JPH06331438A - 光波探知装置 - Google Patents
光波探知装置Info
- Publication number
- JPH06331438A JPH06331438A JP11964593A JP11964593A JPH06331438A JP H06331438 A JPH06331438 A JP H06331438A JP 11964593 A JP11964593 A JP 11964593A JP 11964593 A JP11964593 A JP 11964593A JP H06331438 A JPH06331438 A JP H06331438A
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- Japan
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- optical
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、高分解能を確保したうえで、広範
囲に亘る鮮明な視野像を得られるようにすることにあ
る。 【構成】複数のコーン状光波路素子１１の入射側の一端
を略球面状に組合わされてなる光波入路１０を備えて、
この光波入路１０の各光波路素子１１で目標方向を中心
とした半球状の全視野を取込むように構成し、所期の目
的を達成したものである。
囲に亘る鮮明な視野像を得られるようにすることにあ
る。 【構成】複数のコーン状光波路素子１１の入射側の一端
を略球面状に組合わされてなる光波入路１０を備えて、
この光波入路１０の各光波路素子１１で目標方向を中心
とした半球状の全視野を取込むように構成し、所期の目
的を達成したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば広視野を撮像
するのに好適な光波探知装置に関する。
するのに好適な光波探知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光学系においては、視野角を広
くするには、図６に示すように、レンズＬの焦点距離ｆ
を短くし、いわゆる広角レンズを使用することにより実
現できる。この視野角θは、その角度を広げるほど焦点
面Ｆでの像の歪みが大きくなり、いわゆる魚眼レンズの
１８０°ともなると、人間の見た情景とはほど遠く、像
の歪みが非常に大きくなる。
くするには、図６に示すように、レンズＬの焦点距離ｆ
を短くし、いわゆる広角レンズを使用することにより実
現できる。この視野角θは、その角度を広げるほど焦点
面Ｆでの像の歪みが大きくなり、いわゆる魚眼レンズの
１８０°ともなると、人間の見た情景とはほど遠く、像
の歪みが非常に大きくなる。
【０００３】ところで、このような光学系にあっては、
図７に示すようにレンズＬの焦点面Ｆに光検知器（２次
元フォトダイオードアレー）Ｓを対向配置して、光検知
器ＳにレンズＬを介して目標を結像する光波探知装置が
構成される。この光波探知装置にあっては、光検知器Ｓ
の画素数が一定数だと、光学系の視野角θが広がれば広
がるほど、１画素の視野が狭くなり、その分解能が悪化
されることで、所望の分解能を確保した状態で、半球天
空全視野を撮像することが困難であるという問題を有す
る。
図７に示すようにレンズＬの焦点面Ｆに光検知器（２次
元フォトダイオードアレー）Ｓを対向配置して、光検知
器ＳにレンズＬを介して目標を結像する光波探知装置が
構成される。この光波探知装置にあっては、光検知器Ｓ
の画素数が一定数だと、光学系の視野角θが広がれば広
がるほど、１画素の視野が狭くなり、その分解能が悪化
されることで、所望の分解能を確保した状態で、半球天
空全視野を撮像することが困難であるという問題を有す
る。
【０００４】そこで、焦点面Ｆに配設した光検知器の１
画素の分解能を一定に保った状態で、半球天空全視野を
撮像する方法としては、図８に示すように所定の焦点距
離（１画素の分解能を満足する焦点距離）を有した複数
のレンズＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 …を円弧状、球面状に
配設して、このレンズＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 …の各焦
点面に光検知器（２次元フォトダイオードアレー）Ｓ1
，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 …を配する方法が考えられる。そ
して、この光探知手段は、例えば対を構成するレンズと
光検知器を円弧状に配した場合、１個のレンズで得られ
る視野角θ1 に対して、全体で広角な視野角θ2 が得ら
れる。
画素の分解能を一定に保った状態で、半球天空全視野を
撮像する方法としては、図８に示すように所定の焦点距
離（１画素の分解能を満足する焦点距離）を有した複数
のレンズＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 …を円弧状、球面状に
配設して、このレンズＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 …の各焦
