JPH04286479A - 赤外線固体撮像装置 - Google Patents
赤外線固体撮像装置Info
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- JPH04286479A JPH04286479A JP3051700A JP5170091A JPH04286479A JP H04286479 A JPH04286479 A JP H04286479A JP 3051700 A JP3051700 A JP 3051700A JP 5170091 A JP5170091 A JP 5170091A JP H04286479 A JPH04286479 A JP H04286479A
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- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003331 infrared imaging Methods 0.000 description 1
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は赤外線固体撮像素子を用
いた赤外線固体撮像装置に関し、特に広い環境温度範囲
において高感度の赤外線映像が得られる赤外線固体撮像
装置に関する。
いた赤外線固体撮像装置に関し、特に広い環境温度範囲
において高感度の赤外線映像が得られる赤外線固体撮像
装置に関する。
【０００２】近年の半導体技術の進歩にもとない、高感
度の蓄積形赤外線固体撮像素子が開設されつつあるが、
これらの対しては、高感度とともにより広い環境温度範
囲での動作、すなわち耐環境性の向上が求められている
。
度の蓄積形赤外線固体撮像素子が開設されつつあるが、
これらの対しては、高感度とともにより広い環境温度範
囲での動作、すなわち耐環境性の向上が求められている
。
【０００３】
【従来の技術】全ての物体は赤外線を放射しているため
、赤外線撮像素子には撮像の対象となるレンズからの入
射赤外線以外のレンズの鏡筒等からも赤外光が入射し、
それらを同時に信号として検出することになる。そのた
め、広い環境温度範囲で撮像するためには、前記レンズ
以外からの入射赤外光に対応して固体撮像素子の蓄積容
量などダイナミックレンジを広く設計する必要がある。 しかし、一般に信号検出回路で扱うことのできる信号電
圧は一定であるため、入力範囲を広げることは電圧感度
を下げることになり、高感度化を妨げる要因となる。そ
こで、従来、例えば二次元センサにおいては、コールド
アパーチャの視野角よりも広い大きさのレンズを用いて
固体撮像素子の全画素がレンズのみを見込むように構成
し、環境温度が変化しても入射赤外光の変化を少なくす
る方法がとられている。
、赤外線撮像素子には撮像の対象となるレンズからの入
射赤外線以外のレンズの鏡筒等からも赤外光が入射し、
それらを同時に信号として検出することになる。そのた
め、広い環境温度範囲で撮像するためには、前記レンズ
以外からの入射赤外光に対応して固体撮像素子の蓄積容
量などダイナミックレンジを広く設計する必要がある。 しかし、一般に信号検出回路で扱うことのできる信号電
圧は一定であるため、入力範囲を広げることは電圧感度
を下げることになり、高感度化を妨げる要因となる。そ
こで、従来、例えば二次元センサにおいては、コールド
アパーチャの視野角よりも広い大きさのレンズを用いて
固体撮像素子の全画素がレンズのみを見込むように構成
し、環境温度が変化しても入射赤外光の変化を少なくす
る方法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来例は、レンズの形
状が大きくなり、装置が大形化すると共にコスト高にも
なる問題点があり、又、二次元センサには適用できても
長尺形状の一次元センサには適用できない問題点があっ
た。
状が大きくなり、装置が大形化すると共にコスト高にも
なる問題点があり、又、二次元センサには適用できても
長尺形状の一次元センサには適用できない問題点があっ
た。
【０００５】そこで、このように大きなレンズを適用で
きない一次元センサの場合には、従来、環境温度変化を
考慮して固体撮像素子の蓄積容量を設計し、信号検出部
