JP2869161B2 - 赤外線画像装置用反射形チョッパ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、全体的にいえば、赤外線画像装置に関する
ものである。さらに詳細にいえば、本発明は、観察され
る視野内の対象物体のバックグランド放射強度ではな
く、観察される視野内の対象物体の放射強度の差を表す
信号がえられる赤外線画像装置に関するものである。

［従来の技術および問題点］ 赤外線画像装置は、赤外線を検出し、そして人間の目
で見ることができる画像を作成する装置である。赤外線
画像装置は視野の中の種々の対象物体から放射される熱
的赤外線の強度の差を検出し、そしてこれらの強度差を
視野の可視画像として表示する。満足な画像をうるため
には、赤外線の性質に関し一定の考慮をしなければなら
ない。このような考慮の１つは、視野内の対象物体から
のバックグランド放射強度に対する考慮である。このバ
ックグランド放射強度は、視野内の対象物体から放射さ
れる全赤外線のうちの大きな部分を占めている。対象物
体の間での放射強度の差は、このバックグランド放射強
度に比べると小さい。

赤外線画像装置は、全体的にいへば、いくつかの基本
的な部品を有している。すなわち、視野内の対象物体か
ら放射される赤外線を集光しそして結像を行なわせる光
学装置と、放射強度を電気信号に変換するための赤外線
検出器と、この信号を増幅しそして処理を行って表示や
記憶に用いることが出来るようにする電子装置とを有し
ている。これらの赤外線画像装置は、種々の赤外線検出
器を使用することができる。これらの赤外線検出器を大
きく分類すれば、冷却されない検出器と、冷却された検
出器との２群に分けられる。冷却される検出器としては
光導電体装置、または光電池装置がある。光導電体は、
赤外線が入射すると、その導電率が変化する。光電池
は、それに赤外線が入射すると、起電力が発生する。

赤外線検出器は、観察されている視野内の対象物体か
ら放射される赤外線に応答して、信号を生ずる。この信
号を生ずるのに、「凝視形」技術または走査形技術のい
ずれをも用いることができる。いずれの場合にも、信号
は同じ特性を有する。信号のバイアスの大きさは、バッ
クグランド赤外線を表す。信号の変化している部分は放
射強度の差を表し、視野内の対象物体の違いを表す信号
成分である。しかし、バックグランド放射強度が大きい
ので、信号のこの変化分は信号の振幅に比べて小さく、
そのために増幅を行なうことが難しい。

したがって、信号のこの変化分を分離する努力が行な
われてきた。この変化分を分離する１つの方法は、信号
の基準の大きさを決定し、そして信号全体からこの基準
信号を減算し、それにより変化分だけを含む信号をうる
方法である。この方法を実施する１つの方式は、基準画
像を人為的に作り出す光学装置を用いる方式である。こ
のような画像装置の１つの例では、熱電冷却装置（ペン
チエ冷却装置）を用いて中間画像を作り、それから基準
画像を決定する。また別の実施例では、信号チョッパを
用いて焦点のずれたボケた画像を作る。このボケた画像
はバックグランド放射強度を表す。

従来行なわれてきたこれらの方式の問題点は、冷却用
の部品や焦点をずれさせる装置が高価であり、そして複
雑な光学装置が必要であることである。信号の全体から
減算することができる真の基準信号を作って、バックグ
ランド・バイアスが最小である信号をうるための最適の
方法を見出すことが、共通の問題点である。

［発明の要約］ 本発明の１つの目的は、赤外線画像装置を用いて、観
察される視野内の対象物体の画像を作成する方法をうる
ことである。赤外線検出器を用いることによってバイア
スされた信号が通常の方式でえられる。この信号は視野
内の対象物体の放射強度を表す信号である。この信号
は、バックグランド放射強度を表すバイアスと、放射強
度の差を表す変調分との両方を有する。赤外線が赤外線
検出に到達する前に、赤外線を攪乱することにより、基
準信号が得られる。この攪乱された赤外線の強さを検出
器で測定してえられた信号が、視野内の対象物体のバッ
クグランド放射強度を表す信号である。次に、バイアス
された信号から基準信号が減算されると、放射強度の差
を表すバイアスされていない信号がえられる。このバイ
アスされていない信号を用いて、可視画像を作成するこ
とができる。

本発明のまた別の目的は、特別のチョッパを有する赤
外線画像装置をうることである。このチョッパは、内壁
が赤外線を反射する反射管の配列体と、赤外線検出器の
前でこのチョッパを運動させる運動装置とを有する。チ
ョッパが検出器の前に配置される時、検出器には平均化
された均一な放射強度の赤外線が入射する。この放射強
度が検出器に入射すると、観察される視野のバックグラ
ンド放射強度を表す基準信号がえられる。実際の視野の
対象物体から放射される赤外線の放射強度を表す信号か
ら、この基準信号を減算することができる。

