JPH05248943A - 赤外線検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 監視・捜索・追尾等に於いて波長複合化を行
う為の赤外線検知装置に関し、一つの冷却器を用いて二
つの波長帯の赤外線強度を各々独立に検出することが出
来るようにすることを目的とする。 【構成】 単一の真空容器内に於いて、バンドパスフィ
ルタと検知素子との組合せを互いに直交する様に二組配
置し、入射する赤外線を波長分離鏡によって分離された
異なる波長帯の赤外線をそれぞれ個別に検出するように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は赤外線検知装置に関し、
特に監視・捜索・追尾等に於いて波長複合化を行う為の
赤外線検知装置に関するものである。

【０００２】赤外線により監視・捜索・追尾等を行う場
合、その対象となる物体の放射強度は図３に示す様に波
長によって異なっており、例えば、３〜５μｍの所謂４
μｍ波長帯については、例えば雲等がその対象物とな
り、また、８〜１２μｍの所謂１０μｍ波長帯に於いて
は斜線領域Ｂで示す様に航空機等のジェットプルームが
その対象となる事が知られており、このようなそれぞれ
の波長帯に於いて検知された対象物を複合化し、別々の
色としてカラー化することが求められている。

【０００３】

【従来の技術】従来の赤外線検知装置に於いては、赤外
線ＣＣＤを検知素子として互いに独立した赤外線検知装
置を別々に用意し、それぞれの検知装置で得られた検知
信号を複合化して上記のような波長複合化を計っていた
が、このような赤外線検知装置では検知装置の冷却器が
２系統必要になるとともに、波長分離鏡が大型化してし
まうという問題があった。

【０００４】そこで、冷却器が１系統で済むような図４
に示す赤外線検知装置が使用される様になり、入射され
る赤外線を３〜５μｍ波長帯の検知素子２０と、８〜１
２波長帯の検知素子２１を重さね合わせ、サンドイッチ
構造にした検知素子の各々で赤外線検知を行い、これら
の検知素子２０，２１の各出力信号を複合部２３で複合
することにより、重ね合わせた出力を得るものが使用さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４に示すような従来
例の場合には単素子型のものしか出来ず、従って検知素
子２０と２１とが従属した関係に位置しており、検知素
子２０の検知感度は良くても検知素子２１の検知感度が
悪くなってしまうという問題があった。

【０００６】また、３〜５μｍ波長帯のストライプ型フ
ィルターと８〜１２μｍ波長帯のストライプ（千鳥）型
フィルターをＣＣＤ検知素子に張り付けて波長複合化を
行う例も提案されているが、この場合にも高感度センサ
ーが得られないという問題があった。

【０００７】従って本発明は、一つの冷却器を用いて二
つの波長帯の赤外線強度を各々独立に検出することが出
来る赤外線検知装置を実現することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る赤外線検知装置においては、図１に示
すように、単一の真空容器１と、該真空容器１内に設置
され該真空容器１を介して入射された赤外線を波長分離
する波長分離鏡２と、該真空容器１内で互いに直交する
ように配置され、該波長分離鏡２からの赤外線の第１及
び第２の所定波長帯のみをそれぞれ通過させるバンドパ
スフィルタ３，４と、各バンドパスフィルタ３，４を通
過した赤外線を検知する赤外線検知素子５，６と、該赤
外線検知素子５，６の出力端子７，８にリード線９，１
０を介して接続された外部接続端子１１とを備えてい
る。

【０００９】また本発明では、該波長分離鏡２と該バン
ドパスフィルタ３，４と該赤外線検知素子５，６とを、
該真空容器１内に設けた冷却器１２に結合されたコール
ドシールド１３内に設置してもよい。

【００１０】更に本発明では、該コールドシールド１３
の内面を黒化処理することが好ましい。

【００１１】更に本発明では、該赤外線検知素子５，６
として赤外線ＣＣＤを用いることができる。

【００１２】

【作用】本発明に係る赤外線検知装置の作用を図１によ
り説明すると、入射される赤外線は真空容器１を通り、
この真空容器１の中に設置されることが望ましいコール
ドシールド１３を更に通過し、波長分離鏡２で或る一定
の波長を境に一方が反射されてバンドパスフィルタ３に
送られ、他方が透過してバンドパスフィルタ４に入射さ
れることとなる。

【００１３】そして、バンドパスフィルタ３では、例え
ば図３に示した斜線で示した領域Ａに対する物体を検知
する為の波長帯のみを通過させ、この波長帯の赤外線が
検知素子５で検知されることとなる。

【００１４】また、バンドパスフィルタ４では図３に斜
線で示す領域Ｂに対する物体を検出する為の波長帯のみ
を通過させて検知素子６に送るようにしている。

【００１５】これらの検知素子５及び６で検知された赤
外線は電気信号としてそれぞれ端子７及び８を介し、リ
ード線９及び１０から外部接続端子１１に送られ、外部
の信号処理装置に送られる様になっている。

【００１６】また、コールドシールド１３の内面に黒化
処理を施せば、検知素子５及び６に入射する赤外線が波
長分離鏡２を透過または反射した赤外線のみとなるよう
にすることができる。

【００１７】尚、コールドシールド１３は単一の真空容
器１に設けられた単一の冷却器１２により冷却される様
になっている。

【００１８】このようにして一つの冷却器で各々異なる
波長帯の赤外線検知を独立して行うことが出来るので、
感度の良い赤外線検知が実現できる。

【００１９】

【実施例】図１は本発明に係る赤外線検知装置の基本構
成を示したもので、１は真空容器を示しており、この真
空容器１は外筒１ａと内筒１ｂとで構成されており、こ
れら外筒１ａと内筒１ｂとの間は真空状態１ｃとなって
いる。また、この真空容器１には赤外線を取り込むため
の窓１ｄが設けられている。

【００２０】真空容器１の内筒１ｂの内部には冷却器１
２が設置されており、また、内筒１ｂには支持台１５が
嵌め込まれ、この支持台１５にコールドシールド１３が
固定設置されている。

【００２１】従って、冷却器１２からの冷却媒体により
内筒１ｂが冷却され、これにより支持台１５が冷却され
て最終的にコールドシールド１３も冷却されるようにな
っている。

【００２２】図１に示したコールドシールド１３の組立
図が図２に示されており、このコールドシールド部分を
図１及び図２により説明すると、まずコールドシールド
１３の側面には四角い穴１３ａが設けられており、この
穴１３ａにバンドパスフィルタ３が嵌め込まれ、このバ
ンドパスフィルタ３を固定した支持台３０によりバンド
パスフィルタ３がコールドシールド１３に例えばネジ止
め固定される様になっており、更にこの支持台３０に
は、検知素子としての赤外線ＣＣＤ５を設けた支持台５
０がネジ止めされる様になっており、図１に示す様にバ
ンドパスフィルタ３とＣＣＤ５とが平行に配置される構
成となっている。尚、支持台５０上に設置されたＣＣＤ
５とその端子７とはリード線５１により接続されてい
る。

【００２３】また、コールドシールド１３の下側にも穴
（図示せず）が設けられており、この穴にはバンドパス
フィルタ３と丁度直角に位置するバンドパスフィルタ４
が嵌め込まれ、このバンドパスフィルタ４を設置してい
る支持台４０がコールドシールド１３のフランジ部分と
なっている支持台１５ａに例えばネジ止め固定される様
になっている。この支持台１５ａには更にＣＣＤ６を設
置した支持台１５ｂが互いにネジ止めされる様になって
いる。尚、支持台１５ｂ上に設置されたＣＣＤ６とその
端子８とはリード線６１により接続されており、この支
持台１５ｂの下側に一体となって形成されている円筒部
分１５ｃは真空容器１の内筒１ｂとぴったり嵌め込まれ
る様になっている。

【００２４】また、コールドシールド１３の中には波長
分離鏡２が斜めに設置されており、その上端には支持台
１３ｂが設けられており、この支持台１３ｂ上にはレン
ズ１４が設けられている。但し、このレンズ１４は必須
のものではない。

【００２５】このようにコールドシールド１３を組み立
てた後、最終的に、アパーチャー１３１を有する蓋１３
０が上側にネジ止め固定される様になっており、且つこ
のコールドシールド１３の材料は例えばコバール（Ｋ
Ｖ）金属等であり、その内側は黒化処理が施されてい
る。

【００２６】このようなコールドシールド１３の中に斜
めに設けられた波長分離鏡２は例えば５μｍを境にして
５μｍ以下を反射し、５μｍ以上を透過させるものが選
ばれ、この波長分離鏡２で反射された５μｍ以下の赤外
線はバンドパスフィルタ３に於いて、例えば図３に示す
ような斜線部分Ａを検出するため３〜５μｍの短波長帯
のみが取り出され、同じく３〜５μｍ短波長帯の検知素
子であるＣＣＤ５によって検知される様になっている。

【００２７】一方、波長分離鏡２を透過した５μｍ以上
の赤外線はバンドパスフィルタ４により図３に示した斜
線部分Ｂの物体を検知する為、８〜１０μｍの長波長帯
が取り出され、同じくこのような長波長帯の検知素子で
あるＣＣＤ６により、検知されるようになっている。

【００２８】尚、コールドシールド１３は蓋１３０及び
支持台１５ａを含めて内側が黒化処理されている。ま
た、支持台１３ｂ及びその上に設けられたレンズ１４は
本発明に必須の物ではなく、取り去ることも出来る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した様に本発明に係る赤外線検
知装置によれば、単一の真空容器内に於いて、バンドパ
スフィルタと検知素子との組合せを互いに直交する様に
二組配置し、入射する赤外線を波長分離鏡によって分離
された異なる波長帯の赤外線をそれぞれ個別に検出する
ように構成したので、一つの冷却器で独立した赤外線の
波長帯域が検知でき、これらの検知された波長帯域につ
いて波長複合化が行えることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る赤外線検知装置の基本構成を示し
た側面断面図である。

【図２】本発明に係る赤外線検知装置に用いるコールド
シールド部分の組立図である。

【図３】波長分離を説明する為のグラフ図である。

【図４】従来例を示したブロック図である。

【符号の説明】

１ 真空容器 ２ 波長分離鏡 ３，４ バンドパスフィルタ ５，６ 赤外線検知素子 ７，８ 赤外線検知素子の出力端子 ９，１０ リード線 １１ 外部接続端子 １２ 冷却器 １３ コールドシールド 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一の真空容器(1) と、 該真空容器(1) 内に設置され該真空容器(1) を介して入
   射された赤外線を波長分離する波長分離鏡(2) と、 該真空容器(1) 内で互いに直交するように配置され、該
   波長分離鏡(2) からの赤外線の第１及び第２の所定波長
   帯のみをそれぞれ通過させるバンドパスフィルタ(3,4)
   と、 各バンドパスフィルタ(3,4) を通過した赤外線を検知す
   る赤外線検知素子(5,6) と、 該赤外線検知素子(5,6) の出力端子(7,8) にリード線
   (9,10)を介して接続された外部接続端子(11)と、 を備えたことを特徴とする赤外線検知装置。
2. 【請求項２】 該波長分離鏡(2) と該バンドパスフィル
   タ(3,4) と該赤外線検知素子(5,6) とを、該真空容器
   (1) 内に設けた冷却器(12)に結合されたコールドシール
   ド(13)内に設置したことを特徴とする請求項１に記載の
   赤外線検知装置。
3. 【請求項３】 該コールドシールド(13)の内面が黒化処
   理されていることを特徴とした請求項２に記載の赤外線
   検知装置。
4. 【請求項４】 該赤外線検知素子(5,6) が赤外線ＣＣＤ
   であることを特徴とした請求項１乃至３のいずれかに記
   載の赤外線検知装置。