JP2893796B2 - 光学カメラの画素ずれ修正装置 - Google Patents
光学カメラの画素ずれ修正装置Info
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- JP2893796B2 JP2893796B2 JP2038894A JP3889490A JP2893796B2 JP 2893796 B2 JP2893796 B2 JP 2893796B2 JP 2038894 A JP2038894 A JP 2038894A JP 3889490 A JP3889490 A JP 3889490A JP 2893796 B2 JP2893796 B2 JP 2893796B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学カメラの画素ずれ修正装置に関し、特に
衛星搭載用の多画素を検知する多素子を有する光学カメ
ラにおいて、その画素が打上げ時の振動および軌道上の
熱環境において検出する各バンドとの間で相互にずれた
場合に、そのずれ量を打上げ後の軌道上で測定し修正す
る光学カメラの画素ずれ修正装置に関する。
衛星搭載用の多画素を検知する多素子を有する光学カメ
ラにおいて、その画素が打上げ時の振動および軌道上の
熱環境において検出する各バンドとの間で相互にずれた
場合に、そのずれ量を打上げ後の軌道上で測定し修正す
る光学カメラの画素ずれ修正装置に関する。
最近、地球の撮像画像を作成する目的で衛星に搭載さ
れた光学カメラにより地上を撮影し、この画像データを
地上受信系で受信し、地球画像の処理を行うが、この全
体のシステムの概念を第4図の概念説明図により説明す
る。まず、衛星に搭載された光学カメラ2が地球1を撮
像し、地上の撮像パターン18をバンドA用検知器5A、お
よびバンドB用検知器5Bに結像させる。この二つの検知
信号を地上受信系16に送信し、画像処理した結果、第4
図のA部に示すバンドAの処理画像17AおよびバンドB
の処理画像17Bが得られる。この二つの処理画像が前述
のような理由で、A部の図のようにバンドAとバンドB
の処理画像がずれてしまうことがある。
れた光学カメラにより地上を撮影し、この画像データを
地上受信系で受信し、地球画像の処理を行うが、この全
体のシステムの概念を第4図の概念説明図により説明す
る。まず、衛星に搭載された光学カメラ2が地球1を撮
像し、地上の撮像パターン18をバンドA用検知器5A、お
よびバンドB用検知器5Bに結像させる。この二つの検知
信号を地上受信系16に送信し、画像処理した結果、第4
図のA部に示すバンドAの処理画像17AおよびバンドB
の処理画像17Bが得られる。この二つの処理画像が前述
のような理由で、A部の図のようにバンドAとバンドB
の処理画像がずれてしまうことがある。
従来、この種の光学カメラの画素ずれ修正装置におい
て、打上げ後、光学カメラの内部において画素ずれを直
接測定したものはない。また、バンドA用およびバンド
B用の検知器5A,5Bの位置修正については焦点方向(光
軸方向)について軌道上で修正するものがあるが、これ
は検知器5A,5Bの位置ずれを測定したものではなく、光
学系の温度をモニターし、地上試験時の温度と比較し
て、相異が発生した時に熱歪量を想定したこれらの検知
器を移動させたものであった。
て、打上げ後、光学カメラの内部において画素ずれを直
接測定したものはない。また、バンドA用およびバンド
B用の検知器5A,5Bの位置修正については焦点方向(光
軸方向)について軌道上で修正するものがあるが、これ
は検知器5A,5Bの位置ずれを測定したものではなく、光
学系の温度をモニターし、地上試験時の温度と比較し
て、相異が発生した時に熱歪量を想定したこれらの検知
器を移動させたものであった。
上述した従来の光学カメラの画素ずれ修正装置はバン
ドごとの画素ずれを衛星内で直接測定していないので、
衛星打上げ後の画素ずれについては地上でデータを処理
するまでわからず、また、ずれてる事がわかっても、そ
れを補正するには地上での対応する目標物を見つけて補
正を加えるために多くの時間と労力を要する欠点があ
る。また海洋のデータを利用する漁船では衛星から直接
データを受信するので、画像の補正など複雑な処理はで
きない。かつ、従来の光学カメラは、光軸に垂直な方向
