JPH1146322A - シェーディング補正機能付き非冷却赤外線２次元センサカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で低消費電力のシェーディング補正機能
付き非冷却赤外線２次元センサカメラを得る。 【解決手段】 赤外線２次元センサ１、増幅器２、Ａ／
Ｄ変換器３、演算器４、センサデータ書込制御回路５、
ＴＶスキャンデータ読出制御回路６、シェーディング熱
画像データ生成タイミング制御回路７、シェーディング
熱画像データメモリ転送回路８、ＴＶスキャン変換メモ
リ９、１０、選択回路１１、１３〜２０、レジスタ１２
のブロックで構成され、ＴＶスキャン変換メモリ９、１
０はそれぞれシェーディング補正用データであるシェー
ディング熱画像データ格納領域、シェーディング補正後
のデータである熱画像データ格納領域からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線２次元セン
サを用いた赤外線カメラにおけるシェーディングを補正
する技術の分野に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】赤外線カメラにおいては測定対象物とは
無関係にカメラ筐体内における迷光に起因して、２次元
センサ上に入射される赤外線エネルギー量が、環境温度
が高い場合には中心部から周辺にいくにつれてエネルギ
ー量が多くなり、逆に環境温度が低い場合には中心部か
ら周辺にいくにつれてエネルギー量が少なくなるという
いわゆるシェーディングと呼ばれる現象（温度勾配）を
生ずる。これは特に非冷却の赤外線カメラにおいて顕著
に現れる。本来温度勾配があってはならないところにこ
のような温度勾配があっては赤外線像から正確な温度測
定ができなくなるので、このシェーディングによる影響
を補正するため従来次のような回路を用いていた。

【０００３】図４は、従来の赤外線カメラの実施例の構
成を示すブロック図である。外界からの赤外線は光学瞳
の位置に開閉自在のシャッタが設けられた組合わせレン
ズ（図示せず。）で集光される。このシャッタが開の場
合、集光された赤外線は赤外線２次元センサ１の面上に
結像する。この赤外線２次元センサ１からは一定の走査
（例えばラスタスキャン）によって画素毎に赤外線強度
に応じた電気信号が取り出される。取り出された赤外線
画像信号は増幅器２で後の処理に必要なレベルまで増幅
される。増幅された信号はＡ／Ｄ変換器３で、要求され
る階調度を満足するビット数のデジタルデータに変換さ
れる。得られたデジタルデータは、これからシェーディ
ングによる影響分を減ずるための減算器４のいずれか一
方入力端へ入力され、シェーディングによる影響が除去
された形でＴＶスキャン変換メモリ９ａ、１０ａへ出力
される。

【０００４】一方シェーディング補正メモリ１１が、減
算器４の出力を格納可能なように接続されており、ま
た、その格納された信号を読み出して減算器４の他方入
力端へ入力できるように接続されている。その作用は、
前記シャッタを閉にしたときのＡ／Ｄ変換器３の出力が
１画面分減算器４を経由してシェーディング補正メモリ
１１に格納される。このときシェーディング補正メモリ
１１からの読み出しは行われないようにしておくので、
減算器４では減算は行われるが、Ａ／Ｄ変換器３からの
入力がそのまま出力されてシェーディング補正メモリ１
１に画素毎に格納される。こうして、格納されたデータ
はシャッタ以降のレンズおよび筐体における迷光に起因
するシェーディング熱画像のデータということになる。

【０００５】一方、前記シャッタが開となって外界から
の赤外線を集光したとき赤外線２次元センサ１上に形成
される熱画像は、外界からの赤外線によるものとシェー
ディングによるものとが加算された状態のものである。
従って、外界からの赤外線のみによる熱画像を得るに
は、赤外線２次元センサ上に形成された熱画像からシェ
ーディング熱画像分を減ずればよいことになる。

