JPH02221828A - Optical system for thermographic device - Google Patents

Optical system for thermographic device

Info

Publication number
JPH02221828A
JPH02221828A JP4220889A JP4220889A JPH02221828A JP H02221828 A JPH02221828 A JP H02221828A JP 4220889 A JP4220889 A JP 4220889A JP 4220889 A JP4220889 A JP 4220889A JP H02221828 A JPH02221828 A JP H02221828A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
lens
infrared
visible
optical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4220889A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuuichi Morishita
森下 侑一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Priority to JP4220889A priority Critical patent/JPH02221828A/en
Publication of JPH02221828A publication Critical patent/JPH02221828A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an infrared image and a visible image having the same axis and the same visual field without parallax by condensing light by a Cassegrain lens consisting of a concave mirror and a convex mirror and then separating visible light from infrared rays. CONSTITUTION:After condensing the light by the Cassegrain lens consisting of the concave mirror 3 and the convex mirror 4, the visible light is separated from the infrared rays. A relay lens 12 is a lens for visible light and forms the image of an object 1 on an image-formation plane 13. By arranging a TV image pickup element consisting of CCD on the image-formation plane 13, the visible image is observed on a CRT. At such a time, the range of the visual field of the visible image can be allowed to coincide with the range of the visual field of the infrared image by adjusting the focal distance of the lens 12 and the angle of a mirror 11. Since the visible light beam and the infrared rays are divided from one optical axis 15, the infrared image and the visible image are obtained on the same axis and in the same visual field. By allowing a scanning means 7 to overscan or rotating a chopper having a proper shape, the infrared rays from a reference black body 14 is made incident on a detector.

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野コ 本発明は、サーモグラフィ装置に係り、特に、赤外線画
像とバララックスのない可視画像を得ることができるサ
ーモグラフィ装置の光学系に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a thermography apparatus, and more particularly to an optical system of a thermography apparatus that can obtain an infrared image and a visible image without variation.

[従来の技術] 被写体から放射される赤外線を検出して、被写体の温度
分布を測定する装置はサーモグラフィ装置として広く知
られている。第3図に示すものは、従来のサーモグラフ
ィ装置の光学系の1構成例であり、図中、20は被写体
、21は対物レンズ、22は全体として走査手段を示し
、当該走査手段22は水平または垂直走査手段23と、
垂直または水平走査手段24を備えている。また、25
はリレーレンズ、26は赤外線検出素子を示す。
[Prior Art] A device that measures the temperature distribution of a subject by detecting infrared rays emitted from the subject is widely known as a thermography device. What is shown in FIG. 3 is an example of the configuration of an optical system of a conventional thermography apparatus. vertical scanning means 23;
Vertical or horizontal scanning means 24 are provided. Also, 25
2 indicates a relay lens, and 26 indicates an infrared detection element.

第3図に示す構成において、被写体20上には、リレー
レンズ25および対物レンズ21によって、赤外線検出
素子26の像スポットが結像されると共に、走査手段2
2によって水平および垂直に走査される。被写体20上
での像スポットの走査に伴って赤外線検出素子28から
得られた被写体20の赤外線映像信号は、図示しないが
、絶対温度補正回路、映像増幅器等の信号処理装置を介
してCRT表示装置へ供給され、赤外線像が表示され[
発明が解決しようとする課題] しかしながら、第3図に示す光学系においては1対物レ
ンズ21としてはゲルマニウム(Ge)等の可視光を透
過しない材料で作成されたレンズが使用されるために、
次のような問題が生じる。
In the configuration shown in FIG. 3, the image spot of the infrared detection element 26 is formed on the subject 20 by the relay lens 25 and the objective lens 21, and the scanning means 2
2 horizontally and vertically. Although not shown, the infrared image signal of the object 20 obtained from the infrared detection element 28 as the image spot scans the object 20 is transmitted to the CRT display device via a signal processing device such as an absolute temperature correction circuit and an image amplifier. The infrared image is displayed [
Problems to be Solved by the Invention] However, in the optical system shown in FIG. 3, a lens made of a material that does not transmit visible light, such as germanium (Ge), is used as the first objective lens 21.
The following problems arise.

つまり、サーモグラフィ装置では、被写体の赤外線像を
白黒、または疑似的にカラー化するなどして表示するこ
とが一般的に行われているが、赤外線像だけでは被写体
の形状が必ずしも明確に認識できず、従って、どの部分
がどれだけの温度にあるかを正確に把握できない場合が
多い。
In other words, although thermography devices generally display infrared images of objects in black and white or pseudo-color, the shape of the object cannot always be clearly recognized from the infrared images alone. Therefore, it is often not possible to accurately determine which parts are at what temperature.

そこで、第3図に示すものにおいては、対物レンズ21
をユニット化し、例えば、第4図に示すような可視光学
系ユニットと交換することで可視像を得ていた。即ち、
第4図において、30は被写体、31は可視光用対物レ
ンズ、33および34は固定された反射鏡、36は接眼
レンズを示し、対物レンズ31および接眼レンズ36は
ガラス等の可視光を透過する材料で形成されている。
Therefore, in the one shown in FIG. 3, the objective lens 21
A visible image was obtained by converting the optical system into a unit and replacing it with a visible optical system unit as shown in FIG. 4, for example. That is,
In FIG. 4, 30 is a subject, 31 is an objective lens for visible light, 33 and 34 are fixed reflecting mirrors, and 36 is an eyepiece lens. made of material.

従って、オペレータは、第3図の対物レンズユニット2
1を第4図の可視光学系ユニットと交換し、接眼レンズ
36で直接目視するか、または接眼レンズ3Bで得られ
る可視像をテレビジョン(TV)カメラで撮像し、CR
T等に表示した画像を見ることによって被写体の形状を
認識することができるものである。
Therefore, the operator can use the objective lens unit 2 shown in FIG.
1 with the visible optical system unit shown in FIG.
The shape of the subject can be recognized by looking at the image displayed on the screen.

なお、上記の説明において、可視像をCRTに表示する
場合には、当該可視像を、画像ファイルから読み出した
赤外線像と並べて同一画面上に表示するようにすると対
比するのが容易である。
In addition, in the above explanation, when displaying a visible image on a CRT, it is easier to make a comparison by displaying the visible image on the same screen side by side with an infrared image read from an image file. .

このようにすると、一応は赤外線像と可視像とを比較す
ることは可能となるが、ユニットを交換するために視野
が一致せず、赤外線像と可視像との対応が必ずしも容易
ではないという問題が生じる。
In this way, it is possible to compare the infrared image and the visible image, but since the units are replaced, the fields of view do not match, and it is not always easy to correspond between the infrared image and the visible image. A problem arises.

本発明は、上記の課題を解決するものであって、赤外線
像と可視像とを同軸同視野で得ることのできるサーモグ
ラフィ装置の光学系を提供することを目的とするもので
ある。
The present invention solves the above-mentioned problems, and aims to provide an optical system for a thermography apparatus that can obtain an infrared image and a visible image on the same axis and in the same field of view.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本発明のサーモグラフィ
装置の光学系は、凹面鏡と凸面鏡とが組み合わされた反
射光学系と、第1レンズと箋 走査手段と、光束絞りと
、第2レンズと、赤外線検出器とがこの順番に配置され
、かつ、前記反射光学系と前記走査手段とが前記第1レ
ンズに関して共役関係になるようになされたサーモグラ
フィ装置の光学系において、前記反射光学系と前記第1
レンズとの間に可視光を反射させる光学部材を固定また
は挿入可能となされていることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the optical system of the thermography apparatus of the present invention includes a reflective optical system in which a concave mirror and a convex mirror are combined, a first lens, a scanning means, An optical system for a thermography apparatus, wherein a light flux diaphragm, a second lens, and an infrared detector are arranged in this order, and the reflective optical system and the scanning means are in a conjugate relationship with respect to the first lens. wherein the reflective optical system and the first
It is characterized in that an optical member that reflects visible light can be fixed or inserted between the lens and the lens.

[作用および発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、凹面
鏡と凸面鏡からなるカセグレインレンズで集光し、その
後、可視光と赤外線を分けるようにしたので、バララッ
クスのない、即ち同軸同視野の赤外線像と可視像を得る
ことができるので、両者を対比することにより、または
並べであるいは重畳して表示することにより、被写体の
どの部分がどれだけの温度にあるかを明確に判断すると
とができるものである。
[Operations and Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, according to the present invention, light is collected by a Cassegrain lens consisting of a concave mirror and a convex mirror, and then visible light and infrared rays are separated. In other words, it is possible to obtain an infrared image and a visible image with the same axis and field of view, so by comparing the two or displaying them side by side or superimposed, it is possible to determine the temperature of which part of the object. It is possible to make a clear judgment as to whether there is such a thing.

[実施例] 以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。[Example] Examples will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明に係るサーモグラフィ装置の光学系の1
実施例の構成を示す図であり、図中、1は被写体、2は
カセグレインレンズ、3は凹面鏡、4は凸面鏡、5は赤
外レンズ、6は中間結像面、7は走査手段、8は光束絞
り、9はリレーレンズ、10は赤外線検出素子、11は
ミラー 12はリレーレンズ、13は結像面、14は基
準黒体、15は光軸を示す。
FIG. 1 shows one of the optical systems of the thermography apparatus according to the present invention.
1 is a diagram showing the configuration of an embodiment, in which 1 is a subject, 2 is a Cassegrain lens, 3 is a concave mirror, 4 is a convex mirror, 5 is an infrared lens, 6 is an intermediate imaging plane, 7 is a scanning means, 8 1 is a light flux diaphragm, 9 is a relay lens, 10 is an infrared detection element, 11 is a mirror, 12 is a relay lens, 13 is an image forming surface, 14 is a reference black body, and 15 is an optical axis.

第1図において、カセグレインレンズ2は凹面鏡3と凸
面鏡4とが組み合わされた反射光学系であり、鏡を使用
しているために赤外線は勿論、可視光をも反射集光でき
るものである。赤外レンズ5は、例えばGe等からなり
、赤外線のみを透過する。走査手段7は、赤外線検出素
子10の像スポットを中間結像面6上で2次元走査する
もので、図示するように一つの走査手段で行ってもよい
し、第3図に示すように水平走査と垂直走査を別個の走
査手段で行ってもよいものである。光束絞り8は赤外線
検出素子10に入射する光束を制限しているもので、例
えば、第2図に示すように、透孔17の中心部に遮光部
18を配置した構成となされる。この遮光部18は、カ
セグレインレンズ2の中心部には開口が設けられており
、従って、光束の中心部は被写体1の情報を有していな
いので当該不要部分の情報を検出しないようにするため
に設けられているものである。
In FIG. 1, a Cassegrain lens 2 is a reflective optical system in which a concave mirror 3 and a convex mirror 4 are combined, and since it uses mirrors, it can reflect and condense not only infrared rays but also visible light. The infrared lens 5 is made of, for example, Ge, and transmits only infrared rays. The scanning means 7 two-dimensionally scans the image spot of the infrared detecting element 10 on the intermediate imaging plane 6, and may be performed by one scanning means as shown in the figure, or horizontally as shown in FIG. The scanning and vertical scanning may be performed by separate scanning means. The light flux diaphragm 8 limits the light flux incident on the infrared detection element 10, and has a structure in which, for example, as shown in FIG. 2, a light shielding part 18 is disposed at the center of the through hole 17. This light shielding part 18 has an aperture provided at the center of the Cassegrain lens 2, and therefore the center of the light beam does not have information about the subject 1, so information about the unnecessary part is not detected. It is designed for this purpose.

さて、いまミラー11を無視すると、第1図の光学系に
おいては、被写体1の赤外線像はカセグレインレンズ2
で集光され、赤外レンズ5により中間結像面8に結像さ
れるようになされ、一方、赤外線検出素子10の像はリ
レーレンズ9により中間結像面θ上に小さなスポットと
して投影されるようになされる。ここで、赤外レンズ5
は、カセグレインレンズ2の凸面鏡4を入射瞳とし、走
査手段7を射出瞳とするようになされているのである。
Now, if we ignore the mirror 11, in the optical system shown in Figure 1, the infrared image of the subject 1 will be reflected by the Cassegrain lens 2.
The light is focused by the infrared lens 5 and imaged onto the intermediate image forming plane 8, while the image of the infrared detecting element 10 is projected as a small spot onto the intermediate image forming plane θ by the relay lens 9. It is done like this. Here, infrared lens 5
The convex mirror 4 of the Cassegrain lens 2 is used as an entrance pupil, and the scanning means 7 is used as an exit pupil.

これは言い替えればカセグレインレンズ2の凸面鏡4と
走査手段7とは赤外レンズ5に関して共役関係にあるこ
とを意味する。
In other words, this means that the convex mirror 4 of the Cassegrain lens 2 and the scanning means 7 are in a conjugate relationship with respect to the infrared lens 5.

このように構成されているために、走査手段7を水平、
垂直に偏向すれば、赤外線検出素子10の像スポットは
中間結像面θ上を2次元走査するが、偏向された光束は
凸面鏡から外にはみ出すことはない。即ち、赤外線の光
束を赤外線検出素子10から逆に追って行くと、光束絞
り8で光量が制限された後、走査手段7で反射、偏向さ
れた光束は、走査手段7の偏向角の如何に拘らずカセグ
レインレンズ2の凸面鏡4に入射されるのである。
Because of this configuration, the scanning means 7 can be placed horizontally,
If the beam is deflected vertically, the image spot of the infrared detection element 10 will two-dimensionally scan the intermediate image plane θ, but the deflected beam will not protrude from the convex mirror. That is, when the infrared light beam is traced backward from the infrared detection element 10, the light amount is limited by the light flux diaphragm 8 and then reflected and deflected by the scanning means 7, regardless of the deflection angle of the scanning means 7. The light is incident on the convex mirror 4 of the Cassegrain lens 2.

なお、上記共役関係にある位置は走査ミラーが第3図の
ように2枚あるときは2枚のうちのどちらか一方、また
はそれらの中間に位置するとよい。
In addition, when there are two scanning mirrors as shown in FIG. 3, the position having the above-mentioned conjugate relationship is preferably located at one of the two scanning mirrors or in the middle thereof.

また、カセグレインレンズ側についていえば、共役関係
の位置は凸面鏡の位置より少しずらせた方がカセグレイ
ンレンズ全体としてよい場合がある。
Regarding the Cassegrain lens side, it may be better for the Cassegrain lens as a whole if the position of the conjugate relation is slightly shifted from the position of the convex mirror.

第1図において、ミラー11は、可視光を反射し、光軸
を所定の角度だけ反射させるものであり、鏡を使用する
場合には必要に応じて挿入可能となされ、また、赤外線
を透過し、可視光を反射するダイクロイックミラーを使
用する場合には第1図の状態で固定してもよいものであ
る。リレーレンズ12は可視光用レンズであり、被写体
1の像を結像面13に結像する。結像面13上にCOD
からなるT V ilil素像を配置すればCRT上で
可視像を観測できるし、勿論図示しない接眼レンズを通
して目視することも可能である。このとき、リレーレン
ズ12の焦点距離およびミラー11の角度を調整するこ
とによって可視像の視野範囲を赤外線像の視野範囲と一
致させることができる。
In FIG. 1, a mirror 11 reflects visible light and reflects the optical axis by a predetermined angle. When a mirror is used, it can be inserted as necessary, and it also transmits infrared rays. If a dichroic mirror that reflects visible light is used, it may be fixed in the state shown in FIG. The relay lens 12 is a lens for visible light, and forms an image of the subject 1 on an imaging plane 13. COD on the imaging plane 13
By arranging a T V illil elementary image consisting of the following, a visible image can be observed on a CRT, and of course it is also possible to visually observe it through an eyepiece (not shown). At this time, by adjusting the focal length of the relay lens 12 and the angle of the mirror 11, the visual field range of the visible image can be matched with the visual field range of the infrared image.

このように、可視光線と赤外線とを一つの光軸から分け
ているので、赤外線像と可視像とを同軸同視野で得るこ
とができるものである。
In this way, since visible light and infrared rays are separated from one optical axis, an infrared image and a visible image can be obtained on the same axis and in the same field of view.

また、第1図において、基準黒体14は、温度指示の基
準となるものであり、例えば、走査手段7をオーバース
キャンさせたり、適当な形状のチーブパを回転させるこ
とにより所望の周期で基準黒体14からの赤外線を赤外
線検出器に入射させることができ、これによって、被写
体の絶対温度補正を行うことができる。なお、当該事項
は周知のものである。
Further, in FIG. 1, the reference black body 14 serves as a reference for temperature indication, and for example, by overscanning the scanning means 7 or rotating a chive plate having an appropriate shape, the reference black body 14 is set at a desired period. Infrared rays from the body 14 can be incident on the infrared detector, thereby making it possible to correct the absolute temperature of the subject. Please note that this matter is well known.

以上、本発明の1実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可
能である。例えば、カセグレインレンズ2の表面は通常
球面となされるが、収差を少なくするために非球面とす
ることもできる。また、赤外線検出器は一つの素子で行
うように説明したが、多素子のアレイ構造としてもよい
ものである。更に、カセグレインレンズ2を交換可能と
し、種々の焦点距離のものを使用できるようにしてもよ
いものである。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the surface of the Cassegrain lens 2 is usually spherical, but it can also be aspherical to reduce aberrations. Furthermore, although the infrared detector has been described as using one element, it may also have an array structure of multiple elements. Furthermore, the Cassegrain lens 2 may be made replaceable so that lenses with various focal lengths can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るサーモグラフィ装置の光学系の1
実施例の構成を示す図、第2図は光束絞りの1構成例を
示す図、第3図は従来のサーモグラフィ装置の光学系の
例を示す図、第4図は可視像を得るための交換ユニット
の構成例を示す図である。 1・・・被写体、2・・・カセグレインレンズ、3・・
・凹面鏡、4・・・凸面鏡、5・・・赤外レンズ、6・
・・中間結像面、7・・・走査手段、8・・・光束絞り
、9・・・リレーレンズ、10・・・赤外線検出素子、
11・・・ミラー12・・・リレーレンズ、13・・・
結像面、14・・・基準黒体、 16・・・光軸。 第3図 出  願  人 日本電子株式会社
FIG. 1 shows one of the optical systems of the thermography apparatus according to the present invention.
2 is a diagram showing an example of the configuration of a light flux diaphragm, FIG. 3 is a diagram showing an example of an optical system of a conventional thermography apparatus, and FIG. 4 is a diagram showing an example of an optical system for obtaining a visible image. It is a figure showing an example of composition of a replacement unit. 1...Subject, 2...Cassegrain lens, 3...
・Concave mirror, 4... Convex mirror, 5... Infrared lens, 6.
... Intermediate imaging plane, 7... Scanning means, 8... Luminous diaphragm, 9... Relay lens, 10... Infrared detection element,
11...Mirror 12...Relay lens, 13...
Image plane, 14... Reference black body, 16... Optical axis. Figure 3 Applicant JEOL Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)凹面鏡と凸面鏡とが組み合わされた反射光学系と
、第1レンズと、走査手段と、光束絞りと、第2レンズ
と、赤外線検出器とがこの順番に配置され、かつ、前記
反射光学系と前記走査手段とが前記第1レンズに関して
共役関係になるようになされたサーモグラフィ装置の光
学系において、前記反射光学系と前記第1レンズとの間
に可視光に対して光軸を反射可能な光学部材が固定また
は挿入可能となされていることを特徴とするサーモグラ
フィ装置の光学系。
(1) A reflective optical system in which a concave mirror and a convex mirror are combined, a first lens, a scanning means, a light flux diaphragm, a second lens, and an infrared detector are arranged in this order, and the reflective optical system In an optical system of a thermography apparatus, the optical system and the scanning means are configured to have a conjugate relationship with respect to the first lens, and an optical axis of visible light can be reflected between the reflective optical system and the first lens. 1. An optical system for a thermography apparatus, characterized in that an optical member is fixed or insertable.
JP4220889A 1989-02-22 1989-02-22 Optical system for thermographic device Pending JPH02221828A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4220889A JPH02221828A (en) 1989-02-22 1989-02-22 Optical system for thermographic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4220889A JPH02221828A (en) 1989-02-22 1989-02-22 Optical system for thermographic device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02221828A true JPH02221828A (en) 1990-09-04

Family

ID=12629601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4220889A Pending JPH02221828A (en) 1989-02-22 1989-02-22 Optical system for thermographic device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02221828A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105607251A (en) * 2015-12-31 2016-05-25 南京华图信息技术有限公司 Multi-mode infrared imaging system and method facing weak target detection
CZ307798B6 (en) * 2015-07-08 2019-05-15 Vysoké Učení Technické V Brně Infrared reading system of infrared radiation without a parallax

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ307798B6 (en) * 2015-07-08 2019-05-15 Vysoké Učení Technické V Brně Infrared reading system of infrared radiation without a parallax
CN105607251A (en) * 2015-12-31 2016-05-25 南京华图信息技术有限公司 Multi-mode infrared imaging system and method facing weak target detection
CN105607251B (en) * 2015-12-31 2017-03-22 南京华图信息技术有限公司 Multi-mode infrared imaging system and method facing weak target detection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5815741A (en) Image observing apparatus and imaging apparatus utilizing the image observing apparatus
US5847805A (en) Scan imaging device for forming a stereoscopic image of the eye
US20030071968A1 (en) Method and apparatus for measuring a corneal profile of an eye
US6075591A (en) Optical method and apparatus for detecting low frequency defects
JP2001512994A (en) Ophthalmoscope that laser scans a wide field of view
US4960327A (en) Optical system in a lasar scanning eye fundus camera
US5198845A (en) Apparatus for producing an image of an object (iii)
US6690520B1 (en) Optical system for visualizing an object in a light scattering medium
JPH05502953A (en) Simultaneous and confocal imaging devices
JP6188326B2 (en) Image distortion correction method for 3D image display
US4200786A (en) Electrooptical focusing apparatus for photographic cameras
JPH02221828A (en) Optical system for thermographic device
JPH0417048B2 (en)
JPS6332451B2 (en)
JPH0723908A (en) Scanning image device
JP2021062162A (en) Scanning type ocular fundus imaging apparatus
JP3423447B2 (en) Fundus camera
JPH0315438A (en) Alignment device for fundus camera
JP2883193B2 (en) Rangefinder system
JP2699702B2 (en) Infrared imaging device
JP3300041B2 (en) Scanning optical microscope
KR0133642B1 (en) Manual focusing apparatus for camcorder
US4855600A (en) Thermal imaging device in combination with an image production system
JP3106127B2 (en) Ophthalmic equipment
JPH01284228A (en) Optical system for laser scan eye-ground camera