JPH0755561A - 光検知装置 - Google Patents
光検知装置Info
- Publication number
- JPH0755561A JPH0755561A JP20074393A JP20074393A JPH0755561A JP H0755561 A JPH0755561 A JP H0755561A JP 20074393 A JP20074393 A JP 20074393A JP 20074393 A JP20074393 A JP 20074393A JP H0755561 A JPH0755561 A JP H0755561A
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- JP
- Japan
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- light
- photodetector
- interference filter
- filter
- imc
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 狭帯域の光を移動しつつ検出する光検知装置
に関し、簡単な構成でS/N比を向上させることができ
る光検知装置を提供することを目的とする。 【構成】 集光レンズ2と光検出器5との間に不要な帯
域の光をカットするために設けられた干渉フィルタ3を
光検出器5に対して固定されたフレーム6に回転自在に
保持し、フレーム6と干渉フィルタ3との間に設けられ
た圧電素子7を駆動回路8からの駆動信号により駆動す
ることにより干渉フィルタ3を回動させ、光検出器5に
対して角度をもたせ、入射光を屈折させることにより光
検出器5の検出位置を制御する。
に関し、簡単な構成でS/N比を向上させることができ
る光検知装置を提供することを目的とする。 【構成】 集光レンズ2と光検出器5との間に不要な帯
域の光をカットするために設けられた干渉フィルタ3を
光検出器5に対して固定されたフレーム6に回転自在に
保持し、フレーム6と干渉フィルタ3との間に設けられ
た圧電素子7を駆動回路8からの駆動信号により駆動す
ることにより干渉フィルタ3を回動させ、光検出器5に
対して角度をもたせ、入射光を屈折させることにより光
検出器5の検出位置を制御する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光検知装置に係り、特に
狭帯域の光を移動しつつ検出する光検知装置に関する。
狭帯域の光を移動しつつ検出する光検知装置に関する。
【0002】近年、可視域、近赤外域、遠赤外域あるい
はマイクロ波域などの光の反射・輻射の現象を利用し
て、人工衛星などによって高空からの超高域探査を行な
うリモートセンシングが行なわれている。
はマイクロ波域などの光の反射・輻射の現象を利用し
て、人工衛星などによって高空からの超高域探査を行な
うリモートセンシングが行なわれている。
【0003】このようなリモートセンシングで用いられ
る光検出器にはSN(シグナル・ノイズ)比の劣化なし
に狭帯域の光バンドの検出及び高空間分解能が要求され
ている。
る光検出器にはSN(シグナル・ノイズ)比の劣化なし
に狭帯域の光バンドの検出及び高空間分解能が要求され
ている。
【0004】
【従来の技術】図5に人工衛星によるリモートセンシン
グを説明するための図を示す。同図中、31は人工衛星
を示す。人工衛星31は光検知装置等を搭載し、例えば
約800〔km〕の上空を地上32に対して約18Km/s
の速度で飛翔しつつ、地上32の画像をその飛翔方向
(矢印C2 方向)に平行な帯状の領域33として獲え、
地上に送信する。
グを説明するための図を示す。同図中、31は人工衛星
を示す。人工衛星31は光検知装置等を搭載し、例えば
約800〔km〕の上空を地上32に対して約18Km/s
の速度で飛翔しつつ、地上32の画像をその飛翔方向
(矢印C2 方向)に平行な帯状の領域33として獲え、
地上に送信する。
【0005】人工衛星等に搭載され移動しつつ光検知を
行なう光検知装置では信号積分時間をtint ,受光素子
面積をA,単位面積当たりに入射される光量をφとする
と、SN比S/Nの理論限界は一般に S/N=√(φ・A・tint ) ・・・ (1) で表わされる。
行なう光検知装置では信号積分時間をtint ,受光素子
面積をA,単位面積当たりに入射される光量をφとする
と、SN比S/Nの理論限界は一般に S/N=√(φ・A・tint ) ・・・ (1) で表わされる。
【0006】このとき、空間分解能の向上は信号積分時
間tint 及び受光素子面積Aが小さくなることを意味
し、光バンドの狭帯域化はφが小さくなることを意味
し、従って、式(1)より空間分解能の向上及び光バン
ドの狭帯域化はS/Nの劣化につながる。
間tint 及び受光素子面積Aが小さくなることを意味
し、光バンドの狭帯域化はφが小さくなることを意味
し、従って、式(1)より空間分解能の向上及び光バン
ドの狭帯域化はS/Nの劣化につながる。
【0007】このため、このままでは、高空間分解能及