【０００６】そこで、シェーディング補正メモリ１１の
シェーディング熱画像データを読み出して減算器４の他
方入力端へ入力し、Ａ／Ｄ変換器３からの入力信号から
対応する画素毎に減ずることにより、シェーディングの
影響を除去した外界からの赤外線のみによる熱画像デー
タが得られることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の回路では、ＴＶスキャン変換メモリはテレビ
スキャン変換を行うので、前述のように通常２つのフレ
ームメモリ９ａ、１０ａで構成し、交互にいずれか一方
を読み出し用、いずれか一方を書き込み用として使用し
ている。このように、熱画像を記憶するメモリは、シェ
ーディング補正メモリ１１、ＴＶスキャン変換メモリ９
ａ、１０ａと３つのメモリが必要となり、その数分のメ
モリ素子が必要となるので装置の小型化、低消費電力化
には大きな障害となるという問題点があった。本発明は
上記課題を解決するためになされたもので、メモリ素子
数を減らすことが可能なシェーディング補正機能付き非
冷却赤外線２次元センサカメラを提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のシェーディング
補正機能付き非冷却赤外線２次元センサカメラは次の構
成を具備することを特徴とするものである。 （イ）開閉機構を備え、赤外線を集光／遮光する光学系 （ロ）前記光学系による赤外線像が結像される２次元セ
ンサ （ハ）２次元センサに対する画像走査により出力される
アナログ電気信号を画素毎にデジタルデータに変換する
Ａ／Ｄ変換器 （ニ）前記Ａ／Ｄ変換器からのデジタルデータをいずれ
か一方の入力端の入力データとし、他方の入力端へ入力
されたデータとの間で減算を行う減算器 （ホ）前記開閉機構を閉じることにより赤外線を遮光し
たときのＡ／Ｄ変換器の出力を１フレーム分格納し、そ
の後開となった後は、その格納されたデータが、前記減
算器のいずれか一方入力端に入力されているデータの画
素位置と一致させて読み出され、前記減算器の他方入力
端へ入力されるＡ系シェーディング補正メモリ （ヘ）Ａ系シェーディング補正メモリと同じデータを記
憶するＢ系シェーディング補正メモリ （ト）Ａ系シェーディング補正メモリのデータをＢ系シ
ェーディング補正メモリへ転送する転送回路 （チ）前記減算器の出力を１画面単位で格納するもので
あって、Ａ系シェーディング補正メモリと同一素子から
なるＡ系フレームメモリ （リ）前記減算器の出力を１画面単位で格納するもので
あって、Ｂ系シェーディング補正メモリと同一素子から
なるＢ系フレームメモリ

【０００９】また、前記シェーディング補正機能付き非
冷却赤外線２次元センサカメラにおいて、前記、減算器
の代わりに、前記開閉機構を閉じることにより赤外線を
遮光しているときには前記Ａ／Ｄ変換器からのデジタル
データをいずれか一方の入力端の入力データとし、他方
の入力端へ入力されたデータとの間で平均値算出を行
い、この開閉機構を開くことにより赤外線を集光してい
るときには減算を行う演算器を具備し、前記Ａ系シェー
ディング補正メモリの代わりに、前記開閉機構を閉じて
いるときは前記Ａ／Ｄ変換器からのデジタルデータのう
ち最初の１フレーム分を格納し、その格納されたデータ
が、前記演算器のいずれか一方入力端に入力されている
データの画素位置と一致させて読み出され、前記演算器
の他方入力端へ入力され、最終的にはこの演算器で算出
された平均値を１フレーム分格納し、その後開となった
後は、その格納されたデータが、前記演算器のいずれか
一方入力端に入力されているデータの画素位置と一致さ
せて読み出され、前記演算器の他方入力端へ入力される
Ａ系シェーディング補正メモリを具備すること、を特徴
とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、光学瞳位
置に外部から開閉制御が容易なシャッタを内蔵した組合
わせレンズを用い、シャッタを閉にしレンズを通しての
赤外線を遮断した状態で、迷光によるシェーディングの
影響を受けた状態の赤外線２次元センサの画素走査を行
って、得られた信号を画素毎にシェーディング補正メモ
リに記憶させ、次いでシャッタを開にして外界からの赤
外線による画像を赤外線２次元センサ上に結像させ、こ
れに画素走査を行って画素毎の信号をとり出し、この信
号から画素毎に、シェーディング補正メモリに記憶させ
てあった対応する画素の信号を読み出して、減算器にて
減算することによりシェーディングの影響を除去すると
いうものである。

