JP2008219613A - Non-cooled infrared camera - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は赤外線カメラに関し、特に、ボロメ−タ方式やSOIダイオ−ド方式等の常温動作する熱型の赤外線検出器を用いた非冷却赤外線カメラに関するものである。 The present invention relates to an infrared camera, and more particularly to an uncooled infrared camera using a thermal infrared detector operating at room temperature such as a bolometer method or an SOI diode method.
従来の非冷却赤外線カメラは、2次元に配列した熱型の赤外線検出器と、2次元に配列した熱型の赤外線検出器の各々に対しほぼ均一な強度の基準赤外線を入射させうる位置に設置したシャッタとを設け、カメラ始動時や撮像中に固定パターンノイズが増加した時にシャッタを一旦閉じて各赤外線検出器の出力オフセットレベルのばらつきに相当する補正データの取得を行ない、再びシャッタを開き、取得した補正データを各赤外線検出器の出力毎に減算して出力することによりオフセット補正を行ない、固定パターンノイズの低減を行なっていた(例えば、特許文献1および2参照。)。
The conventional uncooled infrared camera is installed at a position where a reference infrared ray having a substantially uniform intensity can be incident on each of the two-dimensionally arranged thermal type infrared detector and the two-dimensionally arranged thermal type infrared detector. And when the fixed pattern noise increases during camera start-up or imaging, the shutter is temporarily closed to obtain correction data corresponding to variations in the output offset level of each infrared detector, and the shutter is opened again. Offset correction is performed by subtracting the acquired correction data for each output of each infrared detector and outputting it, thereby reducing fixed pattern noise (see, for example,
然るに、上記オフセット補正データ取得の際にはシャッタを閉じるため撮像中にもかかわらず画像が途切れてしまい、特に侵入者の発見を目的とした監視カメラや、運転中における前方の障害物発見を目的とした車両搭載カメラ等としての用途においては、この画像途切れの頻度をいかに少なくするかが課題である。 However, when the offset correction data is acquired, the shutter is closed, and the image is interrupted even while the image is being captured. Especially for surveillance cameras for the purpose of finding intruders and for obstacle detection ahead while driving In the application as a vehicle-mounted camera, the problem is how to reduce the frequency of the image interruption.
この発明はかかる課題を解決するためになされたもので、オフセット補正データ取得による撮像中の画像途切れの頻度が極めて少ない非冷却赤外線カメラを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain an uncooled infrared camera in which the frequency of image interruption during imaging by acquiring offset correction data is extremely low.
この発明は、複数の有効画素と複数の参照画素とを備えた撮像素子と、開口部を有し、当該開口部を閉じることにより上記撮像素子を構成している上記有効画素及び上記参照画素の各々に対してほぼ均一な強度の赤外線を入射させうる位置に設置されたシャッタと、上記シャッタの閉状態における各有効画素の出力を記憶する校正時有効画素メモリと、被写体撮像時の上記シャッタの開状態における各参照画素の出力を記憶する撮像時参照画素メモリと、上記校正時有効画素メモリと上記撮像時参照画素メモリのいずれか一方のデータを、上記被写体撮像時の上記シャッタの開状態における各有効画素の出力から減算することによりオフセット補正を行なう減算補正回路とを備えた非冷却赤外線カメラである。 The present invention provides an imaging device including a plurality of effective pixels and a plurality of reference pixels, an opening, and the effective pixels and the reference pixels that constitute the imaging device by closing the opening. A shutter installed at a position where infrared rays having a substantially uniform intensity can be incident on each of them; an effective pixel memory at the time of calibration for storing the output of each effective pixel in the closed state of the shutter; and the shutter at the time of subject imaging Any one of the reference pixel memory at the time of imaging that stores the output of each reference pixel in the open state, the effective pixel memory at the time of calibration and the reference pixel memory at the time of imaging is stored in the open state of the shutter at the time of imaging the subject. An uncooled infrared camera including a subtraction correction circuit that performs offset correction by subtracting from the output of each effective pixel.
この発明は、複数の有効画素と複数の参照画素とを備えた撮像素子と、開口部を有し、当該開口部を閉じることにより上記撮像素子を構成している上記有効画素及び上記参照画素の各々に対してほぼ均一な強度の赤外線を入射させうる位置に設置されたシャッタと、上記シャッタの閉状態における各有効画素の出力を記憶する校正時有効画素メモリと、被写体撮像時の上記シャッタの開状態における各参照画素の出力を記憶する撮像時参照画素メモリと、上記校正時有効画素メモリと上記撮像時参照画素メモリのいずれか一方のデータを、上記被写体撮像時の上記シャッタの開状態における各有効画素の出力から減算することによりオフセット補正を行なう減算補正回路とを備えた非冷却赤外線カメラであるので、撮像中に取得した参照画素のデータを用いて有効画素出力に対する補正を行うことができ、オフセット補正データ取得による撮像中の画像途切れの頻度を極めて少なくすることができる。 The present invention provides an imaging device including a plurality of effective pixels and a plurality of reference pixels, an opening, and the effective pixels and the reference pixels that constitute the imaging device by closing the opening. A shutter installed at a position where infrared rays having a substantially uniform intensity can be incident on each of them; an effective pixel memory at the time of calibration for storing the output of each effective pixel in the closed state of the shutter; and the shutter at the time of subject imaging Any one of the reference pixel memory at the time of imaging that stores the output of each reference pixel in the open state, the effective pixel memory at the time of calibration and the reference pixel memory at the time of imaging is stored in the open state of the shutter at the time of imaging the subject. Reference pixel acquired during imaging because it is an uncooled infrared camera having a subtraction correction circuit that performs offset correction by subtracting from the output of each effective pixel Data can be corrected to the effective pixel output with, it can be extremely less frequently interrupted image being captured by the offset correction data acquisition.
実施の形態1.
