JPH1042172A - Wide view/large wavelength range image pickup device - Google Patents

Wide view/large wavelength range image pickup device

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JPH1042172A
JPH1042172A JP8194185A JP19418596A JPH1042172A JP H1042172 A JPH1042172 A JP H1042172A JP 8194185 A JP8194185 A JP 8194185A JP 19418596 A JP19418596 A JP 19418596A JP H1042172 A JPH1042172 A JP H1042172A
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JP
Japan
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wide
mirror
photoelectric conversion
reflected
field
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Application number
JP8194185A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Hiramatsu
優 平松
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication of JPH1042172A publication Critical patent/JPH1042172A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion element to match a large focual surface with simple constitution without the need of a mechanism for switching optical systems by using plural asperical mirror which are sequentially arranged so that they reflect incident light. SOLUTION: A light beam 100 is made incident and reflected on a first concave mirror 1, a convex mirror 2 and a second concave mirror 3. The light beam reflected on the concave mirror 3 is spectrally separated in different wavelengths in a spectral mirror 4. A transmitted light beam 100a is made incident on a first photoelectric conversion part 5 and a reflected light beam 100b to a second photoelectric conversion part 6. The concave mirrors 1 and 3 and the convex mirror 21 are the aspehrical mirrors, the optical system is constituted of the spherical mirrors and the optical system is constituted of the aspherical mirrors. Thus, light convergence and light diffusion can be executed by one surface and the respective mirrors correct spherical aberration, astigmatism and coma-aberration. Thus, a view becomes large since spherical aberration, astigmatism and coma-aberration aut of a center shaft are reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は広視野広波長域撮像
装置に関し、特にリモートセンシングシステム等に用い
られる広視野広波長域撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wide-field, wide-wavelength imaging device, and more particularly to a wide-field, wide-wavelength imaging device used in a remote sensing system or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より光学系にはレンズ系と反射鏡系
とがある。レンズ系は色収差が生じるため波長域が狭く
なるという欠点があるが広視野が可能という利点があ
る。一方、反射鏡系は波長域が広いという利点があるが
視野が狭いという欠点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, optical systems include a lens system and a reflecting mirror system. The lens system has the disadvantage that the wavelength range is narrowed due to the occurrence of chromatic aberration, but has the advantage that a wide field of view is possible. On the other hand, the reflecting mirror system has an advantage that the wavelength range is wide, but has a disadvantage that the field of view is narrow.

【0003】反射鏡系は反射鏡の中心軸上では高性能で
あるが、中心軸外では球面収差、非点収差及びコマ収差
が生じるため視野が狭くなるのである。
The reflecting mirror system has high performance on the central axis of the reflecting mirror, but the field of view becomes narrow due to spherical aberration, astigmatism, and coma off the central axis.

【0004】このように従来の撮像系において広視野と
広波長域は両立しなかった。
As described above, in the conventional imaging system, a wide field of view and a wide wavelength range are not compatible.

【0005】そこで、従来は、光学系にレンズと反射鏡
の両者を用いた屈折光学系又は反射屈折系が用いられて
いた。
Therefore, conventionally, a refractive optical system or a catadioptric system using both a lens and a reflecting mirror in the optical system has been used.

【0006】しかし、この屈折光学系又は反射屈折系で
は屈折レンズを使用しているため広視野の撮像が可能で
あったが、色収差が生じるため撮像し得る波長域が狭く
なるという欠点があった。
[0006] However, this refracting optical system or catadioptric system uses a refracting lens to enable wide-field imaging, but has a disadvantage that the wavelength range in which imaging can be performed is narrowed due to chromatic aberration. .

