JP3011211B1 - Infrared imaging method and infrared imaging device - Google Patents
Infrared imaging method and infrared imaging deviceInfo
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Abstract
【要約】
【課題】 本発明は、背景放射を撮像することなく且つ
赤外線干渉フィルターを交換可能な、赤外線撮像方法及
び赤外線撮像装置を提供する点にある。
【解決手段】 符号1が赤外線レーザで、可視化しよう
とするガスの共鳴吸収波長に合わせた波長で発振させて
いる。同符号2は、照射光学系で照射域にレーザ光を均
一にして照射するための光学系である。同符号3は撮像
カメラの結像レンズで、赤外域のカメラレンズである。
同符号8は、低温源である。温度は、なるべく低いこと
が望ましいが、経済性を考慮して、本実施の形態におい
ては液体窒素の温度としている。An object of the present invention is to provide an infrared imaging method and an infrared imaging apparatus capable of replacing an infrared interference filter without imaging background radiation. SOLUTION: Reference numeral 1 denotes an infrared laser which oscillates at a wavelength corresponding to a resonance absorption wavelength of a gas to be visualized. Reference numeral 2 denotes an optical system for uniformly irradiating the irradiation area with a laser beam by an irradiation optical system. Reference numeral 3 denotes an imaging lens of an imaging camera, which is a camera lens in an infrared region.
Reference numeral 8 is a low temperature source. The temperature is desirably as low as possible. However, in consideration of economy, in the present embodiment, the temperature is the temperature of liquid nitrogen.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、特に赤外線レーザ
と2次元固体赤外線撮像素子による赤外線カメラを用い
てレーザ光の反射強度を撮像する、赤外線撮像方法及び
赤外線撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared imaging method and an infrared imaging apparatus for imaging the reflection intensity of laser light using an infrared camera using an infrared laser and a two-dimensional solid-state infrared imaging device.
【0002】[0002]
【従来の技術】2次元固体撮像素子は画素数(例えば2
56x256画素)だけのホトダイオードを2次元に配
列し、電子的に内部スキャンすることにより時系列の赤
外映像信号を出力でき、従来の機械走査方式の赤外線撮
影装置性能を飛躍的に向上させた。赤外線レーザと組み
合わせ、レーザビームを均一に目標に照射し、その反射
をこのようなカメラで撮像すればその反射光の空間分布
が測定できる。レーザ光の波長を特定のガスの吸収波長
に合わせて照射すれば、目には見えないガスの存在を可
視化する事も可能になる(メタンガス、プロパンガス等
には赤外線3ミクロン帯で強い吸収バンドが存在する。
この吸収波長に厳密に一致させたレーザとこの波長域の
赤外線撮像素子を組み合わせると高感度のガス可視化装
置が実現できる)。2. Description of the Related Art A two-dimensional solid-state image sensor has a pixel number (for example,
Photodiodes of only 56 × 256 pixels) are two-dimensionally arranged, and a time-series infrared video signal can be output by electronically scanning internally, thereby dramatically improving the performance of a conventional mechanical scanning type infrared imaging apparatus. If the target is uniformly irradiated with a laser beam in combination with an infrared laser and its reflection is imaged by such a camera, the spatial distribution of the reflected light can be measured. By irradiating the wavelength of the laser light according to the absorption wavelength of a specific gas, it becomes possible to visualize the presence of invisible gas (for methane gas, propane gas, etc., a strong absorption band in the infrared 3 micron band) Exists.
A high-sensitivity gas visualization device can be realized by combining a laser strictly matched with the absorption wavelength with an infrared imaging device in this wavelength range).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし従来このような
目的に2次元固体撮像素子を利用する場合、その性能を
向上するにはレーザ以外の被写体からの強い背景放射を
除去しなければならない。レーザ光は狭いスペクトル幅
なので狭帯域光学赤外線干渉フィルターを付加すれば解
決できる。ところが、熱赤外線域ではたとえ赤外線干渉
フィルターを使っても赤外線干渉フィルター自体が常温
にあると、赤外線干渉フィルターからの背景放射が生じ
てしまう。すなわち、レーザ光だけを撮像するために
は、狭帯域の赤外線干渉フィルターを用いればよいが、
その透過波長以外の波長域では可視光のように背景光を
完全にブロックできない。透過波長以外は赤外線干渉フ
ィルターはミラーのように振る舞うが、その反射方向に
常温物体があるとそれからの放射を拾ってしまうからで
ある。However, conventionally, when a two-dimensional solid-state imaging device is used for such a purpose, in order to improve its performance, strong background radiation from an object other than a laser must be removed. Since the laser light has a narrow spectral width, it can be solved by adding a narrow band optical infrared interference filter. However, in the thermal infrared region, even if an infrared interference filter is used, if the infrared interference filter itself is at room temperature, background radiation from the infrared interference filter will occur. That is, in order to image only the laser beam, a narrow band infrared interference filter may be used,
In a wavelength region other than the transmission wavelength, background light such as visible light cannot be completely blocked. Other than the transmission wavelength, the infrared interference filter behaves like a mirror, but if there is a room-temperature object in the reflection direction, it will pick up radiation from it.
【0004】赤外線干渉フィルターを有効に働かせるた
めには赤外線干渉フィルターを撮像素子の収納されてい
る冷却デュワーの中に取り付けることも考えられる。し
かし、この方法は赤外線干渉フィルターの交換が不可能
となるという問題点があった。In order to make the infrared interference filter work effectively, it is conceivable to mount the infrared interference filter in a cooling dewar in which the image pickup device is housed. However, this method has a problem that the infrared interference filter cannot be replaced.
【0005】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、背景放射を撮像す
ることなく且つ赤外線干渉フィルターを交換可能な、赤
外線撮像方法及び赤外線撮像装置を提供する点にある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an infrared imaging method and an infrared imaging apparatus capable of replacing an infrared interference filter without imaging background radiation. The point is to provide.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべく以下に掲げる構成とした。請求項1記載の発明の
要旨は、赤外域の赤外線干渉フィルターを用いた赤外線
撮像素子による赤外線撮影方法であって、赤外線干渉フ
ィルターにより透過波長域を、前記赤外線撮像素子への
入射信号として透過させ、前記赤外線干渉フィルター前
記赤外線撮像素子側に設置した、前記赤外線干渉フィル
ターに反射する非透過波長域に属する光を放射する低温
体からの放射光を、前記赤外線フィルターにより前記赤
外線撮像素子に反射するように、前記赤外線フィルター
に反射させることを特徴とする赤外線撮像方法に存す
る。請求項2記載の発明の要旨は、前記低温体は、冷却
されている前記赤外線撮像素子であることを特徴とする
請求項1記載の赤外線撮像方法に存する。請求項3記載
の発明の要旨は、前記低温体は、冷却されている前記赤
外線撮像素子を格納するコールドシールドであることを
特徴とする請求項1記載の赤外線撮像方法に存する。請
求項4記載の発明の要旨は、赤外域の赤外線干渉フィル
ターを用いた赤外線撮像素子による赤外線撮影装置であ
って、透過波長域を入射信号として前記赤外線撮像素子
側に透過させ、非透過波長域を反射させる赤外線フィル
ターと、該赤外線フィルターの前記赤外線撮像素子側に
設置された、前記非透過波長域に属する光を放射する低
温体と、該低温体からの放射光を前記赤外線フィルター
が前記赤外線撮像素子に反射するように設置された反射
ミラーとを備えたことを特徴とする赤外線撮像装置に存
する。請求項5記載の発明の要旨は、赤外域の赤外線干
渉フィルターを用いた赤外線撮像素子による赤外線撮影
装置であって、透過波長域を入射信号として前記赤外線
撮像素子側に透過させ、非透過波長域を反射させる赤外
線フィルターを備え、該赤外線フィルターは、前記赤外
線撮像素子からの入力光を、前記赤外線撮像素子に反射
するように球殻状に形成されていることを特徴とした赤
外線撮像装置に存する。請求項6記載の発明の要旨は、
赤外域の赤外線干渉フィルターを用いた赤外線撮像素子
による赤外線撮影装置であって、透過波長域を入射信号
として前記赤外線撮像素子側に透過させ、非透過波長域
を反射させる複数の赤外線フィルターと、該赤外線フィ
ルターの前記赤外線撮像素子側に設置された、前記非透
過波長域に属する光を放射する低温体と、該低温体から
の放射光を前記赤外線フィルターが前記赤外線撮像素子
に反射するように設置された反射ミラーとを備え、前記
複数の赤外線フィルターは、互いターレットにより、該
ターレットの軸方向周りに回動可能に接続されているこ
とを特徴とする赤外線撮像装置に存する。請求項7記載
の発明の要旨は、前記赤外線撮像素子の前後に、透過波
長光を平行に透過させるレンズが配置されていることを
特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の赤外線撮
像装置に存する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has the following arrangement to solve the above-mentioned problems. The gist of the invention according to claim 1 is an infrared imaging method using an infrared imaging device using an infrared interference filter in an infrared region, wherein a transmission wavelength range is transmitted as an incident signal to the infrared imaging device by the infrared interference filter. The infrared interference filter, which is provided on the infrared imaging element side, reflects light emitted from a low-temperature body that emits light belonging to a non-transmitting wavelength range reflected by the infrared interference filter, to the infrared imaging element by the infrared filter. As described above, there is provided an infrared imaging method characterized in that the light is reflected by the infrared filter. The gist of the invention according to claim 2 resides in the infrared imaging method according to claim 1, wherein the low-temperature body is the cooled infrared imaging element. The gist of the invention according to claim 3 resides in the infrared imaging method according to claim 1, wherein the low-temperature body is a cold shield that stores the cooled infrared imaging element. The gist of the invention according to claim 4 is an infrared imaging apparatus using an infrared imaging device using an infrared interference filter in an infrared region, wherein a transmission wavelength range is transmitted as an incident signal to the infrared imaging device side, and a non-transmission wavelength range is transmitted. An infrared filter that reflects light, a low-temperature body that is provided on the infrared image sensor side of the infrared filter and emits light belonging to the non-transmitting wavelength range, and the infrared filter emits light from the low-temperature body by the infrared light. And a reflection mirror provided so as to reflect the light to the imaging element. The gist of the invention according to claim 5 is an infrared imaging apparatus using an infrared imaging device using an infrared interference filter in an infrared region, wherein a transmission wavelength range is transmitted as an incident signal to the infrared imaging device side, and a non-transmission wavelength range is transmitted. An infrared filter that reflects the input light from the infrared imaging element, and the infrared filter is formed in a spherical shell shape so as to reflect the input light from the infrared imaging element to the infrared imaging element. . The gist of claim 6 is as follows.
An infrared imaging apparatus using an infrared imaging device using an infrared interference filter in the infrared region, a plurality of infrared filters that transmit a transmission wavelength range as an incident signal to the infrared imaging device side and reflect a non-transmission wavelength range, A low-temperature body that emits light belonging to the non-transmitting wavelength region, which is provided on the infrared imaging element side of the infrared filter, and is installed such that the infrared filter reflects light emitted from the low-temperature body to the infrared imaging element. And a plurality of reflection mirrors, wherein the plurality of infrared filters are connected to each other by a turret so as to be rotatable around the axial direction of the turret. The gist of the invention according to claim 7 is that an infrared imaging device according to any one of claims 4 to 6, wherein a lens that transmits light having a transmission wavelength in parallel is disposed before and after the infrared imaging device. Exists in the device.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0008】(第1の実施の形態)第1の実施の形態に
係る赤外線撮像装置の概念図を図1に示す。図1におい
て、符号1が赤外線レーザで、可視化しようとするガス
の共鳴吸収波長に合わせた波長で発振させている。(First Embodiment) FIG. 1 shows a conceptual diagram of an infrared imaging apparatus according to a first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an infrared laser which oscillates at a wavelength corresponding to the resonance absorption wavelength of the gas to be visualized.
【0009】同符号2は、照射光学系で照射域にレーザ
光を均一にして照射するための光学系である。Reference numeral 2 denotes an optical system for uniformly irradiating an irradiation area with a laser beam by an irradiation optical system.
【0010】同符号3は撮像カメラの結像レンズで、赤
外域のカメラレンズである。Reference numeral 3 denotes an imaging lens of an imaging camera, which is a camera lens in the infrared region.
【0011】同符号4は背景光を除去するための狭帯域
の赤外線干渉フィルターでその透過波長はレーザ発振波
長に一致されている。後述する全反射ミラー9により反
射された低温源8の放射光(非透過波長光)が、赤外線
干渉フィルター4で反射して赤外線撮像素子5に入力さ
れるように、赤外線撮像素子5に対して約45゜に傾け
られている。Reference numeral 4 denotes a narrow band infrared interference filter for removing background light, the transmission wavelength of which is equal to the laser oscillation wavelength. The infrared image pickup device 5 is configured such that the radiation light (non-transmitting wavelength light) of the low-temperature source 8 reflected by the total reflection mirror 9 described below is reflected by the infrared interference filter 4 and input to the infrared image pickup device 5. It is inclined at about 45 °.
【0012】同符号5は、2次元の赤外線撮像素子で2
次元の赤外線強度パターンを映像信号として時系列に読
み出すことが出来る。赤外線撮像素子2は液体窒素温度
まで冷却して使用する。Reference numeral 5 denotes a two-dimensional infrared image pickup device.
A dimensional infrared intensity pattern can be read out in time series as a video signal. The infrared imaging element 2 is used after being cooled to the temperature of liquid nitrogen.
【0013】同符号6は、冷却されたコールドシールド
である。撮像素子に不要な背景光が侵入しないように結
像レンズ3からの入射以外は遮断するために、冷却され
たコールドシールド6に赤外線撮像素子5が覆われてい
る。Reference numeral 6 denotes a cooled cold shield. In order to block unnecessary incident light from the imaging lens 3 so that unnecessary background light does not enter the imaging device, the cooled cold shield 6 is covered with the infrared imaging device 5.
【0014】同符号7は、真空容器であるデュアーであ
る。コールドシールド6がデュアー7に入れられてい
る。なお、図1は平面図であるが、赤外線撮像素子5,
コールドシールド6及びデュアー7を視認容易なよう
に、当該部分のみ斜視で描いている。Reference numeral 7 denotes a dewar as a vacuum container. A cold shield 6 is placed in the dewar 7. Although FIG. 1 is a plan view, the infrared
The cold shield 6 and the dewar 7 are drawn only in perspective so that the cold shield 6 and the dewar 7 are easily visible.
【0015】同符号8は、低温源である。温度は、なる
べく低いことが望ましいが、本実施の形態においては液
体窒素の温度としている。赤外線放射量は、絶対温度比
の4乗に比例するので、液体窒素の場合には、200k
でも(200/273)*4=0.29となり、約1/
3に減少させることができる。Reference numeral 8 denotes a low-temperature source. The temperature is desirably as low as possible, but in the present embodiment, it is the temperature of liquid nitrogen. The amount of infrared radiation is proportional to the fourth power of the absolute temperature ratio.
But (200/273) * 4 = 0.29, about 1 /
It can be reduced to 3.
【0016】なお、例えば、電子冷凍等により冷却する
こともできる(約―70゜)。It is to be noted that, for example, it can be cooled by an electronic refrigerator or the like (about -70 °).
【0017】同符号9は、全反射ミラーである。狭帯域
の赤外線干渉フィルター4が遮断波長域では全反射鏡と
して作用するので、赤外線撮像素子5から見たとき全反
射ミラー9を通って低温源8を見るようになっている。
この結果、赤外線撮像素子5には挟帯域の信号からの入
射以外の背景入射は大幅に軽減することが可能である。
なお、赤外線干渉フィルター4は45゜入射においてレ
ーザ波長に一致した透過波長を持っているものを使用す
る。Reference numeral 9 denotes a total reflection mirror. Since the narrow-band infrared interference filter 4 acts as a total reflection mirror in the cutoff wavelength region, the low-temperature source 8 is seen through the total reflection mirror 9 when viewed from the infrared imaging element 5.
As a result, background incidence other than the incidence from the narrow band signal can be significantly reduced to the infrared imaging element 5.
The infrared interference filter 4 has a transmission wavelength that matches the laser wavelength at 45 ° incidence.
【0018】斯かる赤外線撮像装置では、図2に示すよ
うに、撮像対象物からの透過波長光(実線)は赤外線干
渉フィルター4から透過し、赤外線撮像素子5に入力さ
れる。他方、全反射ミラー9により反射された低温源8
の放射光(点線)は、赤外線干渉フィルター4で反射し
て赤外線撮像素子5に入力される。したがって、赤外線
干渉フィルター4自体を撮像することは無い。なお、図
2において低温源8からの非透過波長光が透過は長孔と
重ならないように僅かにずらして描かれている。以下、
図4及び図7において同様である。In such an infrared imaging apparatus, as shown in FIG. 2, light of a transmission wavelength (solid line) from an object to be imaged passes through an infrared interference filter 4 and is input to an infrared imaging element 5. On the other hand, the low-temperature source 8 reflected by the total reflection mirror 9
(Dotted line) is reflected by the infrared interference filter 4 and input to the infrared imaging element 5. Therefore, the infrared interference filter 4 itself is not imaged. In FIG. 2, the non-transmitting wavelength light from the low-temperature source 8 is drawn slightly shifted so that the transmission does not overlap with the long hole. Less than,
4 and 7 are the same.
【0019】第1の実施の形態に係る赤外線撮影装置は
上記の如く構成されているので、以下に掲げる効果を奏
する。Since the infrared imaging apparatus according to the first embodiment is configured as described above, the following effects can be obtained.
【0020】赤外線干渉フィルター4自体は常温である
が、低温源8からの放射光により赤外線干渉フィルター
4からの放射は、十分に小さい。すなわち、常温の干渉
フィルター4を赤外線で見た時、非透過波長での放射
は、Although the infrared interference filter 4 itself is at room temperature, the radiation from the infrared interference filter 4 due to the radiation from the low-temperature source 8 is sufficiently small. That is, when the room-temperature interference filter 4 is viewed with infrared light, the radiation at the non-transmission wavelength is:
【0021】[0021]
【数1】 (Equation 1)
【0022】となる。## EQU1 ##
【0023】[0023]
【数2】 (Equation 2)
【0024】とすると、干渉フィルター4は鏡面仕上げ
されている為、Then, since the interference filter 4 is mirror-finished,
【0025】[0025]
【数3】 (Equation 3)
【0026】と考えられる。したがって、赤外線干渉フ
ィルター4による放射は極めて小さく、撮像への影響を
極めて小さくすることができる。It is considered that: Therefore, the radiation by the infrared interference filter 4 is extremely small, and the influence on the imaging can be extremely reduced.
【0027】また、デュアー7内に赤外線干渉フィルタ
ー4が無いので、赤外線干渉フィルター4の交換を容易
に行うことができる。Since there is no infrared interference filter 4 in the dewar 7, the infrared interference filter 4 can be easily replaced.
【0028】また、図9に示す如く、赤外線干渉フィル
ター4の前後にレンズ3’,3’を配置させて、赤外線
干渉フィルター4の透過光を平行にすることができる。
斯かる場合には、赤外線干渉フィルター4に平行光束に
して信号光を入射させて十分狭帯域の赤外線干渉フィル
ター4として使用することが出来る。Further, as shown in FIG. 9, lenses 3 'and 3' are disposed before and after the infrared interference filter 4, so that light transmitted through the infrared interference filter 4 can be made parallel.
In such a case, the signal light is made incident on the infrared interference filter 4 as a parallel light beam, and can be used as the infrared interference filter 4 having a sufficiently narrow band.
【0029】また、従来コールド赤外線干渉フィルター
4として用いるためにコールドシールド6の入り口に取
り付ける事も行われている。ところが、赤外線撮像素子
5の直前に設置すると、赤外線が円錐状に広がり、平行
光として入射できないため、その透過幅も十分狭くでき
ないという問題点があった。しかし、本実施の形態によ
れば、赤外線撮像素子5の直前ではないので、赤外線干
渉フィルター4の前後に結像レンズ3を配置させること
ができ、斯かる場合には、上記のごとく平行光として入
射させることができ、透過幅を小さくすることができ
る。Conventionally, the cold shield 6 is attached to the entrance of the cold shield 6 for use as the cold infrared interference filter 4. However, if it is installed immediately before the infrared imaging element 5, the infrared rays spread in a conical shape and cannot enter as parallel light, so that there is a problem that the transmission width cannot be sufficiently narrowed. However, according to the present embodiment, since it is not immediately before the infrared imaging element 5, the imaging lens 3 can be arranged before and after the infrared interference filter 4, and in such a case, as the parallel light as described above, Light can be incident, and the transmission width can be reduced.
【0030】また、背景光をカットして、検出できるの
で、ダイナミックレンジが拡大し、結果として感度を向
上させることができる。Further, since the background light can be cut and detected, the dynamic range can be expanded, and as a result, the sensitivity can be improved.
【0031】(第2の実施の形態)第2の実施の形態に
係る赤外線撮像装置では、図3に示すように、狭帯域赤
外線干渉フィルター14が球殻面に作られている。赤外
線干渉フィルター14では、その透過波長は、通常のフ
ィルターと同様に赤外線撮像素子15まで透過される。
透過波長以外では、赤外線撮像素子5は冷却されている
自分自身を見るように配置されている。しかし、赤外線
撮像素子5は冷却されているので検知(撮像)されな
い。すなわち、第1の実施の形態に係る低温源8が赤外
線撮像素子5自身になっている。(Second Embodiment) In the infrared imaging apparatus according to the second embodiment, as shown in FIG. 3, a narrow-band infrared interference filter 14 is formed on a spherical shell surface. The transmission wavelength of the infrared interference filter 14 is transmitted to the infrared imaging device 15 in the same manner as a normal filter.
Except for the transmission wavelength, the infrared imaging element 5 is arranged so as to see itself cooled. However, the infrared imaging element 5 is not detected (imaged) because it is cooled. That is, the low-temperature source 8 according to the first embodiment is the infrared imaging element 5 itself.
【0032】斯かる赤外線撮像装置によれば、図4に示
すように、透過放射光は赤外線フィルター14を透過
し、赤外線撮像素子15に入力される。赤外線撮像素子
15自身からの放射光(非透過波長光)は赤外線干渉フ
ィルター14で反射し、再び赤外線撮像素子15に入力
される。したがって、斯かる赤外線撮像装置によれば、
冷却された赤外線撮像素子15自身を見るので、第1の
実施の形態のごとく別途に低温源8および全反射ミラー
9を設けなくとも第1の実施の形態に係る撮像装置と同
様の効果を得ることができる。According to such an infrared imaging apparatus, as shown in FIG. 4, the transmitted radiation passes through the infrared filter 14 and is input to the infrared imaging element 15. Radiation light (non-transmitting wavelength light) from the infrared imaging element 15 itself is reflected by the infrared interference filter 14 and is input to the infrared imaging element 15 again. Therefore, according to such an infrared imaging device,
Since the cooled infrared imaging device 15 itself is viewed, the same effect as the imaging device according to the first embodiment can be obtained without separately providing the low-temperature source 8 and the total reflection mirror 9 as in the first embodiment. be able to.
【0033】(第3の実施の形態)第3の実施の形態に
係る赤外線撮像装置では、図5に示すように、狭帯域の
赤外線干渉フィルター24が回転するターレットTに取
り付けられている。ターレットTは、図6が描かれた紙
面と平行な面内において回動可能となっている。反対位
置には、赤外線干渉フィルター34が取り付けられてい
る。赤外線干渉フィルター34は、赤外線干渉フィルタ
ー24と帯域が異なっている。(Third Embodiment) In an infrared imaging apparatus according to a third embodiment, as shown in FIG. 5, a narrow band infrared interference filter 24 is attached to a rotating turret T. The turret T is rotatable in a plane parallel to the plane of FIG. At the opposite position, an infrared interference filter 34 is attached. The band width of the infrared interference filter 34 is different from that of the infrared interference filter 24.
【0034】斯かる赤外線撮像装置では、図7に示すよ
うに、透過放射光は赤外線フィルター24を透過し、赤
外線撮像素子25に入力される。コールドシールド6か
らの放射光(非透過波長光)は赤外線干渉フィルター2
4で反射し、再び赤外線撮像素子25に入力される。第
3の実施の形態に係る赤外線撮像装置によれば、第1の
実施の形態に係る赤外線撮像装置が奏する効果の他に、
以下に掲げる効果を奏する。すなわち、第1の実施の形
態に係る低温源8がコールドシールド6自身になってい
る。In such an infrared imaging device, as shown in FIG. 7, transmitted radiation passes through an infrared filter 24 and is input to an infrared imaging device 25. Radiation light (non-transmitting wavelength light) from the cold shield 6 is transmitted to the infrared interference filter 2.
The light is reflected at 4 and is again input to the infrared imaging device 25. According to the infrared imaging device according to the third embodiment, in addition to the effects of the infrared imaging device according to the first embodiment,
The following effects are achieved. That is, the low-temperature source 8 according to the first embodiment is the cold shield 6 itself.
【0035】斯かる赤外線撮影装置によれば、ターレッ
トTを回転させるだけで、赤外線干渉フィルターの交換
を容易に行うことができる。According to such an infrared imaging apparatus, the exchange of the infrared interference filter can be easily performed only by rotating the turret T.
【0036】このターレットTを2次元赤外線撮像素子
25のフレームレートに同期して回転させることによ
り、狭帯域撮像と、通常の赤外線撮像を交互に行うこと
が出来る。この方法は異なる赤外線干渉フィルターを複
数枚取り付けて複数のガスの撮像を連続的に可視化する
場合にも応用できる。また、帯域の異なるフィルターを
用いることにより差分吸収法にも適用することができ
る。差分吸収の為には、共鳴吸収の波長の干渉フィルタ
ーと、それに近い吸収のない干渉フィルターの2枚を使
って、その画像の差から正しく吸収効果がでるようにし
ておけばよい。By rotating the turret T in synchronization with the frame rate of the two-dimensional infrared imaging device 25, narrow-band imaging and normal infrared imaging can be alternately performed. This method can also be applied to a case where a plurality of different infrared interference filters are attached to continuously visualize the images of a plurality of gases. In addition, the present invention can be applied to the differential absorption method by using filters having different bands. In order to perform differential absorption, an interference filter having a wavelength of resonance absorption and an interference filter having no absorption near the resonance filter may be used so that an absorption effect can be correctly obtained from a difference between images.
【0037】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、本発明を適用する上で好適な赤外線撮像装置に適用
することができる。Note that the present invention is not limited to the above embodiment, but can be applied to an infrared imaging apparatus suitable for applying the present invention.
【0038】また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。例えば、図
8に示すように赤外線フィルターを3枚等、本発明を実
施する上で好適な枚数にすることができる。Further, the number, position, shape, etc. of the above-mentioned constituent members are not limited to the above-mentioned embodiment, but can be set to a suitable number, position, shape, etc. for carrying out the present invention. For example, as shown in FIG. 8, the number of infrared filters can be set to a number suitable for carrying out the present invention, such as three.
【0039】なお、各図において、下一桁が同一の符号
(1,11,21等)は同一構成要素を示す。In each of the drawings, the same reference numerals (1, 11, 21, etc.) indicate the same constituent elements.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に掲げる効果を奏する。赤外線干渉フィルター
自体は常温であるが、低温源により赤外線干渉フィルタ
ーを撮像することはない。また、デュアー内に赤外線干
渉フィルターが無いので、赤外線干渉フィルターの交換
を容易に行うことができる。Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. The infrared interference filter itself is at room temperature, but the low-temperature source does not image the infrared interference filter. In addition, since there is no infrared interference filter in the dewar, the infrared interference filter can be easily replaced.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る赤外線撮像装
置の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of an infrared imaging device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す赤外線撮像装置の作用を示す概念図
である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing the operation of the infrared imaging device shown in FIG.
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る赤外線撮像装
置の概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of an infrared imaging device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】図3に示す赤外線撮像装置の作用を示す概念図
である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing the operation of the infrared imaging device shown in FIG.
【図5】本発明の第3の実施の形態に係る赤外線撮像装
置の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of an infrared imaging device according to a third embodiment of the present invention.
【図6】図5に示すターレットに固定された赤外線干渉
フィルターの正面図である。FIG. 6 is a front view of the infrared interference filter fixed to the turret shown in FIG.
【図7】図5に示す赤外線撮像装置の作用を示す概念図
である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing the operation of the infrared imaging device shown in FIG.
【図8】図6に示すターレットの変形例を示す正面図で
ある。FIG. 8 is a front view showing a modified example of the turret shown in FIG. 6;
【図9】本発明の他の実施の形態に係る赤外線撮像装置
の概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram of an infrared imaging device according to another embodiment of the present invention.
1,11,21 赤外線レーザー 2,12,22 照射光学系 3,13,23 結像レンズ 3’ レンズ 4,14,24 赤外線干渉フィルター 5,15,25 赤外線撮像素子 6,16,26 コールドシールド 7,17,27 デュアー 8 低温源 9,29 全反射ミラー 34 赤外線干渉フィルター T ターレット 1,11,21 Infrared laser 2,12,22 Irradiation optical system 3,13,23 Imaging lens 3 'lens 4,14,24 Infrared interference filter 5,15,25 Infrared imaging device 6,16,26 Cold shield 7 , 17,27 Dewar 8 Low temperature source 9,29 Total reflection mirror 34 Infrared interference filter T Turret
Claims (7)
赤外線撮像素子による赤外線撮影方法であって、赤外線
干渉フィルターにより透過波長域を、前記赤外線撮像素
子への入射信号として透過させ、前記赤外線干渉フィル
ター前記赤外線撮像素子側に設置した、前記赤外線干渉
フィルターに反射する非透過波長域に属する光を放射す
る低温体からの放射光を、前記赤外線フィルターにより
前記赤外線撮像素子に反射するように、前記赤外線フィ
ルターに反射させることを特徴とする赤外線撮像方法。1. An infrared imaging method using an infrared imaging device using an infrared interference filter in an infrared region, wherein a transmission wavelength range is transmitted by an infrared interference filter as an incident signal to the infrared imaging device, and the infrared interference filter The infrared light is emitted from a low-temperature body that emits light belonging to a non-transmitting wavelength range that is reflected on the infrared interference filter and is reflected on the infrared image sensor by the infrared filter. An infrared imaging method comprising reflecting light from a filter.
線撮像素子であることを特徴とする請求項1記載の赤外
線撮像方法。2. The infrared imaging method according to claim 1, wherein the low-temperature body is the cooled infrared imaging device.
線撮像素子を格納するコールドシールドであることを特
徴とする請求項1記載の赤外線撮像方法。3. The infrared imaging method according to claim 1, wherein the low-temperature body is a cold shield that stores the cooled infrared imaging device.
赤外線撮像素子による赤外線撮影装置であって、透過波
長域を入射信号として前記赤外線撮像素子側に透過さ
せ、非透過波長域を反射させる赤外線フィルターと、該
赤外線フィルターの前記赤外線撮像素子側に設置され
た、前記非透過波長域に属する光を放射する低温体と、
該低温体からの放射光を前記赤外線フィルターが前記赤
外線撮像素子に反射するように設置された反射ミラーと
を備えたことを特徴とする赤外線撮像装置。4. An infrared imaging apparatus using an infrared imaging device using an infrared interference filter in an infrared region, the infrared filter transmitting a transmission wavelength range as an incident signal to the infrared imaging device side and reflecting a non-transmission wavelength range. And, a low-temperature body that emits light belonging to the non-transmitting wavelength range, which is provided on the infrared imaging element side of the infrared filter,
A reflection mirror provided so that the infrared filter reflects the radiation light from the low-temperature body to the infrared imaging element.
赤外線撮像素子による赤外線撮影装置であって、透過波
長域を入射信号として前記赤外線撮像素子側に透過さ
せ、非透過波長域を反射させる赤外線フィルターを備
え、該赤外線フィルターは、前記赤外線撮像素子からの
入力光を、前記赤外線撮像素子に反射するように球殻状
に形成されていることを特徴とした赤外線撮像装置。5. An infrared imaging apparatus using an infrared imaging device using an infrared interference filter in an infrared region, the infrared filter transmitting a transmission wavelength range as an incident signal to the infrared imaging device side and reflecting a non-transmission wavelength range. And an infrared imaging device, wherein the infrared filter is formed in a spherical shell shape so as to reflect input light from the infrared imaging device to the infrared imaging device.
赤外線撮像素子による赤外線撮影装置であって、透過波
長域を入射信号として前記赤外線撮像素子側に透過さ
せ、非透過波長域を反射させる複数の赤外線フィルター
と、該赤外線フィルターの前記赤外線撮像素子側に設置
された、前記非透過波長域に属する光を放射する低温体
と、該低温体からの放射光を前記赤外線フィルターが前
記赤外線撮像素子に反射するように設置された反射ミラ
ーとを備え、前記複数の赤外線フィルターは、互いター
レットにより、該ターレットの軸方向周りに回動可能に
接続されていることを特徴とする赤外線撮像装置。6. An infrared imaging apparatus using an infrared imaging device using an infrared interference filter in an infrared region, wherein a plurality of transmission devices transmit a transmission wavelength region as an incident signal to the infrared imaging device and reflect a non-transmission wavelength region. An infrared filter, a low-temperature body that is provided on the infrared imaging element side of the infrared filter and emits light belonging to the non-transmitting wavelength range, and the infrared filter emits light from the low-temperature body to the infrared imaging element. An infrared imaging device, comprising: a reflection mirror installed so as to reflect the light; and wherein the plurality of infrared filters are mutually connected by a turret so as to be rotatable around an axial direction of the turret.
光を平行に透過させるレンズが配置されていることを特
徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の赤外線撮像
装置。7. The infrared imaging device according to claim 4, wherein a lens that transmits light having a transmission wavelength in parallel is disposed before and after the infrared imaging device.
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Cited By (2)
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- 1998-11-11 JP JP10335050A patent/JP3011211B1/en not_active Expired - Lifetime
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CN104036226B (en) * | 2013-03-04 | 2017-06-27 | 联想(北京)有限公司 | A kind of object information acquisition method and electronic equipment |
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