JPH10262186A - 赤外線カメラ - Google Patents
赤外線カメラInfo
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- JPH10262186A JPH10262186A JP9066004A JP6600497A JPH10262186A JP H10262186 A JPH10262186 A JP H10262186A JP 9066004 A JP9066004 A JP 9066004A JP 6600497 A JP6600497 A JP 6600497A JP H10262186 A JPH10262186 A JP H10262186A
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 撮像に用いるボロメータアレイの出力を観測
することにより温度センサを用いずにボロメータアレイ
の温度を安定化し、画像の輝度レベルが安定した赤外線
カメラを得る。 【解決手段】 温度安定化回路３０を前置増幅回路１０
と熱電温度安定器５との間に備える。温度安定化回路３
０を画素の読み出し周波数と比較して十分低い遮断周波
数を有するローパスフィルタ３１と、ボロメータアレイ
２の温度の目標値を設定する基準電圧源３２と、ローパ
スフィルタ３１と基準電圧源３２の出力の差を増幅する
差動増幅回路３３と、差動増幅回路３３の出力に応じた
電力を熱電温度安定器５に供給するパワーアンプ３４に
より構成する。ボロメータアレイ２の出力レベルの平均
を前置増幅回路１０の出力端において観測し、熱電温度
安定器５に供給する電力を制御することによりボロメー
タアレイ２の温度を安定化する。
することにより温度センサを用いずにボロメータアレイ
の温度を安定化し、画像の輝度レベルが安定した赤外線
カメラを得る。 【解決手段】 温度安定化回路３０を前置増幅回路１０
と熱電温度安定器５との間に備える。温度安定化回路３
０を画素の読み出し周波数と比較して十分低い遮断周波
数を有するローパスフィルタ３１と、ボロメータアレイ
２の温度の目標値を設定する基準電圧源３２と、ローパ
スフィルタ３１と基準電圧源３２の出力の差を増幅する
差動増幅回路３３と、差動増幅回路３３の出力に応じた
電力を熱電温度安定器５に供給するパワーアンプ３４に
より構成する。ボロメータアレイ２の出力レベルの平均
を前置増幅回路１０の出力端において観測し、熱電温度
安定器５に供給する電力を制御することによりボロメー
タアレイ２の温度を安定化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はボロメータを用い
た赤外線カメラに関するものである。
た赤外線カメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の赤外線カメラのブロック図
である。図中、１は赤外光学系、２は基板３上に形成さ
れ赤外光学系１の結像面に位置したボロメータアレイ、
４は基板３上に位置しボロメータアレイ２に対し熱的に
接触した温度センサ、５は基板３に対し熱的に接触した
熱電温度安定器、６はペルチェ素子５を支持するパッケ
ージ、７は赤外光に対し透明な窓、８はボロメータアレ
イ２にバイアス電圧を供給するバイアス電圧源、９は読
み出しを行なう画素を選択するためのクロックをボロメ
ータアレイ２に供給するドライバ回路、１０はボロメー
タアレイ２の出力を増幅する前置増幅回路、１１は前置
増幅回路１０の出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換回路、１２はＡ／Ｄ変換回路１１の出力を所望のビ
デオ信号に変換して出力する表示処理回路、１３はドラ
イバ回路９、Ａ／Ｄ変換回路１１、表示処理回路１２の
動作タイミングを決めるクロックを生成するタイミング
発生回路、１４は温度センサ４に入力端を接続し熱電温
度安定器５に出力端を接続した温度安定化回路である。
熱電温度安定器５としてはペルチェ素子が一般には広く
用いられている。このような赤外線カメラの基本構成は
例えば特表平７−５０８３８４号公報に示されており周
知のものである。
である。図中、１は赤外光学系、２は基板３上に形成さ
れ赤外光学系１の結像面に位置したボロメータアレイ、
４は基板３上に位置しボロメータアレイ２に対し熱的に
接触した温度センサ、５は基板３に対し熱的に接触した
熱電温度安定器、６はペルチェ素子５を支持するパッケ
ージ、７は赤外光に対し透明な窓、８はボロメータアレ