【0007】そこで、この広波長域を実現するため特開
昭63−78116号公報に、波長域により光学系を切
り換えて撮像するようにした撮像装置が開示されてい
る。
Therefore, in order to realize this wide wavelength range, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-78116 discloses an image pickup apparatus in which an optical system is switched according to the wavelength range to perform image pickup.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭63−
78116号公報に開示された撮像装置は、光学系を切
り換える機構等が必要となるため構成が複雑になるとい
う欠点があった。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
The imaging apparatus disclosed in Japanese Patent No. 78116 has a drawback that the configuration becomes complicated because a mechanism for switching the optical system is required.

【0009】又、広視野でかつ高分解能を有する撮像装
置では焦点面が大きくなるため、この焦点面の大きさに
見合う光電変換素子が必要になるという欠点があった。
Further, in an imaging device having a wide field of view and a high resolution, the focal plane becomes large, so that there is a disadvantage that a photoelectric conversion element corresponding to the size of the focal plane is required.

【0010】そこで本発明の目的は、光学系を切り換え
る機構を必要とせず、かつ比較的簡単な構成で大きな焦
点面に見合う光電変換素子を得ることが可能な広視野広
波長域撮像装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wide-field, wide-wavelength imaging apparatus which does not require a mechanism for switching an optical system and which can obtain a photoelectric conversion element suitable for a large focal plane with a relatively simple configuration. Is to do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、入射した光を反射し、その反射した光を入
射しさらに反射するよう順次配列されたn(nは2以上
の整数)個の非球面鏡と、n番目の非球面鏡で反射した
光を電気信号に変換する電気信号変換手段とを含むこと
を特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to an n (n is an integer of 2 or more) arrayed so that incident light is reflected, and the reflected light is incident and further reflected. ) Aspherical mirrors and electric signal conversion means for converting light reflected by the n-th aspherical mirror into electric signals.

【0012】さらに他の発明は、電気信号変換手段を複
数の光電変換素子を用いて一枚の画像を電気信号に変換
する手段で構成したことを特徴とする。
Still another aspect of the invention is characterized in that the electric signal converting means is constituted by means for converting one image into an electric signal using a plurality of photoelectric conversion elements.

【0013】本発明によれば、非球面鏡のみの構成によ
り広視野広波長域の撮像が可能となる。
According to the present invention, a wide field of view and a wide wavelength range can be imaged by using only the aspherical mirror.

【0014】さらに他の発明によれば、比較的簡単な構
成で大きな焦点面に見合う光電変換素子を得ることが可
能となる。
According to still another aspect of the present invention, it is possible to obtain a photoelectric conversion element suitable for a large focal plane with a relatively simple configuration.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しながら説明する。図1は本発明に係
る広視野広波長域撮像装置の最良の実施の形態の構成図
である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of the best embodiment of a wide-field, wide-wavelength imaging device according to the present invention.

【0016】広視野広波長域撮像装置は、光線100が
入射する第1の凹面鏡1と、この第1の凹面鏡1で反射
された光線100が入射する凸面鏡2と、この凸面鏡2
で反射された光線100が入射する第2の凹面鏡3と、
この第2の凹面鏡3で反射された光線100が異なる波
長域に分光される分光ミラー4と、この分光ミラー4を
透過した光線100aが入射する第1の光電変換部5
と、この分光ミラー4で反射された光線100bが入射
する第2の光電変換部6とからなる。
The wide-field, wide-wavelength imaging apparatus includes a first concave mirror 1 on which a light ray 100 is incident, a convex mirror 2 on which a light ray 100 reflected by the first concave mirror 1 is incident, and a convex mirror 2
A second concave mirror 3 on which the light ray 100 reflected by
A spectroscopic mirror 4 in which the light beam 100 reflected by the second concave mirror 3 is split into different wavelength ranges, and a first photoelectric conversion unit 5 into which the light beam 100a transmitted through the spectroscopic mirror 4 is incident.
And the second photoelectric conversion unit 6 on which the light beam 100b reflected by the spectral mirror 4 is incident.

