JPH1023335A - 赤外線撮像装置 - Google Patents
赤外線撮像装置Info
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- JPH1023335A JPH1023335A JP8176329A JP17632996A JPH1023335A JP H1023335 A JPH1023335 A JP H1023335A JP 8176329 A JP8176329 A JP 8176329A JP 17632996 A JP17632996 A JP 17632996A JP H1023335 A JPH1023335 A JP H1023335A
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- infrared
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 映像輝度レベルの不均一性を有効に補正する
こと。 【解決手段】 ボロメータから構成された赤外線検出素
子からなる複数の画素を２次元的に配置してなる赤外線
ＦＰＡ１と、この赤外線ＦＰＡ１の各画素を走査すると
共に当該画像信号の雑音を補正する赤外線ＦＰＡ駆動制
御手段１５とを備えた赤外線撮像装置において、赤外線
ＦＰＡが、画素を赤外線に対して遮蔽されたＯＢ画素子
と、赤外線に対して遮蔽されない有効画素とを備えてい
る。しかも、赤外線ＦＰＡ駆動制御手段１５が、各ＯＢ
画素の出力に基づいて当該各ＯＢ画素出力のムラ量を測
定するムラ量測定部１０と、このムラ量測定部１０によ
って測定されたムラ量に基づいて各画素信号に対する補
正量を算出する補正量算出部１１と、この補正量算出部
１１によって算出された補正量に基づいて有効画素の出
力レベルを補正する有効画素出力補正部１３とを備え
た。
こと。 【解決手段】 ボロメータから構成された赤外線検出素
子からなる複数の画素を２次元的に配置してなる赤外線
ＦＰＡ１と、この赤外線ＦＰＡ１の各画素を走査すると
共に当該画像信号の雑音を補正する赤外線ＦＰＡ駆動制
御手段１５とを備えた赤外線撮像装置において、赤外線
ＦＰＡが、画素を赤外線に対して遮蔽されたＯＢ画素子
と、赤外線に対して遮蔽されない有効画素とを備えてい
る。しかも、赤外線ＦＰＡ駆動制御手段１５が、各ＯＢ
画素の出力に基づいて当該各ＯＢ画素出力のムラ量を測
定するムラ量測定部１０と、このムラ量測定部１０によ
って測定されたムラ量に基づいて各画素信号に対する補
正量を算出する補正量算出部１１と、この補正量算出部
１１によって算出された補正量に基づいて有効画素の出
力レベルを補正する有効画素出力補正部１３とを備え
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線撮像装置に
おいて、映像輝度レベルの不均一性を補正する方法に関
し、特に温度ドリフトに基づく映像輝度レベルの不均一
性を補正する赤外線撮像装置に関するものである。
おいて、映像輝度レベルの不均一性を補正する方法に関
し、特に温度ドリフトに基づく映像輝度レベルの不均一
性を補正する赤外線撮像装置に関するものである。
【０００２】赤外線撮像装置は、物体からの赤外線の輻
射強度を２次元的に検出することによって、物体の表面
温度の分布を画面上に表現する等の目的に用いられるも
のである。
射強度を２次元的に検出することによって、物体の表面
温度の分布を画面上に表現する等の目的に用いられるも
のである。
【０００３】赤外線撮像装置においては、周囲温度が変
動しても、映像輝度レベルにムラを生じないようにする
ことが必要である。
動しても、映像輝度レベルにムラを生じないようにする
ことが必要である。
【０００４】
【従来の技術】一般に、感熱素子としてボロメータを使
用した、熱型の赤外線ＦＰＡ（FocalPlane Array ）を
利用した赤外線撮像装置においては、周囲温度の変化に
よって、映像輝度レベルの不均一な変動が発生し、画像
上に不自然な模様（以下ムラと呼ぶ）が現れて、画質劣
化の原因となっている。
用した、熱型の赤外線ＦＰＡ（FocalPlane Array ）を
利用した赤外線撮像装置においては、周囲温度の変化に
よって、映像輝度レベルの不均一な変動が発生し、画像
上に不自然な模様（以下ムラと呼ぶ）が現れて、画質劣
化の原因となっている。
【０００５】これは、多数の画素を持つ赤外線ＦＰＡに
おいては、画素間の感度ばらつきや、ボロメータ抵抗の
ばらつきが存在することを避けられない。そのため、従
来の赤外線撮像装置においては、これらのばらつきを補
