JP2014185860A - Infrared detection device and method for correcting input/output characteristics of infrared detector - Google Patents

Infrared detection device and method for correcting input/output characteristics of infrared detector Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an infrared detection device which allows input/output characteristics of an infrared detector to be appropriately corrected by a small number of correction points.SOLUTION: The infrared detection device includes: one or more infrared detectors which generate an output electricity quantity corresponding to input infrared rays; and a correction operation unit 25 which determines a temperature corresponding to the input infrared rays on the basis of the output electricity quantity by correcting input/output characteristics of the infrared detectors by an exponential function.

Description

本願開示は、入出力特性を補正する機能を備えた赤外線検出装置、及び赤外線検出器の入出力特性の補正方法に関する。   The present disclosure relates to an infrared detection device having a function of correcting input / output characteristics, and a method for correcting input / output characteristics of an infrared detector.

Focal Plane Array(FPA)型赤外線撮像装置では、画素に相当する受光素子(赤外線検出器)を平面上に2次元状に配置し、その面に投影される赤外線の強度分布を電気信号分布に変換して、赤外線画像を得る。しかしながら通常、各画素の間でその特性を均一に作製することは困難であり、したがってそのままでは、たとえ投影される赤外線強度の面内分布が均一であっても、その出力信号には分布を生じる。このためFPA型赤外線撮像装置では、各画素の出力を補正して、同一強度の入射赤外線強度には、同一の画素信号が得られるようにしている。具体的には、いくつかの既知の強度の赤外線を、面内に均一に入射させ、その出力を測定して、その結果から既知強度以外での入射光強度に対する画素出力を補間により補正する。   In a Focal Plane Array (FPA) type infrared imaging device, light receiving elements (infrared detectors) corresponding to pixels are two-dimensionally arranged on a plane, and the intensity distribution of infrared rays projected on the surface is converted into an electric signal distribution. And an infrared image is obtained. However, it is usually difficult to make the characteristics uniform between each pixel, and as such, even if the in-plane distribution of the projected infrared intensity is uniform, the output signal has a distribution. . For this reason, in the FPA type infrared imaging device, the output of each pixel is corrected so that the same pixel signal can be obtained for the same incident infrared intensity. Specifically, several infrared rays having known intensities are uniformly incident on the surface, the output is measured, and the pixel output corresponding to the incident light intensity other than the known intensity is corrected by interpolation from the result.

このような補正を行う場合、既知強度の赤外線源を、補正点の数だけ装置内などに備える必要があるため、装置の複雑化を招くから、通常は原理的に最も補正点が少ない、2点での補間が行われる。このような場合、通常は2点間での画素素子の線形性を仮定して、線形補間法が用いられる。   When performing such correction, since it is necessary to provide infrared sources with known intensities in the apparatus as many as the number of correction points, the apparatus becomes complicated, so that in principle there are few correction points in principle. Interpolation at points is performed. In such a case, a linear interpolation method is usually used assuming the linearity of the pixel element between two points.

しかしながら、一般には画素素子の入射光−出力信号特性(以下、入出力特性と呼ぶ)は線形であるとは限らず、この場合には、図1に示したように、補正ずれが生じてしまう。ここで補正ずれとは、本当の入射光強度、あるいは入射光強度相当の黒体温度と、画素出力から求められる入射光強度、あるいは入射光強度相当の黒体温度とが異なってしまうことである。図1においては、着目画像素子について、温度Tの黒体相当の強度の赤外線を入射したときの出力電圧値がVであり、温度Tの黒体相当の強度の赤外線を入射したときの出力電圧値がVである。このとき、対象物体を撮像した際の当該画像素子の出力電圧値がVであると、本来の入出力特性によれば温度Tが対象物体の温度として正しく検知されるべきところ、線形補間により近似した場合には温度T'が対象物体の温度として誤って検知されてしまう。このような補正ずれを抑制するためには、補正点を増やして、細かく線形補間を行うか、多項式近似を用いてより実際の画素素子の入射光-出力信号特性に近い補正曲線を用いて補正を行うことなどが考えられる。しかしこの場合には、補正点相当の既知強度の赤外線源の数が増えてしまう。 However, generally, the incident light-output signal characteristic (hereinafter referred to as input / output characteristic) of the pixel element is not always linear, and in this case, a correction deviation occurs as shown in FIG. . Here, the correction deviation means that the actual incident light intensity or the black body temperature corresponding to the incident light intensity is different from the incident light intensity obtained from the pixel output or the black body temperature corresponding to the incident light intensity. . In Figure 1, the sought image elements, when the output voltage value when the incident infrared radiation intensity of the black body temperature corresponding T 1 is a V 1, which enters the infrared intensity of black body equivalent temperature T 2 output voltage value of is V 2. At this time, if the output voltage value of the image element when the target object is imaged is V 3 , according to the original input / output characteristics, the temperature T 3 should be correctly detected as the temperature of the target object. In the case of approximation, the temperature T 3 ′ is erroneously detected as the temperature of the target object. In order to suppress such correction deviation, the correction points are increased and fine linear interpolation is performed, or correction is performed using a correction curve that is closer to the incident light-output signal characteristics of the actual pixel element using polynomial approximation. Can be considered. In this case, however, the number of infrared sources having a known intensity corresponding to the correction point increases.

特開2012−151661号公報JP 2012-151661 A

以上を鑑みると、少ない補正点により赤外線検出器の入出力特性を適切に補正できる赤外線検出装置、及び赤外線検出器の入出力特性の補正方法が望まれる。   In view of the above, an infrared detection device that can appropriately correct the input / output characteristics of the infrared detector with a small number of correction points, and a method for correcting the input / output characteristics of the infrared detector are desired.

赤外線検出装置は、入力赤外線に応じた出力電気量を生成する1つ又は複数の赤外線検出器と、前記赤外線検出器の入出力特性を指数関数により補正することにより、前記出力電気量に基づいて前記入力赤外線に応じた温度を求める補正演算部とを含む。   The infrared detector is based on the output electric quantity by correcting one or more infrared detectors that generate an output electric quantity corresponding to the input infrared ray, and an input / output characteristic of the infrared detector by an exponential function. A correction calculation unit for obtaining a temperature corresponding to the input infrared rays.

少なくとも1つの実施例によれば、少ない補正点により赤外線検出器の入出力特性を適切に補正できる赤外線検出装置、及び赤外線検出器の入出力特性の補正方法が得られる。   According to at least one embodiment, there can be obtained an infrared detecting device capable of appropriately correcting the input / output characteristics of the infrared detector with a small number of correction points, and a method for correcting the input / output characteristics of the infrared detector.

画素素子の入出力特性による補正ずれを示す図である。It is a figure which shows the correction | amendment deviation by the input / output characteristic of a pixel element. 赤外線検出素子による容量電圧変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the capacitance voltage change by an infrared detection element. 赤外線検出装置の一例である赤外線撮像装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the infrared imaging device which is an example of an infrared detection device. 赤外線撮像装置における入出力特性の補正方法の第1の実施例を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a first embodiment of a method for correcting input / output characteristics in an infrared imaging device. 入出力特性較正データ保存部及び補正演算部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of an input / output characteristic calibration data storage part and a correction | amendment calculating part. 赤外線撮像装置における入出力特性の補正方法の第2の実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd Example of the correction method of the input-output characteristic in an infrared imaging device. 入出力特性較正データ保存部及び補正演算部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of an input / output characteristic calibration data storage part and a correction | amendment calculating part. 従来技術の補正を行った場合と第1の方法により補正を行った場合とを比較した図である。It is the figure which compared the case where correction | amendment of a prior art was performed, and the case where correction | amendment was performed by the 1st method. 従来技術の補正を行った場合と第2の方法により補正を行った場合とを比較した図である。It is the figure which compared the case where correction | amendment of a prior art is performed, and the case where correction | amendment is performed by the 2nd method. 従来技術の補正を行った場合と第3の方法により補正を行った場合とを比較した図である。It is the figure which compared the case where correction | amendment of a prior art was performed, and the case where correction | amendment was performed by the 3rd method.

以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

画素素子(赤外線検出器)の入射光-出力信号特性が線形でない原因としては、素子自体の非線形性や、画素で変換された電気信号強度に対する、後段の電気回路の非線形性など、さまざまな要因が含まれる。しかしながら素子自体に理想的な線形性を仮定したとしても、その入出力特性は原理的に非線形であること、またこの非線形性は、近似的に指数関数で表現される特性を有していることを、本願発明の発明者は見出した。この指数関数は、従来どおり2点での入射光強度-出力信号の相関から一意に決定できるから、本願装置では、従来技術における線形での2点補正よりも正確に画素素子の入出力特性を補正できる。また単純な指数関数により入出力特性を補正できるので、装置が必要以上に複雑になることもない。   The cause of the non-linear incident light-output signal characteristics of the pixel element (infrared detector) is various factors such as the non-linearity of the element itself and the non-linearity of the subsequent electrical circuit with respect to the electric signal intensity converted by the pixel. Is included. However, even if ideal linearity is assumed for the element itself, its input / output characteristics are in principle non-linear, and this non-linearity has characteristics approximately expressed by an exponential function. Have been found by the inventors of the present invention. Since this exponential function can be uniquely determined from the correlation between the incident light intensity and the output signal at two points as in the past, the device of the present application can more accurately input / output the pixel element than the two-point linear correction in the prior art. Can be corrected. In addition, since the input / output characteristics can be corrected by a simple exponential function, the apparatus does not become more complicated than necessary.

