JP2002277549A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP2002277549A
JP2002277549A JP2001079193A JP2001079193A JP2002277549A JP 2002277549 A JP2002277549 A JP 2002277549A JP 2001079193 A JP2001079193 A JP 2001079193A JP 2001079193 A JP2001079193 A JP 2001079193A JP 2002277549 A JP2002277549 A JP 2002277549A
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Yoshihiko Hayashi
林  義彦
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Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、撮像目標の反射エネルギあるいは
放射エネルギに影響を受けることなく、高精度な撮影を
実現し得るようにすることにある。 【解決手段】照明光学系14を構成する第1及び第2の
ウエッジプリズム142、143を、撮像光学系11に
対応して配設して、このうち第2のウエッジプリズム1
43を、光入射面と略直交する軸回りに回転自在に配設
し、第2のウエッジプリズム143を回転制御して照射
光の光軸を偏向制御することにより、光源15から照射
される照明光を撮像光学系11の視野領域内に走査して
目標10を照射するようにして、視野領域内に存在する
目標光学像を取得するように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば航空機等
の飛翔体に搭載され、目標を撮影するのに用いられる赤
外線カメラ等の撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、撮像装置においては、目標から
の反射エネルギあるいは放射エネルギに基づく照度が撮
影に適した状態で、撮影が可能となることが知られてい
る。このため、撮影装置には、撮影目標の照度が撮影に
不向きな場合、撮影目標を照明して、撮影可能とする照
明装置が備えられる。
【0003】ところが、上記撮影装置にあっては、比較
的遠くの広い領域のどこに存在するか分からない撮影目
標を撮影可能に構成する場合、その照明装置で、撮像部
の視野領域内の全てを照明することが必要となる。この
ため、照明装置として、広い領域を照明可能な大容量の
ものを備えなければならないことで、装置自体が非常に
大掛かりとなるという問題を有する。
【0004】係る問題は、特に飛翔体に搭載して遠方の
目標を撮影する赤外線カメラ等の視野領域が広い撮像装
置においては、重要な課題となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の撮像装置では、撮像目標の反射エネルギあるいは放
射エネルギが低下されると、高精度な撮影が困難となる
という問題を有する。
【0006】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、撮像目標の反射エネルギあるい
は放射エネルギに影響を受けることなく、高精度な撮影
を実現し得るようにした撮像装置を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、視野領域に
存在する目標像を、撮像光学系で取り込んで撮像部で画
像データを取得する撮像手段と、この撮像手段に対応し
て配置され、照明光を照射する光源と、この光源から照
射された照射光を前記視野領域に案内するものであっ
て、所望のウエッジ角を有した第1及び第2のプリズム
を、前記光源の後段に対向配置した照明光学系と、前記
第1及び第2のプリズムの少なくとも一方を光透過面と
直交する軸回りに回転駆動して前記照明光学系の光軸を
偏向制御し、前記照明手段からの光の照明領域を前記撮
像手段の撮像光学系の視野領域内に走査する駆動制御手
段とを備えて撮像装置を構成した。
【0008】上記構成によれば、駆動制御手段が第1及
び第2のウエッジプリズムの一方を回転駆動すると、そ
の回転角に対応して照明光学系の光軸が偏向制御され
て、その偏向位置に応じて光源からの光が第1及び第2
のウエッジプリズムを通して撮像手段の照明光学系の視
野領域内に走査される。これにより、光源からの照射光
が、撮像光学系の視野領域内に存在する目標に照射さ
れ、目標からの撮影に適した反射エネルギ及び放射エネ
ルギの放射が撮像光学系に得られて目標光学像の取得が
可能となる。
【0009】また、この発明は、視野領域に存在する目
標像を、撮像光学系で取り込んで撮像部で画像データを
取得する撮像手段と、この撮像手段の撮像光学系を通し
て目標方向に照明光を照射する光源と、前記撮像光学系
の前段に配置され、前記光源から照射された照射光が前
記撮像光学系を介して導かれて前記視野領域に案内する