正するための回路を有しているが、温度変化によって補
正が適正でなくなり、そのために上述のようなムラが発
生していた。
おいては、画素間の感度ばらつきや、ボロメータ抵抗の
ばらつきが存在することを避けられない。そのため、従
来の赤外線撮像装置においては、これらのばらつきを補
正するための回路を有しているが、温度変化によって補
正が適正でなくなり、そのために上述のようなムラが発
生していた。
【０００６】従来、この種の赤外線撮像装置の不均一性
補正方法は、例えばUS PATENT ４７５２６９４号公報に
示されるように、ボロメータ抵抗のばらつきによる映像
輝度レベルの不均一性を補正する目的で用いられてい
る。
補正方法は、例えばUS PATENT ４７５２６９４号公報に
示されるように、ボロメータ抵抗のばらつきによる映像
輝度レベルの不均一性を補正する目的で用いられてい
る。
【０００７】図４は、従来の赤外線撮像装置の不均一性
補正方法の一例を示すブロック図である。図中におい
て、ボロメータからなる赤外線検知素子４０８は、２次
元的に配置されている。電子スイッチ４０６、４０７
は、ボロメータを選択するための、ＦＥＴからなるスイ
ッチである。スイッチ４０４、４０５は、例えば機械的
なスイッチであって、それぞれ、電子スイッチ４０６、
４０７を駆動するために設けられている。補正電圧発生
部４０３は、メモリＭＥＭ，ＤＡコンバータＤＡＣ，サ
ンプルホールドＳ＆Ｈからなり、補正電圧ＶH を発生す
る。シーケンサ４０１は、タイミングパルスを発生す
る。プリアンプ４０２は、信号の読み出しと増幅とを行
う。
補正方法の一例を示すブロック図である。図中におい
て、ボロメータからなる赤外線検知素子４０８は、２次
元的に配置されている。電子スイッチ４０６、４０７
は、ボロメータを選択するための、ＦＥＴからなるスイ
ッチである。スイッチ４０４、４０５は、例えば機械的
なスイッチであって、それぞれ、電子スイッチ４０６、
４０７を駆動するために設けられている。補正電圧発生
部４０３は、メモリＭＥＭ，ＤＡコンバータＤＡＣ，サ
ンプルホールドＳ＆Ｈからなり、補正電圧ＶH を発生す
る。シーケンサ４０１は、タイミングパルスを発生す
る。プリアンプ４０２は、信号の読み出しと増幅とを行
う。
【０００８】次に、図４に示された従来例の動作を説明
する。ボロメータ４０８は、赤外線の入射による温度変
化によって、その抵抗値を変化させる材料からなってい
る。ボロメータ４０８にバイアス電圧Ｖbiasを与え、流
れ出る電流を、プリアンプ４０２で読み出して増幅す
る。ボロメータの選択は、電子スイッチ４０６、４０７
で行う。４０７は単なる電子スイッチであるが、４０６
はスイッチであると同時に可変抵抗器としても働き、ボ
ロメータ抵抗値のばらつきを補填する。
する。ボロメータ４０８は、赤外線の入射による温度変
化によって、その抵抗値を変化させる材料からなってい
る。ボロメータ４０８にバイアス電圧Ｖbiasを与え、流
れ出る電流を、プリアンプ４０２で読み出して増幅す
る。ボロメータの選択は、電子スイッチ４０６、４０７
で行う。４０７は単なる電子スイッチであるが、４０６
はスイッチであると同時に可変抵抗器としても働き、ボ
ロメータ抵抗値のばらつきを補填する。
【０００９】電子スイッチ４０６の抵抗値は、ＭＥＭ，
ＤＡＣおよびＳ＆Ｈからなる補正電圧発生部４０３で発
生させた補正電圧ＶH を、それぞれのＦＥＴのゲートに
印加することによって、ある範囲内で自由に選ぶことが
できる。各々のボロメータに対して、最適な補正電圧を
発生させるためのデータが、補正電圧発生部４０３のＭ
ＥＭに書き込まれている。シーケンサ４０１は、各部が
適切なタイミングで動作するような、タイミングパルス
を発生する。
ＤＡＣおよびＳ＆Ｈからなる補正電圧発生部４０３で発
生させた補正電圧ＶH を、それぞれのＦＥＴのゲートに
印加することによって、ある範囲内で自由に選ぶことが
できる。各々のボロメータに対して、最適な補正電圧を
発生させるためのデータが、補正電圧発生部４０３のＭ
ＥＭに書き込まれている。シーケンサ４０１は、各部が
適切なタイミングで動作するような、タイミングパルス
を発生する。
【００１０】また、特開平５−２６４３４８号公報にお
いては、検知素子ごとの感度ばらつきを２次関数近似に
よって補正する方法が開示されている。さらに、特開昭
５６−１３７７７５号公報においては、走査型の撮像装
置において、異なる２つの入射出力を発生するスリット
を内蔵して、この信号から検出器感度の２点補正を行う
方法が記載されている。
いては、検知素子ごとの感度ばらつきを２次関数近似に
