JPH01160268A - Wide range high resolution image pickup system - Google Patents
Wide range high resolution image pickup systemInfo
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
- H04N25/41—Extracting pixel data from a plurality of image sensors simultaneously picking up an image, e.g. for increasing the field of view by combining the outputs of a plurality of sensors
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は人工衛星等から広範囲の地域の高分解能画像観
測を行う際の撮像及び撮像信号の処理方式に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an imaging and imaging signal processing method when observing high-resolution images of a wide area from an artificial satellite or the like.
人工衛星等から地表面の諸現象を高分解能にて撮像し、
地上へ伝送する高分解能観測システムはその重要性が認
識されると共に、益々、高分解能化への要求が増大して
いる。また高分解能観測システムに於ける受光素子とし
て、最近では多素子のCOD (電荷結合デバイス)が
使用されることが多くなってきている。Images of various phenomena on the earth's surface are captured with high resolution from artificial satellites, etc.
As the importance of high-resolution observation systems for transmission to the ground is recognized, the demand for higher resolution is increasing. Furthermore, multi-element CODs (charge-coupled devices) have recently been increasingly used as light-receiving elements in high-resolution observation systems.
この様な観測システムの従来の一般的な例を第12図に
示す。第12図において、人工衛星1は地表面に対し速
度Vにて進行する。地表の画像2は光学系3によって、
結像面4に置かれた受光デバイス5に結像される。受光
デバイス5としてはC0D(電荷結合デバイス)等の光
電変換素子が使用され、これにより地表の画像信号は電
気信号に変換され信号処理されて地上へ伝送される。A conventional general example of such an observation system is shown in FIG. In FIG. 12, the artificial satellite 1 moves at a speed V relative to the earth's surface. The image 2 of the ground surface is created by the optical system 3.
An image is formed on a light receiving device 5 placed on an imaging plane 4. A photoelectric conversion element such as a C0D (charge-coupled device) is used as the light receiving device 5, whereby an image signal on the ground surface is converted into an electrical signal, processed, and transmitted to the ground.
受光デバイス5の中に収容される受光素子の数は有限で
あるため、一つのCODにて撮像を行う場合には高分解
能化が進む撮像を行える範囲が狭くなり問題が生じてく
る。これを解決する一つの方法として第13図に示すよ
うに光学系の前面に反射ミラー29を配置し、この角度
を変化させることにより撮像する地域選択を行う方法が
ある。Since the number of light receiving elements accommodated in the light receiving device 5 is limited, when imaging is performed using one COD, the range in which imaging with increasingly higher resolution can be performed becomes narrower, causing a problem. One method for solving this problem is to arrange a reflection mirror 29 in front of the optical system, as shown in FIG. 13, and select the area to be imaged by changing the angle of the reflection mirror 29.
但し、高分解能化が進むと光学系入射部の口径りを大き
くする必要があるため、その前面に配置される可動反射
ミラーも必然的に大型化する。However, as the resolution becomes higher, the aperture of the entrance section of the optical system needs to be increased, so the movable reflection mirror disposed in front of it also inevitably becomes larger.
この様な大型の可動光学構造物を光学系前面に配置して
宇宙空間にて動作させることはミラーの歪による分解能
劣化の他に撮像位置設定の精度、信頼度、寿命等の問題
がある。また、この方式に於いては特定部分の撮像は可
能となるが広範囲の地域を同時に撮像することは不可能
である。Placing such a large movable optical structure in front of the optical system and operating it in space poses problems such as accuracy of imaging position setting, reliability, and life span in addition to deterioration of resolution due to mirror distortion. Further, in this method, it is possible to image a specific part, but it is impossible to simultaneously image a wide area.
また他の方式例として第14図に示すように複数の受光
デバイスを結像平面内に配置して撮像範囲の増加を図る
方法もある。しかし、この方法においては図に示すよう
に光学系の球面収差のために結像面内の端の部分では焦
点ぼけが起こり解像度が劣化する問題があり、広い範囲
に於ける高分解能撮像は不可能である。そこで本発明は
広範囲の撮像を行いながら同時に特定部分の高分解能撮
像をも行う撮像方式を提供することを目的とする。As another example of the method, as shown in FIG. 14, there is a method in which a plurality of light receiving devices are arranged within the imaging plane to increase the imaging range. However, as shown in the figure, this method has the problem of defocusing at the edges of the imaging plane due to spherical aberration of the optical system and deterioration of resolution, making it impossible to capture high-resolution images over a wide range. It is possible. Therefore, an object of the present invention is to provide an imaging method that simultaneously performs high-resolution imaging of a specific portion while imaging a wide range.
これら従来技術の問題点を解決し、上記目的を達成する
ために本発明が講じた主な手段は以下の通りである。The main measures taken by the present invention to solve these problems of the prior art and achieve the above object are as follows.