本発明の技術的な１つの利点は、赤外線画像装置を用
いて、高品質の画像がえられることである。不必要なバ
ックグランド放射強度を表す基準信号は、観察される視
野それ自身からえられる。この基準信号は真の平均放射
強度に近い大きさを有する。本発明のこの他の利点は装
置が廉価であることであり、かつ、高価な冷却装置やま
た高価な焦点はずし装置が不必要であることである。本
発明のなおさらに別の利点は、検出器が冷却されていて
もまたは冷却されていなくても、または検出器が走査形
であってもまたは凝視形であっても、種々の形式の検出
器と共に用いることができることである。

［実施例］ 本発明の新規な特徴は特許請求の範囲に開示されてい
る。しかし、本発明それ自身、および本発明の使用の態
様や、本発明のこの他の利点は、添付図面に示された例
示的実施例についての下記説明により、最もよく理解す
ることができるであろう。

第１図は、本発明による赤外線画像装置のブロック線
図である。機能的にいえば、光学装置12は、視野内の対
象物体11から放射された赤外線を集光する。光学装置12
と検出器14との間に、チョッパ13を配置することができ
る。チョッパをこのように配置すると、赤外線はチョッ
パで攪乱されてから、検出器14に到達する。検出器14で
生ずる攪乱された信号、または攪乱されない信号は、電
子装置15に送られる。電子装置15は信号を処理して、そ
れを表示装置16に送る。

対象物体11は赤外線を放射する物体ならどのような物
体であってもよい。

すべての他の赤外線画像装置と同じように、可視光線
による画像装置が暗夜などのために役に立たない時、ま
たは煙や塵あるいはその他の粒子によって視野の鮮明度
が損われている時、本発明は特に威力を発揮する。もち
ろん、本発明は日中においても使用可能であるし、また
可視光線による視野が鮮明である場合にも使用可能であ
る。

光学装置12は、赤外線画像装置の分野において周知の
装置でり、レンズ装置のいずれかであることができる。
光学装置12の役割りは、検出器14の上に像を作ることで
ある。したがって、検出器14は結像した赤外線を受け取
り、その強度を検出する。レンズは赤外線を透過する材
料、例えば、ゲルマニウムで作成される。検出器14に対
する光学装置12の配置は、赤外線画像装置に周知の光学
原理を適用することによって定められる。

チョッパ13は本発明に特有の装置である。チョッパ13
の構造と動作、および検出器14に対してどのように配置
するかは、下記において詳細に説明される。

検出器14は、種々の検出器のうちのいずれの検出器で
あってもよい。前記で説明したように、本発明の１つの
利点は、冷却された検出器でも、または冷却されていな
い検出器でも、いずれも使用可能であることである。さ
らに、本発明は「凝視形」検出器や「走査形」検出器の
いずれをも使用することができる。凝視形検出器は大面
積の検出器であって、それに入射する像の全体が一度に
結像され、そしてそれが電子的に読み出される。走査形
検出器は、鏡またはその他の装置を用いて、検出器を横
断して掃引し、一度に１素子ずつ信号を読み出す。通常
は、しかし本発明にとって必ずしも必要ではないが、い
ずれの形式の検出器も検出器素子のアレイで構成されて
いて、その各素子の出力は観察される対象物体の一部分
を表す。例えば、標準的な陰極管線表示装置が用いられ
る場合、各検出器素子の出力は画像全体のうちの１つの
画像を表すことができる。

下記で説明されるように、凝視形または走査形のいず
れの検出器が用いられる場合でも、チョッパ13の位置が
検出器に対して決定される。走査形検出器の場合、チョ
ッパ13は「瞳位置」に配置される。凝視形検出器の場合
には、チョッパ13は検出器14上の像の近傍に配置され
る。

電子装置15は、検出器14から送られてくる信号に対
し、一定の処理を実行する。電子装置15の主要な機能
は、検出器14からの信号を受け取り、そしてそれを増幅
して、強度変化を表す信号をうることであるが、これは
赤外線画像装置の分野においては周知のことである。電
子装置はまた、下記で説明されるように、チョッパの運
動の同期にも用いられる。電子装置15のこの他の特徴
は、特にチョッパ13の使用については、下記で説明され
る。

表示装置16は、陰極線管のような特定の観察用装置で
あることができる。電子装置15は、表示装置の形式に応
じて、検出器14から送られてくる信号を表示装置16に使
えるような形式に変換することができる。表示装置16に
表示された画像18は、検出器14の上の対象物体11の放射
照度画像17を観察できるようにした可視画像である。

