JPS60158377A - 画像撮像装置 - 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】 （技術分野） 不発明はＩＩ！ｉｉ像撮像装［Ｋ関し％特に光学系の結
像部に多素子光電変換手段の受光部を配置した画像撮像
装置の観測対象領域の選択切替方式の改良に関する。

近年、リモートセンシング技術２よび関連するセンサ技
術の進展にともない、遠隔の観測対象に対応して、所定
の光学系と可視、赤外を含む種檀の波長帯の光電変換手
段とｔｌ−組合せて％所定の観測データを画像信号とし
て効率よく収集する方法が天川化されつつある。例えば
、静止気象衛星によシ地球表面金媛測し、広域的に気象
データケ収集することもその一例でめり、また、地球観
測衛星の場せのようｉｃ、甲高度の軌道を周回しながら
地球表面の観測データｔ−取得し、それらの観測データ
を地上に伝送して、地上のデータ収集用受信局に２いて
収集するのもその一例である。

この工うにリモートセンシング技術の適用される応用分
野ＶＣ＆いては、観測対象と、光学系２よび光電変換部
を含む放射計とが場所的に遠隔の関係にあるが、観測運
用条件によっては％観測データを取得して出力する放射
計と観測者との距離が同様に遠隔の関係にある場合が少
なくはない。前述の放射計を人工衛星に搭載して地球表
面を観測する場合もこしに該当する。

この↓うに、放射針と観測者とが距離四に、または物理
的に隔離さ几ている場合には、放射計に２いて取得され
る観測データを観測者に伝送するための伝送回線が必要
となることは言うまでもない。従って、放射計に２いて
単位時間内に取得される観測データ量と、この観測デー
タを放射計から観測者に伝送するためのデータ回線の伝
送容量との間には、必然的に相互的な制約関係が存在し
ている。すなわち、このデータ回線の伝送容量に限界が
ある場合には、放射計に２いて取得され観測者において
収集される観測データ量はその伝送容量の範囲内に限定
される。

例えば、地球観測衛星の場合、人工衛星に多素子光電変
換手段を含む放射計が搭載され１周回軌道に対応する所
定の地表面を観測対象として可視２工び赤外を含む波長
領域について画はの形態で観測データが取得さ詐、オン
ラインもしくはオフラインにて地上のデータ収集用受信
局にその画像観測データ信号が伝送さルてくる。

この画像データ信号を地上に伝送する方式としては、−
例として可視光線および赤外線を含む観測波長領域ごと
に、地表面に２ける所定の観測走査幅に対応して、前ｆ
ｉＱＲ’ｚ射計の王４ｉ部を形成する多素子光電変換手
段から出力される画像データ（Ｋ号を、所定の手順を介
して符号化し多重化して。

例えばＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ
）変調等にエルデータ収集用受信局に伝送する。

この地球観測衛星の場合、地表面ｉｃｋけるＳ像度を２
５ｍ程度に規定すると、Ｐ８に変調信号として地上に伝
送ざ扛る画像信号の伝送帯域幅は１００ＭＨｚ程度の広
帯域な周波数領域を必要とするので、搬送波周波数の割
当問題、訃よび人工衛星送信局側と地上受信局側との双
方に関連する運用上ならびに技術上の制約問題等が発生
する。

（従来技術） 従来の地球観測衛星の場合１人工衛星から地上のデータ
収集用受信局に画像データ信号を効率よく収集する九め
に、また地球観測衛星が地表面における観測領域を有効
に選択してカバーするｍめに、搭載される放射計の光学
系が主要な構成要素であった。この光学系としては、例
えば一つの光学系に対して機械的に制御駆動される回転
反射鏡を備えて地表面の観測撮像領域を必要に応じて切
替えるｍｌの方式と、複数の光学系′ｔ″備えてこれら
光学系に対応するセンサから出力さｎる画像データ信号
を選択することＩＣよハ地表面の観測撮像領域を必要に
応じて切替える第２の方式とが用・いられている。

しかし、この従来の地球観測衛星に２いては。

第１の方式は回転反射鏡の機械的切替を用いているので
、撮像領域切替速度に限度があり、所要の運用条件に対
応し得ない場合かめり、また回転反射鏡の可動機構が放
射計を大聖化および複雑化するため、ミッション慎器と
して形状＆よびＸ童が増加し、人工衛星の軌迫投入に対
する負担を増大１させる欠点がある。−またに＠２の方
式は複数の光学系を用いているので、放射計の大型化２
−工び重量増大を生じ、ミックヨン機器として人工衛星
に対する負担増という前述の場合の欠点をもち、更に異
なる光学系に対応して出力される画像信号の切替時点に
おける。信号の不連続性を発生するという観測データ′
ｆ取得する場合の欠点がある。