■ 光学系の結像面を光学系の焦点面に合わせた曲面と
し、この曲面に沿って複数個の受光デバイスを配列させ
る。(2) The imaging plane of the optical system is a curved surface aligned with the focal plane of the optical system, and a plurality of light-receiving devices are arranged along this curved surface.
■ この複数個の受光デバイスの各々の電気信号出力を
受光デバイスの一画素単位にて遅延させ、この出力を画
素単位にて通過または遮断するゲート回路に供給し、こ
れらの信号出力を加算合成することにより、特定部分の
隣接画素間積分を行わせ、更に積分期間に対応する画素
単位のサンプリングを行わせる。■ The electrical signal output of each of the plurality of light receiving devices is delayed in units of one pixel of the light receiving device, this output is supplied to a gate circuit that passes or cuts off in each pixel, and these signal outputs are added and synthesized. As a result, integration between adjacent pixels in a specific portion is performed, and sampling is performed in pixel units corresponding to the integration period.
■ 更にこの合成及びサンプリングされた信号出力を走
査線期間単位にて通過または遮断するゲート回路に供給
し、これらの出力を加算合成することにより、特定部分
の隣接走査間の積分を行わせ、更に積分期間に対応する
走査線単位のサンプリングを行わせる。■Furthermore, this synthesized and sampled signal output is supplied to a gate circuit that passes or blocks it in units of scanning line periods, and by adding and synthesizing these outputs, integration between adjacent scans of a specific portion is performed. Sampling is performed in scanning line units corresponding to the integration period.
■ この出力信号をメモリ回路に加え、等間隔にて読み
だしを行なわせ、出力パルスを伝送に適した形式に再配
列させる。■ This output signal is applied to a memory circuit, read out at equal intervals, and the output pulses are rearranged into a format suitable for transmission.
以下に本発明について具体的に図面を参照して説明する
。The present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
第1図(a)及び(b)に本発明による広域高分解能撮
像方式の一実施例を示す。図において1は人工衛星、2
は地表面像、3は光学系、4は結像面、5は受光デバイ
ス、6は信号選択合成回路、7は信号処理回路、8は送
信機、9は地上局受信機、IOは受信信号処理回路、1
1は画像処理回路、12は画像出力である。FIGS. 1(a) and 1(b) show an embodiment of the wide-area, high-resolution imaging system according to the present invention. In the figure, 1 is an artificial satellite, 2
is a ground surface image, 3 is an optical system, 4 is an imaging plane, 5 is a light receiving device, 6 is a signal selection and synthesis circuit, 7 is a signal processing circuit, 8 is a transmitter, 9 is a ground station receiver, IO is a received signal Processing circuit, 1
1 is an image processing circuit, and 12 is an image output.
図に示すごとく、地表の画像は人工衛星内の光学系3に
より結像面4に配置された受光デバイス5に結像されて
電気信号に変換され、信号選択合成回路6を経て信号処
理回路7、送信機8に供給され地上局受信機9へ送出さ
れる。地上局受信機9の出力は受信信号処理回路lOを
経て画像処理回路11に供給され、画像出力12として
出力される。As shown in the figure, the image of the earth's surface is focused by an optical system 3 in the satellite onto a light receiving device 5 placed on an imaging plane 4 and converted into an electrical signal, which is then passed through a signal selection and synthesis circuit 6 to a signal processing circuit 7. , is supplied to the transmitter 8 and sent to the ground station receiver 9. The output of the ground station receiver 9 is supplied to the image processing circuit 11 via the received signal processing circuit 10, and is output as an image output 12.
本発明の特徴の一つは複数個の検出器5を図に示すよう
に湾曲した結像面4に沿って配列させることである。こ
の部分の具体的な構成を第2図〜第5図により説明する
。光学系の理想的な焦点面は第2図の結像面4に示すご
とく、湾曲した形状となる。この形状は光学系の収差の
計算結果から正確に求められる。従って、結像面をこの
理想的な焦点面の形状に一致させて製作し、複数の受光
デバイス5−1〜5−5を図に示すごとく湾曲した結像
面4に沿わせて取り付けることにより図に示すごとく各
受光デバイスを光学系の理想的な焦点面の位置に配列さ
せることが出来る。One of the features of the present invention is that a plurality of detectors 5 are arranged along a curved imaging plane 4 as shown in the figure. The specific structure of this part will be explained with reference to FIGS. 2 to 5. The ideal focal plane of the optical system has a curved shape, as shown by the imaging plane 4 in FIG. This shape can be accurately determined from the calculation results of the aberrations of the optical system. Therefore, by manufacturing the image forming surface to match the shape of this ideal focal plane and attaching a plurality of light receiving devices 5-1 to 5-5 along the curved image forming surface 4 as shown in the figure. As shown in the figure, each light receiving device can be arranged at the position of the ideal focal plane of the optical system.
各々の受光デバイスはパッケージに収容されているため
、第3図に示すごとく隣接する受光デバイスを衛星の進
行方向に交互にわずかずらせて配置させることにより、
隣接する地表面像を隙間なく撮像することが出来る。Since each light-receiving device is housed in a package, by arranging adjacent light-receiving devices alternately and slightly shifted in the direction of travel of the satellite, as shown in Figure 3,
Adjacent ground surface images can be captured without gaps.