ものであって、所望のウエッジ角を有した第1及び第2
のプリズムを対向配置した照明光学系と、前記第1及び
第2のプリズムの少なくとも一方を光透過面と直交する
軸回りに回転駆動して前記照明光学系の光軸を偏向制御
し、前記照明手段からの光の照明領域を前記撮像手段の
視野領域内に走査する駆動制御手段とを備えて撮像装置
を構成した。
【0010】上記構成によれば、駆動制御手段が第1及
び第2のウエッジプリズムの一方を回転駆動すると、そ
の回転角に対応して照明光学系の光軸が偏向制御され
て、その偏向位置に応じて光源からの光が撮像手段の撮
像光学系を介して第1及び第2のウエッジプリズムに導
かれて撮像光学系の視野領域内に走査される。これによ
り、光源からの照射光が、撮像手段の撮像光学系の視野
領域内に存在する目標に照射され、該目標からの撮影に
適した反射エネルギ及び放射エネルギの放射が撮像光学
系に得られて目標光学像の取得が可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。
【0012】図1は、この発明の一実施の形態に係る撮
像装置を示すもので、例えば図示しない航空機等の飛翔
体に搭載されて航空機等の目標10を撮像する。即ち、
撮像手段として、例えば赤外線カメラを構成する撮像光
学系11は、目標10の目標光学像を取り込んで撮像部
12に出力する。撮像部12は、処理制御部13に接続
され入力した目標光学像を電気信号に変換して画像デー
タを取得して処理制御部13に出力する。
【0013】また、上記撮像光学系11に併設して照明
光学系14が配設される。この照明光学系14は、例え
ばコリーメータレンズ141がレーザ光発振原を含む光
源15に対向配置され、この光源15を介して選択的に
照明光が入射される。そして、このコリメータレンズ1
41の出力側には、第1及び第2のウエッジプリズム1
42、143が、例えば中心軸を揃えて対向配置され
る。
【0014】これら第1及び第2のウエッジプリズム1
42、143は、例えば同様に図2に示すように、その
一方の光入射面がウエッジ角θwで形成されて、その光
軸が中心に対して偏向角θdを有するように形成され
る。そして、これら第1及び第2のウエッジプリズム1
42、143は、例えば第2のウエッジプリズム143
が光入射面に直交する軸回りに回転自在に設けられる。
【0015】第2のウエッジプリズム143は、回転駆
動部16が接続され、この回転駆動部16には、上記処
理制御部13が接続される。処理制御部13は、上記撮
像部12を駆動制御すると共に、上記撮像部12からの
電気信号を信号処理して画像データを生成する。
【0016】また、処理制御部13は、回転駆動部16
からの回転角情報と画像データに基づいたウエッジプリ
ズム駆動信号を生成して回転駆動部16に出力する。回
転駆動部16は、処理制御部13からのウエッジプリズ
ム駆動信号に応動して第2のウエッジプリズム143を
回転駆動して該第2のウエッジプリズム143と第1の
ウエッジプリズム142とで協働してコリメータレンズ
141からの照射光を、図3に示すように、その中心に
対して0度から2θd度の計4θd度だけ偏向制御され
る。
【0017】即ち、第1及び第2のウエッジプリズム1
42、143は、図4(a)に示す位置で、偏向角2θ
dに設定され、同図(b)に示す位置で偏向角0とな
り、その第2のウエッジプリズム143の回転角に応じ
て図5に示すようにコリメータレンズ141からの照射
光を、上記撮像光学系11の視野領域の全域に走査す
る。
【0018】上記構成において、視野領域内の目標10
を撮像する場合には、先ず、撮像部12が処理制御部1
3を介して駆動制御される。同時に、処理制御部13
は、光源15を駆動制御すると共に、回転駆動部16を
駆動制御して第2のウエッジプリズム143を回転制御
して偏向角θdを制御し、第1のウエッジプリズム14
2と協働して撮像光学系11の視野領域内に光源15か
らの照明光を走査制御する。
【0019】そして、第1及び第2のウエッジプリズム
142、143を通して偏向制御した照明光が視野領域
に走査されて、視野領域内に存在する目標10に照射さ
れると、撮像光学系11が、目標10からの反射エネル
ギを取り込んで目標光学像を結像する。この結像された
目標光学像は、撮像部12で電気信号に変換されて処理
制御部13に入力される。処理制御部13は、入力した
電気信号を信号処理して画像データを生成する。
【0020】ここで、処理制御部13は、生成した画像
データ及び回転駆動部16からの第2のウエッジプリズ
ム143の回転角情報に基づいて、例えば照射光の操作
位置が最良となるようなウエッジプリズム駆動信号を生
成して回転駆動部16に出力する。回転駆動部16は、
入力したウエッジプリズム駆動信号に基づいて第2のウ
エッジプリズム143を回転制御して所望の偏向位置に
保持し、照明光を目標10に指向させる。
【0021】このように、上記撮像装置は、照明光学系
14を構成する第1及び第2のウエッジプリズム14
2、143を、撮像光学系11に対応して配設して、こ
のうち第2のウエッジプリズム143を、光入射面と略
