JPS59178425A - 走査形光学系の構成方法 - Google Patents

走査形光学系の構成方法

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JPS59178425A
JPS59178425A JP58054146A JP5414683A JPS59178425A JP S59178425 A JPS59178425 A JP S59178425A JP 58054146 A JP58054146 A JP 58054146A JP 5414683 A JP5414683 A JP 5414683A JP S59178425 A JPS59178425 A JP S59178425A
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detector
scanning
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scanning optical
aperture
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JP58054146A
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Toru Tajime
田治米 徹
Satoshi Wakabayashi
諭 若林
Toshio Takei
竹居 敏夫
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Mitsubishi Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

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】 この発明は視野を走査し、視野内の物体から放射される
赤外線を検出し9画像情報等を得るための走査形光学系
の構成方法に関するものである。
走査形光学系を利用した装置には撮保装置6.追尾装置
等がある。第1図をもとに従来の走査形光学系の構成方
法の一例を説明する。
第1図において、(1)は集光レンズ、(2)は走査鏡
5゜(3)は検出器、(41はレンズ枠、aは視野の両
端からの入射赤外線である。第1図に示した光学系は走
査鏡(2)を集光レンズ(1)で集束された集束ビーム
中に置き、視野の走査を行なうもので、撮像装置等に用
いられている。なお、視野の両端からの入射赤外線aの
光束の広がりはレンズ枠(4)によって制限されてお!
11.レンズ枠(4)が開口絞りの役割を来している。
視野の両端からの入射赤外線aza2は走査鏡(2a 
1) 、 (2a2)のときに検出器(3)に入射する
が。
立体角Ω1の集光ビームとして検出器(3)に集光され
る。しかし走査鏡(2)の全ての走査位置について入射
赤外線を検出器(3)に集光するためには、検出器(3
)は立体角Ω2 (Ω2〉Ω1)内の赤外線を検出でき
るようになっていなければならない。
このため検出器(3)は外界からの入射赤外線ばがシで
はなく、レンズ枠(4)寺の光学系内部から放射される
赤外線も検出する。前記光学系内部から検出器(31に
達する赤外線量は、前記光学系内部に赤外線放射分布が
あると走査鏡(2)の走査位置によって変化する。さら
に前記光学系内部に沖外勝放射分布がなくても外界から
の入射赤外線か検出器(3)に入射する角度が走査によ
って変化するため入射赤外線による検出器受光面上の照
度が変化する。
したがって従来の走査形光学系の構成方法では。
赤外線の放射が均一な視野を走査しても検出器(3)の
出力が変動し雑音となるため、装置の検出性能が低下す
るという欠点があった。
第2図は従来の走査形光学系の構成方法の池の実施例を
示すもので9図中、(51はレンズ、(6)は検出器レ
ンズ、(7)は視野絞り、(81+’:i射出瞳、Af
7J、、レンズ(5al 、 (5blで構成される望
遠鏡、Pは視野絞りの帽1点、bは視野中心からの入射
赤外線である。
第2図に示した光学系は走査鏡(2)を平行ビーム中に
置き、視野の走査を行なうもので、第1図の」ぶ1合と
同じく撮閾装置:等に用いられている。なお入射1赤外
&!−” r bはレンズ枠(4)によって制限されて
おり、レンズ枠(4)が開口絞りの役割を果している。
視野中心からの入射赤外線すは望遠%>’、j Aを透
過し、縮小した平行ビームに変換された俊、走査鏡(2
b)によって反射され検出器レンズ(6)によって渡出
益(31に果元される。一方視野の端からの入射赤外線
a1 は望遠鋭A甲に置かれた祝シ1」・絞υ(7)の
41点P1  を曲角した殻、走査鏡(2a11によっ
て反射され4兎出器レンズ(ら1によって検出器(31
に集光すIシる。ここで走査鏡(2)や検出器レンズt
61の寸法を小さくするため、走査鏡(2)は望遠廁A
の射出1頭(8)の近傍に1aかれている。
第3図は第2図における走査鏡(2)の部分を拡大した
図である。視野の端からの入射赤外線a2 は視野絞り
(7)の端点P2 を通過した後、走査鏡(2a2)に
よって反射される。走査鏡(2)に要求される反射面の
最大寸法は視野の端からの入射赤外線a2 のときに与
えられ2r2となる。一方、視野の脩からの入射赤外線
a1 のときには走査鏡(21に必費な反射面の寸法は
2r+ (r+ < r2)となる。全走査視野にわた
って口径食をな(し入射赤外線を全て検出器(3)に集
光するには走査鏡(2)の反射面の寸法は2r2にしな
ければならない。このため走を位置が走査鏡(2a+)
のときには、牛径r2とrlの円で囲まれたバIY分の
走査鏡(2a1)の反射面は入射赤外線に刈しては何ら
の寄与をゼす、レンズ(5)等を保持づ゛るレンズ枠(
4)等の光学系内部から放射される赤外線を反射し1反
射された赤外線が検出器レンズ(6)を辿して検出器(
3)に入射する。前記光学系内部から検出器(3)に達
、する赤外線量は前1ピ光学系内部に赤外線放射分布が
あると走査鏡(2)の走査位1hによって変化する。さ
らに前記光学系内地に赤外綴放射分布がなくても前記検
出器(3)よシ前記開口絞りのし110H(Sを見込む
立体角が走査によって変化するため外界からの入射赤外
線による検出器受光面」二のl;(!度プバ亥化する。
したがってこの従来の走査形光学系の構成方法では、赤
外線の放射が均一な視野を走査しても検出器(3)の出
力が変動し、雑音となるため装置1.の検出性能が1氏
下するという欠点があった。
第4図はさらに従来の走査形光学系の(11)成力法の
他の実施例を示すもので、視野をコニカル走査するとき
に用いられるものである。図中、(9)は1次鏡、00
)は1次鏡の反射面、LDは1次鏡の非反射面、 +1
21は2次鋭、α3)は回転IIIt++である8ここ
で2次鏡(lzは疋食疲の役割を果しており9回転軸(
131に対して少し胡け1回転させることによってコニ
カル短音な行なう。なお、2次鋭ti力は表面が全…」
反射鏡になっているものとする。また1次鏡(9)の非
反射iI]′1tnlが開口絞りの役割を果しており、
2次鋭Q21と共に回転するものとする。
第4図に示した光学系の構成方法では、視野の端からの
入射赤外線a1.a2の光束が2次鏡りに当たっている
部分は2次鏡Q2+の一部分である。
したがって、前記部分以外を反射面で残しておくと、検
出器(3)は2次鏡uzの反射によって1次鍋(9)の
反射面(101や非反射1fji(111以外の光学系
内部からの赤外線放射を受け、2次@lZが回転すると
検出器(3)が見ている前記光学系内部の場所が変化す
る。
したがって9前記光学系内部に赤外線放射分布があると
赤外線放射の均一な視野を走査しても検出器(3)の出
力が変動し雑音となるため、装置の検出性能が低下する
という欠点があった。
この発明はこれらの従来の欠点を除去するために走査鏡
(2)または2次鋭Q21と検出器(3)の間に開口F
j、9を設けたもので、以下図面によって説明する。
第5図はこの発明の一実施例でりっで、走合鋭(2)が
この光学系における走査光学部を形成している。図中、
 (141は開口絞9である。ここで検出器(3)の受
光面上の任意の点から開口絞り(I41の開口部を見込
む立体角内の光線に対しては走査鏡(2)は全て反射し
、集光レンズ(1)は全て透過するように、走査動(2
)と集ツ0レンズ+1)の寸法を頷保してあり、レンス
枠(41竹によるケラL)がないように構成されている
。このようにすれば検出器(3)の受光面上の牡なの点
から開口1=29(I4)を兄込む立体角は走4L鋭(
2)の走イH−Qrlよって変化しない。祉だ、前記立
体角内のブC1紛は公で外ントからの入射赤りl、紛a
で7111′またされてよ・す、検出器(3)に入射す
る角度も走査によって変化しない。
し/こがってこの発明によれは、光学系内ハ1.に亦9
L翻放射分Ariがあっても検出器(3)に入射すゐ光
学系内部からの赤外線および外界からの入射赤外線の放
射h)は走査によって変化しないから、赤外線放射の均
一な視野を走査すれば桶出器(3)の出力も一尾となり
、検出性能の優れ六走査形九専系を41C)成でさる利
点があるっ 第6図はこの発明の他の実施例で、コニカル疋イ・r方
式の光学系の構成方法を示し/ζもので、(1719二
iフードである。図において2次鏡uzがこの光字系の
短音光字XVSを構成している。第7図はりも6図に示
した2次鏡(+21を回転IIIIt131方向に投影
したときの図で、051は非反射面、(Ilj反射面で
ある。ここで非反射面Q51は開口絞9の役割を果して
おり、検出器(3)の受光面上の任意の点と前記開口絞
りの開口部である2次島創2の反射面tLfi)とを結
ぶ光線は全て1次鏡(9)の反射面00)に当たるよう
に1・k鏡(9)の反射面00)の大きさは充分確保さ
れておりケラレがないようになっている。このように丁
れは視野の端からの入射赤外線a1.a2の光束の広が
りはAiJ記開口絞りの開口部によってのみ制限されて
いることになり、入射赤外線が検出器(3)の受光面に
入射する角度は走査によって変化しない。
−1:/こ、検出器(3)の受光面を含む平面と回転軸
03)との父点から2次鏡餞の外周部を見込む角度が回
転軸0国に対して回転対称になるように2次鋭(13+
の形状は構成されているものとする。このとき前記父点
から前記開口絞りの開口部を児込む立体角は2次鏡tI
力による回転走査によって変化しない。上前記父点より
フード(7)を見る部分も走査によって変化することは
ない。
したがって検出器(3)の受光面の形状あるいは前記開
口絞ジの形状が回転軸αりに対して回転対称であると検
出器(3)の受光面全体にわたってみたときの検出器(
3)へ集光される赤外IIM4ftは2次鏡(Lzの回
転走査によって変化しない。
なお、1次鏡(9)も2次鏡α2と共に回転する場合に
は両者で1つの走査光学部を形成しているから1次鏡(
9)の非反射面a0と2次鏡μ2の非反射面(イ)で1
つの開口絞υを形成しても良い。この場合には検出器(
3)の受光面上の任意の点と前記開口絞りの開口部とを
結ぶ光線は1次鏡(9)や2次鋭α2と共に回転しない
鏡筒等によってクランがないようにすると共に前記任意
の点よシ出た光線が2次Ls(121の反射面Q51に
よって反射したとき1次鏡(9)以外には当らないよう
に構成すれば良い。
したがってこの発明によれば光学系内部に赤外線放射分
布があっても、検出器(3)へ集光される赤外線用、は
2次鏡a邊の回転走査によって変化しないから、赤外線
放射の均一な視野を走査すれば検出器(3)の出力も一
定となり、検出性能の優れた走査形光学系を構成できる
利点がある。
について説明したが、2次鏡[2と検出器(3)の間の
空間に所要の形状と寸法の開口絞シを設けても良2. 
 なお、この場合には、検出器(3)の受光面や開口絞
りの形状は任意のものに対してこの発明を適用できる。
また以上は集束ビーム走査形光学系の場合について説明
したが、第2図に示したような平行ビーム走査形光学系
についても、走査鏡(21と検出器(3)の間の空間に
所要の形状と寸法の開口絞シを設ければこの発明を同様
に適用できることは百9迄もない。さらに検出器(3)
と走査光学部の間の空間に設ける開口絞りの代わシに、
赤外#i!検出器によく用いられるコールドシールドを
代用させても、この発明は同様に適用できることは言う
迄もない。
なお1以上は走査光学部が単一の場合について説明した
が2例えは視野を2次元に走査するために傾数の走査光
学部から成る走査形光学系の場合にも検出器に近い方の
第1の走査光学部に対して今迄に述べてきたことを適用
すれば同様な効果を有することは言う迄もない。
以上のように、この発明に係る走査形光学系の構成方法
では、検出器に最も近い第1の走査光学部と検出器の間
の空間に開口絞りを設けるかあるいは前記第1の走査光
学部中に開口絞シを設けると共に、検出器の受光面上の
任意の点と開口絞シを結ぶ光線がレンズ枠等によってク
ランのないように構成することによって光学系内部の赤
外線放射分布の影響を受けず、かつ入射赤外線による検
出器受光面上の赤外線量も走査によって変化しないよう
にできるため検出性能の優れた光学系を実現できる効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の偉像装置等に用いられる集束ビーム走査
形光学系の構成方法を示す図、第2図は従来の撮像装置
等に用いら・れる平行ビーム走査形光学系の構成方法を
示す図、第3図は第2図に示した光学系の走査鏡の部分
を拡大した図、第4図は従来のコニカル走査形光学系の
構成方法を示す図、第5図はこの発明の一実施例を示す
構成図。 第6図はこの発明の他の実施例を示す構成図、第7図は
第6図に示した光学系の2次鏡を光軸方向への投影図で
ある。 図中、(1)は集光レンズ、(2)は走査鏡、(3)は
検出器、(4)はレンズ枠、(5)はレンズ、(61は
検出器レンズ、(7)は視野絞り、(8Iは射出瞳、<
9)は1次鏡、鶴は1次鏡(9)の反射面、(111は
1次鏡(9)の非反射面。 03は2次鏡、αjは回転軸、 Q4)は開口絞9.a
9は非反射面、 aSは反射面、任ηはフード、Aは望
遠鏡。 Pは視野絞り(7)の端点、aは視野の端からの入射赤
外線、bは視野中心からの入射赤外線でおるっなお1図
中、同一あるいは相当部分には同一符号を付して示しで
ある。 第4図 第5図 a2 第6図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (I+  レンズや反射鐘等から構成される集光光学系
    と、視野を走査するための単一または複数の走査光学部
    と、前記集光光学系によって集光された赤外勝等を検出
    するための検出器と、開口を!It!I In又する開
    口絞りとを協えた走査形光学系において。 1!fJ IT4走査光学部のうち前記検出器に最も近
    い第1の走査光学部と前記検出器の間の空間に前記開口
    絞υを設けると共に前記検出器の受光面上の任意の点と
    前記開口絞9の開口部とを結ぶ光線がレンズ枠等によっ
    てクランないように開口絞りの形状。 寸法を設定したことを特徴とする走査形光学系の構成方
    法。 (2)  レンズや反射鏡等から構成される集光光学系
    と、視野を走査するための単一または複欽の走査光学部
    と、前記集光光学系によって集光された赤外線等を検出
    するための検出器と、開口を制限する開口絞りとを備え
    た走査形光学系において。 前記走査光学部のうち前記検出器に最も近い第1の走査
    光学部中に開口絞シを設けると共に、前記検出器の受光
    面上の任意の点から出射し、前記第1の走査光学部に到
    達した光線のうち前記開口絞りの開口部を経た光線がレ
    ンズ枠等によってクランないように開口絞りの形状9寸
    法を設定し、かつ前記第10走青光学部に到達しfc光
    線の残りの部分が前記第1の走査光学部を構成する非f
    A過面であると同時に非反射面でもある面で遮断される
    ように前記第1の走査光学部を構成したことを特徴とす
    る走査形光学系の構成方法。 (3)前記第1の走査光学部の回転軸と前記検出器の受
    光面を含む平面との交点から出射した光線のうち前記第
    1の走査光学部に到達した光線の集合が前記回転軸に垂
    直な断面で作る形状が前記回転軸を中心とする円となる
    ように構成した特許請求の範囲第(2)項記載の走査形
    ツ0芋糸の構成方法。 (4)前記検出器の受光面あるいは前記開口絞りの開口
    部として前記第1の走査光学部の回転軸に対して回転対
    称な形状のものを用いた特許請求の範囲第(2)項記載
    の走査形光学系の構成方法。
JP58054146A 1983-03-30 1983-03-30 走査形光学系の構成方法 Granted JPS59178425A (ja)

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JPH0227646B2 JPH0227646B2 (ja) 1990-06-19

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015178975A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 株式会社リコー 物体検出装置及びセンシング装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
THERMAL IMAGING SRSTEMS *

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JP2015178975A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 株式会社リコー 物体検出装置及びセンシング装置

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