以下、図を用いて、この発明の実施の形態1に係わる非冷却赤外線カメラについて説明する。図1は本実施の形態1による非冷却赤外線カメラの構成を示したブロック図である。図1において、1は撮像時に被写体が放射する赤外線を集光して撮像素子2に赤外線像を結像させる赤外光学系、2は赤外光学系1の結像面に位置した撮像素子、3は、開口部を有し、当該開口部を閉じることにより撮像素子2の赤外線入射面内においてほぼ均一な強度の赤外線を入射させうる位置に設置したシャッタ、4は撮像素子2に接着した素子パッケージ(筐体)であり、素子パッケージ4は例えば特表平9-506712号公報に示すような構造で赤外線に対する高い透過率を有しており、また、素子パッケージ4と撮像素子2とで囲まれた空間は真空に保持されている。5は撮像素子2に接続されたドライバ回路、6は撮像素子2に接続された直流電源、7はドライバ回路5、シャッタ3及び当該非冷却赤外線カメラを構成する電気回路各部に接続された制御信号発生回路、8は撮像素子2に接続された増幅回路、9は増幅回路8に接続されたA/D変換回路、10はA/D変換経路9からの出力を画素毎に所望の回数だけフレーム積分演算を行うフレーム積分回路、11は被写体撮像時のシャッタ3の開状態における撮像素子2内の参照画素の出力を記憶する撮像時参照画素メモリ、12は校正時のシャッタ3の閉状態における撮像素子2内の有効画素の出力を記憶する校正時有効画素メモリ、13は、撮像時参照画素メモリ11および校正時有効画素メモリ12のいずれか一方のデータを記憶する補正メモリ、14は、補正メモリ13とA/D変換回路9に接続され、A/D変換回路9から出力される被写体撮像時における有効画素の出力から補正メモリ13のデータを減算することにより、オフセット補正を行う減算補正回路、15は減算補正回路14からの出力を所望の出力フォーマットに変換して画像信号として出力する表示処理回路である。
The uncooled infrared camera according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an uncooled infrared camera according to the first embodiment. In FIG. 1, 1 is an infrared optical system that collects infrared rays emitted from a subject during imaging and forms an infrared image on the
なお、図1において、
(Dopt0(m))バー:シャッタ3が閉の状態で取得した校正時有効画素メモリ12のデータ、
(Dref1(n))バー:シャッタ3が開の状態で取得した撮像時参照画素メモリ11のデータ、
Dopt1(m):撮像中における有効画素のデータ、
Dref1(n):撮像中における参照画素のデータ
とする。
In FIG. 1,
(Dopt0 (m)) bar: data in the calibration
(Dref1 (n)) bar: data in the
Dopt1 (m): data of effective pixels during imaging,
Dref1 (n): Reference pixel data during imaging.
また、図1に示すように、補正メモリ13の記憶データは、
(i)シャッタ閉キャリブレーション実行後、シャッタ開キャリブレーションが実行されるまでの間は、(Dopt0(m))バーであり、
(ii)シャッタ開キャリブレーション実行後、シャッタ閉キャリブレーションが実行されるまでの間は、(Dref1(n))バー(※)である。
Further, as shown in FIG. 1, the data stored in the
(I) The period from the execution of the shutter close calibration to the execution of the shutter open calibration is a (Dopt0 (m)) bar.
(Ii) (Dref1 (n)) bar (*) until the shutter closing calibration is executed after the shutter opening calibration is executed.
さらに、図1に示すように、表示処理回路15が出力する画像データは、
(i)シャッタ閉キャリブレーション実行後、シャッタ開キャリブレーションが実行されるまでの間は、Dopt1(m)−((Dopt0(m))バー)であり、
(ii)シャッタ開キャリブレーション実行後、シャッタ閉キャリブレーションが実行されるまでの間は、Dopt1(m)−((Dref1(n))バー)(※)である。
Further, as shown in FIG. 1, the image data output by the
(I) After the shutter closing calibration is executed and until the shutter opening calibration is executed, it is Dopt1 (m)-((Dopt0 (m)) bar).
(Ii) The period from the execution of the shutter opening calibration to the execution of the shutter closing calibration is Dopt1 (m)-((Dref1 (n)) bar) (*).
また、mおよびnは以下の通りであり、mは有効画素に付された符号で、nは参照画素に付された符号である。
m=52、53、54、55
n=56、57、58、59
Further, m and n are as follows, where m is a code attached to the effective pixel and n is a code attached to the reference pixel.
m = 52, 53, 54, 55
n = 56, 57, 58, 59
ただし、(※)を付記したデータについては、mとnの組み合わせは下記の通りである。
(m,n)=(52,56)、(53,57)、(54,58)、(55,59)
However, for the data marked with (*), the combinations of m and n are as follows.
(M, n) = (52, 56), (53, 57), (54, 58), (55, 59)
図2は、撮像素子2の構成を示す図であり、図2において、40は垂直駆動クロック信号が入力される垂直走査回路、41は水平駆動クロック信号が入力される水平走査回路、42及び43は垂直走査回路40に接続された垂直走査トランジスタ、44〜47は水平走査回路41に接続された水平走査トランジスタ、48〜51は定電流源、52〜55は撮像素子2の表面に二次元に(アレイ状に)配列された熱型の赤外線検出器より構成された有効画素、56〜59は有効画素52〜55の近傍においてそれぞれに一対一に配置された参照画素、60及び61は垂直走査トランジスタ42及び43を介して垂直走査回路40に接続されるとともに有効画素52〜55及び参照画素56〜59に接続された水平信号線、62〜65は水平走査トランジスタ44〜47を介して水平走査回路41に接続されるとともに有効画素52〜55、参照画素56〜59及び定電流原48〜51に接続された垂直信号線である。図の簡略化のため、図2では、有効画素52と参照画素56、有効画素53と参照画素57、有効画素54と参照画素58、有効画素55と参照画素59、の組み合わせをそれぞれ1組として、水平方向2画素×垂直方向2画素分の4組のみを図示しているが、実際には、実用的な分解能を得るために一般的に水平方向320画素×垂直方向240画素程度以上(=76,800画素以上)の組数を有している。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the
