JPH0690081B2 - 二色式焦点面アレイセンサ装置 - Google Patents
二色式焦点面アレイセンサ装置Info
- Publication number
- JPH0690081B2 JPH0690081B2 JP3324503A JP32450391A JPH0690081B2 JP H0690081 B2 JPH0690081 B2 JP H0690081B2 JP 3324503 A JP3324503 A JP 3324503A JP 32450391 A JP32450391 A JP 32450391A JP H0690081 B2 JPH0690081 B2 JP H0690081B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light energy
- focal plane
- dichroic
- array
- sensor device
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 21
- 238000003491 array Methods 0.000 description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/30—Measuring the intensity of spectral lines directly on the spectrum itself
- G01J3/36—Investigating two or more bands of a spectrum by separate detectors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
- G02B13/146—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation with corrections for use in multiple wavelength bands, such as infrared and visible light, e.g. FLIR systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0896—Catadioptric systems with variable magnification or multiple imaging planes, including multispectral systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/12—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1006—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
- G02B27/1013—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for colour or multispectral image sensors, e.g. splitting an image into monochromatic image components on respective sensors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/148—Beam splitting or combining systems operating by reflection only including stacked surfaces having at least one double-pass partially reflecting surface
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
- H04N23/11—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths for generating image signals from visible and infrared light wavelengths
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
- H04N5/33—Transforming infrared radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/131—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements including elements passing infrared wavelengths
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Lenses (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光センサ装置に関し、
特に光映像システムに使用されるセンサに関する。
特に光映像システムに使用されるセンサに関する。
【０００２】本発明は、特定の実施例に関してここに記
載されるが、この発明はそれに限定されないことが理解
されるべきである。当業者およびここに提供される技術
にアクセスする者は本発明の技術的範囲内の付加的な実
施例を認めることができるであろう。
載されるが、この発明はそれに限定されないことが理解
されるべきである。当業者およびここに提供される技術
にアクセスする者は本発明の技術的範囲内の付加的な実
施例を認めることができるであろう。
【０００３】
【従来の技術】走査する光システムは走査部材に取付け
られるミラーあるいは映像装置を有する。ミラーは光学
素子に投射エネルギを反射し、その光学素子は光検出素
子の直線状のアレイにエネルギを集束する。赤外線シス
テムにおいて、光検出器アレイは寄生熱雑音を減少し、
それによって感度を高めるように冷却される。光検出器
アレイおよび関連した冷却装置は通常“デュアー”と呼