第１図には示されていないが、赤外線画像装置は、画
像信号をデイジタル化するように変更することは容易に
できる。この場合には、信号はディジタル・データとし
て記憶したり、処理することができる。このことを実行
するには、ビデオおよびグラフィックス処理の分野にお
いて周知である、サンプリング装置や記憶装置および処
理装置を必要とするだけである。

本発明のチョッパの実施例は複数個ありうるけれど
も、これらの実施例の基本的な考えは皆同じである。こ
の考えは、対象物体から放射された赤外線が赤外線検出
器の上に結像され、そしてこの結像に応答して検出器に
発生する信号はバイアス成分を有している、ということ
である。このバイアス成分はバックグランド放射強度を
表している。もし適切な基準信号をうることができるな
らば、そしてバイアス信号からこの基準信号を減算する
ことができるならば、バイアス信号を消去することがで
きる。

この基本的な考えに従い、本発明の方法は、視野内の
対象物体から放射された赤外線を赤外線検出器で測定し
て、視野内の対象物体から放射される赤外線の強さを表
すバイアスを有する信号を生ずる段階と、同じ視野から
放射される赤外線を攪乱する段階と、赤外線検出器でこ
の乱された赤外線を測定して基準信号を生ずる段階と、
バイアスを有する信号からこの基準信号を減算してバイ
アスを受けていない信号を生ずる段階と、の基本的な段
階を有する。

この方法を実施するために、本発明の各実施例は反射
管装置を有する。光学装置12で集光された赤外線はこの
反射管装置で攪乱されてから、検出器14に到達する。こ
の攪乱の様子が第２図に示されている。第２図は、本発
明によって作成されたチョッパ13の１つの代表的な実施
例の横断面図である。第２図は、22で示されている反射
管を５個だけ有しているチョッパ13が図示されている、
という意味で単純な場合のものである。下記で説明され
るように、本発明の実際の実施例は、パターンに配列さ
れた多数個の反射管を有する。これらの管のおのおの
は、第２図に示されているように、赤外線の１つの通路
を構成する。

第２図の実施例で使用される検出器（図示されていな
い）は凝視形検出器である。この検出器の場合には、チ
ョッパ13は検出器の上の画像17の近傍に配置することが
必要である。けれども、検出器に対するチョッパの位置
がどのようであっても、第２図に示された攪乱は同じで
ある。いずれの場合にも、チョッパの出力側のところ
に、視野内の対象物体の平均赤外線放射強度を有する赤
外線が現われる。

チョッパ13の入力側のところにおいて、光学装置12か
ら送られてくる赤外線がチョッパ13に到達し、そして管
22の中に入る。管22の内側表面に反射表面になってい
る。チョッパ13の中では、光学の原理に従って、管22に
入った赤外線は管壁で反射されるか、またはそれを直接
に透過する。管22に対して平行に入射する赤外線、また
はほぼ平行に入射する赤外線はそのまま進むが、平行度
のよくない赤外線は管22の中で反射される。チョッパ13
の出力側では、大部分の赤外線は強く散乱されている。
この攪乱がなければ、赤外線は画像17に結像するであろ
う。赤外線の極く一部分だけ攪乱を受けずに進行して検
出器14に到達し、画像17を結像する。けれども、検出器
14の上に到達する赤外線の強度は、もし検出器14に到達
する赤外線が攪乱を受けなかったとした時の視野内の平
均赤外線強度に等しい。言い換えれば、視野内の対象物
体の細部は平均化されて消え、平均化された均一の強度
を有する赤外線がえられる。

検出器14が受け取る赤外線強度と、反射されて進路を
変えてしまい検出器14に到達しない赤外線強度との比
は、チョッパ13に入射する赤外線ビームの寸法と各反射
管22の開口部の寸法との比の関数である。実験の結果に
よると、満足な比は4:1であることがわかっている。す
なわち、開口部の寸法は赤外線ビーム寸法の1/4以下で
有る場合である。この場合には、赤外線のうちの1/16が
そのまま進行して検出器14に到達するが、十分に攪乱さ
れた赤外線により信号がえられ、失われる赤外線は極く
一部分である。

各反射管22の寸法として、管の直径の他に、各管22の
管壁の厚さも考慮されなければならない。視野の中の対
象物体からの赤外線の一部分は壁で阻止されるので、平
均の赤外線強度は減少する。この赤外線強度の減少量は
壁の厚さの関数である。したがって、壁は各反射管22の
直径に比べて非常に薄く作成される。１つの好ましい実
施例では、壁の厚さは0.025ミリメートル（１インチの1
/1000）である。