赤外線検知器の感度Rを「単位入射光強度(パワー)に対して出力として得られる電流値Iの比」と定義する。ここで、波長λとλ+dλの間での入射光強度W(λ)dλの入射光に対する出力電流dIは、感度の波長分散(分光特性)をR(λ)として、感度の定義から、   The sensitivity R of the infrared detector is defined as “ratio of current value I obtained as output to unit incident light intensity (power)”. Here, the output current dI with respect to the incident light of the incident light intensity W (λ) dλ between the wavelengths λ and λ + dλ is defined from the sensitivity definition, where the wavelength dispersion (spectral characteristic) of the sensitivity is R (λ).

Figure 2014185860
と書ける。したがって、Wの全分光特性に対する出力電流Iは、上式を波長域[0,∞]で積分して、
Figure 2014185860
Can be written. Therefore, the output current I for all spectral characteristics of W is obtained by integrating the above equation in the wavelength range [0, ∞],

Figure 2014185860
となる。ここでR(λ)が、素子駆動バイアス電圧(VIg)によって変動するピーク値Rp(VIg)と、VIgによっては変動しない(と仮定した場合の)規格化分光応答特性R0(λ)によって、
Figure 2014185860
It becomes. Where R (lambda) is the element driving bias voltage peak value varies depending (V Ig) and R p (V Ig), does not vary by V Ig normalized spectral response (assuming that) R 0 ( λ)

Figure 2014185860
の形に書けるとする。またW(λ)を、温度Tの黒体放射強度の波長分散特性W(λ,T)
Figure 2014185860
Suppose you can write Also, W (λ) is the wavelength dispersion characteristic W (λ, T) of black body radiation intensity at temperature T

Figure 2014185860
(k:ボルツマン定数、h:プランク定数、c:真空中での光速)によるものとする。光路中での減衰・散乱や、開口径によって決まる比例定数をA(波長に依存しないと仮定)として、上記出力電流Iは、
Figure 2014185860
(K: Boltzmann constant, h: Planck constant, c: speed of light in vacuum). Assuming that the proportionality constant determined by attenuation / scattering in the optical path and the aperture diameter is A (assuming that it does not depend on the wavelength), the output current I is

Figure 2014185860
となる。したがって、暗電流、つまりすべての入射光強度の場合に流れる一定値の電流をId(VIg)とすると、温度T1の黒体からの放射によって赤外線検知器に流れる全電流IDC(VIg)は、
Figure 2014185860
It becomes. Therefore, if Id (V Ig ) is a dark current, that is, a constant current flowing in the case of all incident light intensities, the total current I DC (V Ig) flowing in the infrared detector by radiation from the black body at temperature T 1 )

Figure 2014185860
と表されることになる。一方、温度T1の黒体からの放射によって赤外線検知器に流れる全電流と、温度T2=T1+ΔTの黒体からの放射によって赤外線検知器に流れる全電流との差分をΔIp(VIg)とすると、
Figure 2014185860
Will be expressed. On the other hand, the difference between the total current flowing in the infrared detector due to the radiation from the black body at temperature T 1 and the total current flowing in the infrared detector due to the radiation from the black body at temperature T 2 = T 1 + ΔT is ΔI p ( V Ig )

Figure 2014185860
となる。ここで、ΔTが十分微小であるとすると、括弧{・}の中は、
Figure 2014185860
It becomes. Here, if ΔT is sufficiently small, the brackets {•} are

Figure 2014185860
と近似できるから、
Figure 2014185860
Can be approximated with

Figure 2014185860
と表すことができる。
Figure 2014185860
It can be expressed as.

ここで、ΔIp(VIg)とIDC(VIg)の比、 Where the ratio of ΔI p (V Ig ) to I DC (V Ig ),

Figure 2014185860
を考える。ここまでの結果から、この比は、
Figure 2014185860
think of. From the results so far, this ratio is

Figure 2014185860
となる。ここで、
Figure 2014185860
It becomes. here,

Figure 2014185860
である。また上式のうち、
Figure 2014185860
It is. Of the above formula,

Figure 2014185860
は、定義ないしは仮定から、バイアス条件に依存しない定数であり、これを、
Figure 2014185860
Is a constant that does not depend on the bias condition by definition or assumption.

Figure 2014185860
と置く。すると、
Figure 2014185860
Put it. Then

Figure 2014185860
となる。したがって、
Figure 2014185860
It becomes. Therefore,

Figure 2014185860
という関係が得られる。
Figure 2014185860
The relationship is obtained.

赤外線検知器素子FPAでの読み出し回路(Read Out Integrated Circuit:ROIC)が、一般的な、ダイレクト・インジェクション型であるとする。この場合、図2に示すように、赤外線検出素子(赤外線検出器)10により流れる素子電流Iにより、容量素子11の両端の電位差Vが変化する。容量素子11の容量値C、蓄積電荷Q、及びその端子間電圧Vの間にはQ=CVという良く知られた関係式があり、 Reading circuit in the infrared detector element FPA (R ead O ut I ntegrated C ircuit: ROIC) is common, and a direct injection type. In this case, as shown in FIG. 2, the potential difference V between both ends of the capacitive element 11 is changed by the element current I flowing through the infrared detection element (infrared detector) 10. There is a well-known relational expression Q = CV between the capacitance value C of the capacitive element 11, the accumulated charge Q, and the voltage V between the terminals.

Figure 2014185860
となる。ここで出力信号Sを、蓄積時間Δtでの単位温度差あたりの出力電位差、と定義すると、
Figure 2014185860
It becomes. Here, if the output signal S is defined as an output potential difference per unit temperature difference at the accumulation time Δt,

Figure 2014185860
となるから、先ほどの結果を用いて、
Figure 2014185860
So, using the previous result,

Figure 2014185860
という関係が得られる。ところで、出力信号Sは、その定義「蓄積時間Δtでの単位温度差あたりの出力電位差」から、
Figure 2014185860
The relationship is obtained. By the way, the output signal S is derived from the definition “output potential difference per unit temperature difference at the accumulation time Δt”.

Figure 2014185860
であるから、結局VDC(T,VIg)に関する微分方程式、
Figure 2014185860
So , after all, the differential equation for V DC (T, V Ig ),

Figure 2014185860
が得られる。ところで、ここで考えている赤外線検知器の動作状態では、そのバイアス電圧VIgは一定であるから、暗電流相当の電圧Vd(VIg)は赤外線入射光量(あるいはT)によらず一定である。ここで近似として、右辺の括弧[・]内の第二項を一定値kであると考えると、
Figure 2014185860
Is obtained. By the way, since the bias voltage V Ig is constant in the operating state of the infrared detector considered here, the voltage V d (V Ig ) corresponding to the dark current is constant regardless of the amount of incident infrared light (or T). is there. As an approximation, if we consider the second term in parentheses [·] on the right side to be a constant value k,

Figure 2014185860
となる。良く知られているように、この形の微分方程式の解は指数関数、
Figure 2014185860
It becomes. As is well known, the solution of this form of differential equation is an exponential function,

Figure 2014185860
となる。ここでVDC0(VIg)は変数Tに対する積分定数である。
Figure 2014185860
It becomes. Here, V DC0 (V Ig ) is an integral constant for the variable T.

以上の議論からわかるように、赤外線検知器の入出力特性は一般に、入射光強度相当の黒体温度Tに対して近似的に指数関数の形を取ることがわかる。なお、(2)式の赤外線検知器の入出力特性の導出過程においては、黒体の温度変化に対する赤外線放射強度の変化量が∂W/∂Tに比例すると近似している。このことから分かるとおり、上記の赤外線検知器の入出力特性の指数関数関係は、黒体温度とその赤外放射強度との間に見られる指数関数関係を反映したものではない。   As can be seen from the above discussion, it can be seen that the input / output characteristics of the infrared detector generally take the form of an exponential function with respect to the black body temperature T corresponding to the incident light intensity. In the process of deriving the input / output characteristics of the infrared detector of equation (2), it is approximated that the amount of change in the infrared radiation intensity with respect to the temperature change of the black body is proportional to ∂W / ∂T. As can be seen from the above, the exponential function relationship of the input / output characteristics of the infrared detector does not reflect the exponential function relationship seen between the black body temperature and the infrared radiation intensity.

以下、既知温度T1ならびにT2(T1<T2)の黒体相当の入射光を用いて、赤外線検知器の入出力特性を補正する方法について説明する。
<第1の方法:任意の指数関数を用いる方法>
上に述べたように、赤外線検知器の入出力特性は一般に、入射光強度相当の黒体温度Tに対して近似的に指数関数として表される。ここでこの指数関数を、定係数a,bを用いて
Hereinafter, a method for correcting the input / output characteristics of the infrared detector using incident light equivalent to a black body at known temperatures T 1 and T 2 (T 1 <T 2 ) will be described.
<First method: Method using an arbitrary exponential function>
As described above, the input / output characteristics of the infrared detector are generally expressed as an exponential function with respect to the black body temperature T corresponding to the incident light intensity. Here, this exponential function is expressed using constant coefficients a and b.

Figure 2014185860
とおく。すると、既知温度T1ならびにT2の黒体相当の入射光に対する出力電圧がそれぞれV1ならびにV2であったとして、
Figure 2014185860
far. Then, assuming that the output voltage for incident light corresponding to a blackbody with known temperatures T 1 and T 2 is V 1 and V 2 , respectively,

Figure 2014185860
から、赤外線検知器の入出力特性の近似式としての指数関数を一意に決定できる。このとき、任意温度Tの黒体相当の入射光に対する出力電圧がVであるとき、
Figure 2014185860
Thus, the exponential function as an approximate expression of the input / output characteristics of the infrared detector can be uniquely determined. At this time, when the output voltage for incident light equivalent to a black body at an arbitrary temperature T is V,

Figure 2014185860
によって、撮像対象の温度Tを決定できる。
Figure 2014185860
Thus, the temperature T of the imaging target can be determined.

