(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力の増加を抑えつつ、温度補償のためのデータ量を低減し、装置の小型化及びコストダウン化を実現した撮像装置の提供。【解決手段】撮像装置１は、撮像対象物から放射される赤外線を結像するレンズ２及びレンズ２を収容する内筒３を有する光学系と、レンズ２が結像した赤外線を電気信号に変換する検出器４と、光学系を加熱するヒータ６と、光学系を収容する筐体１０と、光学系と筐体１０とを熱的に分離する熱分離部８と、光学系と筐体１０とが熱的に分離された状態で、ヒータ６を制御して光学系の温度を調整するコントローラ７と、を備える。【選択図】図１
2015014581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象物から放射される赤外線を結像するレンズ及び前記レンズを収容する内筒を有する光学系と、
前記レンズが結像した赤外線を電気信号に変換する検出器と、
前記光学系を加熱するヒータと、
前記光学系を収容する筐体と、
前記光学系と前記筐体とを熱的に分離する熱分離部と、
前記光学系と前記筐体とが熱的に分離された状態で、前記ヒータを制御して、前記光学系の温度を調整するコントローラと、
を備える、撮像装置。
【請求項２】
前記検出器によって変換された前記電気信号を輝度温度に変換する読み出し回路をさらに備える、
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記光学系の温度が所定の温度範囲内に収まるように前記ヒータを制御する、請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記熱分離部は、
前記光学系と前記筐体とを断熱する断熱部材と、
前記筐体からの輻射光を遮蔽する遮熱部材と、
を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記内筒は、
前記レンズを把持する把持部と、
前記レンズを透過した赤外線を前記検出器に導く導波部と、
を備え、
前記遮熱部材は前記導波部に設けられている、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記断熱部材は前記把持部と前記筐体との間に設けられている、請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記導波部は、前記検出器の近傍まで伸びるように形成されている、
請求項５又は６記載の撮像装置。
【請求項８】
前記ヒータは前記内筒を加熱する、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記コントローラは、前記光学系の熱平衡温度の最大値よりも大きい温度に設定された設定温度を前記光学系が保つように前記ヒータを制御する、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記検出器は非冷却マイクロボロメータである、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボロメータ検出器を備えた撮像装置がある。このような撮像装置は、撮像対象物の温度差を画像化する。この画像輝度は、予め取得された校正データを用いることにより輝度温度に変換される。しかし、画像輝度は、撮像対象物の他に、検出器自身及び検出器の視野に入る光学系の温度変化によっても変化する。このため、検出器自身及び検出器の視野に入る光学系の温度変化の影響を排除することによって、輝度温度の精度の向上が図られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、赤外線センサの温度補償装置を備えた撮像装置が記載されている。この撮像装置では、予め準備された補正テーブルを用いて、環境温度の変化等に起因して生じる画像輝度の変動を補正している。
【０００４】
また、光学系の温度変動による影響を補償する構造としては、下記特許文献２のものが知られている。このレンズ装置は、レンズ枠を像面側の方向に押圧するコイルバネと、断面が円形の棒状素材を輪にして形成したリング状部材を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８５４６５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７０１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の撮像装置では、環境温度が変化し得る範囲を複数の温度領域に分割し、温度領域ごとに補正テーブルを準備している。例えば、高度６００ｋｍの極軌道を周回する地球観測衛星（宇宙機）では、環境温度はおおよそ−５度〜４０度の範囲で変化する。このため、特許文献１に記載の撮像装置を宇宙機に搭載した場合、環境温度の変化の不確定要素を考慮すると、多大な量の補正テーブルが必要となり、開発工数が増大するおそれがある。
