JP3900957B2 - 赤外線カメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、赤外線カメラに関し、特に、反射光を低減させる機能を備えた赤外線カメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の前方等に設置され、赤外線レンズと赤外線撮像機とを備えた赤外線カメラにおいて、通常、赤外光を結像させる赤外線レンズの表面が可視光を反射するため、対向車のヘッドライト等の光が対向車運転者側を眩惑し、事故の原因となる恐れがあった。
【０００３】
図４は、従来の赤外線カメラを示す概要図である。図４において、１は赤外線レンズ、２は赤外線撮像機、３は不要光を遮蔽するためのハニカム構造をしたハニカムフード、４は光軸と平行な入射光、５は入射してくる入射可視光である。この従来例では、赤外線レンズ１の前方に、ハニカムフード３を設けることにより、可視光５の反射を低減させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の技術では、光軸と平行な入射光４の内、入射可視光の反射を防ぐことはできず、結果として、対向者運転者へ与える眩惑対策には不十分である課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、入射可視光の反射の低減能力に優れた赤外線カメラを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る赤外線カメラは、赤外線レンズと、赤外線レンズから入射される赤外線を信号処理する赤外線撮像機とを備えた赤外線カメラにおいて、赤外線レンズの光入射側前方に内空で円筒形状または角筒形状であるフードを設け、フードの一端から他端に至る最大長さをＬ、フードの内径をＤとし、フード内に、赤外線レンズの光軸中心に対して傾斜角θ成る角度を有し、赤外光を透過し可視光を不透過とする窓を内在させたフードにおいて、Ｌ≧Ｄ（tanθ＋cotθ）なる関係を備えたものである。
【０００７】
第２の発明に係る赤外線カメラは、第１の発明において、窓の材質が、Ge、Si、カルコゲナイドガラス、ZnS、MgF2、GaAs、またはポリエチレン等の高分子材料のいずれかとしたものである。
【０００８】
第３の発明に係る赤外線カメラは、第１または第２の発明において、窓の形状が所定の曲面を有するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１による赤外線カメラを説明するための図である。図において、１は赤外線レンズ、２は赤外線撮像機、６は円筒状あるいは角筒状のフード、７は入射してくる入射赤外光、８は入射可視光５に基づく反射可視光、９は赤外光は透過し、可視光は不透過となる材質から成る平面状の窓である。
【００１２】
赤外線レンズ１と赤外線撮像機２とを備えた赤外線カメラにおいて、フード６の中で、窓９を傾斜させて配置するが、この窓９は、赤外光は透過し、可視光は不透過となる材質で成り、表裏両面が同一形状である。
すなわち、入射赤外光７は窓を透過するが、入射可視光５は窓９で反射する。この反射可視光８は、フード６で遮蔽されるため、外部から観測されない。
【００１３】
さて、図１において、窓９が平板の場合、反射可視光８が外部から完全に観測されないようにするためには、以下の関係が必要である。
Ｌ≧Ｄ（tanθ＋cotθ）
Ｌ ：フード先端から赤外線レンズ先端の最大長さ
Ｄ ：フード内側長
θ ：窓傾斜角
【００１４】
この実施の形態によれば、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００１５】
実施の形態２．
この発明を実施するための実施の形態２による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をGeとしたものである。
【００１６】
この実施の形態によれば、窓９の材質をGeとしたことにより、波長２μｍ〜１２μｍほどの広い波長で使用可能であり、入手も比較的容易である。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００１７】
実施の形態３．
この発明を実施するための実施の形態３による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をSi としたものである。
【００１８】
この実施の形態によれば、窓９の材質をSi としたことにより、波長１．２μｍ〜６μｍほどの広い波長で使用可能であり、入手も比較的容易である。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００１９】
実施の形態４．
この発明を実施するための実施の形態４による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をカルコゲナイドガラスとしたものである。
【００２０】
この実施の形態によれば、窓９の材質をカルコゲナイドガラスとしたことにより、波長２μｍ〜１２μｍほどの広い波長で使用可能であり、実施の形態２に比べて、比較的低コストで実現できる。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００２１】
実施の形態５．
この発明を実施するための実施の形態５による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をZnSとしたものである。
【００２２】
この実施の形態によれば、窓９の材質をZnSとしたことにより、波長２μｍ〜１２μｍほどの広い波長で使用可能であり、実施の形態２に比べて、カメラの径を大きくでき大型化も可能である。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００２３】