（アンプ）は高ＳＮ比を得ることができくように（つま
り、加法性のノイズに対処できるように）電圧感度を大
きく設計する。然るに、このようにすると、環境温度が
変化した場合、アンプ出力がＡＤ変換器に設定されてい
る入力範囲に比し大きくなることがあり、これにより、
映像化できない。そこで、これを映像化するにはアンプ
のゲインを低く設定しなければならず、せっかく高ＳＮ
比を得ようとして設計したのが意味をなさなくなるとい
う問題点があった。
きない一次元センサの場合には、従来、環境温度変化を
考慮して固体撮像素子の蓄積容量を設計し、信号検出部
（アンプ）は高ＳＮ比を得ることができくように（つま
り、加法性のノイズに対処できるように）電圧感度を大
きく設計する。然るに、このようにすると、環境温度が
変化した場合、アンプ出力がＡＤ変換器に設定されてい
る入力範囲に比し大きくなることがあり、これにより、
映像化できない。そこで、これを映像化するにはアンプ
のゲインを低く設定しなければならず、せっかく高ＳＮ
比を得ようとして設計したのが意味をなさなくなるとい
う問題点があった。
【０００６】本発明は、環境温度が変換する場合でもア
ンプの増幅度を下げることなく映像化を行なうことがで
きる赤外線固体撮像装置を提供することを目的とする。
ンプの増幅度を下げることなく映像化を行なうことがで
きる赤外線固体撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図を示す。同図中、５は温度センサで、赤外線固体撮像
素子４がレンズ３以外で見込む視野領域に設けられてい
る。１０はアンプで、赤外線固体撮像素子４の出力から
、温度センサ５で得られたオフセット電圧を減算（又は
加算）する。
図を示す。同図中、５は温度センサで、赤外線固体撮像
素子４がレンズ３以外で見込む視野領域に設けられてい
る。１０はアンプで、赤外線固体撮像素子４の出力から
、温度センサ５で得られたオフセット電圧を減算（又は
加算）する。
【０００８】
【作用】図３（Ａ）に示す如く、環境温度が上昇して鏡
筒温度がＴ２ になった場合、従来例では固体撮像素子
出力電圧はせＡＤ変換器１２の入力範囲に入らなくなっ
てしまう。本発明では、温度センサ５にて鏡筒温度Ｔ２
に応じたオフセット電圧Ｖ１０を減じるようにしてい
るため、固体撮像素子４の出力電圧は図３（Ｂ）に示す
ようにＡＤ変換器１２の入力範囲に確実に入ることにな
り，確実に映像化できる。従って、二次元センサの場合
、特に大きなレンズを使用する必要がなく、又、確実に
ＡＤ変換器１２の入力範囲に入るので、アンプ１１にお
けるゲインを充分にとることができ、高ＳＮ比を得るこ
とができる。
筒温度がＴ２ になった場合、従来例では固体撮像素子
出力電圧はせＡＤ変換器１２の入力範囲に入らなくなっ
てしまう。本発明では、温度センサ５にて鏡筒温度Ｔ２
に応じたオフセット電圧Ｖ１０を減じるようにしてい
るため、固体撮像素子４の出力電圧は図３（Ｂ）に示す
ようにＡＤ変換器１２の入力範囲に確実に入ることにな
り，確実に映像化できる。従って、二次元センサの場合
、特に大きなレンズを使用する必要がなく、又、確実に
ＡＤ変換器１２の入力範囲に入るので、アンプ１１にお
けるゲインを充分にとることができ、高ＳＮ比を得るこ
とができる。
【０００９】
【実施例】図２は本発明の一実施例のブロック図を示す
。同図中、１は撮像部で、鏡筒２、レンズ３、赤外線固
体撮像素子４、温度センサ５を設けられており、温度セ
ンサ５は鏡筒２に取付けられている。固体撮像素子４は
レンズ３を介して目標物体６を見込む（実線）と共に、
レンズ３外の鏡筒２も見込んでおり（破線）、図２では
、レンズ３のみを見込んだ時の視野を「レンズ内視野」
、それ以外の全視野を見込んだ時の視野を「レンズ外視
野」として示している。ここで、レンズ外視野からの入
射赤外光は温度センサ５にて検出される鏡筒温度Ｔａ
にて決定される。
。同図中、１は撮像部で、鏡筒２、レンズ３、赤外線固
体撮像素子４、温度センサ５を設けられており、温度セ
ンサ５は鏡筒２に取付けられている。固体撮像素子４は
レンズ３を介して目標物体６を見込む（実線）と共に、
レンズ３外の鏡筒２も見込んでおり（破線）、図２では
、レンズ３のみを見込んだ時の視野を「レンズ内視野」
