JPS58129333A - Spectrometer - Google Patents

Spectrometer

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Publication number
JPS58129333A
JPS58129333A JP1249282A JP1249282A JPS58129333A JP S58129333 A JPS58129333 A JP S58129333A JP 1249282 A JP1249282 A JP 1249282A JP 1249282 A JP1249282 A JP 1249282A JP S58129333 A JPS58129333 A JP S58129333A
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JP
Japan
Prior art keywords
dimensional
spectral
dimensions
information
coupled
Prior art date
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Pending
Application number
JP1249282A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ゲンリフ・アロノウイツチ・アワネソフ
エカチエリナ・ゲオルギエウナ・ルイカシエワ
セルゲイ・ニコラエウイツチ・ソシン
アンドレイ・ゲンナデイエウイツチ・スイチエフ
ユリ−・コンスタンチノウイツチ・テレンチエフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INST KOSUMICHIESUKIFU I AKADEM
INSUCHITSUUTO KOSUMICHIESUKIFU ISUREDOWANUI AKADEMII NAUKU ESUESUESUERU
Original Assignee
INST KOSUMICHIESUKIFU I AKADEM
INSUCHITSUUTO KOSUMICHIESUKIFU ISUREDOWANUI AKADEMII NAUKU ESUESUESUERU
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INST KOSUMICHIESUKIFU I AKADEM, INSUCHITSUUTO KOSUMICHIESUKIFU ISUREDOWANUI AKADEMII NAUKU ESUESUESUERU filed Critical INST KOSUMICHIESUKIFU I AKADEM
Priority to JP1249282A priority Critical patent/JPS58129333A/en
Publication of JPS58129333A publication Critical patent/JPS58129333A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は測定装置に関するものであり、更に詳しくいえ
ば分光計に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a measuring device, and more particularly to a spectrometer.

本発明は、元の波長範囲で航空地図作製を行うために用
いることができることねもちろんのこと、宇宙線からの
地表面の遠隔探査にも使用できる。
The invention can of course be used for aerial mapping in the original wavelength range, as well as for remote exploration of the Earth's surface from cosmic rays.

地球の遠@探査法は地表面の輝いている部分を測定する
ことを基にして−る。輝いている部分は光の波長と座標
との関数であるから、それらの輝いている部分は、対象
とする地表面のスペクトル特性と三次元構造とKついて
の情報を担っている。
Earth exploration methods are based on measuring bright areas on the Earth's surface. Since the bright areas are a function of the wavelength and coordinates of the light, these bright areas carry information about the spectral characteristics, three-dimensional structure, and K of the target earth's surface.

地球科学の種々の分野に関連する諸問題の複雑さを解き
ほぐすために、光測定確度と、三次元解f象度Δeと、
スペクトル分解能Δλとを含む作図パテメータのオンラ
イン制御(適応性)を特徴とする情報および測定装置が
求められる。装置パラメータの適応性についての要求は
、ある特定の探査に対する基本的な作図パラメータの最
適な組合わせKおける必要を基にしている。
In order to solve the complexity of various problems related to various fields of earth science, optical measurement accuracy, three-dimensional solution f-quadrature Δe,
There is a need for an information and measurement device featuring on-line control (adaptability) of a plotting parameter with a spectral resolution Δλ. The requirements for adaptability of the equipment parameters are based on the need for an optimal combination K of basic plotting parameters for a particular exploration.

高い三次元解潅度で対象とする地表面の*形成を可能に
し、大量のデータを集めることができる。
It enables the formation of the target ground surface with a high degree of three-dimensional irrigation, and it is possible to collect large amounts of data.

写真撮影法によシ遠隔!lll!量を行う装置が知られ
ている。それらの装置は動作波長範囲が狭く、動作速度
が低く、作図パラメータの適応性がなく、スペクトル情
報内容が少いことが欠点である。
Remote photography method! llll! Devices for performing this measurement are known. These devices suffer from a narrow operating wavelength range, low operating speed, lack of flexibility in plotting parameters, and low spectral information content.

遠隔探査のために更に開発され九装置は、対象とする地
表面の複数の1象をいくつかのスペクトル間隔Δλで同
時に作製することを基にし九多重領域作図装置である。
A further developed device for remote sensing is a multi-domain drawing device based on the simultaneous creation of multiple images of the earth's surface of interest at several spectral intervals Δλ.

対象とする地表面の三次元特性に加えて、多重領域作図
にょ)、地表面のスペクトル特性を考直に入れて、それ
らの地表面のスペクトルの差を藁にして物体を識別する
ための諸東件を整えることが可能となる。
In addition to the three-dimensional characteristics of the target ground surface, we take into consideration the spectral characteristics of the ground surface (multi-domain drawing) and develop various methods for identifying objects based on the differences in the spectra of the ground surface. It will be possible to arrange the East case.

