CN113906275B - 红外线拍摄装置 - Google Patents

Abstract

红外线拍摄装置具备：将红外线作为热进行检测的红外线拍摄元件(1)、计算相对于从多个像素(1p)的每一个输出的像素输出(Sp)的与基板的温度变化对应的温度漂移修正量(Dc)的温度漂移修正量计算部(7)、生成以基板温度为独立变量的函数(Af)的修正量计算用函数生成部(5)以及为了生成函数(Af)而从红外线拍摄元件(1)以及基板温度传感器(4)对修正量计算用函数生成部(5)同步输出数据的时机控制部(6)，修正量计算用函数生成部(5)构成为将在生成函数(Af)之后输出的生成用数据作为使该函数(Af)高精度化的追加数据使用。

Description

红外线拍摄装置

技术领域

本申请涉及红外线拍摄装置。

背景技术

在热型的红外线拍摄装置中，将构成像素的温度传感器以二维排列而构成隔热构造的拍摄元件，利用像素的温度因入射的红外线而变化这一情况，拍摄红外线图像。然而，在红外线拍摄装置中，不仅产生作为红外线灵敏度的温度变化，还同时产生因外加电流或电压而导致的温度传感器自身的自发热温度变化、以及在拍摄元件以外的零件类中产生的红外线拍摄装置整体的自发热温度变化。

此时，因拍摄元件或者周边部件的制造偏差，而引起每个像素的隔热性能、消耗电量、外加电压或电流量的偏差，使自发热程度不同，从而产生每个像素的输出电平差。另外，每个像素的隔热性能、消耗电量因环境温度而发生变化，因此环境温度变化导致的输出电平变动变得显著。

针对于这样的问题中的环境温度所引起的性能变化，提出了使用与环境温度和测定对象物温度对应的修正系数的表格，来进行修正处理的红外线传感器信号的修正方法(例如，参照专利文献1。)。另外，针对每个像素的输出电平差，提出了使用进行用于使像素的灵敏度均匀化的校准的快门机构(例如，参照专利文献2。)的方法。

专利文献1：日本特开2012－230077号公报(0135～0139段，表1)

专利文献2：日本特开2004－117000号公报(0014～0022段，图1～图3)

然而，使用修正系数的修正处理，无法应对受红外线拍摄装置的安装状况影响的散热性能的变化或者电源电压的变动，未必能够进行正确的修正。另外，若依赖快门机构的校准，则校准的频率增加，而无法拍摄的时间增长，从而不优选。

发明内容

本申请公开了用于解决上述课题的技术，目的在于获得能够减少安装状况、电压变动的影响，并且缩短无法拍摄的时间的红外线拍摄装置。

本申请所公开的红外线拍摄装置的特征在于，具备：红外线拍摄元件，其排列有将入射的红外线作为热进行检测的多个像素；基板温度传感器，其对安装有上述红外线拍摄元件的基板的温度进行测定；温度漂移修正量计算部，其计算相对于从上述多个像素的每一个像素输出的像素输出的、与上述基板的温度变化对应的温度漂移修正量；函数生成部，其生成以上述基板的温度为独立变量的、用于计算上述温度漂移修正量的函数；以及时机控制部，其作为用于生成上述函数的生成用数据，在上述基板的温度伴随着向上述基板的通电开始而发生变化的期间，从上述红外线拍摄元件以及上述基板温度传感器对上述函数生成部同步输出数据，上述函数生成部将在生成上述函数之后输出的上述生成用数据作为使该函数高精度化的追加数据使用。

根据本申请所公开的红外线拍摄装置，由于使用追加数据来使修正中所使用的函数高精度化，因此能够获得能够减少安装状况、电压变动的影响，并且缩短无法拍摄的时间的红外线拍摄装置。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的红外线拍摄装置的功能框图。

图2是表示实施方式1所涉及的红外线拍摄装置中的红外线拍摄元件的结构的示意图。

图3是表示实施方式1所涉及的红外线拍摄装置中的像素输出与温度传感器输出的随时间变化的图。

图4是表示实施方式1所涉及的红外线拍摄装置中的温度传感器输出与像素输出的关系的图。

图5是表示实施方式1所涉及的红外线拍摄装置中的温度传感器输出、代表像素输出的随时间变化、控制时机的图。

图6是表示实施方式1所涉及的红外线拍摄装置中的相对于温度传感器输出的代表像素输出与控制时机的关系的图。

图7是表示实施方式1所涉及的红外线拍摄装置中的修正量计算用函数生成部中的自学动作的流程图。

图8是实施方式2所涉及的红外线拍摄装置的功能框图。

图9是实施方式3所涉及的红外线拍摄装置的功能框图。

图10是表示实施方式3所涉及的红外线拍摄装置中的像素输出的位移量与温度传感器输出的位移量的随时间变化的图。

图11是表示实施方式3所涉及的红外线拍摄装置中的温度传感器输出的位移量与像素输出的位移量的关系的图。

图12是实施方式4所涉及的红外线拍摄装置的功能框图。

图13是实施方式5所涉及的红外线拍摄装置的功能框图。

图14是表示实施方式5所涉及的红外线拍摄装置中的温度传感器输出与像素输出的关系的图。

图15是表示各实施方式所涉及的红外线拍摄装置的执行运算处理的部分的构成例的框图。

具体实施方式

实施方式1

图1～图7用于对实施方式1的红外线拍摄装置进行说明，图1是表示红外线拍摄装置的整体结构的功能框图，图2是表示红外线拍摄元件的结构的示意图。而且，图3是表示起动红外线拍摄装置时的3个像素各自的像素输出与温度传感器输出的随时间变化的图，图4是表示在起动时随时间变化的温度传感器输出与3个像素各自的像素输出的关系的图。