光学系の焦点面は第3図の4に点線で示すごとく一般に
は円形となるが実際の結像面の形状は第4図(a)に示
すごとく、このうちの一部を切り取った形状でよい。結
像面4は入射光に対し不透明な金属等にて製作すること
が可能であり、受光デバイスは第4図(b)及び(c)
に示すように結像面に窓をあけて第4図(b)に示すよ
うにその内側、或は(c)に示すようにその外側に取り
付けることが出来る。或は、第5図(a)において断面
図、(b)において斜視図で示すごとく結像面4を光学
的なハーフプリズムの形に構成し、受光デバイスを図の
ごとく配置させることによっても地表面像を隙間なく撮
像することが出来る。The focal plane of an optical system is generally circular, as shown by the dotted line 4 in Figure 3, but the actual shape of the image forming plane is a shape obtained by cutting out a part of this, as shown in Figure 4 (a). good. The image forming surface 4 can be made of metal or the like that is opaque to the incident light, and the light receiving device is shown in FIGS. 4(b) and (c).
As shown in FIG. 4, a window can be opened in the image plane and the image forming apparatus can be mounted inside the image plane as shown in FIG. 4(b), or outside it as shown in FIG. 4(c). Alternatively, as shown in the cross-sectional view in FIG. 5(a) and the perspective view in FIG. Surface images can be captured without gaps.
次にこのように配列された複数の受光デバイスから得ら
れる信号出力を選択及び合成し、高分解能及び広域撮像
を行わせる方法について第6図により具体的に説明する
。Next, a method for selecting and combining signal outputs obtained from a plurality of light receiving devices arranged in this manner to perform high resolution and wide area imaging will be specifically explained with reference to FIG.
第6図は第1図に於ける信号選択合成回路6の詳細図例
である。図の5−1から21−1の経路と5−2から2
1−2の経路、5−3から21−3の経路、5−4から
21−4の経路、及び5−5から21−5の経路とは原
理的に各々同一である。図において受光デバイス5−1
〜5の電気信号出力は前置信号処理回路12−1〜5に
加えられる。前置信号処理回路12−1〜5において受
光デバイス出力の信号は増幅され、また後続する回路の
単純化を図る場合等にはA/D変換が行われディジタル
信号に変換される。13−1〜5及び17−1〜5は遅
延回路、14−1〜5及び18−1〜5はゲート回路で
ある。FIG. 6 is a detailed diagram of the signal selection and synthesis circuit 6 shown in FIG. 1. Routes from 5-1 to 21-1 and 5-2 to 2 in the diagram
The route 1-2, the route 5-3 to 21-3, the route 5-4 to 21-4, and the route 5-5 to 21-5 are the same in principle. In the figure, the light receiving device 5-1
-5 electrical signal outputs are applied to pre-signal processing circuits 12-1-5. In the pre-signal processing circuits 12-1 to 12-5, the signals output from the light-receiving devices are amplified, and in order to simplify subsequent circuits, A/D conversion is performed and converted into digital signals. 13-1 to 5 and 17-1 to 5 are delay circuits, and 14-1 to 5 and 18-1 to 5 are gate circuits.
第6図の回路の動作の一例を第7図の波形図を使用しな
がら説明する。第7図の横軸は時間軸であり、縦軸はパ
ルスのレベルを表す。第7図に於いては図を簡略化する
ため各々の受光デバイスの素子数を12個として示して
いる。また図中Tは各受光素子に於ける一ラインの走査
線期間を表す。An example of the operation of the circuit shown in FIG. 6 will be explained using the waveform diagram shown in FIG. 7. The horizontal axis in FIG. 7 is the time axis, and the vertical axis represents the pulse level. In FIG. 7, the number of elements in each light-receiving device is shown as 12 to simplify the drawing. Further, T in the figure represents the scanning line period of one line in each light receiving element.
第7図において、2ライン分の走査線期間(2T)の動
作を実線で表しており、それ以前の期間に対応する動作
を点線により表している。In FIG. 7, the operation during the scanning line period (2T) for two lines is shown by a solid line, and the operation corresponding to the period before that is shown by a dotted line.
第7図は第6図においてゲー)14−1.4゜5及びゲ
ート18−1.4.5がONの状態にあり、ゲー)14
−2,3については図に示すようにそれぞれ、n (T
+TI)及びn CT十T2)の時刻に於いてゲートの
0N−OF’F状態が切り替わる場合の例を示す。Fig. 7 shows that in Fig. 6, gate) 14-1.4°5 and gate 18-1.4.5 are in the ON state, and gate) 14
−2 and 3, respectively, as shown in the figure, n (T
An example will be shown in which the ON-OF'F state of the gate is switched at the times of +TI) and nCT+T2).