実施の形態６．
この発明を実施するための実施の形態６による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をMgF2としたものである。
【００２４】
この実施の形態によれば、窓９の材質をMgF2としたことにより、波長３μｍ〜５μｍほどの広い波長で使用可能であり、屈折率が低いため、無反射コーティングの不要となり、低コスト化が図れる。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００２５】
実施の形態７．
この発明を実施するための実施の形態７による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をGaAs としたものである。
【００２６】
この実施の形態によれば、窓９の材質をGaAs としたことにより、波２μｍ〜１２μｍほどの広い波長で使用可能であり、実施の形態２に比べて、比較的低コストで実現できる。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００２７】
実施の形態８．
この発明を実施するための実施の形態８による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をポリエチレン等の高分子材料としたものである。
【００２８】
この実施の形態によれば、窓９の材質をポリエチレン等の高分子材料としたことにより、広い波長で使用可能であり、実施の形態２から実施の形態７に比べて、透過率が若干劣るが、極めて低コストで実現できる。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００２９】
実施の形態９．
図2は、この発明を実施するための実施の形態９による赤外線カメラを説明するための図である。図２において、図１と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであるので、説明は省略する。１０は赤外光は透過し、可視光は不透過となる材質から成る曲面状の窓である。
【００３０】
この実施の形態９は、実施の形態１から実施の形態８において、窓９を曲面状化したものである。
【００３１】
この実施の形態により、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できると共に、フードの全長を短くすることができ、低コストが図れ、小型化が可能となる。
【００３２】
実施の形態１０．
図３は、この発明を実施するための実施の形態１０による赤外線カメラを説明するための図である。図３において、図１または図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであるので、説明は省略する。１１はレンズ表面に凹凸を施した赤外線レンズである。
【００３３】
この実施の形態１０は、実施の形態１から実施の形態９において、 フードと窓を設けず、赤外線レンズ１１において、その最外表面を表面粗さ0.04〜0.1μm
rmsの範囲で凹凸化したものである。
【００３４】
ここで、この表面粗さは、赤外光（波長2.5μm長)にたいしては十分小さいため、散乱はほとんど生じないが、可視光（約0.4〜約0.7μm）では無視できない大きさとなり、表面での可視光は散乱する。このため、レンズ表面からの反射可視光は、外部からほとんど観測できなくなる。
【００３５】
この実施の形態により、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できると共に、低コスト化が図れ、実施の形態１から９に比べて、更なる小型化が可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
第１または第２の発明によれば、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できると共に、低コストが図れ、また小型化が可能となる。
【００３７】
第３の発明によれば、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できると共に、フードの全長を短くすることができ、低コストが図れ、小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による赤外線カメラを示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態２による赤外線カメラを示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態３による赤外線カメラを示す図である。
【図４】 従来の赤外線カメラを示す図である。
【符号の説明】
１ 赤外線レンズ、２ 赤外線撮像機、３ ハニカムフード、４ 入射光、５入射可視光、６ フード、７ 入射赤外光、８ 反射可視光、９ 窓、１０ 窓、 １１ 赤外線レンズ
【発明の属する技術分野】
この発明は、赤外線カメラに関し、特に、反射光を低減させる機能を備えた赤外線カメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の前方等に設置され、赤外線レンズと赤外線撮像機とを備えた赤外線カメラにおいて、通常、赤外光を結像させる赤外線レンズの表面が可視光を反射するため、対向車のヘッドライト等の光が対向車運転者側を眩惑し、事故の原因となる恐れがあった。
【０００３】
