JPH0467896B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0467896B2 JPH0467896B2 JP61252598A JP25259886A JPH0467896B2 JP H0467896 B2 JPH0467896 B2 JP H0467896B2 JP 61252598 A JP61252598 A JP 61252598A JP 25259886 A JP25259886 A JP 25259886A JP H0467896 B2 JPH0467896 B2 JP H0467896B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- aperture
- detector
- detection element
- radiation
- 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
Links
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
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
- G01J5/061—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity by controlling the temperature of the apparatus or parts thereof, e.g. using cooling means or thermostats
-
- 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
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
-
- 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
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0806—Focusing or collimating elements, e.g. lenses or concave mirrors
-
- 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
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0808—Convex mirrors
-
- 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
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0814—Particular reflectors, e.g. faceted or dichroic mirrors
-
- 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
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0831—Masks; Aperture plates; Spatial light modulators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は地上用、及び航空、宇宙用の赤外線撮
像装置、あるいは放射温度計等として用いる赤外
放射計に関するものである。
像装置、あるいは放射温度計等として用いる赤外
放射計に関するものである。
現在多くの赤外線検出器は、ある程度周囲から
の不用な放射（迷光）が検出器に入射して、周囲
温度の変化による検出器出力のドリフトが発生し
ても問題とならないよう、チヨツパを用いて信号
光をAC化し、検出器出力のDC成分を取り除いて
いる（例えば、Henry L.Hackforth著、和田正
信、中野朝安共訳「赤外線工学」、1963、近代科
学社、p102〜109）。
の不用な放射（迷光）が検出器に入射して、周囲
温度の変化による検出器出力のドリフトが発生し
ても問題とならないよう、チヨツパを用いて信号
光をAC化し、検出器出力のDC成分を取り除いて
いる（例えば、Henry L.Hackforth著、和田正
信、中野朝安共訳「赤外線工学」、1963、近代科
学社、p102〜109）。
さらに迷光の低減が要求される場合は、検出器
を入れたデユワ内にバツフルを設け、迷光を遮断
している。また、絞りが必要な場合は、黒化絞り
が用いられている。
を入れたデユワ内にバツフルを設け、迷光を遮断
している。また、絞りが必要な場合は、黒化絞り
が用いられている。
このように、チヨツパを用いて信号光を変調
し、AC的に検出する方法は数多く開発されてい
るが、チヨツパを用いず、信号光をDC的に検出
する方式の赤外放射計は実用化されていない。
し、AC的に検出する方法は数多く開発されてい
るが、チヨツパを用いず、信号光をDC的に検出
する方式の赤外放射計は実用化されていない。
しかし、高速応答が要求される場合には信号光
をチヨツプすることは困難であるし、チヨツパが
光路を遮つている間の分だけ信号光の検出時間が
短かくなるため、Ｓ／Ｎ比が低下してしまう。
をチヨツプすることは困難であるし、チヨツパが
光路を遮つている間の分だけ信号光の検出時間が
短かくなるため、Ｓ／Ｎ比が低下してしまう。
また、赤外CCDのような多素子センサにより
熱画像を取得する場合は、頻繁にチヨツパを挿入
して信号光を遮断することは画像の欠損を招くと
いう点でも好ましくない。
熱画像を取得する場合は、頻繁にチヨツパを挿入
して信号光を遮断することは画像の欠損を招くと
いう点でも好ましくない。
コールドシールだけでは、検出素子の面積が広
い場合、特に多素子センサでは実質的なFOV
（Field of View：第１図）を明確に定められな
い。現在はFOVを定めるのに黒化絞りや、冷却
されたバツフル（第２図）が用いられている。し
かし、常温の黒化絞りはそれ自信が赤外線を放射
し、それを検出器が検知するので好ましくなく、
バツフルも十分な性能のものを作ると大型にな
り、冷却が困難になる。
い場合、特に多素子センサでは実質的なFOV
（Field of View：第１図）を明確に定められな
い。現在はFOVを定めるのに黒化絞りや、冷却
されたバツフル（第２図）が用いられている。し
かし、常温の黒化絞りはそれ自信が赤外線を放射
し、それを検出器が検知するので好ましくなく、
バツフルも十分な性能のものを作ると大型にな
り、冷却が困難になる。
本発明の目的は、上記チヨツパ、バツフル、黒
化絞りを用いることなく、十分な性能の赤外放射
計を提供することにある。
化絞りを用いることなく、十分な性能の赤外放射
計を提供することにある。
第１図はデユワの検出素子付近、中央に穴を開
けた凹面鏡（以後ミラーアパーチヤと呼ぶ）、及
びリレーレンズの縦断面図である。検出素子の左
側の斜線の部分には液体窒素などの寒剤が入つて
おり、コールドシールドまでが冷却される。ミラ
ーアパーチヤは、凹面を構成する球の中心が検出
素子付近に来るようにして置かれる。穴は信号光
が通過する部分に開け、絞りとする。検出素子は
穴の開いている部分だけから外部の信号光を見る
ことになり、穴が絞りとして働く。それ以外の視
野は凹面鏡による反射の効果により、冷却された
低い放射レベルにある素子自信の周辺の鏡像を見
ることになる。
けた凹面鏡（以後ミラーアパーチヤと呼ぶ）、及
びリレーレンズの縦断面図である。検出素子の左
側の斜線の部分には液体窒素などの寒剤が入つて
おり、コールドシールドまでが冷却される。ミラ
ーアパーチヤは、凹面を構成する球の中心が検出
素子付近に来るようにして置かれる。穴は信号光
が通過する部分に開け、絞りとする。検出素子は
穴の開いている部分だけから外部の信号光を見る
ことになり、穴が絞りとして働く。それ以外の視
野は凹面鏡による反射の効果により、冷却された
低い放射レベルにある素子自信の周辺の鏡像を見
ることになる。
検出素子から十分に離れた所に絞りとしてミラ
ーアパーチヤを置くことにより、信号光の検出器
への出射瞳を明確に定めることができる。これに
よつて、設計上のFOVと素子の端の部分が実際
に見る視野との差が小さくなる。FOVよりも外
側の視野は、検出素子自身の周辺の低温域を見る
ので、迷光レベルは低くなる。
ーアパーチヤを置くことにより、信号光の検出器
への出射瞳を明確に定めることができる。これに
よつて、設計上のFOVと素子の端の部分が実際
に見る視野との差が小さくなる。FOVよりも外
側の視野は、検出素子自身の周辺の低温域を見る
ので、迷光レベルは低くなる。
第３図は単素子のインジウムアンチモン検出器
（３〜5μｍ）と穴の開いていない金蒸着凹面鏡を
用いて、ミラーアパーチヤの効果を推定した結果
を示している。検出器の点光源に対する応答の角
度分布を入射角90°からθ°まで立体角積分し、全
体で100％に規格化して表したものである。グラ
フは片側半分について書かれているので、角度は
半角で表されている。例えば実験に用いた検出器
のFOVは25°であるので、横軸が12.5°の所が幾何
光学的FOVに相当する。そこでの縦軸の値は37
％であり、12.5°よりも外側から全入射量の37％
の放射が、迷光として入つてきていることを表し
ている。ｆ＝70mm、画角19.4°（半角）の凹面鏡を
用いたときの応答の実験値と、その補正値が四角
で表されている。点線の横線は、金蒸着平面鏡で
デユワの窓を塞いだときの応答である。この状態
は半球面鏡（画角が半角で90°）を用いた状態に
近いので、このときの応答の値から凹面鏡に蒸着
された金の出す放射と、窓材（サフアイア）の出
す放射が凹面鏡で反射して入つてくる分を計算
し、これを実験値から引くことによつて補正値を
得た。補正値は曲線と良く一致しており、凹面鏡
が画角内の放射を遮断していることが分る。従つ
て、ミラーアパーチヤも同様な効果を発揮するも
のと考えられる。
（３〜5μｍ）と穴の開いていない金蒸着凹面鏡を
用いて、ミラーアパーチヤの効果を推定した結果
を示している。検出器の点光源に対する応答の角
度分布を入射角90°からθ°まで立体角積分し、全
体で100％に規格化して表したものである。グラ
フは片側半分について書かれているので、角度は
半角で表されている。例えば実験に用いた検出器
のFOVは25°であるので、横軸が12.5°の所が幾何
光学的FOVに相当する。そこでの縦軸の値は37
％であり、12.5°よりも外側から全入射量の37％
の放射が、迷光として入つてきていることを表し
ている。ｆ＝70mm、画角19.4°（半角）の凹面鏡を
用いたときの応答の実験値と、その補正値が四角
で表されている。点線の横線は、金蒸着平面鏡で
デユワの窓を塞いだときの応答である。この状態
は半球面鏡（画角が半角で90°）を用いた状態に
近いので、このときの応答の値から凹面鏡に蒸着
された金の出す放射と、窓材（サフアイア）の出
す放射が凹面鏡で反射して入つてくる分を計算
し、これを実験値から引くことによつて補正値を
得た。補正値は曲線と良く一致しており、凹面鏡
が画角内の放射を遮断していることが分る。従つ
て、ミラーアパーチヤも同様な効果を発揮するも
のと考えられる。
第４図にミラーアパーチヤを組み込んだ放射温
度計の光学系を示す。迷光（周囲からの不用な放
射）に対して十分な配慮を払つた検出器とミラー
アパーチヤの組み合わせにより、チヨツパを用い
て常時参照放射源と比較することなく、DC的に
赤外放射を検出することができる。
度計の光学系を示す。迷光（周囲からの不用な放
射）に対して十分な配慮を払つた検出器とミラー
アパーチヤの組み合わせにより、チヨツパを用い
て常時参照放射源と比較することなく、DC的に
赤外放射を検出することができる。
ドリフトの原因となる迷光が抑制されることに
より、検出器は高い安定性を持つことになる。そ
のため、チヨツパを用いることなく、連続して
DC的に対象を観測することができ、高速性が得
られると共に、画像の欠損を防ぐことができる。
より、検出器は高い安定性を持つことになる。そ
のため、チヨツパを用いることなく、連続して
DC的に対象を観測することができ、高速性が得
られると共に、画像の欠損を防ぐことができる。
多素子センサ等の受光面が広い素子であつて
も、黒化絞りやバツフル等を用いることなく
FOVを明確に定められる。そのため、黒化絞り
からの不用な赤外線を検知することもなく、バツ
フルの冷却に対する負担を増やすこともない。
も、黒化絞りやバツフル等を用いることなく
FOVを明確に定められる。そのため、黒化絞り
からの不用な赤外線を検知することもなく、バツ
フルの冷却に対する負担を増やすこともない。
〔第１図ミラーアパーチヤ〕
デユワの検出素子付近、ミラーアパーチヤ、及
びリレーレンズの断面図である。 １……検出素子、２……コールドシールド、４
……ミラーアパーチヤ、５……リレーレンズ、点
線、設計上のFOV、一点鎖線、検出素子の端の
方が見る視野。 〔第２図バツフル〕 バツフルを設けた場合の検出素子付近の縦断面
図である。検出素子の左側は、デユワの寒剤を入
れる部分の外壁である。 １……検出素子、６……バツフル。 〔第３図90°からθ°までの検出器の応答の角度分
布の立体角積分〕 凹面鏡を用いて、ミラーアパーチヤの背景放射
の抑制効果を確認した結果である。 ７……凹面鏡実験値、８……凹面鏡補正値、点
線、金蒸着平面鏡でデユワの窓を塞いだときの応
答。 〔第４図放射温度計への応用例〕 放射温度計を構成するデユワ、ミラーアパーチ
ヤ、及び光学系の横断面図である。 １……検出素子、２……コールドシールド、４
……ミラーアパーチヤ、５……リレーレンズ、９
……対物レンズ。
びリレーレンズの断面図である。 １……検出素子、２……コールドシールド、４
……ミラーアパーチヤ、５……リレーレンズ、点
線、設計上のFOV、一点鎖線、検出素子の端の
方が見る視野。 〔第２図バツフル〕 バツフルを設けた場合の検出素子付近の縦断面
図である。検出素子の左側は、デユワの寒剤を入
れる部分の外壁である。 １……検出素子、６……バツフル。 〔第３図90°からθ°までの検出器の応答の角度分
布の立体角積分〕 凹面鏡を用いて、ミラーアパーチヤの背景放射
の抑制効果を確認した結果である。 ７……凹面鏡実験値、８……凹面鏡補正値、点
線、金蒸着平面鏡でデユワの窓を塞いだときの応
答。 〔第４図放射温度計への応用例〕 放射温度計を構成するデユワ、ミラーアパーチ
ヤ、及び光学系の横断面図である。 １……検出素子、２……コールドシールド、４
……ミラーアパーチヤ、５……リレーレンズ、９
……対物レンズ。
Claims (1)
- １ 冷却された赤外線検出器の前方に、中央に穴
を開けた凹面鏡を、球面の中心が検出素子付近に
来るようにして置き、信号光を凹面鏡の穴を通じ
て検出器に入射させることを特徴とする赤外放射
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61252598A JPS63106531A (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | 赤外放射計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61252598A JPS63106531A (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | 赤外放射計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63106531A JPS63106531A (ja) | 1988-05-11 |
