(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光を集光し結像するための赤外光学系（１）と、結像された赤外光を光電変換する赤外光検出器（２）と、前記赤外光検出器を駆動するとともにその出力を処理して赤外画像信号を出力する駆動処理器（３）と、前記赤外光学系の視軸方向の角度を検出する角度検出器（４）と、前記駆動処理器からの画像信号と前記角度検出器からの視軸方向の角度とから目標を検出して目標画像信号と目標角度を出力する目標検出器（５）と、爆撃目標を指定するための目標指定信号を出力する目標指示器（６）と、前記目標検出器（５）からの目標角度と自機の速度、姿勢角等を用いて航空機から投下される誘導爆弾（８）の弾道計算を行う弾道計算機（７）と、前記目標指示器からの目標指定信号と前記目標検出器からの目標画像信号を当該誘導弾（８）に出力し、上記誘導爆弾（８）に搭載される赤外線誘導装置が自ら捜索・検出した目標と照合して、当該赤外線誘導装置が攻撃目標を選択することができるようにする画像処理器（１６）とを備え、航空機に搭載された赤外線撮像装置。
【請求項２】
赤外光を集光し結像するための赤外光学系（１）と、結像された赤外光を光電変換する赤外光検出器（２）と、前記赤外光検出器を駆動するとともにその出力を処理して赤外画像信号を出力する駆動処理器（３）と、前記赤外光学系の視軸方向の角度を検出する角度検出器（４）と、前記駆動処理器からの画像信号と前記角度検出器からの視軸方向の角度とから目標を検出して目標画像信号と目標角度を出力する目標検出器（５）と、爆撃目標を指定するための目標指定信号を出力する目標指示器（６）と、前記目標検出器（５）からの目標角度と自機の速度、姿勢角等を用いて航空機から投下される誘導爆弾（８）の弾道計算を行う弾道計算機（７）と、前記目標指示器からの目標指定信号と前記目標検出器からの目標画像信号を当該誘導弾（８）に出力し、上記誘導爆弾（８）に搭載される赤外線誘導装置が自ら捜索・検出した目標と照合して、当該赤外線誘導装置が攻撃目標を選択することができるように、前記目標検出器（５）からの目標画像信号と前記目標指示器（６）からの目標指定信号と前記弾道計算機（７）からの弾道計算結果とを用いて目標指定信号と前記誘導爆弾（８）が目標捜索を開始する時点での角度と同じ角度から見た画像になるように縦横比を変換した目標画像信号とを前記誘導爆弾（８）に出力する画像処理器（１６）とを備え、航空機に搭載された赤外線撮像装置。
【請求項３】
赤外光を集光し結像するための赤外光学系（１）と、結像された赤外光を光電変換する赤外光検出器（２）と、前記赤外光検出器を駆動するとともにその出力を処理して赤外画像信号を出力する駆動処理器（３）と、前記赤外光学系の視軸方向の角度を検出する角度検出器（４）と、前記駆動処理器からの画像信号と前記角度検出器からの視軸方向の角度とから目標を検出して目標画像信号と目標角度を出力する目標検出器（５）と、爆撃目標を指定するための目標指定信号を出力する目標指示器（６）と、前記目標検出器（５）からの目標角度と自機の速度、姿勢角等を用いて航空機から投下される誘導爆弾（８）の弾道計算を行う弾道計算機（７）と、前記目標指示器からの目標指定信号と前記目標検出器からの目標画像信号を当該誘導弾（８）に出力し、上記誘導爆弾（８）に搭載される赤外線誘導装置が自ら捜索・検出した目標と照合して、当該赤外線誘導装置が攻撃目標を選択することができるように、前記目標検出器（５）からの目標画像信号と前記目標指示器（６）からの目標指定信号と前記弾道計算機（７）からの弾道計算結果とを用いて目標指定信号と前記誘導爆弾（８）が目標捜索を開始する時点での捜索方向と同じ方向でかつ捜索覆域と同じ画角となるような画像を切り出した目標画像信号とを前記誘導弾（８）に出力する画像処理器（１６）とを備え、航空機に搭載された赤外線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は赤外線撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の赤外線撮像装置の構成を示す第１の例であり、１は入射光を集光し結像するための赤外線光学系、２は結像された赤外光を光電変換する赤外光検出器、３は赤外光検出器２を駆動するとともにその出力を処理して赤外画像信号を出力する駆動処理器である。