点面に光検知器（２次元フォトダイオードアレー）Ｓ1
，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 …を配する方法が考えられる。そ
して、この光探知手段は、例えば対を構成するレンズと
光検知器を円弧状に配した場合、１個のレンズで得られ
る視野角θ1 に対して、全体で広角な視野角θ2 が得ら
れる。
【０００５】しかしながら、上記方法では、複数のレン
ズＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 …で広角な視野角θ2 が得ら
れるが、レンズＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 …間の領域Ａが
いわゆるブラインド（観測不可能）となるという問題が
生じる。また、レンズＬ1 とレンズＬ2 の視野内に共通
の視野領域Ｂが存在し、さらに遠方に、レンズＬ1 とレ
ンズＬ3 の共通領域Ｃが存在する。同時に、さらに遠方
にも共通の視野領域が存在することから、１つのレンズ
で完全に１つの視野を担当させることが困難であるとい
う問題を有する。このため、複数のレンズＬ1 ，Ｌ2 ，
Ｌ3 ，Ｌ4 …でとらえた像は、各視野角θ1 内に生じる
干渉により、ゴースト像となり、鮮明な像を得ることが
困難であるという不具合を有する。
ズＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 …で広角な視野角θ2 が得ら
れるが、レンズＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 …間の領域Ａが
いわゆるブラインド（観測不可能）となるという問題が
生じる。また、レンズＬ1 とレンズＬ2 の視野内に共通
の視野領域Ｂが存在し、さらに遠方に、レンズＬ1 とレ
ンズＬ3 の共通領域Ｃが存在する。同時に、さらに遠方
にも共通の視野領域が存在することから、１つのレンズ
で完全に１つの視野を担当させることが困難であるとい
う問題を有する。このため、複数のレンズＬ1 ，Ｌ2 ，
Ｌ3 ，Ｌ4 …でとらえた像は、各視野角θ1 内に生じる
干渉により、ゴースト像となり、鮮明な像を得ることが
困難であるという不具合を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の光波探知装置では、１画素の分解能を一定に保った
状態で、半球天空全視野をとらえるようにすると、ゴー
スト像となり、鮮明な像を取得すること困難であるとい
う問題を有する。
来の光波探知装置では、１画素の分解能を一定に保った
状態で、半球天空全視野をとらえるようにすると、ゴー
スト像となり、鮮明な像を取得すること困難であるとい
う問題を有する。
【０００７】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、高分解能を確保したうえで、広
範囲に亘る鮮明な視野像を取得できるようにした光波探
知装置を提供することを目的とする。
ので、構成簡易にして、高分解能を確保したうえで、広
範囲に亘る鮮明な視野像を取得できるようにした光波探
知装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、一端側が略
円弧状、又は略球面状に組合わされ、全視野の異なる視
野の光波を取込む複数のコーン状光波路素子が設けられ
た光波入路と、この光波入路の前記複数の光波路素子の
他端側に配設され、該光波路素子に導かれた光波を光電
変換する光電変換手段と、この光電変換手段で光電変換
された画像信号を走査変換して、前記目標方向の視野像
を表示する表示手段とを備えて光波探知装置を構成した
ものである。
円弧状、又は略球面状に組合わされ、全視野の異なる視
野の光波を取込む複数のコーン状光波路素子が設けられ
た光波入路と、この光波入路の前記複数の光波路素子の
他端側に配設され、該光波路素子に導かれた光波を光電
変換する光電変換手段と、この光電変換手段で光電変換
された画像信号を走査変換して、前記目標方向の視野像
を表示する表示手段とを備えて光波探知装置を構成した
ものである。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、光波入路は、その略円弧
状、又は略球面状に配設される複数の光波路素子によ
り、該略円弧状、又は略球面状の全視野における異なる
視野の光波をそれぞれ光電変換手段に導いて視野像を結
像する。従って、所望の分解能を確保したうえで、略円
弧状、又は略球面状の全視野の広い範囲に亘るゴースト
のない鮮明な視野像の取得が可能となる。
状、又は略球面状に配設される複数の光波路素子によ
り、該略円弧状、又は略球面状の全視野における異なる
視野の光波をそれぞれ光電変換手段に導いて視野像を結
像する。従って、所望の分解能を確保したうえで、略円
弧状、又は略球面状の全視野の広い範囲に亘るゴースト
のない鮮明な視野像の取得が可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係
る光波探知装置を示すもので、図中１０は球面の略半分
の半球状の視野を持つ光波入路である。この光波入路