第6図においてゲート回路14−1〜5及び18−1〜
5がOFFの状態(高分解能撮像モード)においては前
置信号処理回路12−1〜5の出力はそのまま各々の合
成回路15−1〜5に加えられ、この出力は更にそのま
ま各々の合成回路19−1〜5に供給される。この場合
には16−1〜5及び20−1〜5のサンプリング回路
はそれぞれ一画素及び一ライン毎にサンプリングするの
で、受光デバイスに於ける一画素が地表の一画素に対応
する高分解能撮像が行われる。In FIG. 6, gate circuits 14-1 to 5 and 18-1 to
5 is OFF (high-resolution imaging mode), the outputs of the pre-signal processing circuits 12-1 to 12-5 are applied as they are to each of the combining circuits 15-1 to 15-5, and these outputs are further applied as they are to each of the combining circuits 15-1 to 15-5. -1 to 5 are supplied. In this case, the sampling circuits 16-1 to 5 and 20-1 to 5 sample each pixel and each line, so high-resolution imaging in which one pixel in the light receiving device corresponds to one pixel on the ground surface is possible. It will be done.
この状態が第7図の波形図の例に於いては図に示すごと
くゲート内路14−2.18−2に於けるn (T+T
1)≦t< (n+1)Tの期間及びゲート回路14−
3.18−3におけるnT≦t<n (T+T2)の期
間に相当し、この期間に於いてはサンプリング回路20
−2.20−30出力は図に示すように地表の一画素毎
に対応したパルス列となって出力される。実際の信号処
理はディジタル変換された信号にて行われる場合が多い
が第7図に於いては分かりやすく表現するために振幅が
入力光レベルにより変化するアナログ信号(PAM)の
形式にて表している。In the example of the waveform diagram in FIG. 7, this state is expressed as n (T+T
1)≦t<(n+1)T period and gate circuit 14-
Corresponds to the period nT≦t<n (T+T2) in 3.18-3, and in this period the sampling circuit 20
The -2.20-30 output is output as a pulse train corresponding to each pixel on the ground surface as shown in the figure. Actual signal processing is often performed using digitally converted signals, but in order to make it easier to understand, in Fig. 7, the amplitude is expressed in the form of an analog signal (PAM) whose amplitude changes depending on the input light level. There is.
次に、ゲート回路14−1〜5及び18−1〜5がON
の状態(広域撮像モード)の動作について説明する。ゲ
ート回路14−1がONの状態に於いて信号処理回路1
2−1の出力は遅延回路13−1を通して一画素分遅延
された信号と遅延を受けない信号とが15−1の合成回
路に供給され隣接画素との加算が行われる。即ち隣接画
素間にて積分動作が行われる。従って加算された後のデ
ータは2画素毎の情報がまとめられているためサンプリ
ング回路16−1〜5にて一画素置きにデータをサンプ
リングして出力する。Next, gate circuits 14-1 to 14-5 and 18-1 to 5 are turned ON.
The operation in the state (wide area imaging mode) will be explained. When the gate circuit 14-1 is ON, the signal processing circuit 1
The output of 2-1 is passed through the delay circuit 13-1, and the signal delayed by one pixel and the undelayed signal are supplied to the synthesis circuit 15-1, where they are added to the adjacent pixels. That is, an integration operation is performed between adjacent pixels. Therefore, since the data after the addition is a collection of information for every two pixels, the sampling circuits 16-1 to 16-5 sample and output the data for every other pixel.
サンプリング回路16−1〜5の出力は更に相隣る走査
線期間の画素間の加算を行うため、−ライン遅延回路1
7−1〜5に供給された後前述と同様に合成回路19−
1〜5にて加算が行われる。The outputs of the sampling circuits 16-1 to 16-5 are added to the -line delay circuit 1 in order to perform addition between pixels in adjacent scanning line periods.
After being supplied to 7-1 to 7-5, the synthesis circuit 19-
Addition is performed from 1 to 5.
この場合は隣接するライン間にて積分動作が行われるた
め、合成回路出力はサンプリング回路2〇−1〜5にて
−ライン置きにサンプリング動作を行う。In this case, since the integration operation is performed between adjacent lines, the output of the synthesis circuit is subjected to sampling operation every other line in the sampling circuits 20-1 to 20-5.
従って、出力パルスは第7図の2O−2OUTのnT≦
t<ix (T+TI)、2O−3OUTのn (T+
T 2)≦t< (n+1)T及び20−1.20−4
.2O−5OUTにて示されるように一画素置きのサン
プリング及び−ライン置きのサンプリング動作が行なわ
れた状態にて圧力される。このサンプリング動作により
伝送するデータの量が節減され、節減されたデータ量に
相当する広範囲の地域のデータを取り込むことが可能と
なる。Therefore, the output pulse is nT of 2O-2OUT in Fig. 7≦
t<ix (T+TI), n of 2O-3OUT (T+
T2)≦t<(n+1)T and 20-1.20-4
.. As shown at 2O-5OUT, pressure is applied while sampling every other pixel and sampling every -line is performed. This sampling operation reduces the amount of data to be transmitted, making it possible to capture data from a wide range of areas corresponding to the reduced amount of data.
サンプリング回路20−1〜5の出力は更に出力部のゲ
ート回路21−1〜5を通してメモリ回路22に供給さ
れ、20−1のデータから20−5のデータが順に書き
込まれる。読み出される場合には等間隔にて読み出すこ
とにより第7図の220UTに示すようにデータレート
が一定の高速パルス列として地上局へ送り出すことが出
来る。The outputs of the sampling circuits 20-1 to 20-5 are further supplied to the memory circuit 22 through gate circuits 21-1 to 21-5 in the output section, and the data from 20-1 to 20-5 are sequentially written. When read out, by reading out at equal intervals, it can be sent to the ground station as a high-speed pulse train with a constant data rate, as shown at 220UT in FIG.
出力のゲート回路21−1〜5は地上へ伝送するデータ
量が大きすぎる場合に於て、出力するデータの量を制限
するためのゲート回路であり、例えば2個の受光デバイ
スの出力を高分解能撮像モードにて伝送することが可能
な場合には、21−1及び21−4.5のゲート回路を
OFFにすることにより受光デバイス5−2及び5−3
の出力をすべて高分解能撮像モードにて伝送することが
可能となる。Output gate circuits 21-1 to 21-5 are gate circuits for limiting the amount of data to be output when the amount of data to be transmitted to the ground is too large. When transmission is possible in the imaging mode, the gate circuits 21-1 and 21-4.5 are turned OFF to enable light receiving devices 5-2 and 5-3.
It becomes possible to transmit all outputs in high-resolution imaging mode.
次に、このようにして送出されたパルス列を受信側にて
信号処理する方法の一例について説明する。Next, an example of a method for signal processing the pulse train sent out in this manner on the receiving side will be described.
第8図は受信信号処理回路の構成方法の一例であり、第
9図、第10図は第8図の動作を説明する波形図である
。第9図、第10図の横軸、縦軸は送信側の第7図と同
様であり、2ライン分(2T)期間の動作を表している
。また、送信側の説明と同様に波形図に於いては分かり
やすいようにアナログ形式(PAM)にて表示している
。受信信号処理回路の入力に於けるパルス列の構成は第
9図のINに示すように第7図における送信側の出力パ
ルス列の構成と同一である。FIG. 8 shows an example of a method of configuring the received signal processing circuit, and FIGS. 9 and 10 are waveform diagrams explaining the operation of FIG. 8. The horizontal and vertical axes in FIGS. 9 and 10 are the same as those on the transmitting side in FIG. 7, and represent operations over a period of two lines (2T). Further, as in the explanation on the transmitting side, the waveform diagram is displayed in analog format (PAM) for easy understanding. The configuration of the pulse train at the input of the received signal processing circuit is the same as the configuration of the output pulse train on the transmitting side in FIG. 7, as shown by IN in FIG.
本パルス列は先ずゲート回路23−1〜5により各受光
デバイスに対応するパルス列に分離される。人工衛星に
於いて送信側のパルス列の構成方法は通常は地上局から
の指令により定められるため、受信側にてこのパルス列
の構成順序等は既知であり、第9図に示すごとくゲート
回路23−1〜5により各デバイス出力に対応したパル
ス列に分離することが出来る。尚、分離するための別な
方法として送信パルス列を構成する際に、20−1〜5
の出力パルスに受光デバイス1〜5に対応した識別符号
を挿入し、この符号を受信側に於いて検出することによ
って各デバイスに対応するパルス列に分離することも可
能である。This pulse train is first separated into pulse trains corresponding to each light receiving device by gate circuits 23-1 to 23-5. In an artificial satellite, the method of configuring a pulse train on the transmitting side is usually determined by a command from the ground station, so the configuring order of this pulse train is known on the receiving side, and as shown in FIG. 9, the gate circuit 23- 1 to 5 can be separated into pulse trains corresponding to each device output. In addition, as another method for separating, when configuring the transmission pulse train, 20-1 to 5
It is also possible to insert identification codes corresponding to the light-receiving devices 1 to 5 into the output pulses and detect this code on the receiving side to separate pulse trains corresponding to each device.
ゲート回路23−1〜5により分離されたパルス列はそ
れぞれメモリ回路24−1〜5に書き込まれる。メモリ
回路の読み出し動作は送信側のバルス列構成時と同様に
して行われる。即ち、メモリ回路24−1.4.5にお
いては読み出し速度は送信側に対応して高分解能撮像時
の速度の1/2の遅い速度にて読みだされ、且つ、−ラ
イン読みだしを行った後の次の一ラインにおいては前ラ
インのデータをそのままそのラインのデータとして使用
する。この動作は図に示すように、24−2におけるn
T≦t<n (T+TI)及び24−3におけるn (
T+T2)≦t< (n+1)Tの期間においても同様
である。The pulse trains separated by gate circuits 23-1 to 23-5 are written to memory circuits 24-1 to 24-5, respectively. The read operation of the memory circuit is performed in the same manner as when configuring the pulse train on the transmitting side. That is, in the memory circuit 24-1.4.5, the readout speed is 1/2 the speed at high resolution imaging corresponding to the transmission side, and -line readout is performed. In the next line after that, the data of the previous line is used as it is as the data of that line. This operation is as shown in the figure, n at 24-2.