【０００３】
次に動作について説明する。上記のように構成された赤外線撮像装置を例えば航空機に搭載して、夜間等における航法支援を目的として使用する場合、外界から放射される赤外光を画像信号に変換することにより、夜間においても外界の景色を画像信号として出力していた。
【０００４】
図１０は従来の赤外線撮像装置の構成を示す第２の例であり、１〜３は上記従来の装置と同一、４は赤外光学系２の視軸方向の角度を検出する角度検出器、５は駆動処理器３からの画像信号と角度検出器４からの角度信号を用いて目標を検出するとともに目標角度信号を出力する目標検出器、６は爆弾目標を指定する目標指定信号を出力する目標指示器、７は目標検出器５からの目標角度信号と目標指示器６からの目標指示信号と自機の飛行速度、姿勢角等を用いて爆弾の弾道計算を行う弾道計算機、８は航空機から投下され自らの赤外線誘導装置によって目標を検出・追尾する誘導爆弾である。
【０００５】
上記のように構成された赤外線撮像装置においては、弾道計算機７によって、目標検出器５からの目標角度信号と目標指示器からの目標指定信号と自機の速度、姿勢角等を用いて誘導爆弾８が投下されてから目標捜索を開始する時点での飛翔方向、姿勢角、捜索方向を求め、指定された目標を検出することが可能な範囲を飛翔するかどうかを算出してから、誘導爆弾８を投下していた。また、投下された誘導爆弾８は航空機からの目標諸元等のデータを使用することなく、自らの赤外線誘導装置によって目標を捜索・検出・追尾していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の赤外線撮像装置では、航空機に搭載し航法用装置として使用する場合、誘導爆弾は投下されてから航空機からの目標諸元等のデータを使用することなく、自らの赤外線誘導装置によって目標を捜索・検出・追尾していたため、例えば、爆撃しようとする艦船が複数存在するような場合には、事前にいずれの目標を爆撃するかを選択することができなかった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、誘導爆弾が複数の目標のなかから爆撃する目標を選択できるように、目標画像と目標指定信号を誘導爆弾に出力する赤外線撮像装置を供給することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の赤外線撮像装置は、赤外光を集光し結像するための赤外光学系（１）と、結像された赤外光を光電変換する赤外光検出器（２）と、前記赤外光検出器を駆動するとともにその出力を処理して赤外画像信号を出力する駆動処理器（３）と、前記赤外光学系の視軸方向の角度を検出する角度検出器（４）と、前記駆動処理器からの画像信号と前記角度検出器からの視軸方向の角度とから目標を検出して目標画像信号と目標角度を出力する目標検出器（５）と、爆撃目標を指定するための目標指定信号を出力する目標指示器（６）と、前記目標検出器（５）からの目標角度と自機の速度、姿勢角等を用いて誘導爆弾（８）の弾道計算を行う弾道計算機（７）と、上記航空機から投下された誘導爆弾（８）に搭載される赤外線誘導装置が自ら捜索・検出した目標とを照合することで、当該赤外線誘導装置が攻撃目標を選択することができるように、前記目標指示器からの目標指定信号と前記目標検出器からの目標画像信号とを当該誘導弾（８）に出力する画像処理器（１６）とを備え、航空機に搭載されたものである。
【０００９】
