JPH11109281A - 観測用光学装置 - Google Patents
観測用光学装置Info
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- JPH11109281A JPH11109281A JP9287725A JP28772597A JPH11109281A JP H11109281 A JPH11109281 A JP H11109281A JP 9287725 A JP9287725 A JP 9287725A JP 28772597 A JP28772597 A JP 28772597A JP H11109281 A JPH11109281 A JP H11109281A
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- wavelength band
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １つの観測用レンズを介して広い角度範囲を
高分解能で同時に観測する。 【解決手段】 第１方向からの光（３１）から第１波長
帯の光を選択して観測用レンズ（１１）へ導くととも
に、第１方向とは異なる第２方向からの光（３２）から
第１波長帯と実質的に重なることのない第２波長帯の光
を選択して観測用レンズ（１１）へ導くための波長帯選
択素子（２０）を備えている。観測用レンズ（１１）を
介して撮像素子（１０）の撮像面上には、第１波長帯の
光による第１方向の像と第２波長帯の光による第２方向
の像とが形成され、第１方向と第２方向とを同時に観測
することができる。
高分解能で同時に観測する。 【解決手段】 第１方向からの光（３１）から第１波長
帯の光を選択して観測用レンズ（１１）へ導くととも
に、第１方向とは異なる第２方向からの光（３２）から
第１波長帯と実質的に重なることのない第２波長帯の光
を選択して観測用レンズ（１１）へ導くための波長帯選
択素子（２０）を備えている。観測用レンズ（１１）を
介して撮像素子（１０）の撮像面上には、第１波長帯の
光による第１方向の像と第２波長帯の光による第２方向
の像とが形成され、第１方向と第２方向とを同時に観測
することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は観測用光学装置に関
し、特に広い角度範囲に亘って高分解能で周辺を観測す
る光学装置に関するものである。
し、特に広い角度範囲に亘って高分解能で周辺を観測す
る光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、観測を目的とする光学装置では、
広角範囲を同時に観測するために広角レンズを用い、遠
距離の物体を高分解能で観測するために望遠レンズを用
いている。
広角範囲を同時に観測するために広角レンズを用い、遠
距離の物体を高分解能で観測するために望遠レンズを用
いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】広角レンズを用いる場
合、広角範囲を同時に観測することができるが、遠距離
にある物体を観測する際の分解能が望遠レンズを用いる
場合よりも大きく低下する。一方、望遠レンズを用いる
場合、遠距離にある物体を高分解能で観測することがで
きるが、同時に観測することのできる角度範囲が広角レ
ンズを用いる場合よりもはるかに小さい。広角レンズと
同じ角度範囲を望遠レンズで観測するには、たとえば水
平方向に望遠レンズを回転する必要があるが、この場合
には広角範囲を同時に観測することはできない。そのた
め、従来技術において広角範囲を高分解能で同時に観測
するには、所望の広角範囲に応じた本数の望遠レンズを
並べるしかなかった。
合、広角範囲を同時に観測することができるが、遠距離
にある物体を観測する際の分解能が望遠レンズを用いる
場合よりも大きく低下する。一方、望遠レンズを用いる
場合、遠距離にある物体を高分解能で観測することがで
きるが、同時に観測することのできる角度範囲が広角レ
ンズを用いる場合よりもはるかに小さい。広角レンズと
同じ角度範囲を望遠レンズで観測するには、たとえば水
平方向に望遠レンズを回転する必要があるが、この場合
には広角範囲を同時に観測することはできない。そのた
め、従来技術において広角範囲を高分解能で同時に観測
するには、所望の広角範囲に応じた本数の望遠レンズを
並べるしかなかった。
【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、１つの観測用レンズを介して広い角度範囲を
高分解能で同時に観測することのできる観測用光学装置
を提供することを目的とする。
のであり、１つの観測用レンズを介して広い角度範囲を
高分解能で同時に観測することのできる観測用光学装置
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、観測用レンズと、該観測用レンズを介
して形成された像を検出してその画像情報を出力するた
めの撮像素子とを備えた観測用光学装置において、第１
方向からの光から第１波長帯の光を選択して前記観測用
レンズへ導くとともに、前記第１方向とは異なる第２方
向からの光から前記第１波長帯と実質的に重なることの
ない第２波長帯の光を選択して前記観測用レンズへ導く
ための波長帯選択素子をさらに備え、前記観測用レンズ
を介して前記撮像素子の撮像面上に形成された前記第１
波長帯の光による前記第１方向の像と前記第２波長帯の
光による前記第２方向の像とに基づいて、前記第１方向
と前記第２方向とを同時に観測することを特徴とする観
測用光学装置を提供する。
に、本発明では、観測用レンズと、該観測用レンズを介
して形成された像を検出してその画像情報を出力するた
めの撮像素子とを備えた観測用光学装置において、第１
方向からの光から第１波長帯の光を選択して前記観測用
レンズへ導くとともに、前記第１方向とは異なる第２方
向からの光から前記第１波長帯と実質的に重なることの
ない第２波長帯の光を選択して前記観測用レンズへ導く
ための波長帯選択素子をさらに備え、前記観測用レンズ
を介して前記撮像素子の撮像面上に形成された前記第１
波長帯の光による前記第１方向の像と前記第２波長帯の
光による前記第２方向の像とに基づいて、前記第１方向
と前記第２方向とを同時に観測することを特徴とする観
測用光学装置を提供する。
【０００６】本発明の好ましい態様によれば、前記波長
帯選択素子は、前記観測用レンズの光軸を中心として回