また、各反射管22の長さも考慮されなければならな
い。第２図に示されているように、反射管にそれに入射
する極端な光線が多数回の反射をするのに十分の長さを
有しなければならない。多数回の反射があると、赤外線
ビームの甚だしい発散が押えられ、したがって、像面上
の放射照度が保持される。

さらに複雑な装置では、開口部の寸法と壁の厚さとに
対して適切な調整を行なうことができるが、しかし、場
合には、電子装置15はこのような計算を行なう装置を有
することが必要である。

この好ましい実施例では、各反射管22は隣りの反射管
と隣接している。各反射管22の周縁は六角形の形状をし
ている。全体のパターンは蜂の単形である。この他の形
状、例えば、円形管の形状であることもできるが、強度
と反射率に対する要求を満たすことが設計上の制約であ
る。

第3a図から第3c図までの図面は、光学装置12から送ら
れてくる攪乱された赤外線と攪乱を受けていない赤外線
との両方に検出器14が応答して生じた信号と、それらの
間の差を表す信号とが示されている。第3a図は攪乱され
ていない赤外線による信号を表し、この信号は実際の視
野の放射強度を表す。この信号はS_minからS_maxまでの範
囲内で変調されており、そしてバックグランド放射強度
という大きな成分を有する。この変調成分は、信号の振
幅に比べて小さい。したがって、攪乱を受けていない成
分はこのバックグランド成分でバイアスされている。第
3b図は攪乱が理想的に行なわれた場合の信号を示す。こ
の信号の振幅Ｒは、その視野における均一な平均放射強
度を表す。第3c図は、第3a図の信号から第3b図の信号を
減算した時、結果としてえられる信号を示す。このバイ
アスを有しない信号は、増幅と処理を実行するのに適切
な信号である。

本発明の各実施例において、攪乱を受けない赤外線に
よってえられた信号から、攪乱を受けた赤外線によって
えられた信号を減算する。本発明の種々の実施例は、チ
ョッパ13が検出器14をどのような方式で横断して運動す
るかによって、２つの主な部類に分離することができ
る。１つの部類に属する実施例では、チョッパ13は検出
器14の前で運動し、したがって、検出器画像17の全体を
一度に攪乱する。もう１つの部類に属する実施例では、
画像17をライン毎に攪乱するようにチョッパ13が運動す
る。第１の部類に属する実施例のチョッパはフレーム・
チョッパと呼ばれており、このチョッパが検出器14の前
に位置した時、検出器14を完全に覆うような形状を有す
る。第２の部類に属するチョッパはシーケンシャル・チ
ョッパと呼ばれており、このチョッパが検出器14の前で
回転する時、検出器14をライン毎に覆うような螺旋形状
を有することが好ましい。これら２つの実施例を下記に
おいてさらに説明する。

フレーム・チョッパ 第４図は、本発明によって作成されたフレーム・チョ
ッパ41の立体図であって、光学装置12と検出器14との間
で赤外線ビームの光路上に、フレーム・チョッパが配置
された場合が示されている。検出器14は冷却された検出
器であってもよいし、または冷却されていない検出器で
あってもよい。第４図に示された検出器は走査形検出器
である。

視野内の対象物体から放射された赤外線ビームは、第
１図の光学装置12のような光学装置によって集光され
る。図面を簡単にするために、第４図では１個のレンズ
42だけが示されており、このレンズ42によって赤外線ビ
ームは鏡43に向って集光し、そして検出器14の上の１点
に向って赤外線ビームが進む。検出器14の各素子が鏡43
から予め定められた順序で赤外線を受け取るように、鏡
43が運動し、この鏡43の運動により画像フレームが構成
される。

チョッパ41は、第２図に示されているように、反射管
22の配列体で構成されている。好ましい実施例では、反
射管22は隣接して配置され、そして蜂の巣パターンに構
成される。各反射管22の内側表面は赤外線を反射する特
性を有する。このために、反射管の内側表面を被覆する
特に適切な材料は、銅またはアルミニウムのような材料
である。各反射管22の寸法と長さは、第２図のところで
説明した考察に従って選定される。

第４図の方向矢印Ａで示されているように、チョッパ
41は、視野内の対象物体11から放射される赤外線ビーム
を横断して、前後に運動することができる。第４図には
示されていないけれども、この運動を実行するための装
置は可能な種々の装置のいずれであってもよい。例え
ば、チョッパ41は１つの軌道の上に乗っていて、チョッ
パ41の前後運動は、その一方側に配置された磁気装置に
よる磁気力を断続して作用させることによって、うるこ
とができる。