すなわち結像面内方向に対して検知器の位置を修正する
機構を有していないために、地上のデータ処理により画
素ずれがわかっても、結像面内方向について光学カメラ
側で修正する事ができなかった。
ドごとの画素ずれを衛星内で直接測定していないので、
衛星打上げ後の画素ずれについては地上でデータを処理
するまでわからず、また、ずれてる事がわかっても、そ
れを補正するには地上での対応する目標物を見つけて補
正を加えるために多くの時間と労力を要する欠点があ
る。また海洋のデータを利用する漁船では衛星から直接
データを受信するので、画像の補正など複雑な処理はで
きない。かつ、従来の光学カメラは、光軸に垂直な方向
すなわち結像面内方向に対して検知器の位置を修正する
機構を有していないために、地上のデータ処理により画
素ずれがわかっても、結像面内方向について光学カメラ
側で修正する事ができなかった。
本発明の光学カメラの画素ずれ修正装置は衛星に搭載
された光学カメラがマルチバンドの分光された第1およ
び第2の光を受光し一列に配列された多画素それぞれに
結像される前記第1および第2の光にそれぞれ対応した
光量を検知する第1および第2の受光検知器と、前記受
光検知器それぞれの該当する画素番号相互に発生する画
素ずれの有無を検出するために基準光を放射する内部光
源を有する校正装置と、前記基準光により前記画素ずれ
を検知した場合に地上からのコマンド制御により前記複
数個の受光検知器のいずれかを任意に移動させて画素ず
れを修正する受光検知器修正機構を備えた光学カメラの
画素ずれ修正装置において、前記校正装置の内部光源の
前面に配設された前記基準光を十字型スリット光線とし
直交する縦方向と横方向のスリット光線をそれぞれ第1
および第2のスリット光線とするとこの第1および第2
のスリット光線がそれぞれ前記第1および第2の受光検
知器の画素配列と平行となるスリット光線を形成し、か
つ前記第1および第2のスリット光線の幅が前記第1お
よび第2の受光検知器の配列と平行方向の画素幅より狭
い幅とするとともに前記第1および第2の受光検知器そ
れぞれの同じ画素番号で検出された受光値に対応するよ
うに設定された十字型のスリットを有する基準スリット
板と、地上からのコマンド制御により前記基準光を遮断
しないように前記スリット板を移動して収納する基準ス
リット板収納部と、前記受光検知器修正機構が前記受光
検知器を光軸と直角方向に移動させて画素ずれ修正とを
行う。
された光学カメラがマルチバンドの分光された第1およ
び第2の光を受光し一列に配列された多画素それぞれに
結像される前記第1および第2の光にそれぞれ対応した
光量を検知する第1および第2の受光検知器と、前記受
光検知器それぞれの該当する画素番号相互に発生する画
素ずれの有無を検出するために基準光を放射する内部光
源を有する校正装置と、前記基準光により前記画素ずれ
を検知した場合に地上からのコマンド制御により前記複
数個の受光検知器のいずれかを任意に移動させて画素ず
れを修正する受光検知器修正機構を備えた光学カメラの
画素ずれ修正装置において、前記校正装置の内部光源の
前面に配設された前記基準光を十字型スリット光線とし
直交する縦方向と横方向のスリット光線をそれぞれ第1
および第2のスリット光線とするとこの第1および第2
のスリット光線がそれぞれ前記第1および第2の受光検
知器の画素配列と平行となるスリット光線を形成し、か
つ前記第1および第2のスリット光線の幅が前記第1お
よび第2の受光検知器の配列と平行方向の画素幅より狭
い幅とするとともに前記第1および第2の受光検知器そ
れぞれの同じ画素番号で検出された受光値に対応するよ
うに設定された十字型のスリットを有する基準スリット
板と、地上からのコマンド制御により前記基準光を遮断
しないように前記スリット板を移動して収納する基準ス
リット板収納部と、前記受光検知器修正機構が前記受光
検知器を光軸と直角方向に移動させて画素ずれ修正とを
行う。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の断面図である。光学カメ
ラ2は地球1の像の集光レンズ3A,3Bを通して集光し、
分光プリズム4によりバンドAとバンドBとに、分光し
受光検出器修正機構7A,7Bに備えられたバンドA用検知
器5A、バンドB用検知器5B上に結像させる。ここで受光
