JPH08191150A - フレネルタイプの反射表面を備えた光学温熱遮蔽絞り部材 - Google Patents
フレネルタイプの反射表面を備えた光学温熱遮蔽絞り部材Info
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- JPH08191150A JPH08191150A JP7204354A JP20435495A JPH08191150A JP H08191150 A JPH08191150 A JP H08191150A JP 7204354 A JP7204354 A JP 7204354A JP 20435495 A JP20435495 A JP 20435495A JP H08191150 A JPH08191150 A JP H08191150A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、赤外線検出装置等において外部か
らの熱放射線の妨害を減少させた光学系を得ることを目
的とする。 【解決手段】 光学系が検出装置14からの光線を検出装
置14に反射して戻す再帰反射表面62を有する絞り部材48
を含み、この絞り部材48が対象物から放射される光線を
検出装置14に伝送する開口52を有しており、再帰反射表
面62は、検出装置14に放射線の光線を導くように構成さ
れたフレネル溝を備えた形状にされていることを特徴と
する。
らの熱放射線の妨害を減少させた光学系を得ることを目
的とする。 【解決手段】 光学系が検出装置14からの光線を検出装
置14に反射して戻す再帰反射表面62を有する絞り部材48
を含み、この絞り部材48が対象物から放射される光線を
検出装置14に伝送する開口52を有しており、再帰反射表
面62は、検出装置14に放射線の光線を導くように構成さ
れたフレネル溝を備えた形状にされていることを特徴と
する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、検出器自身に反射
して外部からの熱放射線の妨害を最小にする、光学絞り
部材を備えた低温環境中の検出器を有する赤外線光学検
出および投影システムに関し、特にキノフォーム(kinof
orm)および2進表面形状を含むフレネルタイプの表面プ
ロフィールを有する平坦な反射板として温熱遮蔽絞り部
材が構成されている低温環境の外部に配置され、視界を
制限する温熱遮蔽絞り部材の使用に関する。
して外部からの熱放射線の妨害を最小にする、光学絞り
部材を備えた低温環境中の検出器を有する赤外線光学検
出および投影システムに関し、特にキノフォーム(kinof
orm)および2進表面形状を含むフレネルタイプの表面プ
ロフィールを有する平坦な反射板として温熱遮蔽絞り部
材が構成されている低温環境の外部に配置され、視界を
制限する温熱遮蔽絞り部材の使用に関する。
【0002】
【従来の技術】赤外線検出および投影システムは、対象
物によって放射された赤外線が、対象物のデータを獲得
するために典型的に固体検出器である単一の検出器また
は複数の検出器を有する検出装置によって検出される例
えば暗視システム等の多数の状況において使用されてい
る。単一の検出器の場合、放射線は2次元走査で検出器
を通って走査され、対象物の2次元データフィールドま
たはイメージを提供する。複数の検出器を使用するシス
テムの場合、検出器は線形アレイに配置されており、対
象物のデータ点の線の1次元ラインイメージを提供し、
それにおいて対象物のシーンはラインイメージに直交す
る方向に走査され、対象物の2次元データフィールドま
たはイメージを提供する。その代りとして、複数の検出
器が対象物の2次元イメージを直接提供する2次元アレ
イに配置されてもよい。検出装置は、必要な低温環境中
に検出器のアレイを維持するデュワーと一般に呼ばれる
ハウジング内に位置される。レンズ装置は、通常対象物
からの放射線の焦点を検出装置上に結ぶために使用さ
れ、デュワーの外部に配置されている。
物によって放射された赤外線が、対象物のデータを獲得
するために典型的に固体検出器である単一の検出器また
は複数の検出器を有する検出装置によって検出される例
えば暗視システム等の多数の状況において使用されてい
る。単一の検出器の場合、放射線は2次元走査で検出器
を通って走査され、対象物の2次元データフィールドま
たはイメージを提供する。複数の検出器を使用するシス
テムの場合、検出器は線形アレイに配置されており、対
象物のデータ点の線の1次元ラインイメージを提供し、
それにおいて対象物のシーンはラインイメージに直交す
る方向に走査され、対象物の2次元データフィールドま
たはイメージを提供する。その代りとして、複数の検出
器が対象物の2次元イメージを直接提供する2次元アレ
イに配置されてもよい。検出装置は、必要な低温環境中
に検出器のアレイを維持するデュワーと一般に呼ばれる
ハウジング内に位置される。レンズ装置は、通常対象物
からの放射線の焦点を検出装置上に結ぶために使用さ
れ、デュワーの外部に配置されている。
【0003】対象物以外の熱源からの熱放射線が検出に
達し、それによって対象物のイメージが劣化することを
阻止するために、システムに対する最大設計開口に設定
された内部光学絞り部材を備えたデュワーが一般に構成
され、対象物の視界に放射線を制限するためにデュワー
の外部にも光学絞り部材が設けられる。デュワー内の光
学絞り部材を冷熱遮蔽絞り部材(コールドストップ)と
