JP5282391B2

JP5282391B2 - Infrared imaging device

Info

Publication number: JP5282391B2
Application number: JP2007283647A
Authority: JP
Inventors: 正彦小池; 英明中里
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: JP2009109407A

Description

本発明は、赤外線撮像装置に関し、２波長赤外線検知素子を用いた赤外線撮像装置に関する。 The present invention relates to an infrared imaging device and to an infrared imaging device using a two-wavelength infrared detection element.

赤外線検知器は、赤外線を検知する。赤外線は、あらゆる物体がその温度に応じて発しているものである。赤外線を赤外線検知器に導くためには、赤外線用の光学系が必要になる。一般に、光学系には、視野を制限するための絞りが存在する。可視光用の光学系であれば、制限する絞りが発光及び反射などをしないよう黒体化処理されていれば、撮像結果には何ら影響しないが、赤外線の場合は、制限した物体（光学系の筐体等）の赤外線を検知してしまい、撮像結果に影響を及ぼす。 The infrared detector detects infrared rays. Infrared rays are emitted by all objects according to their temperature. In order to introduce infrared rays to the infrared detector, an optical system for infrared rays is required. In general, an optical system has a stop for limiting the field of view. If the optical system for visible light is blackened so that the restricting aperture does not emit light or reflect, the imaging result is not affected. However, in the case of infrared light, the restricted object (optical system) ), The infrared rays of the housing etc. are detected, and the imaging result is affected.

このため、赤外線光学系の開口絞り（アパーチャ・ストップ）は極低温物体で形成するか、極低温領域を反射している鏡面で形成する必要がある。赤外線検知器の中の赤外線検知素子自体は、極低温に保たれた領域に配置されているので、その領域に開口絞りを配置するコールド・アパーチャ（極低温開口絞り）が用いられる。このコールド・アパーチャは唯一つの開口径を規定するので、当該赤外線検知器のＦ値（開口絞り径に反比例）は唯一つに決まる。 Therefore, it is necessary to form the aperture stop (aperture stop) of the infrared optical system with a cryogenic object or with a mirror surface reflecting the cryogenic region. Since the infrared detection element itself in the infrared detector is disposed in a region kept at a very low temperature, a cold aperture (cryogenic aperture stop) in which an aperture stop is disposed in that region is used. Since this cold aperture defines only one aperture diameter, the F value of the infrared detector (inversely proportional to the aperture stop diameter) is uniquely determined.

図１は、従来のコールド・アパーチャ方式の赤外線撮像装置の一例の断面図を示す。同図中、円筒部１０は密閉されて内部は極低温領域とされて、内部赤外放射を抑えるため全メッキ面とされている。円筒部１０の先端には赤外線を透過するウィンドウ１１が設けられている。円筒部１０内の後方端部には赤外線検知素子（単波長赤外線検知素子）１２が設置されている。 FIG. 1 is a sectional view showing an example of a conventional cold aperture type infrared imaging apparatus. In the figure, the cylindrical portion 10 is hermetically sealed and the inside is a very low temperature region, and is the entire plating surface to suppress internal infrared radiation. A window 11 that transmits infrared rays is provided at the tip of the cylindrical portion 10. An infrared detection element (single-wavelength infrared detection element) 12 is installed at the rear end in the cylindrical portion 10.

円筒部１０内には赤外線検知素子１２を覆うようにコールド・アパーチャ１３が設けられ、コールド・アパーチャ１３のウィンドウ１１側の先端には開口部１４が設けられている。円筒部１０の前方（図中、左方）には、光学レンズ系１５が配置されている。コールド・アパーチャの開口部１４の開口径により赤外線検知器のＦ値が決定される。 A cold aperture 13 is provided in the cylindrical portion 10 so as to cover the infrared detection element 12, and an opening portion 14 is provided at the tip of the cold aperture 13 on the window 11 side. An optical lens system 15 is disposed in front of the cylindrical portion 10 (left side in the figure). The F value of the infrared detector is determined by the opening diameter of the opening 14 of the cold aperture.

図２は、従来の反射面式アパーチャ方式の赤外線撮像装置の一例の断面図を示す。同図中、円筒部１０は密閉されて内部は極低温領域とされている。また、円筒部１０の先端には赤外線を透過するウィンドウ１１が設けられている。円筒部１０内の後方端部には赤外線検知素子（単波長赤外線検知素子）１２が設置されている。 FIG. 2 shows a cross-sectional view of an example of a conventional reflective surface aperture type infrared imaging apparatus. In the figure, the cylindrical portion 10 is hermetically sealed and the inside is a cryogenic region. A window 11 that transmits infrared rays is provided at the tip of the cylindrical portion 10. An infrared detection element (single-wavelength infrared detection element) 12 is installed at the rear end in the cylindrical portion 10.

円筒部１０の前方（図中、左方）には、光学レンズ系１５が配置されている。円筒部１０と光学レンズ系１５の間には、円環状の反射ミラー１６が配置されている。反射ミラー１６の開口径により赤外線検知器のＦ値が決定される。 An optical lens system 15 is disposed in front of the cylindrical portion 10 (left side in the figure). An annular reflecting mirror 16 is disposed between the cylindrical portion 10 and the optical lens system 15. The F value of the infrared detector is determined by the opening diameter of the reflection mirror 16.

なお、図中、破線は赤外線検知素子１２上の光軸位置と反射ミラー１６の開口の両端を結ぶ直線であり、２つの破線が赤外線検知素子１２上の光軸位置でなす角が反射ミラー１６の開口の視野角を表している。一点鎖線は光軸を表すと共に、赤外線検知素子１２の端部と反射ミラー１６の開口の両端を結ぶ直線であり、赤外線検知素子に赤外線が照射される限界を表している。 In the figure, the broken line is a straight line connecting the optical axis position on the infrared detection element 12 and both ends of the opening of the reflection mirror 16, and the angle formed by the two broken lines at the optical axis position on the infrared detection element 12 is the reflection mirror 16. Represents the viewing angle of the aperture. The alternate long and short dash line represents the optical axis, and is a straight line connecting the end of the infrared detection element 12 and both ends of the opening of the reflection mirror 16, and represents the limit to which the infrared detection element is irradiated with infrared rays.

近年、同一焦点面上で２つの波長帯を検知できる２波長赤外線検知素子が開発されるようになって来た。なお、同一焦点面とは言っても実際には光軸方向に重ねて形成するので数１０ｎｍの位置ずれがあるが充分に小さく、同一焦点面とみなすことができる。 In recent years, two-wavelength infrared detectors capable of detecting two wavelength bands on the same focal plane have been developed. Although the same focal plane is actually formed in the optical axis direction, the positional deviation is several tens of nm, but it is sufficiently small and can be regarded as the same focal plane.