、それ以外の全視野を見込んだ時の視野を「レンズ外視
野」として示している。ここで、レンズ外視野からの入
射赤外光は温度センサ５にて検出される鏡筒温度Ｔａ
にて決定される。
【００１０】この場合、ミラー１５、ミラーアクチュエ
ータ１６、アクチュエータドライバ１７はタイミング発
生回路１８から出力されるタイミング制御信号に基づい
て所定の光学走査を行い、固体撮像素子４、固体撮像素
子ドライバ１９はタイミング発生回路１８から出力され
るタイミング制御信号に基づいて所定の撮像を行なう。
ータ１６、アクチュエータドライバ１７はタイミング発
生回路１８から出力されるタイミング制御信号に基づい
て所定の光学走査を行い、固体撮像素子４、固体撮像素
子ドライバ１９はタイミング発生回路１８から出力され
るタイミング制御信号に基づいて所定の撮像を行なう。
【００１１】固体撮像素子４の出力電圧と鏡筒温度Ｔａ
との関係は、図３（Ａ）に示す如くであり、鏡筒温度
Ｔａ の上昇と共に出力電圧も上昇する関係にある。こ
こで、背景温度と目標物体６の温度との差を△Ｔとする
と、鏡筒温度Ｔ１ では出力電圧はＶ００〜Ｖ０１の範
囲（温度差△Ｔに応じた電圧△ＶＴ ）内となり、一方
、鏡筒温度Ｔ２ では出力電圧はＶ１０〜Ｖ１１の範囲
（電圧△ＶＴ ）内となる。図３（Ａ）中、一点鎖線で
示す電圧範囲はＡＤ変換器の入力範囲であり、鏡筒温度
がＴ１ の場合は固体撮像素子出力電圧はＡＤ変換器入
力範囲内にあるので映像化できるが、鏡筒温度がＴ２
の場合は固体撮像素子出力電圧はＡＤ変換器入力範囲外
であるので映像化できない。
との関係は、図３（Ａ）に示す如くであり、鏡筒温度
Ｔａ の上昇と共に出力電圧も上昇する関係にある。こ
こで、背景温度と目標物体６の温度との差を△Ｔとする
と、鏡筒温度Ｔ１ では出力電圧はＶ００〜Ｖ０１の範
囲（温度差△Ｔに応じた電圧△ＶＴ ）内となり、一方
、鏡筒温度Ｔ２ では出力電圧はＶ１０〜Ｖ１１の範囲
（電圧△ＶＴ ）内となる。図３（Ａ）中、一点鎖線で
示す電圧範囲はＡＤ変換器の入力範囲であり、鏡筒温度
がＴ１ の場合は固体撮像素子出力電圧はＡＤ変換器入
力範囲内にあるので映像化できるが、鏡筒温度がＴ２
の場合は固体撮像素子出力電圧はＡＤ変換器入力範囲外
であるので映像化できない。
【００１２】そこで、本発明では、鏡筒温度Ｔ１ の場
合は固体撮像素子出力電圧から温度センサ５にて検出さ
れた温度に応じたオフセット電圧Ｖ００を減じ、鏡筒温
度Ｔ２ の場合は固体撮像素子出力電圧から温度センサ
５にて検出された温度に応じたオフセット電圧Ｖ１０を
減じ、しかる後この場合にアンプのゲインを乗じるよう
にしている。
合は固体撮像素子出力電圧から温度センサ５にて検出さ
れた温度に応じたオフセット電圧Ｖ００を減じ、鏡筒温
度Ｔ２ の場合は固体撮像素子出力電圧から温度センサ
５にて検出された温度に応じたオフセット電圧Ｖ１０を
減じ、しかる後この場合にアンプのゲインを乗じるよう
にしている。
【００１３】即ち、図２において、温度センサ５で検出
された鏡筒温度は温度センサ信号処理回路７にて該鏡筒
温度に応じた信号とされ、マイクロプロセッサ（制御部
）８にて該鏡筒温度に応じたデジタル信号（オフセット
電圧）とされ、ＤＡ変換器９にてアナログ信号とされ、
アンプ１０に印加される。固体撮像素子４から出力され
た電圧はアンプ１０に印加され、ここでＤＡ変換器９か
ら出力されたオフセット電圧を減じられ、次にアンプ１
１に印加されてＧ倍増幅され、ＡＤ変換器１２に供給さ
れる。
された鏡筒温度は温度センサ信号処理回路７にて該鏡筒
温度に応じた信号とされ、マイクロプロセッサ（制御部
）８にて該鏡筒温度に応じたデジタル信号（オフセット
電圧）とされ、ＤＡ変換器９にてアナログ信号とされ、
アンプ１０に印加される。固体撮像素子４から出力され
た電圧はアンプ１０に印加され、ここでＤＡ変換器９か
ら出力されたオフセット電圧を減じられ、次にアンプ１
１に印加されてＧ倍増幅され、ＡＤ変換器１２に供給さ
れる。
【００１４】ＡＤ変換器１２の出力は信号処理回路２０
にて映像信号とされ、ＣＲＴ２１に供給されてここに映
像される。
にて映像信号とされ、ＣＲＴ２１に供給されてここに映
像される。
【００１５】ここで、鏡筒温度Ｔ１ の場合、固体撮像
素子４の出力電圧はアンプ１０においてＤＡ変換器９か
