JPS6058789A - 立体撮像方式 - Google Patents

立体撮像方式

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JPS6058789A
JPS6058789A JP58165965A JP16596583A JPS6058789A JP S6058789 A JPS6058789 A JP S6058789A JP 58165965 A JP58165965 A JP 58165965A JP 16596583 A JP16596583 A JP 16596583A JP S6058789 A JPS6058789 A JP S6058789A
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optical fiber
imaging
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fiber bundles
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Riichi Nakura
奈倉 理一
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
    • G01C11/025—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures by scanning the object

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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地球を周回する人工衛星等から地表面の起伏
状況等の立体情報を得る撮像方式に関するものである。
人工衛星から地球表面の状況を観測する、いわゆるリモ
ート七ンクングにおいて、単に平面的情報のみでなく地
表の立体情報を得ることが、特に資源探査の分野におい
て要望されている。一般に対象物体の立体情報を得るた
めには、離れた2点からの観測像を合成することが必要
なことが良く知られている。人工衛星から地表面の立体
画像を得ようとする場合には、地表面との距離が大きい
ため、通常1個の衛星にて同一時刻の立体画像を得るこ
とは困難である。このため、衛星の立置移動を利用して
立体画像を得ることが提案されている。
従来提案されている立体撮像方式の一例を第1図に示す
。第1図において、1は人工衛星、2は立体撮像を行う
ための撮像装置を示す。撮像装置2は立体撮像を行うた
めの2個の光学系3及び4を有し、各光学系の焦点面に
は各々光電変換素子5,6が配置される。
第1図において、人工衛星1は地表に対し速度Vにて進
行する。位置Aにおいて前方撮像用光学系3は地表面P
を撮像し、光電変換素子5に結像させる。同様に、後方
撮像用光学系4は地表面Qを撮像し、光電変換素子6に
結像させる。衛星1は進行中、撮像を続け、Bの位置に
進行した時点において、後方撮像用光学系4にょシ地表
面Pの撮像を行う。この画像データと、前述の位置Aか
ら光学系3により撮像した地表面Pの画像データにより
、通常人間の目で立体視を行う時と同様の原理で、地表
面Pの立体情報を得ることが出来る。
この従来方式の欠点は、立体情報を得るために少なくと
も2個の光学系を必要とすることである。
衛星の直下点のみを撮像し平面情報を得る場合に比較し
て、光学系の本数増加による重量及び寸法増加が大きく
、これらに対する制約の大きい衛星搭載用としては不利
な条件である。また、2個の光学系の間のアライメント
設定を精密に行うことが必要のため、光学系の取付に関
しても複雑な設定法が必要となる。
更に、通常この種の撮像装置は立体視を行うと共に、直
下点の撮像を行うことが要望されるため、この場合には
、第2図の如く、3本の光学系が必要となる。この図か
ら明らかな如く、との場合には前述の重量2寸法及びア
ライメントの条件は更に不利となる。
光学系の数が少ない方法としては、第3図の如き構成に
よる立体視も可能である。これは光学系は1個とし、そ
の前面に図示の如く可動ミ、7−7を設けて、この角度
を切替えることによシ立体視を行わせるものである。こ
の方式は可動ミラー7の角度設定によ勺撮像場所を選択
出来る利点はあるが、大型可動機構を要すること、及び
同時に2ケ所の撮像が出来ず立体画像が不連続になる等
の欠点が有る。
本発明の目的は、これら従来方式の欠点を除去し、漸潔
な構成によシ立体撮像及び直下点のマルチバンド観測を
行うことのできる撮像方式を提供することにある。
以下図面により本発明の詳細な説明する。
第4図は本発明による立体撮像方式の原理を示す説明図
、第5図は第4図に示した方式における結像面と受光素
子を接続する部分の部分拡大図である。図において、2
7は地表面を撮像するための広画角光学系、8はこの光
学系の結像面を示す。
9〜11は画像を直接伝送する光ファイバ束であり図に
示すように、いずれも光学系の結像面にそれぞれ一次元
状に配列された開口端を有する。この開口端は、更に撮
像装置の進行方向に対し、はぼ直角をなす線上に一次元
配列され、且つ相互にほぼ平行の関係に配置される。
光ファイバ束9〜11の他方の開口端は第5図の実施例
に示すように受光素子12〜14に接続される。また、
光ファイバ束9〜11は各々が光信号伝達系として独立
した細い光7アイバの集まシから構成されている。この
ため、各々の光ファイバの入射開口端に入射された光信
号は、受光素子の光電変換を行う各画素迄他に漏えいせ
ずに伝達され5− る。更に、元ファイバ9〜11の出射開口端と受光素子
12〜14の光電変換部は極く近接するか、或いは密着
して配置することによシ周辺の画素への漏えいを防ぐこ
とが出来る。これKより開口端において結像された地表
面の像は忠実に受光素子へ伝達される。
受光素子としては多素子のC0D(電荷結合デバイス)
等の光電変換素子が使用でき、ファイバ束の入力端に供
給された光信号は、このCOD等の受光素子に供給され
、高速ファクシミリ等と同様に電子走査によシ時系列信
号として出力される。
受光素子12〜14の光電変換部の寸法は非常に小さい
が、これを収容するパッケージは第5図の如く大きくな
シ、これに更に両側に取出電極、及びこれに信号を供給
するプリント回路部の面積が必要である。したがって、
受光素子12〜14を直接結像面内へ配置することはか
なシ困難さが伴い、本発明の如く光ファイバ束を使用す
る必要性が生ずる。特に、最近では高分解能化の要求に
伴い、走査線内に一個の一次元受光素子の画素数の数倍
6− の画素数が必要となって来ている。この場合には、例え
ば第6図の如く、光ファイバ束9〜11の出射端を分岐
して各受光素子に接続することによシ本発明による方式
の特徴を生かし、立体撮像を行うことが出来る。
更に、光ファイバ束を使用することによシ、第7図(a
)及び(b)に示すように、受光素子を直接結像面に配
置する方式では達成出来なかった効果を得ることが出来
る。即ち、第7図(a)はファイバ束の入射端を研磨等
により湾曲させることによシ、光学系にて生ずる像面湾
曲の問題を取シ除くことが出来る。また、第7図(bl
は同じく光学系によ)生ずる歪曲収差に合せてファイバ
束を配列することによシ歪曲収差の影響を除くことが可
能となる。
光ファイバ束9の開口端は、第4図に示すように、直下
点よJW(rr11前方の地表面を撮像する如く配置さ
れる。ファイバ束10及び11の開口端も同様に、それ
ぞれ直下点及びW(ホ)後方の地表面を撮像するように
配置される。
図示の如く許容入射角の大きい光学系27によシ位置A
において、地表面P、0.Qの像は結像面8内に互に平
行に配置された上記光ファイバ束9゜10.11の開口
端に各々結像され、光ファイバ束により受光素子に導び
かれて電気信号に変換される。撮像装置は速度Vにて進
行しなから撮像を続け、位置Bにおいて光ファイバ束1
1の開口端に地表面Pの像が結像され、前述の位置Aに
て光7アイパ束9の開口端に結像した地表面Pの情報と
合わせて地表面Pの立体情報が得られる。
光ファイバ束に接続された受光素子12〜14の出力信
号は、第6図の信号処理回路15.送信部16、アンテ
ナ17を介して地上局へ送出される。
第8図に本発明による方式を使用した場合の地上局装置
の系統図の一例を示す。図において、18は受信アンテ
ナ、19は受信復調部、20は分配回路である。分配回
路20の出力信号21,22゜23は、各々送信側の1
2113.14の出力信号と対応する。
第4図に示す如く、衛星直下の撮像位置と前方、後方の
撮像位置との距離を各々W(mlとすると、衛星が位置
Aから位置Bに移動する時間はW 2τ= −(sec) ■ である。即ち、光ファイバ束9の開口端に地表面Pの像
が結像されてから、2τ秒後に光ファイバ束11の開口
端に同一地表面の像が結像される。
したがって、第8図に示す如く、受光素子12に対応す
る復調出力21に対し、相対的に2τ(sec)の時間
遅延を与えれば、遅延回路24の出力は受光素子14に
対応する復調出力23と同一の地表面を異なる角度から
撮像した信号となシ、画像処理記録部25において立体
画像情報を得ることが出来る。
同様に、直下点を撮像した信号出力22に対しても、τ
(sec)の時間遅延を与えることによシ、同一地表面
の情報を画像処理記録部に入力することが出来る。
第8図に示した遅延回路はディジタルメモリ回路等によ
多構成することも可能であシ、また、第4図の送信側に
おいて、受光素子12.13の出力9− に各々2τ、τの時間遅延を与えることによシ、受信部
での遅延回路を除くことも可能である。
また、以上述べた実施例においては、受光素子として一
次元状に画素配列された、例えば−次元CODを使用す
る例について説明したが、本発明による方式は光ファイ
バ束を使用するため、第9図に示す如く平面状に画素配
列された二次元CODを使用出来ることも明らかである
。この場合1図に示すように光ファイバ束の結像面側の
開口端の配列は第5図及び第6図の場合と同様であるが
、受光素子側の出射端は二次元CODの画素数に相当す
る本数毎に分岐され、対応する画素位置に接続される。
この方式により二次元CODの有する非常に多くの画素
数を有効に生かすことが出来、高分解能の立体撮像を行
うことが可能となる。
本発明による撮像方式は、以上の説明からも明らかなよ
うに、以下に示すような多様な応用構成をとることが出
来る。
■)ファイバ束9,11に接続された受光素子によ)立
体視、ファイバ束10に接続された受光素10− 子によりマルチバンド観測を行うこと。
2)上記の構成において地上からの指令(コマンド)等
によシ立体視のみ、マルチバンド観測のみ等の切替受信
を行うこと。
3)ファイバ束9,10.11の観測波長域を同一にし
、9.11間、10,1.1間及び9,10間の各々に
よ立体悄@jを得ること。或いは、このうち1個を冗長
系とし予備として使用すること。
なお、本発明の方式は航空機等の飛行物体からの立体観
測にも適用出来ることは、以上の説明からも明らかであ
ろう。
以上述べた如く、本発明により極めて簡潔な構成にて小
型、軽量及び信頼性の高い立体撮像方式を得ることが出
来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の立体撮像方式の一例を示す概念図、第2
図は第1図の方式で直下点を撮像する場合の概念図、第