転可能に構成されている。また、前記波長帯選択素子と
前記観測用レンズとの間の光路に対して挿脱可能に構成
された反射鏡を備え、前記光路中に設定された前記反射
鏡は、所定の方向からの光を反射して前記観測用レンズ
へ導くとともに、前記波長帯選択素子を介した前記第１
方向からの光および前記第２方向からの光の前記観測用
レンズへの伝播を遮ることが好ましい。
帯選択素子は、前記観測用レンズの光軸を中心として回
転可能に構成されている。また、前記波長帯選択素子と
前記観測用レンズとの間の光路に対して挿脱可能に構成
された反射鏡を備え、前記光路中に設定された前記反射
鏡は、所定の方向からの光を反射して前記観測用レンズ
へ導くとともに、前記波長帯選択素子を介した前記第１
方向からの光および前記第２方向からの光の前記観測用
レンズへの伝播を遮ることが好ましい。
【０００７】また、本発明の好ましい具体的な態様によ
れば、前記波長帯選択素子は、前記第１方向からの光を
前記観測用レンズに向かって反射するための反射面と、
前記反射面を介した前記第１方向からの光を第１透過波
長特性に従って透過させるとともに、前記第２方向から
の光を第１反射波長特性に従って前記観測用レンズに向
かって反射するための第１光学薄膜と、前記反射面およ
び前記第１光学薄膜を介した前記第１方向からの光およ
び前記第１光学薄膜を介した前記第２方向からの光を第
２透過波長特性に従って透過させるとともに、前記第１
方向および前記第２方向とは異なる第３方向からの光を
第２反射波長特性に従って前記観測用レンズに向かって
反射するための第２光学薄膜とを備え、前記第１透過波
長特性に従う透過および前記第２透過波長特性に従う透
過により、前記波長帯選択素子に入射した前記第１方向
からの光から前記第１波長帯の光が選択され、前記第１
反射波長特性に従う反射および前記第２透過波長特性に
従う透過により、前記波長帯選択素子に入射した前記第
２方向からの光から前記第２波長帯の光が選択され、前
記第２反射波長特性に従う反射により、前記波長帯選択
素子に入射した前記第３方向からの光から前記第１波長
帯および前記第２波長帯と実質的に重なることのない第
３波長帯の光が選択される。
れば、前記波長帯選択素子は、前記第１方向からの光を
前記観測用レンズに向かって反射するための反射面と、
前記反射面を介した前記第１方向からの光を第１透過波
長特性に従って透過させるとともに、前記第２方向から
の光を第１反射波長特性に従って前記観測用レンズに向
かって反射するための第１光学薄膜と、前記反射面およ
び前記第１光学薄膜を介した前記第１方向からの光およ
び前記第１光学薄膜を介した前記第２方向からの光を第
２透過波長特性に従って透過させるとともに、前記第１
方向および前記第２方向とは異なる第３方向からの光を
第２反射波長特性に従って前記観測用レンズに向かって
反射するための第２光学薄膜とを備え、前記第１透過波
長特性に従う透過および前記第２透過波長特性に従う透
過により、前記波長帯選択素子に入射した前記第１方向
からの光から前記第１波長帯の光が選択され、前記第１
反射波長特性に従う反射および前記第２透過波長特性に
従う透過により、前記波長帯選択素子に入射した前記第
２方向からの光から前記第２波長帯の光が選択され、前
記第２反射波長特性に従う反射により、前記波長帯選択
素子に入射した前記第３方向からの光から前記第１波長
帯および前記第２波長帯と実質的に重なることのない第
３波長帯の光が選択される。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の観測用光学装置では、観
測用レンズの物体側に、波長帯選択素子が配置されてい
る。この波長帯選択素子は、第１方向からの光から第１
波長帯の光を選択して観測用レンズへ導くとともに、第
１方向とは異なる第２方向からの光から第１波長帯と実
質的に重なることのない第２波長帯の光を選択して観測
用レンズへ導く。したがって、たとえばカラーＣＣＤの
ような撮像素子の撮像面上には、第１波長帯の光による
第１方向の像と第２波長帯の光による第２方向の像とが
同時に形成される。
測用レンズの物体側に、波長帯選択素子が配置されてい
る。この波長帯選択素子は、第１方向からの光から第１
波長帯の光を選択して観測用レンズへ導くとともに、第
１方向とは異なる第２方向からの光から第１波長帯と実
質的に重なることのない第２波長帯の光を選択して観測
用レンズへ導く。したがって、たとえばカラーＣＣＤの
ような撮像素子の撮像面上には、第１波長帯の光による
第１方向の像と第２波長帯の光による第２方向の像とが
同時に形成される。
【０００９】本発明では、上述したように第１波長帯と
第２波長帯とが実質的に重なることがないので、撮像素
子は第１方向の像と第２方向の像とを別々に検出し、第
１方向の画像情報と第２方向の画像情報とを別々に出力
する。この場合、撮像素子の撮像面上において第１方向
の像と第２方向の像とは異なる方向を向くので、各方向
の画像の向きが一致するように撮像素子から出力された
画像情報に単純な画像処理を施す必要がある。こうし
て、本発明では、第１方向と第２方向とを同時に観測す
ることができる。
第２波長帯とが実質的に重なることがないので、撮像素
子は第１方向の像と第２方向の像とを別々に検出し、第
１方向の画像情報と第２方向の画像情報とを別々に出力
する。この場合、撮像素子の撮像面上において第１方向
の像と第２方向の像とは異なる方向を向くので、各方向
の画像の向きが一致するように撮像素子から出力された
画像情報に単純な画像処理を施す必要がある。こうし
て、本発明では、第１方向と第２方向とを同時に観測す
ることができる。
【００１０】なお、このときの光学的分解能は、観測用
レンズの開口数に依存し、波長帯の選択の影響をあまり
受けない。また、後述の各実施例に示すように、第１方
向および第２方向とは異なる第３方向からの光から第１
波長帯および第２波長帯と実質的に重なることのない第
３波長帯の光を選択して観測用レンズへ導くことによ
り、第１方向と第２方向と第３方向とを同時に観測する
ことができる。したがって、本発明の観測用光学装置で
は、１つの観測用レンズを介して、複数の方向すなわち
広い角度範囲を高分解能で同時に観測することができ
る。
レンズの開口数に依存し、波長帯の選択の影響をあまり
受けない。また、後述の各実施例に示すように、第１方
向および第２方向とは異なる第３方向からの光から第１
波長帯および第２波長帯と実質的に重なることのない第
３波長帯の光を選択して観測用レンズへ導くことによ
