(57)【要約】【課題】  従来の赤外線撮像装置では、光学フィルタを有するためフィルタ表面での光線反射により迷光が発生し、その迷光を赤外線検出素子が受光することにより画像が劣化する。この迷光の発生源とならない光学フィルタに代わる赤外線を減衰するフィルタを得る。【解決手段】  赤外線の光路上に赤外線吸収特性を持つガスを封入する空間を構成し、ガスの封入量を調整することによって、フィルタターレットにより光学部品を切り替える光学フィルタを使用せずとも赤外線を減衰することができ、フィルタ表面での反射による迷光を発生させることなく、赤外線検出素子に集光する赤外線の光量を低下させることができる。【選択図】      図１
2007232583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズと、
赤外線検出素子と、
赤外線吸収特性を有するガスが収容されたガスタンクと、
上記ガスタンク内のガスの排出を行うポンプと、
上記対物レンズと赤外線検出素子の間の光路上に配置され、上記ガスタンクから排出されたガスが封入される気密化された封入空間を有したガス封入フィルタと、
を備えた赤外線撮像装置。
【請求項２】
対物レンズと、
赤外線検出素子と、
赤外線吸収特性を有するガスが収容されたガスタンクと、
上記ガスタンク内部のガスの排出もしくはガスタンク内部へのガスの封入を行うポンプと、
上記対物レンズと赤外線検出素子の間の光路上に配置され、上記ガスタンクから排出されたガスが封入される気密化された封入空間を有したガス封入フィルタと、
所望の赤外線吸収率を与えるガス封入量に基づいて、上記ガスタンクから排出されガス封入フィルタに封入される流入ガス量と、上記ガス封入フィルタから排出されガスタンクに封入される流出ガス量とを制御する制御装置と、
を備えた赤外線撮像装置。
【請求項３】
上記ガスタンクとして、赤外線吸収特性の異なるガスをそれぞれ封入した複数種類が設けられたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の赤外線撮像装置。
【請求項４】
上記ガス封入フィルタは、対物レンズと赤外線検出素子の間の光路上に複数設けられたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の赤外線撮像装置。
【請求項５】
上記ガスタンクとして、赤外線吸収特性の異なるガスをそれぞれ封入した複数種類が設けられ、
上記ガス封入フィルタは、異なるガスを封入した各ガスタンクに対応して、上記対物レンズと赤外線検出素子の間の光路上に複数個設けられたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の赤外線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、赤外線画像を撮像する赤外線撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の赤外線撮像装置においては、光の波長や光量を制限するフィルタを光学系内部に有し、外界の撮像目標からの赤外線光が光学系に入射し、光学系内のレンズ及び、光学フィルタを透過し、赤外線検出素子上に集光される。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
光学フィルタは、特定の波長のみ透過させる、あるいは透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もつ光学部品である。赤外線撮像装置内の光路上のフィルタを異なる特性を持つ光学フィルタと入れ替えることで、赤外線検出素子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。光学フィルタの入れ替えは、複数の光学フィルタを使用して行う。この場合、フィルタターレットに複数のフィルタを装着し、フィルタターレットを回転することにより、光学フィルタの交換を行っていた。（例えば、特許文献２参照）
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２８１０８８号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開平２００４−２３９７２６号公報（第４頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の赤外線撮像装置には、以下に挙げる３つの問題点がある。
【０００６】
