JPH0222522A - 赤外線光学装置 - Google Patents
赤外線光学装置Info
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
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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〕
この発明は例えば対象物の赤外画像を取得する赤外線光
学装置に関するものである。
学装置に関するものである。
〔従来の技術］
第２図はＵＳ、Ｐａｔｅｎｔ４，４３１．９１７に示さ
れた赤外線光学装置を示す断面図であり、図において（
１）は第１の反射鏡、（２）はこの第１の反射１（１）
と同軸の第２の反射鏡、（３）はこれらの反射鏡（１）
（２）を備えた集光光学系、（４）はこの集光光学系（
３）を保護するためのドーム、（５）は被測定赤外線、
（６）は上記集光光学系（３）の像面（以下これを第１
の像面という）、（７月よ１個のレンズで代表させたリ
レーレンズ、（８）はこのリレーレンズの像面（以下こ
れを第２の像面という）、 （９）は二重壁でできた容
器（以下これをデユワ−という）、（１０）はその正面
のデユワ−窓、（１１）は上記デユワ−内のコールドシ
ールド、 （１２）は冷媒が満たされている容器、（１
３）は２次元に配列された赤外線検出素子、（１６）は
この赤外線検出素子（１３）の取付基板部、（１５）お
よび（１７）は不要赤外線である。
れた赤外線光学装置を示す断面図であり、図において（
１）は第１の反射鏡、（２）はこの第１の反射１（１）
と同軸の第２の反射鏡、（３）はこれらの反射鏡（１）
（２）を備えた集光光学系、（４）はこの集光光学系（
３）を保護するためのドーム、（５）は被測定赤外線、
（６）は上記集光光学系（３）の像面（以下これを第１
の像面という）、（７月よ１個のレンズで代表させたリ
レーレンズ、（８）はこのリレーレンズの像面（以下こ
れを第２の像面という）、 （９）は二重壁でできた容
器（以下これをデユワ−という）、（１０）はその正面
のデユワ−窓、（１１）は上記デユワ−内のコールドシ
ールド、 （１２）は冷媒が満たされている容器、（１
３）は２次元に配列された赤外線検出素子、（１６）は
この赤外線検出素子（１３）の取付基板部、（１５）お
よび（１７）は不要赤外線である。
なお上記容器（１２）はこれに注入された冷媒で冷却さ
れており、これにより赤外線検出素子（１３）の最小受
信電力を低減させている。またコールドシールド（１１
）は取付基板部（１６）に固着され、そして上記赤外線
検出素子（１３）と同様に冷却されている。
れており、これにより赤外線検出素子（１３）の最小受
信電力を低減させている。またコールドシールド（１１
）は取付基板部（１６）に固着され、そして上記赤外線
検出素子（１３）と同様に冷却されている。
なお上記デユワ−（９）内は赤外線検出素子（１３）お
よびコールドシールド（１１）の冷却を効率よく行うた
めに排気され内壁面は熱線を反射するようになっている
。
よびコールドシールド（１１）の冷却を効率よく行うた
めに排気され内壁面は熱線を反射するようになっている
。
上記構成において被測定赤外線（５）はデユワ−窓（１
０）、コールドシールド（１１）の開口部を通って赤外
線検出素子（１３）に入射されて検出される。
０）、コールドシールド（１１）の開口部を通って赤外
線検出素子（１３）に入射されて検出される。
この際上記のコールドシールド（１１）は常温の周囲か
ら放射される不要赤外線（１５） （被測定赤外線（５
）以外の赤外線〕が赤外線検出素子（１３）に入射する
のを防ぎ、これによって赤外線検出素子（１３）の雑音
を低減させる役目もするものである。またこのコールド
シールド（１１）は表面の放射率を高くするとともに低
温に冷却されているので、その表面から放射される不要
赤外線の量は、被測定赤外線（５）および不要赤外線（
１５）に比して無視できるほどに低減されている。
ら放射される不要赤外線（１５） （被測定赤外線（５
）以外の赤外線〕が赤外線検出素子（１３）に入射する
のを防ぎ、これによって赤外線検出素子（１３）の雑音
を低減させる役目もするものである。またこのコールド
シールド（１１）は表面の放射率を高くするとともに低
温に冷却されているので、その表面から放射される不要
赤外線の量は、被測定赤外線（５）および不要赤外線（
１５）に比して無視できるほどに低減されている。
従来の赤外線光学装置は以上のように構成され。
被測定赤外線（５）は集光光学系（３）によって第１の
像面（６）に集光された後、リレーレンズ（７）により
デユワ−窓（ｌＯ）およびコールドシールド（１１）の
開口部を通って第２の像面（８）に集光され、この第２
の像面位置に設置した赤外線検出素子（１３）で検出さ
れる。
像面（６）に集光された後、リレーレンズ（７）により
デユワ−窓（ｌＯ）およびコールドシールド（１１）の
開口部を通って第２の像面（８）に集光され、この第２
の像面位置に設置した赤外線検出素子（１３）で検出さ
れる。
この際上記集光光学系（３）の開口絞りは第１の反射鏡
（１）により決められており、かつその開口絞りのリレ
ーレンズ（７）による像がコールドシールド（１１）の
開口部に一致させられている。したがってコールドシー
ルド（１１）の開口部が集光光学系（３）の開口絞りと
同等の作用をもつことになる。
（１）により決められており、かつその開口絞りのリレ
ーレンズ（７）による像がコールドシールド（１１）の
開口部に一致させられている。したがってコールドシー
ルド（１１）の開口部が集光光学系（３）の開口絞りと
同等の作用をもつことになる。
この結果被測定赤外線（５）は全てコールドシールド（
１１）の開口部を通して赤外線検出素子（１３）に入射
するが、第１の反射鏡（１）の外側から放射される不要
赤外線（１７）は全てコールドシールド（１１）によっ
て遮断され、したがって不要赤外線の入射による検出雑
音の増加が抑制されることになる。
１１）の開口部を通して赤外線検出素子（１３）に入射
するが、第１の反射鏡（１）の外側から放射される不要
赤外線（１７）は全てコールドシールド（１１）によっ
て遮断され、したがって不要赤外線の入射による検出雑
音の増加が抑制されることになる。
［Ｑ明が解決しようとする課題］
従来の赤外線光学装置では以上のように、コールドシー
ルドの開口部に集光光学系の開口絞りの作用をもたせる
ことにより、被測定赤外線の入射光束の外側部分から到
来する不要赤外線を遮断し検出雑音の増加を抑えている
が、入射光束の内側部分から到来する不要赤外線を防ぐ
ことができず、この不要赤外線による検出雑音の増加を
抑制できないという問題点があった。
ルドの開口部に集光光学系の開口絞りの作用をもたせる
ことにより、被測定赤外線の入射光束の外側部分から到
来する不要赤外線を遮断し検出雑音の増加を抑えている
が、入射光束の内側部分から到来する不要赤外線を防ぐ
ことができず、この不要赤外線による検出雑音の増加を
抑制できないという問題点があった。
すなわち第２の反射ｔｆｔ（２）の中央部には第１の反
射鏡（１）に入射する被測定赤外線が第２の反射鏡（２
）により遮られることによって生じる遮光領域があり、
この遮光領域で反射あるいは放射された赤外線は不要赤
外線であり、そしてこの不要赤外線は被測定赤外線の入
射光束の内側を通って赤外線検出素子（１３）に入射し
雑音を発生させていた。
射鏡（１）に入射する被測定赤外線が第２の反射鏡（２
）により遮られることによって生じる遮光領域があり、
この遮光領域で反射あるいは放射された赤外線は不要赤
外線であり、そしてこの不要赤外線は被測定赤外線の入
射光束の内側を通って赤外線検出素子（１３）に入射し
雑音を発生させていた。
この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で低雑音の赤外線光学装置を得ることを目的とする。
で低雑音の赤外線光学装置を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明にかかわる赤外線光学装置では、第２の反射鏡
（１８）の遮光領域を凹面鏡（１９）と成し、赤外線検
出素子（１３）およびその取付基板部（１６）から放射
され上記凹面鏡（１９）に到達した赤外線を反射させ赤
外線検出素子に入射させている。
（１８）の遮光領域を凹面鏡（１９）と成し、赤外線検
出素子（１３）およびその取付基板部（１６）から放射
され上記凹面鏡（１９）に到達した赤外線を反射させ赤
外線検出素子に入射させている。
［作 用］
この発明にかかわる赤外線光学装置では、第２の反射鏡
の遮光領域に設けられた凹面鏡によって反射され、赤外
線検出素子に入射する赤外線は、低温に冷却された赤外
線検出素子およびその取付基板部から放射される微小量
の赤外線だけであり、他の部分から放射される不要赤外
線は赤外線検出素子に入射しないので雑音が低減される
。
の遮光領域に設けられた凹面鏡によって反射され、赤外
線検出素子に入射する赤外線は、低温に冷却された赤外
線検出素子およびその取付基板部から放射される微小量
の赤外線だけであり、他の部分から放射される不要赤外
線は赤外線検出素子に入射しないので雑音が低減される
。
［実施例］
以下この発明の一実施例を図について説明する。
すなわち第１図において第２図のものと同一個所は同一
符号を付してその重複説明は省略することにするが１図
において（１８）はこの発明のものにおける第２の反射
鏡、（１９）は第１の反射鏡（１）に入射した被測定赤
外線（５）が上記第２の反射鏡（１８）によって遮られ
ることによって生じる遮光領域に設けられた中央部の凹
面Ｍ、 （２０）はリレーレンズ（７）による赤外線検
出素子（１３）の像、 （２１）はレリーレンズ（７）
による取付基板部（１６）の像、（２２ａ）（２２ｂ）
は楕円の焦点、 （２３）は楕円の短軸を示す。
符号を付してその重複説明は省略することにするが１図
において（１８）はこの発明のものにおける第２の反射
鏡、（１９）は第１の反射鏡（１）に入射した被測定赤
外線（５）が上記第２の反射鏡（１８）によって遮られ
ることによって生じる遮光領域に設けられた中央部の凹
面Ｍ、 （２０）はリレーレンズ（７）による赤外線検
出素子（１３）の像、 （２１）はレリーレンズ（７）
による取付基板部（１６）の像、（２２ａ）（２２ｂ）
は楕円の焦点、 （２３）は楕円の短軸を示す。
ところで上記第２の反射鏡（１８）における凹面鏡（１
９）は焦点（２２ａ） （２２ｂ）を持つ楕円をその短
軸（２３）のまわりに回転させた時に得られる回転楕円
面状に形成されている。この楕円を回転したとき焦点（
２２ａ） （２２ｂ）の軌跡は円となり、この円をかり
に焦円と言うことにすると赤外線検出素子（１３）の像
（２０）は焦円の内部（第１図に示す例では焦円の中心
位置）に置かれる。そして凹面鏡（１９）の反射面の形
状は回転楕円面状になっているので、焦円内の部分から
放射され凹面鏡（１９）の表面で反射される赤外線は焦
円内に入射し、また焦門外の部分から放射され凹面鏡（
１９）の表面で反射される赤外線は焦円外に入射する。
９）は焦点（２２ａ） （２２ｂ）を持つ楕円をその短
軸（２３）のまわりに回転させた時に得られる回転楕円
面状に形成されている。この楕円を回転したとき焦点（
２２ａ） （２２ｂ）の軌跡は円となり、この円をかり
に焦円と言うことにすると赤外線検出素子（１３）の像
（２０）は焦円の内部（第１図に示す例では焦円の中心
位置）に置かれる。そして凹面鏡（１９）の反射面の形
状は回転楕円面状になっているので、焦円内の部分から
放射され凹面鏡（１９）の表面で反射される赤外線は焦
円内に入射し、また焦門外の部分から放射され凹面鏡（
１９）の表面で反射される赤外線は焦円外に入射する。
ところで焦円内の部分には赤外線検出素子（１３）の像
（２０）および取付基板部（１６）の像（２１）が重な
っているので、焦円内から出て凹面鏡（１９）に到達す
る赤外線は赤外線検出素子（１３）および取付基板部（
１６）から放射されリレーレンズ（７）を通過した赤外
線である。この赤外線は凹面鏡（１９）で反射され再び
焦円内、リレーレンズ（７）を通過し赤外線検出素子（
１３）に入射する。
（２０）および取付基板部（１６）の像（２１）が重な
っているので、焦円内から出て凹面鏡（１９）に到達す
る赤外線は赤外線検出素子（１３）および取付基板部（
１６）から放射されリレーレンズ（７）を通過した赤外
線である。この赤外線は凹面鏡（１９）で反射され再び
焦円内、リレーレンズ（７）を通過し赤外線検出素子（
１３）に入射する。
この際赤外線検出素子（１３）および取付基板部（１６
）は上記のように冷媒容器（１２）の冷媒で冷却されて
いるので、その赤外線放射量はきわめて小さく雑音の増
加が抑制されている。
）は上記のように冷媒容器（１２）の冷媒で冷却されて
いるので、その赤外線放射量はきわめて小さく雑音の増
加が抑制されている。
また上記した凹面鏡（１９）、リレーレンズ（７）およ
びデユワ−窓（１０）の各々の放射率は小さいので、こ
れらからの不要赤外線放射量は小さく、したがってこの
影響による雑音の増加は無視できる。
びデユワ−窓（１０）の各々の放射率は小さいので、こ
れらからの不要赤外線放射量は小さく、したがってこの
影響による雑音の増加は無視できる。
なお赤外線検出素子（１３）の取付基板部（１６）上に
例えば電極等の高反射率部分が設けられた場合、赤外線
光学装置内部の常温部分から放射された不要赤外線が上
記の高反射率部分に入射し、これが反射された後凹面鏡
（１９）で反射されて赤外線検出素子（１３）に入射す
る可能性がある。したがってこれに対しては上記高反射
率部分の電極等は例えばペンキ等の絶縁性赤外線吸収層
で被覆してその影響を除去するようにする。
例えば電極等の高反射率部分が設けられた場合、赤外線
光学装置内部の常温部分から放射された不要赤外線が上
記の高反射率部分に入射し、これが反射された後凹面鏡
（１９）で反射されて赤外線検出素子（１３）に入射す
る可能性がある。したがってこれに対しては上記高反射
率部分の電極等は例えばペンキ等の絶縁性赤外線吸収層
で被覆してその影響を除去するようにする。
なお上記実施例では凹面鏡（Ｉ９）を回転楕円面状にし
ているが、赤外線検出素子（１３）の像（２０）の近傍
に曲率中心をもつ球面としてもよい。また以上の説明で
は赤外線検出素子が複数個の場合を示したが、これに限
らず１個の検出素子を取付基板部に取付けてもよい。
ているが、赤外線検出素子（１３）の像（２０）の近傍
に曲率中心をもつ球面としてもよい。また以上の説明で
は赤外線検出素子が複数個の場合を示したが、これに限
らず１個の検出素子を取付基板部に取付けてもよい。
その他以上の説明では集光光学系（３）により作られた
測定対象物の像をリレーレンズ（７）で赤外線検出素子
（Ｌ３）上に再び結像させる場合について説明したが、
この発明はこ九に限らず集光光学系（３）の像面（６）
の位置に直接赤外線検出素子（１３）を設置しても同様
の効果が得られる。
測定対象物の像をリレーレンズ（７）で赤外線検出素子
（Ｌ３）上に再び結像させる場合について説明したが、
この発明はこ九に限らず集光光学系（３）の像面（６）
の位置に直接赤外線検出素子（１３）を設置しても同様
の効果が得られる。
［発明の効果コ
この発明は以上のように第２の反射鏡の遮光領域を凹面
鏡にするという簡単な工作により、被測定赤外線の入射
光束の内側部分から赤外線検出素子に入射する不要赤外
線量を低減し、赤外線検出素子の雑音を低減することが
できるという効果がある。
鏡にするという簡単な工作により、被測定赤外線の入射
光束の内側部分から赤外線検出素子に入射する不要赤外
線量を低減し、赤外線検出素子の雑音を低減することが
できるという効果がある。
第１図はこの発明の赤外線光学装置の一実施例を示す側
断面図、第２図は従来の赤外線光学装置を示す側断面図
である６ なお図中（１）は第１の反射鏡、（３）は集光光学系、
（５）は被測定赤外線、 （１３）は赤外線検出素子、
（１６）は取付基板部、（１８）は第２の反射鏡、（
１９）は凹面鏡である６その他図中同−符号は同一部分
を示すものとする。
断面図、第２図は従来の赤外線光学装置を示す側断面図
である６ なお図中（１）は第１の反射鏡、（３）は集光光学系、
（５）は被測定赤外線、 （１３）は赤外線検出素子、
（１６）は取付基板部、（１８）は第２の反射鏡、（
１９）は凹面鏡である６その他図中同−符号は同一部分
を示すものとする。
Claims (1)
- 第１の反射鏡とこの第１の反射鏡と同軸に設置されてこ
れより反射された被測定赤外線を反射する第２の反射鏡
とを有する集光光学系およびこの集光光学系により集光
された上記被測定赤外線を検出する冷却された赤外線検
出素子を備えたものにおいて、上記第１の反射鏡に入射
する上記被測定赤外線が上記第２の反射鏡により遮られ
ることによってこの第２の反射鏡の中央部に生じる遮光
領域を凹面鏡とし、上記赤外線検出素子およびその取付
基板部から放射され上記凹面鏡に到達する赤外線をこの
凹面鏡によって反射させ上記赤外線検出素子に入射させ
るようにしたことを特徴とする赤外線光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172209A JPH0222522A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 赤外線光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172209A JPH0222522A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 赤外線光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222522A true JPH0222522A (ja) | 1990-01-25 |
| JPH0549171B2 JPH0549171B2 (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=15937616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63172209A Granted JPH0222522A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 赤外線光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0222522A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5502309A (en) * | 1994-09-06 | 1996-03-26 | Rockwell International Corporation | Staring sensor |
| US5627675A (en) * | 1995-05-13 | 1997-05-06 | Boeing North American Inc. | Optics assembly for observing a panoramic scene |
| US5841589A (en) * | 1995-09-26 | 1998-11-24 | Boeing North American, Inc. | Panoramic optics assembly having an initial flat reflective element |
| WO2006025449A1 (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-09 | Tokyo Institute Of Technology | 太陽光集熱器、太陽光集光用反射装置、太陽光集光システムおよび太陽光エネルギ利用システム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07299595A (ja) * | 1994-05-02 | 1995-11-14 | Keiji Tagashira | ガスシールドアーク溶接用溶接台 |
-
1988
- 1988-07-11 JP JP63172209A patent/JPH0222522A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Publication date |
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