JP6171636B2 - 赤外線検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、赤外線検知装置に関する。

従来、入射した赤外線に応じた電気信号を出力する赤外線検知素子を備える赤外線検知装置がある。
このような赤外線検知装置としては、例えば、赤外線検知素子を２次元状に配列したFocal Plane Array（ＦＰＡ）型赤外線検知装置がある。

特表２０１１−５０８２４３号公報 特表２００８−５４１１３３号公報

ところで、同一の入出力特性を有する複数の赤外線検知素子を作製するのは難しい。つまり、同一強度の赤外線が入射した場合に同一の電気信号が出力される、複数の赤外線検知素子を作製するのは難しい。例えば、ＦＰＡ型赤外線検知装置に備えられる複数の赤外線検知素子の入出力特性を同一にするのは難しい。
このため、赤外線検知素子が異なると、同一強度の赤外線が入射しているにもかかわらず、異なる電気信号が出力されてしまうことになる。例えば、ＦＰＡ型赤外線検知装置では、強度が面内で均一な赤外線が入射しているにもかかわらず、複数の赤外線検知素子から出力される電気信号には分布が生じてしまうことになる。

そこで、赤外線検知素子から出力される電気信号を、赤外線検知装置に備えられる信号処理部で補正することで、赤外線検知素子が異なっても、同一強度の赤外線が入射した場合に同一の電気信号が得られるようにすることが考えられる。例えば、ＦＰＡ型赤外線検知装置では、各赤外線検知素子から出力される電気信号を信号処理部で補正することで、強度が面内で均一な赤外線が入射した場合に、各赤外線検知素子から出力される電気信号が均一になるようにすることが考えられる。

この場合、例えば２つの赤外線源を用いて、既知強度の赤外線を赤外線検知素子に入射し、そのときに赤外線検知素子から出力される電気信号を取得し、これらの２点間で赤外線検知素子の入出力特性は線形であると仮定して、線形補間によって、対象物体からの赤外線が赤外線検知素子に入射したときに赤外線検知素子から出力される電気信号を補正することが考えられる。

しかしながら、実際には、赤外線検知素子の入出力特性は線形ではないため、補正ずれが生じ、赤外線検知素子から出力される電気信号を補正して得られた赤外線強度（又は赤外線強度相当の黒体温度）と、実際の対象物体からの赤外線強度（又は赤外線強度相当の黒体温度）とが異なってしまうことになる。
例えば図１４に示すように、赤外線検知素子に温度Ｔ_１の黒体相当の強度の赤外線を入射し、そのときに赤外線検知素子から出力される電気信号Ｖ_１を取得する。また、赤外線検知素子に温度Ｔ_２の黒体相当の強度の赤外線を入射し、そのときに赤外線検知素子から出力される電気信号Ｖ_２を取得する。そして、対象物体からの赤外線が赤外線検知素子に入射したときに赤外線検知素子から出力された電気信号がＶ_３であった場合、実際の赤外線検知素子の入出力特性（図１４中、実線Ｂ参照）によれば、対象物体の温度はＴ_３であるとされ、赤外線検知素子から出力される電気信号が正しく補正されるべきところ、２点間で赤外線検知素子の入出力特性は線形であると仮定すると（図１４中、点線Ａ参照）、対象物体の温度はＴ_３′であるとされ、赤外線検知素子から出力される電気信号が誤って補正されてしまうことになる。

ここで、赤外線検知素子の入出力特性は線形であると仮定して赤外線検知素子から出力される電気信号を補正する場合、温度変化をｄＴとした場合の赤外線検知素子から出力される電気信号の変化をｄＶ_ｐとし、ａを定数とし、Ｃを積分定数として、

という関係式に基づいて、赤外線検知素子から出力される電気信号を補正することになる。
そして、上述のように、補正ずれが生じ、誤って補正されてしまうのは、赤外線検知素子の入出力特性は線形であると仮定し、上記関係式において定数ａを用いていることに起因する。

そこで、実際の赤外線検知素子の入出力特性に応じて、赤外線検知素子から出力される電気信号を精度良く補正できるようにしたい。

本赤外線検知装置は、入射した赤外線に応じた電気信号を出力する赤外線検知素子と、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に、定数ではなく、温度の関数を含む関係式に基づいて、赤外線検知素子から出力された電気信号から対象物体の温度を求める信号処理部とを備え、関係式が、赤外線検知素子から出力される赤外線強度相当の電気信号をＶ _ｐ とし、温度変化をｄＴとした場合の赤外線検知素子から出力される赤外線強度相当の電気信号の変化をｄＶ _ｐ とし、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分を温度Ｔの関数であるｆ（Ｔ）として、

で表され、関係式の赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に含まれる温度Ｔの関数ｆ（Ｔ）は、赤外線検知素子の波長応答特性におけるピーク波長をλｐとし、実係数をｘとし、ボルツマン定数をｋ _Ｂ とし、プランク定数をｈとし、真空中での光速をｃとして、

で表されることを要件とする。
また、本赤外線検知装置は、入射した赤外線に応じた電気信号を出力する赤外線検知素子と、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に、定数ではなく、温度の関数を含む関係式に基づいて、赤外線検知素子から出力された電気信号から対象物体の温度を求める信号処理部とを備え、関係式が、赤外線検知素子から出力される赤外線強度相当の電気信号をＶ _ｐ とし、温度変化をｄＴとした場合の赤外線検知素子から出力される赤外線強度相当の電気信号の変化をｄＶ _ｐ とし、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分を温度Ｔの関数であるｇ（Ｔ）として、

で表され、信号処理部は、既知温度Ｔ _１ 及びＴ _２ （Ｔ _２ ＞Ｔ _１ ）の黒体相当の強度の赤外線が入射したときに赤外線検知素子から出力される電気信号がＶ _１ 及びＶ _２ である場合、関係式の赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に含まれる温度Ｔの関数をｇ（Ｔ）とし、

で規定される関数Ｇ（Ｔ）を用いて、

によって求められたＶ _０ 、Ｖ _ｄ を用いて、

の方程式の解として、前記赤外線検知素子から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔ（Ｔ _２ ≧Ｔ≧Ｔ _１ ）を求めることを要件とする。

したがって、本赤外線検知装置によれば、実際の赤外線検知素子の入出力特性に応じて、赤外線検知素子から出力される電気信号を精度良く補正できるという利点がある。

本実施形態にかかる赤外線検知装置の構成を示す図である。 （Ａ）は、赤外線検知素子の分光応答特性を示す図であり、（Ｂ）は、ガウシアン形状のフィッティング関数を用いたフィッティングパラメータの決定方法を説明するための図であり、（Ｃ）は、複数のガウシアン形状のフィッティング関数を用いたフィッティングパラメータの決定方法を説明するための図である。 （Ａ）は、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値と温度Ｔとの関係（〈∂Ｗ／∂Ｔ〉−Ｔ）を示す図であり、（Ｂ）は、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値にｆ（Ｔ）によって求めた値をフィッティングさせて実定数ｘの値を決定する方法を説明するための図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値にｆ（Ｔ）によって求めた値をフィッティングさせて実定数ｘの値を決定する方法を説明するための図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値にｆ（Ｔ）によって求めた値をフィッティングさせて実定数ｘの値を決定する方法を説明するための図である。 本実施形態にかかる赤外線検知装置の一例であるＦＰＡ型赤外線撮像装置の構成を示す図である。 本実施形態にかかる赤外線検知装置の一例であるＦＰＡ型赤外線撮像装置に備えられる赤外線イメージセンサの構成を示す図である。 本実施形態にかかる赤外線検知装置の一例であるＦＰＡ型赤外線撮像装置の赤外線イメージセンサに備えられる赤外線検知素子からの信号の読み出しを説明するための図である。 本実施形態にかかる赤外線検知装置の一例であるＦＰＡ型赤外線撮像装置における補正方法の第１の実施例を示すフローチャートである。 本実施形態にかかる赤外線検知装置の一例であるＦＰＡ型赤外線撮像装置における補正方法の第１の実施例の信号処理部に備えられる入出力特性較正データ保存部及び補正演算部の構成の一例を示す図である。 本実施形態にかかる赤外線検知装置の一例であるＦＰＡ型赤外線撮像装置における補正方法の第２の実施例を示すフローチャートである。 本実施形態にかかる赤外線検知装置の一例であるＦＰＡ型赤外線撮像装置における補正方法の第２の実施例の信号処理部に備えられる入出力特性較正データ保存部及び補正演算部の構成の一例を示す図である。 本実施形態にかかる赤外線検知装置の一例であるＦＰＡ型赤外線撮像装置における補正方法による効果を説明するための図である。 本発明の課題を説明するための図である。

以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる赤外線検知装置について、図１〜図１３を参照しながら説明する。
本実施形態では、図１に示すように、赤外線検知装置１は、入射した赤外線に応じた電気信号を出力する赤外線検知素子１０と、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を処理する信号処理部４とを備える。なお、赤外線検知装置１を、赤外線検知器又は赤外線撮像装置ともいう。また、赤外線検知素子１０を、赤外線受光素子ともいう。また、信号処理部４を、信号演算部又は制御演算部ともいう。

特に、本赤外線検知装置１では、信号処理部４は、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に、定数ではなく、温度の関数（即ち、温度を変数とする関数）を含む関係式に基づいて、赤外線検知素子１０から出力される電気信号（ここでは電圧；出力電圧）を補正するようになっている。
ここで、関係式は、赤外線検知素子１０から出力される赤外線強度相当の電気信号をＶ_ｐとし、温度変化をｄＴとした場合の赤外線検知素子１０から出力される赤外線強度相当の電気信号の変化をｄＶ_ｐとし、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分を温度Ｔの関数であるｆ（Ｔ）（Ｔを変数とする関数）として、次式のように表される。なお、関数ｆ（Ｔ）を、赤外線強度の温度に対する依存性を表す関数ともいう。

