JP3873413B2

JP3873413B2 - 赤外線撮像装置

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Publication number: JP3873413B2
Application number: JP32070797A
Authority: JP
Inventors: 善博山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: JPH11153486A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、信号を時間方向に積分することで増加させる方式を備えた赤外線撮像装置及び操作モードにより積分回数を変化させ、状況に応じた画像を出力する赤外線撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
外界からの信号を増加させる方法として従来からＴＤＩ（ＴｉｍｅＤｅｌａｙａｎｄＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）が用いられている。ＴＤＩの従来技術として例えば赤外線技術研究会編「赤外線工学」の１４２ページに示されている方法がある。また、積分回数を変化させる従来技術としては、例えば特開平３−２６９３９１の様に画像の信号レベルを基準信号レベルと比較し積分回数を決める方法、特開平７−２４４１４５の様に目標の輝度情報をもとに積分回数を決める方法等がある。図９は赤外線技術研究会編の赤外線工学の１４２ページに示されている方法である。１は外界、２は視野内の赤外光を集光する光学系、３は視野内をスキャンするスキャナ、４は集光された赤外光を光電変換するセンサ、５はセンサ４で光電変換された信号を増幅する前置増幅回路、６は前置増幅回路５で増幅された信号を遅延する遅延回路である。図１０は特開平３−２６９３９１に示されている積分回数を決める方法であり、７は赤外線を検出する赤外線検出素子、８は７の出力する画像信号をフレームごとに積分処理する信号処理回路、９は信号処理回路８で積分処理された積算画像信号レベルを基準信号レベルと比較して信号処理回路８の積算回数を決める積算回数決定回路である。また、図１１は特開平７−２４４１４５に示されている積算回数を決める方法であり、１０は光学系２で集光された赤外光を光電変換する１次元走査型赤外線検出器と積分処理を実施する積分回路とを具備する赤外線撮像部、１１は光学系とスキャナと赤外線撮像部とによって構成された赤外線カメラ、１２は旋回走査により得られる赤外線画像の２値化処理を行う前処理部、１３は前処理部１２の２値化処理画像から目標候補を抽出する目標検出処理部、１４は目標検出処理部１３の目標候補から目標を判定する目標判定部、１５は表示のための出力を形成する出力データ処理部、１６はデータを表示する表示部、１７は目標判定部１４で判定された目標のＳＮ比によりスキャナ１３のスキャン速度を制御するスキャナ制御部、１８はスキャナ制御部１７からのスキャナの操作速度により赤外線検出器の駆動信号を制御する駆動信号制御部である。
【０００３】
次に図９の動作について説明する。光学系２の視野内にある外界１の赤外光は、光学系２により集光される。スキャナ３は、光学系２の視野内をスキャンし、集光された外界１の赤外光をセンサ４上に集光させる。センサ４に入射した赤外光は光電変換される。センサ４で光電変換された出力信号は、前置増幅器５で増幅される。前置増幅器５で増幅された信号は、遅延回路６で時間遅延され出力される。結果として、各センサの出力信号は時間遅延されて加算される。次にＴＤＩの原理を説明する。ＴＤＩとはＴｉｍｅＤｅｌａｙａｎｄＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎの略であり、スキャン方向に配列されたセンサからの出力信号を順次積分することで出力信号強度を増加させる方式である。光学系の視野内にある外界の赤外光は光学系により集光される。集光された赤外光は、スキャナにより、センサ上に結像する。ここで、各センサから同一方向の外界の信号を読み出すため、スキャナのスキャン速度を考慮して時間遅延して信号を読み出し加算する。これにより出力信号はスキャン方向に配列されたセンサ分加算され出力される。
【０００４】
次に図１０の動作について説明する。赤外線検出素子７に入射された赤外光は、光電変換され信号処理回路８に入力される。信号処理回路８に入力された信号は、前もって決められた回数だけフレームごとに積分処理を行う。積分回数決定回路９では、信号処理回路８の出力信号レベルと基準信号レベルとを比較して前記信号処理回路の積分回数を決定し、その結果を信号処理回路に入力する。この様に、信号処理回路の出力信号レベルに応じて積分回数を可変する。
【０００５】