| JPH0467896B2 true JPH0467896B2 (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=17239595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61252598A Granted JPS63106531A (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | 赤外放射計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63106531A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009204423A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Fujitsu Ltd | 赤外線撮像装置 |
| JP2017037001A (ja) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | オリンパス株式会社 | 光検出装置、顕微鏡、及び、分光器 |
| CN110554496B (zh) * | 2018-05-31 | 2021-01-15 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 消光装置、光学元件安装座、光学元件及建模方法 |
-
1986
- 1986-10-23 JP JP61252598A patent/JPS63106531A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63106531A (ja) | 1988-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240003807A1 (en) | Gas imaging system | |
| US6515285B1 (en) | Method and apparatus for compensating a radiation sensor for ambient temperature variations | |
| US20070120058A1 (en) | Uncooled infrared sensor | |
| US20110181730A1 (en) | Room-temperature filtering for passive infrared imaging | |
| US20110169962A1 (en) | Multispectral uncooled thermal infrared camera system | |
| JPH023150B2 (ja) | ||
| US3465149A (en) | Thermal detection system | |
| US8119987B2 (en) | Process and apparatus for the measurement of thermal radiation using regular glass optics and short-wave infrared detectors | |
| JPH0467896B2 (ja) | ||
| JP2760789B2 (ja) | 赤外線用レンズ | |
| JP2756648B2 (ja) | 赤外線温度分布測定装置及びその測定方法 | |
| US3272013A (en) | Combined radiometer and emissometer | |
| JPS6176970A (ja) | 赤外線探知装置 | |
| JPH0629778B2 (ja) | 赤外線光学装置 | |
| US3163760A (en) | Refractive optics infrared scanning system | |
| Kostrzewa et al. | Overview of the UL3 Omega (tm) uncooled camera and its applications | |
| JPH02245621A (ja) | 赤外線検知器の出力電圧補正方法 | |
| JPH08145789A (ja) | 焦電型赤外線検出器 | |
| JP2775017B2 (ja) | 赤外線温度分布測定装置 | |
| JPH02187632A (ja) | 赤外線光学装置 | |
| JPH1038696A (ja) | 赤外線検出装置 | |
| JPH0626821Y2 (ja) | 赤外線カメラ | |
| Katkovsky et al. | Metrological characteristics of thermal video fire detection systems | |
| JPH11344779A (ja) | 赤外線カメラ | |
| JPS6257112B2 (ja) |