T≦t<n (T+TI) and n (
The same applies to the period T+T2)≦t<(n+1)T.
次に、24−2におけるn (T+TI)≦tく(n+
1)T及び24−3におけるnT≦t<n(T+T2)
の期間においては正常の高速読み出し速度にてデータ読
み出しを行う。即ち、この場合には2ラインのデータは
それぞれ異なった情報を有するデータが読み出される。Next, in 24-2, n (T+TI)≦t(n+
1) nT≦t<n(T+T2) at T and 24-3
During the period, data is read at the normal high-speed read speed. That is, in this case, two lines of data having different information are read out.
メモリ回路24−1〜5の出力は遅延回路25,26及
び27−1〜5を経て多重回路28へ供給され回路内の
メモリへ書き込まれる。多重回路28からのデータの読
み出しは第10図の28OUTに示されるように一ライ
ン毎に24−1〜5のデータが書き込みの速度に対応し
て、順に読み出され、図のごとく全ラインのデータが時
系列的に出力される。The outputs of the memory circuits 24-1 to 24-5 are supplied to the multiplex circuit 28 via delay circuits 25, 26 and 27-1 to 27-5, and written into the memory within the circuit. When reading data from the multiplex circuit 28, as shown at 28OUT in FIG. 10, data 24-1 to 24-5 are sequentially read out for each line in accordance with the writing speed, and as shown in the figure, data 24-1 to 24-5 are read out in order according to the writing speed. Data is output in chronological order.
従って送信側にて高分解能撮像を行った部分においては
パルスの密度が高く、その他の部分では積分を行った期
間に対応してサンプリングされた形で出力される。Therefore, the pulse density is high in the portion where high-resolution imaging is performed on the transmitting side, and the other portions are output in a sampled form corresponding to the period during which integration was performed.
第8図の遅延回路25,26及び27−1〜5は送信側
に於ける配置上からの各受光デバイスの撮像時間のずれ
を補正するための回路である。The delay circuits 25, 26 and 27-1 to 27-5 in FIG. 8 are circuits for correcting the deviation in imaging time of each light receiving device from the arrangement on the transmitting side.
25及び26の遅延回路は送信側に於ける受光デバイス
の配置が第3図及び第4図のごとく奇数偶数毎にずらせ
て配置された場合に対応する回路であり相互の時間差を
補正するため数ライン以上の大きな遅延時間の補正を行
うものである。これに対し、27−1〜5の遅延回路は
配置上のわずかな時間ずれを補正するための回路であり
、数画素程度の小さな遅延時間の補正が行われる。The delay circuits 25 and 26 are circuits corresponding to the case where the light receiving devices on the transmitting side are arranged at odd and even numbers as shown in Figures 3 and 4. This is to correct a delay time that is longer than a line. On the other hand, the delay circuits 27-1 to 27-5 are circuits for correcting slight time deviations in arrangement, and correct small delay times of about several pixels.
このようにして出力された簡単な画像パターンの一例を
第11図に示す。図は白黒の格子状の傾いたパターンを
撮像した状況を二次元的に表したものである。横軸は走
査線上に配列された画素の位置に対応し縦軸の方向に人
工衛星が飛行して撮像が行われる状態を示す。横軸の下
に示した目盛りは受光デバイスの接続点を示す。図に示
すように第2の受光デバイスと第3の受光デバイスの一
部分において高分解能撮像が行われ他の部分はそれぞれ
2画素毎の積分動作が行われる状態が示されている。An example of a simple image pattern output in this manner is shown in FIG. The figure is a two-dimensional representation of a situation in which a black and white lattice-like tilted pattern is imaged. The horizontal axis corresponds to the positions of pixels arranged on the scanning line, and the vertical axis indicates the state in which the satellite flies and images are taken. The scale shown below the horizontal axis indicates the connection point of the light receiving device. As shown in the figure, high-resolution imaging is performed in a portion of the second and third light receiving devices, and an integration operation is performed for every two pixels in the other portions.
本発明に於て、送信側の出力部のメモリ回路22の容量
を数ライン以上に増加させることにより、成る数ライン
は広い範囲において高分解能撮像を行い、他の数ライン
は広域撮像モードに切り替えて数ラインの全体のデータ
レートを一定に保たせて伝送することにより、広い地域
の中から特定の二次元状の地域を高分解能撮像させるこ
とも可能である。In the present invention, by increasing the capacity of the memory circuit 22 of the output section on the transmitting side to more than a few lines, high-resolution imaging is performed in a wide range for several lines, and the other few lines are switched to wide-area imaging mode. By transmitting data while keeping the overall data rate of several lines constant, it is also possible to capture a high-resolution image of a specific two-dimensional area within a wide area.
