JPS60146165A - 赤外線探知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は熱源を有する物体全探知、撮像する赤外線探
知装置の改良に関するものである。

〔従来技術〕

海上等金低窒で飛来する目標を探知するには。

電波を用いたレーダがあるが、海面からの反射等により
探知が難しい状況か多々ある。従って、目標が発生する
熱線を見ることかできる波長３〜５μｍ又は８〜１３μ
ｍ帯の赤外線探知装置がオリ用される。

第１図は、従来のこの柚の装置の概略図で、（１）はセ
ンサ・光学部、（２；は上記センサ・光学部を全周等速
回転させるための回転架台、（３）はセンサ・光学部か
ら出力される時系列電気係号を処理し。

目標を探知、撮像するための信号処理部である。

第２図は、上記センサ・光学部（ｌｉの構成図で。

（４）は光学系、（５１は光学系（４）の赤外線結像面
内に置かれた１次元赤外線面体撮像素子、（６）は縦方
向視野角、（７）はセンサ・光学部ｆｌｉの回転軸であ
る。

第３図は、上記１次元赤外締固体撮像素子（５）の構成
図で、（８）は赤外線検出素子、（９）は′亀荷転送デ
ハ゛イス、ａαは出力アンプで゛ある。

１次元赤外線画体撮像素子（５）は、赤外線棒”出素子
（８）の列が１回転軸（７）と平行になる様にＩＮかれ
ている。

この様な赤外線探知装置６において、　ＭＩＩＩ：方１
１・」の走査は１次元赤外線画体撮像素子（５）により
電子的におこなわれ、装置°の縦刃１ｈ」視野角（６）
は赤外Ｎｉｌ検出素子（８）の列の長さに対応１−る。

横方向の走査は、センサ・光学ｆ４Ｂ（１ｉ？ｒ回転１
１Ｔｉｌ　（７＋を中心に全周等速回転することにより
おこなイつれ。

横方向視野角は３６０°である。

以上の様に、電子的９機械的方法により走イ糺され、セ
ンサー光学部（１）より出力される時系列゛電気信号は
、信号処理部（３）ｔζ送り込まれ１個号処理され、目
標物体の探知、撮像がおこなわれる。

この様な装置において、セン→ノー・光学部より出力さ
れる時系列電気イご号のｓ／ｎ比は、　１１６１々の赤
外線検出素子（８）より出力される信号のＳ／Ｎ比と考
えてよい。

遠方の物体を見たときの、赤外線検出素子（８）のｓ　
／　Ｎ比は。

で与えられる。ただし、目標が光学系（４１に対しはる
立体角ωｔが、１ケの赤外線検出素子（８）がはる立体
角ωｄより小さい（ω１＜＜ωｄ）とし。

Ｎ（ＴＩ；）　：目標の放射輝度 Ｎ（Ｔｂ）　：背景の放射輝度 Ａｔ：目標の面積 Ｒ：目標とセンサ・光学部（１）の距離τａ　：大気透
過率 τ０　：光学系（４１の透過率 Ｄｏ＝光学系（４）の開口径 ＮＡ：ＭＳ学系＋４１の開口数 台　：センサ・光学部（１）の単位時間あたりの回転数 Ｖ　：パルス・ビジビリティ・ファクタＤ＊：赤外線検
出素子（８）の比検出率である。

より遠方の物体を確笑に探知するには、上記ｓ　／　ｙ
比を大きくする必要があるが、その仙は。

光学系（４１の諸元τＯ＋　ＤＯ＋　”Ａ＋および、セ
ンサ・光学部（１）の回転数台により制限される。

〔発明の概要〕

この発明は、１次元赤外線ＩＩ体撮像素子（５１にかわ
り、１次元赤外線画体撮像素子（５）葡複数個並列に並
べたもの全光学系（４）の赤外線結像面内に配置し、赤
外線検出器の出力信号を時間遅延積分１−ることにより
、光学系（４１の諸元、および、センサ・光学部（１）
の回転数台に無関係に、センサ・光学部（ｌｉより出力
される時系列電気信号のＳ／Ｎ比全改善すること全提案
するものである。

〔発明の実施例〕

以下９図を用いて、この発明の実施例′（ｉｌ−説明す
る。

第４図は、この発明の実施例の関連部の６を示すもので
、第２図の１次元赤外糾固体撮像素子（５）に代わり用
いられる部分である。なお、センサφ光学部（１）のそ
の他の構成品である光学系（４）１回転軸（７）、およ
び、赤外線探知装置を構成するその他の構成品である回
転架台（２）、信号処理部（３）は、従来のものと同一
である。

第４図において、αＤは１次元赤外糾固体撮像素子列で
、従来装置の１次元赤外線画体撮像素子（５）を、抜数
個並列に並べたものであり、　（１２は電荷転送テバイ
ス、　Ｑ３１は出力アンプである。

上記１次元赤外線面体撮像素子列α１）は、第２図の１
次元赤外線画体撮像素子（５）にかわり、赤外線結像面
内Ｋｙかれる。

この様にして２次元に配置された赤外線検出素子（８）
の内、＠方向に隣あつに素子からの信号金時１ｉｔ＋遅
延績分することν（より加え合わせ、Ｓ／Ｎ比を改善す
る、 以下、第４図によって、信号の胱出し方法を説明する。

ます、赤外線検出素子（８）に蓄えられた信号は。

時間△ｔ１　ごとに１丁べての赤外線検出素子（８）か
ら同時に、′電荷転送デバイス（９）に読み出される。

ここで、△ｔ１　は、ある点の像が１次元赤外締固体撮
像素子（５１’ｉ１列横切るのに必要な時間と１−る。

又、電荷転送デバイス（９）は、シフトレジスタとして
機能し、シフトレジスタの徐は赤外線検出素子（８）の
縦方向の数に等しいものとする。

電荷転送デバイス（９）に読み出された信号は、順次、
下向きに転送され、電荷転送デバイスｔＩ７Ｉに読み出
される。

電荷転送デバイスａｚもシフトレジスタとして機能し、
電荷転送デバイス０２に読み出された（Ｎ号は。

順次、左向きに転送される。

ここで、電荷転送デバイス（９）とｔｌりのシフトレジ
スタの数は等しいものとするう 又９以上の動作は時間△ｔ１の間におこなわれ。

ある時刻ｔｉ　Ｋ赤外１＃検出素子（８）から霜、荷転
送テバイス（９）に読み出された信号は９次に赤外線検
出素子（８）から読み出しがおこなわれる時刻ｔ１＋Δ
ｔ１までに１丁べて、電荷転送デバイスＯ２へ転送され
ている。

ある電荷転送デバイスα２の左端に到達した信号は、さ
らに隣の電荷転送デバイス（＋２に送られるがこのとき
、電荷転送デバイス（９１から送られてきた信号とたし
合わされ、左向きに転送され、最後に出力アンツブＱ３
より出力される。

以上の様にして、ある点の像の１時刻ｔ１゜ｔ１＋△ｔ
１．ｔ１＋込ｔ１・・・ｔｌ−１−ｎ△ｔ１（ｎは１次
元赤外線画体撮像素子列α９の列の数〕の信号かたし合
イつされ、ノ順次、出力されるが、出力信号の大きさが
それぞれの赤外線検出素子（８）からの信号の大きさの
単純和であるのに対し、ノイズ成分は２乗して加えたも
のの平方根であるから、ｓ／Ｎは６倍となる。

なお、上記実施例では、電荷転送デバイスミ２ヲ用いて
、信号の時間遅延積分をおこなったが、ＬＣ遅延素子な
どの遅延素子や他の遅延回路を用いても、同様の動作を
期待できる。

又、１次元固体撮像素子列住９のかわりに、２次元赤外
線面体撮像素子を用いることもできる。この場合、電荷
転送デバイス０ｚも含めてＬＳＩ化することにより、装
置の小型化を期待できる。

〔発明の効果〕 この発明は以上説明しｆ５−とおり、３６０”０　の視
野を持つ並列走査型の赤外線探知装置Ｋお（７１で。

信号の時間遅延積分をおこなうことによりｓ／ｎ比を改
善し、より遠方の小物体を探知、撮像できるという効果
を有する・

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の並列走査型の赤外線探知装置の概略図
、第２図は、上記赤外＆Ｉ探知装櫛の１音すであるセン
サ光学部の構成図、第３図は従来の装置に用いられる１
次元赤外締固体撮像素子を示す構成図、第４図はこの発
明の実施例の要部をヲ曾丁構成図である。 図において、（１）はセンサ＃光学部、（２１は−）転
架台、（３）は信号処理部、（４）は光学系、（５１は
１次元赤外線面体撮像素子、（６）は縦方向視野角、　
＋７１＆ま回転軸、（８）は赤外線検出素子、（９）は
電荷転送デバイス。 帥は出力アンプ、（Ｉｎは１次元赤外脚固体撮像素子列
、ｕｚは′電荷転送デバイス、　（［３１は出力アンツ
ブである。 なお１図中、同一符号は同−又は、和尚部分を示すもの
とする。 代理人大岩増雄 第１ＩＸＩ 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入射ｉｉ集元し結像するための光学系と、結像した光の
   像全元電変換し鉛直方向の走査金おこなうための一次元
   赤外線固体撮像素子と、上記光学系、１次元赤外線固体
   撮像素子の糸全水平面内に全周等速回転させ、水平方向
   の走査をおこなうための回転架台と、１次元赤外紳固体
   撮ｆ象累子よりの時系列電気信号を処理し、目標を探知
   、撮像するための信号処理部とにより構成される並列定
   直型の赤外線探知装＃において、上記１次元赤外脚固体
   撮像素子にかわり、１次元赤外締固体撮像素子を複数個
   並列に並べた１次元赤外細筒体撮像素子列全元学系の結
   像面内に配置し、横方向Ｋ１１ｉｌＦ合った赤外線検出
   素子よりの信号全時間か延禎分したことを特徴とする。 赤外線探知装置。