（発明の目的） 本発明の目的は、これらの欠点を除去し、多素子光電変
換手段を介して特定の部分観劇領域に対応する画像信号
のみを電子的に切替選択して出力する特定領域画像抽出
手段を備えることに工り、その選択切替を萬連化し、主
賛構成賛素の放射計自体の形状ＰよびＭＵｋｋ著しく低
減するとともに。

取得される画素信号の不連続性を完全に排除することの
できる画像撮像装置ＩＩｔｔ提供することにるる。

（発明の構成） 本発明の画像撮像装ｄは、所定の観劇対象に対向した光
学系の結１啄部に多素子光電変換手段の受″Ｌ部が配置
された放射針を備える画像機ｆ象装置において、前記観
測対象の内の特定の部分観測領域に対応する画像信号の
みを電子的ＶＣ選択して出力する特定領域画像抽出手段
を備えて構成さｎる。

（災施例） 以下本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第１図は不発明の一実施例の主要部を示すブロック図で
、地球観測衛星に搭載され地球表面を撮像して得られる
画像信号を地上に伝送する画像撮像装ｆＩｉｔｌ−示し
ている。この画像撮像装置は多素子光電変換手段として
電荷結付デバイスを使った放射計を設けている。この笑
施例は、電荷結合デバイスｌと、Ａ−Ｄ変換器２と、メ
モリ３およびメモリ制御回路５を含む特定領域＋１！Ｉ
Ｉ像抽出手段１１と、時間制御回路４と、マルチプレク
サ６と１画像送信機７と、送信アンテナ８と、コマンド
受信機９と、受信アンテナｌＯと、電荷結合デバイス１
６Ｃ画像を入力する光学系１２とを備えている。

人工衛星に搭載された放射計は、その光学系１２から地
表面の観測対象領域に対応して、可視、赤外線を含む各
波長領域の放射線もしくは光線を受光して電荷結付デバ
イスｌに入力する。この電荷結合デバイスｌは、その多
素子光電変換素子の光電変換作用によって受光量分布に
対応し７’（電荷分布を生成し、ｆ９！定の蓄積媒体に
蓄積する。この電荷結合デバイスとしては２元電変換素
子が線状に配列されているものと１面状に配列さｎてい
るものとが用いられるが、不発明ではいずれの電荷結合
デバイスを用いた放射計に対しても有効に適用される。

この成荷結合デバイスｌの蓄積媒体に蓄積された電荷分
布は１時間制御回路４から入力されるリセット・パルス
１０１によｐ制（Ｉｌｌされて、電荷結合ディバスｌの
レジスタに転送され１次いで時間制御回路４から入力さ
れるクロック・パルス１０２によシ駆動され画像信号１
０３として出力されてＡ−Ｄ変換器２に人力される。こ
のＡ−Ｄ変換器２は２時間制御］自路４から入力される
他のクロック・パルス１０４に工り画像信号１０３’ｔ
−Ａ−Ｄ変換してディジタル画ｆ象信号１０５として出
力しメモリ３に供給する。

メモリ制御回路５は、時間基準信号１０６’ｆｃ時間制
御回路４から入力し、ま九コマンド信号１１５をコマン
ド受信機９から入力する。このメモリ制御回路５から出
力されるアドレス信号ｔＯＬＩ込み命令信号ｉｏｓ＞よ
びクロック・パルス１１０はメモリ３に供給され、この
メモリ３はアドレス信号１０７により指定される所定の
アドレスにディジタル画＠１ｇ号１０５’ｔ−順次格納
する。このアドレス信号１０７は、観測対象となる地表
面の所定の覆域に対応してメモリ３の内部に備えられて
いるアドレスを所定の手１［ＩＣより順次指定して、デ
ィジタル画像信号１０５’ｉ格納してゆく。しかし、地
表面観測の運用条件によっては、地上の運用管制局から
の指示により受信アンテナｌＯｊ？よびコマンド受信機
９を経由して受信したコマンド信号１１５＆Ｃより制ｆ
１されることもおる。例えば、めらかしめ指定され限定
された観測領域に対応するアドレスにのみ、対応するデ
ィジタル画像信号が格納さｎる場合もめる。

電荷結合デバイスｌは、地表面の画像データの受光時点
から画像信号１０３が出力される時点ま′でｔ基本周期
として、観測対象領域の所定セグメ。

ノドに対応する画像信号を周期的に出力して画像信号１
０３τ形成する。従って、Ａ−Ｄ変換器２からメモリ３
に入力されるディジタル画像信号１０５も、その基本周
期を周期として順次所定のアドレスに格納さルる。