ら出力されたオフセット電圧Ｖ００を減じされ、アンプ
１１にて増幅されてＡＤ変換器１２に供給される。ＡＤ
変換器１２に供給される電圧は図３（Ｂ）に示す如くで
あり、ＡＤ変換器１２の入力範囲に入る。一方、鏡筒温
度Ｔ２ の場合、固体撮像素子４の出力電圧はアンプ１
０においてＤＡ変換器９から出力されたオフセット電圧
Ｖ１０を減じされ、アンプ１１にて増幅されてＡＤ変換
器１２に供給される。ＡＤ変換器１２に供給される電圧
は図３（Ｂ）に示す如くであり、この場合もＡＤ変換器
１２の入力範囲に入る。このように、環境温度が上昇し
て鏡筒温度がＴ２ になった場合、従来例では固体撮像
素子出力電圧はＡＤ変換器１２の入力範囲に入らなくな
ってしまうが、本発明では温度センサ５にて鏡筒温度Ｔ
２ に応じたオフセット電圧Ｖ１０を減じるようにして
いるため、固体撮像素子出力電圧は図３（Ｂ）に示すよ
うにＡＤ変換器１２の入力範囲に確実に入ることになり
、確実に映像化することができる。
素子４の出力電圧はアンプ１０においてＤＡ変換器９か
ら出力されたオフセット電圧Ｖ００を減じされ、アンプ
１１にて増幅されてＡＤ変換器１２に供給される。ＡＤ
変換器１２に供給される電圧は図３（Ｂ）に示す如くで
あり、ＡＤ変換器１２の入力範囲に入る。一方、鏡筒温
度Ｔ２ の場合、固体撮像素子４の出力電圧はアンプ１
０においてＤＡ変換器９から出力されたオフセット電圧
Ｖ１０を減じされ、アンプ１１にて増幅されてＡＤ変換
器１２に供給される。ＡＤ変換器１２に供給される電圧
は図３（Ｂ）に示す如くであり、この場合もＡＤ変換器
１２の入力範囲に入る。このように、環境温度が上昇し
て鏡筒温度がＴ２ になった場合、従来例では固体撮像
素子出力電圧はＡＤ変換器１２の入力範囲に入らなくな
ってしまうが、本発明では温度センサ５にて鏡筒温度Ｔ
２ に応じたオフセット電圧Ｖ１０を減じるようにして
いるため、固体撮像素子出力電圧は図３（Ｂ）に示すよ
うにＡＤ変換器１２の入力範囲に確実に入ることになり
、確実に映像化することができる。
【００１６】従って、一次元センサの場合、大きなレン
ズを使用する必要がなく、又、確実にＡＤ変換器１２の
入力範囲に入るので、アンプ１１におけるゲインを十分
にとることができ、高ＳＮ比を得ることができる。
ズを使用する必要がなく、又、確実にＡＤ変換器１２の
入力範囲に入るので、アンプ１１におけるゲインを十分
にとることができ、高ＳＮ比を得ることができる。
【００１７】又、本発明では、撮像対象である目標物体
６の温度範囲と環境温度とに応じて操作者がオフセット
電圧を任意に変えることもできる。例えば、環境温度が
低温で目標物体温度が高温の場合はオフセット電圧はよ
り小さく、一方、環境温度が高温で目標物体温度が高温
の場合はオフセット電圧はより大きい方が、出力電圧が
ＡＤ変換器１２の入力範囲により確実に入る。そこで、
操作者は目標物体６の温度と環境温度との関係に応じて
マニュアルで制御端子２２にオフセット電圧設定信号を
与えることで、マイクロプロセッサ８において、温度セ
ンサ５によって得られたオフセット電圧を補正してアン
プ１０に与えるようにし、固体撮像素子４の出力電圧が
ＡＤ変換器１２の入力範囲に更に確実に入るようにする
。
６の温度範囲と環境温度とに応じて操作者がオフセット
電圧を任意に変えることもできる。例えば、環境温度が
低温で目標物体温度が高温の場合はオフセット電圧はよ
り小さく、一方、環境温度が高温で目標物体温度が高温
の場合はオフセット電圧はより大きい方が、出力電圧が
ＡＤ変換器１２の入力範囲により確実に入る。そこで、
操作者は目標物体６の温度と環境温度との関係に応じて
マニュアルで制御端子２２にオフセット電圧設定信号を
与えることで、マイクロプロセッサ８において、温度セ
ンサ５によって得られたオフセット電圧を補正してアン
プ１０に与えるようにし、固体撮像素子４の出力電圧が
ＡＤ変換器１２の入力範囲に更に確実に入るようにする
。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、環境温度が変化する場
合でもアンプの増幅度を下げることなく映像化でき、高
ＳＮ比で、かつ、環境適用性の良好な赤外線固体撮像装
置を実現できる。
合でもアンプの増幅度を下げることなく映像化でき、高