ばれる真空室内に取付けられる。この方法において、情
景内の各領域から集められた電磁エネルギは合成映像を
形成するために使用される。
られるミラーあるいは映像装置を有する。ミラーは光学
素子に投射エネルギを反射し、その光学素子は光検出素
子の直線状のアレイにエネルギを集束する。赤外線シス
テムにおいて、光検出器アレイは寄生熱雑音を減少し、
それによって感度を高めるように冷却される。光検出器
アレイおよび関連した冷却装置は通常“デュアー”と呼
ばれる真空室内に取付けられる。この方法において、情
景内の各領域から集められた電磁エネルギは合成映像を
形成するために使用される。
【０００４】通常の赤外線走査センサにおいて、光検出
器アレイは波長帯域内の放射に対し最適な感度であるよ
うに設計される。したがって、単一の帯域以上からの放
射を検出することが所望とされる場合、付加的な光検出
器アレイを使用することが必要である。このような“二
色”センサにおいて、走査ミラーによって反射される放
射は、通常ビームスプリッタに投射される。ビームスプ
リッタは別々の集束装置にそれぞれの色の放射を再指向
させ、分離した焦点面に配置される光検出器アレイにそ
れぞれの色の放射を集束する。しかしながら、光検出器
アレイは分離したデュアー内に取付けられ、分離した介
在する集束レンズおよび分離した冷却システムを必要と
する。それ故に二色のセンサ装置は単一の波長帯域に限
られたものよりもかなりかさばり、重く、複雑で高価で
ある。
器アレイは波長帯域内の放射に対し最適な感度であるよ
うに設計される。したがって、単一の帯域以上からの放
射を検出することが所望とされる場合、付加的な光検出
器アレイを使用することが必要である。このような“二
色”センサにおいて、走査ミラーによって反射される放
射は、通常ビームスプリッタに投射される。ビームスプ
リッタは別々の集束装置にそれぞれの色の放射を再指向
させ、分離した焦点面に配置される光検出器アレイにそ
れぞれの色の放射を集束する。しかしながら、光検出器
アレイは分離したデュアー内に取付けられ、分離した介
在する集束レンズおよび分離した冷却システムを必要と
する。それ故に二色のセンサ装置は単一の波長帯域に限
られたものよりもかなりかさばり、重く、複雑で高価で
ある。
【０００５】加えて、走査センサによって生成される映
像の信号対雑音比は通常多少限定される。
像の信号対雑音比は通常多少限定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】凝視センサは二次元の
光検出器アレイを使用する。センサの全視野からの放射
は、検出器アレイに同時に投射される。凝視センサによ
って生成される映像の信号対雑音比は通常“走査”セン
サによって生成される映像よりも良いが、二色式凝視セ
ンサは二色式走査センサに関して上記された欠点を示
す。つまり、二色式凝視センサは１対の光検出器アレ
イ、冷却装置に関連した１対のデュアー、および１対の
集束装置を必要とする。集束レンズに関連した１対の二
次元光検出器アレイによって必要とされる比較的大きな
容積は、小さいセンサを必要としている応用に二色式凝
視アレイの有用性を限定する傾向がある。
光検出器アレイを使用する。センサの全視野からの放射
は、検出器アレイに同時に投射される。凝視センサによ
って生成される映像の信号対雑音比は通常“走査”セン
サによって生成される映像よりも良いが、二色式凝視セ
ンサは二色式走査センサに関して上記された欠点を示
す。つまり、二色式凝視センサは１対の光検出器アレ
イ、冷却装置に関連した１対のデュアー、および１対の
集束装置を必要とする。集束レンズに関連した１対の二
次元光検出器アレイによって必要とされる比較的大きな
容積は、小さいセンサを必要としている応用に二色式凝
視アレイの有用性を限定する傾向がある。
【０００７】したがって小型で軽量の、低価格な二色式
の凝視センサがはこの技術にとって必要とされている。
の凝視センサがはこの技術にとって必要とされている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この技術における前記の
必要性は、本発明の二色式焦点面アレイセンサ装置によ
って解決される。この発明のセンサ装置は、視野内の情
景からの第１および第２の波長スペクトルの光エネルギ
を同時に検知する機能である。センサ装置は第１および
第２の実質的に重複しているビームに視野内の光エネル
ギを平行ビームに集束するための望遠鏡を含む。第１の
ビームは第１の波長スペクトル内の光エネルギを含み、
第２のビームは第２の波長スペクトル内の光エネルギを
含む。１対の非平行な反射表面を有する楔形ビームスプ
リッタは、第１および第２のビーム内の光エネルギを検
出装置に向け直す。特定の実施例において、検出装置は
焦点面の第１および第２それぞれの領域の第１および第
２のビームからの向け直した光エネルギを投射する集束
レンズを含む。焦点面に位置される検出器アレイは、生
成される光エネルギによる照射に応じて電気信号を生成
する。したがって、本発明は、両方の色の情景放射を単
一の焦点面に指向させるためにただ１つの光集束装置を
使用する。
必要性は、本発明の二色式焦点面アレイセンサ装置によ
って解決される。この発明のセンサ装置は、視野内の情
景からの第１および第２の波長スペクトルの光エネルギ
を同時に検知する機能である。センサ装置は第１および
第２の実質的に重複しているビームに視野内の光エネル
ギを平行ビームに集束するための望遠鏡を含む。第１の
ビームは第１の波長スペクトル内の光エネルギを含み、
第２のビームは第２の波長スペクトル内の光エネルギを
含む。１対の非平行な反射表面を有する楔形ビームスプ
リッタは、第１および第２のビーム内の光エネルギを検
出装置に向け直す。特定の実施例において、検出装置は
焦点面の第１および第２それぞれの領域の第１および第
２のビームからの向け直した光エネルギを投射する集束
レンズを含む。焦点面に位置される検出器アレイは、生
成される光エネルギによる照射に応じて電気信号を生成
する。したがって、本発明は、両方の色の情景放射を単
一の焦点面に指向させるためにただ１つの光集束装置を
使用する。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の二色式焦点面センサ装置10