第４図の実施例の動作のさい、チョッパ41が赤外線ビ
ームの上にない時、検出器14は、検出器14のフレームに
対し視野内の対称物体11から放射された赤外線を検出す
る。検出器14は、観察される視野内の物体から放射され
る赤外線の放射強度を表す信号、例えば、第3a図に示さ
れた信号を生ずる。前記で説明したように、この信号バ
ックグランド放射強度によってバイアスされている。こ
のバイアスされた信号がデイジタル化され、そして記憶
される。

バイアスされた信号がえられた後、チョッパ41は検出
器14の前に移動してくる。すると視野内の物体11から放
射された赤外線ビームはチョッパ41の入力側に入射す
る。チョッパ41は検出器14の前で、光学装置12から送ら
れてくる赤外線ビームに対する「瞳位置」にある鏡43の
前へ移動する。このことは、赤外線ビームが光学装置12
によって増強されかつ非平行光線になっている位置に、
チョッパ41が配置されることを意味する。第２図に示さ
れているように、このことにより、赤外線ビームが攪乱
を受ける。検出器14は第3b図に示された信号のような基
準信号を生ずる。この基準信号は、視野内の対称物体の
均一な平均放射強度を表す。この基準信号もまたデイジ
タル化され、そして記憶される。

電子装置15により、この基準信号がバイアスされた信
号から減算される。その結果、第3c図に示された信号の
ような、バイアスされていない信号がえられる。このバ
イアスされていない信号が増幅され、そしてこの増幅さ
れた信号を用いて表示が実行される。

もし連続した画像が要求されるならば、チョッパ41は
持続して前後に運動し、それにより検出器14は各フレー
ムの攪乱されていない信号と攪乱された信号とを継続し
て受け取る。電子装置15は、チョッパ41の運動を制御す
るための装置と、検出器14とチョッパ41の運動とを同期
するための装置とを有するように変更することは容易で
ある。したがって、電子装置15は攪乱を受けていない信
号と攪乱した信号とを識別することができる。

チョッパ41の前後運動は、それが必ず前後運動である
ように設計しなければならないわけではない。チョッパ
41の種々の他の形式の運動によっても、目的を達成する
ことができる。さらに、チョッパ41の必要な運動は、そ
の形状に影響を与えるであろう。例えば、チョッパ41は
検出器14を取り囲む円筒の形をしていて、検出器14のま
わりに回転する形式であることができる。もし円筒の一
部分が第４図に示されたのと同等な反射管のアレイを有
し、そして一部分が開口部になっているならば、第４図
に示された実施例で実行されたのと同じように、検出器
14が反射管のアレイで覆われたり、覆われなかったりす
ることが容易にえられる。

フレーム・チョッパ41はまた凝視形検出器と共に用い
ることもできる。この場合、第４図に示された構造で変
更を要する点の主なものは、検出器14の直ぐ前にチョッ
パ41を配置することであり、したがって、攪乱された赤
外線は直ちに検出器14に入射する。検出器14に対してチ
ョッパ41をこのように配置することは、本発明のシーケ
ンシャル・チョッパの実施例と関連させて、下記で説明
される。

シーケンシャル・チョッパ 第５図は、本発明に従って構成されたチョッパのまた
別の実施例の正面図である。このチョッパは全体的に50
で示されており、そして３つの主要な部品、すなわち、
反射管アレイ51と、保持用リング52と、ボス53とを有し
ている。

反射管アレイ51は多数個の反射管22で構成されてお
り、これらの反射管は螺旋形状になるように大胡に隣接
して配列される。反射管22のおのおのの寸法と長さは、
第２図のところで行った考慮に従って選定される。

反射管アレイ51は、アルミニウムまたは銅のような、
反射性の材料で作成される。したがって、第２図のとこ
ろで説明したように、赤外線は各反射管22の内側表面で
反射されるであろう。好ましい実施例では、反射管22は
蜂の巣形の形状を有する。

好ましい実施例では、反射管アレイ51の螺旋はアルキ
メデス螺旋である。この螺旋形状のために、検出器14の
ような検出器をチョッパ50の後方に配置すると、チョッ
パ50が回転する時、螺旋の前端で検出器14が反射管アレ
イ51で覆われ、そしてその後、螺旋の後端で検出器14が
反射管アレイで覆われなくなる。チョッパがこのように
運動する結果、検出器14の最初に覆われる部分は、覆わ
れなくなる時の最初の部分である。チョッパ50が回転す
る時、検出器14がこのように覆われることおよび覆われ
ないことが持続的に繰り返される。

もし検出器14が検出器アレイであるならば、この覆う
ことと覆われないこととが、上から下へ、ライン毎に起
こる。反射管アレイ51の曲率と寸法は、螺旋の前端の
「サグ」が、それが検出器14の１つのラインを横断して
下方に移動する時、次のラインと干渉しないように十分
に小さく選定される。

