JPH052035U - 赤外線用光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 あらかじめデユワ内の構造を考慮することな
しに、通常の光学設計のレンズ系及び汎用のレンズ系を
利用できる赤外線用光学系を得る。 【構成】 赤外線用光学系のコールドシールド７の開口
部分の寸法をウインド５の有効開口寸法より大きくする
ことにより、ウインド５の外部から入射する光線はウイ
ンド５とコールドシールド７の間隙を通過してデユワ４
の内部に入らない。そのためデユワ４の内部が赤外線検
知器６上に結像してゴーストを生じることがなくなる。 【効果】 コールドシールド７とウインド５の間隙より
なるゴースト光路が無くなり、上記間隙より放射し赤外
線検知器６に入射する雑音光がほとんど無くなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、赤外線画像を結像する赤外線用光学系の構成に関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来の赤外線用光学系を示す断面図である。図において１は対物レンズ 、２はバンドパスフィルタ、３はフィールドレンズ、４は内部を真空に封じたデ ユワ、５はデユワ４に固定されるウインド、６は赤外線検知器、７は赤外線検知 器６と熱的に結合されて取付けられたコールドシールド、８は赤外線検知器６へ の電気的接続を行うワイヤ、９は気密端子、１０は赤外線検知器６を冷却するた めのクーラである。

【０００３】 従来の赤外線用光学系は上記のように構成され、以下のように動作する。対物 レンズ１、バンドパスフィルタ２、フィールドレンズ３、ウインド５は全体でレ ンズ系を構成しており、レンズ系の結像面に赤外線検知器６が配置されている。 赤外線検知器６は例えば白金・シリコン・ショットキバリア型の２次元固体撮像 素子で、駆動信号と出力信号の外部との接続をワイヤ８、気密端子９を介して行 うことにより、赤外線検知器６上に結像された赤外線画像を電気信号として外部 に出力する。クーラ１０は赤外線検知器６を適正な極低温（約８０Ｋ）状態まで 冷却する作用を有し、内部を真空に保持してあるデユワ４は赤外線検知器６への 熱侵入量を小さくし、クーラ１０の冷却能力が小さく済むようになっている。コ ールドシールド７は熱伝導性のある金属にて作られており、この温度を赤外線検 知器６にほぼ等しい極低温にすることにより上記レンズ系の光路外からの赤外線 に遮蔽し、これによって生ずるであろう赤外線検知器６の雑音を除去する作用が ある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 上記のような従来の赤外線用光学系は図４に示すようにウインド５とコールド シールド７の間隙を通して例えばＡに示す様な光路が形成されＢ部分と赤外線検 知器６の光学的関係が共役になるため、Ｂ部の像がゴースト像として赤外線検知 器６上に結像することがあった。また、これをあらかじめ回避するためにはすべ ての構造を考慮した特別な光学設計を行わなければならないため、レンズ系とし ては凡用のものを利用できるとは限らないという不便があった。

【０００５】 この考案はかかる問題点を解決するためになされたものであり、あらかじめデ ユワ４内の構造を考慮すること無しに、通常の光学設計のレンズ系および汎用の レンズ系をも利用可能とすることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る赤外線用光学系においては、コールドシールドの冷却部分の寸 法をウインドの有効開口寸法より大きくしたものである。

【０００７】 また、この考案に係る赤外線用光学系においては、ウインドとコールドシール ドの間にコールドシールドの有効開口寸法より小さな光線通過部分を有するマス ク板を設けたものである。

【０００８】 さらにこの考案に係る赤外線用光学系においては、レンズ系とウインドの間に コールドシールドの有効開口寸法の小さな光線通過部分を有するマスク板を設け たものである。

【０００９】

【作用】

この考案においてはゴースト像の原因となるウインドとコールドシールドの間 隙を通過する光路が存在し得ないようになる。

【００１０】 この考案はマスク板とコールドシールドの間隙よりなるゴースト光路がなくな り、また上記ウインドとコールドシールドの間隙部分を冷却することによりこの 部分からの赤外線放射を減らせるので、より雑音の少い赤外線用光学系が実現可 能となる。

【００１１】

【実施例】

実施例１． 図１はこの考案の一実施例を示す断面図であり１〜６および８〜１０は上記従 来装置と全く同一のものである。７は開口部分の寸法をウインド５の有効開口寸 法より大きくしてあるコールドシールドであり、上記従来装置と同様の機能を有 している。