そのような装置の欠点は、スペクトル情報の使用が制限
されること、作図パラメータの適応性がないことである
。また、多重領域嘗を得るための装置は構成が非常に複
雑で、扱いに<<、スペクトル領域の数が4より多い場
合には高価である(M結「ンザイル技術の諸量@l (
Problems ofMissile Techno
logy ) J 197461s第5号、32〜lペ
ージ所載の論文「地球の天然資源の探査機器(Inst
ruments for th・InvsstigaC
lonof  Ma tural  R@Bore@8
  of  th@  1arth  )  J   
’ま九は雑誌「写真製図工学および遠隔探査(PhOt
O−grammetric Ingine*ring 
an4 Remot@!@n−@ing ) J、19
78.44,4507ページ所載のホy、リウ・チア 
(long−L@u 1hin )の論文「航空機搭載
遠隔探査用分光放射計(ムc!plotrort−di
om@t@r forム1rborn@Remot@8
*nsing ) J参II)。
The disadvantages of such devices are the limited use of spectral information and the lack of adaptability of plotting parameters. Furthermore, the equipment for obtaining multiple spectral regions has a very complex configuration, is expensive to handle and is expensive when the number of spectral regions is greater than 4.
Problems of Missile Techno
logy) J 197461s No. 5, pages 32-l
ruments for th・InvsstigaC
lonof Ma tural R@Bore@8
of th@1arth) J
'Maku is a magazine 'Photodrafting and Remote Exploration (PhOt)
O-grammetric Ingine*ring
an4 Remote@! @n-@ing ) J, 19
Hoy, Liu Chia on page 78.44, 4507
(long-L@u 1hin)'s paper “Airborne remote sensing spectroradiometer (Muc!plotrort-di
om@t@r form1rborn@Remot@8
*nsing) J Reference II).

地表面を遠隔探査するための従来の分光計は、地表面の
三次元スペクトル特性を研究するために用いられている
。それらの分光針はスペクトル情報内容が多く、データ
をリアルタイムで得ることができ、探査される表面の三
次元測定を行えることを特徴とするものである。しかし
、それらの装置は作図パラメータの適応性を欠いている
Conventional spectrometers for remote sensing of the Earth's surface are used to study the three-dimensional spectral properties of the Earth's surface. These spectroscopic needles are characterized by their high spectral information content, the ability to obtain data in real time, and the ability to perform three-dimensional measurements of the surface being probed. However, those devices lack flexibility in plotting parameters.

飛行方向に直角な方向に走査すること(より動かされる
鏡へ被測定光が送られるようKなっている分光計が知ら
れている。そO鏡によ〉反射され九光は入口レンズと、
フィールド・ダイアツクふと、ポリクロメータとよ構成
る光学装置へ向けられる。ポリクロメータはコリメータ
レンズと、プリズムと、集光レンズと、光フアイバ分割
器と、受光器とで構成される。プリズムによりスペクト
ル成分に分けられた光は党ファイバ分割器の熾面上のレ
ンズによ)集束される。
A spectrometer is known that scans in a direction perpendicular to the direction of flight, so that the light to be measured is sent to a mirror that is moved more.
The field diagram is then directed to an optical device consisting of a polychromator. A polychromator consists of a collimator lens, a prism, a condenser lens, an optical fiber splitter, and a light receiver. The light separated into spectral components by the prism is focused by a lens on the face of the fiber splitter.

光フアイバ分割器は、ポリクロメータにより分割され九
スペクトル成分を個々の受′yt4ilsの間に三次元
分布させる。台受jt、isは′jt、7アイパ分割器
により送られてきた1つのスペクトル成分の信号だけを
受けるように構成されている。受光器からO信号は記録
装置へ送られる(米国特許第88!9118号参fl)
The fiber optic splitter is split by a polychromator to three-dimensionally distribute the nine spectral components among the individual receivers. The support jt, is is configured to receive only the signal of one spectral component sent by the 'jt, 7-eyeper divider. The O signal from the optical receiver is sent to the recording device (see US Pat. No. 88!9118 fl).
.

フィールド・ダイア7ツムの寸法を変えて、対象とする
地表面の三次元解會力の成分の寸法を変えることにより
、仁の従来の分光針に適応性が隈られ九ii8で含まさ
れる。
By changing the dimensions of the field diameter 7thum and changing the dimensions of the components of the three-dimensional resolving power of the target earth's surface, adaptability is added to Jin's conventional spectroscopic needle and is included in 9II8.