イ２にバイアス電圧を供給するバイアス電圧源、９は読
み出しを行なう画素を選択するためのクロックをボロメ
ータアレイ２に供給するドライバ回路、１０はボロメー
タアレイ２の出力を増幅する前置増幅回路、１１は前置
増幅回路１０の出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換回路、１２はＡ／Ｄ変換回路１１の出力を所望のビ
デオ信号に変換して出力する表示処理回路、１３はドラ
イバ回路９、Ａ／Ｄ変換回路１１、表示処理回路１２の
動作タイミングを決めるクロックを生成するタイミング
発生回路、１４は温度センサ４に入力端を接続し熱電温
度安定器５に出力端を接続した温度安定化回路である。
熱電温度安定器５としてはペルチェ素子が一般には広く
用いられている。このような赤外線カメラの基本構成は
例えば特表平７−５０８３８４号公報に示されており周
知のものである。
【０００３】図６はボロメータアレイ２の構成を示す図
であり、説明の簡素化のため、２×２画素のものを示し
た。図中１５〜１８はボロメータ、１９〜２２はダイオ
ード、２３〜２６はＦＥＴスイッチ、２７は水平走査回
路、２８は垂直走査回路、２９は負荷抵抗である。後述
のように、ボロメータを用いた赤外線カメラは被写体が
放射する赤外線を吸収することにより生じる温度上昇に
よる抵抗変化を映像化するものである。このため、ボロ
メータ１５〜１８はポリシリコン、酸化バナジウム、チ
タン等、抵抗変化率の大きな材料で形成し、感度の向上
を図っている。また、各ボロメータから周囲への熱コン
ダクタンスを低減し赤外線の吸収による上昇温度を稼ぐ
ため、パッケージ６、窓７は内部を真空状態に維持して
いる。
であり、説明の簡素化のため、２×２画素のものを示し
た。図中１５〜１８はボロメータ、１９〜２２はダイオ
ード、２３〜２６はＦＥＴスイッチ、２７は水平走査回
路、２８は垂直走査回路、２９は負荷抵抗である。後述
のように、ボロメータを用いた赤外線カメラは被写体が
放射する赤外線を吸収することにより生じる温度上昇に
よる抵抗変化を映像化するものである。このため、ボロ
メータ１５〜１８はポリシリコン、酸化バナジウム、チ
タン等、抵抗変化率の大きな材料で形成し、感度の向上
を図っている。また、各ボロメータから周囲への熱コン
ダクタンスを低減し赤外線の吸収による上昇温度を稼ぐ
ため、パッケージ６、窓７は内部を真空状態に維持して
いる。
【０００４】次に動作について説明する。まず温度安定
化回路１４は温度モニタ４の出力を観測しながら熱電温
度安定器５に電力を供給し、基板３の温度を目標温度に
設定する。次にレンズキャップを赤外光学系１の直前に
置く等の行為により、一様な赤外線がボロメータ１５〜
１８へ入射する状態にする。次にタイミング発生回路１
３が生成するタイミングによりドライバ回路９がボロメ
ータアレイ２に読み出しを行なう画素を選択するための
クロックを送る。上記クロックは水平走査回路２７、垂
直走査回路２８に供給され、スイッチ２３〜２６を順次
導通状態にすることによりバイアス電圧源８から供給さ
れるバイアス電流の供給先をボロメータ１５〜１８の中
から順次選択する。ダイオード１９〜２２の存在により
バイアス電流は選択したボロメータから負荷抵抗２９を
経路してグランドへ流れ、各ボロメータの抵抗値に相当
する電圧を負荷抵抗２９とグランドとの間に生じる電位
差として出力する。次にボロメータアレイ２の出力を前
置増幅回路１０で増幅しＡ／Ｄ変換回路１１でディジタ
ル信号に変換した後、表示処理回路１２において各画素
毎のオフセット補正データとして記憶する。
化回路１４は温度モニタ４の出力を観測しながら熱電温
度安定器５に電力を供給し、基板３の温度を目標温度に
設定する。次にレンズキャップを赤外光学系１の直前に
置く等の行為により、一様な赤外線がボロメータ１５〜
１８へ入射する状態にする。次にタイミング発生回路１
３が生成するタイミングによりドライバ回路９がボロメ
ータアレイ２に読み出しを行なう画素を選択するための
クロックを送る。上記クロックは水平走査回路２７、垂
直走査回路２８に供給され、スイッチ２３〜２６を順次
導通状態にすることによりバイアス電圧源８から供給さ
れるバイアス電流の供給先をボロメータ１５〜１８の中
から順次選択する。ダイオード１９〜２２の存在により
バイアス電流は選択したボロメータから負荷抵抗２９を
経路してグランドへ流れ、各ボロメータの抵抗値に相当
する電圧を負荷抵抗２９とグランドとの間に生じる電位