有効画素52〜55は、ダイオ−ドの順方向電圧の温度依存性を利用した熱型の赤外線検出器であり、例えば特許文献2(特開2005−214639号公報)に示された構造を有する。一方、参照画素56〜59は、特許文献2に示された画素構造のうち、中空断熱構造及び赤外線吸収構造の両方又はいずれか一方を除外して構成した以外は有効画素52〜55と同一の構造を有するものである。有効画素52〜55及び参照画素56〜59の構造の差異について、図3及び図4を用いて模式的に説明する。図3は有効画素52〜55の構造模式図であり、図中、62は半導体基板、63は半導体基板62にエッチング等により形成された凹部からなる中空断熱構造(中空部)、64は中空断熱構造63を覆うように半導体基板62上に配置された構造支持体、65及び66は構造支持体64上に設けられた電極配線、67は電極配線65及び66と後述するPN接合ダイオード68との上部に設けられた絶縁保護層、68は電極配線65及び66間に設けられたPN接合ダイオ−ド、69は絶縁保護層67上に設けられた赤外線吸収構造(赤外線吸収部材)である。一方、図4は、参照画素56〜59の構造模式図であり、有効画素52〜55と比較してわかるように、有効画素52〜55の中空断熱構造63と赤外線吸収構造69の両方(またはいずれか一方)を除外した構成を有するものである。他の構成については有効画素52〜55と同一であるため、同一符号を付して示し、ここでは、その説明を省略する。なお、この参照画素56〜59の構造は、例えば特開2003−198942号公報や特開2005−64999号公報においても説明が記載されている。上記構造により、入射赤外線に対する感度が極めて低いことを除き、参照画素52〜55の出力オフセットレベル、及び、出力オフセットレベルの温度変化率等の電気的特性は、有効画素56〜59とそれぞれほぼ同等となっている。また、垂直走査トランジスタ42及び43、水平走査トランジスタ44〜47、定電流源48〜51はそれぞれ同等の特性を有するものである。
The
次に、本実施の形態1に係る非冷却赤外線カメラの動作について図1、図2および図5を用いて説明する。なお、本実施の形態1の説明において、動作の各段階における撮像時参照画素メモリ11、校正時有効画素メモリ12、補正メモリ13のそれぞれに記憶させるデータ、及び、表示処理回路15から出力される画像データの関係については、図1の説明で上述したとおりである。非冷却赤外線カメラの始動(ステップS100)後、シャッタ閉キャリブレーション信号を制御信号発生回路7に入力し(ステップS101)、当該入力に基づいて制御信号発生回路7が発生する信号によりシャッタ3を閉じ、シャッタ3が放射する空間的に一様な強度の赤外線を撮像素子2の有効画素52〜55及び参照画素56〜59に対して素子パッケージ4を介して入射させる(ステップS102)。次に制御信号発生回路7から、ドライバ回路5を介して、撮像素子2の垂直走査回路40に垂直駆動クロック、水平走査回路41に水平駆動クロックを供給する。撮像素子2は、垂直走査回路40の動作により垂直走査トランジスタ42を導通状態とし、定電流源48〜51の特性で定まる各素子電流を、直流電源6から水平信号線60を通して、有効画素52及び53、参照画素56及び57に流す。また、撮像素子2は、各素子電流通電中における垂直信号線62〜65の電位(すなわち、有効画素52及び53、参照画素56及び57の出力電圧)を、水平走査回路41の動作により水平走査トランジスタ44〜47を順次導通状態にして、増幅回路8に順次出力する。次に、垂直走査トランジスタ43を導通状態にして、同様の動作を繰り返し、有効画素54及び55、参照画素58及び59の出力電圧を読み出す。このようにして、すべての有効画素および参照画素の出力電圧の読み出しを継続して行う(ステップS103)。
Next, the operation of the uncooled infrared camera according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. In the description of the first embodiment, data to be stored in each of the imaging
上記のように、一様な強度の赤外線を入射させた状態での有効画素52〜55及び参照画素56〜59の出力電圧を増幅回路8で増幅し、次に、A/D変換回路9でデジタル信号に変換した後、フレーム積分回路10で画素毎に所望の回数積分処理を行ない(ステップS104)、有効画素52〜55の出力データ(Dopt0(m))バーを校正時有効画素メモリ12に記憶させた(ステップS105)後、有効画素52〜55の出力オフセットばらつきデータとして補正メモリ13にも記憶する(ステップS106)。なお、ステップS101〜S106までの行程が、シャッタ閉キャリブレーション動作である。
As described above, the output voltages of the
次にシャッタ3を開き、被写体が放射する赤外線を赤外光学系1により集光し、素子パッケージ4を透過した後に、撮像素子2上で有効画素52〜55及び参照画素56〜59の位置する面に結像する(ステップS107)。これにより、被写体から入射する放射赤外線の強度に応じた数mK程度の微小な温度上昇が各有効画素52〜55にそれぞれ生じ、各有効画素52〜55が有するPN接合ダイオ−ド68(図3参照)の順方向電圧値が各有効画素52〜55毎に変化する。一方、中空断熱構造63と赤外線吸収構造69を有さない参照画素56〜59においては、放射赤外線の吸収量が少なく、かつ、吸収された熱が半導体基板62側に放出されるため、温度上昇は有効画素52〜55と比較して極めて小さい。この状態における有効画素52〜55及び参照画素56〜59の出力電圧Dopt1(m)及びDref1(n)をステップS103と同様の方法で読み出して、減算補正回路14に入力する。減算補正回路14において、被写体撮像時のシャッタ開状態における有効画素52〜56に対応するこれらの出力データDopt1(m)に対して、補正メモリ13のデータ(Dopt0(m))バーを画素毎に減算することにより、出力データに重畳している出力オフセットばらつき分を減算して補正を行ない(ステップS108)、表示処理回路15において所望の出力フォ−マットに変換して画像信号(Dopt1(m)−(Dopt0(m))バー)として出力する(ステップS109)。
Next, the
撮像中は有効画素52〜55と参照画素56〜59の双方の信号が撮像素子2から出力され続けるが、シャッタ3開後の所望の期間における参照画素56〜59の出力信号をフレーム積分回路10で所望の回数平均化処理し、得られたデータ(Dref1(n))バーを撮像時参照画素メモリ11に記憶する。撮像が長時間に渡る際には、参照画素56〜59の出力に関する上記平均化処理を繰り返して行ない、撮像時参照画素メモリ11の内容を適宜更新しながら撮像を行なう(ステップS110)。
During imaging, the signals of both the
撮像素子2の画素数として、図の簡略化のため、図2では4組分のみを図示したが、実用的な分解能を得るためには一般的に水平320×垂直240程度以上の組数を有し、また、有効画素と参照画素の寸法は1組当たり水平方向50μm、垂直方向25μm程度であるため、有効画素の間には最大で対角に相当する10〜20mm程度の距離が存在する。このため、撮像中に当該非冷却赤外線カメラ内部にある電子回路の自己発熱や周囲環境温度変化の影響等により撮像素子2の面内には、被写体からの放射赤外線により有効画素52〜55に生じる数mK程度の温度上昇以上の相対的な温度分布の変化が生じることがあり、これが有効画素間の出力オフセットレベルの差となり、画像上は固定パターンノイズとして現われてくる。
As the number of pixels of the
また、上記のように撮像素子2の有効画素間には対角で10〜20mm程度の距離が存在するため、有効画素52〜55の出力オフセットレベルの温度変化率には製造上の誤差による差が存在する。このため、撮像素子2の温度が面内で一様に変化した際にも、有効画素52〜55間の出力オフセットレベルには差が生じ、これが固定パターンノイズとして画像に現われてくる。
Further, as described above, there is a diagonal distance of about 10 to 20 mm between the effective pixels of the
これに対し、参照画素56〜59は有効画素52〜55にそれぞれ隣接して配置されており、かつ、入射赤外線に対する感度が極めて低いことを除いた電気的特性が有効画素52〜55とほぼ同等となっているため、撮像中に撮像素子2に上記のような面内での相対的な温度変化や一様な温度変変化が生じても、参照画素56〜59の出力オフセットレベルは有効画素52〜55とそれぞれ同じように変化する。このため、参照画素56〜59の出力オフセットレベルは、被写体からの放射赤外線が入射しない状態における有効画素52〜55の出力オフセットレベルにそれぞれほぼ等しいものとなっている。