次に、図１１の動作について説明する。赤外線光学系２に入射された赤外光はスキャナ３を通して赤外線撮像部１０に入射される。赤外線撮像部１０に入射された赤外光は前処理部１２で２値化処理される。目標検出部１３は、前処理部１２の２値化処理画像から目標候補を抽出する。目標判定部１４は、目標検出部１３で検出された目標候補から目標を判定する。出力データ処理部１５は、目標判定部１４の出力を表示のための出力形式に変換する。またスキャナ制御部１７は、目標判定部１４の出力をものに積分回数を算出するとともにスキャナのスキャン速度を制御する。次に動作について説明する。スキャナ制御部１７は、目標判定部１４で判定された目標の特徴量のＳＮ比が２値化処理のしきい値以上になるために必要な最小の積分回数Ｎを算出するとともに、スキャナ３のスキャン速度を制御する。駆動信号制御部１８は、赤外線撮像部１０にある赤外線検出器の信号電荷の読出し回数及び積分回路の積分回数をＮ回に変更するように駆動信号を制御することにより、目標の２値化処理を維持しつつスキャン速度を最大に取ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示した従来のＴＤＩ方式では、素子の蓄積時間は素子の飽和電荷量で決められてしまう。また、スキャン方向に素子数を増やすと遅延回路増加するとともに、積分する為の回路のダイナミックレンジを大きく取る必要がある。
【０００７】
また図１０及び１１に示した手法では、近距離の脅威度が極めて少ない目標のため積分回数が減るとともにデータレートが上がり、遠距離目標が検出できないなど操縦者の意志に反したスキャンが行われる。
【０００８】
この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、素子の飽和電荷量を従来のまま感度を向上させるため、素子の外部に積分機構を設けＳＮの改善をはかる手段、操縦者が希望したスキャンパターンを取ることができる手段、目標を自動検出しシンボルとして表示する画面とするか、外界からの赤外光をそのまま表示する画面とするかを選択できる手段を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる赤外線撮像装置は、入射した赤外線を光電変換する１次元に配列された赤外線検出器がスキャン方向に複数配列され、クロックに合わせて電荷を出力するＴＤＩ素子配列赤外線検出器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器に配列される１次元赤外線検出器ごとに設けられ、クロックに合わせて出力される電荷を積分する複数の加算部と、前記クロック回数が決められた値になったときに、データ出力信号を出力するクロックカウンターと、モードを変えるモードスイッチと、を備え、前記クロックカウンターは、モードスイッチの選択に従い前記複数の加算部の積分回数を変更し、前記複数の加算部は、前記クロックカウンターからのデータ出力信号に基づき、積分した電荷を出力し、前記複数の加算部から出力された電荷をスキャン速度によって発生する時間遅れに従い加算するタイミング調整加算部と、を備えるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示すブロック図である。１から３は、上記従来技術と同じである。図１に示す実施の形態１において、１９は赤外線撮像装置である。２０はスキャンの速度を制御するスキャナ速度制御器、２１はスキャナ３で反射された赤外線を光電変換する赤外検出素子が１次元に配列された１次元アレー赤外線検出器、２２は１次元アレー赤外線検出器２１の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、２３は１次元アレー赤外線検出器２１の読出しクロックを発生するクロック発生器、２４はクロック発生器２３の出力から１次元アレー赤外線検出器の読出し回数をカウントし、カウント回数を出力するクロックカウンター、２５はＡ／Ｄ変換器２２の出力をクロックカウンターの出力を元に任意の回数だけ積分する加算部、２６は加算部２５の出力をモニタ表示できるようにデータ変換するデータ変換部、２７はビデオ出力信号であり、２８はビデオ出力信号２７を表示するモニタである。
【００１１】
以下に動作について説明する。光学系２の視野内にある外界１の赤外光は、光学系２により集光される。スキャナ３は、光学系２視野内をスキャンし、集光された外界１の赤外光を光電変換する赤外検出素子が１次元に配列された１次元アレー赤外線検出器２１上に集光させる。１次元アレー赤外線検出器２１に入射した赤外光は、光電変換される。１次元アレー赤外線検出器２１はクロック発生器のクロックに合わせてデータの読出しが行われる。この読出しクロックは、検出器の飽和電荷量を考慮して決められている。読出しのイメージ図を図２に示す。２９は外界１からの赤外光が光電変換されて発生する電荷を蓄積するエリア、３０は電荷を蓄積するエリアに蓄積されて電荷、３１は電荷を転送するＣＣＤチャネル、３２は蓄積された電荷３０をＣＤＤチャネルに転送するための開閉弁である。クロック発生器のクロックに合わせて開閉弁が開閉され電荷が読み出される。読み出された電荷は信号として、Ａ／Ｄ変換器へ出力される。Ａ／Ｄ変換器では、信号をＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換された信号は加算部内のメモリに取り込まれる。
【００１２】