この発明の赤外線撮像装置は、赤外光を集光し結像するための赤外光学系（１）と、結像された赤外光を光電変換する赤外光検出器（２）と、前記赤外光検出器を駆動するとともにその出力を処理して赤外画像信号を出力する駆動処理器（３）と、前記赤外光学系の視軸方向の角度を検出する角度検出器（４）と、前記駆動処理器からの画像信号と前記角度検出器からの視軸方向の角度とから目標を検出して目標画像信号と目標角度を出力する目標検出器（５）と、爆撃目標を指定するための目標指定信号を出力する目標指示器（６）と、前記目標検出器（５）からの目標角度と自機の速度、姿勢角等を用いて誘導爆弾（８）の弾道計算を行う弾道計算機（７）と、上記航空機から投下された誘導爆弾（８）に搭載される赤外線誘導装置が自ら捜索・検出した目標とを照合することで、当該赤外線誘導装置が攻撃目標を選択することができるように、前記目標検出器（５）からの目標画像信号と前記目標指示器（６）からの目標指定信号と前記弾道計算機（７）からの弾道計算結果とを用いて目標指定信号と前記誘導爆弾（８）が目標捜索を開始する時点での角度と同じ角度から見た画像になるように縦横比を変換した目標画像信号とを前記誘導爆弾（８）に出力する画像処理器（１６）とを備え、航空機に搭載されたものである。
【００１０】
この発明の赤外線撮像装置は、赤外光を集光し結像するための赤外光学系（１）と、結像された赤外光を光電変換する赤外光検出器（２）と、前記赤外光検出器を駆動するとともにその出力を処理して赤外画像信号を出力する駆動処理器（３）と、前記赤外光学系の視軸方向の角度を検出する角度検出器（４）と、前記駆動処理器からの画像信号と前記角度検出器からの視軸方向の角度とから目標を検出して目標画像信号と目標角度を出力する目標検出器（５）と、爆撃目標を指定するための目標指定信号を出力する目標指示器（６）と、前記目標検出器（５）からの目標角度と自機の速度、姿勢角等を用いて誘導爆弾（８）の弾道計算を行う弾道計算機（７）と、上記航空機から投下された誘導爆弾（８）に搭載される赤外線誘導装置が自ら捜索・検出した目標とを照合することで、当該赤外線誘導装置が攻撃目標を選択することができるように、前記目標検出器（５）からの目標画像信号と前記目標指示器（６）からの目標指定信号と前記弾道計算機（７）からの弾道計算結果とを用いて目標指定信号と前記誘導爆弾（８）が目標捜索を開始する時点での捜索方向と同じ方向でかつ捜索覆域と同じ画角となるような画像を切り出した目標画像信号とを前記誘導弾（８）に出力する画像処理器（１６）とを備え、航空機に搭載されたものである。
【００１１】
この発明の実施例において、水平線検出器は赤外光学系の視軸方向の角度と自機の高度とを用いて、画像上の水平線の位置を検出する。水平線輝度強調器は、駆動処理器からの赤外画像信号と水平線検出器からの赤外画像信号上の水平線位置とを用いて赤外画像信号を水平線より上の領域と下の領域とで一定の輝度差をもたせることで水平線を強調した赤外画像信号を出力する。
【００１２】
この発明の他の実施例において、水平線検出器は赤外光学系の視軸方向の角度と自機の高度とを用いて、画像上の水平線の位置を検出する。水平線輝度強調器は、第１赤外線撮像装置における水平線輝度強調器の代わりに、駆動処理器からの赤外画像信号と水平線検出器からの赤外画像信号を水平線の輝度を基準として輝度を変換することで水平線を強調した赤外画像信号を出力する。
【００１３】
この発明の別の実施例において、稜線検出器は、赤外光学系の視軸方向の角度と例えばレーダ装置等の測距装置からの測定距離と方向とから画像信号上の山の稜線を検出するとともに、距離変化率が所定の範囲になるような方向の測距を行うための指向指令信号を測距装置に出力する。稜線輝度強調器は、駆動処理器からの赤外画像信号と稜線検出器からの画像信号上での稜線位置とから山の稜線の輝度を強調した赤外画像信号を出力する。
【００１４】
この発明のその他の実施例において、稜線検出器は、赤外光学系の視軸方向の角度と例えばレーダ装置等の測距装置からの測定距離と方向とから画像信号上の山の稜線を検出するとともに、距離変化率が所定の範囲になるような方向の測距を行うための指向指令信号を測距装置に出力する。稜線輝度強調器は、駆動処理器からの赤外画像信号と稜線検出器からの画像信号上での稜線位置とから山の稜線の輝度を強調した赤外画像信号を出力する。遠近輝度強調器は稜線輝度強調器からの画像信号上の稜線位置と稜線輝度変換器からの画像信号とから山の稜線の内側の距離を測定するための指向指令信号を測距装置に出力するとともに測距装置からの距離データを用いて山との距離によって輝度を変換することで山との遠近を強調した赤外画像信号を出力する。
【００１５】
この発明の実施例１において、画像処理器は目標指定信号と目標画像信号とを誘導爆弾に出力する。
【００１６】
