JPS5939174A - スピン形衛星における平面鏡を用いた画像取得装置 - Google Patents
スピン形衛星における平面鏡を用いた画像取得装置Info
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- JPS5939174A JPS5939174A JP57148863A JP14886382A JPS5939174A JP S5939174 A JPS5939174 A JP S5939174A JP 57148863 A JP57148863 A JP 57148863A JP 14886382 A JP14886382 A JP 14886382A JP S5939174 A JPS5939174 A JP S5939174A
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- Japan
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- satellite
- spin
- mirror
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/90—Arrangement of cameras or camera modules, e.g. multiple cameras in TV studios or sports stadiums
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスピン形衛星において、衛星内で衛星外にある
物体の画像を得るための撮像装置に関する。
物体の画像を得るための撮像装置に関する。
上記装置ハ衛星を極低スピンにスピンダウンあるいは静
止させることによって衛星を慣性空間に対して準静的に
静止させ、二次元素子等による撮像によって像を衛星内
に作る方式と、スピンしている衛星上の撮像機によって
目標物体をスキャンし、衛星内あるいＬ地上で処理する
ことによって目標物体の像を得る方式とが従来よりあっ
た。
止させることによって衛星を慣性空間に対して準静的に
静止させ、二次元素子等による撮像によって像を衛星内
に作る方式と、スピンしている衛星上の撮像機によって
目標物体をスキャンし、衛星内あるいＬ地上で処理する
ことによって目標物体の像を得る方式とが従来よりあっ
た。
前者の方式でＦｉ被写体が暗くて露光時間を長くする必
要があるときけＷμを極低スピンあるいは静止させるこ
とになるが、このとき衛星の姿勢不安定を招く恐れがあ
り、またこｎに伴って取得画像に歪みを生ずるという欠
点があった。
要があるときけＷμを極低スピンあるいは静止させるこ
とになるが、このとき衛星の姿勢不安定を招く恐れがあ
り、またこｎに伴って取得画像に歪みを生ずるという欠
点があった。
後者の方式では衛星内でスキャンした信号から画像を得
るには複軸な処理回路が必要となυ、これに伴う重量増
加もさけられない。また、スキャン信号を地上で処理す
る場合も計算機による処理が必要となり、系全体が′Ｐ
１．Ｍｆになるという欠点があった。
るには複軸な処理回路が必要となυ、これに伴う重量増
加もさけられない。また、スキャン信号を地上で処理す
る場合も計算機による処理が必要となり、系全体が′Ｐ
１．Ｍｆになるという欠点があった。
また、スキャンタイプの撮像方式では、−回の撮像時間
はスキャンレートで決定されるため、目標物体が暗い場
合には感度が悪くなるという欠点もあった。
はスキャンレートで決定されるため、目標物体が暗い場
合には感度が悪くなるという欠点もあった。
本発明の目的は衛星のスピン安定を保ったままで、かつ
、衛星内で目標物体画像が簡単に得られる平面＠を用い
た画像取得装Ｍ’ｆｅ提供することにある。
、衛星内で目標物体画像が簡単に得られる平面＠を用い
た画像取得装Ｍ’ｆｅ提供することにある。
前記目的を達成するために本発明によるスピン形衛星に
おける平面鏡分用いた画像取得装置はスピン衛星の一端
面に設けられ、平面上の回転軸が前記スピン衛星の回転
軸に平行になるように設定された回転平面鏡と、撮像の
エレベーション方向を決定するための衛星固定イ拍；鐘
と、前記スピン衛星の一端面に設けられた回転平面鏡を
前記スピン衛星の回転方向と逆方向であって、その回転
速度が前記スピン衛星の回転速糺の１／２になるように