差として出力する。次にボロメータアレイ２の出力を前
置増幅回路１０で増幅しＡ／Ｄ変換回路１１でディジタ
ル信号に変換した後、表示処理回路１２において各画素
毎のオフセット補正データとして記憶する。
【０００５】次にレンズキャップをはずし、被写体が放
射する赤外線を赤外光学系１により集光し、窓７を透過
させボロメータアレイ２上に結像する。これにより被写
体の放射赤外線の強度に応じた温度上昇がボロメータ１
５〜１８にそれぞれ生じ、各ボロメータの抵抗値は入射
赤外線の強度に応じて各々変化する。次にボロメータア
レイ２の出力をオフセット補正データの取得時と同様に
前置増幅回路１０で増幅しＡ／Ｄ変換回路１１でディジ
タル信号に変換した後、表示処理回路１２においてあら
かじめ取得したオフセット補正データを画素ごとに減算
し固定パターンノイズを除去した後、所望のビデオ信号
として出力する。なお、入射赤外線の吸収による各ボロ
メータの温度変化は３００Ｋ背景における目標温度の１
Ｋの変化当たり数ｍｋ程度の微小なものであるため、輝
度レベルの安定した画像を得るためにはボロメータアレ
イ２の温度を高い精度で安定化することが必要である。
射する赤外線を赤外光学系１により集光し、窓７を透過
させボロメータアレイ２上に結像する。これにより被写
体の放射赤外線の強度に応じた温度上昇がボロメータ１
５〜１８にそれぞれ生じ、各ボロメータの抵抗値は入射
赤外線の強度に応じて各々変化する。次にボロメータア
レイ２の出力をオフセット補正データの取得時と同様に
前置増幅回路１０で増幅しＡ／Ｄ変換回路１１でディジ
タル信号に変換した後、表示処理回路１２においてあら
かじめ取得したオフセット補正データを画素ごとに減算
し固定パターンノイズを除去した後、所望のビデオ信号
として出力する。なお、入射赤外線の吸収による各ボロ
メータの温度変化は３００Ｋ背景における目標温度の１
Ｋの変化当たり数ｍｋ程度の微小なものであるため、輝
度レベルの安定した画像を得るためにはボロメータアレ
イ２の温度を高い精度で安定化することが必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の赤外線カメラは
上記のように構成されており、ボロメータアレイ２の温
度を観測しながら安定化させるためには温度センサ４が
必要であるため、基板３、熱電温度安定器５、パッケー
ジ６、窓７の寸法が大型化するという難点があった。ま
た、温度センサ４の設置場所はボロメータアレイ２の周
囲すなわち基板３の端部となるため、温度センサ４の設
置場所付近に局所的な温度分布が生じた場合にはボロメ
ータアレイ２の温度が不安定になり、画像の輝度レベル
が不安定になるという難点があった。
上記のように構成されており、ボロメータアレイ２の温
度を観測しながら安定化させるためには温度センサ４が
必要であるため、基板３、熱電温度安定器５、パッケー
ジ６、窓７の寸法が大型化するという難点があった。ま
た、温度センサ４の設置場所はボロメータアレイ２の周
囲すなわち基板３の端部となるため、温度センサ４の設
置場所付近に局所的な温度分布が生じた場合にはボロメ
ータアレイ２の温度が不安定になり、画像の輝度レベル
が不安定になるという難点があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明による赤外線
カメラは熱電温度安定器５に供給する電力を制御する温
度安定化回路を前置増幅回路１０と熱電温度安定器５と
の間に備えたものである。
カメラは熱電温度安定器５に供給する電力を制御する温
度安定化回路を前置増幅回路１０と熱電温度安定器５と
の間に備えたものである。
【０００８】第２の発明による赤外線カメラは、熱電温
度安定器５に供給する電力を制御する温度安定化回路を
前置増幅回路１０と熱電温度安定器５との間に備え、上
記温度安定化回路は前置増幅回路１０の出力端に入力端
を接続したローパスフィルタと、ボロメータアレイ２の
温度の目標値を設定する基準電圧源と、上記ローパスフ
ィルタと上記基準電圧源の出力の差を増幅する差動増幅
回路と、上記差動増幅回路の出力に応じた電力を熱電温
度安定器５に供給するパワーアンプを備えたものであ
る。
度安定器５に供給する電力を制御する温度安定化回路を
前置増幅回路１０と熱電温度安定器５との間に備え、上
記温度安定化回路は前置増幅回路１０の出力端に入力端
を接続したローパスフィルタと、ボロメータアレイ２の
温度の目標値を設定する基準電圧源と、上記ローパスフ
ィルタと上記基準電圧源の出力の差を増幅する差動増幅