この発明の実施例２において、画像処理器は目標画像と目標指定信号と弾道計算結果とを用いて目標指定信号と誘導爆弾が目標捜索を開始する時点での角度と同じ角度から見た画像になるように縦横比を変換した目標画像とを誘導爆弾に出力する。
【００１７】
この発明の実施例３において、画像処理器は目標画像と目標指定信号と弾道計算結果とを用いて誘導爆弾が目標捜索を開始する時点での捜索方向と同じ方向でかつ捜索覆域と同じ画角となるような画像を切り出した目標画像信号とを誘導爆弾に出力する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施例を示す構成図であり、１〜４は従来の装置と同一、９は自機の高度を検出する高度検出器、１０は角度検出器４からの角度信号と高度検出器９からの高度信号とを用いて画像上の水平線の位置を求める水平線検出器、１１は駆動処理器３からの赤外画像信号と水平線検出器１０からの赤外画像信号上の水平線位置とを用いて赤外画像信号を水平線より上の領域と下の領域とで一定の輝度差をもたせることで水平線を強調した赤外画像信号を出力する水平線輝度強調器である。図２は光学系の視軸方向の角度θと高度ｈと、高度ｈの位置から水平線を見る角度αとの関係を示した図であり２１は地球、２２は赤外線撮像装置を示している。図３は、赤外画像信号を水平線に対して上の領域と下の領域とで一定の輝度差をもたせた場合の特徴を示した図であり、（ａ）は入力画像、（ｂ）は出力画像を示している。
【００１９】
例えば、水平線検出器１０は、角度検出器４からの赤外光学系１の視軸方向θと高度ｈから水平線を見張る角αとの間に図２に示す関係があることから画像信号上での水平線の位置を検出する。
【００２０】
水平線輝度強調器１１は、駆動処理器３からの赤外画像信号と水平線検出器１０からの画像信号上の水平線位置とを用いて、水平線より上の領域と下の領域とで一定の輝度差をもたせることで図３（ａ）のような赤外画像を図３（ｂ）のような水平線を強調した赤外画像として出力する。
【００２１】
上記図１では、水平線輝度強調器は赤外画像を水平線より上の領域と下の領域とで一定の輝度差をもたせることで水平線を強調していたが、水平線の輝度を基準として図４に示すような輝度変換を行うことで同様の効果を期待できる。
【００２２】
図５は、この発明の他の実施例を示す構成図であり、１〜４は従来の装置と同一、１２は外部からの指向指令信号によって指定された方向の距離を測定するとともに測定した距離と方向を出力する測距装置としてのレーダ装置、１３は角度検出器４からの角度とレーダ装置１２からの距離と方向とから画像信号上の山の稜線を検出するとともに距離変化率が所定の範囲になる方向の測距を行うような指向指令信号を出力する稜線検出器、１４は駆動処理器３からの赤外画像信号と稜線検出器１３からの赤外画像信号上の山の稜線の位置とから山の稜線の輝度を強調した赤外画像信号を出力する稜線輝度強調器である。図６は山の稜線を検出する方法の一例を示した図であり、（ａ）は山の稜線を検出するための測距方法、（ｂ）は山の斜面と山の外側との距離の違いを示している。
【００２３】
例えば稜線検出器１３は、図６（ａ）に示すように（１），（２），（３）と垂直方向に下から上へと測距していき、山の斜面と山の外側とでは図６（ｂ）に示すように距離が大きく変化することから山の稜線を検出し、測距方向を水平方向へ移動させて再度（４），（５），（６）と測距するような指向指令角をレーダ装置１２へ出力することで、順次山の稜線を検出しながら、距離変化率が所定の範囲になるような方向の測距をおこなうための指向指令をレーダ装置に出力していく。
【００２４】
稜線輝度強調器１４は、駆動処理器３からの赤外画像信号と稜線検出器１３からの赤外画像信号上の稜線位置とを用いて山の稜線の輝度を一定値だけ上げることで山の稜線を強調した画像を出力する。
【００２５】
図７はこの発明におけるその他の実施例の構成図を示したもので、１〜４は従来の装置と同一、１２，１３，１４は図３と同一、１５は稜線検出器１３からの画像信号上の稜線位置と１３前記稜線輝度輝度器からの画像信号とから山の稜線の内側の距離を測定するための指向指令信号を前記測距装置１２に出力するとともに前記測距装置１２からの距離データから山との距離の遠近差を輝度差に変換して山との距離の遠近を輝度差として表す赤外画像信号を出力する遠近輝度変換器である。