の側面図を示す。装置10は視野Ｆ内の情景（示されてい
ない）によって放射される第１および第２の波長スペク
トルからの放射を同時に検知する。以下に詳細に記載さ
れるように、装置10は視野Ｆ内からの光エネルギ衝突を
平行ビームに集束する望遠鏡12を含む。集束された光エ
ネルギは、望遠鏡12と光学的に整列した楔形ビームスプ
リッタ14に投射される。楔形ビームスプリッタ14は、集
束された投射光線の投射方向に対して異なる角度の第１
および第２の波長スペクトル内の光エネルギを反射する
一対の非平行の反射表面を含む。楔形ビームスプリッタ
14によって反射される放射は、フォールディングミラー
によって集束レンズ18に向けられる。レンズ18は、レン
ズ18の焦点面の第１および第２の領域における第１およ
び第２の波長からの放射を集束する。レンズ18の焦点面
の第１および第２それぞれの領域内に位置される第１お
よび第２の隣接した光検出器アレイ20,22 は、第１およ
び第２の波長スペクトルの情景放射による照射に応じて
電気信号を生ずる。この方法において、情景の第１およ
び第２の映像は同時に生成され、第１の映像は第１の波
長スペクトルからの光エネルギに基づき、第２の映像は
第２の波長スペクトルからの光エネルギに基いている。
の側面図を示す。装置10は視野Ｆ内の情景（示されてい
ない）によって放射される第１および第２の波長スペク
トルからの放射を同時に検知する。以下に詳細に記載さ
れるように、装置10は視野Ｆ内からの光エネルギ衝突を
平行ビームに集束する望遠鏡12を含む。集束された光エ
ネルギは、望遠鏡12と光学的に整列した楔形ビームスプ
リッタ14に投射される。楔形ビームスプリッタ14は、集
束された投射光線の投射方向に対して異なる角度の第１
および第２の波長スペクトル内の光エネルギを反射する
一対の非平行の反射表面を含む。楔形ビームスプリッタ
14によって反射される放射は、フォールディングミラー
によって集束レンズ18に向けられる。レンズ18は、レン
ズ18の焦点面の第１および第２の領域における第１およ
び第２の波長からの放射を集束する。レンズ18の焦点面
の第１および第２それぞれの領域内に位置される第１お
よび第２の隣接した光検出器アレイ20,22 は、第１およ
び第２の波長スペクトルの情景放射による照射に応じて
電気信号を生ずる。この方法において、情景の第１およ
び第２の映像は同時に生成され、第１の映像は第１の波
長スペクトルからの光エネルギに基づき、第２の映像は
第２の波長スペクトルからの光エネルギに基いている。
【００１０】図１の実施例において、このセンサ装置10
は視野Ｆ内の情景からの赤外線放射に応じるように設計
されるが、センサ10が特定の光学波長スペクトル内に動
作が限定されないことが理解される。図１に示されるよ
うに、視野Ｆ内の情景は、中間の波長の赤外線放射（Ｍ
ＷＩＲ）および長い波長の赤外線放射（ＬＷＩＲ）を有
する望遠鏡12を示す。ＭＷＩＲは３乃至５ミクロンの波
長を有し、ＬＷＩＲの波長は８乃至１０ミクロンの波長
を有する。望遠鏡12は第１および第２のレンズ26,28 を
含み、入射ＭＷＩＲおよびＬＷＩＲ放射を平行ビームに
集束するように動作する。議論を容易にするために、望
遠鏡12によって供給された集束されたＭＷＩＲおよびＬ
ＷＩＲ放射は、以下それぞれ第１および第２の赤外線ビ
ームと呼ばれる。図１から明らかにされるように、第１
および第２の赤外線ビームは実質的に重複し、楔形ビー
ムスプリッタ14に投射される。
は視野Ｆ内の情景からの赤外線放射に応じるように設計
されるが、センサ10が特定の光学波長スペクトル内に動
作が限定されないことが理解される。図１に示されるよ
うに、視野Ｆ内の情景は、中間の波長の赤外線放射（Ｍ
ＷＩＲ）および長い波長の赤外線放射（ＬＷＩＲ）を有
する望遠鏡12を示す。ＭＷＩＲは３乃至５ミクロンの波
長を有し、ＬＷＩＲの波長は８乃至１０ミクロンの波長
を有する。望遠鏡12は第１および第２のレンズ26,28 を
含み、入射ＭＷＩＲおよびＬＷＩＲ放射を平行ビームに
集束するように動作する。議論を容易にするために、望
遠鏡12によって供給された集束されたＭＷＩＲおよびＬ
ＷＩＲ放射は、以下それぞれ第１および第２の赤外線ビ
ームと呼ばれる。図１から明らかにされるように、第１
および第２の赤外線ビームは実質的に重複し、楔形ビー
ムスプリッタ14に投射される。
【００１１】図２は、楔形ビームスプリッタ14の一部分
を拡大した側面図を示す。ビームスプリッタ14は基板32
を含み、それはミラー34と二色式層36の間に挟まれてい
る。二色式層36は第１のビーム（ＭＷＩＲ）からの放射
を反射し、第２のビーム（ＬＷＩＲ）からの放射を透過
するように設計される。二色式層36は、通常の付着処理
により基板32に適用される多重層被覆によって実現され
る。二色式層36を形成している成分被覆の組成および厚
さは、所望の反射特性を達成するために当業者によって
選択される。
を拡大した側面図を示す。ビームスプリッタ14は基板32
を含み、それはミラー34と二色式層36の間に挟まれてい
る。二色式層36は第１のビーム（ＭＷＩＲ）からの放射
を反射し、第２のビーム（ＬＷＩＲ）からの放射を透過
するように設計される。二色式層36は、通常の付着処理
により基板32に適用される多重層被覆によって実現され
る。二色式層36を形成している成分被覆の組成および厚
さは、所望の反射特性を達成するために当業者によって
選択される。
【００１２】図３および図４は、二色式層36の好ましい
反射率および透過率特性を表す。図３を参照すると、第
１のビーム（３乃至５ミクロンの波長）内の放射が二色
式層36によって反射されることが示されている。同様
に、図４の調査は、第２のビームの放射（８乃至１０ミ
クロンの波長）が実質的に伝送されることを明らかにす
る。
反射率および透過率特性を表す。図３を参照すると、第
１のビーム（３乃至５ミクロンの波長）内の放射が二色
式層36によって反射されることが示されている。同様
に、図４の調査は、第２のビームの放射（８乃至１０ミ
クロンの波長）が実質的に伝送されることを明らかにす
る。
【００１３】二色式層36を通り伝播している第２のビー