は、図２に示すように複数のコーン状光波路素子１１の
一端側が略球面の略半分の略凸状の半球形状に組合わせ
配設される。この光波路素子１１は、例えば内壁にベル
ベットブラックを塗布する等の多重反射防止加工が施さ
れ、波長０．４μｍ〜０．８μｍの可視領域を対象とす
る場合、図３に示すように１本の光波路素子１１の視野
角をθ0 として、球面状の全視野をとらえるようにする
のに、光波路素子１１の数が約（１６／θ0 2 ）×１０
6 個必要となる。この視野角をθ0 ＝５ｍｒａｄに設定
すると、光波入路は、６４×１０4 個以下の光波路素子
１１が組合わされる。この光波路素子１１は、例えば入
射側の一端の径Ｄが５ｍｍとすると、高さＨが１ｍの円
錐を作り、頂点Ｐから１００ｍｍの位置で切断して他端
が０．５ｍｍの径に形成される。
照して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係
る光波探知装置を示すもので、図中１０は球面の略半分
の半球状の視野を持つ光波入路である。この光波入路
は、図２に示すように複数のコーン状光波路素子１１の
一端側が略球面の略半分の略凸状の半球形状に組合わせ
配設される。この光波路素子１１は、例えば内壁にベル
ベットブラックを塗布する等の多重反射防止加工が施さ
れ、波長０．４μｍ〜０．８μｍの可視領域を対象とす
る場合、図３に示すように１本の光波路素子１１の視野
角をθ0 として、球面状の全視野をとらえるようにする
のに、光波路素子１１の数が約（１６／θ0 2 ）×１０
6 個必要となる。この視野角をθ0 ＝５ｍｒａｄに設定
すると、光波入路は、６４×１０4 個以下の光波路素子
１１が組合わされる。この光波路素子１１は、例えば入
射側の一端の径Ｄが５ｍｍとすると、高さＨが１ｍの円
錐を作り、頂点Ｐから１００ｍｍの位置で切断して他端
が０．５ｍｍの径に形成される。
【００１１】なお、上記光波入路１０は、その光波路素
子１１を、例えば径を５ｍｍから５０ｍｍとし、長さを
１０ｍとすると、その感度が１００倍となる。また、光
波入路１０は、その光波路素子１１の他端側が略球面の
半分の略凹状の半球形状に形成され、その他端側には、
それぞれ光検知器１２が対向配置される。この光検知器
１２は、例えば図４に示すように可塑性基板（図の都合
上、図示せず）に複数のＳi フォトダイオード検知素子
１２ａを一方の電極を共通に配設されて略球面状に形成
され、光波路素子の他端側に対向配置される。そして、
この光検知器１２には、電荷入力ゲートを構成するスイ
ッチアレー１３を介してコンデンサアレー１４が接続結
合され、このコンデンサアレー１４の出力側は電荷出力
ゲートを構成するスイッチアレー１５に接続結合され
る。このコンデンサアレー１４は、可塑性基板にＳi Ｍ
ＯＳ構造で、例えば６４×１０4 個を４分割した状態で
形成され、同様にＭＯＳ構造で形成した上記スイッチア
レー１３と結合される。また、電荷出力ゲートを構成す
るスイッチアレー１５には、電荷転送素子（ＣＣＤ）１
６が接続結合される。このＣＣＤ１６は、可塑性基板に
Ｓi により１６×１０4 （４００×４００）相当が４個
形成されてそれぞれスイッチアレー１５と結合される。
子１１を、例えば径を５ｍｍから５０ｍｍとし、長さを
１０ｍとすると、その感度が１００倍となる。また、光
波入路１０は、その光波路素子１１の他端側が略球面の
半分の略凹状の半球形状に形成され、その他端側には、
それぞれ光検知器１２が対向配置される。この光検知器
１２は、例えば図４に示すように可塑性基板（図の都合
上、図示せず）に複数のＳi フォトダイオード検知素子
１２ａを一方の電極を共通に配設されて略球面状に形成
され、光波路素子の他端側に対向配置される。そして、
この光検知器１２には、電荷入力ゲートを構成するスイ
ッチアレー１３を介してコンデンサアレー１４が接続結
合され、このコンデンサアレー１４の出力側は電荷出力
ゲートを構成するスイッチアレー１５に接続結合され
る。このコンデンサアレー１４は、可塑性基板にＳi Ｍ
ＯＳ構造で、例えば６４×１０4 個を４分割した状態で
形成され、同様にＭＯＳ構造で形成した上記スイッチア
レー１３と結合される。また、電荷出力ゲートを構成す
るスイッチアレー１５には、電荷転送素子（ＣＣＤ）１
６が接続結合される。このＣＣＤ１６は、可塑性基板に
Ｓi により１６×１０4 （４００×４００）相当が４個
形成されてそれぞれスイッチアレー１５と結合される。
【００１２】また、ＣＣＤ１６の出力端には、走査変換
器１７が接続され、この走査変換器１７には、ＣＲＴ表
示部１８が接続される。走査変換器１７は、ＣＣＤ１６
から画像信号を読出して走査変換し、光波入路１０でと
らえた略球面状の全視野をＣＲＴ表示部１８に表示す
る。
器１７が接続され、この走査変換器１７には、ＣＲＴ表
示部１８が接続される。走査変換器１７は、ＣＣＤ１６
から画像信号を読出して走査変換し、光波入路１０でと
らえた略球面状の全視野をＣＲＴ表示部１８に表示す
る。
【００１３】上記構成において、光波入路１０は、その
他端側が目標方向に対向配置されると、その光波路素子
１１がそれぞれ目標方向の全天空における異なる情景の
視野の光波を取り込み光検知器１２に案内する。この