【００１１】このように、シャッタを閉にしてシェーデ
ィング補正メモリに記憶させるようにすること即ちシェ
ーディング補正メモリの更新は、予め定めた一定の周期
毎に自動的に行わせてもよいし、時間の経過に対する温
度変化が予め定めた値を越えたときに行わせるようにし
てもよい。これはまた、操作者の観測によって行わせて
もよいし、自動的に行わせてもよい。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の赤外線カメラの実施例を図面
を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の赤外線カ
メラの実施例の構成を示すブロック図、図２はこの赤外
線カメラの画素単位の動作状態を示すタイミングチャー
ト図、図３はフレーム単位の動作状況を示すタイミング
チャート図である。図１に示すように、この赤外線カメ
ラは、基本的には赤外線２次元センサ１、増幅器２、Ａ
／Ｄ変換器３、演算器４、センサデータ書込制御回路
５、ＴＶスキャンデータ読出制御回路６、シェーディン
グ熱画像データ生成タイミング制御回路７、シェーディ
ング熱画像データメモリ転送回路８、ＴＶスキャン変換
メモリ９、１０、選択回路１１、１３〜２０、レジスタ
１２のブロックで構成される。ここで、２系統あるＴＶ
スキャン変換メモリ９、１０において、メモリ９側をＡ
系メモリ、メモリ１０側をＢ系メモリと呼び、シェーデ
ィング補正用データをシェーディング熱画像データ、シ
ェーディング補正後のデータを熱画像データと呼ぶもの
とする。

【００１３】次に、それぞれのブロックについてその役
割を説明する。赤外線２次元センサ１は図示しない開閉
機構を備え、赤外線を集光／遮光する光学系により結像
される赤外線を検出し、一定の走査によって画素毎に赤
外線強度に応じた電気信号２０１に変換し、増幅器２は
電気信号２０１を必要なレベルの電気信号２０２まで増
幅し、Ａ／Ｄ変換器３は電気信号２０２を所要の階調度
を満足するビット数の第１デジタルデータ２０３に変換
する。前記走査は、後述するＴＶスキャンデータ読出制
御回路６からのフレームスタート信号１０３をトリガ信
号として生成される水平走査タイミング信号であるライ
ンシンク信号１０４、垂直走査タイミング信号であるフ
レームシンク信号１０５により行われる。

【００１４】演算器４はシェーディング熱画像データお
よび熱画像データを算出する演算器で、前記開閉機構を
閉じて赤外線を遮光してシェーディング熱画像データを
算出するときは平均値算出回路として動作し、第１デジ
タルデータ２０３と後述するレジスタ１２からのＬＡ／
Ｂシェーディング熱画像データ２１２間の平均値が、こ
の開閉機構を開いて熱画像データを算出するときは減算
器として動作し、第１デジタルデータ２０３からＬＡ／
Ｂシェーディング熱画像データ２１２の減算値が第２デ
ジタルデータとして出力される。

【００１５】センサデータ書込制御回路５は、シェーデ
ィング熱画像データおよび熱画像データ書込時のＡ系メ
モリ９およびＢ系メモリ１０の制御部で、ラインシンク
信号１０４、フレームシンク信号１０５、および後述す
るシェーディング熱画像データ生成タイミング制御回路
７からのシェーディング熱画像データ書込信号１０６を
もとに、Ａ系メモリ９およびＢ系メモリ１０へ前記デー
タを記憶させるために必要なセンサ系書込／読出信号１
０８、とシェーディング熱画像データ書込時に最初の１
フレーム期間ＬＡ／Ｂシェーディング熱画像データ２１
２を「０」にするクリア信号１０７を生成する。これ
は、シェーディング熱画像データを算出する際は演算器
４で予め指定されたフレーム期間熱画像を加算し、その
フレーム数で除算することにより平均値を求めてその結
果をシェーディング熱画像データとするからである。