ム内の光エネルギは、基板32に入射される。基板32は、
少なくとも第２のビーム内の最長の波長と同じ長さの波
長までの波長に光学的に透明な材料から形成される。こ
の実施例において、第２のビーム（ＬＷＩＲ）内の最長
の波長は約１０ミクロンである。したがって、基板32は
ゲルマニウム（Ｇｅ）のような材料から形成される。
ム内の光エネルギは、基板32に入射される。基板32は、
少なくとも第２のビーム内の最長の波長と同じ長さの波
長までの波長に光学的に透明な材料から形成される。こ
の実施例において、第２のビーム（ＬＷＩＲ）内の最長
の波長は約１０ミクロンである。したがって、基板32は
ゲルマニウム（Ｇｅ）のような材料から形成される。
【００１４】基板32を横切った後、第２のビームからの
光エネルギはミラー34によって反射される。ミラー34は
基板32上に通常溶着される完全反射ミラーから形成され
る。図２に示されるように、二色式層36は基板32の楔形
のためのミラー34に対して平行ではない。したがって、
二色式層36およびミラー34の第１および第２のビーム投
射の光エネルギは、それぞれ集束された投射線の方向に
対して異なる角度に反射される。楔形ビームスプリッタ
14は、もとの重複している第１および第２のビーム間に
空間的に分岐した角度を生じる。ビームスプリッタ14に
よって誘導される第１および第２のビーム間の空間的な
分離は、ミラー34と二色式層36の間の角度を変えること
によって調節される。ミラー34および二色式層36は、角
度の変更が基板32の厚さの空間的変化を調節することに
よって達成されるように基板32に直接接触する。基板32
の厚さの空間的変化は、第１のビーム（ＭＷＩＲ）から
の光エネルギが第１の光検出器アレイ20を照射し、第２
のビーム（ＬＷＩ）からの光エネルギが第２の光検出器
アレイ22を照射し、ミラー16によって反射されレンズ18
によって集束されるように選択される。光検出器アレイ
20および22は分離して存在でき、好ましい実施例におい
ては単一のアレイの２つの部分である。
光エネルギはミラー34によって反射される。ミラー34は
基板32上に通常溶着される完全反射ミラーから形成され
る。図２に示されるように、二色式層36は基板32の楔形
のためのミラー34に対して平行ではない。したがって、
二色式層36およびミラー34の第１および第２のビーム投
射の光エネルギは、それぞれ集束された投射線の方向に
対して異なる角度に反射される。楔形ビームスプリッタ
14は、もとの重複している第１および第２のビーム間に
空間的に分岐した角度を生じる。ビームスプリッタ14に
よって誘導される第１および第２のビーム間の空間的な
分離は、ミラー34と二色式層36の間の角度を変えること
によって調節される。ミラー34および二色式層36は、角
度の変更が基板32の厚さの空間的変化を調節することに
よって達成されるように基板32に直接接触する。基板32
の厚さの空間的変化は、第１のビーム（ＭＷＩＲ）から
の光エネルギが第１の光検出器アレイ20を照射し、第２
のビーム（ＬＷＩ）からの光エネルギが第２の光検出器
アレイ22を照射し、ミラー16によって反射されレンズ18
によって集束されるように選択される。光検出器アレイ
20および22は分離して存在でき、好ましい実施例におい
ては単一のアレイの２つの部分である。
【００１５】上記されるように、第１および第２の光検
出器アレイ20,22は集束レンズ18の焦点面内に位置され
る。したがって、レンズ18の焦点距離および第１および
第２のビーム内の光エネルギの波長スペクトルによっ
て、基板32に対して適当な楔角度が選択される。
出器アレイ20,22は集束レンズ18の焦点面内に位置され
る。したがって、レンズ18の焦点距離および第１および
第２のビーム内の光エネルギの波長スペクトルによっ
て、基板32に対して適当な楔角度が選択される。
【００１６】図１に戻ると、第１および第２の光検出器
アレイ20,22 はそれぞれ検出素子の二次元の（例えば、
128 × 150）アレイを含む。分離したアレイが使用され
る場合、第１のアレイ20内の検出素子は主としてＭＷＩ
Ｒに応答するように設計され、第２のアレイ22の検出素
子はＬＷＩＲに対し最も感度が高い。加えて、ＭＷＩＲ
およびＬＷＩＲ波長帯域内でない無関係の光は、レンズ
18とアレイ20,22 の間にスペクトルフィルタ（示されて
いない）を配置することによってアレイ20,22 への入射
が阻止される。特に、ＭＷＩＲおよびＬＷＩＲ波長帯域
で実質的に同一の広がりをもつ通過帯域を有する第１お
よび第２のスペクトルフィルタは、それぞれ第１および
第２のアレイ20,22 の光学的感知領域を覆って直前に位
置される。１つの検出器アレイおよび１つの読出しアレ
イを有する単一のアレイをアレイ20および22として使用
する好ましい実施例において、検出器アレイはＭＷＩＲ
およびＬＷＩＲ帯域の両方を考慮し使用される最短の波
長から最長の波長までに応じなければならない。アレイ
20,22 はレンズ18の焦点面の領域にすぐ近接して位置さ
れ、光照射によって電子装置（示されていない）を表示
するための電気信号を供給する。表示電子装置は第１お
よび第２のアレイ20,22 から信号を処理し、それに応じ
たブラウン管（示されていない）のようなビデオ表示装
置を駆動する。この方法において、本発明のセンサ10は
センサの視野Ｆ内から集められたＭＷＩＲエネルギに基
づいた情景の第１の映像およびＬＷＩＲエネルギに基づ
いた同一の情景の第２の映像の同時表示を与える。
アレイ20,22 はそれぞれ検出素子の二次元の（例えば、
128 × 150）アレイを含む。分離したアレイが使用され
る場合、第１のアレイ20内の検出素子は主としてＭＷＩ
Ｒに応答するように設計され、第２のアレイ22の検出素
子はＬＷＩＲに対し最も感度が高い。加えて、ＭＷＩＲ
およびＬＷＩＲ波長帯域内でない無関係の光は、レンズ
18とアレイ20,22 の間にスペクトルフィルタ（示されて
いない）を配置することによってアレイ20,22 への入射
が阻止される。特に、ＭＷＩＲおよびＬＷＩＲ波長帯域
で実質的に同一の広がりをもつ通過帯域を有する第１お
よび第２のスペクトルフィルタは、それぞれ第１および
第２のアレイ20,22 の光学的感知領域を覆って直前に位
