JPH09214839A - 撮像装置及びその補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像装置に関し、運用中に新たに欠陥を生じ
た受光素子の出力と予備の受光素子の出力とを切り換え
ること、及び、撮像信号をアナログ・デジタル変換する
Ａ／Ｄ変換器の個数を減らす。 【解決手段】 撮像素子１１と、その受光素子に入射す
る光を定期的に遮るチョッパー１２と、光を遮った各受
光素子の出力をアナログ・デジタル変換するＡ／Ｄ変換
器１４，１５と、Ａ／Ｄ変換器１４，１５の出力から受
光素子の雑音信号の大きさを求め、各受光素子の雑音信
号の大きさと予め設定された雑音信号の基準値とを比較
して雑音が多い受光素子を検出する雑音値演算回路１６
と、受光素子の選択情報を格納した記憶回路１７の内容
を書き換える制御回路１８と、当該装置の撮像時に記憶
回路１７の出力情報に応じて受光素子を選択する画素選
択回路２０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置及びその
補正方法に関するものであり、更に詳しく言えば、撮像
素子に予備の受光素子を配置し運用中に生じた欠陥を救
済可能にした赤外線撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両、航空機及び船舶等の前方監
視装置や進入監視装置に赤外線撮像装置が応用されてい
る。赤外線撮像装置は、ｍ個の赤外線受光素子を複数の
列に配置し、これら受光素子から成る撮像素子に被写体
からの光を走査することにより、二次元の画像信号を得
るものである。受光素子は運用中の使用環境の変化によ
り欠陥を招くことがある。そこで、予備の受光素子を撮
像素子内に配置し、欠陥を生じた受光素子を救済するよ
うな補正方法が考えられている。

【０００３】図６は、従来例に係る赤外線撮像装置の構
成図を示している。図６において、１は撮像素子であ
り、ｍ画素×２列の赤外線受光素子（以下単に受光素子
という）を備えている。２は被写体からの光を撮像素子
１上に走査するスキャナ、３は被写体からの光を撮像素
子１上に結像する集光レンズである。４は受光素子Ａ１
〜Ａｍのｍ画素の撮像信号をアナログ・デジタル変換す
るＡ／Ｄ変換器、５は受光素子Ｂ１〜Ｂｍのｍ画素の撮
像信号をアナログ・デジタル変換するＡ／Ｄ変換器であ
る。６はＡ／Ｄ変換器４とＡ／Ｄ変換器５の出力信号を
所定の出力タイミングに揃える遅延回路、７は受光素子
の選択情報を記憶した記憶回路であり、ＲＯＭ（読出し
専用メモリ）から成る。８は制御回路、９は記憶回路７
の出力情報に応じてＡ／Ｄ変換器４の出力又は遅延回路
６の出力のいずれかを選択し、ｍ画素×１列のデジタル
撮像信号を出力する画素選択回路、１０は画素選択回路
９からのデジタル撮像信号を画像信号に変換し、画像表
示信号を出力する画像生成回路である。

【０００４】次に、赤外線撮像装置の動作を説明する。
まず、被写体からの光がスキャナ２により撮像素子１上
に走査されると、被写体からの光が集光レンズ３により
撮像素子１上に結像される。すると、２本の信号出力線
を持つ撮像素子１は、それぞれｍ画素の分の信号Ａ及び
Ｂを出力する。そして、Ａ／Ｄ変換器４は受光素子Ａ１
〜Ａｍのｍ画素の撮像信号をアナログ・デジタル変換
し、Ａ／Ｄ変換器５は受光素子Ｂ１〜Ｂｍのｍ画素の撮
像信号をアナログ・デジタル変換する。遅延回路６はＡ
／Ｄ変換器５の出力信号を遅延して、Ａ／Ｄ変換器４の
出力信号に出力タイミングに揃え、これら信号を画素選
択回路９に入力する。すると、記憶回路７は予め書き込
まれた受光素子の選択情報を画素選択回路９に出力す
る。これにより、画素選択回路９は、記憶回路７の出力
情報に応じてＡ／Ｄ変換器４の出力又は遅延回路６の出
力のいずれかを選択し、ｍ画素×１列のデジタル撮像信
号を出力する。画素選択回路９からのデジタル撮像信号
は画像生成回路により標準ＴＶ信号等の画像信号に変換
されＴＶモニタ等に出力される。

【０００５】赤外線撮像装置の運用中の動作は前記した
通りであるが、受光素子は温度、環境及び期間等の使用
条件により欠陥を招くことがある。この欠陥は画質を低
下させる原因となる。このような場合、欠陥を生じた受
光素子を検出し、欠陥を生じた受光素子の出力と、予備
の受光素子の出力とを切り換えなくてはならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、欠陥を
生じた受光素子の出力を予備の受光素子の出力に切り換
えるには、受光素子の選択情報を格納した記憶回路７の
ＲＯＭの内容を書き換えなくてはならない。ＲＯＭの書
き換えは、当該装置からＲＯＭを外して専用のＲＯＭラ
イタにより書き換えなくてはならない。

