JP2003198931A - Infrared camera - Google Patents

Infrared camera

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JP2003198931A
JP2003198931A JP2001398576A JP2001398576A JP2003198931A JP 2003198931 A JP2003198931 A JP 2003198931A JP 2001398576 A JP2001398576 A JP 2001398576A JP 2001398576 A JP2001398576 A JP 2001398576A JP 2003198931 A JP2003198931 A JP 2003198931A
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infrared
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Masayuki Inoue
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an infrared camera which doesn't require temperature control of an imaging device and device output level adjustment and stably keeps the device output level independently of the operation temperature. <P>SOLUTION: An imaging device 41 is used which has a dummy pixel which has electric characteristics equivalent to those of an infrared detector and is not sensitive to incident infrared rays and continuously outputs a signal caused by the operation temperature of the imaging device 41 without passing a scaning circuit for pixel selection, and the device output level is fed back to the imaging device 41 by a device output level control circuit 42 so as to cancel the temperature fluctuation of the output level, and thus the device output level is kept fixed. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線カメラ、特
に、温度変化により赤外線の放射量を検出し被写体像の
画像化を行う場合に、初期設定調整を要すること無く、
撮像素子の出力レベルを安定化させる赤外線カメラの改
良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared camera, and in particular, when the infrared radiation amount is detected by a temperature change and a subject image is imaged, initial setting adjustment is not required.
The present invention relates to an improvement of an infrared camera that stabilizes the output level of an image sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、従来の赤外線カメラ1の概略構
成を示すブロック図である。赤外線カメラ1は、赤外線
を検出する構成として、被写体からの赤外光を結像する
赤外光学系2と、赤外光学系2からの赤外光を遮断する
シャッタ3と、シャッタ3の裏面側に配置され赤外光を
透過するウインド4と、赤外線カメラ1に用いる各種素
子を一体にした素子パッケージ5を含んでいる。この素
子パッケージ5において、赤外光学系2の結像面には撮
像素子6が配置され、この撮像素子6には、撮像素子6
の温度をモニタする素子温度モニタ7及び、撮像素子6
の温度を変化させる熱電素子8がそれぞれ熱的に接続さ
れている。また、撮像素子6には、直流電源9も接続さ
れている。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional infrared camera 1. The infrared camera 1 is configured to detect infrared light, and an infrared optical system 2 that forms an infrared light from a subject, a shutter 3 that blocks the infrared light from the infrared optical system 2, and a back surface of the shutter 3. It includes a window 4 arranged on the side and transmitting infrared light, and an element package 5 in which various elements used in the infrared camera 1 are integrated. In this element package 5, an image pickup element 6 is arranged on the image plane of the infrared optical system 2, and the image pickup element 6 is provided in the image pickup element 6.
Element temperature monitor 7 for monitoring the temperature of the
The thermoelectric elements 8 for changing the temperature are thermally connected. A DC power supply 9 is also connected to the image sensor 6.

【0003】また、赤外線カメラ1の回路構成として
は、撮像素子6に接続されたドライバ回路10、素子温
度モニタ7と熱電素子8に接続され撮像素子6の温度を
一定に制御する温度制御回路11、撮像素子6の出力を
増幅する増幅回路12、増幅された素子出力の感度とオ
フセットと欠陥を補正する補正処理回路13、補正され
た素子出力を所望の表示形式に変換して被写体の画像化
を行う表示処理回路14、前記シャッタ3とドライバ回
路10と補正処理回路13と表示処理回路14に動作タ
イミングを供給するタイミング発生回路15、撮像素子
6において、素子出力レベルの設定切換を行う素子出力
レベル設定切換スイッチ16、素子出力レベルを設定す
る第1の素子出力レベル設定回路17、第1の素子出力
レベル設定回路17と異なる素子出力レベルを設定する
第2の素子出力レベル設定回路18、素子制御温度の切
り換えを行う素子制御温度切換スイッチ19、素子制御
温度を設定する第1の素子制御温度設定回路20、第1
の素子制御温度設定回路20と異なる素子制御温度を設
定する第2の素子制御温度設定回路21、カメラ内部の
温度をモニタする温度センサ22、温度センサ22の出
力がある閾値を越えた場合に素子出力レベル切換スイッ
チ16と素子制御温度切換スイッチ19の切換を行うコ
ンパレータ23、コンパレータ23の温度切換閾値を設
定する温度切換閾値設定回路24等を含んでいる。そし
て、上述した各構成が筐体25に納められている。
As the circuit configuration of the infrared camera 1, a driver circuit 10 connected to the image pickup element 6, a temperature control circuit 11 connected to the element temperature monitor 7 and the thermoelectric element 8 to control the temperature of the image pickup element 6 at a constant level. An amplifier circuit 12 that amplifies the output of the image sensor 6, a correction processing circuit 13 that corrects the sensitivity, offset, and defect of the amplified element output, and converts the corrected element output into a desired display format to image a subject. In the display processing circuit 14 for performing the above, the shutter 3, the driver circuit 10, the correction processing circuit 13, the timing generation circuit 15 for supplying the operation timing to the display processing circuit 14, and the image sensor 6, the element output for switching the setting of the element output level. Level setting changeover switch 16, first element output level setting circuit 17 for setting element output level, first element output level setting circuit 17 The second element output level setting circuit 18 for setting the different elements output level, the element control temperature change-over switch 19 for switching element control temperature, the first element control temperature setting circuit 20 for setting the device control temperature, first
Second element control temperature setting circuit 21 that sets an element control temperature different from the element control temperature setting circuit 20 of FIG. 2, a temperature sensor 22 that monitors the temperature inside the camera, and an element when the output of the temperature sensor 22 exceeds a certain threshold value. It includes a comparator 23 for switching between the output level changeover switch 16 and the element control temperature changeover switch 19, a temperature changeover threshold setting circuit 24 for setting a temperature changeover threshold of the comparator 23, and the like. The above-described components are housed in the housing 25.

【0004】図8は撮像素子6の構成であり、実際は複
数の画素をマトリックス状に配列した構成を有している
が、説明を簡素化するために単画素のものを示してい
る。この撮像素子6は、水平方向の画素を選択する水平
走査回路26、垂直方向の画素を選択する垂直走査回路
27、水平方向の画素への電流をON/OFFする第1
トランジスタ28、赤外線検知画素29、垂直方向の画
素への電流をON/OFFする第2のトランジスタ3
0、赤外線検知画素29に流れる電流を制御し、素子出
力レベルを変化させるための第3のトランジスタ31で
構成されている。
FIG. 8 shows the structure of the image pickup device 6, which actually has a structure in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, but a single pixel is shown for simplification of description. The image sensor 6 includes a horizontal scanning circuit 26 for selecting pixels in the horizontal direction, a vertical scanning circuit 27 for selecting pixels in the vertical direction, and a first ON / OFF switch for turning on / off a current to the pixels in the horizontal direction.
Transistor 28, infrared detection pixel 29, second transistor 3 for turning on / off the current to the vertical pixel
0, a third transistor 31 for controlling the current flowing through the infrared detection pixel 29 and changing the element output level.

