す図である。

【図３】この発明の実施例３における光学センサのシス
テム試験方法を示す図である。

【図４】この発明の実施例４における光学センサのシス
テム試験方法を示す図である。

【図５】この発明の実施例５における光学センサのシス
テム試験方法を示す図である。

【図６】この発明の実施例６における光学センサのシス
テム試験方法を示す図である。

【図７】この発明の実施例７における光学センサのシス
テム試験方法を示す図である。

【図８】この発明の実施例８における光学センサのシス
テム試験方法を示す図である。

【図９】従来の実施例における光学センサのシステム試
験方法を示す図である。

【符号の説明】

１ 光学センサ ２ ポインティングミラー ３ シュミット補正板 ４ 平面鏡 ５ 主鏡 ６ 補正レンズ ７ 分光プリズム ８ 検出器 ９ 検出器ドライバ １０ 増幅器 １１ Ａ／Ｄ変換器 １２ 回転台 １３ 観測対象 １４ システム試験装置 １５ 回転ミラー １６ 焦点調整レンズ １７ アタッチメントレンズ １８ ターゲットボード １９ 折返しミラー ２０ 投影機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 宏和 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会社 鎌倉製作所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人工衛星等の飛翔体に搭載する光学セン
   サのシステム性能を確認するためのシステム試験方法に
   おいて、光学センサの開口部近傍の所定の位置に観測対
   象の走査を行なうための回転ミラーを設置することによ
   って光学センサのシステム性能を確認することを特徴と
   する光学センサのシステム試験方法。
2. 【請求項２】 人工衛星等の飛翔体に搭載する光学セン
   サのシステム性能を確認するためのシステム試験方法に
   おいて、光学センサの開口部近傍の所定の位置に観測対
   象の走査を行なうための回転ミラーと、光学センサの光
   路内に観測距離を短縮させるための焦点調整レンズを設
   置することによって光学センサのシステム性能を確認す
   ることを特徴とする光学センサのシステム試験方法。
3. 【請求項３】 人工衛星等の飛翔体に搭載する光学セン
   サのシステム性能を確認するためのシステム試験方法に
   おいて、光学センサの開口部近傍の所定の位置に設置し
   た観測距離を短縮させるためのアタッチメントレンズ
   と、このアタッチメントレンズ近傍の所定の位置に設置
   した観測対象の走査を行なうための回転ミラーと、前記
   アタッチメントレンズの一方の焦点距離で定まる所定の
   位置に設置した観測像を提供するためのターゲットボー
   ドとを有し、前記ターゲットボードを観測することによ
   って光学センサのシステム性能を確認することを特徴と
   する光学センサのシステム試験方法。
4. 【請求項４】 ターゲットボードとして輝度が可変なタ
   ーゲットボードを用いることを特徴とする請求項３記載
   の光学センサのシステム試験方法。
5. 【請求項５】 ターゲットボードの観測像を変更させる
   ためのロール機構をターゲットボードに付加したことを
   特徴とする請求項３記載の光学センサのシステム試験方
   法。
6. 【請求項６】 人工衛星等の飛翔体に搭載する光学セン
   サのシステム性能を確認するためのシステム試験方法に
   おいて、光学センサの開口部近傍の所定の位置に設置し
   た観測距離を短縮させるためのアタッチメントレンズ
   と、このアタッチメントレンズ近傍の所定の位置に設置
   した観測対象の走査を行なうための回転ミラーと、設置
   距離を短縮させるための所定枚数の折返しミラーと、前
   記アタッチメントレンズの一方の焦点距離で定まる所定
   の位置に設置した観測像を提供するためのターゲットボ
   ードと、前記回転ミラーとターゲットボードとの間に設
   けられた所定枚数の折返しミラーとを有し、前記ターゲ
   ットボードを観測することによって光学センサのシステ
   ム性能を確認することを特徴とする光学センサのシステ
   ム試験方法。
7. 【請求項７】 人工衛星等の飛翔体に搭載する光学セン
   サのシステム性能を確認するためのシステム試験方法に
   おいて、投影像を生成するためのフィルム機構とフィル
   ムを照明するための照明系とから成る投影部と、平行光
   を出射するためのコリメータ部とから成る投影機を用
   い、前記投影機からの投影像を観測することによって光
   学センサのシステム性能を確認することを特徴とする光
   学センサのシステム試験方法。
8. 【請求項８】 人工衛星等の飛翔体に搭載する光学セン
   サのシステム性能を確認するためのシステム試験方法に
   おいて、投影像を生成するための発光部と、平行な光を
   出射するためのコリメータ部とから成る投影機を用い、
   前記投影機からの投影像を観測することによって光学セ
   ンサのシステム性能を確認することを特徴とする光学セ
   ンサのシステム試験方法。