以上述べたごとく本発明は機械的な可動機構を一切使用
せずに広い範囲の地域の任意の特定部分について優れた
結像特性を有する高分解能撮像を行うことが出来、且つ
撮像するモードを電子的に切り替えることにより、広範
囲の地域な撮像可能であり、更に一部の地域を高分解能
撮像し、他の地域をこれと異なる分解能にて撮像するこ
とが可能である等の非常に汎用性の広い高性能撮像装置
を提供するものである。As described above, the present invention enables high-resolution imaging with excellent imaging characteristics of any specific part in a wide area without using any mechanical movable mechanism. It is extremely versatile, as it is possible to image a wide range of areas by switching between different areas, and it is also possible to image some areas at high resolution and other areas at a different resolution. This provides a wide range of high-performance imaging devices.
第1図は(a)及び(b)はそれぞれ本発明の広域高分
解能撮像方式の概要を示すブロック図、第2図は第1図
の広域高分解能撮像方式の光学部及び結像部の断面図、
第3図は第1図の広域高分解能撮像方式の結像部の正面
図、第4図(a) 、 (b)及び(c)はそれぞれ本
発明の広域高分解能撮像方式の結像部の斜視図、横断面
図及び他の横断面図、第5図(a)及び(b)はそれぞ
れ本発明の広域高撮像方式の結像部の他の実施例を示す
断面図及び斜視図、第6図は第1図の広域高分解能撮像
方式の信号選択合成回路を示すブロック図、第7図は第
6図の信号選択合成回路の出力波形図、第8図は本発明
の広域高分解能撮像方式の受信信号処理回路の実施例を
示すブロック図、第9図及び第10図はともに第8図の
受信信号処理回路の入力波形図、第11図は本発明の広
域高分解能撮像方式による取得画像パターン例、第12
図は従来の撮像方式を示すブロック図、第13図は可動
反射ミラーの概略図、第14図は従来の撮像方式による
光学部及び結像部、の断面図である。
l・・・・・・人工衛星、2・・・・・・地表面像、3
・・・・・・光学系、4・・・・・・結像面、5・・・
・・・受光デバイス、6・・・・・・信号選択合成回路
、7・・・・・・信号処理回路、8・・・・・・送信機
、9・・・・・・地上局受信機、10・・・・・・受信
信号処理回路、11・・・・・・画像処理回路、12・
・・・・・画像出力、13−1〜5.17−1〜5・・
・・・・遅延回路、14−1〜5.18−1〜5・・・
・・・ゲート回路、15−1〜5.19−1〜5・・・
・・・合成回路、16−1〜5.20−1〜5・・・・
・・サンプリング回路、21−1〜5・・・・・・ゲー
ト回路、22・・・・・・メモリ回路、23・・・・・
・ゲート回路、24・・・・・・メモリ回路、25.2
6・・・・・・遅延回路、27・・・用遅延回路、28
・・・・・・多重回路、29・・・・・・可動反射ミラ
ー。
代理人 弁理士 内 原 晋
牟1 図
3 :尤営駅
4:邸合循
5− Lν5: 戟ヲうくイス
手3 ロ
(α) (b) (C)第4 図
第6@
2a−/s:メtす目時
峯8図
\1−N−う−鴫−幻−ト
13 + 3 1 ’St
−ミ 1 )疋0 お0 お亀 お0
お偽 箋Q甑 (3図Figures 1 (a) and (b) are block diagrams showing an overview of the wide-area high-resolution imaging system of the present invention, respectively, and Figure 2 is a cross-section of the optical section and imaging section of the wide-area high-resolution imaging system of Figure 1. figure,
FIG. 3 is a front view of the imaging section of the wide-area high-resolution imaging method shown in FIG. A perspective view, a cross-sectional view, and other cross-sectional views, and FIGS. FIG. 6 is a block diagram showing the signal selection and synthesis circuit of the wide-area high-resolution imaging method shown in FIG. 1, FIG. 7 is an output waveform diagram of the signal selection and synthesis circuit of FIG. 6, and FIG. 8 is the wide-area high-resolution imaging system of the present invention. 9 and 10 are both input waveform diagrams of the received signal processing circuit of FIG. 8, and FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment of the received signal processing circuit of the present invention. Image pattern example, 12th
13 is a schematic diagram of a movable reflection mirror, and FIG. 14 is a sectional view of an optical section and an imaging section according to a conventional imaging method. l...Artificial satellite, 2...Ground surface image, 3
...Optical system, 4...Imaging surface, 5...
... Light receiving device, 6 ... Signal selection and synthesis circuit, 7 ... Signal processing circuit, 8 ... Transmitter, 9 ... Ground station receiver , 10... Reception signal processing circuit, 11... Image processing circuit, 12.