【0005】また、図9には、赤外線検知画素29の概
略構造が示されている。この構造は、例えば特表平7−
509057号記載のマイクロボロメータなどであり、
赤外線検出素子32は、ボロメータやダイオードなど熱
型の赤外線検出素子である。この赤外線検知画素29に
おいて、赤外線検出素子32はブリッジ構造33によっ
て支持されている。そのため、ブリッジ構造33は、そ
の内部に空隙34が形成されている。なお、このブリッ
ジ構造33は、シリコン基板35上に形成されている。
Further, FIG. 9 shows a schematic structure of the infrared detection pixel 29. This structure is, for example,
A microbolometer described in No. 509057,
The infrared detection element 32 is a thermal infrared detection element such as a bolometer or a diode. In the infrared detection pixel 29, the infrared detection element 32 is supported by the bridge structure 33. Therefore, the bridge structure 33 has a void 34 formed therein. The bridge structure 33 is formed on the silicon substrate 35.

【0006】また、図10は温度制御回路11の概略構
成であり、素子温度モニタ7の出力に比例した値を発生
する素子温度モニタ回路36と、素子温度モニタ回路3
6の出力と素子制御温度切換スイッチ19により選択さ
れた出力の誤差を求める減算器37、求めた誤差を積分
する積分回路38、誤差を電力変換し熱電素子8に供給
する電力供給回路39等を含んでいる。
FIG. 10 shows a schematic structure of the temperature control circuit 11, which includes an element temperature monitor circuit 36 for generating a value proportional to the output of the element temperature monitor 7 and an element temperature monitor circuit 3.
A subtracter 37 for obtaining an error between the output of 6 and the output selected by the element control temperature changeover switch 19, an integrating circuit 38 for integrating the obtained error, a power supply circuit 39 for converting the error into electric power and supplying it to the thermoelectric element 8. Contains.

【0007】上述のように構成される従来の赤外線カメ
ラ1の動作について説明する。予め温度切換閾値設定回
路24に閾値となる温度(例えば25℃)を、また第1
の素子制御温度設定回路20に、低温制御時の制御温度
(例えば5℃)及び第2の素子制御温度設定回路21
に、高温制御時の制御温度(例えば50℃)をそれぞれ
設定しておく。まず、電源投入直後に筐体25の内部の
温度を温度センサ22で読みとり、読みとった温度と温
度切換閾値設定回路24で設定された温度切換閾値とを
コンパレータ23で比較し、閾値温度より高いか低いか
に基づいて、素子制御温度切換スイッチ19により第1
の素子制御温度設定回路20の出力又は第2の素子制御
温度設定回路21の出力のいずれかを温度制御回路11
に接続する。温度制御回路11に含まれる素子温度モニ
タ回路36は素子温度モニタ7の出力に比例した値を発
生する。減算器37で素子温度モニタ回路36の出力と
素子制御温度切換スイッチ19の出力の誤差を求め、積
分回路38で誤差を積分する。この誤差を電力供給回路
39を介して熱電素子8に電力として供給し、誤差を打
ち消すように撮像素子6の温度を制御する。その結果、
撮像素子6の制御温度を一定に制御することができる。
The operation of the conventional infrared camera 1 configured as described above will be described. The temperature (for example, 25 ° C.) serving as the threshold value is set in the temperature switching threshold value setting circuit 24 in advance
The element control temperature setting circuit 20 includes a control temperature (for example, 5 ° C.) during low temperature control and a second element control temperature setting circuit 21.
Then, the control temperature (for example, 50 ° C.) at the time of high temperature control is set respectively. First, immediately after the power is turned on, the temperature inside the housing 25 is read by the temperature sensor 22, and the read temperature is compared with the temperature switching threshold set by the temperature switching threshold setting circuit 24 by the comparator 23 to determine whether the temperature is higher than the threshold temperature. Based on whether it is low, the element control temperature changeover switch 19
Of the element control temperature setting circuit 20 or the output of the second element control temperature setting circuit 21
Connect to. The element temperature monitor circuit 36 included in the temperature control circuit 11 generates a value proportional to the output of the element temperature monitor 7. The subtractor 37 calculates the error between the output of the element temperature monitor circuit 36 and the output of the element control temperature changeover switch 19, and the integrating circuit 38 integrates the error. This error is supplied as power to the thermoelectric element 8 via the power supply circuit 39, and the temperature of the image pickup element 6 is controlled so as to cancel the error. as a result,
The control temperature of the image sensor 6 can be controlled to be constant.

【0008】撮像素子6は図8に示すように、直流電源
9及びドライバ回路10により駆動される。ドライバ回
路10から供給される所望タイミングの信号に基づき水
平走査回路26と垂直走査回路27が動作し所定の赤外
線検知画素29が選択される。その結果、直流電源9か
ら電流が第2のトランジスタ30、選択された赤外線検
知画素29、第1のトランジスタ28、第3のトランジ
スタ31を介して流れる。
The image pickup device 6 is driven by a DC power supply 9 and a driver circuit 10, as shown in FIG. The horizontal scanning circuit 26 and the vertical scanning circuit 27 operate based on the signal of the desired timing supplied from the driver circuit 10, and the predetermined infrared detection pixel 29 is selected. As a result, a current flows from the DC power supply 9 through the second transistor 30, the selected infrared detection pixel 29, the first transistor 28, and the third transistor 31.

【0009】この時、赤外線検知画素29は図9に示す
通りブリッジ構造33による空隙34を有するため、赤
外光学系2により結像された赤外光が、赤外線検知画素
29に入射すると、赤外線検出素子32の温度がシリコ
ン基板35に対して変化する。この温度変化により赤外
線検出素子32の抵抗値などの特性が変化し、流れる電
流が変化する。この電流の変化を第3のトランジスタ3
1の出力電圧変化として取り出すことで、入射した赤外
光が電圧として出力され、増幅回路12へ供給される。
At this time, since the infrared detection pixel 29 has the void 34 formed by the bridge structure 33 as shown in FIG. 9, when the infrared light imaged by the infrared optical system 2 enters the infrared detection pixel 29, the infrared The temperature of the detection element 32 changes with respect to the silicon substrate 35. Due to this temperature change, characteristics such as the resistance value of the infrared detection element 32 change, and the flowing current changes. This change in current is applied to the third transistor 3
By taking out as the output voltage change of 1, the incident infrared light is output as a voltage and supplied to the amplifier circuit 12.