【００１６】ＴＶスキャンデータ読出制御回路６は、熱
画像データのＴＶ系読出時のＡ系メモリ９およびＢ系メ
モリ１０の制御部で、赤外線２次元センサ１のフレーム
スタート信号１０１およびＴＶ同期信号を生成し、この
ＴＶ同期信号をもとにＡ系メモリ９およびＢ系メモリ１
０から熱画像データを読み出すために必要なＴＶタイミ
ングに応じたＴＶ系読出制御信号１０９を生成する。ま
た、フレームスタート信号１０１が繰り返される度に、
Ａ系メモリ９、Ｂ系メモリ１０を交互に読出／書込モー
ドとするＡ系読出モード信号１１０とＢ系読出制御信号
１１１を生成する。この読出／書込モードの切替は後述
するフリーズ信号１０２を受けると、その時点で書込／
読出モードの変更は停止される。

【００１７】シェーディング熱画像データ生成タイミン
グ制御回路７はシェーディング熱画像データ生成の統括
的な制御部で、シェーディング補正開始信号１０１を受
けてシェーディング熱画像データ生成中の熱画像表示の
不自然さを回避するために、シェーディング熱画像デー
タを生成中でない系のメモリの更新を停止するためのフ
リーズ信号１０２、シェーディング熱画像データ書込の
ためのシェーディング熱画像データ書込信号１０６、お
よび一方の系に書き込まれたシェーディング熱画像デー
タを他の系への転送を開始させる転送開始信号１１３を
生成する。フリーズ信号１０２のフリーズ期間は、後述
するシェーディングデータメモリ転送回路８からの転送
終了信号１２１を受けたとき終了する。

【００１８】シェーディング熱画像データメモリ転送回
路８は、Ａ系メモリ９とＢ系メモリ１０の間のシェーデ
ィング熱画像データの転送制御部で、転送開始信号１０
６をもとにＡ系メモリ９、Ｂ系メモリ１０間でシェーデ
ィング熱画像データを転送するのに必要な制御信号であ
るＡ系転送制御信号１１５およびＢ系転送制御信号１２
０を生成し、また書込データを選択するのに必要な制御
信号であるＡ系書込データ選択信号１１８およびＢ系書
込データ選択信号１２３を生成し、またシェーディング
熱画像データ２１４をもとにシェーディング熱画像デー
タ２０５、２０８を生成する。また、転送中は転送モー
ド信号１１６を生成し、転送が終了したとき、転送終了
信号１２１を生成する。

【００１９】Ａ系メモリ９およびＢ系メモリ１０はそれ
ぞれ熱画像データ領域とシェーディング熱画像データ領
域からなり、この熱画像データとシェーディング熱画像
データをフレーム単位で記憶するものである。Ａ系メモ
リ９においては、Ａ系メモリ制御信号１１７およびＡ系
書込データ選択信号１１８により使用領域が決定され、
シェーディング熱画像データ書込時またはシェーディン
グ熱画像データ転送時にはシェーディング熱画像データ
領域に書き込まれあるいはそこから読み出され、シェー
ディング補正時は熱画像データ領域に書き込まれ、熱画
像データ読み出し時には熱画像データ領域から読み出さ
れる。Ｂ系メモリ１０においては、Ｂ系メモリ制御信号
１２２およびＢ系書込データ選択信号１２３により使用
領域が決定され、シェーディング熱画像データ書込時ま
たはシェーディング熱画像データ転送時にはシェーディ
ング熱画像データ領域に書き込みあるいは読み出され、
シェーディング補正時は熱画像データ領域に書き込ま
れ、熱画像データ読み出し時には熱画像データ領域から
読み出される。

【００２０】選択回路１１はＡ系メモリ９への書込デー
タであるＡ系書込データを決定する選択回路で、Ａ系書
込データ選択信号１１８によりシェーディング熱画像デ
ータ転送時にはシェーディング熱画像データ２０５を選
択し、それ以外は第２デジタルデータ２０４を選択して
Ａ系書込デジタルデータ２０６として出力する。レジス
タ１２は演算器４へＬＡ／Ｂシェーディング熱画像デー
タ２１２を供給するもので、シェーディング熱画像デー
タ書込時は最初の１フレームのときクリア信号１０７に
より「０」にする。