另外，图5是表示起动红外线拍摄装置时的温度传感器输出、代表像素输出的随时间变化、与随时间变化对应的控制时机的图，图6是表示代表像素输出相对于随时间变化的温度传感器输出的关系、和与基板温度传感器或者代表像素输出对应的控制时机的关系的图，图7是表示用于在构成红外线拍摄装置的修正量计算用函数生成部中使近似式(函数)高精度化的自学动作的流程图。

以下，使用附图，对实施方式1所涉及的红外线拍摄装置或者在各实施方式中通用的红外线拍摄装置的结构以及动作进行说明。如图1所示，在红外线拍摄装置10中，作为主要构成部件，具备接受入射红外线光并转换成模拟的电信号的红外线拍摄元件1以及接受该信号而进行数字转换并输出的模拟数字转换部(以下，称为A/D转换部2)。

如图2所示，红外线拍摄元件1作为通过伴随受到入射红外线光时的温度上升而产生的电特性变化将红外线作为热进行检测并作为电信号输出的像素部1g，优选将多个像素1p进行二维排列。而且，配置有对各像素1p的通电时机进行控制的驱动线选择电路1s、以及对从像素部1g的各像素1p输出的信号成分进行放大、读出的读出电路1r。各像素1p的信号从读出电路1r依次输出。

这里，各像素1p的信号成分检测从被拍摄物体射出的红外线光的成分，并且包含基板温度、通电导致的自发热成分以及从透镜等光学系统部件甚至保持光学系统部件的镜筒等发出的红外线光的成分。换句话说，红外线拍摄元件1的信号成分因安装状况、被外加的电源电压变动等而进行各种变化。

为此，具备对未图示的安装基板的温度进行测量的基板温度传感器4、以及根据基板温度传感器4的输出来计算用于通过差分处理对从A/D转换部2输出的数字值进行修正的温度漂移修正量的温度漂移修正量计算部7。此时，优选为安装基板与红外线拍摄元件1通过导电性或非导电性粘合剂进行粘合，并且基板温度传感器4通过粘合剂或钎料与安装基板密接，从而使红外线拍摄元件1与基板温度传感器4的温度变化趋势变得相同。由此，基板温度传感器4的输出(温度)变化能够视为与红外线拍摄元件1的输出变化相等。

另外，还具备对向红外线拍摄元件1入射的红外线进行遮光的快门3、以及控制快门3的动作时机并且在进行快门校准处理时使相关的部位同步动作的时机控制部6。快门3优选配置在红外线拍摄元件1的被拍摄物体检测方向，并由部件热传导率低且热容量小的材质构成。另外，优选由表面辐射率为0.95以上的材质构成。由此，与安装状况或者被外加的电源电压变动等无关，能够将快门3视为与环境温度相同的温度，从而能够高精度地提取之后所示的修正用数据取得时的红外线拍摄元件1、镜筒、透镜等的温度变化趋势。

上述的结构与在进行快门校准的通常的红外线拍摄装置中所需的结构相同。另一方面，在本申请的红外线拍摄装置10中，作为进行快门校准处理的部位，具备修正量计算用函数生成部5。修正量计算用函数生成部5与快门动作同步地，根据来自A/D转换部2的输出与基板温度传感器4的输出，生成用于对与基板温度对应的每个像素的温度漂移修正量进行计算的近似式(函数Af)，并且对数据的适当与否进行自学而对式子进行高精度化处理。另外，还通过自学而计算用于以少的频率有效地进行快门校准的快门时机。

这里，对红外线拍摄装置10内的信号、数据的动作进行再次确认。从红外线拍摄元件1输出的模拟的信号成分被A/D转换部2转换成数字信号，作为像素输出Sp输入于修正量计算用函数生成部5。另外，对修正量计算用函数生成部5还同时输入从基板温度传感器4输出的表示基板温度的温度传感器输出St。时机控制部6以使快门3的动作时机与后述的修正量计算用函数生成部5的信号取得时机同步地实施的方式产生控制或动作指令信号。

在修正量计算用函数生成部5中，根据从时机控制部6接受动作指令信号的时机，取得来自A/D转换部2、基板温度传感器4的信号，并临时储存于未图示的存储器。然后，使用来自A/D转换部2、基板温度传感器4的多次的信号，根据基板温度传感器4的输出与A/D转换部2的输出的相关性而生成N阶近似的函数Af。

为此，在修正量计算用函数生成部5中，优选以能够多次临时储存来自A/D转换部2、基板温度传感器4的信号的方式保持存储容量。另外，在修正量计算用函数生成部5中生成的N阶近似的函数Af优选与各像素1p对应地生成，但在不需要精密的修正的情况下，也可以使用从二维排列的像素1p输出的信号中的、来自多个像素的输出的平均值来生成。

由时机控制部6控制的修正量计算用函数生成部5的信号取得时机，在向红外线拍摄装置10投入电源后因通电导致的发热而产生温度变动的期间内进行两次以上，更加优选进行四次以上。另外，对于在修正量计算用函数生成部5的信号取得时机获得的信号，只要是在快门3完全动作的期间获得的即可，也可以与动作开始点产生时间差。另外，在快门3持续动作1次的期间，也可以从A/D转换部2、基板温度传感器4取得多次的信号，包含这样的情况在内也称为“同步”。