クロックカウンターではクロック発生器のクロック数を数え、決められたある値になったときクロックカウンターは加算器ヘデータの出力と加算部内のメモリをリセットする信号を出力する。加算部では、クロックカウンターからの信号が来るまで入力された信号と加算部内のメモリのデータとを加算しその値を再度前記メモリに書き込む。クロックカウンターからデータの出力とメモリをリセットする信号が入力されたとき加算部では、メモリ内のデータを出力するとともにメモリをリセットする。メモリから出力されたデータは、データ変換部で２次元画像にするとともに有意目標の検出及び追尾等の処理を行いモニタに表示できるデータ形式に変換する。
【００１３】
この発明においては、赤外線を集光する光学系と、前記光学系で集光された赤外線を反射させるスキャナと、前記スキャナのスキャン速度を制御するスキャナ速度制御器と、前記スキャナで反射された赤外線を光電変換する赤外検出素子が１次元に配列された１次元アレー赤外線検出器と、前記１次元アレー赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記１次元アレー赤外線検出器の読出しクロックを発生するクロック発生器と、前記クロック発生器の出力から前記１次元アレー赤外線検出器の読出し回数をカウントし、カウント回数を出力するクロックカウンターと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記クロックカウンターの出力を元に任意の回数だけ積分する加算部とにより構成したものである。
【００１４】
上記のように素子の外部に信号を積分する回路を設けることで、素子の飽和電荷量を従来のまま、ＳＮの改善をはかることができる。
【００１５】
実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１の１次元アレー赤外線検出器をＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器とした場合の実施の形態である。
【００１６】
図３は、この発明の実施の形態２を示すブロック図である。１〜２８は、従来の技術及び実施の形態１と同様である。３３は、ＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器、３４は加算部２５の出力をスキャン速度によって発生する時間遅れを考慮して加算するためのタイミングを調整するタイミング調整加算部である。
【００１７】
以下に動作について説明する。ＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器３３の基本構成は、１次元アレー赤外線検出器２１をスキャン方向に複数列配列したものである。基本構成を図４に示す。各１次元アレー赤外線検出器の出力は実施の形態１で示したように加算部２５で加算される。加算部で加算された信号はタイミング調整加算部に出力される。タイミング調整加算部では、図４のセンサ４Ａ、４Ｂ．．．がそれぞれ同一の方向を向いているときのタイミングをはかり各加算部の出力を加算していく。これにより、１次元アレー赤外線検出器を用いるときよりも感度を向上することができる。
【００１８】
この発明においては、赤外線を集光する光学系と、前記光学系で集光された赤外線を反射させるスキャナと、前記スキャナのスキャン速度を制御するスキャナ速度制御器と、前記スキャナで反射された赤外線を光電変換する、ＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換する複数のＡ／Ｄ変換器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読出しクロックを発生するクロック発生器と、前記クロック発生器の出力から前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読出し回数をカウントし、カウント回数を出力するクロックカウンターと、前記複数のＡ／Ｄ変換器の出力を前記クロックカウンターの出力を元に任意の回数だけ積分する複数の加算部と、前記複数の加算部の出力をスキャン速度によって発生する時間遅れを考慮し複数の加算部の出力を加算するタイミング調整加算部とにより構成したものである。
【００１９】
上記に示したように、ＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器を用いることで、実施の形態１に示した１次元アレー赤外線検出器を用いるときよりも感度を向上することができる。
【００２０】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３を示すブロック図であり１〜２８までは従来の技術及び実施の形態１と同様である。３５はモードを切り換えるモードスイッチ、３６はモードスイッチ３５で選択されたモード情報をスキャン速度調整部３８及びクロックカウンター部３７に伝達するモード判別器、３７はクロック発生器２３の出力から１次元アレー赤外線検出器２１の読出し回数をカウントし、モード判別器３６の出力に応じて積分回数と現在の積分回数とを出力するクロックカウンター部、３８はモード判別器３６の出力に応じてスキャナの速度を制御するスキャナ速度制御部、３９はＡ／Ｄ変換器２２の出力をクロックカウンター部３７から出力された積分回数分だけ積分する加算演算部である。