図４は、従来の赤外線カメラを示す概要図である。図４において、１は赤外線レンズ、２は赤外線撮像機、３は不要光を遮蔽するためのハニカム構造をしたハニカムフード、４は光軸と平行な入射光、５は入射してくる入射可視光である。この従来例では、赤外線レンズ１の前方に、ハニカムフード３を設けることにより、可視光５の反射を低減させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の技術では、光軸と平行な入射光４の内、入射可視光の反射を防ぐことはできず、結果として、対向者運転者へ与える眩惑対策には不十分である課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、入射可視光の反射の低減能力に優れた赤外線カメラを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る赤外線カメラは、赤外線レンズと、赤外線レンズから入射される赤外線を信号処理する赤外線撮像機とを備えた赤外線カメラにおいて、赤外線レンズの光入射側前方に内空で円筒形状または角筒形状であるフードを設け、フードの一端から他端に至る最大長さをＬ、フードの内径をＤとし、フード内に、赤外線レンズの光軸中心に対して傾斜角θ成る角度を有し、赤外光を透過し可視光を不透過とする窓を内在させたフードにおいて、Ｌ≧Ｄ（tanθ＋cotθ）なる関係を備えたものである。
【０００７】
第２の発明に係る赤外線カメラは、第１の発明において、窓の材質が、Ge、Si、カルコゲナイドガラス、ZnS、MgF2、GaAs、またはポリエチレン等の高分子材料のいずれかとしたものである。
【０００８】
第３の発明に係る赤外線カメラは、第１または第２の発明において、窓の形状が所定の曲面を有するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１による赤外線カメラを説明するための図である。図において、１は赤外線レンズ、２は赤外線撮像機、６は円筒状あるいは角筒状のフード、７は入射してくる入射赤外光、８は入射可視光５に基づく反射可視光、９は赤外光は透過し、可視光は不透過となる材質から成る平面状の窓である。
【００１２】
赤外線レンズ１と赤外線撮像機２とを備えた赤外線カメラにおいて、フード６の中で、窓９を傾斜させて配置するが、この窓９は、赤外光は透過し、可視光は不透過となる材質で成り、表裏両面が同一形状である。
すなわち、入射赤外光７は窓を透過するが、入射可視光５は窓９で反射する。この反射可視光８は、フード６で遮蔽されるため、外部から観測されない。
【００１３】
さて、図１において、窓９が平板の場合、反射可視光８が外部から完全に観測されないようにするためには、以下の関係が必要である。
Ｌ≧Ｄ（tanθ＋cotθ）
Ｌ ：フード先端から赤外線レンズ先端の最大長さ
Ｄ ：フード内側長
θ ：窓傾斜角
【００１４】
この実施の形態によれば、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００１５】
実施の形態２．
この発明を実施するための実施の形態２による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をGeとしたものである。
【００１６】
この実施の形態によれば、窓９の材質をGeとしたことにより、波長２μｍ〜１２μｍほどの広い波長で使用可能であり、入手も比較的容易である。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００１７】
実施の形態３．
この発明を実施するための実施の形態３による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をSi としたものである。
【００１８】
この実施の形態によれば、窓９の材質をSi としたことにより、波長１．２μｍ〜６μｍほどの広い波長で使用可能であり、入手も比較的容易である。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００１９】
実施の形態４．
この発明を実施するための実施の形態４による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をカルコゲナイドガラスとしたものである。
【００２０】
この実施の形態によれば、窓９の材質をカルコゲナイドガラスとしたことにより、波長２μｍ〜１２μｍほどの広い波長で使用可能であり、実施の形態２に比べて、比較的低コストで実現できる。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００２１】
実施の形態５．
この発明を実施するための実施の形態５による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をZnSとしたものである。
【００２２】
この実施の形態によれば、窓９の材質をZnSとしたことにより、波長２μｍ〜１２μｍほどの広い波長で使用可能であり、実施の形態２に比べて、カメラの径を大きくでき大型化も可能である。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００２３】
実施の形態６．
この発明を実施するための実施の形態６による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をMgF2としたものである。
【００２４】
この実施の形態によれば、窓９の材質をMgF2としたことにより、波長３μｍ〜５μｍほどの広い波長で使用可能であり、屈折率が低いため、無反射コーティングの不要となり、低コスト化が図れる。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００２５】
実施の形態７．
この発明を実施するための実施の形態７による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をGaAs としたものである。
【００２６】
この実施の形態によれば、窓９の材質をGaAs としたことにより、波２μｍ〜１２μｍほどの広い波長で使用可能であり、実施の形態２に比べて、比較的低コストで実現できる。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００２７】
実施の形態８．
この発明を実施するための実施の形態８による赤外線カメラは、実施の形態１において、窓９の材質をポリエチレン等の高分子材料としたものである。
【００２８】
この実施の形態によれば、窓９の材質をポリエチレン等の高分子材料としたことにより、広い波長で使用可能であり、実施の形態２から実施の形態７に比べて、透過率が若干劣るが、極めて低コストで実現できる。
また、レンズの前方にフードと傾斜配置した窓を設けることにより、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できる。
【００２９】
実施の形態９．
図2は、この発明を実施するための実施の形態９による赤外線カメラを説明するための図である。図２において、図１と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであるので、説明は省略する。１０は赤外光は透過し、可視光は不透過となる材質から成る曲面状の窓である。
【００３０】
この実施の形態９は、実施の形態１から実施の形態８において、窓９を曲面状化したものである。
【００３１】
この実施の形態により、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できると共に、フードの全長を短くすることができ、低コストが図れ、小型化が可能となる。
【００３２】
実施の形態１０．
図３は、この発明を実施するための実施の形態１０による赤外線カメラを説明するための図である。図３において、図１または図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであるので、説明は省略する。１１はレンズ表面に凹凸を施した赤外線レンズである。
【００３３】
この実施の形態１０は、実施の形態１から実施の形態９において、 フードと窓を設けず、赤外線レンズ１１において、その最外表面を表面粗さ0.04〜0.1μm
rmsの範囲で凹凸化したものである。
【００３４】
ここで、この表面粗さは、赤外光（波長2.5μm長)にたいしては十分小さいため、散乱はほとんど生じないが、可視光（約0.4〜約0.7μm）では無視できない大きさとなり、表面での可視光は散乱する。このため、レンズ表面からの反射可視光は、外部からほとんど観測できなくなる。
【００３５】
この実施の形態により、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できると共に、低コスト化が図れ、実施の形態１から９に比べて、更なる小型化が可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
第１または第２の発明によれば、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できると共に、低コストが図れ、また小型化が可能となる。
【００３７】
第３の発明によれば、可視光を反射させることができ、光軸に平行な可視光の反射もほとんど低減できると共に、フードの全長を短くすることができ、低コストが図れ、小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による赤外線カメラを示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態２による赤外線カメラを示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態３による赤外線カメラを示す図である。
【図４】 従来の赤外線カメラを示す図である。
【符号の説明】
１ 赤外線レンズ、２ 赤外線撮像機、３ ハニカムフード、４ 入射光、５入射可視光、６ フード、７ 入射赤外光、８ 反射可視光、９ 窓、１０ 窓、 １１ 赤外線レンズ
Claims (3)
- 赤外線レンズと、この赤外線レンズから入射される赤外線を信号処理する赤外線撮像機とを備えた赤外線カメラにおいて、
上記赤外線レンズの光入射側前方に内空で円筒形状または角筒形状であるフードを設け、
このフードの一端から他端に至る最大長をＬ、上記フードの内径をＤとし、上記フード内に、上記赤外線レンズの光軸中心に対して傾斜角θ成る角度を有し、赤外光を透過し可視光を不透過とする窓を内在させたフードにおいて、Ｌ≧Ｄ（ｔａｎθ＋ｃｏｔθ）なる関係を備えたことを特徴とする赤外線カメラ。 - 上記窓の材質が、Ｇｅ、Ｓｉ、カルコゲナイドガラス、ＺｎＳ、ＭｇＦ２、ＧａＡｓ、またはポリエチレン等の高分子材料のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の赤外線カメラ。
- 上記窓の形状が曲面である、請求項１または２に記載の赤外線カメラ。
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| JP2002038163A JP3900957B2 (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 赤外線カメラ |
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|---|---|
| JP2003241260A JP2003241260A (ja) | 2003-08-27 |
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|---|---|---|---|
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2002
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