ところで、温度Tを、T1を基準としてT=T1+DTと表し、T2= T1+DT0とすると、(3)式は、 By the way, when the temperature T is expressed as T = T 1 + DT with T 1 as a reference, and T 2 = T 1 + DT 0 , the equation (3) is

Figure 2014185860
となる。ここで改めて、
Figure 2014185860
It becomes. Here again,

Figure 2014185860
と置きなおすと、
Figure 2014185860
When I put it again,

Figure 2014185860
となる。従って、
Figure 2014185860
It becomes. Therefore,

Figure 2014185860
として、T=T1+DTからも撮像対象の温度Tを決定することができる。
Figure 2014185860
As a result, the temperature T to be imaged can also be determined from T = T 1 + DT.

同様に、温度Tを、T2を基準としてT=T2-DTと表し、T1= T2-DT0とすると、(3)式は、 Similarly, when the temperature T is expressed as T = T 2 -DT with T 2 as a reference, and T 1 = T 2 -DT 0 , the equation (3) is

Figure 2014185860
となる。ここで改めて、
Figure 2014185860
It becomes. Here again,

Figure 2014185860
と置きなおすと、
Figure 2014185860
When I put it again,

Figure 2014185860
となる。従って、
Figure 2014185860
It becomes. Therefore,

Figure 2014185860
として、T=T2-DTからも撮像対象の温度Tを決定することができる。
Figure 2014185860
As a result, the temperature T to be imaged can also be determined from T = T 2 -DT.

上記の2種類の方法は、単に数式操作の問題であって、互いに等価な関係にあるから、このどちらの方法を用いてもよいことは明らかである。
<第2の方法:(2)式の近似式を用いる方法>
前述の(2)式、
The above two types of methods are merely mathematical operation problems and are in an equivalent relationship with each other, so it is clear that either of these methods may be used.
<Second Method: Method Using Approximation Formula (2)>
Formula (2) above,

Figure 2014185860
において、指数関数の引数の係数は、(1)式から、
Figure 2014185860
The coefficient of the exponential function argument is

Figure 2014185860
となる。この場合のSは、赤外線検知器の出力電圧がVDC(VIg)である場合の値(つまり、VDC-T曲線における、VDC=VDC(VIg)での微係数)である。このSを、既知温度T1ならびにT2の黒体相当の入射光に対する出力電圧V1ならびにV2に対する平均のS、
Figure 2014185860
It becomes. In this case, S is a value when the output voltage of the infrared detector is V DC (V Ig ) (that is, a differential coefficient at V DC = V DC (V Ig ) in the V DC -T curve). . This S is the average S for the output voltages V 1 and V 2 for incident light equivalent to a blackbody with known temperatures T 1 and T 2 ,

Figure 2014185860
で近似する。すると、
Figure 2014185860
Approximate. Then

Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
が得られる。このとき、既知温度T1ならびにT2の黒体相当の入射光に対する出力電圧V1ならびにV2から、(4)式について、
Figure 2014185860
Is obtained. At this time, from the output voltages V 1 and V 2 for the incident light corresponding to the black body at the known temperatures T 1 and T 2 ,

Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
が得られる((5)式についても同様であるので、説明は省略する)。したがって、任意温度Tの黒体相当の入射光に対する出力電圧がVであるとき、
Figure 2014185860
(Equivalent to equation (5), description thereof is omitted). Therefore, when the output voltage for incident light equivalent to a black body at an arbitrary temperature T is V,

Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
によって、撮像対象の温度Tを決定できる。あるいは(5)式から、
Figure 2014185860
Thus, the temperature T of the imaging target can be determined. Or from equation (5)

Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
によって、撮像対象の温度Tを決定できる。
<第3の方法:(2)式の近似式を用いる方法>
前述のように、(1)式で表されるSは、赤外線検知器の出力電圧がVDC(VIg)である場合の値(つまり、VDC-T曲線における、VDC=VDC(VIg)での微係数)である。ところで、いわゆる平均値の定理により、x-y座標系の任意の滑らかな連続曲線y=f(x)について、変数x変域の区間[x1,x2]において、
Figure 2014185860
Thus, the temperature T of the imaging target can be determined.
<Third Method: Method Using Approximation Formula (2)>
As described above, S represented by the equation (1) is a value when the output voltage of the infrared detector is V DC (V Ig ) (that is, V DC = V DC (V DC -T curve in the V DC -T curve). V Ig )). By the way, according to the so-called mean value theorem, for any smooth continuous curve y = f (x) in the xy coordinate system, in the interval [x 1 , x 2 ] of the variable x domain,

Figure 2014185860
を満たす実数cが存在する(ここで、f'(x)は、関数f(x)のxによる一次微分関数を表す)。このことを用いて、当該赤外線検知器の入出力特性上のある点(Tc,Vc)において、
Figure 2014185860
There exists a real number c satisfying (where f ′ (x) represents a first-order differential function of the function f (x) by x). Using this, at a certain point (T c , V c ) on the input / output characteristics of the infrared detector,

Figure 2014185860
が成り立つように、(2)式の係数を決定する近似方法が考えられる。このとき、(1)式から、
Figure 2014185860
An approximation method for determining the coefficient of equation (2) is conceivable so that At this time, from equation (1),

Figure 2014185860
となるから、(2)式は、
Figure 2014185860
Therefore, equation (2) becomes

Figure 2014185860
と書ける。既知温度T1ならびにT2の黒体相当の入射光に対する出力電圧V1ならびにV2から、
Figure 2014185860
Can be written. From the output voltages V 1 and V 2 for incident light equivalent to a blackbody with known temperatures T 1 and T 2 ,

Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
が得られる。したがって、任意温度Tの黒体相当の入射光に対する出力電圧がVであるとき、
Figure 2014185860
Is obtained. Therefore, when the output voltage for incident light equivalent to a black body at an arbitrary temperature T is V,

Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
によって、撮像対象の温度Tを決定できる。あるいは、温度Tを、T1を基準としてT=T1+DTと表し、T2= T1+DT0とすると(6)式は、
Figure 2014185860
Thus, the temperature T of the imaging target can be determined. Alternatively, the temperature T, expressed as T = T 1 + DT based on the T 1, when the T 2 = T 1 + DT 0 (6) Equation,

Figure 2014185860
となる。既知温度T1ならびにT2の黒体相当の入射光に対する出力電圧V1ならびにV2から、
Figure 2014185860
It becomes. From the output voltages V 1 and V 2 for incident light equivalent to a blackbody with known temperatures T 1 and T 2 ,

Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
が得られる。したがって、任意温度T=T1+DTの黒体相当の入射光に対する出力電圧がVであるとき、
Figure 2014185860
Is obtained. Therefore, when the output voltage for incident light equivalent to a black body at an arbitrary temperature T = T 1 + DT is V,

Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
として、T=T1+DTからも撮像対象の温度Tを決定することができる。
Figure 2014185860
As a result, the temperature T to be imaged can also be determined from T = T 1 + DT.

同様に、温度Tを、T2を基準としてT=T2-DTと表し、T2= T1+DT0とすると(6)式は、 Similarly, when the temperature T is expressed as T = T 2 −DT with T 2 as a reference, and T 2 = T 1 + DT 0 , the equation (6) is

Figure 2014185860
となる。既知温度T1ならびにT2の黒体相当の入射光に対する出力電圧V1ならびにV2から、
Figure 2014185860
It becomes. From the output voltages V 1 and V 2 for incident light equivalent to a blackbody with known temperatures T 1 and T 2 ,

Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
が得られる。したがって、任意温度T=T2-DTの黒体相当の入射光に対する出力電圧がVであるとき、
Figure 2014185860
Is obtained. Therefore, when the output voltage for incident light equivalent to a black body at an arbitrary temperature T = T 2 -DT is V,

Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
として、T=T2-DTからも撮像対象の温度Tを決定することができる。
Figure 2014185860
As a result, the temperature T to be imaged can also be determined from T = T 2 -DT.

図3は、赤外線検出装置の一例である赤外線撮像装置の構成の一例を示す図である。なお図3において、各ボックスで示される各機能ブロックと他の機能ブロックとの境界は、基本的には機能的な境界を示すものであり、物理的な位置の分離、電気的な信号の分離、制御論理的な分離等に対応するとは限らない。各機能ブロックは、他のブロックと物理的にある程度分離された1つのハードウェアモジュールであってもよいし、或いは他のブロックと物理的に一体となったハードウェアモジュール中の1つの機能を示したものであってもよい。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of an infrared imaging device that is an example of an infrared detection device. In FIG. 3, the boundary between each functional block indicated by each box and another functional block basically indicates a functional boundary. Physical position separation and electrical signal separation are performed. However, it does not always correspond to control logic separation or the like. Each functional block may be one hardware module that is physically separated from other blocks to some extent, or represents one function in a hardware module that is physically integrated with another block. It may be.

図3に示す赤外線撮像装置は、画素回路アレイ21、行選択スイッチ部22、信号取り出し&シフトレジスタ部23、入出力特性較正データ保存部24、補正演算部25、信号出力部26、及びスイッチ27を含む。画素アレイ21は、縦横にマトリクス上に配置された複数の画素回路を含む。行選択スイッチ部22により、指定した行位置にある画素回路を選択し、更に信号取り出し&シフトレジスタ部23により、指定した列位置にある画素回路を選択する。これにより、指定した行位置及び列位置にある画素回路から、当該画素の撮像データを出力電圧として読み出すことができる。   3 includes a pixel circuit array 21, a row selection switch unit 22, a signal extraction & shift register unit 23, an input / output characteristic calibration data storage unit 24, a correction calculation unit 25, a signal output unit 26, and a switch 27. including. The pixel array 21 includes a plurality of pixel circuits arranged on a matrix vertically and horizontally. The pixel circuit at the designated row position is selected by the row selection switch unit 22, and the pixel circuit at the designated column position is further selected by the signal extraction & shift register unit 23. Thereby, imaging data of the pixel can be read out as an output voltage from the pixel circuit at the designated row position and column position.

画素回路の各々は、例えば図2に示すような赤外線検出素子10、容量素子11、スイッチ12として動作するトランジスタ等を含む。赤外線検出素子10は、入射光(入射赤外線)の量に応じて電気抵抗値が変化する特性を有し、入力赤外線に応じた出力電気量を生成する(例えば電流を流す)。赤外線検出素子10の抵抗値に応じた量の電流が、容量素子11からスイッチ12及び赤外線検出素子10を介してグラウンドGND側に流れ、容量素子11の電荷が減少する。この電荷の減少により変化する容量素子11の両端電位差に応じた電圧が、撮像データとして信号取り出し&シフトレジスタ部23に取り出される。   Each pixel circuit includes, for example, an infrared detection element 10, a capacitive element 11, and a transistor that operates as a switch 12 as illustrated in FIG. 2. The infrared detecting element 10 has a characteristic that an electric resistance value changes according to the amount of incident light (incident infrared ray), and generates an output electric amount corresponding to the input infrared ray (for example, current flows). An amount of current corresponding to the resistance value of the infrared detection element 10 flows from the capacitive element 11 to the ground GND side via the switch 12 and the infrared detection element 10, and the charge of the capacitive element 11 decreases. A voltage corresponding to the potential difference between both ends of the capacitive element 11 that changes due to the decrease in the electric charge is taken out to the signal extraction & shift register unit 23 as imaging data.

信号取り出し&シフトレジスタ部23は、選択された行での一定バイアス電圧下での列出力信号を時系列のシリアル信号として取り出す。このときのシリアル信号では、各画素素子の入出力特性バラツキによって、たとえ同じ強度の入射光量においても、出力電圧強度がばらついている。信号取り出し&シフトレジスタ部23により取り出された各画素の出力電圧は、スイッチ27を介して、入出力特性較正データ保存部24又は補正演算部25に供給される。入出力特性較正データ保存部24には、既知温度の黒体からの面内で均一な放射赤外線を画素回路アレイ21に入射した状態で、信号取り出し&シフトレジスタ部23からの出力電圧を供給する。これにより、入出力特性較正データ保存部24に、較正用のデータを保存する。   The signal extraction & shift register unit 23 extracts a column output signal under a constant bias voltage in the selected row as a time-series serial signal. In the serial signal at this time, the output voltage intensity varies depending on the input / output characteristics of each pixel element even if the incident light quantity has the same intensity. The output voltage of each pixel extracted by the signal extraction & shift register unit 23 is supplied to the input / output characteristic calibration data storage unit 24 or the correction calculation unit 25 via the switch 27. The input / output characteristic calibration data storage unit 24 is supplied with an output voltage from the signal extraction & shift register unit 23 in a state where a radiant infrared ray uniform from a black body at a known temperature is incident on the pixel circuit array 21. . As a result, calibration data is stored in the input / output characteristic calibration data storage unit 24.

対象物体の撮像時には、信号取り出し&シフトレジスタ部23からのばらついたシリアル信号を、補正演算部25に供給する。補正演算部25は、入出力特性較正データ保存部24に保存された較正用のデータに基づいて、所定のバイアス条件における入出力特性を補正する演算を、各画素毎に実行する。この補正演算により、入出力特性のバラツキを補正した補正後出力電圧が得られる。この際、補正演算部25は、赤外線検出素子10の入出力特性を指数関数により補正することにより、赤外線検知素子10の出力電気量に基づいて入力赤外線に応じた温度を求める。補正後出力電圧は各画素毎に撮像対象の温度を示す電圧であり、補正演算部25から信号出力部26に供給される。   At the time of imaging of the target object, the serial signal having a variation from the signal extraction & shift register unit 23 is supplied to the correction calculation unit 25. Based on the calibration data stored in the input / output characteristic calibration data storage unit 24, the correction calculation unit 25 performs a calculation for correcting the input / output characteristics under a predetermined bias condition for each pixel. By this correction calculation, a corrected output voltage in which variations in input / output characteristics are corrected is obtained. At this time, the correction calculation unit 25 corrects the input / output characteristics of the infrared detection element 10 with an exponential function, thereby obtaining a temperature corresponding to the input infrared ray based on the output electric quantity of the infrared detection element 10. The corrected output voltage is a voltage indicating the temperature of the imaging target for each pixel, and is supplied from the correction calculation unit 25 to the signal output unit 26.

以下に、図3に示す赤外線撮像装置における入出力特性の補正方法について説明する。   Hereinafter, a method for correcting input / output characteristics in the infrared imaging apparatus shown in FIG. 3 will be described.

図4は、赤外線撮像装置における入出力特性の補正方法の第1の実施例を示すフローチャートである。図3及び図4を参照して、図4に示される補正方法について説明する。なおフローチャートにおいて、各ステップの実行順はフローチャートに示される順番に限定されるものではなく、動作に支障が生じない限りにおいてステップの実行順を前後させてもよい。   FIG. 4 is a flowchart showing a first embodiment of a method for correcting input / output characteristics in an infrared imaging device. The correction method shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. In the flowchart, the execution order of the steps is not limited to the order shown in the flowchart, and the execution order of the steps may be changed as long as the operation is not hindered.

まずステップS1で、所望のバイアス電圧を印加した動作状態、即ち、各画素の赤外線検出素子10に一定バイアス電圧VIgを印加した状態に、2次元アレイ(画素回路アレイ21)を設定する。ステップS2で、スイッチ27を入出力特性較正データ保存部24側に接続する。ステップS3で、温度T1の黒体相当の物体からの面内で均一な放射赤外線を画素回路アレイ21に入射(照射)する。ステップS4で、上記赤外線を入射した状態で、画素回路アレイ21の各画素に対して、画素出力電圧値V1(i,j)を取得する。出力電圧値V1(i,j)は、信号取り出し&シフトレジスタ部23から入出力特性較正データ保存部24に供給される。 First, in step S1, a two-dimensional array (pixel circuit array 21) is set in an operation state in which a desired bias voltage is applied, that is, in a state in which a constant bias voltage V Ig is applied to the infrared detection element 10 of each pixel. In step S2, the switch 27 is connected to the input / output characteristic calibration data storage unit 24 side. In step S3, the incident uniform infrared radiation in the plane of the object corresponding black body temperature T 1 of the pixel circuit array 21 (irradiation). In step S4, a pixel output voltage value V 1 (i, j) is acquired for each pixel of the pixel circuit array 21 in a state where the infrared ray is incident. The output voltage value V 1 (i, j) is supplied from the signal extraction & shift register unit 23 to the input / output characteristic calibration data storage unit 24.

図5は、入出力特性較正データ保存部24及び補正演算部25の構成の一例を示す図である。入出力特性較正データ保存部24は、AD変換部31、記憶制御部32、読出制御部33、V1(i,j)記憶部34、V2(i,j)記憶部35、及び温度記憶部36を含む。また補正演算部25は、演算部41、及びAD変換部42を含む。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the input / output characteristic calibration data storage unit 24 and the correction calculation unit 25. The input / output characteristic calibration data storage unit 24 includes an AD conversion unit 31, a storage control unit 32, a read control unit 33, a V 1 (i, j) storage unit 34, a V 2 (i, j) storage unit 35, and a temperature storage. Part 36 is included. The correction calculation unit 25 includes a calculation unit 41 and an AD conversion unit 42.

AD変換部31は、信号取り出し&シフトレジスタ部23から供給されたアナログの出力電圧をデジタル電圧値に変換する。入出力特性較正データ保存部24には、現在供給されている出力電圧の画素位置(i,j)を示すデータと、現在入射している赤外線源の温度T又はTを示すデータとが供給される。記憶制御部32は、AD変換部31によるAD変換後のデジタル電圧値を、V1(i,j)記憶部34に格納する。この際、記憶制御部32は、画素位置(i,j)に応じたメモリ位置にデジタル電圧値を格納する。また更に、記憶制御部32は、現在の赤外線源の温度Tを温度記憶部36に格納する。 The AD conversion unit 31 converts the analog output voltage supplied from the signal extraction & shift register unit 23 into a digital voltage value. The input / output characteristic calibration data storage unit 24 includes data indicating the pixel position (i, j) of the currently supplied output voltage and data indicating the temperature T 1 or T 2 of the currently incident infrared source. Supplied. The storage control unit 32 stores the digital voltage value after AD conversion by the AD conversion unit 31 in the V 1 (i, j) storage unit 34. At this time, the storage control unit 32 stores the digital voltage value at a memory position corresponding to the pixel position (i, j). Furthermore, the storage control unit 32 stores the current temperature T 1 of the infrared source in the temperature storage unit 36.

図4に戻り、ステップS5で、温度T2の黒体相当の物体からの面内で均一な放射赤外線を画素回路アレイ21に入射(照射)する。ステップS6で、上記赤外線を入射した状態で、画素回路アレイ21の各画素に対して、画素出力電圧値V2(i,j)を取得する。出力電圧値V2(i,j)は、信号取り出し&シフトレジスタ部23から入出力特性較正データ保存部24に供給される。図5に示す入出力特性較正データ保存部24では、出力電圧値V2(i,j)をAD変換部31によりAD変換して得られるデジタル電圧値が、記憶制御部32により、V2(i,j)記憶部35に格納される。この際、記憶制御部32は、画素位置(i,j)に応じたメモリ位置にデジタル電圧値を格納する。また更に、記憶制御部32は、現在の赤外線源の温度T2を温度記憶部36に格納する。 Returning to FIG. 4, in step S < b > 5, radiant infrared rays that are uniform in a plane from an object corresponding to a black body at temperature T 2 are incident (irradiated) on the pixel circuit array 21. In step S6, a pixel output voltage value V 2 (i, j) is acquired for each pixel of the pixel circuit array 21 in a state where the infrared ray is incident. The output voltage value V 2 (i, j) is supplied from the signal extraction & shift register unit 23 to the input / output characteristic calibration data storage unit 24. In the input / output characteristic calibration data storage unit 24 shown in FIG. 5, the digital voltage value obtained by AD converting the output voltage value V 2 (i, j) by the AD conversion unit 31 is converted to V 2 ( i, j) Stored in the storage unit 35. At this time, the storage control unit 32 stores the digital voltage value at a memory position corresponding to the pixel position (i, j). Furthermore, the storage control unit 32 stores the current temperature T 2 of the infrared source in the temperature storage unit 36.

以上により、補正に用いられる較正データの取得が完了する。次に、赤外線撮像装置の通常の使用状態において、補正を実施して赤外線画像を得る動作が実行される。   Thus, the acquisition of calibration data used for correction is completed. Next, in the normal use state of the infrared imaging device, an operation of performing correction to obtain an infrared image is executed.

図4のステップS7で、スイッチ27を補正演算部25側に接続する。これにより、各画素の赤外線検出素子10に一定バイアス電圧VIgを印加した状態で、画素回路アレイ21からの画素出力V(i,j)を補正演算部25に順次読みだす。補正演算部25では、入出力特性較正データ保存部24に格納されているデータに基づき、前述の第1の方法乃至第3の方法のいずれかの式を用いて、各画素からの画素出力V(i,j)に対応する撮像対象の温度を求める。 In step S7 of FIG. 4, the switch 27 is connected to the correction calculation unit 25 side. Thus, the pixel output V (i, j) from the pixel circuit array 21 is sequentially read out to the correction calculation unit 25 in a state where the constant bias voltage V Ig is applied to the infrared detection element 10 of each pixel. In the correction calculation unit 25, based on the data stored in the input / output characteristic calibration data storage unit 24, the pixel output V from each pixel is calculated using any one of the above-described first to third methods. The temperature of the imaging target corresponding to (i, j) is obtained.

温度計算の具体例を、例えば、補正式、   Specific examples of temperature calculation include, for example, a correction formula,

Figure 2014185860
を用いた場合について以下に説明する。信号取り出し&シフトレジスタ部23から、各画素(i,j)の画素出力電圧V(i,j)が順次出力されてくる。この出力に対応する撮像対象の当該部分の温度T(i,j)は、
Figure 2014185860
The case where is used will be described below. The pixel output voltage V (i, j) of each pixel (i, j) is sequentially output from the signal extraction & shift register unit 23. The temperature T (i, j) of the part to be imaged corresponding to this output is

Figure 2014185860
で求められる。画素(i,j)からの画素出力電圧V(i,j)が補正演算部25に入力されると、画素位置(i,j)を示すデータに応じて、画素(i,j)に対応した補正データV1(i,j)、V2(i,j)、並びにT1及びT2が信号取り出し&シフトレジスタ部23から読み出される(図4のステップS8)。補正演算部25のAD変換部42は、画素(i,j)の画素出力電圧V(i,j)をアナログ電圧からデジタル電圧値に変換する。補正演算部25の演算部41は、変換後のデジタル電圧値と上記の補正式とを用いて、画素(i,j)の画素出力電圧V(i,j)に対応する撮像対象の当該部分の温度T(i,j)を算出し、信号出力部26へ出力する(図4のステップS9)。ステップS8の動作とステップS9の動作とが、全画素に対して繰り替えされる(図4のステップS10)。
Figure 2014185860
Is required. When the pixel output voltage V (i, j) from the pixel (i, j) is input to the correction calculation unit 25, it corresponds to the pixel (i, j) according to the data indicating the pixel position (i, j). The corrected data V 1 (i, j), V 2 (i, j), and T 1 and T 2 are read from the signal extraction & shift register unit 23 (step S8 in FIG. 4). The AD conversion unit 42 of the correction calculation unit 25 converts the pixel output voltage V (i, j) of the pixel (i, j) from an analog voltage to a digital voltage value. The calculation unit 41 of the correction calculation unit 25 uses the converted digital voltage value and the above correction formula, and this part of the imaging target corresponding to the pixel output voltage V (i, j) of the pixel (i, j). The temperature T (i, j) is calculated and output to the signal output unit 26 (step S9 in FIG. 4). The operation in step S8 and the operation in step S9 are repeated for all pixels (step S10 in FIG. 4).

信号出力部26は、赤外線撮像装置の構成に応じて、上記T(i,j)に応じた強度の信号を例えばテレビ画像出力のコントラスト信号として生成し、ディスプレイ装置に出力する(図4のステップS11)。   The signal output unit 26 generates a signal having an intensity corresponding to the above T (i, j), for example, as a contrast signal for television image output according to the configuration of the infrared imaging device, and outputs the generated signal to the display device (step in FIG. 4). S11).

なお前述の第2の方法及び第3の方法では、補正データV1(i,j)及びV2(i,j)(並びにT1及びT2)に加え、 In the second method and the third method described above, in addition to the correction data V 1 (i, j) and V 2 (i, j) (and T 1 and T 2 ),

Figure 2014185860
の値が必要になる。この値については、予めステップS6の段階で計算して信号取り出し&シフトレジスタ部23に格納しておいてもよいし、或いはステップS9で逐次算出してもよい。また前述の第3の方法では、パラメタcの値が必要になるが、この値は、予め信号取り出し&シフトレジスタ部23に保存しておけばよい。
Figure 2014185860
The value of is required. This value may be calculated in advance in step S6 and stored in the signal extraction & shift register unit 23, or may be calculated sequentially in step S9. In the third method described above, the value of the parameter c is required, but this value may be stored in the signal extraction & shift register unit 23 in advance.

上記の実施例では、補正演算部25にて、各T(i,j)を算出するために補正演算を逐次実行している。これに対し、T(i,j)を逐次算出するのではなく、各画素出力電圧V(i,j)に対応する温度T(i,j)を予め計算しておき、計算したデータを、V(i,j)とT(i,j)との対応を示すテーブルとして入出力特性較正データ保存部24に保存しておいてもよい。そのような実施例を以下に説明する。   In the above embodiment, the correction calculation unit 25 sequentially executes the correction calculation in order to calculate each T (i, j). On the other hand, instead of sequentially calculating T (i, j), the temperature T (i, j) corresponding to each pixel output voltage V (i, j) is calculated in advance, and the calculated data is It may be stored in the input / output characteristic calibration data storage unit 24 as a table indicating the correspondence between V (i, j) and T (i, j). Such an embodiment is described below.

図6は、赤外線撮像装置における入出力特性の補正方法の第2の実施例を示すフローチャートである。図3及び図6を参照して、図6に示される補正方法について説明する。なおフローチャートにおいて、各ステップの実行順はフローチャートに示される順番に限定されるものではなく、動作に支障が生じない限りにおいてステップの実行順を前後させてもよい。   FIG. 6 is a flowchart showing a second embodiment of the input / output characteristic correction method in the infrared imaging device. The correction method shown in FIG. 6 will be described with reference to FIGS. In the flowchart, the execution order of the steps is not limited to the order shown in the flowchart, and the execution order of the steps may be changed as long as the operation is not hindered.

まずステップS21で、所望のバイアス電圧を印加した動作状態、即ち、各画素の赤外線検出素子10に一定バイアス電圧VIgを印加した状態に、2次元アレイ(画素回路アレイ21)を設定する。ステップS22で、スイッチ27を入出力特性較正データ保存部24側に接続する。ステップS23で、温度T1の黒体相当の物体からの面内で均一な放射赤外線を画素回路アレイ21に入射(照射)する。ステップS24で、上記赤外線を入射した状態で、画素回路アレイ21の各画素に対して、画素出力電圧値V1(i,j)を取得する。出力電圧値V1(i,j)は、信号取り出し&シフトレジスタ部23から入出力特性較正データ保存部24に供給される。 First, in step S21, a two-dimensional array (pixel circuit array 21) is set in an operation state in which a desired bias voltage is applied, that is, in a state in which a constant bias voltage V Ig is applied to the infrared detection element 10 of each pixel. In step S22, the switch 27 is connected to the input / output characteristic calibration data storage unit 24 side. In step S23, radiant infrared rays that are uniform in a plane from an object corresponding to a black body at temperature T 1 are incident (irradiated) on the pixel circuit array 21. In step S24, a pixel output voltage value V 1 (i, j) is acquired for each pixel of the pixel circuit array 21 in a state where the infrared ray is incident. The output voltage value V 1 (i, j) is supplied from the signal extraction & shift register unit 23 to the input / output characteristic calibration data storage unit 24.

図7は、入出力特性較正データ保存部24及び補正演算部25の構成の一例を示す図である。入出力特性較正データ保存部24は、AD変換部31、記憶制御部32、テーブル演算部51、電圧・温度記憶部52、テーブル記憶部53、及び読出制御・比較部54を含む。また補正演算部25は、演算部61、及びAD変換部42を含む。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the input / output characteristic calibration data storage unit 24 and the correction calculation unit 25. The input / output characteristic calibration data storage unit 24 includes an AD conversion unit 31, a storage control unit 32, a table calculation unit 51, a voltage / temperature storage unit 52, a table storage unit 53, and a read control / comparison unit 54. The correction calculation unit 25 includes a calculation unit 61 and an AD conversion unit 42.

AD変換部31は、信号取り出し&シフトレジスタ部23から供給されたアナログの出力電圧をデジタル電圧値に変換する。入出力特性較正データ保存部24には、現在供給されている出力電圧の画素位置(i,j)を示すデータと、現在入射している赤外線源の温度T又はTを示すデータとが供給される。記憶制御部32は、AD変換部31によるAD変換後のデジタル電圧値を、電圧・温度記憶部52に格納する。この際、記憶制御部32は、画素位置(i,j)に応じたメモリ位置にデジタル電圧値を格納する。また更に、記憶制御部32は、現在の赤外線源の温度Tを電圧・温度記憶部52に格納する。 The AD conversion unit 31 converts the analog output voltage supplied from the signal extraction & shift register unit 23 into a digital voltage value. The input / output characteristic calibration data storage unit 24 includes data indicating the pixel position (i, j) of the currently supplied output voltage and data indicating the temperature T 1 or T 2 of the currently incident infrared source. Supplied. The storage control unit 32 stores the digital voltage value after AD conversion by the AD conversion unit 31 in the voltage / temperature storage unit 52. At this time, the storage control unit 32 stores the digital voltage value at a memory position corresponding to the pixel position (i, j). Furthermore, the storage control unit 32 stores the current temperature T 1 of the infrared source in the voltage / temperature storage unit 52.

図4に戻り、ステップS25で、温度T2の黒体相当の物体からの面内で均一な放射赤外線を画素回路アレイ21に入射(照射)する。ステップS26で、上記赤外線を入射した状態で、画素回路アレイ21の各画素に対して、画素出力電圧値V2(i,j)を取得する。出力電圧値V2(i,j)は、信号取り出し&シフトレジスタ部23から入出力特性較正データ保存部24に供給される。図7に示す入出力特性較正データ保存部24では、出力電圧値V2(i,j)をAD変換部31によりAD変換して得られるデジタル電圧値が、記憶制御部32により、電圧・温度記憶部52に格納される。この際、記憶制御部32は、画素位置(i,j)に応じたメモリ位置にデジタル電圧値を格納する。また更に、記憶制御部32は、現在の赤外線源の温度T2を電圧・温度記憶部52に格納する。 Returning to FIG. 4, in step S < b > 25, radiation infrared rays that are uniform in a plane from an object corresponding to a black body having a temperature T 2 are incident (irradiated) on the pixel circuit array 21. In step S26, a pixel output voltage value V 2 (i, j) is acquired for each pixel of the pixel circuit array 21 in a state where the infrared ray is incident. The output voltage value V 2 (i, j) is supplied from the signal extraction & shift register unit 23 to the input / output characteristic calibration data storage unit 24. In the input / output characteristic calibration data storage unit 24 shown in FIG. 7, a digital voltage value obtained by AD converting the output voltage value V 2 (i, j) by the AD conversion unit 31 is converted into a voltage / temperature by the storage control unit 32. It is stored in the storage unit 52. At this time, the storage control unit 32 stores the digital voltage value at a memory position corresponding to the pixel position (i, j). Furthermore, the storage control unit 32 stores the current temperature T 2 of the infrared source in the voltage / temperature storage unit 52.

ステップS26では、更に、電圧・温度記憶部52に格納されている画素(i,j)に対応した補正データV1(i,j)及びV2(i,j)(並びにT1及びT2)と、例えば以下の補正式、 In step S26, the correction data V 1 (i, j) and V 2 (i, j) (and T 1 and T 2 ) corresponding to the pixel (i, j) stored in the voltage / temperature storage unit 52 are further displayed. ) And, for example, the following correction formula:

Figure 2014185860
とを用いて、テーブルを作成する。即ち、例えば適当な区間[V(i,j,k),V(i,j,k)+δV)に対して、
Figure 2014185860
Use and to create a table. That is, for example, for an appropriate interval [V (i, j, k), V (i, j, k) + δV),

Figure 2014185860
を計算することにより、画素(i,j)毎に各区間に対してT(i,j,k)を求める。こうして求めた値が、テーブル記憶部53に格納される。
Figure 2014185860
By calculating T (i, j, k) for each section for each pixel (i, j). The value thus obtained is stored in the table storage unit 53.

図6のステップS27で、スイッチ27を補正演算部25側に接続する。これにより、各画素の赤外線検出素子10に一定バイアス電圧VIgを印加した状態で、画素回路アレイ21からの各画素(i,j)の画素出力電圧V(i,j)を、補正演算部25に順次供給する。 In step S27 in FIG. 6, the switch 27 is connected to the correction calculation unit 25 side. As a result, the pixel output voltage V (i, j) of each pixel (i, j) from the pixel circuit array 21 in the state where the constant bias voltage V Ig is applied to the infrared detection element 10 of each pixel is corrected. 25 are sequentially supplied.

ステップS28で、テーブル記憶部53に格納されているテーブルからデータを読み出す。具体的には、補正演算部25のAD変換部42が、画素(i,j)の画素出力電圧V(i,j)をアナログ電圧からデジタル電圧値に変換する。演算部61は、画素出力のデジタル電圧値V(i,j)を、入出力特性較正データ保存部24の読出制御・比較部54に供給する。読出制御・比較部54は、画素位置(i,j)を示すデータと画素出力のデジタル電圧値V(i,j)とに基づいて、テーブル記憶部53に格納されているテーブルから、画素位置(i,j)とデジタル電圧値V(i,j)とに対応する温度T(i,j)を読み出す。   In step S28, data is read from the table stored in the table storage unit 53. Specifically, the AD conversion unit 42 of the correction calculation unit 25 converts the pixel output voltage V (i, j) of the pixel (i, j) from an analog voltage to a digital voltage value. The arithmetic unit 61 supplies the pixel output digital voltage value V (i, j) to the read control / comparison unit 54 of the input / output characteristic calibration data storage unit 24. Based on the data indicating the pixel position (i, j) and the digital voltage value V (i, j) of the pixel output, the read control / comparison unit 54 calculates the pixel position from the table stored in the table storage unit 53. The temperature T (i, j) corresponding to (i, j) and the digital voltage value V (i, j) is read out.

ステップS29で、画素出力電圧V(i,j)に対応する撮像対象の当該部分の温度T(i,j)求める。即ち、テーブル記憶部53に格納されているテーブルから、
V(i,j,k) ≦V(i,j) <V(i,j,k)+δV
を満たすkに対応するT(i,j,k)を読出し、このT(i,j,k)を、画素出力電圧V(i,j)に対応する撮像対象の当該部分の温度T(i,j)とする。撮像対象の当該部分の温度T(i,j)は、演算部61から信号出力部26へ出力される。ステップS28の動作とステップS29の動作とが、全画素に対して繰り替えされる(ステップS30)。
In step S29, the temperature T (i, j) of the portion to be imaged corresponding to the pixel output voltage V (i, j) is obtained. That is, from the table stored in the table storage unit 53,
V (i, j, k) ≤ V (i, j) <V (i, j, k) + δV
T (i, j, k) corresponding to k satisfying the above is read out, and this T (i, j, k) is calculated as the temperature T (i of the part to be imaged corresponding to the pixel output voltage V (i, j). , j). The temperature T (i, j) of the part to be imaged is output from the calculation unit 61 to the signal output unit 26. The operation in step S28 and the operation in step S29 are repeated for all pixels (step S30).

信号出力部26は、赤外線撮像装置の構成に応じて、上記T(i,j)に応じた強度の信号を例えばテレビ画像出力のコントラスト信号として生成し、ディスプレイ装置に出力する(ステップS31)。   The signal output unit 26 generates a signal having an intensity corresponding to T (i, j), for example, as a contrast signal for television image output according to the configuration of the infrared imaging device, and outputs the generated signal to the display device (step S31).

なお前述の第2の方法及び第3の方法では、補正データV1(i,j)及びV2(i,j)(並びにT1及びT2)に加え、 In the second method and the third method described above, in addition to the correction data V 1 (i, j) and V 2 (i, j) (and T 1 and T 2 ),

Figure 2014185860
の値が必要になる。この値については、ステップS26の段階で計算してテーブル計算に用いてよい。また前述の第3の方法では、パラメタcの値が必要になるが、この値は、例えば電圧・温度記憶部52に予め保存しておき、テーブル計算に用いてよい。
Figure 2014185860
The value of is required. This value may be calculated at the stage of step S26 and used for table calculation. In the third method described above, the value of the parameter c is required, but this value may be stored in advance in, for example, the voltage / temperature storage unit 52 and used for table calculation.

