JP3517811B2 - 赤外線撮像装置 - Google Patents
赤外線撮像装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像目標の赤外線
画像を撮像する検知器の感度補正を、基準熱源を用いて
行い、かつ基準熱源の温度を検知器の出力信号に対応し
て制御する赤外線撮像装置に関する。
画像を撮像する検知器の感度補正を、基準熱源を用いて
行い、かつ基準熱源の温度を検知器の出力信号に対応し
て制御する赤外線撮像装置に関する。
【０００２】赤外線撮像装置は、目標から放射される赤
外線を赤外線センサで受光し、光−電気変換して得られ
た電気信号をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換し、
信号処理して映像表示するものであって、基準熱源を用
いて感度補正を行う方式が、多く用いられている。
外線を赤外線センサで受光し、光−電気変換して得られ
た電気信号をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換し、
信号処理して映像表示するものであって、基準熱源を用
いて感度補正を行う方式が、多く用いられている。
【０００３】基準熱源を用いて感度補正を行う赤外線撮
像装置の感度補正方式においては、広い温度範囲におい
て適切な感度補正を行えるとともに、検知素子の経時変
化も補正して、常に良好な赤外映像を実現できることが
必要である。
像装置の感度補正方式においては、広い温度範囲におい
て適切な感度補正を行えるとともに、検知素子の経時変
化も補正して、常に良好な赤外映像を実現できることが
必要である。
【０００４】
【従来の技術】赤外線映像は、目標から輻射される赤外
線を直接、検知して得られたものであるから、昼夜を問
わず目標を認識でき、またレーダ等と異なって、パッシ
ブに目標を捕捉することができる。また、赤外線強度は
目標温度に依存することから、その温度を非接触で検出
することが可能である。このような特徴から、赤外線撮
像装置は、監視カメラ，暗視装置，サーモグラフィ，リ
モートセンシング，車両または航空機搭載の前方監視装
置等として、広い分野で使用されている。
線を直接、検知して得られたものであるから、昼夜を問
わず目標を認識でき、またレーダ等と異なって、パッシ
ブに目標を捕捉することができる。また、赤外線強度は
目標温度に依存することから、その温度を非接触で検出
することが可能である。このような特徴から、赤外線撮
像装置は、監視カメラ，暗視装置，サーモグラフィ，リ
モートセンシング，車両または航空機搭載の前方監視装
置等として、広い分野で使用されている。
【０００５】赤外線撮像装置はその検出波長域から、３
〜５μｍ帯の装置と、８〜１０μｍ帯の装置とに区分さ
れる。３〜５μｍ帯の装置においては、センサとして、
ＰｔＳｉ，ＩｎＳｎ，ＨｇＣｄＴｅ等がセンサ材料とし
て用いられ、また、８〜１０μｍ帯の装置においては、
センサとして、ＨｇＣｄＴｅが主に使用されている。特
に、ＨｇＣｄＴｅは、組成比を変えることによって、広
い波長範囲において、高感度を実現できるセンサ材料と
して注目されている。
〜５μｍ帯の装置と、８〜１０μｍ帯の装置とに区分さ
れる。３〜５μｍ帯の装置においては、センサとして、
ＰｔＳｉ，ＩｎＳｎ，ＨｇＣｄＴｅ等がセンサ材料とし
て用いられ、また、８〜１０μｍ帯の装置においては、
センサとして、ＨｇＣｄＴｅが主に使用されている。特
に、ＨｇＣｄＴｅは、組成比を変えることによって、広
い波長範囲において、高感度を実現できるセンサ材料と
して注目されている。
【０００６】なお赤外線センサは、その画素構成から、
単素子と、複数の検知素子を一次元に配列した一次元素
子と、複数の検知素子を二次元に配列した二次元素子と
に分類される。一次元素子および二次元素子の場合は、
各検知素子間に感度バラツキがあるため、均一な画像を
得るためには、感度補正を必要とする。
単素子と、複数の検知素子を一次元に配列した一次元素
子と、複数の検知素子を二次元に配列した二次元素子と
に分類される。一次元素子および二次元素子の場合は、
各検知素子間に感度バラツキがあるため、均一な画像を
得るためには、感度補正を必要とする。
【０００７】図８は、一次元センサを用いた赤外線撮像
装置の基本的な構成を示したものでる。目標からの赤外
線は、第１および第２の光学系１，２を含む走査光学系
によって集光，走査され、赤外線センサである検知器３
に入射される。検知器３のアナログ出力は、アンプ４で
増幅されたのち、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
器５でディジタル信号に変換され、信号処理回路６で所
要の信号処理を行われる。
装置の基本的な構成を示したものでる。目標からの赤外
線は、第１および第２の光学系１，２を含む走査光学系
によって集光，走査され、赤外線センサである検知器３
に入射される。検知器３のアナログ出力は、アンプ４で
増幅されたのち、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
器５でディジタル信号に変換され、信号処理回路６で所
要の信号処理を行われる。
【０００８】信号処理装置６における代表的な信号処理
としては、赤外線センサの感度補正がある。赤外線セン
サの感度補正のためには、従来、次のような方法が用い
られている。
としては、赤外線センサの感度補正がある。赤外線セン
サの感度補正のためには、従来、次のような方法が用い
られている。
【０００９】 検知器を構成する各検知素子の感度デ
ータを予め取得しておき、このデータを用いて、各素子
間の感度のバラツキを補正する。 基準温度を有する基準熱源を用い、これとの比較に
よって、各検知素子の感度を補正する。
ータを予め取得しておき、このデータを用いて、各素子
間の感度のバラツキを補正する。 基準温度を有する基準熱源を用い、これとの比較に
よって、各検知素子の感度を補正する。
【００１０】信号処理回路６において感度補正が行われ
た検知器出力は、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換
器７によって、再びアナログ信号に変換されて、図示さ
れないモニタに対して出力される。
た検知器出力は、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換
器７によって、再びアナログ信号に変換されて、図示さ
れないモニタに対して出力される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】赤外線センサにおいて
は、その特性に変化があった場合、従来技術の感度補正
方法によっては、次のような問題を生じる。
は、その特性に変化があった場合、従来技術の感度補正
方法によっては、次のような問題を生じる。
【００１２】 予め取得した各素子の感度データによ
って、各素子間の感度のバラツキを補正する方法による
場合この場合は、検知素子の感度特性が経時変化（長時
間〜短時間での特性変化）した場合、感度バラツキを補
正することができない。
って、各素子間の感度のバラツキを補正する方法による
場合この場合は、検知素子の感度特性が経時変化（長時
間〜短時間での特性変化）した場合、感度バラツキを補
正することができない。
【００１３】 基準熱源を用いて、各素子の感度バラ
ツキを補正する方法による場合２つの基準熱源（一定温
度に制御された低温基準熱源と高温基準熱源）を用い
て、各検知素子の感度補正を行う場合は、表示温度範囲
と、基準熱源による感度補正範囲とが一致する場合は、
感度バラツキが小さく良好な感度補正を行うことができ
る。一方、表示温度範囲と、基準熱源による感度補正範
囲とが一致しない場合は、感度バラツキが大きく良好な
感度補正を行うことができない。
ツキを補正する方法による場合２つの基準熱源（一定温
度に制御された低温基準熱源と高温基準熱源）を用い
て、各検知素子の感度補正を行う場合は、表示温度範囲
と、基準熱源による感度補正範囲とが一致する場合は、
感度バラツキが小さく良好な感度補正を行うことができ
る。一方、表示温度範囲と、基準熱源による感度補正範
囲とが一致しない場合は、感度バラツキが大きく良好な
感度補正を行うことができない。
【００１４】図９は、２つの基準熱源を用いて、赤外線
センサの感度補正を行う方法を説明するものであって、
図中、(a) は補正が良好に行われた場合を示し、(b) は
素子間の感度のバラツキが大きい場合を示している。
センサの感度補正を行う方法を説明するものであって、
図中、(a) は補正が良好に行われた場合を示し、(b) は
素子間の感度のバラツキが大きい場合を示している。
【００１５】図９(a),（ｂ) における２種類の曲線Ａ，
Ｂは、基準熱源による感度補正後の、各検知素子の目標
温度−出力電圧特性を、代表的に２素子について示した
ものである。図示のように、２つの曲線Ａ，Ｂは、低温
基準熱源に対応する検知素子出力ａと、高温基準熱源に
対応する検知素子出力ｂの２点においてゲイン補正さ
れ、かつａまたはｂにおいて、オフセット補正される。
Ｂは、基準熱源による感度補正後の、各検知素子の目標
温度−出力電圧特性を、代表的に２素子について示した
ものである。図示のように、２つの曲線Ａ，Ｂは、低温
基準熱源に対応する検知素子出力ａと、高温基準熱源に
対応する検知素子出力ｂの２点においてゲイン補正さ
れ、かつａまたはｂにおいて、オフセット補正される。
【００１６】図９(a) は、基準熱源温度による感度補正
範囲と、映像表示する際の目標温度範囲（表示温度範
囲）とがほぼ一致する場合を示し、感度補正後の表示温
度範囲内における感度バラツキは小さい。一方、図９
(b) は、基準熱源温度による感度補正範囲と、映像表示
する際の目標温度範囲（表示温度範囲）とが一致しない
場合を示し、感度補正後の表示温度範囲内における感度
バラツキが大きい。
範囲と、映像表示する際の目標温度範囲（表示温度範
囲）とがほぼ一致する場合を示し、感度補正後の表示温
度範囲内における感度バラツキは小さい。一方、図９
(b) は、基準熱源温度による感度補正範囲と、映像表示
する際の目標温度範囲（表示温度範囲）とが一致しない
場合を示し、感度補正後の表示温度範囲内における感度
バラツキが大きい。
【００１７】検知素子の目標温度−出力電圧特性が、図
９(b) に示すような状態の場合は、常温環境付近に基準
温度を設定して高温目標を撮像した場合、または常温環
境付近に基準温度を設定して低温目標を撮像した場合等
に対応し、このような場合は、良好な感度補正を実現す
ることができない。
９(b) に示すような状態の場合は、常温環境付近に基準
温度を設定して高温目標を撮像した場合、または常温環
境付近に基準温度を設定して低温目標を撮像した場合等
に対応し、このような場合は、良好な感度補正を実現す
ることができない。
【００１８】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、撮像目標の検知素子出力
を用い、基準熱源の温度を撮像目標の温度に追従するよ
うに制御することによって、高温目標から低温目標まで
広い表示温度範囲において、各検知素子に対する適切な
感度補正を行うことができるようにするとともに、リア
ルタイムまたは一定時間間隔でこのような感度補正を行
うことによって、検知素子出力の経時変化も補正できる
ようにすることを目的としている。
決しようとするものであって、撮像目標の検知素子出力
を用い、基準熱源の温度を撮像目標の温度に追従するよ
うに制御することによって、高温目標から低温目標まで
広い表示温度範囲において、各検知素子に対する適切な
感度補正を行うことができるようにするとともに、リア
ルタイムまたは一定時間間隔でこのような感度補正を行
うことによって、検知素子出力の経時変化も補正できる
ようにすることを目的としている。
【００１９】
(1) 従来の装置においては、検知素子の感度補正用の基
準熱源は、一定の温度で制御されていたため、感度補正
を行う温度からはずれた、高温目標や低温目標におい
て、感度バラツキが大きかった。そこで本発明において
は、撮像目標（撮像シーン）に対する検知素子出力に、
基準熱源を見込んだときの検知素子出力が一致するよう
に、２つの基準熱源の温度を追従制御する。
準熱源は、一定の温度で制御されていたため、感度補正
を行う温度からはずれた、高温目標や低温目標におい
て、感度バラツキが大きかった。そこで本発明において
は、撮像目標（撮像シーン）に対する検知素子出力に、
基準熱源を見込んだときの検知素子出力が一致するよう
に、２つの基準熱源の温度を追従制御する。
【００２０】これによって、広い温度範囲において、各
検知素子に対する、適切な感度補正を実現することがで
きるようになる。
検知素子に対する、適切な感度補正を実現することがで
きるようになる。
【００２１】(2) (1）の場合に、赤外線撮像装置の表示
ゲインに対応して、２つの基準熱源温度差を設定するこ
とによって、表示ゲインが異なる場合でも、適切な感度
補正を実現することができる。
ゲインに対応して、２つの基準熱源温度差を設定するこ
とによって、表示ゲインが異なる場合でも、適切な感度
補正を実現することができる。
【００２２】(3) 撮像シーンに対応する検知素子出力の
ヒストグラムから、最も頻度の高い出力と次に頻度の高
い出力を選択し、この２つの出力と、２つの基準熱源を
見込んだときの検知素子出力とが一致するように、２つ
の基準熱源の温度を制御する。
ヒストグラムから、最も頻度の高い出力と次に頻度の高
い出力を選択し、この２つの出力と、２つの基準熱源を
見込んだときの検知素子出力とが一致するように、２つ
の基準熱源の温度を制御する。
【００２３】これによって、例えば背景と目標の温度差
が大きい場合に、それぞれに対応する検知素子出力に、
２つの基準熱源を見込んだときの検知素子出力が一致す
るように、感度補正を行うことができる。
が大きい場合に、それぞれに対応する検知素子出力に、
２つの基準熱源を見込んだときの検知素子出力が一致す
るように、感度補正を行うことができる。
【００２４】(4) 目標撮像時における検知素子出力のヒ
ストグラム算出後、積分を行って、所定の第１の積分値
および第２の積分値に対応する検知素子出力に、２つの
基準熱源を見込んだときの検知素子出力が一致するよう
に、２つの基準熱源の温度を制御する。
ストグラム算出後、積分を行って、所定の第１の積分値
および第２の積分値に対応する検知素子出力に、２つの
基準熱源を見込んだときの検知素子出力が一致するよう
に、２つの基準熱源の温度を制御する。
【００２５】これによって、目標温度に対する出現頻度
のピークが存在しないか、または明確でない場合でも、
２つの目標温度に対応する検知素子出力と、基準熱源を
見込んだときの検知素子出力とが一致するように感度補
正を行うことができる。
のピークが存在しないか、または明確でない場合でも、
２つの目標温度に対応する検知素子出力と、基準熱源を
見込んだときの検知素子出力とが一致するように感度補
正を行うことができる。
【００２６】(5) (1) 〜(4) の場合に、２つの基準熱源
８1,８2 に対する温度補正を、リアルタイム（フレーム
ごと）に、または一定時間間隔で行うようにする。
８1,８2 に対する温度補正を、リアルタイム（フレーム
ごと）に、または一定時間間隔で行うようにする。
【００２７】このようにすることによって、検知素子出
力に経時変化が生じた場合でも、正しく感度補正を行う
ことができる。
力に経時変化が生じた場合でも、正しく感度補正を行う
ことができる。
【００２８】(6) (1) 〜(5) の場合に、第１の基準熱源
８1 と第２の基準熱源８2 とを、撮像目標に対する走査
光学系のアフォーカル系に設ける。
８1 と第２の基準熱源８2 とを、撮像目標に対する走査
光学系のアフォーカル系に設ける。
【００２９】このようにすることによって、目標の撮像
に支障をきたすことなく、撮像目標に対する無効走査期
間に、検知素子の感度補正を行うことができる。
に支障をきたすことなく、撮像目標に対する無効走査期
間に、検知素子の感度補正を行うことができる。
【００３０】(7) (6) の場合に、第１の基準熱源８1 と
第２の基準熱源８2 とを撮像目標に対する走査光学系外
に設け、第１の基準熱源８1 と第２の基準熱源８2 の赤
外線を集光部９1,９2 を経て集光したのち、光学系内に
設けた反射鏡１０1,１０2 によって反射させて、走査光
学系に導入するようにする。
第２の基準熱源８2 とを撮像目標に対する走査光学系外
に設け、第１の基準熱源８1 と第２の基準熱源８2 の赤
外線を集光部９1,９2 を経て集光したのち、光学系内に
設けた反射鏡１０1,１０2 によって反射させて、走査光
学系に導入するようにする。
【００３１】このようにすることによって、走査光学系
における撮像目標に対する赤外線の損失を最低限にする
とともに、基準熱源の赤外線を有効に光学系に導入する
ことができる。
における撮像目標に対する赤外線の損失を最低限にする
とともに、基準熱源の赤外線を有効に光学系に導入する
ことができる。
【００３２】即ち、本発明の赤外線撮像装置は、撮像目
標を光学的に走査して該撮像目標からの赤外線を検知器
（図１における検知器３）に入射する走査光学系（図１
における光学系１）と、該走査光学系による撮像目標の
走査範囲を超えた走査位置に配置した所定の温度差を有
する第１及び第２の基準熱源（図１における基準熱源８
1 ，８ 2 ）とを含む赤外線撮像装置において、前記第１
及び第２の基準熱源からの赤外線を前記検知器に入射し
たときの該検知器の出力信号と、撮像目標からの赤外線
を前記検知器に入射したときの該検知器の出力信号とを
入力して、撮像目標の温度及び温度分布範囲に対応して
前記第１及び第２の基準熱源の温度をそれぞれ制御する
手段（図１における平均値算出回路１１，基準熱源出力
算出回路１２ 1 ，１２ 2 ，基準熱源コントローラ１
６ 1 ，１６ 2 等）を備えている。
標を光学的に走査して該撮像目標からの赤外線を検知器
（図１における検知器３）に入射する走査光学系（図１
における光学系１）と、該走査光学系による撮像目標の
走査範囲を超えた走査位置に配置した所定の温度差を有
する第１及び第２の基準熱源（図１における基準熱源８
1 ，８ 2 ）とを含む赤外線撮像装置において、前記第１
及び第２の基準熱源からの赤外線を前記検知器に入射し
たときの該検知器の出力信号と、撮像目標からの赤外線
を前記検知器に入射したときの該検知器の出力信号とを
入力して、撮像目標の温度及び温度分布範囲に対応して
前記第１及び第２の基準熱源の温度をそれぞれ制御する
手段（図１における平均値算出回路１１，基準熱源出力
算出回路１２ 1 ，１２ 2 ，基準熱源コントローラ１
６ 1 ，１６ 2 等）を備えている。
【００３３】(1) 撮像目標からの赤外線を集光して検知
器３の視野を走査する走査光学系に対して２つの基準熱
源８1,８2 を備え、検知器を構成する検知素子の撮像目
標に対する無効走査期間において、検知素子が両基準熱
源を見込んだときの出力からこの検知素子の感度を補正
するようにした赤外線撮像装置において、２つの基準熱
源８1,８2 に対する検知素子の出力の中間値を算出し
て、この中間値が目標物体を撮像したときの検知素子の
出力の平均値と一致するように、第１の基準熱源８1 の
温度と第２の基準熱源８2 の温度とを、所定の温度差を
持たせて制御する。
器３の視野を走査する走査光学系に対して２つの基準熱
源８1,８2 を備え、検知器を構成する検知素子の撮像目
標に対する無効走査期間において、検知素子が両基準熱
源を見込んだときの出力からこの検知素子の感度を補正
するようにした赤外線撮像装置において、２つの基準熱
源８1,８2 に対する検知素子の出力の中間値を算出し
て、この中間値が目標物体を撮像したときの検知素子の
出力の平均値と一致するように、第１の基準熱源８1 の
温度と第２の基準熱源８2 の温度とを、所定の温度差を
持たせて制御する。
【００３４】(2) (1) の場合に、第１の基準熱源８1 と
第２の基準熱源８2 の温度差を、赤外線撮像装置の表示
ゲインに対応して可変設定可能にする。
第２の基準熱源８2 の温度差を、赤外線撮像装置の表示
ゲインに対応して可変設定可能にする。
【００３５】(3) 撮像目標からの赤外線を集光して検知
器３の視野を走査する走査光学系に対して２つの基準熱
源８1,８2 を備え、検知器を構成する検知素子の撮像目
標に対する無効走査期間において、検知素子が両基準熱
源を見込んだときの出力からこの検知素子の感度を補正
するようにした赤外線撮像装置において、目標物体を撮
像したときの検知素子出力のヒストグラムを算出し、ヒ
ストグラムにおける最大ピーク値に対応する検知素子出
力と、第１の基準熱源８1 を見込んだときのこの検知素
子出力とが等しくなるように第１の基準熱源８1 の温度
を制御し、ヒストグラムにおける第２のピーク値に対応
する検知素子出力と、第２の基準熱源８ 2 を見込んだと
きのこの検知素子出力とが等しくなるように第２の基準
熱源８2の温度を制御する。
器３の視野を走査する走査光学系に対して２つの基準熱
源８1,８2 を備え、検知器を構成する検知素子の撮像目
標に対する無効走査期間において、検知素子が両基準熱
源を見込んだときの出力からこの検知素子の感度を補正
するようにした赤外線撮像装置において、目標物体を撮
像したときの検知素子出力のヒストグラムを算出し、ヒ
ストグラムにおける最大ピーク値に対応する検知素子出
力と、第１の基準熱源８1 を見込んだときのこの検知素
子出力とが等しくなるように第１の基準熱源８1 の温度
を制御し、ヒストグラムにおける第２のピーク値に対応
する検知素子出力と、第２の基準熱源８ 2 を見込んだと
きのこの検知素子出力とが等しくなるように第２の基準
熱源８2の温度を制御する。
【００３６】(4) 撮像目標からの赤外線を集光して検知
器３の視野を走査する走査光学系に対して２つの基準熱
源８1,８2 を備え、検知器を構成する検知素子の撮像目
標に対する無効走査期間において、検知素子が両基準熱
源を見込んだときの出力からこの検知素子の感度を補正
するようにした赤外線撮像装置において、目標物体を撮
像したときの検知素子出力のヒストグラムを算出して、
ヒストグラムを最低頻度値から積分し、積分値が第１の
所定値Ａになったときの検知素子出力と、第１の基準熱
源８1 を見込んだときのこの検知素子出力とが等しくな
るように第１の基準熱源８1 の温度を制御し、ヒストグ
ラムの積分値が第２の所定値Ｂ（Ｂ＞Ａ）になったとき
の検知素子出力と、第２の基準熱源８2 を見込んだとき
のこの検知素子出力とが等しくなるように第２の基準熱
源８2 の温度を制御する。
器３の視野を走査する走査光学系に対して２つの基準熱
源８1,８2 を備え、検知器を構成する検知素子の撮像目
標に対する無効走査期間において、検知素子が両基準熱
源を見込んだときの出力からこの検知素子の感度を補正
するようにした赤外線撮像装置において、目標物体を撮
像したときの検知素子出力のヒストグラムを算出して、
ヒストグラムを最低頻度値から積分し、積分値が第１の
所定値Ａになったときの検知素子出力と、第１の基準熱
源８1 を見込んだときのこの検知素子出力とが等しくな
るように第１の基準熱源８1 の温度を制御し、ヒストグ
ラムの積分値が第２の所定値Ｂ（Ｂ＞Ａ）になったとき
の検知素子出力と、第２の基準熱源８2 を見込んだとき
のこの検知素子出力とが等しくなるように第２の基準熱
源８2 の温度を制御する。
【００３７】(5) (1) 〜(4) の場合に、２つの基準熱源
８1,８2 に対する温度補正をリアルタイムまたは一定時
間間隔で行う。
８1,８2 に対する温度補正をリアルタイムまたは一定時
間間隔で行う。
【００３８】(6) (1) 〜(5) の場合に、第１の基準熱源
８1 と第２の基準熱源８2 とを撮像目標に対する走査光
学系のアフォーカル系に設ける。
８1 と第２の基準熱源８2 とを撮像目標に対する走査光
学系のアフォーカル系に設ける。
【００３９】(7) (6) の場合に、第１の基準熱源８1 と
第２の基準熱源８2 とを撮像目標に対する走査光学系外
に設け、第１の基準熱源８1 と第２の基準熱源８2 の赤
外線を第１の集光部９1 と第２の集光部９2 を経て集光
したのち、光学系内に設けた第１の反射鏡１０1 と第２
の反射鏡１０2 によって、走査光学系に導入する。
第２の基準熱源８2 とを撮像目標に対する走査光学系外
に設け、第１の基準熱源８1 と第２の基準熱源８2 の赤
外線を第１の集光部９1 と第２の集光部９2 を経て集光
したのち、光学系内に設けた第１の反射鏡１０1 と第２
の反射鏡１０2 によって、走査光学系に導入する。
【００４０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態(1) を
示したものであって、図８の場合と同じものを同じ番号
で示している。１１は走査光学系における撮像シーンの
出力の平均値を算出する平均値算出回路、１２1 は第１
の基準熱源の撮像時における出力を算出する第１の基準
熱源出力算出回路、１２2 は第２の基準熱源の撮像時に
おける出力を算出する第２の基準熱源出力算出回路、１
３は第１の基準熱源と第２の基準熱源のそれぞれの撮像
時の出力の中間値の出力を算出する中間出力算出回路、
１４は撮像シーン出力の平均値から中間値の出力を減算
する減算器、１５1 は減算器１４の出力に所定の温度差
（ΔＴ）を加算する加算器、１５2 は減算器１４の出力
から所定の温度差（ΔＴ）を減算する減算器、１６1 は
基準熱源８1 の温度を制御する第１の基準熱源コントロ
ーラ、１６2 は基準熱源８2 の温度を制御する第２の基
準熱源コントローラである。
示したものであって、図８の場合と同じものを同じ番号
で示している。１１は走査光学系における撮像シーンの
出力の平均値を算出する平均値算出回路、１２1 は第１
の基準熱源の撮像時における出力を算出する第１の基準
熱源出力算出回路、１２2 は第２の基準熱源の撮像時に
おける出力を算出する第２の基準熱源出力算出回路、１
３は第１の基準熱源と第２の基準熱源のそれぞれの撮像
時の出力の中間値の出力を算出する中間出力算出回路、
１４は撮像シーン出力の平均値から中間値の出力を減算
する減算器、１５1 は減算器１４の出力に所定の温度差
（ΔＴ）を加算する加算器、１５2 は減算器１４の出力
から所定の温度差（ΔＴ）を減算する減算器、１６1 は
基準熱源８1 の温度を制御する第１の基準熱源コントロ
ーラ、１６2 は基準熱源８2 の温度を制御する第２の基
準熱源コントローラである。
【００４１】図２は、本発明における基準熱源の設置方
法の例を示したものであって、アフォーカル系での実施
例を示している。図中、１1 ，１2 は第１の光学系を形
成するレンズ、２1 ，２2 は第２の光学系を形成するレ
ンズであって、走査系とともに、各検知素子の視野を走
査して、撮像目標を走査する走査光学系を形成する。８
1 は第１の基準熱源、８2 は第２の基準熱源である。基
準熱源８1 と基準熱源８2 は、撮像目標を走査する有効
走査期間の前後の無効走査期間において、検知素子が第
１の基準熱源８1 と第２の基準熱源８2 とを見込むよう
に設置されている。
法の例を示したものであって、アフォーカル系での実施
例を示している。図中、１1 ，１2 は第１の光学系を形
成するレンズ、２1 ，２2 は第２の光学系を形成するレ
ンズであって、走査系とともに、各検知素子の視野を走
査して、撮像目標を走査する走査光学系を形成する。８
1 は第１の基準熱源、８2 は第２の基準熱源である。基
準熱源８1 と基準熱源８2 は、撮像目標を走査する有効
走査期間の前後の無効走査期間において、検知素子が第
１の基準熱源８1 と第２の基準熱源８2 とを見込むよう
に設置されている。
【００４２】具体的には、図２に示すように、光学系の
一部に基準熱源８1,８2 に対する集光部９1,９2 を設
け、有効走査期間の前後の集光部分に反射鏡１０1,１０
2 を設置して、基準熱源８1,８2 の光路を４５°曲げ
て、走査系から基準熱源８1,８2を見込ませるようにす
る。
一部に基準熱源８1,８2 に対する集光部９1,９2 を設
け、有効走査期間の前後の集光部分に反射鏡１０1,１０
2 を設置して、基準熱源８1,８2 の光路を４５°曲げ
て、走査系から基準熱源８1,８2を見込ませるようにす
る。
【００４３】このように、集光部９1,９2 からの光を反
射させて、走査系に取り込むようにしているので、反射
鏡の大きさを最小限にすることができ、また、基準熱源
の面積も最小限にすることができる。基準熱源８1,８2
としては、ペルチェ素子を熱源とすることによって、低
温から高温までの温度を実現することができる。
射させて、走査系に取り込むようにしているので、反射
鏡の大きさを最小限にすることができ、また、基準熱源
の面積も最小限にすることができる。基準熱源８1,８2
としては、ペルチェ素子を熱源とすることによって、低
温から高温までの温度を実現することができる。
【００４４】また、常温以下の低温において、水滴等が
基準熱源となるペルチェ素子に付着しないようにするた
め、ペルチェ素子を真空容器に収容する。この真空容器
には、赤外線透過窓が設けられていて、検知素子はこの
窓を通して、ペルチェ素子を見込むことができるように
なっている。
基準熱源となるペルチェ素子に付着しないようにするた
め、ペルチェ素子を真空容器に収容する。この真空容器
には、赤外線透過窓が設けられていて、検知素子はこの
窓を通して、ペルチェ素子を見込むことができるように
なっている。
【００４５】このような光学系の構成によって、有効走
査期間において、目標物体の走査を行うとともに、無効
走査期間において、基準熱源温度の取り込みを行うこと
ができる。
査期間において、目標物体の走査を行うとともに、無効
走査期間において、基準熱源温度の取り込みを行うこと
ができる。
【００４６】検知器３における検知素子からのアナログ
信号出力は、アンプ４で増幅後、Ａ／Ｄ変換器５によっ
てディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換後の検知素
子出力は、信号処理回路６に入力されるとともに、平均
値算出回路１１に入力される。平均値算出回路１１は、
有効走査期間の撮像目標（撮像シーン）の検知素子出力
の平均値を算出する。
信号出力は、アンプ４で増幅後、Ａ／Ｄ変換器５によっ
てディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換後の検知素
子出力は、信号処理回路６に入力されるとともに、平均
値算出回路１１に入力される。平均値算出回路１１は、
有効走査期間の撮像目標（撮像シーン）の検知素子出力
の平均値を算出する。
【００４７】また、Ａ／Ｄ変換後の検知素子出力は、基
準熱源出力算出回路１２1,１２2 に入力される。基準熱
源出力算出回路１２1,１２2 は、それぞれ第１の基準熱
源８ 1 と、第２の基準熱源８2 を見込んだときの検知素
子出力を平均化する。また、中間出力算出回路１３は、
基準熱源出力算出回路１２1,１２2 の出力の中間値（平
均値）を算出して出力する。
準熱源出力算出回路１２1,１２2 に入力される。基準熱
源出力算出回路１２1,１２2 は、それぞれ第１の基準熱
源８ 1 と、第２の基準熱源８2 を見込んだときの検知素
子出力を平均化する。また、中間出力算出回路１３は、
基準熱源出力算出回路１２1,１２2 の出力の中間値（平
均値）を算出して出力する。
【００４８】減算器１４において、平均値算出回路１１
からの撮像シーンの出力の平均値から、中間出力算出回
路１３からの中間値の出力を減算し、減算結果の出力に
一定の温度差値（ΔＴ）を、加算器１５1 において加算
し、減算器１５2 において減算した結果を用いて、それ
ぞれ基準熱源コントローラ１６1,１６2 によって、基準
熱源８1,８2 の温度を変化させて、減算器１４の出力が
零になるように、帰還制御を行う。
からの撮像シーンの出力の平均値から、中間出力算出回
路１３からの中間値の出力を減算し、減算結果の出力に
一定の温度差値（ΔＴ）を、加算器１５1 において加算
し、減算器１５2 において減算した結果を用いて、それ
ぞれ基準熱源コントローラ１６1,１６2 によって、基準
熱源８1,８2 の温度を変化させて、減算器１４の出力が
零になるように、帰還制御を行う。
【００４９】このような制御を行うことによって、撮像
シーンが変化しても、第１の基準熱源８1 と、第２の基
準熱源８2 の温度が撮像シーンの温度の平均値に追従し
て変化するとともに、第１の基準熱源８1 と第２の基準
熱源８2 の温度差が常に±ΔＴを維持するように調整さ
れる。
シーンが変化しても、第１の基準熱源８1 と、第２の基
準熱源８2 の温度が撮像シーンの温度の平均値に追従し
て変化するとともに、第１の基準熱源８1 と第２の基準
熱源８2 の温度差が常に±ΔＴを維持するように調整さ
れる。
【００５０】以上の制御を行うことによって、撮像シー
ンが変化しても、基準熱源の温度も追従して変化するた
め、常に、撮像シーンの温度範囲と基準熱源による感度
補正範囲を一致させることができ、高温目標や低温目標
に対しても良好な感度補正を実現することができる。ま
た、このような制御をリアルタイム（フレームごと）
に、または一定時間間隔で実行することによって、検知
素子出力の経時変化も補正することができる。なお、第
１の基準熱源と、第２の基準熱源を見込んだ出力によ
る、各検知素子の感度補正の計算は、図８について説明
した従来技術の場合と同様にして行うことができる。
ンが変化しても、基準熱源の温度も追従して変化するた
め、常に、撮像シーンの温度範囲と基準熱源による感度
補正範囲を一致させることができ、高温目標や低温目標
に対しても良好な感度補正を実現することができる。ま
た、このような制御をリアルタイム（フレームごと）
に、または一定時間間隔で実行することによって、検知
素子出力の経時変化も補正することができる。なお、第
１の基準熱源と、第２の基準熱源を見込んだ出力によ
る、各検知素子の感度補正の計算は、図８について説明
した従来技術の場合と同様にして行うことができる。
【００５１】図３は、本発明の実施形態(2) を示したも
のであって、図１の場合と同じものを同じ番号で示して
いる。１７は、乗算器であって、赤外線撮像装置のゲイ
ンコントロール信号値に対応して、第１の基準熱源と第
２の基準熱源との温度差（±ΔＴ）の値に係数αを乗算
して出力する。
のであって、図１の場合と同じものを同じ番号で示して
いる。１７は、乗算器であって、赤外線撮像装置のゲイ
ンコントロール信号値に対応して、第１の基準熱源と第
２の基準熱源との温度差（±ΔＴ）の値に係数αを乗算
して出力する。
【００５２】図３の実施形態における光学系１，２、検
知器３、アンプ４、Ａ／Ｄ変換器５、信号処理回路６、
撮像シーンの平均値算出回路１１、基準熱源撮像時の基
準熱源出力算出回路１２1,１２2 、中間出力算出回路１
３、減算器１４の構成と動作原理は、図１の場合と同様
である。
知器３、アンプ４、Ａ／Ｄ変換器５、信号処理回路６、
撮像シーンの平均値算出回路１１、基準熱源撮像時の基
準熱源出力算出回路１２1,１２2 、中間出力算出回路１
３、減算器１４の構成と動作原理は、図１の場合と同様
である。
【００５３】実施形態(1) においては、第１の基準熱源
８1 と第２の基準熱源８2 の温度差が常に一定値（±Δ
Ｔ）になるように制御したが、実施形態(2) において
は、赤外線撮像装置の表示ゲインに対応して、温度差を
可変設定する。具体的には、温度差値ΔＴに表示ゲイン
に対応して係数αを乗算する。表示ゲインが大きい（表
示温度範囲が狭い）場合には、乗算係数αの値を小さく
し、表示ゲインが小さい（表示温度範囲が広い）場合に
は、乗算係数αの値を大きくする。
８1 と第２の基準熱源８2 の温度差が常に一定値（±Δ
Ｔ）になるように制御したが、実施形態(2) において
は、赤外線撮像装置の表示ゲインに対応して、温度差を
可変設定する。具体的には、温度差値ΔＴに表示ゲイン
に対応して係数αを乗算する。表示ゲインが大きい（表
示温度範囲が狭い）場合には、乗算係数αの値を小さく
し、表示ゲインが小さい（表示温度範囲が広い）場合に
は、乗算係数αの値を大きくする。
【００５４】加算器１５1,減算器１５2 は、減算器１４
の出力に対して、αΔＴを加算，減算し、基準熱源コン
トローラ１６1,１６2 は、この加算, 減算結果に応じて
基準熱源８1,８2 を制御するので、第１の基準熱源と第
２の基準熱源の温度差は、常に±αΔＴになるように制
御される。
の出力に対して、αΔＴを加算，減算し、基準熱源コン
トローラ１６1,１６2 は、この加算, 減算結果に応じて
基準熱源８1,８2 を制御するので、第１の基準熱源と第
２の基準熱源の温度差は、常に±αΔＴになるように制
御される。
【００５５】このように実施形態(2) によれば、撮像シ
ーンが変化しても、基準熱源温度を追従させるととも
に、撮像シーンの温度範囲（赤外線撮像装置の表示ゲイ
ン）に対応して、２つの基準熱源による温度補正範囲を
変化させることができるので、検知素子に対して常に良
好な感度補正を行うことができる。
ーンが変化しても、基準熱源温度を追従させるととも
に、撮像シーンの温度範囲（赤外線撮像装置の表示ゲイ
ン）に対応して、２つの基準熱源による温度補正範囲を
変化させることができるので、検知素子に対して常に良
好な感度補正を行うことができる。
【００５６】図４は、本発明の実施形態(3) を示したも
のであって、図１の場合と同じものを同じ番号で示して
いる。１８は撮像シーン出力のヒストグラムを算出する
ヒストグラム算出回路、１９はヒストグラムのピーク値
を算出するピーク算出回路、２０1,２０2 はそれぞれヒ
ストグラムのピーク値から、それぞれ第１の基準熱源の
出力と第２の基準熱源の出力とを減算する減算器であ
る。
のであって、図１の場合と同じものを同じ番号で示して
いる。１８は撮像シーン出力のヒストグラムを算出する
ヒストグラム算出回路、１９はヒストグラムのピーク値
を算出するピーク算出回路、２０1,２０2 はそれぞれヒ
ストグラムのピーク値から、それぞれ第１の基準熱源の
出力と第２の基準熱源の出力とを減算する減算器であ
る。
【００５７】図４の実施形態における光学系１，２、検
知器３、アンプ４、Ａ／Ｄ変換器５、信号処理回路６、
基準熱源撮像時の基準熱源出力算出回路１２1,１２2 の
構成と動作原理は、図１の場合と同様である。
知器３、アンプ４、Ａ／Ｄ変換器５、信号処理回路６、
基準熱源撮像時の基準熱源出力算出回路１２1,１２2 の
構成と動作原理は、図１の場合と同様である。
【００５８】実施形態(3) においては、目標物体を撮像
した際の検知素子出力のヒストグラムを算出し、算出さ
れたヒストグラムのピーク値を用いて、基準熱源の温度
を制御する。
した際の検知素子出力のヒストグラムを算出し、算出さ
れたヒストグラムのピーク値を用いて、基準熱源の温度
を制御する。
【００５９】Ａ／Ｄ変換器５から出力された検知素子出
力に基づく、有効走査期間の撮像シーン出力を、ヒスト
グラム算出回路１８に入力して、ヒストグラムを算出す
る。ヒストグラム算出結果をピーク出力算出回路１９に
入力して、ヒストグラムでの最大ピークと第２のピーク
とを検出して、それぞれに対応する検知素子出力を求め
る。
力に基づく、有効走査期間の撮像シーン出力を、ヒスト
グラム算出回路１８に入力して、ヒストグラムを算出す
る。ヒストグラム算出結果をピーク出力算出回路１９に
入力して、ヒストグラムでの最大ピークと第２のピーク
とを検出して、それぞれに対応する検知素子出力を求め
る。
【００６０】第１の減算器２０1 において、最大ピーク
値と、第１の基準熱源を見込んだ際の検知素子出力との
差を求める。第１の基準熱源コントローラ１６1 によっ
て、この差の出力に応じて第１の基準熱源８1 の温度を
制御して、差の出力が零になるように帰還制御を行うこ
とによって、第１の基準熱源を見込んだときの検知素子
出力が、最大ピーク値に対応する検知素子出力と一致す
るように、第１の基準熱源８1 の温度が制御される。
値と、第１の基準熱源を見込んだ際の検知素子出力との
差を求める。第１の基準熱源コントローラ１６1 によっ
て、この差の出力に応じて第１の基準熱源８1 の温度を
制御して、差の出力が零になるように帰還制御を行うこ
とによって、第１の基準熱源を見込んだときの検知素子
出力が、最大ピーク値に対応する検知素子出力と一致す
るように、第１の基準熱源８1 の温度が制御される。
【００６１】同様に、第２の減算器２０2 において、第
２のピーク値と、第２の基準熱源を見込んだ際の検知素
子出力との差を求める。第２の基準熱源コントローラ１
６2によって、この差の出力に応じて第２の基準熱源８
2 の温度を制御して、差の出力が零になるように帰還制
御を行うことによって、第２の基準熱源を見込んだとき
の検知素子出力が、第２のピーク値に対応する検知素子
出力と一致するように、第２の基準熱源８2 の温度が制
御される。
２のピーク値と、第２の基準熱源を見込んだ際の検知素
子出力との差を求める。第２の基準熱源コントローラ１
６2によって、この差の出力に応じて第２の基準熱源８
2 の温度を制御して、差の出力が零になるように帰還制
御を行うことによって、第２の基準熱源を見込んだとき
の検知素子出力が、第２のピーク値に対応する検知素子
出力と一致するように、第２の基準熱源８2 の温度が制
御される。
【００６２】図５は、ヒストグラムを用いた感度補正方
式の効果を説明するものであって、(a) は平均値算出に
よる感度補正が良好に行われた場合、(b) は平均値算出
による感度補正のバラツキが大きい場合、(c) はヒスト
グラム算出による感度補正が良好に行われた場合をそれ
ぞれ示している。
式の効果を説明するものであって、(a) は平均値算出に
よる感度補正が良好に行われた場合、(b) は平均値算出
による感度補正のバラツキが大きい場合、(c) はヒスト
グラム算出による感度補正が良好に行われた場合をそれ
ぞれ示している。
【００６３】目標の温度分布が一様な場合は、図５(a)
に示すように、実施形態(1) または(2) の方法によっ
て、良好な感度補正を実現することができる。図５(a)
において、目標温度の平均値をＴS とした場合、Ｔ
S1（平均値−一定値）とＴS2（平均値＋一定値）におい
て、撮像シーンの検知素子出力と基準熱源を見込んだと
きの検知素子出力とが一致するように、２つの基準熱源
の温度を制御することによって、良好な感度補正を行う
ことができる。
に示すように、実施形態(1) または(2) の方法によっ
て、良好な感度補正を実現することができる。図５(a)
において、目標温度の平均値をＴS とした場合、Ｔ
S1（平均値−一定値）とＴS2（平均値＋一定値）におい
て、撮像シーンの検知素子出力と基準熱源を見込んだと
きの検知素子出力とが一致するように、２つの基準熱源
の温度を制御することによって、良好な感度補正を行う
ことができる。
【００６４】しかしながら、図５(b) に示すように、均
一な背景に高温目標が存在するような、背景と目標との
温度差が大きく、目標温度分布が二分化されるような特
殊な場合には、実施形態(1) および(2) の方法によって
感度補正を行うと、ＴS1とＴ S2において、撮像シーンの
検知素子出力と基準熱源を見込んだときの検知素子出力
とが一致するように、２つの基準熱源の温度を制御する
ことによって、良好な感度補正が行われても、例えば高
温目標に対しては、感度バラツキが大きくなり、良好な
感度補正を行うことができない。
一な背景に高温目標が存在するような、背景と目標との
温度差が大きく、目標温度分布が二分化されるような特
殊な場合には、実施形態(1) および(2) の方法によって
感度補正を行うと、ＴS1とＴ S2において、撮像シーンの
検知素子出力と基準熱源を見込んだときの検知素子出力
とが一致するように、２つの基準熱源の温度を制御する
ことによって、良好な感度補正が行われても、例えば高
温目標に対しては、感度バラツキが大きくなり、良好な
感度補正を行うことができない。
【００６５】これに対して、ヒストグラムを用いて基準
熱源の温度の制御を行う場合には、ヒストグラムの最大
ピーク値と第２のピーク値とに対して、それぞれ第１の
基準熱源の温度と第１の基準熱源の温度とが一致するよ
うに制御するので、従って、最大ピーク値の範囲に対し
ても、第２のピーク値の範囲に対しても、感度バラツキ
を小さくすることができるので、良好な感度補正を行う
ことができるようになる。
熱源の温度の制御を行う場合には、ヒストグラムの最大
ピーク値と第２のピーク値とに対して、それぞれ第１の
基準熱源の温度と第１の基準熱源の温度とが一致するよ
うに制御するので、従って、最大ピーク値の範囲に対し
ても、第２のピーク値の範囲に対しても、感度バラツキ
を小さくすることができるので、良好な感度補正を行う
ことができるようになる。
【００６６】このように実施形態(3) によれば、例えば
背景と目標の温度差が大きい場合に、背景と目標のそれ
ぞれに対応する検知素子出力に、２つの基準熱源を見込
んだときの検知素子出力が一致するように、２つの基準
熱源の温度を制御することによって、良好な感度補正を
行うことができる。
背景と目標の温度差が大きい場合に、背景と目標のそれ
ぞれに対応する検知素子出力に、２つの基準熱源を見込
んだときの検知素子出力が一致するように、２つの基準
熱源の温度を制御することによって、良好な感度補正を
行うことができる。
【００６７】図６は、本発明の実施形態(4) を示したも
のであって、図４の場合と同じものを同じ番号で示して
いる。２１は、ヒストグラム算出結果を積分するヒスト
グラム積分回路である。
のであって、図４の場合と同じものを同じ番号で示して
いる。２１は、ヒストグラム算出結果を積分するヒスト
グラム積分回路である。
【００６８】図６の実施形態における光学系１，２、検
知器３、アンプ４、Ａ／Ｄ変換器５、信号処理回路６、
基準熱源撮像時の基準熱源出力算出回路１２1,１２2 の
構成と動作原理は、図１の場合と同様である。
知器３、アンプ４、Ａ／Ｄ変換器５、信号処理回路６、
基準熱源撮像時の基準熱源出力算出回路１２1,１２2 の
構成と動作原理は、図１の場合と同様である。
【００６９】実施形態(4) においては、目標物体を撮像
した際の検知素子出力のヒストグラムを算出し、算出さ
れたヒストグラムの積分結果を用いて、基準熱源の温度
を制御する。
した際の検知素子出力のヒストグラムを算出し、算出さ
れたヒストグラムの積分結果を用いて、基準熱源の温度
を制御する。
【００７０】Ａ／Ｄ変換器５から出力された検知素子出
力に基づく、有効走査期間の撮像シーン出力を、ヒスト
グラム算出回路１８に入力して、ヒストグラムを算出す
る。ヒストグラム算出結果をヒストグラム積分回路２１
に入力して、ヒストグラムを最低頻度値から積分し、積
分結果が一定値Ａになったときの検知素子出力に、第１
の基準熱源を見込んだときの検知素子出力が一致するよ
うに、第１の基準熱源コントローラ１６1 によって、第
１の基準熱源８1 の温度を制御する。
力に基づく、有効走査期間の撮像シーン出力を、ヒスト
グラム算出回路１８に入力して、ヒストグラムを算出す
る。ヒストグラム算出結果をヒストグラム積分回路２１
に入力して、ヒストグラムを最低頻度値から積分し、積
分結果が一定値Ａになったときの検知素子出力に、第１
の基準熱源を見込んだときの検知素子出力が一致するよ
うに、第１の基準熱源コントローラ１６1 によって、第
１の基準熱源８1 の温度を制御する。
【００７１】また、ヒストグラムを最低頻度値から積分
し、積分結果が一定値Ｂ（Ｂ＞Ａ）になったときの検知
素子出力に、第２の基準熱源を見込んだときの検知素子
出力が一致するように、第２の基準熱源コントローラ１
６2 によって、第２の基準熱源８2 の温度を制御する。
この場合の積分値Ａ，Ｂは、撮像シーンに応じて設定す
る。例えば、Ａ＝１／４，Ｂ＝３／４のように定める。
し、積分結果が一定値Ｂ（Ｂ＞Ａ）になったときの検知
素子出力に、第２の基準熱源を見込んだときの検知素子
出力が一致するように、第２の基準熱源コントローラ１
６2 によって、第２の基準熱源８2 の温度を制御する。
この場合の積分値Ａ，Ｂは、撮像シーンに応じて設定す
る。例えば、Ａ＝１／４，Ｂ＝３／４のように定める。
【００７２】実施形態(4) の場合は、ヒストグラムの積
分値Ａと積分値Ｂとに対して、それぞれ第１の基準熱源
を見込んだときの検知素子出力と、第２の基準熱源を見
込んだときの検知素子出力とが一致するように制御する
ので、従って、積分値Ａの範囲に対しても、積分値Ｂの
範囲に対しても、感度バラツキを小さくすることがで
き、良好な感度補正を行うことができるようになる。
分値Ａと積分値Ｂとに対して、それぞれ第１の基準熱源
を見込んだときの検知素子出力と、第２の基準熱源を見
込んだときの検知素子出力とが一致するように制御する
ので、従って、積分値Ａの範囲に対しても、積分値Ｂの
範囲に対しても、感度バラツキを小さくすることがで
き、良好な感度補正を行うことができるようになる。
【００７３】このように実施形態(4) によれば、目標温
度に対する出現頻度のピークが存在しないか、またはピ
ークが明確でないような場合でも、２つの目標温度に対
する検知素子出力と、２つの基準熱源を見込んだときの
検知素子出力とが一致するように感度補正を行うことが
できる。
度に対する出現頻度のピークが存在しないか、またはピ
ークが明確でないような場合でも、２つの目標温度に対
する検知素子出力と、２つの基準熱源を見込んだときの
検知素子出力とが一致するように感度補正を行うことが
できる。
【００７４】図７は、本発明の実施形態(5) を示したも
のであって、図４および図６の場合と同じものを同じ番
号で示している。２２は、ヒストグラム算出結果のピー
ク出力算出結果と、ヒストグラム算出結果の積分結果と
を切り替える切り替え部、２３は切り替え部２２におけ
る切り替えを制御する制御部（ＣＰＵ）である。
のであって、図４および図６の場合と同じものを同じ番
号で示している。２２は、ヒストグラム算出結果のピー
ク出力算出結果と、ヒストグラム算出結果の積分結果と
を切り替える切り替え部、２３は切り替え部２２におけ
る切り替えを制御する制御部（ＣＰＵ）である。
【００７５】図７の実施形態においては、第１の基準熱
源と第２の基準熱源のそれぞれの温度の制御を、実施形
態(3) の方法と実施形態(4) の方法との、いずれかから
選択して行うようにしたものである。この場合の切り替
えは、制御部２３によって自動的に行うようにすること
もできる。
源と第２の基準熱源のそれぞれの温度の制御を、実施形
態(3) の方法と実施形態(4) の方法との、いずれかから
選択して行うようにしたものである。この場合の切り替
えは、制御部２３によって自動的に行うようにすること
もできる。
【００７６】すなわち、撮像シーン出力のヒストグラム
算出結果中に、最大ピークと第２のピークとが存在する
場合は、ピーク出力算出回路１９の出力によって、実施
形態(3) の方法によって、第１の基準熱源８1 と第２の
基準熱源８2 の温度を制御し、ヒストグラム算出結果中
に、最大ピークと第２のピークとが存在しない、または
ピークが明確でない場合は、実施形態(4) の方法によっ
て、第１の基準熱源８ 1 と第２の基準熱源８2 の温度を
制御するように、制御部２３が判断して自動的に切り替
えを行うので、それぞれの場合に良好な感度補正を行う
ことができる。
算出結果中に、最大ピークと第２のピークとが存在する
場合は、ピーク出力算出回路１９の出力によって、実施
形態(3) の方法によって、第１の基準熱源８1 と第２の
基準熱源８2 の温度を制御し、ヒストグラム算出結果中
に、最大ピークと第２のピークとが存在しない、または
ピークが明確でない場合は、実施形態(4) の方法によっ
て、第１の基準熱源８ 1 と第２の基準熱源８2 の温度を
制御するように、制御部２３が判断して自動的に切り替
えを行うので、それぞれの場合に良好な感度補正を行う
ことができる。
【００７７】実施形態(6) においては、第１の基準熱源
と第２の基準熱源のそれぞれの温度の制御を、実施形態
(1) の方法と実施形態(3) の方法との、いずれかから選
択して行うようにする。すなわちこの場合は、目標の温
度分布が一様であって、実施形態(1) の方法を適用すべ
きであるか、または撮像シーン出力のヒストグラム算出
結果中に、最大ピークと第２のピークとが存在するた
め、実施形態(3) の方法を適用すべきであるかを、制御
部（ＣＰＵ）が判断して切り替えを行うので、それぞれ
の場合に良好な感度補正を行うことができる。
と第２の基準熱源のそれぞれの温度の制御を、実施形態
(1) の方法と実施形態(3) の方法との、いずれかから選
択して行うようにする。すなわちこの場合は、目標の温
度分布が一様であって、実施形態(1) の方法を適用すべ
きであるか、または撮像シーン出力のヒストグラム算出
結果中に、最大ピークと第２のピークとが存在するた
め、実施形態(3) の方法を適用すべきであるかを、制御
部（ＣＰＵ）が判断して切り替えを行うので、それぞれ
の場合に良好な感度補正を行うことができる。
【００７８】実施形態(7) においては、第１の基準熱源
と第２の基準熱源のそれぞれの温度の制御を、実施形態
(1) の方法と実施形態(4) の方法との、いずれかから選
択して行うようにする。すなわちこの場合は、目標の温
度分布が一様であって、実施形態(1) の方法を適用すべ
きであるか、または撮像シーン出力のヒストグラム算出
結果中に、明確なピーク値がないため、実施形態(4) の
方法を適用すべきであるかを、制御部（ＣＰＵ）が判断
して切り替えを行うので、それぞれの場合に良好な感度
補正を行うことができる。
と第２の基準熱源のそれぞれの温度の制御を、実施形態
(1) の方法と実施形態(4) の方法との、いずれかから選
択して行うようにする。すなわちこの場合は、目標の温
度分布が一様であって、実施形態(1) の方法を適用すべ
きであるか、または撮像シーン出力のヒストグラム算出
結果中に、明確なピーク値がないため、実施形態(4) の
方法を適用すべきであるかを、制御部（ＣＰＵ）が判断
して切り替えを行うので、それぞれの場合に良好な感度
補正を行うことができる。
【００７９】実施形態(8) においては、第１の基準熱源
と第２の基準熱源のそれぞれの温度の制御を、実施形態
(2) の方法と実施形態(3) の方法との、いずれかから選
択して行うようにする。すなわちこの場合は、目標の温
度分布が一様であって、第１の基準熱源と第２の基準熱
源の温度差を赤外線撮像装置の表示ゲインに対応して可
変設定するために、実施形態(2) の方法を適用すべきで
あるか、または撮像シーン出力のヒストグラム算出結果
中に、最大ピークと第２のピークとが存在するため、実
施形態(3) の方法を適用すべきであるかを、制御部（Ｃ
ＰＵ）が判断して切り替えを行うので、それぞれの場合
に良好な感度補正を行うことができる。
と第２の基準熱源のそれぞれの温度の制御を、実施形態
(2) の方法と実施形態(3) の方法との、いずれかから選
択して行うようにする。すなわちこの場合は、目標の温
度分布が一様であって、第１の基準熱源と第２の基準熱
源の温度差を赤外線撮像装置の表示ゲインに対応して可
変設定するために、実施形態(2) の方法を適用すべきで
あるか、または撮像シーン出力のヒストグラム算出結果
中に、最大ピークと第２のピークとが存在するため、実
施形態(3) の方法を適用すべきであるかを、制御部（Ｃ
ＰＵ）が判断して切り替えを行うので、それぞれの場合
に良好な感度補正を行うことができる。
【００８０】実施形態(9) においては、第１の基準熱源
と第２の基準熱源のそれぞれの温度の制御を、実施形態
(2) の方法と実施形態(4) の方法との、いずれかから選
択して行うようにする。すなわちこの場合は、目標の温
度分布が一様であって、第１の基準熱源と第２の基準熱
源の温度差を赤外線撮像装置の表示ゲインに対応して可
変設定するために、実施形態(2) の方法を適用すべきで
あるか、または撮像シーン出力のヒストグラム算出結果
中に、明確なピーク値がないため、実施形態(4) の方法
を適用すべきであるかを、制御部（ＣＰＵ）が判断して
切り替えを行うので、それぞれの場合に良好な感度補正
を行うことができる。
と第２の基準熱源のそれぞれの温度の制御を、実施形態
(2) の方法と実施形態(4) の方法との、いずれかから選
択して行うようにする。すなわちこの場合は、目標の温
度分布が一様であって、第１の基準熱源と第２の基準熱
源の温度差を赤外線撮像装置の表示ゲインに対応して可
変設定するために、実施形態(2) の方法を適用すべきで
あるか、または撮像シーン出力のヒストグラム算出結果
中に、明確なピーク値がないため、実施形態(4) の方法
を適用すべきであるかを、制御部（ＣＰＵ）が判断して
切り替えを行うので、それぞれの場合に良好な感度補正
を行うことができる。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の感度補正
装置によれば、赤外線撮像装置における感度補正を基準
熱源を用いて行う場合、撮像目標（撮像シーン）の検知
素子出力に対して、基準熱源の温度を追従制御するよう
にしたので、広い温度範囲の目標においても、検知素子
に対する適切な感度補正を行うことができる。従来、赤
外線撮像装置における感度補正を基準熱源を用いて行う
場合、基準熱源の温度は、一定温度に制御されていたた
め、感度補正範囲からはずれた高温目標や低温目標にお
いて、感度バラツキが大きかったが、本発明によれば、
高温目標や低温目標においても、適切な感度補償を行っ
て、良好な赤外映像を得ることができる。
装置によれば、赤外線撮像装置における感度補正を基準
熱源を用いて行う場合、撮像目標（撮像シーン）の検知
素子出力に対して、基準熱源の温度を追従制御するよう
にしたので、広い温度範囲の目標においても、検知素子
に対する適切な感度補正を行うことができる。従来、赤
外線撮像装置における感度補正を基準熱源を用いて行う
場合、基準熱源の温度は、一定温度に制御されていたた
め、感度補正範囲からはずれた高温目標や低温目標にお
いて、感度バラツキが大きかったが、本発明によれば、
高温目標や低温目標においても、適切な感度補償を行っ
て、良好な赤外映像を得ることができる。
【００８２】また本発明の感度補正装置によれば、赤外
線撮像装置におけるこのような感度補正を、リアルタイ
ムまたは一定時間間隔で行うことによって、検知素子出
力の経時変化も補正することができるので、常に良好な
赤外映像を実現することが可能となる。
線撮像装置におけるこのような感度補正を、リアルタイ
ムまたは一定時間間隔で行うことによって、検知素子出
力の経時変化も補正することができるので、常に良好な
赤外映像を実現することが可能となる。
【図１】本発明の実施形態(1) を示す図である。
【図２】本発明における基準熱源の設置方法の例を示す
図である。
図である。
【図３】本発明の実施形態(2) を示す図である。
【図４】本発明の実施形態(3) を示す図である。
【図５】ヒストグラムを用いた感度補正方式の効果を説
明する図であって、(a) は平均値算出による感度補正が
良好に行われた場合、(b) は平均値算出による感度補正
のバラツキが大きい場合、(c) はヒストグラム算出によ
る感度補正が良好に行われた場合をそれぞれ示す。
明する図であって、(a) は平均値算出による感度補正が
良好に行われた場合、(b) は平均値算出による感度補正
のバラツキが大きい場合、(c) はヒストグラム算出によ
る感度補正が良好に行われた場合をそれぞれ示す。
【図６】本発明の実施形態(4) を示す図である。
【図７】本発明の実施形態(5) を示す図である。
【図８】一次元センサを用いた赤外線撮像装置の基本的
な構成を示す図である。
な構成を示す図である。
【図９】２つの基準熱源を用いて、赤外線センサの感度
補正を行う方法を説明する図であって、(a) は補正が良
好に行われた場合を示し、(b) は素子間のバラツキが大
きい場合を示す。
補正を行う方法を説明する図であって、(a) は補正が良
好に行われた場合を示し、(b) は素子間のバラツキが大
きい場合を示す。
３ 検知器
８1 基準熱源
８2 基準熱源
１１ 平均値算出回路
１２1 基準熱源出力算出回路
１２2 基準熱源出力算出回路
１３ 中間出力算出回路
１６1 基準熱源コントローラ
１６2 基準熱源コントローラ
１８ ヒストグラム算出回路
１９ ピーク算出回路
２１ ヒストグラム積分回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭52−62076（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−246428（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01J 1/00 - 1/60
G01J 5/00 - 5/62
Claims (4)
- 【請求項１】 撮像目標を光学的に走査して該撮像目標
からの赤外線を検知器に入射する走査光学系と、該走査
光学系による前記撮像目標の有効走査範囲を超えた走査
位置に配置した所定の温度差の第１及び第２の基準熱源
とを含み、前記撮像目標に対する無効走査期間に前記検
知器が前記第１及び第２の基準熱源を見込んだときの出
力信号から該検知器を構成する複数の検知素子の感度を
補正するようにした赤外線撮像装置において、 前記第１及び第２の基準熱源からの赤外線を前記検知器
に入射したときの該検知器の前記無効走査期間における
出力信号と、前記撮像目標からの赤外線を前記検知器に
入射したときの該検知器の有効走査期間における出力信
号とに対応して、前記第１及び第２の基準熱源の温度を
前記撮像目標の温度にそれぞれ追従して制御する手段を
備えたことを特徴とする赤外線撮像装置。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の基準熱源の温度をそ
れぞれ制御する手段は、前記撮像目標からの赤外線を前
記検知器に入射したときの該検知器の複数の検知素子の
前記無効走査期間における出力信号の平均値と、前記第
１及び第２の基準熱源からの赤外線を前記検知器に入射
したときの前記有効走査期間における出力信号の中間値
とが一致するように、前記第１の基準熱源と前記第２の
基準熱源との温度をそれぞれ制御する構成を有すること
を特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装置。 - 【請求項３】 前記第１及び第２の基準熱源の温度をそ
れぞれ制御する手段は、前記撮像目標からの赤外線を前
記検知器に入射したときの有効走査期間における該検知
器を構成する検知素子の出力信号のヒストグラムを算出
し、前記第１の基準熱源からの赤外線を前記検知器に入
射したときの無効走査期間における該検知器の出力信号
が前記ヒストグラムの第１のピーク値に等しくなるよう
に該第１の基準熱源の温度を制御し、前記第２の基準熱
源からの赤外線を前記検知器に入射したときの無効走査
期間における該検知器の出力信号が前記ヒストグラムの
第２のピーク値に等しくなるように該第２の基準熱源の
温度を制御する構成を備えたことを特徴とする請求項１
記載の赤外線撮像装置。 - 【請求項４】 前記第１及び第２の基準熱源の温度をそ
れぞれ制御する手段は、前記撮像目標からの赤外線を前
記検知器に入射したときの有効走査期間における該検知
器を構成する検知素子の出力信号のヒストグラムを算出
し、該ヒストグラムを最低頻度値から積分した積分値が
第１の所定値になったときの検知素子の出力信号と前記
第１の基準熱源からの赤外線を入射したときの無効走査
期間における該検知素子の出力信号とが等しくなるよう
に前記第１の基準熱源の温度を制御し、前記ヒストグラ
ムの積分値が前記１の所定値より大きい第２の所定値に
なったときの検知素子の出力信号と前記第２の基準熱源
の温度を制御する構成を備えたことを特徴とする請求項
１記載の赤外線撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26807396A JP3517811B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 赤外線撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26807396A JP3517811B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 赤外線撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10111172A JPH10111172A (ja) | 1998-04-28 |
| JP3517811B2 true JP3517811B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=17453515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26807396A Expired - Fee Related JP3517811B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 赤外線撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3517811B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6700124B1 (en) | 1999-01-14 | 2004-03-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared imaging device, vehicle having the same installed therein, and infrared image adjustment device |
| JP3573040B2 (ja) | 1999-05-07 | 2004-10-06 | 三菱電機株式会社 | 赤外線カメラ及び赤外線カメラシステム |
| JP2001349786A (ja) * | 2000-06-06 | 2001-12-21 | Denso Corp | 非接触温度センサの校正方法 |
| JP4672470B2 (ja) * | 2005-07-15 | 2011-04-20 | 富士通株式会社 | 赤外線撮像装置 |
| JP2007174112A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 遠赤外撮像装置及び出力値補正方法 |
| JP4699925B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2011-06-15 | 富士通株式会社 | 赤外線撮像装置 |
| DE102011004448A1 (de) * | 2011-02-21 | 2012-08-23 | Carl Zeiss Optronics Gmbh | Temperaturüberwachungsverfahren für ein mit einem Energieeintrag beaufschlagtes Heizelement |
| JP2013125020A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-24 | Chuo Electronics Co Ltd | 出力補正装置、方法、およびプログラム |
| US11391634B2 (en) * | 2019-02-12 | 2022-07-19 | Accure Acne, Inc. | Temperature sensing apparatus for use with a photo-thermal targeted treatment system and associated methods |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6055768B2 (ja) * | 1975-11-17 | 1985-12-06 | 富士通株式会社 | 赤外線による測温装置 |
| JPH03246428A (ja) * | 1990-02-23 | 1991-11-01 | Fujitsu Ltd | 赤外線映像装置 |
-
1996
- 1996-10-09 JP JP26807396A patent/JP3517811B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10111172A (ja) | 1998-04-28 |
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