り、第１方向と第２方向と第３方向とを同時に観測する
ことができる。したがって、本発明の観測用光学装置で
は、１つの観測用レンズを介して、複数の方向すなわち
広い角度範囲を高分解能で同時に観測することができ
る。
【００１１】また、本発明の好ましい一態様として、た
とえば水平面において第１方向と第２方向と第３方向と
が互いに１２０°の角度をなすように構成し、波長帯選
択素子を観測用レンズの光軸を中心として回転可能に構
成してもよい。この構成によれば、波長帯選択素子を水
平方向に１２０°だけ旋回させることにより、水平方向
に沿って全角度範囲を高分解能で迅速に観測することが
できる。
とえば水平面において第１方向と第２方向と第３方向と
が互いに１２０°の角度をなすように構成し、波長帯選
択素子を観測用レンズの光軸を中心として回転可能に構
成してもよい。この構成によれば、波長帯選択素子を水
平方向に１２０°だけ旋回させることにより、水平方向
に沿って全角度範囲を高分解能で迅速に観測することが
できる。
【００１２】さらに、本発明の好ましい一態様として、
波長帯選択素子と観測用レンズとの間の光路に対して挿
脱可能な反射鏡を用いてもよい。この場合、光路中に設
定された反射鏡は、第４の方向からの光を反射して観測
用レンズへ導くとともに、波長帯選択素子を介した第１
方向〜第３方向からの光の観測用レンズへの伝播を遮
る。したがって、反射鏡を光路中に設定することにより
１つの方向の像をその色情報とともに得ることができ、
反射鏡を光路から退避させることにより本発明にしたが
って複数の方向を同時に観測することができる。
波長帯選択素子と観測用レンズとの間の光路に対して挿
脱可能な反射鏡を用いてもよい。この場合、光路中に設
定された反射鏡は、第４の方向からの光を反射して観測
用レンズへ導くとともに、波長帯選択素子を介した第１
方向〜第３方向からの光の観測用レンズへの伝播を遮
る。したがって、反射鏡を光路中に設定することにより
１つの方向の像をその色情報とともに得ることができ、
反射鏡を光路から退避させることにより本発明にしたが
って複数の方向を同時に観測することができる。
【００１３】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明の第１実施例にかかる観
測用光学装置の構成を概略的に示す斜視図である。ま
た、図２は、第１実施例の観測用光学装置の構成を平面
的に示す概念図である。第１実施例の観測用光学装置で
は、観測用レンズ１１の像側（図中下側）に撮像素子と
してのカラーＣＣＤ１０が配置されている。また、観測
用レンズ１１の物体側（図中上側）には、波長選択素子
２０が配置されている。波長選択素子２０は、観測用レ
ンズ側から順に、ダイクロイックミラー２１とダイクロ
イックミラー２２と反射鏡２３とから構成されている。
いて説明する。図１は、本発明の第１実施例にかかる観
測用光学装置の構成を概略的に示す斜視図である。ま
た、図２は、第１実施例の観測用光学装置の構成を平面
的に示す概念図である。第１実施例の観測用光学装置で
は、観測用レンズ１１の像側（図中下側）に撮像素子と
してのカラーＣＣＤ１０が配置されている。また、観測
用レンズ１１の物体側（図中上側）には、波長選択素子
２０が配置されている。波長選択素子２０は、観測用レ
ンズ側から順に、ダイクロイックミラー２１とダイクロ
イックミラー２２と反射鏡２３とから構成されている。
【００１４】図３は、第１実施例におけるダイクロイッ
クミラー２１およびダイクロイックミラー２２の分光波
長特性を示す図である。第３方向の物体からの光３３
は、ダイクロイックミラー２１の第１面に入射し、透過
光と反射光とに分離される。図３において参照番号２１
ａで示す反射波長特性にしたがってダイクロイックミラ
ー２１で反射された光は、観測用レンズ１１を介して、
カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第３方向の物体像を形成
する。
クミラー２１およびダイクロイックミラー２２の分光波
長特性を示す図である。第３方向の物体からの光３３
は、ダイクロイックミラー２１の第１面に入射し、透過
光と反射光とに分離される。図３において参照番号２１
ａで示す反射波長特性にしたがってダイクロイックミラ
ー２１で反射された光は、観測用レンズ１１を介して、
カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第３方向の物体像を形成
する。
【００１５】また、第２方向の物体からの光３２は、ダ
イクロイックミラー２２の第１面に入射し、透過光と反
射光とに分離される。図３において参照番号２２ａで示
す反射波長特性にしたがってダイクロイックミラー２２
で反射された光は、ダイクロイックミラー２１の第２面
に入射し、透過光と反射光とに分離される。図３におい
て参照番号２１ｂで示す透過波長特性にしたがってダイ
クロイックミラー２１を透過した光は、観測用レンズ１
１を介して、カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第２方向の
物体像を形成する。
イクロイックミラー２２の第１面に入射し、透過光と反
射光とに分離される。図３において参照番号２２ａで示
す反射波長特性にしたがってダイクロイックミラー２２
で反射された光は、ダイクロイックミラー２１の第２面
に入射し、透過光と反射光とに分離される。図３におい
て参照番号２１ｂで示す透過波長特性にしたがってダイ
クロイックミラー２１を透過した光は、観測用レンズ１
１を介して、カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第２方向の
物体像を形成する。
【００１６】さらに、第１方向の物体からの光３１は、
反射鏡２３で反射された後に、ダイクロイックミラー２
２の第２面に入射し、透過光と反射光とに分離される。
図３において参照番号２２ｂで示す透過波長特性にした
がってダイクロイックミラー２２を透過した光は、ダイ
クロイックミラー２１を透過した後に、観測用レンズ１
１を介して、カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第１方向の
物体像を形成する。こうして、カラーＣＣＤ１０の撮像
面上には、第１方向の物体像と第２方向の物体像と第３
方向の物体像とが同時に形成される。
反射鏡２３で反射された後に、ダイクロイックミラー２
２の第２面に入射し、透過光と反射光とに分離される。
図３において参照番号２２ｂで示す透過波長特性にした
がってダイクロイックミラー２２を透過した光は、ダイ
クロイックミラー２１を透過した後に、観測用レンズ１
１を介して、カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第１方向の
物体像を形成する。こうして、カラーＣＣＤ１０の撮像
面上には、第１方向の物体像と第２方向の物体像と第３
方向の物体像とが同時に形成される。
【００１７】図４は、第１実施例におけるカラーＣＣＤ
１０の撮像面上に形成される各物体像の波長帯の性状
（波長−受光エネルギ特性）を示す図である。図４に示
すように、カラーＣＣＤ１０の撮像面上における第３方
向の物体像の波長帯の性状は、図３の線２１ａに対応す
る線２１ａ’によって規定される斜線部４３で表され
る。また、カラーＣＣＤ１０の撮像面上における第２方
向の物体像の波長帯の性状は、図３の線２１ｂの線に対
応する線２１ｂ’と線２２ａの線に対応する線２２ａ’
とによって規定される斜線部４２で表される。さらに、
カラーＣＣＤ１０の撮像面上における第１方向の物体像
の波長帯は、図３の線２２ｂの線に対応する線２２ｂ’
によって規定される斜線部４１で表される。
１０の撮像面上に形成される各物体像の波長帯の性状
（波長−受光エネルギ特性）を示す図である。図４に示
すように、カラーＣＣＤ１０の撮像面上における第３方
向の物体像の波長帯の性状は、図３の線２１ａに対応す
る線２１ａ’によって規定される斜線部４３で表され
る。また、カラーＣＣＤ１０の撮像面上における第２方
向の物体像の波長帯の性状は、図３の線２１ｂの線に対
応する線２１ｂ’と線２２ａの線に対応する線２２ａ’
とによって規定される斜線部４２で表される。さらに、
カラーＣＣＤ１０の撮像面上における第１方向の物体像
の波長帯は、図３の線２２ｂの線に対応する線２２ｂ’
によって規定される斜線部４１で表される。
【００１８】図４を参照すると、第１方向の物体像の波
長帯と第２方向の物体像の波長帯および第２方向の物体
像の波長帯と第３方向の物体像の波長帯とは、一部重な
っている。しかしながら、重なっている部分の受光エネ
ルギは充分低く、第１方向の物体像の波長帯と第２方向
の物体像の波長帯と第３方向の物体像の波長帯とは実質
的には重なっていない。したがって、カラーＣＣＤ１０
は、波長帯の異なる光による各方向の物体像を別々に検
出し、各方向の物体の画像情報を別々に出力する。この
場合、カラーＣＣＤ１０の撮像面上において第１方向の
物体像と第２方向の物体像と第３方向の物体像とは異な
る方向を向くので、各方向の画像の向きが一致するよう
にカラーＣＣＤ１０を介して得られた画像情報に単純な
画像処理が施される。こうして、第１実施例では、１つ
の観測用レンズ１１を介して、第１方向と第２方向と第
３方向とを高分解能で同時に観測することができる。
長帯と第２方向の物体像の波長帯および第２方向の物体
像の波長帯と第３方向の物体像の波長帯とは、一部重な
っている。しかしながら、重なっている部分の受光エネ
ルギは充分低く、第１方向の物体像の波長帯と第２方向
の物体像の波長帯と第３方向の物体像の波長帯とは実質
的には重なっていない。したがって、カラーＣＣＤ１０
は、波長帯の異なる光による各方向の物体像を別々に検
出し、各方向の物体の画像情報を別々に出力する。この
場合、カラーＣＣＤ１０の撮像面上において第１方向の
物体像と第２方向の物体像と第３方向の物体像とは異な
る方向を向くので、各方向の画像の向きが一致するよう
にカラーＣＣＤ１０を介して得られた画像情報に単純な
画像処理が施される。こうして、第１実施例では、１つ
の観測用レンズ１１を介して、第１方向と第２方向と第
３方向とを高分解能で同時に観測することができる。
【００１９】なお、第１実施例では、図１に示すよう
に、水平面において第１方向と第２方向と第３方向とが
互いに１２０°の角度をなすように、ダイクロイックミ
ラー２１、ダイクロイックミラー２２および反射鏡２３
を配置している。そして、ダイクロイックミラー２１、
ダイクロイックミラー２２および反射鏡２３が観測用レ
ンズ１１の光軸ＡＸを中心として水平方向に回転するこ
とができるように構成している。したがって、ダイクロ
イックミラー２１、ダイクロイックミラー２２および反
射鏡２３を水平方向に１２０°だけ旋回させることによ
り、水平方向に沿って全角度範囲を高分解能で迅速に観
測することができる。
に、水平面において第１方向と第２方向と第３方向とが
互いに１２０°の角度をなすように、ダイクロイックミ
ラー２１、ダイクロイックミラー２２および反射鏡２３
を配置している。そして、ダイクロイックミラー２１、
ダイクロイックミラー２２および反射鏡２３が観測用レ
ンズ１１の光軸ＡＸを中心として水平方向に回転するこ
とができるように構成している。したがって、ダイクロ
イックミラー２１、ダイクロイックミラー２２および反
射鏡２３を水平方向に１２０°だけ旋回させることによ
り、水平方向に沿って全角度範囲を高分解能で迅速に観
測することができる。
【００２０】また、第１実施例では、図１に示すよう
に、ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラー
２２および反射鏡２３が、光軸ＡＸおよび対応する入射
光軸（３１〜３３）と直交する軸線を中心としてそれぞ
れ回転することができるように構成されている。したが
って、ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラ
ー２２および反射鏡２３の鉛直方向の府仰角度を変化さ
せることにより、各方向の観測範囲を鉛直方向に沿って
適宜制御することができる。
に、ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラー
２２および反射鏡２３が、光軸ＡＸおよび対応する入射
光軸（３１〜３３）と直交する軸線を中心としてそれぞ
れ回転することができるように構成されている。したが
って、ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラ
ー２２および反射鏡２３の鉛直方向の府仰角度を変化さ
せることにより、各方向の観測範囲を鉛直方向に沿って
適宜制御することができる。
【００２１】なお、ダイクロイックミラー２１および２
２の光学薄膜すなわちダイクロイック膜の波長特性は、
入射光束に対して４５°だけ傾いた基本状態で透過光と
反射光との間に波長の重なりが発生しないように決定さ
れている。ここで、観測方向を水平方向に変化させる場
合、ダイクロイックミラー２１および２２は観測用レン
ズ１１の光軸ＡＸを中心に回転するので、入射光束に対
して４５°だけ傾いた状態は変化しない。一方、観測方
向を鉛直方向に変化させる場合、ダイクロイックミラー
２１および２２は光軸ＡＸおよび入射光軸と直交する軸
線を中心として回転するので、入射光束に対するダイク
ロイックミラー２１および２２の府仰角度が４５°から
所定角度だけ変化する。この場合、ダイクロイックミラ
ー２１および２２の反射波長特性および透過波長特性
は、基準状態である４５°入射に対してともに短波長側
にずれる。その結果、各方向の物体像を形成する光の波
長帯がともに短波長側にずれるだけで、波長帯の重なり
が新たに発生することはない。したがって、各方向の物
体像を形成する光の波長帯のずれを考慮して画像処理を
行えば、各方向について良好な画像を得ることができ
る。
２の光学薄膜すなわちダイクロイック膜の波長特性は、
入射光束に対して４５°だけ傾いた基本状態で透過光と
反射光との間に波長の重なりが発生しないように決定さ
れている。ここで、観測方向を水平方向に変化させる場
合、ダイクロイックミラー２１および２２は観測用レン
ズ１１の光軸ＡＸを中心に回転するので、入射光束に対
して４５°だけ傾いた状態は変化しない。一方、観測方
向を鉛直方向に変化させる場合、ダイクロイックミラー
２１および２２は光軸ＡＸおよび入射光軸と直交する軸
線を中心として回転するので、入射光束に対するダイク
ロイックミラー２１および２２の府仰角度が４５°から
所定角度だけ変化する。この場合、ダイクロイックミラ
ー２１および２２の反射波長特性および透過波長特性
は、基準状態である４５°入射に対してともに短波長側
にずれる。その結果、各方向の物体像を形成する光の波
長帯がともに短波長側にずれるだけで、波長帯の重なり
が新たに発生することはない。したがって、各方向の物
体像を形成する光の波長帯のずれを考慮して画像処理を
行えば、各方向について良好な画像を得ることができ
る。
【００２２】図５は、本発明の第２実施例の観測用光学
装置の構成を概略的に示す図であって、図２と同様に第
２実施例の観測用光学装置の構成を平面的に示してい
る。第２実施例は第１実施例と類似の構成を有するが、
第１実施例の２つのダイクロイックミラー２１および２
２に代えて１つのダイクロイックプリズム５０が用いら
れている点だけが相違している。したがって、図５にお
いて、図２の第１実施例の構成要素と同様の機能を有す
る要素には図２と同じ参照符号を付している。以下、第
１実施例との相違に着目して第２実施例を説明する。
装置の構成を概略的に示す図であって、図２と同様に第
２実施例の観測用光学装置の構成を平面的に示してい
る。第２実施例は第１実施例と類似の構成を有するが、
第１実施例の２つのダイクロイックミラー２１および２
２に代えて１つのダイクロイックプリズム５０が用いら
れている点だけが相違している。したがって、図５にお
いて、図２の第１実施例の構成要素と同様の機能を有す
る要素には図２と同じ参照符号を付している。以下、第
１実施例との相違に着目して第２実施例を説明する。
【００２３】第２実施例において、ダイクロイックプリ
ズム５０の内部には、第１実施例のダイクロイックミラ
ー２１と同じ機能を有するダイクロイック膜５１と、第
１実施例のダイクロイックミラー２２と同じ機能を有す
るダイクロイック膜５２とが形成されている。したがっ
て、第３方向の物体からの光３３は、ダイクロイックプ
リズム５０のダイクロイック膜５１に入射し、透過光と
反射光とに分離される。図３において参照番号２１ａで
示す反射波長特性にしたがってダイクロイック膜５１で
反射された光は、観測用レンズ１１を介して、カラーＣ
ＣＤ１０の撮像面上に第３方向の物体像を形成する。
ズム５０の内部には、第１実施例のダイクロイックミラ
ー２１と同じ機能を有するダイクロイック膜５１と、第
１実施例のダイクロイックミラー２２と同じ機能を有す
るダイクロイック膜５２とが形成されている。したがっ
て、第３方向の物体からの光３３は、ダイクロイックプ
リズム５０のダイクロイック膜５１に入射し、透過光と
反射光とに分離される。図３において参照番号２１ａで
示す反射波長特性にしたがってダイクロイック膜５１で
反射された光は、観測用レンズ１１を介して、カラーＣ
ＣＤ１０の撮像面上に第３方向の物体像を形成する。
【００２４】また、第２方向の物体からの光３２は、ダ
イクロイックプリズム５０のダイクロイック膜５２に入
射し、透過光と反射光とに分離される。図３において参
照番号２２ａで示す反射波長特性にしたがってダイクロ
イック膜５２で反射された光は、ダイクロイック膜５１
に入射し、透過光と反射光とに分離される。図３におい
て参照番号２１ｂで示す透過波長特性にしたがってダイ
クロイック膜５１を透過した光は、観測用レンズ１１を
介して、カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第２方向の物体
像を形成する。
イクロイックプリズム５０のダイクロイック膜５２に入
射し、透過光と反射光とに分離される。図３において参
照番号２２ａで示す反射波長特性にしたがってダイクロ
イック膜５２で反射された光は、ダイクロイック膜５１
に入射し、透過光と反射光とに分離される。図３におい
て参照番号２１ｂで示す透過波長特性にしたがってダイ
クロイック膜５１を透過した光は、観測用レンズ１１を
介して、カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第２方向の物体
像を形成する。
【００２５】さらに、第１方向の物体からの光３１は、
反射鏡２３で反射された後に、ダイクロイックプリズム
５０のダイクロイック膜５２に入射し、透過光と反射光
とに分離される。図３において参照番号２２ｂで示す透
過波長特性にしたがってダイクロイック膜５２を透過し
た光は、ダイクロイック膜５１を透過した後に、観測用
レンズ１１を介して、カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第
１方向の物体像を形成する。
反射鏡２３で反射された後に、ダイクロイックプリズム
５０のダイクロイック膜５２に入射し、透過光と反射光
とに分離される。図３において参照番号２２ｂで示す透
過波長特性にしたがってダイクロイック膜５２を透過し
た光は、ダイクロイック膜５１を透過した後に、観測用
レンズ１１を介して、カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第
１方向の物体像を形成する。
【００２６】こうして、第２実施例においても第１実施
例と同様に、１つの観測用レンズ１１を介して、第１方
向と第２方向と第３方向とを高分解能で同時に観測する
ことができる。また、第１実施例と同様に、ダイクロイ
ックプリズム５０および反射鏡２３を観測用レンズ１１
の光軸ＡＸを中心として水平方向に旋回させることによ
り、水平方向に沿って全角度範囲を高分解能で迅速に観
測することができる。しかしながら、第２実施例では、
反射鏡２３の鉛直方向の府仰角度を変化させることはで
きるが、ダイクロイック膜５１および５２の鉛直方向の
府仰角度を変化させることができないので、第２方向お
よび第３方向の観測範囲を鉛直方向に沿って適宜制御す
ることはできない。
例と同様に、１つの観測用レンズ１１を介して、第１方
向と第２方向と第３方向とを高分解能で同時に観測する
ことができる。また、第１実施例と同様に、ダイクロイ
ックプリズム５０および反射鏡２３を観測用レンズ１１
の光軸ＡＸを中心として水平方向に旋回させることによ
り、水平方向に沿って全角度範囲を高分解能で迅速に観
測することができる。しかしながら、第２実施例では、
反射鏡２３の鉛直方向の府仰角度を変化させることはで
きるが、ダイクロイック膜５１および５２の鉛直方向の
府仰角度を変化させることができないので、第２方向お
よび第３方向の観測範囲を鉛直方向に沿って適宜制御す
ることはできない。
【００２７】図６は、本発明の第３実施例の観測用光学
装置の構成を概略的に示す斜視図である。第３実施例で
は、図６に示すように、波長選択素子として、全体的に
三角錐体状に形成されたダイクロイックミラー組立体６
０を備えている。ダイクロイックミラー組立体６０の３
つの側面は、３つのダイクロイックミラー６１〜６３の
反射面によって形成されている。したがって、第１方向
の物体からの光３１は、ダイクロイックミラー６１に入
射し、透過光と反射光とに分離される。所定の反射波長
特性にしたがってダイクロイックミラー６１で反射され
た光は、観測用レンズ１１を介して、カラーＣＣＤ１０
の撮像面上に第１波長帯の光による第１方向の物体像を
形成する。
装置の構成を概略的に示す斜視図である。第３実施例で
は、図６に示すように、波長選択素子として、全体的に
三角錐体状に形成されたダイクロイックミラー組立体６
０を備えている。ダイクロイックミラー組立体６０の３
つの側面は、３つのダイクロイックミラー６１〜６３の
反射面によって形成されている。したがって、第１方向
の物体からの光３１は、ダイクロイックミラー６１に入
射し、透過光と反射光とに分離される。所定の反射波長
特性にしたがってダイクロイックミラー６１で反射され
た光は、観測用レンズ１１を介して、カラーＣＣＤ１０
の撮像面上に第１波長帯の光による第１方向の物体像を
形成する。
【００２８】また、第２方向の物体からの光３２は、ダ
イクロイックミラー６２に入射し、透過光と反射光とに
分離される。所定の反射波長特性にしたがってダイクロ
イックミラー６２で反射された光は、観測用レンズ１１
を介して、カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第２波長帯の
光による第２方向の物体像を形成する。また、第３方向
の物体からの光３３は、ダイクロイックミラー６３に入
射し、透過光と反射光とに分離される。所定の反射波長
特性にしたがってダイクロイックミラー６３で反射され
た光は、観測用レンズ１１を介して、カラーＣＣＤ１０
の撮像面上に第３波長帯の光による第３方向の物体像を
形成する。
イクロイックミラー６２に入射し、透過光と反射光とに
分離される。所定の反射波長特性にしたがってダイクロ
イックミラー６２で反射された光は、観測用レンズ１１
を介して、カラーＣＣＤ１０の撮像面上に第２波長帯の
光による第２方向の物体像を形成する。また、第３方向
の物体からの光３３は、ダイクロイックミラー６３に入
射し、透過光と反射光とに分離される。所定の反射波長
特性にしたがってダイクロイックミラー６３で反射され
た光は、観測用レンズ１１を介して、カラーＣＣＤ１０
の撮像面上に第３波長帯の光による第３方向の物体像を
形成する。
【００２９】このように、ダイクロイックミラー６１は
第１方向の物体からの光３１から第１波長帯の光を選択
して観測用レンズ１１に向かって反射する機能を有し、
ダイクロイックミラー６２は第２方向の物体からの光３
２から第２波長帯の光を選択して観測用レンズ１１に向
かって反射する機能を有し、ダイクロイックミラー６３
は第３方向の物体からの光３３から第３波長帯の光を選
択して観測用レンズ１１に向かって反射する機能を有す
る。そして、第１波長帯と第２波長帯と第３波長帯とが
実質的に重なることのないように、各ダイクロイックミ
ラー６１〜６３の分光波長特性が決定されている。した
がって、第３実施例においても第１実施例と同様に、１
つの観測用レンズ１１を介して、第１方向と第２方向と
第３方向とを高分解能で同時に観測することができる。
しかしながら、第３実施例では、各ダイクロイックミラ
ー６１〜６３の反射面積を大きく確保しにくいので、開
口食が起こり易い。
第１方向の物体からの光３１から第１波長帯の光を選択
して観測用レンズ１１に向かって反射する機能を有し、
ダイクロイックミラー６２は第２方向の物体からの光３
２から第２波長帯の光を選択して観測用レンズ１１に向
かって反射する機能を有し、ダイクロイックミラー６３
は第３方向の物体からの光３３から第３波長帯の光を選
択して観測用レンズ１１に向かって反射する機能を有す
る。そして、第１波長帯と第２波長帯と第３波長帯とが
実質的に重なることのないように、各ダイクロイックミ
ラー６１〜６３の分光波長特性が決定されている。した
がって、第３実施例においても第１実施例と同様に、１
つの観測用レンズ１１を介して、第１方向と第２方向と
第３方向とを高分解能で同時に観測することができる。
しかしながら、第３実施例では、各ダイクロイックミラ
ー６１〜６３の反射面積を大きく確保しにくいので、開
口食が起こり易い。
【００３０】図７は、本発明の第４実施例の観測用光学
装置の構成を概略的に示す図であって、図２と同様に第
４実施例の観測用光学装置の構成を平面的に示してい
る。第４実施例は第１実施例と類似の構成を有するが、
第１実施例のダイクロイックミラー２１と観測用レンズ
１１との間の光路に対して挿脱可能に構成された反射鏡
２４が付設されている点だけが相違している。したがっ
て、図７において、図２の第１実施例の構成要素と同様