回路と、上記差動増幅回路の出力に応じた電力を熱電温
度安定器５に供給するパワーアンプを備えたものであ
る。
【０００９】第３の発明による赤外線カメラは、熱電温
度安定器５に供給する電力を制御する温度安定化回路を
前置増幅回路１０と熱電温度安定器５との間に備え、上
記温度安定化回路は前置増幅回路１０の出力端に入力端
を接続したローパスフィルタと、上記ローパスフィルタ
の出力に応じた電力を熱電温度安定器５に供給するパワ
ーアンプを備え、前置増幅回路１０の入力端にボロメー
タアレイ２の温度の目標値を設定する基準電圧源を接続
したものである。
度安定器５に供給する電力を制御する温度安定化回路を
前置増幅回路１０と熱電温度安定器５との間に備え、上
記温度安定化回路は前置増幅回路１０の出力端に入力端
を接続したローパスフィルタと、上記ローパスフィルタ
の出力に応じた電力を熱電温度安定器５に供給するパワ
ーアンプを備え、前置増幅回路１０の入力端にボロメー
タアレイ２の温度の目標値を設定する基準電圧源を接続
したものである。
【００１０】第４の発明による赤外線カメラは、熱電温
度安定器５に供給する電力を制御する温度安定化回路を
Ａ／Ｄ変換回路１１と熱電温度安定器５との間に備え、
上記温度安定化回路は入力端をＡ／Ｄ変換回路１１の出
力端に接続した加算平均処理部と、上記加算平均処理部
の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換回路と、上記ボロメ
ータの温度の目標値を設定する基準電圧源と、上記Ｄ／
Ａ変換回路の出力と上記基準電圧源の出力の差を増幅す
る差動増幅回路と、上記差動増幅回路の出力に応じた電
力を上記熱電温度安定器５に供給するパワーアンプを備
えたものである。
度安定器５に供給する電力を制御する温度安定化回路を
Ａ／Ｄ変換回路１１と熱電温度安定器５との間に備え、
上記温度安定化回路は入力端をＡ／Ｄ変換回路１１の出
力端に接続した加算平均処理部と、上記加算平均処理部
の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換回路と、上記ボロメ
ータの温度の目標値を設定する基準電圧源と、上記Ｄ／
Ａ変換回路の出力と上記基準電圧源の出力の差を増幅す
る差動増幅回路と、上記差動増幅回路の出力に応じた電
力を上記熱電温度安定器５に供給するパワーアンプを備
えたものである。
【００１１】
実施の形態１．図１はこの発明による赤外線カメラの実
施の形態１を示すブロック図である。図中、１〜３，５
〜１３は従来の装置と同じものである。３０は前置増幅
回路１０と熱電温度安定器５との間の設置した温度安定
化回路である。温度安定化回路３０は前置増幅回路１０
の出力端に入力端を接続したローパスフィルタ３１と、
ボロメータアレイ２の温度の目標値を設定する基準電圧
源３２と、ローパスフィルタ３１と基準電圧源３２の出
力の差を増幅する差動増幅回路３３と、差動増幅回路３
３の出力に応じた電力を熱電温度安定器５に供給するパ
ワーアンプ３４から構成される。ローパスフィルタ３１
の遮断周波数はボロメータアレイ２の各画素の読み出し
周波数と比較して十分低い値に設定されている。
施の形態１を示すブロック図である。図中、１〜３，５
〜１３は従来の装置と同じものである。３０は前置増幅
回路１０と熱電温度安定器５との間の設置した温度安定
化回路である。温度安定化回路３０は前置増幅回路１０
の出力端に入力端を接続したローパスフィルタ３１と、
ボロメータアレイ２の温度の目標値を設定する基準電圧
源３２と、ローパスフィルタ３１と基準電圧源３２の出
力の差を増幅する差動増幅回路３３と、差動増幅回路３
３の出力に応じた電力を熱電温度安定器５に供給するパ
ワーアンプ３４から構成される。ローパスフィルタ３１
の遮断周波数はボロメータアレイ２の各画素の読み出し
周波数と比較して十分低い値に設定されている。
【００１２】次にこの発明による赤外線カメラの動作に
ついて説明する。ドライバ回路９から供給される駆動ク
ロックにより、水平走査回路２７、垂直走査回路２８を
動作し、ボロメータ１５〜１８にバイアス電流を順次流
す。これにより、ボロメータアレイ２、前置増幅回路１
０はそれぞれ図２に示すような波形の電圧を出力する。
ローパスフィルタ３１は前置増幅回路１０の出力を平均
化した値を出力し、一方、基準電圧源３２はボロメータ
アレイ２の温度の目標値に相当する電圧を出力する。差
動増幅回路３３はローパスフィルタ３１の出力と基準電
圧源３２の出力との差を増幅してパワーアンプ３４に入