【０００７】例えば、受光素子Ａ１〜Ａｍ，Ｂ１〜Ｂｍ
から信号を読み出す場合であって、受光素子Ａ３、Ｂ３
のうちＢ３を選択していたが、Ｂ３が雑音を増して欠陥
となった場合に、ＲＯＭを「受光素子Ｂ３の出力を選ぶ
順番が来たら、予備の受光素子Ａ３を選びなさい」とい
うような内容に書換えなければならない。従って、当該
装置の運用の中断を余儀無くされたり、ＲＯＭの書換え
のために煩雑な操作を要したりするという問題がある。

【０００８】また、従来例の撮像装置では、ｍ個の受光
素子をｎ列に配置して、予備の受光素子を多く設けよう
とすると、受光素子の出力分のｎ個のＡ／Ｄ変換器が必
要となり、当該装置のコスト高を招いてしまうという問
題がある。本発明は、かかる従来例の課題に鑑み創作さ
れたものであり、運用中に新たに欠陥を生じた受光素子
の出力と予備の受光素子の出力とを切り換えること、及
び、撮像信号をアナログ・デジタル変換するＡ／Ｄ変換
器の個数を減らすことが可能となる撮像装置及びその補
正方法の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の撮像装置
は、その実施の形態を図１に示すように、複数列に配置
した受光素子を備え、被写体を受光素子の列方向に走査
する撮像素子と、前記撮像素子に入射する光を遮る遮光
手段と、前記光を遮った各受光素子の雑音信号の大きさ
を求め、各受光素子の雑音信号の大きさと予め設定され
た雑音信号の基準値とを比較して雑音が多い受光素子を
検出する検出手段と、前記検出手段の検出情報を入力し
前記雑音が多いある列の受光素子の出力を雑音が少ない
別の列の受光素子の出力に切り換える切換え手段とを備
えていることを特徴とする。

【００１０】本発明の第２の撮像装置は、その実施の形
態を図４に示すように、複数列に配置した受光素子を備
え、被写体を受光素子の列方向に走査する撮像素子と、
前記列に配置された受光素子の中で雑音が少ないとする
受光素子の選択情報を予め記憶した記憶回路と、前記記
憶回路からの選択情報に応じて前記雑音が少ないとする
受光素子を選択する第１の選択回路と、前記第１の選択
回路の出力信号をアナログ・デジタル変換するＡ／Ｄ変
換器と、前記受光素子を列方向に走査することによって
生じた前記Ａ／Ｄ変換器の出力の時間差を揃える遅延回
路と、前記記憶回路からの選択情報に応じて前記Ａ／Ｄ
変換器の出力又は前記遅延回路の出力のいずれかを選択
する第２の選択回路とを備えていることを特徴とする。

【００１１】本発明の第３の撮像装置は、その実施の形
態を図５に示すように、複数列に配置した受光素子を備
え、被写体を受光素子の列方向に走査する撮像素子と、
前記受光素子の選択情報を予め記憶した記憶回路と、前
記記憶回路からの選択情報に従って前記雑音が少ないと
する受光素子を選択する第１の選択回路と、前記第１の
選択回路のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器と、前記撮像素子に入射する光を遮る遮光
手段と、前記光を遮った各受光素子の信号変換後の出力
から雑音信号の大きさを求め、各受光素子の雑音信号の
大きさと予め設定された雑音信号の基準値とを比較して
雑音が多い受光素子を検出する検出手段と、前記検出手
段の検出情報を入力し前記雑音が多いある列の受光素子
の出力を雑音が少ない別の列の受光素子の出力に切り換
える切換え手段とを備えていることを特徴とする。

【００１２】本発明の撮像装置の補正方法は、複数の受
光素子を備えた撮像素子に入射する光を定期的に遮り、
前記光を遮った各受光素子の雑音の大きさを求め、前記
受光素子の雑音と、予め設定された雑音の基準値とを比
較して雑音が多い受光素子を検出し、撮像時に、前記雑
音が多い受光素子に代えて雑音が少ない受光素子の撮像
信号を選んで出力することを特徴とし、上記目的を達成
する。

【００１３】本発明の第１の撮像装置の動作を説明す
る。例えば、１時間に１回であるとか、１日に１回とい
うように定期的に遮光手段は撮像素子に入射する光を遮
る。すると、検出手段は、光を遮った各受光素子の雑音
信号の大きさを求め、各受光素子の雑音信号の大きさと
予め設定された雑音信号の基準値とを比較し、雑音が多
い受光素子を検出する。通常、受光素子に欠陥が生じる
と、雑音が多くなる。

