JP5487314B2 - 暗視装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、入射光を増幅し、可視化する暗視装置に関する。

暗視装置は、夜間又は暗闇の可視化をユーザに提供する。一般的に、暗視装置は、光電子増倍管を具備する。光電子増倍管は、微小な光を増幅する。暗視装置は、微小な光を増幅する目的を達成するために、極めて高い増幅率を持つ。昼間の光又は光源からの光などのような、裸眼でも視認可能な光が暗視装置に入射されると、入射された光の量が暗視装置の取り扱い許容値を超え、光電子増倍管が破損又は劣化する場合がある。

従来の暗視装置においては、光電子増倍管が破損及び劣化を防止するために、光センサを備える。光センサによって一定量を超える光が検出された場合に、暗視装置内部の光電子増倍管への電源供給は遮断される。

従来の暗視装置においては、暗視装置本体の外部に光センサが設置される。このため、光センサによって一定量を超える光が検出されてから光電子増倍管への電源供給が遮断されるまでの間に、光電子増倍管の劣化が生じ、光センサを用いた電源遮断の効果は劣化の進行を遅らせるに留まる。

また、一般的に、暗視装置の電源には電池が使用されている。使用時に電源の残量が不足することを防止するために、暗視装置は、ユーザに電源の残量の低下を通知する。暗視装置の役割から、電源の残量の低下は、周辺に存在する者に知られることなく、ユーザのみに対して通知されることが望ましい。

しかしながら、従来の暗視装置には、電源残量の低下を通知する機能を備えていないか、あるいは、ＬＥＤランプの発光によって電源残量の低下が通知される。このため、ユーザではない他の者によって、電源残量の低下を通知するための光が観察される可能性がある。

本発明の実施形態は、光電子増倍管の破損及び劣化を防止する暗視装置を提供することを目的とする。

実施形態によれば、暗視装置は、対物レンズ機構、光電子増倍管、接眼レンズ機構、電源、ハウジングを備える。対物レンズ機構は、入射光を受ける。光電子増倍管は、入射光を増幅し、可視出力イメージを生成する。接眼レンズ機構は、光電子増倍管からの可視出力イメージを出力する。電源は、光電子増倍管に対して電力を供給する。ハウジングは、対物レンズ機構、光電子増倍管、接眼レンズ機構、電源を配置する。光電子増倍管は、過大光を検出した場合に、増幅動作を抑制する増幅制御部を具備する。

図１は、実施形態に係る暗視装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る暗視装置の例を示す第１の外観図である。 図３は、実施形態に係る暗視装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図４は、実施形態に係る暗視装置の例を示す第２の外観図である。

以下、図面を参照しながら本発明の各実施の形態について説明する。

本実施形態では、光電子増倍管が過大光を検出し、過大光が検出された場合に増幅動作を抑制(例えば停止）することで、光電子増倍管の破損及び劣化を防止する暗視装置について説明する。

図１は、本実施形態に係る暗視装置１の構成の一例を示すブロック図である。

図２は、本実施形態に係る暗視装置１の例を示す第１の外観図である。図２（ａ）は、暗視装置１の第１の外観図のうちの側面図を示す。図２（ｂ）は、暗視装置１の第１の外観図のうちの上面図を示す。図（ｃ）は、暗視装置１の第１の外観図のうちの正面図を示す。

暗視装置１は、イメージ増幅機能２ａと増幅制御機能２ｂとを備えた光電子増倍管（イメージ増幅機構）２を具備する。暗視装置１は、保護されるべき光電子増倍管２自体で光量検出（測定）を行う。光電子増倍管２は、この検出量に応じて内部回路により増幅動作を抑制する。また、暗視装置１は、光電子増倍管２のゲインを変動させることで、電源（例えばバッテリ）３に蓄積されている電力量（残り電力量）の低下をユーザに通知する。

暗視装置１は、対物レンズ機構４、光電子増倍管２、接眼レンズを備えた接眼レンズ機構（アイピースレンズ機構）５、電源３、制御部６、第１のハウジング７ａと第２のハウジング７ｂとを備えたハウジング、赤外線照明装置８を具備する。

本実施形態に係る暗視装置１は、単眼式の暗視装置であるが、複眼式の暗視装置であってもよい。

対物レンズ機構４は、暗視装置１の使用環境における例えば低輝度光などのような入射光を受けるためのレンズを備える。

光電子増倍管２は、イメージ増幅機能２ａと、増幅制御機能２ｂを具備する。本実施形態においては、増幅制御機能２ｂとして光電子増倍管２のオートシャットダウン機能が用いられる場合を例として説明する。しかしながら、光電子増倍管２をシャットダウンするのではなく、単に増幅動作を抑制又は停止する、増幅率を下げるなど、他の手法で光電子増倍管２の破損及び劣化を防止するとしてもよい。

イメージ増幅機能２ａは、入射光を増幅し、可視出力イメージに変換する。イメージ増幅機能２ａは、制御部６の信号処理部６ｂからの信号（制御命令）にしたがってゲインを変更する。

増幅制御機能２ｂは、入射光の光量、入射光の増幅、入射光の増幅後の光量のうちの少なくとも一つを含む抑制管理値が許容値（しきい値）より大きい場合に、光電子増倍管２をシャットダウンする。換言すれば、光電子増倍管２には、抑制管理値のうちの少なくとも一つが許容値を超えた場合に、自動で光電子増倍管２をシャットダウンさせるための回路が内部に組み込まれている。例えば、増幅制御機能２ｂは、入射光の光量、入射光の増幅、入射光の増幅後の光量の増加に伴なって変化（例えば増加）する光電子増倍管２内部の電流、電圧、又は消費電力などの値を検出し、許容量との比較を行う。

より具体的な例を挙げて光電子増倍管２について説明する。光電子増倍管２では、入射光に応じて光電陰極から光電子が放出される。放出された光電子は、ダイノードで増倍され、アノードで収集される。そこで、光電子増倍管２は、例えば、光電陰極から放出される光電子が許容値を超える場合に、直接的に光電子の放出を抑制又は停止する。また、光電子増倍管２は、例えば、アノードから出力される電流値が許容値を超える場合に、過大な光が入射されたと判断し、直接的に光電陰極又はダイノードに対する電力供給を遮断する。また、光電子増倍管２は、例えば、ダイノードの消費電力が許容値を超えた場合に、光電子増倍管２をシャットダウンする。

接眼レンズ機構５は、可視出力イメージをユーザに提供する機構である。

電源３は、制御部６経由で、赤外線照明装置８及び光電子増倍管２に電力を供給する。

制御部６は、光電子増倍管２のゲインを電気的に制御する。制御部６による光電子増倍管２に対するゲイン制御は、シリアル通信を用いて実行されるとしてもよい。

制御部６の検出部（電力残りセンサ）６ａは、電源３の残り電力量を検出する。

制御部６の信号処理部６ｂは、検出された残り電力量に応じて光電子増倍管２のゲイン値を変更させる。

例えば、制御部６は、電源３に反応し、電源３に関する残り電力量が所定のしきい値以下か否か判断する。そして、制御部６は、残り電力量が所定のしきい値以下の場合に、光電子増倍管２のゲイン値を下げる。この場合、可視出力イメージは、電源３に関する残り電力量が少ない場合に、暗くなる。ユーザは、この可視出力イメージの光量の低下から残り電力量が少ないことを認識できる。

また、例えば、制御部６は、残り電力量が所定のしきい値以下の場合に、光電子増倍管２のゲイン値の増加及び減少を所定範囲で周期的に行う。これにより、ユーザに提供される可視出力イメージの明暗が周期的に変わり、ユーザは、電源３の残り電力量が少ないことを認識できる。

また、制御部６は、ユーザによる指示などにしたがって、電源３からの電力を赤外線照明装置８に供給する。

本実施形態において、制御部６は、例えば、電気回路基板に生成される電気回路で実現される。

第１のハウジング７ａは、対物レンズ機構４、光電子増倍管２、接眼レンズ機構５を備えている。

第１のハウジング７ａは、光学軸にそって、対物レンズ機構４、光電子増倍管２、接眼レンズ機構５を一列に整列させる。

本実施形態において、第１のハウジング７ａは、円筒状に形成されている。

第２のハウジング７ｂは、電源３、制御部６、赤外線照明装置８を備える。第２のハウジング７ｂには、電源３を収納するスペースが形成される。

本実施形態において、第２のハウジング７ｂは、直方体状に形成されている。

第１のハウジング７ａ及び第２のハウジング７ｂは、金属ハウジングでもよく、非金属ハウジングでもよく、金属と非金属とが組み合わされていてもよい。

本実施形態において、第１のハウジング７ａと第２のハウジング７ｂとは、光学軸にそって、連結される。

赤外線照明装置８は、制御部６経由で、電源３と接続される。本実施形態において、赤外線照明装置８は、第２のハウジング７ｂの前方に備えられている前方照射照明である。

赤外線照明装置８は、ユーザによる指示にしたがって又は自動で、赤外線を照射する。これにより、例えば、密室などのように、低輝度光すら観測されない状況であっても、暗視装置１は、照射された赤外線に対する反射光を観測し、暗視装置１のユーザに対して可視化出力イメージを提供する。

図５は、本実施形態に係る暗視装置１の動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、暗視装置１の電源３がＯＮになる。

ステップＳ２において、暗視装置１の対物レンズ機構４は、入射光を受ける。

ステップＳ３において、暗視装置１の光電子増倍管２は、入射光の光量、増幅、増幅後の光量のうちの少なくとも一つを含む抑制管理値が許容値より大きいか判断する。

抑制管理値が許容値より大きい場合（抑制管理値が複数の値を含む場合には、複数の値のうちの少なくとも一つが許容値より大きい場合）、ステップＳ４において、暗視装置１の光電子増倍管２は、シャットダウンし、処理は終了する。

抑制管理値が許容値以下の場合（抑制管理値が複数の値を含む場合にには、複数の値の全てが許容値以下の場合）、ステップＳ５において、暗視装置１の光電子増倍管２は、入射光を増幅した可視出力イメージを生成する。

ステップＳ６において、暗視装置１の接眼レンズ機構５は、可視出力イメージをユーザに提供する。

ステップＳ７において、暗視装置１の制御部６の検出部６ａは、電源３の残り電力量がしきい値以下か否か判断する。残り電力量がしきい値以下でない場合、処理はステップＳ９に移動する。

残り電力量がしきい値以下の場合、ステップＳ８において、暗視装置１の制御部６の信号処理部６ｂは、光電子増倍管２のゲイン値の変更を示す信号を光電子増倍管２に送り、光電子増倍管２は信号に基づいてゲイン値を変更する。

ステップＳ９において、暗視装置１の電源３がＯＦＦにされた場合には、処理は終了し、ＯＮが継続されている場合には、処理は、ステップＳ２に戻る。

以上説明した本実施形態においては、光電子増倍管２自体で過大な光量が検出され、過大な光量が検出された場合に光電子増倍管２自体で増幅動作の抑制が実行される。これにより、本実施形態においては、光電子増倍管２の外部で光量を測定する従来の方式よりも短時間で光電子増倍管２の増幅動作を停止することができ、光電子増倍管２の破損及び劣化を防止することができる。また、本実施形態においては、従来の方式のように、光センサ、及び電源３から光電子増倍管２へ供給される電力を遮断するための光電子増倍管２外部の遮断回路を備える必要がなくなり、装置構成を簡素化できる。

本実施形態においては、電源３の残り電力量がしきい値以下の場合に、光電子増倍管２のゲイン値が変更され、これによりユーザへの通知が行われる。したがって、本実施形態では、ユーザではない周辺の者に、電力量低下の通知が認識されることを防止することができる。

本実施形態において説明した各構成要素は、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で、自由に組み合わせることができ、自由に分割することができる。例えば、制御部６は、検出部６ａと信号処理部６ｂとに分離してもよい。例えば、第１のハウジング７ａと第２のハウジング７ｂとは、組み合わせてもよい。

図４は、本実施形態に係る暗視装置１の例を示す第２の外観図である。図４（ａ）は、暗視装置１の第２の外観図のうちの上面図を示す。図４（ｂ）は、暗視装置１の第２の外観図のうちの側面図を示す。図４（ｃ）は、暗視装置１の第２の外観図のうちの底面図を示す。図４（ｄ）は、暗視装置１の第２の外観図のうちの前面図を示す。図４（ｅ）は、暗視装置１の第２の外観図のうちの背面図を示す。図４（ｆ）〜（ｉ）は、暗視装置１の第２の外観図のうちの斜視図を示す。

この図４において、第１のハウジング７ａは上側に配置され、第２のハウジング７ｂは下側に配置される。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (6)

1. 入射光を受けるための対物レンズ機構と、
   前記入射光を増幅し、可視出力イメージを生成する光電子増倍管と、
   前記光電子増倍管からの前記可視出力イメージを出力するための接眼レンズ機構と、
   前記光電子増倍管に対して電力を供給する電源と、
   前記対物レンズ機構、前記光電子増倍管、前記接眼レンズ機構、電源を配置するハウジングと、
   前記電源に蓄積されている電力量に基づいて、前記光電子増倍管に対して、ゲイン値の変更を示す信号を送る制御部と
   を具備し、
   前記光電子増倍管は、過大光を検出した場合に、増幅動作を抑制する増幅制御部を具備し、前記信号に基づいて、ゲイン値を変更する
   暗視装置。
2. 前記増幅制御部は、前記入射光の光量、前記入射光の増幅、前記入射光の増幅後の光量のうちの少なくとも一つが許容値より大きい場合に、前記光電子増倍管をシャットダウンする
   請求項１記載の暗視装置。
3. 前記暗視装置は、単眼式であり、
   前記ハウジングは、光学軸にそって、前記対物レンズ機構、前記光電子増倍管、前記接眼レンズ機構、を一列に配置する
   請求項１記載の暗視装置。
4. 前記制御部は、
   前記電源に蓄積されている電力量がしきい値以下であるか否かを検出する検出部と、
   前記検出部によって前記電力量が前記しきい値以下であることが検出された場合に、前記光電子増倍管のゲイン制御のための前記信号を前記光電子増倍管に送る信号処理部と
   を具備する
   請求項１記載の暗視装置。
5. 前記ハウジングは、
   光学軸にそって、前記対物レンズ機構、前記光電子増倍管、前記接眼レンズ機構、を一列に配置する第１のハウジングと、
   前記電源と前記制御部とを配置する第２のハウジングと
   を具備し、
   前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとは、前記光学軸にそって連結される
   請求項３記載の暗視装置。
6. 前記第２のハウジングの前に備えられており、前方に赤外線を照射する赤外線照明部をさらに具備する請求項５記載の暗視装置。

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