力し、パワーアンプ３４は差動増幅回路３３の出力に応
じた電力を熱電温度安定器５に供給する。ボロメータア
レイ２を構成するボロメータ１５〜１８の抵抗は温度に
より変化するため、図２に示した出力波形の振幅Ａもボ
ロメータアレイ２及び基板３の温度に依存して変化す
る。このため、ボロメータアレイ２の温度が目標値から
離れている場合には熱電温度安定器５は基板３を大きな
パワーで加熱又は冷却し、ボロメータアレイ２の温度が
目標値に近づくとローパスフィルタ３１の出力と基準電
圧源３２の出力の差が零に近づくため、加熱又は冷却の
パワーは低下する。この動作により、ボロメータアレイ
２の温度を目標値に安定化させる。その他の動作は従来
の装置と同様である。
ついて説明する。ドライバ回路９から供給される駆動ク
ロックにより、水平走査回路２７、垂直走査回路２８を
動作し、ボロメータ１５〜１８にバイアス電流を順次流
す。これにより、ボロメータアレイ２、前置増幅回路１
０はそれぞれ図２に示すような波形の電圧を出力する。
ローパスフィルタ３１は前置増幅回路１０の出力を平均
化した値を出力し、一方、基準電圧源３２はボロメータ
アレイ２の温度の目標値に相当する電圧を出力する。差
動増幅回路３３はローパスフィルタ３１の出力と基準電
圧源３２の出力との差を増幅してパワーアンプ３４に入
力し、パワーアンプ３４は差動増幅回路３３の出力に応
じた電力を熱電温度安定器５に供給する。ボロメータア
レイ２を構成するボロメータ１５〜１８の抵抗は温度に
より変化するため、図２に示した出力波形の振幅Ａもボ
ロメータアレイ２及び基板３の温度に依存して変化す
る。このため、ボロメータアレイ２の温度が目標値から
離れている場合には熱電温度安定器５は基板３を大きな
パワーで加熱又は冷却し、ボロメータアレイ２の温度が
目標値に近づくとローパスフィルタ３１の出力と基準電
圧源３２の出力の差が零に近づくため、加熱又は冷却の
パワーは低下する。この動作により、ボロメータアレイ
２の温度を目標値に安定化させる。その他の動作は従来
の装置と同様である。
【００１３】実施の形態２．図３はこの発明による赤外
線カメラの実施の形態２を示すブロック図である。図
中、１〜３，５〜１３は従来の装置と同じものである。
３５は温度安定化回路であり、温度安定化回路３５はロ
ーパスフィルタ３１、パワーアンプ３４から構成され
る。ローパスフィルタ３１、パワーアンプ３４は実施の
形態１と同じものである。３６はボロメータアレイ２の
温度の目標値を設定する基準電圧源であり、その出力端
は前置増幅回路１０の入力端に接続している。
線カメラの実施の形態２を示すブロック図である。図
中、１〜３，５〜１３は従来の装置と同じものである。
３５は温度安定化回路であり、温度安定化回路３５はロ
ーパスフィルタ３１、パワーアンプ３４から構成され
る。ローパスフィルタ３１、パワーアンプ３４は実施の
形態１と同じものである。３６はボロメータアレイ２の
温度の目標値を設定する基準電圧源であり、その出力端
は前置増幅回路１０の入力端に接続している。
【００１４】次にこの発明による赤外線カメラの動作に
ついて説明する。ドライバ回路９から供給される駆動ク
ロックにより、水平走査回路２７、垂直走査回路２８が
動作し、ボロメータ１５〜１８にバイアス電流を順次流
す。これにより、ボロメータアレイ２は実施の形態１と
同様の波形の電圧を出力する。前置増幅回路１０はボロ
メータアレイ２の出力に基準電圧源３６の出力を加えた
電圧を出力する。ローパスフィルタ３１は通電期間中の
前置増幅回路１０の出力を平均化して出力し、パワーア
ンプ３５はローパスフィルタ３１の出力に応じた電力を
熱電温度安定器５に供給する。ボロメータ１５〜１８の
抵抗は温度により変化するため、ボロメータアレイ２の
温度が目標値から離れている場合にはローパスフィルタ
３１の出力は大きな値となり、熱電温度安定器５は基板
３を大きなパワーで加熱又は冷却する。ボロメータアレ
イ２の温度が目標値に近づくとローパスフィルタ３１の
出力は零に近づくため、加熱又は冷却のパワーは低下す
る。この動作により、ボロメータアレイ２の温度を目標
値に安定化させる。その他の動作は従来の装置と同様で
ある。
ついて説明する。ドライバ回路９から供給される駆動ク
ロックにより、水平走査回路２７、垂直走査回路２８が
動作し、ボロメータ１５〜１８にバイアス電流を順次流
す。これにより、ボロメータアレイ２は実施の形態１と
同様の波形の電圧を出力する。前置増幅回路１０はボロ
メータアレイ２の出力に基準電圧源３６の出力を加えた