検出器修正機構7A,7Bは、バンドA用検知器5Aとバンド
B用検知器5Bを収納する検知器ホルダー6A,6B,および2
つの検知器5A,5Bの位置を修正するアクチュエータ8A,8B
から構成される。一方内部光源式校正装置9は内部光源
10と集光レンズ11A,11Bおよび移動可能な基準スリット
板13より構成される。基準スリット板13から射出された
スリット光は、出射ミラー12で反射され、光学カメラ2
に入り、バンドA用検知器5AおよびバンドB用検知器5B
上に結像するように設計されている。
ラ2は地球1の像の集光レンズ3A,3Bを通して集光し、
分光プリズム4によりバンドAとバンドBとに、分光し
受光検出器修正機構7A,7Bに備えられたバンドA用検知
器5A、バンドB用検知器5B上に結像させる。ここで受光
検出器修正機構7A,7Bは、バンドA用検知器5Aとバンド
B用検知器5Bを収納する検知器ホルダー6A,6B,および2
つの検知器5A,5Bの位置を修正するアクチュエータ8A,8B
から構成される。一方内部光源式校正装置9は内部光源
10と集光レンズ11A,11Bおよび移動可能な基準スリット
板13より構成される。基準スリット板13から射出された
スリット光は、出射ミラー12で反射され、光学カメラ2
に入り、バンドA用検知器5AおよびバンドB用検知器5B
上に結像するように設計されている。
第2図の平面図は、基準スリット板13の十字のスリッ
トパタン14を示す。このスリット板を挿入することによ
り画素ずれの補正としては例えば2種の受光検知器5A,5
Bそれぞれが横一列に画素が並んでいる場合にこの横並
べ画素に対して十字のうちの縦方向のスリット光が照射
される。したがって今検知器5A,5Bそれぞれの正規の照
射画素から互いにずれた例えば隣接の画素を照射してい
るとすればこの誤った検知器を光軸に直角方向に移動し
て正規の画素位置までずらして画素ずれを補正する。こ
の作用を第3図(a),(b)に示す。第3図(a)は
第1図のA−A断面図であり一本スリット光線であるス
リットパターン14とこの一本の光線を受けるバンドA用
検知器5Aとがずれた状態、すなわちスリットパターン14
の縦方向のスリット光はバンドA用検知器5の横並びの
画素(図示していないが)のうち本来中央の画素を照射
すべき所を左に偏移している状態であり、横方向のスリ
ット光はバンドA用検知器5Bの視野からはずれて下を照
射している状態なのでバンドA用検知器5Bが正しい設定
位置15から右上方にずれた状態を示す。本来の正しい設
定位置15、すなわちバンドA用検知器5Aの中心位置と、
スリットパターン14とは一致している。第3図(b)は
第1図のB−B断面図であり、バンドB用検知器5Bがス
リットパターン14と完全に一致している状態を示してい
る。第3図(a),(b)においてスリットパターン14
の像がバンド用検知器5AおよびバンドB用検知器5B上に
結像され、バンドA用検知器5Aが正しい設定位置15から
ずれている事が判明した場合には受光検知器修正機構7A
のアクチュエータ8Aを作動させバンドA用検知器5Aを正
しい設定位置15に補正する。この基板スリット板13の十
字のスリットパターン14とスリットパターン16との光線
とバンドA用およびバンドB用検出器に一列に配列され
た画素に照射される光線との相対的なずれを修正する作
用を第5図(a),(b)の模式的説明図により補足説
明する。第5図(a)は(イ)および(ロ)の図からな
り、(イ)の図はバンドA用検知器5Aに配列された画素
21A〜2NAに対してスリットパターン14および16の光線が
画素23Aのほぼ中心で交さして照射している状態を示し
ている。ここでスリットパターン14および16の光線の幅
は図に示す如く画素の配列方向および配列と直角な方向
の幅より狭くなるように調整されており、またスリット
パターン14,16の光線はそれぞれ画素配列に対して直角
方向と平行方向に照射されるよう調整されている。一方
第5図(a)(ロ)の図はバンドB用検知器5Bに配列さ
れた画素21B〜2NBに対してスリットパターン14および16
の光線が画素23Bの中心で交差して照射している状態を
示している。なお画素23Aと23Bは分光された光の分析を
行う場合に備えて同一画素番号となるように構成されて
いる。すなわち、第5図(a)の図(イ),(ロ)は画
素ずれがない状態を示している。これに対して第5図
(b)の図(イ),(ロ)はバンドA用検知器5Aとバン
ドB用検知器5Bの照射状態を示しているが、(イ)の図
は第5図(a)の(イ)と同じく画素23Aでスリット光
が交さしているが、第5図(b)の(ロ)の図は画素ず
れのためのスリットパターン14の光は画素22Bを照射し
スリットパターン16の光は画素配列から外れた状態を示
している。したがって正規の画素23Bの位置で交さする
光が照射されるように図に示すX方向とY方向に受光検
知器修正機構7Bにより修正する必要がある。この結果第
4図に示すような地上受信系16での処理画像17Aおよび1
7B間に画素ずれは発生しなくなる。一方焦点ずれの場合
には正規の一画素から左右の画素にはみ出して光が拡大
するいわゆる焦点ぼけを検知するために基準スリット板
13を内部光源10の光束の外である基準スリット板収納部
19に移動して円形の光束とする。この後に受光検知器修
正機構のアクチュエータ8A,8Bにに設けられた焦点ずれ
修正機構により光軸方向に前後に受光検知器を移動させ
て焦点調整を行う。すなわち第1図において基準スリッ
ト板13を内部光源10の光束の外である基準スリット板収
納部19に移動させるとスリット光はなくなり、本来の内
部光源式校正装置9として必要な光をバンドA用検知器
5A,バンドB用検知器5B上に入射させる事ができる。
トパタン14を示す。このスリット板を挿入することによ
り画素ずれの補正としては例えば2種の受光検知器5A,5
Bそれぞれが横一列に画素が並んでいる場合にこの横並
べ画素に対して十字のうちの縦方向のスリット光が照射
される。したがって今検知器5A,5Bそれぞれの正規の照
射画素から互いにずれた例えば隣接の画素を照射してい
るとすればこの誤った検知器を光軸に直角方向に移動し
て正規の画素位置までずらして画素ずれを補正する。こ
の作用を第3図(a),(b)に示す。第3図(a)は
第1図のA−A断面図であり一本スリット光線であるス
リットパターン14とこの一本の光線を受けるバンドA用
検知器5Aとがずれた状態、すなわちスリットパターン14
の縦方向のスリット光はバンドA用検知器5の横並びの
画素(図示していないが)のうち本来中央の画素を照射
すべき所を左に偏移している状態であり、横方向のスリ
ット光はバンドA用検知器5Bの視野からはずれて下を照
射している状態なのでバンドA用検知器5Bが正しい設定
位置15から右上方にずれた状態を示す。本来の正しい設
定位置15、すなわちバンドA用検知器5Aの中心位置と、
スリットパターン14とは一致している。第3図(b)は
第1図のB−B断面図であり、バンドB用検知器5Bがス
リットパターン14と完全に一致している状態を示してい
る。第3図(a),(b)においてスリットパターン14
の像がバンド用検知器5AおよびバンドB用検知器5B上に
結像され、バンドA用検知器5Aが正しい設定位置15から
ずれている事が判明した場合には受光検知器修正機構7A
のアクチュエータ8Aを作動させバンドA用検知器5Aを正
しい設定位置15に補正する。この基板スリット板13の十
字のスリットパターン14とスリットパターン16との光線
とバンドA用およびバンドB用検出器に一列に配列され
た画素に照射される光線との相対的なずれを修正する作
用を第5図(a),(b)の模式的説明図により補足説
明する。第5図(a)は(イ)および(ロ)の図からな
り、(イ)の図はバンドA用検知器5Aに配列された画素
21A〜2NAに対してスリットパターン14および16の光線が
画素23Aのほぼ中心で交さして照射している状態を示し
ている。ここでスリットパターン14および16の光線の幅
は図に示す如く画素の配列方向および配列と直角な方向
の幅より狭くなるように調整されており、またスリット
パターン14,16の光線はそれぞれ画素配列に対して直角
方向と平行方向に照射されるよう調整されている。一方
第5図(a)(ロ)の図はバンドB用検知器5Bに配列さ
れた画素21B〜2NBに対してスリットパターン14および16
の光線が画素23Bの中心で交差して照射している状態を
示している。なお画素23Aと23Bは分光された光の分析を
行う場合に備えて同一画素番号となるように構成されて
いる。すなわち、第5図(a)の図(イ),(ロ)は画
素ずれがない状態を示している。これに対して第5図
(b)の図(イ),(ロ)はバンドA用検知器5Aとバン
ドB用検知器5Bの照射状態を示しているが、(イ)の図
は第5図(a)の(イ)と同じく画素23Aでスリット光
が交さしているが、第5図(b)の(ロ)の図は画素ず
れのためのスリットパターン14の光は画素22Bを照射し
スリットパターン16の光は画素配列から外れた状態を示
している。したがって正規の画素23Bの位置で交さする
光が照射されるように図に示すX方向とY方向に受光検
知器修正機構7Bにより修正する必要がある。この結果第
4図に示すような地上受信系16での処理画像17Aおよび1
7B間に画素ずれは発生しなくなる。一方焦点ずれの場合
には正規の一画素から左右の画素にはみ出して光が拡大
するいわゆる焦点ぼけを検知するために基準スリット板
13を内部光源10の光束の外である基準スリット板収納部
19に移動して円形の光束とする。この後に受光検知器修
正機構のアクチュエータ8A,8Bにに設けられた焦点ずれ
修正機構により光軸方向に前後に受光検知器を移動させ
て焦点調整を行う。すなわち第1図において基準スリッ
ト板13を内部光源10の光束の外である基準スリット板収
納部19に移動させるとスリット光はなくなり、本来の内
部光源式校正装置9として必要な光をバンドA用検知器
5A,バンドB用検知器5B上に入射させる事ができる。
以上説明したように本発明は、基準スリット板を内部
光源式校正装置に付加することにより、Aバンドおよび
Bバンド検知器の画素ずれを検出する事ができ、さらに
そのずれ量を修正する機構を有する事により、画素ずれ
のない正確な画像を取得し、複雑な地上での画素ずれに
関する画像補正を必要としない光学カメラの画素ずれ修
正装置を提出できる効果がある。
光源式校正装置に付加することにより、Aバンドおよび
Bバンド検知器の画素ずれを検出する事ができ、さらに
そのずれ量を修正する機構を有する事により、画素ずれ
のない正確な画像を取得し、複雑な地上での画素ずれに
関する画像補正を必要としない光学カメラの画素ずれ修
正装置を提出できる効果がある。
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図は本実施例
の要部の基準スリットの正面図、第3図(a)は第1図
のA−A断面図、第3図(b)は第1図のB−B断面
図、第4図は一般的な衛星搭載用光学カメラを使用した
地球画像処理の全体システムの概念説明図である。第5
図(a),(b)はバンドA用検知器とバンドB用検知
器の画素とスリットパターンの光線との関係を示す説明
図である。 1……地球、2……光学カメラ、3A,3B……集光レン
ズ、4……分光プリズム、5A……バンドA用検知器、5B
……バンドB用検知器、6A,6B……検知器ホルダ、7A,7B
……受光検出器修正機構、8A,8B……アクチュエータ、
9……内部光源式校正装置、10……内部光源、11A,11B
……集光レンズ、12……出射ミラー、13……基準スリッ
ト板、14……スリットパターン、15……バンドA用検知
器の正しい設定位置。
の要部の基準スリットの正面図、第3図(a)は第1図
のA−A断面図、第3図(b)は第1図のB−B断面
図、第4図は一般的な衛星搭載用光学カメラを使用した
地球画像処理の全体システムの概念説明図である。第5
図(a),(b)はバンドA用検知器とバンドB用検知
器の画素とスリットパターンの光線との関係を示す説明
図である。 1……地球、2……光学カメラ、3A,3B……集光レン
ズ、4……分光プリズム、5A……バンドA用検知器、5B
……バンドB用検知器、6A,6B……検知器ホルダ、7A,7B
……受光検出器修正機構、8A,8B……アクチュエータ、
9……内部光源式校正装置、10……内部光源、11A,11B
……集光レンズ、12……出射ミラー、13……基準スリッ
ト板、14……スリットパターン、15……バンドA用検知
器の正しい設定位置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 9/09 H04N 9/09 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01M 11/00 G02B 7/00 B64G 1/66 G01C 21/02 H04N 5/33,5/232 H04N 9/09
Claims (1)
- 【請求項1】衛星に搭載された光学カメラがマルチバン
ドの分光された第1および第2の光を受光し一列に配列
された多画素それぞれに結像される前記第1および第2
の光にそれぞれ対応した光量を検知する第1および第2
の受光検知器と、前記受光検知器それぞれの該当する画
素番号相互に発生する画素ずれの有無を検出するために
基準光を放射する内部光源を有する校正装置と、前記基
準光により前記画素ずれを検知した場合に地上からのコ
マンド制御により前記複数個の受光検知器のいずれかを
任意に移動させて画素ずれを修正する受光検知器修正機
構を備えた光学カメラの画素ずれ修正装置において、前
記校正装置の内部光源の前面に配設され前記基準光を十
字型スリット光線とし直交する縦方向と横方向のスリッ
ト光線をそれぞれ第1および第2のスリット光線とする
とこの第1および第2のスリット光線がそれぞれ前記第
1および第2の受光検知器の画素配列と平行および垂直
となるスリット光線を形成し、かつ前記第1および第2
のスリット光線の幅が前記第1および第2の受光検知器
の配列と平行方向の画素幅より狭い幅とするとともに前
記第1および第2の受光検知器それぞれの同じ画素番号
で検出された受光値に対応するように設定された十字型
のスリットを有する基準スリット板と、地上からのコマ
ンド制御により前記基準光を遮断しないように前記スリ
ット板を移動して収納する基準スリット板収納部と、前
記受光検知器修正機構が前記受光検知器を光軸と直角方
向に移動させて画素ずれ修正とを行うことを特徴とする
光学カメラの画素ずれ修正装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2038894A JP2893796B2 (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | 光学カメラの画素ずれ修正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2038894A JP2893796B2 (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | 光学カメラの画素ずれ修正装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03239942A JPH03239942A (ja) | 1991-10-25 |
JP2893796B2 true JP2893796B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=12537911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2038894A Expired - Fee Related JP2893796B2 (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | 光学カメラの画素ずれ修正装置 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2893796B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
US9571794B2 (en) | 2011-12-19 | 2017-02-14 | Kabushiki Kaisha Topcon | Surveying apparatus |
JP5937821B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2016-06-22 | 株式会社トプコン | 測量機 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-02-19 JP JP2038894A patent/JP2893796B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH03239942A (ja) | 1991-10-25 |
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