の機能を有する要素には図２と同じ参照符号を付してい
る。
装置の構成を概略的に示す図であって、図２と同様に第
４実施例の観測用光学装置の構成を平面的に示してい
る。第４実施例は第１実施例と類似の構成を有するが、
第１実施例のダイクロイックミラー２１と観測用レンズ
１１との間の光路に対して挿脱可能に構成された反射鏡
２４が付設されている点だけが相違している。したがっ
て、図７において、図２の第１実施例の構成要素と同様
の機能を有する要素には図２と同じ参照符号を付してい
る。
【００３１】第４実施例では、反射鏡２４を光路中に設
定することにより、第４の方向からの光３０を反射して
観測用レンズ１１へ導くとともに、波長帯選択素子２０
を介した第１方向〜第３方向の物体からの光３１〜３３
の観測用レンズ１１への伝播が遮られる。したがって、
反射鏡２４を光路中に設定することにより１つの方向の
物体像をその色情報とともに得ることができ、反射鏡２
４を光路から退避させることにより本発明にしたがって
複数の方向を同時に観測することができる。
定することにより、第４の方向からの光３０を反射して
観測用レンズ１１へ導くとともに、波長帯選択素子２０
を介した第１方向〜第３方向の物体からの光３１〜３３
の観測用レンズ１１への伝播が遮られる。したがって、
反射鏡２４を光路中に設定することにより１つの方向の
物体像をその色情報とともに得ることができ、反射鏡２
４を光路から退避させることにより本発明にしたがって
複数の方向を同時に観測することができる。
【００３２】なお、上述の各実施例では、撮像素子とし
てカラーＣＣＤを用いた例を示しているが、たとえば３
板式ＣＣＤのような他の適当な撮像素子を用いることも
できる。また、上述の各実施例では、３つの方向を同時
に観測するように構成しているが、２つの方向または４
つ以上の方向を同時に観測するように構成することも可
能である。また、波長分離特性を良くするために、ミラ
ー（図１の２３、図２の２３、図５の２３および図７の
２３）の反射率の波長特性を適切に設定することは有効
である。
てカラーＣＣＤを用いた例を示しているが、たとえば３
板式ＣＣＤのような他の適当な撮像素子を用いることも
できる。また、上述の各実施例では、３つの方向を同時
に観測するように構成しているが、２つの方向または４
つ以上の方向を同時に観測するように構成することも可
能である。また、波長分離特性を良くするために、ミラ
ー（図１の２３、図２の２３、図５の２３および図７の
２３）の反射率の波長特性を適切に設定することは有効
である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各方向の物体からの光から実質的に重なることのない各
波長帯の光を選択して観測用レンズへ導くので、撮像素
子の撮像面上には各波長帯の光による各方向の物体像が
同時に形成される。したがって、本発明では、１つの観
測用レンズを介して、複数の方向すなわち広い角度範囲
を高分解能で同時に観測することのできる観測用光学装
置を実現することができる。
各方向の物体からの光から実質的に重なることのない各
波長帯の光を選択して観測用レンズへ導くので、撮像素
子の撮像面上には各波長帯の光による各方向の物体像が
同時に形成される。したがって、本発明では、１つの観
測用レンズを介して、複数の方向すなわち広い角度範囲
を高分解能で同時に観測することのできる観測用光学装
置を実現することができる。
【図１】本発明の第１実施例にかかる観測用光学装置の
構成を概略的に示す斜視図である。
構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】第１実施例の観測用光学装置の構成を平面的に
示す概念図である。
示す概念図である。
【図３】第１実施例におけるダイクロイックミラー２１
およびダイクロイックミラー２２の分光波長特性を示す
図である。
およびダイクロイックミラー２２の分光波長特性を示す
図である。
【図４】第１実施例におけるカラーＣＣＤ１０の撮像面
上に形成される各物体像の波長帯の性状（波長−受光エ
ネルギ特性）を示す図である。
上に形成される各物体像の波長帯の性状（波長−受光エ
ネルギ特性）を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例の観測用光学装置の構成を
概略的に示す図であって、図２と同様に第２実施例の観
測用光学装置の構成を平面的に示している。
概略的に示す図であって、図２と同様に第２実施例の観
測用光学装置の構成を平面的に示している。
【図６】本発明の第３実施例の観測用光学装置の構成を
概略的に示す斜視図である。
概略的に示す斜視図である。
【図７】本発明の第４実施例の観測用光学装置の構成を
概略的に示す図であって、図２と同様に第４実施例の観
測用光学装置の構成を平面的に示している。
概略的に示す図であって、図２と同様に第４実施例の観
測用光学装置の構成を平面的に示している。
１０ 撮像素子 １１ 観測用レンズ ２０ 波長選択素子 ２１、２２ ダイクロイックミラー ２３、２４ 反射鏡 ５０ ダイクロイックプリズム ６０ ダイクロイックミラー組立体 ６１〜６３ ダイクロイックミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｂ 5/28 Ｇ０２Ｂ 5/28
Claims (7)
- 【請求項１】 観測用レンズと、該観測用レンズを介し
て形成された像を検出してその画像情報を出力するため
の撮像素子とを備えた観測用光学装置において、 第１方向からの光から第１波長帯の光を選択して前記観
測用レンズへ導くとともに、前記第１方向とは異なる第
２方向からの光から前記第１波長帯と実質的に重なるこ
とのない第２波長帯の光を選択して前記観測用レンズへ
導くための波長帯選択素子をさらに備え、 前記観測用レンズを介して前記撮像素子の撮像面上に形
成された前記第１波長帯の光による前記第１方向の像と
前記第２波長帯の光による前記第２方向の像とに基づい
て、前記第１方向と前記第２方向とを同時に観測するこ
とを特徴とする観測用光学装置。 - 【請求項２】 前記波長帯選択素子は、前記観測用レン
ズの光軸を中心として回転可能に構成されていることを
特徴とする請求項１に記載の観測用光学装置。 - 【請求項３】 前記波長帯選択素子と前記観測用レンズ
との間の光路に対して挿脱可能に構成された反射鏡を備
え、 前記光路中に設定された前記反射鏡は、所定の方向から
の光を反射して前記観測用レンズへ導くとともに、前記
