(57)【要約】【課題】波長や光量を制限するフィルタを赤外線光学系内部に有する赤外線撮像装置において、フィルタより赤外線検知器側に配置された光学部品上の異物から発する赤外線がフィルタで反射し赤外線検知器上に集光することで発生するゴーストがない赤外線撮像装置を得る。【解決手段】この発明に係る赤外線撮像装置においては、光の波長や光量を制限する曲面形状のフィルタと、前記曲面形状のフィルタを内蔵した赤外線光学系と、赤外線検知器により構成することで、フィルタ面で反射した赤外線光が赤外線検知器上に集光しないようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の波長や光量を制限する曲面形状のフィルタと、前記曲面形状のフィルタを内蔵した赤外線光学系と、赤外線検知器により構成することを特徴とする赤外線撮像装置。
【請求項２】
曲面形状のフィルタに入射する目標光の角度Ｕａと射出する角度Ｕｂが、式１を満足するフィルタ形状とすることを特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装置。
【数１】
2004239726.tif 000004
【請求項３】
複数の曲面形状のフィルタを切り換える場合に、複数のフィルタの形状、材質を、同じとすることを特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
波長や光量を制限するフィルタを赤外線光学系内部に有する赤外線撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光の波長や光量を制限するフィルタを赤外線光学系内部に有する赤外線撮像装置においては、外界の目標からの赤外線光は赤外線光学系に入射し赤外線光学系内のレンズ及び、フィルタを通過し、赤外線検知器上に集光される（例えば、特許文献１参照。）。
フィルタは、特定の波長のみ通過させる、あるいは通過する光の光量を制限する等の機能を有すフィルタ面を持つ光学部品であり、従来は製造の容易性、コストの面から平面形状であった。赤外線撮像装置内の外界からの光が通る光路上のフィルタを異なる機能をもつフィルタと入れ替えることで、赤外線検知器に到達する光の波長や、光量を選択することが可能である。
なお、波長が赤外領域以外の可視領域で使用される光学フィルタとしては曲面形状のものが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２８１０８８号公報（３頁４６行，第１図）
【特許文献２】
特開平５−１９２１０号公報（段落番号（００１２），第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
赤外線撮像装置にフィルタを設ける場合、赤外線光学系の光学部品上の異物がフィルタの表面反射により赤外線検知器上に集光しないフィルタ位置を検討するが、近年の赤外線撮像装置に対する小型化の要求や、高い結像性能の要求に伴う赤外線撮像装置の赤外線光学系内のレンズ枚数増加等により、赤外線光学系の高密度化が進みフィルタ配置の自由度が減り、結果としてフィルタの反射によってフィルタより赤外線検知器側に配置された光学部品上の異物からの赤外線光によるゴーストが発生する場合があった。
フィルタは不要な光を反射し波長制限または光量制限を行うため、赤外線検知器が感度を有する波長帯域において数十％の高い反射率をもつために、反射率１％以下程度であるレンズ等の他の光学面に比べ表面反射によるゴーストが発生しやすい。
加えて赤外線撮像装置に使用される赤外線検知器は、太陽などの光源から発し目標で反射した光を検知する可視光用の検知器と異なり、物体自体からの放射される赤外線光を検知するため、異物自体がゴーストを発生させる光源となるという特徴を持つ。
【０００５】
この発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、フィルタ面の反射によって、フィルタより赤外線検知器側に配置された光学部品上の異物から発する赤外線光によるゴーストがない赤外線撮像装置を提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る赤外線撮像装置においては、光の波長や光量を制限する曲面形状のフィルタと、前記曲面形状のフィルタを内蔵した赤外線光学系と、赤外線検知器により構成する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す構成図である。図においてレンズ１、レンズ２、曲面フィルタ３、レンズ４、赤外線検知器５の順番に配置される。外界の目標光６はレンズ１、レンズ２、曲面フィルタ３、レンズ４を透過して赤外線検知器５に集光される。異物７はレンズ４上に付着したごみや塵などである。異物７から発した赤外線光は曲面フィルタ３で反射し、レンズ４を透過した後赤外線検知器５に到達する。この異物７から発しフィルタで反射し、レンズ４を透過した後赤外線検知器５に到達する赤外線光を、以後ゴースト光８と称す。