この関係式は、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に、定数ではなく、温度の関数を含むため、実際の赤外線検知素子１０の入出力特性に応じて、対象物体からの赤外線が入射した場合に赤外線検知素子１０から出力される電気信号を精度良く補正することが可能となる。
ここでは、関係式の赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に含まれる温度Ｔの関数ｆ（Ｔ）は、赤外線の波長域をλ_１〜λ_２とし、赤外線強度をＷとし、温度をＴとし、赤外線検知素子１０の波長応答特性をＲ_０（λ）とし、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性をＷ（λ，Ｔ）として、次式のように表される。なお、波長応答特性を、波長分散、分光特性、又は、規格化分光応答特性ともいう。また、次式で表される関数ｆ（Ｔ）を、後述の近似関数ｆ（Ｔ）と区別するためにＦ（Ｔ）又は〈∂Ｗ／∂Ｔ〉と表記する場合がある。

これを近似すると、赤外線検知素子１０の波長応答特性におけるピーク波長をλｐとし、実係数をｘとし、ボルツマン定数をｋ_Ｂとし、プランク定数をｈとし、真空中での光速をｃとして、次式のように表される。なお、次式で表される関数ｆ（Ｔ）を近似関数ｆ（Ｔ）という。

ここで、実係数ｘは、赤外線検知素子１０の波長応答特性における半値全幅をＦＷＨＭとして、

を満たす温度（任意の温度）Ｔに対して、

の範囲にあるのが好ましい。
また、実係数ｘは、赤外線の波長域をλ_１〜λ_２とし、赤外線強度をＷとし、温度をＴとし、赤外線検知素子１０の波長応答特性をＲ_０（λ）とし、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性をＷ（λ，Ｔ）として、

で表される関数Ｆ（Ｔ）によって求めた値に近似関数ｆ（Ｔ）によって求めた値をフィッティングさせて決められた値であっても良い。
そして、信号処理部４は、既知温度Ｔ_１及びＴ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１）の黒体相当の強度の赤外線が入射したときに赤外線検知素子１０から出力される電気信号がＶ_１及びＶ_２である場合、

によって求められたＶ_０、Ｖ_ｄを用いて、

によって、赤外線検知素子１０から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度（未知温度）Ｔ（Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）を求めることで、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を補正する。
このようにして補正を行なうことで、既知強度（既知温度）の２つの赤外線源からの赤外線を入射させて測定した２つの測定点を用いた２点補正を行なう場合に、これらの２つの測定点間を補間するのに、赤外線検知素子１０の入出力特性に応じた補正曲線が用いられて、赤外線検知素子１０から出力される電気信号が補正されることになる。このため、実際の赤外線検知素子１０の入出力特性に応じて、対象物体からの赤外線が入射した場合に赤外線検知素子１０から出力される電気信号を精度良く補正することが可能となり、未知温度（未知強度）の赤外線の温度（強度）に相当する電気信号を精度良く得ることが可能となる。

ところで、上述のように、実係数ｘを、関数Ｆ（Ｔ）によって求めた値に近似関数ｆ（Ｔ）によって求めた値をフィッティングさせて決められた値とする場合、以下のような範囲とするのが好ましい。
例えば、実係数ｘは、赤外線の波長域をλ_１〜λ_２とし、赤外線強度をＷとし、温度をＴとし、赤外線検知素子１０の波長応答特性をＲ_０（λ）とし、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性をＷ（λ，Ｔ）として、

で表される関数Ｆ（Ｔ）によって求めた値のうち、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１；Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）における最大値をＦ（Ｔ）_ｍａｘとし、最小値をＦ（Ｔ）_ｍｉｎとし、Ｔ_ｍ＝（Ｔ_１＋Ｔ_２）／２として、

の範囲にあるものとするのが好ましい。
また、例えば、実係数ｘは、赤外線の波長域をλ_１〜λ_２とし、赤外線強度をＷとし、温度をＴとし、赤外線検知素子１０の波長応答特性をＲ_０（λ）とし、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性をＷ（λ，Ｔ）として、

で表される関数Ｆ（Ｔ）によって求めた値のうち、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１；Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）における最大値をＦ（Ｔ）_ｍａｘとし、最小値をＦ（Ｔ）_ｍｉｎとして、

の範囲にあるものとするのが好ましい。
この場合、Ｔ_１は０℃であり、Ｔ_２は１００℃であるのが好ましい。つまり、本赤外線検知装置１を用いる対象物体の温度は、０℃以上１００℃以下であるのが好ましい。これにより、０℃以上１００℃以下の温度範囲に含まれる対象物体の温度に相当する電気信号を精度良く得ることが可能となる。

以下、より詳細に説明する。
まず、赤外線検知素子１０の入出力特性は線形であると仮定して赤外線検知素子１０から出力される電気信号を補正しているのは、実際の赤外線検知素子１０の入出力特性（入射光−出力信号特性）が正確に知られていないことに起因する。
ここで、対象物体の温度Ｔに対して、その物体から放出される赤外線強度をｆ（Ｔ）とし、そのときの赤外線検知素子１０の赤外線強度相当の電気信号出力（光電流相当の電圧）をＶ_ｐとする。対象物体の温度がＴからＴ＋ｄＴに変化したとき、物体から放出される赤外線強度の変化はf（Ｔ）ｄＴであり、したがって、赤外線検知素子１０の電気信号出力の変化ｄＶ_ｐは、次式のように表現することができる。

しかしながら、実際の赤外線検知素子１０の入出力特性が正確に知られておらず、f（Ｔ）Ｖ_ｐが明らかでない。そこで、線形であると仮定して、線形補間を行なうことになる。
この線形補間では、近似として、f（Ｔ）がＴによらず、また、ｄＶ_ｐ／ｄＴがＶ_ｐによらない、つまり、f（Ｔ）Ｖ_ｐが定数ａとおけると仮定し、Ｃを積分定数として、

とする。これが線形補間で仮定される線形性に対応する。
しかしながら、この関係式に基づいて、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を補正すると、補正ずれが生じ、誤って補正されてしまうことになる（図１４参照）。これは、赤外線検知素子１０の入出力特性は線形であると仮定し、上記関係式において定数ａを用いていることに起因する。

そこで、上述の式において、近似として、f（Ｔ）がＴによらない、即ち、f（Ｔ）が定数ａとおけると仮定することが考えられる。この場合、Ｃを積分定数として、

となる。
しかしながら、この関係式に基づいて、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を補正したとしても、赤外線強度の温度に対する依存性が加味されていないため、即ち、赤外線強度の温度に対する依存性を表す関数f（Ｔ）が定数として扱われているため、補正の精度を向上させるのにも限界がある。

そこで、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を精度良く補正できるようにするために、f（Ｔ）についても近似を行なわないことが考えられる。この場合、Ｃを積分定数として、

となる。
この関係式に基づいて、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を補正できるようにするためには、赤外線検知素子１０の入出力特性を正確に知り、f（Ｔ）の関数形を、解析的に積分操作可能な形で決定することが必要である。
本発明者は、この関数f（Ｔ）を、後述の導出過程を経て、次式のように決定できることを見出した。なお、次式で表される関数ｆ（Ｔ）を、後述の近似関数ｆ（Ｔ）と区別するために、Ｆ（Ｔ）又は〈∂Ｗ／∂Ｔ〉と表記する場合がある。

また、この関数f（Ｔ）は、後述の近似式の導出過程を経て、実定数ｘを用いて近似すると、次式のようになる。なお、次式で表される関数ｆ（Ｔ）を近似関数ｆ（Ｔ）という。

そして、関数f（Ｔ）をこのような形に近似した場合、Ｖ_０を積分定数として、

という式から、

となる。
そして、赤外線検知素子１０から出力される電気信号Ｖ_ＤＣは、これにリーク成分（暗電流相当の電圧）Ｖ_ｄを加えて、

となる。
この式は、普遍物理定数（ｈ，ｃ，ｋ_Ｂ）及び別途決められるｘλ_ｐを除けば、未知係数はＶ_０，Ｖ_ｄの２つであるから、相異なる既知温度Ｔ_１，Ｔ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１）の黒体相当の強度の赤外線が入射したときに赤外線検知素子１０から出力される電気信号Ｖ_ＤＣを、それぞれ、Ｖ_１，Ｖ_２とし、これらがわかれば、それぞれに対して上記の式を適用した連立方程式の解として、未知係数Ｖ_０，Ｖ_ｄを一意に決定することができる。

具体的には、未知係数Ｖ_０，Ｖ_ｄを、以下のように決定することができる。

そして、これらのＶ_０，Ｖ_ｄを用いて、任意の未知温度Ｔの対象物体（被撮像物体）からの赤外線（赤外光）に応じて赤外線検知素子から出力される電気信号Ｖを、次式を用いて適切に補正して、その温度Ｔ（黒体換算の温度；Ｔは絶対温度）を算出することができる。

ところで、この算出において必要となるｘλ_ｐの値は、以下のようにして求めることができる。
まず、λ_ｐは、赤外線検知素子の波長応答特性Ｒ_０（λ）におけるピーク波長である。つまり、赤外線検知素子の波長応答特性Ｒ_０（λ）は、適当な定数ｓを用いて、

の形に近似することができ、このときのピーク波長である。
このため、例えば当該赤外線検知素子自体、又は、別途作製した同一仕様のパイロット素子などの実測結果からλ_ｐを求めれば良い。
次に、実定数ｘは、以下のようにして決めれば良い。
まず、例えば、よく知られているように、λ＝λ_ｐ±３sに対して、Ｒ_０（λ）＝ｅｘｐ（−９）〜１．２３４×１０^−４であり、その最大値１に対して十分小さいため、現実には、λ＝λ_ｐ±３s の外側の積分範囲ではＲ_０（λ）＝０であると考えられる。

このため、以下の不等式が成り立つ。

したがって、上記実定数ｘは、

を満たす範囲に見出されるはずである。
ここで、赤外線検知素子１０の波長応答特性Ｒ_０（λ）の半値全幅（Full Width at Half Maximum：ＦＷＨＭ）を考えると、Ｒ_０（λ）＝０．５とおいてλについて解くことによって、

が得られるから、上記実定数ｘの範囲は、

となる。
したがって、この条件を満たす範囲で実定数ｘを決めれば良い。
なお、実定数ｘの決め方は、これに限られるものではない。
例えば、当該赤外線検知素子自体、又は、別途作製した同一仕様のパイロット素子などの実測結果などから、その波長応答特性Ｒ_０（λ）を得て、数値計算（数値積分）などの手法を用いて、