置される。１つの検出器アレイおよび１つの読出しアレ
イを有する単一のアレイをアレイ20および22として使用
する好ましい実施例において、検出器アレイはＭＷＩＲ
およびＬＷＩＲ帯域の両方を考慮し使用される最短の波
長から最長の波長までに応じなければならない。アレイ
20,22 はレンズ18の焦点面の領域にすぐ近接して位置さ
れ、光照射によって電子装置（示されていない）を表示
するための電気信号を供給する。表示電子装置は第１お
よび第２のアレイ20,22 から信号を処理し、それに応じ
たブラウン管（示されていない）のようなビデオ表示装
置を駆動する。この方法において、本発明のセンサ10は
センサの視野Ｆ内から集められたＭＷＩＲエネルギに基
づいた情景の第１の映像およびＬＷＩＲエネルギに基づ
いた同一の情景の第２の映像の同時表示を与える。
【００１７】本発明は特定の実施例に関してここに記載
されているが、本発明がそれに限定されないことは理解
される。本発明の技術は、当業者によってその技術的範
囲内で変更されることが可能である。例えば、本発明の
センサ装置は凝視アレイにおける使用に限定されない。
本発明のセンサを構成するために、走査アレイにおいて
楔形ビームスプリッタは走査部材に結合されることが好
ましい。第１および第２の波長帯域の光エネルギに感度
が高い第１および第２の直線状のアレイは、それぞれ集
束レンズの焦点面内に位置される。視野内の情景を走査
する走査部材のように第１および第２の直線状のアレイ
は第１および第２の波長帯域内の光エネルギによって同
時に照射される。このようにして、第１および第２の波
長帯域からの光エネルギに基づく情景の第１および第２
の映像は、それぞれ同時に生成される。
されているが、本発明がそれに限定されないことは理解
される。本発明の技術は、当業者によってその技術的範
囲内で変更されることが可能である。例えば、本発明の
センサ装置は凝視アレイにおける使用に限定されない。
本発明のセンサを構成するために、走査アレイにおいて
楔形ビームスプリッタは走査部材に結合されることが好
ましい。第１および第２の波長帯域の光エネルギに感度
が高い第１および第２の直線状のアレイは、それぞれ集
束レンズの焦点面内に位置される。視野内の情景を走査
する走査部材のように第１および第２の直線状のアレイ
は第１および第２の波長帯域内の光エネルギによって同
時に照射される。このようにして、第１および第２の波
長帯域からの光エネルギに基づく情景の第１および第２
の映像は、それぞれ同時に生成される。
【００１８】さらに、本発明のセンサ装置はここに記載
される特定の光学的構成に限定されない。例えば、当業
者は視野内の情景から入射放射線を平行ビームに集束す
るため他のレンズに変更することを理解できる。同様
に、ここに記載されたものよりもさらに精巧な集束レン
ズは本発明の技術的範囲内から逸脱することなしに利用
される。
される特定の光学的構成に限定されない。例えば、当業
者は視野内の情景から入射放射線を平行ビームに集束す
るため他のレンズに変更することを理解できる。同様
に、ここに記載されたものよりもさらに精巧な集束レン
ズは本発明の技術的範囲内から逸脱することなしに利用
される。
【００１９】それ故に本発明の技術的範囲内のこのよう
な応用、変更および実施例は添付した特許請求の範囲に
含まれるべきものである。
な応用、変更および実施例は添付した特許請求の範囲に
含まれるべきものである。
【図１】本発明の二色式焦点面センサ装置の側面図。
【図２】本発明に含まれる楔形ビームスプリッタの一部
分の拡大された側面図。
分の拡大された側面図。
【図３】楔形ビームスプリッタの二色式層の１つの好ま
しい反射特性を示すグラフ。
しい反射特性を示すグラフ。
【図４】楔形ビームスプリッタの二色式層の１つの好ま
しい透過特性を示すグラフ。
しい透過特性を示すグラフ。
10…センサ装置、12…望遠鏡、14…ビームスプリッタ、
18…集束レンズ、20,22 …検出装置アレイ、34,36 …反
射表面。
18…集束レンズ、20,22 …検出装置アレイ、34,36 …反
射表面。
Claims (9)
- 【請求項１】 第１の波長スペクトル内の光エネルギを
含んでいる第１のビームおよび第２の波長スペクトル内
の光エネルギを含んでいる第２のビームとが実質的に重
複している第１および第２のビームの視野内に光エネル
ギを平行ビームに集束するための望遠鏡手段と、前記第
１および第２のビーム内の光エネルギの方向を再指向さ
せる楔形ビームスプリッタ手段と、前記再指向させた光
エネルギを受入れるように位置され、それに応じて電気
信号を生成する検出器アレイ手段とを具備していること
を特徴とする視野内の情景から第１および第２の波長ス
ペクトルの光エネルギを同時に検知するための二色式焦
点面アレイセンサ装置。 - 【請求項２】 前記検出器アレイ手段が位置される焦点
面の第１の領域に前記第１のビームからの前記再指向さ
れた光エネルギを集束し、前記焦点面の第２の領域に前
記第２のビームからの前記再指向された光エネルギを集
束するレンズ手段を含んでいる請求項１記載の二色式焦
点面アレイセンサ装置。 - 【請求項３】 前記楔形ビームスプリッタ手段が前記第
１のビームを反射し、前記第２のビームを透過するため
の二色式層を含む請求項１記載の二色式焦点面アレイセ
ンサ装置。 - 【請求項４】 前記楔形ビームスプリッタ手段が前記第
２のビームを反射するためのミラー層と、前記二色式層
と前記ミラー層の間に挟まれる楔形基板とを具備してい
る請求項３記載の二色式焦点面アレイセンサ装置。 - 【請求項５】 前記レンズ手段が第１の焦点距離の集束
レンズを含み、この集束レンズが前記焦点面からの前記
第１の焦点距離に等しい距離に位置される請求項２記載
の二色式焦点面アレイセンサ装置。 - 【請求項６】 前記第１および第２のビームからの前記
光エネルギを反射して前記集束レンズに再指向するため
のフォールディングミラーをさらに備えている請求項５
記載の二色式焦点面アレイセンサ装置。 - 【請求項７】 前記検出器アレイ手段が前記焦点面の前
記第１の領域に位置される第１の光検出器アレイおよび
前記焦点面の前記第２の領域に位置される第２の光検出
器アレイを含む請求項２記載の二色式焦点面アレイセン