この分光針の大きな欠点は、基本的な作図パラメータ、
すなわち、測定確度、分光計の動作中およびデータの前
処理中の三次元およびスペクトル分解能をオンライン制
御できないこと、および対象とする地表面の三次元特性
を作図できなりことである。
The major drawback of this spectroscopic needle is the basic plotting parameters,
namely, the lack of on-line control of measurement accuracy, three-dimensional and spectral resolution during spectrometer operation and data pre-processing, and the inability to map three-dimensional features of the earth's surface of interest.

本発明の目的は、より高いスペクトル分解能および三次
元分解能を有する分光計を得ることである。
The aim of the invention is to obtain a spectrometer with higher spectral and three-dimensional resolution.

本発明の他の目的は、分光計における地表面のスペクト
ル%自および三次元特性の測定確度をオンツイン制御す
る仁とである。
Another object of the present invention is to provide on-twin control of the measurement accuracy of spectral and three-dimensional characteristics of the earth's surface in a spectrometer.

本発明の別の目的は、エネルギー消費量を減少させるこ
とである。
Another objective of the invention is to reduce energy consumption.

本発明の更に別の目的は、分光、計の寸法を小さくシ、
重量を軽くすることである。
Still another object of the present invention is to reduce the size of the spectrometer and analyzer.
The goal is to reduce weight.

それらの目的は、受は九情報を記録シよび処理するため
の装置に結合されている二次元受光器へ探査対象の地表
面の図からの光束を向けるための光学系シよびフィール
ドψダイアクラムとを備える、航空機または宇宙船から
地表面を遠隔探Iする丸めの分光計であって、入力光学
系の背後に設けられているフィールド・ダイアフラムは
、探査対象の地表面の図の映像を三次元分散させるよう
にして作られ、フィールド・ダイアプラムを通る光をダ
イアフラムの長さ方向に対して直角な方向のスペクトル
に分散させる丸め、およびフィールド・ダイアフラムの
寸法Kffi学的に整合する寸法を有し、かつ入射光を
電気信号に変換する二次元受光器の感光面にスペクトル
僚を形成する丸めの分散装置が設けられる分光計により
達成される。
Their purpose is to form an optical system and a field ψ diaphragm for directing the light beam from the map of the earth's surface to be explored onto a two-dimensional receiver, which is coupled to a device for recording and processing information. A round spectrometer for remote sensing of the earth's surface from an aircraft or spacecraft with a field diaphragm having roundings that are made dispersive to disperse the light passing through the field diaphragm into a spectrum in a direction perpendicular to the length of the diaphragm, and dimensions that mechanically match the dimensions of the field diaphragm; and is achieved by a spectrometer in which a round dispersion device is provided to form a spectral band on the photosensitive surface of a two-dimensional photoreceiver that converts incident light into an electrical signal.

分散装置の背後に党ファイバ部品をなるべく設ける。こ
の部品のl1IIIIJKはスペクトル儂が形成され、
その端面は二次元受光器の感光面の寸法にスペクトル儂
の寸法を一致させるように作られる。
A fiber component should preferably be provided behind the dispersion device. This part l1IIIJK is formed by the spectrum,
The end face is made to match the dimensions of the spectrum to the dimensions of the photosensitive surface of the two-dimensional receiver.

スペクトル特性と三次元特性についての情報を伝える電
気信号の形のデータを記録および処理するための装置は
、アナログ−デジタル(ム−D)変換器を介して二次元
受光器t器の出力端子へ結合される高速アクセス・メモ
リと、このメモリの出力端子へ結合されるスペクトル情
報ブロック形成ユニットと、メ417の出力端子へ結合
される三次元情報ブロック形成ユニットと、それら2つ
の情報ブロック形成ユニットに結合されてff報ズブロ
ック形成過程を制御するプログツム制御工二ットとをな
るべく備えるようにする。
A device for recording and processing data in the form of electrical signals conveying information about spectral and three-dimensional properties is provided via an analog-to-digital (MU-D) converter to the output terminal of the two-dimensional receiver. a fast access memory coupled to it, a spectral information block forming unit coupled to the output terminal of this memory, a three-dimensional information block forming unit coupled to the output terminal of the memory 417; A program control unit that is coupled to control the FF information block formation process is preferably provided.

こうすることによって測定確度と、三次元分解能と、ス
ペクトル分解能とをオンライン制御できることになる。
By doing so, measurement accuracy, three-dimensional resolution, and spectral resolution can be controlled online.

以下1図面を参照して本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below with reference to one drawing.

