JP2007507968A - 制御可能な感度を持つ赤外線センサ - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
本明細書では本発明を単に例示し図面を参照して説明する。特に詳細に図面を参照して、示されている詳細が例示として本発明の好ましい実施態様を例示考察することだけを目的としており、本発明の原理や概念の側面の最も有用でかつ容易に理解される説明であると考えられるものを提供するために提示していることを強調するものである。この点について、本発明を基本的に理解するのに必要である以上に詳細に本発明の構造の詳細は示さないが、図面について行う説明によって本発明のいくつもの形態を実施する方法は当業者には明らかになるであろう。
図2は本発明の好適な実施形態に係るIRセンサの簡易ブロック図である。
図3は本発明のさらなる好適な実施形態に係るIRセンサの簡易ブロック図である。
図4は本発明の好適な実施形態に係るIRセンサの簡易ブロック図である。
図5は本発明の第一の好適な実施形態に従ってIR画像感知を実行するための方法の簡易ブロック図である。
図6は本発明の第二の好適な実施形態に従ってIR画像感知を実行するための方法の簡易ブロック図である。
図7aおよび7bは本発明の好適な実施形態に係る、それぞれ感度調整がある場合および無い場合のIRビデオカメラ内の信号処理の流れを示す。
図8aおよび8bはそれぞれ640×480検出器および216×112検出器の読出ウィンドウにより得られるIR画像を示す。
他方、IWRモードの場合、シーケンスレートは次の通りである。
したがって読出時間が減少すると、ITR読出のシーケンスレートは増加し、IWR読出のシーケンスレートは増加することがある(読出時間が検出器露光時間を越える場合)。
Claims (64)
- 外部場面から赤外線エネルギを捕集するための、複数の赤外線センサを含むセンサアレイと、
視野間、および必要な画像感度を誘導するための感知画素のグループ化を調整するための、前記センサアレイと関連付けられる感度調整器と
を含む赤外線センサ。 - 前記センサアレイは前記赤外線センサの二次元配列を含む請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記センサアレイは光子検出器のアレイを含む請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記光子検出器は光導電センサを含む請求項3に記載の赤外線センサ。
- 前記光子検出器は光電圧センサを含む請求項3に記載の赤外線センサ。
- 前記センサアレイは赤外線焦点面アセンブリ(IRFPA)を含む請求項1に記載の赤外線センサ。
- 周期的センサアレイ読出を実行するための、前記センサアレイに関連付けられる読出素子をさらに含む請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記感度調整器は、前記アレイ内の読出ウィンドウを選択するためのウィンドウセレクタを含む請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記感度調整器は、赤外線エネルギ捕集中に画素グループ化係数を選択するためのグループ化係数セレクタを含む請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記読出素子は、選択された読出ウィンドウのサイズで変動可能な読出時間を有する請求項7に記載の赤外線センサ。
- 前記読出素子は読出中積分(IWR)デバイスを含む請求項7に記載の赤外線センサ。
- 前記読出素子は積分後読出(ITR)デバイスを含む請求項7に記載の赤外線センサ。
- 前記調整は、外部から提供される制御情報に従って行われる請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記調整を制御するためのフィードバック信号を形成するように、センサアレイ出力信号を処理するための画像プロセッサをさらに含む請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記調整を制御するためのフィードバック信号を形成するように、読出信号を処理するための画像プロセッサをさらに含む請求項7に記載の赤外線センサ。
- 前記画像プロセッサは、前記画像信号のSNRを検出するためのSNR検出器をさらに含む請求項14に記載の赤外線センサ。
- 前記検出されるSNRは平均SNRを含む請求項16に記載の赤外線センサ。
- 前記検出されるSNRは最大SNRを含む請求項16に記載の赤外線センサ。
- 前記検出されるSNRは最小SNRを含む請求項16に記載の赤外線センサ。
- 前記画像プロセッサは、前記画像信号のコントラストレベルを検出するためのコントラスト検出器をさらに含む請求項14に記載の赤外線センサ。
- 前記コントラストレベルは平均コントラストレベルを含む請求項20に記載の赤外線センサ。
- 前記コントラストレベルは最大コントラストレベルを含む請求項20に記載の赤外線センサ。
- 前記コントラストレベルは最小コントラストレベルを含む請求項20に記載の赤外線センサ。
- センサ露光時間を選択するための露光時間計算器をさらに含む請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記選択は外部場面の全放射に従って行われる請求項24に記載の赤外線センサ。
- 前記露光時間計算器は、指定されたレベルの前記センサの平均捕集電荷を維持するように動作可能である請求項24に記載の赤外線センサ。
- 前記選択は前に得られたセンサ露光レベルに従って行われる請求項24に記載の赤外線センサ。
- 複数回の読出サイクルにおけるそれぞれの赤外線センサのレベルを平均化するためのアベレージャをさらに含む請求項7に記載の赤外線センサ。
- 前記平均化されるサイクル回数は、単一映像フレーム時間に含まれるセンサ露光および読出サイクルの最大整数回数を含む請求項28に記載の赤外線センサ。
- 外部赤外線放射を前記センサアレイに合焦させるための光学部分をさらに含む請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記感度調整器は、高感度動作モードと低感度動作モードとを切り替えるためのモードセレクタを含む請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記フィードバック信号に従って高感度動作モードと低感度動作モードとを切り替えるためのモードセレクタをさらに含む請求項14に記載の赤外線センサ。
- 小さい読出領域と大きい読出領域とをそれぞれ切り替えて、高感度および低感度撮像を提供するためのモードセレクタをさらに含む請求項8に記載の赤外線センサ。
- 大きい画素グループ化と小さい画素グループ化とをそれぞれ切り替えて、高感度および低感度撮像を提供するためのモードセレクタをさらに含む請求項9に記載の赤外線センサ。
- 外部場面から赤外線エネルギを捕集するための、複数の赤外線センサを含むセンサアレイと、
視野間、および必要な画像感度を誘導するための感知画素のグループ化を調整するための、前記センサアレイと関連付けられる感度調整器と、
センサアレイ出力を処理してビデオ画像を形成するための映像プロセッサと
を含む赤外線カメラ。 - 外部赤外線放射を前記センサアレイに合焦させるための光学部分をさらに含む請求項35に記載の赤外線カメラ。
- 周期的センサアレイ読出を実行するための、前記センサアレイに関連付けられる読出素子をさらに含む請求項35に記載の赤外線カメラ。
- 前記感度調整器は、前記アレイ内の読出ウィンドウを選択するためのウィンドウセレクタを含む請求項35に記載の赤外線カメラ。
- 前記感度調整器は、赤外線エネルギ捕集中に画素グループ化係数を選択するためのグループ化係数セレクタを含む請求項35に記載の赤外線カメラ。
- 前記調整を制御するためのフィードバック信号を形成するように、前記画像信号を処理するための画像プロセッサをさらに含む請求項35に記載の赤外線カメラ。
- 前記フィードバック信号は、平均画像SNR、最大画像SNR、最小画像SNR、平均画像コントラスト、最大画像コントラスト、および最小画像コントラストのうちの少なくとも一つを含む請求項40に記載の赤外線カメラ。
- 高感度動作モードと低感度動作モードとを切り替えるためのモードセレクタをさらに含む請求項35に記載の赤外線カメラ。
- 前記赤外線カメラはFLIR装置を含む請求項35に記載の赤外線カメラ。
- 前記ビデオ画像を解析して関心のある指定された特徴を識別するための画像解析装置をさらに含む請求項35に記載の赤外線カメラ。
- 前記赤外線カメラは監視装置を含む請求項44に記載の赤外線カメラ。
- 前記赤外線カメラはターゲッティング装置を含む請求項44に記載の赤外線カメラ。
- ヘッドアップディスプレイ(HUD)をさらに含む請求項35に記載の赤外線カメラ。
- 前記赤外線カメラは航空機のビジビリティエンハンサを含む請求項47に記載の赤外線カメラ。
- 必要な画像感度が得られるようにセンサアレイの画素グループ化を調整し、
前記画素グループ化に従って前記センサアレイにより外部場面から変動可能なウィンドウにおける赤外線エネルギを捕集すること
を含む赤外線感知のための方法。 - センサ露光時間を選択することをさらに含む請求項49に記載の方法。
- 前記選択は、前記センサの平均捕集電荷を指定されたレベルに維持するように行われる請求項50に記載の方法。
- 前記方法は、前記画素グループ化および前記選択された露光時間によって許容される最大レートで繰返し実行される請求項50に記載の方法。
- 前記選択は、前に得られたセンサ露光レベルに従って行われる請求項50に記載の方法。
- 周期的センサ読出を実行することをさらに含む請求項49に記載の方法。
- 前記調整は、前記アレイ内の読出ウィンドウを選択することを含む請求項49に記載の方法。
- 前記調整は、グループ化係数を選択することを含む請求項49に記載の方法。
- 前記調整は、グループ化係数を選択することを含む請求項55に記載の方法。
- 前記センサ読出から前記調整を制御するためのフィードバック信号を形成することをさらに含む請求項54に記載の方法。
- 前記フィードバック信号は、平均画像SNR、最大画像SNR、最小画像SNR、平均画像コントラスト、最大画像コントラスト、および最小画像コントラストのうちの少なくとも一つを含む請求項58に記載の方法。
- 複数回の読出サイクルにおけるそれぞれのセンサレベルを平均化することをさらに含む請求項54に記載の方法。
- 高感度動作モードと低感度動作モードとを切り替えることをさらに含む請求項49に記載の方法。
- ビデオ赤外線画像を解析して関心のある指定された特徴を識別することをさらに含む請求項49に記載の方法。
- 外部場面から赤外線エネルギを捕集するための、複数の赤外線センサを含むセンサアレイと、
視野間、および必要な空間解像度を与えるための感知画素のグループ化を調整するための、前記センサアレイと関連付けられる視野調整器と
を含む赤外線センサ。 - 外部場面から赤外線エネルギを捕集するための、複数の赤外線センサを含む極低温冷却センサアレイと、
必要な画像感度を与えるために画素グループ化を調整するための、前記センサアレイと関連付けられる感度調整器と
を含む赤外線センサ。
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