【0010】ここで、撮像素子6は、素子制御温度設定
回路20,21の選択により制御温度が変化すると、撮
像素子6の出力は、赤外光が入射した場合と同様に変化
してしまう。すなわち、図11に示す赤外線検知画素2
9の特性変化から明らかなように、その出力電圧レベル
は温度によって大きくドリフトし、増幅回路12の入力
範囲を逸脱し、適切な処理ができなくなる。そこで、第
3のトランジスタ31に供給する電圧を、第1の素子出
力レベル設定回路17の出力と第2の素子出力レベル設
定回路18の出力をそれぞれ第1の素子制御温度設定回
路20による設定温度と第2の素子制御温度設定回路2
1による設定温度に対応して出力レベルが等しくなるよ
うに初期設定時に調整している。そして、素子出力レベ
ル切換スイッチ16により素子制御温度に合わせて切換
を行うことで素子制御温度を切替ても素子出力レベルは
一定になるようにしている。
Here, in the image pickup device 6, when the control temperature changes due to the selection of the element control temperature setting circuits 20 and 21, the output of the image pickup device 6 changes as in the case where infrared light is incident. That is, the infrared detection pixel 2 shown in FIG.
As is clear from the characteristic change of 9, the output voltage level largely drifts with temperature, deviates from the input range of the amplifier circuit 12, and proper processing cannot be performed. Therefore, the voltage supplied to the third transistor 31 is set by the output of the first element output level setting circuit 17 and the output of the second element output level setting circuit 18 respectively by the temperature set by the first element control temperature setting circuit 20. And the second element control temperature setting circuit 2
Adjustment is made at the time of initial setting so that the output levels become equal in correspondence with the set temperature of 1. Then, the element output level changeover switch 16 performs switching in accordance with the element control temperature so that the element output level becomes constant even when the element control temperature is switched.

【0011】また、周囲環境温度の変化などにより筺体
25の内部の温度が温度切換閾値設定回路24で設定し
た閾値を横切るように変化した場合、コンパレータ23
によって素子制御温度切換スイッチ19及び素子出力レ
ベル切換スイッチ16の接続が切り換えられる。撮像素
子6の出力を補正処理回路13で感度とオフセットのば
らつき及び画素欠陥の補正を行うのに十分なS/Nが確
保できるように増幅回路12で増幅する。補正処理回路
13で感度とオフセットのばらつき及び画素欠陥の補正
後、表示処理回路14で例えばテレビ表示フォーマット
などに変換し出力する。
Further, when the temperature inside the housing 25 changes so as to cross the threshold value set by the temperature switching threshold value setting circuit 24 due to changes in the ambient environment temperature or the like, the comparator 23
Thus, the connection between the element control temperature changeover switch 19 and the element output level changeover switch 16 is switched. The output of the image sensor 6 is amplified by the amplifier circuit 12 so that the correction processing circuit 13 can secure a sufficient S / N for correcting variations in sensitivity and offset and pixel defects. After the correction processing circuit 13 corrects the variations in sensitivity and offset and the pixel defect, the display processing circuit 14 converts the data into a television display format or the like and outputs it.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の赤外線
カメラにおいては、上述したように、撮像素子の制御温
度の切替え前後での素子出力レベルが等しくなるように
アッセンブリ時に、素子出力レベル設定回路の調整が必
要になり、初期調整が煩雑であると共に、回路構成も複
雑になってしまうという問題を有していた。また、素子
出力レベル設定が素子出力レベル切換スイッチの切り換
えに基づく間欠的な操作なので、制御温度切換時など素
子温度が安定するまでの間素子出力レベルが増幅器入力
範囲を逸脱し、正常な画像が得られない時間が生じてい
た。
However, in the conventional infrared camera, as described above, the element output level setting circuit of the element output level setting circuit is assembled at the time of assembly so that the element output levels before and after the switching of the control temperature of the image pickup element become equal. There is a problem that adjustment is required, initial adjustment is complicated, and circuit configuration is complicated. Also, since the element output level setting is an intermittent operation based on the switching of the element output level changeover switch, the element output level deviates from the amplifier input range until the element temperature stabilizes, such as when changing the control temperature, and a normal image is displayed. There was a dead time.

【0013】本発明は上記従来の問題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、撮像素子の素子出力レベル調整
を不要とし、常時安定した正常な画像が得られる赤外線
カメラを得ることにある。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object of the present invention is to obtain an infrared camera which does not require element output level adjustment of an image pickup element and can always obtain a stable and normal image.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、温度変化により赤外線の放射量を検出し
被写体像の画像化を行う赤外線カメラであって、入射す
る赤外線に対し感度を有する赤外線検知画素と、当該赤
外線検知画素の近傍に配置され同等の電気特性を有する
画素であって入射する赤外線に対し感度を待たず自身の
温度に応じた信号を連続的に出力するダミー画素と、を
含み、入射する赤外線の強度に応じた信号を出力する撮
像素子と、前記赤外線検知画素及びダミー画素からの出
力に基づいて、前記撮像素子の出力レベルが一定となる
ように制御する素子出力レベル制御回路と、を含むもの
とする。
In order to achieve the above object, the present invention is an infrared camera for detecting the amount of infrared radiation by temperature change and imaging a subject image. An infrared detection pixel having a pixel having a similar electrical property, which is arranged in the vicinity of the infrared detection pixel and which outputs a signal corresponding to its own temperature continuously without waiting for sensitivity to the incident infrared rays. And an image sensor that outputs a signal according to the intensity of incident infrared light, and an element that controls the output level of the image sensor to be constant based on the outputs from the infrared detection pixel and the dummy pixel. And an output level control circuit.

【0015】また、上記目的を達成するために、本発明
は、上記構成において、前記ダミー画素は、前記赤外線
検知画素を中実の支持体で支持し、赤外線による温度変
化を支持体を介してリークすることにより、赤外線に対
する感度を抑制するものとする。
In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention according to the above-mentioned structure, the dummy pixel supports the infrared detection pixel with a solid support, and a temperature change due to infrared rays is passed through the support. By leaking, the sensitivity to infrared rays is suppressed.

【0016】また、上記目的を達成するために、本発明
は、上記構成において、前記撮像素子は、複数のダミー
画素を有し、当該複数のダミー画素自身の温度に応じた
信号の平均値を連続的に出力し出力レベルの制御を行う
ものとする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the above structure, the image pickup device has a plurality of dummy pixels, and an average value of signals according to temperatures of the plurality of dummy pixels themselves is calculated. It shall be continuously output and the output level shall be controlled.

【0017】また、上記目的を達成するために、本発明
は、上記構成において、前記素子出力レベル制御回路
は、前記ダミー画素の出力信号と予め設定した素子出力
レベル指令値との誤差を積分し、前記撮像素子内の素子
出力レベルを制御する制御手段にフィードバックするこ
とで素子出力レベルを一定とするものとする。
In order to achieve the above object, in the present invention according to the above structure, the element output level control circuit integrates an error between an output signal of the dummy pixel and a preset element output level command value. The element output level is made constant by feeding back to the control means for controlling the element output level in the image pickup element.