特に、中波長赤外線（ＭＷＩＲ：ＭｉｄＷａｖｅＩｎｆｒａ−Ｒｅｄ）と、長波長赤外線（ＬＷＩＲ：ＬｏｎｇＷａｖｅＩｎｆｒａ−Ｒｅｄ）を組合せた２波長赤外線検知素子では、波長に依存する結像特性の違いから、同一光学開口径に対し、中波長赤外線を長焦点にして分解能を高め目標識別に用い、常温で高いコントラストが得られる長波長赤外線を短焦点にして広画角化し目標捜索・探知に用いることが強く要望されている。 In particular, in a two-wavelength infrared detector that combines a medium wavelength infrared (MWIR: Mid Wave Infra-Red) and a long wavelength infrared (LWIR: Long Wave Infra-Red), the same due to the difference in imaging characteristics depending on the wavelength. It is strongly used for target search / detection with a medium-wavelength infrared light as a long focal point and a higher resolution for target recognition, and a long-wavelength infrared light with a high contrast at room temperature and a wider angle of view for a wide angle of view. It is requested.

このため、２つの異なる波長、ここでは中波長赤外線と長波長赤外線に対して異なるＦ値の光学構成を実現することが望まれている。 For this reason, it is desired to realize optical configurations having different F values for two different wavelengths, here, medium wavelength infrared rays and long wavelength infrared rays.

なお、特許文献１には、レンズと検知器容器間のハウジング内にレンズの収束赤外線光のみを通過する開口絞りを持つ鏡を備えることが記載されている。 Patent Document 1 describes that a mirror having an aperture stop that passes only the convergent infrared light of the lens is provided in the housing between the lens and the detector container.

また、特許文献２には、絞り近傍のレンズの光軸中心部に近赤外光カットフィルタ機能と光の透過率を減少させるＮＤフィルタ機能を一体的に形成することが記載されている。 Patent Document 2 describes that a near-infrared light cut filter function and an ND filter function for reducing light transmittance are integrally formed at the center of the optical axis of a lens near the stop.

また、特許文献３には、入力赤外線光のレベルに応じて開口絞り部の径を可変制御することが記載されている。
特開平０１−１５５２２０号公報特開平０５−１１０９３８号公報特開平０５−１７２６３５号公報 Patent Document 3 describes that the diameter of the aperture stop is variably controlled in accordance with the level of input infrared light.
Japanese Patent Laid-Open No. 01-155220 JP 05-110938 A JP 05-172635 A

異なる２つのＦ値（デュアルＦ値）を実現する手法として、第１に、コールド・アパーチャの開口絞り径を機械的に可変させられる可動機構として製作する方法、第２に、検知器ウィンドウの直前に、コールド・アパーチャの開口より内径の小さな円環状の凹面鏡を挿抜し、その領域については検知素子に検知器内部の極低温部分を見させるようにする方法などが考えられる。 As a technique for realizing two different F values (dual F values), first, a method of manufacturing as a movable mechanism in which the aperture aperture diameter of the cold aperture can be mechanically varied, and second, immediately before the detector window In addition, an annular concave mirror having an inner diameter smaller than that of the aperture of the cold aperture may be inserted and removed, and the detection element may be caused to see the cryogenic portion inside the detector.

第１の方法については、極低温に保つために内部が真空に引かれている赤外線検知器容器内に可動部分を持つ開口絞り可変機構を設けるのは、アウトガスや部品の褶動に伴う研削屑といったコンタミネーション（汚染物質発生）の観点から好ましくない。 As for the first method, providing an aperture stop variable mechanism having a movable part in an infrared detector container whose inside is evacuated to keep it at a very low temperature is because grinding scraps caused by outgassing or component swinging. From the viewpoint of contamination (generation of pollutants).

また、第１及び第２の方法のいずれも、Ｆ値の切替えに時間がかかり、中波長赤外線と長波長赤外線それぞれの画像を同時に、かつ、個別のＦ値で得ることはできないという問題がある。 Further, both the first and second methods have a problem that it takes time to switch the F value, and it is not possible to obtain images of the medium wavelength infrared rays and the long wavelength infrared rays simultaneously and with individual F values. .

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、検知器容器内の真空環境維持に影響を与えず、かつ、Ｆ値の異なる２つの波長の画像を同時に得ることができる赤外線検知器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an infrared detector capable of simultaneously obtaining images of two wavelengths having different F values without affecting the vacuum environment maintenance in the detector container. The purpose is to provide.

本発明の一実施態様による赤外線撮像装置は、コールド・アパーチャ内に配置され極低温に冷却して動作し、長波長側の第１の赤外線と短波長側の第２の赤外線を検知する２波長赤外線検知素子を用いた赤外線撮像装置において、
前記コールド・アパーチャに設けられた開口部と、
前記コールド・アパーチャの開口部の赤外線入射側に配設され、前記コールド・アパーチャの開口部の視野角より小さい視野角となる開口部を持ち、第１の赤外線を透過し、かつ、第２の赤外線を反射する円環状の曲面反射面を持つハーフミラーを有することにより、検知器容器内の真空環境維持に影響を与えず、かつ、Ｆ値の異なる２つの波長の画像を同時に得ることができる。 An infrared imaging device according to an embodiment of the present invention is disposed in a cold aperture, operates by cooling to a cryogenic temperature, and detects a first wavelength on a long wavelength side and a second wavelength on a short wavelength side. In an infrared imaging device using an infrared detection element,
An opening provided in the cold aperture;
The cold aperture opening is disposed on the infrared incident side, has an opening having a viewing angle smaller than the viewing angle of the cold aperture opening, transmits the first infrared ray, and second By having a half mirror having an annular curved reflecting surface that reflects infrared rays, it is possible to simultaneously obtain images of two wavelengths having different F values without affecting the vacuum environment maintenance in the detector container. .

前記赤外線撮像装置において、
前記ハーフミラーを撮像装置光軸に挿入又は抜去するハーフミラー駆動機構を
有する構成とすることができる。 In the infrared imaging device,
The half mirror can be configured to have a half mirror drive mechanism that inserts or removes the half mirror from the optical axis of the imaging apparatus.

前記赤外線撮像装置において、
前記開口部の視野角が異なる複数のハーフミラーを有し、
前記ハーフミラー駆動機構は、前記複数のハーフミラーのいずれかを前記撮像装置光軸に挿入又は抜去する構成とすることができる。 In the infrared imaging device,
A plurality of half mirrors having different viewing angles of the opening,
The half mirror drive mechanism may be configured to insert or remove any of the plurality of half mirrors from the optical axis of the imaging device.