第１の問題点は、透過率の低い光学フィルタを使用する場合、透過率の低い光学フィルタは表面反射率が高いために、撮像目標から入射した赤外線が反射して迷光が生じ、その迷光を赤外線検出素子が受光することにより画像が劣化する点である。
【０００７】
第２の問題点は、フィルタターレットを回転して光学フィルタを交換する場合、フィルタターレットの枠によって光路が遮られるために画像が途切れる点である。
【０００８】
第３の問題点は、フィルタターレットに装着した各光学フィルタは予め固有の透過率を持つため、光学フィルタを交換すると透過率が段階的に変化してしまい、連続的に透過率を変化させることができない点である。
【０００９】
この発明は、係る問題点を解決するために成されたものであり、光学フィルタ表面での反射率を低減し、また、画像を途切らせず、更に、連続的に入射光線の波長や光量を制限し、赤外線検出素子に集光する赤外線の光量を調整することができる赤外線撮像装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による赤外線撮像装置は、対物レンズと、赤外線検出素子と、赤外線吸収特性を有するガスが収容されたガスタンクと、上記ガスタンク内のガスの排出を行うポンプと、上記対物レンズと赤外線検出素子の間の光路上に配置され、上記ガスタンクから排出されたガスが封入される気密化された封入空間を有したガス封入フィルタと、を備えたものである。
【００１１】
また、対物レンズと、赤外線検出素子と、赤外線吸収特性を有するガスが収容されたガスタンクと、上記ガスタンク内部のガスの排出もしくはガスタンク内部へのガスの封入を行うポンプと、上記対物レンズと赤外線検出素子の間の光路上に配置され、上記ガスタンクから排出されたガスが封入される気密化された封入空間を有したガス封入フィルタと、所望の赤外線吸収率を与えるガス封入量に基づいて、上記ガスタンクから排出されガス封入フィルタに封入される流入ガス量と、上記ガス封入フィルタから排出されガスタンクに封入される流出ガス量とを制御する制御装置と、を備えても良い。
【００１２】
また、上記ガスタンクとして、赤外線吸収特性の異なるガスをそれぞれ封入した複数種類が設けられても良い。
【００１３】
また、上記ガス封入フィルタは、対物レンズと赤外線検出素子の間の光路上に複数設けられても良い。
【００１４】
さらに、上記ガスタンクとして、赤外線吸収特性の異なるガスをそれぞれ封入した複数種類が設けられ、
上記ガス封入フィルタは、異なるガスを封入した各ガスタンクに対応して、上記対物レンズと赤外線検出子の間の光路上に複数個設けられても良い。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、赤外線の光路上に赤外線吸収特性を持つガスを封入する空間を構成し、ガスの封入量を調整することによって、ガスの封入量に応じて赤外線を減衰することができ、フィルタ表面での反射による迷光や画像の途切れを発生させることなく、赤外線検出素子に集光する赤外線の光量を、所望の光量まで連続的に低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、赤外線撮像装置は、第１のレンズ１、第２のレンズ２、第３のレンズ３及び第４のレンズ４、鏡筒５、第１の押さえ環６、第２の押さえ環７、第３の押さえ環８、第４の押さえ環９、赤外線検出素子１０、筐体１１、増幅器１２、処理装置１３、表示装置１４、第１のＯリング１５、第２のＯリング１６、第１のガスタンク１７、第１のポンプ１８を備える。
【００１７】
第１乃至第４のレンズ１乃至４は、それぞれ撮像目標が放射または反射する赤外線を集光する。第１のレンズ１は対物レンズである。第２のレンズ２、第３のレンズ３、及び第４のレンズ４は、第１のレンズ１で集光された光を更に集光し、赤外線検出素子１０に結像する。鏡筒５は、第１のレンズ１、第２のレンズ２、第３のレンズ３、及び第４のレンズ４を保持する。第１乃至第４の押さえ環６乃至９は、それぞれ第１のレンズ１、第２のレンズ２、第３のレンズ３、及び第４のレンズ４を上記鏡筒５に固定する。赤外線検出素子１０は、第４のレンズ４により集光された赤外線を受光し電気信号として外部に出力する。筐体１１は赤外線検出素子１０を固定する。増幅器１２は赤外線検出素子１０から出力された電気信号を増幅する。処理装置１３は増幅器１２によって増幅された電気信号を信号処理する。表示装置１４は処理装置１３によって信号処理された電気信号を画像として表示する。
【００１８】