サ装置。 - 【請求項８】 前記検出器アレイ手段が前記第１の光検
出器アレイと光学的に整列する第１の光学フィルタおよ
び前記第２の光検出器アレイと光学的に整列する第２の
光学フィルタを含み、前記第１の光学フィルタが前記第
１の波長スペクトルを含む通過帯域を有し、前記第２の
光学フィルタが前記第２の波長スペクトルを含む通過帯
域を有している請求項７記載の二色式焦点面アレイセン
サ装置。 - 【請求項９】 第１の波長スペクトル内の光エネルギを
含んでいる第１のビームおよび第２の波長スペクトル内
の光エネルギを含んでいる第２のビームが実質的に重複
している第１および第２のビームに視野内の光エネルギ
を平行ビームに集束するための望遠鏡手段と、前記第１
のビーム内の光エネルギを反射し、前記第２のビーム内
の光エネルギを透過させるための二色式層と、前記第２
のビーム内の光エネルギを反射するミラー層と、前記二
色式層と前記ミラー層の間に挟まれている前記楔形基板
とを含んでいる前記第１および第２のビーム内の光エネ
ルギを向き直すための楔形ビームスプリッタと、その焦
点面上の第１の領域に前記第１のビームからの前記再指
向された光エネルギを集束し、焦点面上の第２の領域に
前記第２のビームからの前記再指向された光エネルギを
集束するためのレンズと、前記再指向された第１のビー
ムからの前記光エネルギによる照射に応じて第１のセッ
トの電気信号を生成するための前記焦点面の前記第１の
領域に位置される第１の光検出器アレイと、前記再指向
された第２のビームからの前記光エネルギによる照射に
応じて第２のセットの電気信号を生成するための前記焦
点面の前記第２の領域に位置される第２の光検出器アレ
イと、前記第１の光検出器アレイと光学的に整列する第
１の光学フィルタおよび前記第２の光検出器アレイと光
学的に整列する第２の光学フィルタとを具備し、前記第
１の光学フィルタは前記第１の波長スペクトルを含んで
いる通過帯域を有し、前記第２の光学フィルタは前記第
２の波長スペクトルを含んでいる通過帯域を有している
ことを特徴とする視野内の情景からの第１および第２の
波長スペクトルの光エネルギを同時に検知するための二
色式焦点面アレイセンサ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US624959 | 1990-12-10 | ||
| US07/624,959 US5225893A (en) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | Two-color focal plane array sensor arrangement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04269636A JPH04269636A (ja) | 1992-09-25 |
| JPH0690081B2 true JPH0690081B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=24504033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3324503A Expired - Lifetime JPH0690081B2 (ja) | 1990-12-10 | 1991-12-09 | 二色式焦点面アレイセンサ装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5225893A (ja) |
| EP (1) | EP0490510A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0690081B2 (ja) |
| KR (1) | KR950012213B1 (ja) |
| AU (1) | AU630310B2 (ja) |
| CA (1) | CA2055021A1 (ja) |
| EG (1) | EG19525A (ja) |
| IL (1) | IL99968A (ja) |
| NO (1) | NO914639L (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5886784A (en) * | 1993-09-08 | 1999-03-23 | Leica Lasertechink Gmbh | Device for the selection and detection of at least two spectral regions in a beam of light |
| GB9507671D0 (en) * | 1995-04-13 | 1995-11-08 | Barr & Stroud Ltd | Dual waveband optical system |
| JP2001525534A (ja) * | 1997-07-12 | 2001-12-11 | オプティカル インサイツ，リミティド ライアビリティー カンパニー | 多重スペクトル二次元画像分光計 |
| US5900942A (en) * | 1997-09-26 | 1999-05-04 | The United States Of America As Represented By Administrator Of National Aeronautics And Space Administration | Multi spectral imaging system |
| US5982497A (en) * | 1998-07-09 | 1999-11-09 | Optical Insights, Llc | Multi-spectral two-dimensional imaging spectrometer |
| US6665116B1 (en) * | 2000-07-10 | 2003-12-16 | Hrl Laboratories, Llc | Achromatic lens for millimeter-wave and infrared bands |