よって補正する方法が開示されている。さらに、特開昭
５６−１３７７７５号公報においては、走査型の撮像装
置において、異なる２つの入射出力を発生するスリット
を内蔵して、この信号から検出器感度の２点補正を行う
方法が記載されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述したUS PATENT ４
７５２６９４号公報に示された従来技術における、第１
の問題点は、周囲温度の変動に弱いということである。
すなわち、周囲温度の変動により、ボロメータに流れる
電流が変化するが、この変化は、赤外線信号の変化ある
いはノイズと区別することができず、映像上に不均一な
輝度レベルのムラを生むことになる。
７５２６９４号公報に示された従来技術における、第１
の問題点は、周囲温度の変動に弱いということである。
すなわち、周囲温度の変動により、ボロメータに流れる
電流が変化するが、この変化は、赤外線信号の変化ある
いはノイズと区別することができず、映像上に不均一な
輝度レベルのムラを生むことになる。
【００１２】これは、バイアス電圧Ｖbiasと、電子スイ
ッチ４０６, ４０７のオン抵抗と、補正電圧ＶH と、プ
リアンプ４０２のゲインと、後段アンプ（図４には示さ
れていない）のゲイン等はすべて、周囲温度の変動によ
って変化するからである。そしてこの変化は、赤外線信
号の変化あるいはノイズと区別することができないた
め、ボロメータ抵抗値の補正のみでは、補正することが
できない。
ッチ４０６, ４０７のオン抵抗と、補正電圧ＶH と、プ
リアンプ４０２のゲインと、後段アンプ（図４には示さ
れていない）のゲイン等はすべて、周囲温度の変動によ
って変化するからである。そしてこの変化は、赤外線信
号の変化あるいはノイズと区別することができないた
め、ボロメータ抵抗値の補正のみでは、補正することが
できない。
【００１３】また、特開平５−２６４３４８号公報に開
示された技術においては、補正値が固定であって、温度
変化に対応することはできない。さらに、特開昭５６−
１３７７７５号公報に開示された技術は、２スリットを
有する走査型の撮像装置の場合でないと適用できない。
示された技術においては、補正値が固定であって、温度
変化に対応することはできない。さらに、特開昭５６−
１３７７７５号公報に開示された技術は、２スリットを
有する走査型の撮像装置の場合でないと適用できない。
【００１４】
【発明の目的】本発明は、このような従来技術の課題を
解決しようとするものであって、赤外線撮像装置におい
て、周囲温度の変動に対して、映像輝度レベルに対する
補正値を適応的に変化させるようにして、映像輝度レベ
ルの不均一性を有効に補正して、常に鮮明な赤外映像を
得ることができる赤外線撮像装置を提供することを、そ
の目的とする。
解決しようとするものであって、赤外線撮像装置におい
て、周囲温度の変動に対して、映像輝度レベルに対する
補正値を適応的に変化させるようにして、映像輝度レベ
ルの不均一性を有効に補正して、常に鮮明な赤外映像を
得ることができる赤外線撮像装置を提供することを、そ
の目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の赤外線撮像装置
においては、周囲温度の変動による影像輝度レベルのム
ラを検出する手段としてムラ量測定器１０を備えるとと
もに、アンプゲインを制御する手段として、ＡＭＰ３，
電圧制御アンプ５，補正量算出部１１，ＤＡＣ１２を備
えて、映像輝度レベルの不均一性を補正する。
においては、周囲温度の変動による影像輝度レベルのム
ラを検出する手段としてムラ量測定器１０を備えるとと
もに、アンプゲインを制御する手段として、ＡＭＰ３，
電圧制御アンプ５，補正量算出部１１，ＤＡＣ１２を備
えて、映像輝度レベルの不均一性を補正する。
【００１６】ムラ量の検出はリアルタイムで行われ、ム
ラ量がゼロとなるように、アンプゲインがフィードバッ
ク制御される。従って本発明によれば、周囲温度が変動
しても影像輝度レベルに不均一なムラを発生させること
がない。
ラ量がゼロとなるように、アンプゲインがフィードバッ
ク制御される。従って本発明によれば、周囲温度が変動
しても影像輝度レベルに不均一なムラを発生させること
がない。
【００１７】以下、本発明の課題を解決するための具体
的手段を記述する。
的手段を記述する。
【００１８】(1) ボロメータから構成された赤外線検出
素子からなる複数の画素を２次元的に配置してなる赤外
線ＦＰＡ１と、この赤外線ＦＰＡ１の各画素を走査する
と共に当該画像信号の雑音を補正する赤外線ＦＰＡ駆動
制御手段１５とを備えた赤外線撮像装置において、赤外
