(57)【要約】【課題】外部からの赤外線光の侵入を防止する絞りホルダ部材を備えた赤外線撮像装置を提供する。【解決手段】赤外線撮像装置を構成するコールド・アパーチャ１４を有するハウジング１１に隣接して設けられた絞りホルダ部材２０の内側には、く字型に形成された斜行凹部２３が設けられ、この斜行凹部２３に備えた複数の斜面部２４により、ハウジング１１の外周面と絞りホルダ部材２０とに形成された隙間ｔ１を通じてコールド・アパーチャ１４の内部に赤外線光が侵入することを防止する。【選択図】        図３
2009244189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像目標物からの赤外線光を受光する赤外線検知器を内部に配置したコールド・アパーチャと、前記コールド・アパーチャを内部に有するハウジングと所定の隙間をあけて配置されるとともに、外部からの赤外線光の入光を阻止する絞りホルダ部材とを備えた赤外線撮像装置において、
前記絞りホルダ部材の内側には、く字型に傾斜する窪み部が形成されることを特徴とする赤外線撮像装置。
【請求項２】
撮像目標物からの赤外線光を受光する赤外線検知器を内部に配置したコールド・アパーチャと、前記コールド・アパーチャを内部に有するハウジングと所定の隙間をあけて配置されるとともに、外部からの赤外線光の入光を阻止する絞りホルダ部材とを備えた赤外線撮像装置において、
前記絞りホルダ部材の内側には、複数の鋸歯が外方に向けて傾斜する窪み部が形成されていることを特徴とする赤外線撮像装置。
【請求項３】
前記絞りホルダ部材の内側には、前記コールド・アパーチャの内部から放射する赤外線光を反射する鏡面部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の赤外線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低温冷却タイプの赤外線撮像装置に関し、周囲からの不要な赤外線の入射を防止することができる赤外線撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、夜間などでも赤外線を利用して被撮影物を撮影することができる赤外線撮像装置が知られている。このような赤外線撮像装置は、レンズなどの光学系とコールド・アパーチャと、このコールド・アパーチャの内部に配置した赤外線検知器とを備えている。
【０００３】
［従来の赤外線撮像装置の構成］
ここで、図７を用いて、従来の赤外線撮像装置１の概要について説明する。図７は、従来の赤外線撮像装置の概要を示す全体構成図である。また、図８は、図７に示した従来の赤外線撮像装置１の要部を示す拡大図である。
【０００４】
図７に示すように、赤外線撮像装置１は、ハウジング２と、ハウジング２の内部に設けられたコールド・アパーチャ５とを備えている。また、ハウジング２の中央部には、開口部３が形成され、この開口部３にはウィンドウ部材４が嵌め込まれており、このウィンドウ部材４を通じて、目標物からの赤外線がコールド・アパーチャ５の内部に設けられた赤外線検知器７に受光される構成となっている。
【０００５】
また、赤外線撮像装置１に備えられたハウジング２と所定の隙間をあけた位置には、絞りホルダ部材８が設けられ、この絞りホルダ部材８の内方部材９の内周面には、反射ミラー面１０が形成されており、この反射ミラー面１０により、コールド・アパーチャ５の内部から放射される赤外線を反射させて、再びコールド・アパーチャ５の内部に戻すようにしている。
【０００６】
この種の赤外線撮像装置に関する従来技術として、特許文献１には、絞り機構と光学フィルタ機構とを一体化することにより装置の小型化を図った絞り装置を備えた赤外線撮像装置について開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１８９２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述した従来の赤外線撮像装置１の場合、以下に示すような問題がある。すなわち、赤外線撮像装置１に備えたコールド・アパーチャ５を内部に備えるハウジング２は、外部からの赤外線の侵入（熱侵入）を最小限に抑えるために、余分な構造物の直接的な取り付けは好ましくないため、絞りホルダ部材８や反射ミラー面１０を近接した位置に設けたり直接取り付けることはできない。
【０００９】
このため、ハウジング２と絞りホルダ部材８との間には所定の間隔ｔ（図８）を設けているが、この隙間ｔから周囲の不要な赤外線（赤外放射パワー）が侵入するという問題がある。
【００１０】
具体的に説明すると、図８に示すように、絞りホルダ部材８の内周面とハウジング２の外周面との間に形成された隙間ｔとの間が、所謂ジグザグ形状の赤外線パワーの侵入経路となり、この侵入経路を通じて、赤外線がハウジング２のウィンドウ部材４からコールド・アパーチャ５の内部に侵入し、赤外線検知器７の誤検知の原因となる。
【００１１】
特に、近年の赤外線検知器は、感度が高度な特性を有しているため、僅かな赤外線（不要な熱エネルギー）がコールド・アパーチャ５の内部に侵入した場合でも、誤検知が発生し、この誤検知による不具合が生じることとなる。
【００１２】
ここで、このような周囲からの赤外線の侵入を防止するためには、コールド・アパーチャ５と絞りホルダ部材８との間の隙間ｔは、できるだけ狭い間隔とするなどの対策が考えられる。ところが、絞りホルダ部材８を駆動する駆動機構構造を考慮した場合には、逆に、この隙間ｔは広い方が好ましいため、このようなトレードオフによる問題の解決が望まれている。
【００１３】
すなわち、駆動機構構造を考慮するとともに、絞りホルダ部材８とハウジング２との間をできるだけ広い隙間となるように、且つ、周囲からの赤外線（赤外放射パワー）の侵入を確実に阻止することのできる赤外線撮像装置の実現が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
赤外線撮像装置は、撮像目標物からの赤外線光を受光する赤外線検知器を内部に配置した極低温のコールド・アパーチャと、当該コールド・アパーチャと所定の隙間をあけて配置されるとともに、不要な赤外線光の入光を阻止する絞りホルダ部材とを備え、絞りホルダ部材の内側には、く字型に形成された窪み部（斜行凹部）が設けられることを要件とする。
【発明の効果】
【００１５】
赤外線撮像装置を構成するコールド・アパーチャを内部に備えたハウジングに隣接して設けられ、不要な赤外線光の入光を阻止する絞りホルダ部材の内周面形状を外部からの赤外線が通過し難い形状としたので、ハウジングと絞りホルダ部材との隙間を確保することができるため、外部からの不要な赤外線の侵入を確実に阻止できる。これによって、絞りホルダ部材と、コールド・アパーチャを内部に備えたハウジングとの隙間を数ミリ程度に広くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る赤外線撮像装置の実施例１を詳細に説明する。ここで、図１は、赤外線撮像装置１ａの概要を、図２は、図１に示した赤外線撮像装置１ａのＡ矢視図をそれぞれ示している。また、図３は図１に示した赤外線撮像装置１ａの要部を示す拡大図である。なお、以下に示す実施例１により本発明が限定するものではない。
【実施例１】
【００１７】
［赤外線検知器の概要および特徴］
まず最初に、図１および図２を用いて、実施例１に係る赤外線撮像装置１ａの概要および特徴を説明する。
【００１８】
ここで、本実施例１の特徴は、赤外線撮像装置１ａを構成する極低温冷却タイプのコールド・アパーチャ１４を内部に有するハウジング１１に隣接して設けられた絞りホルダ部材２０の内周面形状を外部からの赤外線が通過し難い形状としたことに主な特徴があり、これによって、コールド・アパーチャ１４を内部に備えたハウジング１１と絞りホルダ部材２０との隙間ｔ１（図３）を確保するとともに、周囲からの不要な赤外線の侵入を効果的に防止することができる。
【００１９】
すなわち、図１および図２に示すように、赤外線撮像装置１ａは、全体が円筒状に形成されたハウジング１１と、このハウジング１１の内部に設けられ極低温領域とされたコールド・アパーチャ１４とから構成されている。また、ハウジング１１は、極低温領域である密閉構造とされており、内周面は赤外線の放射を抑えるためにメッキ面とされている。
【００２０】
また、このコールド・アパーチャ１４の内部には、撮像目標物からの赤外線光を受光する赤外線検知器１６が配置され、このコールド・アパーチャ１４を備えたハウジング１１と所定の隙間ｔ１をあけた位置には、外部からの不要な赤外線光の入光を阻止する絞りホルダ部材２０が設けられている。この絞りホルダ部材２０の下方部は、赤外線撮像装置１ａを台に据置するための脚部２２が形成されている。
【００２１】
また、ハウジング１１の正面部のほぼ中央部には、開口部１２が形成されこの開口部１２には赤外線光を透過するウィンドウ部材１３が嵌め込まれており、このウィンドウ部材１３を通じて赤外線光がコールド・アパーチャ１４の内部に入光され赤外線検知器１６に受光されることとなる。
【００２２】
ここで、ハウジング１１の正面部（図１、３の左側）には図示しない光学系が配置されている。なお、図中の破線は、ハウジング１１の開口部１２の両端部と赤外線検知器１６の光軸とを結ぶ線（最外郭光線）であり視野角を表している。
【００２３】
また、絞りホルダ部材２０の内方部材２１の内周面には、円環状の反射ミラー面２１ａが形成されており、この反射ミラー面２１ａにより、コールド・アパーチャ１４から開口部１５を介して、外部に向けて放射される赤外線を反射させて、このコールド・アパーチャ１４の内部に戻すようにしている。
【００２４】
次に、図３を参照して、赤外線撮像装置１ａに備えた絞りホルダ部材２０の機能の詳細について説明する。ここで、図３は図１に示した赤外線撮像装置１ａの要部を示す拡大図を示している。すなわち、図３に示すように、絞りホルダ部材２０の内面部には、く字型から成る複数の斜行凹部（窪み部）２３が形成されている。すなわち、この斜行凹部２３は一対の斜面部２４を有しており、この斜面部２４によって、外部から侵入する赤外線光を反射させることができる。
【００２５】
具体的に説明すると、ハウジング１１の外周面と絞りホルダ部材２０との隙間ｔ１から侵入した外部からの赤外線光は、斜行凹部２３を構成する複数の斜面部２４のいずれかの斜面部２４に当接しはね返されるため、コールド・アパーチャ１４の内部に侵入することはできない。
【００２６】
具体的に説明すると、ハウジング１１の外周面と絞りホルダ部材２０の内側に形成された隙間ｔ１を通じて、外部から赤外線光がコールド・アパーチャ１４の内部に進入しようとしてもこの赤外線光は、絞りホルダ部材２０の斜行凹部２３を構成する複数の斜面部２４のいずれかに当接するため、赤外線光がハウジング１１のウィンドウ部材１３を通じて、コールド・アパーチャ１４内に侵入し、赤外線検知器１６により受光されることはない。
【００２７】
次に、図４−１および図４−２を用いて、本実施例１の赤外線撮像装置１ａによる作用効果について説明する。ここで、図４−１は、本実施例１の赤外線撮像装置による赤外線追跡マップを、図４−２は、従来の赤外線撮像装置による赤外線追跡マップをそれぞれ示す図である。
【００２８】
すなわち、本発明の発明者は、従来による赤外線撮像装置１と本実施例１による赤外線撮像装置1ａとで、周囲からの赤外放射パワーの流入経路をシミュレーション解析する実験を行なった。
【００２９】
具体的には、ハウジング１１の前方（図１の左側）の所定の位置に仮想面を設け、赤外線検知器１６からの光線逆追跡（実験的な光学解析シミュレーション）を行なったところ、図４−１に示すように、本実施例１による赤外線撮像装置１ａでは、赤外線検知器１６から仮想面に到達している領域が少なくことが判明した。すなわち、本実施例１の赤外線撮像装置１ａでは、隙間から赤外線光がほとんど侵入していないことがわかった。
【００３０】
一方、図４−２に示すように、従来の赤外線撮像装置１では、赤外線検知器７(図８)から仮想面に到達している領域がかなり多いということがわかった。すなわち、隙間からかなりの量の赤外線光が侵入していることがわかった。
【００３１】
このようなことから、本実施例１の赤外線撮像装置１ａに備えた絞りホルダ部材２０によると、周囲からの赤外線の侵入を効果的に防止するとともに、不要な赤外線の侵入を確実に阻止できることから、この絞りホルダ部材２０とコールド・アパーチャ１４を備えたハウジング１１との隙間ｔ１を数ミリ程度に広くすることができることが判明した。
【００３２】
なお、実際には、絞りホルダ部材２０の平面部分に施す斜行凹部（窪み部）２３の形状・寸法を光学シミュレーションにより最適に決定していくことで、外部からの赤外放射パワーの侵入を最小化することができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施例１に係る赤外線撮像装置１ａによれば、赤外線撮像装置１ａを構成するコールド・アパーチャ１４を有するハウジング１１に隣接して設けられた絞りホルダ部材２０の内側には、く字型に形成された窪み部２３が設けられるので、この窪み部２３を構成する複数の斜行凹部２３の斜面部２４により、ハウジング１１の外周面と絞りホルダ部材２０との隙間ｔ１を通じてコールド・アパーチャ１４の内部に赤外線光が侵入することを防止することができる。
【実施例２】
【００３４】
次に、実施例２に係る赤外線撮像装置１ｂの構成について説明する。図５は、本実施例２に係る赤外線撮像装置１ｂの要部を示す拡大図である。なお、この実施例２を構成する各部材と、前述した実施例１を構成する同一の部材についての詳細な説明は省略する。
【００３５】
ここで、前述した実施例１の絞りホルダ部材２０は、く字型に形成された斜行凹部２３を構成する複数の斜面部２４により外部からの赤外線の侵入を阻止する構成としているが、本実施例２に示す絞りホルダ部材３０は、この絞りホルダ部材３０の内側に複数の鋸歯３４が内方に向けて傾斜する斜行凹部３３を設け、この斜行凹部３３により前述した実施例１と同様に、外部からの赤外線の侵入を阻止するようにしたことに特徴がある。
【００３６】
すなわち、図５に示すように、本実施例２に示す絞りホルダ部材３０は、コールド・アパーチャ１４を内部に備えたハウジング１１と隙間ｔ２をあけて配置されるとともに、この絞りホルダ部材３０の内側に、複数の鋸歯３４が内方に向けて傾斜する斜行凹部３３が形成されている。
【００３７】
また、絞りホルダ部材３０の内方部材３１の内周面には、円環状の反射ミラー面３１ａが形成されており、この反射ミラー面３１ａにより、コールド・アパーチャ１４から開口部１５を介して、外部に向けて放射される赤外線は反射されて、コールド・アパーチャ１４の内部に戻すことができる。
【００３８】
同図に示すように、外部からの赤外線光は、ハウジング１１（コールド・アパーチャ１４）と絞りホルダ部材３０との隙間ｔ２からハウジング１１のウィンドウ部材１３とコールド・アパーチャ１４の開口部１５を通じて、コールド・アパーチャ１４の内部に侵入しようとした場合でも、この赤外線光は、絞りホルダ部材３０の内側に設けられた斜行凹部３３の複数の鋸歯３４の何れかに当接する。このため、この外部からの赤外線光がコールド・アパーチャ１４の内部に侵入し、赤外線検知器１６に受光されることを確実に阻止することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施例２に係る赤外線撮像装置１ｂによれば、赤外線撮像装置１ｂを構成するコールド・アパーチャ１４を有するハウジング１１に隣接して設けられた絞りホルダ部材２０の内側には、複数の鋸歯３４が内方に向けて傾斜する斜行凹部３３が形成されているので、この斜行凹部３３を構成する複数の鋸歯３４により、ハウジング１１の外周面と絞りホルダ部材３０との隙間ｔ２を通じてコールド・アパーチャ１４の内部に赤外線光が侵入することを防止することができる。
【実施例３】
【００４０】
次に、実施例３に係る赤外線撮像装置１ｃの構成について説明する。図６は、本実施例３に係る赤外線撮像装置１ｃの要部を示す拡大図である。なお、前述した実施例２と同様に、この実施例３を構成する各部材と、前述した実施例２を構成する同一の部材についての詳細な説明は省略する。
【００４１】
ここで、本実施例３に示す絞りホルダ部材４０は、この絞りホルダ部材４０の内側に複数の鋸歯４４が外方に向けて傾斜する斜行凹部４３を設け、この斜行凹部４３により前述した実施例１、２と同様に、外部からの赤外線の侵入を阻止するようにしたことに特徴がある。
【００４２】
すなわち、図６に示すように、本実施例３に示す絞りホルダ部材４０は、コールド・アパーチャ１４を内部に備えたハウジング１１と隙間ｔ３をあけて配置されるとともに、この絞りホルダ部材４０の内側には、複数の鋸歯４４が内方に向けて傾斜する斜行凹部４３が形成されている。
【００４３】
また、絞りホルダ部材４０の内方部材４１の内周面には、円環状の反射ミラー面４１ａが形成されており、この反射ミラー面４１ａにより、コールド・アパーチャ１４から開口部１５を介して、外部に向けて放射される赤外線は反射されて、コールド・アパーチャ１４の内部に戻すことができる。
【００４４】
同図に示すように、外部からの赤外線光は、ハウジング１１（コールド・アパーチャ１４）と絞りホルダ部材４０との隙間ｔ３からハウジング１１のウィンドウ部材１３とコールド・アパーチャ１４の開口部１５を通じて、コールド・アパーチャ１４の内部に侵入しようとした場合でも、この赤外線光は、絞りホルダ部材４０の内側に設けられた斜行凹部４３の複数の鋸歯４４の何れかに当接する。
【００４５】
これにより、外部から赤外線光がコールド・アパーチャ１４の内部に侵入しようとした場合でも、この外部から赤外線光の侵入を、絞りホルダ部材４０の斜行凹部４３により阻止することができ、また、赤外線光が赤外線検知器１６に受光されることを確実に阻止することができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施例３に係る赤外線撮像装置１ｃによれば、赤外線撮像装置１ｂを構成するコールド・アパーチャ１４を有するハウジング１１に隣接して設けられた絞りホルダ部材４０の内側には、複数の鋸歯４４が内方に向けて傾斜する斜行凹部４３が形成されているので、この窪み部４３を構成する複数の鋸歯４４により、ハウジング１１の外周面と絞りホルダ部材４０との隙間ｔ３を通じてコールド・アパーチャ１４の内部に赤外線光が侵入することを防止することができる。
【００４７】
さて、これまで本発明の実施例１〜３について説明したが、本発明は上述した実施例１〜３以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において、種々の異なる実施例にて実施することもできる。
【実施例４】
【００４８】
すなわち、前述した、実施例１〜３では、赤外線撮像装置１ａ〜１ｃを構成する絞りホルダ部材２０〜４０の内周面形状を外部から隙間ｔ１〜ｔ３を通じて侵入する赤外線が通過し難い形状（く字型形状、鋸歯形状）とする構成としているが、絞りホルダ部材２０〜４０ではなく、この絞りホルダ部材２０〜４０が隣接するハウジング１１の外周面を外部からの赤外線が通過し難い形状とするようにしてもよい。
【００４９】
すなわち、ハウジング１１の外周面を絞りホルダ部材２０〜４０の内周面と同様にく字型形状或いは、鋸歯形状とすることで、絞りホルダ部材２０〜４０の形状による赤外線の侵入防止対策と併用することで、より確実にコールド・アパーチャ１４の内部への赤外線の侵入防止効果を向上させることができる。
【００５０】
以上の実施例１〜実施例４を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００５１】
（付記１）撮像目標物からの赤外線光を受光する赤外線検知器を内部に配置したコールド・アパーチャと、前記コールド・アパーチャを内部に有するハウジングと所定の隙間をあけて配置されるとともに、外部からの赤外線光の入光を阻止する絞りホルダ部材とを備えた赤外線撮像装置において、
前記絞りホルダ部材の内側には、く字型に傾斜する窪み部が形成されることを特徴とする赤外線撮像装置。
【００５２】
（付記２）撮像目標物からの赤外線光を受光する赤外線検知器を内部に配置したコールド・アパーチャと、前記コールド・アパーチャを内部に有するハウジングと所定の隙間をあけて配置されるとともに、外部からの赤外線光の入光を阻止する絞りホルダ部材とを備えた赤外線撮像装置において、
前記絞りホルダ部材の内側には、複数の鋸歯が外方に向けて傾斜する窪み部が形成されていることを特徴とする付記１に記載の赤外線撮像装置。
【００５３】
（付記３）前記絞りホルダ部材の内側には、複数の鋸歯が内方に向けて傾斜する窪み部が形成されていることを特徴とする付記２に記載の赤外線撮像装置。
【００５４】
（付記４）前記絞りホルダ部材の内側には、前記コールド・アパーチャの内部から放射する赤外線を反射する鏡面部が形成されていることを特徴とする付記１から３の何れかに記載の赤外線撮像装置。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１に係る赤外線撮像装置の概要を示す全体構成図である。
【図２】図１に示した赤外線撮像装置のＡ矢視図である。
【図３】図１に示した赤外線撮像装置の要部を示す拡大図である。
【図４−１】本実施例１の赤外線撮像装置による赤外線追跡マップを示す図である。
【図４−２】従来の赤外線撮像装置による赤外線追跡マップを示す図である。
【図５】実施例２に係る赤外線撮像装置の要部を示す拡大図である。
【図６】実施例３に係る赤外線撮像装置の要部を示す拡大図である。
【図７】従来の赤外線撮像装置の概要を示す全体構成図である。
【図８】従来の赤外線撮像装置の要部を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００５６】
１、1ａ、１ｂ、１ｃ  赤外線撮像装置
２、１２  ハウジング
５、１４  コールド・アパーチャ
６、１５  開口部
７、１６  赤外線検知器
８、１０、２０、３０、４０  絞りホルダ部材
２３、３３、４３  斜行凹部
【図１】
2009244189.tif 000003
【図２】
2009244189.tif 000004
【図３】
2009244189.tif 000005
【図４−１】
2009244189.tif 000006
【図４−２】
2009244189.tif 000007
【図５】
2009244189.tif 000008
【図６】
2009244189.tif 000009
【図７】
2009244189.tif 000010
【図８】
2009244189.tif 000011