回転させる回転機構およびその制御系とからなシ、衛星
外にある目標物体の光学像を前記回転平面鏡、固定平面
鏡分介してスピン衛星内のカメラ等のスクリーン上に得
るように溝成しである。
おける平面鏡分用いた画像取得装置はスピン衛星の一端
面に設けられ、平面上の回転軸が前記スピン衛星の回転
軸に平行になるように設定された回転平面鏡と、撮像の
エレベーション方向を決定するための衛星固定イ拍；鐘
と、前記スピン衛星の一端面に設けられた回転平面鏡を
前記スピン衛星の回転方向と逆方向であって、その回転
速度が前記スピン衛星の回転速糺の１／２になるように
回転させる回転機構およびその制御系とからなシ、衛星
外にある目標物体の光学像を前記回転平面鏡、固定平面
鏡分介してスピン衛星内のカメラ等のスクリーン上に得
るように溝成しである。
前記構成によればスピン衛星はスピン状態で容易に目標
物体画像をイ」ることができ本発明の目的は完全に達成
される。
物体画像をイ」ることができ本発明の目的は完全に達成
される。
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
第１図は本発明による平面鏡ケ用いた画像取得装置の一
実施例を示す図で、スピン軸方向から見た平面図および
゛スピンｌｌＴ１１１直角方向から見た正面図である。
実施例を示す図で、スピン軸方向から見た平面図および
゛スピンｌｌＴ１１１直角方向から見た正面図である。
図において１は衛が本体、２は衛にのスピン軸に平行に
ＩＲり付けた回転平面鏡、３は衛星に固定された鏡、４
Ｉ／ｉ二次元ＣＣＤやＩＤＴ等の二次元撮像機器、５は
回転機構および制御系をそれぞれ示す。回転機槽フよび
制御系５Ｉｒｉサンセンサ等により検出された衛星本体
のスピンレートデータを基に回転平面鏡２を慣性空間か
ら見て衛星本体１のスピンレート（ω）の半分で、かつ
衛岸本体１の回転方向と逆方向に回転するように回転平
面鏡２を制御する。これによって衛星に固定された＠３
には静止した目標物体像が？ＦＪられる。鏡３はこの像
をさらに衛星内の任意の場所へ導き、二次元ＣＣＤ＋Ｉ
ＤＴ等の二次元撮像機器４に入射する。以上の光学経路
によってスピン衛星内に目標物体の二次元像が得られる
。ここで、上述の操作によって鋒３に物体の静止像が得
られることを数学的に証明する。
ＩＲり付けた回転平面鏡、３は衛星に固定された鏡、４
Ｉ／ｉ二次元ＣＣＤやＩＤＴ等の二次元撮像機器、５は
回転機構および制御系をそれぞれ示す。回転機槽フよび
制御系５Ｉｒｉサンセンサ等により検出された衛星本体
のスピンレートデータを基に回転平面鏡２を慣性空間か
ら見て衛星本体１のスピンレート（ω）の半分で、かつ
衛岸本体１の回転方向と逆方向に回転するように回転平
面鏡２を制御する。これによって衛星に固定された＠３
には静止した目標物体像が？ＦＪられる。鏡３はこの像
をさらに衛星内の任意の場所へ導き、二次元ＣＣＤ＋Ｉ
ＤＴ等の二次元撮像機器４に入射する。以上の光学経路
によってスピン衛星内に目標物体の二次元像が得られる
。ここで、上述の操作によって鋒３に物体の静止像が得
られることを数学的に証明する。
鏡３の実像を写す性質は数学的に一種の座標変換と考え
られるので、鐘の変換マトリクスは次のように求められ
る。今、鏡面内の任意の点を原点とする直角座標系を考
えて第２図に示すように各ベクトル全以下のように定義
する。
られるので、鐘の変換マトリクスは次のように求められ
る。今、鏡面内の任意の点を原点とする直角座標系を考
えて第２図に示すように各ベクトル全以下のように定義
する。
Ｎ；鏡の面内のベクトル
Ｍ；鏡の単位法線ベクトル
Ｐ；物体の位置ベクトル
ｔ；鏡による物体の虚像の位置ベクトルベクトルＮ 、
Ｍｔｉｌｌ１式を満足する。
Ｍｔｉｌｌ１式を満足する。
（Ｎ−Ｍ）＝ｏ 、 ＩＭ＋＝１ −
−−− ロ）また、任意の物体Ｐの位置ベクトルＰ
Ｈ＋２１式のベクトル方程式で表わされる。
−−− ロ）また、任意の物体Ｐの位置ベクトルＰ
Ｈ＋２１式のベクトル方程式で表わされる。
Ｐ＝ｔＭ十Ｎ （ｔ：定数） ・・・・ （２）
ここで、（１）式より （Ｍ−Ｐ）＝ｔ １Ｍ１２＋（Ｍ・Ｎ）＝ ｔ
拳・昏・ （３）である
から、（３１式ヲ（２）式に代入ずれは、Ｐ＝（Ｍ−Ｐ
）Ｍ十Ｎ ・・・・ （４）さらに、鈴の
幾何学的性質より虚住ｆＫ苅してはメ＝Ｎ−ｔＭ
・・・・ （５）となり、（５）式に（
