JPH0659011A - 画像シーカ - Google Patents
画像シーカInfo
- Publication number
- JPH0659011A JPH0659011A JP20796692A JP20796692A JPH0659011A JP H0659011 A JPH0659011 A JP H0659011A JP 20796692 A JP20796692 A JP 20796692A JP 20796692 A JP20796692 A JP 20796692A JP H0659011 A JPH0659011 A JP H0659011A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- target
- sensor
- receiving
- focal plane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 焦点面２次元アレイセンサの視野を確保して
目標の検出・捕捉機能を維持しながら、高い分解能を実
現して追尾機能の向上を図る。 【構成】 光学系２を介して目標光を入射する焦点面２
次元アレイセンサ１の受光面が、中心部では受光面積の
小さい受光素子３が配設され、周辺部に向うに従い受光
面積の大きい受光素子４が配設されて形成されたことに
よって、目標の検出・捕捉に必要な広い視野を確保しな
がら、センサ１中心部では分解能を高めることができ、
目標の追尾性能の向上を可能とする。
目標の検出・捕捉機能を維持しながら、高い分解能を実
現して追尾機能の向上を図る。 【構成】 光学系２を介して目標光を入射する焦点面２
次元アレイセンサ１の受光面が、中心部では受光面積の
小さい受光素子３が配設され、周辺部に向うに従い受光
面積の大きい受光素子４が配設されて形成されたことに
よって、目標の検出・捕捉に必要な広い視野を確保しな
がら、センサ１中心部では分解能を高めることができ、
目標の追尾性能の向上を可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、飛しょう体、航空機用
の監視装置等の運動目標を光学情報により自動追尾する
装置に適用される焦点面２次元アレイセンサを用いた画
像シーカに関する。
の監視装置等の運動目標を光学情報により自動追尾する
装置に適用される焦点面２次元アレイセンサを用いた画
像シーカに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の焦点面２次元アレイセンサを用い
た画像シーカにおいては、運動目標を追尾する場合、図
４（ａ）に示すように、焦点面での結像位置と目標光の
入射角がほぼ比例するような光学系０２と、受光面積を
等分割した素子アレイを用いて、図４（ｂ）に示すよう
に、目標の結像位置に比例する量として目視線誤差角
（目標光の入射角とセンサ光軸のなす角）１０，１１を
得て、図５に示すように、追尾制御要素によりサーボ制
御要素を駆動する追尾指令信号を得て、サーボ制御要素
によりセンサ光軸を運動させて、目視線誤差角を常に０
にするように制御していた。
た画像シーカにおいては、運動目標を追尾する場合、図
４（ａ）に示すように、焦点面での結像位置と目標光の
入射角がほぼ比例するような光学系０２と、受光面積を
等分割した素子アレイを用いて、図４（ｂ）に示すよう
に、目標の結像位置に比例する量として目視線誤差角
（目標光の入射角とセンサ光軸のなす角）１０，１１を
得て、図５に示すように、追尾制御要素によりサーボ制
御要素を駆動する追尾指令信号を得て、サーボ制御要素
によりセンサ光軸を運動させて、目視線誤差角を常に０
にするように制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の焦点面２次元ア
レイセンサにおいては、各素子の視野が等しいため、セ
ンサの全視野とアレイセンサの素子数により各素子の視
野が決まってしまう。運動目標を追尾するシーカには、
追尾機能以前に目標の検出・捕捉機能が必要であり、セ
ンサの全視野は検出・捕捉機能を高めるため広くする必
要があり、各素子の視野を小さくすることができない。
レイセンサにおいては、各素子の視野が等しいため、セ
ンサの全視野とアレイセンサの素子数により各素子の視
野が決まってしまう。運動目標を追尾するシーカには、
追尾機能以前に目標の検出・捕捉機能が必要であり、セ
ンサの全視野は検出・捕捉機能を高めるため広くする必
要があり、各素子の視野を小さくすることができない。
【０００４】一方、アレイセンサの出力は離散的な結像
位置情報であり、各素子の視野が目視線誤差角を得るた
めの分解能を制限する。従って、追尾機能上は、誤差角
の小さいセンサ視野中心付近で高い分解能、すなわち小
さな素子毎の視野が望ましく、上記検出・捕捉機能と相
反する要求がある。
位置情報であり、各素子の視野が目視線誤差角を得るた
めの分解能を制限する。従って、追尾機能上は、誤差角
の小さいセンサ視野中心付近で高い分解能、すなわち小
さな素子毎の視野が望ましく、上記検出・捕捉機能と相
反する要求がある。
【０００５】本発明は、上記の課題を解決するため、各
素子の視野をセンサの視野中心ほどせまく、周辺部ほど
広くして、素子数を大幅に増すことなく上記の相反する
要求を満足することを目的とする。
素子の視野をセンサの視野中心ほどせまく、周辺部ほど