で表される関数Ｆ（Ｔ）によって実際に求めた値に、

で表される近似関数ｆ（Ｔ）によって求めた値をフィッティングさせて実定数ｘの値を決定することも可能である。
例えば、当該赤外線検知素子又はパイロット素子などの実測の結果、その波長応答特性、即ち、（規格化）分光応答特性が、図２（Ａ）に示すようになったとする。
この場合、いわゆるガウシアン形状のフィッティング関数、即ち、

を用いて、図２（Ｂ）に示すように、実測結果として得られた分光応答特性に対して、例えば最小自乗法などによって最も良く当該分光応答特性を表すように、上記フィッティング関数に含まれるパラメータ（フィッティングパラメータ）λ_ｐ及びｓを決定する。
なお、この場合、図２（Ｃ）に示すように、分光応答特性をより正確に表現するために、複数のガウシアン関数を用いて、Ｒ_０（λ）を、

のように仮定して、λ_ｐ、ｓ、λ_ｐｉ、ｓ_ｉをフィッティングパラメータとして決定しても良い。
以下、簡単のために、一つのガウシアン関数を用いた場合を例に挙げて説明する。
よく知られているように、定積分、即ち、

は、十分小さなΔλに対して、任意のＴの値について、

によって、数値的に求めることができる。
同様に、十分小さいΔＴ及びΔλに対して、任意のＴの値について、

を用いて数値的に求めることができる。
したがって、上述のようにして求められる、ガウシアン関数を用いて表現したＲ_０（λ）を用いて、

によって、その値を、任意のＴの値について、数値的に求めることができる。
ここで、図３（Ａ）は、このようにして実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値と温度Ｔとの関係（〈∂Ｗ／∂Ｔ〉−Ｔ）を示している。
そして、このようにして実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値と温度Ｔとの関係に対して、

によって求めた値をフィッティングさせることで、実定数ｘの値を決定することができる。
例えば、図３（Ｂ）中、点線Ａで示すように、温度Ｔ＝５０℃で、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値とｆ（Ｔ）の値とが一致するようにフィッティングして、実定数ｘの値を求めたところ、ｘ＝１．０１３５となった。なお、図３（Ｂ）中、破線Ｂはｘ＝１の場合を示している。このようにして実定数ｘの値を決めることで、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値と温度Ｔとの関係がｆ（Ｔ）によって非常に良好な近似として解析的に表現できることがわかる。

なお、適宜適当と考えられる温度Ｔで、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値とｆ（Ｔ）の値とが一致するようにフィッティングして、実定数ｘの値を決定しても良いし、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値と温度Ｔとの関係とｆ（Ｔ）に対して、最小自乗法などによって、適当と考えられる温度範囲における誤差総和を最小にするようにフィッティングして、実定数ｘの値を決定しても良い。例えば、赤外線検知装置１の応用分野での対象物体の温度の範囲（例えば０℃（水の凝固点）以上１００℃（水の沸点）以下）に含まれる着目している任意の温度範囲で、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値とｆ（Ｔ）の値とが一致するようにフィッティングして、実定数ｘの値を決定するのが好ましい。

ところで、温度Ｔで、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値とｆ（Ｔ）の値とが一致するようにフィッティングして、実定数ｘの値を決定する場合、フィッティングした温度Ｔから離れるにしたがって、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値とｆ（Ｔ）の値とがずれてしまう。
例えば、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値と温度Ｔとの関係が、図４（Ａ）中、実線Ａで示すようになり、ｆ（Ｔ）が、図４（Ａ）中、点線Ｂ，Ｃに示すようになる場合がある。ここで、ｆ（Ｔ）は、ｘの値を大きくすると、図４（Ａ）中、下側へシフトし、ｘの値を小さくすると、図４（Ａ）中、上側へシフトする。ここでは、図４（Ａ）中、点線Ｂは、ｘの値を大きくした場合のｆ（Ｔ）を示しており、点線Ｃは、ｘの値を小さくした場合のｆ（Ｔ）を示している。また、図４（Ａ）では、温度Ｔの増加に対する、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の変化が、温度Ｔの増加に対するｆ（Ｔ）の変化よりも小さい（遅い）場合を示している。ここで、関数ｆ（Ｔ）は、

のような依存性を持つから、ｆ（Ｔ）はＴに関する単調減少関数である。つまり、ｆ（Ｔ）は、Ｔに対して１／Ｔ^２の依存性を示す。このため、温度Ｔの増加に対する、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の変化が、１／Ｔ^２よりも遅いことになる。
ここで、赤外線検知装置１における２点補正は、任意の２点の既知温度Ｔ_１及びＴ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１）を用いて行なうことになる。例えば、２点の既知温度Ｔ_１及びＴ_２は、赤外線検知装置１の応用分野において関心が持たれる温度範囲の上限温度及び下限温度、あるいは、その温度範囲に含まれる任意の温度範囲の上限温度及び下限温度とするのが好ましい。

この場合、ｘの値を大きくして、図４（Ａ）中、点線Ｂで示すように、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２の中で最も低い温度Ｔ_１でフィッティングすると、それよりも高い温度では、常に、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値がｆ（Ｔ）の値よりも大きくなる。一方、ｘの値を小さくして、図４（Ａ）中、点線Ｃで示すように、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２の中で最も高い温度Ｔ_２でフィッティングすると、それよりも低い温度では、常に、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値がｆ（Ｔ）の値よりも小さくなる。

また、例えば、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値と温度Ｔとの関係が、図４（Ｂ）中、実線Ａで示すようになり、ｆ（Ｔ）が、図４（Ｂ）中、点線Ｂ，Ｃに示すようになる場合がある。ここで、ｆ（Ｔ）は、ｘの値を大きくすると、図４（Ｂ）中、下側へシフトし、ｘの値を小さくすると、図４（Ｂ）中、上側へシフトする。ここでは、図４（Ｂ）中、点線Ｂは、ｘの値を大きくした場合のｆ（Ｔ）を示しており、点線Ｃは、ｘの値を小さくした場合のｆ（Ｔ）を示している。また、図４（Ｂ）では、温度Ｔの増加に対する、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の変化が、温度Ｔの増加に対するｆ（Ｔ）の変化よりも大きい（速い）場合を示している。なお、ｆ（Ｔ）は、Ｔに対して１／Ｔ^２の依存性を示します。このため、温度Ｔの増加に対する、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の変化が、１／Ｔ^２よりも速いことになる。

この場合、ｘの値を大きくして、図４（Ｂ）中、点線Ｂで示すように、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２の中で最も高い温度Ｔ_２でフィッティングすると、それよりも低い温度では、常に、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値がｆ（Ｔ）の値よりも大きくなる。一方、ｘの値を小さくして、図４（Ｂ）中、点線Ｃで示すように、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２の中で最も低い温度Ｔ_１でフィッティングすると、それよりも高い温度では、常に、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値がｆ（Ｔ）の値よりも小さくなる。

したがって、〈∂Ｗ／∂Ｔ〉＝Ｆ（Ｔ）とし、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１；Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）における最大値をＦ（Ｔ）_ｍａｘとし、最小値をＦ（Ｔ）_ｍｉｎとして、実定数ｘを、

の範囲の値に決定すれば良い。
これにより、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値（即ち、本来の〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値）と温度Ｔとの関係にできるだけ近いｆ（Ｔ）を用いることができる。この結果、２点補正を行なう場合に、赤外線検知素子１０の入出力特性にできるだけ正確に対応する補正曲線が用いられて、赤外線検知素子１０から出力される電気信号が補正されることになる。したがって、実際の赤外線検知素子１０の入出力特性に応じて、対象物体からの赤外線が入射した場合に赤外線検知素子１０から出力される電気信号を精度良く補正することが可能となる。

特に、温度Ｔ_１は０℃（２７３Ｋ）であり、温度Ｔ_２は１００℃（３７３Ｋ）であることが好ましい。つまり、２点補正において用いられる既知温度Ｔ_１を０℃とし、既知温度Ｔ_２を１００℃とするのが好ましい。これは、赤外線検知装置１の応用分野での対象物体の温度範囲（０℃（水の凝固点）以上１００℃（水の沸点）以下）に対応する。
この場合、実定数ｘを、

の範囲の値に決定することになる。
なお、ここでは、赤外線検知装置１の応用分野での対象物体の温度範囲（０℃（水の凝固点）以上１００℃（水の沸点）以下）に対応して、温度Ｔ_１を０℃とし、温度Ｔ_２を１００℃としているが、これに限られるものではない。例えば、赤外線検知装置１の応用分野での対象物体の温度範囲（０℃（水の凝固点）以上１００℃（水の沸点）以下）に含まれる着目している任意の温度範囲（即ち、実際上有意な温度範囲）の下限温度をＴ_１とし、上限温度をＴ_２としても良い。

また、ここでは、温度Ｔ_１及びＴ_２を用いて、実定数ｘの範囲を規定しているが、これに限られるものではない。
例えば、温度範囲の上限温度と下限温度の中点の温度（中点温度）Ｔ_ｍを用いて、実定数ｘの範囲を規定することもできる。
つまり、〈∂Ｗ／∂Ｔ〉＝Ｆ（Ｔ）とし、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１；Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）における最大値をＦ（Ｔ）_ｍａｘとし、最小値をＦ（Ｔ）_ｍｉｎとし、Ｔ_ｍ＝（Ｔ_１＋Ｔ_２）／２として、実定数ｘを、

の範囲の値に決定するようにしても良い。
例えば、赤外線検知装置１の応用分野での対象物体の温度範囲が０℃（水の凝固点）以上１００℃（水の沸点）以下の場合、温度Ｔ_１を０℃とし、温度Ｔ_２を１００℃とし、Ｔ_ｍを５０℃とすれば良い。
この場合、中点温度Ｔ_ｍで、ｆ（Ｔ）の値が、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値の温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２における最小値と最大値との間に入ることになる。これにより、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値の温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２における最小値又は最大値で、ｆ（Ｔ）を一定値とする場合［図５（Ａ），図５（Ｂ）中、点線の直線Ｄ，Ｅで示す］と比較して、少なくとも中点温度Ｔ_ｍ近傍を含む温度範囲の半分程度の領域で、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値と温度Ｔとの関係［図５（Ａ），（Ｂ）中、実線Ａ参照］にｆ（Ｔ）［図５（Ａ），（Ｂ）中、点線Ｂ，Ｃ参照］を近づけることができる。