３１式、（４）式な代入ずれば、虚像〆のベクトル方程
式として（６）式を得る。
ここで、（１）式より （Ｍ−Ｐ）＝ｔ １Ｍ１２＋（Ｍ・Ｎ）＝ ｔ
拳・昏・ （３）である
から、（３１式ヲ（２）式に代入ずれは、Ｐ＝（Ｍ−Ｐ
）Ｍ十Ｎ ・・・・ （４）さらに、鈴の
幾何学的性質より虚住ｆＫ苅してはメ＝Ｎ−ｔＭ
・・・・ （５）となり、（５）式に（
３１式、（４）式な代入ずれば、虚像〆のベクトル方程
式として（６）式を得る。
ｄ＝ｐ−２（Ｍ−Ｐ）Ｍ ・・・・（６）そこ
で、 とすれば、虚像ｙす：（６）式より、 と表わせ、鏡の変換マ） ＋７クスＭが得られる。
で、 とすれば、虚像ｙす：（６）式より、 と表わせ、鏡の変換マ） ＋７クスＭが得られる。
ただし、
次に第１図に示したようＫ、衛星に鏡を搭載した時、慣
性空間で静止している物体Ｐの、鏡に写る虚像−が鏡３
で如何に見えるが求める。
性空間で静止している物体Ｐの、鏡に写る虚像−が鏡３
で如何に見えるが求める。
第３図は衛星に回転平面＠２を搭載したときの座標系を
示している。ただし、回転平面鏡２の面内Ｋ Ｚ ＠に
とり、かつＺ軸はスピン軸に平行とする。また、回転平
面鏡２は衛星上から見てＺ軸まわシにω／２で回転］２
、衛星はスビンラ１伯Ｇ−まゎりにωで回転する。
示している。ただし、回転平面鏡２の面内Ｋ Ｚ ＠に
とり、かつＺ軸はスピン軸に平行とする。また、回転平
面鏡２は衛星上から見てＺ軸まわシにω／２で回転］２
、衛星はスビンラ１伯Ｇ−まゎりにωで回転する。
今、 ＧＯ＝Ｙ’ｔ 、ＧＰ＝’ｌ’２ 、ｏｐ
＝ｐとおくと、Ｐ＝１’２ｎであ、！ｌ） 、？２．２
１ ＆：を衛星固定座種糸で見ると、 ただし、 ｒｔｒｚ：定 数 α ；鐘の単位法線ベクトル （Ｍ）とＰの初期位相差 とおけるから、座標系０でＰを表わすととなる。そこで
、衛星から天体を観測する場合には、ＩＴ＊ ｌ ＞
ｌｌ’ ｌＩ ｊシ衛星固定系かう見ルト（８）式が成
立する。
＝ｐとおくと、Ｐ＝１’２ｎであ、！ｌ） 、？２．２
１ ＆：を衛星固定座種糸で見ると、 ただし、 ｒｔｒｚ：定 数 α ；鐘の単位法線ベクトル （Ｍ）とＰの初期位相差 とおけるから、座標系０でＰを表わすととなる。そこで
、衛星から天体を観測する場合には、ＩＴ＊ ｌ ＞
ｌｌ’ ｌＩ ｊシ衛星固定系かう見ルト（８）式が成
立する。
また、衛星固定系て見た鏡の単位法線ベクトルＭと書け
るから、（７）式よシこのときの錦の変換マトリクス材
は、 となる。ゆえに＋８１ 、 ＋９１式よシ衛星上から見
た物体Ｐの虚像■）は、＋１１１式で表わせる。
るから、（７）式よシこのときの錦の変換マトリクス材
は、 となる。ゆえに＋８１ 、 ＋９１式よシ衛星上から見
た物体Ｐの虚像■）は、＋１１１式で表わせる。
帥式シｊ、ωでスピンしている衛星上から、漬ωて回転
する鏡を通して見た物体Ｐの虚像ｆ）は時間ｔＫ独立で
あυ、これは第１図における回転平面鏡２に得られる物
体Ｐの像が衛星から見ると静止していることを意味する
。
する鏡を通して見た物体Ｐの虚像ｆ）は時間ｔＫ独立で
あυ、これは第１図における回転平面鏡２に得られる物
体Ｐの像が衛星から見ると静止していることを意味する
。
以上詳しく説明したように、本発明によれば衛星全スピ
ン安定させたままで、かつ衛星内で目標物体の像を簡単
に取得できる。し走がって、画像を衛星内で得るために
ホイールを搭載し、撮像時に衛星をスピンダウン、ある
いは静止させるスピン形衛星では本発明ケ用いることに
よりホイールを削除できるという利点が生ずる。また、
簡単な光学系の組み合わせて構成されるため、スキャン
形の撮像方式にくらべ取扱いが容易であり、受像装貿と
して二次元ＣＣＤなどを用いれけ重月、消費電力ともに
低減可能という利点もある。
ン安定させたままで、かつ衛星内で目標物体の像を簡単
に取得できる。し走がって、画像を衛星内で得るために
ホイールを搭載し、撮像時に衛星をスピンダウン、ある
いは静止させるスピン形衛星では本発明ケ用いることに
よりホイールを削除できるという利点が生ずる。また、
簡単な光学系の組み合わせて構成されるため、スキャン
形の撮像方式にくらべ取扱いが容易であり、受像装貿と
して二次元ＣＣＤなどを用いれけ重月、消費電力ともに
低減可能という利点もある。
第１図祉本発明による平面鏡を用いた画像取得＠置の一
実施例を示す平面図と正面図である。第２図は鏡の変換