【００１４】当該装置の撮像時には、検出手段の検出情
報を入力した切換え手段は、雑音の多いある列の受光素
子の出力を雑音の少ない別の列の受光素子の出力に切り
換えるように動作する。この切り換え動作により、雑音
が多い受光素子に代わって雑音が少ない受光素子の撮像
信号が出力される。このように本発明の第１の撮像装置
では、受光素子への入射光を定期的に遮り、受光素子の
雑音信号の大きさを求めることにより、雑音が多い受光
素子を検出しているので、当該装置の運用中に、受光素
子に欠陥が生じた場合でも、欠陥が生じた受光素子の出
力と雑音が少ない受光素子の出力とを自動的に切り換え
ることができる。従って、雑音が多い受光素子に代わ
り、雑音が少ない受光素子の撮像信号を得ることができ
る（本発明の撮像装置の補正方法）。

【００１５】本発明の第２の撮像装置の動作を説明す
る。まず、記憶回路は予め記憶されている受光素子の選
択情報を第１及び第２の選択回路に出力する。選択情報
は「走査方向の受光素子の中で雑音が少ないとする受光
素子を選びなさい」という内容である。選択情報を入力
した第１の選択回路は、この選択情報に応じて走査方向
の受光素子の中から雑音が少ない受光素子を選び該受光
素子の撮像信号をＡ／Ｄ変換器に出力するので、Ａ／Ｄ
変換器は、第１の選択回路からの撮像信号をアナログ・
デジタル変換する。アナログ・デジタル変換されたデジ
タル撮像信号はＡ／Ｄ変換器から第２の選択回路と遅延
回路とに出力される。また、遅延回路は出力タイミング
を揃えたデジタル撮像信号を第２の選択回路に出力する
ので、第２の選択回路は記憶回路からの選択情報に応じ
て、第１の選択回路と同じようにｎ列の受光素子の中か
ら雑音の少ない受光素子を選ぶようにＡ／Ｄ変換器の出
力又は遅延回路の出力のいずれかに切り換える。これに
より、第２の選択回路から撮像信号が得られる。

【００１６】このように本発明の第２の撮像装置では、
走査方向の受光素子の中から雑音が少ない受光素子を選
ぶための第１の選択回路が設けられているので、第１の
選択回路からの撮像信号をアナログ・デジタル変換する
Ａ／Ｄ変換器が１個で済む。従って、第１の撮像装置で
は受光素子の配列分だけのＡ／Ｄ変換器が必要となる
が、第２の撮像装置では１個で良いので、コスト低減に
寄与する。

【００１７】本発明の第３の撮像装置では、第１の撮像
装置の受光素子の補正機能と第２の撮像装置のＡ／Ｄ変
換器の削減効果とを同時に得ることができる。

【００１８】

【実施の形態】次に、図を参照しながら本発明の実施の
形態について説明をする。図１〜図５は、本発明の実施
の形態に係る撮像装置の説明図を示している。 （１）第１の実施の形態 図１は、本発明の第１の実施の形態に係る赤外線撮像装
置の構成図を示している。図２はその撮像素子の構成図
を示している。本実施例では赤外線撮像装置が定期的に
自己の受光素子の欠陥を検出し、この欠陥検出情報に従
って撮像素子の出力を自動補正するものである。

【００１９】図１において、１１は撮像素子であり、ｍ
×２個の赤外線受光素子（以下単に受光素子という）を
備えている。受光素子は、図２（Ａ）に示すように、行
方向にｍ個を配置し、これを視野走査方向（列方向）に
２列に配置している。図２（Ａ）において、Ａ１〜Ａｍ
は１列目の受光素子であり、Ｂ１〜Ｂｍは２列目の受光
素子である。例えば、２列目を通常使用時の受光素子と
すると、１列目の受光素子は予備になる。１列目を通常
使用時の受光素子とすると、２列目の受光素子は予備に
なる。このように撮像素子１１内に予備の受光素子を配
置しておくと、欠陥を生じた受光素子を救済することが
できる。なお、受光素子は、ＨｇＣｄＴｅ等の化合物半
導体から成る。

【００２０】１２は撮像素子１１に入射する光を遮るチ
ョッパーである。チョッパーは白又は黒の地の基板等を
用いる。基板を白又は黒にすることにより、補正時に受
光素子の輝度を明又は暗に変えることができる。基板の
大きさは撮像素子１１の大きさに応じて作成する。１３
はチョッパーを定期的，例えば、１時間に１回であると
か、１日に１回というように動作させるチョッパー制御
回路である。この制御回路１３はチョッパー１２を撮像
素子１１を覆うように駆動する。これにより、撮像素子
１１に入射する光を遮ることができる。チョッパー１２
及びチョッパー制御回路１３は遮光手段の一例を構成す
るものである。