第１のＯリング１５は、第２のレンズ２と第２の押さえ環７の間に位置し鏡筒５と第２のレンズ２との隙間をふさぐ。第２のＯリング１６は、第３のレンズ３と第３の押さえ環８の間に位置し鏡筒５と第３のレンズ３との隙間をふさぐ。すなわち、鏡筒５と光学窓としての第２のレンズ２及び光学窓としての第３のレンズ３に囲まれた空間は、第１、第２のＯリング１５、１６によって気密化され、密閉されたガス封入空間５０を構成する。なお、第２のレンズ２及び第３のレンズ３の替わりに、気密を保持できる他の光学窓（光学部品）を用いても良い。
【００１９】
第１のガスタンク１７は赤外線吸収特性を持つガス５１を収容し貯蔵する。第１のポンプ１８は順方向にガスを排出するように動作すると、第１のガスタンク１７内部のガス５１をガス封入空間５０へ排出し、ガス封入空間５０の内部へ封入する。また、第１のポンプ１８は逆方向にガスを排出するように動作すると、ガス封入空間５０の内部に封入されたガス５１を第１のガスタンク１７へ排出し、第１のガスタンク１７の内部へ封入する。第１のガスタンク１７、第１のポンプ１８及び鏡筒５内のガス封入空間５０は、その各接続部において隙間が無いように接続され、気密が保たれている。
【００２０】
赤外線吸収特性を持つガス５１としては、水蒸気や炭酸ガス、オゾン、亜酸化窒素、一酸化炭素、メタンガスなどがあり、ガスの種類によって赤外線を吸収する波長帯が異なる。
例えば、１μｍから１５μｍの波長帯において、次のようにしてガスを選択し、第１のガスタンク１７を封入する。
水蒸気は、１μｍから２μｍ、２.５μｍから３.５μｍ、４.５μｍから８.５μｍ、及び１１μｍから１５μｍの各波長帯に吸収帯があるので、これらの波長帯域においては水蒸気を用いる。
また、炭酸ガスは、１.４μｍから１.６μｍ、２μｍから２.１μｍ、２.７μｍから２.９μｍ、４μｍから５.３μｍ、９.２μｍから９.７μｍ、１０.２μｍから１０.７μｍ、及び１２.４μｍから１５μｍの各波長帯に吸収帯があるので、これらの波長帯域においては炭酸ガスを用いる。
一方、オゾンは、４.６μｍから４.９μｍ、８.９μｍから１０.１μｍ、及び１４μｍから１４.５μｍの各波長帯に吸収帯があるので、これらの波長帯域においてはオゾンを用いる。
【００２１】
ここで、赤外線吸収特性を持つガスによる赤外線の吸収は、次式に表すように、波長依存性を持ち、光路中のガス量に応じ増減する。
【００２２】
【数１】
2007232583.tif 000003
【００２３】
すなわち、所望の赤外線吸収率Ａを得られるように、ガス封入空間５０に封入するガス量ωを設定することによって、フィルタとして動作させることができる。
【００２４】
この発明における赤外線撮像装置は上記のように構成され、以下のように動作する。
撮像目標の輝度が高いために、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を減衰させたい場合、第１のポンプ１８を動作させる。第１のポンプ１８を用いて順方向にガスが排出されるように動作させることにより、第１のガスタンク１７に貯蔵した赤外線吸収特性を持つガス５１を、密閉されたガス封入空間５０の内部に排出する。これによって、ガス封入空間５０内部にガス５１が封入される。第１のポンプ１８の動作時間によりガス封入空間５０内部に封入されるガス量を予め規定しておく。これによって、第１のポンプ１８を所定時間動作させれば、所定量のガスがガス封入空間５０内部に封入される。
【００２５】
撮像目標からの赤外線は、第１、第２のレンズ１、２を通過後、光路上のガス封入空間５０に封入した赤外線吸収特性を持つガス５１により吸収される。これによって、第３、第４のレンズ３、４を通過して赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量が減衰する。光路上のガス封入空間５０に封入した赤外線吸収特性を持つガスでは、赤外線は反射せず迷光が生じない。このため、赤外線検出素子１０の出力信号からは良好な画像が得られる。
【００２６】
更に、赤外線吸収特性を持つガスをガス封入空間５０に封入する際に、ガス封入空間５０内部のガス量はポンプ１８の動作時間に応じて次第に増加して行く。このため、赤外線吸収量が時間経過に依存して漸次増加するので、画像が途切れずに連続的に赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を調整することができる。
【００２７】
一方、撮像目標の輝度が低く赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を減衰する必要が無い場合は、第１のポンプ１８から赤外線吸収特性を持つガスを封入せずに撮像する。また、既に光路上の空間に赤外線吸収特性を持つガスが封入されている場合には、第１のポンプ１８を用いて逆方向にガスが排出されるように動作させることにより、ガス封入空間５０の内部のガス５１を、第１のガスタンク１７に排出する。これによって、ガス封入空間５０内部のガスを排出して赤外線の吸収を無くし、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を増大して撮像する。この際、ガス封入空間５０内部から排出されたガスは第１のガスタンク１７の内部に封入されるので、再度このガス５１をガス封入空間５０に封入することができる。
【００２８】
この実施の形態１では、対物レンズと、赤外線検出素子と、上記対物レンズと赤外線検出素子の間の光路上に配置された他のレンズと、赤外線吸収特性を有するガスが収容されたガスタンクと、上記ガスタンク内のガスの排出を行うポンプと、上記対物レンズと他のレンズとの間に設けられ、上記ガスタンクから排出されたガスを封入される気密化された封入空間を有したガス封入フィルタと、を備えたことにより、フィルタターレットにより光学部品を切り替える光学フィルタを使用せずとも、光路上のガス封入空間に封入した赤外線吸収特性を持つガスによりレンズで集光された赤外線を吸収し、赤外線検出素子上に結像する赤外線の光量が減衰することができる。また光路上のガス封入空間に封入した赤外線吸収特性を持つガスでは、赤外線は反射せず迷光が生じないので、赤外線検出素子の出力信号からは良好な画像が得られるという効果を奏する。
【００２９】
実施の形態２
図２はこの発明の実施の形態２を示す構成図である。図において、赤外線撮像装置は、第１の流量計１９、制御装置２０を備える。また、符号１〜１８は実施の形態１の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。制御装置２０は、内部に演算プロセッサと記憶装置が設けられている。
【００３０】
第１の流量計１９は第１のポンプ１８が封入、排出するガスの量を計測し、第１のポンプ１８と鏡筒５内部のガス封入空間５０との間に接続されている。第１のポンプ１８、第１の流量計１９、ガス封入空間５０の各接続部は、隙間が無く気密が保たれている。制御装置２０は、第１の流量計１９で計測される流量に基づいて、第１のポンプ１８を用いて、第１のガスタンク１７からガスを順方向に排出して、光路上のガス封入空間５０に封入する際の、流入ガス量を制御する。また、制御装置２０は、第１の流量計１９で計測される流量に基づいて、第１のポンプ１８を用いて、ガス封入空間５０からガスを逆方向に排出して、第１のガスタンク１７に封入する際の、流出ガス量を制御する。
【００３１】
実施の形態２における赤外線撮像装置は上記のように構成され、以下のように動作する。
撮像目標から集光し赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を変化させたい場合、制御装置２０の演算プロセッサは所望の赤外線吸収率を設定すると、上記した数１に基づいて、必要なガス封入量を計算する。計算された必要なガス封入量は、制御装置２０の記憶装置に格納される。
【００３２】
ここで、赤外線の光量を減少させる場合、制御装置２０の演算プロセッサは第１のポンプ１８に制御指令を出し、第１のガスタンク１７から赤外線吸収特性を持つガス５１を排出して光路上のガス封入空間５０にガス５１を封入させる。
【００３３】
一方、赤外線の光量を元に戻して増加させたい場合、制御装置２０の演算プロセッサは第１のポンプ１８に制御指令を出し、光路上のガス封入空間５０から赤外線吸収特性を持つガス５１を排出して第１のガスタンク１７にガス５１を封入させる。
【００３４】
制御装置２０は、第１の流量計１９から得たガスの流量情報を基に、流入ガス量と流出ガス量の積分値の差分から、ガス封入空間５０に封入されたガス量を求める。制御装置２０は、記憶装置に記憶した必要なガス封入量と、求めたガス封入空間５０に封入されたガス量との差を求める。制御装置２０は、この差が０となるように、すなわちガス封入空間５０に封入されたガス量が必要なガス封入量に一致するように、第１のポンプ１８におけるガスの吐出量と排出方向を調整し、必要な量のガスを光路上のガス封入空間５０に封入する。
【００３５】
撮像目標から集光した赤外線は、光路上のガス封入空間５０に封入した赤外線吸収特性を持つガスに吸収されて、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量が低下する。光路上のガス封入空間５０に封入した赤外線吸収特性を持つガスでは赤外線は反射せず迷光が生じないので、赤外線検出素子１０上に結像した赤外線は電気信号に変換されて表示装置１４に良好な画像として表示される。
【００３６】
また、赤外線吸収特性を持つガスを封入しても画像が途切れることなく連続的に透過率を変化させ、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を調整することができる。更に、ガスの封入量により赤外線の吸収率が変化するため、制御装置２０により所望の赤外線吸収率に応じてガスの封入量を制御し、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を調整することができる。
【００３７】
この実施の形態２では、対物レンズと、赤外線検出素子と、上記対物レンズと赤外線検出素子の間の光路上に配置された他のレンズと、赤外線吸収特性を有するガスが収容されたガスタンクと、上記ガスタンク内部のガスの排出もしくはガスタンク内部へのガスの封入を行うポンプと、上記対物レンズと他のレンズとの間に設けられ、上記ガスタンクから排出されたガスが封入される気密化された封入空間を有したガス封入フィルタと、所望の赤外線吸収率を与えるガス封入量に基づいて、上記ガスタンクから排出され上記ガス封入フィルタに封入される流入ガス量と、上記ガス封入フィルタから排出され上記ガスタンクに封入される流出ガス量とを制御する制御装置と、を備えているので、光路上のガス封入空間に封入した赤外線吸収特性を持つガスに吸収されて、赤外線検出素子上に結像する赤外線の光量が低下し、光路上のガス封入空間に封入した赤外線吸収特性を持つガスでは赤外線は反射せず迷光が生じないので、赤外線検出素子上に結像した赤外線は電気信号に変換されて表示装置に良好な画像として表示されるという効果を奏する。
【００３８】
また、赤外線吸収特性を持つガスを封入しても画像が途切れることなく連続的に透過率を変化させ、赤外線検出素子上に結像する赤外線の光量を調整することができ、更に、ガスの封入量により赤外線の吸収率が変化するため、制御装置により所望の赤外線吸収率に応じてガスの封入量を制御し、赤外線検出素子上に結像する赤外線の光量を所望の光量に調整することができる。
【００３９】
実施の形態３
図３はこの発明の実施の形態３を示す構成図である。図において、赤外線撮像装置は、第２のガスタンク２１、第２のポンプ２２、第２の流量計２３、排出弁５５を備える。符号１〜１８は実施の形態１の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。また、符号１９及び２０は実施の形態２の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。
【００４０】
第２のガスタンク２１は赤外線吸収特性を持つガスを貯蔵し、第１のガスタンク１７とは異なる種類のガス５２を貯蔵する。第２のポンプ２２は第２のガスタンク２１に貯蔵したガス５２を鏡筒５と第２のレンズ２及び第３のレンズ３に囲まれた光路上に密閉されたガス封入空間５０に封入する。第２の流量計２３は第２のポンプ２２が封入するガスの量を計測する。第２の流量計２３は、第２のポンプ２２と鏡筒５内部のガス封入空間５０の間に接続されており、第２の流量計２３、第２のポンプ２２、ガス封入空間５０の各接続部は、隙間が無く気密が保たれている。また、鏡筒５内部のガス封入空間５０には、ガス排出管と調整弁が備えられた排出弁５５が、隙間が無く気密が保たれた状態で接続されている。排出弁５５は、調整弁を開放することによって、ガス排出管を通じてガス封入空間５０内部のガスを外部に排出する。なお、排出弁５５における調整弁の開放によって、ガス封入空間５０内部のガスが完全に排出される時間は、予め設定されている。
【００４１】
実施の形態３における赤外線撮像装置は上記のように構成され、以下のように動作する。
撮像目標から赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を減少させたい場合、上記数１に基づいて、所望する赤外線吸収率に応じて光路上のガス封入空間５０に封入すべき、必要な量の赤外線吸収特性を持つガス量を、第１、第２のガスタンク１７、２１毎に求める。この求めたガス量に基づいて、制御装置２０の演算プロセッサは、第１のポンプ１８及び第２のポンプ２２に制御指令を出する。なお、第１、第２のガスタンク１７、２１は、赤外線吸収特性を有する波長帯の異なるガスを用いれば、各ガス５１、５２毎に独立に必要な量のガス量を求めることができる。