呼び、デュワーの外側の光学絞り部材を温熱遮蔽絞り部
材(ウォームストップ)と呼ぶ。冷熱遮蔽絞り部材は低
温であり、したがって非常に少量の放射線しか低温の検
出器に放射しない。温熱遮蔽絞り部材は最適に反射を行
い、低温の検出器のイメージを検出器に反射して戻すよ
うに機能する。この方法において、検出器は対象物シー
ンから絞り部材の開口を通って伝播した放射線に加えて
それ自身のみを観察する。それによって、各絞り部材は
対象物の視界の外側にある任意のソースからの放射線が
検出器に入射することを阻止することができる。検出器
をそれ自身に反射する場合の温熱遮蔽絞り部材の動作を
達成するために、絞り部材は放射率が低く、反射率が高
く、瞳孔またはその近くに球形の表面を有し、検出器ま
たは検出器アレイの中心またはその近くにその湾曲の中
心を置くものとして構成される。
達し、それによって対象物のイメージが劣化することを
阻止するために、システムに対する最大設計開口に設定
された内部光学絞り部材を備えたデュワーが一般に構成
され、対象物の視界に放射線を制限するためにデュワー
の外部にも光学絞り部材が設けられる。デュワー内の光
学絞り部材を冷熱遮蔽絞り部材(コールドストップ)と
呼び、デュワーの外側の光学絞り部材を温熱遮蔽絞り部
材(ウォームストップ)と呼ぶ。冷熱遮蔽絞り部材は低
温であり、したがって非常に少量の放射線しか低温の検
出器に放射しない。温熱遮蔽絞り部材は最適に反射を行
い、低温の検出器のイメージを検出器に反射して戻すよ
うに機能する。この方法において、検出器は対象物シー
ンから絞り部材の開口を通って伝播した放射線に加えて
それ自身のみを観察する。それによって、各絞り部材は
対象物の視界の外側にある任意のソースからの放射線が
検出器に入射することを阻止することができる。検出器
をそれ自身に反射する場合の温熱遮蔽絞り部材の動作を
達成するために、絞り部材は放射率が低く、反射率が高
く、瞳孔またはその近くに球形の表面を有し、検出器ま
たは検出器アレイの中心またはその近くにその湾曲の中
心を置くものとして構成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】反射性の温熱遮蔽絞り
部材の場合、球体の一部として絞り部材を構成するため
に占有されるシステムの光路内の空間が過度に多いとい
う問題が生じる。このために絞り部材は一般に所望しな
い放射線を最適に除去するためにデュワーのウインドウ
に隣接して配置される必要がある。反対に、放射線の焦
点を結ぶために使用されるレンズ装置のレンズはデュワ
ーから離れて配置されてよく、これはレンズ装置の置換
または調節が近接した対象物または遠方の対象物の投影
等の異なる投影状況を適合させることを可能にする。
部材の場合、球体の一部として絞り部材を構成するため
に占有されるシステムの光路内の空間が過度に多いとい
う問題が生じる。このために絞り部材は一般に所望しな
い放射線を最適に除去するためにデュワーのウインドウ
に隣接して配置される必要がある。反対に、放射線の焦
点を結ぶために使用されるレンズ装置のレンズはデュワ
ーから離れて配置されてよく、これはレンズ装置の置換
または調節が近接した対象物または遠方の対象物の投影
等の異なる投影状況を適合させることを可能にする。
【0005】別の問題として、狭いまたは広い角度の視
界等の投影状況の特定の視界に整合するように温熱遮蔽
絞り部材を選択することもまた望ましい。しかしなが
ら、温熱遮蔽絞り部材の置換は、デュワーのウインドウ
の直ぐ前面に位置しているために困難である。さらに、
最適な開口の絞り部材の形状は円形でないことが多く、
これは避けることのできないその幾何学形状の結果とし
て絞り部材を瞳孔平面から外れて位置させることにな
る。例えば、長方形開口は、長方形シーンが投影される
状況において好ましい。最適な幾何学形状の計算には時
間がかかり、最良の適合(best fit)は必然的に絞り部材
の効率を低下させる。また、レンズおよび温熱遮蔽絞り
部材の両者が視界の変化または倍率の変化に適合するよ
うに1工程で置換され、一方において最適な反射率の温
熱遮蔽絞り部材の効率を保つことができるように、温熱
遮蔽絞り部材をレンズ装置内に配置させるほうがさらに
都合良い。これは、デュワーウインドウに温熱遮蔽絞り
部材を配置することが必要であるため不可能である。
界等の投影状況の特定の視界に整合するように温熱遮蔽
絞り部材を選択することもまた望ましい。しかしなが
ら、温熱遮蔽絞り部材の置換は、デュワーのウインドウ
の直ぐ前面に位置しているために困難である。さらに、
最適な開口の絞り部材の形状は円形でないことが多く、
これは避けることのできないその幾何学形状の結果とし
て絞り部材を瞳孔平面から外れて位置させることにな
る。例えば、長方形開口は、長方形シーンが投影される
状況において好ましい。最適な幾何学形状の計算には時
間がかかり、最良の適合(best fit)は必然的に絞り部材
の効率を低下させる。また、レンズおよび温熱遮蔽絞り
部材の両者が視界の変化または倍率の変化に適合するよ
うに1工程で置換され、一方において最適な反射率の温
熱遮蔽絞り部材の効率を保つことができるように、温熱
遮蔽絞り部材をレンズ装置内に配置させるほうがさらに
都合良い。これは、デュワーウインドウに温熱遮蔽絞り
部材を配置することが必要であるため不可能である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によると、球形反
