JPH03224367A - 赤外線撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、対象物体から放射されてくる赤外線を受光
し、映像化する赤外線撮像装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は、赤外線固体撮像素子を用いた赤外線撮像装置
の原理を示す図である。

第３図において、（１）は赤外線固体撮像素子。

（１１）、（１−２）、（１−３）、−、（１−ｎ）は
赤外線固体撮像素子（１）を構成する赤外線センサエレ
メント。

（２）は赤外線レンズ、（３）は信号処理系、（４）は
デイスプレィモニタ、（５）は対象物体である。

対象物体（５）は、赤外線を放射しており、その赤外線
を赤外線レンズ（２）で集光し、赤外線固体撮像素子（
１）の表面に結像する。赤外線固体撮像素子（１）では
、赤外線センサエレメント（１−１）、　（１−２）（
１−３）、・・・、　（１−ｎ）毎に、結像された赤外
線の強度に応じた電気信号を発生する。信号処理系（３
）では赤外線センサエレメント（１−ｔ）、　（１−２
）、　（＋　−３）・・・、（ｌ　　ｎ）の電気信号を
ビデオフォーマットに変換してデイスプレィモニタ（４
）に出力する。デイスプレィモニタ（４）は信号処理系
（３）の出力を例えば輝度の変化に変えて映像化する。

赤外線固体撮像素子を用いた赤外線撮影装置は。

上記のように構成されており、赤外線固体撮像素子（１
）の出力ダイナミックレンジに対し、信号処理系（３）
の入力ダイナミックレンジが広い場合においては、簡単
な構成で赤外線撮像装置を構成することができる。しか
しながら、対象物体（５）の映像をコントラスト良く撮
るためには信号処理系（３）の人力ダイナミックレンジ
を犠牲にしててもアンプゲイン、即ち感度を上げている
のが現状であるそのため赤外線固体撮像素子（１）の出
力ダイナミックレンジに対し、信号処理系（３）の入力
ダイナミックレンジが狭くなっており、撮像中に対象物
体（５）の温度が変わったり、背景の温度が変わったり
すると、信号処理系（３）の人力で映像が飽和してしま
うことが多々あった。

第４図は、上記課題を解決するために信号処理系（３）
の前段に映像信号の低周波分をフィードバックし、映像
信号中のバイアス分を自動的に除去するいわゆるオート
ペデスタルの回路を搭載した従来の赤外線撮像装置を示
すブロック図である。

第４図において、（６）は減算器、（７）は積分器であ
る。第４図のように構成された従来の赤外線撮像装置で
は、赤外線固体撮像素子（１）の出力はまず減算器（６
）に入力され、減算器（６）の出力は信号処理系（３）
に人力されるとともに、積分器（７）にも入力される。

積分器（７）は、減算器（６）の出力が一定のＤＣレベ
ルになるように減算器（６）の人力を制御する。従って
、減算器（６）の出力では、映像信号のうち背景温度等
に依存する固定バイアスが除去されて出力されることに
なり、対象物体（５）による映像信号の変化量を信号処
理系（３）の入力ダイナミックレンジ内に安定的に納め
ることが可能になる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の赤外線撮像装置は以上のように構成されているの
で２画面全体で見れば確かに安定した明るさで映像を見
ることができたが９画面の中でも特に見たい対象物体の
近くに高温の物体があったり、逆に低温の物体があった
りすると、全体の明るさがそれら高温物体や低温物体に
より過大あるいは過小に誘導され対象物体の明るさにう
まく調節できないという課題があった。そして、場合に
よっては、対象物体のレベルが信号処理系のダイナミッ
クレンジを越えてしまい、全く画面上に現れないという
課題があった。

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、見たい対象の領域を一定の明るさで撮像すること
ができる赤外線撮像装置を得ることを目的とする。

１課題を解決するための手段］ この発明に係る赤外線撮像装置は、信号処理系内に２画
面内の見たい領域の映像を切り出すための窓を発生する
ための窓発生回路と、この窓発生回路で切り出された映
像のビデオ信号レベルを平均して出力する平均値発生回
路と、赤外線固体撮像素子の出力から平均値発生回路の
出力を差し引く減算回路とを設けたものである。

またこの発明に係る別の発明の赤外線撮像装置は、上記
平均値発生回路の代わりに窓発生回路で切り出された映
像のビデオ信号の輝度レベルの度数を計測し、最も度数
の高いビデオ信号レベルを出力する最多値発生回路を備
えたものである。

［作用］ この発明に係る赤外線撮像装置では、窓発生回路で切り
出された映像のビデオ信号レベルの平均値が赤外線固体
撮像素子出力にフィードバックされるため、近くに高温
、低温の物体があっても見たい対象の明るさを安定して
信号処理系のダイナミックレンジ内に維持することがで
きる。またこの発明に係る別の発明の赤外線撮像装置で
は、上記作用に加え、窓発生回路では完全に対象外の高
温、低温の物体か削除できず、窓発生回路で切り出され
た映像内部に一部高温、低温の状態か残った場合におい
ても対象となる物体の明るさを安定して信号処理系のダ
イナミックレンジ内に維持することができる。