際、スイッチアレー１３が作動され、光波路素子１１に
取り込まれた異なる情景の視野の光波は、光検知器１２
に入力される。光検知器１２は、入力した光波を光電変
換して画像信号を生成し、該画像信号をコンデンサアレ
ー１４に出力する。コンデンサアレー１４は、入力した
画像信号を蓄積される。そして、このコンデンサアレー
１４に蓄積された画像信号は、スイッチアレー１３が閉
されて、スイッチアレー１５が開されると、ＣＣＤ１６
を介して走査変換部１７に出力される。走査変換部１７
は、入力した画像信号を走査変換して画像信号を生成
し、ＣＲＴ表示部１８に出力する。ＣＲＴ表示部１８
は、入力した画像信号に基づいて表示し、ここに目標方
向を中心とする半球状の全視野が表示される。
他端側が目標方向に対向配置されると、その光波路素子
１１がそれぞれ目標方向の全天空における異なる情景の
視野の光波を取り込み光検知器１２に案内する。この
際、スイッチアレー１３が作動され、光波路素子１１に
取り込まれた異なる情景の視野の光波は、光検知器１２
に入力される。光検知器１２は、入力した光波を光電変
換して画像信号を生成し、該画像信号をコンデンサアレ
ー１４に出力する。コンデンサアレー１４は、入力した
画像信号を蓄積される。そして、このコンデンサアレー
１４に蓄積された画像信号は、スイッチアレー１３が閉
されて、スイッチアレー１５が開されると、ＣＣＤ１６
を介して走査変換部１７に出力される。走査変換部１７
は、入力した画像信号を走査変換して画像信号を生成
し、ＣＲＴ表示部１８に出力する。ＣＲＴ表示部１８
は、入力した画像信号に基づいて表示し、ここに目標方
向を中心とする半球状の全視野が表示される。
【００１４】このように、上記光波探知装置は、複数の
コーン状光波路素子１１の入射側の一端を略球面状に組
合わされてなる光波入路１０を備えて、この光波入路１
０の各光波路素子１１で目標方向を中心とした半球状の
全視野を取込むように構成した。これによれば、光波入
路１０の複数の光波路素子１１により、天空の全視野に
おける異なる情景の視野の光波をそれぞれ取込んで視野
像が結像されることにより、目標方向を中心とした半球
状の全視野の広い範囲に亘るゴーストがなく鮮明で、高
分解能な視野像の取得が実現される。
コーン状光波路素子１１の入射側の一端を略球面状に組
合わされてなる光波入路１０を備えて、この光波入路１
０の各光波路素子１１で目標方向を中心とした半球状の
全視野を取込むように構成した。これによれば、光波入
路１０の複数の光波路素子１１により、天空の全視野に
おける異なる情景の視野の光波をそれぞれ取込んで視野
像が結像されることにより、目標方向を中心とした半球
状の全視野の広い範囲に亘るゴーストがなく鮮明で、高
分解能な視野像の取得が実現される。
【００１５】また、上記実施例によれば、広範囲の視野
を有することにより、同時に複数の目標像を得ることが
可能となる。なお、上記実施例では、複数の光波路素子
１１を略球面の略半分の半球状に組合せ配設するように
構成した場合で説明したが、これに限ることなく、略球
面状や略円弧状に配設するように構成することも可能で
ある。
を有することにより、同時に複数の目標像を得ることが
可能となる。なお、上記実施例では、複数の光波路素子
１１を略球面の略半分の半球状に組合せ配設するように
構成した場合で説明したが、これに限ることなく、略球
面状や略円弧状に配設するように構成することも可能で
ある。
【００１６】また、上記実施例では、可視領域の光波を
探知するように構成した場合で説明したが、これに限る
ことなく、例えば赤外光を探知するように構成すること
も可能である。よって、この発明は、上記実施例に限る
ことなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変形を実施し得ることは勿論である。
探知するように構成した場合で説明したが、これに限る
ことなく、例えば赤外光を探知するように構成すること
も可能である。よって、この発明は、上記実施例に限る
ことなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変形を実施し得ることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、高分解能を確保したうえで、広範
囲に亘る鮮明な視野像を取得できるようにした光波探知
装置を提供することができる。
ば、構成簡易にして、高分解能を確保したうえで、広範
囲に亘る鮮明な視野像を取得できるようにした光波探知
装置を提供することができる。
【図１】この発明の一実施例に係る光波探知装置を示し
た図。
た図。
【図２】図１の光波入路の詳細を示した図。
【図３】図２の光波入路素子を取出して示した図。
【図４】図１の光検知器を取出して示した図。
【図５】光学系の原理を説明するために示した図。
【図６】図５の光学系と光検知器との関係を説明するた
めに示した図。
めに示した図。
【図７】図５の光学系を用いて略半球状の視野の光探知
を行うように構成した場合の問題を説明するために示し
た図。
を行うように構成した場合の問題を説明するために示し
た図。