広くして、素子数を大幅に増すことなく上記の相反する
要求を満足することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の画像シーカは、
目標光を入射する光学系、および同光学系を介して目標
光を複数個の受光素子が設けられた受光面により受光す
る焦点面２次元アレイセンサを備え、同アレイセンサの
受光面は中心部では受光面積の小さい受光素子が配設さ
れ周辺部に向かうに従い受光面積の大きい受光素子が配
設されて形成されたことを特徴としている。
目標光を入射する光学系、および同光学系を介して目標
光を複数個の受光素子が設けられた受光面により受光す
る焦点面２次元アレイセンサを備え、同アレイセンサの
受光面は中心部では受光面積の小さい受光素子が配設さ
れ周辺部に向かうに従い受光面積の大きい受光素子が配
設されて形成されたことを特徴としている。
【０００７】
【作用】上記において、焦点面２次元アレイセンサは目
標光の結像位置を受光素子単位で検出する。
標光の結像位置を受光素子単位で検出する。
【０００８】本発明の上記焦点面２次元アレイセンサ
は、受光面の中心部では受光面積の小さい受光素子が配
設され、周辺部に向かうに従い受光面積の大きい受光素
子が配設されて、従来の装置におけると同じ受光面積と
受光素子数の受光面が形成されている。
は、受光面の中心部では受光面積の小さい受光素子が配
設され、周辺部に向かうに従い受光面積の大きい受光素
子が配設されて、従来の装置におけると同じ受光面積と
受光素子数の受光面が形成されている。
【０００９】そのため、受光面の中心部に近づくほど目
視線誤差角の分解能を高めることができ、従来の装置に
おける目標の検出・捕捉機能を維持しながら目標の追尾
性能を高めることが可能となる。
視線誤差角の分解能を高めることができ、従来の装置に
おける目標の検出・捕捉機能を維持しながら目標の追尾
性能を高めることが可能となる。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を図１（ａ），（ｂ）及び
図２により説明する。図１（ａ），（ｂ）及び図２に示
す本実施例は、目標光１７を入射する光学系２、および
同光学系２を介して目標光１７を入射しその受光面が中
心部では受光面積の最も小さい中心素子３により形成さ
れ中心部から水平方向及び垂直方向に離れるに従いその
受光面積が大きくなる素子により形成され最も外側に配
設された周辺素子４の受光面積を最大とする焦点面２次
元アレイセンサ１を備えている。
図２により説明する。図１（ａ），（ｂ）及び図２に示
す本実施例は、目標光１７を入射する光学系２、および
同光学系２を介して目標光１７を入射しその受光面が中
心部では受光面積の最も小さい中心素子３により形成さ
れ中心部から水平方向及び垂直方向に離れるに従いその
受光面積が大きくなる素子により形成され最も外側に配
設された周辺素子４の受光面積を最大とする焦点面２次
元アレイセンサ１を備えている。
【００１１】上記において、光学系２は、従来の装置と
同様に焦点面での結像位置と目標光１７の入射角がほぼ
比例している。一方、２次元アレイセンサ１は、センサ
１中心から素子中心までの水平方向、及び垂直方向の距
離に従って素子の受光面積が広くなるようなアレイパタ
ーンとしている。
同様に焦点面での結像位置と目標光１７の入射角がほぼ
比例している。一方、２次元アレイセンサ１は、センサ
１中心から素子中心までの水平方向、及び垂直方向の距
離に従って素子の受光面積が広くなるようなアレイパタ
ーンとしている。
【００１２】上記２次元アレイセンサ１は受光面の中心
部から水平方向、及び垂直方向の距離に従い各素子の受
光面積が広くなるため、素子の水平方向又は垂直方向の
位置座標軸５，６を横軸とし、水平方向又は垂直方向目
視線誤差角１２を縦軸にとると、図１（ｂ）に示すよう
な視野特性を示す曲線が得られる。
部から水平方向、及び垂直方向の距離に従い各素子の受
光面積が広くなるため、素子の水平方向又は垂直方向の
位置座標軸５，６を横軸とし、水平方向又は垂直方向目
視線誤差角１２を縦軸にとると、図１（ｂ）に示すよう
な視野特性を示す曲線が得られる。
【００１３】上記２次元アレイセンサ１の出力は、従来
の装置と同様に処理されるものであり、図２に示す通り
である。即ち、目標光１７が２次元アレイセンサ１に入
射するとセンサ出力として目標結像素子位置１８が得ら
れる。この結像素子位置１８からは、図１（ｂ）に示す
視野特性を用いて目視線誤差角１９を演算で求めること
ができ、これに追尾制御要素を作用させて追尾指令信号
２０を得、サーボ制御要素によりセンサ光軸の運動２１
を行わせ、目視線誤差角を常に０にするように制御す
る。
の装置と同様に処理されるものであり、図２に示す通り
である。即ち、目標光１７が２次元アレイセンサ１に入
射するとセンサ出力として目標結像素子位置１８が得ら
れる。この結像素子位置１８からは、図１（ｂ）に示す
視野特性を用いて目視線誤差角１９を演算で求めること
ができ、これに追尾制御要素を作用させて追尾指令信号
２０を得、サーボ制御要素によりセンサ光軸の運動２１
を行わせ、目視線誤差角を常に０にするように制御す
る。
【００１４】ここで、図１（ｂ）に示す視野特性より、
結像位置が視野中心に近づく程目視線誤差角の分角能が
向上するため（結像位置は素子位置の単位でしか判らな
