(57)【要約】【課題】赤外線検出素子全体の受光温度環境に差が出ないようにして、全体として鮮明な画像が得られるようにした赤外線撮像装置を内蔵したタレットを得ること。【解決手段】赤外線撮像装置を内蔵したタレット１１は、基台１３上に設置された赤外線撮像器１６と、この赤外線撮像器１６が回動自在に設けられるジンバル装置１８と、赤外線撮像器１６およびジンバル装置１８の外側を覆うように設けられ、一部に形成された開口ｆから赤外光ｅを受光できるように設けられたケーシング１５と、基台１３上に設けられた断熱体１４とを備える。断熱体１４は、赤外線撮像器１６が作動中において、赤外線撮像器１６が基台１３側からの放熱ｈを受けないように配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上に設置された赤外線撮像器と、
この赤外線撮像器が回動自在に設けられるジンバル装置と、
前記赤外線撮像器およびジンバル装置の外側を覆うように設けられ、一部に形成された開口から赤外光を受光できるように設けられたケーシングと、
前記基台上に設けられた断熱体と、を具備し、
前記断熱体は、前記赤外線撮像器が作動中において、当該赤外線撮像器が前記基台側からの放熱を受けないように配置したことを特徴とする赤外線撮像装置を内蔵したタレット。
【請求項２】
前記ジンバル装置は、赤外線撮像器が不作動中においては、前記赤外線撮像器の受光部が断熱体側へ向かわせるように作動することを特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装置を内蔵したタレット。
【請求項３】
上記断熱体は、難燃性を有する断熱シートであることを特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装置を内蔵したタレット。
【請求項４】
上記断熱体は、その平面側において、基台側から受ける熱分布に応じて、前記平面側の断熱分布がほぼ均一になるように凹凸状に形成されたことを特徴とする請求項１または２記載の赤外線撮像装置を内蔵したタレット。
【請求項５】
上記断熱体は、基台上に設置された状態で、赤外線撮像器側に基台側からの放熱により受ける平面側の温度分布をほぼ均一にし得るように熱伝導板を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の赤外線撮像装置を内蔵したタレット。
【請求項６】
基台上に設置された赤外線撮像器と、
この赤外線撮像器が回動に設けられるジンバル装置と、
前記赤外線撮像器およびジンバル装置の外側を覆うように設けられ、一部に形成された開口から赤外光を受光できるように設けられたケーシングと、を備えた赤外線撮像装置を内蔵したタレットと、
前記タレットを支持する基台と、
この基台を支持する支持壁体を備えた飛翔体と、を具備し、
前記基台上にあって、前記タレットの赤外線撮像器が作動中において、前記基台側から受ける放熱が前記赤外線撮像器側へ熱伝導しないように断熱体が設けられたことを特徴とする赤外線撮像装置を内蔵したタレットを備えた飛翔体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛行機等の飛翔体や車両等の移動体に搭載され、ミサイル誘導装置として使用するに適する赤外線撮像装置を内蔵したタレットおよびこのタレットを備えた飛翔体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のタレットに内蔵した赤外線撮像装置として、多数の赤外光検出素子を備え、画像を取得するにあたって、自動感度補正を可能にして、被写体の動き等に伴う画像のぶれやまだら模様の画面になるのを防止するために感度補正し得るようにしたものがある。この種の赤外線撮像装置は、赤外光検出素子の一つひとつが受光することにより、この受光する赤外光の輝度の違いにより、出力信号が異なることから画像が得られるようになっている。
【０００３】
ところが、赤外光検出素子全体の受光環境である、例えば被写体の動きや受光素子の周囲温度環境によって被写体からの輝度とは異なった感度を示し、多数の赤外光検出素子により形成される表示画面が白っぽくなったり、逆に黒っぽくなる現象が生じ、更には全体的に画像がまだら模様の状態になることが知られている。
【０００４】
そこで、この現象を解決するために、個々の赤外光検出素子自体の感度に応じて出力電力を加減算して調整を図る対症療法的な補正方法が出現している。また、他の方法としては赤外光検出素子全体の感度に差が出ないようにして、受光温度環境を一定にする環境対応型の方法が考えられる。
【０００５】
従来の補正方法の一つである対症療法的な方法を採用したものとして、個々の赤外光検出素子の固有の特性や自体の温度に応じて出力電力を加減算して調整を図る補正方法を採用した、例えば特許文献１に示されるような赤外線撮像装置がある。この従来の赤外線撮像装置を、図６を参照して説明する。
【０００６】
図６は、従来の赤外線撮像装置の感度補正手段による信号処理系の作動フローを示すブロック図である。
【０００７】
赤外線撮像装置１は、Ｎ個の赤外光検出素子２ａ〜２ｎを備え、受光した赤外光ａの輝度に応じてそれぞれの赤外光検出素子２ａ〜２ｎからの信号ｂが出力される出力信号発生回路３ａ〜３ｎと、これらの出力信号発生回路３ａ〜３ｎにて一定周期に信号化された信号ｂ´をその上限および下限のレベルに応じて補正する感度補正手段４を備えている。
【０００８】
この感度補正手段４は、乗算・加算テーブル回路５と、この乗算・加算テーブル回路５により、出力されたデータｃを受信して補正された出力信号ｄを生成するものである。
【０００９】
赤外線撮像装置１の出力信号発生回路３ａ（３ｂ〜３ｎは省略）は、増幅器３ａ１、クランプ回路３ａ２、オフセット別加算回路３ａ３、Ａ／Ｄ変換回路３ａ４、メモリ３ａ５とから構成される。この出力信号発生回路３ａにより一定周期に信号化された段階の信号ｂ´が生成される。
【００１０】
乗算・加算テーブル回路５は、Ｎ個の赤外光検出素子２ａ〜２ｎ間の感度特性が等しくなるような個々の乗算値と加算値を求め、それぞれの乗算値，加算値を乗算・加算回路６側で計算された電気信号ｄ１が出力するようになっている。この電気信号ｄ１が、データ変換回路７およびＤ／Ａ変換回路８を介して補正信号ｄ２が出力されるようになっている。
【００１１】
従って、個々の赤外光検出素子自体の感度に応じて出力電力を加減算して調整を図ることにより感度補正を行なうことのできる赤外線撮像装置が得られるようになっている。
【特許文献１】特開平７−７５０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の赤外線撮像装置１によれば、個々の赤外光検出素子２ａ〜２ｎ自体の感度に応じて出力電力を加減算して調整を図る対症療法的な補正方法であるために装置が複雑となり、また、装置の作動遅延による感度遅れが発生し易く、受信画像が鮮明にならない虞があった。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、受光する赤外線の輝度に上・下限を設定する方法ではなく赤外光検出素子全体の受光温度環境に差が出ないようにして、全体として鮮明な画像が得られるようにした赤外線撮像装置を内蔵したタレットを得ることを第１の目的とする。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、赤外光検出素子全体の受光温度環境に差が出ないようにして、全体として鮮明な画像が得られるようにした赤外線撮像装置を飛翔体に適用して、捜索等の対象目標を的確に捕捉することができる赤外線撮像装置を内蔵したタレットを備えた飛翔体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、基台上に設置された赤外線撮像器と、この赤外線撮像器が回動自在に設けられるジンバル装置と、前記赤外線撮像器およびジンバル装置の外側を覆うように設けられ、一部に形成された開口から赤外光を受光できるように設けられたケーシングと、前記基台上に設けられた断熱体と、を具備し、前記断熱体は、前記赤外線撮像器が作動中において、当該赤外線撮像器が前記基台側からの放熱を受けないように配置したことを特徴とする赤外線撮像装置を内蔵したタレットを提供する。