...Image output, 13-1~5.17-1~5...
...Delay circuit, 14-1 to 5.18-1 to 5...
...Gate circuit, 15-1 to 5.19-1 to 5...
...Synthesis circuit, 16-1~5.20-1~5...
...Sampling circuit, 21-1 to 5...Gate circuit, 22...Memory circuit, 23...
・Gate circuit, 24...Memory circuit, 25.2
6... Delay circuit, 27... Delay circuit, 28
...Multiple circuit, 29...Movable reflecting mirror. Agent Patent Attorney Shinmu Uchihara 1 Figure 3: Yuei Station 4: Teikyuan 5- Lν5: Armchair 3 Lo (α) (b) (C) Figure 4 Figure 6 @ 2a-/s: Me tSume Tokimine 8 Figure \1-N-U-Shu-Gen-to13 + 3 1 'St
- Mi 1) Hi 0 O 0 Okame O 0
Fake note Q koshiki (Figure 3)
Claims (1)
光学系の結像面に配置して光電変換を行う撮像方式にお
いて、人工衛星局が結像面を光学系の焦点面と一致する
曲面の構造とし、この曲面に沿って配置された複数個の
受光デバイスと、前記複数個の受光デバイスの各々の電
気信号出力を受光デバイスの一画素単位に遅延させる第
1の遅延回路と、前記第1の遅延回路の出力信号を画素
単位にて通過または遮断する第1のゲート回路と、前記
第1のゲート回路の出力と前記電気信号とを加算合成す
る第1の合成回路と、前記第1の合成回路の出力を画素
単位にサンプリングする第1のサンプリング回路と、前
記第1のサンプリング回路でサンプリングされた出力を
走査線期間単位に遅延させる第2の遅延回路と、前記第
2の遅延回路の出力を走査線期間単位にて通過または遮
断する第2のゲート回路と、前記第1の合成回路と第1
のサンプリング回路の出力とを加算合成する第2の合成
回路と、前記第2の合成回路の出力をサンプリングする
第2のサンプリング回路と、前記第2のサンプリング回
路からの出力パルス列を一時的に記録しこれを等間隔に
再配列するメモリ回路とを有し、前記第1及び第2のゲ
ート回路の開閉動作により、広範囲の撮像又は任意の特
定部分の高分解能撮像を行なうことを特徴とする広域高
分解能撮像方式。In an imaging method that performs photoelectric conversion by placing a light-receiving device composed of multiple light-receiving elements on the imaging plane of an imaging optical system, the satellite station sets the imaging plane to a curved surface that coincides with the focal plane of the optical system. a plurality of light receiving devices arranged along the curved surface; a first delay circuit that delays the electrical signal output of each of the plurality of light receiving devices in units of one pixel of the light receiving device; a first gate circuit that passes or blocks the output signal of the delay circuit pixel by pixel; a first synthesis circuit that adds and synthesizes the output of the first gate circuit and the electric signal; a first sampling circuit that samples the output of the synthesis circuit pixel by pixel; a second delay circuit that delays the output sampled by the first sampling circuit in units of scanning line periods; a second gate circuit that passes or blocks the output in units of scanning line periods;
a second synthesis circuit that adds and synthesizes the outputs of the sampling circuits; a second sampling circuit that samples the output of the second synthesis circuit; and temporarily records the output pulse train from the second sampling circuit. and a memory circuit that rearranges the gates at equal intervals, and performs wide-range imaging or high-resolution imaging of any specific part by opening and closing the first and second gate circuits. High resolution imaging method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62319947A JPH0683405B2 (en) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | Wide area high resolution imaging method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62319947A JPH0683405B2 (en) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | Wide area high resolution imaging method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01160268A true JPH01160268A (en) | 1989-06-23 |
JPH0683405B2 JPH0683405B2 (en) | 1994-10-19 |
Family
ID=18116016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62319947A Expired - Lifetime JPH0683405B2 (en) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | Wide area high resolution imaging method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0683405B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001063915A1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-08-30 | Hideaki Ishizuki | Light-receiving sensor enabling superwide-angle image pickup, and electronic digital camera comprising it |
JP2002044522A (en) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Canon Inc | Image pickup device, radiographic device and radiographic system using the same |
EP2256809A3 (en) * | 2000-01-27 | 2012-08-29 | Sony Corporation | Image-pickup apparatus, fabrication method thereof, and camera system |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP62319947A patent/JPH0683405B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2256809A3 (en) * | 2000-01-27 | 2012-08-29 | Sony Corporation | Image-pickup apparatus, fabrication method thereof, and camera system |
WO2001063915A1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-08-30 | Hideaki Ishizuki | Light-receiving sensor enabling superwide-angle image pickup, and electronic digital camera comprising it |
JP2002044522A (en) * | 2000-07-27 | 2002-02-08 | Canon Inc | Image pickup device, radiographic device and radiographic system using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0683405B2 (en) | 1994-10-19 |
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