JP2526504B2 - 信号光抽出装置 - Google Patents

信号光抽出装置

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JP2526504B2
JP2526504B2 JP5238230A JP23823093A JP2526504B2 JP 2526504 B2 JP2526504 B2 JP 2526504B2 JP 5238230 A JP5238230 A JP 5238230A JP 23823093 A JP23823093 A JP 23823093A JP 2526504 B2 JP2526504 B2 JP 2526504B2
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signal light
light
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signal
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慎一 中島
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は撮像素子で撮像した像か
ら目標とする物体の像を抽出する信号光抽出装置に関
し、特に、目標物からくる信号光の波長が既知で、か
つ、信号光と同じ波長を含む妨害光がある場合の信号光
抽出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種の妨害光がある場合の信号光
の抽出装置は、CCDセンサ等の撮像素子で撮像した像
から、目標を識別するために用いられている。
【0003】従来の方式では、光路中に分光系を入れ複
数のCCDセンサ等を用いて各CCDセンサへの入力光
強度から目標の像を識別していた。
【0004】又、別の従来の方式では、カラー(RG
B)CCDセンサ等を用いて、色の違いから目標の像を
識別していた。
【0005】又、特開昭63−167577には、光電
変換を行なう複数の画素を有する撮像手段によって被観
察体を撮像する撮像装置において、前記撮像手段に、複
数の異なる波長領域の像を得るための複数の画素群を設
けると共に、前記複数の画素群からの出力信号を波長領
域の種別に分類して出力する出力分離手段を設けたこと
を特徴とする撮像装置が示されている。この撮像装置
は、異なる波長での画像を得るためのものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の妨害光
がある場合の信号光抽出装置では、複数のCCDセンサ
等の撮像素子が必要であるため大型になるという問題が
ある。
【0007】又、対応する画素同士を分光系を介して光
学的に同一の位置にもってくる(アライメント)必要が
あるため、アライメントの調整が難しいという問題があ
る。
【0008】又、カラー(RGB)CCDセンサ等を用
いて、色の違いから目標の像を識別する方式において
は、波長が赤・緑・黄の3色に限定されるという問題が
ある。
【0009】本発明は、上記問題点を解決し、単一の撮
像素子で信号光による像を抽出できる信号光抽出装置を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
画素で構成される一次元または二次元の撮像素子で目標
物の像を抽出する信号光抽出装置において、目標物から
くる信号光の波長が既知で、かつ、該信号光と同じ波長
を含む妨害光がある場合に、前記撮像素子が、前記複数
の画素に、信号光のみ透過し妨害光を透過しない第1の
バンドパスフィルタと、妨害光のみ透過し信号光を透過
しない第2のバンドパスフィルタとを取り付けて構成さ
れ、前記第1のバンドパスフィルタを取り付けた画素に
出力があり、かつ、前記第2のバンドパスフィルタを取
り付けた画素に出力がない場合にのみ、真の信号光が入
射したと判定する信号処理手段を前記撮像素子に接続さ
せて構成されたことを特徴とする信号光抽出装置が得ら
れる。
【0011】さらに、本発明によれば、前記第1のバン
ドパスフィルタ及び前記第2のバンドパスフィルタが、
それぞれ前記複数の画素に市松模様状に取り付けられて
いることを特徴とする信号光抽出装置が得られる。
【0012】
【実施例】次に、本発明に係る信号光抽出装置の第1の
実施例について図1〜図3を参照して説明する。図1
(a)は本発明に係る信号光抽出装置に用いられる撮像
素子を示した図であり、図1(b)は図1(a)の撮像
素子の複数の画素の所定領域を拡大した図である。図2
は本発明に係る信号光抽出装置の構造を示すブロック図
である。
【0013】図1(a)において、撮像素子1は複数の
画素(光電変換の単位領域)からなる画素群2を備えて
形成されている。図1(b)において、画素群2のそれ
ぞれの画素には、信号光のみ透過し妨害光を透過しない
バンドパスフィルタ3aと、妨害光のみ透過し信号光を
透過しないバンドパスフィルタ3bとが市松模様状に取
り付けられている。尚、バンドパスフィルタ3a,3b
の画素2への取り付け方法は、接着剤によって接着する
のが一般的である。又、バンドパスフィルタ3a,3b
の画素への配列方法においては、図1(a)のように市
松模様状に配列されなくても、例えばバンドパスフィル
タ3aが複数個連続して集合した領域とバンドパスフィ
ルタ3bが複数個連続して集合した領域とに分かれて配
列されていてもよい。又、本実施例では2次元の撮像素
子の場合を示しているが、1次元の撮像素子においても
同様の効果をもつ。
【0014】次に、図1(b)及び図2を参照して本発
明に係る信号光抽出回路の動作原理を説明する。妨害光
がある場合の信号光の抽出方式の測定部4は、光学系
5、ハーフミラー6、光源7、撮像素子1、及び信号処
理回路8で構成される。ここで、光学系5とは、撮像素
子に像を結ばせるためのレンズ群をいう。光源7(光源
回路)から出射される波長λ0 の出射光H1(図3
(a)参照)は、ハーフミラー6と光学系5とを介して
リフレクタを備えた目標物9の方向に放射される。出射
光H1のスペクトラムは図3(a)に示され、波長λ0
にのみ強度がある。目標物9からの反射光H2は、妨害
光としての太陽10からの光P1が目標物以外の反射面
11で反射した反射太陽光P2とともに、ハーフミラー
6を通って撮像素子1に結像させられる。太陽10から
の光P1のスペクトラムは図3(b)に示され、波長λ
1 のとき最も強度があり、波長がλ0 に近づくにしたが
って強度が低くなる。
【0015】信号処理回路8は、信号光H2のみ透過し
妨害光P2を透過しないバンドパスフィルタ3a(図1
(b)の斜線部)が取り付けられている画素について出
力があり、かつ、バンドパスフィルタ3aの隣接4近傍
に配置されている妨害光P2のみ透過し信号光H2を透
過しないバンドパスフィルタ3b(図1(b)の斜線部
以外の部分)が取り付けられている画素について出力が
無い場合にのみ、真の信号光が入射していると判定す
る。出力がない場合には、信号光が入射していないと判
定する。一方、妨害光P2のみ透過し信号光H2を透過
しないバンドパスフィルタ3bをとりつけた画素につい
ては、隣接4近傍のうち2以上の画素(バンドパスフィ
ルタ3aが取り付けられている画素)に真の信号光が入
射していると判定された場合に、真の信号光が入射して
いると判定する。
【0016】尚、太陽の光P1とその反射光P2の波長
は同じであり、信号光H1とその反射光P2の波長は同
じである。
【0017】図3(c)はバンドパスフィルタ3aの透
過特性を示した図であり、図3(d)はバンドパスフィ
ルタ3bの透過特性を示した図である。即ち、バンドパ
スフィルタ3aは、波長λ0 のとき強度が大きくなると
いう透過特性をもつため、波長λ0 の信号光のみ透過さ
せ、波長λ1 の妨害光を透過しない。逆に、バンドパス
フィルタ3bは、波長λ1 のとき強度が大きくなるとい
う透過特性をもつため、波長λ1 の妨害光のみ透過さ
せ、波長λ0 の信号光を透過しない。従って、あらかじ
め、妨害光の波長λ0 とは異なる波長λ1 のとき強度が
大きくなるという透過特性をもつバンドパスフィルタ3
a(図1(b)参照)と、妨害光の波長λ0 のとき強度
が大きくなるという透過特性をもつバンドパスフィルタ
3b(図1(b)参照)とを用意して、それぞれを複数
の画素2に取り付け、当該画素における出力を信号処理
回路8によって測定することにより真の信号光のみを抽
出できる。尚、図2に示される光源7では、妨害光の波
長とは異なる波長の光を出射するよう調整する必要があ
る。
【0018】この構成において、目標物9は、光源7か
らの出射光を該出射光の入射方向に反射するリフレクタ
を備えている。妨害光(本実施例における太陽光)は、
波長約500nm(図3(b)における波長λ1 )に強
度のピークを持ち、なおかつ800nmにも強度を有し
ている。従って、信号光、即ち光源7から生ずる出射光
の波長は、500nmとは異なる値にあらかじめ設定さ
れる必要がある。このとき、その値は500nmより大
きくても小さくてもどちらでもよく、図3(a)ではλ
0 で示される。尚、信号光の波長の設定の際、その上限
が約1200nm、下限が約350nmの範囲内で設定
される必要がある。
【0019】次に、本発明の第2の実施例について図4
を参照して説明する。目標物9は自ら波長λ0 の出射光
H2を出射する。出射光H2は、太陽10からの光P1
が目標物以外の反射面11で反射した反射太陽光P2と
ともに光学系5により撮像素子1に結像させられる。
尚、撮像素子1の複数の画素には、第1の実施例で説明
したように図1(b)に示すようなバンドパスフィルタ
3a,3bが取り付けられている。信号処理回路8は、
上記した第1の実施例と同様に、信号光H2のみ透過し
妨害光P2を透過しないバンドパスフィルタ3a(図1
(b)の斜線部)が取り付けられている画素について出
力があり、かつ、バンドパスフィルタ3aの隣接4近傍
に配置されている妨害光P2のみ透過し信号光H2を透
過しないバンドパスフィルタ3b(図1(b)の斜線部
以外の部分)が取り付けられている画素について出力が
無い場合にのみ、真の信号光が入射していると判定す
る。出力がない場合には、信号光が入射していないと判
定する。一方、妨害光P2のみ透過し信号光H2を透過
しないバンドパスフィルタ3bをとりつけた画素につい
ては、隣接4近傍のうち2以上の画素(バンドパスフィ
ルタ3aが取り付けられている画素)に真の信号光が入
射していると判定された場合に、真の信号光が入射して
いると判定する。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、信号と同じ波長を含む
妨害光の入力がある場合においても、単一の撮像素子に
よって信号光による像を抽出することができ、複数のC
CDセンサ等の撮像素子を設ける必要がなく、撮像装置
そのものを小型化にすることができる。
【0021】又、対応する画素同士を分光系を介して光
学的に同一の位置にもってくる(アライメント)必要が
ない。
【0022】又、信号光の波長を赤・緑・黄の3色に限
定する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明に係る信号光抽出装置に用
いられる撮像素子を示した図であり、図1(b)は図1
(a)の撮像素子の複数の画素の所定領域を拡大した図
である。
【図2】本発明に係る信号光抽出装置の第1の実施例を
説明するためのブロック図である。
【図3】図3(a)は信号光のスペクトラムを示したグ
ラフであり、図3(b)は妨害光のスペクトラムを示し
たグラフであり、図3(c)は図1(b)に示したバン
ドパスフィルタ3aの透過特性を示したグラフであり、
図3(d)は図1(b)に示したバンドパスフィルタ3
bの透過特性を示したグラフである。
【図4】本発明に係る信号光抽出装置の第2の実施例を
説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
1 撮像素子 2 画素群 3a,3b バンドパスフィルタ 4 測定部 5 光学系 6 ハーフミラー 7 光源 8 信号処理回路 9 目標物 10 太陽 11 目標物以外の反射面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−287053(JP,A) 特開 昭59−108492(JP,A) 特開 平3−59849(JP,A) 特開 平4−44750(JP,A) 特開 平4−200087(JP,A) 特開 平2−95223(JP,A) 特開 平4−329322(JP,A) 実開 平5−34534(JP,U) 実開 平3−56094(JP,U) 実開 昭61−12081(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の画素で構成される一次元または二
    次元の撮像素子で目標物の像を抽出する信号光抽出装置
    において、目標物からくる信号光の波長が既知で、か
    つ、該信号光と同じ波長を含む妨害光がある場合に、前
    記撮像素子が、前記複数の画素に、信号光のみ透過し妨
    害光を透過しない第1のバンドパスフィルタと、妨害光
    のみ透過し信号光を透過しない第2のバンドパスフィル
    タとを取り付けて構成され、前記第1のバンドパスフィ
    ルタを取り付けた画素に出力があり、かつ、前記第2の
    バンドパスフィルタを取り付けた画素に出力がない場合
    にのみ、真の信号光が入射したと判定する信号処理手段
    を前記撮像素子に接続させて構成されたことを特徴とす
    る信号光抽出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の信号光抽出装置におい
    て、前記第1のバンドパスフィルタ及び前記第2のバン
    ドパスフィルタが、それぞれ前記複数の画素に市松模様
    状に取り付けられていることを特徴とする信号光抽出装
    置。
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