JPH04143713A - 探知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は９例えば目標物が発射・放射もしくは反射す
る光が光学系に入射し、光学系がその入射光を検知素子
・フィルムなどの像面に結像させることによって目標物
の位置を探知する探知装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、飛しょう体の誘導装置や火器管制装置等には、
電波やレーザを自ら発射し、その反射を利用して目標物
の角度情報と距離情報を得るレーダ方式の探知装置が用
いられている。しかしこの方式では、目標物の形状が確
認できない。したがって目標物が何であるかを判断する
ことが困難であり、目標物の形状も確認できる探知装置
が必要となった。

従来このような要求に応えるものとして、第４図に示す
ような光学系を使用して目標物を２次元の画像に写像し
、その画像から目標物の形状や角度情報を得る探知装置
が提案されている。図中（２）は光学系、（３）は像面
、（４）は探知装置。

（５）は目標物、（６）は像点である。

このとき光学系（２）には、光学系の焦点距離をｆ、入
射光と光軸の角度をθ、角度θの入射の像面（３）上で
の像点（６）と像面の中心（像面と光軸の交点）との距
離をＬとしたとき Ｌ＝ｆ−ｔａｎθ　・−・（１） の関係が成立する。この光学系は一般の写真機やＴＶカ
メラに使用され発達したものである。この画像から目標
物の敬称を確認するとともに、像面上の座標を（ｘ、ｙ
）とすると次式より目標物の角度情報を得ることができ
る。

θｔ　　＝ｔａ　ｎ　　−’−・　・　・　（２）θ、
＝ｔａｎ−’−・　・　・　（３）ここで、像面上Ｘ軸
は地面に対して水平方向。

ｙ軸は垂直方向に対応しθ８．θヶは光軸上の点をＯと
したときの目標物のそれぞれ水平方向及び垂直方向の角
度を示す。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の探知装置に使用されている光学系は、上記のよう
に一般の写真機やＴＶカメラ等に使用されている　（１
）式の関係を満たす光学系であり、理論上θ＝π／２を
探知することは不可能で、広角を探知する場合、探知装
置自体を動かさなければならないという欠点があった。

また、従来の探知装置に使用されている光学系は、目標
物の放射輝度が一定の場合入射角が大きければ大きいほ
ど像面上の放射照度が小さくなりその関係次式で表され
る。

Ｅ＝Ｅｏｃｏｓ’θ　・・−（４） ここで　Ｅ：像面上の放射照度 Ｅｏ：ｉ１面中心（光軸上）の放射照度従ってθが大き
い場合画面中心と周辺では同一放射輝度の物体を結像さ
せた場合でも像面上の放射照度が大きく異なる。これを
補正するためになんらかの画像処理が必要となり時間の
ロスとなる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、探知装置において広角を、光学系を動かすこ
となしに容易に探知する事を可能とするとともに、像面
上どこでも物体放射輝度と像面上の放射照度が同一で１
画像処理の時間を短くすることが出来る。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る探知装置は第４図において下式％式％（
５） の関係が成立する光学系を有するものである。

（５）式の関係が成立するような光学系は２通常のレン
ズ設計ではできるだけ除去するよう努力する歪曲収差を
、逆に（５）を満足するように発生させることで得るこ
とが出来る。

し作用］ この発明において探知装置自体を固定したままで広角を
探知するとともに、像面上の放射照度が入射角に依存す
ることなしに、同一、同距離の物体であれば像面上どこ
でも放射照度が一定であるという作用がある。

「実施例］ 第１図はこの発明による探知装置を飛しよう体誘導装置
に利用した一実施例である。飛しよう体誘導装置（１）
内には光学系（２）及び像面（３）で構成される探知装
置（４）が含まれる。目標物（５）から発射・放射もし
くは反射された光は光学系（２）に、光軸（飛しよう体
の機軸方向と一致する）に対してθ（ＲＡＤ）の角度で
入射し、像面（３）１像の中心（像面と光軸の交点）か
らＬだけ離れた像点（６）に結像する。このとき目標物
の角度情報は下式によって求めることが出来る。

θ、＝ＳＩＮ−’−・　・　・　（６）θ、＝ＳＩＮ−
’−・　・　・　（７）二二で一般の（１）式を満足す
る光学系を使用する従来の探知装置とこの発明に係る探
知装置のθと放射照度Ｅの関係を表１に示す。

この表からも明らかなように従来の探知装置で広角を探
知する場合、同一、同距離の物体でも入射角がＯｏと４
０°では像面上の放射照度の比が０．３４にもなり、中
央で写っていた物体が画面周辺で写らなくなったり異な
った物体に確認されるなどの不都合が生じる可能性があ
る。それに対し、この発明にかかる探知装置では（１）
式を満足する光学系を用いることにより像面上の放射照
度が入射角に依存することなしに、同一、同距離の物体
であれば像面上とこでも放射照度が一定であり、上に延
べた不都合は生じない。

（５）式を満足するような光学系の構成例を第２図に示
す。図中Ｓ１〜ｓ２０は面番号である。第２図の光学系
の構成を第３図（ａ）に、また入射角Ｏと像高ｙ“の関
係を第３図（ｂ）に示す。図中間番号は第２図の面番号
に対応し、各面の面間隔。

屈折率は第２図において面の右側の媒室の厚さ及び屈折
率を表す。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る探知装置は（５）式を満足
する光学系を用いることにより、従来の探知装置に比べ
画像処理の時間を短縮すると同時に広角を光学系を固定
したままで探知することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による探知装置を飛しよう体誘導装置
に利用した一実施例を示す図、第２図は（５）式を満足
する光学系の構成例を示す図、第３図は第２図の光学系
の構成及び入射角と像高の関係を示した図、第４図は従
来の探知装置を示す図である。 図において（１）は飛しよう体誘導装置、（２）は光学
系、（３）は像面、（４）は探知装置、（５）は目標物
、（６）は像点、またｓ１〜ｓ２０は面番号である。 なお９図中同−又は相当部分には同一符号を付して示し
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学系及び検知素子フィルム等の像面で構成され
   る探知装置において、光学系の焦点距離をｆ、入射光と
   光軸の角度をθ（ｒａｄ）、角度θの入射光が像面上で
   結像する像点と像面の中心（像面と光軸の交点）の距離
   をＬとしたときＬ＝ｆ・ＳＩＮθ という関係が成立する光学系を使用することを特徴とす
   る探知装置。
2. （２）目標物の角度情報θ＿ｘ、θ＿ｙを θ＿ｘ＝ＳＩＮ＾−＾１（ｘ／ｆ） θ＿ｙ＝ＳＩＮ＾−＾１（ｙ／ｆ） よりうることを特徴とする特許請求範囲第（１）項記載
   の探知装置。 ただし、ｘ、ｙは画面上の座標 θ＿ｘ、θ＿ｙは光軸とそれぞれの軸との角度である。