ＳＮ比で、かつ、環境適用性の良好な赤外線固体撮像装
置を実現できる。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明の一実施例のブロック図である。
【図３】本発明における動作説明図である。
１ 撮像部
２ 鏡筒
３ レンズ
４ 赤外線固体撮像素子
５ 温度センサ
６ 目標物体
７ 温度センサ信号処理回路
８ マイクロプロセッサ（制御部）
９ ＤＡ変換器
１０，１１ アンプ
１２ ＡＤ変換器
２２ 制御端子
Claims (2)
- 【請求項１】 赤外線固体撮像素子（４）を用いた赤
外線固体撮像装置において、該赤外線固体撮像素子（４
）が撮像装置のレンズ（３）以外で見込む視野領域に温
度センサ（５）を設け、上記赤外線固体撮像素子（４）
の出力から、該温度センサ（５）で得られたオフセット
電圧を減算（又は加算）するアンプ（１０）を設けてな
ることを特徴とする赤外線固体撮像装置。 - 【請求項２】 上記アンプ（１０）に供給する上記オ
フセット電圧を任意に可変設定できる制御部（８）を設
けてなることを特徴とする請求項１の赤外線固体撮像装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3051700A JPH04286479A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 赤外線固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3051700A JPH04286479A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 赤外線固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04286479A true JPH04286479A (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=12894177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3051700A Withdrawn JPH04286479A (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 赤外線固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04286479A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6504155B1 (en) | 1999-05-07 | 2003-01-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared camera and infrared camera system having temperature selecting switch |
| JP2008187254A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 赤外撮像装置、撮像素子の出力値算出方法 |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP3051700A patent/JPH04286479A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6504155B1 (en) | 1999-05-07 | 2003-01-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared camera and infrared camera system having temperature selecting switch |
| JP2008187254A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 赤外撮像装置、撮像素子の出力値算出方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |