JPH01291128A - 赤外検知装置 - Google Patents
赤外検知装置Info
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- JPH01291128A JPH01291128A JP63121048A JP12104888A JPH01291128A JP H01291128 A JPH01291128 A JP H01291128A JP 63121048 A JP63121048 A JP 63121048A JP 12104888 A JP12104888 A JP 12104888A JP H01291128 A JPH01291128 A JP H01291128A
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- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0803—Arrangements for time-dependent attenuation of radiation signals
- G01J5/0805—Means for chopping radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は赤外計測に使用される焦電型の赤外検知装置に
関するもので、特に誘導弾等において用いられる高温源
追跡誘導への利用に好適な赤外検知装置に関するもので
ある。
関するもので、特に誘導弾等において用いられる高温源
追跡誘導への利用に好適な赤外検知装置に関するもので
ある。
従来の技術
焦電型赤外検知器は、焦電素子の温度変化によシ発生す
る表面電荷を電気信号として出力するので、チョッパを
内蔵して、被測定物と基準赤外光源を見るような構成で
、赤外検知装置を形成している。第３図にその概念図を
示す。この図では、チョッパ１は切欠きのある円板で、
回転することにより、被測定物５と標準赤外光源９を交
互に見ることができるようになっている。ここで、各々
の熱像を焦電型赤外検知器２．９に結像するために、赤
外レンズ３あるいは１０が設定されている。
る表面電荷を電気信号として出力するので、チョッパを
内蔵して、被測定物と基準赤外光源を見るような構成で
、赤外検知装置を形成している。第３図にその概念図を
示す。この図では、チョッパ１は切欠きのある円板で、
回転することにより、被測定物５と標準赤外光源９を交
互に見ることができるようになっている。ここで、各々
の熱像を焦電型赤外検知器２．９に結像するために、赤
外レンズ３あるいは１０が設定されている。
得られる画像信号は、ポジ、ネガの交互なので、プリア
ンプ、画像処理装置７にて（ポジ）−（ネガ）の処理を
して鍾を向上させて出力できるようになっている。
ンプ、画像処理装置７にて（ポジ）−（ネガ）の処理を
して鍾を向上させて出力できるようになっている。
発明が解決しようとする課題
従来の構成では、（ポジ）−（ネガ）処理によりいを向
上させているが、赤外検知器特に常温で動作する熱型検
知器では、シへか十分でなく、より高い騎が望まれてい
る。また、アレイ状検知器の場合、空間分解能の向上も
望まれているが、素子製作上約１００μｍピッチが上限
で、レンズの焦点距離が決まれば、空間分解能もはソ決
定してしまう。焦点距離を長くすれば、空間分解能は良
くなるが同じ明るさを保とうとすれば、焦点距離は長く
しだ分だけ、レンズ口径を拡げなければならず、装置と
しては大型で高価格な方向になる。レンズ口径を拡げず
に焦点距離を２倍にすれば、いが凶になシ、このことか
ら空間分解能とＳ／Ｎは相関々係があることが明らかで
ある。
上させているが、赤外検知器特に常温で動作する熱型検
知器では、シへか十分でなく、より高い騎が望まれてい
る。また、アレイ状検知器の場合、空間分解能の向上も
望まれているが、素子製作上約１００μｍピッチが上限
で、レンズの焦点距離が決まれば、空間分解能もはソ決
定してしまう。焦点距離を長くすれば、空間分解能は良
くなるが同じ明るさを保とうとすれば、焦点距離は長く
しだ分だけ、レンズ口径を拡げなければならず、装置と
しては大型で高価格な方向になる。レンズ口径を拡げず
に焦点距離を２倍にすれば、いが凶になシ、このことか
ら空間分解能とＳ／Ｎは相関々係があることが明らかで
ある。
本発明は上記問題点を解決するもので、シヘおよび空間
分解能を向上させることを目的とするものである。