１０…光波入路。 １１…光波路素子。 １２…光検知器。 １２ａ…Ｓi フォトダイオード検知素子。 １３…スイッチアレー。 １４…コンデンサアレー。 １５…スイッチアレー。 １６…ＣＣＤ。 １７…走査変換部。 １８…ＣＲＴ表示部。
Claims (3)
- 【請求項１】 一端側が略円弧状、又は略球面状に組合
わされ、それぞれ異なる視野の光波を取込む複数のコー
ン状光波路素子が設けられた光波入路と、 この光波入路の前記複数の光波路素子の他端側に配設さ
れ、該光波路素子に導かれた光波を光電変換する光電変
換手段と、 この光電変換手段で光電変換された画像信号を走査変換
して、前記目標方向の視野像を表示する表示手段とを具
備した光波探知装置。 - 【請求項２】 前記光波路素子の内壁には、多重反射防
止加工が施されてなることを特徴とする請求項１記載の
光波路探知装置。 - 【請求項３】 前記光電変換手段は、複数のシリコンフ
ォトダイオードが略球面状の可塑性基板上に配設されて
なることを特徴とする請求項１記載の光波路探知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11964593A JPH06331438A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 光波探知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11964593A JPH06331438A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 光波探知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06331438A true JPH06331438A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14766580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11964593A Pending JPH06331438A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 光波探知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06331438A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010134255A1 (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | 日本電気株式会社 | 赤外線センサ、電子機器、及び赤外線センサの製造方法 |
| WO2012039374A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | 焦電型赤外線検出装置及び焦電型赤外線検出装置における焦電素子の交換方法 |
-
1993
- 1993-05-21 JP JP11964593A patent/JPH06331438A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010134255A1 (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | 日本電気株式会社 | 赤外線センサ、電子機器、及び赤外線センサの製造方法 |
| JPWO2010134255A1 (ja) * | 2009-05-18 | 2012-11-08 | 日本電気株式会社 | 赤外線センサ、電子機器、及び赤外線センサの製造方法 |
| US8530841B2 (en) | 2009-05-18 | 2013-09-10 | Nec Corporation | Infrared sensor, electronic device, and manufacturing method of infrared sensor |
| WO2012039374A1 (ja) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | 焦電型赤外線検出装置及び焦電型赤外線検出装置における焦電素子の交換方法 |
| CN103119406A (zh) * | 2010-09-24 | 2013-05-22 | Nec东金株式会社 | 热电型红外线检测装置及热电型红外线检测装置的热电元件的更换方法 |
| CN103119406B (zh) * | 2010-09-24 | 2015-06-10 | Nec东金株式会社 | 热电型红外线检测装置及热电型红外线检测装置的热电元件的更换方法 |
| US9097581B2 (en) | 2010-09-24 | 2015-08-04 | Nec Tokin Corporation | Pyroelectric infrared detecting device, and method for replacing pyroelectric element in pyroelectric infrared detecting device |
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