【００１２】 前記のように構成された赤外線用光学系においては、ウインド５の外部から入 射する光線はウインド５とコールドシールド７の間隙を通過してデユワ４の内部 に入らないため、デユワ４の内部が赤外線検知器６上に結像してゴーストを生じ ることはない。また、この実施例においてはウインド５の有効径全てがデユワ４ の外から見て冷却部分になるため赤外線の放射は殆どなく、この放射がバンドパ スフィルタ２により反射して赤外線検知器６に入射することによる雑音の増加が 抑えられる。

【００１３】 実施例２． 図２はこの考案のもうひとつの実施例を示す断面図であり、１〜１０は上記従 来装置と全く同一のものである。１１はコールドシールド７の有効開口寸法より 小さな光線通過部分を有する熱の良導体を材料とするマスク板、１２はマスク板 １１を周囲から熱的に絶縁するための断熱材である。

【００１４】 前記のように構成された赤外線用光学系においては、マスク板１１とコールド シールド７の間隙よりなるゴースト光路がないためゴーストを生じない。また、 マスク板１１の温度は極低温のコールドシールド７と常温のデユワ４およびウイ ンド５の中間の低温となるため、マスク板１１より放射する赤外線放射は小さく 、この放射がバンドパスフィルタ２により反射して赤外線検知器６に入射するこ とによる雑音の増加は小さい。

【００１５】 実施例３． 図３はこの考案のさらにもうひとつの実施例を示す断面図であり、１〜１０は 上記従来装置と全く同一のものである。１１はコールドシールド７の有効開口寸 法より小さな光線通過部分を有するマスク板である。

【００１６】 前記のように構成された赤外線用光学系においては、マスク板１１とコールド シールド７の間隙よりなるゴースト光路がないため、ゴーストを生じない。また 、マスク板１１の温度は常温であるが、マスク板１１より放射する赤外線放射は バンドパスフィルタ２により反射して赤外線検知器６に入射するが、赤外線検知 器６の検出感度が高くなければあまり問題にならない場合が多い。

【００１７】

【考案の効果】

この考案は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるよう な効果を有する。

【００１８】 コールドシールドとウインドの間隙を遮蔽することによりゴーストの発生を防 止できる。

【００１９】 コールドシールドとウインドの間隙に設けるマスク板等の温度を下げることに より赤外線放射を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例１を示す断面図である。

【図２】この考案の実施例２を示す断面図である。

【図３】この考案の実施例３を示す断面図である。

【図４】従来の赤外線用光学系を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 対物レンズ ２ バンドパスフィルタ ３ フィールドレンズ ４ デユワ ５ ウインド ６ 赤外線検知器 ７ コールドシールド ８ ワイヤ ９ 気密端子 １０ クーラ １１ マスク板 １２ 断熱材

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線画像を赤外線検知器上に結像する
   赤外線用光学系において、レンズ系と赤外線を透過する
   ウインドを備えたデユワと、前記デユワ内の前記レンズ
   系の結像位置に配置された赤外線検知器と、前記ウイン
   ドと前記赤外線検知器の間に前記ウインドの有効開口寸
   法より大きな冷却部分を有するコールドシールドとを備
   えたことを特徴とする赤外線用光学系。
2. 【請求項２】 赤外線画像を赤外線検知器上に結像する
   赤外線用光学系において、レンズ系と赤外線を透過する
   ウインドを備えたデユワと、前記デユワ内の前記レンズ
   系の結像位置に配置された赤外線検知器と、前記ウイン
   ドと前記赤外線検知器の間に前記ウインドの有効開口寸
   法より小さな冷却部分を有するコールドシールドと、上
   記ウインドとコールドシールドとの間にコールドシール
   ドの有効開口寸法より小さな光線通過部分を有するマス
   ク板とを備えたことを特徴とする赤外線用光学系。
3. 【請求項３】 赤外線画像を赤外線検知器上に結像する
   赤外線用光学系において、レンズ系と赤外線を透過する
   ウインドを備えたデユワと、前記デユワ内の前記レンズ
   系の結像位置に配置された赤外線検知器と、前記ウイン
   ドと前記赤外線検知器の間に前記ウインドの有効開口寸
   法より小さな冷却部分を有するコールドシールドと、上
   記レンズ系と上記ウインドの間にコールドシールドの有
   効開口寸法より小さな光線通過部分を有するマスク板と
   を備えたことを特徴とする赤外線用光学系。