DE4331128A1 - Infrarotsensoranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Infrarotsensoranordnung mit einer Mehrzahl von Detektorelementen und einer Multiplexer­ anordnung.

Eine mit Infrarotsensoren aufgenommene Szene wird im all­ gemeinen als Wärmebild dargestellt. Der Sensor wandelt die aufgenommene Wärmestrahlung in ein elektrisches Signal um, das proportional zur Temperatur des betrachteten Bildpunk­ tes ist. Die Helligkeitsunterschiede in dem Bild entspre­ chen den örtlichen Temperaturunterschieden der betrachte­ ten Szene. In bestimmten Anwendungsfällen sind die zeitli­ chen Temperaturunterschiede die wesentliche Bildinforma­ tion.

Nach heutigem Stand der Technik sind die Infrarotbildauf­ nehmer als Zeilensensoren bzw. Matrixsensoren mit einer Mehrzahl von Detektorelementen ausgeführt. Die Signale der einzelnen Detektorelemente werden mittels einer Multi­ plexeranordnung auf einen gemeinsamen Ausgang gegeben. Diese Multiplexer und die nachfolgende Elektronik (A/D- Wandler) haben nur einen begrenzten Dynamikbereich, der bedingt durch die Hintergrundstrahlung und die Inhomogeni­ tät der Detektoren nur teilweise nutzbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vorteil­ hafte Infrarotsensoranordnung zur Gewinnung einer Informa­ tion über die zeitliche Veränderung einer betrachteten Szene anzugeben.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht hierzu vor, daß jedem Detektorelement vor der Multiplexeranordnung ein Hochpaß­ filter nachgeschaltet ist, und daß die Auswerteanordnung elementweise die zeitliche Veränderung der Detektorsignale ermittelt.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders vorteilhaft zur Detektion modulierter Wärmequellen. Die untere Grenz­ frequenz der Hochpaßfilter ist dann niedriger zu wählen als die niedrigste Modulationsfrequenz von zu detektieren­ den Wärmequellen. Die Abtastfrequenz der Multiplexeranord­ nung ist an den Modulationsfrequenzbereich angepaßt.

Als Hochpaßfilter kann eine einfache AC-Kopplung ausrei­ chend sein, die in Verbindung mit Leckstrompfaden eine be­ stimmte untere Grenzfrequenz gewährleistet. Durch die Hochpaßfilter werden die auf Wärmestrahlung eines Bildhin­ tergrunds beruhenden Signalanteile abgetrennt. Dunkelstro­ minhomogenitäten innerhalb der Sensoranordnung sind gleichfalls unterdrückt. Dadurch ergeben sich für die Mul­ tiplexeranordnung und nachfolgende A/D-Wandler wesentlich geringere Anforderungen bezüglich der Amplitudendynamik. Ferner entfällt bei der Signalauswertung die Berechnung von Signalmittelwerten und die Differenzbildung zu solchen Mittelwerten.

Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus einem Matrixsensorar­ ray mit in Zeilen und Spalten angeordneten Detektorelemen­ ten X, denen jeweils ein Hochpaßfilter HP nachgeschaltet ist, und die mittels einer Multiplexeranordnung H mit Zei­ len- und Spaltenauswahl und Schaltern SCH zeitsequentiell mit einem gemeinsamen Ausgang A verbunden werden.

Die Erfindung ist aber nicht auf die Matrixanordnung be­ schränkt.

Claims (1)

1. Infrarotsensoranordnung mit einer Mehrzahl von Detek­ torelementen und einer Multiplexeranordnung zur individu­ ellen Verbindung einzelner Detektorelemente mit einer Aus­ werteanordnung, dadurch gekennzeichnet daß jedem Detekto­ relement vor der Multiplexeranordnung ein Hochpaßfilter nachgeschaltet ist und daß die Auswerteanordnung element­ weise die zeitliche Veränderung der Detektorsignale ermit­ telt.