另外，对于由时机控制部6控制的快门3的动作时机与修正量计算用函数生成部5的信号取得时机，优选除了装置动作在电方面不稳定的通电刚开始后的不稳定期间(例如，图5的期间Pa)之外进行设定。由此，能够防止在通电刚开始后装置内部的各种偏压状况不稳定，而使由修正量计算用函数生成部5生成的N阶近似的函数Af变得不正确。

在温度漂移修正量计算部7中，根据由修正量计算用函数生成部5得到的N阶近似的函数Af，对与来自基板温度传感器4的信号对应的每个像素1p的修正数据即温度漂移修正量Dc进行计算。由此，能够与基板温度传感器4对应地预测从红外线拍摄元件1产生并经由A/D转换部2输出的信号。最后，对A/D转换部2的输出(像素输出Sp)与来自温度漂移修正量计算部7的输出(温度漂移修正量Dc)进行差分运算，由此能够进行每个像素1p的输出的平坦化。

接下来，对修正内容进行更详细的说明。

如图3所示，从A/D转换部2输出的每个像素1p的像素输出Sp(代表性地记载3个像素1p各自的像素输出Sp1、Sp2、Sp3)与从基板温度传感器4输出的温度传感器输出St伴随着时间经过而发生变化。若向红外线拍摄装置10(的基板)投入电源(时间＝0)，则因通电导致的发热而发生温度变动，从而基板温度传感器4的输出值随时间经过而上升。

这里，如上所述，由于基板温度传感器4与红外线拍摄元件1构成为具有相同的输出变化趋势，因此虽然红外线拍摄元件1的温度上升，但构成为与环境温度相同温度的快门3的温度不变化。因此，快门3动作中的信号换句话说对快门3进行拍摄时输出的像素输出Sp(称为快门拍摄信号)，伴随着温度传感器输出St的上升而下降。

其中，在快门拍摄信号中包含有镜筒以及光学系统部件的温度变化导致的影响，并且还包含有每个像素1p的输出电平差或者温度漂移成分差。此外，由于以红外线拍摄装置10的安装状况或者外加的电源电压确定的状态下的取得数据为基础，所以加入有上述的变动因素。

在快门校准中，根据图3中说明的在装置的起动时随时间变化的温度传感器输出St与快门拍摄信号，如图4所示，导出每个像素1p的快门拍摄信号(像素输出Sp)相对于温度传感器输出St的的关系。具体而言，修正量计算用函数生成部5根据从A/D转换部2输出的每个像素1p的像素输出Sp与从基板温度传感器4输出的温度传感器输出St，生成每个像素1p的温度传感器输出St的N阶近似的函数Af，并输出至温度漂移修正量计算部7。

温度漂移修正量计算部7向从修正量计算用函数生成部5输出的每个像素1p的N阶近似的函数Af代入在那一时间点从基板温度传感器4输出的温度传感器输出St，而生成每个像素1p的温度漂移修正量Dc。生成的每个像素1p的温度漂移修正量Dc考虑了红外线拍摄装置10的安装状况、外加的电源电压变动、镜筒以及光学系统部件的温度变化导致的影响、每个像素1p的输出电平差以及每个像素1p的温度漂移成分差全部。

其结果，与使用预先设定的修正数据的情况相比，能够进行高精度的图像修正。另外，由于能够与红外线拍摄装置10的温度变化对应地以无级方式计算温度漂移修正量Dc，因此与针对每个温度区域执行用于取得修正数据的校准的情况相比，能够减少快门校准的频率。同时，无需预先准备修正数据，因此能够实现制造成本的大幅度的减少。

这里，使用表示代表像素的输出(代表像素输出Spr)与温度传感器输出St的伴随着时间经过而产生的变化的图5、以及表示图5中的温度传感器输出St与代表像素输出Spr的相关性的图6，对时机控制部6中的控制时机的设定例进行说明。在对红外线拍摄装置10刚投入电源后的期间Pa，各种电源启动时序会开始，但要动作变得稳定通常需要一定时间。在该期间Pa，若执行快门校准，则在修正量计算用函数生成部5中生成的N阶近似的函数Af变得不正确，因此优选不作为运算数据使用。

接下来，在红外线拍摄装置10的动作变得稳定后，在期间Pb使快门3动作，通过修正量计算用函数生成部5取得其快门拍摄信号，与此同时，取得来自基板温度传感器4的温度传感器输出St。接下来，在期间Pc释放快门3。此时，在修正量计算用函数生成部5中仍未确定N阶近似的函数Af的情况下，也可以使用在期间Pb取得的快门拍摄信号进行修正。在该情况下，由于无法对装置温度变化(基板温度变化)依次进行运算，因此精度低，但图像取得则成为能够进行的状态。

接下来，在期间Pd使快门3动作，通过修正量计算用函数生成部5取得其快门拍摄信号，与此同时，取得来自基板温度传感器4的温度传感器输出St。根据在期间Pb取得的快门拍摄信号与在期间Pd取得的快门拍摄信号，在修正量计算用函数生成部5中生成针对于每个像素1p的像素输出Sp的1阶近似的函数Af。

接下来，在期间Pe释放快门3。基于在期间Pd生成的针对于每个像素1p的像素输出Sp的1阶近似的函数Af、以及来自基板温度传感器4的温度传感器输出St，在温度漂移修正量计算部7依次生成温度漂移修正量Dc。然后，对A/D转换部2的像素输出Sp与从温度漂移修正量计算部7输出的温度漂移修正量Dc进行差分运算，由此进行每个像素1p的输出的平坦化。由此，能够对基板温度变化依次进行运算，从而成为能够进行精度高的图像信号的平滑化的状态。

另外，根据需要，在期间Pe之后，使快门3再动作几次，通过修正量计算用函数生成部5取得其快门拍摄信号，与此同时，取得来自基板温度传感器4的温度传感器输出St。根据这些数据，能够在修正量计算用函数生成部5中将针对于每个像素1p的像素输出Sp的修正式，高阶化为2阶函数、3阶函数。

此外，期间Pc只要以使基板温度传感器4的输出表示信号成分误差以上的变动的方式设定即可，可以预先进行时间设定，另外，也可以通过对基板温度传感器4的输出位移量进行监视而实施。在期间Pc，由于无法对基板温度变化依次进行运算，因此图像取得的精度低，但优选在不存在问题的情况下设定为基板温度传感器4的输出位移量增大。

关于期间Pb、期间Pd的时机，需要考虑装置动作变得稳定为止的时间来决定。换句话说，优选基于向装置投入电源所引起的信号来预先设定。通过这样的时机控制部6的动作，能够在除了刚启动后的动作不稳定状态以及数次的快门3的动作时机之外的期间取得图像。另外，每当经过快门3的动作次数，便实施由修正量计算用函数生成部5运算的修正式的高阶化，从而修正精度能够逐渐提高。

该修正式由于考虑了红外线拍摄装置10的安装状况或者外加的电源电压变动等，因此与预先设定的修正数据相比，能够进行高精度的图像修正，另外，通过在红外线拍摄装置10的温度每次变化时依次改变修正数据，由此能够减少快门校准的频率。同时，由于无需预先准备修正数据，因此能够大幅减少制造成本。

另外，在修正量计算用函数生成部5中，通过自学而生成N阶近似的函数，由此使函数Af高精度化。参考图7的流程图，对自学动作进行说明。例如，在没有数据积累的初始状态的情况下，为了生成N阶近似的函数Af，而至少实施N+1次以上的快门校准(步骤S100、S110)。然后，根据在各快门校准中获得的快门拍摄信号(像素输出Sp)与温度传感器输出St的组合，通过最小二乘法等的计算，设定初始的每个像素1p的N阶的近似式亦即函数Af(步骤S120)。

这样，若设定初始的函数Af，则之后，例如在起动时的期间Pb～Pe之间的规定的时机进行快门校准，从而进行每个像素1p的快门拍摄信号与温度传感器输出St的数据读取(步骤S200)。若读取数据，则计算来自设定的每个像素1p的函数Af的脱离值。这里，若将通过最小二乘近似计算出的σ设定为阈值Th，则对是否为脱离值收敛于阈值Th内的合格的数据换句话说是良还是不良进行判断(步骤S220)。

若判定为良(在步骤S220中为“是”)，则将该数据追加于至此存储的数据并对N阶近似的函数Af进行再次计算(步骤S230)。然后，对再次计算出的函数Af，判定全部的数据的脱离值是否收敛于阈值Th内(步骤S240)，在收敛的情况下(无脱离：“否”)，追加更新存储对象的数据(步骤S250)。

另一方面，对再次计算出的N阶近似式，存在脱离值未收敛于阈值Th内的数据的情况下(有脱离：在步骤S240中为“是”)，除去脱离了阈值Th的数据，并移至对N阶近似的函数Af进行再次计算的步骤S230。反复该步骤直至在步骤S240中成为“否”，移至步骤S250。

在数据更新后，考虑N阶近似的函数Af中的相关系数，确认高精度化的必要性，换句话说，确认追加数据的必要性，从而再次设定校准的频率。另外，在N阶近似的函数Af的源数据中，如果存在不足的温度传感器输出St的数据区域等，则以能够在下次的校准中补充该数据区域的方式从期间Pb～Pe之中设定最佳的校准的时机(步骤S260)。换句话说，通过学习校准的必要性来设定最佳的快门条件(步骤S260)。由此，即使以更少的频率进行校准，也能够进行高精度的N阶近似。

另一方面，若在步骤220中判定为不良(“否”)，则对作为缺陷数的、判定为不良的累积次数、判定为不良的像素1p的数量或者最近的连续次数是否在允许值Av以内进行判定(步骤S300)。若缺陷数在允许值Av以内(“否”)，则移至单纯地执行接下来的校准的步骤S200。但是，若缺陷数超过允许值Av(“是”)，则判断为在设备产生不良或者状态发生了变化，从而进行不良动作通知(步骤S310)，之后结束。

由此，自动地检测时机控制部6的控制不良以及快门3的动作不良导致的取得数据不良，从而能够计算与基板温度对应的最佳的温度漂移修正量。另外，在判定为不良的情况下，通过进行安装状态的确认，由此能够返回原来的状态。或者，在改变了安装状态的情况下，重置过去的数据，从而能够执行适于新的安装状态的校准。

此外，在不良判定中，不局限于像素1p的数量，也可以在呈块状或者线状产生等像素排列上的不良出现范围满足某条件的情况下输出动作不良通知。或者，也可以在修正量计算用函数生成部5搭载非易失性存储器，将过去计算出的N阶近似的函数Af与新取得的N阶近似的函数Af进行比较，而对存在按时间序列产生的缺陷的像素1p进行判定或者对传感器芯片动作不良进行检测。

例如，在每个像素1p的函数Af为N阶多项式的情况下，在出厂检查时生成函数Af，预先将其各项或一部分系数存储于非易失性存储器。而且，也可以在由新生成的N阶多项式近似的函数Af的各项的系数表示预先设定的阈值以上的变化时，判定为进行了缺陷像素化。此时，也可以使用在视为缺陷像素的像素1p周边排列的视为正常动作的像素1p的输出值来进行插补，由此进行缺陷修正。通过这些方法，能够进行因随时间变化而产生的不良等的早期检测、使用者便利性的提高，并且能够进行缺陷修正精度的提高等、红外线拍摄装置的性能提高。

与此相对，在没有自学的情况下，如上所述，每当起动时，都需要进行多次的快门校准。但是，若是自学，则在设定初始函数Af之后，例如，仅在起动时进行1次快门校准，就能够使用精度高的近似式，从而能够可靠地减少快门校准的频率。另外，在每次起动的数据稳定的情况下，也可以在多次起动中的任一次进行快门校准，而不是在每次起动进行快门校准。此外，这样对数据的取得进行自学的方法，即使在使用从后述的初始值位移的位移量而生成修正量计算用的函数的情况下，也能够获得相同的效果。

实施方式2

在上述实施方式1中，未特别言及时机控制部使实际的快门动作时的时机的取得方法。在本实施方式2中，对时机控制部基于基板温度使快门动作的结构进行说明。图8是用于对实施方式2所涉及的红外线拍摄装置进行说明，且表示红外线拍摄装置的整体结构的功能框图。此外，在本实施方式2所涉及的红外线拍摄装置中，与除时机控制部的快门动作控制相关的部分以外的结构与实施方式1中说明的结构相同，采用实施方式1中说明的图2～图7，并且不重复相同部分的说明。

如图8所示，实施方式2所涉及的红外线拍摄装置10与实施方式1的图1相比，不同点在于，将来自基板温度传感器4的温度传感器输出St输入时机控制部6。若被输入的温度传感器输出St表示设定的值，则进行快门校准动作。或者，在表示基板温度的温度传感器输出St的值大幅变动时，进行快门校准动作，从而进行函数Af的高精度化或者与温度区域对应的函数Af的设定。

通过该结构，能够进行高精度的图像修正，从而能够可靠地实现快门校准频率的减少、制造成本的大幅度的减少这样的实施方式1的功能。此外，即使产生了红外线拍摄装置10的温度状况，例如环境温度变动、气候的变动、红外线拍摄装置10的安装状况的变化、动作电压的变化，也能够每次都再次创建最佳的函数Af。

实施方式3

在本实施方式3中，由与初始值取得部的组合而构成在上述实施方式1、2中表示的修正量计算用函数生成部，使用从初始值位移的位移量生成函数。图9～图11用于对实施方式3所涉及的红外线拍摄装置的结构进行说明，图9是表示红外线拍摄装置的结构的功能框图，图10是表示红外线拍摄装置中的像素输出的输出位移量与温度传感器输出的输出位移量的随时间变化的图，图11是表示红外线拍摄装置中的温度传感器输出的输出位移量与像素输出的输出位移量的关系的图。

此外，即使在本实施方式3所涉及的红外线拍摄装置中，除与初始值取得部及修正量计算用函数生成部直接相关的部分以外的结构，也与实施方式1中说明的结构相同，采用实施方式1中说明的图2～图7，并且不重复相同部分的说明。

在实施方式3所涉及的红外线拍摄装置10中，如图9所示，在实施方式1的图1中说明的构成要素中，代替单独构成的修正量计算用函数生成部5，而设置修正量计算用函数生成部5与初始值取得部8。而且，初始值取得部8构成为接收来自A/D转换部2的像素输出Sp，修正量计算用函数生成部5构成为接收像素输出Sp与温度传感器输出St。另外，时机控制部6构成为以使快门3、初始值取得部8、修正量计算用函数生成部5的动作同步地实施的方式产生控制或动作指令信号。

初始值取得部8在起动后快门针对来自时机控制部6的第一次控制信号进行动作时，将从A/D转换部2输出的快门拍摄信号(像素输出Sp)与从基板温度传感器4输出的温度传感器输出St保持为初始值。修正量计算用函数生成部5针对于之后的控制信号计算从A/D转换部2输出的像素输出Sp、从基板温度传感器4输出的温度传感器输出St从初始值位移的输出位移量Vp、Vt。

换句话说，在接收到时机控制部6的控制信号中的第一次的控制信号时，将接收到的数据储存为初始值，对于第二次以后的控制信号，则计算从接收到的数据的初始值位移的输出位移量Vp、Vt，并临时储存于存储器。之后，根据温度传感器输出St的输出位移量Vt与像素输出Sp的输出位移量Vp的相关性，生成第二N阶近似的函数Af。

在温度漂移修正量计算部7中，根据由修正量计算用函数生成部5获得的第二N阶近似的函数Af，运算与温度传感器输出St的输出位移量Vt对应的温度漂移修正量Dc。由此，能够与温度传感器输出St对应地，预测从红外线拍摄元件1产生并经由A/D转换部2输出的像素输出Sp的输出位移量Vp。最后，从由A/D转换部2输出的像素输出Sp，对从初始值取得部8输出的初始值与从温度漂移修正量计算部7输出的温度漂移修正量Dc进行差分运算，由此能够进行每个像素1p的输出的平坦化。

接下来，对修正内容进行更详细的说明。

由修正量计算用函数生成部计算的、从A/D转换部2输出的每个像素1p的像素输出Sp的从初始值位移的输出位移量Vp(代表性地，记载与像素输出Sp1、Sp2、Sp3对应的Vp1、Vp2、Vp3)，如图10所示伴随着时间经过而发生变化。相同地，从基板温度传感器4输出的温度传感器输出St的从初始值位移的输出位移量Vt，也伴随着时间经过而发生变化。

若向红外线拍摄装置10投入电源(时间＝0)，则基板温度因通电导致的发热而发生变动。温度传感器输出St相对于在从时机控制部6发出第一次的控制信号的时机获得的初始值的输出位移量Vt，随时间经过而上升。而且，由于红外线拍摄元件1表现出与基板温度传感器4相同的温度变化趋势，而与环境温度相同的快门3的温度不变化，因此像素输出Sp相对于初始值的输出位移量Vp，随时间经过而降低。

根据在图10中说明的在装置的起动时随时间变化的温度传感器输出St的输出位移量Vt与快门拍摄信号的输出位移量Vp，能够绘制为图11所示那样的输出位移量Vt与每个像素1p的输出位移量Vp的关系。为此，修正量计算用函数生成部5根据从由每个像素1p的像素输出Sp计算出的初始值位移的输出位移量Vp、以及温度传感器输出St的从初始值位移的输出位移量Vt，生成每个像素1p的输出位移量Vp的第二函数Af，并输出至温度漂移修正量计算部7。

温度漂移修正量计算部7向从修正量计算用函数生成部5输出的每个像素1p的第二N阶近似的函数Af代入在那一时间点从修正量计算用函数生成部5输出的输出位移量Vt，生成每个像素1p的温度漂移修正量Dc。生成的每个像素1p的温度漂移修正量Dc考虑了红外线拍摄装置10的安装状况、外加的电源电压变动、镜筒以及光学系统部件的温度变化导致的影响以及每个像素1p的温度漂移成分差全部。

这里，在修正量计算用函数生成部5中，未考虑每个像素1p的输出电平差。但是，在初始值取得部8中，对从时机控制部6发出第一次的控制信号的时机的A/D转换部2的信号进行保持，由此能够代替功能。换句话说，从由A/D转换部2输出的像素输出Sp，对从初始值取得部8输出的每个像素1p的初始值与在修正量计算用函数生成部5中获得的温度漂移修正量Dc进行差分运算，由此能够对每个像素1p进行输出的平坦化。

而且，本实施方式3的修正量计算用函数生成部5与实施方式1中的说明相同，通过自学而使第二N阶近似的函数高精度化，并且使快门校准的时机最佳化。其结果，能够保持实施方式1中的修正量计算用函数生成部5与温度漂移修正量计算部7的组合所实现的功能。

此外，在修正量计算用函数生成部5与使用其输出而依次生成温度漂移修正量Dc的温度漂移修正量计算部7中处理的数据尺寸变小，从而能够抑制电路的运算负荷，能够实现构成部件的成本减少。另外，能够提高运算速度，因此也能够进行应对大规模的像素数的修正处理。

实施方式4

在上述实施方式3中，对修正量计算用函数生成部自身使用与控制信号的次数对应地保持的初始值来运算像素输出的位移量的例子进行了说明，但不限定于此。在本实施方式4中，关于像素输出，对构成为将用与初始值之间的差分来运算好的位移量输出至修正量计算用函数生成部的例子进行说明。图12是用于对实施方式4所涉及的红外线拍摄装置进行说明，且表示红外线拍摄装置的整体结构的功能框图。此外，在本实施方式4的红外线拍摄装置中，除与像素输出的位移量的运算相关的部分以外的结构，与实施方式3中说明的结构相同，采用在实施方式3中说明的图10～图11，并且不重复相同部分的说明。

如图12所示，实施方式4所涉及的红外线拍摄装置10代替在实施方式3中说明的A/D转换部2的像素输出Sp，而将使用初始值取得部8的初始值进行了减法运算的输出位移量Vp输出至修正量计算用函数生成部5。换句话说，能够进行与针对实施方式3所示的时机控制部6的控制信号中的第二次以后的信号仅提取输出位移量的处理相同的处理，从而能够起到与实施方式3相同的效果。通过本结构，差分处理变得更简单，从而能够抑制电路负荷，能够实现构成部件的成本减少。

实施方式5

在上述各实施方式1～4中，对使用拍摄了快门的像素输出而生成近似式的例子进行了说明，但不限定于此。在本实施方式5中，对使用拍摄被拍摄物体而得的数据生成近似式的例子进行说明。图13与图14用于对实施方式5所涉及的红外线拍摄装置的结构进行说明，图13是表示红外线拍摄装置的结构的功能框图，图14是作为红外线拍摄装置中的传感器输出与像素输出的关系而表示通过N阶的近似式计算的数据与通过拍摄获得的数据的图。

此外，在本实施方式5所涉及的红外线拍摄装置中，除省略了快门和与为了解析漂移成分而设置的漂移成分解析部相关的部分以外的结构，能够应用与在上述各实施方式1～4中说明的结构相同的结构，采用在实施方式1中说明的图2～图7，并且不重复相同部分的说明。

在实施方式5所涉及的红外线拍摄装置10中，如图13所示，也具有接受入射红外线光并转换成电信号的红外线拍摄元件1、以及接受其信号并进行数字转换的A/D转换部2。另外，具备对安装基板的温度进行测量的基板温度传感器4、和与基板温度传感器4的输出对应地对用于通过差分处理来修正从A/D转换部2输出的数字值的温度漂移修正量进行计算的温度漂移修正量计算部7。

而且，直至具备通过自学而生成用于计算温度漂移修正量的N阶近似的函数Af的修正量计算用函数生成部5、以及对校准用的时机进行控制的时机控制部6，与实施方式1相同。与此相对，对是否将来自A/D转换部2的输出不是直接而是经由漂移成分解析部9使用在校准中进行选择后输出至修正量计算用函数生成部5，省略快门3。

漂移成分解析部9对从A/D转换部2输出的像素输出Sp，基于从修正量计算用函数生成部5输出的函数Af，计算从根据温度传感器输出St计算的输出值脱离的脱离量(漂移成分)。在将漂移成分例如定义为与在实施方式1中说明的相对于由函数Af计算的值的脱离值相同的情况下，以判断脱离值是否大于阈值Th的方式判定漂移成分是否收敛于预先设定的范围内。然后，在从时机控制部6发出是校准的时机这一主旨的指令的情况下，除去像素输出Sp中的、漂移成分从范围内脱离的像素1p的数据，输出至修正量计算用函数生成部5。换句话说，实施方式5的漂移成分解析部9与实施方式1中的修正量计算用函数生成部5的自学动作相同地作为函数生成中的数据选择部发挥功能。

在存在来自时机控制部6的校准指示时，本实施方式5由于不使用快门3，因此取得拍摄被拍摄物体而得的像素输出Sp。此时，在拍摄角度被固定且被拍摄物体的状态不变化的情况下，通过拍摄而获得的像素输出Sp与温度传感器输出St的关系Rr理应和通过函数Af近似的像素输出Sp与温度传感器输出St的关系Ra相同。这里，例如，若人、动物等的移动物体进入视场，则如图14所示，在拍摄被拍摄物体而得的像素输出Sp与温度传感器输出St的关系Rr中的移动体进入的拍摄时机Ti，从关系Ra漂移。

换句话说，在校准时，除去来自上述的漂移成分大的像素1p的像素输出这一情况，相当于从校准对象除去拍摄数据中的映出移动体的像素。其结果，能够进行映出移动体的拍摄成分与温度漂移成分的分离。通过该方法，仅提取温度漂移成分，并输出至修正量计算用函数生成部5，由此能够生成实施方式1～4所示的基于N阶近似的函数Af，从而能够由温度漂移修正量计算部7生成温度漂移修正量Dc。

由此，在通常的被拍摄物体的拍摄时，针对从A/D转换部2输出的全部像素的像素输出Sp，进行与从温度漂移修正量计算部7输出的温度漂移修正量Dc之间的差分运算，由此进行每个像素1p的输出的平坦化。其结果，能够对基板温度变化依次进行运算，从而成为能够实施精度高的图像信号的平滑化的状态。

但是，在由本结构生成的温度漂移修正量Dc中存在静止的被拍摄物体换句话说背景信息成分。因此，背景信息被差分运算抵消，而无法取得，但能够取得移动被拍摄物体的拍摄信号，并且能够提供不需要快门3的红外线拍摄装置10。另外，由于能够制作加入了装置的安装状况或者外加的电源电压变动等的修正数据，因此能够进行高精度的图像修正，从而能够保持制造成本大幅度减少的效果。

此外，也可以想到如图15所示由具备处理器11与存储装置12的一个硬件10e构成红外线拍摄装置10中的进行运算处理的部分(例如，修正量计算用函数生成部5～漂移成分解析部9)。虽未图示，但存储装置12具备随机访问存储器等易失性存储装置与闪存等非易失性辅助存储装置。另外，代替闪存也可以具备硬盘的辅助存储装置。处理器11执行从存储装置12输入的程序。在该情况下，从辅助存储装置经由易失性存储装置向处理器11输入程序。另外，处理器11可以将运算结果等数据输出至存储装置12的易失性存储装置，也可以经由易失性存储装置在辅助存储装置保存数据。

另外，本申请记载了各种例示的实施方式以及实施例，但一个或者多个实施方式所记载的各种特征、方式以及功能不限定于特定的实施方式的应用，能够以单独或者各种组合应用于实施方式。因此，在本申请说明书公开的技术范围内能够想到未例示的无数的变形例。例如，包含使至少一个构成要素变形的情况、追加的情况或者省略的情况，甚至提取至少一个构成要素而与其他的实施方式的构成要素组合的情况。

例如，实施方式5作为对实施方式1的差分进行了记载，但不限定于此，即使构成为对实施方式2～4的任一个或者其组合的差分，也能够起到相同的效果。另外，例如，示出了将基板温度传感器4的输出位移量Vt作为独立变量而生成来自像素1p的输出位移量Vp的函数的例子，但不限定于此。也可以是将温度传感器输出St设为独立变量的像素输出Sp的输出位移量Vp的函数。另外，函数Af也不限于N阶近似，只要是能够将基板温度设为独立变量计算修正量，通过多个数据的组合而能够生成的函数即可。

如以上那样，根据各实施方式所涉及的红外线拍摄装置10，构成为具备：红外线拍摄元件1，其排列有将入射的红外线作为热进行检测的多个像素1p；基板温度传感器4，其对安装有红外线拍摄元件1的基板的温度进行测定；温度漂移修正量计算部7，其计算相对于从多个像素1p每一个输出的像素输出Sp的、与基板的温度变化(温度传感器输出St的变化)对应的温度漂移修正量Dc；函数生成部(修正量计算用函数生成部5)，其生成以基板的温度(温度传感器输出St的值)为独立变量的、用于计算温度漂移修正量Dc的函数Af；以及时机控制部6，其作为用于生成函数Af的生成用数据，在基板的温度伴随着向基板的通电开始而发生变化的期间(例如，期间Pb～期间Pd、期间Pe)，从红外线拍摄元件1与基板温度传感器4对函数生成部同步输出数据，函数生成部由于构成为将在生成函数Af之后输出的生成用数据作为使该函数Af高精度化的追加数据使用，因此能够获得能够减少安装状况、电压变动的影响，并且减少校准次数而缩短无法拍摄的时间的红外线拍摄装置10。

另外，函数生成部(修正量计算用函数生成部5或者漂移成分解析部9)，从追加数据除去构成追加数据的像素输出Sp中的、脱离了针对由函数Af计算的值设定的范围(例如，近似值±阈值Th)的像素输出，因此能够除去状况发生了变化的情况或者因噪声等而成为不正确的数据。另外，在实施方式5中，应该称为函数生成部的数据选择部，如在漂移成分解析部9的动作中说明的那样，即便在不使用快门3的情况下，也能够除去相当于移动体的像素输出Sp而进行校准。

另外，函数生成部(修正量计算用函数生成部5或者漂移成分解析部9)，只要从生成用数据除去构成(也包含追加数据在内的)生成用数据的像素输出Sp中的、脱离了针对由函数Af计算的值设定的范围(例如，近似值±阈值Th)的像素输出，并再次生成函数Af，则能够除去状况发生变化而现状下不需要的数据。另外，在实施方式5中，应该称为函数生成部的数据选择部，如在漂移成分解析部9的动作中说明的那样，即便在不使用快门3的情况下，也能够除去相当于移动体的像素输出Sp而进行校准。

另一方面，函数生成部(修正量计算用函数生成部5)只要构成为对构成生成用数据的基板的温度的分布状态进行分析，并将能够取得与分布稀疏的区域对应的基板的温度数据的时机设定为校准中的同步输出的时机，就能够使函数Af高精度化而不增大校准次数。

另外，函数生成部(修正量计算用函数生成部5)只要构成为对生成用数据的函数Af中的分散状态进行分析，并将能够取得与分散大的区域对应的基板的温度数据的时机设定为校准中的同步输出的时机，就能够可靠地补充温度漂移增大的区域中的数据进行正确的修正，而不增大校准次数。

此时，函数生成部(修正量计算用函数生成部5)只要利用通电开始起的时间以及基板的温度中的至少任一个来设定同步输出的时机，就能够可靠地取得所希望的数据。

具备切断向红外线拍摄元件1的入射的快门3，时机控制部6在输出生成用数据时，将快门3同步地设为切断状态，因此能够可靠地进行校准。

函数Af只要是以基板的温度为独立变量的像素输出Sp或者像素输出的输出位移量Vp的N阶近似，作为高精度化而进行N阶近似的高阶化，就能够通过简单的运算可靠地进行修正。

附图标记的说明

1…红外线拍摄元件；1g…像素部；1p…像素；1r…读出电路；1s…驱动线选择电路；2…A/D转换部；3…快门；4…基板温度传感器；5…修正量计算用函数生成部(函数生成部)；6…时机控制部；7…温度漂移修正量计算部；8…初始值取得部；9…漂移成分解析部(函数生成部)；10…红外线拍摄装置；Af…函数；Av…允许值；Dc…温度漂移修正量(修正量)；Sp…像素输出；Spr…代表像素输出；St…温度传感器输出；Th…阈值；Vp…输出位移量；Vt…输出位移量。

Claims (8)

1.一种红外线拍摄装置，其特征在于，

具备：

红外线拍摄元件，其排列有将入射的红外线作为热进行检测的多个像素；

基板温度传感器，其对安装有所述红外线拍摄元件的基板的温度进行测定；

温度漂移修正量计算部，其计算相对于从所述多个像素的每一个像素输出的像素输出的、与所述基板的温度变化对应的温度漂移修正量；

函数生成部，其生成以所述基板的温度为独立变量的、用于计算所述温度漂移修正量的函数；以及

时机控制部，其作为用于生成所述函数的生成用数据，在所述基板的温度伴随着向所述基板的通电开始而发生变化的期间，从所述红外线拍摄元件以及所述基板温度传感器对所述函数生成部同步输出数据，

所述函数生成部将所述同步输出的数据中的在生成所述函数之后输出的数据，作为通过追加到用于所述函数的生成的数据中并再次计算所述函数而使该函数高精度化的追加数据使用。

2.根据权利要求1所述的红外线拍摄装置，其特征在于，

所述函数生成部从所述追加数据，除去构成所述追加数据的所述像素输出中的、脱离了针对使用所述函数计算的值设定的范围的像素输出。

3.根据权利要求1或2所述的红外线拍摄装置，其特征在于，

所述函数生成部从所述生成用数据，除去构成所述生成用数据的所述像素输出中的、脱离了针对使用所述函数计算的值设定的范围的像素输出，并再次生成所述函数。

4.根据权利要求1或2所述的红外线拍摄装置，其特征在于，

所述函数生成部对构成所述生成用数据的所述基板的温度的分布状态进行分析，并将能够取得与分布稀疏的区域对应的所述基板的温度数据的时机设定为所述同步输出的时机。

5.根据权利要求1或2所述的红外线拍摄装置，其特征在于，

所述函数生成部对所述生成用数据的所述函数中的分散状态进行分析，并将能够取得与分散大的区域对应的所述基板的温度数据的时机设定为所述同步输出的时机。

6.根据权利要求4所述的红外线拍摄装置，其特征在于，

所述函数生成部利用从所述通电开始起的时间以及所述基板的温度中的至少任一个来设定所述时机。

7.根据权利要求1、2和6中任一项所述的红外线拍摄装置，其特征在于，

具备切断向所述红外线拍摄元件的入射的快门，

所述时机控制部在输出所述生成用数据时将所述快门同步地设为切断状态。

8.根据权利要求1、2和6中任一项所述的红外线拍摄装置，其特征在于，

所述函数是以所述基板的温度为独立变量的所述像素输出或者所述像素输出的位移量的N阶近似，作为所述高精度化而进行所述N阶近似的高阶化。