【００２１】選択回路１３は、Ａ系メモリ９の制御信号
を決定する第１の選択回路で、センサ系書込／読出制御
信号１０８とＴＶ系読出制御信号１０９のいずれか一方
を選択するもので、Ａ系ＴＶ読出モード信号１１０によ
り、ＴＶ読出モード時はＴＶ系読出制御信号１０９を選
択し、それ以外はセンサ系書込／読出制御信号１０８を
選択してＡ系第１書込／読出制御信号１１４として出力
する。選択回路１４は、Ａ系メモリ９の制御信号を決定
する第２の選択回路で、Ａ系第１書込／読出制御信号１
１４とＡ系転送制御信号１１５のいずれか一方を選択す
るもので、転送モード信号１１６により、シェーディン
グ熱画像データ転送時はＡ系転送制御信号１１５を選択
し、それ以外はＡ系書込／読出制御信号１１４を選択し
てＡ系メモリ制御信号１１７として出力する。

【００２２】選択回路１５は、Ａ系シェーディング熱画
像データとＢ系シェーディング熱画像データのいずれか
一方を選択する選択回路で、Ａ系ＴＶ読出モード信号１
１０とシェーディング熱画像書込信号１０６により、Ａ
系シェーディング熱画像データ書込時にはＡ系メモリ９
からのＡ系読出データ２０７を、Ｂ系シェーディング熱
画像データ書込時にはＢ系メモリ１０からのＢ系読出デ
ータ２１０を選択して第１Ａ／Ｂシェーディング熱画像
データ２１１として出力する。

【００２３】選択回路１６はシェーディング熱画像デー
タの転送元を決定する選択回路で、シェーディング熱画
像データ２０７とシェーディング熱画像データ２０８の
いずれか一方を選択するもので、Ａ系ＴＶ読出モード信
号１１０と転送モード信号１１６により、Ａ系メモリ９
からの転送時にはＡ系読出データ２０７を選択し、Ｂ系
メモリ１０からの転送時にはＢ系読出データ２１０を選
択して第２Ａ／Ｂシェーディング熱画像データ２１４と
して出力する。

【００２４】選択回路１７はＡ系メモリ９からのＡ系読
出データ２０７とＢ系メモリ１０からのＢ系読出データ
２１０のいずれか一方を選択する回路で、Ａ系ＴＶ読出
モード信号１１０により、Ａ系ＴＶ読出時はＡ系読出デ
ータ２０７を選択し、それ以外はＢ系読出データ２１０
を選択して熱画像データ２１３として出力する。選択回
路１８はＢ系メモリ１０への書込データであるＢ系書込
データを決定する選択回路で、Ｂ系書込データ選択信号
１２３によりシェーディング熱画像データ転送時にはシ
ェーディング熱画像データ２０８を選択し、それ以外は
第２デジタルデータ２０４を選択してＢ系書込デジタル
データ２０９として出力する。

【００２５】選択回路１９は、Ｂ系メモリ１０の制御信
号を決定する第１の選択回路で、センサ系書込／読出制
御信号１０８とＴＶ系読出制御信号１０９のいずれか一
方を選択するもので、Ｂ系ＴＶ読出モード信号１１１に
より、ＴＶ読出モード時はＴＶ系読出制御信号１０９を
選択し、それ以外はセンサ系書込／読出制御信号１０８
を選択してＢ系第１書込／読出制御信号１１９として出
力する。

【００２６】選択回路２０は、Ｂ系メモリ１０の制御信
号を決定する第２の選択回路で、Ｂ系第１書込読出制御
制御信号１１９とＢ系転送制御信号１２０のいずれか一
方を選択するもので、転送モード信号１１６により、シ
ェーディング熱画像データ転送時はＢ系転送制御信号１
２０を選択し、それ以外はＢ系書込／読出制御信号１１
９を選択してＢ系メモリ制御信号１２２として出力す
る。

【００２７】このような赤外線カメラにおいては、まず
Ａ系、Ｂ系メモリのいずれか一方のメモリのシェーディ
ング熱画像領域にシェーディング熱画像データを書き込
み、続いてそのシェーディング熱画像データを他の系の
メモリのシェーディング熱画像領域に転送し、両系のシ
ェーディング熱画像データを同じものとする。次に、こ
のシェーディング熱画像データをもとに熱画像データを
一方の系のメモリの熱画像データ領域に書き込み、他の
一方の系のメモリの熱画像データ領域から熱画像データ
を読み出し図示しない表示装置へ表示させる。このよう
にして、シェーディング補正を実現している。前述のよ
うに、一方の系から他の系へシェーディング熱画像デー
タを転送し、各系別々にシェーディング熱画像データを
生成しないのは、各系を交互に熱画像書込／読出モード
とするからであり、そのとき各系のシェーディング熱画
像データが異なってしまうと、等しい熱画像データが系
毎に相違点が生じ、表示したときの違和感を感じさせる
からである。

【００２８】以上説明したように動作モードには、次の
４つのモードがある。 （１）シェーディング熱画像データ生成モード （２）シェーディング熱画像データ転送モード （３）熱画像データ書込モード （４）熱画像データ読出モード

【００２９】図２はＡ系メモリ９またはＢ系メモリ１０
の書込／読出制御の様子を時間軸として赤外線センサカ
メラ１のラインシンク信号１０４の構成要素である画素
単位で説明する図であり、図３はそれを時間軸として赤
外線センサカメラ１のフレームシンク信号１０５単位で
説明する図である。図２において、（Ａ）は赤外線２次
元センサ１のラインシンク信号１０４、（Ｂ）は赤外線
２次元センサ１からの画素単位毎に更新される画素単位
のアドレスＡＤ、（Ｃ）および（Ｄ）はＡ系メモリ９ま
たはＢ系メモリ１０の読出／書込状態を示すもので、
（Ｃ）は熱画像データ書込時、（Ｄ）はシェーディング
熱画像データ生成時のものである。

【００３０】図３において、（Ａ）は赤外線２次元セン
サ１のフレームシンク信号１０５、（Ｂ）はＡ系メモリ
９の動作状態、（Ｃ）はＢ系メモリ１０の動作状態、
（Ｄ）はシェーディング補正開始信号１０１、（Ｅ）は
シェーディング熱画像データ書込時に一方の系のメモリ
の書き換えを禁止するフリーズ信号１０２、（Ｆ）はシ
ェーディング熱画像データ書込時の最初のフレームのデ
ータを「０」に保持するクリア信号１０７、（Ｇ）はシ
ェーディング熱画像データ書込信号１０６、（Ｈ）はシ
ェーディング熱画像データをもう一方の系のメモリへ転
送開始を制御する転送開始信号１１３、（Ｉ）はこの転
送が終了したときの転送終了信号１２１である。

【００３１】図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、シェー
ディング熱画像データ書込時以外の通常動作時である熱
画像データ書込時は、Ａ系メモリ９、Ｂ系メモリ１０は
交互にいずれか一方に熱画像データが書き込まれ、いず
れかもう一方から熱画像が読み出され、図示しないモニ
タに熱画像が表示されている。通常動作時の赤外線２次
元センサ１の水平タイミングにおける画素単位の動作は
図２（Ｃ）に示すように、各画素の前半でＴＶスキャン
変換メモリからのシェーディング補正データを読み出
し、その後同じ位置の画素データとの差分がとられ、そ
の結果がＴＶスキャン変換メモリの熱画像領域に書き込
まれる。シェーディング補正開始信号１０１は、前述し
たように環境温度変化を監視しつつ、予め決められた一
定温度を越える度、予め決められた一定時間毎に、ある
いは使用者が任意にトリガボタンを押すことにより生成
される。

【００３２】シェーディング補正開始信号１０１をシェ
ーディング補正タイミング制御回路７が受けると、シェ
ーディング熱画像データ書込信号１０６を生成し、ま
た、フリーズ信号１０２を生成する。ＴＶスキャンデー
タ読出制御回路６はフリーズ信号１０２を受けて２系統
あるＴＶスキャン変換メモリのいずれか一方を読出専
用、もういずれか一方を書込専用にする。