電圧を出力する。ローパスフィルタ３１は通電期間中の
前置増幅回路１０の出力を平均化して出力し、パワーア
ンプ３５はローパスフィルタ３１の出力に応じた電力を
熱電温度安定器５に供給する。ボロメータ１５〜１８の
抵抗は温度により変化するため、ボロメータアレイ２の
温度が目標値から離れている場合にはローパスフィルタ
３１の出力は大きな値となり、熱電温度安定器５は基板
３を大きなパワーで加熱又は冷却する。ボロメータアレ
イ２の温度が目標値に近づくとローパスフィルタ３１の
出力は零に近づくため、加熱又は冷却のパワーは低下す
る。この動作により、ボロメータアレイ２の温度を目標
値に安定化させる。その他の動作は従来の装置と同様で
ある。
【００１５】実施の形態３．図４はこの発明による赤外
線カメラの実施の形態３を示すブロック図である。図
中、１〜３，５〜１３は従来の装置と同じものである。
３７はＡ／Ｄ変換回路１１と熱電温度安定器５との間に
設置した温度安定化回路である。温度安定化回路３７は
加算平均処理部３８、Ｄ／Ａ変換回路３９、基準電圧源
３２、差動増幅回路３３、パワーアンプ３４から構成さ
れる。基準電圧源３２、差動増幅回路３３、パワーアン
プ３４は実施の形態１と同じものである。
線カメラの実施の形態３を示すブロック図である。図
中、１〜３，５〜１３は従来の装置と同じものである。
３７はＡ／Ｄ変換回路１１と熱電温度安定器５との間に
設置した温度安定化回路である。温度安定化回路３７は
加算平均処理部３８、Ｄ／Ａ変換回路３９、基準電圧源
３２、差動増幅回路３３、パワーアンプ３４から構成さ
れる。基準電圧源３２、差動増幅回路３３、パワーアン
プ３４は実施の形態１と同じものである。
【００１６】次にこの発明による赤外線カメラの動作に
ついて説明する。ドライバ回路９から供給される駆動ク
ロックにより水平走査回路２７、垂直走査回路２８が動
作し、ボロメータ１５〜１８にバイアス電流を順次流
す。これにより、ボロメータアレイ２、前置増幅回路１
０はそれぞれ実施の形態１と同様の波形の電圧を出力す
る。次に通電期間中に相当する部分の前置増幅回路１０
の出力をＡ／Ｄ変換回路１１でディジタル信号に変換し
た後加算平均処理部３８で加算平均し、加算平均の結果
をＤ／Ａ変換回路４０でアナログ信号に変換する。一
方、基準電圧源３２はボロメータアレイ２の温度の目標
値に相当する電圧を出力する。差動増幅回路３３はＤ／
Ａ変換回路３９の出力と基準電圧源３２の出力との差を
増幅してパワーアンプ３４に入力し、パワーアンプ３４
は差動増幅回路３３の出力に応じた電力を熱電温度安定
器５に供給する。ボロメータアレイ２を構成するボロメ
ータ１５〜１８の抵抗は温度により変化するため、ボロ
メータアレイ２の温度が目標値から離れている場合には
ペルチェ素子５は基板３を大きなパワーで加熱又は冷却
し、ボロメータアレイ２の温度が目標値に近づくとＤ／
Ａ変換回路４０の出力と基準電圧源３２の出力の差が零
に近づくため、加熱又は冷却のパワーは低下する。この
動作により、ボロメータアレイ２の温度を目標値に安定
化させる。その他の動作は従来の装置と同様である。
ついて説明する。ドライバ回路９から供給される駆動ク
ロックにより水平走査回路２７、垂直走査回路２８が動
作し、ボロメータ１５〜１８にバイアス電流を順次流
す。これにより、ボロメータアレイ２、前置増幅回路１
０はそれぞれ実施の形態１と同様の波形の電圧を出力す
る。次に通電期間中に相当する部分の前置増幅回路１０
の出力をＡ／Ｄ変換回路１１でディジタル信号に変換し
た後加算平均処理部３８で加算平均し、加算平均の結果
をＤ／Ａ変換回路４０でアナログ信号に変換する。一
方、基準電圧源３２はボロメータアレイ２の温度の目標
値に相当する電圧を出力する。差動増幅回路３３はＤ／
Ａ変換回路３９の出力と基準電圧源３２の出力との差を
増幅してパワーアンプ３４に入力し、パワーアンプ３４
は差動増幅回路３３の出力に応じた電力を熱電温度安定
器５に供給する。ボロメータアレイ２を構成するボロメ
ータ１５〜１８の抵抗は温度により変化するため、ボロ
メータアレイ２の温度が目標値から離れている場合には
ペルチェ素子５は基板３を大きなパワーで加熱又は冷却
し、ボロメータアレイ２の温度が目標値に近づくとＤ／
Ａ変換回路４０の出力と基準電圧源３２の出力の差が零
に近づくため、加熱又は冷却のパワーは低下する。この
動作により、ボロメータアレイ２の温度を目標値に安定
化させる。その他の動作は従来の装置と同様である。
【００１７】
