JP2875512B2 - 熱画像装置 - Google Patents

熱画像装置

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JP2875512B2
JP2875512B2 JP8237081A JP23708196A JP2875512B2 JP 2875512 B2 JP2875512 B2 JP 2875512B2 JP 8237081 A JP8237081 A JP 8237081A JP 23708196 A JP23708196 A JP 23708196A JP 2875512 B2 JP2875512 B2 JP 2875512B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像装置の分野、特
に情景から不可視の赤外線光を受信し、情景を複製する
可視光画像を与える装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】暗視装置は多数年にわたって使用されて
いる。これらの一般的な暗視装置の１カテゴリーは画像
増倍装置の技術を使用する。この技術は画像増倍管とし
て通常知られている装置を使用して行われる。画像増倍
管は、薄暗いため自然の視界を与えることができない可
視光（いわゆる“スターライト”の視野）またはほぼ赤
外線の光を含んでいる周囲光を基本的に第１の周波数帯
域で受信し、それに応答して蛍光性の単色の黄−緑色光
で非常に増倍された可視画像を提供する周波数シフトお
よび増幅装置である。
【０００３】このような画像増倍暗視装置は利用可能な
低強度周囲光を可視画像に変換し、この画像は装置の使
用者が、視野が非常に薄暗いので自然の視界で観察する
ことができない光状態下で、例えば監視または装置の目
標標定のため使用されることができる。これらの画像増
倍暗視装置は動作するために月または星の光等のある残
留光を必要とする。この光は通常近赤外線の放射光が豊
富であり、肉眼では可視できない。現世代の暗視装置は
フォトカソードと呼ばれる光電的に応答する“窓”を使
用し、これは可視できない情景からこの“窓”に焦点を
結ばれた薄暗いまたは可視できない周囲光に応答して供
給された静電界の影響下で移動する空間電荷として流れ
る光電子パターンを提供し、観察される情景を複製す
る。光電子のこのパターンはマイクロチャンネルプレー
トに提供され、これはより高いレベルへ電子パターンを
増幅する。マイクロチャンネルプレートでこの増幅を達
成するため、光電子のパターンはプレート反対側の表面
に開口する多数の小さいチャンネル（すなわちマイクロ
チャンネル）中に誘導される。これらのチャンネルの内
部表面からの２次電子放射によって、低レベル画像に対
応するパターンの電子シャワーが発生される。フォトカ
ソードにより発生されるよりも非常に高い強度の電子シ
ャワーは静電界の供給により蛍光スクリーンへ誘導され
る。スクリーンの蛍光は低レベル画像を複製する可視光
の画像を生成する。
【０００４】画像増倍管はいわゆる“第１世代”管から
最近の“第３世代”管へ発展し、これは有効な光のより
大きな増幅とスペクトルの赤外線部分のやや深くまでの
赤外線光に対するより大きな感度を提供する。しかしな
がら、これらの画像増倍装置はこれらが動作することが
できるスペクトルの赤外線部分の深さに関して制限され
る。
【０００５】通常の暗視装置の別のカテゴリーは極低温
冷却された焦点平面アレイの熱画像装置により表され
る。これらの装置は不所望な熱雑音を減少するため極低
温範囲の温度に冷却された光電的な応答性の検出器を使
用する。この検出器は複数の検出器素子または“画素”
を含んでおり、それぞれ検出器素子に入射する赤外線光
の束を示した電気信号を生成する。あるこのような装置
はスターリング（Staring ）焦点平面アレイを使用し、
別の装置は検出器素子の線形焦点平面アレイを有し、検
出器を横切って観察された情景の部分を逐次的に移動す
るようにスキャナーを使用することを必要とする。いず
れの場合にも、検出器は極低温に冷却されるので、不可
視の赤外線光への電気応答は画像増倍装置で可能である
よりもスペクトルの赤外線部分に対して深いことが証明
されている。このような検出器により与えられる電気信
号は処理され、可視画像へ変換されなければならない。
この目的で、このカテゴリーの多数のこのような装置は
可視画像を装置の使用者に提供するために陰極線管、液
晶ディスプレイ、その他のこのようなディスプレイ技術
を使用する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このカテゴリーの装置
は1989年10月10日出願の米国特許第4,873,442 号明細書
によって知られている。この特許明細書の装置は検出器
素子の線形アレイを有するセンサを使用し、それらの検
出器素子はそれぞれ線形アレイの長手方向に沿って検出
器素子の寸法にほぼ等しい距離だけ次に隣接する検出器
素子から間隔を隔てられている。従って、センサは各視
野の情景またはオブジェクト空間、あるいはオブジェク
ト空間を横切るセンサの走査から画像情報の約半分を捕
捉する。しかしながら、検出器素子の応答の非均一を検
出し補償するため、米国特許第4,873,442 号明細書は連
続走査フィールドの全ての検出器素子の走査線を重複す
ることを教示しており、従って各フィールドは少なくと
も１つの検出器素子から画像情報を失っている。即ち、
米国特許第4,873,442 号明細書では背景からの信号（画
像情報）に応答するために全ての検出器素子を使用しな
い。線形アレイの１端部の少なくとも１つの検出器素子
は目標空間の外部の空間を走査し、有効な画像情報を提
供しない。米国特許第4,873,442 号明細書に説明されて
いる例にしたがって、各フィールドは最大の可能な画像
情報の一部分を失っており、その部分は１／ｎに等し
く、ｎは検出器素子数である、残りのｎ−１検出器素子
は各フィールドの目標空間からの画像情報の半分を捕捉
するために使用される。各フィールドは従って画像情報
の９０％を示し、これは使用される全ての検出器を含ん
でいる。したがって、米国特許第4,873,442 号明細書の
２つのフィールドの各フレームは完全な目標空間画像を
示すが、各フレームで使用される全ての検出器素子の提
供する画像情報の９０％のみを表す。付加的に、センサ
が提供することができる可能な分解能の線数は米国特許
第4,873,442 号明細書では十分に使用されない。
【０００７】このカテゴリーの暗視装置のさらに重要な
欠点は検出器の極低温冷却が必要なことである。使用者
が（液体窒素等の）冷却流体を供給しなければならない
このカテゴリーの初期の装置はジュワー（Dewar ）装置
を使用した。このような装置の利用は極冷温冷却剤を時
折補充する必要性により厳しい制約を受ける。その後開
発されたこのタイプの装置は逆のスターリングサイクル
冷却装置により改善された極低温冷却技術を使用する。
しかしながらこのような冷却装置はかなりの量のパワー
を必要とし、自己メンテナンスがなく、信頼性の問題が
あり、通常雑音が大きい。
【０００８】通常の技術の欠点を考慮すると、本発明の
主要な目的は１以上のこれらの欠点を克服することであ
る。本発明の別の目的は、アレイ中の他の検出器とは多
少異なる入射赤外線光束に対する電子的応答特性をそれ
ぞれ有する検出器素子の線形アレイを有する赤外線検出
器、およびほぼ等しい赤外線光束に露出される時に個々
の検出器素子の電気出力信号における差を検出し、電気
的に均一な補正を行うための電子回路を有する熱画像装
置を提供することである。本発明のさらに別の目的は、
画像装置の利得または検出応答のレベルが熱表示源を使
用する必要なく、装置によって観察される情景に関して
設定される、このような赤外線検出器を有するこのよう
な赤外線画像装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】１つの観点において、本
発明は、熱赤外線放射に応答する検出器アレイを含んだ
熱画像装置を提供し、その検出器アレイは、検出器アレ
イの長手方向の寸法を協同して規定する線形に整列され
た複数の間隔の隔てられた検出器素子を有し、複数の検