【0018】また、上記目的を達成するために、本発明
は、上記構成において、前記撮像素子に、供給電力に応
じて熱供給もしくは冷却を行う熱制御素子と、前記撮像
素子の温度をモニタする温度モニタと、複数の素子制御
温度を設定する素子制御温度設定回路と、カメラ内部温
度をモニタする温度センサと、前記温度センサの出力に
応じて前記素子制御温度設定回路の出力を切替える素子
制御温度切換えスイッチと、前記素子制御温度切替えス
イッチにより選択された温度に前記撮像素子の温度を制
御するために前記熱制御素子に電力を供給する温度制御
回路と、を含むものとする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the above-mentioned structure, and monitors the temperature of the image pickup device and a thermal control device for supplying or cooling heat according to the supplied power. A temperature monitor, an element control temperature setting circuit that sets a plurality of element control temperatures, a temperature sensor that monitors the camera internal temperature, and an element control temperature that switches the output of the element control temperature setting circuit according to the output of the temperature sensor. A changeover switch and a temperature control circuit for supplying electric power to the thermal control element for controlling the temperature of the image pickup element to the temperature selected by the element control temperature changeover switch.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】実施の形態1.図1は本発明の実施の形態
1の赤外線カメラ40の概略構成ブロック図である。な
お、図7に示す従来の赤外線カメラ1と同じ構成部材に
は、同一の符号を付して説明する。
Embodiment 1. 1 is a schematic block diagram of an infrared camera 40 according to a first embodiment of the present invention. In addition, the same components as those of the conventional infrared camera 1 shown in FIG.

【0021】赤外線カメラ40は、赤外線を検出する構
成として、被写体からの赤外光を結像する赤外光学系2
と、赤外光学系2からの赤外光を遮断するシャッタ3
と、シャッタ3の裏面側に配置され赤外光を透過するウ
インド4と、赤外線カメラ40に用いる各種素子を一体
にした素子パッケージ5を含んでいる。この素子パッケ
ージ5において、赤外光学系2の結像面には撮像素子4
1が配置され、当該撮像素子41には、直流電源9が接
続されている。
The infrared camera 40 is configured to detect infrared rays, and the infrared optical system 2 forms an image of infrared light from a subject.
And a shutter 3 that blocks infrared light from the infrared optical system 2.
And a window 4 arranged on the back side of the shutter 3 for transmitting infrared light, and an element package 5 in which various elements used in the infrared camera 40 are integrated. In this element package 5, the image pickup element 4 is formed on the image plane of the infrared optical system 2.
1 is arranged, and the DC power source 9 is connected to the image pickup element 41.

【0022】また、赤外線カメラ40の回路構成として
は、撮像素子41に接続されたドライバ回路10、撮像
素子41の出力を増幅する増幅回路12、増幅された素
子出力の感度とオフセットと欠陥を補正する補正処理回
路13、補正された素子出力を所望の表示形式に変換し
て被写体の画像化を行う表示処理回路14、前記シャッ
タ3とドライバ回路10と補正処理回路13と表示処理
回路14に動作タイミングを供給するタイミング発生回
路15が含まれている。そして、上述した各構成が筐体
25に納められている。
As the circuit configuration of the infrared camera 40, the driver circuit 10 connected to the image pickup element 41, the amplifier circuit 12 for amplifying the output of the image pickup element 41, the sensitivity of the amplified element output, the offset and the defect are corrected. Correction processing circuit 13, a display processing circuit 14 that converts the corrected element output into a desired display format to image a subject, and operates the shutter 3, the driver circuit 10, the correction processing circuit 13, and the display processing circuit 14. A timing generation circuit 15 for supplying timing is included. The above-described components are housed in the housing 25.

【0023】本実施の形態1に示す赤外線カメラ40に
おいては、撮像素子41には、素子出力レベルを一定に
するための素子出力レベル制御回路42が接続されてい
る。
In the infrared camera 40 shown in the first embodiment, the image pickup element 41 is connected to the element output level control circuit 42 for keeping the element output level constant.

【0024】図2には、前記素子出力レベル制御回路4
2の概略構成が示されている。素子出力レベル制御回路
42は、直流電源9が接続され、撮像素子41の素子出
力レベルを設定する素子出力レベル指令値設定回路43
と、後述するダミー画素44と接続され、前記素子出力
レベル指令値設定回路43からの素子出力レベル指令値
とダミー画素44からの入力値との誤差を求める減算器
45、算出した誤差を積分する積分回路46を含んでい
る。
FIG. 2 shows the element output level control circuit 4
2 is shown. The element output level control circuit 42 is connected to the DC power supply 9, and the element output level command value setting circuit 43 for setting the element output level of the image pickup element 41.
Is connected to a dummy pixel 44, which will be described later, and calculates the error between the element output level command value from the element output level command value setting circuit 43 and the input value from the dummy pixel 44, and integrates the calculated error. It includes an integrating circuit 46.

【0025】また、図3には、撮像素子41の概略構成
が示されている。実際の撮像素子41は、複数の画素を
マトリックス状に配列された構成を有しているが、説明
を簡素化するために図3においては単画素のものを示し
ている。
Further, FIG. 3 shows a schematic structure of the image pickup device 41. The actual image pickup device 41 has a configuration in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, but in order to simplify the description, a single pixel device is shown in FIG. 3.

【0026】撮像素子41は、水平方向の画素を選択す
る水平走査回路26、垂直方向の画素を選択する垂直走
査回路27、水平方向の画素への電流をON/OFFす
る第1トランジスタ28、赤外線検知画素29、垂直方
向の画素への電流をON/OFFする第2のトランジス
タ30、赤外線検知画素29に流れる電流を制御し、素
子出力レベルを変化させるための第3のトランジスタ3
1を有している。従って、実際の撮像素子41において
は、マトリックス状に配列された複数の赤外線検知画素
29の行数及び列数に応じた第1トランジスタ28、第
2のトランジスタ30が存在し、水平走査回路26及び
垂直走査回路27により行及び列の所定の第1トランジ
スタ28、第2のトランジスタ30が選択されることに
より、択一的に赤外線検知画素29の選択が行われる。
The image pickup device 41 includes a horizontal scanning circuit 26 for selecting pixels in the horizontal direction, a vertical scanning circuit 27 for selecting pixels in the vertical direction, a first transistor 28 for turning on / off a current to the pixels in the horizontal direction, and infrared rays. Detection pixel 29, second transistor 30 for turning on / off the current to the pixel in the vertical direction, third transistor 3 for controlling the current flowing through infrared detection pixel 29 and changing the element output level
Have one. Therefore, in the actual image pickup device 41, the first transistor 28 and the second transistor 30 corresponding to the number of rows and the number of columns of the plurality of infrared detection pixels 29 arranged in a matrix are present, and the horizontal scanning circuit 26 and The vertical scanning circuit 27 selects the predetermined first transistor 28 and second transistor 30 in the row and column to selectively select the infrared detection pixel 29.

【0027】本実施の形態1の撮像素子41において
は、さらに、入射する赤外線の強度とは無関係で自身の
温度に応じた信号を出力するダミー画素44および、ダ
ミー画素44に流れる電流を制御し、素子出力レベルを
変化させるための第4のトランジスタ47を含んでい
る。
In the image pickup device 41 of the first embodiment, the dummy pixel 44 that outputs a signal according to its own temperature regardless of the intensity of the incident infrared ray and the current flowing through the dummy pixel 44 are further controlled. , And includes a fourth transistor 47 for changing the element output level.

【0028】ここで、赤外線検知画素29は図9に示す
従来の素子と同じ構成を有している。つまり、赤外線検
出素子32は、ボロメータやダイオードなど熱型の赤外
線検出素子であり、この赤外線検出素子32はブリッジ
構造33によって支持されている。そのため、ブリッジ
構造33は、その内部に空隙34が形成されている。そ
して、このブリッジ構造33は、シリコン基板35上に
形成されている。従って、赤外線検出素子32は赤外線
検知画素29に赤外線が入射すると、その入射量に応じ
て、赤外線検出素子32の温度がシリコン基板35に対
して変化する。一方、ダミー画素44は、図4に示すよ
うに、ボロメータやダイオードなど熱型の赤外線検出素
子である赤外線検出素子32が、空隙を有さない、つま
り中実のブリッジ構造48によって支持されている。こ
のブリッジ構造48は、シリコン基板35上に形成され
ている。従って、ダミー画素44の部分では、赤外線検
出素子32は赤外線が入射しても、入射した赤外線によ
る熱は、直ちにブリッジ構造48を介してシリコン基板
35にリークしてしまうので、実質的に赤外線による変
化を示さない、つまり赤外線に感度を持たない部分とな
る。
Here, the infrared detection pixel 29 has the same structure as the conventional element shown in FIG. That is, the infrared detection element 32 is a thermal infrared detection element such as a bolometer or a diode, and the infrared detection element 32 is supported by the bridge structure 33. Therefore, the bridge structure 33 has a void 34 formed therein. The bridge structure 33 is formed on the silicon substrate 35. Therefore, when infrared rays are incident on the infrared detection pixel 29 of the infrared detection element 32, the temperature of the infrared detection element 32 changes with respect to the silicon substrate 35 according to the incident amount. On the other hand, in the dummy pixel 44, as shown in FIG. 4, the infrared detection element 32, which is a thermal infrared detection element such as a bolometer or a diode, is supported by a solid bridge structure 48 having no void. . The bridge structure 48 is formed on the silicon substrate 35. Therefore, in the dummy pixel 44 portion, even if infrared rays are incident on the infrared detection element 32, the heat from the incident infrared rays immediately leaks to the silicon substrate 35 via the bridge structure 48, so that the infrared rays are substantially generated. It does not show any change, that is, it has no sensitivity to infrared rays.

【0029】このように、赤外線検知画素29とダミー
画素44は、ブリッジ構造33またはブリッジ構造48
のいずれかを選択するのみで、容易に作成することがで
きる。
As described above, the infrared detection pixel 29 and the dummy pixel 44 are arranged in the bridge structure 33 or the bridge structure 48.
It can be easily created by simply selecting one of the above.

【0030】このように構成される撮像素子41におい
て、空隙を有するブリッジ構造33に支持される赤外線
検出素子32で形成される赤外線検知画素29は、所定
の素子が、ドライバ回路10から供給される所望タイミ
ングの信号に基づき動作する水平走査回路26と垂直走
査回路27によって選択される。この選択が行われるこ
とにより、直流電源9からの電流が第2のトランジスタ
30、選択された赤外線検知画素29、第1のトランジ
スタ28、第3のトランジスタ31に流れる。このと
き、選択された赤外線検知画素29は入射した赤外線量
に応じた値を出力する。一方、空隙を有さないブリッジ
構造48に支持された赤外線検出素子32で形成される
ダミー画素44は、水平走査回路26や垂直走査回路2
7とは、全く独立して、直流電源9からの電流を受け
る。この時、ダミー画素44は、赤外線による温度変化
は全く生じることなく、常時自身の温度変化、つまり赤
外線に影響を受けない温度変化に基づく値を出力する。
In the image pickup device 41 thus constructed, a predetermined element is supplied from the driver circuit 10 to the infrared detection pixel 29 formed by the infrared detection element 32 supported by the bridge structure 33 having an air gap. It is selected by the horizontal scanning circuit 26 and the vertical scanning circuit 27 which operate based on the signal of the desired timing. By this selection, the current from the DC power supply 9 flows through the second transistor 30, the selected infrared detection pixel 29, the first transistor 28, and the third transistor 31. At this time, the selected infrared detection pixel 29 outputs a value according to the amount of incident infrared light. On the other hand, the dummy pixel 44 formed by the infrared detection element 32 supported by the bridge structure 48 having no void is formed by the horizontal scanning circuit 26 and the vertical scanning circuit 2.
It receives a current from the DC power supply 9 completely independently of the circuit 7. At this time, the dummy pixel 44 always outputs a value based on its own temperature change, that is, a temperature change not affected by infrared rays, without any temperature change caused by infrared rays.

【0031】次に動作について説明する。赤外線カメラ
40は、従来存在した素子温度モニタ7、熱電素子8、
温度制御回路11を有していないため、動作環境温度に
従って撮像素子41の温度は変化する。つまり、赤外線
検知画素29とダミー画素44の素子出力レベルは温度
変化に従って変化する。ここで、ダミー画素44と赤外
線検知画素29は動作温度に対する特性がほぼ等しいも
のを用いるものとする。この時、ダミー画素44は、図
4の通り中実のブリッジ構造48を有し、赤外線検知画
素29が有するような空隙を有さないため、赤外線検出
素子32の温度はシリコン基板35と等しくなり、入射
する赤外線の強度には無関係でダミー画素44自身の温
度に従った信号を出力する。そして、減算器45で素子
出力レベル指令値設定回路43に設定された素子出力レ
ベル指令値とダミー画素44の素子出力レベルを減算し
誤差を求める。この誤差を積分回路46で積分し、誤差
を打ち消すように第3のトランジスタ31と第4のトラ
ンジスタ47にフィードバックする。ここで、第3のト
ランジスタ31と第4のトランジスタ47は、積分回路
46からのフィードバックに対してほぼ等しい特性のも
のを用いることで、赤外線検知画素29の素子出力レベ
ルは素子出力レベル指令値又はその近傍で常に一定に保
たれることとなる。
Next, the operation will be described. The infrared camera 40 includes an element temperature monitor 7, a thermoelectric element 8,
Since the temperature control circuit 11 is not provided, the temperature of the image sensor 41 changes according to the operating environment temperature. That is, the element output levels of the infrared detection pixel 29 and the dummy pixel 44 change according to the temperature change. Here, it is assumed that the dummy pixel 44 and the infrared detection pixel 29 have substantially the same characteristics with respect to the operating temperature. At this time, since the dummy pixel 44 has the solid bridge structure 48 as shown in FIG. 4 and does not have the void like the infrared detection pixel 29 has, the temperature of the infrared detection element 32 becomes equal to that of the silicon substrate 35. , And outputs a signal according to the temperature of the dummy pixel 44 itself regardless of the intensity of incident infrared rays. Then, the subtracter 45 subtracts the element output level command value set in the element output level command value setting circuit 43 from the element output level of the dummy pixel 44 to obtain an error. This error is integrated by the integrating circuit 46 and fed back to the third transistor 31 and the fourth transistor 47 so as to cancel the error. Here, the third transistor 31 and the fourth transistor 47 have substantially the same characteristics with respect to the feedback from the integrating circuit 46, so that the element output level of the infrared detection pixel 29 is the element output level command value or It will always be kept constant in the vicinity.

【0032】このように実施の形態1によれば、撮像素
子41の動作温度に依らず連続的な制御により素子出力
レベルを一定に保つため、素子温度制御及び素子出力レ
ベル調整(初期調整)が不要となり、アッセンブリ時の
作業が容易になる。また、回路規模及び消費電力が低減
され、かつ、広い温度範囲で画像がとぎれることがない
赤外線カメラを得ることができる。
As described above, according to the first embodiment, since the element output level is kept constant by continuous control regardless of the operating temperature of the image pickup element 41, the element temperature control and the element output level adjustment (initial adjustment) are performed. It becomes unnecessary and the work during assembly becomes easy. Further, it is possible to obtain an infrared camera in which the circuit scale and power consumption are reduced, and images are not interrupted in a wide temperature range.

【0033】なお、撮像素子41において、ダミー画素
44の配置数や配置位置は任意であり、1個でも十分に
機能させることができるが、例えば図5に示すように、
マトリックス状に配列された赤外線検知画素29の周囲
の所定位置、例えばダミー画素44を4隅に配置し、複
数(例えば4個)のダミー画素44自身の温度に応じた
信号の平均値を連続的に出力し、積分回路46において
算出した平均値に基づいて出力レベルの制御を行うよう
にすれば、撮像素子41の動作状態をより正確に認識
し、素子出力レベルの自動調整を行うことができるの
で、より良好な画像を得ることができる。
In the image pickup device 41, the number of dummy pixels 44 and the positions of the dummy pixels 44 are arbitrary, and even one dummy pixel 44 can be made to function sufficiently. For example, as shown in FIG.
Predetermined positions around the infrared detection pixels 29 arranged in a matrix, for example, dummy pixels 44 are arranged at four corners, and the average value of signals according to the temperatures of a plurality (for example, four) dummy pixels 44 themselves is continuously measured. If the output level is controlled based on the average value calculated by the integration circuit 46, the operating state of the image sensor 41 can be recognized more accurately and the element output level can be automatically adjusted. Therefore, a better image can be obtained.

【0034】実施の形態2.撮像素子41において、赤
外線検出素子32に用いる材料の特性によっては、動作
温度により画素間のオフセットや感度のバラツキが大き
く異なるものがあり、画素間の性能の均一化を図るため
に、図7に示す従来の赤外線カメラ1と同様に、素子温
度制御を必要とする場合がある。図6に示す実施の形態
2は、このような場合に実施の形態1で用いた技術を適
用した赤外線カメラ49の概略構成を示すブロック図で
ある。
Embodiment 2. In the image pickup device 41, there may be a large difference in offset and sensitivity between pixels depending on the operating temperature depending on the characteristics of the material used for the infrared detection device 32. Similar to the conventional infrared camera 1 shown, element temperature control may be required in some cases. The second embodiment shown in FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of an infrared camera 49 to which the technique used in the first embodiment is applied in such a case.

【0035】赤外線カメラ49において、実施の形態1
や従来技術と同じ部材については、同じ符号を付して説
明する。被写体からの赤外光を結像する赤外光学系2
と、赤外光学系2からの赤外光を遮断するシャッタ3
と、シャッタ3の裏面側に配置され赤外光を透過するウ
インド4と、赤外線カメラ49に用いる各種素子を一体
にした素子パッケージ5を含んでいる。この素子パッケ
ージ5において、赤外光学系2の結像面には実施の形態
1と同じ撮像素子41が配置されているが、実施の形態
2においては、この撮像素子41に、当該撮像素子41
の温度をモニタする素子温度モニタ7及び、撮像素子4
1の温度を変化させる熱電素子8がそれぞれ熱的に接続
されている。また、撮像素子41には、直流電源9も接
続されている。
In the infrared camera 49, the first embodiment
The same members as those in the prior art will be described with the same reference numerals. Infrared optical system 2 that forms infrared light from the subject
And a shutter 3 that blocks infrared light from the infrared optical system 2.
And a window 4 arranged on the back surface side of the shutter 3 for transmitting infrared light, and an element package 5 in which various elements used for the infrared camera 49 are integrated. In this element package 5, the same image pickup element 41 as that in the first embodiment is arranged on the image plane of the infrared optical system 2. However, in the second embodiment, the image pickup element 41 is added to the image pickup element 41.
Element temperature monitor 7 for monitoring the temperature of the
The thermoelectric elements 8 that change the temperature of 1 are thermally connected to each other. The DC power supply 9 is also connected to the image pickup element 41.

【0036】また、赤外線カメラ49の回路構成として
は、撮像素子41に接続されたドライバ回路10、素子
温度モニタ7と熱電素子8に接続され撮像素子41の温
度を一定に制御する温度制御回路11、撮像素子41の
出力を増幅する増幅回路12、増幅された素子出力の感
度とオフセットと欠陥を補正する補正処理回路13、補
正された素子出力を所望の表示形式に変換する表示処理
回路14、前記シャッタ3とドライバ回路10と補正処
理回路13と表示処理回路14に動作タイミングを供給
するタイミング発生回路15、素子制御温度の切り換え
を行う素子制御温度切換スイッチ19、素子制御温度を
設定する第1の素子制御温度設定回路20、第1の素子
制御温度設定回路20と異なる素子制御温度を設定する
第2の素子制御温度設定回路21、カメラ内部の温度を
モニタする温度センサ22、温度センサ22の出力があ
る閾値を越えた場合に素子制御温度切換スイッチ19の
切換を行うコンパレータ23、コンパレータ23の温度
切換閾値を設定する温度切換閾値設定回路24等を含ん
でいる。そして、上述した各構成が筐体25に納められ
ている。
Further, as the circuit configuration of the infrared camera 49, a driver circuit 10 connected to the image pickup element 41, a temperature control circuit 11 connected to the element temperature monitor 7 and the thermoelectric element 8 for controlling the temperature of the image pickup element 41 to be constant. An amplifier circuit 12 that amplifies the output of the image sensor 41, a correction processing circuit 13 that corrects the sensitivity, offset, and defect of the amplified element output, a display processing circuit 14 that converts the corrected element output into a desired display format, A timing generation circuit 15 for supplying operation timing to the shutter 3, the driver circuit 10, the correction processing circuit 13, and the display processing circuit 14, an element control temperature changeover switch 19 for switching the element control temperature, and a first for setting the element control temperature. Element control temperature setting circuit 20 and second element control temperature for setting an element control temperature different from the first element control temperature setting circuit 20 The setting circuit 21, the temperature sensor 22 for monitoring the temperature inside the camera, the comparator 23 for switching the element control temperature changeover switch 19 when the output of the temperature sensor 22 exceeds a certain threshold, and the temperature switching threshold of the comparator 23 are set. A temperature switching threshold setting circuit 24 and the like are included. The above-described components are housed in the housing 25.

【0037】本実施の形態2に示す赤外線カメラ49に
おいても、撮像素子41の素子出力レベルを一定にする
ための素子出力レベル制御回路42が接続されている。
なお、素子出力レベル制御回路42の構成は、実施の形
態1の構成と同じである。また、撮像素子41の構成に
関しても実施の形態1の構成と同じである。
Also in the infrared camera 49 shown in the second embodiment, the element output level control circuit 42 for keeping the element output level of the image pickup element 41 constant is connected.
The element output level control circuit 42 has the same configuration as that of the first embodiment. The configuration of the image pickup element 41 is also the same as that of the first embodiment.

【0038】次に動作について説明する。従来と同様に
素子制御温度を切替えた場合、赤外線検知画素29及び
ダミー画素44は温度制御回路11の制御により同じ割
合で温度変化を示す。この時、実施の形態1と同様なダ
ミー画素44及び第4のトランジスタ47を有する撮像
素子41と素子出力レベル制御回路42を用いること
で、素子制御温度に左右されることなく撮像素子41の
出力レベルを一定に保つことが可能になり、素子温度制
御を行う必要が有る場合でも動作温度毎の素子出力レベ
ル設定の調整が不要とすることができる。
Next, the operation will be described. When the element control temperature is switched as in the conventional case, the infrared detection pixel 29 and the dummy pixel 44 show the temperature change at the same rate under the control of the temperature control circuit 11. At this time, by using the image sensor 41 having the dummy pixel 44 and the fourth transistor 47 similar to those of the first embodiment and the element output level control circuit 42, the output of the image sensor 41 is not affected by the element control temperature. The level can be kept constant, and even when it is necessary to control the element temperature, it is not necessary to adjust the element output level setting for each operating temperature.

【0039】この実施の形態2によれば、赤外線検出素
子32の動作温度により画素間の特性バラツキが大きく
従来の素子温度制御を必要とする場合の素子出力レベル
設定の調整が不要なアッセンブリを容易に行うことので
きる赤外線カメラ49を得ることができる。
According to the second embodiment, there is a large variation in characteristics between pixels due to the operating temperature of the infrared detection element 32, and an assembly that does not require adjustment of element output level setting when conventional element temperature control is required is easy. It is possible to obtain the infrared camera 49 which can be used for

【0040】[0040]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、入射
する赤外線に対し感度を有する赤外線検知画素と、当該
赤外線検知画素の近傍に配置され同等の電気特性を有す
る画素であって入射する赤外線に対し感度を待たず自身
の温度に応じた信号を連続的に出力するダミー画素と、
を含み、入射する赤外線の強度に応じた信号を出力する
撮像素子と、前記赤外線検知画素及びダミー画素からの
出力に基づいて、前記撮像素子の出力レベルが一定とな
るように制御する素子出力レベル制御回路と、で赤外線
カメラを構成することにより、撮像素子の動作温度に依
らず素子出力レベルを一定に保つため、素子温度制御及
び素子出力レベル調整が不要となり、アッセンブリ時の
作業を容易にすることができると共に、回路規模及び消
費電力が低減され、かつ、広い温度範囲で画像がとぎれ
ることがない赤外線カメラを得ることができる。
As described above, according to the present invention, an infrared detecting pixel having sensitivity to an incident infrared ray and a pixel arranged in the vicinity of the infrared detecting pixel and having the same electric characteristics are incident. A dummy pixel that continuously outputs a signal according to its own temperature without waiting for sensitivity to infrared rays,
And an image sensor that outputs a signal according to the intensity of incident infrared light, and an element output level that controls the output level of the image sensor to be constant based on the outputs from the infrared detection pixel and the dummy pixel. By configuring the infrared camera with the control circuit, the element output level is kept constant regardless of the operating temperature of the image sensor, so element temperature control and element output level adjustment are not required, facilitating assembly work. In addition, it is possible to obtain an infrared camera in which the circuit scale and power consumption are reduced and images are not interrupted in a wide temperature range.

【0041】また、この発明によれば、上記構成におい
て、ダミー画素は、赤外線検知画素を中実の支持体で支
持することにより赤外線による温度変化を支持体を介し
てリークし、赤外線に対する感度を抑制するので、容易
な構成によりダミー画素を構成することができ、赤外線
検知画素とダミー画素との作り分けを容易に行うことが
できる。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned structure, the dummy pixel supports the infrared detection pixel with a solid support, thereby leaking a temperature change due to infrared rays through the support, thereby improving sensitivity to infrared. Since it is suppressed, the dummy pixel can be formed with a simple structure, and the infrared detection pixel and the dummy pixel can be easily formed separately.

【0042】また、この発明によれば、上記構成におい
て、複数のダミー画素を有し、当該複数のダミー画素自
身の温度に応じた信号の平均値を連続的に出力し出力レ
ベルの制御を行うことにより、撮像素子の出力レベルの
一定化をより精度よく行うことができる。
Further, according to the present invention, in the above structure, a plurality of dummy pixels are provided, and the average value of the signals corresponding to the temperatures of the plurality of dummy pixels themselves is continuously output to control the output level. As a result, the output level of the image sensor can be made more constant.

【0043】また、この発明によれば、上記構成におい
て、素子出力レベル制御回路は、ダミー画素の出力信号
と予め設定した素子出力レベル指令値との誤差を積分
し、撮像素子内の素子出力レベルを制御する制御手段に
フィードバックすることで素子出力レベルを一定とする
ので、容易な構成でリアルタイムの素子出力レベルの制
御を行うことができる。
Further, according to the present invention, in the above structure, the element output level control circuit integrates an error between the output signal of the dummy pixel and the preset element output level command value, and outputs the element output level in the image pickup element. Since the element output level is made constant by feeding back to the control means for controlling the element, it is possible to control the element output level in real time with a simple structure.

