DE102013223061A1

DE102013223061A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera

Info

Publication number: DE102013223061A1
Application number: DE201310223061
Authority: DE
Inventors: Florian Baumer; René Winter
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2014-09-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera (311), umfassend die folgenden Schritte: – Beaufschlagen (601) des Sensors mit einer zeitlichen Abfolge von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen, – während des Beaufschlagens mehrmaliges sequentielles Auslesen (603) der Pixel des Sensors zum Bilden von den beaufschlagten Strahlungsimpulsen entsprechenden Pixeldaten, wobei ein zeitlicher Abstand zwischen einem Startzeitpunkt des jeweiligen sequentiellen Auslesens und einem der zeitlichen Abfolge zugeordneten Beaufschlagungszeitpunkt variiert wird, – Berechnen (605) der intrinsischen Parameter basierend auf den mittels des jeweiligen sequentiellen Auslesens gebildeten Pixeldaten, den den jeweiligen sequentiellen Auslesen entsprechenden zeitlichen Abständen und einer Auslesezeitdauer des jeweiligen sequentiellen Auslesens. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung (301, 701) sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von Pixeldaten und ein entsprechendes Computerprogramm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bearbeiten von Pixeldaten sowie ein Computerprogramm.
In der EUV-Lithographie ist es üblich, mittels CO2-Hochleistungslaser auf Zinntröpfchen zu schießen, sodass ein heißes und dichtes Plasma erzeugt wird, welches Strahlung mit einer Wellenlänge von um die 13,5 Nanometern emittiert. Die Abkürzung „EUV“ steht für Extremes Ultra Violett.
Um das Plasma effizient zu zünden, ist es in der Regel erforderlich, dass eine möglichst hohe Laserintensität an der Stelle oder Position der Zinntröpfchen, also der Targets oder Ziele, sichergestellt wird. Solche Targets bestehen typischerweise aus kleinen Zinntröpfchen, die in der Regel mit einer Genauigkeit von einigen µm bis einigen 10 µm genau getroffen werden müssen.
Es besteht also ein Bedarf, die Position und die Qualität der Laserstrahlung möglichst genau zu bestimmen.
Hierfür können beispielsweise Mikrobolometerkameras verwendet werden, die beispielsweise über eine Schwerpunktsbestimmung der auftreffenden Laserspots Rückschlüsse auf die Strahlposition am Ort des Targets, beispielsweise Zinntröpfchens, erlauben.
Solche bekannten Mikrobolometerkameras zur Detektion von Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von etwa 10,6µm haben in der Regel die folgenden Eigenschaften:
Eine thermale Zeitkonstante von etwa 7 ms. Das heißt also insbesondere, dass erst nach einer hinreichend langen Zeit die Kamera ein stabiles Signal sieht oder aufnehmen kann. Nach Ausbleiben der Laserstrahlung gibt es eine Abklingzeit, während dieser die Kamera weiterhin ein Signal sieht und entsprechend ein Messsignal bereitstellt.
Die bekannten Mikrobolometerkameras weisen ferner einen sogenannten Rolling Shutter-Auslesemechanismus auf. Das heißt also insbesondere, dass die Mikrobolometerkamera ihren Sensor zeilenweise ausliest beginnend von oben nach unten. Ein solcher Ausleseprozess dauert in der Regel 40 ms. Anschließend startet der Ausleseprozess erneut.
Durch das sequentielle Auslesen des Sensors wird in der Regel ein zeitlicher Verlauf einer Sensorantwort oder auch Camera Response genannt auf einen Ort auf dem Sensor gemappt, was zu signifikanten Artefakten im ausgelesenen Sensorbild führt. Ein ursprünglich runder Laserspot auf dem Sensor der Mikrobolometerkamera, welcher in der Regel ein gaußförmiges Profil aufweist, wird aufgrund des sequentiellen Auslesens verzerrt im ausgelesenen Bild dargestellt. Dies führt dann insbesondere zu Messfehlern in einer Positionsauswertung.
Es besteht also ein Bedarf, solche auftretende Artefakte zu kompensieren, sodass auch eine jeweilige Position und ein jeweiliger Schwerpunkt einer zeitlichen Abfolge von Laserimpulsen mittels einer Mikrobolometerkamera bestimmt werden können.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein Verfahren zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera bereitzustellen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, eine Vorrichtung zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera anzugeben.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darüber hinaus auch darin gesehen werden, ein Verfahren zum Bearbeiten von Pixeldaten bereitzustellen, die durch sequentielles Auslesen von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera gebildet wurden und einer zeitlichen Abfolge von auf den Sensor beaufschlagten elektromagnetischen Strahlungsimpulsen entsprechen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann ferner darin gesehen werden, ein entsprechendes Computerprogramm anzugeben.
Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt wird ein Verfahren zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:

– Beaufschlagen des Sensors mit einer zeitlichen Abfolge von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen,
– während des Beaufschlagens mehrmaliges sequentielles Auslesen der Pixel des Sensors zum Bilden von den beaufschlagten Strahlungsimpulsen entsprechenden Pixeldaten, wobei ein zeitlicher Abstand zwischen einem Startzeitpunkt des jeweiligen sequentiellen Auslesens und einem der zeitlichen Abfolge zugeordneten Beaufschlagungszeitpunkt variiert wird,
– Berechnen der intrinsischen Parameter basierend auf den mittels des jeweiligen sequentiellen Auslesens gebildeten Pixeldaten, den den jeweiligen sequentiellen Auslesen entsprechenden zeitlichen Abständen und einer Auslesezeitdauer des jeweiligen sequentiellen Auslesens.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera bereitgestellt, umfassend:

– eine Beaufschlagungseinrichtung zum Beaufschlagen des Sensors mit einer zeitlichen Abfolge von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen,
– eine Ausleseeinrichtung zum sequentiellen Auslesen der Pixel des Sensors, um den beaufschlagten Strahlungsimpulsen entsprechende Pixeldaten zu bilden,
– eine Steuerung zum Steuern der Ausleseeinrichtung, um einen zeitlichen Abstand zwischen einem Startzeitpunkt des sequentiellen Auslesens und einem der zeitlichen Abfolge zugeordneten Beaufschlagungszeitpunkt einzustellen,
– eine Berechungseinrichtung zum Berechnen der intrinsischen Parameter basierend auf den mittels des jeweiligen sequentiellen Auslesens gebildeten Pixeldaten, den den jeweiligen sequentiellen Auslesen entsprechenden zeitlichen Abständen und einer jeweiligen Auslesezeitdauer des sequentiellen Auslesens.

Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Bearbeiten von Pixeldaten, die durch sequentielles Auslesen von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera gebildet wurden und einer zeitlichen Abfolge von auf den Sensor beaufschlagten elektromagnetischen Strahlungsimpulsen entsprechen, bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte

– Berechnen einer Sensorantwortfunktion basierend auf einem jeweiligen intrinsischen Parameter der Pixel des Sensors, auf der zeitlichen Abfolge, auf einer Auslesezeitdauer des sequentiellen Auslesens und auf einem zeitlichen Abstand zwischen einem Startzeitpunkt des sequentiellen Auslesens und einem der zeitlichen Abfolge zugeordneten Beaufschlagungszeitpunkt und
– Durchführen einer mathematischen Operation zwischen den Pixeldaten und der Sensorantwortfunktion zum Bilden von kompensierten Pixeldaten.

Nach noch einem Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, dass Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera und/oder zur Durchführung des Verfahrens zum Bearbeiten von Pixeldaten, die durch sequentielles Auslesen von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera gebildet wurden und einer zeitlichen Abfolge von auf den Sensor beaufschlagten elektromagnetischen Strahlungsimpulsen entsprechen, umfasst, wenn das Computerprogramm in einem Computer ausgeführt wird.
Die Erfindung beruht also insbesondere auf der Erkenntnis, dass bei Kenntnis eines intrinsischen Parameters eines Pixels eines Sensors einer Mikrobolometerkamera Artefakte kompensiert werden können, die auftreten können, wenn der Sensor der Mikrobolometerkamera mit einer zeitlichen Abfolge von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen beaufschlagt wird. Dies insbesondere dann, wenn die Pixel des Sensors der Mikrobolometerkamera sequentiell, also zeitlich nacheinander, ausgelesen werden. Mittels weiterer zugänglicher Messparameter wie beispielsweise einer Auslesezeitdauer kann dann insbesondere eine Sensorantwortfunktion bestimmt oder berechnet werden. Dies insbesondere für jeden Pixel einzeln und/oder beispielsweise für jede Pixelzeile und/oder Pixelspalte des Sensors der Mikrobolometerkamera.
Mittels der Sensorantwortfunktion ist also in vorteilhafter Weise bekannt, welches Signal der Pixel unter welchen Messparametern ausgibt. Ein bedingt durch den Rolling Shutter Auslesemechanismus verzerrtes Bild eines Laserspots kann dann in vorteilhafter Weise entzerrt werden. Dies insbesondere dadurch, dass die ursprünglich ausgelesenen Pixeldaten oder Pixelsignale einer mathematischen Operation mit der Sensorantwortfunktion unterzogen werden.
Das heißt also insbesondere, dass jedes Pixelsignal einer mathematischen Operation mit einer entsprechenden Sensorantwortfunktion für den Pixel unterzogen wird. Insbesondere kann hier vorgesehen sein, dass das ursprünglich ausgelesene Pixelsignal bzw. die ursprünglich daraus gebildeten Pixeldaten durch den entsprechenden Wert der Sensorantwortfunktion für den Pixel geteilt oder dividiert wird.
Die so gebildeten Pixeldaten können dann als kompensierte Pixeldaten bezeichnet werden.
Ein Sensor einer Mikrobolometerkamera ist insbesondere ausgebildet, seinen ohmschen Widerstand in Abhängigkeit von seiner Temperatur zu ändern. Dadurch, dass die Strahlungsimpulse den Sensor erwärmen können, ändert sich sein Widerstand, so dass eine Widerstandsmessung insbesondere Informationen über die Intensität der Strahlungsimpulse gibt. Der Widerstand kann beispielsweise mittels einer Strommessung bestimmt werden. Dies dadurch, dass an den Sensor eine Spannung angelegt wird, so dass ein Strom fließt, der abhängig von dem Widerstand ist. Dieses Prinzip gilt für jeden Pixel des Sensors, so dass für jeden Pixel ein entsprechender Pixelstrom gemessen werden kann, der insbesondere einem Pixelsignal entspricht.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass als intrinsischer Parameter eine thermale Zeitkonstante gewählt wird. Das heißt also insbesondere, dass die jeweilige thermale Zeitkonstante der Pixel bestimmt wird. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die thermale Zeitkonstante für jeden Pixel des Sensors einzeln bestimmt oder ermittelt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass nur für einige der Pixel des Sensors die entsprechende thermale Zeitkonstante bestimmt wird. Es kann dann beispielsweise vorgesehen sein, dass für die weiteren Pixel des Sensors, für die keine thermale Zeitkonstante basierend auf einer Messung bestimmt wurden, ein gemittelter Wert für eine thermale Zeitkonstante basierend auf den gemessenen thermalen Zeitkonstanten bestimmt wird. Die thermale Zeitkonstante hängt dabei insbesondere von einer Wärmeleitfähigkeit und von einer Wärmekapazität des jeweiligen Pixels ab. Insbesondere gilt: Thermale Zeitkonstante = Wärmekapazität / Wärmeleitfähigkeit. Die thermale Zeitkonstante liegt in der Regel insbesondere in der Größenordnung von 7 ms. In der Regel ist bauartbedingt nicht jedes Pixel des Sensors bzw. jede Pixelmembran gleich groß und/oder gleich schwer, so dass auch die jeweiligen Wärmekapazitäten unterschiedlich sind, was dann insbesondere dazu führt, dass die jeweiligen thermalen Zeitkonstanten unterschiedlich sind.
