JPH05161068A - 赤外線撮像装置 - Google Patents

赤外線撮像装置

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JPH05161068A
JPH05161068A JP3322197A JP32219791A JPH05161068A JP H05161068 A JPH05161068 A JP H05161068A JP 3322197 A JP3322197 A JP 3322197A JP 32219791 A JP32219791 A JP 32219791A JP H05161068 A JPH05161068 A JP H05161068A
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JP
Japan
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digital
video data
analog
data
gain
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Pending
Application number
JP3322197A
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English (en)
Inventor
Takuya Sashide
拓也 指出
Taro Yamamoto
太郎 山本
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 AD変換を複数のチャンネルで並列処理して
もコンラストがばらつかない赤外線撮像装置に関し、A
D変換経路の利得のばらつきの検出を、毎TVフイール
ド、自動的に行いその検出値を用いた補正をデジタル信
号処理で行うことにより、最適補正値の維持および映像
の高安定化を図ることを目的とする。 【構成】 多素子検知器1のアナログ映像信号は、DA
変換部3で複数チャネルに時分割多重化して、並列に増
幅・AD変換され、1系統に多重化されたのち、検知器
感度補正等のデジタル信号処理される。毎TVフィール
ドの無効走査期間内に、同一基準信号を各AD変換部3
に通して、そのデジタル出力から各チャンネルの利得偏
差を補正する補正値を求めて基準データメモリ8に格納
し、有効走査時にアナログ映像データに前記AD変換部
3のチャネル間利得偏差により付加されるデータ誤差
を、該補正値を用いてデジタル処理により補正するよう
にした構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、AD変換を複数のチャ
ンネルで並列処理してもコントラストがばらつかない赤
外線撮像装置に関する。
【0002】赤外線撮像装置は物体の温度に対応して放
射される赤外線を検知しTV画像化するもので、観測物
体の温度分布を二次元的にかつ動画で表示する。
【0003】
【従来の技術】図2は従来の赤外線撮像装置の構成図で
ある。図(a)において、1は一次元多素子赤外線検知
素子アレイ(以下多素子検知器と略称する)で、光学走
査系で走査されてライン状に集光された撮像視野からの
赤外線Rが入射する。
【0004】多素子検知器1は、複数の赤外線検知素子
(例えば120個)11-1〜11-Nを同一ピッチで1列に配
列して構成し、前記光学走査系の一回の走査で1フィー
ルドのデータを出力し、0DD/EVENの2フールドで1画面
(TVフレーム)分のアナログ画像データを出力する。
【0005】回転走査鏡を用いた光学走査機構を図(b)
に示す。多素子検知器1の複数の検出素子は図の紙面垂
直方向に並んでいる。後述するメモリアドレス制御部7
からの走査角制御に従って走査鏡51の回転角を鋸歯状に
振らせることにより、赤外線入射方向が走査され、結像
光学系52を介して二次元の撮像シーンからの赤外線が一
次元のライン状に集光されて多素子検知器1上に結像す
る。即ち多素子検知器1の素子配列ラインに直交する方
向の空間的輝度変化情報が電圧の時間的変化として出力
される。
【0006】上記出力されたアナログ画像データは、各
検知素子毎に設けた増幅器2を経たのち、複数のグルー
プに分けられて複数のチャネルに分かれてAD変換部3
に入力する。AD変換部3では、各グループ毎に設けた
アナログマルチプレクサ31で検出素子出力が順次切替え
られて、複数チャンネル(例えば4チャンネル)の時系
列アナログ信号となり、それぞれのアナログ信号に対し
てアナログ利得切替処理およびAD変換処理が並列に行
われる。即ち各チャンネルには、画面の明るさを段階的
に調整するための利得切替増幅器32と、その後のデジタ
ル信号処理のためのAD変換器33とが設けられており、