On the other hand, the
上記のような参照画素56〜59の出力オフセットレベルの変化を利用し、固定パターンノイズが増加して画質の観点から許容できないレベルに達したか否かを判定し(ステップS112)、達した場合(ステップS112のYES)には、シャッタ開キャリブレーション信号を制御信号発生回路7に入力して(ステップS113)、補正メモリ13のデータを、最新の撮像時参照画素メモリ11のデータ(Dref1(n))バーで置き換え、シャッタ3を開いた状態で撮像を継続したまま、画像途切れを生じること無く、固定パターンノイズの低減を行なう(ステップS114)。なお、ステップS112のYES、S113、S114の行程が、シャッタ開キャリブレーション動作である。
Using the change in the output offset level of the
シャッタ開キャリブレーション実行後の撮像継続中に撮像素子2内の相対的な面内温度分布や一様な温度変化がさらに大きくなり、各有効画素52〜55間の出力オフセットレベルの差が拡大することにより固定パターンノイズが顕著になった場合には、再度、シャッタ開キャリブレーション動作を行ない、最新の撮像時参照画素メモリ11のデータ(Dref1(n))バーを用いて補正を行なう(ステップS111のYES→ステップS112のYES→ステップS113→ステップS114)。なお、画像途切れによる不都合が問題ない場合には、ステップS112においてシャッタ閉キャリブレーションの動作を適宜選択し(ステップS112のNO)、ステップS101に戻って、校正時有効画素メモリ12のデータ(Dopt0(m))バーを更新して撮像を継続しても良い。
The relative in-plane temperature distribution and the uniform temperature change in the
以上のように、本実施の形態1によれば、撮像時に被写体が放射する赤外線を集光し、撮像素子2上に結像させる赤外光学系1と、複数の有効画素52〜55と複数の参照画素56〜59とを備えた撮像素子2と、開口部を閉じることにより撮像素子2を構成する有効画素52〜55と参照画素56〜59の各々に対してほぼ均一な強度の赤外線を入射させうる位置に設置したシャッタ3と、非冷却赤外線カメラ内の各部に対する制御信号を出力する制御信号発生回路7と、シャッタ閉状態における各有効画素52〜55の出力を記憶する校正時有効画素メモリ12と、被写体撮像時のシャッタ開状態における各参照画素56〜59の出力を記憶する撮像時参照画素メモリ11と、校正時有効画素メモリ12と撮像時参照画素メモリ11のいずれかのデータを被写体撮像時における各有効画素52〜55の出力から減算することによりオフセット補正を行なう減算補正回路14と、オフセット補正されたデータを画像信号として出力する表示処理回路15とを備えた非冷却赤外線カメラであるので、校正時有効画素メモリ12と撮像時参照画素メモリ11のいずれか一方のデータを、被写体撮像時のシャッタ3の開状態における各有効画素52〜55の出力から減算することによりオフセット補正を行なうとともに、参照画素56〜59の出力オフセットレベルの変化を利用し、固定パターンノイズが増加して画質の観点から許容できないレベルに達した場合には、シャッタ開キャリブレーション信号を制御信号発生回路7に入力して、補正メモリ13のデータを最新の撮像時参照画素メモリ11の内容で置き換えて、撮像中に取得した参照画素のデータを用いて有効画素出力に対する補正を行うことができるようにしたので、シャッタ3を開いた状態で撮像を継続したまま、画像途切れを生じること無く、固定パターンノイズの低減を行なうようにしたので、オフセット補正データ取得による撮像中の画像途切れの頻度を極めて少なくすることができる。
As described above, according to the first embodiment, the infrared
実施の形態2.
図6は、この発明の実施の形態2に係る非冷却赤外線カメラのブロック図である。図において、16は、校正時のシャッタ3の閉状態における撮像素子2の参照画素の出力を記憶する校正時参照画素メモリ、17は、校正時有効画素メモリ12と校正時参照画素メモリ16に接続されて、校正時参照画素メモリ16のデータから校正時有効画素メモリ12のデータを減算した結果を記憶する校正時差分値メモリ、18は、撮像時参照画素メモリ11と校正時差分値メモリ17に接続されて、撮像時参照画素メモリ11のデータから校正時差分値メモリ17のデータを減算する減算回路である。なお、本実施の形態2においては、補正メモリ13は、校正時有効画素メモリ12と減算回路18とに接続されて、それらの出力のいずれか一方が記憶される。記憶されるデータの詳細については後述する。他の構成については、図1〜図4と同様であるため、同一符号により示し、ここでは説明を省略する。
FIG. 6 is a block diagram of an uncooled infrared camera according to
このように、本実施の形態2に係る非冷却赤外線カメラは、撮像時に被写体が放射する赤外線を集光し、撮像素子2上に結像させる赤外光学系1と、複数の有効画素と複数の参照画素とを備えた撮像素子2と、開口部を閉じることにより撮像素子2を構成する有効画素と参照画素の各々に対してほぼ均一な強度の赤外線を入射させうる位置に設置したシャッタ3と、非冷却赤外線カメラ内の各部に対する制御信号を出力する制御信号発生回路7と、シャッタ閉状態における各有効画素の出力を記憶する校正時有効画素メモリ12と、シャッタ閉状態における各有効画素の出力を記憶する校正時参照画素メモリ16と、校正時参照画素メモリ16と校正時有効画素メモリ12との差を記憶する校正時差分値メモリ17と、被写体撮像時のシャッタ開状態における各参照画素の出力を記憶する撮像時参照画素メモリ11と、撮像時参照画素メモリ11のデータから校正時差分値メモリ17のデータを減算することにより修正を加える減算回路18と、校正時有効画素メモリ12と減算回路18との出力のいずれか一方のデータを被写体撮像時における各有効画素の出力から減算することによりオフセット補正を行なう減算補正回路14と、オフセット補正されたデータを画像信号として出力する表示処理回路15とを備えている。
As described above, the uncooled infrared camera according to the second embodiment condenses the infrared rays emitted from the subject during imaging and forms an image on the
なお、図6において、
(Dopt0(m))バー:シャッタ3が閉の状態で取得した校正時有効画素メモリ12のデータ、
(Dref0(n))バー:シャッタ3が閉の状態で取得した校正時参照画素メモリ16のデータ、
(Dref1(n))バー:シャッタ3が開の状態で取得した撮像時参照画素メモリ11のデータ、
Dopt1(m):撮像中における有効画素のデータ、
Dref1(n):撮像中における参照画素のデータ
とする。
In FIG. 6,
(Dopt0 (m)) bar: data in the calibration
(Dref0 (n)) bar: data in the calibration reference pixel memory 16 acquired with the
(Dref1 (n)) bar: data in the
Dopt1 (m): data of effective pixels during imaging,
Dref1 (n): Reference pixel data during imaging.
また、図6に示すように、補正メモリ13の記憶データは、
(i)シャッタ閉キャリブレーション実行後、シャッタ開キャリブレーションが実行されるまでの間は、(Dopt0(m))バーであり、
(ii)シャッタ開キャリブレーション実行後、シャッタ閉キャリブレーションが実行されるまでの間は、((Dref1(n))バー)−{((Dref0(n))バー)−((Dopt0(m))バー)}(※)である。
Further, as shown in FIG. 6, the data stored in the
(I) The period from the execution of the shutter close calibration to the execution of the shutter open calibration is a (Dopt0 (m)) bar.