マトリックスを求めるための座標系を示す図、第３じ（
１は費Ｉ星に４．ｔ・を搭載した時の座標系を示す図で
ある。 １・−・衛星本体 ２・・一回転平面鏡 ３・・拳固定平面鏡 ４・拳・二次元の撮像機器 ５・ｍｅ回転機構およびその１１：序１１系特許出願人
日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 ） ロ 壽 第１図 第３図
実施例を示す平面図と正面図である。第２図は鏡の変換
マトリックスを求めるための座標系を示す図、第３じ（
１は費Ｉ星に４．ｔ・を搭載した時の座標系を示す図で
ある。 １・−・衛星本体 ２・・一回転平面鏡 ３・・拳固定平面鏡 ４・拳・二次元の撮像機器 ５・ｍｅ回転機構およびその１１：序１１系特許出願人
日本電気株式会社 代理人 弁理士 井 ） ロ 壽 第１図 第３図
Claims (1)
- スピン衛星の一端面に設けられ、平面上の回転軸が前記
スピン衛星の回転軸に平行になるように設定された回転
平面鏡と、撮像のエレベーション方向を決定するための
衛星固定平面鏡と、前記スピン衛星の一端面に設けられ
た回転平面鏡を前記スピン衛星の回転方向と逆方向であ
って、その回転速度が前記スピン衛星の回転速度の１７
２になるように回転させる回転機構およびその制御系と
からなシ、衛星外にある目標物体の光学像ケ前記回転平
面鏡、固定平面鏡を介してスピン衛星内のカメラ等のス
クリーン上に得ることを特徴とするスピン形衛星におけ
る平面鏡を用いた画像取得装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57148863A JPS5939174A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | スピン形衛星における平面鏡を用いた画像取得装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57148863A JPS5939174A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | スピン形衛星における平面鏡を用いた画像取得装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5939174A true JPS5939174A (ja) | 1984-03-03 |
| JPS6364113B2 JPS6364113B2 (ja) | 1988-12-09 |
Family
ID=15462416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57148863A Granted JPS5939174A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | スピン形衛星における平面鏡を用いた画像取得装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939174A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7221401B2 (en) * | 2002-05-15 | 2007-05-22 | Sony Corporation | Monitoring system, monitoring method, and imaging apparatus |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP57148863A patent/JPS5939174A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7221401B2 (en) * | 2002-05-15 | 2007-05-22 | Sony Corporation | Monitoring system, monitoring method, and imaging apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6364113B2 (ja) | 1988-12-09 |
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