JPS6098322A - サーマル・イメージヤ - Google Patents
サーマル・イメージヤInfo
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- JPS6098322A JPS6098322A JP59212795A JP21279584A JPS6098322A JP S6098322 A JPS6098322 A JP S6098322A JP 59212795 A JP59212795 A JP 59212795A JP 21279584 A JP21279584 A JP 21279584A JP S6098322 A JPS6098322 A JP S6098322A
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- JP
- Japan
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- thermal
- light valve
- light
- thermal imager
- imager according
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
- H04N23/23—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only from thermal infrared radiation
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱画像装置すなわちサーマル・イメージヤ(
thermal imager )に関する。
thermal imager )に関する。
このようなサーマル・イメージヤは、通常3ないし5μ
又は8ないし14μの帯域の放射線に感ずる赤外線感応
検出器と、熱的背景(シーン)からの赤外線を前記赤外
線感応検出器の表面に集束する1個又は複数個の赤外線
光学的部品とを備えている。このようにして生ずる電気
信号はビデオ表示器に利用し熱的背景の状態を再構成し
目視できるようにする。
又は8ないし14μの帯域の放射線に感ずる赤外線感応
検出器と、熱的背景(シーン)からの赤外線を前記赤外
線感応検出器の表面に集束する1個又は複数個の赤外線
光学的部品とを備えている。このようにして生ずる電気
信号はビデオ表示器に利用し熱的背景の状態を再構成し
目視できるようにする。
走査イメージャのような最も普通のイメージヤは、小面
積の@吊器を機械的に動作する走査機構と共に使う。検
出器及び像の間の相対的走査運動により大きい面積の像
のl」構成ができる。しかしこのようなイメージヤは走
査機構を駆動する動力を必要とする。そしてこの走査機
構は、イメージヤのかさ、重量及び費用にかなり影響す
る。又このようなイメージヤの検出器は低温に冷却する
のが普通である。この』:うにして又かさ、重量、費用
及び動力の要求が加わる。
積の@吊器を機械的に動作する走査機構と共に使う。検
出器及び像の間の相対的走査運動により大きい面積の像
のl」構成ができる。しかしこのようなイメージヤは走
査機構を駆動する動力を必要とする。そしてこの走査機
構は、イメージヤのかさ、重量及び費用にかなり影響す
る。又このようなイメージヤの検出器は低温に冷却する
のが普通である。この』:うにして又かさ、重量、費用
及び動力の要求が加わる。
ステアリンク●イメージャ( starjng ima
ger )のような別の種類のイメージヤでは、2次元
配列に配置した多数個の小面11(の検出素子を使う。
ger )のような別の種類のイメージヤでは、2次元
配列に配置した多数個の小面11(の検出素子を使う。
そしてこの配列表面に静d−. 汀を生成する。このイ
メージヤは又、或る種の11j号記憶装置と、記憶した
信号用の多重出力とをfliiiえている。検出器はパ
゛イロ電気材料から作ればよい。この場合光学的部品の
中でチョッパを使い、出力信号を処理してチョッパの開
及び閉の位置に対応ずる逐次のフレーム信号が極性反転
するようにするのが普通である。
メージヤは又、或る種の11j号記憶装置と、記憶した
信号用の多重出力とをfliiiえている。検出器はパ
゛イロ電気材料から作ればよい。この場合光学的部品の
中でチョッパを使い、出力信号を処理してチョッパの開
及び閉の位置に対応ずる逐次のフレーム信号が極性反転
するようにするのが普通である。
光起電形又は光導電形の検出器を使うイメージヤはなお
低温の冷却を必要とする。たとえばバイ口電気ビジコン
を含むパイロ電気検出器は冷却も鏡走査機構も必要とし
ない。しかし背景の温度コンj・ラストと空間的解像度
とに対するこれ等の検出器の感度は比較的に幾分制限さ
れる。
低温の冷却を必要とする。たとえばバイ口電気ビジコン
を含むパイロ電気検出器は冷却も鏡走査機構も必要とし
ない。しかし背景の温度コンj・ラストと空間的解像度
とに対するこれ等の検出器の感度は比較的に幾分制限さ
れる。
直視形サーマル・イメージヤ(direct view
thermal imager ) のようななお別の
種類のイメージヤでは、各検出素子は直接目視できる出