【発明の効果】第１〜３の発明によれば、温度安定化回
路３０，３５を前置増幅回路１０と熱電温度安定器５と
の間に備え、前置増幅回路１０の出力におけるボロメー
タ１５〜１８の出力の平均を観測することにより熱電温
度安定器５に供給する電力を制御し、ボロメータアレイ
２の温度を安定化して撮像を行なうようにしたため、温
度センサを必要とせず、輝度レベルの安定した画像を有
する赤外線カメラが得られる効果がある。
路３０，３５を前置増幅回路１０と熱電温度安定器５と
の間に備え、前置増幅回路１０の出力におけるボロメー
タ１５〜１８の出力の平均を観測することにより熱電温
度安定器５に供給する電力を制御し、ボロメータアレイ
２の温度を安定化して撮像を行なうようにしたため、温
度センサを必要とせず、輝度レベルの安定した画像を有
する赤外線カメラが得られる効果がある。
【００１８】第４の発明によれば、温度安定化回路３７
を前置増幅回路１０と熱電温度安定器５との間に備え、
Ａ／Ｄ変換回路１１の出力におけるボロメータ１５〜１
８の出力の平均を観測することにより熱電温度安定器５
に供給する電力を制御し、ボロメータアレイ２の温度を
安定化して撮像を行なうようにしたため、温度センサを
必要とせず、輝度レベルの安定した画像を有する赤外線
カメラが得られる効果がある。
を前置増幅回路１０と熱電温度安定器５との間に備え、
Ａ／Ｄ変換回路１１の出力におけるボロメータ１５〜１
８の出力の平均を観測することにより熱電温度安定器５
に供給する電力を制御し、ボロメータアレイ２の温度を
安定化して撮像を行なうようにしたため、温度センサを
必要とせず、輝度レベルの安定した画像を有する赤外線
カメラが得られる効果がある。
【図１】 この発明による赤外線カメラの実施の形態１
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】 この発明による赤外線カメラの実施の形態１
におけるボロメータアレイ２、前置増幅回路１０、ロー
パスフィルタ３１の各出力を示す図である。
におけるボロメータアレイ２、前置増幅回路１０、ロー
パスフィルタ３１の各出力を示す図である。
【図３】 この発明による赤外線カメラの実施の形態２
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】 この発明による赤外線カメラの実施の形態３
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図５】 従来の赤外線カメラを示すブロック図であ
る。
る。
【図６】 従来の赤外線カメラにおけるボロメータアレ
イ２の構成を示す接続図である。
イ２の構成を示す接続図である。
１ 赤外光学系、２ ボロメータアレイ、３ 基板、５
熱電温度安定器、８バイアス電圧源、９ ドライバ回
路、１０ 前置増幅回路、１１ Ａ／Ｄ変換回路、１２
表示処理回路、１３ タイミング発生回路、３０ 温
度安定化回路、３１ ローパスフィルタ、３２ 基準電
圧源、３３ 差動増幅回路、３４ パワーアンプ、３５
温度安定化回路、３６ 基準電圧源、３７ 温度安定
化回路、３８ 加算平均処理部、３９ Ｄ／Ａ変換回
路。
熱電温度安定器、８バイアス電圧源、９ ドライバ回
路、１０ 前置増幅回路、１１ Ａ／Ｄ変換回路、１２
表示処理回路、１３ タイミング発生回路、３０ 温
度安定化回路、３１ ローパスフィルタ、３２ 基準電
圧源、３３ 差動増幅回路、３４ パワーアンプ、３５
温度安定化回路、３６ 基準電圧源、３７ 温度安定
化回路、３８ 加算平均処理部、３９ Ｄ／Ａ変換回
路。
Claims (4)
- 【請求項１】 赤外光学系と、基板上に配列し上記赤外
光学系の結像面に位置したボロメータアレイと、上記基
板に対し熱的に接触した熱電温度安定器と、上記ボロメ
ータアレイにバイアス電圧を供給するバイアス電圧源
と、上記ボロメータアレイにクロックを供給するドライ
バ回路と、上記ボロメータアレイの出力を増幅する前置
増幅回路と、上記前置増幅回路の出力をディジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換回路と、上記Ａ／Ｄ変換回路の出
力を所望のビデオ信号に変換し出力する表示処理回路
と、上記ボロメータアレイの出力が上記表示処理回路か
ら出力されるまでの過程における信号を観測することに
より上記熱電温度安定器に供給する電力を制御し上記ボ
ロメータアレイの温度を安定化させる温度安定化回路
と、上記ドライバ回路、上記Ａ／Ｄ変換回路、上記表示