前記赤外線撮像装置において、
前記開口部の視野角が異なる複数のハーフミラーと開口を同心円上に配置したディスクを有し、
前記ハーフミラー駆動機構は、前記ディスクを回転させて前記複数のハーフミラーと開口のいずれかを前記撮像装置光軸に挿入又は抜去する構成とすることができる。 In the infrared imaging device,
A plurality of half mirrors having different viewing angles of the opening and a disk in which the openings are arranged concentrically;
The half mirror driving mechanism may be configured to rotate the disk to insert or remove one of the plurality of half mirrors and an opening from the optical axis of the imaging apparatus.

前記赤外線撮像装置において、
前記ハーフミラーは、前記開口部の開口寸法を変化させて視野角を可変する開口寸法可変ハーフミラーである構成とすることができる。 In the infrared imaging device,
The half mirror may be a variable aperture size half mirror that changes the viewing angle by changing the opening size of the opening.

本発明によれば、検知器容器内の真空環境維持に影響を与えず、かつ、Ｆ値の異なる２つの波長の画像を同時に得ることができる。 According to the present invention, images of two wavelengths having different F values can be obtained simultaneously without affecting the vacuum environment maintenance in the detector container.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第１実施形態>
図３は、本発明の赤外線撮像装置の一実施形態の断面図を示す。同図中、円筒部２０は密閉されて内部は極低温領域とされている。円筒部２０の先端には赤外線を透過するウィンドウ２１が設けられている。円筒部２０内の後方端部には２波長赤外線検知素子２２が設置されている。 <First embodiment>
FIG. 3 shows a cross-sectional view of an embodiment of the infrared imaging device of the present invention. In the figure, the cylindrical portion 20 is hermetically sealed and the inside is a cryogenic region. A window 21 that transmits infrared rays is provided at the tip of the cylindrical portion 20. A two-wavelength infrared detecting element 22 is installed at the rear end in the cylindrical portion 20.

円筒部２０内には赤外線検知素子２２を覆うようにコールド・アパーチャ２３が設けられ、コールド・アパーチャ２３のウィンドウ２１側の先端には開口部２４が設けられている。 A cold aperture 23 is provided in the cylindrical portion 20 so as to cover the infrared detecting element 22, and an opening 24 is provided at the tip of the cold aperture 23 on the window 21 side.

また、円筒部２０の前方（図中、左方）には、図示しない光学レンズ系が配置されており、円筒部２０と光学レンズ系の間に、円環状の曲面反射面を持つハーフミラー２５が配置されている。ハーフミラー２５は、例えば波長６〜７μｍの中波長赤外線（ＭＷＩＲ）を反射して透過せず、例えば波長８〜１２μｍの長波長赤外線（ＬＷＩＲ）を透過する特性を有するダイクロイック・ミラーにより実現する。 Further, an optical lens system (not shown) is disposed in front of the cylindrical portion 20 (left side in the figure), and a half mirror 25 having an annular curved reflecting surface between the cylindrical portion 20 and the optical lens system. Is arranged. The half mirror 25 is realized by, for example, a dichroic mirror having a characteristic of transmitting a long wavelength infrared ray (LWIR) having a wavelength of 8 to 12 μm without reflecting and transmitting a medium wavelength infrared ray (MWIR) having a wavelength of 6 to 7 μm.

コールド・アパーチャの開口部２４は、図４（Ａ）に示すように、開口径がａ１であり、光軸上での赤外線検知素子２２からコールド・アパーチャの開口部２４までの距離をｂ１とすると、コールド・アパーチャの開口部２４によるＦ値（Ｆ１）は、近似的にＦ１≒ｂ１／ａ１で表される。 As shown in FIG. 4A, the aperture 24 of the cold aperture has an aperture diameter a1, and the distance from the infrared detecting element 22 to the aperture 24 of the cold aperture on the optical axis is b1. The F value (F1) due to the aperture 24 of the cold aperture is approximately expressed as F1≈b1 / a1.

なお、図４（Ａ）において、破線は赤外線検知素子２２上の光軸位置とコールド・アパーチャの開口部２４の両端を結ぶ直線であり、２つの破線が赤外線検知素子２２上の光軸位置でなす角がコールド・アパーチャの開口部２４の視野角を表している。一点鎖線は光軸を表すと共に、赤外線検知素子２２の端部とコールド・アパーチャの開口部２４の両端を結ぶ直線であり、赤外線検知素子に赤外線が照射される限界を表している。 In FIG. 4A, the broken line is a straight line connecting the optical axis position on the infrared detection element 22 and both ends of the opening 24 of the cold aperture, and the two broken lines are the optical axis position on the infrared detection element 22. The formed angle represents the viewing angle of the opening 24 of the cold aperture. The alternate long and short dash line represents the optical axis, and is a straight line connecting the end of the infrared detection element 22 and both ends of the opening 24 of the cold aperture, and represents the limit to which the infrared detection element is irradiated with infrared rays.

ハーフミラー２５は、図４（Ｂ）に示すように、開口部２５ａの開口径がａ２であり、光軸上での赤外線検知素子２２からハーフミラー２５までの距離をｂ２とすると、ハーフミラー２５によるＦ値（Ｆ２）は、近似的にＦ２≒ｂ２／ａ２で表され、Ｆ２>Ｆ１とされている。つまり、ハーフミラー２５の開口部２５ａの視野角はコールド・アパーチャの開口部２４の視野角より小さくなる。 As shown in FIG. 4B, the half mirror 25 has an opening 25a having an opening diameter of a2, and the distance from the infrared detecting element 22 to the half mirror 25 on the optical axis is b2. The F value (F2) is approximately represented by F2≈b2 / a2, and F2> F1. That is, the viewing angle of the opening 25a of the half mirror 25 is smaller than the viewing angle of the opening 24 of the cold aperture.

なお、図４（Ｂ）において、破線は赤外線検知素子２２上の光軸位置とハーフミラー２５の開口部２５ａの両端を結ぶ直線であり、２つの破線が赤外線検知素子２２上の光軸位置でなす角がハーフミラー２５の開口部２５ａの視野角を表している。一点鎖線は光軸を表すと共に、赤外線検知素子２２の端部とハーフミラー２５の開口部２５ａの両端を結ぶ直線であり、赤外線検知素子に赤外線が照射される限界を表している。この破線及び一点鎖線の表示は他の実施形態についても同様である。 In FIG. 4B, the broken line is a straight line connecting the optical axis position on the infrared detection element 22 and both ends of the opening 25a of the half mirror 25, and the two broken lines are the optical axis position on the infrared detection element 22. The angle formed represents the viewing angle of the opening 25a of the half mirror 25. The alternate long and short dash line represents the optical axis, and is a straight line connecting the end of the infrared detection element 22 and both ends of the opening 25a of the half mirror 25, and represents the limit to which the infrared detection element is irradiated with infrared rays. The display of the broken line and the alternate long and short dash line is the same for the other embodiments.

