JP2936635B2 - 焦点調整撮像方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は焦点調整撮像方式に関し、特に人工衛星に搭
載して運用する放射計の光学系の焦点ずれを調整して入
力光の撮像を行なう焦点調整撮像方式に関する。

〔従来の技術〕

人工衛星に搭載し、地球からの太陽光の反射光あるい
は地球自体の発する光を入力光としこれを撮像する放射
計はよく知られている。

従来、この種の放射計の撮像センサたるラインセンサ
３は、第４図および第５図に示すように、入射光１を撮
像視野としてのイメージサークルｄに収束するレンズ２
もしくはレンズ２と同じ効果を有する光学系の常温での
焦点位置を通り、光軸10に垂直な面上に配置されている
ため、温度等によりレンズ２もしくは光学系による焦点
移動が発生した場合、焦点をラインセンサ３上に合わせ
るために、ラインセンサ３、もしくはレンズ２あるいは
光学系の位置そのものを第４図の矢印方向に動かすか、
あるいはクサビガラス５を組み合わせて右側のクサビガ
ラスの第５図の矢印方向に移動させることにより光学的
に光路長を調整して焦点位置を移動して対応していた。

また、温度による焦点移動を最少限に押えるために、
光学系の許容温度幅を狭くする必要があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の焦点調整撮像方式は、焦点移動を補正
するためにモータなどの駆動部を有しているため故障が
生じ易すく、寿命が短かいという欠点がある。

また、温度による光学系の焦点移動を最少限に押える
ための光学系の許容温度幅が狭く、温度制御が難しいと
いう欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の焦点調整撮像方式は、人工衛星に搭載し地球
からの入射光を計測する放射計の光学系の焦点のずれを
調整して入射光を撮像する焦点調整撮像方式であって、
放射計の光学系の光軸と０度を超えかつ90度を超えない
範囲の角度θで交る直線上に前記光学系の焦点を含む複
数の点で前記光軸に垂直に設定した複数の撮像面に互い
に上下方向に平行に配設した複数のラインセンサで前記
焦点のずれを調整して前記入射光を撮像する構成を有す
る。

また本発明の焦点調整撮像方式は、前記複数のライン
センサに代えて、複数のセンサを面状配列して成るエリ
アセンサを前記光軸に対して前記θ傾けて配置し、前記
焦点のすれに対応する位置に配列された前記エリアセン
サの１ラインを選択使用する構成を有する。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例の縦断面図である。
レンズ２もしくはこれと同じ効果を有する光学系の中心
を通る光軸10に対し、角度θを有する直線上に互いに平
行、かつ光軸に垂直なイメージサークルa,b,c上にライ
ンセンサ3a,3b,3cを光軸10に平行な上下方向に配置す
る。θは90゜を超えず０゜より大きい値とする。レンズ
２もしくは光学系の温度が所定の運用温度の場合、入射
光１はレンズ２を通り、イメージサークルｂ上に焦点を
結び、イメージサークル内のラインセンサ3bに入射す
る。イメージサークルa,b,cは、それぞれほぼ一様な撮
像視野が確保されるエリアである。ここで、レンズ２の
環境温度が変動し、入射光１がイメージサークルａまた
はｃの位置に焦点を結ぶと、これらイメージサークル内
にラインセンサ3aまたは3cに入射し、焦点ずれを補正し
た撮像が確保できる。

衛星軸道上で運用する場合、レンズ２もしくは光学系
の温度をテレメトリで検知し、その温度データを用い
て、入射光１がイメージサークルａからｃまでのどの位
置に焦点を結んでいるかを推測し、ラインセンサ3aから
3cまでのいづれかを選択するようにして撮像する。

第２図は第１図のＡ−Ａ′線矢視図であり、重合する
イメージセンサa,bおよびｃ上にラインセンサ3a,3b,3c
が配置された状態を示す。

上述した第１の実施例では、a,b,cの３箇所にライン
センサを配置していたが、３箇所ではなく、もっと多く
相互の間隔を狭めて配置してもよいことは明らかであ
る。

第３図は本発明の第２の実施例を示す平面図である。

第３図のエリアセンサ４は面配列した複数のセンサを
有し、このエリアセンサ４を光軸10に対してθ傾けて設
置する。配設位置は、正常の運用状態として設定される
基準位置とし、たとえば第１図のイメージサークルｂの
交軸10との交点にθ傾けて設置する。正常状態にあって
はエリアセンサ４の１ライン4bを選択使用し、焦点のず
れに対してエリアセンサ４の１ライン4a,4c等を選択使
用する。第３図の場合はエリアセンサのラインを３個を
利用する場合を示したが、この個数も亦、任意に選択し
うることは明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、放射計における光学系
の温度の変動に対応する焦点距離の変動に対し、ライン
センサもしくはエリアセンサの１ラインを光軸に対して
０度を超え90度を超えない角度の線上に光軸に直角かつ
互いに上下に配置し、光学系の温度情報に対応したライ
ンセンサもしくはエリアセンサの１ラインを選択使用す
ることにより、常に鮮明な画像が得られるという効果が
ある。

また、焦点を合わせるための駆動部が不要となるた
め、故障が生じにくく、寿命も長くなるという効果があ
る。

加えて、光学系の許容温度幅が広がり、温度制御が容
易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の一実施例の縦断面図、第２図は
第１図のAA′線矢視図、第３図は本発明の第２の実施例
の平面図、第４図は従来の焦点調整撮像方式の第１例を
示す縦断面図、第５図は従来の焦点調整撮像方式の第２
例を示す縦断面図である。 １……入射光、２……レンズ、3,3a,3b,3c……ラインセ
ンサ、４……エリアセンサ、4a,4b,4c……エリアセンサ
の１ライン、a,b,c……イメージサークル、５……クサ
ビガラス、10……光軸。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人工衛星に搭載し地球からの入射光を計測
   する放射計の光学系の焦点のずれを調整して入射光を撮
   像する焦点調整撮像方式であって、放射計の光学系の光
   軸と０度を超えかつ90度を超えない範囲の角度θで交わ
   る直線上に前記光学系の焦点を含む複数の点で前記光軸
   に垂直に設定した複数の撮像面に互いに上下方向に平行
   に配設した複数のラインセンサで前記焦点のずれを調整
   して前記入射光を撮像することを特徴とする焦点調整撮
   像方式。
2. 【請求項２】前記複数のラインセンサに代えて、複数の
   センサを面状配列して成るエリアセンサを前記光軸に対
   して前記θ傾けて配置し、前記焦点のずれに対応する位
   置に配列された前記エリアセンサの１ラインを選択使用
   することを特徴とする請求項１記載の焦点調整撮像方
   式。