第1図を参照して、分光器は入力レンズlと、フィール
ド・ダイアフラム2と、透明なホログラフ回折格子8の
形の分散器と、二次元固体映像受′jt器4と奢備える
。これらの構成要素は直列に配置される。受ft、器4
により電気信号に変換され九元東はデータを記録および
処理する装置6へ与られる。
Referring to FIG. 1, the spectrometer comprises an input lens 1, a field diaphragm 2, a disperser in the form of a transparent holographic grating 8, and a two-dimensional solid-state image receiver 4. These components are arranged in series. Receiving ft, vessel 4
The nine yuan east is converted into an electrical signal by the data generator 6 and is applied to a device 6 for recording and processing data.

フィールド拳ダイアプラムは対象とする地表面7の図形
映11!6を三次元分散させるように構成される。
The field fist diaphragm is configured to three-dimensionally disperse the image 11!6 of the target ground surface 7.

対象とする地表面丁かもの党は入力レンズlにより集め
られてフィールド・ダイアフラム2へ送られる。このフ
ィールド・ダイアフラム2は対象とする地表面の図形6
のスジリップ80線を形成する。その線は空間軸Iに沿
う二次元固体受光器40線に光学的に一致させられる。
The ground surface particles of interest are collected by the input lens l and sent to the field diaphragm 2. This field diaphragm 2 is the target ground surface figure 6
80 lines of streak lips are formed. The line is optically aligned with the two-dimensional solid state receiver 40 line along the spatial axis I.

フィールド・ダイアフラム意を過つ走光は透明なホ胃グ
ツフ回折格子8へ送られる。この回折格子3は、ダイア
フラムの長さ方向に対して直角に延びる分散軸!に沿う
スペクトル成分に元を三次元分散させるとともに、それ
らのスペクトル成分を二次元固体受光器40表面に集束
させる。
The light traveling past the field diaphragm is sent to a transparent starch diffraction grating 8. This diffraction grating 3 has a dispersion axis extending perpendicularly to the length direction of the diaphragm! The source is three-dimensionally dispersed into spectral components along , and these spectral components are focused on the surface of the two-dimensional solid-state photodetector 40.

受光器4は金属−シリコン酸化物−半導体型の半導体装
置で構成される。三次元情報とスペクトル情報を伝える
光束は半導体受光器4に入射すると、受光[14内で電
子−正孔対が発生される。空乏領域に人つ九キャリヤは
分離され、正孔は電位の井戸の中に蓄積される(蓄積さ
れた電荷の値は光の強さに比例する)、映像を検出する
のく十分な時間(数i IJ秒台)が経過すると、受光
器4のマトリックスは元の分布に対応する[荷パッケー
ジツバターンtg積する。クロックパルスカ与えられる
と、1!荷パツケージが出力読取器へ同って動く。この
出力読取器はそれらの電荷パッケージを、受光器4の感
光面にビデオ信号を与える包結線を有する畳幅の電気パ
ルスに変換する。受光器4の感を面の1本の罐の寸法は
フィールド−ダイアフラム2の幅に光学的に一致させら
れる。
The light receiver 4 is constituted by a metal-silicon oxide-semiconductor type semiconductor device. When the light beam carrying three-dimensional information and spectral information is incident on the semiconductor photodetector 4, electron-hole pairs are generated within the photodetector [14]. The nine carriers in the depletion region are separated, and the holes are accumulated in the potential well (the value of the accumulated charge is proportional to the intensity of the light), long enough to detect the image ( After a few i seconds), the matrix of receivers 4 corresponds to the original distribution. Given the clock pulse, 1! The load package moves along with the output reader. This output reader converts these charge packages into tatami-width electrical pulses with an envelope that provides a video signal to the photosensitive surface of the photoreceiver 4. The dimensions of one of the sensing surfaces of the receiver 4 are optically matched to the width of the field diaphragm 2.

それらの寸法を一致させるために、回折格子8の背後に
光フアイバ部品10 (第2図)が設けられる。この回
折格子8の端面11にスペクトル壕が形成される。
In order to match their dimensions, an optical fiber component 10 (FIG. 2) is provided behind the diffraction grating 8. A spectral groove is formed on the end face 11 of this diffraction grating 8.

入力1面11が分散器の出方部の所に設けられ、出力端
面璽2が二次元製受光器4に結合される整合光ファイバ
部品1otl−設けることにより、縮小され九スペクト
ル壕を受光器4の面に送ることができる。
By providing a matched optical fiber component 1otl, in which the input 1 face 11 is provided at the exit of the disperser and the output facet 2 is coupled to the two-dimensional receiver 4, a reduced 9 spectral trench can be made into the receiver. It can be sent to the 4th side.

このようにして、受光器4の寸法を変えることなしに幾
何学的係数を大きくでき、あるいは逆に、レンズ1の入
射開口部O予め設定されているII径とともに受光器4
の寸法を小さくできる。
In this way, the geometrical factor can be increased without changing the dimensions of the receiver 4, or, conversely, with a preset II diameter of the entrance aperture O of the lens 1, the receiver 4
The dimensions of can be reduced.

両方の場合において、測定確度(予め設定されているス
ペクトル分解能および三次元分解能で)またはスペクト
ル分解能と三次元分解能(予め設定されている確度で)
は約X倍になる。ξこに1Xは整合光ファイバ成分10
の縮小率である。
In both cases, measurement accuracy (with preset spectral resolution and 3D resolution) or spectral resolution and 3D resolution (with preset accuracy)
becomes approximately X times. ξ where 1X is the matched optical fiber component 10
This is the reduction rate of

縮小率がにの元ファイバ部品10を用いることによシ、
受光器4の寸法を変えることなしに分光計の光学系の幾
何学的係数を大きくすることが可能となシ、それKより
スペクトル分解能と三次元分解能を高くシ、測定確度を
高くすることが可能となる。
By using the original fiber component 10 with a reduction ratio of
It is possible to increase the geometric coefficient of the optical system of the spectrometer without changing the dimensions of the photoreceiver 4, and it is possible to increase the spectral resolution and three-dimensional resolution, thereby increasing the measurement accuracy. It becomes possible.

本発明の装置によシ、機械的なスペクトル走査装置すな
わち空間的な走査装置と、真空管受光器とを用いる類似
機能の装置と比咬して、性能を大幅に向上させることが
可能となる。
The device of the present invention allows for significantly improved performance compared to similarly functional devices using mechanical spectral or spatial scanning devices and vacuum tube receivers.

本発明の装置によりエネルギー消費量が少くなり、動く
部分をなくして、誤動作を起す光度が5 To  t/hである真空管受光器の代りに誤動作を8 起す光・度が10  z/hである半導体受光器を用い
ることにより信atが高くなり、蓄積時間がn倍(nは
検出素子の数)となり、したがって信号対雑音比が5倍
となるように、機械的定食を多重受光器に代えることに
より信号対雑音比が高くなり、受光器が小型となり、6
る光学部品を用いなくてすみ、消費電力が少くなって電
源が小減軽量となる丸めに装置全体が小減軽量となる。
The device of the invention consumes less energy, eliminates moving parts, and has a luminous intensity of 10 z/h that can cause a malfunction, instead of a vacuum tube receiver that has a luminous intensity of 8 to t/h that can cause a malfunction. By using a semiconductor photoreceiver, the reliability is increased and the storage time is increased by n times (n is the number of detection elements), thus replacing the mechanical set with a multiplex photoreceiver, so that the signal-to-noise ratio is increased by a factor of 5. This increases the signal-to-noise ratio, reduces the size of the receiver, and
This eliminates the need to use optical components, which reduces power consumption, reduces the power supply, and makes the entire device smaller and lighter.

そのために応用効果が向上し、分光計の採用性能が高く
なる。測定器の動作性能に蛾も厳しい要求が課される宇
宙から地表面のスペクトル特性を測定する丸めには、そ
れはとくに重要である。受光Wh4の出力電気信号は対
象とする図形6のスペクトル特性と三次元特性について
の情報を含んでいるから、データを記録および処理する
ために下記のような構成の装置5が用いられる。
Therefore, the application effect will be improved and the performance of the spectrometer will be high. It is particularly important for rounding measurements of the spectral characteristics of the Earth's surface from space, which place even stricter demands on the performance of the measuring instruments. Since the output electric signal of the light receiving device Wh4 contains information about the spectral characteristics and three-dimensional characteristics of the target figure 6, an apparatus 5 having the following configuration is used to record and process the data.

本発明に従って、装置6(第8図)は高速アク竜ス・メ
そり13と、スペクトル情報ブロック形成ユニット15
と、三次元情報ブロック形成ユニット16を有する。メ
モリ13はムーD変換が14を介して受光器4の出力端
子へ結合され、ユニット15.Hlはメモリ13の入力
端子へ結合される。各ユニット1!S、 16は高速ア
クセス・メ峰り加と、マイクロプロセッサ21を有する
。このマイクロプロセッサ21はアナログ−デジタル・
データの標本化および平均化、ならびにメモリセルへの
それらのデータの分配を行う。
In accordance with the invention, the device 6 (FIG. 8) comprises a high-speed Akuryusu mesori 13 and a spectral information block forming unit 15.
and a three-dimensional information block forming unit 16. The memory 13 is coupled to the output terminal of the photoreceiver 4 via a MuD transformer 14 and a unit 15 . Hl is coupled to the input terminal of memory 13. 1 unit for each unit! S, 16 has a high-speed access processor and a microprocessor 21. This microprocessor 21 is an analog-digital
It samples and averages data and distributes those data to memory cells.

第4図はユニット1B、IIの基本的な素子の例を示す
、このセルは集積化され九メモリ部材nと、全ての機能
を備えた高速アク七ス・メモリッと、制御器Uとを有す
る。メ峰す部材nの入力端子へ電気信号が与えられ、送
られてきた10個の指令のアドレスの;−ドを書込み、
読出し、標本化する九めに、受光器4の全モずイタ・フ
ィールドから受光器4の線をと)出す丸めに制御器冴か
ら指令が与えられ走時に動作する高速アクセス・メモリ
四へ前記電気信号が与えられる。
FIG. 4 shows an example of the basic elements of the unit 1B, II, which cell is integrated and has nine memory elements n, a fully functional fast access memory, and a controller U. . An electric signal is given to the input terminal of the main member n, and the addresses of the 10 commands sent are written;
At the ninth stage of reading and sampling, a command is given from the controller to round off the lines of the receiver 4 from the entire modulus field of the receiver 4 to the high-speed access memory 4 which operates during runtime. An electrical signal is given.

装置5(第8図)は記碌器怒を有し、その記録器部から
データが地上へ送られる。
The device 5 (FIG. 8) has a recording device from which data is sent to the ground.

予め設定されている測定確度では、受光[I4の三次元
分解能とスペクトル分解能とは互いに逆比例し、三次元
分解能が低いとスペクトル分解能は高く、三次元分解能
が低いと三次元分解能は高め。
With the preset measurement accuracy, the three-dimensional resolution and spectral resolution of the received light [I4] are inversely proportional to each other; the lower the three-dimensional resolution, the higher the spectral resolution, and the lower the three-dimensional resolution, the higher the three-dimensional resolution.

し九がって、受光器4のY方向へ延びるnilの隣接す
る素子からの信号を加え合わせることにょプスペクトル
分解能を低くすることによって三次元情報ブロックの形
成が行われる。まえ、受ft器4の!方向K11liす
る!個の素子からの信号を加え合わせ、X回の走査内の
それぞれの素子からの信号を加え合わせることによって
スペクトル情llブロックの形成が行われる。パラメー
タn、には測定11fK対する要求に依存する。その測
定確度は、信号が加え合わされる限界内の素子の数から
の平方根に比例する。
Therefore, a three-dimensional information block is formed by adding together signals from nil adjacent elements extending in the Y direction of the photoreceiver 4, thereby reducing the spectral resolution. In front of receiver 4! Direction K11li! A block of spectral information is formed by adding together the signals from each element within X scans. The parameter n depends on the requirements for the measurement 11fK. The measurement accuracy is proportional to the square root of the number of elements within the limits to which the signals are added.

し九がって、この分光針により三次元特性とスペクトル
特性を調べることが可能になるとともK。
In addition, this spectroscopic needle will make it possible to investigate three-dimensional and spectral characteristics.

暢定確度を三次元分解能とスペクトル分解能に最適に組
合わせることができる。
It is possible to optimally combine smooth precision with three-dimensional resolution and spectral resolution.

次に、この分光針の動作を説明する。Next, the operation of this spectroscopic needle will be explained.

glI量される地表面〒からの元がメカレンズIKよ如
集められてフィールド会ダイアフラム2へ送られる。こ
のフィールド−ダイアフラム2は映像線を形成する。
The source from the ground surface that is measured by glI is collected by the mechanical lens IK and sent to the field diaphragm 2. This field diaphragm 2 forms the image line.

フィールド・ダイアフラム2と分散asst−通った光
は光フアイバ部品10へ送られる。スペクトルに分散さ
れたフィールド・ダイアフラム2の映像は二次元映壕受
光器4の回内に集W、させられる。
The light passing through the field diaphragm 2 and the dispersion ast is sent to the optical fiber component 10. The spectrally dispersed image of the field diaphragm 2 is focused in the pronation of the two-dimensional trench receiver 4.

対象とする地表面7の映像の線は受光器4のX軸に沿っ
て形成され、形成された線はY軸に沿ってスペクトルに
分散させられる。
Lines of the image of the ground surface 7 of interest are formed along the X-axis of the receiver 4, and the lines formed are spectrally dispersed along the Y-axis.

したがって、X軸方向の各線は単色光でのフィールド・
ダイアフラム冨の映像であり、所定波長における1本の
巌の映像を表す。
Therefore, each line in the X-axis direction represents the field of monochromatic light.
This is an image of the diaphragm depth, and represents an image of one rock at a predetermined wavelength.

受光器4からの信号は増幅され、デジタル・コードに変
換されてから高速ランダム−アクセス・メモリ13へ与
えられる。
The signal from photoreceiver 4 is amplified and converted to a digital code before being applied to high speed random-access memory 13.

データ記録のオンライン制御は、ユニット15.16に
より、データをあるプログラムに従ってメモリ13から
とり出すことによ〉行われる。スペクトル情報ブロック
は低い三次元分解能でユニツ)15において形成される
。これは、二次元受光a14のX方向の各線tKg!A
O11A子の群に分割する仁とにより行われる0個々の
素子からの信号は各群の中で加え合わされ、それぞれの
群からの信号は■回の走査で加え合わされる。何回かの
走査で信号を加え合わせることによシ、線と、航空機ま
九は宇宙船の飛行方向とに沿って同じ三次元分解能を得
ることが可能となる。
Online control of data recording is carried out by units 15, 16 by retrieving data from memory 13 according to a certain program. The spectral information block is formed in unit 15 with low three-dimensional resolution. This is each line tKg! of the two-dimensional light receiving a14 in the X direction! A
The signals from the individual elements are summed within each group, and the signals from each group are summed in two scans. By combining the signals over several scans, it is possible to obtain the same three-dimensional resolution along the line and along the direction of flight of the spacecraft.

対象とする地表面の三次元構造についての情報のブロッ
クは、ユニツ)16によシ、Y軸に沿う隣接するn個の
素子からの信号を各走査内で加え合わせる仁とによシ形
成される。
A block of information about the three-dimensional structure of the earth's surface of interest is formed by combining signals from n adjacent elements along the Y axis within each scan. Ru.

本発明の分光針により、スペクトル分解能、三次元分解
能および測定確度の組合わせを最適にすることができる
ように、それらの基本的なパラメータをオンライン制御
できる。このようにそれらのパラメータの組合わせを最
適にできることにより、それらのパラメータを特定の各
探査の条件に適合゛させることができるから、この分光
針の応用分野を大きく拡げることができる。′!また、
パラメータを最適化することによ抄、受光器から[接与
えられる情報が多すぎることを大幅になくシ、それによ
シチャンネルま九は記録器への負荷を小さくできる。こ
のことは航空機′を九は宇宙船に塔載される装置にとっ
ては非常に重要なことである。
The spectroscopic needle of the present invention allows on-line control of the fundamental parameters of spectral resolution, three-dimensional resolution, and measurement accuracy so that these combinations can be optimized. By optimizing the combination of these parameters in this way, it is possible to adapt these parameters to the conditions of each specific exploration, thereby greatly expanding the field of application of this spectroscopic needle. ′! Also,
By optimizing the parameters, it is possible to significantly eliminate too much information from the photoreceiver, thereby reducing the load on the recorder. This is extremely important for equipment mounted on aircraft or spacecraft.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の分光針の光学系を示し、第2図は本発
明の分光針の光学系の別の実施例を示し、第8図はデー
タの記録と処理を行う本発明の装置を示し、第4図は情
報ブロックを形成する本発明のユニットを示す。 1−fi学系、2−・・フィールド・ダイアフラム、4
−二次元受光器、 to−・・光7アイパ部品、11・
・・部品10の端面、13・・・高速アクセス拳メモI
J、14−・・アナログ−デジタル変換器、15−、ス
ペクトル情報プロッタ形成ユニット、16・・・三次元
情報ブロック形成ユニット、17・・・プログラム制御
ユニット。 出願人代理人  1IWk   清 第1頁の続き 0発 明 者 セルゲイ・ニコラエウイツチ・ソシン ソビエト連邦モスクワ・ウーリ ツツア・ストロイチェレイ3力 一ベーω 0発 明 者 アンドレイ・ゲンナデイエウイツチ・ス
イチェフ ソビエト連邦モスクワ・スムス コイ・プロエズド27カーベー17 0発 明 者 ユリ−・コンスタンチノウイツチ・テレ
ンチェフ ソビエト連邦モスクワ・クトウ ゾフスキープロスペクト4/2カ ーベー78
FIG. 1 shows the optical system of the spectroscopic needle of the present invention, FIG. 2 shows another embodiment of the optical system of the spectroscopic needle of the present invention, and FIG. 8 shows the apparatus of the present invention for recording and processing data. FIG. 4 shows a unit of the invention forming an information block. 1-fi science, 2-...field diaphragm, 4
-Two-dimensional light receiver, to-...Hikari 7 Eyepa parts, 11.
...End face of part 10, 13...High-speed access fist memo I
J, 14--Analog-digital converter, 15--Spectral information plotter forming unit, 16--Three-dimensional information block forming unit, 17--Program control unit. Applicant's representative 1IWk Continued from page 1 of Qing 0 Inventor Sergey Nikolaevich Sosin Soviet Union Moscow Uritsa Stroychelei 0 Inventor Andrei Gennadyevich Suichev Soviet Union Moscow Sumskoy・Proezd 27 Kabe 17 0 Inventor Yuri Konstantinovich Terentyev Soviet Union Moscow Kutuzovsky Prospekt 4/2 Kabe 78

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)受は九情報を記録および処理するための装置(6
)に結合されている二次元受光器(4)へ探査対象の地
表面の図(6)からの光束を向けるための光学系(1)
およびフィールド・ダイアフラム(意)とを備える、航
空機または宇宙船から地表面を遠隔探査するための分光
針であって、入力元学系(1)の背後に設けられている
フィールド・ダイアフラム(2)は、探査対象の地表面
の図(6)の挟置を三次元分散させるようにして作られ
、フィールド書ダイアフラムを通る党をダイアフラムの
長さ方向に対して直角な方向のスペクトルに分散させる
ため、およびフィールド・ダイアフラム(りの寸法KJ
#:、学的に整合する寸法を有し、かつ入射元を電気信
号に変換する二次元受光器(4)の感光面にスペクトル
壕を形成するための分散装置が設けられることを特徴と
する分光計。 (り特許請求の範囲の第1項に記載の分光針であって、
分散装置の後に光7アイパ部品(10)が設けられ、こ
の元ファイバ部品(10)の端面上にスペクトル儂が形
成され%仁の元ファイバ部品はその像の寸法を二次元受
光!(4)の感光面の寸法に一致させるために用−られ
ることを特徴とする分光計。 (8)特許請求の範囲の第1項重九社第2項に記載の分
光針であって、スペクトル特性および三次元特性につい
ての情報を伝える電気信号の形のデータを記録および処
理する九めの装置(6)は、アナ關グーデジタル変換w
h(14)を介して二次元受光器(4)の出力喝子へ結
合される高速アクセス・メモリ(13)と、スペクトル
情報のブロックを形成する丸めのユニツ) (IB)と
、三次元情報のブロックを形成する丸めのエニット(1
6)と、これらのエエット(15,111)に結合され
て、情報ブロックの形成過程を制御するグログラム制御
ユニット(l))とを備え、各工星ット(15,16)
は高速アクセス・メモリ(13)の出力端子へ結合され
ることを特徴とする分光計。
[Claims] (1) Uke is a device for recording and processing nine information (6
) Optical system (1) for directing the light flux from the map of the earth's surface to be explored (6) to the two-dimensional receiver (4) coupled to the
A spectroscopic needle for remote exploration of the earth's surface from an aircraft or spacecraft, comprising a field diaphragm (2) and a field diaphragm (2) provided behind the input source system (1). is made by three-dimensionally dispersing the interposition shown in Figure (6) of the ground surface to be explored, and in order to disperse the particles passing through the field diaphragm into a spectrum in the direction perpendicular to the length direction of the diaphragm. , and field diaphragm (dimensions KJ
#: characterized by being provided with a dispersion device having scientifically consistent dimensions and forming a spectral trench on the photosensitive surface of the two-dimensional photoreceiver (4) that converts the incident source into an electrical signal. Spectrometer. (The spectroscopic needle according to claim 1,
After the dispersion device, an optical 7-eyeper part (10) is provided, and a spectrum field is formed on the end face of this original fiber part (10), and the original fiber part receives the dimensions of the image in two dimensions! (4) A spectrometer characterized in that it is used to match the dimensions of the photosensitive surface. (8) A spectroscopic needle according to claim 1, paragraph 2, which records and processes data in the form of electrical signals conveying information about spectral characteristics and three-dimensional characteristics. The device (6) is an analog digital conversion w
a fast access memory (13) coupled via h (14) to the output of the two-dimensional receiver (4), a rounding unit (IB) forming a block of spectral information, and three-dimensional information. of rounded enits (1
6), and a gramogram control unit (l)) which is coupled to these ets (15, 111) and controls the formation process of the information block, and
is coupled to an output terminal of a fast access memory (13).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06317470A (en) * 1992-06-05 1994-11-15 Trw Inc System and method for processing optical signal
JPH08313344A (en) * 1995-05-23 1996-11-29 Shimadzu Corp Spectrometric device

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