メモリ３の所定のアドレスに格納されたディジタル画像
信号は、前記基本周期に関連する所定の時間経過後に２
いて、アドレス信号１０７．［出命令信号１０９ｐよび
クロック・パルス１１０によって読出ざｔｌ、、ディジ
タル画像１ぎ号１１１としてマルチプレクサ６１Ｃ人力
される、このアドレス信号１０７は、地上の運用管制局
の指示にニジ受信アンテナ１０υよびコマンド受信機９
から人力される観測領域選択制御信号１１５にエフ制＃
されて、観測運用条件に適せする特定観測領域に対応す
るアドレスのみが指定さルる。従って、メモリ３から読
出されるディジタル画像信号Ｉｌｌは、前記特定観測領
域に対応する限定ざｎたディジタル画像信号となる。丁
なＶち、コマンド受信機９からメモリ制御回路５に入力
される観測領域選択制御信号１１５１ｃよＶ、観測対象
とする地表面の領域ｔｌ″、電子回路により極めて各局
に選択し、または切替えることができる。

このようにして得らｎた特定観測領域に対応するディジ
タル画１象信号１１１は、マルチプレクサ６ＶＣｓｐい
て多ｌ化され、多重化画像信号１１２として画＠送信機
７ｉＣ入力され、所定の変調を行って昼周波画像１ｇ号
１１３として送信アンテナ８から地上のデータ収集用受
信局ＩＣ送出さｎる。

地上のデータ収集用受信局は、前駅特定観測領域に対応
する画像信号を受信し、復調して所期の画Ｉ＃信号を取
得する。なお、この特定観測領域を。

あらかじめメモリ制御（ロ）路５の内部に観測領域選択
制御信号１１５１Ｃよりプログ２ムしてｓｐ　１！１．
所定の時刻信号との照付してその観測領域全選択し、ま
たは切替えることも可能でるる。また、地上の運用管１
１１局等１ｃ？いて％あらかじめ設定されているプログ
ラムｖｃ促って来時間で観測領域選択制御４ｇ号を人工
衛星に送出することも可能である。また、人工衛星に搭
載さｎている画像撮像装置に。

所定の画像処理映［ｌｔをも付加し、メモリ３から出力
さルる符定頚域のディジタル画像１ｇ号を所定の手順に
よジ画１象処理し、しかる後マルチプレクサ、画像送信
ｍａｐよび送信アンテナを介して地上に画像信号を伝送
することも可能である。さらに、画像処理さ：ｎ、７を
結果により、観測領域の選択または切替を制御するため
の観測領域選択制御信号をつくる場合に反映させること
もできる。

以上の説明に２いては、放射計が人工衛星に搭載される
場＠ＶＣついて説明したが、不発明は、このような適用
例に限定されるものではなく％種々のリモートセンシン
グ応用分野に２いても有効に適用される。また、多累子
光′を変換手段としても。

電荷結合デバイス以外の光電売換手段金用いることも可
能であり、また、−次元２よび二次元のいずれの電荷結
合デバイスも、運用条件に対応して用いることができる
。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、多素子光電変換
手段を用いて特定の部分観測領域の画像信号のみを電子
的に切替選択して出力する特定領域画像抽出手段で備え
ることに工り、その選択切替を高速化できると共に、主
要構成峨累である放射計自体の形状２よび重量會著しく
低減できる。

さらに、その観測領域の電子的選択・切替により、取得
される画像信号に生起する不連続性を完全に除去できる
という効果もある。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は不発明の一実施例の主要ｓｔ示すブロック図で
ある。図ｖｃ６いて、 ｌ・・・・・・電荷結合デバイス、２・・・・・・Ａ−
Ｄ変換器、３・・−・・・メモＩハ　４・・・・・・時
間制御回路、５・・・・・・メモリ制御回路、６・・・
・・・マルテプレク”ｌ−、７・・・・・・画像送（ｇ
ｍ、８・・・・・・送信アンテナ％　９・・・・・・コ
マンド受イｇ機、１０・・・・・・受信アンテナ、１１
・・・・・・特定領域画像抽出手段ｋ　１２・−・・・
・光学系である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の観測対象に対問した光学系の結像部に多素子光、
   旺変換手段の受光部が配置さルた放射計を備える画像撮
   像装置において、前記観測対象の内の特定の部分観測領
   域に対応する画像信号のみを電子的に選択して出力する
   時定領域画像抽出手段’ｘ、Ｗｋえることを特徴とする
   画像撮像装置。