なお、実際上有意な温度範囲が室温近傍である場合には、例えば、上記の式において、中点温度Ｔ_ｍに代えて、室温（３００Ｋ；２７℃）を用いても良い。これにより、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値の最小値又は最大値で、ｆ（Ｔ）を一定値とする場合と比較して、少なくとも実際上有意な温度範囲である室温近傍で、実際に数値的に求めた〈∂Ｗ／∂Ｔ〉の値と温度Ｔとの関係にｆ（Ｔ）を近づけることができる。

ところで、本実施形態のように、f（Ｔ）及びＶ_ｐのいずれも定数とおけると仮定せずに、f（Ｔ）及びＶ_ｐは温度Ｔによるものとする場合、対象物体の温度Ｔ_１，Ｔ_２と、それぞれに対する赤外線検知素子の出力Ｖ（Ｔ_１），Ｖ（Ｔ_２）との間において、

の関係が成立する。
このため、例えば、1／Ｔ_２−１／Ｔ₁を一定（＝ΔＴ）としながらＴ_１を変化させた場合、

となって、任意のＴ_１について、Ｖ（Ｔ_２）−Ｖ（Ｔ_１）の対数とＴ_１の逆数１／Ｔ_１の関係が、

という傾きの直線になるという特徴がある。
このように、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に、定数ではなく、温度の関数を含む関係式に基づいて、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を補正する場合、対象物体の温度Ｔ_１，Ｔ_２をその差を一定としてＴ_１を変化させたときに、これに対応する赤外線検知素子１０の出力（出力電気信号；出力電圧）をＶ（Ｔ_１），Ｖ（Ｔ_２）として、これらの差Ｖ（Ｔ_２）−Ｖ（Ｔ_１）の対数とＴ_１の逆数１／Ｔ_１の関係が直線となるという特徴がある。

これに対し、線形補間のように、f（Ｔ）及びＶ_ｐが温度Ｔによらない、即ち、f（Ｔ）Ｖ_ｐは定数ａとおけると仮定する場合、対象物体の温度Ｔ_１，Ｔ_２と、それぞれに対する赤外線検知素子１０の出力Ｖ（Ｔ_１），Ｖ（Ｔ_２）との間において、

の関係が成立するから、例えば、Ｔ_２−Ｔ_１を一定（＝ΔＴ）としながらＴ_１を変化させた場合、

となって、任意のＴ_１について、Ｖ（Ｔ_２）−Ｖ（Ｔ_１）は一定になる。
また、上述のように、f（Ｔ）及びＶ_ｐのうち、f（Ｔ）が温度Ｔによらない、即ち、f（Ｔ）が定数ａとおけると仮定する場合、対象物体の温度Ｔ_１，Ｔ_２と、それぞれに対する赤外線検知素子１０の出力Ｖ（Ｔ_１），Ｖ（Ｔ_２）との間において、

の関係が成立するから、例えば、Ｔ_２−Ｔ_１を一定（＝ΔＴ）としながらＴ_１を変化させた場合、

となって、任意のＴ_１について、Ｖ（Ｔ_２）−Ｖ（Ｔ_１）の対数とＴ_１の関係が、傾きａの直線になる。
次に、上述の関数f（Ｔ）の導出について説明する。
赤外線検知器の感度Ｒを「単位入射光強度（パワー）に対して出力として得られる電流値Ｉの比」と定義する。ここで、波長λとλ＋ｄλの間での入射光強度Ｗ（λ）ｄλの入射光に対する出力電流ｄＩは、感度の波長分散（分光特性）をＲ（λ）として、感度の定義から、

と書ける。したがって、Ｗの全分光特性に対する出力電流Ｉは、この式を、光学系の透過波長域よりも十分広い波長域［λ_１，λ_２］で積分して、

となる。ここで、Ｒ（λ）が、素子駆動バイアス電圧（Ｖ_Ｉｇ）によって変動するピーク値Ｒ_ｐ（Ｖ_Ｉｇ）と、Ｖ_Ｉｇによっては変動しない（と仮定した場合の）規格化分光応答特性Ｒ_０（λ）によって、

の形に書ける。
また、Ｗ（λ）を、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性Ｗ（λ，Ｔ）、即ち、

（ｋ_Ｂ：ボルツマン定数、ｈ：プランク定数、ｃ：真空中での光速）とすると、光路中での減衰・散乱や、開口径によって決まる比例定数をＡ（波長に依存しないと仮定）として、上記出力電流Ｉは、

となる。
したがって、暗電流、即ち、すべての入射光強度に対して流れる一定値の電流をＩ_ｄ（Ｖ_Ｉｇ）とすると、温度Ｔ_１の黒体からの放射によって赤外線検知素子に流れる全電流Ｉ_ＤＣ（Ｖ_Ｉｇ）は、

と表されることになる。
一方、温度Ｔ_１の黒体からの放射によって赤外線検知素子に流れる全電流と、温度Ｔ_２＝Ｔ_１＋ΔＴの黒体からの放射によって赤外線検知素子に流れる全電流との差分をΔＩ_ｐ（Ｖ_Ｉｇ）とすると、

となる。
ここで、ΔＴが十分微小であるとすると、括弧｛・｝の中は、

と近似できるから、

と表すことができる。
ここで、ΔＩ_ｐ（Ｖ_Ｉｇ）とＩ_ＤＣ（Ｖ_Ｉｇ）の比、

を考える。ここまでの結果から、この比は、

となる。ここで、

である。
また、上式のうち、

は、定義ないしは仮定から、バイアス条件に依存しない温度Ｔの関数であり、これを、

と置くと、

となる。
したがって、

という関係が得られる。
ところで、赤外線検知装置１（例えばＦＰＡ）の読出回路（Read Out Integrated Circuit：ＲＯＩＣ）が、一般的な、いわゆるダイレクト・インジェクション型であるとする。この場合、赤外線検知素子１０に流れる電流（素子電流）ＩによってＲＯＩＣに備えられる容量素子１１の両端の電位差Ｖが変化する（図８参照）。容量素子１１の容量値Ｃ、蓄積電荷Ｑ及びその端子間電圧Ｖの間にはＱ＝ＣＶという良く知られた関係式があり、

となる。
ここで、出力信号Ｓを、蓄積時間Δｔでの単位温度差あたりの出力電位差、と定義すると、

となるから、先ほどの結果を用いて、

という関係が得られる。
ところで、出力信号Ｓは、その定義「蓄積時間Δｔでの単位温度差あたりの出力電位差」から、

であるから、結局、Ｖ_ＤＣ（Ｔ，Ｖ_Ｉｇ）に関する微分方程式、

が得られる。
ここで考えている赤外線検知素子１０の動作状態では、そのバイアス電圧Ｖ_Ｉｇは一定であるから、Ｖ_Ｉｇの表記を省略し、Ｖ_ＤＣ＝Ｖ_ｐ＋Ｖ_ｄであるから、この式は、結局、

の形となる。
したがって、

となる。
このようにして、形を決定すべき関数ｆ（Ｔ）を導出することができる。
次に、上述の関数ｆ（Ｔ）の近似式の導出について説明する。
対象物体を黒体と仮定した場合、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性Ｗ（λ，Ｔ）（いわゆるプランクの輻射式）は、

であり、

の場合、

と近似できる。
なお、この近似条件は、一般的に赤外線検知装置１で用いられる波長であるλ＝３〜５μｍあるいはλ＝８〜１２μｍでは、それぞれ、およそ６００℃あるいは１００℃前後以下である（誤差２％を仮定）。一般的に赤外線検知装置１の応用分野としては、室温前後の物体、特に医療分野やセキュリティ分野では生物を対象としていることが多い。生物はその構成物質の大部分が水であるから、赤外線検知装置１の応用分野での対象物体の温度はおおむね０℃（水の凝固点）以上１００℃（水の沸点）以下であると考えられる。したがって、上記近似条件は、一般的な赤外線検知装置１における条件として十分であると考えられる。

このような近似が成立する範囲においては、

であるから、

となる。
ここで、定積分、即ち、

を、適当な実定数ｘを用いて、

と近似する。
この場合、

となる。
このようにして、上述の関数ｆ（Ｔ）の近似式を導出することができる。つまり、「撮像対象の物体の温度が、室温近傍」、及び、「１／λという因子が、実効的に１／ｘλ_ｐという定数因子として、積分の外に出せる」という２つの近似を用いて、解析的な形の具体的な関数形として、このような近似式を導出することができる。

ところで、ここでは、上述のように、

という式の中の関数f（Ｔ）として、実定数ｘを用いて近似したもの、即ち、

を用いているが、これに限られるものではない。
例えば、次式の中のＲ_０（λ）として、実測結果として得られるＲ_０（λ）（具体的にはこれを表現する関数）を代入し、解析的に積分を実行して、具体的なf（Ｔ）の解析的な関数形を決定し、これを上記式の中の関数f（Ｔ）として用いるようにしても良い。

つまり、Ｒ_０（λ）にガウシアンを想定し、上述のように近似して、具体的なf（Ｔ）の解析的な関数形を決定するのに代えて、Ｒ_０（λ）にガウシアン以外、例えばローレンシアン、即ち、

を仮定すれば、近似なしで、

の積分を実行して、具体的なf（Ｔ）の関数形を決定できれば、これを上記式の中の関数f（Ｔ）として用いることもできる。
ただし、

の積分が解析的に実行できることが望ましい。
このように、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に、定数ではなく、温度の関数を含む関係式は、

で表されるものを用いることができる。
つまり、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に、定数ではなく、温度の関数を含む関係式が、

で表される場合、この式の中の関数ｆ（Ｔ）は、

で表されるものであっても良い。
以下、複数の赤外線検知素子１０を備える赤外線検知装置１である、複数の赤外線検知素子１０を２次元状に配列したＦＰＡ型赤外線撮像装置１における各赤外線検知素子１０（画素）からの出力電気信号（画素信号）を補正するのに本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。

ここで、赤外線撮像装置１は、物体の熱輻射によって放出される赤外線に対して、その赤外線撮像装置１に備えられる赤外線検知素子１０に投影される赤外線の強度分布を電気信号分布に変換して、赤外線画像を得る。例えば、ＦＰＡ型赤外線撮像装置１では、画素に相当する赤外線検知素子１０を平面上に２次元状に配置し、その面に投影される赤外線の強度分布を電気信号分布に変換して、赤外線画像を得る。