力を生ずるのに使う。この構造はチョッパも電子処理も
使用できない。イメージヤの面積にゎたる均等性は通常
得ることがむずがしい。そして電子的均等性の補正はで
きないから、性能は一般に低い。
thermal imager ) のようななお別の
種類のイメージヤでは、各検出素子は直接目視できる出
力を生ずるのに使う。この構造はチョッパも電子処理も
使用できない。イメージヤの面積にゎたる均等性は通常
得ることがむずがしい。そして電子的均等性の補正はで
きないから、性能は一般に低い。
これ等のイメージヤは感度ががなシ高いが、応答速度は
通常低い。
通常低い。
前記した問題に対する第1の解決案はプレイド(pra
de)等にょシ提案されている〔「10μm の赤外線
ビデオカメラ」アプライド・オプティックス(Appl
ied 0ptics )第18巻第15号(1979
年8月刊行)第2607−8頁と、「液晶ターゲットの
過度的感熱反応」インフラレッド・フィジックス(In
fraredPhysics )第20巻(1980年
刊行)第341−7頁とサーマル・イメージングζ′(
対するディジタル偏光劇適用のSN比解析」レビュ・オ
ブ・サイエンティフィックーインスソルメンツ(Rev
iew of sienljficInstrumen
ts )第54巻第5号(1983年5月刊行)第58
2−5頁とを参照〕。
de)等にょシ提案されている〔「10μm の赤外線
ビデオカメラ」アプライド・オプティックス(Appl
ied 0ptics )第18巻第15号(1979
年8月刊行)第2607−8頁と、「液晶ターゲットの
過度的感熱反応」インフラレッド・フィジックス(In
fraredPhysics )第20巻(1980年
刊行)第341−7頁とサーマル・イメージングζ′(
対するディジタル偏光劇適用のSN比解析」レビュ・オ
ブ・サイエンティフィックーインスソルメンツ(Rev
iew of sienljficInstrumen
ts )第54巻第5号(1983年5月刊行)第58
2−5頁とを参照〕。
この従来のイメージヤは各標本点の温度に従って旋光性
が一点一点変化する液晶電池を備えている。このイメー
ジヤは]辰動鏡にょシこの′電池を横切って走査するレ
ーザービームを使い逐次に読出す。このレーザービーム
は、ウォルアストン(Wollaston )プリズム
又は相当品によりスプリットされ、そして各スプリット
されたビームに対し1つずつ2個の検出器を設ける。各
検出器出方信号の比は各レーザー走査点又は各標本点に
おける偏光回転度の値となる。この液晶電池の平面の不
均一性は、この種の液晶電池の特長であり固定パターン
雑音と呼ぶことが多い。プレイド等は、検出した像パタ
ーンから一定の所定の基準像パターンを差引くことによ
りこれを補正する。しかし他の望捷しくない影響すなわ
ち液晶、L池不均−性の変化と照射レーザービーム強さ
の変動とに対しては補正が行われない。
が一点一点変化する液晶電池を備えている。このイメー
ジヤは]辰動鏡にょシこの′電池を横切って走査するレ
ーザービームを使い逐次に読出す。このレーザービーム
は、ウォルアストン(Wollaston )プリズム
又は相当品によりスプリットされ、そして各スプリット
されたビームに対し1つずつ2個の検出器を設ける。各
検出器出方信号の比は各レーザー走査点又は各標本点に
おける偏光回転度の値となる。この液晶電池の平面の不
均一性は、この種の液晶電池の特長であり固定パターン
雑音と呼ぶことが多い。プレイド等は、検出した像パタ
ーンから一定の所定の基準像パターンを差引くことによ
りこれを補正する。しかし他の望捷しくない影響すなわ
ち液晶、L池不均−性の変化と照射レーザービーム強さ
の変動とに対しては補正が行われない。
本発明は、げ)いっそう短い波長における反射率又は透
過率の変化によシ、赤外線の吸収に応答する光弁と、(
ロ)この光弁に熱的背景を結像する結像手段と、(ハ)
前記熱的背景から前記光弁に落ちる放射線の輝度変調の
ために配置した変調手段と、に)前記光弁の応答領域を
照明するように配置した光源と、(ホ)この光源からの
光を、前記光弁の通過後に検出する検出手段と、(へ)
前記光弁によシ受は取られる前記背景からの放射線の変
調により生ずる、検出される光の強度の変化を指示する
出力信号を供給するように配置した電子処理装置とを包
含するサーマル・イメージヤにある。
過率の変化によシ、赤外線の吸収に応答する光弁と、(
ロ)この光弁に熱的背景を結像する結像手段と、(ハ)
前記熱的背景から前記光弁に落ちる放射線の輝度変調の
ために配置した変調手段と、に)前記光弁の応答領域を
照明するように配置した光源と、(ホ)この光源からの
光を、前記光弁の通過後に検出する検出手段と、(へ)
前記光弁によシ受は取られる前記背景からの放射線の変
調により生ずる、検出される光の強度の変化を指示する
出力信号を供給するように配置した電子処理装置とを包
含するサーマル・イメージヤにある。
プレイド等の従来のイメージヤに比べて、本発明は、従
来の補償されない作用により影響を受ける絶対赤外線強
さを検出する代りに、赤外線強さの変化に対応する出力
を誘導することにより電池不均一性の変化と光源強さ変
動とを補償する利点がある。
