JP2660364B2 - 放射計校正装置 - Google Patents
放射計校正装置Info
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、放射計を光学的に校
正する放射計校正装置に係わり、特に、校正基準とする
光の検出器への照射分布の経時変化を低減した放射計校
正装置に関する。
正する放射計校正装置に係わり、特に、校正基準とする
光の検出器への照射分布の経時変化を低減した放射計校
正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ここでは放射計校正装置の例として、衛
星に搭載される放射計の光学的校正を行う場合について
説明する。
星に搭載される放射計の光学的校正を行う場合について
説明する。
【０００３】近年、宇宙から地表を観測するリモートセ
ンシングの分野で、植生調査、資源探査等への利用の点
から、単に地表の画像を得るだけでなく、定量的な観測
が重要となってきている。衛星に搭載される放射計は、
打ち上げ前に地上において絶対校正されるが、宇宙環境
下では、脱ガスによる汚れ、放射線の影響等により、放
射計の感度に経時変化が生じると考えられる。衛星打ち
上げ後、軌道上で放射計の経時変化を校正するため、光
量が既知である基準光を放射計に入射する光学的校正装
置が搭載される。
ンシングの分野で、植生調査、資源探査等への利用の点
から、単に地表の画像を得るだけでなく、定量的な観測
が重要となってきている。衛星に搭載される放射計は、
打ち上げ前に地上において絶対校正されるが、宇宙環境
下では、脱ガスによる汚れ、放射線の影響等により、放
射計の感度に経時変化が生じると考えられる。衛星打ち
上げ後、軌道上で放射計の経時変化を校正するため、光
量が既知である基準光を放射計に入射する光学的校正装
置が搭載される。
【０００４】図３は、例えばG.Begni,“Absolute Calib
ration of the SPOT-1 HRV Cameras，”Proc.SPIE vol.
660,p66〜76(1986) に示された従来の放射計校正装置を
示す図である。図において、１は基準光である太陽光、
２はファイバの入射端に設置されたセルフォックレン
ズ、３は複数のファイバよりなるバンドルファイバ、４
はバンドルファイバ出射端、５はバンドルファイバ３の
出射光を平行光に変換するコリメータレンズ、６はコリ
メータレンズ５から出射した校正光、７は放射計、８は
放射計７が観測する地上面を指向するとともに、観測と
校正の切り換えを行う、ポインティングミラー、９は放
射計光学系、１０は放射計光学系９の焦点面に設置さ
れ、多数の画素からなる１次元アレイ検出器である。衛
星の進行方向は、１次元アレイ検出器１０の配列方向と
直交しており、衛星の移動に伴う走査により、地上の２
次元画素を得ることができる。地上の広い範囲を高分解
能で観測するため１次元アレイ検出器１０は、通常千乃
至１万の画素から成る。
ration of the SPOT-1 HRV Cameras，”Proc.SPIE vol.
660,p66〜76(1986) に示された従来の放射計校正装置を
示す図である。図において、１は基準光である太陽光、
２はファイバの入射端に設置されたセルフォックレン
ズ、３は複数のファイバよりなるバンドルファイバ、４
はバンドルファイバ出射端、５はバンドルファイバ３の
出射光を平行光に変換するコリメータレンズ、６はコリ
メータレンズ５から出射した校正光、７は放射計、８は
放射計７が観測する地上面を指向するとともに、観測と
校正の切り換えを行う、ポインティングミラー、９は放
射計光学系、１０は放射計光学系９の焦点面に設置さ
れ、多数の画素からなる１次元アレイ検出器である。衛
星の進行方向は、１次元アレイ検出器１０の配列方向と
直交しており、衛星の移動に伴う走査により、地上の２
次元画素を得ることができる。地上の広い範囲を高分解
能で観測するため１次元アレイ検出器１０は、通常千乃
至１万の画素から成る。
【０００５】なお、校正光６は、ポインティングミラー
８で反射して光路を折曲げるが、本発明と直接関係しな
いので、図３では、煩雑に成るのを避けるため透過で示
している。
８で反射して光路を折曲げるが、本発明と直接関係しな
いので、図３では、煩雑に成るのを避けるため透過で示
している。
【０００６】通常、地球観測衛星は、観測する地上の太
陽高度が一定となるように太陽同期の極軌道に近い軌道
が選ばれる。太陽同期軌道ではあるが、衛星の軌道面と
太陽の成す角度は地球の赤道傾斜角による季節変動を生
じる。セルフォックレンズ２の受光角が、太陽光入射角
変動に比べ狭いため、受光方向を３方向に分けて受光す
る。それぞれの方向を受光するファイバ３ａ、３ｂ及び
３ｃは、それぞれ複数のファイバで構成されており、衛
星の軌道面と太陽の成す角度が季節によって変化しても
３ａ〜３ｃのいずれかのファイバで受光できる。
陽高度が一定となるように太陽同期の極軌道に近い軌道
が選ばれる。太陽同期軌道ではあるが、衛星の軌道面と
太陽の成す角度は地球の赤道傾斜角による季節変動を生
じる。セルフォックレンズ２の受光角が、太陽光入射角
変動に比べ狭いため、受光方向を３方向に分けて受光す
る。それぞれの方向を受光するファイバ３ａ、３ｂ及び
３ｃは、それぞれ複数のファイバで構成されており、衛
星の軌道面と太陽の成す角度が季節によって変化しても
３ａ〜３ｃのいずれかのファイバで受光できる。
【０００７】次に動作について説明する。セルフォック
レンズ２で集光された太陽光１はバンドルファイバ３に
より導光され、バンドルファイバ出射端４から出射す
る。ファイバを用いることにより、セルフォックレンズ
２を取付けた太陽光受光部は、衛星上の太陽光が照射す
る範囲内で自由な位置に設置できる。
レンズ２で集光された太陽光１はバンドルファイバ３に
より導光され、バンドルファイバ出射端４から出射す
る。ファイバを用いることにより、セルフォックレンズ
２を取付けた太陽光受光部は、衛星上の太陽光が照射す
る範囲内で自由な位置に設置できる。
【０００８】バンドルファイバ出射端４からの出射光
は、コリメータレンズ５により、平行光に変換され、校
正光６としてポインティングミラー８を経由して放射計
光学系９に入射し、１次元アレイ検出器１０面上に集光
される。バンドルファイバ出射端４と１次元アレイ検出
器１０面とは共役関係にあり、放射計光学系９の焦点距
離ｆｒとコリメータレンズ５の焦点距離ｆｃの比で決ま
る倍率で拡大されたバンドルファイバ出射端４の像が、
１次元アレイ検出器１０面上に形成される。バンドルフ
ァイバ出射端４は、複数のファイバ３ａ〜３ｃを１次元
アレイ検出器１０の配列方向に並べてある。
は、コリメータレンズ５により、平行光に変換され、校
正光６としてポインティングミラー８を経由して放射計
光学系９に入射し、１次元アレイ検出器１０面上に集光
される。バンドルファイバ出射端４と１次元アレイ検出
器１０面とは共役関係にあり、放射計光学系９の焦点距
離ｆｒとコリメータレンズ５の焦点距離ｆｃの比で決ま
る倍率で拡大されたバンドルファイバ出射端４の像が、
１次元アレイ検出器１０面上に形成される。バンドルフ
ァイバ出射端４は、複数のファイバ３ａ〜３ｃを１次元
アレイ検出器１０の配列方向に並べてある。
【０００９】図４に１次元アレイ検出器１０上に形成さ
れたバンドルファイバ出射端４の像１１と、１次元アレ
イ検出器１０の位置関係を示す。図において１本のファ
イバ像１１ａ1 〜１１ｃ4 に付加した添字ａ，ｂ及びｃ
は、太陽光受光部で３方向に分けて配置されたファイバ
３ａ〜３ｃにそれぞれ対応する。ここでは各ファイバ３
ａ〜３ｃをそれぞれ４本のファイバで構成した例であ
る。
れたバンドルファイバ出射端４の像１１と、１次元アレ
イ検出器１０の位置関係を示す。図において１本のファ
イバ像１１ａ1 〜１１ｃ4 に付加した添字ａ，ｂ及びｃ
は、太陽光受光部で３方向に分けて配置されたファイバ
３ａ〜３ｃにそれぞれ対応する。ここでは各ファイバ３
ａ〜３ｃをそれぞれ４本のファイバで構成した例であ
る。
【００１０】１次元アレイ検出器１０上での個々のファ
イバ像１１ａ1 〜１１ｃ4 の大きさは、数十画素相当で
ある。衛星打上げ時の衝撃により地上におけるアライメ
ントに狂いが生じても、いずれかのファイバ像が１次元
アレイ検出器１０のいずれかの画素を照明できるよう
に、バンドルファイバ出射端４のファイバ配置はスタガ
配列とされている。
イバ像１１ａ1 〜１１ｃ4 の大きさは、数十画素相当で
ある。衛星打上げ時の衝撃により地上におけるアライメ
ントに狂いが生じても、いずれかのファイバ像が１次元
アレイ検出器１０のいずれかの画素を照明できるよう
に、バンドルファイバ出射端４のファイバ配置はスタガ
配列とされている。
【００１１】季節によって太陽光１を受光するファイバ
が異なるため、図４に示した１２本のファイバ像１１ａ
1 〜１１ｃ4 の内、実際に形成されるのは１／３のファ
イバ像である。例えば、図３において太陽光１ａが入射
する季節では受光するファイバは３ａであり、ファイバ
３ａに対応する４本のファイバ像１１ａ1 〜１１ａ4の
みが形成され、１次元アレイ検出器１０の画素のうちフ
ァイバ像１１ａ1 〜１１ａ4 内に位置する画素が校正で
きる。
が異なるため、図４に示した１２本のファイバ像１１ａ
1 〜１１ｃ4 の内、実際に形成されるのは１／３のファ
イバ像である。例えば、図３において太陽光１ａが入射
する季節では受光するファイバは３ａであり、ファイバ
３ａに対応する４本のファイバ像１１ａ1 〜１１ａ4の
みが形成され、１次元アレイ検出器１０の画素のうちフ
ァイバ像１１ａ1 〜１１ａ4 内に位置する画素が校正で
きる。
【００１２】同様に太陽光１ｂが入射する季節では、１
次元アレイ検出器１０の画素のうちファイバ像１１ｂ1
〜１１ｂ4 内に位置する画素が校正でき、太陽光１ｃが
入射する季節では、ファイバ像１１ｃ1 〜１１ｃ4 内に
位置する画素が校正できる。
次元アレイ検出器１０の画素のうちファイバ像１１ｂ1
〜１１ｂ4 内に位置する画素が校正でき、太陽光１ｃが
入射する季節では、ファイバ像１１ｃ1 〜１１ｃ4 内に
位置する画素が校正できる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来の放射計校正装置
は以上のように構成されているので、数千乃至１万の画
素から成る１次元アレイ検出器の一部画素しか校正でき
ず、また季節によって太陽光を受光するファイバが変わ
るため、校正できる画素が季節によって異なるという問
題点があった。
は以上のように構成されているので、数千乃至１万の画
素から成る１次元アレイ検出器の一部画素しか校正でき
ず、また季節によって太陽光を受光するファイバが変わ
るため、校正できる画素が季節によって異なるという問
題点があった。
【００１４】また校正光が経由するポインティングミラ
ーが校正配置に設置後振動などでずれると、１次元アレ
イ検出器上のファイバ像が移動するので、校正可能な画
素が変動するという問題点があった。
ーが校正配置に設置後振動などでずれると、１次元アレ
イ検出器上のファイバ像が移動するので、校正可能な画
素が変動するという問題点があった。
【００１５】さらに、太陽光を受光するセルフォックレ
ンズ及びファイバはそれぞれ直径１〜２ｍｍ及び数百μ
ｍと微小であるので、放射計に使用する接着剤、樹脂等
から発生する脱ガスによる粒子がセルフォックレンズ面
やファイバ出射端面に付着した場合、校正光の光量に対
する影響が大きく、精度のよい校正ができないという問
題点があった。
ンズ及びファイバはそれぞれ直径１〜２ｍｍ及び数百μ
ｍと微小であるので、放射計に使用する接着剤、樹脂等
から発生する脱ガスによる粒子がセルフォックレンズ面
やファイバ出射端面に付着した場合、校正光の光量に対
する影響が大きく、精度のよい校正ができないという問
題点があった。
【００１６】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、検出器の全画素を均一に照射
する校正光を出射することにより、１次元アレイ検出器
の全画素を同時に校正できるとともに、ポインティング
ミラーの振動によるずれや、真空中における脱ガス付着
の影響の少ない放射計校正装置を得ることを目的とす
る。
るためになされたもので、検出器の全画素を均一に照射
する校正光を出射することにより、１次元アレイ検出器
の全画素を同時に校正できるとともに、ポインティング
ミラーの振動によるずれや、真空中における脱ガス付着
の影響の少ない放射計校正装置を得ることを目的とす
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る放射計校
正装置は、ファイバを用いて導光した基準光を放射計に
入射させ、上記放射計を光学的に校正する放射計校正装
置において、上記ファイバ入射端に設置された拡散部品
と上記拡散部品面上に射出瞳を有する集光光学系とで構
成される拡散受光光学系と、上記ファイバの出射端に設
置され、上記放射計の検出器上にファイバ出射端の遠視
野像を形成する出射光学系とを備えたものである。
正装置は、ファイバを用いて導光した基準光を放射計に
入射させ、上記放射計を光学的に校正する放射計校正装
置において、上記ファイバ入射端に設置された拡散部品
と上記拡散部品面上に射出瞳を有する集光光学系とで構
成される拡散受光光学系と、上記ファイバの出射端に設
置され、上記放射計の検出器上にファイバ出射端の遠視
野像を形成する出射光学系とを備えたものである。
【００１８】また、ファイバを用いて導光した基準光を
放射計に入射させ、上記放射計を光学的に校正する放射
計校正装置において、上記ファイバ入射端に、基準光の
入射角によらず出射角度が一定の光線束を出射するテレ
セントリック光学系と上記光学系の光軸に平行な反射側
面を有し、上記光学系で集光した基準光を上記ファイバ
の入射端まで導光するロッドガラスとを有するロッド受
光光学系と、上記ファイバの出射端に、上記放射計の検
出器上にファイバ出射端の遠視野像を形成する出射光学
系とを備えたものである。
放射計に入射させ、上記放射計を光学的に校正する放射
計校正装置において、上記ファイバ入射端に、基準光の
入射角によらず出射角度が一定の光線束を出射するテレ
セントリック光学系と上記光学系の光軸に平行な反射側
面を有し、上記光学系で集光した基準光を上記ファイバ
の入射端まで導光するロッドガラスとを有するロッド受
光光学系と、上記ファイバの出射端に、上記放射計の検
出器上にファイバ出射端の遠視野像を形成する出射光学
系とを備えたものである。
【００１９】
【作用】上記のように構成された放射計校正装置におい
ては、拡散受光光学系における集光光学系は、ファイバ
入射端に設置された拡散部品が射出瞳であるので、基準
光の入射角によらずファイバ入射端を基準光で照射し、
拡散部品は、拡散した基準光でファイバをマルチモード
励振するので、ファイバ出射端の遠視野像を均一な強度
分布とする。さらに出射光学系は校正対象である放射計
の検出器上にファイバ出射端の遠視野像を形成する。
ては、拡散受光光学系における集光光学系は、ファイバ
入射端に設置された拡散部品が射出瞳であるので、基準
光の入射角によらずファイバ入射端を基準光で照射し、
拡散部品は、拡散した基準光でファイバをマルチモード
励振するので、ファイバ出射端の遠視野像を均一な強度
分布とする。さらに出射光学系は校正対象である放射計
の検出器上にファイバ出射端の遠視野像を形成する。
【００２０】また、ロッド受光光学系におけるテレセン
トリック光学系は、基準光のロッドガラスへの入射角を
基準光の入射角によらず一定にし、ロッドガラスは、基
準光を側面の全反射でロッドガラス内に保つとともに、
側面で反射した基準光が光軸と成す角度を保存するの
で、基準光の入射角変動によらず一定の入射角成分の基
準光で均一にファイバをマルチモード励振し、ファイバ
出射端の遠視野像を均一な強度分布とする。さらに、出
射光学系は校正対象である放射計の検出器上にファイバ
出射端の遠視野像を形成する。
トリック光学系は、基準光のロッドガラスへの入射角を
基準光の入射角によらず一定にし、ロッドガラスは、基
準光を側面の全反射でロッドガラス内に保つとともに、
側面で反射した基準光が光軸と成す角度を保存するの
で、基準光の入射角変動によらず一定の入射角成分の基
準光で均一にファイバをマルチモード励振し、ファイバ
出射端の遠視野像を均一な強度分布とする。さらに、出
射光学系は校正対象である放射計の検出器上にファイバ
出射端の遠視野像を形成する。
【００２１】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。ここでは、従来例と同様に衛星に搭載される放射
計を太陽光を用いて光学的に校正する放射計校正装置を
例として説明する。
する。ここでは、従来例と同様に衛星に搭載される放射
計を太陽光を用いて光学的に校正する放射計校正装置を
例として説明する。
【００２２】実施例１．図１はこの発明による放射計校
正装置の一実施例の構成を示す断面図であり、図におい
て、１２はファイバであって、この実施例ではバンドル
ファイバ、１３はファイバ入射端、１４はファイバ入射
端１３に設置された拡散部品であって、この実施例では
オパールガラス、１５は拡散部品１４面上を射出瞳とす
る集光光学系であって、この実施例では対物レンズ１５
ａと接眼レンズ１５ｂとで構成されるアフォーカル系、
１６は上記集光光学系１５と拡散部品１４とで構成され
る拡散受光光学系、１７はファイバ出射端、１８は出射
光学系、１９はコンデンサレンズ、２０はコンデンサレ
ンズ１９の像焦平面、２１はコンデンサレンズの像焦平
面２０を物体焦平面とするコリメータレンズである。バ
ンドルファイバ１２は上記従来例のバンドルファイバ３
とは異なり、ファイバ入射端１３とファイバ出射端１７
はファイバを密に詰めたバンドルであり、バンドル形状
はこの実施例では円形である。なお、１、６〜１０は従
来装置と同様のものである。
正装置の一実施例の構成を示す断面図であり、図におい
て、１２はファイバであって、この実施例ではバンドル
ファイバ、１３はファイバ入射端、１４はファイバ入射
端１３に設置された拡散部品であって、この実施例では
オパールガラス、１５は拡散部品１４面上を射出瞳とす
る集光光学系であって、この実施例では対物レンズ１５
ａと接眼レンズ１５ｂとで構成されるアフォーカル系、
１６は上記集光光学系１５と拡散部品１４とで構成され
る拡散受光光学系、１７はファイバ出射端、１８は出射
光学系、１９はコンデンサレンズ、２０はコンデンサレ
ンズ１９の像焦平面、２１はコンデンサレンズの像焦平
面２０を物体焦平面とするコリメータレンズである。バ
ンドルファイバ１２は上記従来例のバンドルファイバ３
とは異なり、ファイバ入射端１３とファイバ出射端１７
はファイバを密に詰めたバンドルであり、バンドル形状
はこの実施例では円形である。なお、１、６〜１０は従
来装置と同様のものである。
【００２３】次に動作について説明する。集光光学系１
５に入射した太陽光１は拡散部品１４上に集光される。
拡散部品１４は集光光学系１５の射出瞳上に設置されて
いるので、太陽光１の入射角が変動しても、太陽光１が
拡散部品１４を照射する範囲は移動せず、ファイバで受
光することができる。拡散部品１４は、太陽光を拡散
し、バンドルファイバ１２をマルチモードで励振する。
バンドルファイバ１２の受光角以上に拡散された太陽光
はファイバで受光されず損失となるが、集光光学系１５
の受光口径と射出瞳径の比を適切に設定することによ
り、拡散による損失を補うことができる。
５に入射した太陽光１は拡散部品１４上に集光される。
拡散部品１４は集光光学系１５の射出瞳上に設置されて
いるので、太陽光１の入射角が変動しても、太陽光１が
拡散部品１４を照射する範囲は移動せず、ファイバで受
光することができる。拡散部品１４は、太陽光を拡散
し、バンドルファイバ１２をマルチモードで励振する。
バンドルファイバ１２の受光角以上に拡散された太陽光
はファイバで受光されず損失となるが、集光光学系１５
の受光口径と射出瞳径の比を適切に設定することによ
り、拡散による損失を補うことができる。
【００２４】バンドルファイバ１２の出射光は出射光学
系１８のコンデンサレンズ１９の像焦平面２０上にファ
イバ出射端１７の遠視野像を結ぶ。マルチモードで励振
されたバンドルファイバ１２の出射端１７の遠視野像
は、ファイバの屈折率分布に対応した強度分布となり、
例えばステップインデックス型ファイバを用いれば均一
な分布を得ることができる。
系１８のコンデンサレンズ１９の像焦平面２０上にファ
イバ出射端１７の遠視野像を結ぶ。マルチモードで励振
されたバンドルファイバ１２の出射端１７の遠視野像
は、ファイバの屈折率分布に対応した強度分布となり、
例えばステップインデックス型ファイバを用いれば均一
な分布を得ることができる。
【００２５】コリメータレンズ２１及び放射計光学系９
によって、１次元アレイ検出器１０上には、ファイバ出
射端１７の遠視野像が結ばれるので、１次元アレイ検出
器１０上で連続的で均一な強度分布の校正光６を得るこ
とができる。また、コリメータレンズ２１と放射計光学
系９の焦点距離比を、コンデンサレンズ１９の像焦平面
２０上のファイバ出射端１７の遠視野像が均一である範
囲と、１次元アレイ検出器１０の全長比以上となるよう
に設定すれば、１次元アレイ検出器１０の全画素を均一
に照明する校正光６を得ることができる。また、このよ
うな均一分布の校正光の場合にはポインティングミラー
８のずれ等による１次元アレイ検出器１０への照射位置
ずれの影響も低減される。さらに、ファイバ出射端の遠
視野像を１次元アレイ検出器１０上に結ぶ校正光６を用
いるので、脱ガス等による粒子が一部ファイバの入射端
１２に付着しても校正光の光量に対する影響は小さい。
によって、１次元アレイ検出器１０上には、ファイバ出
射端１７の遠視野像が結ばれるので、１次元アレイ検出
器１０上で連続的で均一な強度分布の校正光６を得るこ
とができる。また、コリメータレンズ２１と放射計光学
系９の焦点距離比を、コンデンサレンズ１９の像焦平面
２０上のファイバ出射端１７の遠視野像が均一である範
囲と、１次元アレイ検出器１０の全長比以上となるよう
に設定すれば、１次元アレイ検出器１０の全画素を均一
に照明する校正光６を得ることができる。また、このよ
うな均一分布の校正光の場合にはポインティングミラー
８のずれ等による１次元アレイ検出器１０への照射位置
ずれの影響も低減される。さらに、ファイバ出射端の遠
視野像を１次元アレイ検出器１０上に結ぶ校正光６を用
いるので、脱ガス等による粒子が一部ファイバの入射端
１２に付着しても校正光の光量に対する影響は小さい。
【００２６】なお、上記実施例においては、拡散部品１
４としてオパールガラスを用いた場合を示したが、スリ
ガラス等の拡散板や積分球で構成することもできる。ま
た、集光光学系１５は図１ではアフォーカル系の例で示
したが、拡散部品１４上に出射瞳を有する光学系であれ
ばよく、アフォーカル系である必要はない。
４としてオパールガラスを用いた場合を示したが、スリ
ガラス等の拡散板や積分球で構成することもできる。ま
た、集光光学系１５は図１ではアフォーカル系の例で示
したが、拡散部品１４上に出射瞳を有する光学系であれ
ばよく、アフォーカル系である必要はない。
【００２７】また、上記実施例においては、ファイバと
してバンドルファイバ１２を用いた場合を示したが、１
本のマルチモードファイバの場合にも上記技術思想は適
用でき、上記同様の効果を奏する。
してバンドルファイバ１２を用いた場合を示したが、１
本のマルチモードファイバの場合にも上記技術思想は適
用でき、上記同様の効果を奏する。
【００２８】さらに、上記実施例では、コンデンサレン
ズ１８の像焦平面１９に結像された像を再度１次元アレ
イ検出器１０上に結像する構成例を示したが、コンデン
サレンズ１８の像焦平面１９の位置が直接１次元アレイ
検出器１０の位置に一致するように光学系を構成しても
よく、上記同様の効果を奏する。
ズ１８の像焦平面１９に結像された像を再度１次元アレ
イ検出器１０上に結像する構成例を示したが、コンデン
サレンズ１８の像焦平面１９の位置が直接１次元アレイ
検出器１０の位置に一致するように光学系を構成しても
よく、上記同様の効果を奏する。
【００２９】以上の実施例では、拡散部品１４の拡散作
用のみによってファイバをマルチモード励振する拡散受
光光学系１６について説明したが、次に収束光または発
散光でファイバをマルチモード励振する受光光学系の実
施例を示す。
用のみによってファイバをマルチモード励振する拡散受
光光学系１６について説明したが、次に収束光または発
散光でファイバをマルチモード励振する受光光学系の実
施例を示す。
【００３０】実施例２．図２は、ファイバ入射端に設置
したロッド受光光学系の構成を示す断面図である。図２
において、２２はロッド受光光学系、２３は太陽光１の
入射角によらず出射角度が一定の光線束を出射する光学
系であって、テレセントリック光学系、２４はテレセン
トリック光学系２３開口絞り、２５はロッド受光光学系
２２の光軸、２６はバンドルファイバ１２のファイバ入
射端に設置され光軸２５に平行な反射側面を有するロッ
ドガラスである。ロッドガラス２６の断面形状は矩形
等、多角形でもよく、この場合はファイバ入射端１３の
バンドル形状をロッド断面の形状に合わせればよい。
したロッド受光光学系の構成を示す断面図である。図２
において、２２はロッド受光光学系、２３は太陽光１の
入射角によらず出射角度が一定の光線束を出射する光学
系であって、テレセントリック光学系、２４はテレセン
トリック光学系２３開口絞り、２５はロッド受光光学系
２２の光軸、２６はバンドルファイバ１２のファイバ入
射端に設置され光軸２５に平行な反射側面を有するロッ
ドガラスである。ロッドガラス２６の断面形状は矩形
等、多角形でもよく、この場合はファイバ入射端１３の
バンドル形状をロッド断面の形状に合わせればよい。
【００３１】開口絞り２４の中心を通る太陽光１の主光
線１ｐは、テレセントリック光学系２３を透過後、光軸
２５と平行となる。従って、テレセントリック光学系２
３で集光される太陽光１のロッド受光光学系２２への入
射角は、テレセントリック光学系２３への太陽光１の入
射角によらず一定に保たれる。ロッドガラス２６に入射
した太陽光１は、ロッドガラス２６の側面で全反射して
導光され、バンドルファイバ１２のファイバ入射端１３
に広がって入射する。従ってバンドルファイバ１２を構
成する個々のファイバには、複数の入射角で太陽光１が
入射し、個々のファイバが複数のモードで励振される。
また、ロッドガラス２６の側面は光軸２５と平行である
ので、側面での全反射中、テレセントリック光学系２３
で集光された太陽光１と光軸２５が成す角度は保存され
る。従って太陽光１のロッド受光光学系２２への入射角
によらず、バンドルファイバ１２に入射する太陽光１の
入射角はバンドルファイバ全体で一定に保たれる。十分
に長いロッドガラス２６を用い、さらにテレセントリッ
ク光学系２３のＦ数をバンドルファイバの受光角に会わ
せて設定すれば、ファイバは全モードが励振され、ファ
イバ出射端１７の遠視野像は、ファイバの受光角で制限
される出射角内に広がった均一な強度分布となる。
線１ｐは、テレセントリック光学系２３を透過後、光軸
２５と平行となる。従って、テレセントリック光学系２
３で集光される太陽光１のロッド受光光学系２２への入
射角は、テレセントリック光学系２３への太陽光１の入
射角によらず一定に保たれる。ロッドガラス２６に入射
した太陽光１は、ロッドガラス２６の側面で全反射して
導光され、バンドルファイバ１２のファイバ入射端１３
に広がって入射する。従ってバンドルファイバ１２を構
成する個々のファイバには、複数の入射角で太陽光１が
入射し、個々のファイバが複数のモードで励振される。
また、ロッドガラス２６の側面は光軸２５と平行である
ので、側面での全反射中、テレセントリック光学系２３
で集光された太陽光１と光軸２５が成す角度は保存され
る。従って太陽光１のロッド受光光学系２２への入射角
によらず、バンドルファイバ１２に入射する太陽光１の
入射角はバンドルファイバ全体で一定に保たれる。十分
に長いロッドガラス２６を用い、さらにテレセントリッ
ク光学系２３のＦ数をバンドルファイバの受光角に会わ
せて設定すれば、ファイバは全モードが励振され、ファ
イバ出射端１７の遠視野像は、ファイバの受光角で制限
される出射角内に広がった均一な強度分布となる。
【００３２】短いロッドガラス２６ではバンドルファイ
バ１２全体では全モード励振ではあるが、個々のファイ
バは一部のモード励振であり、またその励振モードは太
陽光１のロッド受光光学系２２への入射角によって変化
するので、個々のファイバの特性のバラツキ等により、
ファイバ出射端１７の遠視野像の強度分布には、若干の
不均一性が残る。バンドルファイバ入射端１３に拡散部
品１４を設置すれば、拡散により個々のファイバの励振
モード数を増し、ファイバ個々の特性の影響を低減でき
るので、より短いロッドガラス２６で構成することがで
きる。この場合、拡散部品１４による拡散は均一化を補
助するものであるので、拡散によってのみマルチモード
励振化する前記実施例に用いた拡散部品１４よりも弱い
拡散でよく、拡散による損失は前記実施例よりも少な
く、小口径のロッド受光光学系２２で十分な校正光の光
量が得られる。
バ１２全体では全モード励振ではあるが、個々のファイ
バは一部のモード励振であり、またその励振モードは太
陽光１のロッド受光光学系２２への入射角によって変化
するので、個々のファイバの特性のバラツキ等により、
ファイバ出射端１７の遠視野像の強度分布には、若干の
不均一性が残る。バンドルファイバ入射端１３に拡散部
品１４を設置すれば、拡散により個々のファイバの励振
モード数を増し、ファイバ個々の特性の影響を低減でき
るので、より短いロッドガラス２６で構成することがで
きる。この場合、拡散部品１４による拡散は均一化を補
助するものであるので、拡散によってのみマルチモード
励振化する前記実施例に用いた拡散部品１４よりも弱い
拡散でよく、拡散による損失は前記実施例よりも少な
く、小口径のロッド受光光学系２２で十分な校正光の光
量が得られる。
【００３３】なお、以上の実施例においては、太陽光１
が入射する場合について示したが、この発明の放射計校
正装置はこれに限らず、衛星に搭載された内部光源な
ど、その他の光源の場合にも同様に適用でき、上記同様
の効果を奏する。
が入射する場合について示したが、この発明の放射計校
正装置はこれに限らず、衛星に搭載された内部光源な
ど、その他の光源の場合にも同様に適用でき、上記同様
の効果を奏する。
【００３４】また、以上の実施例では放射計校正装置を
衛星に搭載された放射計の光学的校正に適用した場合に
ついて説明したが、放射計は衛星に搭載されたものに限
らず、また放射計の検出器も１次元アレイ検出器の場合
に限るものではなく、この発明の放射計校正装置は一般
の放射計にも適用でき、上記同様の効果を奏することは
いうまでもない。
衛星に搭載された放射計の光学的校正に適用した場合に
ついて説明したが、放射計は衛星に搭載されたものに限
らず、また放射計の検出器も１次元アレイ検出器の場合
に限るものではなく、この発明の放射計校正装置は一般
の放射計にも適用でき、上記同様の効果を奏することは
いうまでもない。
【００３５】
【発明の効果】請求項１の放射計校正装置によれば、基
準光を受光する集光光学系の射出瞳をファイバ入射端に
設置された拡散部品上とするので、入射角によらず基準
光を受光でき、拡散部品によって拡散された基準光はフ
ァイバの全モードを励振するので、ファイバ出射端の遠
視野像の強度分布を均一にでき、出射光学系はファイバ
出射端の遠視野像を放射計の検出器上に形成するので、
基準光のファイバへの入射角によらず放射計の検出器全
面を照射する均一な校正光が得られ、検出器の全画素を
校正できる効果がある。
準光を受光する集光光学系の射出瞳をファイバ入射端に
設置された拡散部品上とするので、入射角によらず基準
光を受光でき、拡散部品によって拡散された基準光はフ
ァイバの全モードを励振するので、ファイバ出射端の遠
視野像の強度分布を均一にでき、出射光学系はファイバ
出射端の遠視野像を放射計の検出器上に形成するので、
基準光のファイバへの入射角によらず放射計の検出器全
面を照射する均一な校正光が得られ、検出器の全画素を
校正できる効果がある。
【００３６】請求項２の放射計校正装置によれば、ファ
イバの基準光の入射端に、基準光の入射角度によらず出
射角度が一定の光線束を出射するテレセントリック光学
系と、上記テレセントリック光学系で集光した基準光が
入射し、光軸に平行な反射側面を有するロッドガラスと
を有するロッド受光光学系を備えたので、基準光のロッ
ドガラスへの入射角は基準光の入射角によらず一定にで
き、また、ロッドガラスでは側面で反射した基準光が光
軸と成す角度を保存するので、ファイバは基準光の入射
角変動によらず一定の入射角度成分でマルチモード励振
され、均一な強度分布であるファイバ出射端の遠視野像
が得られ、出射光学系はファイバ出射端の遠視野像を放
射計の検出器上に形成するので、基準光のファイバへの
入射角によらず放射計の検出器全面を照射する均一な校
正光が得られ、検出器の全画素を校正できる効果があ
る。
イバの基準光の入射端に、基準光の入射角度によらず出
射角度が一定の光線束を出射するテレセントリック光学
系と、上記テレセントリック光学系で集光した基準光が
入射し、光軸に平行な反射側面を有するロッドガラスと
を有するロッド受光光学系を備えたので、基準光のロッ
ドガラスへの入射角は基準光の入射角によらず一定にで
き、また、ロッドガラスでは側面で反射した基準光が光
軸と成す角度を保存するので、ファイバは基準光の入射
角変動によらず一定の入射角度成分でマルチモード励振
され、均一な強度分布であるファイバ出射端の遠視野像
が得られ、出射光学系はファイバ出射端の遠視野像を放
射計の検出器上に形成するので、基準光のファイバへの
入射角によらず放射計の検出器全面を照射する均一な校
正光が得られ、検出器の全画素を校正できる効果があ
る。
【図１】この発明の放射計校正装置の一実施例の構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】この発明の他の実施例においてファイバ入射端
に取付けるロッド受光光学系の構成を示す断面図であ
る。
に取付けるロッド受光光学系の構成を示す断面図であ
る。
【図３】従来の放射計校正装置の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図４】従来の放射計校正装置による校正光と１次元ア
レイ検出器の位置関係を示す説明図である。
レイ検出器の位置関係を示す説明図である。
１ 太陽光 ６ 校正光 ７ 放射計 １０ １次元アレイ検出器 １２ バンドルファイバ １３ ファイバ入射端 １４ 拡散部品 １５ 集光光学系 １６ 拡散受光光学系 １７ ファイバ出射端 １８ 出射光学系 ２２ ロッド受光光学系 ２３ テレセントリック光学系 ２６ ロッドガラス
Claims (2)
- 【請求項１】 ファイバを用いて導光した基準光を放射
計に入射させ、上記放射計を光学的に校正する放射計校
正装置において、上記ファイバの入射端に設置された拡
散部品と上記拡散部品面上に射出瞳を有する集光光学系
とで構成された拡散受光光学系と、上記ファイバの出射
端に設置され、上記放射計の検出器上にファイバ出射端
の遠視野像を形成する出射光学系とを備えたことを特徴
とする放射計校正装置。 - 【請求項２】 ファイバを用いて導光した基準光を放射
計に入射させ、上記放射計を光学的に校正する放射計校
正装置において、上記ファイバの入射端に、基準光の入
射角度によらず出射角度が一定の光線束を出射するテレ
セントリック光学系と、上記テレセントリック光学系の
光軸に平行な反射側面を有し、上記テレセントリック光
学系で集光した基準光を上記ファイバの入射端まで導光
するロッドガラスとを有するロッド受光光学系と、上記
ファイバの出射端に、上記放射系の検出器上にファイバ
出射端の遠視野像を形成する出射光学系とを備えたこと
を特徴とする放射計校正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198121A JP2660364B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 放射計校正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198121A JP2660364B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 放射計校正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0540059A JPH0540059A (ja) | 1993-02-19 |
| JP2660364B2 true JP2660364B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=16385805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3198121A Expired - Fee Related JP2660364B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 放射計校正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2660364B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4809695B2 (ja) * | 2006-03-03 | 2011-11-09 | セイコーＮｐｃ株式会社 | 赤外線センサ評価装置 |
| JP4783192B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-09-28 | セイコーＮｐｃ株式会社 | 赤外線センサ測定装置 |
| JP2011215155A (ja) * | 2011-06-15 | 2011-10-27 | Seiko Npc Corp | 赤外線センサ測定装置 |
| CN113029336B (zh) * | 2021-03-10 | 2023-04-11 | 东华理工大学 | 空间遥感仪器星上辐射定标装置及定标方法 |
-
1991
- 1991-08-07 JP JP3198121A patent/JP2660364B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0540059A (ja) | 1993-02-19 |
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