射器の一部分ではなく平坦な反射板として温熱遮蔽絞り
部材を構成することによって上記の問題が克服され、別
の利点が提供される。温熱遮蔽絞り部材の平坦な反射板
は、デュワーウインドウに面したフレネル(球形または
円錐形のいずれかの)プロフィール面、或はキノフォー
ムプロフィール面または2進プロフィール面のいずれか
を具備している。絞り部材開口は、瞳孔の形状および寸
法と厳密に整合するように温熱遮蔽絞り部材の材料の中
に切削加工によって形成される。温熱遮蔽絞り部材のこ
の構造は温熱遮蔽絞り部材の自由な配置を可能にするた
め、温熱遮蔽絞り部材はレンズ装置内にでも配置される
ことができる。この温熱遮蔽絞り部材の構造はまた温熱
遮蔽絞り部材の開口形状を自由に形成することを可能に
し、例えば長方形または正方形の開口を可能にする。開
口はデュワーウインドウの軸に沿って中心に配置される
か、或は軸から外れて配置されてもよい。本発明は温熱
遮蔽絞り部材の構成に関連して説明されてきたが、本発
明の構成は所望ならば冷熱遮蔽絞り部材の構成および赤
外線投影システム以外の投影システムにおける絞り部材
の構成にも適用されることが理解されるべきである。
射器の一部分ではなく平坦な反射板として温熱遮蔽絞り
部材を構成することによって上記の問題が克服され、別
の利点が提供される。温熱遮蔽絞り部材の平坦な反射板
は、デュワーウインドウに面したフレネル(球形または
円錐形のいずれかの)プロフィール面、或はキノフォー
ムプロフィール面または2進プロフィール面のいずれか
を具備している。絞り部材開口は、瞳孔の形状および寸
法と厳密に整合するように温熱遮蔽絞り部材の材料の中
に切削加工によって形成される。温熱遮蔽絞り部材のこ
の構造は温熱遮蔽絞り部材の自由な配置を可能にするた
め、温熱遮蔽絞り部材はレンズ装置内にでも配置される
ことができる。この温熱遮蔽絞り部材の構造はまた温熱
遮蔽絞り部材の開口形状を自由に形成することを可能に
し、例えば長方形または正方形の開口を可能にする。開
口はデュワーウインドウの軸に沿って中心に配置される
か、或は軸から外れて配置されてもよい。本発明は温熱
遮蔽絞り部材の構成に関連して説明されてきたが、本発
明の構成は所望ならば冷熱遮蔽絞り部材の構成および赤
外線投影システム以外の投影システムにおける絞り部材
の構成にも適用されることが理解されるべきである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の上記の観点および別の特
徴は、添付図面を参照して以下説明される。なお、同じ
参照符号を付けられた素子が各図面において認められる
が同じ素子を示している。図1を参照すると、赤外線投
影システム10は、ハウジング18内において支持ベース16
上に線形アレイで配置された複数の検出器14を有する検
出装置12を含む。対象物20によって放射された赤外線放
射線は、走査装置24を介して光路22に沿って伝播し、レ
ンズ装置26によって焦点を結ばれ、検出器14のアレイ上
に対象物20の一部分のラインイメージを提供する。走査
装置24の動作により、検出器14を横切って対象物20のイ
メージの連続したラインが掃引され、以下説明するよう
に表示される対象物20の2次元イメージを表示装置28上
に表示される。走査装置24は、走査モータ34によるピボ
ット32を中心とした走査運動で回動されるミラー30を含
む。レンズ装置26は、ハウジング18から延在する支持部
36と、2個のレンズ素子38および40が一例として示され
た複数のレンズ素子とを含む。レンズ素子38および40は
支持部36によって位置が定められ、ハウジング18のウイ
ンドウ42を通って放射線光を導き、検出器14を照射させ
る。ウインドウ42、レンズ素子38および40の構成に使用
される典型的な材料は、例えばセレン化亜鉛、硫化亜
鉛、ゲルマニウムおよびシリコンを含み、これらの材料
は赤外線に対して透過性である。
徴は、添付図面を参照して以下説明される。なお、同じ
参照符号を付けられた素子が各図面において認められる
が同じ素子を示している。図1を参照すると、赤外線投
影システム10は、ハウジング18内において支持ベース16
上に線形アレイで配置された複数の検出器14を有する検
出装置12を含む。対象物20によって放射された赤外線放
射線は、走査装置24を介して光路22に沿って伝播し、レ
ンズ装置26によって焦点を結ばれ、検出器14のアレイ上
に対象物20の一部分のラインイメージを提供する。走査
装置24の動作により、検出器14を横切って対象物20のイ
メージの連続したラインが掃引され、以下説明するよう
に表示される対象物20の2次元イメージを表示装置28上
に表示される。走査装置24は、走査モータ34によるピボ
ット32を中心とした走査運動で回動されるミラー30を含
む。レンズ装置26は、ハウジング18から延在する支持部
36と、2個のレンズ素子38および40が一例として示され
た複数のレンズ素子とを含む。レンズ素子38および40は
支持部36によって位置が定められ、ハウジング18のウイ
ンドウ42を通って放射線光を導き、検出器14を照射させ
る。ウインドウ42、レンズ素子38および40の構成に使用
される典型的な材料は、例えばセレン化亜鉛、硫化亜
鉛、ゲルマニウムおよびシリコンを含み、これらの材料
は赤外線に対して透過性である。
【0008】ハウジング18はデュワーとして構成され、