【０００７】
一方で、撮像装置の温度制御を行うことによって、環境温度が画像輝度に及ぼす影響を低減させることがある。しかしながら、撮像装置全体を温度制御するためには、消費電力が大きくなる。
【０００８】
さらに、特許文献２に記載のレンズ装置は、構造が複雑化して装置の大型化及びコストアップを招く傾向にある。
【０００９】
本発明は、消費電力の増加を抑えつつ、温度補償のためのデータ量を低減可能であり、装置の小型化及びコストダウン化が容易な構造を有する撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面に係る撮像装置は、撮像対象物から放射される赤外線を結像するレンズ及びレンズを収容する内筒を有する光学系と、レンズが結像した赤外線を電気信号に変換する検出器と、光学系を加熱するヒータと、光学系を収容する筐体と、光学系と筐体とを熱的に分離する熱分離部と、光学系と筐体とが熱的に分離された状態で、ヒータを制御して、光学系の温度を調整するコントローラと、を備える。
【００１１】
撮像対象物からの赤外線を変換した電気信号を輝度温度に変換するために、校正データが用いられる。そして、撮像装置の光学系の温度に応じて異なる校正データが用いられる。このため、精度の高い輝度温度を得るためには、光学系が取り得る温度範囲に応じて、複数の校正データが予め取得される必要がある。上記撮像装置によれば、光学系の温度を制御することにより、光学系の温度に対する環境温度の影響を低減することができ、光学系が取り得る温度範囲を制御することが可能となる。このため、輝度温度に変換する際に用いられる校正データのデータ量を低減することが可能となる。また、熱分離部によって光学系及び筐体とが熱的に分離される。このため、光学系の熱が筐体に伝わることが抑制されるので、ヒータによる光学系の温度制御の効率を向上することができる。これにより、消費電力を低減することが可能となる。さらに、レンズを含む光学系の温度変化を補償するための複雑な構造を有さないので、装置全体の小型化及びコストダウン化が容易となる。
【００１２】
本発明の別の側面に係る撮像装置では、検出器によって変換された電気信号を輝度温度に変換する読み出し回路をさらに備える、ことでもよい。読み出し回路を備える撮像装置で上記構成を採用することで、輝度温度の変換に必要な構成データのデータ量を削減することができる。よって、撮像装置の開発工数を容易に削減できる。
【００１３】
本発明の別の側面に係る撮像装置では、コントローラは、光学系の温度が所定の温度範囲内に収まるようにヒータを制御してもよい。この場合、光学系の取り得る温度範囲を制限することができるので、輝度温度に変換する際に用いられる校正データのデータ量を低減することが可能となる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面に係る撮像装置では、熱分離部は、光学系と筐体とを断熱する断熱部材と、筐体からの輻射光を遮蔽する遮熱部材と、を備えてもよい。この場合、光学系と筐体との伝導による熱導通を遮断するとともに、光学系と筐体との放射による熱導通（放射結合）を遮断することができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面に係る撮像装置では、内筒は、レンズを把持する把持部と、レンズを透過した赤外線を検出器に導く導波部と、を備えてもよく、遮熱部材は導波部に設けられてもよい。この場合、検出器に入力される赤外放射は、レンズ、内筒及び撮像対象物からの赤外放射に制限される。このため、光学系の温度制御を行う際に、光学系以外からの熱の影響を低減することが可能となる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面に係る撮像装置では、断熱部材は把持部と筐体との間に設けられてもよい。光学系が内筒の把持部において筐体に支持されている場合、把持部と筐体との間に断熱部材を設けることによって、光学系と筐体との伝導による熱導通を遮断することができる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面に係る撮像装置では、導波部は、検出器の近傍まで伸びるように形成されていてもよい。