【００４２】
第１のポンプ１８及び第２のポンプ２２が封入したガスの量は、それぞれ第１の流量計１９及び第２の流量計２３が計測し、その計測結果を基に、制御装置２０は封入するガス５１、５２の量を調整し、必要な量のガスを光路上のガス封入空間５０に封入する。封入するガスの種類により赤外線の吸収波長特性が異なり、また、ガスの封入量に応じて赤外線吸収率が変化するため、所望の吸収特性に応じ制御装置２０が第１のポンプ１８及び第２のポンプ２２を制御し封入するガスの量を調整する。
【００４３】
撮像目標から集光した赤外線は、光路上のガス封入空間５０に封入した赤外線吸収特性を持つガスに吸収されるので、実施の形態２と同様に迷光を発生させずに画像も途切れず連続的に透過率を変化させ、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を調整することができる。更に、ガスの種類により赤外線の吸収波長帯が異なるので、第１のポンプ１８と第２のポンプ２２から異なる種類のガスを封入することにより、１種類のガスを封入する実施の形態２に比べて広い波長範囲の赤外線を吸収することができる。
【００４４】
また、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を元に戻したい場合、制御装置２０の演算プロセッサは、排出弁５５に制御指令を与えて、排出弁５５はガス封入空間５０に封入されたガスを外部に排出する。これによって、所定時間経過後、全てのガスがガス封入空間５０から排出され、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量が元に戻る。なお、第１、第２のガスタンク１７、２１に貯蔵されたガスがなくならないように、排出弁５５の動作後は、適宜第１、第２のガスタンク１７、２１にガスを再充填しておく。
【００４５】
実施の形態４
図４はこの発明の実施の形態４を示す構成図である。
図において、符号１〜１８は実施の形態１の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。また、符号１９及び２０は実施の形態２の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。但し、第１のポンプ１８は第１のガスタンク１７に貯蔵したガスを鏡筒５と第１のレンズ１及び第２のレンズ２に囲まれたガス封入空間５６並びに、鏡筒５と第２のレンズ２及び第３のレンズ３に囲まれたガス封入空間５０に封入または排出する。更に、第３のＯリング２４は第１のレンズ１と第１の押え環６の間に位置し鏡筒５と上記第１のレンズ１との隙間をふさいでいる。
【００４６】
実施の形態４における赤外線撮像装置は上記のように構成され、以下のように動作する。撮像目標から赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を変化させたい場合、制御装置２０から第１のポンプ１８に指令を出し、第１のレンズ１と第２のレンズ２及び鏡筒５に囲まれたガス封入空間５６並びに、第２のレンズ２と第３のレンズ３及び鏡筒５に囲まれたガス封入空間５０に、第１のガスタンク１７に収容された赤外線吸収特性を持つガス５１を封入する。この際、制御装置２０は、実施の形態２と同様にして、第１の流量計１９、第２の流量計２３から得たガスの流量情報を基に、流入ガス量と流出ガス量の積分値の差分から、ガス封入空間５０、５６に封入されたガス量を求める。制御装置２０は、ガス封入空間５０、５６に封入されたガス量が必要なガス封入量に一致するように、第１のポンプ１８におけるガスの吐出量と排出方向を調整し、必要な量のガスを光路上のガス封入空間５０、５６に封入する。
【００４７】
撮像目標から集光した赤外線は光路上のガス封入空間５０及びガス封入空間５６に封入した赤外線吸収特性を持つガス５１に吸収されるので、実施の形態２と同様に迷光を発生させずに、また画像も途切れず連続的に透過率を変化させ、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を調整することができる。更に、ガスの封入量に応じて赤外線の吸収率が変化するため、光路上の複数の空間に赤外線吸収特性を持つガスを封入することにより、１空間にガスを封入する実施の形態２と比較して、封入するガスの量を多くすることができる。そのため、赤外線の吸収率を高くすることができ、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線光量の調整範囲を広くできる。