【0017】これらの凹面鏡1,3及び凸面鏡2は非球
面鏡で構成されている。非球面鏡とは、たとえば2次式
以上で表現される回転放物面及び3次式以上で表現され
る回転双曲面の形状をなす鏡をいう。
These concave mirrors 1 and 3 and convex mirror 2 are constituted by aspherical mirrors. The aspheric mirror refers to, for example, a mirror having a shape of a paraboloid of revolution expressed by a quadratic equation or more and a hyperboloid of revolution expressed by a cubic equation or more.

【0018】このように、非球面鏡で光学系を構成する
ことにより、1つの面で集光、散光を行うのに加えて球
面収差、非点収差及びコマ収差等の収差の補正を夫々の
鏡に分担させることが可能となる。
As described above, by forming the optical system with the aspherical mirror, each of the mirrors can correct the aberrations such as spherical aberration, astigmatism, and coma in addition to focusing and diffusing light on one surface. Can be shared.

【0019】従って、中心軸外での球面収差、非点収差
及びコマ収差が減少するため視野が広くなるのである。
Therefore, since the spherical aberration, astigmatism and coma aberration outside the central axis are reduced, the field of view is widened.

【0020】一方、従来の鏡及びレンズは単純な1次式
で表現できる球面で構成されている。
On the other hand, conventional mirrors and lenses are constituted by spherical surfaces that can be expressed by a simple linear expression.

【0021】又、凹面鏡1,3は球面の中心軸に対して
非対称又は中心軸を含まない(以下、軸はずしとい
う。)形状に形成され、凸面鏡2は中心軸に対称の形状
に形成されている。
The concave mirrors 1 and 3 are formed asymmetrically with respect to the central axis of the spherical surface or do not include the central axis (hereinafter referred to as off-axis), and the convex mirror 2 is formed symmetrically with respect to the central axis. I have.

【0022】ここで,軸はずしについて説明する。ま
ず、従来の光学系の構成から説明する。図14は従来の
レンズ系の構成図、図15は従来の反射鏡系の構成図で
ある。
Here, the off-axis will be described. First, the configuration of a conventional optical system will be described. FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional lens system, and FIG. 15 is a configuration diagram of a conventional reflecting mirror system.

【0023】図14においては光線100は凸レンズ1
01、凹レンズ102、凹レンズ103、凸レンズ10
4を介して焦点Fを結ぶ。又、Cはレンズの中心軸を表
す。
In FIG. 14, light beam 100 is convex lens 1
01, concave lens 102, concave lens 103, convex lens 10
A focal point F is formed via the reference numeral 4. C represents the central axis of the lens.

【0024】図15においては光線100は凹面鏡10
5a,105b及び凸面鏡106を介して焦点Fを結
ぶ。又、Cはレンズの中心軸を表す。
In FIG. 15, the light beam 100 is
The focal point F is formed via the convex mirrors 5a and 105b and the convex mirror 106. C represents the central axis of the lens.

【0025】このように従来の光学系はいずれも中心軸
Cに対して回転対称に配置されている。
As described above, all the conventional optical systems are arranged rotationally symmetric with respect to the central axis C.

【0026】次に、本発明の光学系について説明する。
図2は軸はずしレンズ系の構成図、図3は軸はずし反射
鏡系の構成図である。
Next, the optical system of the present invention will be described.
FIG. 2 is a configuration diagram of an off-axis lens system, and FIG. 3 is a configuration diagram of an off-axis reflection mirror system.

【0027】図2においては光線100は凸レンズ11
0、凹レンズ111、凹レンズ112、凸レンズ113
を介して焦点Fを結ぶ。又、Cはレンズの中心軸を表
す。
In FIG. 2, the light beam 100 is
0, concave lens 111, concave lens 112, convex lens 113
A focus F is formed through. C represents the central axis of the lens.

