JPH0342531A - 赤外線計測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、計測対象物の赤外線放射量を計測する赤外線
計測装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は、「海洋観測衛星１号（ＭＯＳ−１）搭載用可
視熱赤外放射計（ＶＴＩＲ）の概要」（電子通信学会技
術報告、５ＡＮＥ８６−２９．Ｐ１７〜２４）に示され
た従来の赤外線計測装置の説明図である。図において、
１は反射鏡、２はこの反射鏡１を回転駆動する回転台、
３は赤外線放射量が既知である赤外線基準光源、４はレ
ンズ、５は鏡筒、６は上記レンズ４と鏡筒５とを有する
赤外線光学系である。また、７は上記レンズ４の結像位
置に設けられた赤外線検出器、８は計測対象物である。

次に動作について説明する。計測対象物８から放射され
る赤外線ＮＴは、反射鏡１で折返され、レンズ４によう
赤外線検出器Ｔ上に集光されたのち、該赤外検出器７に
て電気信号ｖＴに変換される。このとき、その電気信号
ｖＴは次式で表わされる。

１−τ０ ｖ７−＝Ｒ＠ＮＴ＋ＲＮＷ　　　１１１１１１６＠　　
（１）τ０ ここでＲは赤外線放射量と電気信号の変換係数、τ０は
赤外線光学系６の透過率、Ｎ、は赤外線光学系６が放射
する赤外線雑音成分である。

また、回転台２によシ反射鏡１を回転駆動することによ
シ、赤外線基準光源３から放射される赤外服ＮＲは、上
記と同様に電気信号ｖＲに変換される。

１−τ０　　／ ＶＲ＝Ｒ＠ＮＲ＋ＲＮ、　　　＠＠＠＠＊　　（２１τ
Ｏ ここでＮＷは赤外線光学系６が放射する赤外線雑音成分
であシ、計測対象物の計測時とは赤外線検出装置が温度
変化した場合に異なる。計測対象物８の赤外線放射量Ｎ
Ｔを同定するには、赤外線基準光源３の既知の赤外線放
射ｆＭＮＲと比較すればよく、次式によう得られる。

上式で第３項は計測対象物及び赤外線基準光源計測時に
おける赤外線光学系６の温度変化による誤差である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の赤外線計測装置は以上のように構成されているの
で、計測対象物の赤外線放射量を同定するために、計測
を中断して赤外線基準光源を計測することが必要である
。筐た、計測対象物計測時と赤外線基準光源計測時とに
おして、赤外線光学系が温度変化した場合には赤外線放
射量の同定に誤差を与える々どの問題点があった。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、計測を中断することなく計測対象物の赤外線放
射量を計測できるとともに、赤外線光学系の温度変化に
よる影響を小さくできる赤外線計測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〕

本発明に係る赤外線計測装置は、対物レンズの像面近傍
に温度が既知の絞りを置き、計測対象物の像と絞すをリ
レーレンズによシ、赤外線２次元プレイ検出器上に再結
像したものである。

〔作用〕

本発明に訃いて、対物レンズによる計測対象物の像と温
度が既知である絞りは、リレーレンズによシ赤外ａ２次
元検出器に再結像され、それぞれの検出素子の電気信号
出力を比較することによシ、計測対象物の赤外線放射量
を同定する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、９は対物レンズ、１０はこの対物レン
ズ９の像面近傍に置いた絞り、１１は対物レンズ９の像
と絞、９１０を再結像するリレーレンズ、１２は上記絞
１０の温度を検出する温度センサである。５は鏡筒、６
は上記対物レンズ９と絞り１０とリレーレンズ１１とを
有する赤外線光学系、１３は上記赤外線光学系６の結像
位置に設けられた赤外線２次元アレイ検出器、８は計測
対象物である。

また、第２図は上記赤外線光学系６の像面を示す説明図
であう１図において１４は上記絞り１０の像、１５　（
１５ｍ　、　１５ｂ）は上記赤外線２次元アレイ検出器
１３の各々の検出素子である。なお図中、同一符号は同
一または相当部分を示している。

次に上記実施例構成の動作を説明する。

計測対象物８から放射される赤外線ＮＴは、対物レンズ
９によシ集光され、リレーレンズ１１によう赤外線２次
元アレイ検出器１３上の検出素子１５ｇ＋に再結像され
たのち、電気信号Ｖτに変換される。このとき、その電
気信号ｖＴは次式で表わされる。

ここでＲは赤外線放射量と電気信号の変換係数、τ１．
τ２はそれぞれ対物レンズ９．リレーレンズ１１の透過
率、ＮＷＩ　＋　ＮＷ２は赤外線光学系６が放射する赤
外線雑音成分である。筐た絞り１０から放射される赤外
線Ｎｓは、第２図の符号１４で示したように赤外線２次
元アレイ検出器１３上に結像され、検出素子１５ｂによ
シミ無信号Ｖｓに変換される。このどき、その電気信号
Ｖｓは次式で表わされる。

赤外線光学系６と絞り１０はほぼ同じ温度であり、その
赤外線放射量は等しいので、計測対象物の赤外線放射量
ＮＴは次式によシ同定できる。

なお、絞り１０の赤外線放射ＮＮＳは、温度センサ１２
で温度を検出することによシ、計算値筐たはあらかじめ
記憶した値を用いて求めることができる。

このように本実施例によると、赤外線光学系内部の絞＃
）１０を温度検出し、これを基準として計測対象物８の
赤外線放射量を同定することによう、計測対象物を連続
的に計測することができるとともに、装置の温度変化に
よる計測誤差を低減することができる。

なお上記実施例では、対物レンズ９及びリレーレンズ１
１を屈折型のレンズ系で構成する赤外線光学系６を示し
たが、第３図に示すように、対物反射鏡９ａ及び９ｂと
リレー反射鏡１１からなる反射型の赤外線光学系でもよ
い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、温度センサによシ既知の
温度をもつ絞夛の像を計測対象物の像と同時に赤外線２
次元アレイ検出器上に結像させるように構成したので、
中断せず連続して計測対象物の赤外線放射量を計測でき
、また精度の高し赤外線放射量の同定ができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による赤外線計測装置を示す
構成図、第２図は赤外線光学系の像面を示す説明図、第
３図は本発明の他の実施例を示す構成図、第４図は従来
の赤外線計測装置を示す構成図である。 ６・・・・赤外線光学系、８・・・・計測対象物、９・
・・・対物レンズ、１０・・・・絞り、１１・・・・リ
レーレンズ、１２・・・・温度センサ、１３・・・・赤
外線２次元アレイ検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 赤外線の計測対象物を見る対物レンズと、該対物レンズ
   の像面近傍に置かれた絞りと、上記対物レンズの像を再
   結像すると共に絞り部を結像するリレーレンズとを有す
   る赤外線光学系と、上記対物レンズの像及び絞りのリレ
   ーレンズによる像をそれぞれ検出するそれぞれの検出素
   子を有する赤外線２次元アレイ検出器と、上記絞りの温
   度を検出する温度センサとを備えた赤外線計測装置。