図8は、従来技術の補正を行った場合と第1の方法により補正を行った場合とを比較した図である。横軸は被写黒体温度を示し、縦軸は、補正された温度と本来の温度とのずれを示す。図8では、T1=20℃であり、T2=60℃である場合を示してある。2点(T1、T2)間を従来技術により線形補間して補正した値と真の値とのずれが、曲線71として示される。また、2点(T1、T2)間を前述の第1の方法により補正した値と真の値とのずれが、曲線72として示される。図8から分かるように、比較的単純な指数関数を用いた第1の方法の場合でも、従来技術よりも補正精度が向上している。 FIG. 8 is a diagram comparing the case where correction according to the prior art is performed and the case where correction is performed by the first method. The horizontal axis shows the black body temperature, and the vertical axis shows the difference between the corrected temperature and the original temperature. FIG. 8 shows a case where T 1 = 20 ° C. and T 2 = 60 ° C. A deviation between a value corrected by linear interpolation between two points (T 1 , T 2 ) by a conventional technique and a true value is shown as a curve 71. Further, a deviation between the value corrected between the two points (T 1 , T 2 ) by the above-described first method and the true value is shown as a curve 72. As can be seen from FIG. 8, even in the case of the first method using a relatively simple exponential function, the correction accuracy is improved as compared with the prior art.

図9は、従来技術の補正を行った場合と第2の方法により補正を行った場合とを比較した図である。横軸は被写黒体温度を示し、縦軸は、補正された温度と本来の温度とのずれを示す。図9には、T1=20℃及びT2=60℃の2点を用い従来技術により線形補間した場合のずれが曲線81として示され、T1=20℃及びT2=40℃の2点を用い従来技術により線形補間した場合のずれが曲線82として示される。またT1=20℃及びT2=40℃の2点を用い前述の第2の方法により補正した場合のずれが、曲線83として示される。前述の説明からわかるように、第2の方法では、入出力特性曲線の傾きが、直線の場合に比べて相対的に大きく変化する曲線の傾き(信号Sの値)を、既知温度T1ならびにT2での平均のSの値で近似して用いている。そのためにT1とT2との差が大きい場合には、第2の方法では、誤差が比較的大きくなってしまう(例えば被写黒体温度20〜40℃の範囲の曲線83の値を参照)。しかしながら、従来技術ではその範囲外で急激に補正ずれの値が大きくなるのに対して、第2の方法では、全体に穏やかな変化にとどまっており、従来技術の場合に比べて全体としての有利性が認められる。 FIG. 9 is a diagram comparing a case where correction according to the prior art is performed and a case where correction is performed by the second method. The horizontal axis shows the black body temperature, and the vertical axis shows the difference between the corrected temperature and the original temperature. In FIG. 9, a deviation when linear interpolation is performed by the conventional technique using two points of T 1 = 20 ° C. and T 2 = 60 ° C. is shown as a curve 81, and 2 of T 1 = 20 ° C. and T 2 = 40 ° C. A deviation when a point is used and linear interpolation is performed by the conventional technique is shown as a curve 82. Further, a deviation when two points of T 1 = 20 ° C. and T 2 = 40 ° C. are corrected by the above-described second method is shown as a curve 83. As can be seen from the above description, in the second method, the slope of the curve (the value of the signal S) in which the slope of the input / output characteristic curve changes relatively compared to the straight line is changed to the known temperature T 1 and It is used to approximate the value of the average of S at T 2. Therefore, when the difference between T 1 and T 2 is large, the error is relatively large in the second method (for example, see the value of curve 83 in the range of the black body temperature of 20 to 40 ° C.) ). However, in the conventional technique, the value of the correction deviation suddenly increases outside the range, whereas in the second method, the overall change is only moderate, which is advantageous as a whole compared to the conventional technique. Sex is recognized.

図10は、従来技術の補正を行った場合と第3の方法により補正を行った場合とを比較した図である。横軸は被写黒体温度を示し、縦軸は、補正された温度と本来の温度とのずれを示す。図10では、T1=20℃及びT2=60℃の2点を用い従来技術により線形補間した場合のずれが曲線91として示され、T1=20℃及びT2=40℃の2点を用い従来技術により線形補間した場合のずれが曲線92として示される。またT1=20℃及びT2=40℃の2点を用いc=0.3として前述の第3の方法により補正した場合のずれが、曲線93として示される。第3の方法では、被写黒体温度の広い範囲にわたって、従来技術の場合と同程度或いは小さなずれの補正が実現できている。即ち、第3の方法では、従来技術の場合に比べて全体としての有利性が認められる。なお第3の方法における定係数cは、概算ないしは経験上から適宜決定してもよいし、或いは使用する赤外線撮像素子と同一又は類似仕様の試料などを用いて最適値を決定してもよい。 FIG. 10 is a diagram comparing the case where correction according to the prior art is performed and the case where correction is performed by the third method. The horizontal axis shows the black body temperature, and the vertical axis shows the difference between the corrected temperature and the original temperature. In FIG. 10, the deviation when linear interpolation is performed by the conventional technique using two points of T 1 = 20 ° C. and T 2 = 60 ° C. is shown as a curve 91, and two points of T 1 = 20 ° C. and T 2 = 40 ° C. Is shown as a curve 92 when linear interpolation is performed by the conventional technique. Further, a deviation when the two points of T 1 = 20 ° C. and T 2 = 40 ° C. are corrected by the above-described third method with c = 0.3 is shown as a curve 93. In the third method, a correction of a deviation equal to or smaller than that of the conventional technique can be realized over a wide range of the black body temperature. That is, in the third method, the advantage as a whole is recognized as compared with the case of the prior art. Note that the constant coefficient c in the third method may be appropriately determined from rough estimation or experience, or an optimal value may be determined using a sample having the same or similar specifications as the infrared imaging device to be used.

第1の方法乃至第3の方法の何れを選択するかは、使用する赤外線撮像装置の仕様及び実施時の各種制約を勘案し、適宜決定すればよい。また或いは、画素出力電圧の電圧値に応じて異なる補正式を選択的に用いることにより、広い範囲の画素出力電圧に対して小さな補正ずれを実現してもよい。   Which of the first method to the third method is selected may be determined as appropriate in consideration of the specifications of the infrared imaging device to be used and various restrictions at the time of implementation. Alternatively, a small correction deviation may be realized with respect to a wide range of pixel output voltages by selectively using a different correction formula depending on the voltage value of the pixel output voltage.

例えば第2の方法では、既に述べたように、補正に用いた温度T1或いはT2から、撮像対象の温度が異なるほど、補正ずれが大きくなる。即ち、補正式として、 For example, in the second method, as described above, the correction deviation increases as the temperature of the imaging target differs from the temperature T 1 or T 2 used for correction. That is, as a correction formula,

Figure 2014185860
或いは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
を用いる場合、式を見ればわかるように、撮像対象の温度がT1(つまりV=V1)では、補正ずれが厳密に0である。しかし撮像対象の温度がT1から離れるほど、補正ずれを生じる可能性が大きくなる。
Figure 2014185860
As can be seen from the equation, when the temperature of the imaging target is T 1 (that is, V = V 1 ), the correction deviation is strictly zero. But as the temperature of the imaging target away from the T 1, it can result in correction deviation increases.

同様に、補正式として   Similarly, as a correction formula

Figure 2014185860
或いは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
を用いる場合、式を見れば分かるように、撮像対象の温度がT2(つまりV=V2)では、補正ずれが厳密に0である。しかし撮像対象の温度がT2から離れるほど、補正ずれを生じる可能性が大きくなる。
Figure 2014185860
As can be seen from the equation, when the temperature of the imaging target is T 2 (that is, V = V 2 ), the correction deviation is strictly zero. But as the temperature of the imaging target away from the T 2, it can result in correction deviation increases.

上記の欠点を補う為に、例えばV<V1では、 In order to compensate for the above-mentioned drawbacks, in, for example, V <V 1,

Figure 2014185860
或いは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
を用い、V1≦Vでは、
Figure 2014185860
When V 1 ≤ V,

Figure 2014185860
或いは、
Figure 2014185860
Or

Figure 2014185860
を用いてよい。このように、画素出力電圧Vの値に応じて、使用する補正式を適宜切り替えて補正を行ってもよい。
Figure 2014185860
May be used. As described above, correction may be performed by appropriately switching the correction formula to be used in accordance with the value of the pixel output voltage V.

或いは、画素出力Vの全領域において、たとえば   Alternatively, in the entire region of the pixel output V, for example

Figure 2014185860
及び、
Figure 2014185860
as well as,

Figure 2014185860
を用いて2つの温度Tを算出し、これら2つの温度Tの平均値を求めて補正結果として用いてもよい。また単純な平均値ではなく、撮像装置の所望の特性を実現するために適切に選ばれた重みづけ平均などの関数を用いて、Ta及びTbからTを求めて補正結果として用いてもよい。
Figure 2014185860
May be used to calculate two temperatures T, obtain an average value of these two temperatures T, and use it as a correction result. It is also possible to use T as the correction result by obtaining T from T a and T b using a function such as a weighted average appropriately selected to realize the desired characteristics of the imaging device, not a simple average value. Good.

また上記の例に限らず、補正ずれをさらに抑制するために、第1乃至第3の方法のうちのいくつかの補正式を適宜組み合わせて用いてもよい。また、同様な理由から、第3の方法における定係数cを、画素出力Vの適切な関数として決定して用いてもよい。   In addition to the above example, in order to further suppress the correction deviation, some correction expressions of the first to third methods may be used in appropriate combination. For the same reason, the constant coefficient c in the third method may be determined and used as an appropriate function of the pixel output V.

なお、上記実施例の説明では、複数の赤外線検出器(赤外線検出素子)を持つ赤外線撮像装置を例として説明したが、単一の赤外線検出器においても上記の補正方法が有効であることは言うまでもない。   In the description of the above embodiment, an infrared imaging apparatus having a plurality of infrared detectors (infrared detecting elements) has been described as an example, but it goes without saying that the above correction method is effective even in a single infrared detector. Yes.

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible within the range as described in a claim.

10 赤外線検出素子
11 容量素子
12 スイッチ
21 画素回路アレイ
22 行選択スイッチ部
23 信号取り出し&シフトレジスタ部
24 入出力特性較正データ保存部
25 補正演算部
26 信号出力部
27 スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Infrared detection element 11 Capacitance element 12 Switch 21 Pixel circuit array 22 Row selection switch part 23 Signal extraction & shift register part 24 Input / output characteristic calibration data storage part 25 Correction calculating part 26 Signal output part 27 Switch

Claims (8)

入力赤外線に応じた出力電気量を生成する1つ又は複数の赤外線検出器と、
前記赤外線検出器の入出力特性を指数関数により補正することにより、前記出力電気量に基づいて前記入力赤外線に応じた温度を求める補正演算部と
を含む赤外線検出装置。
One or more infrared detectors that generate output electricity in response to the input infrared;
An infrared detection apparatus comprising: a correction calculation unit that obtains a temperature corresponding to the input infrared ray based on the output electric quantity by correcting input / output characteristics of the infrared detector with an exponential function.
既知温度T1ならびにT2(T2>T1)の黒体相当の入射光に対する前記赤外線検出器の出力電圧がV1ならびにV2である時、任意入射赤外光に対する前記赤外線検出器の出力電圧Vに対して、
Figure 2014185860
として前記入射光相当の黒体温度Tを求めるか、あるいはDT0=T2-T1として、
Figure 2014185860
に対してT=T1+DTとして前記入射光相当の黒体温度Tを求めるか、あるいは、
Figure 2014185860
に対してT=T2-DTとして前記入射光相当の黒体温度Tを求めることによって、前記赤外線検出器の入出力特性の補正を行うことを特徴とする請求項1記載の赤外線検出装置。
When the output voltage of the infrared detector with respect to incident light corresponding to a black body with known temperatures T 1 and T 2 (T 2 > T 1 ) is V 1 and V 2 , the infrared detector with respect to arbitrary incident infrared light For output voltage V
Figure 2014185860
To obtain the black body temperature T corresponding to the incident light as DT 0 = T 2 -T 1 ,
Figure 2014185860
For T = T 1 + DT, the black body temperature T corresponding to the incident light is obtained, or
Figure 2014185860
The infrared detection device according to claim 1, wherein the input / output characteristics of the infrared detector are corrected by obtaining a black body temperature T corresponding to the incident light as T = T 2 -DT.
既知温度T1ならびにT2(T2>T1)の黒体相当の入射光に対する前記赤外線検出器の出力電圧がV1ならびにV2である時、任意入射赤外光に対する前記赤外線検出器の出力電圧Vに対して、
Figure 2014185860
として、
Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
として前記入射光相当の黒体温度Tを求めることによって、前記赤外線検出器の入出力特性の補正を行うことを特徴とする請求項1項記載の赤外線検出装置。
When the output voltage of the infrared detector with respect to incident light corresponding to a black body with known temperatures T 1 and T 2 (T 2 > T 1 ) is V 1 and V 2 , the infrared detector with respect to arbitrary incident infrared light For output voltage V
Figure 2014185860
As
Figure 2014185860
Or
Figure 2014185860
The infrared detection apparatus according to claim 1, wherein the input / output characteristics of the infrared detector are corrected by obtaining a black body temperature T corresponding to the incident light.
既知温度T1ならびにT2(T2>T1)の黒体相当の入射光に対する前記赤外線検出器の出力電圧がV1ならびにV2である時、任意入射赤外光に対する前記赤外線検出器の出力電圧Vに対して、適宜設定したパラメタcを用いて、
Figure 2014185860
として、
Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
として前記入射光相当の黒体温度Tを求めるか、あるいはDT0=T2-T1として、
Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
に対してT=T1+DTとして前記入射光相当の黒体温度Tを求めるか、あるいは、
Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
に対してT=T2-DTとして前記入射光相当の黒体温度Tを求めることによって、前記赤外線検出器の入出力特性の補正を行うことを特徴とする請求項1記載の赤外線検出装置。
When the output voltage of the infrared detector with respect to incident light corresponding to a black body with known temperatures T 1 and T 2 (T 2 > T 1 ) is V 1 and V 2 , the infrared detector with respect to arbitrary incident infrared light Using the parameter c set appropriately for the output voltage V,
Figure 2014185860
As
Figure 2014185860
Or
Figure 2014185860
To obtain the black body temperature T corresponding to the incident light as DT 0 = T 2 -T 1 ,
Figure 2014185860
Or
Figure 2014185860
For T = T 1 + DT, the black body temperature T corresponding to the incident light is obtained, or
Figure 2014185860
Or
Figure 2014185860
The infrared detection device according to claim 1, wherein the input / output characteristics of the infrared detector are corrected by obtaining a black body temperature T corresponding to the incident light as T = T 2 -DT.
赤外線検出器により入力赤外線に応じた出力電気量を生成し、
前記赤外線検出器の入出力特性を指数関数により補正することにより、前記出力電気量に基づいて前記入力赤外線に応じた温度を求める
各段階を含む赤外線検出器の入出力特性の補正方法。
Generates output electricity according to the input infrared by the infrared detector,
A method for correcting input / output characteristics of an infrared detector, comprising: correcting each input / output characteristic of the infrared detector by an exponential function to obtain a temperature corresponding to the input infrared radiation based on the output electric quantity.
既知温度T1ならびにT2(T2>T1)の黒体相当の入射光に対する前記赤外線検出器の出力電圧がV1ならびにV2である時、任意入射赤外光に対する前記赤外線検出器の出力電圧Vに対して、
Figure 2014185860
として前記入射光相当の黒体温度Tを求めるか、あるいはDT0=T2-T1として、
Figure 2014185860
に対してT=T1+DTとして前記入射光相当の黒体温度Tを求めるか、あるいは、
Figure 2014185860
に対してT=T2-DTとして前記入射光相当の黒体温度Tを求めることによって、前記赤外線検出器の入出力特性の補正を行うことを特徴とする請求項5記載の赤外線検出器の入出力特性の補正方法。
When the output voltage of the infrared detector with respect to incident light corresponding to a black body with known temperatures T 1 and T 2 (T 2 > T 1 ) is V 1 and V 2 , the infrared detector with respect to arbitrary incident infrared light For output voltage V
Figure 2014185860
To obtain the black body temperature T corresponding to the incident light as DT 0 = T 2 -T 1 ,
Figure 2014185860
For T = T 1 + DT, the black body temperature T corresponding to the incident light is obtained, or
Figure 2014185860
6. The infrared detector according to claim 5, wherein the input / output characteristics of the infrared detector are corrected by obtaining a black body temperature T corresponding to the incident light as T = T 2 -DT. I / O characteristics correction method.
既知温度T1ならびにT2(T2>T1)の黒体相当の入射光に対する前記赤外線検出器の出力電圧がV1ならびにV2である時、任意入射赤外光に対する前記赤外線検出器の出力電圧Vに対して、
Figure 2014185860
として、
Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
として前記入射光相当の黒体温度Tを求めることによって、前記赤外線検出器の入出力特性の補正を行うことを特徴とする請求項5項記載の赤外線検出器の入出力特性の補正方法。
When the output voltage of the infrared detector with respect to incident light corresponding to a black body with known temperatures T 1 and T 2 (T 2 > T 1 ) is V 1 and V 2 , the infrared detector with respect to arbitrary incident infrared light For output voltage V
Figure 2014185860
As
Figure 2014185860
Or
Figure 2014185860
6. The method for correcting input / output characteristics of an infrared detector according to claim 5, wherein the input / output characteristics of the infrared detector are corrected by obtaining a black body temperature T corresponding to the incident light.
既知温度T1ならびにT2(T2>T1)の黒体相当の入射光に対する前記赤外線検出器の出力電圧がV1ならびにV2である時、任意入射赤外光に対する前記赤外線検出器の出力電圧Vに対して、適宜設定したパラメタcを用いて、
Figure 2014185860
として、
Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
として前記入射光相当の黒体温度Tを求めるか、あるいはDT0=T2-T1として、
Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
に対してT=T1+DTとして前記入射光相当の黒体温度Tを求めるか、あるいは、
Figure 2014185860
あるいは、
Figure 2014185860
に対してT=T2-DTとして前記入射光相当の黒体温度Tを求めることによって、前記赤外線検出器の入出力特性の補正を行うことを特徴とする請求項5記載の赤外線検出器の入出力特性の補正方法。
When the output voltage of the infrared detector with respect to incident light corresponding to a black body with known temperatures T 1 and T 2 (T 2 > T 1 ) is V 1 and V 2 , the infrared detector with respect to arbitrary incident infrared light Using the parameter c set appropriately for the output voltage V,
Figure 2014185860
As
Figure 2014185860
Or
Figure 2014185860
To obtain the black body temperature T corresponding to the incident light as DT 0 = T 2 -T 1 ,
Figure 2014185860
Or
Figure 2014185860
For T = T 1 + DT, the black body temperature T corresponding to the incident light is obtained, or
Figure 2014185860
Or
Figure 2014185860
6. The infrared detector according to claim 5, wherein the input / output characteristics of the infrared detector are corrected by obtaining a black body temperature T corresponding to the incident light as T = T 2 -DT. I / O characteristics correction method.
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