【０００８】
フィルタの反射面が平面でゴースト光８が赤外線検知器５上に集光し赤外線検知器５が信号として検知する放射照度以上となり異物７がゴーストとして検知される場合においても、反射面を曲面とした曲面フィルタ３を用いることにより、反射光の角度を変えゴースト光８が赤外線検知器５上に集光せず赤外線検知器５が信号として検知しない放射照度にすることができ異物７をゴーストとして検知しなくなる。
【０００９】
本実施の形態の図においては曲面フィルタ３の片側の反射面を凹面としたが、反射面の形状は非球面を含む凸面、凹面のいずれを用いても良く、また両面を曲面としても良い。レンズ１、レンズ２、レンズ４については、レンズ以外の光学部品、ミラー、プリズム、透過平面のいずれでも良く、また枚数が増減した場合でも、曲面フィルタ３を使用し、ゴーストの発生を防止することができる。
【００１０】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態１の曲面フィルタ３において、曲面フィルタに入射する目標光６の角度Ｕａと射出する角度Ｕｂが、式２を満足する両面曲面フィルタ９とした場合の実施の形態を示すものである。レンズ後側主点１０とレンズ後側焦点１１の距離をｆ、レンズ後側焦点１１から赤外線検知器５までの距離をｘ、赤外線検知器５に対し目標光６の結像する点のずれの許容距離ａ、ｂとする。
【００１１】
目標光６が両面曲面フィルタ９に入射する角度Ｕａと射出する角度Ｕｂを次式を満足する角度となるように、両面曲面フィルタ９の形状を設定することで、両面曲面フィルタ９が配置する位置にずれが発生した場合にも、目標光が結像する点の赤外線検知器５に対するずれは、目標光６の結像する点のずれの許容距離ａ、ｂ以下となる。よって式２の関係を満たす両面曲面フィルタ９を使用することで、配置時の位置精度によらず、結像点位置を管理することができ、製造が簡単にできる。
【００１２】
【数２】
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【００１３】
なお、本実施例のレンズ４については、レンズ以外の光学部品、ミラー、プリズム、透過平面のいずれでも良く、また枚数が増減した場合でも適用は可能である。
【００１４】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態１の曲面フィルタ３において、複数のフィルタを使用する場合に、複数のフィルタの形状・材料を同じとした場合の実施の形態を示すものである。図３においてフィルタターレット１２に装着された曲面フィルタ３ａと曲面フィルタ３ｂは、フィルタターレット１２がフィルタターレット回転軸１３を回転軸として回転することで出し入れされる。
【００１５】
曲面フィルタ３ａと曲面フィルタ３ｂの形状・材料を同じとすることにより、曲面フィルタの出し入れによる目標光６が集光する点に変化が生じず、曲面フィルタ３ａと曲面フィルタ３ｂを切り換えて使用する場合においても、赤外線検知器５を移動させる、またはレンズ１、レンズ２、レンズ４の移動により結像点を移動する必要がなく、赤外線撮像装置の構成が簡略化され、安価な赤外線撮像装置を得ることができる。
【００１６】
なお、本実施例においては、フィルタの切換方法としてフィルタターレット１２の回転による方法を述べたが、直動による切換や手動によるフィルタの付け替えなどの他の切換方法においても適用可能である。
【００１７】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、光の波長や光量を制限するフィルタの反射面を曲面形状とすることで、フィルタ面の反射によってフィルタより赤外線検知器側に配置された光学部品上の異物から発せられる赤外線光によるゴーストがない赤外線撮像装置を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である赤外線撮像装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す赤外線撮像装置の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３を示す赤外線撮像装置の構成図である。
【符号の説明】
１  レンズ、  ２  レンズ、  ３，３ａ，３ｂ  曲面フィルタ、  ４  レンズ、  ５  赤外線検知器、  ６  目標光、  ７  異物、  ８  ゴースト光、  ９  両面曲面フィルタ、  １０  レンズ後側主点、  １１  レンズ後側焦点、  １２フィルタターレット、  １３  フィルタターレット回転軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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