分解能を向上させることを目的とするものである。
課題を解決するための手段
上記問題点を解決するために、本発明においては切欠き
を有する回転円板より成るチョッパと、このチョッパの
一方の側の同心円上に配された複数の赤外検知器および
赤外集光レンズと、赤外基準値を得るための白金抵抗温
度計と、複数の赤外検知器の出力を重ね合わせる信号処
理部とを設けたものである。
を有する回転円板より成るチョッパと、このチョッパの
一方の側の同心円上に配された複数の赤外検知器および
赤外集光レンズと、赤外基準値を得るための白金抵抗温
度計と、複数の赤外検知器の出力を重ね合わせる信号処
理部とを設けたものである。
作用
上記の構成において、チョッパの大きさを変更せず、複
数の赤外検知器を配置することにより全体の大きさを変
えずに２〜６倍の複数信号を計測できることになる。
数の赤外検知器を配置することにより全体の大きさを変
えずに２〜６倍の複数信号を計測できることになる。
すなわち、チョッパを回転させることにより被測定物か
らの赤外光が断続され、赤外集光レンズを経て各赤外検
出器に入射する。各赤外検出器はチョッパ閉のとき白金
抵抗温度計の計測値を基準光源として見、各赤外検出器
の出力を信号処理部でかね合わせることによりＳハの改
善された信号を得ることができる。
らの赤外光が断続され、赤外集光レンズを経て各赤外検
出器に入射する。各赤外検出器はチョッパ閉のとき白金
抵抗温度計の計測値を基準光源として見、各赤外検出器
の出力を信号処理部でかね合わせることによりＳハの改
善された信号を得ることができる。
実施例
以下本発明の実施例について、図面とともに詳細に説明
する。
する。
第１図（ａ）（ｂ）は、本発明による赤外検知装置の実
施例の構成を示す図で、同図（ａ）は２組の赤外検知器
２ａ、２ｂを示しているが、同図（ｂ）に示すように実
際は４組の赤外検知器２ａ〜２ｄが設置さ、れており、
横から見て、同図（ａ）では２組を省略しである。
施例の構成を示す図で、同図（ａ）は２組の赤外検知器
２ａ、２ｂを示しているが、同図（ｂ）に示すように実
際は４組の赤外検知器２ａ〜２ｄが設置さ、れており、
横から見て、同図（ａ）では２組を省略しである。
第１図（ａ）（ｂ）において、１は回転円板の一部を切
欠いたチョッパで、同図（ｂ）に示すように回転中心に
対して対称に切欠きｌｌａ、ｌｌｂが形成されている。
欠いたチョッパで、同図（ｂ）に示すように回転中心に
対して対称に切欠きｌｌａ、ｌｌｂが形成されている。
チョッパ１の被測定物５の反対側の同心円上には複数個
、図示の場合は４個の焦電型の赤外検出器２ａｓ ２ｂ
、 ２ｃ、 ２ｄが配される。各赤外検出器２ａ〜２ｄ
への入射赤外光は集光レンズ３ａ、 ３ｂ、３ｃ。
、図示の場合は４個の焦電型の赤外検出器２ａｓ ２ｂ
、 ２ｃ、 ２ｄが配される。各赤外検出器２ａ〜２ｄ
への入射赤外光は集光レンズ３ａ、 ３ｂ、３ｃ。
３ｄを介して入射される。集光レンズ３ａ〜３ｄは焦点
距離５０朋のゲルマニウムレンズで、波長１０μｍを中
心に反射防止膜が施され、チョッパ１の赤外検出器２ａ
〜２ｄ側の同心円上に、各集光レンズ３ａ〜３ｄの中心
がチョッパ１の回転中心より５０關の位置に配される。
距離５０朋のゲルマニウムレンズで、波長１０μｍを中
心に反射防止膜が施され、チョッパ１の赤外検出器２ａ
〜２ｄ側の同心円上に、各集光レンズ３ａ〜３ｄの中心
がチョッパ１の回転中心より５０關の位置に配される。
４は赤外基準光源としての白金抵抗温度計で、チョッパ
１の近傍に配される。６はフォトカプラで、チョッパ１
の開閉を光学的に検知してチョッパ１の開閉信号を発生
させる。７ａ、７ｂＳ ７（ｊ％ ７ｄ （７（！、
７ｄは図示せず）は赤外検出器２ａ、 ２ｂ、 ２ｃ、
２ｄの出力信号を増幅する増幅器、８は信号処理部で
ある。赤外検知器２ａ〜２ｄは第２図に示すように２次
元アレイ素子１３で構成され、５０μｍ平方の有感部１
２が縦横に１００μｍピッチで配列されている。チョッ
パ１の回転中心に対して対角の位置にある２つの赤外検
出器、たとえば第１図（ｂ）の２つの赤外検出器２ａ、
２ｂ （２ｃ、 ２ｄも同様）から得られる信号は
、チョッパ１の開閉が１８０ 位相が異っている。そ
こで、位相差の補正を信号処理部８で行ない、集光レン
ズ３間の光軸を若干調整して、第２図１４に示すように
、縦横各各５０μｍずつずらした視野にして互の不感帯
を補うようにすると、空間分解能の改善をはかることが
できる。このとき、各赤外検知器２ ａ、 ２ ｂ （
２０％２ｄも同様）の視野は５００ｍ〜１０００ ｍの
遠方で一致させることができる。これは以下の方法で行
った。
１の近傍に配される。６はフォトカプラで、チョッパ１
の開閉を光学的に検知してチョッパ１の開閉信号を発生
させる。７ａ、７ｂＳ ７（ｊ％ ７ｄ （７（！、
７ｄは図示せず）は赤外検出器２ａ、 ２ｂ、 ２ｃ、
２ｄの出力信号を増幅する増幅器、８は信号処理部で
ある。赤外検知器２ａ〜２ｄは第２図に示すように２次
元アレイ素子１３で構成され、５０μｍ平方の有感部１
２が縦横に１００μｍピッチで配列されている。チョッ
パ１の回転中心に対して対角の位置にある２つの赤外検
出器、たとえば第１図（ｂ）の２つの赤外検出器２ａ、
２ｂ （２ｃ、 ２ｄも同様）から得られる信号は
、チョッパ１の開閉が１８０ 位相が異っている。そ
こで、位相差の補正を信号処理部８で行ない、集光レン
ズ３間の光軸を若干調整して、第２図１４に示すように
、縦横各各５０μｍずつずらした視野にして互の不感帯
を補うようにすると、空間分解能の改善をはかることが
できる。このとき、各赤外検知器２ ａ、 ２ ｂ （
２０％２ｄも同様）の視野は５００ｍ〜１０００ ｍの
遠方で一致させることができる。これは以下の方法で行
った。
集光レンズ３ａ〜３ｄの中心はチョッパ１の回転中心よ
り５０朋の位置にあるので、赤外検知器２ａ又は２ｂの
位置をわずかチョッパ１の外周側にずらせばよい。その
距離△Ｓは次式で決定できる。
り５０朋の位置にあるので、赤外検知器２ａ又は２ｂの
位置をわずかチョッパ１の外周側にずらせばよい。その
距離△Ｓは次式で決定できる。
ここで、ｆは集光レンズの中心位置、Δｄは有感部をず
らす距離、ｌは視野距離であり、いまｆ ＝ ５０ｍｍ
、 １３ ＝ ５００ Ｘ １０００ｍｍ又は１０００
Ｘ １０００ｍｍ△ｄ＝５０朋なので である。これは、２次元プレイ素子のピッチ１／１０ｎ
に比較して１／２０〜１／４０なので、無視し得る数値
である。
らす距離、ｌは視野距離であり、いまｆ ＝ ５０ｍｍ
、 １３ ＝ ５００ Ｘ １０００ｍｍ又は１０００
Ｘ １０００ｍｍ△ｄ＝５０朋なので である。これは、２次元プレイ素子のピッチ１／１０ｎ
に比較して１／２０〜１／４０なので、無視し得る数値
である。
次に、チョッパ１の裏面は黒色塗装し、赤外放射率を９
５チとして、チョッパ１近傍に設置した白金抵抗温度計
４のデータで、絶対温度を換算できるようにした。即ち
白金抵抗温度計出力に０．９５を乗じた値が、基準黒体
温度であり、その演算は信号処理部８で行われる。
５チとして、チョッパ１近傍に設置した白金抵抗温度計
４のデータで、絶対温度を換算できるようにした。即ち
白金抵抗温度計出力に０．９５を乗じた値が、基準黒体
温度であり、その演算は信号処理部８で行われる。
いま、チョッパ１が第１図（ｂ）の位置にあるとき、赤
外検出器２ａ、 ２ｂは被測定物５からの赤外光を受光
する。このとき、赤外検出器２ｃ、 ２ｄはチョッパ閉
であり、チョッパ裏面からの赤外放射は口金抵抗温度計
４により計測される。つぎにチョッパ１が９０ 回転す
ると、赤外検出器２ａＮ ２ｂはチョッパ閉となりチョ
ッパ裏面からの赤外放射が白金抵抗温度計４により計測
され、一方赤外検出器２ｃ、２ｄはチョッパ開となって
被測定物５からの赤外光を受光する。赤外検出器２ａ〜
２ｄの出力は増幅器７ａ〜７ｄで増幅後信号処理部８に
加えられる。一方白金抵抗温度計４の測定出力も信号処
理部８に加えられる。信号処理部８では白金抵抗温度計
４の出力をもとに基準黒体温度を算出し、各赤外検出器
２ａ〜２ｄの出力とこの基準黒体温度との差によシ被測
定物５の温度を絶対温度に換算し、位相差を補正して加
え合わせる。このとき、フォトカブラ６をチョッパ周縁
に設置してチョッパ１の開閉の位相情報を信号処理部８
に与えることにより開閉状態を把握して（ポジ）＝（ネ
ガ）の信号処理を確実化する。
外検出器２ａ、 ２ｂは被測定物５からの赤外光を受光
する。このとき、赤外検出器２ｃ、 ２ｄはチョッパ閉
であり、チョッパ裏面からの赤外放射は口金抵抗温度計
４により計測される。つぎにチョッパ１が９０ 回転す
ると、赤外検出器２ａＮ ２ｂはチョッパ閉となりチョ
ッパ裏面からの赤外放射が白金抵抗温度計４により計測
され、一方赤外検出器２ｃ、２ｄはチョッパ開となって
被測定物５からの赤外光を受光する。赤外検出器２ａ〜
２ｄの出力は増幅器７ａ〜７ｄで増幅後信号処理部８に
加えられる。一方白金抵抗温度計４の測定出力も信号処
理部８に加えられる。信号処理部８では白金抵抗温度計
４の出力をもとに基準黒体温度を算出し、各赤外検出器
２ａ〜２ｄの出力とこの基準黒体温度との差によシ被測
定物５の温度を絶対温度に換算し、位相差を補正して加
え合わせる。このとき、フォトカブラ６をチョッパ周縁
に設置してチョッパ１の開閉の位相情報を信号処理部８
に与えることにより開閉状態を把握して（ポジ）＝（ネ
ガ）の信号処理を確実化する。
第１図（ｂ）に示す例では４組の赤外検知器２ａ〜２ｄ
、集光レンズ３ａ〜３ｄをチョッパｌの同心円上に組み
込んだものであるが、集光レンズ３ａ〜３ｄの口径を小
さくせず組み込める数は最大６個である。第１図の４組
の計測系から得られる赤外信号をチョッパ開閉の位相差
を補正して重ね合せれば、Ｓハ改善あるいは、空間分解
能改善が可能である。
、集光レンズ３ａ〜３ｄをチョッパｌの同心円上に組み
込んだものであるが、集光レンズ３ａ〜３ｄの口径を小
さくせず組み込める数は最大６個である。第１図の４組
の計測系から得られる赤外信号をチョッパ開閉の位相差
を補正して重ね合せれば、Ｓハ改善あるいは、空間分解
能改善が可能である。
例えばＳ／Ｎ改善について述べれば４倍号全てを重ね合
せれば、信号Ｓは４倍になり、ノイズＮは、／Ｔ倍にな
るだけなので、Ｓハは４／ＪＴ＝２倍に改善される。同
様に空間分解能は縦横ｖ’Ｔ＝２倍に改善される。６組
の赤外検知器を組込んだ場合には、Ｓ／Ｎ空間分解能そ
れぞれ、／Ｔ倍改善される。
せれば、信号Ｓは４倍になり、ノイズＮは、／Ｔ倍にな
るだけなので、Ｓハは４／ＪＴ＝２倍に改善される。同
様に空間分解能は縦横ｖ’Ｔ＝２倍に改善される。６組
の赤外検知器を組込んだ場合には、Ｓ／Ｎ空間分解能そ
れぞれ、／Ｔ倍改善される。
発明の効果
以上のように本発明は、チョッパの同心円上に、赤外検
知器を複数組み込んで、装置全体の大きさは変えずに、
集光系の明るさも変えずに、従来の２〜６倍の数の計測
系を組み込むことにより、Ｓ／Ｎを、／Ｔ−、’Ｔ倍、
あるいは、空間分解能を縦・横、／Ｔ−４倍改善するこ
とができる。
知器を複数組み込んで、装置全体の大きさは変えずに、
集光系の明るさも変えずに、従来の２〜６倍の数の計測
系を組み込むことにより、Ｓ／Ｎを、／Ｔ−、’Ｔ倍、
あるいは、空間分解能を縦・横、／Ｔ−４倍改善するこ
とができる。
第１図（ａ）（ｂ）は本発明による赤外検知装置の実施
例を示す概略図および要部拡大正面図、第２図は本発明
における視野感度分布を示す図で、第３図は従来の赤外
検知装置の構成を示す概略図である。 １・・・チョッパ、２ａ〜２ｄ・・・赤外検知器、３ａ
、３ｂ・・・赤外レンズ、４・・・白金抵抗温度計、５
・・・被測定物体、６・・・フォトカプラ、７ａ、 ７
ｂ・・増幅器、８・・・信号処理部、１１・・・切欠き
。 代理人の氏名弁理士 中 尾敏 男 ほか１名Ｎ ｌ
図 ＼ ６７オ１−？７アラ 第 ２ 図
例を示す概略図および要部拡大正面図、第２図は本発明
における視野感度分布を示す図で、第３図は従来の赤外
検知装置の構成を示す概略図である。 １・・・チョッパ、２ａ〜２ｄ・・・赤外検知器、３ａ
、３ｂ・・・赤外レンズ、４・・・白金抵抗温度計、５
・・・被測定物体、６・・・フォトカプラ、７ａ、 ７
ｂ・・増幅器、８・・・信号処理部、１１・・・切欠き
。 代理人の氏名弁理士 中 尾敏 男 ほか１名Ｎ ｌ
図 ＼ ６７オ１−？７アラ 第 ２ 図
Claims (4)
- （１）回転円板の一部を切欠いたチョッパと、前記チョ
ッパの被測定物とは反対側の面側の同一円周上に配され
た複数の赤外検出器と、前記チョッパの近傍に配された
白金抵抗温度計と、前記複数の赤外検出器の出力を重ね
合わせる信号処理部とを具備したことを特徴とする赤外
検知装置。 - （２）チョッパの赤外検出器側の面の赤外放射率が９０
％以上である特許請求の範囲第１項記載の赤外検知装置
。 - （３）チョッパの開閉をフォトカプラで検知し、信号処
理部の演算を制御する特許請求の範囲第１項記載の赤外
検知装置。 - （４）赤外検知器が２次元アレイ状の焦電型赤外検知器
であり、チョッパの回転中心に対して対角位置に配され
た２つの赤外検知器の一方のアレイ状素子群の有感部の
中心が他方のアレイ状素子群の無感部の中心に対応する
よう配された特許請求の範囲第１項記載の赤外検出装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63121048A JP2644822B2 (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 赤外検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63121048A JP2644822B2 (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 赤外検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01291128A true JPH01291128A (ja) | 1989-11-22 |
| JP2644822B2 JP2644822B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=14801539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63121048A Expired - Lifetime JP2644822B2 (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 赤外検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2644822B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04262212A (ja) * | 1991-01-14 | 1992-09-17 | Murata Mfg Co Ltd | 赤外線検出器 |
| US5315232A (en) * | 1991-01-03 | 1994-05-24 | Stewart Michael F | Electric field measuring system |
| US5493118A (en) * | 1992-09-17 | 1996-02-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thermal image detecting system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5172382A (en) * | 1974-12-18 | 1976-06-23 | Hitachi Shipbuilding Eng Co | Hoshaondono keisokuhoho |
| JPS52141280A (en) * | 1976-05-19 | 1977-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Infra-red radiation thermometer |
| JPS54155879A (en) * | 1978-05-30 | 1979-12-08 | Hitachi Netsu Kigu Kk | Highhfrequency heater |
| JPS634885U (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-13 |
-
1988
- 1988-05-18 JP JP63121048A patent/JP2644822B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
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| JPS5172382A (en) * | 1974-12-18 | 1976-06-23 | Hitachi Shipbuilding Eng Co | Hoshaondono keisokuhoho |
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| US5493118A (en) * | 1992-09-17 | 1996-02-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thermal image detecting system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2644822B2 (ja) | 1997-08-25 |
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