波長帯選択素子を介した前記第１方向からの光および前
記第２方向からの光の前記観測用レンズへの伝播を遮る
ことを特徴とする請求項１または２に記載の観測用光学
装置。 - 【請求項４】 前記波長帯選択素子は、 前記第１方向からの光を前記観測用レンズに向かって反
射するための反射面と、 前記反射面を介した前記第１方向からの光を第１透過波
長特性に従って透過させるとともに、前記第２方向から
の光を第１反射波長特性に従って前記観測用レンズに向
かって反射するための第１光学薄膜と、 前記反射面および前記第１光学薄膜を介した前記第１方
向からの光および前記第１光学薄膜を介した前記第２方
向からの光を第２透過波長特性に従って透過させるとと
もに、前記第１方向および前記第２方向とは異なる第３
方向からの光を第２反射波長特性に従って前記観測用レ
ンズに向かって反射するための第２光学薄膜とを備え、 前記第１透過波長特性に従う透過および前記第２透過波
長特性に従う透過により、前記波長帯選択素子に入射し
た前記第１方向からの光から前記第１波長帯の光が選択
され、 前記第１反射波長特性に従う反射および前記第２透過波
長特性に従う透過により、前記波長帯選択素子に入射し
た前記第２方向からの光から前記第２波長帯の光が選択
され、 前記第２反射波長特性に従う反射により、前記波長帯選
択素子に入射した前記第３方向からの光から前記第１波
長帯および前記第２波長帯と実質的に重なることのない
第３波長帯の光が選択されることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか１項に記載の観測用光学装置。 - 【請求項５】 前記波長帯選択素子は、前記第１光学薄
膜が形成された第１ダイクロイックミラーと、前記第２
光学薄膜が形成された第２ダイクロイックミラーとを有
することを特徴とする請求項４に記載の観測用光学装
置。 - 【請求項６】 前記波長帯選択素子は、前記第１光学薄
膜および前記第２光学薄膜が内部形成された１つのダイ
クロイックプリズムを有することを特徴とする請求項４
に記載の観測用光学装置。 - 【請求項７】 前記波長帯選択素子は、 前記第１方向からの光から前記第１波長帯の光を選択し
て前記観測用レンズに向かって反射するための第１ダイ
クロイックミラーと、 前記第２方向からの光から前記第２波長帯の光を選択し
て前記観測用レンズに向かって反射するための第２ダイ
クロイックミラーと、 前記第１方向および前記第２方向とは異なる第３方向か
らの光から前記第１波長帯および前記第２波長帯と実質
的に重なることのない第３波長帯の光を選択して前記観
測用レンズに向かって反射するための第３ダイクロイッ
クミラーとを備え、 前記第１ダイクロイックミラーの反射面、前記第２ダイ
クロイックミラーの反射面および前記第３ダイクロイッ
クミラーの反射面は、三角錐体の３つの側面を構成する
ように配置されていることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の観測用光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9287725A JPH11109281A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 観測用光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9287725A JPH11109281A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 観測用光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11109281A true JPH11109281A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17720949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9287725A Pending JPH11109281A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 観測用光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11109281A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012169136A1 (ja) * | 2011-06-06 | 2012-12-13 | パナソニック株式会社 | 色分離フィルタアレイ、固体撮像素子、撮像装置、および表示装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01121725A (ja) * | 1987-11-05 | 1989-05-15 | Mitsubishi Electric Corp | 赤外線監視装置 |
| JPH02151828A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | 全方位観測装置 |
| JPH03227181A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-08 | Konica Corp | 撮像装置 |
| JPH05236484A (ja) * | 1992-02-18 | 1993-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | 光加算装置 |
| JPH06141211A (ja) * | 1992-10-22 | 1994-05-20 | Sony Corp | 表示システムおよび撮像装置 |
| JPH08194809A (ja) * | 1995-01-20 | 1996-07-30 | Nippon Avionics Co Ltd | ３６０度監視システム |
| JPH08307735A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-22 | At & T Ipm Corp | パノラマ式ビューイングシステム |
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1997
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