このような赤外線撮像装置１は、可視光領域での撮像装置などとは異なり、暗闇の中においてもその対象物体を撮像可能であるため、いわゆるセキュリティ分野などといった応用分野で利用されている。また、対象物体から放出される赤外線の強度は、その対象物体の温度の関数であるため、撮像物体中での赤外線放射強度分布から、その物体中での温度分布を反映した画像が得られる。これを利用して、医療分野などでの応用も期待されている。

しかしながら、通常、各画素の間でその特性を均一に作製することは困難であり、したがって、そのままでは、たとえ投影される赤外線強度の面内分布が均一であっても、その出力信号には分布が生じてしまう。
このため、ＦＰＡ型赤外線撮像装置１では、各画素の出力を補正して、同一強度の入射赤外線強度には、同一の画素信号が得られるようにしている。

具体的には、いくつかの既知の強度の赤外線を、面内に均一に入射させ、その出力を測定して、その結果から既知強度以外での入射光強度に対する画素出力を補間により補正するようにしている。
このような補正を行う場合、既知強度の赤外線源を、補正点の数だけ装置内などに備える必要があるため、装置の複雑化を招くから、通常は原理的に最も補正点が少ない、２点での補間が行なわれる。この場合、通常は２点間での赤外線検知素子１０（画素素子）の線形性を仮定して、線形補間法が用いられる。

しかしながら、一般には赤外線検知素子１０の入出力特性は線形であるとは限らず、補正ずれが生じてしまう（図１４参照）。
この補正ずれを抑制するためには、補正点を増やして細かく線形補間を行うか、多項式近似を用いてより実際の赤外線検知素子１０の入出力特性に近い補正曲線（入出力特性較正曲線）を用いて補正を行なうことなどが考えられるが、この場合には、補正点相当の既知強度の赤外線源の数が増えてしまう。補正に用いるためのこのような既知温度の赤外線源は、赤外線撮像装置１において２次元的に配置された赤外線検知素子１０の全てに均一に赤外線を照射する必要があるから、このような赤外線源を多数用意することは、赤外線撮像装置１の構造を複雑にしてしまう。したがって、赤外線撮像装置１における補正点は、少なければ少ないほど望ましく、２点での補間、即ち、既知温度の赤外線源を２つよりも増やすことは望ましくない。

そこで、ここでは、実際の赤外線検知素子１０の入出力特性に応じて、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を精度良く補正できるようにすべく、上述の手法を適用して、ＦＰＡ型赤外線撮像装置１における各赤外線検知素子１０からの出力電気信号を補正するようにしている。
ここで、図１に示すように、赤外線検知装置１としてのＦＰＡ型赤外線撮像装置は、赤外線イメージセンサ２と、赤外線イメージセンサ２に備えられる各赤外線検知素子１０（画素）から出力される電気信号を処理する信号処理部４とを備える。

このうち、赤外線イメージセンサ２は、図７に示すように、複数の赤外線検知素子１０を２次元状に配列した２次元アレイ（赤外線検知素子アレイ）２１と、赤外線が入射して各赤外線検知素子１０（画素）に流れた電流量に応じた出力電圧を順次読み出す読出回路を備える読出回路チップ３とを備える。なお、読出回路をＲＯＩＣ（readout integrated circuit）ともいう。そして、２次元アレイ２１と読出回路チップ３とは、導電性の金属バンプ（導電バンプ；ここではＩｎバンプ）５を介して接続（ハイブリッド接続）され、一体化されている。

ここで、読出回路チップ３は、図６に示すように、行選択スイッチ部２２と、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３とを備える。なお、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３に含まれる信号取り出し部は、赤外線検知素子１０毎に設けられている。そして、行選択スイッチ部２２及び信号取り出し＆シフトレジスタ部２３を用いて、各赤外線検知素子１０から出力される電気信号を個別に取り出すことができるようになっている。つまり、行選択スイッチ部２２により、指定した行位置にある画素を選択し、さらに信号取り出し＆シフトレジスタ部２３により、指定した列位置にある画素を選択して、指定した行位置及び列位置にある画素１０から、当該画素１０の撮影データを出力電圧として読み出すことができるようになっている。

また、信号処理部４は、入出力特性較正データ保存部２４と、補正演算部２５と、信号出力部２６と、スイッチ２７とを含む。
このように、ＦＰＡ型赤外線撮像装置１は、２次元アレイ２１、行選択スイッチ部２２、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３、入出力特性較正データ保存部２４、補正演算部２５、信号出力部２６、及び、スイッチ２７を含む。

なお、図６において、各ボックスで示される各機能ブロックと他の機能ブロックとの境界は、基本的には機能的な境界を示すものであり、物理的な位置の分離、電気的な信号の分離、制御論理的な分離等に対応するとは限らない。各機能ブロックは、他のブロックと物理的にある程度分離された１つのハードウェアモジュールであってもよいし、或いは他のブロックと物理的に一体となったハードウェアモジュール中の１つの機能を示したものであってもよい。

ところで、ここでは、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３に含まれる信号取り出し部は、それぞれ、図８に示すように、容量素子１１（キャパシタ）と、スイッチ１２として動作するトランジスタとを備え、赤外線検知素子１０に接続されている。赤外線検知素子１０は、入射赤外線の量に応じて電気抵抗値が変化する特性を有し、入射赤外線に応じた出力電気量を生成する（例えば電流を流す）。赤外線検知素子１０の抵抗値に応じた量の電流が、容量素子１１からスイッチ１２及び赤外線検知素子１０を介してグランドＧＮＤ側に流れ、容量素子１１の電荷が減少する。この電荷の減少により変化する容量素子１１の両端電位差に応じた電圧が、撮像データとして信号取り出し部に取り出される。そして、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３に含まれるシフトレジスタ部は、選択された行での一定バイアス電圧下での列出力信号を時系列のシリアル信号として取り出す。このときのシリアル信号では、各赤外線検知素子１０の入出力特性のばらつきによって、たとえ同じ強度の入射光量であっても、出力電圧強度がばらついている。

信号取り出し＆シフトレジスタ部２３により取り出された各赤外線検知素子１０の出力電圧は、図６に示すように、スイッチ２７を介して、入出力特性較正データ保存部２４又は補正演算部２５に供給される。入出力特性較正データ保存部２４には、既知温度の黒体からの面内で均一な放射赤外線を２次元アレイ２１に入射した状態で、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３からの出力電圧を供給する。これにより、入出力特性較正データ保存部２４に、較正用のデータを保存する。

対象物体の撮像時には、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３からのばらついたシリアル信号を、補正演算部２５に供給する。補正演算部２５は、入出力特性較正データ保存部２４に保存された較正用のデータに基づいて、所定のバイアス条件における各赤外線検知素子１０の入出力特性のばらつきによって生じる出力電圧強度のばらつきを補正する演算を、各赤外線検知素子１０毎に実行する。この補正演算により、各赤外線検知素子１０の入出力特性のばらつきによって生じる出力電圧強度のばらつきを補正した補正後出力電圧が得られる。この際、補正演算部２５は、赤外線検知素子１０の出力電気量に基づいて入射赤外線に応じた温度を求める。補正後出力電圧は各赤外線検知素子１０毎に撮像対象の温度を示す電圧であり、補正演算部２５から信号出力部２６に供給される。

以下に、図６に示す赤外線撮像装置１における各赤外線検知素子１０からの出力電気信号の補正方法について説明する。
図９は、赤外線撮像装置１における各赤外線検知素子１０からの出力電気信号の補正方法の第１の実施例を示すフローチャートである。図６及び図９を参照して、図９に示される補正方法について説明する。なお、フローチャートにおいて、各ステップの実行順はフローチャートに示される順番に限定されるものではなく、動作に支障が生じない限りにおいてステップの実行順を前後させてもよい。なお、２次元アレイ２１は、例えばｎ×ｎ画素からなる２次元アレイとする。

まずステップＳ１で、２次元アレイ２１を所望のバイアス電圧を印加した動作状態に設定する。つまり、２次元アレイ２１の各画素を構成する赤外線検知素子１０に一定バイアス電圧Ｖ_Ｉｇを印加した状態にする。
ステップＳ２で、スイッチ２７を入出力特性較正データ保存部２４側に接続する。
ステップＳ３で、温度Ｔ_１の黒体相当の物体（赤外線源）から放射された赤外線（温度Ｔ_１の黒体相当の強度の赤外線）を面内で均一に２次元アレイ２１に入射（照射）する。

ステップＳ４で、上記赤外線を入射した状態で、行選択スイッチ部２２及び信号取り出し＆シフトレジスタ部２３を稼動させて、２次元アレイ２１の各画素１０から画素出力電圧値Ｖ_１（ｉ，ｊ）を取得する。出力電圧値Ｖ_１（ｉ，ｊ）は、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３から入出力特性較正データ保存部２４に供給され、入出力特性較正データ保存部２４に保存される。

図１０は、入出力特性較正データ保存部２４及び補正演算部２５の構成の一例を示す図である。
入出力特性較正データ保存部２４は、ＡＤ変換部３１、記憶制御部３２、読出制御部３３、Ｖ_１（ｉ，ｊ）記憶部３４、Ｖ_２（ｉ，ｊ）記憶部３５、及び温度記憶部３６を含む。また、補正演算部２５は、演算部４１、及びＡＤ変換部４２を含む。

ＡＤ変換部３１は、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３から供給されたアナログの出力電圧をデジタル電圧値に変換する。
入出力特性較正データ保存部２４には、現在供給されている出力電圧の画素位置（ｉ，ｊ）を示すデータと、現在入射している赤外線源の温度Ｔ_１又はＴ_２を示すデータとが供給される。

記憶制御部３２は、ＡＤ変換部３１によるＡＤ変換後のデジタル電圧値を、Ｖ_１（ｉ，ｊ）記憶部３４に格納する。この際、記憶制御部３２は、画素位置（ｉ，ｊ）に応じたメモリ位置にデジタル電圧値を格納する。また更に、記憶制御部３２は、現在の赤外線源の温度Ｔ_１を温度記憶部３６に格納する。
図９に戻り、ステップＳ５で、温度Ｔ_２の黒体相当の物体（赤外線源）から放射された赤外線（温度Ｔ_２の黒体相当の強度の赤外線）を面内で均一に２次元アレイ２１に入射（照射）する。