来の補償されない作用により影響を受ける絶対赤外線強
さを検出する代りに、赤外線強さの変化に対応する出力
を誘導することにより電池不均一性の変化と光源強さ変
動とを補償する利点がある。
好適とする実施例では、本発明は、光弁応答領域の各副
領域から受け取る光に対応するピクセル(pixel
)強さを指示するようにそれぞれ配置した検出器の配列
の形のは・出手段を備えている。さらにこの実施例では
光臨は、光弁の全部の応答領域を同時に照明するように
配置しである。従って配列の各検出器は変調した各ピク
セル強さをつねに監視する。従って各検出器は、従来の
場合よりはるかに長い変調周期にわたって光を受けるこ
とができる。この実施例では読出しは並列である。
領域から受け取る光に対応するピクセル(pixel
)強さを指示するようにそれぞれ配置した検出器の配列
の形のは・出手段を備えている。さらにこの実施例では
光臨は、光弁の全部の応答領域を同時に照明するように
配置しである。従って配列の各検出器は変調した各ピク
セル強さをつねに監視する。従って各検出器は、従来の
場合よりはるかに長い変調周期にわたって光を受けるこ
とができる。この実施例では読出しは並列である。
並列読出しはサンプリング・ノイズの導入を避ける。高
周波雑音ハ、古・丸出し光のパルス幅が変調の半周期の
かなりの部分であれば阻止される。従来使われている振
動鏡は、光弁にわたって走査しなければならなくて、虻
って本発明の場合より個個のピクセルを読出ずのにかか
る時間がはるか(fこ少い。従って従来の装置i、’f
は本発明よシはるかに大きい雑音帯域幅を示す11作、
音帯域幅は走介時曲又は読出し時間の逆関数である。さ
らに本発明により振動鏡(vibration m1r
ror ) の要求を防ぐと、信頼性は高めしかも費用
、消費動力、かさ及び精苦工学的要求を減らす。
周波雑音ハ、古・丸出し光のパルス幅が変調の半周期の
かなりの部分であれば阻止される。従来使われている振
動鏡は、光弁にわたって走査しなければならなくて、虻
って本発明の場合より個個のピクセルを読出ずのにかか
る時間がはるか(fこ少い。従って従来の装置i、’f
は本発明よシはるかに大きい雑音帯域幅を示す11作、
音帯域幅は走介時曲又は読出し時間の逆関数である。さ
らに本発明により振動鏡(vibration m1r
ror ) の要求を防ぐと、信頼性は高めしかも費用
、消費動力、かさ及び精苦工学的要求を減らす。
本発明に使うライト・セル(light cell )
は、高い熱インピーダンスを介してライト・セルの応答
領域に結合した放熱手段を備えるのがよい。この結合度
はこの領域にわたってほぼ一定である。
は、高い熱インピーダンスを介してライト・セルの応答
領域に結合した放熱手段を備えるのがよい。この結合度
はこの領域にわたってほぼ一定である。
このようにして応答領域にわたって一様な熱的環境と共
に電池に対し連光な熱応答時間が生ずる。
に電池に対し連光な熱応答時間が生ずる。
本発明によるサーマル・イメージヤにおいては、像は、
直接には見られなくて、検出器の配列たとえば電荷結合
素子(CCD ) TVカメラ又はWビジコンの前端部
の検出器により収集される。像は、コントラスト伸張を
電子的に高めることができ、たとえば均等性補正を伴っ
て生ずることができる。
直接には見られなくて、検出器の配列たとえば電荷結合
素子(CCD ) TVカメラ又はWビジコンの前端部
の検出器により収集される。像は、コントラスト伸張を
電子的に高めることができ、たとえば均等性補正を伴っ
て生ずることができる。
前記したように熱的背景からの放射線を変調するのに変
調手段としてチョッパを使う。比較的短い波長の光が光
弁を横切シ検出器の配列により検出される。ビームの内
外でチョッパで取った逐次のフレームは、このチョッパ
によシ生ずる強度の変化を指示する処理回路により電子
的に記憶され減算される。若干の処理電子装置は、大き
い市場商業TV用に必要な電子装置に基づき、フレーム
記憶装置を含む。チョッパは、装置に周波数応答を加え
る効果を持つ。チョッパは、チョッパ周波数の半分まで
の全部の一時的周波数に応答する3、引続く減算によシ
低周波雑音を阻止するようになる。
調手段としてチョッパを使う。比較的短い波長の光が光
弁を横切シ検出器の配列により検出される。ビームの内
外でチョッパで取った逐次のフレームは、このチョッパ
によシ生ずる強度の変化を指示する処理回路により電子
的に記憶され減算される。若干の処理電子装置は、大き
い市場商業TV用に必要な電子装置に基づき、フレーム
記憶装置を含む。チョッパは、装置に周波数応答を加え
る効果を持つ。チョッパは、チョッパ周波数の半分まで
の全部の一時的周波数に応答する3、引続く減算によシ
低周波雑音を阻止するようになる。
フレーム信号均一性補正に7・」シ有効なフレームが得
られる。均一性の変化が明視野及び暗視野の両方のフレ
ームではつきりしている場合に、均一性のどのような一
時的変化もこのようにして補償される。さらに光弁の全
面積が照射され、すなわち全部の点が同時に照明される
から、光レベルのどの変動も全部の点で同じである。す
なわちこのような変動は付加的なバ″ターン雑音を生じ
ない。
られる。均一性の変化が明視野及び暗視野の両方のフレ
ームではつきりしている場合に、均一性のどのような一
時的変化もこのようにして補償される。さらに光弁の全
面積が照射され、すなわち全部の点が同時に照明される
から、光レベルのどの変動も全部の点で同じである。す
なわちこのような変動は付加的なバ″ターン雑音を生じ
ない。
光弁は感熱性の旋光(IJE #:晶1程池及び検光子
の組合わせから成っている1、この場合検光子は消光部
に適当に近接して配め”−j−るのが有利である。次で
読出される光の強度は、検出器配列を飽和しないで増す
ことができ、又本装置の利得も増すことができる。検光
子は、配列を飽和しないように消光部に十分近接するが
不均一性によって本装置に非直線性を導入するほどには
近接してない位置にする。手動で又はサーボ機構によシ
制御できる検光子角度の調節は、配列の平均温度の変動
に対応するのにすなわち背景減算の形で対応するのに使
うことができる。
の組合わせから成っている1、この場合検光子は消光部
に適当に近接して配め”−j−るのが有利である。次で
読出される光の強度は、検出器配列を飽和しないで増す
ことができ、又本装置の利得も増すことができる。検光
子は、配列を飽和しないように消光部に十分近接するが
不均一性によって本装置に非直線性を導入するほどには
近接してない位置にする。手動で又はサーボ機構によシ
制御できる検光子角度の調節は、配列の平均温度の変動
に対応するのにすなわち背景減算の形で対応するのに使
うことができる。
本発明の範囲内にある他の形式の光弁には、感温選択反
射又は感温二重屈折によるものがある。
射又は感温二重屈折によるものがある。
この光弁は、赤外線感応部品たとえば、強訪電性、パイ
ロ′電気性又は光電性の材料から成る部品と、光変調部
品すなわちネマティック(nematic )液晶又は
光電光学固体を含む部品とから成るオプト−エレクトロ
オプティック・ハイブリッド(opto−electr
ooptic hybrid )である。
ロ′電気性又は光電性の材料から成る部品と、光変調部
品すなわちネマティック(nematic )液晶又は
光電光学固体を含む部品とから成るオプト−エレクトロ
オプティック・ハイブリッド(opto−electr
ooptic hybrid )である。
性能は光学的信号処理によシ著しく向上することができ
る。このような処理光学装置は、光弁及び検出器配列の
間の空間内に挿入することができる。レンズとこのレン
ズのフーリエ変換面における光学軸を中心とする絞シと
により空間的高域フィルタを構成する。絞りは、零の空
間周波数を持つペデスタルの全部ではないが大部分を除
くように配置しである。一層、H’jい空間周波数を持
つ像の質は、この絞りがその紅部に次第V(変化する光
学的密度を持っていれば〔アボダイゼイション(apo
dization) 〕、はとんどゆがみがない。この
密度こう配が位置によりfる状態を制御すると、空間周
波数順におけるこのイメージヤの応答を同調させ低い空
間周波数の抑制ができる。良好な密度こう配を持つフィ
ルタは低い空間周波数で透過を〜(らし最適なシステム
変調公述関数(iVI T F )が得られる。低い空
間周波数の不均一性及びクラッタを減らすことにより、
重要な商い空間周波数におけるSN比を高めることかで
きる。その理由は雑音は通常空間周波数の関数ではない
からである。このようなろ波作用では、ペデスタルが減
るに伴い検光子角度は、飽和レベルに達しないで消光部
からさらに増す。この場合応答性が一層高くなり直線性
が一層よくなる。
る。このような処理光学装置は、光弁及び検出器配列の
間の空間内に挿入することができる。レンズとこのレン
ズのフーリエ変換面における光学軸を中心とする絞シと
により空間的高域フィルタを構成する。絞りは、零の空
間周波数を持つペデスタルの全部ではないが大部分を除
くように配置しである。一層、H’jい空間周波数を持
つ像の質は、この絞りがその紅部に次第V(変化する光
学的密度を持っていれば〔アボダイゼイション(apo
dization) 〕、はとんどゆがみがない。この
密度こう配が位置によりfる状態を制御すると、空間周
波数順におけるこのイメージヤの応答を同調させ低い空
間周波数の抑制ができる。良好な密度こう配を持つフィ
ルタは低い空間周波数で透過を〜(らし最適なシステム
変調公述関数(iVI T F )が得られる。低い空
間周波数の不均一性及びクラッタを減らすことにより、
重要な商い空間周波数におけるSN比を高めることかで
きる。その理由は雑音は通常空間周波数の関数ではない
からである。このようなろ波作用では、ペデスタルが減
るに伴い検光子角度は、飽和レベルに達しないで消光部
からさらに増す。この場合応答性が一層高くなり直線性
が一層よくなる。
本発明サーマル・イメージヤは単一の光電の使用だけに
は限定されない。各光臨に対しフーリエ変換面に絞りを
設け、これ等の光源をそのフーリエ変換像が゛あ1り重
なり合わないように互に十分離れた間隔を隔てると、サ
ーマル・イメージヤの全体にわたシ光力を強めるのに抜
数の光源を使うことができる。
は限定されない。各光臨に対しフーリエ変換面に絞りを
設け、これ等の光源をそのフーリエ変換像が゛あ1り重