線ＦＰＡが、画素を赤外線に対して遮蔽されたＯＢ画素
と、赤外線に対して遮蔽されない有効画素とを備えてい
る。しかも、赤外線ＦＰＡ駆動制御手段１５が、各ＯＢ
画素の出力に基づいて当該各ＯＢ画素出力のムラ量を測
定するムラ量測定部１０と、このムラ量測定部１０によ
って測定されたムラ量に基づいて各画素信号に対する補
正量を算出する補正量算出部１１と、この補正量算出部
１１によって算出された補正量に基づいて有効画素の出
力レベルを補正する有効画素出力補正部１３とを備え
た、という構成を採っている。
素子からなる複数の画素を２次元的に配置してなる赤外
線ＦＰＡ１と、この赤外線ＦＰＡ１の各画素を走査する
と共に当該画像信号の雑音を補正する赤外線ＦＰＡ駆動
制御手段１５とを備えた赤外線撮像装置において、赤外
線ＦＰＡが、画素を赤外線に対して遮蔽されたＯＢ画素
と、赤外線に対して遮蔽されない有効画素とを備えてい
る。しかも、赤外線ＦＰＡ駆動制御手段１５が、各ＯＢ
画素の出力に基づいて当該各ＯＢ画素出力のムラ量を測
定するムラ量測定部１０と、このムラ量測定部１０によ
って測定されたムラ量に基づいて各画素信号に対する補
正量を算出する補正量算出部１１と、この補正量算出部
１１によって算出された補正量に基づいて有効画素の出
力レベルを補正する有効画素出力補正部１３とを備え
た、という構成を採っている。
【００１９】(2) (1) の場合に、赤外線ＦＰＡ駆動制御
手段１５が、赤外線ＦＰＡの出力を増幅する電圧制御ア
ンプ５を備え、有効画素出力補正部１３が、補正量算出
部１１によって算出された補正量に基づいて電圧制御ア
ンプ５に利得制御信号を出力する利得制御信号出力機能
を備えた、という構成を採っている。
手段１５が、赤外線ＦＰＡの出力を増幅する電圧制御ア
ンプ５を備え、有効画素出力補正部１３が、補正量算出
部１１によって算出された補正量に基づいて電圧制御ア
ンプ５に利得制御信号を出力する利得制御信号出力機能
を備えた、という構成を採っている。
【００２０】(3) (1) の場合に、赤外線ＦＰＡ駆動制御
手段１５が、赤外線ＦＰＡ１の出力をデジタル信号に変
換するＡＤコンバータ６を備え、有効画素出力補正部１
３が、補正量算出部１１によって算出された補正量に基
づいてＡＤコンバータ６の出力を乗算する乗算機能を備
えた、という構成を採っている。
手段１５が、赤外線ＦＰＡ１の出力をデジタル信号に変
換するＡＤコンバータ６を備え、有効画素出力補正部１
３が、補正量算出部１１によって算出された補正量に基
づいてＡＤコンバータ６の出力を乗算する乗算機能を備
えた、という構成を採っている。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
て、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】図１は、本発明の第１の実施形態を示すブ
ロック図である。赤外線ＦＰＡ（Focal Plane Arrey ）
１は、ボロメータを使った赤外線検出素子（これを画素
と呼ぶ）が２次元的に配置され、さらに画素選択回路と
信号読み出し回路が組み込まれたものである。画素は、
遮蔽版によってボロメータへの赤外線の入射が遮られて
いる画素（これをＯＢ画素と呼ぶ）と、遮蔽されていな
い画素（これを有効画素と呼ぶ）とで構成されている。
ロック図である。赤外線ＦＰＡ（Focal Plane Arrey ）
１は、ボロメータを使った赤外線検出素子（これを画素
と呼ぶ）が２次元的に配置され、さらに画素選択回路と
信号読み出し回路が組み込まれたものである。画素は、
遮蔽版によってボロメータへの赤外線の入射が遮られて
いる画素（これをＯＢ画素と呼ぶ）と、遮蔽されていな
い画素（これを有効画素と呼ぶ）とで構成されている。
【００２３】赤外線ＦＰＡ１から出力された信号は、増
幅器（ＡＭＰ）２で増幅される。ボロメータ抵抗値はば
らつくのて、これをオフセットで補正する。ボロメータ
抵抗値のばらつきによる信号レベルの差異を、固定パタ
ーン雑音（ＦＰＮ: Fixed Patern Noise）と呼び、この
補正をＦＰＮ補正と呼ぶ。ＦＰＮ補正のために、赤外線
信号と補正信号とを加算するための加算器４と、各赤外
線検出素子ごとに補正信号を発生させるメモリ７と、Ｆ
ＰＮ用ディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）８と、増幅
器（ＡＭＰ）９とが設けられている。
幅器（ＡＭＰ）２で増幅される。ボロメータ抵抗値はば
らつくのて、これをオフセットで補正する。ボロメータ