！実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す赤外線撮像装置の構成図
である。同図において、（８）は赤外線映像内の任意の
位置の映像を切り出すための窓発生回路、（９）は窓発
生回路（８）で切り出された映像のビデオ信号レベルの
平均値を算出する平均値発生回路である。

この発明による赤外線撮像装置では、赤外線固体撮像素
子（１）の出力は減算器（６）に入力され、減算器（６
）の出力は信号処理系（３）に入力されるとともに窓発
生回路（８）にも人力される。窓発生回路（８）では、
信号処理系（３）からのエリア指定の信号Ｅを受けて指
定エリア内の映像信号のみ切り出す窓発生回路（８）で
切り出された映像信号は平均値発生回路（９）に人力さ
れ、平均値発生回路（９）では入力された映像信号、即
ち窓発生回路（８）で切り出された映像信号のビデオ信
号レベルの平均値を算出し、その平均値レベルを減算器
（６）の一方に入力する。従って、減算器（６）の出力
では、映像信号から窓発生回路（８）で切り出された映
像の平均ビデオ信号レベルが差し引かれた信号が出力さ
れることになり、信号処理系（３）の人力では窓発生回
路（８）で切り出された映像のビデオ信号の平均レベル
を中心に信号が振れることになる。このことは言い換え
れば、窓発生回路（８）で切り出された映像は安定した
明るさに制御され、信号処理系（３）のダイナミックス
レンジ内に維持されることになる。

第２図はこの発明の他の実施例を示す図であり第２図に
おいて、　（１０）は窓発生回路（８）で切り出された
映像のビデオ信号の輝度レベルの度数を計測し、最も度
数の高いビデオ信号レベルを出力する最多性発生回路で
ある。

この発明による赤外線撮像装置では、第１図で説明した
ものと同様に窓発生回路（８）で指定エリア内の映像信
号を切り出し、その映像信号を最多性発生回路（１０）
に入力する。最多性発生回路（１０）では　入力された
映像信号の信号レベルの分布を調べ、最も度数の多いビ
デオ信号レベルを減算器（６）に入力する。従って、減
算器（６）の出力では映像信号から窓発生回路（８）で
切り出された映像内で最も広い面積を占めるビデオ信号
レベルが差し引かれた信号が出力されることになり、信
号処理系（３）の入力では窓発生回路（８）で切り出さ
れた映像の最も広い面積を有するビデオ信号レベルを中
心に信号が振れることになる。このことは言い換えれば
、窓発生回路（８）で切り出された映像は、その映像内
の広い面積の部分を安定した明るさに制御され、仮に窓
発生回路（８）で切り出された映像内に高温、低温の領
域が一部残っても見たい対象が常に信号処理系（３）の
ダイナミックレンジ内に維持されることになる。

「発明の効果」 以上のように、この発明によれば、見たい対象の領域を
指定してお（ことによって見たい対象の領域を常に一定
の明るさで撮像することができる又、この発明の別の発
明によれば、見たい対象の領域内に一部高温、低温部が
混入しても、その影響を受けることなく見たい対象の領
域を常に一定の明るさで撮像することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による赤外線撮像装置を示
すブロック図、第２図はこの発明の他の一実施例による
赤外線撮像装置を示すプロ・ツク図第３図は赤外線固体
撮像素子を用いた赤外線撮像装置の原理を示す模式図、
第４図は従来の赤外線撮像装置を示すプロ・２り図であ
る。 図中、（１）は赤外線固体撮像素子、（２）は赤外線レ
ンズ、（３）は信号処理系、（６）は減算器、（８）は
窓発生回路、（９）は平均値発生回路、　（１０）は最
多値発生回路である。 尚１図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤外線を集光するための赤外線レンズと、前記赤
   外線レンズにより結像された赤外線映像を電気信号に変
   換し出力する赤外線固体撮像素子と、前記赤外線固体撮
   像素子の出力を処理しビデオフォーマットに変換して出
   力する信号処理系とから構成される赤外線撮像装置にお
   いて赤外線映像内の任意の位置の映像を切出すための窓
   を発生する窓発生回路と、前記窓内のビデオ信号のレベ
   ルを平均して出力する平均値発生回路と、上記赤外線固
   体撮像素子の出力と前記平均値発生回路の出力を入力し
   、窓内の映像の明るさを常に一定になるように制御する
   減算回路とを備えたことを特徴とする赤外線撮像装置（
   ２）赤外線を集光するための赤外線レンズと、前記赤外
   線レンズにより結像された赤外線映像を電気信号に変換
   し出力する赤外線固体撮像素子と、前記赤外線固体撮像
   素子の出力を処理しビデオフォーマットに変換して出力
   する信号処理系とから構成される赤外線撮像装置におい
   て赤外線映像内の任意の位置に映像を切出すための窓を
   発生する窓発生回路と、前記窓内のビデオ信号の輝度レ
   ベルの度数を計測し、最も度数の高いビデオ信号レベル
   を出力する最多値発生回路と、上記赤外線固体撮像素子
   の出力と前記最多値発生回路の出力を入力し、窓内の映
   像の明るさを常に一定になるように制御する減算器とを
   備えたことを特徴とする赤外線撮像装置。