ステップＳ６で、上記赤外線を入射した状態で、行選択スイッチ部２２及び信号取り出し＆シフトレジスタ部２３を稼動させて、２次元アレイ２１の各画素１０から画素出力電圧値Ｖ_２（ｉ，ｊ）を取得する。出力電圧値Ｖ_２（ｉ，ｊ）は、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３から入出力特性較正データ保存部２４に供給され、入出力特性較正データ保存部２４に保存される。

図１０に示す入出力特性較正データ保存部２４では、出力電圧値Ｖ_２（ｉ，ｊ）をＡＤ変換部３１によりＡＤ変換して得られるデジタル電圧値が、記憶制御部３２により、Ｖ_２（ｉ，ｊ）記憶部３５に格納される。この際、記憶制御部３２は、画素位置（ｉ，ｊ）に応じたメモリ位置にデジタル電圧値を格納する。また更に、記憶制御部３２は、現在の赤外線源の温度Ｔ₂を温度記憶部３６に格納する。

以上により、補正に用いられる較正データの取得が完了する。
次に、赤外線撮像装置１の通常の使用状態において、補正を実施して赤外線画像を得る動作が実行される。
図９のステップＳ７で、スイッチ２７を補正演算部２５側に接続する。
これにより、各画素を構成する赤外線検知素子１０に一定バイアス電圧Ｖ_Ｉｇを印加した状態で、行選択スイッチ部２２及び信号取り出し＆シフトレジスタ部２３を稼動させて、２次元アレイ２１の各画素（ｉ，ｊ）からの画素出力Ｖ（ｉ，ｊ）を補正演算部２５に順次読みだす。

補正演算部２５では、入出力特性較正データ保存部２４に格納されているデータに基づき、上述の赤外線検知素子１０からの出力電気信号を補正するための式（補正式；演算式）を用いて、各画素１０からの画素出力Ｖ（ｉ，ｊ）に対応する撮像対象の温度を求める。
例えば、補正式、

を用いる場合、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３から各画素（ｉ，ｊ）の画素出力電圧Ｖ（ｉ，ｊ）が順次出力されてくると、この出力に対応する撮像対象の当該部分の温度Ｔ（ｉ，ｊ）は、

で求められる。
画素（ｉ，ｊ）からの画素出力電圧Ｖ（ｉ，ｊ）が補正演算部２５に入力されると、画素位置（ｉ，ｊ）を示すデータに応じて、画素（ｉ，ｊ）に対応した補正データＶ_１（ｉ，ｊ）、Ｖ_２（ｉ，ｊ）、Ｔ_１、Ｔ_２が入出力特性較正データ保存部２４から読み出される（図９のステップＳ８）。

補正演算部２５のＡＤ変換部４２は、各画素（ｉ，ｊ）からの画素出力電圧Ｖ（ｉ，ｊ）をアナログ電圧からデジタル電圧値に変換する。補正演算部２５の演算部４１は、変換後のデジタル電圧値と上記の補正式とを用いて、画素（ｉ，ｊ）の画素出力電圧Ｖ（ｉ，ｊ）に対応する撮像対象の当該部分の温度Ｔ（ｉ，ｊ）を算出し、信号出力部２６へ出力する（図９のステップＳ９）。

ステップＳ８の動作とステップＳ９の動作とが、全画素に対して繰り替えされる（図９のステップＳ１０）。
信号出力部２６は、赤外線撮像装置１の構成に応じて、上記Ｔ（ｉ，ｊ）に応じた強度の信号を例えばテレビ画像出力のコントラスト信号として生成し、ディスプレイ装置に出力する（図９のステップＳ１１）。

なお、上述のようにして補正を行なう場合、補正データとして、Ｖ_１（ｉ，ｊ）、Ｖ_２（ｉ，ｊ）、Ｔ_１、Ｔ_２のほかに、

の値が必要になる。これらの値については、予めステップＳ６の段階で計算して入出力特性較正データ保存部２４に格納しておいてもよいし、或いはステップＳ９で逐次算出してもよい。
ところで、上記の実施例では、補正演算部２５にて、各Ｔ（ｉ，ｊ）を算出するために補正演算を逐次実行している。

これに対し、例えば信号処理部４の演算速度などを考慮して、Ｔ（ｉ，ｊ）を逐次算出するのではなく、各画素出力電圧Ｖ（ｉ，ｊ）に対応する温度Ｔ（ｉ，ｊ）を予め計算しておき、計算したデータを、Ｖ（ｉ，ｊ）とＴ（ｉ，ｊ）との対応を示すテーブルとして入出力特性較正データ保存部２４に保存しておいてもよい。
このような実施例を以下に説明する。

図１１は、赤外線撮像装置１における各赤外線検知素子１０からの出力電気信号の補正方法の第２の実施例を示すフローチャートである。図１１及び図１２を参照して、図１１に示される補正方法について説明する。なお、フローチャートにおいて、各ステップの実行順はフローチャートに示される順番に限定されるものではなく、動作に支障が生じない限りにおいてステップの実行順を前後させてもよい。

まずステップＳ２１で、２次元アレイ２１を所望のバイアス電圧を印加した動作状態に設定する。つまり、２次元アレイ２１の各画素を構成する赤外線検知素子１０に一定バイアス電圧Ｖ_Ｉｇを印加した状態にする。
ステップＳ２２で、スイッチ２７を入出力特性較正データ保存部２４側に接続する。
ステップＳ２３で、温度Ｔ_１の黒体相当の物体（赤外線源）から放射された赤外線（温度Ｔ_１の黒体相当の強度の赤外線）を面内で均一に２次元アレイ２１に入射（照射）する。

ステップＳ２４で、上記赤外線を入射した状態で、行選択スイッチ部２２及び信号取り出し＆シフトレジスタ部２３を稼動させて、２次元アレイ２１の各画素１０から画素出力電圧値Ｖ_１（ｉ，ｊ）を取得する。出力電圧値Ｖ_１（ｉ，ｊ）は、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３から入出力特性較正データ保存部２４に供給され、入出力特性較正データ保存部２４に保存される。

図１２は、入出力特性較正データ保存部２４及び補正演算部２５の構成の一例を示す図である。
入出力特性較正データ保存部２４は、ＡＤ変換部３１、記憶制御部３２、テーブル演算部５１、電圧・温度記憶部５２、テーブル記憶部５３、及び読出制御・比較部５４を含む。また、補正演算部２５は、演算部６１、及びＡＤ変換部４２を含む。

ＡＤ変換部３１は、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３から供給されたアナログの出力電圧をデジタル電圧値に変換する。
入出力特性較正データ保存部２４には、現在供給されている出力電圧の画素位置（ｉ，ｊ）を示すデータと、現在入射している赤外線源の温度Ｔ_１又はＴ_２を示すデータとが供給される。

記憶制御部３２は、ＡＤ変換部３１によるＡＤ変換後のデジタル電圧値を、電圧・温度記憶部５２に格納する。この際、記憶制御部３２は、画素位置（ｉ，ｊ）に応じたメモリ位置にデジタル電圧値を格納する。また更に、記憶制御部３２は、現在の赤外線源の温度Ｔ_１を電圧・温度記憶部５２に格納する。
図１１に戻り、ステップＳ２５で、温度Ｔ_２の黒体相当の物体（赤外線源）から放射された赤外線（温度Ｔ_２の黒体相当の強度の赤外線）を面内で均一に２次元アレイ２１に入射（照射）する。

ステップＳ２６で、上記赤外線を入射した状態で、行選択スイッチ部２２及び信号取り出し＆シフトレジスタ部２３を稼動させて、２次元アレイ２１の各画素１０から画素出力電圧値Ｖ_２（ｉ，ｊ）を取得する。出力電圧値Ｖ_２（ｉ，ｊ）は、信号取り出し＆シフトレジスタ部２３から入出力特性較正データ保存部２４に供給され、入出力特性較正データ保存部２４に保存される。

図１２に示す入出力特性較正データ保存部２４では、出力電圧値Ｖ_２（ｉ，ｊ）をＡＤ変換部３１によりＡＤ変換して得られるデジタル電圧値が、記憶制御部３２により、電圧・温度記憶部５２に格納される。この際、記憶制御部３２は、画素位置（ｉ，ｊ）に応じたメモリ位置にデジタル電圧値を格納する。また更に、記憶制御部３２は、現在の赤外線源の温度Ｔ₂を電圧・温度記憶部５２に格納する。

ステップＳ２６では、更に、電圧・温度記憶部５２に格納されている画素（ｉ，ｊ）に対応した補正データＶ_１（ｉ，ｊ）、Ｖ_２（ｉ，ｊ）、Ｔ_１、Ｔ_２と、例えば以下の補正式、

を用いて、テーブルを作成する。つまり、適当な区間［Ｖ（ｉ，ｊ，ｋ），Ｖ（ｉ，ｊ，ｋ）＋δＶ］に対して、

を用いて計算することにより、画素（ｉ，ｊ）毎に各区間に対してＴ（ｉ，ｊ，ｋ）を求める。こうして求めた値が、テーブル記憶部５３に格納される。
図１１のステップＳ２７で、スイッチ２７を補正演算部２５側に接続する。これにより、各画素の赤外線検知素子１０に一定バイアス電圧Ｖ_Ｉｇを印加した状態で、行選択スイッチ部２２及び信号取り出し＆シフトレジスタ部２３を稼動させて、２次元アレイ２１の各画素（ｉ，ｊ）からの画素出力Ｖ（ｉ，ｊ）を補正演算部２５に順次読みだす。

ステップＳ２８で、テーブル記憶部５３に格納されているテーブルからデータを読み出す。
具体的には、補正演算部２５のＡＤ変換部４２が、各画素（ｉ，ｊ）からの画素出力電圧Ｖ（ｉ，ｊ）をアナログ電圧からデジタル電圧値に変換する。演算部６１は、画素出力のデジタル電圧値Ｖ（ｉ，ｊ）を、入出力特性較正データ保存部２４の読出制御・比較部５４に供給する。読出制御・比較部５４は、画素位置（ｉ，ｊ）を示すデータと画素出力のデジタル電圧値Ｖ（ｉ，ｊ）とに基づいて、テーブル記憶部５３に格納されているテーブルから、画素位置（ｉ，ｊ）とデジタル電圧値Ｖ（ｉ，ｊ）とに対応する温度Ｔ（ｉ，ｊ）を読み出す。

ステップＳ２９で、画素出力電圧Ｖ（ｉ，ｊ）に対応する撮像対象の当該部分の温度Ｔ（ｉ，ｊ）を求める。
つまり、テーブル記憶部５３に格納されているテーブルから、
Ｖ（ｉ，ｊ，ｋ）≦Ｖ（ｉ，ｊ）＜Ｖ（ｉ，ｊ，ｋ）＋δＶ
を満たすｋに対応するＴ（ｉ，ｊ，ｋ）を読み出し、このＴ（ｉ，ｊ，ｋ）を、画素出力電圧Ｖ（ｉ，ｊ）に対応する撮像対象の当該部分の温度Ｔ（ｉ，ｊ）とする。撮像対象の当該部分の温度Ｔ（ｉ，ｊ）は、演算部６１から信号出力部２６へ出力される。

ステップＳ２８の動作とステップＳ２９の動作とが、全画素に対して繰り替えされる（ステップＳ３０）。
信号出力部２６は、赤外線撮像装置１の構成に応じて、上記Ｔ（ｉ，ｊ）に応じた強度の信号を例えばテレビ画像出力のコントラスト信号として生成し、ディスプレイ装置に出力する（ステップＳ３１）。

なお、上述のようにして補正を行なう場合、補正データとして、Ｖ_１（ｉ，ｊ）、Ｖ_２（ｉ，ｊ）、Ｔ_１、Ｔ_２のほかに、

の値が必要になる。これらの値については、予めステップＳ２６の段階で計算して入出力特性較正データ保存部２４に格納しておいてもよいし、或いはステップＳ２９で逐次算出してもよい。
したがって、本実施形態にかかる赤外線検知装置によれば、実際の赤外線検知素子１０の入出力特性に応じて、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を精度良く補正できるという利点がある。

つまり、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を、赤外線検知装置１に備えられる信号処理部４で補正することで、赤外線検知素子１０が異なっても、同一強度の赤外線が入射した場合に同一の電気信号が得られるようにすることができる。例えば、ＦＰＡ型赤外線検知装置１では、各赤外線検知素子１０から出力される電気信号を信号処理部４で補正することで、強度が面内で均一な赤外線が入射した場合に、各赤外線検知素子１０から出力される電気信号が均一になるようにすることができる。

ここで、図１３は、従来技術（線形補間）を用いて補正を行なった場合と、上述の本実施形態の方法を用いて補正を行なった場合とを比較した図である。なお、図１３では、横軸は被写黒体温度を示し、縦軸は、補正された温度と本来の温度とのずれを示している。また、図１３では、Ｔ_１＝２０℃であり、Ｔ_２＝６０℃である場合を示してある。
図１３では、２点（Ｔ_１、Ｔ_２）間を従来技術により線形補間して補正した値と真の値とのずれは、点線の曲線Ａで示している。

これに対し、２点（Ｔ_１、Ｔ_２）間を上述の本実施形態の方法により補正した値と真の値とのずれは、実線の曲線Ｂで示している。
図１３から分かるように、上述の本実施形態の方法によって補正した場合、従来技術によって補正する場合よりも補正精度が向上している。
なお、本発明は、上述した実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

例えば、上述の実施形態では、複数の赤外線検知素子１０を備える赤外線検知装置１を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、単一の赤外線検知素子を備える赤外線検知装置に本発明を適用することもできる。この場合も、赤外線検知素子から出力される電気信号を、赤外線検知装置に備えられる信号処理部で補正することで、赤外線検知素子が異なっても、同一強度の赤外線が入射した場合に同一の電気信号が得られるようにすることができる。

また、例えば、上述の実施形態では、赤外線検知素子１０から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔを求めることで、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を補正しているが、これに限られるものではない。つまり、補正演算部２５で、赤外線検知素子１０から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔを求め、信号出力部２６で、温度Ｔに応じた強度の信号を例えばテレビ画像出力のコントラスト信号として生成して、ディスプレイ装置へ出力するようにしているが、これに限られるものではない。例えば、補正演算部で、赤外線検知素子から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔに応じた強度の信号を例えばテレビ画像出力のコントラスト信号として生成して、ディスプレイ装置へ出力するようにしても良い。つまり、対象物体の温度（入射赤外線光量相当の黒体温度）Ｔを求めずに、赤外線検知素子１０から出力された電気信号Ｖから、対象物体の温度Ｔと例えばテレビ画像出力のコントラスト信号の強度との対応関係に基づいて、例えばテレビ画像出力のコントラスト信号を生成して、ディスプレイ装置へ出力するようにしても良い。

ところで、上述の実施形態のように近似する手法とは別に、

の形を、例えばプランクの輻射式から数値的に評価し、それを適当な関数ｇ（Ｔ）で近似するという手法も考えられる。
ここで、関数ｇ（Ｔ）は、温度Ｔの１次以上の整関数や指数関数など、数学的に取扱い可能な任意の関数が原理的には使用可能である。
この場合、対象物体の温度Ｔに対する赤外線検知素子の出力電気信号Ｖ（Ｔ）の関係は、すでに述べたのと同様にして、

ならびに

を用いて、

となる。
ここで、関数Ｇ（Ｔ）は、関数ｇ（Ｔ）の原始関数の一つ、即ち、

である。
この場合、赤外線検知素子１０の出力電気信号Ｖに対応した温度Ｔは、

という方程式の解として与えられる。
この場合も、上述の実施形態の場合と同様に、赤外線検知装置１は、赤外線検知素子１０と、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に、定数ではなく、温度の関数を含む関係式に基づいて、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を補正する信号処理部４とを備えるものとなる。

そして、関係式が、赤外線検知素子１０から出力される赤外線強度相当の電気信号をＶ_ｐとし、温度変化をｄＴとした場合の赤外線検知素子１０から出力される赤外線強度相当の電気信号の変化をｄＶ_ｐとし、赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分を温度Ｔの関数であるｇ（Ｔ）として、

で表される。
また、信号処理部４は、既知温度Ｔ_１及びＴ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１）の黒体相当の強度の赤外線が入射したときに赤外線検知素子１０から出力される電気信号がＶ_１及びＶ_２である場合、関係式の赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に含まれる温度Ｔの関数をｇ（Ｔ）とし、

で規定される関数Ｇ（Ｔ）を用いて、

によって求められたＶ_０、Ｖ_ｄを用いて、

の方程式の解として、赤外線検知素子１０から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔ（Ｔ_２＞Ｔ＞Ｔ_１）を求めることで、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を補正することになる。
例えば、ｇ（Ｔ）を１次関数、即ち、

とした場合、

となるから、赤外線検知素子１０の出力電気信号Ｖに対応した温度Ｔは、

という方程式の解として、例えば解の公式から、

として与えられる。
この場合、任意の未知温度Ｔの対象物体からの赤外線に対応した赤外線検知素子１０の出力電気信号Ｖを、この式を用いて適切に補正して、その温度（黒体換算の温度；ここでＴは絶対温度）を算出することができる。
つまり、信号処理部４は、関数Ｇ（Ｔ）が、ａ（ａ≠０），ｂを定数として、

で表される場合、

によって、赤外線検知素子１０から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔを求めることで、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を補正することができる。
なお、ｇ（Ｔ）としてＴの２次以上の整関数を用いた場合、Ｇ（Ｔ）はＴの３次以上の整関数となる。この場合、数学的には解の公式が利用できる場合もあると言われており、そのような公式を用いても良いし、その他に、Ｔの２次以上の整関数Ｇ（Ｔ）に対して、いわゆるニュートン法といったような数値的解法を用いて、方程式、即ち、

の解Ｔを求めても良い。
また、例えば、ｇ（Ｔ）を指数関数、即ち、

とした場合、

となるから、赤外線検知素子１０の出力電気信号Ｖに対応した温度Ｔは、

という方程式の解として、

と与えられる。
この場合、任意の未知温度Ｔの対象物体からの赤外線に対応した赤外線検知素子１０の出力電気信号Ｖを、この式を用いて適切に補正して、その温度（黒体換算の温度；ここでＴは絶対温度）を算出することができる。
つまり、信号処理部４は、関数Ｇ（Ｔ）が、ａ（ａ≠０），ｂを定数として、

で表される場合、

によって、赤外線検知素子１０から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔを求めることで、赤外線検知素子１０から出力される電気信号を補正することができる。
ところで、このような関数ｆ（Ｔ）の近似関数ｇ（Ｔ）を用いる場合、

なる関係を満たすｘ（Ｔ）を含む関数を考えると、

であるから、

となる。
これを上述の実施形態のＶ_ＤＣの式と比較すると、上述の関数ｇ（Ｔ）を用いる手法は、数学的には上述の実施形態のＶ_ＤＣの式の定数ｘに対して実効的に対象物体の温度Ｔに対する依存性を加味した場合に相当することになる。つまり、関数ｇ（Ｔ）を上述のようにした場合、上述の実施形態では実定数ｘを用いて近似した関数ｆ（Ｔ）を用いるのに対し、温度Ｔの関数ｘ（Ｔ）を用いて近似した関数ｇ（Ｔ）を用いるのに相当することになる。これは、

の形に近似した結果であるとも言うこともできる。
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
入射した赤外線に応じた電気信号を出力する赤外線検知素子と、
赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に、定数ではなく、温度の関数を含む関係式に基づいて、前記赤外線検知素子から出力される電気信号を補正する信号処理部とを備えることを特徴とする赤外線検知装置。

（付記２）
前記関係式が、前記赤外線検知素子から出力される赤外線強度相当の電気信号をＶ_ｐとし、温度変化をｄＴとした場合の前記赤外線検知素子から出力される赤外線強度相当の電気信号の変化をｄＶ_ｐとし、前記赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分を温度Ｔの関数であるｆ（Ｔ）又はｇ（Ｔ）として、