出器素子はそれぞれそれに入射する赤外線放射を示す対
応する個々の電気信号を与え、検出器素子は複数の検出
器素子において互いに異なり、熱画像装置は、観察され
る情景を複製した可視光画像を放射に応答して提供し、
その熱画像装置は、長手方向にほぼ垂直な方向に複数の
検出器素子を横切って観察された情景を走査し、複数の
検出器素子全体を横切って観察される情景を走査する第
１の部分、およびある検出器素子を横切って第１の部分
によって走査された観察された情景の一部がその検出器
素子に隣接した検出器素子を横切って走査されるよう
に、観察された情景の切換えにより複数の検出器素子を
横切って観察された情景を走査する第２の部分を含む走
査装置を具備している。
【００１０】本発明の利点は、観察された情景からの画
像情報の少なくとも一部を捕捉するために全体の複数の
検出器素子を使用することにより得られる。通常の技術
とは対照的に、本発明の熱画像装置は、装置の検出素子
間の非均一性を検出し、可能な補償を行うためにその検
出器によって可能な画像捕捉の重要な部分を犠牲にする
ことはない。
【００１１】本発明のこれらおよび付加的な目的と利点
は添付図面を伴った少なくとも１つの本発明の好ましい
実施形態の後述の詳細な説明により認識されるであろ
う。同一の参照符号は同一特徴あるいは構造または機能
が相互に類似である特徴を示している。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、熱画像装置10
が概略的に示されており、そこにおいて、その機能的に
共同して動作する物理的素子は、空間に浮遊している状
態で示されており、支持ハウジング（そのハウジングは
もちろん装置の物理的な実施形態によって含まれてい
る）は図示されておらず、それによって、装置における
これらの素子および光線のための光線追跡ダイアグラム
もまた示されることができる。図１を詳細に見ると、熱
画像装置は、対物レンズ群を含み、全体を参照番号12で
示されている。この対物レンズ群は、幾つかのレンズ
（参照番号12',12'',12'''等で示されている）を含み、
それらのレンズは、その使用するスペクトルバンド中の
光を透過させる（しかし、可視光に対して透過である必
要はない）。対物レンズ群12は、観察される情景に向け
られ、それによって、この情景からの赤外線光（参照番
号14の矢印で示されている）は、この光学レンズ群によ
って受取られ、焦点を結ぶことができる。図１の対物レ
ンズ群12は、単に代表的なものであり、この対物レンズ
群は、取外され、後にさらに説明されるように異なる構
成の対物レンズ群と置き換えられることもできることを
理解すべきである。対物レンズ群12は、窓16を通して受
取られた光を集め、ビーム状にし、その窓は、装置10の
基本センサ部分18の永久的な部分である。この基本的な
センサ部分18の以下に説明されるハウジングに関連し
て、この窓16は、図１に示されているように装置10の残
りの素子のほぼ全てを収容する密閉されたチャンバ20と
の境界を定める。
【００１３】ハウジングチャンバ20内には、スキャナが
収容され、それは全体を参照番号22で示される。このス
キャナ22は、スキャナフレーム24を含み、それは平面図
においてほぼ三角形あるいは三脚形の形状である。スキ
ャナフレーム24は、ほぼ三角形の上部壁部分26と、３つ
の従属脚部部分28とを含んでおり、図１においてはその
２つだけしか見られない。壁部分26によってスキャナモ
ータが支持されており、全体を参照番号30で示されてい
る。このスキャナモータ30は、ディスク状の円形のマル
チファセット形走査ミラー32を駆動して支持するほぼ垂
直に延在している回転駆動軸（図示されていない）を含
んでいる。走査ミラー32は、複数の外方に周辺に配置さ
れた隣接したファセットあるいは面32a,32b,等を含んで
いるが、どの図面においてもいくつかのファセットだけ
しか示されていない。この走査ミラー32は、窓16および
対物レンズ群12を介して受取られた光14を全体を参照番
号34で示されている画像レンズ群に反射するために、ほ
ぼ水平な平面において回転する。走査ミラー32の回転の
ために、ファセット32a,32b,等は、対物レンズ群12を介
して観察された情景に関して水平面においてそれらの角
度を連続的に変化させる。
【００１４】より詳細に画像レンズ群34を考慮すると、
走査ミラー32のファセットから反射された光（矢印14）
は、レンズ36を通過し、垂直に間隔を隔てられた１対の
傾斜したミラー38,40 へ進むのが見られる。ミラー40
は、付加的な１対のレンズ42,44 を通してこの光をジュ
ワー装置48によって支持された窓46に向けて反射する。
ジュワー装置48は、全体を破線および参照番号48' で示
された熱絶縁性のハウジングを含んでいる。このジュワ
ー装置48は、検出器50上の垂線50' で集合的に図１に示
されている線形に配置された多数の小さい赤外線検出器
素子を有する線形焦点面赤外線検出器50を収容する。検
出器50の各検出器素子50' は、特定の検出器素子上に当
たる赤外線光のフラックスレベルをそれぞれ示す同様の
大きさの多数の電気信号の対応する１つを提供する。こ
れらの電気信号は、電気インターフェイス（後にさらに
説明される）によってジュワー装置48の外方に与えら
れ、図１において一点鎖線52によって示されている。
【００１５】（検出器50上に入射する赤外線光の光子に
よって励起された電子とは対照的に）熱的に励起された
電子が所望された光電画像信号を隠す不所望に高レベル
の電気雑音の原因とならないように検出器50を十分に低
い温度まで冷却するために、ジュワー装置48は、多段逆
ペルチェ効果（すなわち熱電）冷却装置54を含んでい
る。熱電冷却装置54は、検出器50が冷却されるために設
置される冷凍面と、参照番号56で概略的に示された熱シ
ンクと熱伝導の関係にある加熱面とを有している。画像
装置10の物理的な実施形態において、熱シンク56は、後
に見られるように装置10のハウジングの金属部分によっ
て構成されている。走査ミラー32が水平面において回転
する際の走査ミラー32の各ファセット32a,32b,等の角度
における連続した変化のために、特定のそれぞれのファ
セットから反射された情景は、検出器素子50' の線形ア
レイを水平に（すなわち、これらの検出器素子の垂直な
線形アレイに対して垂直に）掃引する。検出器素子50'
は、検出器50の情景部分の任意の掃引の期間中に情景の
特定の部分から複数の検出器素子50' の対応する１つに
入射する赤外線光のフラックスレベルを示す電気信号を
（インターフェイス52を介して）応答して与える。
【００１６】画像装置10の使用者によって観察される可
視の画像を提供するために、発光ダイオード（ＬＥＤ）
投影アレイモジュール58は、スキャナフレーム26の開口
を有するフランジ部分60によって支持されている。この
ＬＥＤ投影アレイモジュール58は、線形ＬＥＤアレイ62
を含み、そのアレイは、多数の別個のＬＥＤを含んでお
り（図１においては示されていないが、矢印の参照番号
62' で示されている）、そのそれぞれは、電流を流され
たときに個々に可視光を放出する。アレイ62のＬＥＤ6
2' は、検出器50の検出器素子50' の線形構成に類似し
て垂直線に沿って線形に配置されている。ＬＥＤ62'
は、後に明瞭になるように可視画像のそれぞれの部分を
与える。ＬＥＤ62' からの光は、ビームに集束され、全
体を参照番号64で示された投影レンズ群によって矢印の
ある参照番号14' で示されているようにミラー32のファ
セット上に投影される。参照番号14および14' は、もっ
ぱら情景からの画像情報を搬送している不可視の赤外線
光ならびに装置10の使用者10によって観察されるために
情景を複製する可視光に関して使用されている。
【００１７】ミラー32（すなわち、このミラーの特定の
ファセット32' ）から、ＬＥＤ62'からの可視光は、全
体を参照番号66で示されている接眼レンズ群に反射され
る。接眼レンズ群66は、それぞれの参照番号66',66''等
で示された幾つかの個々のレンズを含んでいる。これら
のレンズ66',66''等に加えて、状態表示装置68が接眼レ
ンズ群66の間に置かれている。この状態表示装置68は開
口を有し、可視画像がそこを通って感知され、ＬＥＤが
照明されたときに装置10の使用者に末梢的に可視となる
幾つかの個々のＬＥＤを含んでいる。これらのＬＥＤ
は、参照番号68',68''等で示されている。最後に、画像
装置10は、１対の接眼鏡シャッタ70を含んでいる。これ
らのシャッタ70は、使用者の顔が移動可能な接眼鏡部材
（以下に説明される）に押し付けられていないときに装
置10からの光の発散を防ぐために閉じるようにバイアス
される。使用者の顔が移動可能な接眼鏡部材に押し付け
られるとき、シャッタ70は、ＬＥＤ投影表示モジュール
および回転しているミラー32によって与えられた可視光
の画像を使用者が観察できるように開く。
【００１８】図２を参照すると、熱画像装置10の概略的
な機能ブロック図が示されている。この熱画像装置10
は、装置の種々の素子を囲んでいる線によって示されて
いるように、機能的にモジュラー部分に分割されてお
り、幾つかのモジュールは、複数のサブモジュールある
いは素子を含んでいる。光管理モジュール72は、不可視
光および可視光の両方を管理し、観察される情景から不
可視の赤外線光14を受取る対物レンズ群12と、スキャナ
22と、この不可視光を検出器50に導く画像レンズ群34と
を含んでいる。この光管理モジュール72はまた、ＬＥＤ
アレイ62から可視光を受取り、この光をスキャナ22に投
影する投影レンズ群64と、装置の使用者に画像を提供す
る接眼レンズ群66とを含んでいる。
【００１９】検出モジュール74は、ジュワー装置48内に
収容され、焦点を合わせられた不可視の赤外線光14を観
察される情景から受取る。このモジュール74は、検出器
50と、電気画像信号78の多数のチャンネル（上述の説明
のように、線形検出器アレイ50の各検出器素子に対して
１つのチャンネル）をマルチプレクサ回路（ＭＵＸ）80
に供給する読取り回路76とを含んでいる。ＭＵＸ80は、
連続したアナログ画像信号の形態で電気インターフェイ
ス出力52を供給する。検出器モジュール74はまた、読取
り回路76に制御指令を与える駆動回路82を含んでいる。
電気的に消去可能でプログラム可能な読取り専用メモリ
（ＥＥＰＲＯＭ）84は、読取り回路76の動作において局
所的にデータを記憶および供給し、赤外線検出器50に関
連していくらかの利得制御および不均一性の補償のため
に局部的に補償係数を提供する。図２に示されるよう
に、モジュール74の種々の回路は、装置10の他のモジュ
ールとの電気的インターフェイスを有している。
【００２０】モジュール74によって供給された連続した
アナログ画像信号52は、処理および制御（Ｐ＆Ｃ）モジ
ュール88中に位置されたアナログ信号プロセッサ（ＡＳ
Ｐ）86によって受信される。処理された連続したアナロ
グ画像信号90は、ＡＳＰ86によってアナログ−デジタル
変換器（ＡＤＣ）92に供給される。その結果処理された
連続したデジタル画像信号94は、タイミング発生器96に
供給される。このタイミング発生器96は、この回路の動
作のタイミングを制御するためにマルチプレクサ回路80
とのインターフェイスを有している。フレームメモリ98
は、タイミング発生器とインターフェイスされ、それに
よって、観察されている情景に包括的な画像情報が記憶
され、利得調整、コントラスト、および検出モジュール
74から得られた画像信号の処理において使用されるその
他の補償係数を提供する際に使用するために検索され
る。タイミング発生器96はまた、参照番号100 で示され
ているシステムワイドのタイミング制御信号を供給す
る。このタイミング制御信号は、検出器50、ミラー32、
ＬＥＤアレイ62の動作の時間的相関を達成するようにミ
ラー32の回転速度および位置の制御を含む画像装置10の
幾つかの別の機能を動作させるために使用される。
【００２１】補償され、時間的相関された連続したデジ
タル画像信号102 は、タイミング発生器96によって表示
モジュール104 に供給される。この表示モジュール104
は、ＬＥＤ投影アレイモジュール58と、信号102 を受信
してこの信号に応答して個々のＬＥＤ62' を駆動するた
めの駆動回路106 とを含んでいる。電気的に消去可能で
プログラム可能な読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）10
8 は、装置10の動作において使用される将来使用される
値のために受信および記憶するように駆動回路106 との
インターフェイスを有している。例えば、ＥＥＰＲＯＭ
108 は、スタジア線の間隔に関する情報を記憶するため
に使用され、それによって、装置10は、人間あるいは既
知の寸法の乗物までの距離を評価するために使用される
ことができる。距離が評価されるように人および種々の
タイプの乗物に対する間隔を隔てられた比較寸法の線等
の付加的な有効な画像情報か、あるいは、観察されてい
る対象物までの距離および特定の時間における装置10の
使用に従ったいろいろな種類および寸法のレチクル板を
画像装置10の使用者に提供するために、表示モジュール
102 はまたそのような画像情報を記憶するための別の電
気的に消去可能でプログラム可能な読取り専用メモリ
（ＥＥＰＲＯＭ）110 を含んでいる。装置10の使用者に
よって選択されたときに、この画像情報は、符号発生回
路112 に供給され、それはＬＥＤアレイ62に符号信号11
4 を供給する。アレイ62は、信号114 を受信するために
分離した発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでいる。
【００２２】図２に示されているような画像装置10の説
明を完全なものにするために、装置10が入力出力（Ｉ／
Ｏ）モジュール116 を含んでいることに注目されなけれ
ばならない。このＩ／Ｏモジュール116 によって、装置
10の使用者は、装置10のハウジングの外部から動作され
る１組の一時的に接触するプッシュボタン等の１組の外
部からアクセス可能な制御装置118 を介して指令を入力
することができる。制御装置118 は、Ｐ＆Ｃモジュール
88における別のマイクロプロセッサ122 を含んでいる分
配された制御システムの一部分であるマイクロプロセッ
サ118 とのインターフェイスを有している。マイクロプ
ロセッサ120 および122 は、ＥＥＰＲＯＭ84,108,110と
のインターフェイスならびにこれらのＥＥＰＲＯＭに記
憶されたデータおよび指令によって使用できる回路を有
している。マイクロプロセッサ120 は、外部からアクセ
ス可能なデータインターフェイスポート120'を有してお
り、それによって、マイクロプロセッサ120,122 、およ
びこれらのマイクロプロセッサとインターフェイスされ
たＥＥＰＲＯＭ、および使用される回路に記憶された全
てのデータおよびプログラムは、ポート120'へのアクセ
スによって挿入および変化される。最後に、Ｐ＆Ｃモジ
ュール88は、バッテリパック124 等の電力供給源からシ
ステムに電力入力を供給する。ＤＣ／ＤＣパワー変換器
126 は、適切な電圧および電流レベルで装置10の種々の
モジュールおよび素子に電力を供給する。コンバータ12
6 から電力を供給された回路の１つは、熱電冷却装置54
のための制御装置128 である。
【００２３】図３のａおよびｂを参照すると、画像装置
10の物理的な実施形態の外観図および分解斜視図がそれ
ぞれ示されている。画像装置10は、２部分からなるチャ
ンバ形のハウジング130 を含んでいる。このハウジング
は、このハウジング内でチャンバ20の境界を定めるため
に（それらの間に介在している密閉部材132 を介して）
密閉して共同して使用される２つの部片130aおよび130b
を含んでいる。ハウジング130 の部分130aは、例えばア
ルミニウム等の鋳造された非磁性金属で作られ、横断面
においていくらかＬ字形であり、下部壁部分134 、側壁
部分136 、開口を有する１対の向かい合った前方壁部分
(138) 、および後方壁部分(140) を設ける。このハウジ
ング部分130aは、熱電冷却装置54のための熱シンクを提
供し、以下に示されるように装置10の光学素子およびそ
の他の素子が設置されるベース（すなわち、実際上光学
ベンチ）を与える。
【００２４】ハウジング部分130aの前方壁部分138 は、
円錐状の凹部（図示されていない）を前方に有し、その
後端部においてこの壁の開口144 において窓16を支持す
るリエントラント部分142 を定める。対物レンズ群12
は、ハウジング部分130aの前方凹部に受けられる円錐状
部分148 をその後端部に有するハウジング146 によって
この前方壁138 において支持される。ハウジング146
は、その適切な位置において対物レンズ群12を接続する
ためにハウジング部分130 と取外し可能に結合すること
ができ、また、異なるパワーの光学系がセンサ部分18に
取付けられるように取外し可能である。後方壁部分140
の開口150 において、接眼レンズ群66は、ハウジング部
分152 において密封的に支持されている。
【００２５】ハウジング130 のチャンバ20内において、
スキャナ24は、スキャナフレーム24の３本の脚部28の対
応する１つの中心に定められたそれぞれ垂直に延在して
いる穴をそれぞれ通る３個のねじ154 によって下部壁13
4 に固定されている。これらのねじは、下部壁134 によ
って定められたそれぞれの孔と螺合する。スキャナフレ
ーム24の脚部の下端部とハウジング130 の下部壁134 と
の間に電子装置156 が挟まれている。この電子装置156
は、回路板と、図１および２に関して説明された機能を
行うために必要なマイクロ制御装置122 等を含む多数の
ディスクリート回路および集積回路装置とを含んでい
る。また、前述の参照番号で図３のｂにおいて示された
既に説明された素子およびモジュールに加えて、下部ハ
ウジング部分130aには電子ケーブル装置158 が設置され
ている。このケーブルは、外部からアクセス可能なデー
タをインターフェイスポート120'に導き、そのコネクタ
は、この図面からわかるようにハウジング130bに設けら
れた穴を密封状態で通って延在する。
【００２６】それ自体のケーブル装置を有する制御電子
モジュール160 もまたハウジング130 中に設置され、制
御入力の一時的に接触するスイッチ118 および図２に関
して説明されたマイクロ制御装置120 を設ける。最後
に、磁気リードスイッチおよびケーブル装置162 がハウ
ジング130 中に収容され、前方壁138 のリエントラント
部分142 の範囲を定めている。磁気的に応答する幾つか
のリードスイッチを有するこのケーブル装置は、基本セ
ンサ18と共に使用されることができる対物レンズ群の種
々のものによってそれぞれの位置において支持された１
以上の磁石に反応する。これらの磁石は、各対物レンズ
の組の特定の位置（すなわち、位置コード）において位
置され、それによって、使用者は、遠距離の情景を異な
るレベルで拡大することができ、また、対物レンズの組
をセンサ18に適合させるという特定の使用に適切な異な
る符号を供給される。基本センサが特定のレンズ群の設
備に応答するとき、使用者は、符号ならびにセンサ18の
動作の別の内部調整を自動的に提供される。リードスイ
ッチは、ハウジング130 の非磁性の前方壁部分138 を通
してレンズ群上の磁石の特定の位置を感知する（従っ
て、特定のレンズ群を識別する）ことができる。従っ
て、特定のレンズ群を識別するためにオペレータからセ
ンサ18に物理的に入力する必要はなく、チャンバ20は密
閉されたままである。
【００２７】ハウジング部分130bを参照すると、このハ
ウジング部分は、ハウジング130 の後方部分においてバ
ッテリ収容凹部164 を形成されていることがわかる。こ
の凹部は、ハウジング部分130b上で上方および後方の両
方へ開く。バッテリ124 は、凹部164 において収容さ
れ、介在している密封部材168 と共にヒンジで留められ
たドア部材によってこの凹部中に密封して覆われる。ド
ア166 は、側面においていくらかＬ字形であり、後端部
に隣接してハウジング部分130bにヒンジで留められてい
る。ラッチング装置170 は、その前端部に隣接してドア
166 によって支持され、図３のａに示されているように
ドア166 をその閉じ位置に保持するためにこのハウジン
グ部分の凹部と取外し可能に結合することができる。
【００２８】検出器素子の非均一補正および包括的な画
像レベル制御 図４を参照すると、検出器50は半導体基体172 を含んで
おり、その上には検出器素子50' が限定されていること
がわかる。これらの検出器素子50' は一定の制限された
寸法（即ち約５０ミクロンすなわち約０．００２インチ
の方形）であり、等しいエッジ寸法（即ち正方形）の方
形として示されているが、検出器50' に対しては他の寸
法および他の形状構造が本発明の技術的範囲内で同様に
適切に使用されることができる。検出器素子50' は化学
蒸気付着またはその他の適切な半導体製造技術を使用し
て、例えばテルル化水銀カドミウムフォトダイオード等
の赤外線応答の光導体材料を使用して基体172 上に形成
されてもよい。これらの検出器素子50' は入射する赤外
線光束に応答してより導電性になる。従って各検出器素
子50' はサンプリング間隔期間中に検出器素子に入射す
る赤外線光束（光子）を示した各電気信号を提供する。
識別のために、検出器素子50' は下付け文字ｎで示され
ており、ここでｎは検出器50の上部から下部まで１から
40まで変化する。検出器50は40個の検出器素子50' を含
み、それぞれ検出器50' の垂直エッジ寸法の実質的に３
倍に等しい垂直間隔だけ次の隣接検出器素子から隔てら
れている。即ち、素子50' の隣接するエッジは約１５０
ミクロンの間隔、すなわち３つの付加的な検出器素子が
隣接面が接触して隣接する検出器素子の間に挿入される
ことを可能にするのに十分な空間だけ離れている。
【００２９】図５のａおよびｂは第１に走査ミラー32の
概略図を示しており、このミラーの回転平面に対して垂
直線のミラー32のファセット32ａの角度をライン174 で
表示している。ライン174 の角度は図５のａでは誇張さ
れ、従って読取り装置はミラー32の平面に対して選択さ
れた角度で入射光を反射するように角度が設定されてい
る。ミラー32の各ファセット32ａ、32ｂ、32ｃ等は検出
器50に投射されるとき、隣接するファセットにより反射
されるときの情景の位置に比較して、反射された情景を
隣接する検出器素子50' 間の間隔距離の１／４だけ垂直
に移動するように垂直に対して角度を設けられる。図５
のｂはファセット32ａ、32ｂ、32ｃ等が系列で配置され
ることを示しており、第１の系列のメンバはミラー32周
辺に相互に逐次的に隣接して配置されており、ファセッ
トの第２の系列により次に逐次的に後続され、以下同様
である。ミラーが回転するとき、各ファセット32ａ、32
ｂ、32ｃ等は検出器50を横切って観察された情景画像を
走査し、この検出器は画像フィールドとしてこの画像の
１／４を捕捉し、各ファセットの系列はさらに後述する
ように画像情報の１つの完全なフレームを生成する。
【００３０】さらに図５のｂを参照すると、各ファセッ
ト系列（フレーム）はファセット32ｂ、32ｆまたは32ｊ
を含んでおり、これは基準ファセット（32ｂ）であるか
または位置を切換えたファセット（32ｆまたは32ｊ）で
ある。基準ファセット32ｂはファセット系列32ａ−ｄの
通常のメンバであり、それらの各ファセットは反射され
た画像部分を系列の隣接ファセットと比較して、検出器
50' 間の分離距離の１／４だけ検出器50へ変位する。し
かしながら、位置を切換えられたファセット32ｆと32ｊ
は検出器50の画像部分を反射するため付加的にそれぞれ
上方向および下方向に角度を設けられ、従って検出器素
子 50'n を横切って先に走査された画像部分は図６を参
照して十分に説明されるように検出器 50'n+1 または 5
0'n-1 を横切って走査される。
【００３１】図６を参照すると、上部から下部まで１６
０の水平走査ライン（即ち垂直分解能の１６０ライン）
の画像空間を横切る走査を表しているチャートが示され
ており、これを本発明の熱画像装置は４０個だけの検出
器で達成している。図６のチャートの上部から下部まで
の垂直間隔は図４で示された検出器50の上部から下部ま
での垂直距離を表している。図６の第１の列（ファセッ
ト32ａに対して）は各検出器素子番号と関連する矢印で
表され、これらの走査線の水平面は検出器番号１乃至４
０（ 50'n − 50'n+39）の観察された情景を横切って延
在する。好ましくは、各検出器素子50' は走査ミラー32
の各ファセット32' により検出器素子50' を横切って観
察された情景が走査される間隔期間に５１２回サンプリ
ングされる。基準ファセット32ｂに対して図６の次の列
は観察された情景からの画像の次に続くフィールドが検
出器50' 上のファセット32ｂにより反射されることを示
しており、隣接する検出器50' 間の距離の１／４の垂直
変位を有する。同様に、このフィールドの各水平走査線
は各検出器素子50' に対して５１２のサンプリング間隔
または画素を含んでいる。基準フィールド32ｂの検出器
位置は図６では丸で囲まれている。
【００３２】続く２つのファセット32ｃと32ｄは同様に
観察された情景からの画像情報のそれぞれ１／４を捕捉
し、それぞれ各走査線で５１２の水平サンプリング間隔
を有する。第１のフィールドに対する水平走査線はイン
ターレースし、従って４つのフィールドは完全な画像フ
レームを生成する。それによって４つの連続ファセット
32ａ−32ｄとして捕捉される４つのフィールドの第１の
完全なフレームは検出器50上で観察された情景を走査
し、垂直の分解能の１６０ラインと水平の分解能の５１
２画素を達成するために４０の検出器素子からの走査ラ
インのインターレースによって情景全体を捕捉する。
【００３３】図６の次のフレームを観察すると、これは
これらのファセットが検出器50を横切って観察される情
景のそれぞれ一部を反射するときファセット32ｅ−32ｈ
により捕捉され、このフレームはファセット32ｆに対応
する位置を切換えられたフィールドを含んでおり、ここ
で観察された情景の水平走査線は検出器 50'2 − 50'40
上に反射され、検出器 50'1 の相対的な位置は画像装置
10の視野の外側で上方向にシフトされることがわかる。
即ち、観察された情景の反射部分は検出器素子50' 上の
ファセット32ｆにより反射され、これはフィールド32ｂ
のこれらの情景部分の位置と比較して上方向に１検出器
素子の位置を切換える。フィールド32ｆの検出器素子の
位置は図６では丸で囲まれている。第２のフレームは検
出器素子50'40により与えられるフィールド32ｆの水平
走査線を除いて観察された情景の全ての画像情報を含ん
でいる。検出器素子 50'40は検出器素子 50'39の位置に
おける情景走査ラインを感知するために使用されるの
で、検出器素子 50'40が通常位置される（ライン118 ）
走査線はゼロ値を有する。第１のフレームと第２のフレ
ームを比較すると、基準フィールド（32ｂ）と位置を切
換えられたフィールド32ｆは、第１のフレームの検出器
50'1 − 50'39により見られる画像情報が第２のフレー
ムの検出器 50'2 − 50'39により見られる画像情報と同
一の画像情報を有することがわかる。
【００３４】同様に、図６の第３のフレームはミラー32
の対応する識別ファセットにより検出器50上に反射され
る画像フィールド32ｉ−32ｌを含んでいる。このフレー
ムは位置を切換えられたフィールドｊを含んでおり、
（検出器素子位置は図６では丸で囲まれている）これは
１検出器素子位置だけ下方向に相対的位置を切換えられ
ており、検出器素子 50'1 − 50'39上で反射される基準
フィールド32ｂにおける検出器素子 50'2 − 50'40によ
り観察される情景部分を有する。即ち、この場合、検出
器素子 50'40の相対的位置は画像装置10の視野から外れ
ており、他の方法で検出器素子 50'1 により捕捉される
水平走査線はゼロ値を有する。これらの検出器素子は観
察された情景の同一部分を観察するので、これらの検出
器素子からの信号レベルは同一であるべきである。
【００３５】また、第２のフレームと第３のフレームを
比較すると、フィールド32ｆとフィールド32ｊは第２の
フレームの検出器 50'3 − 50'40により観察される画像
情報が第３のフレームの検出器 50'1 − 50'38により観
察される画像情報と同一の画像情報を有することがわか
る。これらの検出器素子は観察された情景と同一部分を
観察するので、これらの検出器素子からの信号レベルは
同一である。これらの検出器素子の信号が同一ではない
ならば、これは検出器素子自体の応答の差を示してい
る。２つの非均一性の比較は、図６の丸で囲まれた位置
を観察して素子 50'1 と 50'40を除く全ての検出器素子
で可能である。これらの後者の２つの検出器素子 50'に
対して１つの比較が可能である。
【００３６】第３のフレームの後に、走査ミラー32は１
回転を完了しており、上述されたシーケンスが同じこと
を繰返す。図６のチャートを見ると、フレーム１は、検
出素子50' が捕捉可能な画像情報を１００％含んでい
る。フレーム２および３は、各フレームに対して１つの
水平走査線が欠けている（すなわちフレーム２において
走査線158 、フレーム３では走査線２）ことを除いてほ
ぼ完全であるため、これらの各フレームは159 個の水平
走査線を含んでいる。全体として、３つのフレームの各
シーケンスは、可能性のある合計480 個のこのような走
査線からの画像情報の合計478 個の水平走査線として16
0 ＋159 ＋159 個の走査線を含んでいる。この画像捕捉
効率は、４：１のインターレーシングで40個の検出器5
0' により得ることができる可能な画像情報の99.6％に
等しい。上記で指摘したように、１走査線当たり512 個
の水平画素による160 個の垂直走査線の分解能が各フレ
ームに対して提供されることが好ましい。
【００３７】図７および８を参照すると、熱画像装置10
によって捕捉された画像に対する全体的な強度の制御
（すなわち、全体的な熱赤外線画像輝度レベル）だけで
なく、検出素子50' の赤外線光束への応答性の非均一さ
を検出し、補償するために使用される信号処理回路のア
ーキテクチャおよび方法が示されている。最初に図７を
参照すると、検出器50の各検出素子50' は、マルチプレ
クサ80において対応したチャンネルへの各アナログ直流
接続を有していることが認められ、これは図２に関して
全体的に説明された読取り回路接続76を想起させる。こ
の接続は、通常のように交流接続されていない。各接続
はコンミュテータ回路178 に増幅された各信号を供給す
る各固定利得増幅器176 を含んでおり、このコンミュテ
ータ回路178 が検出素子50' および増幅器176 からの増
幅された信号の直列アナログ信号流への切替を行なう
（これは、図２に示された電気インターフェイス52によ
って伝送された信号を想起させる）。各増幅器176 は、
直列インターフェイス回路180から各デジタルアナログ
（ＤＡＣ）回路181 を介して各オフセット信号を受信す
る。以下説明するように、各検出素子50' に対するオフ
セット信号は、検出素子50' における差または非均一性
をダイナミックベースで補償するように選択される。こ
れらの差または非均一性は、特に図６を参照して上記で
指摘されているように、これらの検出素子がフィールド
32ｂ，32ｆ，または32ｊの同じ水平走査線を観察した時
のそれらの応答を比較することによって検出される。
【００３８】結果的な直流アナログ画像信号流は、イン
ターフェイス52を介してアナログ信号プロセッサ86に供
給される。このアナログ信号プロセッサ86において、ビ
デオ信号のレベルに対する全体的な利得補正が利得補正
デジタルアナログ変換器182により各アナログ信号に対
して順次行われる。以下認められるように、これらの利
得補正信号は、ＡＳＰ86の増幅器部分184 によって増幅
された結果的な信号がＡ／Ｄ変換器92に送られ、この変
換器92に対する入力信号に対する中間点または中間スケ
ールレベルに平均で対応するように、前に与えられた全
体的なレベル補正を考慮して選択される。
【００３９】この信号処理を実現するために、タイミン
グ発生器96がＡ／Ｄ変換器92からデジタル情景ビデオ信
号を受信する。非均一性の検出および補正のために、タ
イミング発生器は１対の40ラインレジスタ186 および18
8 を使用する。これらのレジスタは、基準フィールド32
ｂの走査線および置換えられたフィールド32ｆおよび32
ｊに対する走査線合計値を順次累算して保持するために
使用される。それは、これらのフィールドが検出器50に
よって順次受取られるためである。順次各フィールドが
受取られたときに、前のフィールド値は比較のために重
ね書きベースでレジスタ186 からレジスタ188 にシフト
される。すなわち、これらのフィールドの各走査線の51
2 個の画素全てに対する信号レベルがレジスタ186 、18
8 において加算され、マイクロプロセッサ122 によって
平均される。図８は、上記および以下でさらに説明する
ように実行される信号処理方法を概略的に示している。
マイクロプロセッサ122 は、タイミング発生器96と並列
インターフェイスを有し、このインターフェイスは回路
ブロック190 および符号190'で示されている。マイクロ
プロセッサ122 は、各フィールドに対して必要な走査線
平均計算を行ない、また１フレームづつ順次フィールド
32ｂ，32ｆおよび32ｊに対する走査線平均値の間におい
て必要な比較を行ない、観察された情景の同じ部分を見
ている検出器の間の逐次的な差をゼロにするダイナミッ
クな試みで各検出器に対して必要なオフセット信号を計
算する。補正値のオフセット信号への時間積分は、結果
的に観察された情景中に人工物または疑似過渡状態を生
じさせる情景変化を伴わずに、熱画像装置が情景に対し
てパンすることを可能にする速度で検出素子に対するオ
フセット信号値が変化するように行われる（図８のブロ
ック192 を参照）。結果的なオフセット信号レベルは、
インターフェイス190 を介してマイクロプロセッサ122
によって直列・並列インターフェイスに与えられ、また
矢印196 により示された接続によって直列・並列インタ
ーフェイス180 に与えられる。
【００４０】さらに、増幅器176 にオフセット値を与え
るために使用される同じＡ／Ｄ変換器181 はまた、非均
一性補正オフセット信号との重畳によって全体レベル制
御信号を受取って供給するために使用される。すなわ
ち、図８は検出器間における非均一性補正オフセット信
号と全体レベル補正または制御信号の影響がこれらの信
号の合計によって増幅器176 に与えられることを示す。
全体レベルオフセット信号は、40個のＤＡＣ181 の全て
に対して共通に与えられ、マイクロプロセッサ122 によ
って供給される。この全体補正信号またはオフセット信
号は、情景からの熱画像情報が存在する熱“プラトー”
に等しい。この熱プラトーの高さは、装置10により観察
された情景の平均背景温度に応じて変化する。この平均
熱背景信号レベルは、これらの信号の中の熱画像情報が
もっと容易にアクセスされるように検出器50' からの信
号から減算される。さらに、マイクロプロセッサ122
は、上記で計算された40個全ての走査線平均値の平均を
計算し、全ての走査線平均値の平均が選択された基準を
満たすように、個々の非均一性オフセット信号との重畳
のためにインターフェイス190 を介して全体レベルオフ
セット信号をＤＡＣに供給する。
【００４１】上記で指摘したように、基準は、増幅器18
4 によってＡ／Ｄ変換器92に供給された信号が平均され
てこの変換器92への入力信号に対して中間スケールレベ
ルであるように選択されている。この信号は、図８にお
いて符号196'で示されている。この全体レベルの計算お
よびオフセット信号の供給は、熱画像装置10用の熱基準
源として観察された情景を使用する効果があることが認
められるであろう。観察された情景自身以外の熱基準源
は不要であり、それが装置10の電力消費量、複雑性、寸
法および重量を大幅に軽減する。装置10はまた変換器92
に対する平均的な信号レベルが選択された範囲に維持さ
れるように、観察された情景の種々の温度に対して自動
的に調節する。したがって、装置の使用者が見ているも
のが例えば海上で観察された情景等の比較的低温の情景
から、温暖な日の日没後の森林のような暖かい情景に変
わった場合、装置10の調節は不要である。装置10は、使
用者が明る過ぎず暗過ぎない均一な輝度を有する画像を
見るように全体レベルオフセット信号を内部で調節す
る。
【００４２】以上、本発明は特にその好ましい実施形態
を参照にして図示および説明されているが、このような
参照が本発明を限定するものではない。本発明は、当業
者によって認識されるように大幅な修正、変更が可能で
あり、形態および機能的に同等のものであることができ
る。図示され説明された本発明の好ましい実施形態は単
なる例示に過ぎず、本発明の技術的範囲の全てを示した
ものではない。したがって、本発明は添付された特許請
求の範囲のみによって限定されるものであり、全ての点
において同等のものを認識させるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した熱画像装置の機能的に共同し
て動作する物理的素子の概略図。
【図２】本発明にしたがった熱画像装置の概略ブロック
図。
【図３】本発明を実施した熱画像装置の外見図および分
解図。
【図４】本発明の実施例で使用されている線形アレイセ
ンサの概略図。
【図５】本発明を実施した熱画像装置の走査ミラーのフ
ァセットの概略図および、ファセット基準角度または対
をなした位置を切換えたファセット角度の１つを有する
ファセットの角度系列の３つのメンバの識別を伴ったミ
ラーのファセット角度系列のチャート。
【図６】それぞれ４つの逐次フィールドを有する３つの
逐次フレームの画像空間逐次走査チャートの概略図。
【図７】本発明にしたがった観察装置の全体的な情景輝
度レベル制御および経済的な非均一性検出および補償を
行うために使用される信号処理回路および信号処理方法
を示した関連ブロック図。
【図８】本発明にしたがった観察装置の全体的な情景輝
度レベル制御および経済的な非均一性検出および補償を
行うために使用される信号処理回路および信号処理方法
を示した関連ブロック図。
フロントページの続き (72)発明者 スティーブン・ピー・シャファー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91307、ウエスト・ヒルズ、ハイネス・ ストリート 23280 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 5/225 H04N 5/33

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱赤外放射線に応答する前記検出器アレ
    イを含み、検出器アレイが線形に整列された複数の間隔
    の隔てられた検出器素子を有し、前記複数の検出器素子
    が前記検出器アレイの長手方向の寸法を協同して規定
    し、そこに入射した赤外放射線を示す対応した個々の電
    気信号をそれぞれ供給し、前記複数の検出器素子の中の
    個々の検出器素子の特性が互いに異なっており、観察さ
    れた情景を複製した可視光画像を熱赤外線放射に応答し
    て提供する熱画像装置において、 前記長手方向にほぼ垂直な方向に前記複数の検出器素子
    を横切って前記観察された情景を走査し、前記複数の検
    出器素子を横切って前記観察された情景の全てを走査す
    る第１の部分と、前記複数の検出器素子のうちのある検
    出器素子を横切って第１の部分によって走査された前記
    観察された情景の一部分が前記ある検出器素子から前記
    長手寸法に沿って間隔を隔てられた検出器素子を横切っ
    て走査されるように、前記観察された情景を前記長手寸
    法に沿って切換えることにより前記複数の検出器素子を
    横切って前記観察された情景を走査する第２の部分とを
    含む走査装置を具備していることを特徴とする熱画像装
    置。
  2. 【請求項２】 前記走査装置の第１の部分は、前記複数
    の検出器素子に前記観察された情景の全体を反射する第
    １のミラーファセットを含んでいる請求項１記載の熱画
    像装置。
  3. 【請求項３】 前記走査装置の第２の部分は、ある検出
    器素子を横切って前記第１のファセットによって走査さ
    れた前記観察された情景の一部分が第１の方向において
    前記ある検出器素子に隣接している検出器素子を横切っ
    て走査されるように、前記複数の検出器素子に関して前
    記長手寸法に沿って前記第１の方向において前記観察さ
    れた情景を切換えることにより前記複数の検出器素子に
    前記観察された情景を反射する第２のミラーファセット
    を含んでいる請求項２記載の熱画像装置。
  4. 【請求項４】 前記走査装置は、ある検出器素子を横切
    って前記走査装置の前記第１の部分によって走査された
    前記観察された情景の一部分が前記長手寸法に沿って前
    記逆向きの第２の方向において前記ある検出器素子に隣
    接している第３の検出器素子を横切って走査されるよう
    に、前記長手寸法に沿って逆向きの第２の方向において
    前記観察された情景を切換えることにより前記複数の検
    出器素子を横切って前記観察された情景を走査する第３
    の部分を含んでいる請求項３記載の熱画像装置。
  5. 【請求項５】 前記走査装置の第３の部分は、ある検出
    器素子を横切って前記第１の部分によって走査された前
    記観察された情景の一部分が前記長手寸法に沿って前記
    逆向きの第２の方向において前記ある検出器素子に隣接
    している第３の検出器素子を横切って走査されるよう
    に、前記長手寸法に沿って前記逆向きの第２の方向にお
    いて前記観察された情景を切換えることにより前記複数
    の検出器素子を横切って前記観察された情景を走査する
    各ミラーファセットを含んでいる請求項４記載の熱画像
    装置。
  6. 【請求項６】 さらに前記走査装置は、前記観察された
    情景の全体が前記複数の検出器素子を横切って走査され
    るように、前記複数の検出器素子の隣接したものの間の
    間隔の分数の値に対応している前記長手寸法に沿った前
    記観察された情景の各変位により前記複数の検出器素子
    を横切って前記観察された情景の全体をそれぞれ走査す
    る付加的なミラーファセットを含んでいる請求項２記載
    の熱画像装置。
  7. 【請求項７】 検出器アレイが線形に整列された複数の
    間隔の隔てられた検出器素子を有し、前記複数の検出器
    素子が前記検出器アレイの長手方向の寸法を協同して規
    定し、走査装置が前記長手方向にほぼ垂直な方向に前記
    複数の検出器素子を横切って前記観察された情景を走査
    し、前記複数の検出器素子がそこに入射した赤外放射線
    を示す対応した個々の電気信号をそれぞれ供給し、前記
    複数の検出器素子の中の個々の検出器素子の特性が互い
    に異なっている熱赤外放射線に応答する前記検出器アレ
    イを含んでいる熱画像装置において、 前記複数の検出器素子のそれぞれから複数の固定利得ア
    ナログ増幅器の対応したものへの個々の直流電気接続を
    具備し、前記複数の増幅器が前記検出器アレイに入射し
    た熱赤外放射線束を示す直列アナログ信号を流すマルチ
    プレクサへの電気接続をそれぞれ有し、補償回路が前記
    観察された情景の同じ部分を走査した前記複数の検出器
    素子のうちの識別されたものからの電気信号の差に応答
    して、前記識別された検出器素子に各補償信号を供給
    し、電気回路が前記差を最小にするためにその利得を修
    正するように前記複数の検出器素子のそれぞれと接続さ
    れた前記複数の増幅器の対応したものに前記各補償信号
    を与えることを特徴とする熱画像装置。
  8. 【請求項８】 前記補償回路は、前記複数の検出器素子
    中の検出器素子の個数の２倍に等しい容量を有する記録
    装置を含み、前記記録装置の第１の部分は前記検出器を
    横切った前記観察された情景の第１の走査に対応した前
    記電気信号に対する値を受取って対応した記録位置に記
    憶し、前記記録装置の第２の部分は前記複数の検出器素
    子を横切った前記情景の先行する走査に対応した前記電
    気信号に対する値を受取って対応した記録位置に記憶
    し、計算装置は、前記観察された情景の同じ部分を走査
    した前記複数の検出器素子の識別されたものに対する前
    記第１および第２の記録装置の部分の記憶された値を比
    較して、前記識別された検出器素子に各補償信号を供給
    する請求項７記載の熱画像装置。
  9. 【請求項９】 前記計算装置は、マイクロプロセッサを
    含んでいる請求項８記載の熱画像装置。
  10. 【請求項１０】 前記補償回路は、デジタル並列フォー
    マットで前記マイクロプロセッサに前記記録値を供給す
    る並列インターフェイスを含み、前記マイクロプロセッ
    サがデジタル並列フォーマットで前記識別された検出器
    素子に前記各補償信号を供給する請求項９記載の熱画像
    装置。
  11. 【請求項１１】 前記マイクロプロセッサは、デジタル
    並列フォーマットで前記並列インターフェイスに前記識
    別された検出器素子に対する前記各補償信号を供給し、
    前記補償回路はデジタル並列フォーマットで前記補償信
    号を記憶し、デジタル直列フォーマットで前記補償信号
    を供給する直列／並列レジスタを含んでいる請求項１０
    記載の熱画像装置。
  12. 【請求項１２】 前記補償回路は直列インターフェイス
    を含み、前記直列／並列レジスタはデジタル直列フォー
    マットで前記直列インターフェイスに前記補償信号を供
    給し、前記複数の検出器素子の各１つと接続された前記
    複数の増幅器の１つに前記各補償信号を与える前記電気
    回路は複数のデジタルアナログ変換器を含み、前記直列
    インターフェイスは複数のデジタルアナログ変換器の各
    １つに前記補償信号の対応したものを供給し、前記デジ
    タルアナログ変換器の各１つは前記複数の固定利得アナ
    ログ増幅器の各１つに対応したアナログ補償信号を個別
    に供給する請求項１１記載の熱画像装置。
  13. 【請求項１３】 前記補償回路はその第１および第２の
    各部分を限定する１対のレジスタを有する前記記録装置
    を含み、前記マイクロプロセッサは、前記第１のレジス
    タが前記検出器を横切って前記観察された情景を後続的
    に走査するために信号値を受信するのに利用できるよう
    に、前記第１および第２のレジタスタの両方から前記記
    録値を受取った後に重書きベースで前記第１のレジスタ
    から前記第２のレジスタに値を書込む請求項１１記載の
    熱画像装置。
  14. 【請求項１４】 さらに、前記検出器を横切って前記観
    察された情景を走査している間に前記複数の検出器素子
    からの前記信号のそれぞれに対する平均値を示す信号を
    供給する回路と、前記走査線平均値全てに対する平均値
    （走査線平均値の平均値）を示す各信号を供給する回路
    と、前記補償信号の各１つと重畳するために前記固定利
    得アナログ増幅器のそれぞれに対応したレベル補正信号
    を等しく供給する回路とを含んでいる請求項１２記載の
    熱画像装置。
  15. 【請求項１５】 前記検出器を横切って前記観察された
    情景の走査期間中に前記複数の検出器素子からの前記信
    号のそれぞれに対する平均値を示す信号を供給する前記
    回路は前記マイクロプロセッサを含んでいる請求項１４
    記載の熱画像装置。
  16. 【請求項１６】 前記走査線平均値全てに対する平均値
    を示す各信号を供給する前記回路は前記マイクロプロセ
    ッサを含んでいる請求項１４記載の熱画像装置。
  17. 【請求項１７】 前記補償信号の各１つと重畳するため
    に前記固定利得アナログ増幅器のそれぞれに対応したレ
    ベル補正信号を等しく供給する前記回路は、デジタル並
    列フォーマットで前記直列／並列レジスタに前記レベル
    補正信号を等しく供給する前記マイクロプロセッサを含
    み、前記直列／並列レジスタはデジタル並列フォーマッ
    トで前記レベル補正信号を一時的に記憶して、デジタル
    直列フォーマットで前記直列インターフェイスに対応し
    た等しいレベル補正信号を供給し、前記直列インターフ
    ェイスは前記複数のデジタルアナログ変換器の各１つに
    対応した等しいレベル補正信号を供給し、前記デジタル
    アナログ変換器の各１つは前記複数の固定利得アナログ
    増幅器の各１つに対応した等しいレベル補正アナログ信
    号を個別に供給する請求項１６記載の熱画像装置。
  18. 【請求項１８】 さらに、前記検出器アレイに入射した
    熱赤外放射線束を示す前記直列アナログ信号を前記マル
    チプレクサから受信するデジタルアナログ変換器を含
    み、前記デジタルアナログ変換器はそれに対する入力信
    号の中間スケール信号値を有し、前記マイクロプロセッ
    サは前記直列アナログ信号の時間平均値を平均的に前記
    中間スケール信号値にするレベルでレベル補正信号を供
    給する請求項１４記載の熱画像装置。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6268883B1 (en) * 1997-05-30 2001-07-31 California Institute Of Technology High speed infrared imaging system and method
JP4143305B2 (ja) 2001-01-30 2008-09-03 日本電気株式会社 ロボット装置、照合環境判定方法、及び照合環境判定プログラム
US6878933B1 (en) 2002-12-10 2005-04-12 University Of Florida Method for coupling laser desorption to ion trap mass spectrometers
US7304297B1 (en) 2004-07-01 2007-12-04 Raytek Corporation Thermal imager utilizing improved radiometric calibration technique
JP5419659B2 (ja) * 2009-12-04 2014-02-19 キヤノン株式会社 撮像装置
CN115135993A (zh) * 2020-11-25 2022-09-30 深圳帧观德芯科技有限公司 成像系统

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3895182A (en) * 1973-12-20 1975-07-15 Ted R Trilling Multi-channel sensor system
US4032975A (en) * 1974-02-25 1977-06-28 Mcdonnell Douglas Corporation Detector array gain compensation
GB2037119A (en) * 1978-12-19 1980-07-02 Philips Electronic Associated Reducing the effect of defective elements in a thermal image detector array
US4225883A (en) * 1979-06-11 1980-09-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Automatic responsivity compensator in an IR imaging system
GB2087189B (en) * 1980-11-10 1984-08-01 Philips Electronic Associated Imaging apparatus
US4408231A (en) * 1981-07-31 1983-10-04 International Business Machines Corporation Method and apparatus for calibrating a linear array scanning system
FR2656182B1 (fr) * 1983-06-14 1992-07-10 Thomson Trt Defense Dispositif de surveillance infrarouge.
FR2661583B1 (fr) * 1983-10-25 1994-01-07 Thomson Csf Systeme opto-electronique d'analyse d'images video obtenues par balayage d'une barrette detectrice.
FR2573263B1 (fr) * 1984-11-12 1988-05-06 Telecommunications Sa Perfectionnement aux systemes d'imagerie a balayage
GB2180714B (en) * 1985-08-22 1989-08-16 Rank Xerox Ltd Image apparatus
US4873442A (en) * 1985-12-09 1989-10-10 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for scanning thermal images
US5101271A (en) * 1990-03-30 1992-03-31 Hughes Aircraft Company Image restoration and faulty sensor detection and compensation system and process
US5274235A (en) * 1990-05-29 1993-12-28 Kollmorgen Corp Integrated imaging system
US5185883A (en) * 1990-10-26 1993-02-09 Data Translation, Inc. System for locating failure signals by comparing input data with stored threshold value and storing failure addresses in alternating buffers
US5129595A (en) * 1991-07-03 1992-07-14 Alliant Techsystems Inc. Focal plane array seeker for projectiles
US5276319A (en) * 1992-04-21 1994-01-04 The United States Of America As Represented By The United States Secretary Of The Navy Method and device for improved IR detection with compensations for individual detector response
GB2268353B (en) * 1992-06-22 1996-02-14 Marconi Gec Ltd Imaging apparatus
US5302824A (en) * 1992-12-01 1994-04-12 Hughes Aircraft Company Measurement of relative detector gain
US5471240A (en) * 1993-11-15 1995-11-28 Hughes Aircraft Company Nonuniformity correction of an imaging sensor using region-based correction terms
US5453618A (en) * 1994-01-31 1995-09-26 Litton Systems, Inc. Miniature infrared line-scanning imager

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