いので、同じ目視線誤差角変化に対して素子位置変化が
大きい方が分解能は高い）、制御特性を向上させること
ができる。すなわち、追尾制御要素としての追尾系のゲ
インを上げ追尾周波数特性を向上しても、分解能不足に
よる不安定化を防止することができる。
結像位置が視野中心に近づく程目視線誤差角の分角能が
向上するため（結像位置は素子位置の単位でしか判らな
いので、同じ目視線誤差角変化に対して素子位置変化が
大きい方が分解能は高い）、制御特性を向上させること
ができる。すなわち、追尾制御要素としての追尾系のゲ
インを上げ追尾周波数特性を向上しても、分解能不足に
よる不安定化を防止することができる。
【００１５】次に、図１（ｂ）に示す視野特性の具体例
について、図３（ａ），（ｂ）により説明する。図３
（ａ）は図１（ｂ）に対応するものであり、目標結像位
置３１に対する目視線誤差角３２の視野特性を従来の均
一素子寸法の場合３３と本実施例の場合３４について示
している。
について、図３（ａ），（ｂ）により説明する。図３
（ａ）は図１（ｂ）に対応するものであり、目標結像位
置３１に対する目視線誤差角３２の視野特性を従来の均
一素子寸法の場合３３と本実施例の場合３４について示
している。
【００１６】また、図３（ｂ）は本実施例における素子
位置３７に対する各素子の視野３８そのものを示してい
る。図３に示す視野特性は、いずれの場合３３，３４も
±１００素子の２次元アレイセンサとした場合のもので
あり、光学系は焦点面での結像位置と入射角がほぼ比例
するものとしている。
位置３７に対する各素子の視野３８そのものを示してい
る。図３に示す視野特性は、いずれの場合３３，３４も
±１００素子の２次元アレイセンサとした場合のもので
あり、光学系は焦点面での結像位置と入射角がほぼ比例
するものとしている。
【００１７】本実施例の場合、センサの全視野、素子
数、トータルアレイ寸法については、従来の均一素子寸
法の場合と同じとし、中心部の素子で約５６％に視野を
縮小させる視野特性を達成している。
数、トータルアレイ寸法については、従来の均一素子寸
法の場合と同じとし、中心部の素子で約５６％に視野を
縮小させる視野特性を達成している。
【００１８】図３（ａ）に示すように、水平方向または
垂直方向の目標結像位置３１が、±１００素子のときに
従来の均一素子寸法の場合３３と本実施例の場合３４は
一致し、センサの全視野及び素子数、トータルアレイ寸
法は変わらない。
垂直方向の目標結像位置３１が、±１００素子のときに
従来の均一素子寸法の場合３３と本実施例の場合３４は
一致し、センサの全視野及び素子数、トータルアレイ寸
法は変わらない。
【００１９】本実施例の場合３４、素子の視野縮小区間
３５では、水平方向又は垂直方向に中心部から離れるに
従い素子寸法を２％づつ増加させており、図３（ｂ）に
示すように、センサ中心では従来の均一素子寸法の場合
３３の約５６％とし、±３６素子目で約１１１％と変化
させ、素子の視野一定区間３６は、±３６素子目から±
１００素子目までとし、従来の均一素子寸法の場合３３
の約１１１％で一定としている。
３５では、水平方向又は垂直方向に中心部から離れるに
従い素子寸法を２％づつ増加させており、図３（ｂ）に
示すように、センサ中心では従来の均一素子寸法の場合
３３の約５６％とし、±３６素子目で約１１１％と変化
させ、素子の視野一定区間３６は、±３６素子目から±
１００素子目までとし、従来の均一素子寸法の場合３３
の約１１１％で一定としている。
【００２０】従来の均一素子寸法の場合３３について、
本実施例の場合３４と同等の分解能を得ようとすると、
各素子の視野を５６％にする必要があり、約３．２倍の
素子数が必要となる。
本実施例の場合３４と同等の分解能を得ようとすると、
各素子の視野を５６％にする必要があり、約３．２倍の
素子数が必要となる。
【００２１】なお、本実施例では、素子寸法の変更によ
り視野特性を得たが、逆に光学系の焦点面での結像位置
と入射角の関係をずらして、図３（ａ）の３４で示すよ
うな視野特性を均一素子寸法のセンサに対して得ること
を除外するものではない。
り視野特性を得たが、逆に光学系の焦点面での結像位置
と入射角の関係をずらして、図３（ａ）の３４で示すよ
うな視野特性を均一素子寸法のセンサに対して得ること
を除外するものではない。
【００２２】
【発明の効果】本発明の画像シーカは、光学系を介して
目標光を入射する焦点面２次元アレイセンサの受光面
が、中心部では受光面積の小さい受光素子が配設され、
周辺部に向かうに従い受光面積の大きい受光素子が配設
されて形成されたことによって、目標の検出・捕捉に必
要な広い視野を確保しながら、センサ中心部では分解能
を高めることができ、目標の追尾性能の向上を可能とす
る。
目標光を入射する焦点面２次元アレイセンサの受光面
が、中心部では受光面積の小さい受光素子が配設され、
周辺部に向かうに従い受光面積の大きい受光素子が配設
されて形成されたことによって、目標の検出・捕捉に必
要な広い視野を確保しながら、センサ中心部では分解能
を高めることができ、目標の追尾性能の向上を可能とす
る。
【図１】本発明の一実施例の説明図で、（ａ）は装置説
明図、（ｂ）はアレイセンサの作用説明図である。
明図、（ｂ）はアレイセンサの作用説明図である。
【図２】上記一実施例に係る制御ブロック図である。
【図３】上記一実施例に係る視野特性の説明図で、
（ａ）は目視線誤差角の特性図、（ｂ）は各素子の視野
の説明図である。
（ａ）は目視線誤差角の特性図、（ｂ）は各素子の視野
の説明図である。
【図４】従来の装置の説明図で、（ａ）は装置説明図、
（ｂ）はアレイセンサの作用説明図である。
（ｂ）はアレイセンサの作用説明図である。
【図５】上記従来の装置に係る制御ブロック図である。
１ 焦点面２次元アレイセンサ ２ 光学系 ３ 中心素子 ４ 周辺素子 ５ 素子の水平方向位置座標軸 ６ 素子の垂直方向位置座標軸 ７ センサ光軸 ８，９ 素子３，４の視野 １０，１１ 素子３，４に結像した目標の目視線誤差
角 １２ 目視線誤差角 １３ 外周素子位置 １４ 最大目視線誤差 １５，１６ 素子３，４の視野 １７ 目標光 １８ 結像素子位置 ２０ 追尾指令 ２１ センサ軸の運動
角 １２ 目視線誤差角 １３ 外周素子位置 １４ 最大目視線誤差 １５，１６ 素子３，４の視野 １７ 目標光 １８ 結像素子位置 ２０ 追尾指令 ２１ センサ軸の運動
Claims (1)
- 【請求項１】 目標光を入射する光学系、および同光学
系を介して目標光を複数個の受光素子が設けられた受光
面により受光する焦点面２次元アレイセンサを備え、同
アレイセンサの受光面は中心部では受光面積の小さい受
光素子が配設され周辺部に向かうに従い受光面積の大き
い受光素子が配設されて形成されたことを特徴とする画
像シーカ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20796692A JPH0659011A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 画像シーカ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20796692A JPH0659011A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 画像シーカ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0659011A true JPH0659011A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16548473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20796692A Withdrawn JPH0659011A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 画像シーカ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0659011A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0718636A2 (en) * | 1994-12-19 | 1996-06-26 | The State Of Israel, Ministry Of Defense, Rafael Armament Development Authority | Apparatus and method for remote sensing of an object |
| JP2008002911A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Toshiba Tec Corp | 位置検出システム |
| JP2008014776A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Toshiba Tec Corp | 位置検出システムおよび位置検出装置 |
-
1992
- 1992-08-04 JP JP20796692A patent/JPH0659011A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0718636A2 (en) * | 1994-12-19 | 1996-06-26 | The State Of Israel, Ministry Of Defense, Rafael Armament Development Authority | Apparatus and method for remote sensing of an object |
| EP0718636A3 (en) * | 1994-12-19 | 1999-02-10 | The State Of Israel, Ministry Of Defense, Rafael Armament Development Authority | Apparatus and method for remote sensing of an object |
| JP2008002911A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Toshiba Tec Corp | 位置検出システム |
| JP2008014776A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Toshiba Tec Corp | 位置検出システムおよび位置検出装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |