JPH11118611A - 赤外線撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 赤外線を検出する多素子型検出器を用いて赤
外線を撮像する様に成した赤外線撮像装置の多素子検出
素子の素子間の感度のバラツキによる固定パターンノイ
ズの発生を改善する。 【解決手段】 １ライン毎に多素子検出器７の１素子分
の長さだけずらして走査した多素子型検出器７の検出出
力を温度データに変換し、ライン加算平均手段４５及び
表示画像用の記憶手段３０に供給して、表示手段２２上
にＳ／Ｎ改善された画像を表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像表示手段に表示
する温度情報のＳ／Ｎを改善する様に成した赤外線撮像
装置に係わり、特に赤外線検出用の多素子型検出素子の
感度の固体差を改善可能な赤外線撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から温度に依存して、被測定物体か
ら放射されて来る赤外線を検出して、被測定物体の赤外
線の温度分布をＣＲＴ等の表示手段に表示させるように
成した赤外線撮像装置は図１０に示されている様に構成
されている。

【０００３】図１０で、１７は被測定物体であり、１８
は、この被測定物体のうち、例えば、Ｘ軸及びＹ軸方向
に所定の範囲を有する被測定領域、１９は後述する垂直
方向走査鏡３及び水平方向走査鏡２等のスキャナーが走
査する走査線方向を示す仮想的な走査線及びその水平走
査方向（以下Ｈと記す）及び垂直走査方向（以下Ｖと記
す）を示す。

【０００４】被測定物体１７から放射されている、赤外
線２０は赤外線撮像装置の筐体１の前面に設けたウイン
ド１ａを介して、ガルバノミラー等の垂直方向走査鏡３
及び水平方向走査鏡２に入射される。

【０００５】これら、垂直及び水平方向走査鏡３及び２
は図示しないが垂直走査駆動回路及び水平走査駆動回路
によって所定角度範囲に回動可能に設定されている。

【０００６】垂直方向走査鏡３及び水平方向走査鏡２を
介して入射された赤外線２０は、赤外線レンズ４にて、
赤外線２０を透過集光させる。

【０００７】赤外線レンズ４から出射した赤外線２０は
赤外線エネルギーを電気信号に変換する多素子型検出器
７上に焦点を結ぶ様に成されている。又、多素子型検出
器７とリレーレンズ６との間に設けた光チョッパ５によ
って赤外線２０をチョッピングして、断続信号に変換す
る。

【０００８】多素子型検出器７に用いる多素子検出素子
７ａは液体窒素やアルゴン等の冷却剤或いは冷却素子で
冷却されたＨｇ，Ｃｄ，Ｔｅ或は、一定の温度に制御さ
れた熱形センサ等で構成され、Ａ部拡大図に示す様に、
例えば垂直方向（Ｙ軸方向）に８素子が並べられ、１ラ
インの水平方向走査によって、８素子の赤外線型の多素
子検出素子７ａから同時に赤外線温度分布画像信号が得
られる様に成されている。

【０００９】この赤外線温度分布画像信号はプリアンプ
８、信号処理部２１を介してＣＲＴ等の表示装置２２の
画面上に被測定物体１の画像が色分けされた温度分布パ
ターンとして表示される。

【００１０】１６は同期信号送出端子であり、図示しな
い同期信号発生回路からの同期信号はチョッパ５の駆動
や、垂直方向走査鏡３及び水平方向走査鏡２を駆動する
垂直走査駆動回路及び水平走査駆動回路（図１の２５及
び２６参照）の同期信号として利用される。

【００１１】更に、従来の赤外線撮像装置では表示手段
２２に表示する温度画像のＳ／Ｎを改善するために、図
１１に示す様に、信号処理部２１内に加算平均演算回路
４４を用いたものが知られている。

【００１２】図１１で図１０との対応部分には同一符号
を付して重複説明を省略する。図１１で、被測定物体か
ら入射した赤外線２０は図１０で説明した垂直走査鏡３
及び図示されていない垂直走査駆動回路からなる垂直ス
キャナ３Ａに供給され、同様に水平走査鏡２及び水平走
査駆動回路よりなる水平スキャナ２Ａを経て多素子型検
出器７の多素子検出素子７ａに走査照射される。

【００１３】信号処理部２１内には走査信号発生手段３
９、図１１に示したプリアンプ及びアナログ−デジタル
変換回路を含む信号処理手段４９、加算平均演算手段４
４及び記憶手段３０を有し、多素子型検出器７の多素子
検出素子７ａから出力された温度に対応した電気信号は
信号処理手段４９を介して加算平均演算手段４４に供給
される。

【００１４】この加算平均演算手段４４では走査信号発
生手段３９からの制御信号に基づいて１フレーム毎に加
算平均し、その加算平均した結果を記憶手段３０を介し
て表示手段２２に表示している。即ち、走査信号発生手
段３９はフレーム毎の例えば、８素子から成る多素子検
出素子７ａからの演算データを、１フレーム毎に加算
し、例えば８フレームの間、この温度データを記憶手段
３０内にメモリし、この加算データをフレームの８で除
算して平均した値をＳ／Ｎ改善（Σ８）されたデータと
して表示手段２２に表示している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述の赤外線撮像装置
でのＳ／Ｎ改善方法では、１フレームを構成する画像毎
に加算平均した結果を表示手段２２に表示している。

【００１６】即ち、図５Ａに示す様な順次走査での走査
方式では多素子列方向に例えば８素子を一体にした多素
子型検出器７をＸ軸方向（Ｈ方向）へ１水平走査数毎の
ライン走査を行ない、Ｙ軸方向（Ｖ方向）に順次１フレ
ームに亘って走査した時、フレームをＦｎ／素子をｎで
表し、Ｔ（Ｆｉ、素子ｎ）と置いた場合、各ライン毎の
データは、 Line0 :｛T(F0, 素子0)＋T(F1, 素子0)＋‥‥＋T(F7, 素子0)｝/8 Line1 :｛T(F0, 素子1)＋T(F1, 素子1)＋‥‥＋T(F7, 素子1)｝/8 ・ ・ ・ Line100:｛T(F0, 素子2)＋T(F1, 素子2)＋‥‥＋T(F7, 素子2)｝/8 と表せる。つまり、従来では１画像ごとに同一の素子の
加算平均（この場合はΣ８）となる。

【００１７】従って、各素子間のランダムノイズは低減
出来るが、各素子の感度の個体差による固定パターンノ
イズが改善されず、更に、フレーム毎の加算であるた
め、加算の時間差により被測定物体が高速に移動すると
ゴーストを生ずる問題があった。

【００１８】又、図５Ａに示す様な順次走査モードの場
合は後述するも、画像の分解能が悪くなる問題がある。

【００１９】更に、従来構成の赤外線撮像装置では、走
査モードとして、主に飛越走査が用いられている。この
飛越走査は図５Ｂに示す様に２フィールド（奇数ライン
と偶数ライン）のデータ取得で１フレーム、即ち、一画
像を構成する様に成されているため、高速で移動する被
測定物体１７や温度測定時の被測定物体が急激に温度変
化を生じた場合等には１画像を構成する偶数ラインと奇
数ラインで時間差があり、特に、例えば、１１フレーム
／秒と低速で機械的に走査される垂直方向走査鏡３では
画像上にライン抜けによる斑点状のパターン等を生ずる
問題があった。

【００２０】本発明は叙上の問題点を解消した赤外線撮
像装置を提供しようとするものであり、発明が解決しよ
うとする第１の課題はライン毎に加算／平均することで
赤外線を検出する多素子検出素子の素子間の感度差によ
る固定パターンノイズ及び感度差を改善し、加算素子数
倍のＳ／Ｎに改善した、赤外線撮像装置を得ようとする
ものである。

【００２１】本発明が解決しようとする第２の課題は、
極めて、簡単な構成で飛越走査及び順次走査の切替えが
可能で、測定時の被測定物体の急激な温度変化、或いは
移動変化等にも直ちに対応可能で、ライン抜けの生じな
い赤外線撮像走査装置を提供しようとするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の赤外線撮像装置
はその例が、図１に示されている様に温度に依存して放
射される被測定物体１７からの赤外線２０を検出して、
被測定物体１７からの温度を測定する赤外線撮像装置４
０において、赤外線２０を検出する多素子検出手段７か
らの検出信号を１水平走査線毎に加算し、多素子検出手
段７の素子数で平均化する加算平均演算手段４５と、こ
の加算平均演算手段４５の演算データを記憶する記憶手
段３０と、加算平均演算手段４５と記憶手段３０を制御
する制御手段３２と、記憶手段３０からの演算データを
表示する表示手段２２とを有するものである。

【００２３】本発明の赤外線撮像装置によれば赤外線を
検出する多素子検出手段の各素子間の感度の違いによる
固定パターンノイズ及び感度差を補償して、Ｓ／Ｎが改
善された画像表示可能なものが得られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の赤外線撮像走査装
置の一実施例を図１乃至図９の図面によって詳記する。

【００２５】図１の本例の系統図に於いて、図１０及び
図１１との対応部分には同一符号を付して説明する。本
例の赤外線撮像装置４０では被測定物体１７から放射す
る赤外線２０を図１０と同様に筐体１のウインド１ａを
介して、垂直方向走査鏡３に入射させる。

【００２６】垂直方向走査鏡３で反射された赤外線２０
は水平方向走査鏡２で再び反射され、図６で説明した赤
外線レンズ４、光チョッパ５を介して、例えば、８個の
多素子検出素子７ａをＹ軸方向、即ち、画像のＶ方向に
配列した多素子型検出器７に入射させる。

【００２７】多素子型検出器７は赤外線２０を、温度に
対応した、電気信号に変換し、プリアンプ８で増幅しマ
ルチプレクサ２３に入力される。ここで、多素子型検出
器７の信号は時系列の信号となり、図１０と同様の信号
処理部２１、アナログ−デジタル変換器（以下ＡＤＣと
記す）２４等で標本化、符号化が行なわれ、デジタルデ
ータに変換される、ＡＤＣ２４からのデジタルデータは
ライン加算平均演算回路４５を介して後述するも、ライ
ン加算及び平均化演算がなされ、記憶手段３０に供給さ
れ、更に、ＣＲＴ等の表示手段２２に供給されて、温度
分布画像をカラー表示する様に成されている。

【００２８】又、垂直方向走査鏡３及び水平方向走査鏡
２は夫々垂直走査駆動回路２５及び水平走査駆動回路２
６によって駆動され、被測定物体１７の図１０で示した
被測定領域１８内での赤外線２０を取得するために、Ｈ
及びＶ方向に回動される。

【００２９】水平走査駆動回路２６及び垂直走査駆動回
路２５では例えば、夫々水平走査周波数ｆ_H ＝３９６Ｈ
Ｚ、垂直走査周波数ｆ_V ＝１１ＨＺ（又は２２ＨＺ）で
駆動される。

【００３０】垂直走査駆動回路２５はガルバノメータ等
で構成され、水平走査駆動回路２６は励振器上に片持支
持された共振スプリング先端に水平走査鏡２を固定した
共振型のアクチュエータ等で構成され、マイクロコンピ
ュータ（以下ＣＰＵと記す）２７から水平走査駆動回路
２６の励振器に供給する水平走査基準信号に基づいて水
平走査周波数ｆ_H を発振する。

【００３１】走査信号発生回路３９は、上述のＣＰＵ２
７と、アドレス制御回路２８、垂直走査信号用のＲＯＭ
２９、タイミング信号用発生回路３３で構成されてい
る。

【００３２】即ち、ＣＰＵ２７は走査切替え操作部３５
からの走査モード切替信号が与えられる記憶手段制御回
路（ＣＰＵを含む）３２との間で、送受信ライン３４を
介してデータの送受信が行われている。

【００３３】記憶手段制御回路３２はライン加算／平均
演算回路４５と画像表示用の記憶手段３０との間にバス
を介して、制御データを供給して、１水平走査線即ち、
水平ライン毎にＶ方向に多素子検出素子７ａの１素子分
ずつ移動させる走査及び飛越走査と順次走査時の切替タ
イミング制御が行なわれる。

【００３４】ライン加算／平均演算データ及び順次走査
と飛越走査時の温度情報データの記憶手段３０への保存
は、ライン加算／平均時及び順次走査と飛越走査に対し
て、記憶手段３０へ保存するアドレスが変わるため、タ
イミング信号用発生回路３３のタイミングによって、３
つの走査モードに対応した保存を行なう様に成し、保存
された温度データは表示手段２２のＣＲＴ等に表示出来
るように成される。

【００３５】走査信号発生手段３９内のＣＰＵ２７はア
ドレス制御回路２８へ走査モードに応じた信号を与え
る。アドレス制御回路２８には水平走査駆動回路２６か
ら基準タイミング信号Ｂ_TSが供給される。この基準タイ
ミング信号Ｂ_TSは走査モード切替え時の切替えタイミン
グ信号及び水平ラインを多素子検出素子７ａの１素子
分、Ｖ方向へ移動させるタイミング信号となるものであ
る。

【００３６】アドレス制御回路２８と垂直走査信号用Ｒ
ＯＭ２９間及びアドレス制御回路２８とタイミング信号
用発生回路３３間はアドレスバス等を介して接続され、
垂直走査信号用ＲＯＭ２９にはＣＰＵ２７からＲＯＭア
ドレス信号がライン３８を介して与えられている。

【００３７】アドレス制御回路２８内にはＰＬＬ等を含
み、基準タイミング信号を例えば８１９２分割して作ら
れた制御クロックによりアドレスを発生させる。これら
アドレスは垂直走査信号用ＲＯＭ２９及びタイミング信
号用発生回路３３に供給され、更にライン４１を介して
記憶手段制御回路３２にはＰＬＬからの制御クロックが
供給されている。

【００３８】垂直走査信号用ＲＯＭ２９及びタイミング
信号用発生回路３３と夫々の記憶手段制御回路３２間に
はライン４２を介してサンプリング信号が与えられて、
垂直走査信号用ＲＯＭ２９からの出力は、垂直鏡位置デ
ータＶ_SPとして、デジタル−アナログ変換器（以下ＤＡ
Ｃと記す）３１に供給され、アナログ信号に変換され
て、垂直走査信号Ｖ_S として垂直走査駆動回路２５に供
給される様に成されている。

【００３９】垂直走査信号用ＲＯＭ２９等の不揮発性の
記憶手段３０にはＤＡＣ３１を介したとき図４Ａ及び図
４Ｂに示す様な順次走査（ノーインタレーススキャン）
及び飛越走査（インタレーススキャン）時の波形データ
が格納されている。尚、この時の垂直走査周波数ｆ_V は
制御クロックと垂直走査信号用ＲＯＭ２９等の記憶デー
タの１サイクルに応じた周期と成される。

【００４０】タイミング信号用発生回路３３には飛越走
査及び順次走査切替え時のタイミング信号が記憶され、
マルチプレクサ２３を検出器切替信号Ｄ_SSによって制御
して多素子型検出器７からの並列信号を直列信号に変換
する。

【００４１】本発明の赤外線撮像装置４０は、水平走査
駆動回路２６で駆動される水平走査鏡２の基準タイミン
グ信号Ｂ_TSを基準として、制御クロックを作成し、垂直
走査信号用ＲＯＭ２９に格納された順次走査及び飛越走
査時の垂直走査周波数の垂直鏡位置データＶ_SPを切替え
て読み出し、垂直走査駆動回路２５に供給し、垂直方向
走査鏡３をＶ方向に回動させる様に成されている。

【００４２】次に図１のライン加算／平均演算手段４５
及び記憶手段３０部分の詳細な構成を図２を用いて説明
する。

【００４３】ＡＤＣ２４でデジタル変換された多素子検
出器７からの赤外線２０の電気信号は記憶手段３０及び
ライン加算平均演算手段４５に供給される。

【００４４】即ち、ＡＤＣ２４の出力データ（温度デー
タ）は、ライン加算平均演算手段４５内に設けたスリー
ステートバッファ４５ａと記憶手段３０内のワーク用の
画像メモリ３０ｂ並びにレベル／センス調整回路３０ｃ
に供給される。レベル／センス調整回路３０ｃでは表示
データに変換され、その出力はフレームメモリ３０ｄに
供給される。このフレームメモリ３０ｄが表示用メモリ
となってＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）又は画像変換用
のＤＡＣ４６でＲ，Ｇ，Ｂ又はビデオ画像が得られてＣ
ＲＴ等の表示手段２２に供給されて、ＣＲＴの管面に温
度分布画像を表示する。

【００４５】ＡＤＣ２４で変換された温度データをライ
ン加算平均演算手段４５内のスリーステートバッファ４
５ａ及び４５ｈに供給する。スリーステートバッファ４
５ａ及び４５ｈには記憶手段制御回路３２からの制御デ
ータＣ₁ 及びＣ₂ が与えられ、該制御データＣ₁ 及びＣ
₂ に基づいてスリーステートバッファをフローティング
又は非フローティング状態に制御する。

【００４６】スリーステートバッファ４５ａの出力は第
１のラッチ回路４５ｂのデータ入力端子Ｄに供給され
る。第１のラッチ回路４５ｂのラッチイネーブル信号入
力用のＧ端子には記憶手段制御回路３２からイネーブル
信号Ｇ₁ が供給される。このＧ ₁ はＡＤＣ２４からのデ
ータをラッチする様に動作する。

【００４７】第１のラッチ回路４５ｂの肯定出力端子Ｑ
の出力は第２のラッチ回路４５ｃのデータ入力端子Ｄに
供給される。第２のラッチ回路４５ｃのラッチイネーブ
ル信号入力用のＧ端子には記憶手段制御回路３２からイ
ネーブル信号Ｇ₂ が供給される。このＧ₂ はワーク用の
画像メモリ３０ｂのデータをラッチする。

【００４８】スリーステートバッファ４５ａの出力はス
イッチング手段４５ｇの固定接点ｂに供給され、第１及
び第２のラッチ回路の肯定端子Ｑの出力は加算器４５ｄ
の第１及び第２の入力端子に供給されて、ＡＤＣ２４か
らのデータと画像メモリ３０ｂからのデータが加算さ
れ、加算出力は除算器４５ｆとスイッチング手段４５ｇ
の固定接点ｃに供給される。

【００４９】除算器４５ｆは多素子型検出器７の多素子
検出素子７ａの素子数をｎとすると、この素子数で水平
ライン毎の加算値を除算して、その出力をスイッチング
手段４５ｇの固定接点ｄに供給する。スイッチング手段
４５ｇの可動接片ａは記憶手段制御回路３２の制御信号
でコントロールされる。

【００５０】スイッチング手段４５ｇの可動接片ａはス
リーステートバッファ４５ｈに供給され、該スリーステ
ートバッファ４５ｈの出力はスリーステートバッファ４
５ａの入力側に接続されている。

【００５１】上述の構成に於ける、本発明の赤外線撮像
装置４０で、先ず、走査モード切替時の動作を図３乃至
図５の図面を用いて説明する。

【００５２】図５Ａ及び図５Ｂの説明図に於いて、図５
Ａは８素子の赤外線の多素子検出素子７ａから成る多素
子検出器７の順次走査手順を示す説明図、図５Ｂは同様
の飛越走査手順を示す説明図である。

【００５３】即ち、順次走査のモードは図５Ａに示す様
に、多素子型検出器７の８素子を１水平走査期間の１ラ
インに同時にＸ軸のＨ方向に走査し、１フレーム分をＹ
軸のＶ方向に順次垂直走査して行くものである。従っ
て、この順次走査モードは例えば、１フレームのライン
数は１１２本であるが、走査時には偶数ラインのみを取
得し、奇数ラインは同時に埋めて１フレーム分の１画像
を形成するため１フレームは２２４ラインとなる。

【００５４】又、垂直走査信号は図４Ａに示す様に１フ
レームで１サイクルを構成する様に成され、例えば、１
サイクルでの垂直走査期間Ｔ₁ は水平走査信号の１ライ
ン期間をＨ₁ とすれば１４Ｈ₁ となり、垂直帰線消去期
間Ｔ₂ は４Ｈ₁ となり、垂直走査信号の１フレーム（１
サイクル）は１８Ｈ₁ となる。

【００５５】このため順次走査では図５Ａの様に偶数フ
ィールドＦ₀ と奇数フィルードＦ₁とが同時に書き込ま
れるため、１画像構成時間は高速動作を実現することが
できるようになる。

【００５６】即ち、上述のサイクル構成時間１８Ｈ₁ を
用いた場合、水平走査周波数ｆ_H ＝３９６ＨＺで２２フ
レーム／秒での１フレーム（１画像分）構成時間は０．
０４５１秒となる。

【００５７】一方、飛越走査は図５Ｂに示す様に、多素
子型検出器７の８素子を１水平垂直期間の１ライン同時
にＸ軸のＨ方向に走査し、１フィールド毎に偶数ライン
／奇数ラインのデータを取得し、偶数フィールドＦ₀ 、
奇数フィールドＦ₁ のデータを順次記録して１画像分の
１フレーム分のデータを得る様に成されている。

【００５８】従って、この飛越走査モードは、例えば１
フレームのライン数は２２４本であり、偶数ラインのみ
を走査する偶数フィールドＦ₀ と奇数ラインのみを走査
する奇数フィールドＦ₁ で構成され、奇数フィールドＦ
₁ のスタート時は偶数フィールドＦ₀ のスタート時から
１／２ライン（０．５素子分）分ずらす様に成されてい
る。

【００５９】又、垂直走査信号は図４Ｂに示す様に２フ
ィールドで１フレームを構成するため順次走査に比べて
２倍の時間が掛かることになるが、偶数フィールド間を
次の奇数フィールドで埋めることが出来るので、画像の
分解能も２倍とすることが出来る。

【００６０】２サイクルでの垂直走査期間Ｔ₁ 及びＴ₃
は水平走査信号の１ライン期間Ｈ₁に対し夫々１４Ｈ₁
となり、垂直期間消去期間Ｔ₂ 及びＴ₄ は夫々４Ｈ₁ で
あり、垂直走査信号の１フレーム（２サイクル）は１８
Ｈ₁ ×２となる。

【００６１】この為に飛越走査では図４Ｂ及び図５Ｂに
示す様に１画像分のデータを得る時間は長くなるが、高
分解能を実現することが出来る。

【００６２】即ち、水平走査周波数ｆ_H ＝３９６ＨＺで
１１フレーム／秒での１フレーム（１画像分）構成時間
は０．０９１秒となる。

【００６３】今、赤外線撮像走査装置４０で温度測定時
に飛越走査モードで被測定物体１７の温度測定を行なっ
ているときに、被測定物体が移動を開始したり、温度が
急激に変化した様な場合には走査切替走査部３５の操作
キーの走査モードを順次走査モード側に切替える様にす
る。

【００６４】飛越走査モードでは第１フィールドＦ₀ は
図５ＢのＡ′拡大図に示す様に多素子型検出器７に対し
て偶数ライン（０，２，４‥‥）が走査され、第２フィ
ールドＦ₁ は多素子型検出器７のスタートラインは１／
２ライン分（多素子型検出器７の半素子分の距離）ずら
し、奇数ライン（１，３，５‥‥）のみ走査されてい
る。

【００６５】従って、順次走査モードに切替えた場合に
は垂直走査信号のスタートラインは図５ＡのＡ拡大図に
示す様に多素子型検出器７のスタートラインを一定に
し、偶数ラインと奇数ラインのスタート位置を合せなけ
ればならない。

【００６６】勿論、順次走査から飛越走査への切替に於
いても、図５Ａの状態から図５Ｂの状態に遷移させる必
要がある。

【００６７】走査切替操作部３５の切替操作によって、
記憶手段制御回路３２とＣＰＵ２７間の送受信データに
基づいて、ＣＰＵ２７は常時水平走査基準信号Ｈ_S を発
生し、水平走査駆動回路２６によって水平走査鏡２を駆
動しているので、アドレス制御回路２８は水平走査駆動
回路２６からの基準タイミング信号Ｂ_TSによって、垂直
走査信号用ＲＯＭ２９内に格納した、２つの走査モード
に対応した波形データのいずれか一方のアドレスを選択
する。勿論、タイミング信号用ＲＯＭ３３内に格納され
ているタイミング信号に対応するアドレスもアドレス制
御回路２８から供給される。

【００６８】図３は水平走査駆動回路２６に供給される
水平走査基準信号Ｈ_S （図３Ｃ）に対し、この水平走査
駆動回路２６から出力される基準タイミング信号Ｂ
_TS（図３Ｂ）と垂直走査信号Ｖ_S とのタイミング状態を
示し、垂直走査１サイクルのスタート部（＊印部）を飛
越走査及び順次走査に応じ図５Ｂの様に多素子型検出器
７の半素子分の長さ（１／２ライン分）ずらすか、図５
Ａの様に垂直走査１サイクルのスタート部を揃える様に
成し、切替タイミングは垂直走査信号の帰線消去期間内
でタイミングを合わせる様に切替える。

【００６９】この様な切替は垂直走査信号用ＲＯＭ２９
とタイミング信号用発生回路３３の現在の走査モードに
合わされた、サンプリング信号４２によって記憶手段制
御回路３２が制御を行なう。

【００７０】垂直走査信号用ＲＯＭ２９から読み出され
た飛越走査又は順次走査信号に対応した垂直鏡位置デー
タＶ_SPはＤＡＣ３１を介しアナログ信号の垂直走査信号
に変換されて、垂直走査駆動回路２５に供給され、垂直
走査鏡３を所定角度移動させて、赤外線からの温度デー
タの取り込みが行なわれる。

【００７１】多素子型検出器７に得られた被測定物体１
７の赤外線の温度信号は信号処理部２１を介してＡＤＣ
２４でデジタルデータに成され、表示用記憶手段３０に
格納されて表示手段２２に赤外線温度分布画像として表
示されるが、２つの走査モードの切替時には記憶手段３
０への記憶時にはアドレスが変わるためタイミング信号
用発生回路３３から記憶手段制御回路３２に供給される
サンプリング信号に基づいて記憶手段３０を２つの走査
モードに対応して保存し、保存されたデータは表示手段
２２に表示する様に成される。

【００７２】次に、図２の構成によって、本発明のライ
ン加算平均演算手段４５による多素子型検出器７の各素
子の感度の固体差によって生ずる固定パターンノイズの
改善を行った画像を表示手段２２に表示する様になす赤
外線撮像装置の動作を図６乃至図９を用いて説明する。

【００７３】上述の様に順次走査と飛越走査の２モード
の走査切替を行なうことが出来る赤外線撮像装置で、ラ
イン加算平均演算手段４５が例えば、順次走査に於ける
走査モードでは、走査信号発生手段３９内のタイミング
信号用発生回路３３によって、垂直走査信号Ｖ_S を図６
に示す様に１水平ライン毎に多素子型検出器７の１素子
分ずつ移動させる様にする。

【００７４】即ち、図６で示す走査方法では１水平ライ
ンをＨｎ／素子をｎで表し、Ｔ（Ｈｉ、素子ｎ）と置く
と、ライン毎のデータは Line0 :｛T(H0，素子7)＋T(H1, 素子6)＋‥‥＋T(H7, 素子0)｝/8 Line0 :｛T(H1，素子7)＋T(H2, 素子6)＋‥‥＋T(H8, 素子0)｝/8 ・ ・ ・ Line100:｛T(H100，素子7)＋T(H101, 素子6)＋‥‥＋T(H107, 素子0)｝/8 と表せる。つまり、この方法では全ての素子が加算され
る為、各素子の感度の違いがラインデータに影響しない
ものが得られる。

【００７５】図７は、順次走査時の図４Ａと同様の垂直
走査信号を示すものであるがライン加算平均演算手段４
５内でライン毎に１素子分ずつ、移動させて、順次加算
を行なう場合に、図６でも明らかな様に、例えば８素子
から成る多素子型検出素子７ａでは７素子乃至１素子ま
で加算処理を行なって素子０に至って、全素子数の加算
処理が出来るため、図７の様にデータ取得範囲から７素
子分の予備測定データを除いた範囲が表示手段２２に表
示可能な画素表示範囲となる。

【００７６】従って、表示手段２２の、例えば、ＣＲＴ
の管面で考えた場合には管面の最上部のラインを表示さ
せるためにはＶ方向に少なくとも多素子検出素子の素子
数ｎ−１（図６では７素子）分をオーバー走査する様に
成されている。

【００７７】次に、図２のライン加算平均演算手段４５
及び記憶手段３０部分の動作を図８及び図９と共に詳記
する。

【００７８】多素子型検出器７で検出した、赤外線２０
はマルチプレクサ２３で並列信号は直列信号に変換され
て、信号処理部２１及びＡＤＣ２４でデジタルデータ変
換される。

【００７９】デジタル温度データは図６の零ラインＨ₀
では多素子検出素子７ａの第７番目の素子のデータを図
８Ａの様に記憶手段３０のワーク用の画像メモリ３０ｂ
にセーブする。

【００８０】次の第１ライン乃至第６ラインＨ₁ 乃至Ｈ
₆ では第６番目の素子乃至１番目の素子までをＡＤＣ２
４でデジタル温度データに変換したデータを、図８Ｂに
示す様にスリーステートバッファ４５ａ、ＡＤＣ２４か
らの温度データがラッチされた第１のラッチ回路４５ｂ
と、画像メモリ３０ｂをラッチした第２のラッチ回路４
５ｃによって第６〜第１までの素子の温度データを加算
器４５ｄで加算する。即ち、スイッチング手段４５ｇの
固定接点ｃ→可動接片ａ→スリーステートバッファ４５
ｈ→スリーステートバッファ４５ａ→第１及び第２のラ
ッチ回路４５ｂ及び４５ｃ→加算器４５ｄの循環系路
で、素子６乃至素子１を画像メモリ３０ｂに順次加算す
る。

【００８１】第７ラインＨ₇ では、多素子検出素子７ａ
の素子０の加算は図８Ｃの様に画像メモリ３０ｂ内の素
子１の温度データに加算を行った後に１／８除算器４５
ｆを通して、スイッチング手段４５ｇの固定接点ｄ−可
動接片ａ→スリーステートバッファ４５ｈ→レベル／セ
ンスＲＡＭ３０ｃの経路で表示データに変換し、フレー
ムメモリ３０ｄに格納し、ＲＧＢ又は画像データＤＡＣ
４６を介して、表示手段２２に供給する様にし、１フレ
ーム分のすべての画素について、ライン加算平均演算が
成される。

【００８２】上述のスリーステートバッファ４５ａ及び
４５ｈ、第１及び第２のラッチ回路４５ｂ及び４５ｃ、
スイッチング手段４５ｈは記録手段制御回路３２によっ
て制御される。

【００８３】Ｓ／Ｎ改善を行わない時には、スイッチン
グ手段４５ｇの可動接片ａは固定接点ｂに接する様にＣ
ＰＵ２７がコントロールする。この場合はＡＤＣ２４か
らの温度データに変換されたデータはスリーステートバ
ッファ４５ａ→スイッチング手段４５ｇの固定接点ｂ→
可動接片ａ→スリーステートバッファ４５ｈを介してフ
レームメモリ３０ｄを介して表示手段２２に表示され
る。

【００８４】又、Ｓ／Ｎ改善を行なう場合にはＣＰＵ２
７は、例えば図９に示す様なフローに従って、ライン加
算平均演算手段４５を制御すればよい。

【００８５】即ち、第１ステップＳＴ₁ では１ライン毎
にＶ方向に１素子分ずつ移動させ走査を行ない。第２ス
テップＳＴ₂ でＡＤＣ２４を介して温度データが与えら
れたら、水平ライン数Ｈに対する多素子検出器の素子数
ｎの比Ｈ／ｎがｎより大きいか或いはｎに等しいかを第
３ステップＳＴ₃ で判断し、Ｈ／ｎ＜ｎであればスイッ
チング手段４５ｇの可動接片ａを固定接点ｃ側に倒し、
第４ステップＳＴ₄ の様に各素子のデータの加算処理が
行なわれた後に第１ステップＳＴ₁ に戻される。

【００８６】次にＨ／ｎ＝ｎとなれば第５ステップＳＴ
₅ で加算データを平均化するためスイッチング手段４５
ｇの可動接片ａは固定接点ｄ側に切換えられ、図２の例
では１／８の除算が行なわれた後に第６ステップＳＴ₆
の様に画像処理を行なって表示手段にＳ／Ｎ改善された
温度分布画像を表示することでエンドに至る。

【００８７】尚、上述のライン加算平均演算では順次走
査について説明したが、飛越走査の場合は図４Ｂ及び図
５Ｂに示す様に奇数フィールド（或いは奇数ライン）走
査時に０．５素子分（１／２ライン分）ずらす様な走査
を行えばよい。

【００８８】

【発明の効果】本発明の赤外線撮像装置によれば、記憶
手段制御回路と加算平均演算手段を連動させることで、
画像中の特定のポイントに対する素子を特定出来るた
め、各ポイントにおける全ての素子が加算平均演算可能
であり、各素子の感度の固体差による固定パターンノイ
ズを改善させることが出来る。又、各素子毎に異なる感
度差も補償出来る。加えて、従来のフレーム加算の様に
時間差による移動物体のゴーストを無くすことが出来
て、高速で移動する対象物も同時に捕らえられ、加算素
子数倍のＳ／Ｎ改善を行なうことが出来るので、鮮明な
温度分布画像を得ることが出来る。更に、走査信号発生
手段内の垂直走査信号用ＲＯＭ内に格納した飛越走査及
び順次走査時の垂直鏡位置データに基づいて、垂直走査
駆動回路を制御する様にしたので１つの回路（装置）で
走査モードを簡単に変更出来て、飛越走査から順次走査
に切替えれば飛越走査時のライン抜け（ライン班）がな
い赤外線撮像走査装置が得られる。又、飛越走査モード
に切替えれば高分解能の温度分布画像を得ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の赤外線撮像装置の系統図である。

【図２】本発明に用いるライン加算平均演算手段及び記
憶手段部分の系統図である。

【図３】本発明に用いる水平及び垂直走査信号の波形図
である。

【図４】本発明に用いる順次走査時及び飛越走査の走査
信号波形図である。

【図５】本発明に用いる多素子検出器の順次走査及び飛
越走査時の検出器の配列説明図である。

【図６】本発明に用いる多素子型検出器の走査配列説明
図である。

【図７】図６の走査信号説明図である。

【図８】本発明に用いる加算平均演算手段の動作説明図
である。

【図９】本発明の制御装置のフローチャートである。

【図１０】従来の赤外線撮像装置の系統図である。

【図１１】従来の赤外線撮像装置のＳ／Ｎ改善時の原理
的系統図である。

【符号の説明】

２…水平走査鏡、３…垂直走査鏡、７…多素子型検出
器、２０…赤外線、２２…表示手段、２５…垂直走査駆
動回路、２６…水平走査駆動回路、２７…ＣＰＵ、２８
…アドレス制御回路、２９…垂直走査信号用ＲＯＭ、３
０…記憶手段、３２…記憶手段制御回路、３５…走査切
替操作部、３９…走査信号発生手段、４５…ライン加算
平均演算手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度に依存して放射される被測定物体か
   らの赤外線を検出して、該被測定物体の温度を測定する
   赤外線撮像装置において、 赤外線を検出する多素子検出手段からの検出信号を１水
   平走査線毎に加算し、 多素子検出手段の素子数で平均化する加算平均演算手段
   と、 上記加算平均演算手段の演算データを記憶する記憶手段
   と、 上記加算平均演算手段と上記記憶手段を制御する制御手
   段と、 上記記憶手段からの演算データを表示する表示手段とを
   有することを特徴とする赤外線撮像装置。
2. 【請求項２】 前記多素子検出手段への前記被測定物体
   からの赤外線の順次走査時に１水平走査線毎に前記多素
   子検出手段の１素子分ずつずらして走査を行なう様に成
   したことを特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装置。
3. 【請求項３】 前記多素子検出手段への前記被測定物体
   からの赤外線の飛越走査時に偶数フィールド走査時は１
   水平走査線毎に前記多素子検出手段の１素子分ずつずら
   して走査を行ない、奇数フィールド時は該多素子検出手
   段の０．５素子分ずつずらして、走査を行なう様に成し
   たことを特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装置。