【0044】また、この発明よれば、上記構成におい
て、撮像素子に、供給電力に応じて熱供給もしくは冷却
を行う熱制御素子と、撮像素子の温度をモニタする温度
モニタと、複数の素子制御温度を設定する素子制御温度
設定回路と、カメラ内部温度をモニタする温度センサ
と、温度センサの出力に応じて前記素子温度設定回路の
出力を切替える素子制御温度切換えスイッチと、素子温
度切替えスイッチにより選択された温度に上記撮像素子
の温度を制御するために熱制御素子に電力を供給する温
度制御回路とを有するので、撮像素子の動作温度による
画素間の特性バラツキが大きく素子温度制御を必要とす
る場合でも、ダミー素子を用いた素子出力レベル制御回
路の動作により、動作温度毎の素子出力レベル設定調整
を行うことなく、良好に動作する赤外線カメラを得るこ
とができる。
Further, according to the present invention, in the above configuration, a thermal control element for supplying or cooling heat to the image pickup element according to the supplied power, a temperature monitor for monitoring the temperature of the image pickup element, and a plurality of element control temperatures. The element control temperature setting circuit that sets the temperature, the temperature sensor that monitors the camera internal temperature, the element control temperature changeover switch that switches the output of the element temperature setting circuit according to the output of the temperature sensor, and the element temperature changeover switch. When a temperature control circuit that supplies electric power to the thermal control element to control the temperature of the image pickup element to a different temperature is used, the characteristic variation between pixels due to the operating temperature of the image pickup element is large and the element temperature control is required. However, due to the operation of the element output level control circuit using the dummy element, it is good without adjusting the element output level setting for each operating temperature. It is possible to obtain an infrared camera operating.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1に係る赤外線カメラの
概略構成を説明するブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an infrared camera according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1に係る赤外線カメラの
素子出力レベル制御回路の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an element output level control circuit of the infrared camera according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態1に係る赤外線カメラの
ダミー画素の構造を説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a structure of a dummy pixel of the infrared camera according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明による赤外線カメラの実施の形態1に
おけるダミー画素の構造を示す構造図である。
FIG. 4 is a structural diagram showing a structure of a dummy pixel in the first embodiment of the infrared camera according to the present invention.

【図5】 本発明による赤外線カメラの実施の形態1に
おけるダミー画素を複数配置する場合の構造を示す構造
図である。
FIG. 5 is a structural diagram showing a structure in the case where a plurality of dummy pixels are arranged in the first embodiment of the infrared camera according to the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態2に係る赤外線カメラの
概略構成を説明するブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an infrared camera according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 従来の赤外線カメラの概略構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional infrared camera.

【図8】 従来の赤外線カメラにおける撮像素子の構成
を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an image sensor in a conventional infrared camera.

【図9】 従来の赤外線カメラにおける赤外線検知画素
の構造を示す構造図である。
FIG. 9 is a structural diagram showing a structure of an infrared detection pixel in a conventional infrared camera.

【図10】 従来の赤外線カメラにおける温度制御回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a temperature control circuit in a conventional infrared camera.

【図11】 撮像素子の制御温度に対する挙動を説明す
るための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining the behavior of the image sensor with respect to the control temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 赤外線カメラ、2 赤外光学系、3 シャッタ、4
ウインド、5 素子パッケージ、10 ドライバ回
路、12 増幅回路、13 補正処理回路、14表示処
理回路、15 タイミング発生回路、40 赤外線カメ
ラ、41 撮像素子、42 素子出力レベル制御回路。
1 infrared camera, 2 infrared optics, 3 shutter, 4
Window, 5 element package, 10 driver circuit, 12 amplifier circuit, 13 correction processing circuit, 14 display processing circuit, 15 timing generation circuit, 40 infrared camera, 41 image sensor, 42 element output level control circuit.

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Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 温度変化により赤外線の放射量を検出し
被写体像の画像化を行う赤外線カメラであって、 入射する赤外線に対し感度を有する赤外線検知画素と、
当該赤外線検知画素の近傍に配置され同等の電気特性を
有する画素であって入射する赤外線に対し感度を待たず
自身の温度に応じた信号を連続的に出力するダミー画素
と、を含み、入射する赤外線の強度に応じた信号を出力
する撮像素子と、 前記赤外線検知画素及びダミー画素からの出力に基づい
て、前記撮像素子の出力レベルが一定となるように制御
する素子出力レベル制御回路と、 を含むことを特徴とする赤外線カメラ。
1. An infrared camera for detecting a radiation amount of infrared rays according to a temperature change to form a subject image, the infrared detecting pixel having sensitivity to incident infrared rays,
A pixel which has a similar electrical characteristic and is arranged in the vicinity of the infrared detection pixel, and which includes a dummy pixel which continuously outputs a signal according to its own temperature without waiting for sensitivity to the incident infrared light An image sensor that outputs a signal according to the intensity of infrared rays; and an element output level control circuit that controls the output level of the image sensor to be constant based on the outputs from the infrared detection pixels and the dummy pixels, Infrared camera characterized by including.
【請求項2】 前記ダミー画素は、 前記赤外線検知画素を中実の支持体で支持し、赤外線に
よる温度変化を支持体を介してリークすることにより、
赤外線に対する感度を抑制することを特徴とする請求項
1記載の赤外線カメラ。
2. The dummy pixel supports the infrared detection pixel with a solid support, and leaks a temperature change due to infrared rays through the support,
The infrared camera according to claim 1, wherein sensitivity to infrared rays is suppressed.
【請求項3】 前記撮像素子は、複数のダミー画素を有
し、当該複数のダミー画素自身の温度に応じた信号の平
均値を連続的に出力し出力レベルの制御を行うことを特
徴とする請求項1または請求項2記載の赤外線カメラ。
3. The image pickup device has a plurality of dummy pixels, and continuously outputs an average value of a signal according to the temperature of the plurality of dummy pixels to control an output level. The infrared camera according to claim 1 or 2.
【請求項4】 前記素子出力レベル制御回路は、 前記ダミー画素の出力信号と予め設定した素子出力レベ
ル指令値との誤差を積分し、前記撮像素子内の素子出力
レベルを制御する制御手段にフィードバックすることで
素子出力レベルを一定とすることを特徴とする請求項1
から請求項3のいずれかに記載の赤外線カメラ。
4. The element output level control circuit integrates an error between an output signal of the dummy pixel and a preset element output level command value, and feeds it back to a control means for controlling an element output level in the image pickup element. 2. The element output level is made constant by performing the above operation.
4. The infrared camera according to claim 3.
【請求項5】 前記撮像素子に供給電力に応じて熱供給
もしくは冷却を行う熱制御素子と、 前記撮像素子の温度をモニタする温度モニタと、 複数の素子制御温度を設定する素子制御温度設定回路
と、 カメラ内部温度をモニタする温度センサと、 前記温度センサの出力に応じて前記素子制御温度設定回
路の出力を切替える素子制御温度切換えスイッチと、 前記素子制御温度切替えスイッチにより選択された温度
に前記撮像素子の温度を制御するために前記熱制御素子
に電力を供給する温度制御回路と、 を含むことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれ
かに記載の赤外線カメラ。
5. A thermal control element for supplying or cooling heat to the image pickup element in accordance with the supply power, a temperature monitor for monitoring the temperature of the image pickup element, and an element control temperature setting circuit for setting a plurality of element control temperatures. A temperature sensor that monitors the internal temperature of the camera; an element control temperature changeover switch that switches the output of the element control temperature setting circuit according to the output of the temperature sensor; and a temperature selected by the element control temperature changeover switch. An infrared camera according to claim 1, further comprising: a temperature control circuit that supplies electric power to the thermal control element to control the temperature of the image pickup element.
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