かかる構成を採れば、光学系以外からの熱の影響を低減することが可能となる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面に係る撮像装置では、ヒータは内筒を加熱してもよい。この場合、内筒を加熱することにより、光学系の温度が調整される。また、ヒータで内筒を含む光学系の温度制御を行う構成により、レンズに温度補償付きの複雑な構成の高価なものを用いる必要が無くなる。さらに、内筒の温度を制御することにより、内筒からの輻射熱を制御することもできる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面に係る撮像装置では、コントローラは、光学系の熱平衡温度の最大値よりも大きい温度に設定された設定温度を光学系が保つようにヒータを制御してもよい。光学系の温度を光学系の熱平衡温度よりも大きい設定温度にすることにより、光学系の熱制御をヒータのみで行うことが可能となる。このようにヒータのみの温度制御装置を用いることで、従来のような冷却と加熱の双方が必要な温度制御装置と比較して、装置を小型化することができる。
【００２０】
本発明のさらに別の側面に係る撮像装置では、検出器は非冷却マイクロボロメータであってもよい。この場合、非冷却マイクロボロメータを備えた撮像装置においても、消費電力の増加を抑えつつ、校正データのデータ量を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、消費電力の増加を抑えつつ、温度補償のためのデータ量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係る撮像装置の構成を概略的に示す端面図である。
【図２】レンズの温度変化とＭＴＦ（Modulation Transfer Function）との関係の一例を示す図である。
【図３】撮像装置１を搭載した人工衛星の軌道周回時における、図１のレンズ２の温度変化のシミュレーション結果を示す図である。
【図４】撮像装置１を搭載した人工衛星の軌道周回時における、撮像装置１の地球指向面の温度変化のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
図１は、一実施形態に係る撮像装置の構成を概略的に示す端面図である。図１に示されるように、撮像装置１は、測定対象物（撮像対象物）から放射された赤外線を検出し、検出した赤外線に応じて温度を画像化する赤外線カメラであって、レンズ２と、内筒３と、検出器４と、読み出し回路５と、ヒータ６と、コントローラ７と、熱分離部８と、筐体１０と、を備えている。撮像装置１は、例えば人工衛星等の宇宙機に搭載される。ここで、撮像装置１の光学系は、レンズ２及び内筒３を含む部分である。撮像装置１の本体部は、筐体１０、検出器４、読み出し回路５及びコントローラ７を含む部分である。
【００２５】
筐体１０は、撮像装置１の光学系を収容し、例えば方向Ａに沿って延びる軸Ｘを軸とした筒状の筐体である。筐体１０は、支持部１１と収容部１２とを有している。支持部１１及び収容部１２は、その順に方向Ａに沿って配列されている。支持部１１は、光学系を支持する部分である。支持部１１は、方向Ａにおける一端に開口部１１ａを有し、他端に開口部１１ｂを有している。開口部１１ａの開口径は、開口部１１ｂの開口径よりも大きい。開口部１１ｂは、収容部１２の一端に接続されている。収容部１２は、光学系、検出器４、読み出し回路５、ヒータ６及びコントローラ７を収容する収容空間を有している。
【００２６】
レンズ２は、測定対象物から放射される赤外線を結像させるためのレンズである。レンズ２は、赤外線を透過可能なレンズであって、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）レンズである。レンズ２は、内筒３によって把持されている。
【００２７】
内筒３は、レンズ２を把持するとともに、レンズ２を透過した赤外線を検出器４に導く筒状部材である。内筒３は、軸Ｘを軸とした筒状の形状を呈しており、方向Ａに沿って筐体１０の開口部１１ａから検出器４の近傍まで延びている。内筒３は、把持部３１と導波部３２とを有している。把持部３１及び導波部３２は、その順に方向Ａに沿って配列されている。
【００２８】
把持部３１は、レンズ２を把持する部分である。把持部３１は、例えば内面にレンズ２の周縁が当接するようにして、レンズ２を把持している。把持部３１は、熱分離部８を介して支持部１１に支持されている。導波部３２は、レンズ２を透過した赤外線を検出器４に導く部分である。導波部３２は、方向Ａに沿って内径が次第に小さくなっている。なお、内筒３には、温度センサが設けられており、光学系（内筒３）の温度をコントローラ７に出力する。
【００２９】