保持用リング52は環状のリングであって、チョッパ50
へ環状の周縁部品である。保持用リング52は反射管アレ
イ51と接触している表面を有する。チョッパ50の位置を
検出するためのセンサ（図示されていない）が保持用リ
ング52の上配置される。このことにより検出器14からの
信号の同期をうるこどでき、それにより、適切な信号の
減算を実行することができる。

チョッパ50の中央位置にボス50がある。ボス53は穴54
を有している。この穴54は軸と接触しており、それによ
りチョッパ50がこの軸のまわりに回転することができ
る。第７図に示されているように、ベルト75が、この軸
と、電動機74の電動機取り付け装置とに係合していて、
チョッパ50の回転がそれにより実行される。

第６図はチョッパ50の側面図である。第６図に示され
ているように、チョッパ50は比較的薄い装置である。こ
の厚さは、主として、反射管の管長の関数である。反射
管の管長については第２図において考察した。

第７図において、チョッパ50が本発明の装置に用いら
れるさいには、第１図の装置のように、赤外線画像装置
の中にチョッパ50が組み込まれる。第７図の検出器は凝
視形検出器であり、そして光学装置12に対し、標準的使
用の場合と同じ位置に配置される。光学装置12は凸レン
ズ71と、凹レンズ72と、第２の凸レンズ73とを有し、こ
れらのレンズによって画像が検出器14の上に結像され
る。

チョッパ50は検出器14の直ぐ前に配置される。チョッ
パ50を検出器14の上の画像の近傍に配置することによ
り、赤外線のエネルギが検出器以外に進むことが防止さ
れる。もしそうでなければ、検出器上での平均の放射照
度は小さくなるである。好ましい実施例では、チョッパ
50と検出器14との間の距離は0.76ミリメートルから2.5
ミリメートルまで（30/1000インチから100/1000インチ
まで）の範囲内にある。

検出器14が反射管アレイ51の中心からずれた位置にあ
るように、チョッパ50が配置される。この場合には、螺
旋が回転すると、チョッパは検出器を横断して運動す
る。チョッパ50が回転する時、螺旋形状の反射管アレイ
51は検出器14を覆い、そして覆わないであろう。検出器
14の幅は、螺旋形パターン51の最も広い幅の部分よりも
少しだけ広い。

画像を作るために、前記と同じ基本段階が実行され
る。主要な違いは、チョッパ50が、フレーム・チョッパ
41の場合と同じように、フレーム毎よりはむしろライン
毎に検出器14を覆うように、電動機74によって回転す
る。第７図に示されている特定の実施例では、検出器14
のライン毎のブロッキングは検出器14への赤外線ビーム
のシーケンシャル・ブロッキングである。シーケンシャ
ル・チョッパの１つの利点は、前記のフレーム・チョッ
パの場合のように、フレーム全体を表す信号を処理する
必要がないことである。１つのラインからの信号だけを
一度に処理することが必要である。このことは周知の装
置で実行することができ、そしてこの周知の装置を電子
装置15の一部分としてそなえることができる。

第８図は、また別の態様のシーケンシャル・チョッパ
50の図面である。この態様のシーケンシャル・チョッパ
50は２重螺旋の反射管アレイ51を有する。この構造のチ
ョッパ50は、強度と均り合いとが強化されるであろう。

その他の構造のシーケンシャル・チョッパ50も可能で
ある。検出器14の前で螺旋を回転する装置は、ライン毎
に検出器14を覆うのに効果的な装置であることがわかっ
ており、また、検出器14への赤外線ビームのシーケンシ
ャル・ブロッキングに対しても同じように効果的な装置
であることがわかっている。それにも拘らず、反射管ア
レイの前端が検出器のライン毎被覆を実行することがで
きる限り、または赤外線ビームのシーケンシャル・ブロ
ッキングを実行することができる限り、任意の形状のチ
ョッパや、任意の形状の反射管アレイや、チョッパを運
動させる任意の装置を用いることができる。例えば、偏
心した点を中心として湾曲を端部を有するチョッパが回
転することができ、または反射管アレイは涙滴形の形状
を有することができる。チョッパ50が回転することは必
もし必要ではない。検出器14を同ようにライン毎に被覆
することは、第４図に示されているように、チョッパの
前後運動、または上下運動によっても実行することがで
きる。最後に、第４図で説明したような円筒を検出器14
のまわりで回転することができる。ここで、前記実施例
で説明した「ライン毎」というのは検出器の各行に対し
ての意味であるが、検出器の各列に対しても同じ「ライ
ン毎」という用語が用いられ、そしてまた同じ効果をう
ることができる。