冷却装置44によって冷却され、検出器の材料によって要
求される、外部環境よりはるかに低い温度、典型的に液
体窒素または液体ヘリウム温度で検出器14を動作させ
る。冷熱遮蔽絞り部材46は、ハウジング18内においてウ
インドウ42と検出器14のアレイとの間に設けられ、それ
によって支持され、温熱遮蔽絞り部材48はウインドウ42
の前面においてハウジング18の外側に配置されている。
冷熱遮蔽絞り部材46は、最大視界まで放射線の視界を許
容する大きさに形成された開口50を有し、また最大視界
の外側の放射線を遮断する。温熱遮蔽絞り部材48は、所
望の視界まで放射線の視界を許容する大きさに形成され
た開口52を有し、冷熱遮蔽絞り部材46が所望の視界の外
側の放射線を遮断する。温熱遮蔽絞り部材48によって許
容された所望の視界は、冷熱遮蔽絞り部材46によって許
容された最大視界以下である。各絞り部材46および48
は、検出器のアレイに面し、検出器14によって放射さ
れ、各視界の外側にある熱放射線を検出器14に反射し、
それによって外部からの熱放射線が検出器14によって受
取られることを阻止するように構成された反射表面を備
えている。
冷却装置44によって冷却され、検出器の材料によって要
求される、外部環境よりはるかに低い温度、典型的に液
体窒素または液体ヘリウム温度で検出器14を動作させ
る。冷熱遮蔽絞り部材46は、ハウジング18内においてウ
インドウ42と検出器14のアレイとの間に設けられ、それ
によって支持され、温熱遮蔽絞り部材48はウインドウ42
の前面においてハウジング18の外側に配置されている。
冷熱遮蔽絞り部材46は、最大視界まで放射線の視界を許
容する大きさに形成された開口50を有し、また最大視界
の外側の放射線を遮断する。温熱遮蔽絞り部材48は、所
望の視界まで放射線の視界を許容する大きさに形成され
た開口52を有し、冷熱遮蔽絞り部材46が所望の視界の外
側の放射線を遮断する。温熱遮蔽絞り部材48によって許
容された所望の視界は、冷熱遮蔽絞り部材46によって許
容された最大視界以下である。各絞り部材46および48
は、検出器のアレイに面し、検出器14によって放射さ
れ、各視界の外側にある熱放射線を検出器14に反射し、
それによって外部からの熱放射線が検出器14によって受
取られることを阻止するように構成された反射表面を備
えている。
【0009】検出器14によって受取られた光エネルギは
電気信号に変換され、電気信号が対象物20のイメージデ
ータを伝送する。検出器14は、良く知られたサンプル化
およびデジタル化回路(示されていない)を含むマルチ
プレクサ54にそれらの信号を出力する。投影システム10
には、メモリ56、信号プロセッサ58および同期装置60も
含まれている。システム10の動作において、検出器信号
がマルチプレクサ54によって走査され、メモリ56に記憶
されるデジタル信号サンプルを供給する。マルチプレク
サ54のサンプル化および多重化動作、並びにメモリ56の
アドレスおよび記憶動作は、同期装置60によって発生さ
れたタイミング信号によって制御される。記憶された信
号は、イメージ強化回路(示されていない)を含む信号
プロセッサ58によってメモリ56から取出され、対象物20
のイメージとして表示するためにプロセッサ58によって
表示装置28に供給される。走査モータ34、表示装置28お
よび信号プロセッサ58の動作は、同期装置60のタイミン
グ信号によってマルチプレクサ54およびメモリ56の動作
に同期される。
電気信号に変換され、電気信号が対象物20のイメージデ
ータを伝送する。検出器14は、良く知られたサンプル化
およびデジタル化回路(示されていない)を含むマルチ
プレクサ54にそれらの信号を出力する。投影システム10
には、メモリ56、信号プロセッサ58および同期装置60も
含まれている。システム10の動作において、検出器信号
がマルチプレクサ54によって走査され、メモリ56に記憶
されるデジタル信号サンプルを供給する。マルチプレク
サ54のサンプル化および多重化動作、並びにメモリ56の
アドレスおよび記憶動作は、同期装置60によって発生さ
れたタイミング信号によって制御される。記憶された信
号は、イメージ強化回路(示されていない)を含む信号
プロセッサ58によってメモリ56から取出され、対象物20
のイメージとして表示するためにプロセッサ58によって
表示装置28に供給される。走査モータ34、表示装置28お
よび信号プロセッサ58の動作は、同期装置60のタイミン
グ信号によってマルチプレクサ54およびメモリ56の動作
に同期される。
【0010】図1乃至5を参照し、また本発明によると
温熱遮蔽絞り部材48は平坦な形状を有しており、温熱遮
蔽絞り部材48の反射表面62は図2および3に示されてい
るようにほぼ平面64に沿って配置され、フレネル溝66の
パターンから形成されている。温熱遮蔽絞り部材48の平
面形状のため、開口52は任意の所望の形状を有してよ
く、図2において検出器14のアレイのラインに直交する
ライン68に沿った走査装置24による直線的な走査に適合
する長方形形状を有するものとして示されている。本発
明の別の実施例によると、検出装置12は単一の検出器14
だけを有してもよく、走査装置14がらせん走査を行い、
その場合には開口52は円形形状に構成される。その代り
として、検出装置12は対象物を直接観察するために検出
器14の2次元アレイを有してもよく、その場合には走査
装置24は取除かれ、開口52は装置26の光学系内の光線の
