JPS63106531A - 赤外放射計 - Google Patents
赤外放射計Info
- Publication number
- JPS63106531A JPS63106531A JP61252598A JP25259886A JPS63106531A JP S63106531 A JPS63106531 A JP S63106531A JP 61252598 A JP61252598 A JP 61252598A JP 25259886 A JP25259886 A JP 25259886A JP S63106531 A JPS63106531 A JP S63106531A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concave mirror
- hole
- detector
- mirror
- center
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- 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
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- 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)
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】
〔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。
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１周囲部度の変化によ
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、チョッ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Ｊ、１９６３．近代科学社、近代科学−１０９
）。
放射（迷光）が検出器に入射して１周囲部度の変化によ
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、チョッ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Ｊ、１９６３．近代科学社、近代科学−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
デユワ内にバッフルを設け、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。
デユワ内にバッフルを設け、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、チョッ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。
チョッパを用いず、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。
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ョッ
プすることは困難であるし、チョッパが光路を遮ってい
る間の分だけ信号光の検出時間が短くなるため、Ｓ／Ｎ
比が低下してしまう。
プすることは困難であるし、チョッパが光路を遮ってい
る間の分だけ信号光の検出時間が短くなるため、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、頻繁にチョッ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。
取得する場合は、頻繁にチョッ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。
コールドシールドだけでは、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、冷却されたバッフ
ル（第２図）が用いられている。しかし、常温の黒化絞
りはそれ自身が赤外線を放射し、それを検出器が検知す
るので好ましくなく。
、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、冷却されたバッフ
ル（第２図）が用いられている。しかし、常温の黒化絞
りはそれ自身が赤外線を放射し、それを検出器が検知す
るので好ましくなく。
バッ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［」的は、上記チョッパ、バッフル、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。
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。
〔問題点を解決するための手段、及び作用〕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
ラーアパーチャと呼ぶ）、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
の寒剤が入っており、コールドシールドまでが冷却され
る。ミラーアパーチャは、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身
の周辺の鏡像を見ることになる。
ユワの検出素子付近、中央に穴を開けた凹面鏡（以後ミ
ラーアパーチャと呼ぶ）、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
の寒剤が入っており、コールドシールドまでが冷却され
る。ミラーアパーチャは、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身
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
チャを置（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。これによって、設計上のＦＯ
Ｖ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（なる。
チャを置（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。これによって、設計上のＦＯ
Ｖ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（なる。
第３図は単素子のインジウムアンチモン検出器（３〜５
μｍ）と穴の開いていない金蒸着凹面鏡を用いて、ミラ
ーアパーチャの′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００まで立体角積分し。
μｍ）と穴の開いていない金蒸着凹面鏡を用いて、ミラ
ーアパーチャの′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００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
、迷光として入ってきていることを表している。ｆ＝７
０ｍｍ、画角１９．４゜（半角）の凹面鏡を用いたとき
の応答の実験値と。
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
、迷光として入ってきていることを表している。ｆ＝７
０ｍｍ、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ｊこ近いので、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（サファイア）の出す放射
が凹面鏡で反射して入ってくる分を計算し、これを実験
値から引くことによって補正値を得た。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。従って、ミラーアパーチャも同様な効果
を発揮するものと考えられる。
態ｊこ近いので、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（サファイア）の出す放射
が凹面鏡で反射して入ってくる分を計算し、これを実験
値から引くことによって補正値を得た。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。従って、ミラーアパーチャも同様な効果
を発揮するものと考えられる。
第４図にミラーアパーチャ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
分な配慮を払った検出器とミラーアパーチャの組み合わ
せにより、チョッ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。
学系を示す。迷光（周囲からの不用な放射）に対して十
分な配慮を払った検出器とミラーアパーチャの組み合わ
せにより、チョッ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、チョッ
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２画像の欠損を防
ぐことができる。
出器は高い安定性を持つことになる。そのため、チョッ
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２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っても。
黒化絞りやバッ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、バッフルの冷却に対する負担を
増やすこともない。
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、バッフルの冷却に対する負担を
増やすこともない。
４、図の簡単な説明
〔第１図 ミラーアパーチャ〕
デユワの検出素子付近、ミラーアパーチャ、及びリレー
レンズの断面図である。
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、 ミラーアパーチャ
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 バッ
フル〕 バッ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。
フル〕 バッ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、 バッフル
〔第３図 ９０°からθ０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、ミラーアパーチャの背景放射の抑制効
果を確認した結果である。
布の立体角積分〕 凹面鏡を用いて、ミラーアパーチャ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７Ｘｌ’−チャ
、及び光学系の横断面図である。
、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、 ミラーアパーチャ
５、 リレーレンズ
９、対物レンズ
第１図
第２図
ＦＯＶ
入射角（半角）θ／ｄｅｇｒｅｅ
１ｏ、デユワ外壁
Claims (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 true JPS63106531A (ja) | 1988-05-11 |
| JPH0467896B2 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) |
Cited By (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 |
| CN110554496A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-12-10 | 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
Cited By (4)
| 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 |
| CN110554496A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-12-10 | 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 |
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0467896B2 (ja) | 1992-10-29 |
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