本発明をいくつかの特定の実施例について説明してき
たけれども、前記説明はそれに限定されることを意味す
るものではない。開示された実施例の種々の変更実施例
および本発明のこの他の実施例の可能であることは、前
記説明に基づき、当業者には明らかであろう。したがっ
て、特許請求の範囲は本発明の範囲内に入るこのような
変更実施例をすべて包含するものであることを断ってお
く。

以上の説明に関して更に以下の項を開示する。

（１） 視野内の対称物体の放射強度を表すバイアスさ
れた信号をうるために視野内の前記対象物体から放射さ
れる赤外線を検出する段階と、 視野内の前記対象物体から放射される前記赤外線を攪
乱する段階と、 視野内の前記対象物体の均一な平均放射強度を表す基
準信号をうるために前記攪乱された赤外線を検出する段
階と、 視野内の前記対象物体によって放射される放射強度差
を表すバイアスされていない信号をうるために前記バイ
アスされた信号から前記基準信号を減算する段階と、 前記バイアスされていない信号に応答して発生した画
像を表示する段階と、 を有する、赤外線画像装置を用いて視野内の対象物体の
画像の作成法。

（２） 第１項において、前記攪乱段階により赤外線検
出器が視野内の前記対象物体の平均の放射強度で照射さ
れる、前記画像作成法。

（３） 第１項において、前記攪乱段階が内側に反射表
面を有する反射管の配列体を視野内の前記対象物体から
放射される前記赤外線のビームを横断して運動させる段
階を有する、前記画像作成法。

（４） 第１項において、前記攪乱段階が内側に反射表
面を有する反射管の配列体を視野内の前記対象物体から
放射される赤外線ビームのシーケンシャル部分を通して
運動させる段階を有する、前記画像作成法。

（５） 第１項において、信号を発生する前記段階を同
期する段階をさらに有する、前記画像作成法。

（６） 視野内の対象物体から放射される赤外線の平均
の放射強度を有する赤外線が検出器に入射するように視
野内の前記対象物体から放射される赤外線を攪乱する段
階と、 前記攪乱された赤外線を前記赤外線検出器で検出する
段階と、 視野内の前記対象物体の均一な平均放射強度を表す基
準信号を発生する段階と、 を有する、視野内の対象物体のバックグランド放射強度
を表す基準信号を発生する赤外線検出器をそなえた赤外
線画像装置に用いられる画像作成法。

（７） 第６項において、前記攪乱段階が内側に反射表
面を有する反射管の配列体を前記検出器の受信部分を横
断して運動させる段階を有する、前記画像作成法。

（８） 第６項において、前記検出器が受信素子のアレ
イを有し、かつ、前記攪乱段階が内側に反射表面を有す
る反射管の配列体を運動させる段階を有し、かつ、前記
赤外線が前記検出器のライン毎に前記検出器に到達する
ように前記検出器の前記受信部分に対して前記運動が実
行される、前記画像作成法。

（９） 第１項または第６項において、前記攪乱段階が
内側に反射表面を有する反射管の螺旋状を配列体を視野
内の前記対象物体から放射された前記赤外線のビームの
中で回転させる段階を有する、前記画像作成法。

（10） 第９項において、前記赤外線検出器が受信素子
のアレイを有し、かつ、前記螺旋状配列体の前記回転段
階が前記赤外線検出器アレイをライン毎に覆う段階を有
する、前記画像作成法。

（11） 視野内の対象物体から放射された赤外線を赤外
線検出器の上に結像させるための光学装置と、 視野内の前記対象物体から放射された赤外線を攪乱す
るためのチョッパと、 視野内の前記対象物体の放射強度を表すバイアスされ
た信号をうるために第１時刻に前記攪乱された赤外線を
検出し、かつ、前記チョッパの出力に応答して基準信号
をうるために第２時刻に前記攪乱された赤外線を検出す
る検出器と、 前記信号を受け取り、かつ、視野内の前記対象物体か
ら放射される放射強度の差を表すバイアスされていない
信号をうるために前記バイアスされた信号から前記基準
信号を減算する電子装置と、 前記バイアスされていない信号に応答して発生した画
像を表示する表示装置と、 を有する、赤外線画像装置を用いて視野内の対象物体の
画像の作成装置。

（12） 第11項において、前記チョッパは視野内の前記
対象物体から放射される赤外線の放射強度を差を表す赤
外線ではなく平均の放射強度を表す赤外線を作り出す、
前記画像作成装置。

（13） 第11項において、前記チョッパが内側に赤外線
を反射する表面をそなえた反射管の配列体を有する、前
記画像作成装置。

（14） 第11項において、前記反射管の前記配列体は隣
接する反射管が蜂の巣パターンに配列した配列体であ
る、前記画像作成装置。

（15） 第11項において、前記反射管の前記配列体が２
重螺旋形状を有する、前記画像作成装置。

（16） 第11項において、前記反射管配列体の運動を同
期させるための装置を前記電子装置がさらに有する、前
記画像作成装置。

（17） 内側に赤外線を反射する表面を有する反射管の
配列体と、 赤外線検出器の前で前記反射管配列体を運動させるた
めの運動装置と、 を有する、赤外線検出器をそなえた赤外線画像装置と共
に用いられるチョッパ。

（18） 第11項および第17項において、前記反射管配列
体が蜂の巣形パターンを有する、前記装置。

（19） 第17項において、前記反射管配列体が前縁部を
有し、かつ、前記検出器が前記前縁部によって逐次に被
覆されるように前記運動装置が前記反射管配列体を前記
検出器に対して運動される、前記装置。

（20） 第19項において、前記前縁部が湾曲しており、
かつ、前記運動装置が前記反射管配列体を回転運動させ
る、前記装置。

（21） 第11項および第17項において、前記反射管配列
体が螺旋形状を有している、前記装置。

（22） 第17項において、前記反射管のおのおのの直径
が前記反射管配列体に入射する赤外線ビームの直の４分
の１以下である、前記装置。

（23） 赤外線画像装置において、観察されている視野
の中の対象物体から放射された赤外線を攪乱するのに、
チョッパが用いられる。この攪乱された赤外線が赤外線
検出器で検出され、そして視野の中の対象物体から放射
される均一な平均放射強度を表す基準信号がえられる。
視野内の対象物体から放射される攪乱されていない赤外
線を示す信号からこの基準信号が減算され、それによ
り、放射強度の差だけを表す信号がえられる。この信号
は増幅を行うのに最適の信号である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による赤外線画像装置の各部品のブロッ
ク線図、第２図は本発明と共に用いることができる、反
射管の配列体を透過する赤外線の攪乱を示した図、第3a
図から第3c図までの図面は、それぞれ、バイアスされた
信号の図、攪乱を受けた赤外線による信号の図、および
バイアスされていない信号の図、第４図は本発明に従っ
てフレーム・チョッパと走査形検出器とを用いた赤外線
画像装置の部分図、第５図は本発明の単一螺旋形実施例
の正面図であって、検出器に入射する赤外線ビームの中
でこの装置が回転することにより検出器に入射する赤外
線の攪乱が行なわれ、第６図は第５図の実施例の側面
図、第７図は本発明によるシーケンシャル・チョッパと
凝視形検出器とを用いた赤外線画像装置の部分図、第８
図は第５図の実施例を２重螺旋に変更した変更実施例の
正面図。 ［符号の説明］ 12……光学装置 13……チョッパ 14……検出器 15……電子装置 16……表示装置 22……反射管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｖ 5/335 7/18 Ｎ 7/18 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｄ Ｋ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 5/30 - 5/335

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】視野内の対象物体の放射強度を表すバイア
   スされた信号をうるために視野内の前記対象物体から放
   射される赤外線を検出する段階と、 視野内の前記対象物体から放射される赤外線を攪乱する
   段階と、 視野内の前記対象物体の均一な平均放射強度を表す基準
   信号をうるために前記攪乱された赤外線を検出する段階
   と、 視野内の前記対象物体によって放射される放射強度差を
   表すバイアスされていない信号をうるために前記バイア
   スされた信号から前記基準信号を減算する段階と、 前記バイアスされていない信号に応答して発生した画像
   を表示する段階と、 を有する、赤外線画像装置を用いて視野内の物体の画像
   の作成法。
2. 【請求項２】視野内の対象物体から放射された赤外線を
   赤外線検出器の上に結像させるための光学装置と、 視野内の前記対象物体から放射された赤外線を攪乱する
   ためのチョッパと、 視野内の前記対象物体の放射強度を表すバイアスされた
   信号をうるために第１時刻に前記攪乱された赤外線を検
   出し、かつ、前記チョッパの出力に応答して基準信号を
   うるために第２時刻に前記攪乱された赤外線を検出する
   検出器と、 前記信号を受け取り、かつ、視野内の前記対象物体から
   放射される放射強度の差を表すバイアスされていない信
   号をうるために前記バイアスされた信号から前記基準信
   号を減算する電子装置と、 前記バイアスされていない信号に応答して発生した画像
   を表示する表示装置と、 を有する、赤外線画像装置を用いて視野内の対象物体の
   画像の作成装置。