【００２１】
以下に動作について説明する。オベレータはモードスイッチ３５により状況に応じたモードを選択する。モードスイッチ３５で選択されたモード情報は、モード判別器３６によりスキャン速度調整部３８及びクロックカウンター部３７に伝達される。スキャン速度調整部３８では、モード判別器３６の情報をもとにスキャンの速度を決めスキャナ３のスキャン速度を調整する。クロックカウンター部３７ではモード判別器３６の情報をもとに積分回数を決め、クロック発生器２３の出力から１次元アレー赤外線検出器の読出し回数をカウントし、規定の回数読み出したところで加算演算部ヘデータの出力と加算演算部内のメモリをリセットする信号を出力する。加算演算部では、クロックカウンター部からの信号が来るまで入力された信号と、加算演算部内のメモリのデータとを加算しその値を再度前記メモリに書き込む。クロックカウンター部からデータの出力とメモリをリセットする信号が入力されたとき加算演算部では、メモリ内のデータを出力するとともにメモリをリセットする。
【００２２】
この発明においては、赤外線を集光する光学系と、モードを変えるモードスイッチと、前記モードスイッチで選択されたモードに応じてモードの情報を伝達するモード判別器と、前記光学系で集光された赤外線を反射させるスキャナと、前記モード判別器の出力に応じて前記スキャナの速度を制御するスキャナ速度制御部と、前記スキャナで反射された赤外線を光電変換する赤外線素子が１次元に配列された１次元アレー赤外線検出器と、前記１次元アレー赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記１次元アレー赤外線検出器の読出しクロックを発生するクロック発生器と、前記クロック発生器の出力から前記１次元アレー赤外線検出器の読出し回数をカウントし、前記モード判別器の出力に応じて積分回数と現在の積分回数とを出力するクロックカウンター部と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記クロックカウンター部から出力された積分回数分だけ積分する加算演算部とにより構成したものである。
【００２３】
上記に示した様に、モードスイッチを持つことで、オペレータの必要とするスキャンモードを選ぶことが可能である。
【００２４】
実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４を示すブロック図であり１〜３９までは従来の技術及び実施の形態２及び３と同様である。
【００２５】
この実施の形態４は、実施の形態３の１次元アレー赤外線検出器を、ＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器とした実施の形態である。ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の動作に関しては、実施の形態２と同様であり、それ以外の動作は、実施の形態３と同様である。
【００２６】
この発明においては、赤外線を集光する光学系と、モードを変えるモードスイッチと、前記モードスイッチで選択されたモードに応じてモードの情報を伝達するモード判別器と、前記光学系で集光された赤外線を反射させるスキャナと、前記モード判別器の出力に応じて前記スキャナの速度を制御するスキャナ速度制御部と、前記スキャナで反射された赤外線を光電変換するＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換する複数のＡ／Ｄ変換器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読出しクロックを発生するクロック発生器と、前記クロック発生器の出力から前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読出し回数をカウントし、前記モード判別器の出力に応じて積分回数と現在の積分回数とを出力するクロックカウンター部と、前記複数のＡ／Ｄ変換器の出力をクロックカウンター部から出力された積分回数分だけ積分する複数の加算演算部と、前記複数の加算演算部の出力をスキャン速度によって発生する時間遅れを考慮し加算するタイミング調整加算部とにより構成したものである。
【００２７】
上記に示した様に、ＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器を用いることで、実施の形態３に示した１次元アレー赤外線検出器を用いるときよりも感度を向上することができかつ、モードスイッチを持つことで、オペレータの必要とするスキャンモードを選ぶことが可能である。
【００２８】
実施の形態５．
この実施の形態５においては、実施の形態３及び４において、加算演算部の加算回数を減少させてスキャンするスキャンモードと、加算回数を前記回数より増加させてスキャンするスキャンモードとを備えたものであり、状況に応じたスキャンモードを選ぶことが可能となる。
【００２９】
この発明においては、加算演算部での加算回数を減らしスキャンするスキャンモードと、加算演算部での加算回数を前記スキャンモードより増やしてスキャンするスキャンモードとにより構成した第３及び４のいずれかの発明である。
【００３０】
この発明によれば、信号の加算回数を減少させてスキャンするスキャンモードと、前記加算回数より増加させてスキャンするキャンモードとを備えることで、状況に応じたスキャンモードを選ぶことができる。
【００３１】
実施の形態６．
実施の形態３及び４において、加算演算部の加算回数を減少させてスキャンするスキャンモードと、加算回数を前記回数より増加させてスキャンするモードとを時分割に切り換えるモードを備えたものであり、両方の利点を持ったスキャンが可能となる。
【００３２】
この発明においては、加算演算部での加算回数を減らしたスキャンモードと、加算演算部での加算回数を前記回数より増やしたスキャンモードとを時分割で切り替えるモードにより構成した第３及び４のいずれかの発明である。
【００３３】
この発明によれば、加算回数を減少させてスキャンするスキャンモードと、加算回数を前記回数より増加させてスキャンするモードとを時分割に切り換えるモードを備えたものであり、両方の利点を持ったスキャンができる。
【００３４】
実施の形態７．
図７は、この発明の実施の形態７を示すブロック図であり１〜３９までは従来の技術及び実施の形態３と同様である。４０は、モード判別器３６の情報をもとに目標を自動検出しシンボルとして表示する画面とするか、外界からの赤外光をそのまま表示する画面とするかを判断しモニタ２８に表示する目標検出・追尾／画像表示部である。
【００３５】
次に動作について説明する。モード判別器３６は、スキャン速度調整部３８、クロックカウンター部３７及び目標検出・追尾／画像表示部４０にモード情報を伝達する。スキャン速度調整部３８では、モード判別器３６の情報をもとにスキャンの速度を決めスキャナ３のスキャン速度を調整する。クロックカウンター部３７ではモード判別器３６の情報をもとに積分回数を決め、クロック発生器２３の出力から１次元アレー赤外線検出器の読出し回数をカウントし、規定の回数読み出したところで加算演算部にデータの出力と加算演算部内のメモリをリセットする信号を出力する。目標検出・追尾／画像表示部４０では、モードに応じて目標を自動検出しシンボルとして表示する画面または、外界からの赤外光をそのまま表示する画面を出力する。
【００３６】
この発明においては、赤外線を集光する光学系と、モードを変えるモードスイッチと、前記モードスイッチで選択されたモードの情報を伝達するモード判別器と、前記光学系で集光された赤外線を反射させるスキャナと、前記モード判別器の出力に応じて前記スキャナの速度を制御するスキャナ速度制御部と、前記スキャナで反射された赤外線を光電変換する１次元に赤外検出素子が配列された１次元アレー赤外線検出器と、前記１次元アレー赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記１次元アレー赤外線検出器の読出しクロックを発生するクロック発生器と、前記クロック発生器の出力から前記１次元アレー赤外線検出器の読出し回数をカウントし、前記モード判別器の出力に応じて積分回数と現在の積分回数とを出力するクロックカウンター部と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記クロックカウンター部から出力された積分回数分だけ積分する加算演算部と、前記モード判別器の出力を元に目標を自動検出しシンボルとして表示する画面とするか、外界からの赤外光をそのまま表示する画面とするかを判定し、信号処理して画像信号を出力する目標検出・追尾／画像表示部とにより構成したものである。
【００３７】
このように、モードスイッチを持つことで、目標を自動検出しシンボルとして表示する画面と、外界からの赤外光をそのまま表示する画面とを状況に応じて選ぶことが可能である。
【００３８】
実施の形態８．
図８は、この発明の実施の形態８を示すブロック図であり１〜４０は従来の技術及び実施の形態４及び７と同様である。
【００３９】
この実施の形態８は、実施の形態７の１次元アレー赤外線検出器を、ＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器とした実施の形態である。ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の動作に関しては、実施の形態２と同様であり、それ以外の動作は、実施の形態７と同様である。
【００４０】
この発明においては、赤外線を集光する光学系と、モードを変えるモードスイッチと、前記モードスイッチで選択されたモードの情報を伝達するモード判別器と、前記光学系で集光された赤外線を反射させるスキャナと、前記モード判別器の出力に応じて前記スキャナの速度を制御するスキャナ速度制御部と、前記スキャナで反射された赤外線を光電変換するＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換する複数Ａ／Ｄ変換器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読出しクロックを発生するクロック発生器と、前記クロック発生器の出力から前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読出し回数をカウントし、前記モード判別器の出力に応じて積分回数及び現在の積分回数とを出力するクロックカウンター部と、前記複数Ａ／Ｄ変換器の出力を前記クロックカウンター部から出力された積分回数分だけ積分する加算演算部と、前記加算演算部の出力をスキャン速度によって発生する時間遅れを考慮し加算部の出力を加算するタイミング調整加算部と、モード判別器の出力を元に目標を自動検出しシンボルとして表示する画面とするか、外界からの赤外光をそのまま表示する画面とするかを判定し、信号処理して画像信号を出力する目標検出・追尾／画像表示部とにより構成したものである。
【００４１】
上記に示した様に、ＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器を用いることで、実施の形態７に示した１次元アレー赤外線検出器を用いるときよりも感度を向上することができる。
【００４２】
【発明の効果】
この発明によれば、ＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器を用いることで、１次元アレー赤外線検出器を用いるときよりも感度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態１を示す図である。
【図２】素子の電荷読出しのイメージ図である。
【図３】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態２を示す図である。
【図４】ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の概要を示す図である。
【図５】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態３を示す図である。
【図６】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態４を示す図である。
【図７】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態７を示す図である。
【図８】この発明による赤外線撮像装置の実施の形態８を示す図である。
【図９】従来技術を示す図である。
【図１０】従来技術を示す図である。
【図１１】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１外界、２光学系、３撮像部、４センサ、５前置増幅回路、６遅延回路、７赤外線検出素子、８信号処理回路、９積算回数決定回路、１０１次元走査型赤外線検出器と積分処理を実施する積分回路とを具備する赤外線撮像部、１１赤外線カメラ、１２前処理部、１３目標検出処理部、１４目標判定部、１５出力データ処理部、１６表示部、１７スキャナ制御部、１８駆動信号制御部、１９赤外線撮像装置、２０スキャナ速度制御器、２１１次元アレー赤外線検出器、２２Ａ／Ｄ変換器、２３クロック発生器、２４クロックカウンター、２５加算部、２６データ変換部、２７ビデオ出力信号、２８モニタ、２９蓄積するエリア、３０電荷、３１ＣＣＤチャネル、３２開閉弁、３３ＴＤＩ素子配列赤外線検出器、３４タイミング調整加算部、３５モードスイッチ、３６モード判別器、３７クロックカウンター部、３８スキャナ速度制御部、３９加算演算部、４０目標検出・追尾／画像表示部。

Claims

入射した赤外線を光電変換する１次元に配列された赤外線検出器がスキャン方向に複数配列され、クロックに合わせて電荷を出力するＴＤＩ素子配列赤外線検出器と、
前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器に配列される１次元赤外線検出器ごとに設けられ、クロックに合わせて出力される電荷を積分する複数の加算部と、
前記クロック回数が決められた値になったときに、データ出力信号を出力するクロックカウンターと、
モードを変えるモードスイッチと、
を備え、
前記クロックカウンターは、モードスイッチの選択に従い前記複数の加算部の積分回数を変更し、
前記複数の加算部は、前記クロックカウンターからのデータ出力信号に基づき、積分した電荷を出力し、
前記複数の加算部から出力された電荷をスキャン速度によって発生する時間遅れに従い加算するタイミング調整加算部と、を備える赤外線撮像装置。
前記クロックの読み出しクロックは、前記赤外線検出器の飽和電荷量により決定する請求項１に記載の赤外線撮像装置。
前記複数の加算部での加算回数を減らすモードと、前記複数の加算部での加算回数を前記モードより増やすモードとを備えた請求項１に記載の赤外線撮像装置。
前記複数の加算部での加算回数を減らすモードと、前記複数の加算部での加算回数を前記モードより増やすモードとを時分割で切り替える請求項１に記載の赤外線撮像装置。