束の形状に整合する方形、円形またはその他の形状に形
成される。温熱遮蔽絞り部材はレンズ装置の瞳孔の位置
に配置されることが考えられ、その場合絞り部材の開口
は瞳孔の形状および大きさと厳密に整合する。
温熱遮蔽絞り部材48は平坦な形状を有しており、温熱遮
蔽絞り部材48の反射表面62は図2および3に示されてい
るようにほぼ平面64に沿って配置され、フレネル溝66の
パターンから形成されている。温熱遮蔽絞り部材48の平
面形状のため、開口52は任意の所望の形状を有してよ
く、図2において検出器14のアレイのラインに直交する
ライン68に沿った走査装置24による直線的な走査に適合
する長方形形状を有するものとして示されている。本発
明の別の実施例によると、検出装置12は単一の検出器14
だけを有してもよく、走査装置14がらせん走査を行い、
その場合には開口52は円形形状に構成される。その代り
として、検出装置12は対象物を直接観察するために検出
器14の2次元アレイを有してもよく、その場合には走査
装置24は取除かれ、開口52は装置26の光学系内の光線の
束の形状に整合する方形、円形またはその他の形状に形
成される。温熱遮蔽絞り部材はレンズ装置の瞳孔の位置
に配置されることが考えられ、その場合絞り部材の開口
は瞳孔の形状および大きさと厳密に整合する。
【0011】レンズおよび反射器を含むフレネル素子の
溝の設計において良く知られているように、溝の間隔、
寸法および位置は溝の平面から所望の距離でフレネル素
子の中心軸上に位置された、或はこの中心軸から偏位さ
れた位置の焦点に平行な光線の焦点を結ぶように選択さ
れる。したがって、フレネル溝の温熱遮蔽絞り部材48を
構成することによって、温熱遮蔽絞り部材48は本発明の
特徴にしたがってウインドウ42から所望の距離で配置さ
れ、ここにおいて溝66の構造は検出器14のアレイから放
射された熱放射線を検出器14のアレイに反射するように
選択される。一例として、温熱遮蔽絞り部材48はレンズ
装置26内に配置され、所望された場合には図1に示され
たようにレンズ素子38および40の間等のレンズ装置の光
学素子間に配置されてもよい。
溝の設計において良く知られているように、溝の間隔、
寸法および位置は溝の平面から所望の距離でフレネル素
子の中心軸上に位置された、或はこの中心軸から偏位さ
れた位置の焦点に平行な光線の焦点を結ぶように選択さ
れる。したがって、フレネル溝の温熱遮蔽絞り部材48を
構成することによって、温熱遮蔽絞り部材48は本発明の
特徴にしたがってウインドウ42から所望の距離で配置さ
れ、ここにおいて溝66の構造は検出器14のアレイから放
射された熱放射線を検出器14のアレイに反射するように
選択される。一例として、温熱遮蔽絞り部材48はレンズ
装置26内に配置され、所望された場合には図1に示され
たようにレンズ素子38および40の間等のレンズ装置の光
学素子間に配置されてもよい。
【0012】温熱遮蔽絞り部材48は、別の構造である図
4に示された温熱遮蔽絞り部材48Aとして構成されても
よく、ここにおいて絞り部材48の溝66のアレイの滑らか
に湾曲した表面は絞り部材48Aにおいては溝66Aのよう
なキノフォーム構造と置換される。さらに、温熱遮蔽絞
り部材48は別の構造である図5に示された温熱遮蔽絞り
部材48Bとして構成されてもよく、ここにおいては絞り
部材48の溝66のアレイの滑らかで湾曲した表面は絞り部
材48Bにおいて溝66Bの2進形状と置換される。温熱遮
蔽絞り部材の上記の実施例において、反射表面の表面プ
ロフィールは絞り部材の材料を機械加工するか、ダイヤ
モンド旋削する(diamond turned)か、或はエッチングし
て形成される。反射表面に関して、表面の曲率半径また
は主オーダー焦点は焦点平面にまたはその近くに存在す
る。温熱遮蔽絞り部材の開口が絞り部材の中央に位置し
ている場合、球形の代りに円錐形のフレネル表面プロフ
ィールで適切な光学特性を実現することが可能である。
反射表面62および温熱遮蔽絞り部材48Aおよび48Bの対
応した表面62Aおよび62Bは、反射表面効率をさらに高
めるために金のような低い放射率の材料でそれぞれ被覆
されることができる。
4に示された温熱遮蔽絞り部材48Aとして構成されても
よく、ここにおいて絞り部材48の溝66のアレイの滑らか
に湾曲した表面は絞り部材48Aにおいては溝66Aのよう
なキノフォーム構造と置換される。さらに、温熱遮蔽絞
り部材48は別の構造である図5に示された温熱遮蔽絞り
部材48Bとして構成されてもよく、ここにおいては絞り
部材48の溝66のアレイの滑らかで湾曲した表面は絞り部
材48Bにおいて溝66Bの2進形状と置換される。温熱遮
蔽絞り部材の上記の実施例において、反射表面の表面プ
ロフィールは絞り部材の材料を機械加工するか、ダイヤ
モンド旋削する(diamond turned)か、或はエッチングし
て形成される。反射表面に関して、表面の曲率半径また
は主オーダー焦点は焦点平面にまたはその近くに存在す
る。温熱遮蔽絞り部材の開口が絞り部材の中央に位置し
ている場合、球形の代りに円錐形のフレネル表面プロフ
ィールで適切な光学特性を実現することが可能である。
反射表面62および温熱遮蔽絞り部材48Aおよび48Bの対
応した表面62Aおよび62Bは、反射表面効率をさらに高
めるために金のような低い放射率の材料でそれぞれ被覆
されることができる。
【0013】本発明の上記の実施例は単なる例示であ
り、当業者はその修正を認識するであろう。したがっ
て、本発明はここに記載された実施例に制限されるもの
ではなく、添付された特許請求の範囲によってのみ制限
される。
り、当業者はその修正を認識するであろう。したがっ
て、本発明はここに記載された実施例に制限されるもの
ではなく、添付された特許請求の範囲によってのみ制限
される。
【図1】デュワー内の検出装置、対象物からの放射線の
焦点を検出装置に結ぶレンズ装置および本発明にしたが
って構成され、レンズ装置内に配置された温熱遮蔽絞り
部材を含む赤外線投影システムの概略図。
焦点を検出装置に結ぶレンズ装置および本発明にしたが
って構成され、レンズ装置内に配置された温熱遮蔽絞り
部材を含む赤外線投影システムの概略図。
【図2】フレネル溝が概略的に示されており、長方形開
口が一例として示されている図1のライン1−1におけ
る温熱遮蔽絞り部材の平面図。
口が一例として示されている図1のライン1−1におけ
る温熱遮蔽絞り部材の平面図。
【図3】滑らかに湾曲したフレネル溝を示した温熱遮蔽
絞り部材の第1の実施例の概略的な断面図。
絞り部材の第1の実施例の概略的な断面図。
【図4】キノフォームフレネル溝を示した温熱遮蔽絞り
部材の第2の実施例の概略的な断面図。
部材の第2の実施例の概略的な断面図。
【図5】2進フレネル溝を示した温熱遮蔽絞り部材の第
3の実施例の概略的な断面図。
3の実施例の概略的な断面図。
Claims (12)
- 【請求項1】 光学系が検出装置からの光線を検出装置
に反射して戻す再帰反射表面を有する絞り部材を含み、
この絞り部材が対象物から放射される光線を検出装置に
伝送する開口を有している対象物を観測するように位置
された検出装置を含む光学系において、 前記再帰反射表面は、前記検出装置に放射線の光線を導
くように構成された溝を備えた形状にされていることを
特徴とする光学系。 - 【請求項2】 さらに、前記再帰反射表面は平らであ
り、前記溝は前記再帰反射表面にフレネル構造を与えて
いることを特徴とする請求項1記載の光学系。 - 【請求項3】 さらに、前記再帰反射表面は平らであ
り、前記溝は前記再帰反射表面にキノフォーム構造を与
えていることを特徴とする請求項1記載の光学系。 - 【請求項4】 さらに、前記再帰反射表面は平らであ
り、前記溝は前記再帰反射表面に2進構造を与えている
ことを特徴とする請求項1記載の光学系。 - 【請求項5】 さらに、前記再帰反射表面は低い放射率
の材料で被覆されていることを特徴とする請求項1記載
の光学系。 - 【請求項6】 さらに、前記低い放射率の材料は金であ
ることを特徴とする請求項5記載の光学系。 - 【請求項7】 さらに、前記光学系は対象物の放射線の
焦点を検出装置上に結ぶレンズ装置を含み、前記絞り部
材は前記レンズ装置内に配置されていることを特徴とす
る請求項1記載の光学系。 - 【請求項8】 さらに、前記光学系は対象物の放射線の
焦点を検出装置上に結ぶ複数のレンズ素子を有するレン
ズ装置を含み、前記絞り部材は前記レンズ装置のレンズ
素子間に配置されていることを特徴とする請求項1記載
の光学系。 - 【請求項9】 さらに、前記検出装置は赤外線の1以上
の検出器を含み、前記検出装置は赤外線を透過するウイ
ンドウを有するデュワー内に配置され、前記絞り部材は
前記デュワーの外側に配置されていることを特徴とする
請求項1記載の光学系。 - 【請求項10】 対象物からの赤外線を観測するために
位置された検出装置と、外部環境の温度より低い温度に
前記検出装置を維持するために前記検出装置を包囲し、
前記対象物から前記検出装置に放射線を伝送するための
ウインドウを有するハウジングと、このハウジング内に
配置され、前記対象物からの放射線を前記検出装置に伝
送するための開口を有する第1の絞り部材と、前記ハウ
ジングの外側に配置され、前記対象物からの放射線を前
記検出装置に伝送するための開口を有する第2の絞り部
材とを含んでおり、前記第2の絞り部材の開口は前記第
1の絞り部材の開口以下の大きさであり、前記第2の絞
り部材が検出装置からの光線を検出装置に反射して戻す
再帰反射表面を有している赤外線投影システムにおい
て、 前記再帰反射表面は平らであり、前記検出装置に放射線
光線を導くように構成された溝を備えた形状にされ、前
記溝の形状がフレネル構造またはキノフォーム構造或は
2進構造であることを特徴とする赤外線投影システム。 - 【請求項11】 さらに、前記光学系は対象物の放射線
の焦点を検出装置上に結ぶレンズ装置を含み、前記第2
の絞り部材が前記レンズ装置内に配置されていることを
特徴とする請求項10記載の投影システム。 - 【請求項12】 さらに、前記光学系は対象物の放射線
の焦点を検出装置上に結ぶ複数のレンズ素子を有するレ
ンズ装置を含み、前記第2の絞り部材が前記レンズ装置
のレンズ素子間に配置されていることを特徴とする請求
項10記載の投影システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/290,314 US5444250A (en) | 1994-08-15 | 1994-08-15 | Optical warm stop with fresnel type reflective surface |
| US290314 | 1994-08-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08191150A true JPH08191150A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=23115436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7204354A Pending JPH08191150A (ja) | 1994-08-15 | 1995-08-10 | フレネルタイプの反射表面を備えた光学温熱遮蔽絞り部材 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5444250A (ja) |
| EP (1) | EP0697584A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08191150A (ja) |
| IL (1) | IL114841A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9411143B2 (en) | 2011-06-30 | 2016-08-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device for microscopic observation |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5711755A (en) * | 1995-04-14 | 1998-01-27 | Vipera Systems, Inc. | Endoscopic diagnostic systems and associated methods employing infrared radiation |
| US5833596A (en) * | 1995-04-14 | 1998-11-10 | Vipera Systems, Inc. | Endoscope for imaging infrared emissions within the range of 2 to 14 microns |
| CA2177424C (en) * | 1995-06-06 | 2001-02-13 | Bruce A. Cameron | Solid catadioptric lens |
| GB9523449D0 (en) * | 1995-11-16 | 1996-12-04 | Secr Defence | Infrared optical system |
| FR2760924B1 (fr) * | 1997-03-14 | 1999-06-04 | Thomson Csf | Architecture optique pour systeme de vision infrarouge |
| KR100370001B1 (ko) * | 1998-10-31 | 2003-01-29 | 엘지전자 주식회사 | 온도감지장치 |
| US6310347B1 (en) * | 1999-06-29 | 2001-10-30 | Goodrich Corporation | Spectrometer with planar reflective slit to minimize thermal background at focal plane |
| US6596997B2 (en) * | 2001-08-03 | 2003-07-22 | Irvine Sensors Corporation | Retro-reflector warm stop for uncooled thermal imaging cameras and method of using the same |
| US7002154B2 (en) * | 2003-04-25 | 2006-02-21 | Raytheon Company | Optical system for a wide field of view staring infrared sensor having improved optical symmetry |
| US20050245364A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-03 | Juliu Horvath | Exercise device |
| US6969840B1 (en) | 2004-08-02 | 2005-11-29 | Raytheon Company | Imaging optical system including a telescope and an uncooled warm-stop structure |
| DE102012018441B4 (de) * | 2012-09-19 | 2020-08-06 | Carl Zeiss Optronics Gmbh | IR-Zoomobjektiv sowie Wärmebildgerät |
| NL2016127B1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-07-25 | E-Traction Europe B V | Wheel for a road vehicle. |