| US6856466B2 (en) | 2001-07-05 | 2005-02-15 | Science & Engineering Associates, Inc. | Multiple imaging system |
| ATE422236T1 (de) * | 2005-06-21 | 2009-02-15 | Galileo Avionica Spa | Optoelektronisches gerät zur erzeugung mehrerer bilder in verschiedenen spektralbereichen auf einem gemeinsamen sensor |
| FR2917187B1 (fr) * | 2007-06-05 | 2009-08-28 | Sagem Defense Securite | Dispositif de veille d'une scene. |
| DE202008018428U1 (de) * | 2007-10-22 | 2013-10-09 | Tecan Trading Ag | Objektträger-Transportvorrichtung für ein Laser Scanner-Gerät |
| US8189179B2 (en) | 2010-07-09 | 2012-05-29 | Raytheon Company | System and method for hyperspectral and polarimetric imaging |
| EP2482116A1 (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-01 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Spatially splitting or combining radiation beams |
| US9025256B2 (en) | 2011-03-10 | 2015-05-05 | Raytheon Company | Dual field of view refractive optical system for GEO synchronous earth orbit |
| US9110276B2 (en) * | 2012-01-20 | 2015-08-18 | Raytheon Company | Full-field GEO imager optics with extended spectral coverage |
| US10616461B2 (en) * | 2017-04-25 | 2020-04-07 | Raytheon Company | Broadband optical systems and methods |
| US20200004001A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Multiple Effective Focal Length (EFL) Optical System |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3619064A (en) * | 1968-09-18 | 1971-11-09 | Trw Inc | Moire gauging systems |
| JPS5034896B1 (ja) * | 1969-10-16 | 1975-11-12 | ||
| US3778161A (en) * | 1971-10-12 | 1973-12-11 | Gen Dynamics Corp | Extended-range spectroscope for intense radiation sources |
| US4134683A (en) * | 1976-03-05 | 1979-01-16 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Multispectral imaging and analysis system |
| US4284323A (en) * | 1979-03-28 | 1981-08-18 | International Telephone And Telegraph Corporation | Trichroic mirror |
| US4215273A (en) * | 1979-03-29 | 1980-07-29 | Nasa | Multispectral scanner optical system |
| US4411492A (en) * | 1981-02-11 | 1983-10-25 | United Technologies Corporation | Dispersionless refractor for use with high-power lasers |
| US4395095A (en) * | 1981-05-20 | 1983-07-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Optical system for infrared tracking |
| US4477156A (en) * | 1981-10-29 | 1984-10-16 | Rolin J. Gebelein | Reflecting telescope with correcting lens |
| US4599001A (en) * | 1984-05-02 | 1986-07-08 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Multispectral linear array multiband selection device |
| US4956555A (en) * | 1989-06-30 | 1990-09-11 | Rockwell International Corporation | Multicolor focal plane arrays |
-
1990
- 1990-12-10 US US07/624,959 patent/US5225893A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-06 CA CA002055021A patent/CA2055021A1/en not_active Abandoned