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明によれば、基台上に設置された赤外線撮像器と、この赤外線撮像器が回動に設けられるジンバル装置と、前記赤外線撮像器およびジンバル装置の外側を覆うように設けられ、一部に形成された開口から赤外光を受光できるように設けられたケーシングと、を備えた赤外線撮像装置を内蔵したタレットと、前記タレットを支持する基台と、この基台を支持する支持壁体を備えた飛翔体と、を具備し、前記基台上にあって、前記タレットの赤外線撮像器が作動中において、前記基台側から受ける放熱が前記タレットの赤外線撮像器側へ熱伝導しないように断熱体が設けられたことを特徴とする赤外線撮像装置を内蔵したタレットおよびこのタレットを備えた飛翔体を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、赤外光検出素子全体の受光温度環境に差が出ないようにして、全体として鮮明な画像が得られるようにした赤外線撮像装置を内蔵したタレットを得ることができる。また、この赤外線撮像装置を飛翔体に搭載して用いることにより、空域からの捜索等において、対象目標を的確に捕捉することができる赤外線撮像装置を内蔵したタレットを備えた飛翔体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明にかかる赤外線撮像装置を内蔵したタレットおよびこのタレットを備えた飛翔体の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の赤外線撮像装置を内蔵したタレットを備えた飛翔体１０の要部の縦断面図である。図２は、赤外線撮像装置を内蔵したタレットの赤外線撮像器の設置状態を示す斜視図である。図３は、赤外線撮像装置を内蔵したタレットからタレット本体のケーシングの一部を除去した状態の要部の斜視図である。
【００２０】
図１に示す赤外線撮像装置を備えた飛翔体である、例えば飛行機１０は、赤外線撮像装置を内蔵したタレット１１と、このタレット１１を搭載した飛行機本体１２とより構成される。
【００２１】
タレット１１は、タレット本体１１Ａと、このタレット本体１１Ａを支持する基台１３と、この基台１３上面に設けられる断熱体としての断熱シート１４と、タレット本体１１Ａを外側から覆うように設けられるケーシング１５とから構成される。
【００２２】
タレット本体１１Ａは、赤外線撮像器１６と、この赤外線撮像器１６を回動自在に保持するジンバル装置、例えば二軸ジンバル装置１８とを備えている。
【００２３】
赤外線撮像器１６は、捕捉対象物である飛翔体、例えば図１および図２に示すように飛行機から発する赤外光ｅを、正面で受けられるように多数並設された受光素子（図示せず）によりレンズ部１６ａを介して受光し、その受光した赤外光ｅの輝度に応じた電気信号（図示せず）に変換する
二軸ジンバル装置１８は、基台１３の基台本体１３ａ上に設置され、図１に示すように、赤外線撮像器１６をアジマス（ＡＺ）軸およびエレベーション（ＥＬ）軸の各軸回りに回動自在に設けられる。
【００２４】
赤外線撮像器１６は、この二軸ジンバル装置１８により広角の範囲に亘って指向することができるようになっている。
【００２５】
基台１３は、箱型の基台本体１３ａおよびこの基台本体１３ａの上面に設置される設置台板１３ｂとより構成される。基台本体１３ａ内には、図１の点線で示すように、タレット１１に付属する発熱部品、例えば電子部品２０ａ，２０ｂが収納される。
【００２６】
設置台板１３ｂは、タレット１１の赤外線撮像器１６の受光部が撮像対象側に向かうように強固に支持される。
【００２７】
すなわち、飛行機本体１２には、図１に示すように、基台１３の設置台板１３ｂが取り付けられるように、飛行機本体１２に設けられる取り付け孔１２ａが設けられ、この取り付け孔１２ａに赤外線撮像器１６の設置台板１３ｂが嵌合して固定される。そして、設置台板１３ｂの上面には、外形が例えば立方体形状の赤外線撮像器１６が設けられ、ジンバル装置、例えば二軸ジンバル装置１８により回動自在に支持されている。
【００２８】
また、赤外線撮像器１６は、二軸ジンバル装置１８により、図１の矢視ｘにて示すように回動可能に設けられ、使用時にはｘ１方向を、また、不使用時にはｘ２方向に向かうようになっている。
【００２９】
断熱シート１４は、図１および図３に示すように、基台１３の設置台板１３ｂ上にあって、タレット１１が作動中において、基台本体１３ａ内に設けられる電子部品２０ａ，２０ｂが発する放熱ｈの熱では燃焼しない難燃性のものが用いられる。そして、放熱ｈが、赤外線撮像器１６側に熱伝導しないように遮断するために設けられる。
【００３０】
ケーシング１５は、基台１３の設置台板１３ｂ上に設置され、タレット本体１１Ａおよび断熱シート１４を覆うように設けられるドーム状に形成されたものである。また、このケーシング１５には、図２および図３に示すように、赤外線撮像器１６による撮像が可能なように一部に開口ｆが形成される。そして、赤外線撮像器１６は、二軸ジンバル装置１８により捕捉対象である、例えば飛行機に指向させて、この飛行機が発する赤外光ｅを受光できるようにしている。
【００３１】
また、この赤外光ｅを継続して受光するように図示しない追従手段が設けられ、捕捉対象に対して追従することができるようになっている。
【００３２】
次に、赤外線撮像装置を備えた飛翔体１０の作用について説明する。
【００３３】
赤外線撮像器１６の作動停止中から作動を開始すると、赤外線撮像器１６が図１の実線状態から点線で示す位置まで回動する。すなわち、赤外線撮像器１６が図１に示す状態で、下方向き状態からＥＬ軸を中心にほぼ９０°（ｄｅｇ）方向に向きを代え、捕捉対象が発する赤外光ｅを受光する。赤外線撮像器１６が赤外光ｅを受光すると、飛行機１０は、捕捉対象である目標物を捕捉しながら図示しない追従手段により目標物を追従する。
【００３４】
すなわち、赤外線撮像器１６は、二軸ジンバル装置１８により、目標物に対して、図１に示すように、アジマス（ＡＺ）軸およびエレベーション（ＥＬ）軸上で軸回りに回動されながら目標物を追従する。
【００３５】
赤外線撮像器１６の多数の受光素子は、赤外光ｅを受光することにより、受光素子毎に赤外光ｅの輝度に応じて画像信号（図示せず）に変換する。従って、赤外線撮像器１６の表示画面には、画像信号に応じた目標物の画像が表示される。
【００３６】
このとき、赤外線撮像器１６の周囲、特にケーシング１５内において、周囲に不等分布に点在する電子部品２０ａ，２０ｂ等の発熱部品があると、この発熱部品の放熱ｈの影響により受光素子が赤外光ｅの輝度による熱成分と誤検知することが知られている。この誤検知は、受光素子に感度にばらつきがあると、捕捉対象物が図４（ａ）に示すように、むらのあるまだら模様の画面になり易いが、断熱シート１４が基台１３の電子部品２０ａ，２０ｂの発熱による放熱ｈは断熱シート１４により断熱されているので、ケーシング１５内、とりわけ赤外線撮像器１６に対して放熱ｈの影響を受けない。
【００３７】
また、赤外線撮像器１６は、不使用時には、レンズ部１６ａを断熱シート１４側に向けることができるようになっている。従って、赤外線撮像器１６の不使用時の間は、ほとんど電子部品２０ａ，２０ｂの発熱温度の影響を受けることはなく、また、使用時になれば徐々に温度が上るものの、断熱シート１４の上面は、断熱されているので温度むらが生じない。
【００３８】