アナログの画像データはグループ内の画素毎のデータが
時系列で並んだ複数ビットパラレルのデジタルデータに
変換される。このデジタル画像データは、同一グループ
内の各検出素子からのデータが時系列的に順次出力され
る。
【0007】4チャンネルのうち変換部3からのデジタ
ル映像データは、デジタルマルチプレクサ4により順次
切替られ、時分割で多重化されて一系列にまとめられ、
以後デジタル信号処理部5で、検知器感度補正・輝度調
整・ゲイン調整等が行われたのち、フレームメモリ6に
画素毎のデジタルデータとして格納される。この検知器
感度補正では、光電変換効率のバラツキや、増幅器2の
ゲインのバラツキ等により、各検出素子に同一強度の赤
外線が入射した場合でも素子毎にアナログ出力が異なる
ので、予め補正値を素子毎に保持しておりAD変換を行
った後のデジタルデータについて画素ごとに補正してい
る。
【0008】メモリアドレス制御部7は、フレームメモ
リ5に供給する書込アドレスに対応して、光学走査系、
2段階のマルチプレクサ31、4、デジタル信号処理部5
に切替制御信号やアドレスを供給して、時分割で行う各
処理のタイミングを合わせる。
【0009】フレームメモリ5に格納されたデジタル画
像データは、メモリアドレス制御部6の制御信号により
表示装置に適合した配列順序で読み出され、図示せぬD
A変換器によりアナログのビデオ信号に変換されて表示
装置に入力されて可視画像となる。
【0010】ところで、リアルタイムの自然な動画像を
得るためには、毎秒数十フレーム以上の画像データが必
要であり、従って1画素分のアナログデータをデジタル
化するAD変換処理には高速度が要求される。しかし、
現存のAD変換器では、一個で全画素のデータをシリア
ルにデジタル変換できる能力が無いため、上記の如く例
えば、120個の検出素子からのアナログ信号を4チャ
ンネルにまとめ、各チャンネル毎に設けた4個のAD変
換器で並列処理を行うことにより、AD変換を実質的に
高速化している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】検出素子のグループ毎
に、AD変換処理のチャンネルが異なる。この伝送経路
を構成する構成素子の特性のバラツキによりチャンネル
間で利得の偏差がある。即ち、アナログマルチプレクサ
の通過ロスの偏差、利得切替回路の利得偏差(利得は抵
抗値で決まるので抵抗値の偏差がバラツキとなって現れ
る)、AD変換器の基準電圧の偏差等がチャンネル間で
同一ではないため、これらが集積されてチャンネル間の
利得偏差となって真の画像データに重畳される。
【0012】この様に検出素子のグループ単位でAD変
換処理されるチャンネルが異なるため、利得偏差が画像
データに影響し、この利得偏差は表示画面上ではコント
ラストが異なった縞模様となって現れ表示特性が悪くな
る。即ち検知器ごとの感度は補正しても、その後のAD
変換がどのチャンネルで行われるかによってチャンネル
間のバラツキが付加される。
【0013】この対策として、従来技術では、利得切替
増幅器32にゲイン微調整機能を設けゲイン調整を各チャ
ネル毎にマニュアルで行って、コントラストのばらつき
が生じないようにしていた。
【0014】しかし、長期的な経時変化により調整点が
少しずつずれていくので、頻繁で再調整が必要であり、
調整が面倒であるという問題があった。即ち、システム
の設置環境の変化等によって調整が必要となり、従来技
術ではその度に所定手順でマニアル作業をすることにな
り、極めて厄介であり、また通常状態でもその精度が問
題となる。
【0015】本発明は上記問題点に鑑み創出されたもの
で、AD変換経路の利得のばらつきの検出を、毎TVフ
イールド、自動的に行いその検出値を用いた補正をデジ
タル信号処理で行うことにより、最適補正値の維持およ
び映像の高安定化を図ることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の赤外線
撮像装置のブロック構成図である。上記課題は図1に示
す如く、光学走査系で走査されたライン状の赤外線が入
射してそれぞれがアナログ映像データを出力する一次元
配列されたN個の検知素子からなる多素子検知器1と、
前記Nチャンネルのアナログ映像データが入力し、該入
力を順次切替えて時分割多重化しNの整数分の1のチャ
ンネル数Mのアナログ映像データを出力するアナログマ
ルチプレクサ31と、該チャンネル毎に設けられ、前記ア
ナログマルチプレクサからのアナログ映像データを並列
処理により増幅・AD変換してデジタル映像データを出
力する複数のAD変換部3と、該AD変換部3からのデ
ジタル映像データを順次切替えて1系列のデジタル映像
データに時分割多重化するデジタルマルチプレクサ4
と、該1系統のデジタル映像データに対してデジタル信