【００２６】
遠近輝度強調器１５は、まず、検出された山の稜線の内側の領域を測距するような指向指令信号をレーダ装置１２へ出力する。次にレーダ装置からの距離を用いて、例えば距離の近い山の輝度を高くすることで遠近を強調した赤外画像を出力する。また、遠近を輝度差として示す画像信号と稜線輝度強調器からの赤外画像を色の異なるカラー画像として出力しても同様の効果が期待できる。
【００２７】
図８はこの発明の第１の実施例の構成を示す図であり、１〜８は従来の装置と同一、１６は目標検出器５からの目標画像と目標指示器６からの爆撃目標位置とを誘導爆弾８に出力するための画像処理器である。
【００２８】
図８において、画像処理器１６は目標検出器５からの目標画像と目標指示器６からの目標位置を誘導爆弾８に出力するので、誘導爆弾８を自らの赤外線誘導装置によって捜索・検出した目標と照合するように構成することで、複数の目標から爆撃する目標を選択することが可能となる。
【００２９】
実施の形態２．
上記実施の形態１における画像処理器１６を、誘導爆弾８の赤外線誘導装置が目標捜索を開始する時点での角度と同じ角度から見た画像になるように縦横比を目標画像信号を、目標指定信号とともに誘導爆弾８に出力するようにしても同様の効果が期待できる。
【００３０】
実施の形態３．
また、上記実施の形態１における画像処理器１６を、誘導爆弾８の赤外線誘導装置が目標捜索を開始する時点での捜索方向と同じ方向でかつ捜索覆域と同じ画角となるような画像を切り出した目標画像信号を目標指定信号とともに誘導爆弾８に出力するようにしても同様の効果が期待できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明は、爆撃目標を示すデータと目標赤外画像とを誘導爆弾に出力するので、誘導爆弾を自ら捜索・検出した目標と照合するように構成することで、複数目標から爆撃すべき目標を選択できる。
【００３２】
また、この発明は、爆撃目標を示すデータと誘導爆弾が目標捜索を開始する時点での角度と同じ角度から見た画像になるように縦横変換した目標画像を誘導爆弾に出力するので、誘導爆弾を自ら捜索・検出した目標と照合するように構成することで、複数目標から爆撃すべき目標を選択できる。
【００３３】
また、この発明は、爆撃目標を示すデータと誘導爆弾が目標捜索を開始する時点での捜索方向と同じ方向でかつ捜索覆域と同じ画角となるような画像を切り出した目標画像を誘導爆弾に出力するので、誘導爆弾を自ら捜索・検出した目標と照合するように構成することで、複数目標から爆撃すべき目標を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施例を示す構成図である。
【図２】  視軸方向の角度と高度と水平線を見る角度との関係を示す図である。
【図３】  赤外画像信号を水平線に対して上の領域と下の領域とで一定の輝度差をもたせた場合の特徴を示す図である。
【図４】  この発明の他の実施例の水平線輝度強調器の動作を説明する図である。
【図５】  この発明の別の実施例を示す構成図である。
【図６】  山の稜線を検出する方法の一例を示す図である。
【図７】  この発明のその他の実施例を示す構成図である。
【図８】  この発明の実施例１を示す構成図である。
【図９】  従来の赤外線撮像装置の第１の例を示す構成図である。
【図１０】  従来の赤外線撮像装置の第２の例を示す構成図である。
【符号の説明】
１   赤外光学系、  ２  赤外光検出器、  ３  駆動処理器、  ４  角度検出器、  ５  目標検出器、  ６  目標指示器、  ７  弾道計算機、  ８  誘導爆弾、  ９  高度検出器、  １０  水平線検出器、  １１  水平線輝度強調器、  １２  レーダ装置、  １３  稜線検出器、  １４  稜線輝度強調器、  １５  遠近輝度強調器、  １６  画像処理器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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