検出器４は、赤外線を検出する熱赤外センサであって、例えば非冷却マイクロボロメータである。検出器４は、赤外線を吸収することによって生じる検出器４内部の素子の温度変化をそれぞれ電気信号に変換し、各電気信号を読み出し回路５に出力する。検出器４によって検出される赤外線は、例えば８〜１２μｍ程度の波長を有している。
【００３０】
読み出し回路５は、検出器４によって変換された電気信号を輝度温度に変換する回路である。読み出し回路５は、検出器４の各素子から出力される電気信号（画像輝度）を校正データを用いて輝度温度に変換する。校正データは、例えば温度が既知の黒体等を撮像することにより予め取得され、所定の温度範囲毎に予め設定されている。なお、この読出し回路５は、必ずしも撮像装置１の内部に設けられている必要は無く、撮像装置１の外部において検出器４と電気的に接続されていてもよい。
【００３１】
ヒータ６は、光学系を加熱するための装置である。ヒータ６は、例えば内筒３の導波部３２の外周面に設けられており、内筒３を加熱する。ヒータ６は、例えば軸Ｘを軸とした筒状を呈し、軸Ｘ回りに導波部３２の外周面に沿って設けられている。
【００３２】
コントローラ７は、ヒータ６を制御して、光学系の温度を調整する。コントローラ７は、光学系が所定の設定温度を保つようにヒータ６を制御する。つまり、コントローラ７は、光学系の温度が設定温度に対して所定の温度範囲内に収まるようにヒータ６を制御する。設定温度は、例えば撮像装置１の光学系の熱平衡温度の最大値よりも高い温度に設定される。熱平衡温度とは、熱入力と放熱とがバランスしている温度である。コントローラ７は、例えばＰＩＤ（Proportional  Integral  Derivative）制御によってヒータ６を制御する。
【００３３】
図２は、レンズ２の温度変化とＭＴＦとの関係の一例を示す図である。図２において、横軸はレンズの温度変化（度）を示し、縦軸はレンズの正規化ＭＴＦを示している。図２に示されるように、レンズ２は温度変化が大きくなるとＭＴＦが劣化する。つまり、レンズ２は温度変化によって膨張または収縮するので、レンズ２の焦点がずれる。レンズ２のＭＴＦの劣化を回避するために、レンズ２の温度範囲は、例えば±５度であればよく、±３度とするのが好ましい。そこで、コントローラ７は、例えば光学系の設定温度を０度とし、温度範囲を±３度とし、光学系の温度変化率を０．５度／分としている。なお、光学系が熱制御されている状態で、レンズ２の光学調整（焦点合わせ）が行われ、校正データが取得される。
【００３４】
熱分離部８は、光学系と本体部とを熱的に分離するための部分である。熱分離部８は、例えば光学系と筐体１０とを熱的に分離する。熱分離部８は、断熱部材８１と、遮熱部材８２と、を備えている。
【００３５】
断熱部材８１は、光学系と本体部との伝導による熱導通を遮断する断熱部材であって、例えば光学系と筐体１０とを断熱する。断熱部材８１は、熱伝導率の低い部材から構成されており、例えばガラスエポキシによって構成されている。断熱部材８１は、例えば筐体１０の支持部１１と内筒３の把持部３１との間に設けられている。
【００３６】
遮熱部材８２は、光学系と本体部との放射による熱導通（放射結合）を遮断する遮熱部材であって、例えば筐体１０からの輻射光を遮蔽する。遮熱部材８２は、放射率の低い断熱材から構成されており、例えばアルミニウム、金等によって構成されている。遮熱部材８２は、ヒータ６及び導波部３２の外周面を覆うように導波部３２に設けられている。遮熱部材８２は、導波部３２の外周面に塗装または蒸着等によって設けられる。
【００３７】
次に、レンズ２の温度制御に要するヒータ６の消費電力について説明する。まず、撮像装置１及び撮像装置１００を人工衛星に搭載した際のレンズ２の温度変化のシミュレーション結果を説明する。撮像装置１００は、撮像装置１から熱分離部８を除いた撮像装置であって、光学系と本体部とが熱的に分離されていない。このシミュレーションは、以下の条件で行われた。
【００３８】
人工衛星の外面の中で比較的温度変動が低いと予想される地球指向面に撮像装置１及び撮像装置１００が設けられるものとし、筐体１０は地球指向面と熱的に結合され、他の面とは断熱されているものとした。軌道として、高度が６２８ｋｍ、軌道傾斜角が９０度、地方時が１２時の軌道を用いた。撮像装置１及び撮像装置１００の全質量は８００ｇ、発熱は７Ｗとした。また、筐体１０はアルミニウムから構成されており、筐体１０の質量は５００ｇとした。レンズ２はＧｅレンズとし、レンズ２の質量は２６０ｇ、レンズ２の赤外線の反射率は０、吸収率αは０．６０、放射率εは０．５５と仮定した。人工衛星の地球指向面は、アルミサンドイッチパネル構造とし、その質量は５００ｇとした。人工衛星の外面はアルミ蒸着テフロン（登録商標）とし、太陽光吸収率αは０．０９、赤外放射率εは０．８８と仮定した。
【００３９】
シミュレーションで用いた最悪低温条件及び最悪高温条件を以下の表１に示す。
【表１】
2015014581.tif 000003
【００４０】
以上の条件で、１節点解析によりレンズ２の温度変化のシミュレーションを行った。レンズ２の開口面は宇宙空間への放熱面となり、人工衛星内の機器の発熱は光学系への熱入力となる。撮像装置１におけるレンズ２への熱入力としては、太陽直達日射量、アルベド、地球赤外放射、光学系及び検出器４からの放射が想定される。このため、撮像装置１の熱バランス式は式（１）によって示される。また、撮像装置１００におけるレンズ２への熱入力としては、太陽直達日射量、アルベド、地球赤外放射、衛星内部から加わる熱量が想定される。このため、撮像装置１００の熱バランス式は式（２）によって表される。
【数１】
2015014581.tif 000004
【数２】
2015014581.tif 000005
【００４１】
式（１）の第１項は太陽直達日射量を示し、第２項はアルベドを示し、第３項は地球赤外放射を示し、第４項は衛星壁面（フード）からの放射を示し、第５項は光学系からの放射を示し、第６項は検出器４からの放射を示している。式（２）の第１項は太陽直達日射量を示し、第２項はアルベドを示し、第３項は地球赤外放射を示している。そして、式（２）の第４項及び第５項は人工衛星内部から加わる熱量を示している。
【００４２】
図３は、撮像装置を搭載した人工衛星が軌道を周回する際の断熱されたレンズ２の温度変化のシミュレーション結果を示す図である。同図において、横軸は真近点角（度）を示し、縦軸はレンズ２の温度（Ｋ）を示している。グラフＴＷＣ１は最悪低温条件でのレンズ２の温度を示し、グラフＴＷＨ１は最悪高温条件でのレンズ２の温度を示し、グラフＴ１は２Ｗの消費電力のヒータ６によって加熱されている場合のレンズ２の温度を示している。
【００４３】
図３の結果を見ると、レンズ２は、最悪低温ケースで２６７．２Ｋ（−６．６°Ｃ）、最悪高温ケースで３０６．０Ｋ（３３°Ｃ）で温度が安定する。レンズ２と地球表面との形態係数がほぼ０であるため、外部熱入力の影響がほぼない。グラフＴ１の結果が示すように、レンズ２の温度がＴＷＣ１の状態でも、２Ｗ程度の熱量のヒータによって、レンズ２は、軌道を半分周回しないうちに、４０°Ｃ以上に温度制御されることがわかる。このことから、内筒３及び検出器４の温度が０〜４０°Ｃの間で変動したとしても、２Ｗ程度の容量のヒータ６を用いれば、レンズ２をある一定温度に制御することができると予想される。その結果、撮像装置１にヒータ６を用いることで、消費電力を低減しつつ、レンズ２の温度を一定に保つことができる。
【００４４】
撮像装置１を人工衛星に搭載して軌道上で周回させた場合、熱入力と熱出力の変動により軌道上での温度変動が生じる。レンズ２の開口面である地球指向面が宇宙空間への放熱面となり、人工衛星内の機器自体の発熱はレンズ２への熱入力となる。宇宙空間においてはこれらの温度変動をいかに省電力でキャンセルすることが重要となる。そこで、撮像装置１では地球指向面を低温にバイアスし、この地球指向面と熱的に結合したレンズ２をヒータ６で熱制御してもよい。詳細には、地球指向面に放熱材として銀蒸着テフロン（登録商標）を設けることにより、地球指向面を低温にバイアスしてもよい。
【００４５】
図４には、地球指向面を低温にバイアスした撮像装置１を搭載した人工衛星が軌道を周回する際に、地球指向面の温度変化のシミュレーション結果を示す図である。同図において、グラフＴＷＣ２は最悪低温条件での地球指向面の温度を示し、グラフＴＷＨ２は最悪高温条件での地球指向面の温度を示している。横軸は真近点角（度）を示し、縦軸は地球指向面の温度（Ｋ）を示している。
【００４６】
この結果により、温度変動幅を最悪低温ケースで２４７．４±２．９Ｋ、最悪高温ケースで２６５．８±５．１Ｋとし、低温にバイアスできることが分かる。なお、地球指向面全てを銀蒸着テフロン（登録商標）としてもよいが、低温になりすぎる場合を考慮して、地球指向面の一部に設けてもよい。このように、地球指向面を低温にバイアスすることでヒータ６のみによる熱制御の上限温度を制御することができる。
【００４７】
一方、図４のグラフＴ２には、地球指向面を低温にバイアスした撮像装置において、筐体１０から断熱されていないレンズ２の温度変化のシミュレーション結果も併せて示している。この場合、撮像装置に内蔵するヒータ６としては１９Ｗの消費電力のものを想定している。このように、撮像装置全体と地球指向面とを熱的に結合した場合には、撮像装置全体を熱制御する必要があるため、温度変動をキャンセルして、レンズ２の温度を±３Ｋ以内とするためには、ヒータ６としては１９Ｗ程度の電力を要することがわかる。