| CN111238660B (zh) * | 2020-01-17 | 2022-08-26 | 昆明物理研究所 | 一种用于非制冷红外探测器的开孔光阑 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4036552A (en) * | 1975-02-10 | 1977-07-19 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Retroreflective material made by recording a plurality of light interference fringe patterns |
| GB2115143B (en) * | 1982-02-17 | 1985-09-25 | British Aerospace | Infra-red radiation detector assembly |
| US4536086A (en) * | 1982-11-18 | 1985-08-20 | The Perkin-Elmer Corporation | Holographic figure sensor |
| GB2200813B (en) * | 1987-02-03 | 1991-06-05 | Gec Avionics | Thermal imager |
| GB2218875B (en) * | 1988-05-21 | 1992-04-15 | Marconi Gec Ltd | Thermal imager |
| US4990782A (en) * | 1989-06-23 | 1991-02-05 | Santa Barbara Research Center | Radiation shield for thermoelectrically cooled infrared detectors |
| US5151823A (en) * | 1991-09-23 | 1992-09-29 | Hughes Aircraft Company | Biocular eyepiece optical system employing refractive and diffractive optical elements |
| US5225931A (en) * | 1992-01-31 | 1993-07-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | System of reflective telescope baffles using conic sections of revolution |
| US5260828A (en) * | 1992-03-27 | 1993-11-09 | Polaroid Corporation | Methods and means for reducing temperature-induced variations in lenses and lens devices |
| US5298752A (en) * | 1992-09-30 | 1994-03-29 | Loral Fairchild Corporation | Retroreflectors for increasing cold shield efficiency |
-
1994
- 1994-08-15 US US08/290,314 patent/US5444250A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-08-04 IL IL11484195A patent/IL114841A/xx not_active IP Right Cessation
- 1995-08-07 EP EP95305500A patent/EP0697584A3/en not_active Ceased
- 1995-08-10 JP JP7204354A patent/JPH08191150A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9411143B2 (en) | 2011-06-30 | 2016-08-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device for microscopic observation |
| US10048483B2 (en) | 2011-06-30 | 2018-08-14 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device for microscopic observation |
| US10663709B2 (en) | 2011-06-30 | 2020-05-26 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device for microscopic observation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL114841A (en) | 1997-02-18 |
| US5444250A (en) | 1995-08-22 |
| EP0697584A3 (en) | 1998-04-08 |
| EP0697584A2 (en) | 1996-02-21 |
| IL114841A0 (en) | 1995-12-08 |
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