号処理を行って、フレームメモリへ出力するデジタル信
号処理部5とを備えた赤外線撮像装置において、毎TV
フィールドの無効走査期間内に、同一基準信号を各AD
変換部に通して、そのデジタル出力から各チャンネルの
利得偏差を補正する補正値を求めて基準データメモリ8
に格納し、有効走査時にアナログ映像データに前記AD
変換部3のチャネル間利得偏差により付加されるデータ
誤差を、該補正値を用いてデジタル処理により補正する
ようにしたことを特徴とする本発明の赤外線撮像装置に
より解決される。
【0017】
【作用】毎TVフィールドの帰線期間毎に、同一基準信
号を各チャンネルに一斉に入力して、AD変換部を通過
させて得られるデジタルタ信号はAD変換部の利得偏差
を示すことになる。このデータを基準データメモリに保
持し、映像入力期間にこのデータを用いて補正するの
で、フレーム毎に各アナログ処理系の利得補正値を更新
することになり、最新の補正値でチャネル間の利得偏差
を自動的に補正する。このため、厄介なゲイン調整作業
が不要となるとともに、安定した画像を得ることができ
る。
【0018】
【実施例】以下添付図面により本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の赤外線撮像装置のブロック構成図で
ある。本実施例では、AD変換の並列処理を4チャンネ
ルで行う場合の例である。なお全図を通じて同一符号は
同一対象物を表す。
【0019】図1では、本発明を実施するために図2で
説明した従来の装置に、基準データメモリ8、利得ばら
つき補正部9、タイミング発生部10を、新たに付加し、
各デジタルマルチプレクサ31のそれぞれの入力に基準信
号VSを接続したところにあり、他は従来技術と同じであ
る。
【0020】即ち、多素子検知器1の検知素子グループ
毎に設けられた複数のアナログマルチプレクサ31それぞ
れの1入力端子に、基準信号VSとして、例えばアース電
位(電圧0V)を接続する。
【0021】またデジタルマルチプレクサ4の複数ビッ
トパラレルのデータ出力を基準データメモリ7のデータ
入力に接続する。基準データメモリ8から読み出された
基準データは、ばらつき補正部9に入力する。ばらつき
補正部9は、逆数ROMを内蔵し基準データメモリから
の補正値データを逆数に変換して、デジタルマルチプレ
クサ4からの画素毎のデジタル映像データに、対応する
基準データの逆数を乗算することによって、AD変換部
3で付加された利得偏差による誤差をデジタル的に補正
する。
【0022】タイミング発生部10は、光学走査系の無効
走査期間を示すタイミングをアドレス制御部7と基準デ
ータメモリ7とへ供給する。アドレス制御部7は、画素
を指定するアドレスを基準データメモリ、検知素子感度
補正部、フレームメモリに出力してデジタル映像データ
をフレームメモリの画素対応アドレスに格納することを
指令する。
【0023】動作は以下の如くである。タイミング発生
部10は映像データの不処理期間即ち走査鏡による走査の
無効期間(帰線期間)に、タイミング信号を出すので、
アドレス制御部7はアナログマルチプレクサ31が、基準
信号VSを選択するように切替制御信号を出し、各AD変
換部3に入力する信号は検出器側から基準信号に切り替
わる。この基準信号はそれぞれの自チャンネルのアナロ
グマルチプレクサ31、利得切替増幅器32、AD変換器33
の利得の影響を受け、チャネル間で異なったデジタル値
がDA変換器33から出力される。このデジタル基準デー
タは、タイミング発生部10からのライトイネーブル信号
WEにより、検出素子分のアドレスが設けられている基準
データメモリ8の同一DA変換チャンネルの検知素子対
応アドレスに同一データが格納される。
【0024】例えば、利得が中心値にあり誤差0ときは
基準信号0Vでデジタル値1.0000を出力するように構成
されたAD変換部の場合には、利得偏差が+0.1 パーセ
ントなら1.0010が、また、−0.1 パーセントで0.9990が
それぞれデジタル基準データとして得られるので、この
基準データで実際のデジタル映像データを割り算するこ
とより、利得偏差を補正することができる。
【0025】次いで、帰線期間が終わって有効走査期間
となり映像データの処理が始まると、二段のマルチプレ
クサ31、4が、メモリアドレス制御部7からの切替制御
信号によって所定のタイミングで切り替わり、各検出素
子(画素)対応のデジタル映像データが、利得ばらつき
補正部9に時分割で順次入力する。
【0026】アドレス制御部7からアドレスに従って、
各画素のタイミングに合わせて画素対応の基準データが
基準データメモリ8から読み出され、利得ばらつき補正
部9はこの基準データで映像データをデジタル的に除算
する。これにより、アナログ処理系の利得偏差に起因し