この温度むらが生じないことにより、赤外線撮像器１６は、特に基台１３側の電子部品２０ａ，２０ｂの放熱ｈの不等分布の熱的影響を受けることはなく、赤外光ｅの正確な輝度に応じた画像信号が得られる。従って、赤外線撮像器１６の表示画面には、図４（ａ）で示すまだら模様の画面ではなく、図４（ｂ）で示すように、背景の温度はほぼ均一で、捕捉対象物の温度もほぼ均一になるためまだら模様のない鮮明な画像が得られる。
【００３９】
なお、基台１３の設置台板１３ｂ上に設けられる断熱体１４は、必ずしもシート状のものでなく、基台１３側の電子部品２０ａ，２０ｂの配置関係や発熱量を考慮してシート上面において、ほぼ均一な温度分布が得られるように、発熱量の多い部分には凸形状の、また発熱量の少ない部分には凹形状にした断熱体にすることができる。例えば、上述した断熱シート１４の代わりに、図５（ａ）に示すように、断熱体１９Ａのように凹凸形状に成形した断熱体を用いることができる。すなわち、基台１３内に位置する電子部品２０ａおよび２０ｂの真上に、断熱体本体１９Ａ１に、電子部品２０ａおよび２０ｂと対向させて凸部１９ａ，１９ｂを設ける。また、電子部品２０ａおよび２０ｂを有しないエリアには、逆に凹部１９ｃを形成してもよい。
【００４０】
このような構成にすることにより、なお一層断熱体１９Ａの上面全域に亘ってむらのないほぼ均一な表面温度が得られる。従って、タレット１１の赤外線撮像器１６の受光部が受ける熱の影響が、全体的にほぼ均一な表面温度環境が得られ、赤外線撮像器１６の受光部に与える温度分布がほぼ均一となり、得られる画像において、図４（ｂ）に示すようにほぼ鮮明な画像が得られる。
【００４１】
また、上述した断熱体１４の代わりに、例えば図５（ｂ）に示すように、断熱体１９Ｂの形状の断熱体にすることができる。すなわち、断熱体１９Ｂは、断熱体本体１９Ｂ１の上面に赤外線撮像器１６の投影面積とほぼ同等の広さの熱伝導性の良好な熱伝導板１９ｄを設けた構成である。
【００４２】
このような構成にすることにより、たとえ基台１３側の電子部品２０ａ，２０ｂの放射熱の影響を受けても、熱伝導板１９ｄの上面が全体に亘ってほぼ均一な温度になる。従って、タレット１１の赤外線撮像器１６の受光部が受ける熱の影響が、全体的に同条件となり、赤外線撮像器１６の受光部が得られる画像において、図４（ｂ）に示すように、鮮明な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の赤外線撮像装置を内蔵したタレットを備えた飛翔体の要部の縦断面図。
【図２】本発明の赤外線撮像装置を備えたタレットの赤外線撮像器の設置状態を示す斜視図。
【図３】本発明の赤外線撮像装置を内蔵したタレットからタレット本体のケーシングの一部を除去した状態の要部の斜視図。
【図４】本発明の赤外線撮像装置を内蔵したタレットに用いる断熱体の他の実施例を示し、（ａ）は、シート上面を凹凸状に形成した断熱体、（ｂ）は、シート上面に熱伝導板を重合して形成した断熱体を示す図。
【図５】赤外線撮像装置により撮像した画像の感度補正前と後とを比較して示す図。
【図６】従来の赤外線撮像装置の感度補正手段における信号処理系の処理フローを示すブロック図。
【符号の説明】
【００４４】
１０  飛翔体（飛行機）
１１  タレット
１１Ａ  タレット本体
１２  飛翔体本体（飛行機本体）
１２ａ  取り付け孔
１３  基台
１３ａ  基台本体
１３ｂ  設置台板
１４  断熱体（断熱シート）
１５  ケーシング
１６  赤外線撮像器
１６ａ  レンズ部
１８  ジンバル装置（二軸ジンバル装置）
１９Ａ，１９Ｂ  断熱体
１９Ａ１，１９Ｂ１  断熱体本体
１９ａ，１９ｂ  凸部
１９ｃ  凹部
１９ｄ  熱伝導板
２０ａ，２０ｂ  発熱部品（電子部品）
ｅ  赤外光
ｆ  開口
ｈ  放熱
【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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