JPH10160843A - 目標検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミサイルなどの高温で紫外線を発光する目標
の検出において、背景光の抑圧が不十分なために発生す
る誤検出を低減できる目標検出装置を得る。 【解決手段】 間隔をあけて設置した２枚の抑圧比約４
桁の紫外線フィルタの間に吸収体を設けた紫外線光学系
１ｅにおいて、片方の紫外線フィルタを傾斜させて設置
することでフィルタ間の多重反射による背景成分の透過
を無くし、また、抑圧比約４桁の紫外線フィルタを２枚
使用することによる透過帯域の透過率の低下を紫外線撮
像部２ｃのマイクロチャンネルプレートを２段にして発
生電子数を増加させることで補うことにより、従来の装
置に対して約倍の背景抑圧ができる目標検出装置が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば航空機な
どに搭載し、自機に向かって発射されたミサイルのプル
ームのような高温かつ紫外線を発光する目標を検出する
目標検出装置の背景抑圧に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、紫外線領域を検出する素子を
用いた従来の目標検出装置を示すブロック図である。図
１２において、１ｆは１枚のフィルタで背景光の抑圧を
行う紫外線光学系、２ｂは紫外線領域に感度を持つ二次
元紫外線検出器を有する紫外線撮像部、３は紫外画像に
二値化などの画像処理を行い目標を検出する目標検出処
理部、４は発光が確認された目標に対して表示のための
出力を形成する出力データ処理部、５は上記出力データ
処理部４からのデータを表示する表示部である。

【０００３】図１２の従来の装置の動作について説明す
る。紫外線光学系１ｆにより背景成分を抑圧された紫外
光は、紫外線撮像部２ｂに入射し、紫外画像として出力
される。出力された紫外画像は、目標検出処理部３にお
いて、ある一定輝度以上の部分を１の値にし、それ以外
の部分を０の値にする二値化処理を行って目標候補を選
択し、選択した候補に関して、画面上の位置、画素の輝
度及び面積などの特徴量計測を行い、予め入力されてい
る目標の画素輝度や面積などの特徴量との比較及びフィ
ルタ間の相関関係を調べることにより目標を決定し、目
標の画面上の位置などのデータを出力データ処理部４に
出力する。出力データ処理部４は決定された目標に対し
て表示処理を行い表示部５に出力する。

【０００４】紫外線撮像部２ｂの二次元紫外線検出器
は、ソーラブラインド領域に感度のある素子を使用して
いる。これは、天空からのこの波長域の紫外光は、上空
のオゾン層でほとんど吸収され、地上に到達しないから
である。従って、地上付近ではミサイルのプルームのよ
うに自らこの波長域の紫外光を発している物体以外はほ
とんど見えない。

【０００５】図１３は、紫外線撮像部２ｂの構造を示す
図である。紫外線撮像部２ｂに入射した紫外光は、イメ
ージインテンシファイア１０ｂの光電面８ｂに入射し、
紫外光が電子に変換される。その電子は、１段のマイク
ロチャンネルプレート９ａで増倍され蛍光面１２で可視
光に変換される。その可視光は、ファイバ１３を介して
ＣＣＤ撮像器１４のＣＣＤ素子１５に入射され、ＣＣＤ
撮像器１４で画像として出力される。

【０００６】紫外線撮像部２ｂの光電面８ｂは、現実に
は約２００ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯に感度を持つた
め、太陽光の強い影響の現れる３００ｎｍより長い波長
領域フィルタで抑圧する必要がある。図１４は、紫外線
光学系１ｆの構造を示す図である。従来の光学系では１
枚の紫外線フィルタ６ａで背景成分の抑圧を行ってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の目標検出装置は
以上のような構成であり、１枚の紫外線フィルタで背景
成分を抑圧しており、抑圧比約４桁が現状では限界であ
る。しかし、抑圧比４桁では背景成分を十分に抑圧する
ことができず、誤検出が多い。

【０００８】この発明は、上記のような問題点を解消す
るため、間隔をあけて設置した２枚の紫外線フィルタの
間に吸収体を設けることにより、背景成分をさらに抑圧
して誤検出を低減することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明による目標検出
装置は、高い抑圧比の紫外線フィルタと、低い抑圧比の
コーティングを施した光電面の間に吸収体を設けること
により、例えば、透過帯域２００ｎｍ〜３００ｎｍの透
過率の低下を抑えつつ、従来の装置よりも背景成分を抑
圧して目標を検出するものである。

【００１０】この発明による目標検出装置は、高い抑圧
比と低い抑圧比の紫外線フィルタを間隔をあけて設置し
てその間に吸収体を設けることにより、例えば、透過帯
域２００ｎｍ〜３００ｎｍの透過率の低下を抑えつつ、
従来の装置よりも背景成分を抑圧して目標を検出するも
のである。

【００１１】この発明による目標検出装置は、高い抑圧
比の紫外線フィルタと凹面または凸面形で低い抑圧比の
紫外線フィルタを間隔をあけて設置してその間に吸収体
を設けることにより、多重反射による背景成分の透過を
低減して目標を検出するものである。

【００１２】この発明による目標検出装置は、高い抑圧
比と低い抑圧比の２枚の紫外線フィルタの片方を傾斜さ
せて設置することにより、多重反射による背景成分の透
過を無くして目標を検出するものである。

【００１３】この発明による目標検出装置は、２枚の高
い抑圧比の紫外線フィルタを使用し、透過帯域の透過率
の低下分を紫外線撮像部での発生電子数を増加させるこ
とで補うことにより、さらに背景成分を抑圧して目標を
検出するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１を示す
目標検出装置のブロック図である。図１において、３，
４，５は従来の装置と同一のものである。１ａは抑圧比
約４桁の紫外線フィルタを持ち内壁に紫外光を吸収する
処理を施した紫外線光学系である。図２は、紫外線光学
系１ａ及び紫外線撮像部２ａの構造を示す図である。図
２において、６ａは抑圧比約４桁の紫外線フィルタ、７
は紫外光を吸収する吸収体、８ａは抑圧比約２桁のコー
ティングを施した光電面、９ａは１段のマイクロチャン
ネルプレート、１０ａはイメージインテンシファイアで
ある。

【００１５】次に動作について説明する。紫外線光学系
１ａへの入射光は、紫外線フィルタ６ａを透過すること
により背景成分を抑圧された紫外光に制限され、さらに
抑圧比約２桁のコーティングを施した光電面８ａで背景
成分を抑圧されて紫外線撮像部２ａに入射する。光電面
８ａで反射された背景成分を多く含む紫外光は、紫外線
フィルタ６ａとの間で多重反射を起こすが、光軸中心付
近以外の光は紫外線光学系１ａの内壁に当り吸収体７に
よって吸収されるため、紫外線撮像部２ａへの入射光
は、１枚のフィルタによる抑圧の場合よりもさらに背景
成分が抑圧されることになる。また、光電面８ａに施し
たコーティング及び紫外線フィルタ６ａの透過特性を図
３に示す。光電面８ａに施したコーティングの透過特性
ａは、紫外線フィルタ６ａの透過特性ｂに比べ抑圧が弱
い分、透過帯域の透過率を高くできるため、装置として
の透過特性はｃのようになり、透過帯域の透過率の低下
を抑えつつ背景成分を抑圧することができる。紫外線撮
像部２ａに入射した紫外光は、従来の装置と同じ処理を
行って目標を検出する。

【００１６】実施の形態２．図４は、この発明の実施の
形態２を示す目標検出装置のブロック図である。図４に
おいて、２ｂ，３，４，５は従来の装置と同一のもので
ある。１ｂは抑圧比約４桁と抑圧比約２桁の紫外線フィ
ルタを持ちその間の内壁に紫外光を吸収する処理を施し
た紫外線光学系である。図５は、紫外線光学系１ｂ及び
紫外線撮像部２ｂの構造を示す図である。図５におい
て、６ｂは抑圧比約２桁の紫外線フィルタ、７は紫外光
を吸収する吸収体、８ｂ，９ａ，１０ｂは従来の装置と
同一のものである。１１は抑圧比約４桁の紫外線フィル
タである。

【００１７】次に動作について説明する。紫外線光学系
１ｂへの入射光は、紫外線フィルタ１１を透過すること
により背景成分を抑圧された紫外光に制限され、さらに
抑圧比約２桁の紫外線フィルタ６ｂで背景成分を抑圧さ
れて紫外線撮像部２ｂに入射する。紫外線フィルタ６ｂ
で反射された背景成分を多く含む紫外光は、紫外線フィ
ルタ１１との間で多重反射を起こすが、光軸中心付近以
外の光は紫外線光学系１ｂの内壁に当り吸収体７によっ
て吸収されるため、紫外線撮像部２ｂへの入射光は、１
枚のフィルタによる抑圧の場合よりもさらに背景成分が
抑圧されることになる。また、実施の形態１と同じ理由
により透過帯域の透過率の低下を抑えつつ背景成分を抑
圧することができる。紫外線撮像部２ｂに入射した紫外
光は、従来の装置と同じ処理を行って目標を検出する。

【００１８】実施の形態３．図６は、この発明の実施の
形態３を示す目標検出装置のブロック図である。図６に
おいて、２ｂ，３，４，５は従来の装置と同一のもので
ある。１ｃは抑圧比約４桁と抑圧比約２桁の紫外線フィ
ルタを持ちその間の内壁に紫外光を吸収する処理を施し
た紫外線光学系である。図７は、紫外線光学系１ｃ及び
紫外線撮像部２ｂの構造を示す図である。図７におい
て、６ｃは凹面形または凸面形で抑圧比約２桁の紫外線
フィルタ、７は紫外光を吸収する吸収体、８ｂ，９ａ，
１０ｂは従来の装置と同一のものである。１１は抑圧比
約４桁の紫外線フィルタである。

【００１９】次に動作について説明する。紫外線光学系
１ｃへの入射光は、紫外線フィルタ１１を透過すること
により背景成分を抑圧された紫外光に制限され、さらに
抑圧比約２桁の紫外線フィルタ６ｃで背景成分を抑圧さ
れて紫外線撮像部２ｂに入射する。紫外線フィルタ６ｃ
で反射された背景成分を多く含む紫外光は、紫外線フィ
ルタ１１との間で多重反射を起こすが、紫外線フィルタ
６ｃを凹面形または凸面形とすることにより光軸中心以
外の光は紫外線光学系１ｃの内壁に当りやすくなり、吸
収体７でより多く吸収されることになる。また、実施の
形態１と同じ理由により、透過帯域の透過率の低下を抑
えつつ背景成分を抑圧することができる。紫外線撮像部
２ｂに入射した紫外光は従来の装置と同じ処理を行って
目標を検出する。

【００２０】実施の形態４．図８は、この発明の実施の
形態４を示す目標検出装置のブロック図である。図８に
おいて、２ｂ，３，４，５は従来の装置と同一のもので
ある。１ｄは抑圧比約４桁と抑圧比約２桁の紫外線フィ
ルタを持ちその間の内壁に紫外光を吸収する処理を施し
た紫外線光学系である。図９は、紫外線光学系１ｄ及び
紫外線撮像部２ｂの構造を示す図である。図９におい
て、６ｄは傾斜させて設置した抑圧比約２桁の紫外線フ
ィルタ、７は紫外光を吸収する吸収体、８ｂ，９ａ，１
０ｂは従来の装置と同一のものである。１１は抑圧比約
４桁の紫外線フィルタである。

【００２１】次に動作について説明する。紫外線光学系
１ｄへの入射光は、紫外線フィルタ１１を透過すること
により背景成分を抑圧された紫外光に制限され、さらに
抑圧比約２桁の紫外線フィルタ６ｄで背景成分を抑圧さ
れて紫外線撮像部２ｂに入射する。紫外線フィルタ６ｄ
は傾斜しているため、紫外線フィルタ６ｄで反射された
背景成分を多く含む紫外光は、全て紫外線光学系１ｄの
内壁に当り、吸収体７で吸収されることになる。また、
実施の形態１と同じ理由により、透過帯域の透過率の低
下を抑えつつ背景成分を抑圧することができる。紫外線
撮像部２ｂに入射した紫外光は従来の装置と同じ処理を
行って目標を検出する。

【００２２】実施の形態５．図１０は、この発明の実施
の形態５を示す目標検出装置のブロック図である。図１
０において、３，４，５は従来の装置と同一のものであ
る。１ｅは２枚の抑圧比約４桁の紫外線フィルタを持ち
その間の内壁に紫外光を吸収する処理を施した紫外線光
学系である。２ｃは入射光による発生電子数を増加させ
た紫外線撮像部である。図１１は、紫外線光学系１ｅ及
び紫外線撮像部２ｃの構造を示す図である。図１１にお
いて、６ｅは傾斜させて設置した抑圧比約４桁の紫外線
フィルタ、７は紫外光を吸収する吸収体、８ｂは従来の
装置と同一のものである。１０ｃは２段のマイクロチャ
ンネルプレート９ｂを持つイメージインテンシファイア
である。１１は抑圧比約４桁の紫外線フィルタである。

【００２３】次に動作について説明する。紫外線光学系
１ｅへの入射光は、紫外線フィルタ１１を透過すること
により背景成分を抑圧された紫外光に制限され、さらに
抑圧比約４桁の紫外線フィルタ６ｅで背景成分を抑圧さ
れて紫外線撮像部２ｃに入射する。紫外線フィルタ６ｅ
は傾斜しているため、紫外線フィルタ６ｅで反射された
背景成分を多く含む紫外光は、全て紫外線光学系１ｅの
内壁に当り、吸収体７で吸収されることになる。また、
抑圧比約４桁のフィルタを２枚使用するため、透過帯域
の透過率の低下が大きくなるが、紫外線撮像部２ｃのマ
イクロチャンネルプレート９ｂを２段にして入射光に対
する発生電子数を増加させることで補う。紫外線撮像部
２ｂに入射した紫外光は従来の装置と同じ処理を行って
目標を検出する。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、透過
帯域の透過率の低下を抑えつつ従来の装置よりも背景成
分を抑圧できるため、目標検出精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による目標検出装置
を示すブロック図である。

【図２】 紫外線光学系及び紫外線撮像部の内部構成図
である。

【図３】 紫外線フィルタ及びコーティングを施した光
電面の分光透過特性を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による目標検出装置
を示すブロック図である。

【図５】 紫外線光学系及び紫外線撮像部の内部構成図
である。

【図６】 この発明の実施の形態３による目標検出装置
を示すブロック図である。

【図７】 紫外線光学系及び紫外線撮像部の内部構成図
である。

【図８】 この発明の実施の形態４による目標検出装置
を示すブロック図である。

【図９】 紫外線光学系及び紫外線撮像部の内部構成図
である。

【図１０】 この発明の実施の形態５による目標検出装
置を示すブロック図である。

【図１１】 紫外線光学系及び紫外線撮像部の内部構成
図である。

【図１２】 従来の目標検出装置を示すブロック図であ
る。

【図１３】 紫外線撮像部の内部構成図である。

【図１４】 紫外線光学系の内部構成図である。

【符号の説明】

１ａ 紫外線光学系、１ｂ 紫外線光学系、１ｃ 紫外
線光学系、１ｄ 紫外線光学系、１ｅ 紫外線光学系、
１ｆ 紫外線光学系、２ａ 紫外線撮像部、２ｂ 紫外
線撮像部、２ｃ 紫外線撮像部、３ 目標検出処理部、
４ 出力データ処理部、５ 表示部、６ａ 紫外線フィ
ルタ、６ｂ 紫外線フィルタ、６ｃ 紫外線フィルタ、
６ｄ 紫外線フィルタ、６ｅ 紫外線フィルタ、７ 吸
収体、８ａ 光電面、８ｂ 光電面、９ａ マイクロチ
ャンネルプレート、９ｂ マイクロチャンネルプレー
ト、１０ａ イメージインテンシファイア、１０ｂ イ
メージインテンシファイア、１０ｃ イメージインテン
シファイア、１１ 紫外線フィルタ、１２ 蛍光面、１
３ ファイバ、１４ ＣＣＤ撮像部、１５ ＣＣＤ素
子。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高い抑圧比の紫外線フィルタを持ち内壁
   に紫外光を吸収する処理を施した紫外線光学系と、紫外
   線領域に感度を持つ二次元紫外線検出器の光電面に低い
   抑圧比のコーティングを施した紫外線撮像部と、紫外画
   像に二値化などの画像処理を行い目標を検出する目標検
   出処理部とを備えたことを特徴とする目標検出装置。
2. 【請求項２】 高い抑圧比と低い抑圧比の紫外線フィル
   タを持ちその間の内壁に紫外光を吸収する処理を施した
   紫外線光学系と、紫外線領域に感度を持つ二次元紫外線
   検出器を有する紫外線撮像部を備えたことを特徴とする
   目標検出装置。
3. 【請求項３】 フィルタ間の多重反射による背景光の検
   出器への入射を低減するため、高い抑圧比の紫外線フィ
   ルタと凹面または凸面形で低い抑圧比の紫外線フィルタ
   を持つ紫外線光学系を備えたことを特徴とする請求項２
   記載の目標検出装置。
4. 【請求項４】 フィルタ間の多重反射による背景光の検
   出器への入射を無くすため、高い抑圧比と低い抑圧比の
   紫外線フィルタを持ち片方のフィルタを傾斜させて設置
   した紫外線光学系を備えたことを特徴とする請求項２記
   載の目標検出装置。
5. 【請求項５】 背景光をさらに抑圧するため、高い抑圧
   比の紫外線フィルタを２枚持ち片方のフィルタを傾斜さ
   せて設置した紫外線光学系と、透過帯域の透過率の低下
   を発生電子数の増加で補うために２段のマイクロチャン
   ネルプレートを持つ紫外線撮像部を備えたことを特徴と
   する請求項４記載の目標検出装置。