【００４８】
以上の考察より、撮像装置１としては、地球指向面とレンズ６を含む光学系のみとを熱的に結合することが好ましい。すなわち、レンズ６を筐体１０から熱的に分離することで、地球指向面と熱的に結合する部材をレンズ６を含む光学系のみに限定することが好ましい。このときに地球指向面を低温にバイアスしてもよい。
【００４９】
また、撮像装置１を用いて真空試験を行った。筐体１０の温度が約−４．５度以上である場合、ヒータ６は、４Ｗの電力を用いて、レンズ２を３５度に保った状態に維持することができた。つまり、光学系と本体部との温度差を約４０度程度とすることができた。
【００５０】
次に、撮像装置１の作用効果について説明する。撮像装置における画像輝度は主に、各素子の感度のばらつき（赤外線吸収係数、抵抗値、抵抗温度係数、熱容量値、熱伝達率のばらつき）、検出器の基板温度、及び、検出器周辺から入力する赤外放射の影響を受ける。
【００５１】
従来の熱赤外用の撮像装置では、非冷却マイクロボロメータ検出器はペルチェモジュール等の温度制御機構を有し、検出器自身の熱放射を一定に保っている。しかし、光学系は温度制御されないので、光学系の温度変化に応じた校正データを取得して補正を行っている。また、従来の熱赤外用の撮像装置では、光学系とカメラ本体とが熱的に結合されているので、光学系の温度制御を行うためには撮像装置全体の温度制御を行う必要が生じる。撮像装置全体を温度制御するためには大きな電力を要し、省電力が要求される宇宙機には適用できないおそれがある。
【００５２】
これに対し、撮像装置１によれば、光学系の温度を制御することにより、光学系の温度に対する環境温度の影響を低減することができ、光学系が取り得る温度範囲を制御することが可能となる。具体的には、コントローラ７は、光学系の温度が設定温度に対して所定の温度範囲内に収まるようにヒータ６を制御する。これにより、光学系の取り得る温度範囲が制限される。このため、校正データのデータ量を低減するとともに、レンズ２のＭＴＦの劣化を低減することが可能となる。
【００５３】
また、熱分離部８によって光学系及び本体部とが熱的に分離される。このため、光学系の熱が本体部に伝わることが抑制されるので、ヒータ６による光学系の温度制御の効率を向上することができる。つまり、ヒータ６は、熱容量が小さい光学系のみを熱制御すればよい。これにより、消費電力を低減することが可能となる。
【００５４】
熱分離部８は、光学系と筐体１０とを断熱する断熱部材８１と、筐体１０からの輻射光を遮蔽する遮熱部材８２と、を備えている。断熱部材８１は把持部３１と筐体１０との間に設けられ、遮熱部材８２は導波部３２の外周面を覆うように設けられている。このため、光学系と筐体１０との伝導による熱導通を遮断するとともに、光学系と筐体１０との放射による熱導通を遮断することができる。したがって、検出器４に入力される赤外放射は、レンズ２、内筒３及び撮像対象物からの赤外放射に制限される。つまり、検出器４への赤外放射の入力源を温度制御された光学系と撮像対象物の２つに制限することが可能になる。その結果、光学系の温度制御を行う際に、光学系以外からの熱の影響を低減することが可能となる。
【００５５】
撮像装置１では、コントローラ７は、光学系の熱平衡温度の最大値よりも大きい温度に設定された設定温度を光学系が保つようにヒータ６を制御してもよい。例えば、人工衛星などの宇宙器に搭載される場合、宇宙空間における熱平衡温度は低温であることが想定される。この場合、光学系の設定温度は熱平衡温度よりも大きくなるため、光学系の熱制御を冷却装置を用いることなくヒータ６のみを用いて行うことが可能となる。また、宇宙空間という真空環境であれば、大気中のように対流が生じないため、より完全に光学系と筐体を熱的に分離することができる。
【００５６】
なお、本発明に係る撮像装置は、上記実施形態に限定されない。例えば、撮像装置１は、超小型衛星に搭載され得る。
【００５７】
また、撮像装置１は、宇宙機に限られず、セキュリティシステムに搭載されてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…撮像装置、２…レンズ（光学系）、３…内筒（光学系）、４…検出器、５…読み出し回路、６…ヒータ、７…コントローラ、８…熱分離部、１０…筐体、３１…把持部、３２…導波部、８１…断熱部材、８２…遮熱部材。
【図１】
2015014581.tif 000006
【図２】
2015014581.tif 000007
【図３】
2015014581.tif 000008
【図４】
2015014581.tif 000009