び光バンドの狭帯域化を計ろうとするとS/Nが劣化し
てしまうため人工衛星に搭載される光検知装置ではS/
Nの向上を計るべくIMC(Image Motion Compensatio
n :画像動作補償)なる補正動作を行ない高空間分解能
化及び光バンドの狭帯域化を計っている。
び光バンドの狭帯域化を計ろうとするとS/Nが劣化し
てしまうため人工衛星に搭載される光検知装置ではS/
Nの向上を計るべくIMC(Image Motion Compensatio
n :画像動作補償)なる補正動作を行ない高空間分解能
化及び光バンドの狭帯域化を計っている。
【0008】図6にIMCによる補正の動作説明図を示
す。人工衛星31は矢印C2 方向に一定速度で移動しつ
つ、光の検知を行なう。このとき、時刻t1 〜t3 では
同一の位置P1 ,時刻t4 〜t6 では同一の位置P2 ,
時刻t7 〜t9 では同一位置P3 からの光が搭載された
光検出器の受光面に入射するように光検知装置を制御し
ていた。
す。人工衛星31は矢印C2 方向に一定速度で移動しつ
つ、光の検知を行なう。このとき、時刻t1 〜t3 では
同一の位置P1 ,時刻t4 〜t6 では同一の位置P2 ,
時刻t7 〜t9 では同一位置P3 からの光が搭載された
光検出器の受光面に入射するように光検知装置を制御し
ていた。
【0009】IMC補正によれば、同一位置P1 ,
P2 ,P3 の光を長い時間検出できるため、式(1)に
おける信号積分時間tint を長くすることができ、従っ
て、S/Nを向上させることができる。
P2 ,P3 の光を長い時間検出できるため、式(1)に
おける信号積分時間tint を長くすることができ、従っ
て、S/Nを向上させることができる。
【0010】図7に光検知装置の従来の一例の構成図を
示す。従来の光検知装置41は光を電気信号に変換する
リニアイメージセンサ42,必要とする帯域の光のみを
透過させ、リニアイメージセンサ42に供給する干渉フ
ィルタ43,S/Nの大きい信号を得るためのIMC
(Image Motion Compensation )鏡44,入射光を集光
するための集光レンズ45、IMC鏡44を矢印D方向
に回動させ、IMC動作を行なうための駆動装置46等
より構成されていた。
示す。従来の光検知装置41は光を電気信号に変換する
リニアイメージセンサ42,必要とする帯域の光のみを
透過させ、リニアイメージセンサ42に供給する干渉フ
ィルタ43,S/Nの大きい信号を得るためのIMC
(Image Motion Compensation )鏡44,入射光を集光
するための集光レンズ45、IMC鏡44を矢印D方向
に回動させ、IMC動作を行なうための駆動装置46等
より構成されていた。
【0011】撮像対象47からの光は集光レンズ45で
集光された後、IMC鏡44に入射し、IMC鏡44で
反射された後、干渉フィルタ43で不要な高域の光がカ
ットされリニアイメージセンサ42に供給される。
集光された後、IMC鏡44に入射し、IMC鏡44で
反射された後、干渉フィルタ43で不要な高域の光がカ
ットされリニアイメージセンサ42に供給される。
【0012】このように、従来の光検知装置41では光
路上にIMC鏡44を設け、IMC鏡44の角度を制御
することによりIMC補正動作を行っていた。
路上にIMC鏡44を設け、IMC鏡44の角度を制御
することによりIMC補正動作を行っていた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のこの
種の光検知装置ではIMC鏡を介して光検出器に径る光
路を形成する必要があったため、光路が長くなってしま
い、小型化が困難であると共にIMC鏡の分コストが上
昇してしまう等の問題点があった。
種の光検知装置ではIMC鏡を介して光検出器に径る光
路を形成する必要があったため、光路が長くなってしま
い、小型化が困難であると共にIMC鏡の分コストが上
昇してしまう等の問題点があった。
【0014】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、IMC鏡なしにIMC補正が可能となる光検知装置
を提供することを目的とする。
で、IMC鏡なしにIMC補正が可能となる光検知装置
を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は検知対象に対し
て相対的に移動しつつ、該検知対象からの光のうち所定
の帯域の光をフィルタを介して光検知手段に供給し、検
知対象からの光の検知を行なう光検知装置において、前
記フィルタの前記光検知手段に対する傾斜を制御して、
前記検知対象からの光の屈折を制御することにより前記
光検知手段の光検知位置を制御するフィルタ駆動制御手
段をしてなる。
て相対的に移動しつつ、該検知対象からの光のうち所定
の帯域の光をフィルタを介して光検知手段に供給し、検
知対象からの光の検知を行なう光検知装置において、前
記フィルタの前記光検知手段に対する傾斜を制御して、
前記検知対象からの光の屈折を制御することにより前記
