JPH05207373A - 赤外線撮像装置の雑音低減方法 - Google Patents
赤外線撮像装置の雑音低減方法Info
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- JPH05207373A JPH05207373A JP4011637A JP1163792A JPH05207373A JP H05207373 A JPH05207373 A JP H05207373A JP 4011637 A JP4011637 A JP 4011637A JP 1163792 A JP1163792 A JP 1163792A JP H05207373 A JPH05207373 A JP H05207373A
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- Japan
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- optical system
- aperture stop
- temperature
- imaging device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】赤外線撮像装置に関し、小型化に適した赤外線
撮像装置の雑音低減方法を提供することを目的とする。 【構成】赤外線撮像装置において、射出瞳によって定ま
る開口絞り３と、開口絞り３の出力光を等しい立体角で
出射するテレセントリック光学系６と、テレセントリッ
ク光学系６からの光入射位置に設けられた検知素子９と
を恒温領域１２内に収容することによって、雑音低減を
図るとともに、テレセントリック光学系を用いること
で、入射角の変化に基づく素子間の感度のバラツキの補
正を行うことができるようにすることによって構成す
る。
撮像装置の雑音低減方法を提供することを目的とする。 【構成】赤外線撮像装置において、射出瞳によって定ま
る開口絞り３と、開口絞り３の出力光を等しい立体角で
出射するテレセントリック光学系６と、テレセントリッ
ク光学系６からの光入射位置に設けられた検知素子９と
を恒温領域１２内に収容することによって、雑音低減を
図るとともに、テレセントリック光学系を用いること
で、入射角の変化に基づく素子間の感度のバラツキの補
正を行うことができるようにすることによって構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線撮像装置に関
し、特に小型化に適した赤外線撮像装置の雑音低減方法
に関するものである。
し、特に小型化に適した赤外線撮像装置の雑音低減方法
に関するものである。
【０００２】赤外線撮像装置は、工学的用途や医学的用
途等において物体の表面温度を測定する等の目的に広く
用いられているものであって、物体表面の各部から輻射
される赤外線の量を走査して計測することによって、画
像として表示できるようにしたものである。
途等において物体の表面温度を測定する等の目的に広く
用いられているものであって、物体表面の各部から輻射
される赤外線の量を走査して計測することによって、画
像として表示できるようにしたものである。
【０００３】このような赤外線撮像装置においては、よ
り小型化することを要求されるとともに、より高分解能
を有することが要求されているが、そのためには、小ス
ペースで、雑音低減と、赤外線検出素子に対する入射角
の変化に基づく素子間の感度バラツキの補正を行えるよ
うにすることが要望される。
り小型化することを要求されるとともに、より高分解能
を有することが要求されているが、そのためには、小ス
ペースで、雑音低減と、赤外線検出素子に対する入射角
の変化に基づく素子間の感度バラツキの補正を行えるよ
うにすることが要望される。
【０００４】
【従来の技術】従来の赤外線撮像装置における雑音低減
方法としては、光学系の光路中における射出瞳に、恒温
の物体で形成した開口絞りを設置することによって、撮
像視野範囲内の赤外線信号以外の不要光（雑音光）を除
去する方法が、一般に用いられている。
方法としては、光学系の光路中における射出瞳に、恒温
の物体で形成した開口絞りを設置することによって、撮
像視野範囲内の赤外線信号以外の不要光（雑音光）を除
去する方法が、一般に用いられている。
【０００５】また赤外線検出素子における受光線の入射
角θが変化すると、ｃｏｓ4 θに従って検出信号が変化
する、いわゆるｃｏｓ4 則に基づく素子間の感度のバラ
ツキが発生する。
角θが変化すると、ｃｏｓ4 θに従って検出信号が変化
する、いわゆるｃｏｓ4 則に基づく素子間の感度のバラ
ツキが発生する。
【０００６】図５は、ｃｏｓ4 則に基づく素子間の感度
のバラツキを説明するものである。図５において、Ａは
光軸センタの検出素子を示し、Ｂは端部の検出素子を示
している。いま、端部の検出素子に対する光束の光軸の
法線に対する実角をθとすると、端部の検出素子Ｂにお
ける検出感度は、光軸センタの検出素子Ａにおける検出
感度に比べて、ｃｏｓ4 θに比例して減少する、いわゆ
るｃｏｓ4 則に従うことが知られている。
のバラツキを説明するものである。図５において、Ａは
光軸センタの検出素子を示し、Ｂは端部の検出素子を示
している。いま、端部の検出素子に対する光束の光軸の
法線に対する実角をθとすると、端部の検出素子Ｂにお
ける検出感度は、光軸センタの検出素子Ａにおける検出
感度に比べて、ｃｏｓ4 θに比例して減少する、いわゆ
るｃｏｓ4 則に従うことが知られている。
【０００７】従来、このような入射角の変化に基づく素
子間の感度バラツキの補正のためには、全素子の視野範
囲内に、同時に一様温度板を挿入して、そのときの受光
量による信号出力が一定レベルになるように、電気回路
的に補正する処理を定期的に行う方法が用いられてい
る。
子間の感度バラツキの補正のためには、全素子の視野範
囲内に、同時に一様温度板を挿入して、そのときの受光
量による信号出力が一定レベルになるように、電気回路
的に補正する処理を定期的に行う方法が用いられてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】赤外線撮像装置におい
て、入射角の変化に基づく素子間の感度のバラツキを補
正するために、一様温度板を挿入する方法では、一様温
度板を挿入するための駆動機構や、一様温度板を退避す
るための退避スペース等に多くのスペースを必要とす
る。また感度補正の処理を行うための電気回路に対して
も、スペースが必要となる。
て、入射角の変化に基づく素子間の感度のバラツキを補
正するために、一様温度板を挿入する方法では、一様温
度板を挿入するための駆動機構や、一様温度板を退避す
るための退避スペース等に多くのスペースを必要とす
る。また感度補正の処理を行うための電気回路に対して
も、スペースが必要となる。
【０００９】そのため、装置の小型化のために、光学系
を折り曲げて省スペースレイアウトをめざす場合にも、
一様温度板の挿入位置を考慮した設計を行わなければな
らず、装置の小型を行う上で支障を来すという問題があ
った。
を折り曲げて省スペースレイアウトをめざす場合にも、
一様温度板の挿入位置を考慮した設計を行わなければな
らず、装置の小型を行う上で支障を来すという問題があ
った。
【００１０】本発明はこのような従来技術の課題を解決
しようとするものであって、赤外線撮像装置の小型化に
際して、従来の装置のような一様温度板に対する動的機
構のためのスペースを必要とせずに、雑音低減と、入射
角の変化に基づく素子間の感度のバラツキの補正を行う
ことができる、赤外線撮像装置の雑音低減方法を提供す
ることを目的としている。
しようとするものであって、赤外線撮像装置の小型化に
際して、従来の装置のような一様温度板に対する動的機
構のためのスペースを必要とせずに、雑音低減と、入射
角の変化に基づく素子間の感度のバラツキの補正を行う
ことができる、赤外線撮像装置の雑音低減方法を提供す
ることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理的
構成を示したものである。本発明の赤外線撮像装置の雑
音低減方法は、赤外線撮像装置において、射出瞳によっ
て定まる開口絞り３と、開口絞り３の出力光を等しい立
体角で出射するテレセントリック光学系６と、テレセン
トリック光学系６からの入射位置に設けられた検知素子
９とを恒温領域１２内に収容するようにしたものであ
る。
構成を示したものである。本発明の赤外線撮像装置の雑
音低減方法は、赤外線撮像装置において、射出瞳によっ
て定まる開口絞り３と、開口絞り３の出力光を等しい立
体角で出射するテレセントリック光学系６と、テレセン
トリック光学系６からの入射位置に設けられた検知素子
９とを恒温領域１２内に収容するようにしたものであ
る。
【００１２】また本発明はこの場合に、開口絞り３の温
度を調整する第１の温度コントローラ１３と、テレセン
トリック光学系６におけるテレセントリックレンズ４の
鏡筒５の温度を調整する第２の温度コントローラ１４
と、第１および第２の温度コントローラ１３，１４の温
度合わせを行う第３の温度コントローラ１５とを設けた
ものである。
度を調整する第１の温度コントローラ１３と、テレセン
トリック光学系６におけるテレセントリックレンズ４の
鏡筒５の温度を調整する第２の温度コントローラ１４
と、第１および第２の温度コントローラ１３，１４の温
度合わせを行う第３の温度コントローラ１５とを設けた
ものである。
【００１３】また本発明はこの場合に、開口絞り３と、
テレセントリック光学系６と、検知素子９とを収容する
ケーシング１６を設け、ケーシング１６内を恒温に保つ
ようにしたものである。
テレセントリック光学系６と、検知素子９とを収容する
ケーシング１６を設け、ケーシング１６内を恒温に保つ
ようにしたものである。
【００１４】また本発明はこの場合に、開口絞り３と、
テレセントリック光学系６とを、検知素子９を冷却する
冷却器２０の冷却部２１内に収容したものである。
テレセントリック光学系６とを、検知素子９を冷却する
冷却器２０の冷却部２１内に収容したものである。
【００１５】
【作用】図１において、１は対物レンズであって、撮像
視野内の赤外線を集光する。２は対物レンズ１によって
生じる射出瞳である。３は開口絞りであって、射出瞳２
の位置に一致するように設けられる。４はテレセントリ
ックレンズ、５はテレセントリックレンズ４の鏡筒であ
って、これらはテレセントリック光学系６を形成し、検
知素子において受光線が垂直入射であって、その占める
立体角が同一になるようにする作用を行う。
視野内の赤外線を集光する。２は対物レンズ１によって
生じる射出瞳である。３は開口絞りであって、射出瞳２
の位置に一致するように設けられる。４はテレセントリ
ックレンズ、５はテレセントリックレンズ４の鏡筒であ
って、これらはテレセントリック光学系６を形成し、検
知素子において受光線が垂直入射であって、その占める
立体角が同一になるようにする作用を行う。
【００１６】７は光軸における素子が受光する光軸セン
タ光束の外縁を示し、８は末端部における素子が受光す
る端光束の外縁を示している。９は、赤外線を検出する
検知素子であって、１０は検知素子のうち光軸センタに
位置するセンタ素子、１１は検知素子のうち端部に位置
する端素子である。１２は恒温領域であって、上記の各
素子２〜５を、すべて恒温状態にすることができ、これ
によって、テレセントリックレンズ４と、テレセントリ
ックレンズ４の鏡筒５とを、開口絞り３と同一温度に保
つことが可能である。従って本発明によれば、撮像視野
範囲内の光線信号以外の不要光（雑音光）を除去するこ
とができる。
タ光束の外縁を示し、８は末端部における素子が受光す
る端光束の外縁を示している。９は、赤外線を検出する
検知素子であって、１０は検知素子のうち光軸センタに
位置するセンタ素子、１１は検知素子のうち端部に位置
する端素子である。１２は恒温領域であって、上記の各
素子２〜５を、すべて恒温状態にすることができ、これ
によって、テレセントリックレンズ４と、テレセントリ
ックレンズ４の鏡筒５とを、開口絞り３と同一温度に保
つことが可能である。従って本発明によれば、撮像視野
範囲内の光線信号以外の不要光（雑音光）を除去するこ
とができる。
【００１７】また本発明においては、図１に示されるよ
うに、雑音低減のために射出瞳２の位置に設けられた開
口絞り３から、各素子へ異なる立体角で入射する光束
を、テレセントリックレンズによって同一立体角で垂直
に入射するように揃えることによって、各素子間におけ
る視野内光量の差異をなくするようにしている。従って
本発明によれば、素子の法線と光線の光軸との実角θに
基づく、ｃｏｓ4 則による感度のバラツキの発生を、抑
制することが可能となる。
うに、雑音低減のために射出瞳２の位置に設けられた開
口絞り３から、各素子へ異なる立体角で入射する光束
を、テレセントリックレンズによって同一立体角で垂直
に入射するように揃えることによって、各素子間におけ
る視野内光量の差異をなくするようにしている。従って
本発明によれば、素子の法線と光線の光軸との実角θに
基づく、ｃｏｓ4 則による感度のバラツキの発生を、抑
制することが可能となる。
【００１８】
【実施例】図２は、本発明の一実施例を示したものであ
って、図１におけると同じものを同じ番号で示し、１３
は開口絞り３に対する温度コントローラ、１４はテレセ
ントリックレンズ４の鏡筒５に対する温度コントロー
ラ、１５は温度コントローラ１３の温度と、温度コント
ローラ１４の温度とを一致させるための温度合わせ用の
温度コントローラである。
って、図１におけると同じものを同じ番号で示し、１３
は開口絞り３に対する温度コントローラ、１４はテレセ
ントリックレンズ４の鏡筒５に対する温度コントロー
ラ、１５は温度コントローラ１３の温度と、温度コント
ローラ１４の温度とを一致させるための温度合わせ用の
温度コントローラである。
【００１９】図２に示された実施例によれば、開口絞り
３と、テレセントリックレンズ４を保持する鏡筒５の温
度を同一に維持することができる。テレセントリックレ
ンズ４は鏡筒５に保持されていて、容易に鏡筒５と同一
温度になる。
３と、テレセントリックレンズ４を保持する鏡筒５の温
度を同一に維持することができる。テレセントリックレ
ンズ４は鏡筒５に保持されていて、容易に鏡筒５と同一
温度になる。
【００２０】従って、図２に示された実施例では、開口
絞り３と、テレセントリックレンズ４と、テレセントリ
ックレンズの鏡筒５とを恒温状態に保つことができる。
これによって雑音低減を図ることができるとともに、テ
レセントリックレンズを用いたことによって、入射角の
変化に基づく素子間の感度のバラツキの補正を行うこと
が可能となる。
絞り３と、テレセントリックレンズ４と、テレセントリ
ックレンズの鏡筒５とを恒温状態に保つことができる。
これによって雑音低減を図ることができるとともに、テ
レセントリックレンズを用いたことによって、入射角の
変化に基づく素子間の感度のバラツキの補正を行うこと
が可能となる。
【００２１】図３は、本発明の他の実施例を示したもの
であって、図１におけると同じものを同じ番号で示し、
１６はケーシングであって、開口絞り３と、テレセント
リックレンズ４と、テレセントリックレンズ鏡筒５とを
収容するものである。また、１７，１８はケーシング１
６に設けられた赤外線を透過する窓部である。
であって、図１におけると同じものを同じ番号で示し、
１６はケーシングであって、開口絞り３と、テレセント
リックレンズ４と、テレセントリックレンズ鏡筒５とを
収容するものである。また、１７，１８はケーシング１
６に設けられた赤外線を透過する窓部である。
【００２２】図３に示された実施例では、ケーシング１
６を恒温槽のように用いて、ケーシング１６内を恒温状
態に保つことによって、開口絞り３と、テレセントリッ
クレンズ４と、テレセントリックレンズの鏡筒５とを一
定温度にすることができる。従って雑音低減を図ること
ができるとともに、テレセントリックレンズを用いたこ
とによって、入射角の変化に基づく素子間の感度のバラ
ツキの補正を行うことが可能となる。
６を恒温槽のように用いて、ケーシング１６内を恒温状
態に保つことによって、開口絞り３と、テレセントリッ
クレンズ４と、テレセントリックレンズの鏡筒５とを一
定温度にすることができる。従って雑音低減を図ること
ができるとともに、テレセントリックレンズを用いたこ
とによって、入射角の変化に基づく素子間の感度のバラ
ツキの補正を行うことが可能となる。
【００２３】図４は、本発明のさらに他の実施例を示し
たものであって、図１におけると同じものを同じ番号で
示し、１９は赤外線撮像装置の検知器、２０は検知器１
９に設けられた冷却器、２１は検知素子９を冷却する冷
却部、２２はゲルマニウム等からなる窓部である。
たものであって、図１におけると同じものを同じ番号で
示し、１９は赤外線撮像装置の検知器、２０は検知器１
９に設けられた冷却器、２１は検知素子９を冷却する冷
却部、２２はゲルマニウム等からなる窓部である。
【００２４】赤外線撮像装置における検知器１９におい
ては、検知素子９として水銀カドミウムテルル（ＨｇＣ
ｄＴｅ）等からなるものを使用し、使用状態においてこ
れを低温に保つため冷却器２０を有し、その冷却部２１
に検知素子９を収容するようになっている。図４に示さ
れた実施例においては、冷却部２１に窓部２２を設け
て、冷却部２１内に、開口絞り３と、テレセントリック
レンズ４と、テレセントリックレンズの鏡筒５とを収容
し、冷却器２０によって、全体を冷却して恒温状態にす
る。
ては、検知素子９として水銀カドミウムテルル（ＨｇＣ
ｄＴｅ）等からなるものを使用し、使用状態においてこ
れを低温に保つため冷却器２０を有し、その冷却部２１
に検知素子９を収容するようになっている。図４に示さ
れた実施例においては、冷却部２１に窓部２２を設け
て、冷却部２１内に、開口絞り３と、テレセントリック
レンズ４と、テレセントリックレンズの鏡筒５とを収容
し、冷却器２０によって、全体を冷却して恒温状態にす
る。
【００２５】図４に示された実施例においては、赤外線
に対する検知素子９が受光し、エネルギーとして検知で
きるのは、純粋に視野内の赤外線のみとなる。従って、
雑音低減に優れた効果を得ることができるとともに、テ
レセントリックレンズを用いたことによって、入射角の
変化に基づく素子間の感度のバラツキの補正を行うこと
が可能となる。
に対する検知素子９が受光し、エネルギーとして検知で
きるのは、純粋に視野内の赤外線のみとなる。従って、
雑音低減に優れた効果を得ることができるとともに、テ
レセントリックレンズを用いたことによって、入射角の
変化に基づく素子間の感度のバラツキの補正を行うこと
が可能となる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、赤
外線撮像装置において、雑音低減と、入射角の変化に基
づく素子間の感度バラツキの補正を行うことができると
ともに、これらの目的のために、一様温度板を視野内に
挿入する装置を設けたり、電気回路によって各素子間の
感度のバラツキを補正したりすることが不要になるの
で、スペースが増加することがない。従って本発明によ
れば、省スペースでこれらの効果を実現することがで
き、赤外線撮像装置の小型化，高性能化に寄与するとこ
ろが大きい。
外線撮像装置において、雑音低減と、入射角の変化に基
づく素子間の感度バラツキの補正を行うことができると
ともに、これらの目的のために、一様温度板を視野内に
挿入する装置を設けたり、電気回路によって各素子間の
感度のバラツキを補正したりすることが不要になるの
で、スペースが増加することがない。従って本発明によ
れば、省スペースでこれらの効果を実現することがで
き、赤外線撮像装置の小型化，高性能化に寄与するとこ
ろが大きい。
【図１】本発明の原理的構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例を示す図である。
【図５】ｃｏｓ4 則に基づく素子間の感度のバラツキを
説明する図である。
説明する図である。
３ 開口絞り ４ テレセントリックレンズ ５ 鏡筒 ６ テレセントリック光学系 ９ 検知素子 １２ 恒温領域 １３ 第１の温度コントローラ １４ 第２の温度コントローラ １５ 第３の温度コントローラ １６ ケーシング ２０ 冷却器 ２１ 冷却部
Claims (4)
- 【請求項１】 赤外線撮像装置において、射出瞳によっ
て定まる開口絞り（３）と、該開口絞り（３）の出力光
を等しい立体角で出射するテレセントリック光学系
（６）と、該テレセントリック光学系（６）からの結像
位置に設けられた検知素子（９）とを恒温領域（１２）
内に収容したことを特徴とする赤外線撮像装置の雑音低
減方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の赤外線撮像装置の雑音
低減方法において、前記開口絞り（３）の温度を調整す
る第１の温度コントローラ（１３）と、前記テレセント
リック光学系（６）におけるテレセントリックレンズ
（４）の鏡筒（５）の温度を調整する第２の温度コント
ローラ（１４）と、該第１および第２の温度コントロー
ラ（１３，１４）の温度合わせを行う第３の温度コント
ローラ（１５）とを設けたことを特徴とする赤外線撮像
装置の雑音低減方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の赤外線撮像装置の雑音
低減方法において、前記開口絞り（３）と、テレセント
リック光学系（６）と、検知素子（９）とを収容するケ
ーシング（１６）を設け、該ケーシング（１６）内を恒
温に保つようにしたことを特徴とする赤外線撮像装置の
雑音低減方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の赤外線撮像装置の雑音
低減方法において、前記開口絞り（３）と、テレセント
リック光学系（６）とを、前記検知素子（９）を冷却す
る冷却器（２０）の冷却部（２１）内に収容したことを
特徴とする赤外線撮像装置の雑音低減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4011637A JPH05207373A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 赤外線撮像装置の雑音低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4011637A JPH05207373A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 赤外線撮像装置の雑音低減方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05207373A true JPH05207373A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=11783463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4011637A Withdrawn JPH05207373A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 赤外線撮像装置の雑音低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05207373A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004302064A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Fuji Photo Optical Co Ltd | レーザアレイ結像レンズおよび画像形成装置 |
| US7030377B2 (en) | 1999-01-14 | 2006-04-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared imaging device, vehicle having the same installed therein, and infrared image adjustment device |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP4011637A patent/JPH05207373A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7030377B2 (en) | 1999-01-14 | 2006-04-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared imaging device, vehicle having the same installed therein, and infrared image adjustment device |
| JP2004302064A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Fuji Photo Optical Co Ltd | レーザアレイ結像レンズおよび画像形成装置 |
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