デュアルＦ値において、大きなＦ値の需要が高いのは波長の短い方の中波長赤外線である。波長の長い方の長波長赤外線は、同じ開口径に対し回折限界相当の分解能が出せるＦ値である回折限界Ｆ値が小さく、明るい光学系にせざるを得ない。 In the dual F value, the demand for a large F value is high for the short-wavelength medium wavelength infrared rays. The longer wavelength infrared ray having the longer wavelength has a small diffraction limit F value, which is an F value capable of providing a resolution corresponding to the diffraction limit with respect to the same aperture diameter, and must be a bright optical system.

波長の短い方の中波長赤外線は、同じ開口径に対する回折限界Ｆ値が大きいので、装置に許された開口径に対して、波長の長い方より大きなＦ値、すなわち焦点距離を長くして、より高い分解能を得ることが望まれることが多い。そこで、長波長赤外線については、従来通り検知器容器内のコールド・アパーチャの開口部２４の開口径ａ１でＦ値を決める。中波長赤外線については、ハーフミラー２５の開口径ａ２でＦ値を決める。開口径ａ２は中波長赤外線に所望のＦ値を与える開口径に設定する。 Since the short-wavelength medium-wavelength infrared has a large diffraction limit F value for the same aperture diameter, the F-number larger than the longer wavelength, that is, the focal length is increased with respect to the aperture diameter allowed for the apparatus. It is often desirable to obtain a higher resolution. Therefore, for long wavelength infrared rays, the F value is determined by the opening diameter a1 of the opening 24 of the cold aperture in the detector container as before. For medium wavelength infrared rays, the F value is determined by the opening diameter a2 of the half mirror 25. The aperture diameter a2 is set to an aperture diameter that gives a desired F value to the medium wavelength infrared ray.

<第２実施形態>
図５は、本発明の赤外線撮像装置の第２実施形態の断面図を示す。同図中、図３と同一部分には同一符号を付す。 <Second Embodiment>
FIG. 5 shows a cross-sectional view of a second embodiment of the infrared imaging device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.

図５において、円筒部２０は密閉されて内部は極低温領域とされている。円筒部２０の先端には赤外線を透過するウィンドウ２１が設けられている。円筒部２０内の後方端部には２波長赤外線検知素子である赤外線検知素子２２が設置されている。 In FIG. 5, the cylindrical portion 20 is hermetically sealed and the inside is a cryogenic region. A window 21 that transmits infrared rays is provided at the tip of the cylindrical portion 20. An infrared detection element 22, which is a two-wavelength infrared detection element, is installed at the rear end in the cylindrical portion 20.

また、円筒部２０の前方（図中、左方）には、図示しない光学レンズ系が配置されており、円筒部２０と光学レンズ系の間に、円環状の曲面反射面を持つハーフミラー２６が挿入／抜去自在に配置されている。ハーフミラー２６は、外部指令によって、後述するハーフミラー駆動機構５９が動作し、図中に矢印で示すように、機械的に撮像装置光軸Ｐに対し挿入又は抜去できる構造とされている。 Further, an optical lens system (not shown) is disposed in front of the cylindrical portion 20 (left side in the figure), and the half mirror 26 having an annular curved reflecting surface between the cylindrical portion 20 and the optical lens system. Are arranged to be freely inserted / removed. The half mirror 26 has a structure in which a half mirror driving mechanism 59 described later operates in response to an external command, and can be mechanically inserted into or removed from the optical axis P of the imaging device as indicated by an arrow in the drawing.

ハーフミラー２６は、例えば波長６〜７μｍの中波長赤外線を反射して透過せず、例えば波長８〜１２μｍの長波長赤外線を透過する特性を有するダイクロイック・ミラーにより実現する。 The half mirror 26 is realized by, for example, a dichroic mirror having a characteristic of transmitting long-wavelength infrared light having a wavelength of 8 to 12 μm without reflecting mid-wavelength infrared light having a wavelength of 6 to 7 μm.

コールド・アパーチャの開口部２４によるＦ値（Ｆ１）は、近似的にＦ１≒ｂ１／ａ１で表される。ハーフミラー２６は、開口部２６ａの開口径がａ２であり、光軸上での赤外線検知素子２２からハーフミラー２６までの距離をｂ２とすると、ハーフミラー２６によるＦ値（Ｆ２）は、近似的にＦ２≒ｂ２／ａ２で表され、Ｆ２>Ｆ１とされている。つまり、ハーフミラー２６の開口部の視野角はコールド・アパーチャの開口部２４の視野角より小さくなる。 The F value (F1) due to the opening 24 of the cold aperture is approximately expressed by F1≈b1 / a1. The half mirror 26 has an opening 26a having an opening diameter of a2, and when the distance from the infrared detecting element 22 to the half mirror 26 on the optical axis is b2, the F value (F2) by the half mirror 26 is approximately F2≈b2 / a2, and F2> F1. That is, the viewing angle of the opening of the half mirror 26 is smaller than the viewing angle of the opening 24 of the cold aperture.

この実施形態では、ハーフミラー２６を抜去することで、中波長赤外線も明るいＦ値（Ｆ２）となり、視野角が同じ２つの波長帯の画像を取得できる。この場合は、赤外線検知素子２２によって電気信号に変換されたあとの画像信号処理によって、中波長赤外線の信号レベルと長波長赤外線の信号レベルを演算するマルチスペクトル処理によって、自動目標抽出やＡＴＲ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴａｒｇｅｔＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ、自動目標認識）等に供せられる画像を生成することができる。 In this embodiment, by removing the half mirror 26, the mid-wavelength infrared light also has a bright F value (F2), and images in two wavelength bands with the same viewing angle can be acquired. In this case, automatic target extraction or ATR (Automatic) is performed by multispectral processing for calculating the signal level of medium wavelength infrared light and the signal level of long wavelength infrared light by image signal processing after being converted into an electrical signal by the infrared detection element 22. It is possible to generate an image for use in target recognition, automatic target recognition), and the like.

<第３実施形態>
図６は、本発明の赤外線撮像装置の第３実施形態の断面図を示す。同図中、図５と同一部分には同一符号を付す。 <Third embodiment>
FIG. 6 shows a cross-sectional view of a third embodiment of the infrared imaging device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.

図６において、円筒部２０は密閉されて内部は極低温領域とされている。円筒部２０の先端には赤外線を透過するウィンドウ２１が設けられている。円筒部２０内の後方端部には２波長赤外線検知素子である赤外線検知素子２２が設置されている。 In FIG. 6, the cylindrical portion 20 is hermetically sealed and the inside is a cryogenic region. A window 21 that transmits infrared rays is provided at the tip of the cylindrical portion 20. An infrared detection element 22, which is a two-wavelength infrared detection element, is installed at the rear end in the cylindrical portion 20.

また、円筒部２０の前方（図中、左方）には、図示しない光学レンズ系が配置されており、円筒部２０と光学レンズ系の間に、円環状の曲面反射面を持つハーフミラー２６，２７が挿入／抜去自在に配置されている。ハーフミラー２６，２７は外部指令によって、後述するハーフミラー駆動機構５９が動作し、図中に矢印で示すように、機械的に撮像装置光軸Ｐに対し挿入又は抜去できる構造とされている。 Further, an optical lens system (not shown) is disposed in front of the cylindrical portion 20 (left side in the figure), and the half mirror 26 having an annular curved reflecting surface between the cylindrical portion 20 and the optical lens system. , 27 are arranged to be freely inserted / removed. The half mirrors 26 and 27 have a structure in which a half mirror drive mechanism 59 described later operates in response to an external command, and can be mechanically inserted into or removed from the optical axis P of the imaging apparatus as indicated by an arrow in the drawing.

ハーフミラー２６，２７は、例えば波長６〜７μｍの中波長赤外線を反射して透過せず、例えば波長８〜１２μｍの長波長赤外線を透過する特性を有するダイクロイック・ミラーにより実現する。 The half mirrors 26 and 27 are realized by, for example, a dichroic mirror having a characteristic of transmitting long-wavelength infrared light having a wavelength of 8 to 12 μm without reflecting mid-wavelength infrared light having a wavelength of 6 to 7 μm.

コールド・アパーチャの開口部２４によるＦ値（Ｆ１）は、近似的にＦ１≒ｂ１／ａ１で表される。ハーフミラー２６によるＦ値（Ｆ２）は、近似的にＦ２≒ｂ２／ａ２で表され、Ｆ２>Ｆ１とされている。ハーフミラー２７は、開口部２７ａの開口径が例えばａ３（<ａ２）であり、光軸上での赤外線検知素子２２からハーフミラー２７までの距離はｂ２であり、ハーフミラー２７によるＦ値（Ｆ３）は、近似的にＦ３≒ｂ２／ａ３で表され、Ｆ３>Ｆ２とされている。つまり、ハーフミラー２６，２７それぞれの開口部の視野角はコールド・アパーチャの開口部２４の視野角より小さくなる。 The F value (F1) due to the opening 24 of the cold aperture is approximately expressed by F1≈b1 / a1. The F value (F2) by the half mirror 26 is approximately expressed as F2≈b2 / a2, and F2> F1. In the half mirror 27, the opening diameter of the opening 27a is, for example, a3 (<a2), the distance from the infrared detecting element 22 to the half mirror 27 on the optical axis is b2, and the F value (F3 by the half mirror 27) ) Is approximately expressed as F3≈b2 / a3, and F3> F2. That is, the viewing angle of each opening of the half mirrors 26 and 27 is smaller than the viewing angle of the opening 24 of the cold aperture.

この実施形態では、中波長赤外線に対し３種類の開口径ａ１，ａ２，ａ３を切替えて、３種類のＦ値に切替えることができる。 In this embodiment, it is possible to switch to three types of F values by switching the three types of aperture diameters a1, a2, and a3 for the medium wavelength infrared rays.

<第４実施形態>
図７は、本発明の赤外線撮像装置の第４実施形態の断面図を示す。同図中、図５と同一部分には同一符号を付す。 <Fourth embodiment>
FIG. 7 shows a sectional view of a fourth embodiment of the infrared imaging device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.

図７において、円筒部２０は密閉されて内部は極低温領域とされている。円筒部２０の先端には赤外線を透過するウィンドウ２１が設けられている。円筒部２０内の後方端部には２波長赤外線検知素子である赤外線検知素子２２が設置されている。 In FIG. 7, the cylindrical portion 20 is hermetically sealed and the inside is a cryogenic region. A window 21 that transmits infrared rays is provided at the tip of the cylindrical portion 20. An infrared detection element 22, which is a two-wavelength infrared detection element, is installed at the rear end in the cylindrical portion 20.

また、円筒部２０の前方（図中、左方）には、図示しない光学レンズ系が配置されており、円筒部２０と光学レンズ系の間に、ディスク３０が配設されている。ディスク３０は回転軸３１を中心として回転自在とされている。 Further, an optical lens system (not shown) is disposed in front of the cylindrical portion 20 (left side in the figure), and a disk 30 is disposed between the cylindrical portion 20 and the optical lens system. The disk 30 is rotatable about a rotation shaft 31.

図８は、ディスク３０の平面図を示す。ディスク３０には、円環状の曲面反射面を持つハーフミラー２６，２７，２８が取付けられると共に、開口部２９が設けられている。ハーフミラー２６，２７，２８及び開口部２９それぞれの中心から回転軸３１までの距離は、ディスク３０が回転したときハーフミラー２６，２７，２８及び開口部２９それぞれの中心が撮像装置の光軸Ｐと一致するように設定されている。 FIG. 8 shows a plan view of the disk 30. The disk 30 is provided with half mirrors 26, 27, 28 having an annular curved reflecting surface and an opening 29. The distance from the center of each of the half mirrors 26, 27, 28 and the opening 29 to the rotation shaft 31 is such that the center of each of the half mirrors 26, 27, 28 and the opening 29 is the optical axis P of the imaging device when the disk 30 is rotated. Is set to match.

ディスク３０は、外部指令によって、後述するハーフミラー駆動機構５９が動作することで回転軸３１を中心として回転し、ハーフミラー２６，２７，２８及び開口部２９のいずれかが選択されて赤外線撮像装置の光軸上に挿入される。なお、開口部２９が挿入されたときは、コールド・アパーチャの開口部２４が選択されることになる。 The disk 30 rotates around the rotation shaft 31 by operating a half mirror drive mechanism 59 described later in response to an external command, and any one of the half mirrors 26, 27, 28 and the opening 29 is selected, and the infrared imaging device Inserted on the optical axis. Note that when the opening 29 is inserted, the opening 24 of the cold aperture is selected.

ハーフミラー２６，２７，２８は、例えば波長６〜７μｍの中波長赤外線を反射して透過せず、例えば波長８〜１２μｍの長波長赤外線を透過する特性を有するダイクロイック・ミラーにより実現する。 The half mirrors 26, 27, and 28 are realized by, for example, a dichroic mirror having a characteristic of transmitting a long-wavelength infrared light having a wavelength of 8 to 12 μm, for example, reflecting a medium-wavelength infrared light having a wavelength of 6 to 7 μm.

コールド・アパーチャの開口部２４によるＦ値（Ｆ１）は、近似的にＦ１≒ｂ１／ａ１で表される。ハーフミラー２６によるＦ値（Ｆ２）は、近似的にＦ２≒ｂ２／ａ２で表され、Ｆ２>Ｆ１とされている。ハーフミラー２７によるＦ値（Ｆ３）は、近似的にＦ３≒ｂ２／ａ２で表され、Ｆ３>Ｆ２とされている。 The F value (F1) due to the opening 24 of the cold aperture is approximately expressed by F1≈b1 / a1. The F value (F2) by the half mirror 26 is approximately expressed as F2≈b2 / a2, and F2> F1. The F value (F3) by the half mirror 27 is approximately expressed as F3≈b2 / a2, and F3> F2.

ハーフミラー２８は、開口部２８ａの開口径が例えばａ４（<ａ３）であり、光軸上での赤外線検知素子２２からハーフミラー２８までの距離はｂ２であり、ハーフミラー２８によるＦ値（Ｆ４）は、近似的にＦ４≒ｂ２／ａ４で表され、Ｆ４>Ｆ３とされている。つまり、ハーフミラー２６〜２８それぞれの開口部の視野角はコールド・アパーチャの開口部２４の視野角より小さくなる。 In the half mirror 28, the opening diameter of the opening 28a is, for example, a4 (<a3), the distance from the infrared detecting element 22 to the half mirror 28 on the optical axis is b2, and the F value (F4) by the half mirror 28 is ) Is approximately expressed as F4≈b2 / a4, and F4> F3. That is, the viewing angle of each opening of the half mirrors 26 to 28 is smaller than the viewing angle of the opening 24 of the cold aperture.

この実施形態では、中波長赤外線に対し４種類の開口径ａ１，ａ２，ａ３，ａ４を切替えて、４種類のＦ値を切替えることができる。 In this embodiment, the four types of aperture diameters a1, a2, a3, and a4 can be switched with respect to the medium wavelength infrared ray, and the four types of F values can be switched.

<第５実施形態>
図９は、本発明の赤外線撮像装置の第５実施形態の断面図を示す。同図中、図３と同一部分には同一符号を付す。 <Fifth embodiment>
FIG. 9 is a sectional view of a fifth embodiment of the infrared imaging device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.

図９において、円筒部２０は密閉されて内部は極低温領域とされている。円筒部２０の先端には赤外線を透過するウィンドウ２１が設けられている。円筒部２０内の後方端部には２波長赤外線検知素子である赤外線検知素子２２が設置されている。 In FIG. 9, the cylindrical portion 20 is hermetically sealed and the inside is a cryogenic region. A window 21 that transmits infrared rays is provided at the tip of the cylindrical portion 20. An infrared detection element 22, which is a two-wavelength infrared detection element, is installed at the rear end in the cylindrical portion 20.

また、円筒部２０の前方（図中、左方）には、図示しない光学レンズ系が配置されており、円筒部２０と光学レンズ系の間に、多角形状の開口及び曲面反射面を持つ開口寸法可変ハーフミラー４０が配置されている。開口寸法可変ハーフミラー４０は外部指令によって、後述するハーフミラー駆動機構５９が動作することで開口部４０ａの開口寸法を機械的に可変する構造とされている。 Further, an optical lens system (not shown) is disposed in front of the cylindrical portion 20 (left side in the figure), and an opening having a polygonal opening and a curved reflecting surface is provided between the cylindrical portion 20 and the optical lens system. A dimension variable half mirror 40 is arranged. The variable aperture size half mirror 40 is configured to mechanically change the aperture size of the aperture 40a by operating a half mirror drive mechanism 59 described later in response to an external command.

図１０及び図１１に開口寸法可変ハーフミラー４０の各例の平面図を示す。図１０では、４つのハーフミラー４１ａ〜４１ｄで開口寸法可変ハーフミラー４０が構成され、図１０（Ａ）に示すように開口部４０ａの開口寸法がａ４の状態から、図１０（Ｂ）に示すように開口寸法がａ２の状態まで、開口寸法が連続的に変化する。 10 and 11 are plan views of examples of the variable aperture size half mirror 40. FIG. In FIG. 10, four half mirrors 41a to 41d constitute the variable aperture half mirror 40. As shown in FIG. 10A, the opening size of the opening 40a is changed from a4 to that shown in FIG. 10B. In this way, the opening dimension continuously changes until the opening dimension is a2.

図１１では、６つのハーフミラー４２ａ〜４２ｆで開口寸法可変ハーフミラー４０が構成され、図１１（Ａ）に示すように開口部４０ａの開口寸法がａ４の状態から、図１１（Ｂ）に示すように開口寸法がａ２の状態まで、開口寸法が連続的に変化する。 In FIG. 11, the six half mirrors 42a to 42f constitute the variable aperture half mirror 40. As shown in FIG. 11A, the opening size of the opening 40a is changed from a4 to the state shown in FIG. 11B. In this way, the opening dimension continuously changes until the opening dimension is a2.

開口寸法可変ハーフミラー４０は、例えば波長６〜７μｍの中波長赤外線を反射して透過せず、例えば波長８〜１２μｍの長波長赤外線を透過する特性を有するダイクロイック・ミラーにより実現する。 The variable aperture half mirror 40 is realized by, for example, a dichroic mirror that has a characteristic of transmitting long-wavelength infrared light having a wavelength of 8 to 12 μm without reflecting mid-wavelength infrared light having a wavelength of 6 to 7 μm.

コールド・アパーチャの開口部２４によるＦ値（Ｆ１）は、近似的にＦ１≒ｂ１／ａ１で表される。開口寸法可変ハーフミラー４０は、開口寸法がａ２〜ａ４であり、光軸上での赤外線検知素子２２から開口寸法可変ハーフミラー４０までの距離をｂ２とすると、開口寸法可変ハーフミラー４０によるＦ値（Ｆｘ）は、近似的にＦｘ≒ｂ２／ａ２〜ｂ２／ａ４で表される。 The F value (F1) due to the opening 24 of the cold aperture is approximately expressed by F1≈b1 / a1. The aperture dimension variable half mirror 40 has an aperture dimension of a2 to a4, and when the distance from the infrared detecting element 22 to the aperture dimension variable half mirror 40 on the optical axis is b2, the F value by the aperture dimension variable half mirror 40. (Fx) is approximately expressed as Fx≈b2 / a2 to b2 / a4.

この実施形態では、中波長赤外線に対し開口寸法ａ２〜ａ４を連続的に切替えて、Ｆ値を連続的に切替えることができる。 In this embodiment, it is possible to continuously switch the aperture dimensions a2 to a4 with respect to the medium wavelength infrared ray, and to continuously switch the F value.

<赤外線撮像装置>
図１２は、本発明の赤外線撮像装置の一実施形態のブロック図を示す。同図中、赤外線撮像装置は、センサ部５０と画像処理部６０より大略構成されている。 <Infrared imaging device>
FIG. 12 shows a block diagram of an embodiment of an infrared imaging device of the present invention. In the figure, the infrared imaging device is roughly composed of a sensor unit 50 and an image processing unit 60.

センサ部５０内の赤外光学系５１は、ズーム機構又は視野切換機構，感度補正機構，基準板等を含んでおり、これらは光学制御部５２により制御される。赤外光学系５１を通った赤外線はハーフミラー部５８を通して赤外線検知器５３に入射される。 The infrared optical system 51 in the sensor unit 50 includes a zoom mechanism or a visual field switching mechanism, a sensitivity correction mechanism, a reference plate, and the like, and these are controlled by the optical control unit 52. The infrared rays that have passed through the infrared optical system 51 are incident on the infrared detector 53 through the half mirror 58.

ハーフミラー部５８は、ハーフミラー２５，２６〜２８，開口寸法可変ハーフミラー４０に対応するものであり、ハーフミラー駆動機構５９はハーフミラー部５８に対しハーフミラーの挿抜又は開口径の可変を制御する。 The half mirror unit 58 corresponds to the half mirrors 25 and 26 to 28 and the variable aperture size half mirror 40, and the half mirror drive mechanism 59 controls the insertion / extraction of the half mirror with respect to the half mirror unit 58 or the variable aperture diameter. To do.

赤外線検知器５３は冷却器（クライオクーラ）５４で冷却されている。赤外線検知器５３内の赤外線検知素子２２は２次元アレイ構造の赤外線センサであり、この赤外線検知素子２２が出力する中波長赤外線（ＭＷＩＲ）及び長波長赤外線（ＬＷＩＲ）の画像信号は、駆動信号生成回路やバッファアンプを含む周辺回路５５を経てＡ／Ｄ変換器５６に供給され、ここでデジタル化されて画像処理部６０に供給される。 The infrared detector 53 is cooled by a cooler (cryocooler) 54. The infrared detector 22 in the infrared detector 53 is an infrared sensor having a two-dimensional array structure, and the medium-wavelength infrared (MWIR) and long-wavelength infrared (LWIR) image signals output from the infrared detector 22 generate drive signals. A peripheral circuit 55 including a circuit and a buffer amplifier is supplied to an A / D converter 56, where it is digitized and supplied to an image processing unit 60.

なお、センサ部５０内の視軸指向機構５７は、画像処理部６０内の視軸指向機構制御部６５から制御回路６６を介して制御信号を供給されて視軸の指向を制御されている。 Note that the visual axis directing mechanism 57 in the sensor unit 50 is supplied with a control signal from the visual axis directing mechanism control unit 65 in the image processing unit 60 via the control circuit 66 to control the visual axis directing.

画像処理部６０において、中波長赤外線及び長波長赤外線のデジタル画像信号は感度補正／欠陥置換部６１及び感度補正パラメータ部６２に供給される。感度補正パラメータ部６２は予め記憶されている赤外線検知素子２２の各検知素子の感度補正パラメータを読み出して感度補正／欠陥置換部６１に供給し、感度補正／欠陥置換部６１において感度補正及び欠陥置換が行われる。 In the image processing unit 60, the digital image signals of medium wavelength infrared and long wavelength infrared are supplied to the sensitivity correction / defect replacement unit 61 and the sensitivity correction parameter unit 62. The sensitivity correction parameter unit 62 reads out the sensitivity correction parameter of each of the detection elements of the infrared detection element 22 stored in advance and supplies the sensitivity correction parameter to the sensitivity correction / defect replacement unit 61. The sensitivity correction / defect replacement unit 61 performs sensitivity correction and defect replacement. Is done.

画像信号処理部６３は補正された中波長赤外線及び長波長赤外線のデジタル画像信号の画像信号処理を行って出力する。ここでは長波長赤外線のデジタル画像信号を用いた目標捜索、中波長赤外線のデジタル画像信号を用いた目標識別を行い、得られた目標情報も出力される。 The image signal processing unit 63 performs image signal processing of the corrected medium-wavelength infrared and long-wavelength infrared digital image signals, and outputs them. Here, target search using a long-wavelength infrared digital image signal, target identification using a medium-wavelength infrared digital image signal, and target information obtained are also output.

システム制御処理部６４は、外部の上位装置から画像制御指令及び指向制御指令を供給され、また、画像信号処理部６３から目標情報を供給されており、画像制御指令に応じてセンサ部５０内の光学制御部５２の制御を行うと共に、ハーフミラー駆動機構５９の制御を行う。また、指向制御指令に応じて視軸指向機構制御部６５を制御し制御回路６６を介してセンサ部５０内の視軸指向機構５７を制御する。視軸指向機構５７は搭載プラットフォーム７０を基準として視軸を上下左右に回動させる。 The system control processing unit 64 is supplied with an image control command and a directivity control command from an external host device, and is also supplied with target information from the image signal processing unit 63, and in the sensor unit 50 according to the image control command. The optical control unit 52 is controlled and the half mirror drive mechanism 59 is controlled. Further, the visual axis directing mechanism control unit 65 is controlled according to the directivity control command, and the visual axis directing mechanism 57 in the sensor unit 50 is controlled via the control circuit 66. The visual axis directing mechanism 57 rotates the visual axis vertically and horizontally with the mounting platform 70 as a reference.

このように、上記実施形態によれば、検知器内部の真空環境維持に影響を与えることなく、長波長赤外線に対してＦ値が小さく明るくなり、中波長赤外線に対してＦ値が大きく暗くなるデュアルＦ値の光学構成を実現することができる。 Thus, according to the above embodiment, the F value is small and bright for long wavelength infrared rays and the F value is large and dark for medium wavelength infrared rays without affecting the vacuum environment maintenance inside the detector. An optical configuration with a dual F value can be realized.

これによって、同じ装置開口径に対して、図１３に示すように、中波長赤外線は一点鎖線Ｉａで示すように長焦点の望遠画像Ｉｂ、長波長赤外線は一点鎖線IIａで示すように短焦点の広角画像IIｂを同時に取得できるように構成することができる。波長特性上も中波長赤外線の方が分解能を高くでき、長波長赤外線の方が広域捜索に適しているケースが多いので、長波長赤外線によって得た広角画像IIｂで捜索・探知した目標を、同じ距離で接近することなく、より高分解能の中波長赤外線によって得た望遠画像Ｉｂで識別することができる。 As a result, for the same apparatus aperture diameter, as shown in FIG. 13, the medium-wavelength infrared is a long-focus telephoto image Ib as indicated by a one-dot chain line Ia, and the long-wavelength infrared is a short-focus infrared light as indicated by a one-dot chain line IIa. The wide-angle image IIb can be obtained at the same time. In terms of wavelength characteristics, the resolution of medium-wavelength infrared can be higher, and long-wavelength infrared is more suitable for wide-area search. Therefore, the same target is searched and detected by wide-angle image IIb obtained by long-wavelength infrared. It can be identified by the telephoto image Ib obtained by higher-resolution medium-wavelength infrared rays without approaching at a distance.

なお、図１に示す単波長赤外線検知器を用いた従来装置では、中波長赤外線は短焦点の広角探知において感度が低く距離も伸びず、長波長赤外線は回折限界のためにそれ程長焦点にできず識別距離が伸びない。 In the conventional device using the single-wavelength infrared detector shown in FIG. 1, the sensitivity of the medium-wavelength infrared is low and the distance is not extended in the short-focus wide-angle detection, and the long-wavelength infrared can be made so long because of the diffraction limit. The identification distance does not increase.

また、本実施形態では、広域捜索画面と識別画面が同時に表示されるので、注視目標とその周囲の別の目標候補との相対位置関係の変化を見逃すこともなく、的確に次の目標候補を識別するために視軸を指向させることができる。 In this embodiment, since the wide area search screen and the identification screen are displayed at the same time, the next target candidate can be accurately determined without overlooking the change in the relative positional relationship between the gaze target and another target candidate around it. The visual axis can be directed for identification.

従来のコールド・アパーチャ方式の赤外線撮像装置の一例の断面図である。It is sectional drawing of an example of the conventional infrared imaging device of a cold aperture system. 従来の反射面式アパーチャ方式の赤外線撮像装置の一例の断面である。It is a cross section of an example of the conventional reflective surface type aperture type infrared imaging device. 本発明の赤外線撮像装置の一実施形態の断面図である。It is sectional drawing of one Embodiment of the infrared imaging device of this invention. コールド・アパーチャとハーフミラーの開口径を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the aperture diameter of a cold aperture and a half mirror. 本発明の赤外線撮像装置の第２実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 2nd Embodiment of the infrared imaging device of this invention. 本発明の赤外線撮像装置の第３実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 3rd Embodiment of the infrared imaging device of this invention. 本発明の赤外線撮像装置の第４実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 4th Embodiment of the infrared imaging device of this invention. ディスクの平面図である。It is a top view of a disk. 本発明の赤外線撮像装置の第５実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 5th Embodiment of the infrared imaging device of this invention. 開口寸法可変ハーフミラーの平面図である。It is a top view of an aperture size variable half mirror. 開口寸法可変ハーフミラーの平面図である。It is a top view of an aperture size variable half mirror. 本発明の赤外線撮像装置の一実施形態のブロック図である。It is a block diagram of one embodiment of an infrared imaging device of the present invention. 中波長赤外線による望遠画像と長波長赤外線による広角画像の同時取得を説明するための図である。It is a figure for demonstrating simultaneous acquisition of the telephoto image by medium wavelength infrared, and the wide-angle image by long wavelength infrared rays.

Explanation of symbols

２０円筒部
２１ウィンドウ
２２赤外線検知素子
２３コールド・アパーチャ
２４開口部
２５〜２８ハーフミラー
２９開口部
３０ディスク
３１回転軸
４０開口寸法可変ハーフミラー
５０センサ部
５１赤外光学系
５２光学制御部
５３赤外線検知器
５４冷却器
５５周辺回路
５６Ａ／Ｄ変換器
５７視軸指向機構
５８ハーフミラー部
５９ハーフミラー駆動機構
６０画像処理部
６１感度補正／欠陥置換部
６２感度補正パラメータ部
６３画像信号処理部
６４システム制御処理部
６５視軸指向機構制御部
６６制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Cylindrical part 21 Window 22 Infrared sensing element 23 Cold aperture 24 Opening part 25-28 Half mirror 29 Opening part 30 Disk 31 Rotating shaft 40 Half-aperture variable half mirror 50 Sensor part 51 Infrared optical system 52 Optical control part 53 Infrared detection Device 54 cooler 55 peripheral circuit 56 A / D converter 57 visual axis directing mechanism 58 half mirror unit 59 half mirror drive mechanism 60 image processing unit 61 sensitivity correction / defect replacement unit 62 sensitivity correction parameter unit 63 image signal processing unit 64 system Control processing unit 65 Visual axis directing mechanism control unit 66 Control circuit

Claims

In an infrared imaging device using a two-wavelength infrared detector that is disposed in a cold aperture and operates by cooling to a cryogenic temperature and detects a first infrared on the long wavelength side and a second infrared on the short wavelength side,
An opening provided in the cold aperture;
The cold aperture opening is disposed on the infrared incident side, has an opening having a viewing angle smaller than the viewing angle of the cold aperture opening, transmits the first infrared ray, and second An infrared imaging device comprising a half mirror having an annular curved reflecting surface for reflecting infrared rays.

The infrared imaging device according to claim 1,
An infrared imaging device having a half mirror drive mechanism for inserting or removing the half mirror into or from an optical axis of the imaging device.

The infrared imaging device according to claim 2,
A plurality of half mirrors having different viewing angles of the opening,
The infrared imaging device, wherein the half mirror driving mechanism inserts or removes any one of the plurality of half mirrors into the imaging device optical axis.

The infrared imaging device according to claim 2 ,
A plurality of half mirrors having different viewing angles of the opening and a disk in which the openings are arranged concentrically;
An infrared imaging device, wherein the half mirror driving mechanism rotates the disk to insert or remove one of the plurality of half mirrors and an opening from the optical axis of the imaging device.

The infrared imaging device according to claim 1,
2. The infrared imaging device according to claim 1, wherein the half mirror is an aperture size variable half mirror that changes a viewing angle by changing an aperture size of the opening.