(Ii) After the shutter opening calibration is executed and until the shutter closing calibration is executed, ((Dref1 (n)) bar) − {((Dref0 (n)) bar) − ((Dopt0 (m) ) Bar)} (*).
さらに、図6に示すように、表示処理回路15が出力する画像データは、
(i)シャッタ閉キャリブレーション実行後、シャッタ開キャリブレーションが実行されるまでの間は、Dopt1(m)−((Dopt0(m))バー)であり、
(ii)シャッタ開キャリブレーション実行後、シャッタ閉キャリブレーションが実行されるまでの間は、Dopt1(m)−[((Dref1(n))バー)−{((Dref0(n))バー)−((Dopt0(m))バー)}](※)である。
Furthermore, as shown in FIG. 6, the image data output by the
(I) After the shutter closing calibration is executed and until the shutter opening calibration is executed, it is Dopt1 (m)-((Dopt0 (m)) bar).
(Ii) After the shutter opening calibration is executed and until the shutter closing calibration is executed, Dopt1 (m) − [((Dref1 (n)) bar) − {((Dref0 (n)) bar) − ((Dopt0 (m)) bar)}] (*).
また、mおよびnは以下の通りであり、mは有効画素に付された符号で、nは参照画素に付された符号である。
m=52、53、54、55
n=56、57、58、59
Further, m and n are as follows, where m is a code attached to the effective pixel and n is a code attached to the reference pixel.
m = 52, 53, 54, 55
n = 56, 57, 58, 59
ただし、(※)を付記したデータについては、mとnの組み合わせは下記の通りである。
(m,n)=(52,56)、(53,57)、(54,58)、(55,59)
However, for the data marked with (*), the combinations of m and n are as follows.
(M, n) = (52, 56), (53, 57), (54, 58), (55, 59)
次に、本実施の形態2に係る非冷却赤外線カメラの動作について、図6及び図7を用いて説明する。なお、実施の形態2の説明において、動作の各段階における撮像時参照画素メモリ11、校正時有効画素メモリ12、補正メモリ13、校正時参照画素メモリ16に記憶させるデータ、及び、表示処理回路15から出力される画像データの関係については上述のとおりである。非冷却赤外線カメラ始動後、ステップS100〜S104までの動作は実施の形態1と同じであるため、ここでは説明を省略する。
Next, the operation of the uncooled infrared camera according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the description of the second embodiment, the imaging
次に、本実施の形態2においては、シャッタ閉キャリブレーション動作の過程において、シャッタ3を閉じて所望の回数分、フレーム積分回路10による回数フレーム積分を施した有効画素52〜55の出力(Dopt0(m))バーを校正時有効画素メモリ12に、参照画素56〜59の出力(Dref0(n))バーを校正時参照画素メモリ16にそれぞれ記憶し(ステップS200)、さらに、画素毎の両者の差(((Dref0(n))バー)−((Dopt0(m))バー))を校正時差分値メモリ17に記憶する(ステップS201)。その後、実施の形態1で説明したステップS106と同じ動作を行う(ステップS106)。なお、本実施の形態2においては、ステップS101〜S104,S200,S201,S106の行程が、シャッタ閉キャリブレーション動作となる。
Next, in the second embodiment, in the process of the shutter close calibration operation, the outputs (Dopt0) of the
次に、ステップS107からステップS111までの動作は実施の形態1と同じであるため、実施の形態1と同様に動作する。次に、撮像継続中に固定パターンノイズの増加が認められ(ステップS112のYES)、シャッタ開キャリブレーション信号が制御信号発生回路7に入力されると(ステップS113)、減算回路18において、最新の撮像時参照画素メモリ11のデータ(Dref1(n)バー)から校正時差分値メモリ17のデータ(((Dref0(n))バー)−((Dopt0(m))バー))を減算することにより、互いに組を構成する有効画素と参照画素との出力オフセット差に相当する修正を撮像時参照画素メモリ11のデータに対して加え、その結果得られたデータ((Dref1(n)バー)−(((Dref0(n))バー)−((Dopt0(m))バー))を、補正メモリ13のデータとして置き換え、シャッタ3を開いたまま画像途切れを生じること無く、固定パターンノイズの低減を行なう(ステップS112のYES、S113、S202)。
Next, since the operation from step S107 to step S111 is the same as that in the first embodiment, the operation is the same as in the first embodiment. Next, an increase in fixed pattern noise is recognized during imaging (YES in step S112), and when the shutter open calibration signal is input to the control signal generation circuit 7 (step S113), the
各参照画素56〜59は、互いに組を構成する有効画素52〜55と比較して、入射赤外線に対する感度が極めて低いことを除き、電気的特性は理想的には有効画素52〜55と同一であるが、実際には製造上の誤差により各有効画素52〜55と各参照画素56〜59との間には出力オフセットレベル、及び、出力オフセットレベルの温度変化率等の特性差がわずかながら存在する。このため、各有効画素52〜55と各参照画素56〜59との間には出力オフセットレベル差がわずかに存在し(図8のA)、また、撮像素子2内の相対的な面内温度分布の変化、あるいは、撮像素子2内の一様な温度変化により互いに組を構成する有効画素52〜55と参照画素56〜59の温度が変化すると、その出力オフセットレベル差(図8のB)も増加する。図8の差Aについては、シャッタ閉キャリブレーションのステップS201において校正時差分値メモリ17に記憶されており、シャッタ開キャリブレーションのステップS202において補正されるが、図8の差Aから差Bへの増加分については、これがシャッタ開キャリブレーション実施後の固定パターンノイズとなる。上記固定パターンノイズは、互いに組を構成する有効画素52〜55と参照画素56〜59とが位置する撮像素子2の場所における、シャッタ閉キャリブレーション実施時からの温度変化量が大きい程大きくなる。ステップS113、S202のシャッタ開キャリブレーションで固定パターンノイズを十分低減しきれなくなった場合には、必要に応じて、再度、シャッタ閉キャリブレーション信号を制御信号発生回路7に入力して、ステップS101〜S104、S200、S201及びS106を実行し、校正時有効画素メモリ12、校正時参照画素メモリ16、及び、校正時差分値メモリ17のデータを更新し、当該シャッタ閉キャリブレーション実行時における各有効画素52〜55と各参照画素56〜59との出力オフセットレベル差を補正して撮像を継続する。その他の動作については実施の形態1と同じである。
Each of the
以上のように、本実施の形態2によれば、上記の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態2においては、始動時及び撮像中の必要な時期において適宜実行されるシャッタ閉キャリブレーションにおいて、各有効画素の出力オフセットレベルを校正時参照画素メモリ12に、各参照画素の出力オフセットレベルを校正時参照画素メモリ16に、互いに組を構成する参照画素と有効画素との間に存在する出力オフセットレベルの差を校正時差分値メモリ17に記憶し、減算回路18において互いに組を構成する有効画素と参照画素との出力オフセット差に相当する補正を撮像時参照画素メモリ11のデータに対して施し、補正を加えて補正メモリ13に記憶するようにしたため、互いに組を構成する各有効画素と各参照画素との電気的特性差間により生じる出力オフセットレベル差の画像への影響を解消することが出来、シャッタ3を開いたまま撮像を継続しつつ画像途切れを生じること無く、固定パターンノイズの低減を行なうことが出来るだけでなく固定パターンノイズが低減の精度が向上して画質が向上するという効果が得られる。
As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Further, in the second embodiment, at the time of start-up and at a necessary time during imaging, it is appropriately selected. In the shutter closing calibration to be executed, the output offset level of each effective pixel is stored in the
実施の形態3.
図9は実施の形態3に係わる非冷却赤外線カメラのブロック図であり、図9において、19は、ライン状に配置した参照画素を有する撮像素子である。図10は、撮像素子19の構成であり、図中、70〜75は有効画素、76〜78は水平方向にライン状に配置した参照画素である。本実施の形態3においては、このように、撮像素子19が、二次元に配列した有効画素70〜75と、有効画素70〜75の二次元配列の外部における周囲において行方向又は列方向の各配列毎に共通に配置された参照画素76〜78とを備えている。すなわち、本実施の形態3においては、列方向に配列された有効画素70及び73に対しては参照画素76、有効画素71及び74に対しては参照画素77、有効画素72及び75に対しては参照画素78が互いに組を構成している。この点が実施の形態2と異なる点である。なお、図の簡略化のため、図10では、有効画素70〜75については水平方向3画素×垂直方向2画素分、参照画素については水平方向に3画素分のみ図示しているが、実際には、実用的な分解能を得るため一般的には有効画素は水平方向320画素×垂直方向240画素程度以上、参照画素は水平方向320画素以上程度を有する。
FIG. 9 is a block diagram of an uncooled infrared camera according to the third embodiment. In FIG. 9,
また、図9において、20は、校正時のシャッタ3の閉状態における参照画素の出力を記憶する校正時参照画素メモリ、21は、被写体撮像時のシャッタ3の開状態における参照画素の出力を記憶する撮像時参照画素メモリ、22は、校正時参照画素メモリ20のデータから校正時有効画素メモリ12のデータを減算した差を記憶する校正時差分値メモリ、23は、撮像時参照画素メモリ21のデータから校正時差分値メモリ22のデータを減算する減算回路である。校正時参照画素メモリ20及び撮像時参照画素メモリ21は、参照画素76〜78の数が、上述した実施の形態1及び2と比較して少ない分、校正時参照画素メモリ16及び撮像時参照画素メモリ11よりも小容量のものでよい。なお、本実施の形態3においては、補正メモリ13は、校正時有効画素メモリ12と減算回路23とに接続されて、それらの出力のいずれか一方が記憶される。記憶されるデータの詳細については後述する。他の構成については、図6及び図2と同じであるため、同一符号を付して示し、ここでは説明を省略する。また、有効画素の構成については図3の構成と同じであり、参照画素の構成については図4の構成と同じであるので、これらの図を参照することとする。
In FIG. 9,
このように、本実施の形態3に係る非冷却赤外線カメラは、撮像時に被写体が放射する赤外線を集光し、撮像素子2上に結像させる赤外光学系1と、二次元配列された複数の有効画素70〜75と有効画素70〜75の列方向の各配列に対して共通に配置された複数の参照画素76〜78とを備えた撮像素子2と、開口部を有し、開口部を閉じることにより撮像素子2を構成する有効画素70〜75と参照画素76〜78の各々に対してほぼ均一な強度の赤外線を入射させうる位置に設置したシャッタ3と、非冷却赤外線カメラ内の各部に対する制御信号を出力する制御信号発生回路7と、シャッタ閉状態における各有効画素70〜75の出力を記憶する校正時有効画素メモリ12と、シャッタ閉状態における各有効画素70〜75の出力を記憶する校正時参照画素メモリ20と、校正時参照画素メモリ20と校正時有効画素メモリ12との差を記憶する校正時差分値メモリ22と、被写体撮像時のシャッタ開状態における各参照画素76〜78の出力を記憶する撮像時参照画素メモリ21と、撮像時参照画素メモリ21のデータから校正時差分値メモリ22のデータを減算して修正を加える減算回路23と、校正時有効画素メモリ12と減算回路23との出力のいずれか一方のデータを被写体撮像時における各有効画素70〜75の出力から減算することによりオフセット補正を行なう減算補正回路14と、オフセット補正されたデータを画像信号として出力する表示処理回路15とを備えている。
As described above, the uncooled infrared camera according to the third embodiment collects infrared light emitted from the subject during imaging and forms an image on the
なお、図9において、
(Dopt0(m))バー:シャッタ3が閉の状態で取得した校正時有効画素メモリ12のデータ、
(Dref0(k))バー:シャッタ3が閉の状態で取得した校正時参照画素メモリ20のデータ、
(Dref1(k))バー:シャッタ3が開の状態で取得した撮像時参照画素メモリ11のデータ、
Dopt1(m):撮像中における有効画素のデータ、
Dref1(k):撮像中における参照画素のデータ
とする。
In FIG. 9,
(Dopt0 (m)) bar: data in the calibration
(Dref0 (k)) bar: data in the calibration
(Dref1 (k)) bar: data in the
Dopt1 (m): data of effective pixels during imaging,
Dref1 (k): Reference pixel data during imaging.
また、図9に示すように、補正メモリ13の記憶データは、
(i)シャッタ閉キャリブレーション実行後、シャッタ開キャリブレーションが実行されるまでの間は、(Dopt0(m))バーであり、
(ii)シャッタ開キャリブレーション実行後、シャッタ閉キャリブレーションが実行されるまでの間は、((Dref1(k))バー)−{((Dref0(k))バー)−((Dopt0(m))バー)}(※)である。
Further, as shown in FIG. 9, the data stored in the
(I) The period from the execution of the shutter close calibration to the execution of the shutter open calibration is a (Dopt0 (m)) bar.
(Ii) After the shutter opening calibration is executed and until the shutter closing calibration is executed, ((Dref1 (k)) bar)-{((Dref0 (k)) bar)-((Dopt0 (m) ) Bar)} (*).
さらに、図9に示すように、表示処理回路15が出力する画像データは、
(i)シャッタ閉キャリブレーション実行後、シャッタ開キャリブレーションが実行されるまでの間は、Dopt1(m)−((Dopt0(m))バー)であり、
(ii)シャッタ開キャリブレーション実行後、シャッタ閉キャリブレーションが実行されるまでの間は、Dopt1(m)−[((Dref1(k))バー)−{((Dref0(k))バー)−((Dopt0(m))バー)}](※)である。
Furthermore, as shown in FIG. 9, the image data output by the
(I) After the shutter closing calibration is executed and until the shutter opening calibration is executed, it is Dopt1 (m)-((Dopt0 (m)) bar).
(Ii) After the shutter opening calibration is executed and until the shutter closing calibration is executed, Dopt1 (m) − [((Dref1 (k)) bar) − {((Dref0 (k)) bar) − ((Dopt0 (m)) bar)}] (*).
また、mおよびkは以下の通りであり、mは有効画素に付された符号で、kは参照画素に付された符号である。
m=70、71、72、73、74、75
k=76、77、78
In addition, m and k are as follows, m is a code attached to the effective pixel, and k is a code attached to the reference pixel.
m = 70, 71, 72, 73, 74, 75
k = 76, 77, 78
ただし、(※)を付記したデータについては、mとkの組み合わせは下記の通りである。
(m,k)=(72,78)、(71,77)、(70,76)、
(75,78)、(74,77)、(73,76)
However, for the data marked with (*), the combinations of m and k are as follows.
(M, k) = (72, 78), (71, 77), (70, 76),
(75, 78), (74, 77), (73, 76)
本実施の形態3おいては、校正時参照画素メモリ20にはシャッタ閉キャリブレーション実行時における参照画素76〜78の出力オフセットデータ、撮像時参照画素メモリ21には撮像時のシャッタ開状態における参照画素76〜78の出力オフセットデータ、校正時有効画素メモリ12にはシャッタ閉キャリブレーション実行時における有効画素70〜75の出力オフセットデータが記憶されている。また、校正時差分値メモリ22には、校正時有効画素メモリ12のデータと各有効画素に対して同じ列に対応して位置する校正時参照画素メモリ20のデータとの差が有効画素数分記憶されている。減算回路23において、校正時差分値メモリ22のデータと、同じ列に対応する撮像時参照画素メモリ21のデータとによる差分の計算を行ない、補正メモリ13には、上述した(※)を付記した場合のmとkとの組み合わせで示す有効画素数分のデータを記憶する。その他の動作は、上記の実施の形態2と同じであるため、撮像時参照画素メモリ11を撮像時参照画素メモリ21に、校正時参照画素メモリ16を校正時参照画素メモリ20に、校正時差分値メモリ17を校正時差分値メモリ22に、減算回路18を減算回路23に、nをkに、それぞれ、読み替えてその説明及び図7を参照するものとし、ここでは詳細な説明を省略する。なお、動作の各段階における撮像時参照画素メモリ21、校正時有効画素メモリ12、補正メモリ13、校正時参照画素メモリ20に記憶させるデータ、及び、表示処理回路15から出力される画像データの関係については、上述のとおりである。
In the third embodiment, the
以上のように、本実施の形態3においては、上述の実施の形態1および実施の形態2と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態3においては、参照画素76〜78を有効画素70〜75の2次元配列の外に配置したため、実施の形態1及び2と比較して、有効画素70〜75の開口率が向上し、実施の形態1及び2と同様に、シャッタ3を開いたまま撮像を継続しつつ画像途切れを生じること無く固定パターンノイズの低減を行なうことが出来、かつ、非冷却赤外線カメラとしての感度向上が期待出来る効果がある。なお、本実施の形態3においては、2次元配列した有効画素の外側において、参照画素78〜76を定電流源48〜51から遠い側(図10において有効画素70〜75の二次元配列の下方)に水平方向に配置した場合を示したが、定電流源48〜51に近い側(図10において有効画素70〜75の二次元配列の上方)に配置しても良い。さらに、参照画素76〜78を、水平走査回路41の反対側において水平方向に配置する場合を示したが、有効画素70〜75の二次元配列の外側における、垂直走査回路40側、あるいは、垂直走査回路40の反対側において、垂直に配置しても同様の効果が得られる。
As described above, in the third embodiment, the same effect as in the first and second embodiments described above can be obtained, and in addition, in the third embodiment, the
なお、上記実施の形態1、2、3の説明においては、赤外光学系1と撮像素子2及び19との間に設置したシャッタ3を閉じることによりシャッタ閉キャリブレーションを実行するものとして説明を行なったが、シャッタ3の位置は赤外光学系1の前でも良いし、各有効画素と各参照画素に一様な強度の赤外線を入射出来れば、シャッタ以外の他の手段であっても良い。また、シャッタ閉キャリブレーション信号及びシャッタ開キャリブレーション信号は当該非冷却赤外線カメラの外部から入力するものとして説明を行なったが、起動後初回のシャッタ閉キャリブレーション信号は制御信号発生回路7から自動的に供給される構成としても良い。
In the description of the first, second, and third embodiments, it is assumed that the shutter closing calibration is executed by closing the
1 赤外光学系、2 撮像素子、3 シャッタ、4 素子パッケージ、5 ドライバ回路、6 直流電源、7 制御信号発生回路、8 増幅回路、9 A/D変換回路、10 フレーム積分回路、11 撮像時参照画素メモリ、12 校正時有効画素メモリ、13 補正メモリ、14 減算補正回路、15 表示処理回路、16 校正時参照画素メモリ、17 校正時差分値メモリ、18 減算回路、19 撮像素子、20 校正時参照画素メモリ、21 撮像時参照画素メモリ、22 校正時差分値メモリ、23 減算回路、52,53,54,55 有効画素、56,57,58,59 参照画素、63 中空断熱構造、69 赤外線吸収構造、70,71,72,73,74,75 有効画素、76,77,78 参照画素。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
開口部を有し、当該開口部を閉じることにより上記撮像素子を構成している上記有効画素及び上記参照画素の各々に対してほぼ均一な強度の赤外線を入射させうる位置に設置されたシャッタと、
上記シャッタの閉状態における各有効画素の出力を記憶する校正時有効画素メモリと、
被写体撮像時の上記シャッタの開状態における各参照画素の出力を記憶する撮像時参照画素メモリと、
上記校正時有効画素メモリと上記撮像時参照画素メモリのいずれか一方のデータを、上記被写体撮像時の上記シャッタの開状態における各有効画素の出力から減算することによりオフセット補正を行なう減算補正回路と
を備えたことを特徴とする非冷却赤外線カメラ。 An image sensor comprising a plurality of effective pixels and a plurality of reference pixels;
A shutter that has an opening, and is disposed at a position where infrared light having a substantially uniform intensity can be incident on each of the effective pixel and the reference pixel constituting the image sensor by closing the opening; ,
Calibration effective pixel memory for storing the output of each effective pixel in the closed state of the shutter;
An imaging reference pixel memory for storing the output of each reference pixel in the open state of the shutter at the time of subject imaging;
A subtraction correction circuit that performs offset correction by subtracting one of the data of the effective pixel memory during calibration and the reference pixel memory during imaging from the output of each effective pixel in the open state of the shutter during imaging of the subject; An uncooled infrared camera characterized by comprising:
開口部を有し、当該開口部を閉じることにより上記撮像素子を構成している上記有効画素及び上記参照画素の各々に対してほぼ均一な強度の赤外線を入射させうる位置に設置されたシャッタと、
上記シャッタの閉状態における各有効画素の出力を記憶する校正時有効画素メモリと、
上記シャッタの閉状態における各参照画素の出力を記憶する校正時参照画素メモリと、
上記校正時参照画素メモリと上記校正時有効画素メモリとの差を記憶する校正時差分値メモリと、
被写体撮像時の上記シャッタの開状態における各参照画素の出力を記憶する撮像時参照画素メモリと、
上記校正時差分値メモリのデータを上記撮像時参照画素メモリのデータから減算する修正を加える減算回路と、
上記校正時有効画素メモリのデータと上記減算回路からの出力のいずれか一方のデータを、上記被写体撮像時の上記シャッタの開状態における各有効画素の出力から減算することによりオフセット補正を行なう減算補正回路と
を備えたことを特徴とする非冷却赤外線カメラ。 An image sensor comprising a plurality of effective pixels and a plurality of reference pixels;
A shutter that has an opening, and is disposed at a position where infrared light having a substantially uniform intensity can be incident on each of the effective pixel and the reference pixel constituting the image sensor by closing the opening; ,
Calibration effective pixel memory for storing the output of each effective pixel in the closed state of the shutter;
A reference pixel memory during calibration for storing the output of each reference pixel in the closed state of the shutter;
A calibration difference value memory for storing a difference between the calibration reference pixel memory and the calibration effective pixel memory;
An imaging reference pixel memory for storing the output of each reference pixel in the open state of the shutter at the time of subject imaging;