【0028】図3においては光線100は凹面鏡115
及び凸面鏡116を介して焦点Fを結ぶ。又、Cはレン
ズの中心軸を表す。
In FIG. 3, light ray 100 is concave mirror 115
And a focal point F is formed via the convex mirror 116. C represents the central axis of the lens.

【0029】このように、レンズ110〜113及び鏡
115,116は中心軸を含まない形状に形成されてい
る。
As described above, the lenses 110 to 113 and the mirrors 115 and 116 are formed in a shape not including the central axis.

【0030】このように光学系を軸はずしレンズ系又は
反射鏡系で構成することにより配置の自由度が増す。本
発明は反射鏡のうち凹面鏡1,3を軸はずしで構成した
ものである。
As described above, the degree of freedom of arrangement is increased by configuring the optical system with an off-axis lens system or a reflecting mirror system. In the present invention, the concave mirrors 1 and 3 are off-axis among the reflecting mirrors.

【0031】特に、反射鏡については同軸光学系(回転
対称の光学系)では1〜2面の配置しかできない(図1
5参照)のに対し、軸はずしとすることにより3面以上
の配置が可能となる(図1,3参照)。
In particular, with respect to the reflecting mirror, only one or two planes can be arranged in a coaxial optical system (rotationally symmetric optical system) (FIG. 1).
On the other hand, by displacing the axis, it is possible to arrange three or more surfaces (see FIGS. 1 and 3).

【0032】又、同軸光学系では、図15を参照すると
遮光部106が生じるが、軸はずしにするとこのような
遮光部106をなくすことができる(図1,3参照)。
Further, in the coaxial optical system, a light-shielding portion 106 is generated as shown in FIG. 15, but such a light-shielding portion 106 can be eliminated by off-axis (see FIGS. 1 and 3).

【0033】図4は中心軸Cを含まない軸はずし凹面鏡
115の断面図、図5は中心軸Cに対して非対称の軸は
ずし凹面鏡117の断面図である。このように軸はずし
には2とおりの形態が存在する。本発明では凹面鏡11
5,117のいずれでも構成することができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the off-axis concave mirror 115 not including the center axis C, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the off-axis concave mirror 117 asymmetric with respect to the center axis C. Thus, there are two types of off-axis. In the present invention, the concave mirror 11 is used.
5, 117 can be used.

【0034】図1に戻り、凹面鏡1,3及び凸面鏡2は
凸面鏡2の中心軸Cに対して対称に配置されている。次
に、この対称配置について説明する。
Returning to FIG. 1, the concave mirrors 1 and 3 and the convex mirror 2 are arranged symmetrically with respect to the central axis C of the convex mirror 2. Next, this symmetric arrangement will be described.

【0035】図6は光学系の対称配置の一例の構成図で
ある。この例は中心軸C対称の凸レンズ120、凹レン
ズ121及び凸レンズ122で光学系を構成したもので
ある。このように中心軸Cに対してレンズ120〜12
2を対称に配置することにより、各レンズ120〜12
2による収差が相殺されるため、ほとんど収差をなくす
ことができる。従って、非対称配置に比べ、対称配置に
近い方が収差の補正は容易となる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a symmetric arrangement of the optical system. In this example, an optical system is configured by a convex lens 120, a concave lens 121, and a convex lens 122 that are symmetric with respect to a central axis C. Thus, the lenses 120 to 12 with respect to the central axis C are
2 are arranged symmetrically so that each of the lenses 120 to 12
Since the aberration due to 2 is canceled out, the aberration can be almost eliminated. Therefore, correction of aberration becomes easier when the arrangement is closer to the symmetric arrangement than when the arrangement is asymmetric.

【0036】本発明はこのレンズ120〜122と同様
の構成を凹面鏡1,3及び凸面鏡2でとったものであ
る。この凹、凸、凹の反射面(1,2,3)の構成によ
り収差は相殺され、対称性からはずれた成分で発生する
収差は各鏡面の面を調整することにより補正が可能であ
る。
In the present invention, the same construction as the lenses 120 to 122 is adopted by the concave mirrors 1 and 3 and the convex mirror 2. The aberrations are canceled out by the configuration of the concave, convex, and concave reflecting surfaces (1, 2, 3), and the aberration generated by the component deviating from the symmetry can be corrected by adjusting the surface of each mirror surface.