光検知手段の光検知位置を制御するフィルタ駆動制御手
段をしてなる。
【0016】
【作用】検知対象からの光のうち所定の帯域の光を光検
知手段に供給するフィルタの光検知手段に対する傾斜を
駆動制御することにより、検知対象からの光をフィルタ
により屈折させ、光検知手段の光検知位置を制御する。
このため、光検知手段の光検知位置を制御するための手
段を光路上に別途設ける必要がなくなる。したがって、
装置内の光路を短くできる。
知手段に供給するフィルタの光検知手段に対する傾斜を
駆動制御することにより、検知対象からの光をフィルタ
により屈折させ、光検知手段の光検知位置を制御する。
このため、光検知手段の光検知位置を制御するための手
段を光路上に別途設ける必要がなくなる。したがって、
装置内の光路を短くできる。
【0017】
【実施例】図1に本発明の一実施例の構成図を示す。本
実施例の光検知装置1は例えば、人工衛星によるリモー
トセンシングに利用される。
実施例の光検知装置1は例えば、人工衛星によるリモー
トセンシングに利用される。
【0018】光検知装置1は主に入射光を集光する集光
レンズ2,集光レンズ2で集光された光より必要とする
帯域の光を透過させる干渉フィルタ3,干渉フィルタ3
を駆動する駆動部4,干渉フィルタ3を透過した光をそ
の光量に応じた電気信号に変換する光検出器5とより構
成される。
レンズ2,集光レンズ2で集光された光より必要とする
帯域の光を透過させる干渉フィルタ3,干渉フィルタ3
を駆動する駆動部4,干渉フィルタ3を透過した光をそ
の光量に応じた電気信号に変換する光検出器5とより構
成される。
【0019】集光レンズ2は撮像対象10からの入射光
を光検出器5の受光面5a上に集光させる。干渉フィル
タ3は集光レンズ2と光検出器5との間に配設され、必
要とする帯域の光を透過し、他の帯域の光をカットす
る。このとき、透過する光の帯域は干渉フィルタ3を構
成する材料によって決定され、可視光を透過させるため
にはサファイヤガラス等が用いられ、赤外光を透過させ
るためにはシリコン(Si)系やゲルマニウム(Ge)
系のガラス材が用いられる。
を光検出器5の受光面5a上に集光させる。干渉フィル
タ3は集光レンズ2と光検出器5との間に配設され、必
要とする帯域の光を透過し、他の帯域の光をカットす
る。このとき、透過する光の帯域は干渉フィルタ3を構
成する材料によって決定され、可視光を透過させるため
にはサファイヤガラス等が用いられ、赤外光を透過させ
るためにはシリコン(Si)系やゲルマニウム(Ge)
系のガラス材が用いられる。
【0020】干渉フィルタ3は駆動部4により矢印A方
向に回動自在に保持される。駆動部4は干渉フィルタ3
を回動自在に保持するためのフレーム6,干渉フィルタ
3を矢印A方向に所定の周波数で揺動させる圧電素子
7,圧電素子7に駆動信号を供給する駆動回路8より構
成される。フレーム6は光検出器4に対して固定して設
けられていて、干渉フィルタ3の端面に固着された回転
軸9を軸受けし、干渉フィルタ3を回転軸9を中心に矢
印A方向に回動自在に保持する。
向に回動自在に保持される。駆動部4は干渉フィルタ3
を回動自在に保持するためのフレーム6,干渉フィルタ
3を矢印A方向に所定の周波数で揺動させる圧電素子
7,圧電素子7に駆動信号を供給する駆動回路8より構
成される。フレーム6は光検出器4に対して固定して設
けられていて、干渉フィルタ3の端面に固着された回転
軸9を軸受けし、干渉フィルタ3を回転軸9を中心に矢
印A方向に回動自在に保持する。
【0021】圧電素子7はフレーム6と干渉フィルタ3
との間に設けられ、駆動回路8から供給される駆動信号
に応じて矢印B方向に振動し、干渉フィルタ3を矢印A
方向に回動させる。干渉フィルタ3が回動することによ
り、干渉フィルタ3が光検出器5に対して傾斜し、入射
光Lを屈折させ、入射光Lの光検出器5の受光面積5a
への入射位置が変位する。
との間に設けられ、駆動回路8から供給される駆動信号
に応じて矢印B方向に振動し、干渉フィルタ3を矢印A
方向に回動させる。干渉フィルタ3が回動することによ
り、干渉フィルタ3が光検出器5に対して傾斜し、入射
光Lを屈折させ、入射光Lの光検出器5の受光面積5a
への入射位置が変位する。
【0022】駆動回路8は発振回路等より構成され、得
ようとする空間分解能及び人工衛星の移動速度に応じた
周波数の駆動信号を生成し、圧電素子7に供給する。
ようとする空間分解能及び人工衛星の移動速度に応じた
周波数の駆動信号を生成し、圧電素子7に供給する。
【0023】光検出器5はラインイメージセンサ等で構
成され、複数の受光素子5bがライン状に配列されてお
り、撮像対象をライン毎に読み取り、その画像を形成す
るように構成されている。受光素子5bは干渉フィルタ
3を透過した帯域の光を電気信号に効率的に変換できる
材料で構成されており、赤外光を検知しようとする場合
には水銀−カドミウム−テルル(HgCdTe)等の化
合物半導体によりPN接合を形成する構成とされてい
る。
成され、複数の受光素子5bがライン状に配列されてお
り、撮像対象をライン毎に読み取り、その画像を形成す
るように構成されている。受光素子5bは干渉フィルタ
3を透過した帯域の光を電気信号に効率的に変換できる
材料で構成されており、赤外光を検知しようとする場合
には水銀−カドミウム−テルル(HgCdTe)等の化
合物半導体によりPN接合を形成する構成とされてい
る。
【0024】以上の構成の光検知装置1は人工衛星31
に搭載され、矢印C2 方向に移動しつつ、光検知を行な
う。
に搭載され、矢印C2 方向に移動しつつ、光検知を行な
う。
【0025】図2,図3に本発明の一実施例の動作説明
図を示す。圧電素子7が矢印B1 方向に変移した場合に
は干渉フィルタ3が回転軸9を中心に矢印A1 方向に回
動して、干渉フィルタ3は図2(A)に示すように傾斜
し、図3(A)に示すように、光軸LA が矢印C1 方向
にずれる。
図を示す。圧電素子7が矢印B1 方向に変移した場合に
は干渉フィルタ3が回転軸9を中心に矢印A1 方向に回
動して、干渉フィルタ3は図2(A)に示すように傾斜
し、図3(A)に示すように、光軸LA が矢印C1 方向
にずれる。
【0026】また、圧電素子7が変位しない場合には干
渉フィルタ3は図2(B)に示すように水平に保持さ
れ、図3(B)に示すように、光軸LB にずれは生じな
い。
渉フィルタ3は図2(B)に示すように水平に保持さ
れ、図3(B)に示すように、光軸LB にずれは生じな
い。
【0027】また、圧電素子7が矢印B2 方向に変位し
た場合には干渉フィルタ3が回転軸9を中心に矢印A2
方向に回動して、干渉フィルタ3は図2(C)に示すよ
うに傾斜し、光軸LC が矢印C2 方向にずれる。
た場合には干渉フィルタ3が回転軸9を中心に矢印A2
方向に回動して、干渉フィルタ3は図2(C)に示すよ
うに傾斜し、光軸LC が矢印C2 方向にずれる。
【0028】このとき、光軸Lのずれは干渉フィルタ3
の屈折率及び傾斜角により決定される。
の屈折率及び傾斜角により決定される。
【0029】図4に干渉フィルタ3の動作説明図を示
す。干渉フィルタ3を図6に示す時刻t1 〜t9 に対応
させ図4に示すように傾斜させることにより、図6に示
すように時刻t1 〜t3 で同一位置P1 の光を光検出器
5の受光面5aに入射させ、時刻t4 〜t6 で同一位置
P2 の光を光検出器5の受光面5aに入射させ、時刻t
7 〜t9 で同一位置P3 の光を光検出器5の受光面5a
に入射させることができる。
す。干渉フィルタ3を図6に示す時刻t1 〜t9 に対応
させ図4に示すように傾斜させることにより、図6に示
すように時刻t1 〜t3 で同一位置P1 の光を光検出器
5の受光面5aに入射させ、時刻t4 〜t6 で同一位置
P2 の光を光検出器5の受光面5aに入射させ、時刻t
7 〜t9 で同一位置P3 の光を光検出器5の受光面5a
に入射させることができる。
【0030】このように、本実施例では干渉フィルタ3
を傾斜させ、その屈折率により光を変位させることによ
りIMCを行なう。このため、IMC鏡等が不要とな
る。
を傾斜させ、その屈折率により光を変位させることによ
りIMCを行なう。このため、IMC鏡等が不要とな
る。
【0031】以上のように本実施例によれば、IMC鏡
等の不要な構成なしに図6に示すようなIMCの動作を
行なうことができ、SN比S/Nを向上させることがで
きる。
等の不要な構成なしに図6に示すようなIMCの動作を
行なうことができ、SN比S/Nを向上させることがで
きる。
【0032】従って、簡単な構成でSN比の向上が計
れ、故障や不良の要因の低減及びコストの低減が行なえ
ると共に、入射光の光路も短縮でき、全体として小型化
が計れる。
れ、故障や不良の要因の低減及びコストの低減が行なえ
ると共に、入射光の光路も短縮でき、全体として小型化
が計れる。
【0033】なお、本実施例では人工衛星に搭載された
光検知装置について説明したが、これに限ることはな
く、要は検出対象に対して相対的に移動しつつ、光の検
知を行なうものであればよく、また、逆に検出対象側が
移動する構成のものであってもよい。
光検知装置について説明したが、これに限ることはな
く、要は検出対象に対して相対的に移動しつつ、光の検
知を行なうものであればよく、また、逆に検出対象側が
移動する構成のものであってもよい。
【0034】また、本実施例では光検知器5としてリニ
アイメージセンサを用いたが、これに限ることはなく、
エリアアレイイメージセンサを用いた光検出器を用いる
構成も考えられる。
アイメージセンサを用いたが、これに限ることはなく、
エリアアレイイメージセンサを用いた光検出器を用いる
構成も考えられる。
【0035】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、駆動手段
によりフィルタを傾斜させ、フィルタの持つ、屈折率に
より光軸をずらすことにより、IMC動作を行なうこと
ができるため、IMC鏡等の不要な構成なく、簡単な構
成でIMC動作を行なえ、故障や不良の発生要因を低減
できると共にコストを低減でき、また、入射光の光路を
短縮できるため、装置の大幅な小型化も計れる等の特長
を有する。
によりフィルタを傾斜させ、フィルタの持つ、屈折率に
より光軸をずらすことにより、IMC動作を行なうこと
ができるため、IMC鏡等の不要な構成なく、簡単な構
成でIMC動作を行なえ、故障や不良の発生要因を低減
できると共にコストを低減でき、また、入射光の光路を
短縮できるため、装置の大幅な小型化も計れる等の特長
を有する。
【図1】本発明の一実施例の構成図である。
【図2】本発明の一実施例の駆動回路の出力駆動信号波
形図である。
形図である。
【図3】本発明の一実施例の動作説明図である。
【図4】本発明の一実施例の動作説明図である。
【図5】人工衛星によるリモートセンシングを説明する
ための図である。
ための図である。
【図6】IMCの動作説明図である。
【図7】従来の一例の構成図である。
1 光検知装置 2 集光レンズ 3 干渉フィルタ 4 光検出器 5 駆動部 6 フレーム 7 圧電素子 8 駆動回路
Claims (2)
- 【請求項1】 検知対象(10)からの光のうち所定の
帯域の光をフィルタ(3)を介して光検知手段(5)に
供給し、該検知対象(10)からの光の検知を行なう光
検知装置において、 前記フィルタ(3)を回転駆動し、前記フィルタ(3)
の前記光検知手段(5)に対する傾斜を制御して、前記
検知対象からの光の屈折を制御することにより前記光検
知手段(5)の光検知位置を制御するフィルタ駆動制御
手段(4)を有することを特徴とする光検知装置。 - 【請求項2】 前記光検知手段(5)は前記検知対象に
対して相対的に移動しつつ、光検知を行なう構成とされ
ており、前記フィルタ駆動制御手段(4)は前記光検知
手段(5)の光検知位置(P1 ,P2 ,P3 )が所定の
時間(t1 〜t3 ,t4 〜t6 ,t6 〜t9 )同一とな
るように前記フィルタ(3)の傾斜を制御することを特
徴とする請求項1記載の光検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20074393A JPH0755561A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 光検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20074393A JPH0755561A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 光検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755561A true JPH0755561A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16429438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20074393A Withdrawn JPH0755561A (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | 光検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755561A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006292487A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | ムラ検査装置およびムラ検査方法 |
| JP2011013630A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置 |
| CN114353830A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-15 | 北京遥感设备研究所 | 一种用于恒星标校的光路切换装置及切换方法 |
-
1993
- 1993-08-12 JP JP20074393A patent/JPH0755561A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006292487A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | ムラ検査装置およびムラ検査方法 |
| JP2011013630A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置 |
| CN114353830A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-15 | 北京遥感设备研究所 | 一种用于恒星标校的光路切换装置及切换方法 |
| CN114353830B (zh) * | 2021-12-27 | 2023-11-14 | 北京遥感设备研究所 | 一种用于恒星标校的光路切换装置及切换方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |