JPH05336423A - 多重光学系を備えたデジタル面状カメラ - Google Patents

多重光学系を備えたデジタル面状カメラ

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JPH05336423A
JPH05336423A JP4189596A JP18959692A JPH05336423A JP H05336423 A JPH05336423 A JP H05336423A JP 4189596 A JP4189596 A JP 4189596A JP 18959692 A JP18959692 A JP 18959692A JP H05336423 A JPH05336423 A JP H05336423A
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sensors
sensor
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image planes
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JP4189596A
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Hermann Diehl
ヘルマン・デイール
Franz Mueller
フランツ・ミユーレル
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Airbus Defence and Space GmbH
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Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/13Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with multiple sensors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • HELECTRICITY
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 できる限り低減された装置上の経費となるデ
ジタル面状カメラを提供する。 【構成】 この発明のデジタル面状カメラは、空間的に
分離した三つの像面上に同じ対象物の部分を結像する3
重光学系を使用する。三つの像面には、並列の間隔で列
毎に互いにずらた同じ幅の面状センサA,B,Cが配設
されている。これ等のセンサを光学的に重ね合わせて完
全な像面を形成する。センサ素子としてCCDセンサを
使用し、広い像面を高分解能で撮像できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、多重光学系で生じる
少なくとも部分的に光学的に平行な複数のビーム通路
と、同じ対象物の部分を結像するため、これ等のビーム
通路に付属するそれぞれ独立した像面とを備え、前記対
物部分の中に行列状に配列された光電子センサ要素で構
成された互いに間隔を置いた長方形あるいは正方形の面
状センサが存在するデジタル面状カメラに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の面状カメラはドイツ特許第 34
28 325号明細書により公知である。この明細書には、写
真のためにも使用できるデジタル面状カメラが開示され
ている。このカメラでは、四重光学系によって光学的に
平行な4つのビーム光路が示してあり、4つの合成像面
に同じ対物部分を結像するように、四重光学系を形成す
る4つの個別対物レンズが調節される。4つ独立した像
面の各々には、4つの4分面状センサが、その本来の幅
よりもかなり短い相互間隔を保って配設されている。こ
の面状センサでは、光電子センサ素子をマトリックス状
に形成したCCDセンサブロックが使用されている。こ
の面状センサの4つのグループは像面から像面に移動す
るので、4つの像面を重ねた時、全体の像面が面状セン
サによってカバーされる。面状センサの間隔はセンサの
幅に比べて狭いので、光学的に重ねた場合、相当の重な
りが生じる。つまり、処理すべき画像情報に関する量が
多くなると、画面を隙間なく、余計なものを出さないで
カバーするためよりも多くのセンサ素子が全体として必
要となる。装置上の経費は、4重の光学系を使用するた
めにも、この公知の面状カメラの場合、比較的高くつ
く。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、で
きる限り装置経費を低減できる冒頭に述べた種類のデジ
タル面状カメラを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、多重光学系で生じる少なくとも部分的に光学的
に平行な複数のビーム通路と、同じ対象物の部分を結像
するため、これ等のビーム通路に付属するそれぞれ独立
した像面とを備え、前記対物部分の中に行列状に配列さ
れた光電子センサ要素で構成された互いに間隔を置いた
長方形あるいは正方形の面状センサが存在するデジタル
面状カメラの場合、−三つの独立した像面(EA,B,
C )を有する3重光学系(2,3,4)を使用し、−各
像面に、互いに間隔を置き、同じ幅の面状センサ(A,
B,C;E,F)を隣接する平行な列(R1 等)に配設
し、−1列の中で面状センサの間の間隔(ΔA,Δ
B,ΔC )がセンサの幅より長く、同時に他の二つの像面
内にある面状センサの各一つの幅(dA,B,C )の和
によって与えられ、−直接隣接する二つの列の面状セン
サをセンサの幅よりも長い間隔ほどずらし、−このよう
に形成された面状センサのパターンが、像面を光学的に
重ね合わせた場合、面状センサの全体によって像面を隙
間なく敷き詰めるように、互いにずらしてある、ことに
よって解決されている。
【0005】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲に記載された対応する従属請求項に開示されて
いる。
【0006】
【作用】この発明のデジタル面状カメラがただ3重光学
系で構成されている。このカメラは独立した3個の対物
レンズあるいは部分的に透過する鏡あるいはプリズムを
使用して3個より少ない対物レンズで構成される。それ
ぞれ同じ対物部分が結像するように、前記対物レンズお
よび場合によって使用する鏡を調節する必要がある。個
々の像面に並列に配設された面状センサは、それ等の列
の中で、センサの本来の幅よりも広い間隔を互いに保っ
ている。同時に、隣接する二つの列に配置された面状セ
ンサはその幅より大きい距離ほど互いにずれていて、相
互に接触することがなく、言わば「隙間」がある。従っ
て、実際に形成した面状センサ、例えば 1000 x 1000個
の行と列のマトリックス状に配設されたセンサ要素から
成り、このような素子を取り付けていない外側縁部を有
する面状センサが受光面に関して隙間なく埋め尽くすと
言う事実が配慮される。それ故、特許請求の範囲の請求
項での面状センサの幅と間隔に関する規定は、センサ素
子を装着した受光面に関係している。直接隣接する列の
面状センサを相互にずらすことによって、それぞれの像
面には、互いに規則正しく配置された面状センサを有す
るパターンが生じる。1列の中の面状センサの間の間隔
は、センサ自体の幅に比べて広いことから、残りの2つ
の像面にある面状センサの一方の幅の和に丁度一致する
ように、設計される。このように作製された面状センサ
のパターは、3つの像面内で互いにずれていて、光学的
に重ねた場合、全体の像面が隙間なく面状センサでカバ
ーされ、重なりが生じない。従って、全体の像の内容は
センサ素子のできる限り少ない経費で完全に検出され
る。
【0007】実際に好ましいのは、面状センサが全ての
3つの像面で同じ幅を有することである。その場合に
は、隣接する2つの列にある面状センサをセンサの幅の
1.5倍ほど互いにずらすと合理的である。しかし、全て
の面状センサの幅を等しくする要請は、不可欠なもので
はなく、むしろ像面に応じて異なった幅の面状センサを
採用できる。
【0008】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面にに基づきよ
り詳しく説明する。図1は、例えば上空を飛行する地表
の撮影を行うため、飛行機あるいは人工衛星に搭載され
るようなデジタル面状カメラ1を模式的に示す。当然、
このカメラを他の撮影目的に使用することもできる。通
常の航空カメラは、使用するフィルムに応じた分解能
が、例えば 100線対 /mmである場合、約 23 x 23 cm2
画面を有する。同じ分解能のデジタル面状カメラは、例
えばマトリックス状に配置した23,000 x 23,000個のセ
ンサ素子を有する CCD面状センサを使用する必要があ
る。このような面状センサを考えられる時間内で使用す
ることはできない。
【0009】それ故、この発明によるデジタル面状カメ
ラは、図1の場合、対物レンズ2とビーム通路に後続す
る二つの部分透過鏡3と4によって形成される三重光学
系を使用する。これ等の光学部材は光軸5に対して 45
°の傾きを持っている。部分透過する鏡3は、例えば入
射強度の3分の2を透過し、3分の1を反射して、この
鏡に付属する像面EA に偏向させる。第二の部分透過鏡
4は、入射強度の半分を透過し、他の半分を反射するよ
うに構成してあると合理的である。この鏡には、独立し
た他の二つの像面EB とEC が付属している。三つの像
面には、それぞれスクリーン網目状の配列の面状センサ
が、図2aと図2cのように、敷き詰めてあり、これ等
を光学的に重ね合わせて、結像となる物体部分OA、例
えば平坦な地表の正方形の部分が定まる。
【0010】簡単のために好ましい、面状センサを三つ
の独立した像面に配置する可能性が、図2a〜2cに示
してある。図2aによれば、第一像面EA には、直接隣
接する平行な列R1 〜R6 にそれぞれ同じ間隔ΔA を有
する同じ幅dA の面状センサAが配設されている。面状
センサAの間隔ΔA ははその幅dA の二倍になる。この
幅は、図2bと図2cのように、二つの異なる独立像面
B とEC に配設されている個別面状センサBとCの幅
B とdC の和に相当する。面状センサAは隣接する二
つの列、例えばR1 とR2 で幅dA の正確に 1.5倍ほど
互いにずれている。それ等の面状センサAは「隙間」を
持って対峙し、その角はそれぞれ充分な間隔を持ってい
る。従って、図示している面を取り囲む個々の面状セン
サAの非受光縁部分も相互に乱れることがない。
【0011】図2bと図2cには、図示している像面E
B とEC の縁部分にそれぞれ面状センサbとcがある。
これ等のセンサは、三つの像面を光学的に重ね合わせた
場合、利用できる像面の全体が一つの完全な長方形とな
るためにしか使用されない。
【0012】図2dは、図2a〜2cに示す三つの像面
A 〜Ec を光学的に重ね合わせることを示している。
利用できる全体の長方形像面は、従って、隙間がなく、
面状センサを重ねることなく敷き詰められる。従って、
対物部分0Aの像は隙間なく画素に分割される。これ等
の画素は三つの異なった独立像面の面状センサA,B,
Cおよびbとcにそれぞれ交互に付属している。このよ
うに隙間なく敷き詰めるには、個々の像面あるいはビー
ム通路または面状カメラ1の内壁にある像面に装着され
た面状センサを正確に位置決めし、部分的に透過する鏡
を正確に調節することによって、図2dに示す長方形の
像面上で、個別像面の各々に同じ対物部分も結像するよ
うにすることが必要である。
【0013】図3には、三つの独立した像面に配設すべ
き面状センサが同じ幅を持っていない例が示してある。
それぞれ面状センサD,EとeおよびFとfが配設され
ている三つの像面を光学的に重ね合わせることが示して
ある。つまり図3に示す配分にして示してある。面状セ
ンサD,EとFはそれぞれ相互に同じ幅を有し、特許請
求の範囲第1項に規定する幅と間隔に関する残りの要請
も満たしている。
【0014】
【発明の効果】結局、この発明により、広い面積の画像
を高い分解能で、光電子センサ素子および光学補助手段
に関する経費をできる限り低減してデジタル的に撮像で
きる可能性が提示される。センサ素子としては、主にC
CDセンサを使うことになり、通常の方法で読み取りで
きる。今まで、光学的な重ね合わせと述べた三つの独立
した像面に付属する面状センサの画素情報から全体の像
を合成することは、実際にデジタル画像評価して初めて
行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】一つの対物レンズと二つの部分的に透過する鏡
とで構成される3重光学系を有するデジタル面状カメラ
と付属する光路を示す図面である。
【図2】三つの独立像面内で同じ幅の面状センサの配置
(a〜c)とこれ等の面状センサのパターンの光学的な
重ね合わせをした場合のパターンを示す図面である。
【図3】異なった幅の面状センサの三つのパターンを光
学的に重ね合わせて配置の図面である。
【符号の説明】
1 面状カメラ 2 対物レンズ 3,4 部分的に透過する鏡 A,B,C,D,E,F,a,b,c,d,e,f
面状センサ EA,B,C 像面 R1 〜R6 センサの列 dA,B,C センサの幅
フロントページの続き (72)発明者 ヘルマン・デイール ドイツ連邦共和国、グリユンウアルト、ペ ルラッヒェル・ストラーセ、4アー (72)発明者 フランツ・ミユーレル ドイツ連邦共和国、ザウエルラッハ−アル ゲット、オーベルラントストラーセ、21

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多重光学系で生じる少なくとも部分的に
    光学的に平行な複数のビーム通路と、同じ対象物の部分
    を結像するため、これ等のビーム通路に付属するそれぞ
    れ独立した像面とを備え、前記対物部分の中に行列状に
    配列された光電子センサ要素で構成された互いに間隔を
    置いた長方形あるいは正方形の面状センサが存在するデ
    ジタル面状カメラにおいて、 −三つの独立した像面(EA,B,C )を有する3重光
    学系(2,3,4)を使用し、 −各像面に、互いに間隔を置き、同じ幅の面状センサ
    (A,B,C;E,F)を隣接する平行な列(R1 等)
    に配設し、 −1列の中で面状センサの間の間隔(ΔA,ΔB,ΔC )が
    センサの幅より長く、同時に他の二つの像面内にある面
    状センサの各一つの幅(dA,B,C )の和によって与
    えられ、 −直接隣接する二つの列の面状センサをセンサの幅より
    も長い間隔ほどずらし、 −このように形成された面状センサのパターンが、像面
    を光学的に重ね合わせた場合、面状センサの全体によっ
    て像面を隙間なく敷き詰めるように、互いにずらしてあ
    る、 ことを特徴とする面状カメラ。
  2. 【請求項2】 面状センサ(A,B,C;E,F)は三
    つの像面(EA,B,C )全てで同じ幅を有することを
    特徴とする請求項1に記載の面状カメラ。
  3. 【請求項3】 面状センサ(A,B,C;E,F)は互
    いに隣接する二つの列でセンサの幅の 1.5倍の幅ほど互
    いにずらしてあることを特徴とする請求項2に記載の面
    状カメラ。
JP4189596A 1991-07-18 1992-07-16 多重光学系を備えたデジタル面状カメラ Pending JPH05336423A (ja)

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DE4123791:9 1991-07-18
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EP (1) EP0529200B1 (ja)
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DE (2) DE4123791C2 (ja)

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