【００４８】
実施の形態５
図５はこの発明の実施の形態５を示す構成図である。図において、符号１〜１８は実施の形態１の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。符号１９及び２０は実施の形態２の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。符号２１から２３は実施の形態３の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。但し、第１のポンプ１８は第１のガスタンク１７に貯蔵したガスを鏡筒５と第２のレンズ２及び第３のレンズ３に囲まれたにガス封入空間５０に封入または排出する。また、第２のポンプ２２は第２のガスタンク２１に貯蔵したガスを鏡筒５と第１のレンズ１及び第２のレンズ２に囲まれたガス封入空間５６に封入または排出する。符号２４は実施の形態４の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。
【００４９】
実施の形態５における赤外線撮像装置は上記のように構成され、以下のように動作する。
撮像目標から集光し赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を変化させたい場合、制御装置２０から第１のポンプ１８及び第２のポンプ２２に指令を出し、第２のレンズ２と第３のレンズ３及び鏡筒５に囲まれたガス封入空間５０並びに、第１のレンズ１と第２のレンズ１及び鏡筒５に囲まれたガス封入空間５６に赤外線吸収特性を持つガスを封入する。その他の動作については、実施の形態２、４と同様に動作する。
【００５０】
撮像目標から集光した赤外線は光路上の空間に封入した赤外線吸収特性を持つガスに吸収されるので、実施の形態２と同様に迷光を発生させずに、また画像も途切れず連続的に透過率を変化させ、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を調整することができる。更に、ガスの封入量に応じて赤外線の吸収率が変化するため、光路上の複数の空間に赤外線吸収特性を持つガスを封入するので、１空間にガスを封入する場合と比較して、赤外線の吸収率を高くすることができ、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線光量の調整範囲を広くできる。また、ガスの種類により赤外線の吸収波長帯が異なるので、第１のガスタンク１７と第２のガスタンク２１に赤外線吸収波長帯の異なる種類のガスを貯蔵し、第１のポンプ１８及び第２のポンプ２２により光路上の異なるガス封入空間５０、５６にそれぞれガスを封入すれば、１種類のガスを封入する実施の形態４に比べて、広い波長範囲の赤外線を吸収することができ、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の波長調整範囲を広くできる。
【００５１】
実施の形態６
図６はこの発明の実施の形態６を示す構成図である。図において、符号１〜１８は実施の形態１の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。符号１９及び２０は実施の形態２の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。符号２１から２３は実施の形態３の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。符号２４は実施の形態４の赤外線撮像装置と同一の機能と名称を有する部分である。
【００５２】
第３のガスタンク２５は赤外線吸収特性を持つガスを貯蔵する。第３のポンプ２６は制御装置２０により制御されて、第３のガスタンク２５に入れたガスを鏡筒５と第１のレンズ１及び第２のレンズ２に囲まれたガス封入空間５６に封入または排出する。第３の流量計２７は第３のポンプ２６が封入、排出するガスの量を計測する。第４のガスタンク２８は赤外線吸収特性を持つガスを貯蔵する。第４のポンプ２９は制御装置２０により制御され、第４のガスタンク２８に入れたガスを鏡筒５と第１のレンズ１及び第２のレンズ２に囲まれた空間に封入または排出する。第４の流量計３０は第４のポンプ２９が封入、排出するガスの量を計測する。この際、制御装置２０は、実施の形態２と同様にして、第１〜第４の流量計１９、２３、２７、３０から得たガスの流量情報を基に、ガス封入空間５０、５６に封入されたガス量を求める。制御装置２０は、ガス封入空間５０、５６に封入されたガス量が必要なガス封入量に一致するように、第１〜第４のポンプ１８、２２、２６、２９におけるガスの吐出量を調整し、必要な量のガスを光路上のガス封入空間５０、５６に封入する。
【００５３】
実施の形態６における赤外線撮像装置は上記のように構成され、以下のように動作する。
撮像目標から集光し赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を変化させたい場合、制御装置２０から第１のポンプ１８、第２のポンプ２２、第３のポンプ２６及び第４のポンプ２９の各々に指令を出し、第１のレンズ１と第２のレンズ２及び鏡筒５に囲まれたガス封入空間５６並びに、第２のレンズ２と第３のレンズ３及び鏡筒５に囲まれたガス封入空間５０に、所望の吸収特性に応じた量の赤外線吸収特性を持つガスを封入する。
【００５４】
撮像目標から集光した赤外線は光路上の空間に封入した赤外線吸収特性を持つガスに吸収されるので、実施の形態２と同様に迷光を発生させずに、また画像も途切れず連続的に透過率を変化させ、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線の光量を調整することができる。更に、ガスの封入量に応じて赤外線の吸収率が変化するため、光路上の複数の空間に赤外線吸収特性を持つガスを封入するので、１空間にガスを封入する場合と比較して、赤外線の吸収率を高くすることができ、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線光量の調整範囲を広くできる。また、ガスの種類により赤外線の吸収波長帯が異なるので、第１、第２の各ガスタンク１７、２１と、第３、第４のガスタンク２５、２８とで、赤外線吸収波長帯の異なるガスを封入して、第１のポンプ１８及び第２のポンプ２２と、第３のポンプ２６及び第４のポンプ２９とから、異なる種類のガスを封入することにより、１種類のガスを封入する場合に比べて広い波長範囲の赤外線を吸収することができる。
【００５５】
更に、第１〜第４の各ガスタンク１７、２１、２５、及び２８に、赤外線吸収波長帯のそれぞれ異なるガスを封入して、第１のポンプ１８、第２のポンプ２２、第３のポンプ２６及び第４のポンプ２９の各ポンプから、それぞれ異なる種類のガスを封入することにより、１種類のガスを封入する場合に比べてより広い波長範囲の赤外線を吸収することができる。これによって、赤外線検出素子１０上に結像する赤外線光量を更に広い波長範囲で調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態１を示す図である。
【図２】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態２を示す図である。
【図３】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態３を示す図である。
【図４】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態４を示す図である。
【図５】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態５を示す図である。
【図６】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態６を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  第１のレンズ
２  第２のレンズ
３  第３のレンズ
４  第４のレンズ
５  鏡筒
６  第１の押さえ環
７  第２の押さえ環
８  第３の押さえ環
９  第４の押さえ環
１０  赤外線検出素子
１１  筐体
１２  増幅器
１３  処理装置
１４  表示装置
１５  第１のＯリング
１６  第２のＯリング
１７  第１のガスタンク
１８  第１のポンプ
１９  第１の流量計
２０  制御装置
２１  第２のガスタンク
２２  第２のポンプ
２３  第２の流量計
２４  第３のＯリング
２５  第３のガスタンク
２６  第３のポンプ
２７  第３の流量計
２８  第４のガスタンク
２９  第４のポンプ
３０  第４の流量計
５０  ガス封入空間
５５  排出弁
５６  ガス封入空間
【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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