- 1991-11-06 IL IL9996891A patent/IL99968A/en not_active IP Right Cessation
- 1991-11-25 EP EP19910310825 patent/EP0490510A3/en active Granted
- 1991-11-26 NO NO91914639A patent/NO914639L/no unknown
- 1991-12-09 JP JP3324503A patent/JPH0690081B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-09 AU AU88952/91A patent/AU630310B2/en not_active Ceased
- 1991-12-09 EG EG75191A patent/EG19525A/xx active
- 1991-12-09 KR KR1019910022448A patent/KR950012213B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL99968A0 (en) | 1992-08-18 |
| US5225893A (en) | 1993-07-06 |
| CA2055021A1 (en) | 1992-06-11 |
| AU630310B2 (en) | 1992-10-22 |
| NO914639D0 (no) | 1991-11-26 |
| EP0490510A3 (en) | 1992-07-22 |
| EP0490510A2 (en) | 1992-06-17 |
| NO914639L (no) | 1992-06-11 |
| AU8895291A (en) | 1992-06-18 |
| JPH04269636A (ja) | 1992-09-25 |
| IL99968A (en) | 1995-01-24 |
| EG19525A (en) | 1995-06-29 |
| KR950012213B1 (ko) | 1995-10-16 |
| KR920012947A (ko) | 1992-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0690081B2 (ja) | 二色式焦点面アレイセンサ装置 | |
| US8624187B2 (en) | Imaging detector array with optical readout | |
| EP0677755B1 (en) | Dichroic mirror for separating/synthesizing light with a plurality of wavelengths and optical apparatus and detecting method using the same | |
| US5161051A (en) | Simultaneous dual field of view sensor | |
| US5248876A (en) | Tandem linear scanning confocal imaging system with focal volumes at different heights | |
| US4594509A (en) | Infrared spectrometer | |
| US5568186A (en) | Focal plane filtered multispectral multidetector imager | |
| JPS62234106A (ja) | ビ−ムスプリツタ | |
| US4284323A (en) | Trichroic mirror | |
| US6952010B2 (en) | Optical system and method for switching sensor channels while simultaneously viewing a scene in a different wavelength range | |
| US8461529B2 (en) | Variable waveband infrared imager | |
| JP2002318157A (ja) | 電磁波検出装置 | |
| US6075599A (en) | Optical device with entrance and exit paths that are stationary under device rotation | |
| JP2000162043A (ja) | 波長可変干渉フィルタを用いた光学装置 | |
| US20230408727A1 (en) | Folded optical paths incorporating metasurfaces | |
| WO2007015236A1 (en) | Dual field of view optics | |
| US4716284A (en) | Photographic optical system having enhanced spectral transmittance characteristics | |
| JPH07103824A (ja) | 分光器 | |
| US5486953A (en) | Hyperhemispherical field of view optical sensor head | |
| US6281486B1 (en) | Off-axis image correction with spaced photodetectors | |
| JP2699702B2 (ja) | 赤外線撮像装置 | |
| JPH03243834A (ja) | 赤外線検知装置 | |
| JP2023094587A (ja) | ハイパースペクトルカメラ | |
| JPS6378116A (ja) | 広帯域光学撮像装置 | |
| JPH06294856A (ja) | ホーミング誘導用画像誘導装置 |