3図は従来の立体撮像方式の他の例を示す概念図、第4
図は本発明による立体撮像11一 方式の実施例を示す概念図、第5図は第4図におけるフ
ァイバ束及び受光素子部の構成例を示す拡大斜視図、第
6図は第4図に示した方式を採用した衛星送信部のブロ
ック図、第7図(al及び(blはファイバ開口端の形
状の一実施例を示す図、第8図は同じく地上局装置のブ
ロック図、第9図は本発明の方式に二次元CCD1使用
した場合のファイバ束及び受光素子部の構成を示す部分
拡大斜視図である。 図において、1・・・・・・衛星、2.2’・・・・・
・撮像装置、3.4・・・・・・光学系、5,6・・・
・・・光電変換素子、7・・・・・・可動ミラー、27
・・・・・・広画角光学系、8・・・・・・光学系27
の結像面、9〜11・・・・・・ファイバ束、12〜1
4・・・・・・受光素子、15・・・・・・信号処理回
路、16・・・・・・送信部、17・・・・・・送信ア
ンテナ、18・・・・・・受信アンテナ、19・・・・
・・受信復調部、20・・・・・・分配回路、21〜2
3・・・・・・分配回路、20の出力信号、24.26
・・・・・・遅延回路、25・・・・・・画像処理記録
部である。 0t 爲4図 第7図 4 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 撮像対象物の立体面像を得る立体撮像方式において、前
    記撮像対象物に対し相対的に移動する撮像装置内に撮像
    用光学系の同一結像面内に一方の開口端を配列し、他方
    の開口端を多素子光電変換素子の光電変換部に結合した
    光ファイバ束を含み、前記結像面内の開口端を少なくと
    も2組の一次元配列構成とし、かつこの少なくとも2組
    の開口端配列を前記撮像装置の移動方向に対しほぼ直角
    で、かつ互いに平行に配置して、前記撮像装置移動方向
    の少なくとも前方及び後方を撮像し前記多素子光電変換
    素子からこれら前方及び後方の撮像データを抽出し、こ
    のデータに基づき前記立体画像を得ることを特徴とする
    立体撮像方式。
JP58165965A 1983-08-12 1983-09-09 立体撮像方式 Granted JPS6058789A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58165965A JPS6058789A (ja) 1983-09-09 1983-09-09 立体撮像方式
DE8484305403T DE3475000D1 (en) 1983-08-12 1984-08-08 Image pickup system capable of reproducing a stereo and/or a nonstereo image by the use of a single optical system
EP84305403A EP0135345B1 (en) 1983-08-12 1984-08-08 Image pickup system capable of reproducing a stereo and/or a nonstereo image by the use of a single optical system
US06/639,950 US4613899A (en) 1983-08-12 1984-08-10 Image pickup system capable of reproducing a stereo and/or a nonstereo image by the use of a single optical system
CA000460724A CA1243769A (en) 1983-08-12 1984-08-10 Image pickup system capable of reproducing a stereo and/or a nonstereo image by the use of a single optical system

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JP58165965A JPS6058789A (ja) 1983-09-09 1983-09-09 立体撮像方式

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JPS6058789A true JPS6058789A (ja) 1985-04-04
JPH02918B2 JPH02918B2 (ja) 1990-01-09

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ID=15822370

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03276151A (ja) * 1990-03-27 1991-12-06 Nec Corp 衛星の撮像装置
JPH0594514A (ja) * 1991-10-01 1993-04-16 Mitsubishi Electric Corp 光学撮像装置、および光学撮像装置の画像処理方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5875933A (ja) * 1981-10-31 1983-05-07 Omron Tateisi Electronics Co 対車両通信方式

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JPH02918B2 (ja) 1990-01-09

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