抵抗値のばらつきによる信号レベルの差異を、固定パタ
ーン雑音（ＦＰＮ: Fixed Patern Noise）と呼び、この
補正をＦＰＮ補正と呼ぶ。ＦＰＮ補正のために、赤外線
信号と補正信号とを加算するための加算器４と、各赤外
線検出素子ごとに補正信号を発生させるメモリ７と、Ｆ
ＰＮ用ディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）８と、増幅
器（ＡＭＰ）９とが設けられている。
【００２４】補正後の信号は、電圧制御アンプ（ＶＣ
Ａ）５に入力される。ＶＣＡ５は、増幅器（ＡＭＰ）３
からの制御電圧によって、ゲインが変化する。ＶＣＡ５
の出力は、アナログディジタル変換器（ＡＤＣ）６によ
って、デジタル値に変換される。ムラ量測定器１０は、
ＯＢ画素の信号からムラ量を測定する。補正量算出部１
１は、所定の制御ロジックに従って、ムラ量をゼロにす
るデジタル制御信号を生成する。
Ａ）５に入力される。ＶＣＡ５は、増幅器（ＡＭＰ）３
からの制御電圧によって、ゲインが変化する。ＶＣＡ５
の出力は、アナログディジタル変換器（ＡＤＣ）６によ
って、デジタル値に変換される。ムラ量測定器１０は、
ＯＢ画素の信号からムラ量を測定する。補正量算出部１
１は、所定の制御ロジックに従って、ムラ量をゼロにす
るデジタル制御信号を生成する。
【００２５】補正量算出部１１からのデジタル制御信号
は、ディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１２でアナロ
グ信号に変換され、ＡＭＰ３でレベルを整えられて、Ｖ
ＣＡ５に入力される。図１に示す例では、このＤＡＣ１
２とＡＭＰ３とにより、有効画素出力補正部１３を構成
する。
は、ディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１２でアナロ
グ信号に変換され、ＡＭＰ３でレベルを整えられて、Ｖ
ＣＡ５に入力される。図１に示す例では、このＤＡＣ１
２とＡＭＰ３とにより、有効画素出力補正部１３を構成
する。
【００２６】次に、図１のブロック図に示された実施形
態の動作について、図を参照して説明する。
態の動作について、図を参照して説明する。
【００２７】図２は、本発明の赤外線撮像装置における
映像輝度レベルの不均一性の補償方法を説明するもので
あって、（Ａ） はボロメータ抵抗ばらつきの説明図、
（Ｂ）は温度変動に基づくムラの説明図である。
映像輝度レベルの不均一性の補償方法を説明するもので
あって、（Ａ） はボロメータ抵抗ばらつきの説明図、
（Ｂ）は温度変動に基づくムラの説明図である。
【００２８】赤外線ＦＰＡ１からの出力信号は、ＡＭＰ
２で増幅される。この信号を１次元モデルで示したもの
が、図２（Ａ） である。図２（Ａ） では、ＯＢ画素を
４画素（ＯＢ１〜ＯＢ４）、有効画素を８画素（Ｐ１〜
Ｐ８）としている。縦軸は信号レベルである。ただし、
ボロメータ抵抗の電圧降下成分がほとんどで、赤外線の
入射による正味の信号分は全体の１万分の１以下であ
る。ボロメータ抵抗値のばらつきによって、信号レベル
はこのようにまちまちになる。上部の信号レベル差を、
ＦＰＮと呼ぶ。この差を埋めるように、画素毎にオフセ
ットを加えることを、ＦＰＮ補正と呼んでいる。
２で増幅される。この信号を１次元モデルで示したもの
が、図２（Ａ） である。図２（Ａ） では、ＯＢ画素を
４画素（ＯＢ１〜ＯＢ４）、有効画素を８画素（Ｐ１〜
Ｐ８）としている。縦軸は信号レベルである。ただし、
ボロメータ抵抗の電圧降下成分がほとんどで、赤外線の
入射による正味の信号分は全体の１万分の１以下であ
る。ボロメータ抵抗値のばらつきによって、信号レベル
はこのようにまちまちになる。上部の信号レベル差を、
ＦＰＮと呼ぶ。この差を埋めるように、画素毎にオフセ
ットを加えることを、ＦＰＮ補正と呼んでいる。
【００２９】オフセット補正が正しく行われると、例え
ば同図の破線のように、信号レベルが一定に揃えられ
る。加算器４，メモリ７，ＦＰＮ用ＤＡＣ８，ＡＭＰ２
は、このために設けられている。画素毎のオフセットデ
ータはメモリ７に書き込まれており、メモリ７のディジ
タル値をＦＰＮ用ＤＡＣ８でアナログ信号に変換し、Ａ
ＭＰ２で振幅を微調整して補正信号を作成して、加算器
４でＡＭＰ１からの出力信号に加算することによって、
ＦＰＮ補正を行う。
ば同図の破線のように、信号レベルが一定に揃えられ
る。加算器４，メモリ７，ＦＰＮ用ＤＡＣ８，ＡＭＰ２
は、このために設けられている。画素毎のオフセットデ
ータはメモリ７に書き込まれており、メモリ７のディジ
タル値をＦＰＮ用ＤＡＣ８でアナログ信号に変換し、Ａ
ＭＰ２で振幅を微調整して補正信号を作成して、加算器
４でＡＭＰ１からの出力信号に加算することによって、
ＦＰＮ補正を行う。
【００３０】ＦＰＮ補正後の信号は、ＶＣＡ５を通り、
ＡＤＣ６でデジタル値に変換される。その後は、走査変
換等の処理（図１には記されていない）の後、テレビ
（ＴＶ）モニタに映し出されるのが一般的である。
ＡＤＣ６でデジタル値に変換される。その後は、走査変
換等の処理（図１には記されていない）の後、テレビ
（ＴＶ）モニタに映し出されるのが一般的である。
【００３１】次に、周囲温度が変化した場合を考える。
赤外線ＦＰＡ１，ＡＭＰ２，加算器４，ＦＰＮ用ＤＡＣ
８，ＡＭＰ９，ＶＣＡ５，ＡＤＣ６は、いずれも周囲温
度によって特性が変化する。しかし、その変化は多くの
場合、オフセットの変化と、ゲインの変化とに分解でき
る。オフセットの変化は、図２（Ａ） の波線が上下に
移動するだけであって、問題にはならない。
赤外線ＦＰＡ１，ＡＭＰ２，加算器４，ＦＰＮ用ＤＡＣ
８，ＡＭＰ９，ＶＣＡ５，ＡＤＣ６は、いずれも周囲温
度によって特性が変化する。しかし、その変化は多くの
場合、オフセットの変化と、ゲインの変化とに分解でき
る。オフセットの変化は、図２（Ａ） の波線が上下に
移動するだけであって、問題にはならない。
【００３２】一方、ゲインの変化は、ボロメータ抵抗値
のばらつきに比例した誤差（これをムラと呼ぶ）を発生
させる。図２（Ｂ） において斜線部は、ムラを示して
いる。ゲインの変化量は、ＯＢ画素でも有効画素でも同
じであるから、ＯＢ画素のムラから、ゲインの変化量が
測定できれば、ゲインの変化を打ち消すような、補正を
行うことができる。
のばらつきに比例した誤差（これをムラと呼ぶ）を発生
させる。図２（Ｂ） において斜線部は、ムラを示して
いる。ゲインの変化量は、ＯＢ画素でも有効画素でも同
じであるから、ＯＢ画素のムラから、ゲインの変化量が
測定できれば、ゲインの変化を打ち消すような、補正を
行うことができる。
【００３３】ムラ量測定器１０は、ＯＢ画素のムラか
ら、ゲイン変化量に比例した量（これをムラ量と呼ぶ）
を測定する。これは例えば、ムラの絶対平均値, ２乗平
均値あるいは実効値を求めることによって実現できる。
補正量算出部１１は、フィー、ドバッグ制御理論に基づ
いた所定の制御ロジックにより、ムラ量をゼロにするデ
ジタル制御信号を生成する。デジタル制御信号は、ＤＡ
Ｃ１２で、アナログ信号からなる制御電圧に変換され、
ＡＭＰ３でレベルを整えられて、ＶＣＡ５に利得制御信
号として入力されて、そのゲインを制御する。
ら、ゲイン変化量に比例した量（これをムラ量と呼ぶ）
を測定する。これは例えば、ムラの絶対平均値, ２乗平
均値あるいは実効値を求めることによって実現できる。
補正量算出部１１は、フィー、ドバッグ制御理論に基づ
いた所定の制御ロジックにより、ムラ量をゼロにするデ
ジタル制御信号を生成する。デジタル制御信号は、ＤＡ
Ｃ１２で、アナログ信号からなる制御電圧に変換され、
ＡＭＰ３でレベルを整えられて、ＶＣＡ５に利得制御信
号として入力されて、そのゲインを制御する。
【００３４】上述したように本発明の第１の実施形態で
は、制御信号がＶＣＡ５に入力されており、ゲインの補
正がアナログ的に行われているので、ダイナミックレン
ジの広い範囲にわたって、精度よくムラ量の低減を実現
することができる。
は、制御信号がＶＣＡ５に入力されており、ゲインの補
正がアナログ的に行われているので、ダイナミックレン
ジの広い範囲にわたって、精度よくムラ量の低減を実現
することができる。
【００３５】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
て、図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】図３は、本発明の第２の実施形態を示すブ
ロック図であって、図１の場合と同じものを同じ番号で
示している。図３を参照すると、ＡＤＣ６の後に乗算器
（ＭＰＹ）３０２が設けられている。ＭＰＹ３０２はデ
ジタル乗算器であって、ＡＤＣ６の出力データと、デジ
タル制御信号との乗算を行う。つまりＭＰＹ３０２が、
図１のＶＣＡ５に代わる働きをしているのである。従っ
て、図３に示す例では、ＭＰＹ３０２が有効画素補正部
１３として機能する。
ロック図であって、図１の場合と同じものを同じ番号で
示している。図３を参照すると、ＡＤＣ６の後に乗算器
（ＭＰＹ）３０２が設けられている。ＭＰＹ３０２はデ
ジタル乗算器であって、ＡＤＣ６の出力データと、デジ
タル制御信号との乗算を行う。つまりＭＰＹ３０２が、
図１のＶＣＡ５に代わる働きをしているのである。従っ
て、図３に示す例では、ＭＰＹ３０２が有効画素補正部
１３として機能する。
【００３７】本発明の第２の実施形態によれば、第１の
実施形態の場合と比較して、ＭＰＹ３０２が必要になる
代わりに、アナログのＡＭＰ３，ＶＣＡ５，ＤＡＣ１２
が不要になるので、装置を小型、低価格化できる。しか
し、ゲイン補正処理をすべてデジタル的に行うために、
補正可能な範囲および精度に制限が付いてしまう。
実施形態の場合と比較して、ＭＰＹ３０２が必要になる
代わりに、アナログのＡＭＰ３，ＶＣＡ５，ＤＡＣ１２
が不要になるので、装置を小型、低価格化できる。しか
し、ゲイン補正処理をすべてデジタル的に行うために、
補正可能な範囲および精度に制限が付いてしまう。
【００３８】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、遮蔽されたＯＢ画素から周囲温度
の変動によるムラの発生を検出して、これによって有効
画素のムラを補正するため、周囲温度が変動しても、映
像輝度レベルに不均一なムラを発生させることがなく、
常に鮮明な赤外画像を出力することができ、このため、
周囲温度の変動に強くノイズのない良好な画像を出力す
ることができる従来にない優れた赤外線撮像装置を提供
することができる。
ので、これによると、遮蔽されたＯＢ画素から周囲温度
の変動によるムラの発生を検出して、これによって有効
画素のムラを補正するため、周囲温度が変動しても、映
像輝度レベルに不均一なムラを発生させることがなく、
常に鮮明な赤外画像を出力することができ、このため、
周囲温度の変動に強くノイズのない良好な画像を出力す
ることができる従来にない優れた赤外線撮像装置を提供
することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の赤外線撮像装置における映像輝度レベ
ルの不均一性の補償方法を説明する図であって、図２
（Ａ）はボロメータ抵抗ばらつきの説明図、図２（Ｂ）
は温度変動によるムラの説明図である。
ルの不均一性の補償方法を説明する図であって、図２
（Ａ）はボロメータ抵抗ばらつきの説明図、図２（Ｂ）
は温度変動によるムラの説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】従来の赤外線撮像装置の不均一性補正方法の一
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
１ 赤外線ＦＰＡ ２ ＡＭＰ ３ ＡＭＰ ４ 加算器 ５ ＶＣＡ ６ ＡＤＣ ７ メモリ ８ ＦＰＮ用ＤＡＣ ９ ＡＭＰ １０ ムラ量測定器 １１ 補正量算出部 １２ ＤＡＣ ３０１ ＡＭＰ ３０２ ＭＰＹ
Claims (3)
- 【請求項１】 ボロメータから構成された赤外線検出素
子からなる複数の画素を２次元的に配置してなる赤外線
ＦＰＡと、この赤外線ＦＰＡの各画素を走査すると共に
当該画像信号の雑音を補正する赤外線ＦＰＡ駆動制御手
段とを備えた赤外線撮像装置において、 前記赤外線ＦＰＡが、前記画素を赤外線に対して遮蔽さ
れたＯＢ画素と、赤外線に対して遮蔽されない有効画素
とを備え、 前記赤外線ＦＰＡ駆動制御手段が、前記各ＯＢ画素の出
力に基づいて当該各ＯＢ画素出力のムラ量を測定するム
ラ量測定部と、このムラ量測定部によって測定されたム
ラ量に基づいて前記各画素信号に対する補正量を算出す
る補正量算出部と、この補正量算出部によって算出され
た補正量に基づいて前記有効画素の出力レベルを補正す
る有効画素出力補正部とを備えたことを特徴とする赤外
線撮像装置。 - 【請求項２】 前記赤外線ＦＰＡ駆動制御手段が、前記
赤外線ＦＰＡの出力を増幅する電圧制御アンプを備え、 前記有効画素出力補正部が、前記補正量算出部によって
算出された補正量に基づいて前記電圧制御アンプに利得
制御信号を出力する利得制御信号出力機能を備えたこと
を特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装置。 - 【請求項３】 前記赤外線ＦＰＡ駆動制御手段が、前記
赤外線ＦＰＡの出力をデジタル信号に変換するＡＤコン
バータを備え、 前記有効画素出力補正部が、前記補正量算出部によって
算出された補正量に基づいて前記ＡＤコンバータの出力
を乗算する乗算機能を備えたことを特徴とする請求項１
記載の赤外線撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8176329A JPH1023335A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 赤外線撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8176329A JPH1023335A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 赤外線撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1023335A true JPH1023335A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=16011695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8176329A Pending JPH1023335A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 赤外線撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1023335A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6188069B1 (en) | 1997-12-03 | 2001-02-13 | Nec Corporation | Solid-state image sensing device with image pick-up bolometers for noise containing image signal and reference bolometers for estimating noise and read-out circuit for producing noise-free image signal |
| JP2001174329A (ja) * | 1999-12-16 | 2001-06-29 | Nec Network Sensa Kk | 抵抗変化型赤外線センサ素子の温度補正方法と温度補正手段を具備した抵抗変化型赤外線センサ並びに撮像装置 |
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| JP2006287914A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-10-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置および画像入力装置、ならびにその画像補正方法 |
| US7554065B2 (en) | 2007-01-31 | 2009-06-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Illuminance sensor determining the duty ratio of a PWM signal based on a digital output of an A/D converter and light control apparatus |
| JP2010130285A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Mitsubishi Electric Corp | 赤外線撮像装置 |
| WO2011013197A1 (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-03 | 株式会社 東芝 | 赤外線撮像装置 |
| JP2012078159A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 赤外線センサ信号の補正方法及び温度測定方法並びに温度測定装置 |
| WO2016185700A1 (ja) * | 2015-05-21 | 2016-11-24 | 富士フイルム株式会社 | 赤外線撮像装置および赤外線撮像装置による信号補正方法 |
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| CN107615017A (zh) * | 2015-05-21 | 2018-01-19 | 富士胶片株式会社 | 红外线摄像装置及固定模式干扰数据的更新方法 |
-
1996
- 1996-07-05 JP JP8176329A patent/JPH1023335A/ja active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990406 |