A subtraction circuit for adding a correction for subtracting the data in the calibration difference value memory from the data in the imaging reference pixel memory;
Subtraction correction for performing offset correction by subtracting either the data of the effective pixel memory at the time of calibration or the output from the subtraction circuit from the output of each effective pixel in the open state of the shutter at the time of photographing the subject. An uncooled infrared camera comprising a circuit.
上記参照画素は、上記有効画素から上記中空断熱構造と上記赤外線吸収構造の両方又はいずれか一方を除外した構成を有している
ことを特徴とする請求項1または2に記載の非冷却赤外線カメラ。 The effective pixel is composed of a thermal infrared detector having a hollow heat insulating structure and an infrared absorption structure,
The non-cooled infrared camera according to claim 1 or 2, wherein the reference pixel has a configuration in which both or one of the hollow heat insulating structure and the infrared absorbing structure is excluded from the effective pixel. .
二次元に配列した有効画素と、
上記各有効画素に対して一対一に隣接して設置された参照画素と
を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の非冷却赤外線カメラ。 The image sensor is
Effective pixels arranged in two dimensions;
The uncooled infrared camera according to any one of claims 1 to 3, further comprising a reference pixel disposed adjacent to each effective pixel in a one-to-one manner.
二次元に配列した有効画素と、
上記有効画素の二次元配列の周囲において、行又は列方向の配列に対して共通に設置された参照画素と
を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の非冷却赤外線カメラ。 The image sensor is
Effective pixels arranged in two dimensions;
4. The non-pixel according to claim 1, further comprising: a reference pixel that is commonly arranged with respect to the array in the row or column direction around the two-dimensional array of the effective pixels. Cooling infrared camera.
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JP (1) | JP2008219613A (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100919834B1 (en) * | 2009-03-26 | 2009-10-01 | 삼성탈레스 주식회사 | The apparatus and method for protecting detector of thermal image system |
JP2009222585A (en) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Hamamatsu Photonics Kk | Photodetector |
US20100141768A1 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-10 | Bae Systems Information & Electronic Systems Integration, Inc. | Fast electrostatic shutter and method of achieving offset compensation in infrared video imagers using fast shutters |
JP2010161113A (en) * | 2009-01-06 | 2010-07-22 | Hamamatsu Photonics Kk | Optical detector |
JP2010216833A (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Toshiba Corp | Infrared solid-state image sensor |
JP2010286440A (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence | Infrared imaging sensor module |
KR101504022B1 (en) * | 2013-08-09 | 2015-03-24 | 주식회사 콕스 | Thermal imaging camera for correcting ununiformity usign fixed subject and method of correcting ununiformity in the same |
KR101547929B1 (en) | 2014-04-09 | 2015-08-28 | 한화탈레스 주식회사 | Method for converting thermal image |
CN106797440A (en) * | 2014-08-20 | 2017-05-31 | 塞克热量股份有限公司 | The self-adaptative adjustment of the operation biasing of imaging system |
KR101778353B1 (en) | 2011-06-10 | 2017-09-13 | 플리어 시스템즈, 인크. | Non-uniformity correction techniques for infrared imaging devices |
-
2007
- 2007-03-06 JP JP2007055931A patent/JP2008219613A/en active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009222585A (en) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Hamamatsu Photonics Kk | Photodetector |
US8692348B2 (en) | 2008-03-17 | 2014-04-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetector |
US8330820B2 (en) * | 2008-12-05 | 2012-12-11 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Fast electrostatic shutter and method of achieving offset compensation in infrared video imagers using fast shutters |
US20100141768A1 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-10 | Bae Systems Information & Electronic Systems Integration, Inc. | Fast electrostatic shutter and method of achieving offset compensation in infrared video imagers using fast shutters |
US8562776B2 (en) | 2008-12-05 | 2013-10-22 | Bae Systems Information And Electronics Systems Integration Inc. | Fast electrostatic shutter and method of achieving offset compensation in infrared video imagers using fast shutters |
JP2010161113A (en) * | 2009-01-06 | 2010-07-22 | Hamamatsu Photonics Kk | Optical detector |
JP2010216833A (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Toshiba Corp | Infrared solid-state image sensor |
KR100919834B1 (en) * | 2009-03-26 | 2009-10-01 | 삼성탈레스 주식회사 | The apparatus and method for protecting detector of thermal image system |
JP2010286440A (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence | Infrared imaging sensor module |
KR101778353B1 (en) | 2011-06-10 | 2017-09-13 | 플리어 시스템즈, 인크. | Non-uniformity correction techniques for infrared imaging devices |
KR101504022B1 (en) * | 2013-08-09 | 2015-03-24 | 주식회사 콕스 | Thermal imaging camera for correcting ununiformity usign fixed subject and method of correcting ununiformity in the same |
KR101547929B1 (en) | 2014-04-09 | 2015-08-28 | 한화탈레스 주식회사 | Method for converting thermal image |
CN106797440A (en) * | 2014-08-20 | 2017-05-31 | 塞克热量股份有限公司 | The self-adaptative adjustment of the operation biasing of imaging system |
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