て実映像データに付加された偏差が、デジタル的に補正
されて、その後のデジタル処理部に出力される。
【0027】以上の実施例では、利得ばらつき補正部で
基準データの逆数を求める場合について述べたが、基準
データ取込み時に逆数ROMを介してて逆数に変換され
た補正データを書込み、補正時には基準データメモリの
読出値を映像データに乗算して補正するようにしてもよ
い。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
映像アナログ信号を複数チャンネルで並列にAD変換処
理する赤外線撮像装置において、各チャンネルのアナロ
グ系の利得誤差に基づく画像データのコントラスト変化
を、TVフールド毎に検出して自動的に補正するので、
面倒な利得調整が不要となりさらに高安定、高精度の赤
外線画像を表示させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の赤外線撮像装置のブロック構成図
【図2】 従来の赤外線撮像装置の構成図
【符号の説明】
1…多素子検知器(一次元多素子赤外線検知素子アレ
イ)、2…増幅器、3…AD変換部、31…アナログマル
チプレクサ、32…利得切替増幅器、33…A/D変換器、
4…デジタルマルチプレクサ、5…デジタル信号処理
部、6…フレームメモリ、7…メモリアドレス制御部、
8…基準データメモリ、9…利得ばらつき補正部、10…
タイミング発生部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学走査系で走査されたライン状の赤外
    線が入射してそれぞれがアナログ映像データを出力する
    一次元配列されたN個の検知素子からなる一次元多素子
    赤外線検知素子アレイ(1) と、 前記Nチャンネルのアナログ映像データが入力し、該入
    力を順次切替えて時分割多重化しNの整数分の1のチャ
    ンネル数Mのアナログ映像データを出力するアナログマ
    ルチプレクサ(31)と、 該チャンネル毎に設けられ、前記アナログマルチプレク
    サからのアナログ映像データを並列処理により増幅・A
    D変換してデジタル映像データを出力する複数のAD変
    換部(3)と、 該AD変換部(3)からのデジタル映像データを順次切
    替えて1系列のデジタル映像データに時分割多重化する
    デジタルマルチプレクサ(4)と、 該1系統のデジタル映像データに対してデジタル信号処
    理を行って、フレームメモリへ出力するデジタル信号処
    理部(5)とを備えた赤外線撮像装置において、 毎TVフィールドの無効走査期間内に、同一基準信号を
    各AD変換部に通して、そのデジタル出力から各チャン
    ネルの利得偏差を補正する補正値を求めて基準データメ
    モリ(8)に格納し、有効走査時にアナログ映像データ
    に前記AD変換部(3)のチャネル間利得偏差により付
    加されるデータ誤差を、該補正値を用いてデジタル処理
    により補正するようにしたことを特徴とする赤外線撮像
    装置。
JP3322197A 1991-12-06 1991-12-06 赤外線撮像装置 Pending JPH05161068A (ja)

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JP3322197A JPH05161068A (ja) 1991-12-06 1991-12-06 赤外線撮像装置

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JP3322197A JPH05161068A (ja) 1991-12-06 1991-12-06 赤外線撮像装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013210229A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Hitachi High-Technologies Corp 検査装置及び撮像素子
JP2018524610A (ja) * 2015-06-29 2018-08-30 ライカン テクノロジー カンパニー リミテッド (スー チョウ) 検出器信号読出チャンネル多重化方法
WO2022122929A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-16 Sony Semiconductor Solutions Corporation Pixel circuit and solid-state imaging device

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990803