Nach noch einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Beaufschlagungszeitpunkt einer ansteigenden Flanke eines Strahlungsimpulses aus der zeitlichen Abfolge von Strahlungsimpulsen zugeordnet wird. Das heißt also insbesondere, dass auf die ansteigende Flanke eines Strahlungsimpulses getriggert wird, sodass der Ausleseprozess im zeitlichen Abstand relativ zu diesem Trigger gestartet wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Beaufschlagungszeitpunkt einer fallenden Flanke eines Strahlungsimpulses aus der zeitlichen Abfolge der Strahlungsimpulse zugeordnet wird. Das heißt also insbesondere, dass auf die fallende Flanke des Strahlungsimpulses getriggert wird, wobei dann der zeitliche Abstand relativ zu diesem Trigger gewählt wird.
Allgemein kann vorgesehen sein, dass basierend auf den Strahlungsimpulsen ein jeweiliges Triggersignal bereitgestellt wird, so dass der zeitliche Abstand relativ zu einem dieser Triggersignale eingestellt oder variiert werden kann.
Nach noch einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Strahlungsimpulse vor dem Beaufschlagen auf den Sensor räumlich aufgeweitet werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung des Sensors bewirkt werden.
Nach einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Beaufschlagungseinrichtung eine Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung und eine Blockiereinrichtung zum Blockieren der mittels der Strahlungsquelle bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung umfasst, wobei die Blockiereinrichtung einen durchlässigen Betriebszustand, in welchem die Blockiereinrichtung die elektromagnetische Strahlung durchlässt, und einen undurchlässigen Betriebszustand aufweist, in welchem die Blockiereinrichtung die elektromagnetische Strahlung blockiert.
Durch das Vorsehen einer solchen Blockiereinrichtung umfassend zwei Betriebszustände ist in vorteilhafter Weise bewirkt, dass die mittels der Strahlungsquelle bereitgestellte elektromagnetische Strahlung sozusagen zerhäckselt werden kann, also in Strahlungsimpulse, die zeitlich voneinander beabstandet sind, aufgeteilt werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Strahlungsquelle dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlungsimpulse bereitzustellen. In einer solchen Ausführungsform kann dann beispielsweise auf eine Blockiereinrichtung verzichtet werden. Es kann aber vorzugsweise vorgesehen sein, dass dennoch eine solche Blockiereinrichtung vorgesehen ist, um beispielsweise in vorteilhafter Weise die mittels der Strahlungsquelle bereitgestellten elektromagnetischen Strahlungsimpulse noch weiter zeitlich voneinander abzutrennen.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die Strahlungsquelle einen oder mehrere Laser, die insbesondere als Pulslaser und/oder als Dauerstrichlaser ausgebildet sein können. Insbesondere kann der Laser ein CO2-Laser sein. Die Strahlungsquelle kann insbesondere ausgebildet sein, Strahlung mit einer Wellenlänge von 10,6 µm zu emittieren. Insbesondere kann die Strahlungsquelle ausgebildet sein, Strahlungsimpulse mit einer zeitlichen Dauer von 0,5 ms bis 2 ms, insbesondere 1 ms, zu emittieren.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Strahlungsquelle einen Schwarzkörperstrahler umfassen.
In einer weiteren Ausführungsform können die Strahlungsimpulse eine Rechteckform aufweisen. Die Strahlungsimpulse können insbesondere eine Gaußform oder Glockenkurvenform aufweisen. Die Strahlungsimpulse können beispielsweise gleich oder insbesondere unterschiedlich gebildet sein.
Insbesondere können die Strahlungsimpulse ein periodisches Signal bilden.
Die zeitliche Abfolge von Strahlungsimpulsen kann insbesondere als Beaufschlagungssignal bezeichnet werden. Bei einem periodischen Signal kann das Beaufschlagungssignal insbesondere als ein periodisches Beaufschlagungssignal bezeichnet werden.
Nach einer Ausführungsform kann die Blockiereinrichtung eine verschließbare Öffnung aufweisen. Beispielsweise kann eine solche Öffnung als eine verschließbare Irisblende gebildet sein. Beispielsweise kann eine solche verschließbare Öffnung mittels eines sogenannten Shutters bereitgestellt werden, wie er in Kameras zum Einsatz kommt.
Beispielsweise kann die Blockiereinrichtung ein beweglich gelagertes Element aufweisen, das im undurchlässigen Betriebszustand in den Strahlungsgang hineinverlagert wird und so die elektromagnetische Strahlung blockiert. Das beweglich gelagert Element kann beispielsweise in dem durchlässigen Betriebszustand aus dem Strahlungsgang herausverlagert werden, sodass die elektromagnetische Strahlung ungehindert passieren und zu dem Sensor gelangen kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Blockiereinrichtung eine optische Modulatoreinrichtung zum Modulieren der mittels der Strahlungsquelle bereitgestellten Strahlung aufweist.
Mittels einer solchen Modulatoreinrichtung ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht, der elektromagnetischen Strahlung eine Charakteristik aufzuprägen. Eine solche Charakteristik kann beispielsweise eine zeitliche oder räumliche Amplituden- und/oder Phasenverteilung sein.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die optische Modulatoreinrichtung zumindest einen Modulator ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Modulatoren umfasst: rotierbare Sektorblende, Kerr-Zelle, Pockelszelle, Flüssigkristallanzeige, akustooptischer Modulator, rotierbarer Spiegel, rotierbarer Winkelspiegel, rotierbares Prisma oder eine Kombination hiervon.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Umschalten von dem durchlässigen Betriebszustand in den undurchlässigen Betriebszustand und/oder von dem undurchlässigen in den durchlässigen Betriebszustand ein Triggersignal bereitstellt bzw. basierend auf diesem Umschalten ein Triggersignal gebildet wird, welches als Beaufschlagungszeitpunkt vorgesehen wird, sodass relativ zu diesem Triggersignal oder zu diesem Beaufschlagungszeitpunkt der zeitliche Abstand eingestellt wird, nach welchem das sequentielle Auslesen der Pixel des Sensors gestartet wird.
Das heißt also insbesondere, dass auf den Zeitpunkt getriggert wird, zu welchem der Sensor mit einem elektromagnetischen Strahlungsimpuls beaufschlagt wird. Das heißt auch insbesondere, dass auf den Zeitpunkt getriggert werden kann, zu welchem der Sensor nicht mit einem elektromagnetischen Strahlungsimpuls beaufschlagt wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die mathematische Operation eine Division ist, sodass die Pixeldaten durch die Sensorantwortfunktion dividiert werden.
Nach einer Ausführungsform kann die Mikrobolometerkamera für die Vermessung eines Laserspots, also insbesondere für eine entsprechende Positions- und/oder Schwerpunktsbestimmung, verwendet werden, der zur Erzeugung eines heißen Plasmas verwendet wird. Das heißt also insbesondere, dass der Laser auf Targets schießt, insbesondere Zinntröpfchen, um ein Plasma zu erzeugen, die eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm emittiert.
Nach einer Ausführungsform kann das Verfahren zum Bearbeiten von Pixeldaten in einem EUV-System umfassend eine Strahlungsquelle zur Erzeugung von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen, die auf Targets zwecks Erzeugung eines Plasmas geschossen werden, und eine Mikrobolometerkamera verwendet werden. Ein solches EUV-System kann dann eventuelle Artefakte zuverlässig kompensieren.
Sämtliche hier beschriebenen Ausführungsformen können also insbesondere in der EUV-Lithographie verwendet werden. Dort insbesondere zur Vermessung von Strahlungsquellen und/oder zur Positions- und/oder Schwerpunktsbestimmung der entsprechenden Strahlen, so dass beispielsweise Targets, insbesondere Zinntröpfchen, mit einer hohen Genauigkeit getroffen werden können, um ein Plasma zu erzeugen, dass Strahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm emittiert.
Es sei angemerkt, dass die Erfindung aber auch in anderen Bereichen verwendet werden kann und nicht nur auf die EUV-Lithographie beschränkt sein soll.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
1 verschiedene zeitliche Verläufe von Pixelsignalen, die beaufschlagten Strahlungsimpulsen entsprechen,
2 Artefakte in einem aufgenommenen Bild eines Laserspots,
3 eine Vorrichtung zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera,
4 verschiedene zeitliche Verläufe von Pixelsignalen für verschiedene zeitliche Abstände zwischen einem Auslesestart und einem Beaufschlagungszeitpunkt,
5 ein aufgenommener Laserspot mit Artefakten und eine entsprechend kompensierte Aufnahme,
6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera,
7 eine Vorrichtung zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera und
8 ein Verfahren zum Verarbeiten von Pixeldaten.
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
1 zeigt drei zeitliche Verläufe von Signalen eines Pixels eines Sensors einer Mikrobolometerkamera, in Antwort auf ein Beaufschlagen des Pixels mittels einer zeitlichen Abfolge von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen.
Es sind drei Graphen dargestellt, die jeweils einen solchen zeitlichen Verlauf zeigen. Auf der Abszisse ist eine Zeitachse eingezeichnet, wobei die Einheiten Millisekunden sind. Die Zeit kann einer Auslesezeit entsprechen. Auf der Ordinate ist eine Signalintensität in willkürlichen Einheiten aufgetragen.
Das Bezugszeichen 101 kennzeichnet den zeitlichen Verlauf des Pixelsignals in Antwort auf elektromagnetische Strahlungsimpulse. Das Bezugszeichen 103 kennzeichnet einen zeitlichen Verlauf einer zeitlichen Abfolge von solchen elektromagnetischen Strahlungsimpulsen.
Bei den Strahlungsimpulsen handelt es sich insbesondere um ein periodisches Beaufschlagungssignal.
In dem linken Graphen beträgt eine Periode des elektromagnetischen Beaufschlagungssignals 30 ms. Das Signal weist eine Rechteckform auf. Das heißt also insbesondere, dass der Pixel für eine Millisekunde beleuchtet wird, also mittels eines elektromagnetischen Strahlungsimpulses beaufschlagt wird. Anschließend wird der Pixel für 29 Millisekunden nicht beleuchtet, also nicht mittels eines elektromagnetischen Strahlungsimpulses beaufschlagt. Zu erkennen ist, dass, obwohl kein Beaufschlagungssignal anliegt, also der Pixel nicht beleuchtet wird, dennoch der Pixel ein Pixelsignal bereitstellt, welches über die Zeit abklingt.
Im mittleren Graphen beträgt eine Periode des Beaufschlagungssignals 10 Millisekunden. Für eine Millisekunde wird der Pixel beleuchtet. Für weitere 9 Millisekunden wird der Pixel nicht beleuchtet.
Im rechten Graphen beträgt eine Periode zwei Millisekunden. Das heißt also, dass der Pixel für eine Millisekunde beleuchtet wird und eine für eine weitere Millisekunde nicht beleuchtet wird und erst dann wieder für eine Millisekunde beleuchtet wird.
Das sich aus den Pixeln des Sensors der Mikrobolometerkamera ergebende Bild ist in 2 dargestellt. In dem rechten Graphen der 2 ist wieder eine Signalintensität eines Pixels über eine Zeitachse in Millisekunden dargestellt. Diese Zeit kann einer Auslesezeit entsprechen. Auf die im Zusammenhang mit 1 gemachten Ausführungen kann verwiesen werden. Die linke Zeichnung in 2 zeigt das aufgenommene Bild eines Laserspots, wie er auf den Sensor beaufschlagt wird bzw. diesen beleuchtet. Der Spot ist hier mit dem Bezugszeichen 201 gekennzeichnet. Die Koordinatenachsen x, y kennzeichnen hierbei die Koordinaten der einzelnen Pixel des Sensors. Diese Koordinaten können auch als Pixelkoordinaten bezeichnet werden.
Zu erkennen ist, dass der ursprünglich runde Laserspot verzerrt dargestellt ist. Insbesondere ist ein Schwerpunkt des Laserspots verzerrt.
Diese Verzerrung hat ihren Ursprung insbesondere in dem sequentiellen Auslesen der Pixel des Sensors der Mikrobolometerkamera.
Solche Artefakte können erfindungsgemäß kompensiert werden, wobei dieses Kompensationsverfahren insbesondere darauf beruht, dass ein intrinsischer Parameter, insbesondere eine thermale Zeitkonstante, des jeweiligen Pixels des Sensors der Mikrobolometerkamera ermittelt wird.
3 zeigt eine Vorrichtung 301 zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera. Bei dem intrinsischen Parameter kann es sich insbesondere um eine thermale Zeitkonstante des Pixels handeln.
Die Vorrichtung 301 umfasst eine Strahlungsquelle 303, welche elektromagnetische Strahlung bereitstellt. Die Strahlungsquelle 303 kann beispielsweise ein Laser, insbesondere ein CO2-Laser sein. Insbesondere ist die Strahlungsquelle 303 ausgebildet, elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 10,6 µm zu emittieren. Die emittierte elektromagnetische Strahlung ist hier symbolisch mit dem Bezugszeichen 305 in Form von Strahllinien gekennzeichnet.
Ferner sind zwei Linsen 307 und 309 vorgesehen, welche als Sammellinsen ausgebildet sind. Hierbei ist der Fokus der Linse 307 kleiner als der Fokus der Linse 309. Die Linse 307 ist in Abstrahlrichtung der emittierten Strahlung 305 relativ zu der Strahlungsquelle 303 vor der zweiten Linse 309 angeordnet.
Der zweiten Linse 309 nachgeordnet im Strahlengang ist eine Mikrobolometerkamera 311, die einen Sensor (hier nicht gezeigt) mit entsprechenden Pixeln umfasst.
Aufgrund des Vorsehens der beiden Linsen 307 und 309 ist in vorteilhafter Weise ein den Strahl vergrößerndes Teleskop gebildet, sodass der Strahl, wie er ursprünglich aus der Strahlungsquelle 303 emittiert wird, aufgeweitet werden kann und somit in vorteilhafter Weise die Mikrobolometerkamera 311 besonders gleichmäßig ausleuchtet, das heißt also insbesondere den Sensor mit den Pixeln besonders gleichmäßig ausleuchtet.
Die beiden Linsen 307 und 309 sind derart zueinander angeordnet, dass sich ihre beiden Fokii überlappen. In diesem überlappenden Fokus ist ein Chopperrad 315 angeordnet, welches eine rotierbare Scheibe 317 mit Schlitzen 319 oder Ausnehmungen umfasst. Ein solches Chopperrad 315 kann insbesondere auch als ein Modulator bzw. als eine rotierbare Sektorblende bezeichnet werden.
Durch das Vorsehen eines solchen Chopperrads 315 wird die Strahlung bzw. der Strahl 305 quasi zerhäckselt und aus einem ursprünglichen kontinuierlichen Strahl wird eine zeitliche Abfolge von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen, die dann auf den Sensor der Mikrobolometerkamera 311 beaufschlagt werden.
Das Chopperrad 315 weist insbesondere eine sogenannte Rise/Fall-time, also Anstiegs- und Abfallzeit, von 0,1 ms auf. Das heißt also insbesondere, dass eine Impulslänge der elektromagnetischen Strahlungsimpulse 0,1 Millisekunden beträgt.
In einer nichtgezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass auf die zweite Linse 309 verzichtet wird.
In weiteren nicht gezeigten Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass anstelle oder zusätzlich zu dem Chopperrad 315 beispielsweise eine Pockelszelle, eine Kehrzelle, eine Flüssigkristallanzeige, ein akustooptischer Modulator, ein rotierbarer Spiegel, ein rotierbarer Winkelspiegel oder ein rotierbares Prisma vorgesehen ist, welche ebenfalls einen Modulator darstellen und ein weiteres Zerhäckseln der Strahlungsimpulse bewirken können.
Ferner ist eine hier nicht gezeigte Steuerung vorgesehen, die ein Triggersignal von dem Chopperrad 315 erhält und basierend auf diesem Triggersignal eine Ausleseeinrichtung (nicht gezeigt) für die Mikrobolometerkamera 311 steuern kann, sodass ein Auslesestartzeitpunkt relativ zu dem Triggersignal variiert werden kann. Die Ausleseeinrichtung kann beispielsweise in der Mikrobolometerkamera 311 integriert sein.
Die Mikrobolometerkamera 311 kann insbesondere von der Vorrichtung 301 umfasst sein, wobei die Vorrichtung 301 als solche auch ohne die Mikrobolometerkamera 311 offenbart ist. Insbesondere können Elemente wie Ausleseeinrichtung und/oder Steuerung in der Mikrobolometerkamera 311 integriert sein oder insbesondere getrennt von dieser gebildet sein.
Mittels der in 3 gezeigten Vorrichtung 301 ist es also insbesondere ermöglicht, die Mikrobolometerkamera 311 mit ihrem Sensor gleichmäßig auszuleuchten. Ferner ist mittels des Chopperrads 315 ein definiertes, schnelles Ein- und Ausschalten der Strahlungsquelle 303 ermöglicht. Mittels der Steuerung ist ferner in vorteilhafter Weise ermöglicht, verschiedene Kamerabilder aufzunehmen bei unterschiedlichem, relativen Timing von Ein- und Ausschalten und einem Kameraausleseprozess, der auch als ein „Readout delay“ bezeichnet werden kann. Der Kameraausleseprozess umfasst bzw. bezeichnet das sequentielle Auslesen der Pixel. Der „Readout delay“ ist also der zeitliche Abstand.
Aus den so gewonnenen Kamerabildern, also aus den ausgelesenen Pixeln, kann insbesondere zusammen mit der Information über das „Readout delay“ und einer Dauer eines Ausleseprozesses der intrinsische Parameter, hier insbesondere die thermale Zeitkonstante, basierend auf der entsprechenden Abklingkurve des Pixelsignals für jedes einzelne Pixel bestimmt werden.
Das heißt also insbesondere, dass für jeden Pixel des Sensors der Mikrobolometerkamera 311 eine thermale Zeitkonstante ermittelt oder bestimmt werden kann.
4 zeigt nun in vier Graphen jeweils einen zeitlichen Verlauf eines Pixelsignals für verschiedene Readout delays, also für verschiedene zeitliche Abstände zwischen einem Beaufschlagungszeitpunkt und einem Auslesestartzeitpunkt bzw. Startzeitpunkt des sequentiellen Auslesens der Pixel.
Unter dem jeweiligen Graphen ist das entsprechend aufgenommene Kamerabild dargestellt.
Von den von links gesehenen ersten Graphen ist ein zeitlicher Abstand zwischen Einschalten der Strahlungsquelle und einem Startzeitpunkt des sequentiellen Auslesens auf 30 ms eingestellt. Für den von links gesehenen zweiten Graphen ist ein entsprechender zeitlicher Abstand auf 20 ms eingestellt. Für den von links gesehenen dritten Graphen ist ein entsprechender zeitlicher Abstand auf 10 ms eingestellt. Für den von links gesehenen vierten Graphen ist ein entsprechender zeitlicher Abstand auf 0 ms eingestellt.
Der mit dem Bezugszeichen 401 gekennzeichnete schraffierte Bereich in den Graphen kennzeichnet einen Zeitbereich des Auslesens des zugehörigen unter den jeweiligen Graphen dargestellten Kamerabilds.
Aus den so ermittelten Daten bzw. zeitlichen Verläufen des entsprechenden Pixelsignals 303 für verschiedene zeitliche Abstände kann dann in vorteilhafter Weise eine thermische Abklingkurve bzw. ein zeitlicher Verlauf des Thermalsignals des Pixels bestimmt werden und daraus dann die thermale Zeitkonstante.
5 zeigt in der linken Zeichnung das ursprünglich aufgenommene Bild eines Laserspots, der hier wieder mit dem Bezugszeichen 201 gekennzeichnet ist, ähnlich zu 2. Auch hier ist deutlich zu erkennen, dass aufgrund des sequentiellen Auslesens der aufgenommene Laserspot 201 Artefakte, insbesondere Verzerrungen, aufweist.
Die mittlere Zeichnung gemäß 5 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines Pixelsignals in Antwort auf ein Beaufschlagen einer zeitlichen Abfolge von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen. Auf der Abszisse ist die Auslesezeit in Millisekunden aufgetragen. Auf der Ordinate eine entsprechende Signalintensität in willkürlichen Einheiten. Eine Periode des Beaufschlagungssignals beträgt hier 11 ms. Für eine ms wird der Pixel beleuchtet und für weitere 10 ms wird der Pixel nicht beleuchtet.
Eine Kompensation der durch die endlichte thermale Zeitkonstante der Pixel und durch das sequentielle Auslesen der Pixel entstehenden Artefakte ist insbesondere in vorteilhafter Weise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bearbeiten von Pixeldaten ermöglicht. Hierbei werden insbesondere Informationen über die zeitliche Abfolge der gepulsten Signale verwendet. Also insbesondere die Periode des Signals. Insbesondere eine Dauer, zu welcher der Pixel beleuchtet wurde, und insbesondere eine zeitliche Dauer, zu welcher der Pixel nicht beleuchtet wurde. Ferner wird das „Readout delay“ verwendet und insbesondere eine Dauer des Auslesens der Pixel, also die Auslesezeitdauer. Die thermale Zeitkonstante der einzelnen Pixel wird ebenfalls für das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten von Pixeldaten verwendet, wobei diese thermale Zeitkonstante beispielsweise mittels der in 3 gezeigten Vorrichtung 301 ermittelt werden kann.
Basierend auf den vorgenannten Parametern kann dann eine Sensorantwortfunktion für jeden einzelnen Pixel, insbesondere für jede Bildzeile bestimmt werden. Eine Kompensation der Artefakte gemäß dem linken Graphen in 5 ergibt sich dann insbesondere durch eine pixelweise Division des ursprünglich ausgelesenen Signals durch die Sensorantwortfunktion. Dies kann mathematisch wie folgt dargestellt werden: S_komp(x, y) = S(x, y)/R(x, y)
Hierbei ist S_komp(x, y) das kompensierte Bild und S(x, y) das ursprünglich ausgelesene Bild.
Das kompensierte Bild ist in 5 ganz rechts dargestellt. Der nun wieder runde Laserspot ist hier mit den Bezugszeichen 501 gekennzeichnet.
Die Sensorantwortfunktion R(x, y) hängt insbesondere von der zeitlichen Abfolge der beaufschlagten elektromagnetischen Strahlungsimpulse ab. Bei Rechteckimpulsen ist die Sensorantwortfunktion R(x, y) in der Regel in x-Richtung näherungsweise konstant und in y-Richtung, also in der Regel die Ausleserichtung der Mikrobolometerkamera, eine aus ansteigenden und abfallenden Exponentialfunktionen zusammengesetzte Funktion.
Das kompensierte Bild enthält keine systematischen durch das Rolling Shutter-Ausleseverfahren, also durch das sequentielle Auslesen, hervorgerufenen Artefakte mehr. Insbesondere kann nun in vorteilhafter Weise ein Schwerpunkt des detektierten Laserspots korrekt bestimmt werden.
Es soll angemerkt werden, dass die vorangegangenen und folgenden Ausführungen auch gelten, wenn anstelle eines Lasers als Strahlungsquelle beliebige andere Strahlungsquellen verwendet werden.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera.
Gemäß einem Schritt 601 wird der Sensor mit einer zeitlichen Abfolge von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen beaufschlagt. Während des Beaufschlagens gemäß dem Schritt 601 wird ein mehrmaliges sequentielles Auslesen der Pixel des Sensors gemäß einem Schritt 603 durchgeführt, um den beaufschlagten Strahlungsimpulsen entsprechende Pixeldaten zu bilden. Das heißt also insbesondere, dass die einzelnen Pixelsignale der Pixel ausgelesen werden und basierend darauf dann entsprechende Pixeldaten gebildet werden. Hierbei wird ein zeitlicher Abstand zwischen einem Startzeitpunkt des jeweiligen sequentiellen Auslesens und einem der zeitlichen Abfolge zugeordneten Beaufschlagungszeitpunkt variiert. Das heißt also insbesondere, dass beispielsweise ein zeitlicher Abstand zwischen einem Einschalten oder Ausschalten einer Strahlungsquelle und einem Startzeitpunkt des Auslesens variiert werden kann.
Gemäß einem Schritt 605 wird der intrinsische Parameter, insbesondere eine thermale Zeitkonstante, basierend auf den mittels des jeweiligen sequentiellen Auslesens gebildeten Pixeldaten, den den jeweiligen sequentiellen Auslesen entsprechenden zeitlichen Abständen und einer Auslesezeitdauer des jeweiligen sequentiellen Auslesens berechnet.
7 zeigt eine Vorrichtung 701 zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors (nicht gezeigt) einer Mikrobolometerkamera (nicht gezeigt).
Die Vorrichtung 701 umfasst eine Beaufschlagungseinrichtung 703 zum Beaufschlagen des Sensors mit einer zeitlichen Abfolge von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen. Die Beaufschlagungsvorrichtung 703 kann beispielsweise ein gepulster Laser sein. Insbesondere kann die Beaufschlagungseinrichtung einen Dauerstrichlaser umfassen, wobei dann insbesondere eine Blockiereinrichtung zum Blockieren des mittels des Dauerstrahllasers bereitgestellten Laserstrahls vorgesehen ist. Hierbei umfasst eine solche Blockiereinrichtung einen durchlässigen und einen undurchlässigen Betriebszustand, wobei zwischen beiden Betriebszuständen insbesondere hin und her geschaltet werden kann.
Die Vorrichtung 701 umfasst ferner eine Ausleseeinrichtung 705 zum sequentiellen Auslesen der Pixel des Sensors, um den beaufschlagten Strahlungsimpulsen entsprechende Pixeldaten zu bilden. Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Ausleseeinrichtung 705 in der Mikrobolometerkamera integriert ist.
Ferner umfasst die Vorrichtung 701 eine Steuerung 707 zum Steuern der Ausleseeinrichtung 705, um einen zeitlichen Abstand zwischen einem Startzeitpunkt des sequentiellen Auslesens und einem der zeitlichen Abfolge zugeordneten Beaufschlagungszeitpunkt einzustellen. Beispielsweise kann ein solcher Beaufschlagungszeitpunkt durch einen Trigger oder Triggersignal bestimmt werden, der mittels der gepulsten Strahlungsquelle, insbesondere des Pulslasers, bereitgestellt wird. Sofern eine Blockiereinrichtung vorgesehen sein sollte, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein solcher Beaufschlagungszeitpunkt mittels eines Triggers oder Triggersignals bereitgestellt wird, der durch das Umschalten zwischen den beiden Betriebszuständen gebildet wird.
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 701 eine Berechnungseinrichtung 709 zum Berechnen der intrinsischen Parameter basierend auf den mittels des jeweiligen sequentiellen Auslesens gebildeten Pixeldaten, dem den jeweiligen sequentiellen Auslesen entsprechenden zeitlichen Abständen und einer jeweiligen Auslesezeitdauer des sequentiellen Auslesens.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bearbeiten von Pixeldaten, die durch sequentielles Auslesen von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera gebildet wurden und einer zeitlichen Abfolge von auf den Sensor beaufschlagten elektromagnetischen Strahlungsimpulsen entsprechen.
Gemäß einem Schritt 801 wird eine Sensorantwortfunktion berechnet, wobei das Berechnen basierend auf einem jeweiligen intrinsischen Parameter der Pixel des Sensors, auf der zeitlichen Abfolge, auf einer Auslesezeitdauer des sequentiellen Auslesens und auf einem zeitlichen Abstand zwischen einem Startzeitpunkt des sequentiellen Auslesens und einem der zeitlichen Abfolge zugeordneten Beaufschlagungszeitpunkt durchgeführt wird.
Gemäß einem Schritt 803 wird eine mathematische Operation zwischen den Pixeldaten und der Sensorantwortfunktion zum Bilden von kompensierten Pixeldaten durchgeführt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pixeldaten durch die Sensorantwortfunktion pixelweise dividiert werden.
Zusammenfassend umfasst also die Erfindung insbesondere die folgenden Schritte, um eine thermale Zeitkonstante für jeden einzelnen Pixel eines Sensors einer Mikrobolometerkamera zu bestimmen:

– gleichmäßiges Ausleuchten des Sensors der Kamera mit einer Strahlungsquelle, beispielsweise einem Laser, beispielsweise mit einer Wellenlänge von 10,6 µm,
– definiertes, schnelles Ein- und Ausschalten der Strahlungsquelle (zum Beispiel mit einem Chopperrad),
– Aufnahme von Kamerabildern bei unterschiedlichem relativen Timing von Ein- und Ausschalten und Kameraausleseprozess („readout delay“), also ein sequentielles Auslesen der Pixel des Sensors, so dass
– aus den so gewonnenen Kamerabildern zusammen mit der Information über das „readout delay“ der Dauer des Ausleseprozesses die thermale Abklingkurve jedes Pixel bestimmt werden kann.

Ferner umfasst die Erfindung den Gedanken, eine Kompensation der durch die endliche thermale Zeitkonstante der Pixel des Sensors der Mikrobolometerkamera und durch den Rolling Shutter-Ausleseprozess entstehenden Artefakte durchzuführen basierend auf den folgenden Informationen:

– zeitliche Abfolge der gepulsten Signale, also der Strahlungsimpulse,
– relativ dazu; Startzeitpunkt (wird insbesondere über einen Kameratrigger vorgegeben) und Dauer des Kameraausleseprozesses,
– thermale Zeitkonstante des Kamerachips, also der Pixel des Sensors, insbesondere der jeweiligen thermalen Zeitkonstante der Pixel.

Unter diesen Vorraussetzungen kann eine Response-Map, also eine Sensorantwortfunktion, der Kamera für jede Bildzeile bzw. für jedes Pixel (mit Pixelkoordinaten x, y) bestimmt werden: Response-Map oder Sensorfunktion: R(x, y).
Das kompensierte Bild ergibt sich durch pixelweise Division des ursprünglich gemessenen Pixelsignals S(x, y) durch die Response-Map R(x, y): S_komp(x, y) = S(x, y)/R(x, y)
Hierbei ist S_komp(x, y) das kompensierte Bild bzw. Signal und S(x, y) das ursprünglich ausgelesene Bild.
Das kompensierte Bild enthält in vorteilhafter Weise keine systematischen, durch das Rolling-Shutter-Ausleseverfahren hervorgerufenen Artefakte mehr. Insbesondere kann der Schwerpunkt des detektierten Spots korrekt bestimmt werden.
Nach einer nicht gezeigten Ausführungsform wird ein Messaufbau, also insbesondere eine Vorrichtung zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera, verwendet, der vorzugsweise folgende Elemente aufweisen kann, um die thermale Zeitkonstante der jeweiligen Pixel des Sensors der Mikrobolometerkamera zu ermitteln oder zu bestimmen.
Eine elektromagnetische Strahlungsquelle wie beispielsweise einen Laser oder einen Schwarzkörperstrahler. Eine Einrichtung zum zeitlich definierten und schnellen, das heißt insbesondere, dass die Schließ-/Öffnungszeit der Einrichtung deutlich kleiner («) als die thermale Zeitkonstante ist, Abblocken und Durchlassen der elektromagnetischen Strahlung, also eine Blockiereinrichtung. Eine zu vermessende Mikrobolometerkamera.

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera (311), umfassend die folgenden Schritte: – Beaufschlagen (601) des Sensors mit einer zeitlichen Abfolge von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen, – während des Beaufschlagens mehrmaliges sequentielles Auslesen (603) der Pixel des Sensors zum Bilden von den beaufschlagten Strahlungsimpulsen entsprechenden Pixeldaten, wobei ein zeitlicher Abstand zwischen einem Startzeitpunkt des jeweiligen sequentiellen Auslesens und einem der zeitlichen Abfolge zugeordneten Beaufschlagungszeitpunkt variiert wird, – Berechnen (605) der intrinsischen Parameter basierend auf den mittels des jeweiligen sequentiellen Auslesens gebildeten Pixeldaten, den den jeweiligen sequentiellen Auslesen entsprechenden zeitlichen Abständen und einer Auslesezeitdauer des jeweiligen sequentiellen Auslesens.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei als intrinsischer Parameter eine thermale Zeitkonstante gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Beaufschlagungszeitpunkt einer ansteigenden Flanke eines Strahlungsimpulses aus der zeitlichen Abfolge von Strahlungsimpulsen zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Beaufschlagungszeitpunkt einer fallenden Flanke eines Strahlungsimpulses aus der zeitlichen Abfolge der Strahlungsimpulse zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Strahlungsimpulse vor dem Beaufschlagen auf den Sensor räumlich aufgeweitet werden.
Vorrichtung (301, 701) zum Ermitteln eines jeweiligen intrinsischen Parameters von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera (311), umfassend: – eine Beaufschlagungseinrichtung (703) zum Beaufschlagen des Sensors mit einer zeitlichen Abfolge von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen, – eine Ausleseeinrichtung (705) zum sequentiellen Auslesen der Pixel des Sensors, um den beaufschlagten Strahlungsimpulsen entsprechende Pixeldaten zu bilden, – eine Steuerung (707) zum Steuern der Ausleseeinrichtung (705), um einen zeitlichen Abstand zwischen einem Startzeitpunkt des sequentiellen Auslesens und einem der zeitlichen Abfolge zugeordneten Beaufschlagungszeitpunkt einzustellen, – eine Berechungseinrichtung (709) zum Berechnen der intrinsischen Parameter basierend auf den mittels des jeweiligen sequentiellen Auslesens gebildeten Pixeldaten, den den jeweiligen sequentiellen Auslesen entsprechenden zeitlichen Abständen und einer jeweiligen Auslesezeitdauer des sequentiellen Auslesens.
Vorrichtung (301, 701) nach Anspruch 6, wobei die Beaufschlagungseinrichtung (703) eine Strahlungsquelle (303) für elektromagnetische Strahlung und eine Blockiereinrichtung zum Blockieren der mittels der Strahlungsquelle (303) bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung umfasst, wobei die Blockiereinrichtung einen durchlässigen Betriebszustand, in welchem die Blockiereinrichtung die elektromagnetische Strahlung durchlässt, und einen undurchlässigen Betriebszustand aufweist, in welchem die Blockiereinrichtung die elektromagnetische Strahlung blockiert.
Vorrichtung (301, 701) nach Anspruch 7, wobei die Blockiereinrichtung eine verschließbare Öffnung aufweist.
Vorrichtung (301, 701) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Blockiereinrichtung eine optische Modulatoreinrichtung zum Modulieren der mittels der Strahlungsquelle (303) bereitgestellten Strahlung aufweist.
Vorrichtung (301, 701) nach Anspruch 9, wobei die optische Modulatoreinrichtung zumindest einen Modulator ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Modulatoren umfasst: rotierbare Sektorblende (315), Kerr-Zelle, Pockelszelle, Flüssigkristallanzeige, akustooptischer Modulator, rotierbarer Spiegel, rotierbarer Winkelspiegel, rotierbares Prisma oder eine Kombination hiervon.
Verfahren zum Bearbeiten von Pixeldaten, die durch sequentielles Auslesen von Pixeln eines Sensors einer Mikrobolometerkamera (311) gebildet wurden und einer zeitlichen Abfolge von auf den Sensor beaufschlagten elektromagnetischen Strahlungsimpulsen entsprechen, umfassend die folgenden Schritte – Berechnen (801) einer Sensorantwortfunktion basierend auf einem jeweiligen intrinsischen Parameter der Pixel des Sensors, auf der zeitlichen Abfolge, auf einer Auslesezeitdauer des sequentiellen Auslesens und auf einem zeitlichen Abstand zwischen einem Startzeitpunkt des sequentiellen Auslesens und einem der zeitlichen Abfolge zugeordneten Beaufschlagungszeitpunkt und – Durchführen (803) einer mathematischen Operation zwischen den Pixeldaten und der Sensorantwortfunktion zum Bilden von kompensierten Pixeldaten.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die mathematische Operation eine Division ist, sodass die Pixeldaten durch die Sensorantwortfunktion dividiert werden.
Computerprogramm, umfassend Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 11 und 12, wenn das Computerprogramm in einem Computer ausgeführt wird.