直交する軸回りに回転自在に配設し、第2のウエッジプ
リズム143を回転制御して照射光の光軸を偏向制御す
ることにより、光源15から照射される照明光を撮像光
学系11の視野領域内に走査して目標10を照射するよ
うにして、視野領域内に存在する目標光学像を取得する
ように構成した。
【0022】これにより、比較的小さな照明容量を確保
したうえで、しかも、簡単な構成の指向調整手段を備え
るだけで、信頼性の高い高精度な画像データの取得が実
現される。
【0023】なお、この発明は、上記実施の形態に限る
ことなく、その他、例えば図6に示すように照明光学系
20を撮像光学系21を利用して視野領域内に走査する
ように構成することも可能である。
【0024】即ち、撮像光学系21には、ビームスプリ
ッタ211が配設され、その透過光路上に撮像部22が
配設され、このビームスプリッタ211の反射光路上に
は、光源15(図6中では、図示せず、図1参照)が配
設される。そして、撮像光学系21の前面には、照明光
学系を構成する上記第1及び第2のウエッジプリズム1
42、143が対向配置される。
【0025】このうち第2のウエッジプリズム143
は、同様に光入射面と略直交する軸回りに回転自在に配
設され、回転駆動部161を介して選択的に回転駆動さ
れて光軸の偏向角を可変させる。この回転駆動部161
は、処理制御部131に接続され、この処理制御部13
1には、撮像部22が接続される。処理制御部131
は、撮像部22を介して電気信号を入力されると、この
電気信号を信号処理して画像データを生成する。
【0026】上記構成により、処理制御部131は、撮
像部22からの電気信号を信号処理して画像データを生
成し、この画像データに基づいてウエッジプリズム駆動
信号を生成して第2のウエッジプリズム202を回転駆
動する。ここで、第2のウエッジプリズム202の回転
角に連動して第1のウエッジプリズム201と協働して
光軸が偏向制御される。
【0027】この際、上記光源15(図1参照)からの
照射光が撮像光学系21のビームスプリッタ211を通
って第1及び第2のウエッジプリズム201、202に
案内され、この第2のウエッジプリズム202の回転角
に応じて撮像光学系21の視野領域内に走査される。
【0028】そして、上記視野領域内に存在する目標1
0に照射されると、該目標10からの反射エネルギが撮
像光学系21に入射されて目標光学像として結像され
る。この目標光学像は、ビームスプリッタ211の透過
光路より撮像部22に入力されて電気信号に変換され
る。撮像部22は、生成した電気信号を処理制御部13
1に出力する。信号処理部131は、電気信号を信号処
理して画像データを生成する。
【0029】この際、処理制御部131は、生成した画
像データと上記回転駆動部161からの回転角情報に基
づいて、例えば照射光の操作位置が最良となるようなウ
エッジプリズム駆動信号を生成して回転駆動部161に
出力する。回転駆動部161は、入力したウエッジプリ
ズム駆動信号に基づいて第1のウエッジプリズム201
を回転制御して所望の偏向位置に保持し、照明光を目標
10に指向させる。
【0030】ここで、継続的に撮像光学系21は、目標
光学像が取得され、この目標光学像が撮像部22で電気
信号が生成されて処理制御部131で画像データが生成
される。
【0031】また、上記各実施の形態では、第1及び第
2のウエッジプリズム142、143(201、20
2)のうち第2のウエッジプリズム143(202)を
回転制御して照明光を撮像光学系11(21)の視野領
域に走査するように構成した場合で説明したが、これに
限ることなく、その他、例えば第2のウエッジプリズム
143(202)に代えて第1のウエッジプリズム14
2(201)を回転制御するように構成してもよい。そ
して、これら第1及び第2のウエッジプリズム142、
143(201、202)の双方を独立に回転制御して
照明光を、視野領域内に走査するように構成してもよ
い。
【0032】さらに、上記実施の形態では、信号処理部
13(131)で画像データ及び第2のウエッジプリズ
ム142(202)の回転角に基づいてウエッジプリズ
ム駆動信号を生成して回転駆動部16(161)を回転
駆動するように構成した場合で説明したが、これに限る
ことなく、回転駆動部16(161)を指令情報に基づ
いて駆動制御するように構成してもよい。
【0033】また、上記実施の形態では、飛翔体に搭載
するように構成した場合で説明したが、これに限ること
なく、その他、地上等に固定配置するように構成するこ
とも可能である。
【0034】よって、この発明は、上記実施の形態に限
ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しな
い範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さ
らに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれて
おり、開示される複数の構成要件における適宜な組合せ
により種々の発明が抽出され得る。
【0035】例えば実施形態に示される全構成要件から
幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようと
する課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述
べられている効果が得られる場合には、この構成要件が
削除された構成が発明として抽出され得る。
【0036】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、撮像目標の反射エネルギあるいは
放射エネルギに影響を受けることなく、高精度な撮影を
実現し得るようにした撮像装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態に係る撮像装置の配置
構成を示したブロック図である。
【図2】図1の第1及び第2のウエッジプリズムのプリ
ズム構成を説明するために示した構成説明図である。
【図3】図1の第1及び第2のウエッジプリズムの原理
を説明するために示した動作説明図である。
【図4】図1の第1及び第2のウエッジプリズムの偏向
角の変位を説明するために示した動作説明図である。
【図5】図1の第1及び第2のウエッジプリズムの偏向
角に応じて照射光を走査する走査動作を示した動作説明
図である。
【図6】この発明の他の実施の形態に係る撮像装置の配
置構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
10 … 目標。 11 … 撮像光学系。 12 … 撮像部。 13 … 処理制御部。 131 … 処理制御部。 14 … 照明光学系。 141 … コリメータレンズ。 142 … 第1のウエッジプリズム。 143 … 第2のウエッジプリズム。 15 … 電源。 16 … 回転駆動部。 161 … 回転駆動部。 20 … 照明光学系。 201 … 第1のウエッジプリズム。 202 … 第2のウエッジプリズム。 21 … 撮像光学系。 211 … ビームスプリッタ。 22 撮像部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA01 BB15 DD02 FF04 FF41 GG04 GG12 HH04 JJ03 JJ26 LL12 MM15 5B047 BB08 BC05 CA17 CB04 CB09 5J084 AB03 AC04 AC06 AD05 BA03 BA34 BA48 BB04 BB12 BB13 BB14 DA01 DA02 EA04 EA07 FA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 視野領域に存在する目標像を、撮像光学
    系で取り込んで撮像部で画像データを取得する撮像手段
    と、 この撮像手段に対応して配置され、照明光を照射する光
    源と、 この光源から照射された照射光を前記視野領域に案内す
    るものであって、所望のウエッジ角を有した第1及び第
    2のプリズムを、前記光源の後段に対向配置した照明光
    学系と、 前記第1及び第2のプリズムの少なくとも一方を光透過
    面と直交する軸回りに回転駆動して前記照明光学系の光
    軸を偏向制御し、前記照明手段からの光の照明領域を前
    記撮像手段の撮像光学系の視野領域内に走査する駆動制
    御手段とを具備したことを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 視野領域に存在する目標像を、撮像光学
    系で取り込んで撮像部で画像データを取得する撮像手段
    と、 この撮像手段の撮像光学系を通して目標方向に照明光を
    照射する光源と、 前記撮像光学系の前段に配置され、前記光源から照射さ
    れた照射光が前記撮像光学系を介して導かれて前記視野
    領域に案内するものであって、所望のウエッジ角を有し
    た第1及び第2のプリズムを対向配置した照明光学系
    と、 前記第1及び第2のプリズムの少なくとも一方を光透過
    面と直交する軸回りに回転駆動して前記照明光学系の光
    軸を偏向制御し、前記照明手段からの光の照明領域を前
    記撮像手段の視野領域内に走査する駆動制御手段とを具
    備したことを特徴とする撮像装置。
  3. 【請求項3】 前記駆動制御手段は、前記撮像手段で取
    得した画像データに基づいて前記第1及び第2のウエッ
    ジプリズムの少なくとも一方を回転駆動して前記照明光
    学系の光軸を偏向制御することを特徴とする請求項1又
    は2記載の撮像装置。
  4. 【請求項4】 前記撮像手段は、赤外線カメラであり、
    前記光源は、赤外光を照射することを特徴とする請求項
    1乃至3のいずれか記載の撮像装置。
  5. 【請求項5】 前記目標は、移動体であることを特徴と
    する請求項1乃至4のいずれか記載の撮像装置。
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