で表されることを特徴とする、付記１に記載の赤外線検知装置。
（付記３）
前記関係式の前記赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に含まれる温度Ｔの関数ｆ（Ｔ）は、前記赤外線検知素子の波長応答特性におけるピーク波長をλｐとし、実係数をｘとし、ボルツマン定数をｋ_Ｂとし、プランク定数をｈとし、真空中での光速をｃとして、

で表されることを特徴とする、付記１又は２に記載の赤外線検知装置。
（付記４）
前記実係数ｘは、前記赤外線検知素子の波長応答特性における半値全幅をＦＷＨＭとして、

を満たす温度Ｔに対して、

の範囲にあることを特徴とする、付記３に記載の赤外線検知装置。
（付記５）
前記実係数ｘは、赤外線の波長域をλ_１〜λ_２とし、赤外線強度をＷとし、温度をＴとし、前記赤外線検知素子の波長応答特性をＲ_０（λ）とし、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性をＷ（λ，Ｔ）として、

で表される関数Ｆ（Ｔ）によって求めた値に前記関数ｆ（Ｔ）によって求めた値をフィッティングさせて決められた値であることを特徴とする、付記３に記載の赤外線検知装置。
（付記６）
前記実係数ｘは、赤外線の波長域をλ_１〜λ_２とし、赤外線強度をＷとし、温度をＴとし、前記赤外線検知素子の波長応答特性をＲ_０（λ）とし、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性をＷ（λ，Ｔ）として、

で表される関数Ｆ（Ｔ）によって求めた値のうち、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１；Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）における最大値をＦ（Ｔ）_ｍａｘとし、最小値をＦ（Ｔ）_ｍｉｎとし、Ｔ_ｍ＝（Ｔ_１＋Ｔ_２）／２として、

の範囲にあることを特徴とする、付記３に記載の赤外線検知装置。
（付記７）
前記実係数ｘは、赤外線の波長域をλ_１〜λ_２とし、赤外線強度をＷとし、温度をＴとし、前記赤外線検知素子の波長応答特性をＲ_０（λ）とし、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性をＷ（λ，Ｔ）として、

で表される関数Ｆ（Ｔ）によって求めた値のうち、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１；Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）における最大値をＦ（Ｔ）_ｍａｘとし、最小値をＦ（Ｔ）_ｍｉｎとして、

の範囲にあることを特徴とする、付記３に記載の赤外線検知装置。
（付記８）
前記Ｔ_１は０℃であり、前記Ｔ_２は１００℃であることを特徴とする、付記７に記載の赤外線検知装置。
（付記９）
前記信号処理部は、既知温度Ｔ_１及びＴ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１）の黒体相当の強度の赤外線が入射したときに前記赤外線検知素子から出力される電気信号がＶ_１及びＶ_２である場合、

によって求められたＶ_０、Ｖ_ｄを用いて、

によって、前記赤外線検知素子から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔ（Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）を求めることで、前記赤外線検知素子から出力される電気信号を補正することを特徴とする、付記３に記載の赤外線検知装置。
（付記１０）
前記関係式の前記赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に含まれる温度Ｔの関数ｆ（Ｔ）は、赤外線の波長域をλ_１〜λ_２とし、赤外線強度をＷとし、温度をＴとし、前記赤外線検知素子の波長応答特性をＲ_０（λ）とし、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性をＷ（λ，Ｔ）として、

で表されることを特徴とする、付記１又は２に記載の赤外線検知装置。
（付記１１）
前記信号処理部は、既知温度Ｔ_１及びＴ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１）の黒体相当の強度の赤外線が入射したときに前記赤外線検知素子から出力される電気信号がＶ_１及びＶ_２である場合、前記関係式の前記赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に含まれる温度Ｔの関数をｇ（Ｔ）とし、

で規定される関数Ｇ（Ｔ）を用いて、

によって求められたＶ_０、Ｖ_ｄを用いて、

の方程式の解として、前記赤外線検知素子から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔ（Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）を求めることで、前記赤外線検知素子から出力される電気信号を補正することを特徴とする、付記１又は２に記載の赤外線検知装置。
（付記１２）
前記信号処理部は、関数Ｇ（Ｔ）が、ａ（ａ≠０），ｂを定数として、

で表される場合、

によって、前記赤外線検知素子から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔを求めることで、前記赤外線検知素子から出力される電気信号を補正することを特徴とする、付記１１に記載の赤外線検知装置。
（付記１３）
前記信号処理部は、関数Ｇ（Ｔ）が、ａ（ａ≠０），ｂを定数として、

で表される場合、

によって、前記赤外線検知素子から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔを求めることで、前記赤外線検知素子から出力される電気信号を補正することを特徴とする、付記１１に記載の赤外線検知装置。

１ 赤外線検知装置
２ 赤外線イメージセンサ
３ 読出回路チップ
４ 信号処理部
５ バンプ
１０ 赤外線検知素子
１１ 容量素子
１２ スイッチ
２１ ２次元アレイ（赤外線検知素子アレイ）
２２ 行選択スイッチ部
２３ 信号取り出し＆シフトレジスタ部
２４ 入出力特性較正データ保存部
２５ 補正演算部
２６ 信号出力部
２７ スイッチ
３１ ＡＤ変換部
３２ 記憶制御部
３３ 読出制御部
３４ Ｖ_１（ｉ，ｊ）記憶部
３５ Ｖ_２（ｉ，ｊ）記憶部
３６ 温度記憶部
４１ 演算部
４２ ＡＤ変換部
５１ テーブル演算部
５２ 電圧・温度記憶部
５３ テーブル記憶部
５４ 読出制御・比較部
６１ 演算部

Claims (7)

1. 入射した赤外線に応じた電気信号を出力する赤外線検知素子と、
   赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に、定数ではなく、温度の関数を含む関係式に基づいて、前記赤外線検知素子から出力された電気信号から対象物体の温度を求める信号処理部とを備え、
   前記関係式が、前記赤外線検知素子から出力される赤外線強度相当の電気信号をＶ _ｐ とし、温度変化をｄＴとした場合の前記赤外線検知素子から出力される赤外線強度相当の電気信号の変化をｄＶ _ｐ とし、前記赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分を温度Ｔの関数であるｆ（Ｔ）として、
   

   

   で表され、
   前記関係式の前記赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に含まれる温度Ｔの関数ｆ（Ｔ）は、前記赤外線検知素子の波長応答特性におけるピーク波長をλｐとし、実係数をｘとし、ボルツマン定数をｋ _Ｂ とし、プランク定数をｈとし、真空中での光速をｃとして、
   

   

   で表されることを特徴とする赤外線検知装置。
2. 前記実係数ｘは、前記赤外線検知素子の波長応答特性における半値全幅をＦＷＨＭとして、
   

   

   を満たす温度Ｔに対して、
   

   

   の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の赤外線検知装置。
3. 前記実係数ｘは、赤外線の波長域をλ_１〜λ_２とし、赤外線強度をＷとし、温度をＴとし、前記赤外線検知素子の波長応答特性をＲ_０（λ）とし、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性をＷ（λ，Ｔ）として、
   

   

   で表される関数Ｆ（Ｔ）によって求めた値に前記関数ｆ（Ｔ）によって求めた値をフィッティングさせて決められた値であることを特徴とする、請求項１に記載の赤外線検知装置。
4. 前記実係数ｘは、赤外線の波長域をλ_１〜λ_２とし、赤外線強度をＷとし、温度をＴとし、前記赤外線検知素子の波長応答特性をＲ_０（λ）とし、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性をＷ（λ，Ｔ）として、
   

   

   で表される関数Ｆ（Ｔ）によって求めた値のうち、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１；Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）における最大値をＦ（Ｔ）_ｍａｘとし、最小値をＦ（Ｔ）_ｍｉｎとし、Ｔ_ｍ＝（Ｔ_１＋Ｔ_２）／２として、
   

   

   の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の赤外線検知装置。
5. 前記実係数ｘは、赤外線の波長域をλ_１〜λ_２とし、赤外線強度をＷとし、温度をＴとし、前記赤外線検知素子の波長応答特性をＲ_０（λ）とし、温度Ｔの黒体放射強度の波長分散特性をＷ（λ，Ｔ）として、
   

   

   で表される関数Ｆ（Ｔ）によって求めた値のうち、温度範囲Ｔ_１〜Ｔ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１；Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）における最大値をＦ（Ｔ）_ｍａｘとし、最小値をＦ（Ｔ）_ｍｉｎとして、
   

   

   の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の赤外線検知装置。
6. 前記信号処理部は、既知温度Ｔ_１及びＴ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１）の黒体相当の強度の赤外線が入射したときに前記赤外線検知素子から出力される電気信号がＶ_１及びＶ_２である場合、
   

   

   によって求められたＶ_０、Ｖ_ｄを用いて、
   

   

   によって、前記赤外線検知素子から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔ（Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）を求めることを特徴とする、請求項１に記載の赤外線検知装置。
7. 入射した赤外線に応じた電気信号を出力する赤外線検知素子と、
   赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に、定数ではなく、温度の関数を含む関係式に基づいて、前記赤外線検知素子から出力された電気信号から対象物体の温度を求める信号処理部とを備え、
   前記関係式が、前記赤外線検知素子から出力される赤外線強度相当の電気信号をＶ _ｐ とし、温度変化をｄＴとした場合の前記赤外線検知素子から出力される赤外線強度相当の電気信号の変化をｄＶ _ｐ とし、前記赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分を温度Ｔの関数であるｇ（Ｔ）として、
   

   

   で表され、
   前記信号処理部は、既知温度Ｔ_１及びＴ_２（Ｔ_２＞Ｔ_１）の黒体相当の強度の赤外線が入射したときに前記赤外線検知素子から出力される電気信号がＶ_１及びＶ_２である場合、前記関係式の前記赤外線強度の温度に対する依存性に関する部分に含まれる温度Ｔの関数をｇ（Ｔ）とし、
   

   

   で規定される関数Ｇ（Ｔ）を用いて、
   

   

   によって求められたＶ_０、Ｖ_ｄを用いて、
   

   

   の方程式の解として、前記赤外線検知素子から出力された電気信号Ｖから対象物体の温度Ｔ（Ｔ_２≧Ｔ≧Ｔ_１）を求めることを特徴とする赤外線検知装置。

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