JPH0227646B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は視野を例えばスパイラル走査し、視
野内の物体から放射される赤外線を検出し、物体
の方位情報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。

このような走査形光学系を利用した装置には追
尾装置がある。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、３は検出器、９は１次鏡、１
０は１次鏡の反射面、１１は１次鏡の非反射面、
１２は２次鏡、１３は回転軸、２０は２次鏡の反
射面、２１は２次鏡の非反射面、ａは視野の端か
らの入射赤外線、ｂは視野の中心からの入射赤外
線、ｃは不要な赤外線である。なお、回転軸１３
は走査形光学系の光軸に一致している。ここで、
１次鏡９と２次鏡１２が走査光学部を構成してお
り、回転軸１３に対してそれぞれ少しの角度傾
け、同期させて回転させることによつてスパイラ
ル走査やロゼツト走査を行う。なお、１次鏡９の
非反射面１１は開口絞りの役割を果たしており、
２次鏡１２には入射赤外線がケラレないように反
射面２０が設けられている。

第１図に示した走査形光学系の構成方法では、
視野の端と視野の中心からの入射赤外線ａ，ｂの
光束が２次鏡１２に当つている部分は１次鏡９の
回転によつて変位する。２次鏡１２の反射面２０
の大きさは入射赤外線ａ，ｂの光束がケラレない
ように設けられているから、例えば視野の中心か
らの入射赤外線ｂを受けているときには、２次鏡
１２の反射面２０の一部分しか使用していない。

したがつて、検出器３は２次鏡１２の反射によ
つて１次鏡９の反射面１０や非反射面１１以外の
光学系内部からの不要な赤外線c₁，c₂の放射を受
ける。前記光学系内部から検出器３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１次鏡９と２次鏡１２の回転走査によつて検出
器３が見ている前記光学系内部の場所が変わるた
め変動する。また、前記光学系内部に赤外線放射
分布がなくても外界からの入射赤外線が検出器３
に入射する角度が走査によつて変化するため、外
界と光学系内部の温度が異なると検出器３に入射
する赤外線量が変化する。

さらに第２図は第１図に示した２次鏡１２と検
出器３の部分の詳細図で、１７はフード、１８は
モータ、１９はシヤフト、２０はフードの一部分
である。２次鏡１２はモータ１８のシヤフト１９
に取り付けられ回転軸走査するように構成されて
おり、２次鏡１２の外径の形状は通常回転軸１３
に平行な線に沿つてか、あるいは２次鏡１２の反
射面２０に垂直な線に沿つてカツトされている。
図において、２次鏡１２が180゜回転すると、フー
ドの一部分２０は検出器３から見ると２次鏡１２
によつて見え隠れする。フード１７はモータ１８
の発熱によつて温度分布を有する上、２次鏡１２
によつてフードの一部分２０から放射される赤外
線がチヨツピングを受けるため検出器３に入射す
る赤外線の量が２次鏡１２の走査と共に変化す
る。したがつて、従来の走査形光学系の構成方法
では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つた。

この発明はこれらの欠点を除去するために検出
器に最も近い走査光学部中に開口絞りを設けたも
ので、以下、図面によつて説明する。

第３図はこの発明の一実施例であつて、１次鏡
９と２次鏡１２がこの光学系の走査光学部を構成
している。第４図は第３図に示した２次鏡１２を
回転軸１３方向に投影したときの図で、１５は非
反射面、１６は反射面である。ここで非反射面１
５は開口絞り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次鏡１２の反射面１６とを結ぶ光線は全て１次
鏡９の反射面１０に当たるように１次鏡９の反射
面１０の大きさは充分確保されておりケラレがな
いようになつている。このようにすれば視野の端
及び視野の中心からの入射赤外線ａ，ｂの光束の
広がりは前記開口絞りの開口部によつてのみ制限
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つて変化しない
上、光学系内部からの不要な赤外線も検出器は受
けない。

また第５図に示すように、検出器３の受光面を
含む平面と回転軸１３との交点から２次鏡１２の
外周部を見込む角度が回転軸１３に対して回転対
称になるように２次鏡１３の形状は構成されてい
るものとする。このとき前記交点からフード１７
を見る部分は２次鏡１２の回転走査によつて変化
することはない。

したがつて検出器３の受光面の形状あるいは前
記開口絞りの形状が回転軸１３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つてみたと
きの検出器３へ集光される赤外線量は２次鏡１２
の回転走査によつて変化しない。

したがつて、この発明によれば検出器３へ集光
される赤外線量は２次鏡１２の回転走査によつて
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。

なお、以上は２次鏡として傾けた反射鏡を用い
た走査光学部の場合について説明したが、ウエツ
ジ形裏面鏡を回転軸に垂直に配置した走査光学部
を用いた場合についてもこの発明を適用できる。
また１次鏡、２次鏡あるいはウエツジ裏面鏡の形
状は球面以外の曲面を用いてもよいことは言う迄
もない。

また、以上は走査光学部が２つの場合について
説明したが、例えば視野をコニカル走査するため
に２次鏡のみを回転軸に対して傾けた単一の走査
光学部から成る走査形光学系の場合にも前記走査
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
部中に開口絞りを設けると共に、検出器の受光面
上の任意の点と開口絞りを結ぶ光線がレンズ枠等
によつてケラレのないように構成することによつ
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
も走査によつ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図は従来の走査形光学系の構成方法を示す
図、第２図は従来の光学系における２次鏡と検出
器の部分の詳細図、第３図はこの発明の一実施例
を示す構成図、第４図は第３図に示した光学系の
２次鏡を光軸方向へ投影した図、第５図は第３図
に示した光学系における２次鏡と検出器の部分の
詳細図である。 図中、３は検出器、９は１次鏡、１０は１次鏡
９の反射面、１１は１次鏡９の非反射面、１２は
２次鏡、１３は回転軸、１５は２次鏡１２の非反
射面、１６は２次鏡１２の反射面、１７はフー
ド、１８はモータ、１９はシヤフト、ａは視野の
端からの入射赤外線、ｂは視野の中心からの入射
赤外線、ｃは不要な赤外線である。なお、図中、
同一あるいは相当部分には同一符号を付して示し
てある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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数の走査
   光学部と、前記集光光学系によつて集光された赤
   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りを設けると共に、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つてケラレ
   ないように開口絞りの形状、寸法を設定し、かつ
   前記第１の走査光学部に到達した光線の残りの部
   分が前記第１の走査光学部を構成する非透過面で
   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。 ２ 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１項記載の走査形光学系の構成方法。 ３ 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１項記載の走査形光学系の構成方法。