JPS62250344A - 赤外線撮像装置 - Google Patents

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】 〔概要〕 集光光学系と視野切換手段と二次元検知素子とから成る
赤外線撮像装置において、少画素による解像度の不足を
解決するため、二次元赤外検知素子と集光光学系との間
に視野切換手段を介在させることにより、−観測視野を
分割して検知素子に読み取らせてこれを合成することで
、高解像な画像を実現するものである。

〔産業上の利用分野〕

現在、医療における血行障害の診断や複合材料の内部欠
陥検企あるいはコンクリート壁のひび割れ検査診断等は
、観測物の温度分布を赤外線撮像装置により検知し、二
次的にＴＶ表示させろことによって行なわれている。

〔従来の技術〕

赤外線撮像装置としてはリニア素子を用いた検知器が実
用化されている。

第３図にその一構成を示す。

図中、３５＆工観測視野、３６は集光光学系、３７はポ
リゴンスキャナ、３８は赤外線反射鏡、３９はリニア検
知素子である。

例えば観測視野３５が水平解像度６０本、垂直解像度１
２０本の分解能から成る画面を構成するとき、観測視野
３５の１フイールド（ＩＦ）の１−１．２−１〜６−１
から放出される赤外線を各面が異なる角度で構成された
１０面鏡のポリゴンスキャナ３７の一面へ入射させ、赤
外線反射鏡３８及び集光光学系３６を介して６画素から
成るリニア検知素子３９へ入射させて解像し、水平走査
を行ないながら６本から成るｌフィールド（ＩＦ）を解
像した後、ポリゴンスキャナ３７を次の面に位置させて
２フイールド（２Ｆ）目へ垂直走査を行ない２フイール
ド（２Ｆ）の１−２．２−２〜６−２から放出される赤
外線を解像し、水平走査を行ないながら２フイールド（
２Ｆ）を解像して以下同様に垂直走査、水平走査をイン
タレース状に１０フイールド（ＩＯＦ）まで行なって（
６０Ｘ１２０）の解像度から成ろ１フレームを形成する
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のようなｌＪ＝ア検知素子では画素数が少
ないため十分な線温度分解能’Ｐｅ解像贋な実現するこ
とができず性能的には十分でなかった。

高温度分解能な実現するためにをユ、次式％式％（１） で与えられる装置の温度分解能ＮＥＴＤを少さくする必
要がある。

上式において、第３図におけろ従来例のＮＥＴＤを求め
ろと、Ｖ−「了マ〒７了アτ　ＫよりＮＥＴＤ＝０．４
℃となる。

この短が最Ｉトの温度分解能であるので０．４℃より小
の温度差は感知することができない。

したがって、更に高温度分解能でかつ高解像度を要求す
るならば、画素数ｎを大きくしなければならない。

そこで、多素子二次元検知素子の実用化が望まれるが、
二次元検知素子は歩留り良く安価に製造するには技術的
に余り画素数を多くすることができず、高解像度馨得ろ
には不十分である。

本発明では低解像度を解決するため、視野切換手段で観
測視野を分割して切換えることＫより高解像な萌１像を
得られる赤外線撮像装置を提供する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の赤外線撮像装置は二次元赤外検知素子と集光光
学系との間に視野切換子ｈ＆、を介在させ℃なろ。

〔作用〕

本発明の視野切換手段では時間的にステップ状に変位さ
せて複数のプロ、りに分割した観測視野を二次元赤外検
知素子上に順次投影さｒろので、空間的に異なる観測視
野の複数ブロックを順次検知素子上に対応させることが
できる。

よって、複数ブロックから成る一観測視野からは検知素
子の画素数以上の解像度を有する赤外二次元画像を得る
ことができる。

〔実施例〕

二次元検知素子に入射する赤外線は、′＠秋動作により
一定時間信号電荷として蓄積され、続出動作によって信
号電荷を出力部へ転送して観測視野の読取動作を行なう
。

第１図はこの、二次元検知素子を使用した本発明の一実
施例である。

図中、５は観測視野、Ｌ　２．３．４は観測視野を１７
４等分割したブロック、６は集光光学系、７はＹ方向視
野切換用プリズム、８はＸ方向視野切換用プリズム、９
は二次元検知素子である。

尚、７及び８のプリズムには図１省略しであるが、プリ
ズムの角度（光軸に対する撮れ角）θを各々Ｘ方向、Ｙ
方向へ振るためのガルバノメータがついている。

振れ角θは検知素子９に入射する光束が観測視野の各ブ
ロックの視野に対応するようにＸ、Ｙ方向の振れ角θＸ
、θＹを反時計回りを正として、第１ブロックではθＸ
＝−θ、θｙ”＋θ、第２ブロックではσＸ＝十θ、θ
Ｙ＝＋θ、第３フ゛ロツクではθＸ＝−θ、θＹ＝−θ
、第４ブロックではθＸ　＝　＋”　ｗθＹ＝−〇とす
る。

また、観測視野５の１フレームの水平及び垂直解像度Ｎ
ｘ、　Ｎｙは各々１２８本、二次元検知素子９の画素数
ｎは（６４Ｘ６４）画素とする。これを実現すると前記
（１）式のＮＥＴＤは０．１℃以下となり高温度分解能
な得ることができる。

まず、視野切換用プリズム７．８を観測視野５の第１ブ
ロック１′４を見込む位ｆｉｔ（θＸ、θＹ）＝（→、
十〇）にセットし、１フレー・ムのｌ／４である第１ブ
ロック（解像度（６４Ｘ６４）本）から得られる情報を
（６４Ｘ６４）画素の二次元検知素子９の集光光学系６
で結像し、入射させる。入射光は蓄積動作を受けた後続
出モードへ入る。このとき同時に観測視野５の第２ブロ
ック２へ視野の切換えを行なし・、Ｘ、Ｙ方向視野切換
用プリズム７．８の振れ角を（θχ９θＹ）＝（十〇、
十〇）にセットし、同様に蓄積動作、読出動作を行なう
。

以後同様の手＋１１ｆｉを縁り返し、第４ブロックまで
読取動作を行ない合成することで複数ブロックに分割さ
れた１ル−ムの画像の読取りを完了する。

第２図は、本実施別におけ石動作状態図ケ示している。

視野切換用プリズム７．８が第１ブロックへ対応してい
るとき、検知索子９ではｍｌブロックの情報（電＃）の
蓄積を行ない時間１．で視野切換えを行なうと、蓄積さ
れた情報は読出される。時間ｔ、において視野切換えが
完了し第２ブロックへ視野切換用プリズムが対応すると
、検知索子９では第２ブロックの情報の蓄）★を行なう
。

時間ｔｓにおいて第１ブロックの絖出しが終了したとこ
ろで視野切換えを行ない、第２ブロックの情報の蓄積を
終了し、第２ブロックの情報の絖出しを始める。

以後同機の動作を行なって時間ｔａで１フレームを終了
する。プリズムの視野切換えは二次元検知素子の非蓄積
期間に同期させて行ない、蓄積時間の間はプリズムは角
度を一定に慄ち、蓄積時間の終了時から次の蓄積が始ま
るまでの間に視野の切換えを完了するように、時間的に
ステップ状の視野切換え動作を行なわせる。

この実施例によれば、観測視野を分割しその集束光なプ
リズムにより順次二次元検知素子に入射させ得るので検
知素子の画素数以上の解像度をもって赤外二次元画像を
得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、検知素子の画像数以上の解像度を有す
る赤外二次元画像を得ることができるので、高温度分解
能及び高解像度を実現することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例であり、ｔＩ４２図は本発明
の一実施例の動作状態図、第３図は従来例である。 図におい℃、 １、２．３．４・・・・・・ブロック、５．３５　・川
・・・川・・観測視野、６．３６　・・・・・・・川・
・集光光学系、７．８・・・・・・・・・・・・・・・
視野切換用プリズム、９・・・・・・・・・・・・・・
・明・・二次元検知素子、３７・・・卵重・・・・・・
・・ポリゴンスキャナ、３８・・・・・・・・・曲・・
・・・反射鏡、３９・・・・・・・・・叩・、、、、　
ＩＪニア検知素子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）観測視野５から放出される赤外線を集光する集光
   光学系６と該集光光学系により集光された赤外線を受け
   る二次元検知素子９からなる赤外線撮像装置において、 前記集光光学系６と前記二次元検知素子９との間に前記
   観測視野５を複数ブロックに分割するように視野切換を
   行なう視野切換手段７、８を介在させたことを特徴とす
   る赤外線撮像装置。
2. （２）上記視野切換手段の視野切換えを前記赤外検知素
   子における非蓄積期間に行なわせることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の赤外線撮像装置。
3. （３）上記視野切換手段により定まる一観測視野上の一
   領域を１ブロックとして複数ブロックの視野を読み取り
   、合成することで一観測視野の画像を形成することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の赤外線撮像装置。