処理回路にクロックを供給するタイミング発生回路とを
備えたことを特徴とする赤外線カメラ。 - 【請求項２】 上記温度安定化回路として、入力端を上
記前置増幅回路の出力端に接続したローパスフィルタ
と、上記ボロメータアレイの温度の目標値を設定する基
準電圧源と、上記ローパスフィルタの出力と上位基準電
圧源の出力の差を増幅する差動増幅回路と、上記差動増
幅回路の出力に応じた電力を上記熱電温度安定器に供給
するパワーアンプを備えたことを特徴とする請求項１記
載の赤外線カメラ。 - 【請求項３】 上記温度安定化回路として、入力端を上
記前置増幅回路の出力端に接続したローパスフィルタ
と、上記ロパスフィルタの出力に応じた電力を上記熱電
温度安定器に供給するパワーアンプを備え、上記ボロメ
ータアレイの温度の目標値を設定する基準電圧源を上記
前置増幅回路の入力端に接続したことを特徴とする請求
項１記載の赤外線カメラ。 - 【請求項４】 上記温度安定化回路として、入力端を上
記Ａ／Ｄ変換回路の出力端に接続した加算平均処理部
と、上記加算平均処理部の出力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ
変換回路と、上記ボロメータアレイの温度の目標値を設
定する基準電圧源と、上記Ｄ／Ａ変換回路の出力と上記
基準電圧源の出力の差を増幅する差動増幅回路と、上記
差動増幅回路の出力に応じた電力を上記熱電温度安定器
に供給するパワーアンプを備えたことを特徴とする請求
項１記載の赤外線カメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066004A JPH10262186A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 赤外線カメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066004A JPH10262186A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 赤外線カメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10262186A true JPH10262186A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13303378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9066004A Pending JPH10262186A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 赤外線カメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10262186A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000295528A (ja) * | 1999-04-02 | 2000-10-20 | Nissan Motor Co Ltd | 熱型赤外線撮像素子 |
| JP2009145330A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Ulis | 抵抗型イメージングボロメータを具備する赤外放射を検出する装置、そのボロメータのアレイを具備するシステム、及びそのシステムに統合されるイメージングボロメータを読み出すための方法 |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP9066004A patent/JPH10262186A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000295528A (ja) * | 1999-04-02 | 2000-10-20 | Nissan Motor Co Ltd | 熱型赤外線撮像素子 |
| JP2009145330A (ja) * | 2007-12-12 | 2009-07-02 | Ulis | 抵抗型イメージングボロメータを具備する赤外放射を検出する装置、そのボロメータのアレイを具備するシステム、及びそのシステムに統合されるイメージングボロメータを読み出すための方法 |
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