JP3005527B1 - Infrared imaging device - Google Patents

Infrared imaging device

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JP3005527B1
JP3005527B1 JP10207543A JP20754398A JP3005527B1 JP 3005527 B1 JP3005527 B1 JP 3005527B1 JP 10207543 A JP10207543 A JP 10207543A JP 20754398 A JP20754398 A JP 20754398A JP 3005527 B1 JP3005527 B1 JP 3005527B1
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signal
sensor
infrared
pattern noise
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直也 藤本
和敏 松永
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日本電気電波機器エンジニアリング株式会社
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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Abstract

【要約】 【課題】 周囲温度の変動によるFPN変動分が自動的
に除去できる赤外線画像撮像装置を得る。 【解決手段】 均一な基準赤外光を入射した状態にてF
PNデータをFPNデータメモリ3に収納しておく。撮
像信号cはFPNデータdが減算回路2にてセンサ画像
信号bから減算されることにより得られる。FPN検出
回路5はFPNデータ読み出し回路4の出力dと、撮像
信号cとの間にて各画素データどうしの乗算を行い、バ
イアス発生回路6に残留FPN検出信号eを出力する。
バイアス発生回路6は残留FPN検出信号eを、信号の
更新ごとに累積減算を行い、その結果に比例した電流を
バイアス信号fとしてセンサ1に印加する。その結果、
撮像信号cの中に含まれるFPN成分が最小になるよう
に制御が行われ、FPN変動分が画面に現れることによ
る画質の劣化を防ぐ。
An infrared imaging apparatus capable of automatically removing an FPN variation due to a variation in an ambient temperature is provided. SOLUTION: In a state where uniform reference infrared light is incident, F
The PN data is stored in the FPN data memory 3. The imaging signal c is obtained by subtracting the FPN data d from the sensor image signal b by the subtraction circuit 2. The FPN detecting circuit 5 multiplies each pixel data between the output d of the FPN data reading circuit 4 and the imaging signal c, and outputs a residual FPN detecting signal e to the bias generating circuit 6.
The bias generation circuit 6 performs cumulative subtraction of the residual FPN detection signal e every time the signal is updated, and applies a current proportional to the result to the sensor 1 as a bias signal f. as a result,
The control is performed so that the FPN component included in the imaging signal c is minimized, and the deterioration of the image quality due to the FPN variation appearing on the screen is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は赤外線画像撮像装置
に関し、特に抵抗変化型フォーカルプレーンアレイ赤外
線センサを使用した赤外線画像撮像装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared imaging apparatus, and more particularly to an infrared imaging apparatus using a resistance change type focal plane array infrared sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】抵抗変化型(例えば、ボロメータ型)フ
ォーカルプレーンアレイ赤外線センサは、センサ基板上
に2次元的に配置された抵抗変化型センサ素子の各々に
入射する赤外光の入射パワーの強度によって変化する温
度を、例えば、ボロメータ(温度によって抵抗値が変化
する温度センサ)の抵抗値変化によって検出するもので
ある。
2. Description of the Related Art A resistance change type (for example, bolometer type) focal plane array infrared sensor has an intensity of incident power of infrared light incident on each of resistance change type sensor elements two-dimensionally arranged on a sensor substrate. For example, a temperature that changes according to the temperature is detected by a change in the resistance of a bolometer (a temperature sensor whose resistance changes according to the temperature).

【0003】この抵抗変化型(例えば、ボロメータ型)
フォーカルプレーンアレイ赤外線センサには、通常、各
画素毎の、例えばボロメータの抵抗値バラツキによって
発生するFPN(固定パタンノイズ)をもっており、均
一な赤外線光を入力した場合でもこのFPNが撮像信号
に現れるために、抵抗変化型赤外線画像撮像装置は撮像
信号に含まれるFPNを除去する必要がある。
This resistance change type (for example, bolometer type)
The focal plane array infrared sensor usually has an FPN (fixed pattern noise) generated for each pixel due to, for example, a variation in the resistance value of the bolometer. Even when uniform infrared light is input, the FPN appears in an image signal. In addition, the resistance change type infrared imaging apparatus needs to remove FPN included in the imaging signal.

【0004】このFPNを除去する方法として、一般的
には均一の赤外線入力条件下にて各センサ固有のFPN
データを取得してメモリに記憶させ、入力画像データか
ら記憶しておいたFPNデータを減算することにより、
FPNを除去した画像データを得る方法がある。
As a method of removing the FPN, generally, an FPN unique to each sensor is used under a uniform infrared input condition.
By obtaining the data and storing it in the memory, and subtracting the stored FPN data from the input image data,
There is a method of obtaining image data from which FPN has been removed.

【0005】従来、この種の赤外線撮像装置の不均一性
(FPN)補正方法は、例えば、米国特許(USP)第
4752694号公報に示されるように、ボロメータ抵
抗値のばらつきによる映像輝度レベルの不均一性を補正
する目的にて用いられている。図6はこの種の従来の赤
外線撮像装置の不均一性補正方法の一例を示すブロック
図である。図中において、ボロメータからなる赤外線検
知素子48は2次元的に配置されている。電子スイッチ
46,47はボロメータを選択するためのFETからな
るスイッチである。
Conventionally, this type of non-uniformity (FPN) correction method for an infrared imaging apparatus has been disclosed in, for example, US Pat. No. 4,752,694. It is used for the purpose of correcting uniformity. FIG. 6 is a block diagram showing an example of this type of conventional non-uniformity correction method for an infrared imaging device. In the figure, infrared detecting elements 48 composed of bolometers are two-dimensionally arranged. The electronic switches 46 and 47 are switches composed of FETs for selecting a bolometer.

【0006】スイッチ44,45は、例えば機械的なス
イッチであって、電子スイッチ46,47を夫々駆動す
るために設けられている。補正電圧発生部43はメモリ
MEM、D(ディジタル)/A(アナログ)コンバータ
DAC、サンプルホールド回路S&Hからなり、補正電
圧VHを発生する。シーケンサ41はタイミングパルス
を発生する。プリアンプ42は信号の読み出しと増幅と
を行う。
The switches 44 and 45 are, for example, mechanical switches, and are provided for driving the electronic switches 46 and 47, respectively. The correction voltage generator 43 includes a memory MEM, a D (digital) / A (analog) converter DAC, and a sample and hold circuit S & H, and generates a correction voltage VH. The sequencer 41 generates a timing pulse. The preamplifier 42 performs signal reading and amplification.

【0007】次に、図6に示された従来例の動作を説明
する。ボロメータ48は、赤外線の入射による温度変化
によってその抵抗値が変化する材料からなっている。ボ
ロメータ48にバイアス電圧Vbiasを与え、流れ出る電
流をプリアンプ42にて読み出して増幅する。ボロメー
タの選択は電子スイッチ46,47にて行う。電子スイ
ッチ47は単なる電子スイッチであるが、電子スイッチ
46はスイッチであると同時に可変抵抗器としても働
き、ボロメータ抵抗値のばらつきを補償する。
Next, the operation of the conventional example shown in FIG. 6 will be described. The bolometer 48 is made of a material whose resistance value changes due to a temperature change due to the incidence of infrared rays. A bias voltage Vbias is applied to the bolometer 48, and a current flowing out is read and amplified by the preamplifier 42. The bolometer is selected by the electronic switches 46 and 47. Although the electronic switch 47 is a mere electronic switch, the electronic switch 46 is a switch and also functions as a variable resistor, and compensates for variations in the bolometer resistance.

【0008】電子スイッチ46の抵抗値はMEM、DA
C及びS&Hからなる補正電圧発生部43にて発生させ
た補正電圧VHをFETの各ゲートに印加することによ
って、ある範囲内にて自由に選ぶことができる。各々の
ボロメータに対して最適な補正電圧を発生させるための
データが補正電圧発生部43のMEMに書き込まれてい
る。シーケンサ41は、各部が適切なタイミングにて動
作するようなタイミングパルスを発生する。
The resistance value of the electronic switch 46 is MEM, DA
By applying the correction voltage VH generated by the correction voltage generator 43 composed of C and S & H to each gate of the FET, the correction voltage can be freely selected within a certain range. Data for generating an optimum correction voltage for each bolometer is written in the MEM of the correction voltage generator 43. The sequencer 41 generates a timing pulse such that each unit operates at an appropriate timing.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図6に示す従
来の赤外線画像撮像装置のように、抵抗変化型(例え
ば、ボロメータ型)赤外線センサに一定のバイアス電流
を流す場合は、センサの基板温度が変動した場合、FP
Nが変動しFPN変動分が画面に現れるため画質を劣化
させる問題がある。また、この問題を防ごうとすると赤
外線光に対する感度の変動を防ぐため、センサの基板温
度を高精度に一定に保つ手段や可変利得増幅器が必要と
なる問題もある。さらに、センサの動作温度を高精度に
一定に保つ手段を持たない場合、センサの動作温度が変
動する度にFPNデータを取り直す必要がある問題があ
る。
However, when a constant bias current is applied to a resistance change type (for example, bolometer type) infrared sensor as in the conventional infrared image pickup device shown in FIG. Is changed, FP
Since N fluctuates and the FPN fluctuation appears on the screen, there is a problem that the image quality is deteriorated. In order to prevent this problem, there is another problem that means for maintaining the substrate temperature of the sensor constant with high accuracy and a variable gain amplifier are required in order to prevent a change in sensitivity to infrared light. Furthermore, when there is no means for keeping the operating temperature of the sensor constant with high accuracy, there is a problem that it is necessary to reacquire the FPN data every time the operating temperature of the sensor changes.

【0010】本発明の目的は、周囲温度の変動によるF
PN変動分が自動的に除去できる赤外線画像撮像装置を
提供することである。
It is an object of the present invention to provide an F
An object of the present invention is to provide an infrared imaging device capable of automatically removing a PN variation.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、赤外線
センサを有する赤外線画像撮像装置であって、前記赤外
線センサの固定パタンノイズを予め格納したメモリ手段
と、前記センサの画像信号から前記固定パタンノイズを
減算して撮像信号として出力する減算手段と、前記撮像
信号から残留固定パタンノイズを検出する残留固定パタ
ンノイズ検出手段と、前記残留固定パタンノイズを基に
前記赤外線センサのバイアスを制御する制御手段とを含
むことを特徴とする赤外線画像撮像装置が得られる。
According to the present invention, there is provided an infrared imaging apparatus having an infrared sensor, comprising: memory means for storing a fixed pattern noise of the infrared sensor in advance; Subtraction means for subtracting the pattern noise and outputting the same as an image signal; remaining fixed pattern noise detection means for detecting the remaining fixed pattern noise from the image signal; and controlling the bias of the infrared sensor based on the remaining fixed pattern noise. An infrared image pickup device characterized by including a control means is obtained.

【0012】そて、前記固定パタンノイズは、前記セン
サに均一な赤外光を照射したときのセンサ画像信号であ
ることを特徴とし、また前記残留固定パタンノイズ検出
手段は、前記固定パタンノイズと前記撮像信号との間に
て各画素データどうしの乗算を行い、その結果の1画面
の総和を求めて前記残留固定パタンノイズを出力するこ
とを特徴とする。
The fixed pattern noise is a sensor image signal when the sensor is irradiated with uniform infrared light, and the residual fixed pattern noise detecting means is configured to detect the fixed pattern noise and the fixed pattern noise. The image signal is multiplied by each pixel data, and a total of the resultant one screen is obtained to output the residual fixed pattern noise.

【0013】本発明の作用は次の通りである。画素に対
応したセンサ素子の抵抗値は画素毎にバラツキをもって
いるが、それぞれの抵抗温度係数はほぼ均一であること
を利用して、出力画像信号の中に含まれるFPN成分を
検出し、そのFPN成分が最小になるようにセンサバイ
アスを制御する。これにより、センサの基板温度を常に
一定に保つ手段を必要とせずに、周囲温度の変動等によ
るFPN変動分が画面に現れることによる画質の劣化を
防ぎ、なおかつ赤外光に対する感度の変動を押さえるこ
とができる。
The operation of the present invention is as follows. Although the resistance value of the sensor element corresponding to the pixel varies from pixel to pixel, the fact that the temperature coefficient of resistance is substantially uniform makes use of the fact that the FPN component contained in the output image signal is detected. The sensor bias is controlled so that the component is minimized. This eliminates the need for means for keeping the substrate temperature of the sensor constant at all times, prevents image quality deterioration due to the appearance of FPN fluctuations due to fluctuations in ambient temperature, etc., and suppresses fluctuations in sensitivity to infrared light. be able to.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
図面を参照して説明する。図1は本発明による赤外線画
像撮像装置の実施例の構成を示すブロック図である。図
1において、本発明による赤外線画像撮像装置は、入力
赤外線画像光aを光/電気変換する抵抗変化型(例え
ば、ボロメータ型)赤外線センサ1、センサ1の出力セ
ンサ画像信号bからFPNデータ信号dを減算して撮像
信号cを出力する減算回路2を有する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an infrared image capturing apparatus according to the present invention. In FIG. 1, an infrared imaging apparatus according to the present invention includes a resistance change type (for example, bolometer type) infrared sensor 1 for converting an input infrared image light a into light / electricity, an output sensor image signal b of the sensor 1 and an FPN data signal d. Is subtracted to output an imaging signal c.

【0015】また、均一な赤外線入力下にて得られたセ
ンサ1に対応するFPNデータを格納するFPNデータ
メモリ3、FPNデータメモリ3からFPNデータ信号
dを読み出すFPNデータ読み出し回路4を有する。さ
らに、撮像信号cとFPNデータ信号dを基に残留FP
N検出信号eを検出するFPN検出装置5、残留FPN
検出信号eを基にバイアス信号fを生成するバイアス発
生回路6を有して構成される。
Further, there is provided an FPN data memory 3 for storing FPN data corresponding to the sensor 1 obtained under uniform infrared input, and an FPN data read circuit 4 for reading out an FPN data signal d from the FPN data memory 3. Further, the residual FP is determined based on the imaging signal c and the FPN data signal d.
FPN detection device 5 for detecting N detection signal e, residual FPN
It has a bias generation circuit 6 for generating a bias signal f based on the detection signal e.

【0016】本発明の実施例の動作を図1〜5により説
明する。図1において、センサ1は抵抗変化型(例え
ば、ボロメータ型)フォーカルプレーンアレイ赤外線セ
ンサであって、センサ基板上にセンサ素子(例えばボロ
メータ)が2次元的に配置されている。例えば、ボロメ
ータの各素子は照射される赤外線の強度に応じた温度変
化により、その温度に対応した抵抗値となる。従って、
センサ1の例えばボロメータ各素子にバイアス信号fを
時系列的に印加することにより、各ボロメータ素子の抵
抗値に対応した電圧が、センサ画像信号bとして時系列
的に出力される。
The operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, a sensor 1 is a resistance change type (for example, a bolometer type) focal plane array infrared sensor, and a sensor element (for example, a bolometer) is two-dimensionally arranged on a sensor substrate. For example, each element of the bolometer has a resistance value corresponding to the temperature due to a temperature change according to the intensity of the irradiated infrared light. Therefore,
By applying a bias signal f to each element of the bolometer of the sensor 1 in time series, a voltage corresponding to the resistance value of each bolometer element is output in time series as a sensor image signal b.

【0017】ボロメータ(素子)の温度は入射する赤外
線光の強度(パワー)によって変化するが、センサ1の
基板温度の影響も受ける。また、ボロメータ素子の抵抗
値はそれぞれバラツキをもっているので、抵抗値のバラ
ツキの大きさに対応したFPNがセンサ画像信号bには
含まれている。図2において、センサ1に均一な赤外光
を入射した状態にて、バイアス信号fがある一定値の場
合のセンサ画像信号bの1例を示す。
The temperature of the bolometer (element) changes depending on the intensity (power) of the incident infrared light, but is also affected by the substrate temperature of the sensor 1. Further, since the resistance values of the bolometer elements have variations, the FPN corresponding to the magnitude of the variation in the resistance values is included in the sensor image signal b. FIG. 2 shows an example of the sensor image signal b when the bias signal f has a constant value when uniform infrared light is incident on the sensor 1.

【0018】時系列的に出力されたセンサ画像信号bの
A期間は低い抵抗値を持つボロメータ素子、B期間は中
間の抵抗値をもつボロメータ素子、C期間は高い抵抗値
を持つボロメータ素子に対応した出力を示す。また、T
1はあるセンサ基板温度のときのセンサ画像信号b、T
2はT1よりも高い温度のときのセンサ画像信号b、T
3はT1よりも低いセンサ基板温度のときのセンサ画像
信号bである。
The period A of the sensor image signal b output in time series corresponds to a bolometer element having a low resistance value, the period B corresponds to a bolometer element having an intermediate resistance value, and the period C corresponds to a bolometer element having a high resistance value. Shows the output. Also, T
1 is a sensor image signal b, T at a certain sensor substrate temperature
2 is a sensor image signal b, T at a temperature higher than T1.
3 is a sensor image signal b when the sensor substrate temperature is lower than T1.

【0019】図3において、センサ1に均一な赤外線光
を入射した状態にて、センサ基板温度がある一定値の場
合のセンサ画像信号bの1例を示す。時系列的に出力さ
れたセンサ画像信号bのA期間は低い抵抗値を持つボロ
メータ素子、B期間は中間の抵抗値をもつボロメータ素
子、C期間は高い抵抗値を持つボロメータ素子に対応し
た出力を示す。
FIG. 3 shows an example of the sensor image signal b when the sensor substrate temperature is a constant value when uniform infrared light is incident on the sensor 1. In the sensor image signal b output in time series, the output corresponding to the bolometer element having a low resistance value during the period A, the bolometer element having the intermediate resistance value during the period B, and the bolometer element having the high resistance value during the period C is obtained. Show.

【0020】またI1はあるバイアス信号fのときのセ
ンサ画像信号b、I2はI1よりも高いバイアス信号f
のときのセンサ画像信号b、I3はI1よりも低いバイ
アス信号fのときのセンサ画像信号bである。センサ画
像信号bはボロメータ素子抵抗値とバイアス信号fの電
流の大きさとに比例し、ボロメータ素子抵抗値はセンサ
基板温度によって指数関数的に変化するが、どのボロメ
ータ素子も均一な抵抗温度係数を持っているとすれば、
センサ基板温度の変化によるセンサ画像信号bの変化
と、バイアス信号fの電流の変化とによるセンサ画像信
号bの変化とは一定の関係を持つ。
Further, I1 is a sensor image signal b at a certain bias signal f, and I2 is a bias signal f higher than I1.
Is the sensor image signal b when the bias signal f is lower than I1. The sensor image signal b is proportional to the resistance of the bolometer element and the magnitude of the current of the bias signal f, and the resistance of the bolometer element varies exponentially with the temperature of the sensor substrate. If so,
A change in the sensor image signal b due to a change in the sensor substrate temperature and a change in the sensor image signal b due to a change in the current of the bias signal f have a fixed relationship.

【0021】センサ画像信号bから、予め均一な基準赤
外光を入射した状態にてフレーム積分(同一ボロメータ
素子に対応するセンサ画像信号bをそれぞれ何回か加算
して平均化する)等により平均化して、ランダム変動を
除去したFPNデータを取得し、FPNデータメモリ3
に収納(記録;格納)しておく。撮像信号cは、この格
納されたFPNデータ(信号)dがFPNデータ読み出
し回路4によりセンサ画像信号bの各画素出力に同期し
て読み出され、減算回路2にてセンサ画像信号bから減
算されることにより得られる。
From the sensor image signal b, averaging is performed by frame integration (adding and averaging the sensor image signals b corresponding to the same bolometer element several times, respectively) in a state where uniform reference infrared light is previously incident. To obtain FPN data from which random fluctuations have been removed,
Is stored (recorded; stored). In the imaging signal c, the stored FPN data (signal) d is read out by the FPN data readout circuit 4 in synchronization with each pixel output of the sensor image signal b, and is subtracted from the sensor image signal b by the subtraction circuit 2. It is obtained by doing.

【0022】図4にFPNデータ信号dの1例を示す。
FPNデータメモリ3のFPNデータは、図2のT1の
状態にて、予めランダム変動を除去したFPNデータを
取得してFPNデータメモリ3に収納されているものと
する。
FIG. 4 shows an example of the FPN data signal d.
It is assumed that the FPN data in the FPN data memory 3 is stored in the FPN data memory 3 in a state of T1 in FIG.

【0023】図5に撮像信号cの一例を示す。減算回路
2によってセンサ画像信号bからFPNデータ信号dの
減算を行った結果を矢印により示す。T2はバイアス信
号fが制御を始める前のセンサ基板温度がT1より高く
なった場合の撮像信号cであり、T3はバイアス信号f
が制御を始める前のセンサ基板温度がT1より低くなっ
た場合の撮像信号cである。また、それぞれの場合のセ
ンサ画像信号bは、図2のT2,T3の状態のときと同
様である。
FIG. 5 shows an example of the image signal c. The result of subtraction of the FPN data signal d from the sensor image signal b by the subtraction circuit 2 is indicated by an arrow. T2 is an imaging signal c when the sensor substrate temperature becomes higher than T1 before the bias signal f starts control, and T3 is the bias signal f.
Is an imaging signal c when the sensor substrate temperature before the control is started becomes lower than T1. The sensor image signal b in each case is the same as that in the state of T2 and T3 in FIG.

【0024】FPN検出回路5はFPNデータ読み出し
回路4の出力dと撮像信号cとの間にて各画素データど
うしの乗算を行い、その結果の1画面の総和を求め、バ
イアス発生回路(積分回路)6に残留FPN検出信号e
を出力する。この演算結果は1画面内にて平均化されて
いるので、撮像信号cの中にFPN成分がどれぐらいの
割合にて含まれているかを示しており、撮像信号cに赤
外線画像入力aによって表れる画像信号が含まれていて
も、残留FPN検出信号eに影響を及ぼさない。この残
留FPN検出信号eは1画面ごとに更新される信号であ
る。
The FPN detecting circuit 5 multiplies each pixel data between the output d of the FPN data reading circuit 4 and the image pickup signal c, obtains the total of the resultant one screen, and generates a bias generating circuit (integrating circuit). 6) Residual FPN detection signal e
Is output. Since this calculation result is averaged in one screen, it indicates how much the FPN component is included in the imaging signal c, and appears in the imaging signal c by the infrared image input a. Even if the image signal is included, it does not affect the residual FPN detection signal e. This residual FPN detection signal e is a signal that is updated every screen.

【0025】バイアス発生回路6は残留FPN検出信号
eを、信号の更新ごとに累積減算を行い、その結果に比
例した電流をバイアス信号fとしてセンサ1に印加す
る。センサ1のセンサ基板温度がT1からT2へ上昇す
ると、ボロメータ(素子)の抵抗値が上昇し、図5にT
2にて示したように、撮像信号cに正のFPN成分が発
生することにより、FPN検出回路5の残留FPN検出
信号eは正の値を出力する。
The bias generation circuit 6 performs cumulative subtraction of the residual FPN detection signal e every time the signal is updated, and applies a current proportional to the result to the sensor 1 as a bias signal f. When the sensor substrate temperature of the sensor 1 rises from T1 to T2, the resistance value of the bolometer (element) rises, and FIG.
As shown by 2, the generation of a positive FPN component in the imaging signal c causes the residual FPN detection signal e of the FPN detection circuit 5 to output a positive value.

【0026】FPN検出回路5の残留FPN検出信号e
が正の値なので、バイアス発生回路6はバイアス信号f
の電流値を下げることにより、センサ画像信号bに含ま
れるFPNを下げ、残留FPN検出信号eが最小となる
までバイアス信号fを下げ続けることにより、図5のT
1へ近づくように制御される。また逆に、センサ1のセ
ンサ基板温度がT1からT3へ下降すると、ボロメータ
(素子)の抵抗値が下降し、図5にT3にて示したよう
に、撮像信号cに負のFPN成分が発生することによ
り、FPN検出回路5の残留FPN検出信号eは負の値
を出力する。
Residual FPN detection signal e of FPN detection circuit 5
Is a positive value, the bias generation circuit 6 supplies the bias signal f
The FPN included in the sensor image signal b is reduced by lowering the current value of the sensor image signal b, and the bias signal f is continuously reduced until the residual FPN detection signal e is minimized.
It is controlled to approach 1. Conversely, when the sensor substrate temperature of the sensor 1 decreases from T1 to T3, the resistance value of the bolometer (element) decreases, and a negative FPN component occurs in the imaging signal c as shown by T3 in FIG. By doing so, the residual FPN detection signal e of the FPN detection circuit 5 outputs a negative value.

【0027】FPN検出回路5の残留FPN検出信号e
が負の値なので、バイアス発生回路6はバイアス信号f
の電流値を上げることにより、センサ画像信号bに含ま
れるFPNを上げ、残留FPN検出信号eが最小となる
までバイアス信号fを上げ続けることにより、図5のT
1へ近づくように制御される。その結果、撮像信号cの
中に含まれるFPN成分が最小になるように制御が行わ
れ、FPN変動分が画面に現れることによる画質の劣化
を防ぐ。また同時に、ボロメータ(素子)抵抗値とバイ
アス電流との積が、センサ温度が変動しても一定に保た
れるように制御されるため、赤外光に対する感度の変動
を防ぐ。
The residual FPN detection signal e of the FPN detection circuit 5
Is a negative value, the bias generation circuit 6 outputs the bias signal f
By increasing the current value of T, the FPN included in the sensor image signal b is increased, and the bias signal f is continuously increased until the residual FPN detection signal e is minimized.
It is controlled to approach 1. As a result, control is performed so that the FPN component included in the imaging signal c is minimized, and deterioration of the image quality due to the appearance of the FPN fluctuation on the screen is prevented. At the same time, since the product of the bolometer (element) resistance value and the bias current is controlled so as to be kept constant even when the sensor temperature fluctuates, the fluctuation of the sensitivity to infrared light is prevented.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
像信号の中に含まれるFPNの成分を検出し、そのFP
N成分が最小になるようにセンサのバイアスを制御する
ことにより、センサ基板温度を常に一定に保つ手段を必
要とせずに、FPN変動分が画面に表れることによる画
質の劣化を防ぎ、なおかつ赤外光に対する感度の変動を
防ぐという効果がある。また、センサ温度の変動に対し
てだけでなく、回路の温度変動に対しても効果を有す
る。さらに、バイアス信号を電圧にて制御した場合も同
様の効果が得られる。
As described above, according to the present invention, an FPN component contained in an image pickup signal is detected and the FP is detected.
By controlling the bias of the sensor so that the N component is minimized, it is possible to prevent the deterioration of the image quality due to the variation of the FPN appearing on the screen without requiring a means for keeping the sensor substrate temperature constant at all times. This has the effect of preventing fluctuations in sensitivity to light. Further, the present invention has an effect not only on the sensor temperature fluctuation but also on the circuit temperature fluctuation. Further, a similar effect can be obtained when the bias signal is controlled by voltage.

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

【図1】本発明の実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】均一な赤外線光を入射し、一定のバイアスを与
えたときのセンサ画像信号の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a sensor image signal when uniform infrared light is incident and a constant bias is applied.

【図3】均一な赤外線光を入射し、一定のセンサ基板温
度を与えたときのセンサ画像信号の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a sensor image signal when uniform infrared light is incident and a constant sensor substrate temperature is applied.

【図4】FPNデータ信号の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an FPN data signal.

【図5】撮像信号の制御の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of control of an imaging signal.

【図6】従来の赤外線画像撮像装置の一例のブロック図
である。
FIG. 6 is a block diagram of an example of a conventional infrared imaging apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 センサ 2 減算回路 3 FPNデータメモリ 4 FPNデータ読み出し回路 5 FPN検出回路 6 バイアス発生回路 Reference Signs List 1 sensor 2 subtraction circuit 3 FPN data memory 4 FPN data read circuit 5 FPN detection circuit 6 bias generation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01J 1/02 G01J 1/42 - 1/44 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01J 1/02 G01J 1/42-1/44

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 赤外線センサを有する赤外線画像撮像装
置であって、前記赤外線センサの固定パタンノイズを予
め格納したメモリ手段と、前記センサの画像信号から前
記固定パタンノイズを減算して撮像信号として出力する
減算手段と、前記撮像信号から残留固定パタンノイズを
検出する残留固定パタンノイズ検出手段と、前記残留固
定パタンノイズを基に前記赤外線センサのバイアスを制
御する制御手段とを含むことを特徴とする赤外線画像撮
像装置。
1. An infrared image capturing apparatus having an infrared sensor, wherein a memory means in which a fixed pattern noise of the infrared sensor is stored in advance, and the fixed pattern noise is subtracted from an image signal of the sensor to output as an image signal. Subtracting means for detecting the residual fixed pattern noise from the imaging signal, and control means for controlling a bias of the infrared sensor based on the residual fixed pattern noise. Infrared imaging device.
【請求項2】 前記固定パタンノイズは、前記センサに
均一な赤外光を照射したときのセンサ画像信号であるこ
とを特徴とする請求項1記載の赤外線画像撮像装置。
2. The infrared imaging apparatus according to claim 1, wherein the fixed pattern noise is a sensor image signal when the sensor is irradiated with uniform infrared light.
【請求項3】 前記残留固定パタンノイズ検出手段は、
各画素に関して前記固定パタンノイズと前記撮像信号と
を乗算し、その結果の1画面の総和を求めて前記残留固
定パタンノイズを出力することを特徴とする請求項1ま
たは2記載の赤外線画像撮像装置。
3. The residual fixed pattern noise detecting means,
For each pixel, the fixed pattern noise and the imaging signal
3. The infrared image pickup apparatus according to claim 1, wherein the residual fixed pattern noise is output by multiplying the remaining fixed pattern noise.
【請求項4】 前記赤外線センサは、2次元アレイ赤外
線センサであることを特徴とする請求項1〜3いずれか
記載の赤外線画像撮像装置。
4. The infrared image pickup device according to claim 1, wherein said infrared sensor is a two-dimensional array infrared sensor.
【請求項5】 前記赤外線センサは、抵抗変化型の赤外
線センサであることを特徴とする請求項4記載の赤外線
画像撮像装置。
5. An infrared imaging apparatus according to claim 4, wherein said infrared sensor is a resistance change type infrared sensor.
【請求項6】 前記赤外線センサは、ボロメータ型の赤
外線センサであることを特徴とする請求項5記載の赤外
線画像撮像装置。
6. An infrared imaging apparatus according to claim 5, wherein said infrared sensor is a bolometer-type infrared sensor.
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