【0037】次に、光電変換部5,6について説明す
る。この光電変換部5,6の構成は同一であるので光電
変換部5について説明する。
Next, the photoelectric conversion units 5 and 6 will be described. Since the configurations of the photoelectric conversion units 5 and 6 are the same, only the photoelectric conversion unit 5 will be described.

【0038】光電変換部5は多素子検出器(例えば、電
荷結合素子;CCD)を複数個配列したものを含み構成
される。図7は電荷結合素子を一次元に配列した場合の
構成図、図8は電荷結合素子を二次元に配列した場合の
構成図である。
The photoelectric conversion unit 5 includes a plurality of multi-element detectors (eg, charge-coupled devices (CCDs)) arranged. FIG. 7 is a configuration diagram when the charge-coupled devices are arranged one-dimensionally, and FIG. 8 is a configuration diagram when the charge-coupled devices are arranged two-dimensionally.

【0039】図7に示すように電荷結合素子121を一
次元に配列した場合、画像は1走査ずつ電気信号に変換
され、一画面分の走査により一画面の電気信号が生成さ
れる。
When the charge-coupled devices 121 are arranged one-dimensionally as shown in FIG. 7, an image is converted into an electric signal one scan at a time, and an electric signal of one screen is generated by scanning one screen.

【0040】又、図8に示すように電荷結合素子121
を二次元に配列した場合、画像は一画面単位に電気信号
に変換される。
Also, as shown in FIG.
Are two-dimensionally arranged, the image is converted into an electric signal for each screen.

【0041】このように、電荷結合素子121を複数個
配列したもので光電変換部5を構成することにより、広
視野に対応することができ、又、焦点面が湾曲している
場合も、この電荷結合素子121の並びをその湾曲の形
状に合わせることにより歪みの補正が可能となる。
As described above, by configuring the photoelectric conversion unit 5 by arranging a plurality of charge-coupled elements 121, a wide field of view can be accommodated, and even when the focal plane is curved, Distortion can be corrected by adjusting the arrangement of the charge-coupled devices 121 to the curved shape.

【0042】この構成により、紫外線から熱赤外線の波
長域において、6度以上の高分解能な撮像が可能とな
る。
With this configuration, high-resolution imaging of 6 degrees or more can be performed in the wavelength range from ultraviolet rays to thermal infrared rays.

【0043】尚、本実施例ではこの電荷結合素子121
を分光ミラー4を介して配置したが、分光ミラー4を介
さずに光電変換することももちろん可能である。
In this embodiment, the charge coupled device 121
Are arranged via the spectral mirror 4, but it is of course possible to perform photoelectric conversion without using the spectral mirror 4.

【0044】次に、光電変換部5の構成について説明す
る。図9は光電変換部の構成の模式説明図である。
Next, the configuration of the photoelectric conversion unit 5 will be described. FIG. 9 is a schematic explanatory view of the configuration of the photoelectric conversion unit.

【0045】光電変換部5は、光線100を2分割する
プリズム130と、2個の電荷結合素子群131,13
2とにより構成され、プリズム130内に設けたハーフ
ミラー面130aで光線100が光線100aと光線1
00bとに分割される。
The photoelectric conversion unit 5 includes a prism 130 for dividing the light beam 100 into two, and two charge-coupled device groups 131 and 13.
2, the light beam 100 is divided into the light beam 100a and the light beam 1 by the half mirror surface 130a provided in the prism 130.
00b.

【0046】このプリズム130は分光ミラー4とは異
なり、異なる波長域に分光するものではなく、光線10
0を2分する機能のみを有する。
This prism 130 is different from the spectroscopic mirror 4 in that it does not split light into different wavelength ranges, but
It has only the function of dividing 0 into two.