【００２１】１４は受光素子Ａ１〜Ａｍのｍ画素の撮像
信号をアナログ・デジタル変換してデジタル撮像信号を
出力するＡ／Ｄ変換器である。１５は受光素子Ｂ１〜Ｂ
ｍのｍ画素の撮像信号をアナログ・デジタル変換してデ
ジタル撮像信号を出力するＡ／Ｄ変換器である。１６は
Ａ／Ｄ変換器１４及び１５の出力から各受光素子Ａ１〜
Ａｍ，Ｂ１〜Ｂｍの雑音信号の大きさ（以下雑音値とい
う）値を求める欠陥検出回路である。欠陥検出回路１６
は不図示の演算器と比較器から成る。演算器は、光を遮
った撮像素子１１の各受光素子Ａ１〜Ａｍ，Ｂ１〜Ｂｍ
の出力から雑音値を求め、比較器に出力する。比較器は
各受光素子Ａ１〜Ａｍの雑音値と予め設定された雑音信
号の基準値（以下雑音閾値という）とを比較する。同様
に比較器は各受光素子Ｂ１〜Ｂｍの雑音値と雑音閾値と
を比較する。比較器の出力は２列の受光素子Ａ又はＢの
うち雑音が少ない方（Ｓ／Ｎ比の大きいもの）を選ぶた
めの選択情報となる。欠陥を生じた受光素子の検出は基
準値と比較する方法の他に、ｎ列の受光素子の各々の雑
音信号の大きさを直接比較して一番雑音が少ない受光素
子を選ぶ方法でも良い。

【００２２】１７は比較器からの選択情報を記憶する記
憶回路であり、記憶回路の一例である。記憶回路１７に
は、データの消去及び書換え可能な読出し専用メモリを
用いる。記憶回路１７は、記憶保持動作を持つメモリで
あれば良く、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性半
導体メモリが適している。記憶回路１７には、雑音が少
ない受光素子の画素番号等を格納すると良い。

【００２３】１８は記憶回路１７の内容を書き換える制
御回路であり、制御器の一例であるる。また、制御回路
１８は１時間に１回であるとか、１日に１回というよう
にチョッパー１２を動作させるような命令をチョッパー
制御回路１３に出力する。なお、本実施の形態ではＡ／
Ｄ変換器１４、１５、欠陥検出回路１６、記憶回路１７
及び制御回路１８は検出手段の一例を構成している。

【００２４】また、１９はＡ／Ｄ変換器１４とＡ／Ｄ変
換器１５の出力信号の出力タイミングを揃える遅延回路
である。遅延回路１９は１列分の信号を遅延できるよう
なメモリ（１ライン遅延メモリ）で構成すると良い。タ
イミングを揃える理由は、後述するスキャナの走査時間
の差を無くすためである。２０は、記憶回路１７の出力
情報に応じてＡ／Ｄ変換器１４の出力又は遅延回路１９
の出力のいずれかを選択し、ｍ画素×１列のデジタル撮
像信号を画素生成回路２１に出力する画素選択回路であ
る。画素選択回路２０はデジタルスイッチ等から成る。
デジタルスイッチは増幅率１のアンプから成り、アンプ
へ供給電圧をオン又はオフによってデジタル撮像信号を
通すか否かを決めている。２１はデジタル撮像信号を画
像信号に変換し、画像表示信号を不図示のＴＶモニタに
出力する画像生成回路である。本実施の形態では遅延回
路１９、画素選択回路２０及び画像生成回路２１が切換
え手段を構成している。

【００２５】なお、２２は被写体からの光を撮像素子１
１上に走査（視野方向）するスキャナである。スキャナ
２２による視野走査は図２（Ａ）に示すように、画素Ｂ
から画素Ａへ順に行われるため、走査時間に差が出る。
このスキャナ２２による走査時間の差は先に説明した遅
延回路１９が、画素Ｂの信号を遅延することにより揃え
られる。これによって、撮像対象の同一点を撮像した信
号が得られる。また、２３は被写体からの光を撮像素子
１１上に結像する集光レンズである。

【００２６】次に、図２（Ｂ）及び図３を参照しなが
ら、本発明の第１の実施の形態に係る赤外線撮像装置の
動作を説明する。例えば、撮像素子１１の全ての受光素
子Ａ１〜Ａｍ，Ｂ１〜Ｂｍが正常であったものが、当該
装置の運用中に何らの原因で受光素子Ｂ３に欠陥を生じ
た場合について説明する。まず、チョッパー１２はある
一定期間毎に撮像素子１１に入射する光を遮る。ここ
で、チョッパー制御回路１３は制御回路１８からの命令
によってチョッパー１２を動作させると、各受光素子Ａ
１〜Ａｍ，Ｂ１〜Ｂｍへの光が１時間に１回であると
か、１日に１回というように遮られる。光が遮られると
各受光素子Ａ１〜Ａｍ，Ｂ１〜Ｂｍは均一な輝度の信号
をＡ／Ｄ変換器１４、１５に出力するようになる。チョ
ッパー１２に黒地の基板を使用すると、輝度は最も暗く
なり、これに応じた信号をＡ／Ｄ変換器１４、１５に出
力するようになる。このときの各受光素子Ａ１〜Ａｍ，
Ｂ１〜Ｂｍが全て無欠陥で、１つも欠陥が生じていなけ
れば、これら素子からの出力信号は一定となり、雑音信
号は検出されない。

【００２７】しかし、図２（Ｂ）に示すような撮像素子
１１で使用環境等の原因により、例えば、受光素子Ｂ３
が欠陥を招くと、その出力信号ｅは多くの雑音信号を含
むようになる。光が遮られた受光素子Ａ１〜Ａｍの出力
信号はＡ／Ｄ変換器１４により、アナログ・デジタル変
換され、同様に、受光素子Ｂ１〜Ｂｍの出力信号はＡ／
Ｄ変換器１５によりアナログ・デジタル変換される。各
Ａ／Ｄ変換器１４，１５のデジタル信号が欠陥検出回路
１６に出力されると、欠陥検出回路１６は、光を遮った
ときの各受光素子Ａ１〜Ａｍ，Ｂ１〜Ｂｍの出力から信
号の揺らぎ（雑音値）を計算する。そして、欠陥検出回
路１６は、各受光素子Ａ１〜Ａｍ，Ｂ１〜Ｂｍの雑音値
と予め設定された雑音閾値とを比較する。ここで、受光
素子Ｂ３の雑音値が予め設定した雑音閾値を越えること
が検出されると、欠陥検出回路１６は受光素子Ｂ３が
「欠陥を生じている」ということを識別する。従って、
雑音が多い素子として受光素子Ｂ３の情報を書き直す必
要が生じてくる。

【００２８】この結果、制御回路１８は欠陥検出回路１
６の出力に従って記憶回路１７の内容を書き換えるよう
になる。記憶回路１７の内容は、「受光素子Ａ３又はＢ
３を選ぶ順番が来たら雑音が少ない受光素子Ａ３を選び
なさい」という選択情報である。そして、当該装置の運
用時には、例えば被写体の像（ｍ画素×ｋライン）を取
得すべく、スキャナ２２がｋライン分の視野を走査する
ように動作する。このようなスキャナ２２の動作によっ
て、Ａ／Ｄ変換器１５は図３に示すような期間ｔ１で受
光素子Ｂ１〜Ｂｍの出力信号（以下単に出力Ｂという）
をアナログ・デジタル変換し、該Ａ／Ｄ変換した後のデ
ジタル信号を遅延回路１９に出力する。Ａ／Ｄ変換器１
４は期間ｔ２で受光素子Ａ１〜Ａｍの出力信号（以下単
に出力Ａという）をアナログ・デジタル変換し、該Ａ／
Ｄ変換した後のデジタル信号を画像選択回路２１に出力
する。そして、遅延回路１９は期間ｔ１におけるＡ／Ｄ
変換器１５の出力Ｂを遅延し、期間ｔ２におけるＡ／Ｄ
変換器１４の出力Ａにタイミングを揃えるように信号を
遅延する。

【００２９】これによって出力タイミングが揃えられる
と、画素選択回路２０は記憶回路１７の出力に応じて２
列の受光素子の出力Ａ又はＢから雑音の少ない方を選ん
でｍ画素×１列×ｋラインのデジタル撮像信号を画像生
成回路２１に出力する。このとき、受光素子Ａ３又はＢ
３を選ぶ順番が来ると、記憶回路１７は「雑音が少ない
受光素子Ａ３を選びなさい」という選択情報を画素選択
回路２０に出力する。従って、雑音の多い受光素子Ｂ３
に代わって、雑音が少ない受光素子Ａ３のデジタル撮像
信号が画素選択回路２０によって選択される。この信号
は画像生成回路２１によって画像表示信号に変換され、
この表示信号はＴＶモニタに出力される。これにより、
自動補正された赤外線撮像装置により、鮮明な画像を取
得することができる。

【００３０】このようにして本発明の第１の実施の形態
に係る赤外線撮像装置では、撮像素子１１への入射光を
定期的に遮り、雑音が多い受光素子Ｂ３を検出している
ので、当該装置の運用中に、欠陥が生じた受光素子Ｂ３
の出力と雑音が少ない受光素子Ａ３の出力とを自動的に
切り換えることができる。従って、雑音が少ない受光素
子Ａ３の撮像信号を選んで出力することができる（本発
明の赤外線撮像装置の補正方法）。

【００３１】これにより、当該装置の運用中に、従来例
のように当該装置から撮像素子１１を外して欠陥を検出
したり、ＲＯＭライタ等を介して記憶回路１７の内容を
書換えをしなくても済む。従って、当該装置の補正の煩
わしさが無くなる。 （２）第２の実施の形態 図４は、本発明の第２の実施の形態に係る赤外線撮像装
置の構成図を示している。第２の実施の形態では撮像信
号をアナログ・デジタル変換するＡ／Ｄ変換器を１つに
削減するための工夫をしている。

【００３２】図４において、１１は撮像素子、２６は、
この撮像素子１１の中で雑音が少ないとする受光素子の
選択情報を予め記憶した記憶回路、２４は、この記憶回
路２６からの選択情報に応じて受光素子を選択しｍ画素
×１列の撮像信号を出力するアナログスイッチ等から成
る画素選択回路である。アナログスイッチは電界効果ト
ランジスタやバイポーラトランジスタから成り、ゲート
やベースの電圧を調整することにより、アナログ撮像信
号を通過させるか否かを決めている。

【００３３】２５は、この選択回路２４の出力信号をア
ナログ・デジタル変換するＡ／Ｄ変換器、２８は、この
変換器２５の出力信号を所定の出力タイミングに揃える
遅延回路、２９は、記憶回路２６からの選択情報に応じ
てＡ／Ｄ変換器２５の出力又は遅延回路２８の出力のい
ずれかを選択する画素選択回路、２１は画像生成回路で
ある。なお、画素選択回路２４は第１の選択回路の一例
であり、画素選択回路２９は第２の選択回路の一例であ
る。第１の実施の形態と同じ番号のものは、同じ機能を
有するため、その説明を省略する。

【００３４】次に、本実施の形態に係る赤外線撮像装置
の動作を説明する。この装置は第１の実施の形態のよう
な自動補正機能を有しいないため、予め、従来技術と同
様に受光素子の欠陥を検出し、その情報を記憶回路２６
に記憶しておく。そして、当該装置の運用時に、記憶回
路２６は予め記憶されている受光素子の選択情報を画素
選択回路２４及び２５に出力する。この選択情報は第１
の実施の形態で説明したような２列の受光素子Ａ１〜Ａ
ｍ，Ｂ１〜Ｂｍの中で雑音が少ないとする受光素子を選
ぶ内容である。選択情報を入力した画素選択回路２４
は、この選択情報に応じて２列の受光素子Ａ又はＢの中
から雑音が少ない受光素子を選びｍ画素×１列の撮像信
号をＡ／Ｄ変換器２５に出力する。すると、Ａ／Ｄ変換
器２５は、画素選択回路２４からの撮像信号をアナログ
・デジタル変換する。これによってアナログ・デジタル
変換されたデジタル撮像信号は遅延回路２８を経由する
ものと、それを経由しない画素選択回路２９に直接入力
するものに分かれる。遅延回路２８は図３で説明したよ
うに、２列の受光素子Ａ１〜Ａｍ，Ｂ１〜Ｂｍの出力の
タイミングを揃えるように一方の信号を遅延する。する
と、画素選択回路２９は記憶回路２６からの選択情報に
応じて、２列の受光素子Ａ又はＢの中から雑音の少ない
受光素子を選ぶようにＡ／Ｄ変換器２８の出力又は遅延
回路２９の出力のいずれかを選択する。これにより、画
素選択回路２９からｍ画素×１列の撮像信号が得られ
る。この信号は画像生成回路２１によって画像表示信号
に変換され、この表示信号はＴＶモニタに出力される。

【００３５】このようにして本発明の第２の実施の形態
に係る赤外線撮像装置では、２列の受光素子Ａ又はＢの
中から雑音が少ない受光素子を選ぶための画素選択回路
２４が設けられているので、画素選択回路２４からの撮
像信号をアナログ・デジタル変換するＡ／Ｄ変換器２５
が１個で済む。従って、第１の実施の形態では、２個の
Ａ／Ｄ変換器１４、１５が必要となるが、第２の実施の
形態では、１個で済むので、コスト低減に寄与する。本
実施の形態では、ｍ画素×２列の受光素子の場合につい
て説明したが、ｍ画素×ｎ列の場合にはＡ／Ｄ変換器２
８の設置個数が１／ｎになるので、その削減効果が著し
く上がる。

【００３６】（３）第３の実施の形態 図５は、本発明の第３の実施の形態に係る赤外線撮像装
置の構成図を示している。第３の実施の形態では受光素
子の自動補正化とＡ／Ｄ変換器の削減化とを同時に図っ
たものである。図５において、１１は撮像素子、３４
は、撮像素子１１の受光素子の選択情報を予め記憶した
記憶回路、３１は、この記憶回路３４からの選択情報に
従って受光素子を選択しｍ画素×ｎ列の撮像信号を出力
するアナログスイッチ等から成る画素選択回路、３２
は、この選択回路３１の出力信号をアナログ・デジタル
変換するＡ／Ｄ変換器、１２はチョッパー、１３はチョ
ッパ制御回路１３、３３は、光を遮った各受光素子のＡ
／Ｄ変換後の出力から雑音値を求め、各受光素子の雑音
値と予め設定された雑音閾値とを比較し、列方向の受光
素子の中で雑音が多い受光素子を検出する欠陥検出回
路、３６は、Ａ／Ｄ変換器３２の出力信号を所定の出力
タイミングに揃える遅延回路、３７は、記憶回路３４の
出力に応じて列方向の受光素子の中から雑音が少ない受
光素子を選択しｍ画素×１列のデジタル撮像信号を出力
する画素選択回路、３５は制御回路である。なお、第１
の実施の形態と同じ記号及び同じ名称のものは同じ機能
を有しているので、その説明を省略する。

【００３７】次に、本実施の形態に係る赤外線撮像装置
の動作を説明する。例えば、撮像素子１１の補正時に
は、第１の実施の形態と同様に、１時間に１回であると
か、１日に１回というように定期的にチョッパー１２
は、撮像素子１１に入射する光を遮る。すると、記憶回
路３４は予め記憶されている受光素子の選択情報を画素
選択回路３１に出力する。ここでの選択情報は列方向及
び走査方向に配置された受光素子を順に選択する情報で
ある。選択情報を入力した画素選択回路３１は、この選
択情報に応じて受光素子を順に選択しｍ画素×ｎ列の撮
像信号をＡ／Ｄ変換器３２に出力する。Ａ／Ｄ変換器３
２は、画素選択回路３１からの撮像信号をアナログ・デ
ジタル変換する。これによってアナログ・デジタル変換
されたデジタル撮像信号はＡ／Ｄ変換器３２から画素選
択回路３７と欠陥検出回路３３とに出力される。

【００３８】欠陥検出回路３３は、光を遮った各受光素
子の信号をＡ／Ｄ変換し、その後のＡ／Ｄ変換器３２の
出力情報から雑音値を求め、各受光素子の雑音値と予め
設定された雑音閾値とを比較する。そして、欠陥検出回
路３３は、第１の実施の形態と同様に列方向の受光素子
の中で雑音が多い受光素子を検出する。この結果、制御
回路３５は欠陥検出回路３３の出力に従って記憶回路３
４の内容を書き換えることになる。

【００３９】そして、当該撮像時には、遅延回路３６が
Ａ／Ｄ変換器３２の出力信号の出力タイミングを揃える
ように一方の信号を遅延すると、画素選択回路２１は記
憶回路３４からの選択情報に従って列方向の受光素子の
中から雑音の少ない受光素子を選ぶようにＡ／Ｄ変換器
３２の出力又は遅延回路３６の出力のいずれかを選択す
る。これにより、画素選択回路３７からｍ画素×１列の
デジタル撮像信号が得られる。

【００４０】このようにして本発明の第３の実施の形態
に係る赤外線撮像装置では、撮像素子１１への入射光を
チョッパー１２により定期的に遮り、雑音が多い受光素
子を欠陥検出回路３３により検出しているので、当該装
置の運用中に、欠陥が生じた受光素子の出力と雑音が少
ない受光素子の出力とを自動的に切り換えることができ
る。また、２列の受光素子の中から雑音が少ない受光素
子を選ぶための画素選択回路３１が設けられているの
で、画素選択回路３１からの撮像信号をアナログ・デジ
タル変換するＡ／Ｄ変換器３２が１個で済む。従って、
第３の実施の形態では受光素子の自動補正機能とＡ／Ｄ
変換器の削減効果とを同時に得ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の撮像装置
では、受光素子の雑音の大きさを定期的に求めて雑音が
多い受光素子を検出しているので、当該装置の運用中に
受光素子の雑音が増加して欠陥が生じても、この欠陥を
生じた受光素子の出力と雑音が少ない受光素子の出力と
を自動的に切り換えることができる。従って、ＲＯＭ書
換えなどの煩わしさが無くなる（本発明の撮像装置の補
正方法）。

【００４２】また、本発明の他の撮像装置では、列方向
の受光素子の中から雑音が少ない受光素子を選択する選
択回路が設けられているので、この選択回路からの撮像
信号をアナログ・デジタル変換するためのＡ／Ｄ変換器
が１個で済む。従って、Ａ／Ｄ変換器が少なくなる分、
コスト低減に寄与する。本発明の他の撮像装置では受光
素子の自動補正機能と、Ａ／Ｄ変換器の削減効果とを同
時に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る赤外線撮像装
置の構成図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る撮像素子の構
成図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の撮
像時の動作説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る赤外線撮像装
置の構成図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る赤外線撮像装
置の構成図である。

【図６】従来例に係る赤外線撮像装置の構成図である。

【符号の説明】

１，１１…撮像素子、１２…チョッパー、１３…チョッ
パー制御回路、４，５，１４，１５，２５，３２…Ａ／
Ｄ変換器、１６，３３…欠陥検出回路、７，１７，２
６，３４…記憶回路、８，１８，２７，３５…制御回
路、６，１９，２８，３６…遅延回路、９，２０，２
４，２９，３１，３７…画素選択回路、１０，２１…画
像生成回路、２２…スキャナ、２３…集光レンズ、Ａ１
〜Ａｍ，Ｂ１〜Ｂｍ…受光素子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂地 陽一郎 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 若山 博之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数列に配置した受光素子を備え、被写
   体を受光素子の列方向に走査する撮像素子と、 前記撮像素子に入射する光を遮る遮光手段と、 前記光を遮った各受光素子の雑音信号の大きさを求め、
   各受光素子の雑音信号の大きさと予め設定された雑音信
   号の基準値とを比較して雑音が多い受光素子を検出する
   検出手段と、 前記検出手段の検出情報を入力し前記雑音が多いある列
   の受光素子の出力を雑音が少ない別の列の受光素子の出
   力に切り換える切換え手段とを備えていることを特徴と
   する撮像装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、 前記撮像素子の出力から各受光素子の雑音信号の大きさ
   を求める演算器と、前記演算器からの各受光素子の雑音
   信号の大きさと予め設定された雑音信号の基準値とを比
   較する比較器と、前記比較器から得られた雑音が少ない
   とする受光素子の選択情報を記憶する記憶回路と、前記
   比較器の比較結果に従って前記記憶回路の内容を雑音が
   少ないとする受光素子の選択情報に書き換える制御器と
   を有することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 前記切換え手段は、 前記受光素子を列方向に走査することによって生じた前
   記撮像素子の列間の出力の時間差を揃える遅延回路と、
   前記撮像素子の出力又は遅延回路の出力のいずれかを選
   択する選択回路とを有することを特徴とする請求項１記
   載の撮像装置。
4. 【請求項４】 複数列に配置した受光素子を備え、被写
   体を受光素子の列方向に走査する撮像素子と、 前記撮像素子の中で雑音が少ないとする列の受光素子の
   選択情報を予め記憶した記憶回路と、 前記記憶回路からの選択情報に応じて前記雑音が少ない
   とする受光素子を選択する第１の選択回路と、 前記第１の選択回路のアナログ出力信号をデジタル信号
   に変換するＡ／Ｄ変換器と、 前記受光素子を列方向に走査することによって生じた前
   記Ａ／Ｄ変換器の列間の出力の時間差を揃える遅延回路
   と、 前記記憶回路からの選択情報に応じて前記Ａ／Ｄ変換器
   の出力又は前記遅延回路の出力のいずれかを選択する第
   ２の選択回路とを備えていることを特徴とする撮像装
   置。
5. 【請求項５】 複数列に配置した受光素子を備え、被写
   体を受光素子の列方向に走査する撮像素子と、 前記受光素子の選択情報を予め記憶した記憶回路と、 前記記憶回路からの選択情報に従って前記雑音が少ない
   とする受光素子を選択する第１の選択回路と、 前記第１の選択回路のアナログ出力信号をデジタル信号
   に変換するＡ／Ｄ変換器と、 前記撮像素子に入射する光を遮る遮光手段と、 前記光を遮った各受光素子の信号変換後の出力から雑音
   信号の大きさを求め、各受光素子の雑音信号の大きさと
   予め設定された雑音信号の基準値とを比較して雑音が多
   い受光素子を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出情報を入力し前記雑音が多いある列
   の受光素子の出力を雑音が少ない別の列の受光素子の出
   力に切り換える切換え手段とを備えていることを特徴と
   する撮像装置。
6. 【請求項６】 前記切換え手段は、前記受光素子を列方
   向に走査することによって生じた前記撮像素子の列間の
   出力の時間差を揃える遅延回路と、前記撮像素子の出力
   又は遅延回路の出力のいずれかを選択する第２の選択回
   路とを有することを特徴とする請求項１記載の撮像装
   置。
7. 【請求項７】 被写体からの光を前記受光素子上に走査
   する走査装置と、前記被写体からの光を受光素子上に結
   像するレンズとを設けていることを特徴とする請求項１
   乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 【請求項８】 複数の受光素子を備えた撮像素子に入射
   する光を定期的に遮り、 前記光を遮った各受光素子の雑音の大きさを求め、前記
   受光素子の雑音と、予め設定された雑音の基準値とを比
   較して雑音が多い受光素子を検出し、撮像時に、前記雑
   音が多い受光素子に代えて雑音が少ない受光素子の撮像
   信号を選んで出力することを特徴とする撮像装置の補正
   方法。