なり合わないように互に十分離れた間隔を隔てると、サ
ーマル・イメージヤの全体にわたシ光力を強めるのに抜
数の光源を使うことができる。
又フーリエ変換面に絞シを挿入し光学軸から遠い距離に
おける散乱光を除き低域空間フィルタを形成することか
できる。
おける散乱光を除き低域空間フィルタを形成することか
できる。
たたみこみ又は相関のような一層ンフイステイケーテツ
ド(5opbisticated )光学的信号処理関
数も得られる。
ド(5opbisticated )光学的信号処理関
数も得られる。
以下本発明サーマル・イメージヤの実施例を添付図面に
ついて詳細に説明する。
ついて詳細に説明する。
第1図に示した本発明サーマル・イメージヤ中心部には
赤外線感知光弁(1)を設けてφる。赤外線感応光弁(
1)の全面積が光源(3)により照明され、離れた熱的
背景からの放射線は光学ステージ(5)により収集され
て赤外線感応光弁(1)の表面に差向けられる。光学ス
テージ(5)は、背景の集束像を赤外線感応光弁に形成
するように配置した集束光学装置を1J1(]え、又チ
ョッパも備えている。このチョッパは、赤外線感応光弁
(1)に集束する放射線を周期的に遮断する作用をする
。赤外線感応光弁(1)は、非表面の解像可能な各点に
入射する赤外線の強さに依存するように光を変調する作
用をする。解像可能な各点に対応する変調光は互に平行
に中断され読出しインターフェース(7)の表面にすな
わち感光検世器の配列に像を形成する。これ等の各検出
器の信号出力は電子処理装置i’J (li )の一部
のフレーム記憶装置に中継する。電子処理装置(11)
によシ逐次のフレームに対し信号すなわち、開いた明視
野位置におけるチョッパに対応する信号と、閉じた暗視
野位置におけるチョッパに対応する信号とが記憶され、
そして減算されて出力信号0/Pを生ずる。出力信号0
7Pは次で像の再構成のためにビデオ表示器に使う。チ
ョッパ及び読出しインターフェース(7)の動作に同期
させる1)光源(3)は連続照明を行う。或は光はパル
ス状にしてもよい。この場合各パルスは、チョッパと同
期させ弁(1)をチョッパの開位置及び閉位11”ラー
に対応する各半サイクルの終シの近くで照明ずゐように
する。選択による追加として光学処理装置(13)を変
調光の径路に赤外線感応光弁(11と読出しインターフ
ェース(7)との間に挿入してもよい。
赤外線感知光弁(1)を設けてφる。赤外線感応光弁(
1)の全面積が光源(3)により照明され、離れた熱的
背景からの放射線は光学ステージ(5)により収集され
て赤外線感応光弁(1)の表面に差向けられる。光学ス
テージ(5)は、背景の集束像を赤外線感応光弁に形成
するように配置した集束光学装置を1J1(]え、又チ
ョッパも備えている。このチョッパは、赤外線感応光弁
(1)に集束する放射線を周期的に遮断する作用をする
。赤外線感応光弁(1)は、非表面の解像可能な各点に
入射する赤外線の強さに依存するように光を変調する作
用をする。解像可能な各点に対応する変調光は互に平行
に中断され読出しインターフェース(7)の表面にすな
わち感光検世器の配列に像を形成する。これ等の各検出
器の信号出力は電子処理装置i’J (li )の一部
のフレーム記憶装置に中継する。電子処理装置(11)
によシ逐次のフレームに対し信号すなわち、開いた明視
野位置におけるチョッパに対応する信号と、閉じた暗視
野位置におけるチョッパに対応する信号とが記憶され、
そして減算されて出力信号0/Pを生ずる。出力信号0
7Pは次で像の再構成のためにビデオ表示器に使う。チ
ョッパ及び読出しインターフェース(7)の動作に同期
させる1)光源(3)は連続照明を行う。或は光はパル
ス状にしてもよい。この場合各パルスは、チョッパと同
期させ弁(1)をチョッパの開位置及び閉位11”ラー
に対応する各半サイクルの終シの近くで照明ずゐように
する。選択による追加として光学処理装置(13)を変
調光の径路に赤外線感応光弁(11と読出しインターフ
ェース(7)との間に挿入してもよい。
本発明サーマル・イメージヤの簡単な構成を第2図に示
しである。光学ステージ(5)は、F/2ゲルマニウム
対物レンズ(21)と共に所要により対物レンズ(21
)の先行位置の望遠@(図示してない)とを備えこれに
次で収れんビームの径路にチョッパ(23)を設けであ
る。光源(3)は、ひ化ガリウム発光ダイオード(25
)と、小面積の偏光子(27)とを備えている。これ等
は、対物レンズ(21)のすぐ後方に位置し対物レンズ
(21)の光学軸(29)に心合わせしである。光弁(
1)ハ赤外線感応旋光性の液晶電池(31)及び検光子
(33)から成っている。検光子(33)は回転可能で
、その偏光軸は消光部に連光に近い位置の方に向けられ
る。検光子(33)に次でM出しインターフェース(7
)すなわち赤外線又は可視線の電荷結合素子検出器の前
端の検出器配列を設けである。検光子(33)及びイン
ターフェース(7)は電池(31)に近接して配置され
、検光子(33)を通る変調光を読出しインターフェー
ス(7)の検光器配列の表面にほぼ集束するようにしで
ある。
しである。光学ステージ(5)は、F/2ゲルマニウム
対物レンズ(21)と共に所要により対物レンズ(21
)の先行位置の望遠@(図示してない)とを備えこれに
次で収れんビームの径路にチョッパ(23)を設けであ
る。光源(3)は、ひ化ガリウム発光ダイオード(25
)と、小面積の偏光子(27)とを備えている。これ等
は、対物レンズ(21)のすぐ後方に位置し対物レンズ
(21)の光学軸(29)に心合わせしである。光弁(
1)ハ赤外線感応旋光性の液晶電池(31)及び検光子
(33)から成っている。検光子(33)は回転可能で
、その偏光軸は消光部に連光に近い位置の方に向けられ
る。検光子(33)に次でM出しインターフェース(7
)すなわち赤外線又は可視線の電荷結合素子検出器の前
端の検出器配列を設けである。検光子(33)及びイン
ターフェース(7)は電池(31)に近接して配置され
、検光子(33)を通る変調光を読出しインターフェー
ス(7)の検光器配列の表面にほぼ集束するようにしで
ある。
この例で使った液晶市、池(31)は前記したプレイF
等の公知の構造の1つに頒似のものでりる。
等の公知の構造の1つに頒似のものでりる。
液晶電池(31)は、坂伏のスペーサ(39)の各個に
設けた直径25調厚さ8μIn の2枚のコロジオン薄
膜(35)、(37)から成っている。スベー→ノー(
39)はたとえばマイラー(Mylcr ) (商品名
)から成り厚さが約12μmである。液晶電池(31)
はコレステリン物質(41) /ことえはネマティック
結晶〔メルク(Merck ) Iぐ18〕及びカイラ
ール(chiral)分子(メルク社製)の混合物を充
てんしである1、整合は小量の添加剤たとえばメルク・
クリブ1−フィックス(Kr1ptofix ) (商
品名)の添)J[1により補助する。報告にあるように
コレステリン−/7j方性の転移温度は28℃であり、
この温度では液晶電池(31)は温度変化1゛0当たり
約30°の回転力を示す。
設けた直径25調厚さ8μIn の2枚のコロジオン薄
膜(35)、(37)から成っている。スベー→ノー(
39)はたとえばマイラー(Mylcr ) (商品名
)から成り厚さが約12μmである。液晶電池(31)
はコレステリン物質(41) /ことえはネマティック
結晶〔メルク(Merck ) Iぐ18〕及びカイラ
ール(chiral)分子(メルク社製)の混合物を充
てんしである1、整合は小量の添加剤たとえばメルク・
クリブ1−フィックス(Kr1ptofix ) (商
品名)の添)J[1により補助する。報告にあるように
コレステリン−/7j方性の転移温度は28℃であり、
この温度では液晶電池(31)は温度変化1゛0当たり
約30°の回転力を示す。
液晶′電池(31)はオーフンにより一定の7□111
冒隻環境に保つ。
冒隻環境に保つ。
液晶電池(31)の解像可能な各領域は相互に隔離する
。各コロジオン薄膜(35)、(37)間の格子スペー
サ(45)は網目形成のために使う。これは熱拡散に対
する障壁として作用するだけでなく、液晶電池(31)
の機械的強さを高める。
。各コロジオン薄膜(35)、(37)間の格子スペー
サ(45)は網目形成のために使う。これは熱拡散に対
する障壁として作用するだけでなく、液晶電池(31)
の機械的強さを高める。
応答性の最適化と共に雑音の減少のために、液晶電池(
31)は強く熱的に隔離する必要がある。
31)は強く熱的に隔離する必要がある。
しかし液晶電池(31)の全面にわたシ温度の良好な均
一性を得るにはわずかな放熱が有利でめることか分る。
一性を得るにはわずかな放熱が有利でめることか分る。
これは、高い熱伝導率を持ち光学的に等方性のBaF2
のシート(47)を使う網目なし電池によって得られる
。周囲圧力のガス層(49)をシー ト(47)と後壁
のコロジオン薄膜< 37 )との間に挾む。ガス層(
49)は厚さを10ないし200μmにして遮断周期(
4Q m sec、25 Hz ) に相当する熱的時
定数が得られるようにする。或は任意の他の低熱コンダ
クタンス層(59)(真空による)を使ってもよい。
のシート(47)を使う網目なし電池によって得られる
。周囲圧力のガス層(49)をシー ト(47)と後壁
のコロジオン薄膜< 37 )との間に挾む。ガス層(
49)は厚さを10ないし200μmにして遮断周期(
4Q m sec、25 Hz ) に相当する熱的時
定数が得られるようにする。或は任意の他の低熱コンダ
クタンス層(59)(真空による)を使ってもよい。
第3図に示した変型では光源は軸からはずして取付け、
光を付加的レンズ(51)及び傾斜し/こ二色性ミラー
(53)により液晶電池(31)に差向ける。二色性ミ
ラー(53)は対物レンズ(21)から差向ける赤外線
をj−μす。この栴造では変調光は、別ルンス(55)
に」:り読出しインターフェース(7)の表面に集束す
る。アボダイズド絞りフィルタ(5γ)はレンズ(b!
J)のフーリエ変換面に挿入しである。
光を付加的レンズ(51)及び傾斜し/こ二色性ミラー
(53)により液晶電池(31)に差向ける。二色性ミ
ラー(53)は対物レンズ(21)から差向ける赤外線
をj−μす。この栴造では変調光は、別ルンス(55)
に」:り読出しインターフェース(7)の表面に集束す
る。アボダイズド絞りフィルタ(5γ)はレンズ(b!
J)のフーリエ変換面に挿入しである。
網目なし電池の変調伝達関数(研りは、第4図に示すよ
うに高い方の空間l・−1波数で収束する。極めて平ら
な領域MTFは、フィルタを適当なこう配つきの光学密
度を持つようにすることによって14子られる。アボダ
イズド、咬りフィルタ(b’l )は液晶電池(31)
に点像を生成しそのフーリエ変換を写真記録することに
より形成する。このようにしてイ4IられるMTFil
−1,第5図に示しである。光学軸(29)からの距離
の関数とじてのフィルタ透過は第6図に示しである。こ
のフィルタ透過はtill (29)よ及びその近くで
小さい1直(6o)を持つ。軸(29)から離れるに伴
い通過は位置(62)で零になシ次で曲線(64〕によ
シ示すように限度(o6)まで増す。
うに高い方の空間l・−1波数で収束する。極めて平ら
な領域MTFは、フィルタを適当なこう配つきの光学密
度を持つようにすることによって14子られる。アボダ
イズド、咬りフィルタ(b’l )は液晶電池(31)
に点像を生成しそのフーリエ変換を写真記録することに
より形成する。このようにしてイ4IられるMTFil
−1,第5図に示しである。光学軸(29)からの距離
の関数とじてのフィルタ透過は第6図に示しである。こ
のフィルタ透過はtill (29)よ及びその近くで
小さい1直(6o)を持つ。軸(29)から離れるに伴
い通過は位置(62)で零になシ次で曲線(64〕によ
シ示すように限度(o6)まで増す。
軸付近の小さい値(6o)にょシ零空間周波数又は光の
ペデスタル成分の小部分を確実に透過する。
ペデスタル成分の小部分を確実に透過する。
この場合ペデスタル除去を完了するのに比べて光学信号
値及び応答直線性が向上する。
値及び応答直線性が向上する。
アボダイズド絞りフィルタ(57)の写真による生成は
光源の配列を持つ装置に十分適している。
光源の配列を持つ装置に十分適している。
又第3図に示すように互に間隔を隔てた光源素子(25
’)に対し、対応する数のフィルタ絞シ領域(、59)
、 (59’)を設けである。
’)に対し、対応する数のフィルタ絞シ領域(、59)
、 (59’)を設けである。
以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで植種の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。
明はなおその精神を逸脱しないで植種の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。
第1図は本発明サーマル・イメージヤの1実施例の各部
品のブロック図、第2図及び第3図はそれぞれ本発明サ
ーマル・イメージヤの簡単な構成及び一層複雑な構成の
各実施例の線図的平面図である。第4図及び第5図はサ
ーマル・イメージヤの変調伝達関数対空間周波数の関係
をそれぞれ密度こう配付きフィルタを使わない場合及び
使った場合について示す曲線図、第6図は光学軸からの
距離の関数としての%li、、度こう配イマ]きフィル
タの透過度を示す線図である3゜ 1・・・光弁、3・・・光1jlj % 7・・インタ
ーフェース、11・・・電子処理装置、21・・・対物
レンズ、23・・チョッパ、41・・・コレステリン物
1ノ(応答領域)、ノ仁′411QI+フン\し6(ン
【f!νill至 Fig、3゜
品のブロック図、第2図及び第3図はそれぞれ本発明サ
ーマル・イメージヤの簡単な構成及び一層複雑な構成の
各実施例の線図的平面図である。第4図及び第5図はサ
ーマル・イメージヤの変調伝達関数対空間周波数の関係
をそれぞれ密度こう配付きフィルタを使わない場合及び
使った場合について示す曲線図、第6図は光学軸からの
距離の関数としての%li、、度こう配イマ]きフィル
タの透過度を示す線図である3゜ 1・・・光弁、3・・・光1jlj % 7・・インタ
ーフェース、11・・・電子処理装置、21・・・対物
レンズ、23・・チョッパ、41・・・コレステリン物
1ノ(応答領域)、ノ仁′411QI+フン\し6(ン
【f!νill至 Fig、3゜
Claims (9)
- (1)ピ)いっそう短い波長における反射率又は透過率
の変化によシ、赤外線の吸収に応答する光弁(1)と、
(ロ)この光弁に熱的背景を結像する結像手段(21)
と、(ハ)前記光弁の応答領域(41)を照明するよう
に配置した光源(3)と、に)この光源からの光を、前
記光弁の通過後に検出する検出手段(7)とを備えたサ
ーマル・イメージヤにおいて、前記光弁(1)に落ちる
熱的背景からの放射線を輝度変調のために配置した変調
手段(23)と、前記光弁によシ受は取られる前記熱的
背景からの放射線の変調により生ずる、検出される光の
強度の変化を指示する出カイ=号を供給するように配置
した電子処理装置(1)とを設けたことを特徴とするサ
ーマル・イメージヤ。 - (2)並列読出しがでさるように配置され、前記検出手
段(7)に、それぞれ光弁副領域を監視するよ前記光弁
の全部の赤外線応答領域(41)を同時に照明するよう
に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
記載のサーマル・イメージヤ。 - (3) 前記光弁の応答領域(41)に、高い熱インピ
ーダンス(49)を介して均等に結合したヒートシンク
(47)を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第(
2)項記載のサーマル・イメージヤ。 - (4) ヒートシンク(47)が、たとえばBaF2か
ら成る高い熱伝導率のシートであシ、高い熱インピーダ
ンスが、前記ヒートシンク(47)と前記光弁(1)の
応答領域(41)との間に挾まれた排気した又はガスを
充てんした空間(49)であることを特徴とする特許請
求の範囲第(3)項記載のサーマル・イメージヤ。 - (5) 前記光弁(1)を、赤外線感応旋光性の液晶電
池(31)と偏光検光子(33)とにより構成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第(4)項記載のサーマル
・イメージヤ。 - (6) 前記偏光検光子を、回転可能にしたことをイメ
ージヤ。 - (7)前記偏光検光子の回転を、液晶電池温度の変化に
追従するようにサーボ機構によシ制御することを特徴と
する特許請求の範囲第(6)項記載のサーマル−イメー
ジヤ。 - (8)前記変調手段が、チョッパ(23)であることを
特徴とする特許請求の範囲第(1)項ないし第(7)項
のいずれかに記載のサーマル・イメージヤ。 - (9)前記液晶電池(31)と、前記検出器配列(7)
との間で光径路に配置した1個又は複数個の光学式信号
処理部品(55,5γ)を備えたことを特徴とする特許
請求の範囲第(2)項ないし第(8)項のいずれかに記
載のサーマル・イメージヤ。 00 前記光学式信号処理部品に、フーリエ変換面に絞
シフィルタ(57)を持つレンズ(55)を設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第(9)項記載のサーマル
・イメージヤ。 0追 前記絞シフィルタ(57)が、零空間周波数成分
の一部を送波するように配置した中央領域を設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第(10)項記載のサーマ
ル・イメージヤ6 (ハ)前記絞シフィルタ(57)の光学的密度をだんだ
んに変化させるようにすることを特徴とする特許請求の
範囲第0])項記載のサーマル・イメージヤ。 α罎 前記光源を、光源素子(25,25’)の配列に
より構成し、前記絞りフィルタ(57)に、対応する絞
シ領域(59、59’)の配列を設けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第1、IU 、+)↓、第(11)項
又は第(12項のいずれかに記載のサーマル・イメージ
ヤ。 αゆ 前記熱的背景からの赤外線と、前記光臨(3)か
らの光とが、二色性素子(53)への互いに異なる径路
を通シ、次で前j!L光弁(1)への同じ径路を通るよ
うに配置したことを1f4.徴とする特許請求の範囲囲
第(1)項ないし第(11項のいずれかに記載のサーマ
ル・イメージヤ。 αυ 前記光源(3)からの光を反射し、目:J ge
熱的11N景からの赤外線を前記光弁(I+に送るよう
に配置した二色性ミラー(53)を(Iiiiえたこと
をq!J徴とする特許請求の範囲第0+)g−J記載の
サーマル・イメージヤ。 0Q 前記光源(3)を、前記変調手段(23)の動作
に同期したパルス状の光を供給することにより、変調半
サイクルの終シの近くに照明が行なわれるように配置し
たことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項ないし第
αυ項のいずれかに記載のサーマル・イメージヤ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8327552 | 1983-10-14 | ||
| GB08327552A GB2150387A (en) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | Thermal imager |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6098322A true JPS6098322A (ja) | 1985-06-01 |
Family
ID=10550199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59212795A Pending JPS6098322A (ja) | 1983-10-14 | 1984-10-12 | サーマル・イメージヤ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4594507A (ja) |
| EP (1) | EP0138398B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6098322A (ja) |
| CA (1) | CA1235009A (ja) |
| DE (1) | DE3481152D1 (ja) |
| GB (1) | GB2150387A (ja) |
| IL (1) | IL73150A (ja) |
Families Citing this family (53)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CH669699A5 (ja) * | 1986-02-20 | 1989-03-31 | Gx Holding Ag | |
| US4786155A (en) * | 1986-12-16 | 1988-11-22 | Fantone Stephen D | Operating microscope providing an image of an obscured object |
| US4786154A (en) * | 1986-12-16 | 1988-11-22 | Fantone Stephen D | Enhanced-image operating microscope |
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| US4810978A (en) * | 1987-06-29 | 1989-03-07 | Hughes Aircraft Company | Optical data link |
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| FR2629298A1 (fr) * | 1988-03-25 | 1989-09-29 | Cornuejols Georges | Dispositif de prise d'images comportant un moyen d'addition de lumiere |
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| US4994672A (en) * | 1989-09-20 | 1991-02-19 | Pennsylvania Research Corp. | Pyro-optic detector and imager |
| US5111343A (en) * | 1990-05-29 | 1992-05-05 | Eastman Kodak Company | Gradient filter |
| FR2667471B1 (fr) * | 1990-09-28 | 1992-10-30 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif pour prise de vues. |
| JP2677127B2 (ja) * | 1992-09-17 | 1997-11-17 | 松下電器産業株式会社 | 熱画像検出装置 |
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| US5478242A (en) * | 1994-04-29 | 1995-12-26 | Texas Instruments Incorporated | Thermal isolation of hybrid thermal detectors through an anisotropic etch |
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-
1984
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