【0047】従って、電荷結合素子群131,132夫
々に入射する画像は同一である。次に、これらの電荷結
合素子群131,132による画像の合成について説明
する。
Therefore, the images incident on the charge-coupled device groups 131 and 132 are the same. Next, synthesis of an image by the charge-coupled device groups 131 and 132 will be described.

【0048】図10〜12は画像の合成の過程を示す模
式説明図である。図10〜12は入射光による全体画像
135を示している。
FIGS. 10 to 12 are schematic explanatory views showing the process of synthesizing images. 10 to 12 show the entire image 135 due to the incident light.

【0049】この全体画像135のうち、図10の斜線
部136は電荷結合素子群131が電気信号に変換する
領域であり、図11の斜線部137は電荷結合素子群1
32が電気信号に変換する領域である。そして、この電
荷結合素子群131,132で電気信号に変換された2
つの領域136,137が光電変換部5内に設けた不図
示の信号合成部で合成され、図12に示す1枚の画像
(領域136+領域137)が生成される。
In the whole image 135, a hatched portion 136 in FIG. 10 is a region where the charge-coupled device group 131 converts to an electric signal, and a hatched portion 137 in FIG.
Numeral 32 denotes a region to be converted into an electric signal. Then, the charge-coupled device groups 131 and 132 convert the 2
The two regions 136 and 137 are combined by a signal combining unit (not shown) provided in the photoelectric conversion unit 5, and one image (region 136 + region 137) shown in FIG. 12 is generated.

【0050】これにより、電荷結合素子群を複数個用い
ることによりさらに広視野な画像の光電変換を行うこと
が可能となる。
Thus, by using a plurality of charge-coupled device groups, it is possible to perform photoelectric conversion of an image having a wider field of view.

【0051】この光電変換部5以降には増幅回路及び信
号処理回路が設けられるが、これらを含む全体の構成に
ついて最後に説明する。
An amplifying circuit and a signal processing circuit are provided after the photoelectric conversion unit 5, and the overall configuration including these will be described last.

【0052】図13は広視野広波長域撮像装置の全体構
成図である。広視野広波長域撮像装置は光線100が入
力される反射鏡部1〜3と、これら反射鏡部1〜3で反
射した光線100を異なる波長域に分光する分光ミラー
4と、分光された一方の光線100aが入力される光電
変換部5と、光電変換部5の出力信号を増幅する増幅回
路7と、分光された他方の光線100bが入力される光
電変換部6と、光電変換部6の出力信号を増幅する増幅
回路8と、増幅回路7,8の出力信号を合成して伝送可
能な信号140へ変換する信号処理回路9とにより構成
される。
FIG. 13 is an overall configuration diagram of a wide-field, wide-wavelength imaging device. The wide-field, wide-wavelength imaging apparatus includes reflecting mirror units 1 to 3 to which the light beam 100 is input, a spectral mirror 4 for separating the light beam 100 reflected by the reflecting mirror units 1 to 3 into different wavelength ranges, Of the photoelectric conversion unit 5 to which the light beam 100a is input, an amplification circuit 7 for amplifying the output signal of the photoelectric conversion unit 5, the photoelectric conversion unit 6 to which the other split light beam 100b is input, and the photoelectric conversion unit 6. It comprises an amplifier circuit 8 for amplifying an output signal, and a signal processing circuit 9 for synthesizing the output signals of the amplifier circuits 7 and 8 and converting it into a transmittable signal 140.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明によれば、入射した光を反射し、
その反射した光を入射しさらに反射するよう順次配列さ
れたn(nは2以上の整数)個の非球面鏡と、n番目の
非球面鏡で反射した光を電気信号に変換する電気信号変
換手段とを含むため、光学系を切り換える機構を設けな
くても広視野広波長域の撮像が可能となる。
According to the present invention, incident light is reflected,
N (n is an integer of 2 or more) aspherical mirrors sequentially arranged so that the reflected light is incident and further reflected, and an electric signal converting means for converting the light reflected by the nth aspherical mirror into an electric signal. Therefore, imaging in a wide field of view and a wide wavelength range can be performed without providing a mechanism for switching the optical system.

【0054】さらに他の発明によれば、電気信号変換手
段を複数の光電変換素子を用いて一枚の画像を電気信号
に変換する手段で構成したため、比較的簡単な構成で大
きな焦点面に見合う光電変換素子を得ることが可能とな
る。
According to still another aspect of the present invention, since the electric signal converting means is constituted by means for converting one image into an electric signal by using a plurality of photoelectric conversion elements, it is possible to meet a large focal plane with a relatively simple structure. A photoelectric conversion element can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る広視野広波長域撮像装置の最良の
実施の形態の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a preferred embodiment of a wide-field and wide-wavelength imaging device according to the present invention.

【図2】軸はずしレンズ系の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an off-axis lens system.

【図3】軸はずし反射鏡系の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an off-axis reflecting mirror system.

【図4】中心軸を含まない軸はずし凹面鏡の断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view of an off-axis concave mirror that does not include a central axis.

【図5】中心軸に対して非対称の軸はずし凹面鏡の断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an off-axis concave mirror that is asymmetric with respect to a central axis.

【図6】光学系の対称配置の一例の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an example of a symmetric arrangement of an optical system.

【図7】電荷結合素子を一次元に配列した場合の構成図
である。
FIG. 7 is a configuration diagram when charge-coupled devices are arranged one-dimensionally.

【図8】電荷結合素子を二次元に配列した場合の構成図
である。
FIG. 8 is a configuration diagram when charge-coupled devices are two-dimensionally arranged.

【図9】光電変換部の構成の模式説明図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of a photoelectric conversion unit.

【図10】画像の合成の過程を示す模式説明図である。FIG. 10 is a schematic explanatory view showing a process of combining images.

【図11】画像の合成の過程を示す模式説明図である。FIG. 11 is a schematic explanatory view showing a process of combining images.

【図12】画像の合成の過程を示す模式説明図である。FIG. 12 is a schematic explanatory view showing a process of combining images.

【図13】広視野広波長域撮像装置の全体構成図であ
る。
FIG. 13 is an overall configuration diagram of a wide-field-of-view wide-wavelength imaging device.

【図14】従来のレンズ系の構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional lens system.

【図15】従来の反射鏡系の構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of a conventional reflecting mirror system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の凹面鏡 2 凸面鏡 3 第2の凹面鏡 4 分光ミラー 5 第1の光電変換部 6 第2の光電変換部 121 電荷結合素子 130 プリズム 130a ハーフミラー面 131,132 電荷結合素子群 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st concave mirror 2 convex mirror 3 2nd concave mirror 4 spectral mirror 5 1st photoelectric conversion part 6 2nd photoelectric conversion part 121 charge coupling element 130 prism 130a half mirror surface 131,132 charge coupling element group

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射した光を反射し、その反射した光を
入射しさらに反射するよう順次配列されたn(nは2以
上の整数)個の非球面鏡と、n番目の非球面鏡で反射し
た光を電気信号に変換する電気信号変換手段とを含むこ
とを特徴とする広視野広波長域撮像装置。
1. An incident light is reflected, and the reflected light is reflected by n (n is an integer of 2 or more) aspheric mirrors which are sequentially arranged to be incident and further reflected, and an nth aspheric mirror. A wide-field, wide-wavelength imaging device, comprising: an electric signal conversion unit that converts light into an electric signal.
【請求項2】 前記奇数番目の非球面鏡は凹面鏡で構成
され、前記偶数番目の非球面鏡は凸面鏡で構成されるこ
とを特徴とする請求項1記載の広視野広波長域撮像装
置。
2. The wide-field wide-band imaging device according to claim 1, wherein the odd-numbered aspherical mirror is configured by a concave mirror, and the even-numbered aspherical mirror is configured by a convex mirror.
【請求項3】 前記奇数番目の非球面鏡は球面の中心軸
に対して非対称又は前記中心軸を含まない形状に形成さ
れ、前記偶数番目の非球面鏡は中心軸対称に形成される
ことを特徴とする請求項1又は2記載の広視野広波長域
撮像装置。
3. The odd-numbered aspherical mirror is formed to be asymmetric with respect to a central axis of a spherical surface or to have a shape not including the central axis, and the even-numbered aspherical mirror is formed to be centrally symmetric. The wide-field-of-view wide-wavelength imaging device according to claim 1.
【請求項4】 前記電気信号変換手段は複数の光電変換
素子を用いて一枚の画像を電気信号に変換する手段であ
ることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の広視
野広波長域撮像装置。
4. The wide field of view according to claim 1, wherein said electric signal converting means is means for converting one image into an electric signal using a plurality of photoelectric conversion elements. Wavelength range imaging device.
【請求項5】 前記電気信号変換手段は、前記n番目の
非球面鏡で反射した光を異なる波長域に分光する分光手
段をさらに有し、この分光手段で分光された光が夫々の
前記複数の光電変換素子に入力されることを特徴とする
請求項4記載の広視野広波長域撮像装置。
5. The electric signal converting means further comprises a spectroscopic means for dispersing the light reflected by the n-th aspherical mirror into different wavelength ranges, and the light disperse by the dispersing means is provided for each of the plurality of light beams. The wide-field, wide-wavelength imaging device according to claim 4, wherein the image is input to a photoelectric conversion element.
【請求項6】 前記電気信号変換手段は、前記n番目の
非球面鏡で反射した光を2方向に屈折させる屈折手段
と、この屈折手段で得られた2つの画像の夫々異なる部
分を光電変換する2組の前記複数の光電変換素子と、こ
れらの複数の光電変換素子より得られた電気信号を合成
して一枚の画像信号を生成する信号合成手段とからなる
ことを特徴とする請求項4記載の広視野広波長域撮像装
置。
6. The electric signal converting means refracting means for refracting light reflected by the n-th aspherical mirror in two directions, and photoelectrically converting different portions of two images obtained by the refracting means. 5. The image processing apparatus according to claim 4, further comprising: two sets of the plurality of photoelectric conversion elements; and signal combining means for combining the electrical signals obtained from the plurality of photoelectric conversion elements to generate one image signal. The wide-field wide-wavelength range imaging device according to the above.
【請求項7】 前記複数の光電変換素子は一次元に配列
されることを特徴とする請求項4〜6いずれかに記載の
広視野広波長域撮像装置。
7. The wide-field wide-wavelength imaging device according to claim 4, wherein the plurality of photoelectric conversion elements are arranged one-dimensionally.
【請求項8】 前記複数の光電変換素子は二次元に配列
されることを特徴とする請求項4〜6いずれかに記載の
記載の広視野広波長域撮像装置。
8. The wide-field wide-wavelength imaging apparatus according to claim 4, wherein the plurality of photoelectric conversion elements are arranged two-dimensionally.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003524797A (en) * 1999-09-10 2003-08-19 サントル、ナショナル、デチュード、スパシアル 3D image acquisition device
JP2010039006A (en) * 2008-07-31 2010-02-18 Nidec Copal Corp Wide dynamic range imaging apparatus
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WO2019223521A1 (en) * 2018-05-23 2019-11-28 Oppo广东移动通信有限公司 Imaging module, electronic device, image processing method and storage medium
CN114859548A (en) * 2021-02-05 2022-08-05 清华大学 Design method of asymmetric free-form surface optical system

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