【００３３】今、図３（Ｄ）に示す（１）のタイミング
でシェーディング補正開始信号１０１が生成されたとし
てシェーディング熱画像データ書込動作について説明す
る。シェーディング補正タイミング制御回路７はシェー
ディング補正開始信号１０１を受けて、図３（Ｅ）の
（２）に示すタイミングでフリーズ信号１０２を、図３
の（３）に示すタイミングでクリア信号１０７およびシ
ェーディング熱画像データ書込信号１０６を生成する。
ＴＶスキャンデータ読出制御回路６はフリーズ信号１０
２を受けて、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すようにＡ系メモ
リ９を書込モードに、Ｂ系メモリ１０を読出モードに固
定する。

【００３４】Ａ系メモリ９は書込モードとなっているの
で、その制御信号１１７としては、選択回路１３、１４
によりＡ系書込／読出制御信号１０８が入力され、その
データ２０６としては、選択回路１１により演算器４か
ら得られた第２デジタルデータ２０４が入力される。ま
た、選択回路１５により、レジスタ１２にはＡ系メモリ
９のシェーディング熱画像データが第１Ａ／Ｂシェーデ
ィング熱画像データ２１１として入力され、クリア信号
１０７が有効となるシェーディング熱画像データ書込時
の最初の１フレームを除いて、そのままＬＡ／Ｂシェー
ディング熱画像データ２１２として演算器４に供給され
る。このとき、演算器４は前述したように平均値算出回
路として動作し、第１デジタルデータ２０３とＬＡ／Ｂ
シェーディング熱画像データ２１２間の平均値が算出さ
れ、第２デジタルデータ２０４として出力される。こう
することで、シェーディング熱画像データがＡ系メモリ
９のシェーディング補正データ領域に記憶される。な
お、図２（Ｇ）でシェーディング熱画像データ書込信号
１０６が２フレーム分出力されているのは、本実施例で
は、２フレーム分積分して平均値を取り、シェーディン
グ熱画像データを算出することにしたためである。

【００３５】この時、水平タイミング信号の動作は、図
２（Ｄ）に示すように、各画素の前半部分でＡ系メモリ
９のシェーディング熱画像データを読み出し、後半で演
算器４で赤外線２次元センサ１からの検出データと、こ
のシェーディング熱画像正データとの演算結果をＡ系メ
モリ９のシェーディング補正データ領域に書き込む。

【００３６】次にシェーディング熱画像データの転送に
ついて説明する。図３（Ｇ）の（４）で示すタイミング
でシェーディング熱画像データの書込が終了すると、そ
の時点で図３（Ｈ）で示す転送開始信号１１３が出力さ
れる。前述したように、転送開始信号１１３を受ける
と、シェーディングデータメモリ転送回路８は転送に必
要な信号を生成するので、Ａ系メモリ９のメモリ制御信
号１１７としてはＡ系転送制御信号１１５が選択され、
またＡ系読出デジタルデータ２０７としてはシェーディ
ング熱画像データが選択され、Ｂ系メモリ１０のメモリ
制御信号１２２としてはＢ系転送制御信号１２０が選択
され、Ｂ系書込デジタルデータ２０９としてはＡ系シェ
ーディング熱画像データ２０８が選択される。またＬＡ
／Ｂシェーディング熱画像データ２１２としてはＡ系読
出デジタルデータ２０７としてシェーディング熱画像デ
ータが選択される。こうして、Ａ系メモリ９に格納され
たＡ系シェーディング熱画像データがＢ系メモリ１０の
シェーディング熱画像データ領域に転送される。

【００３７】次に熱画像データの生成について説明す
る。Ａ系メモリ９は書込モードとなっているので、その
制御信号１１７としては、選択回路１３、１４によりＡ
系書込／読出制御信号１０８が入力され、そのデータ２
０６としては、選択回路１１により演算器４から得られ
た第２デジタルデータ２０４が入力される。また、選択
回路１５により、レジスタ１２にはＡ系メモリ９のシェ
ーディング熱画像データが第１Ａ／Ｂシェーディング熱
画像データ２１１として入力され、そのままＬＡ／Ｂシ
ェーディング熱画像データ２１２として演算器４に供給
される。このとき、演算器４は前述したように減算器と
して動作し、第１デジタルデータ２０３とＬＡ／Ｂシェ
ーディング熱画像データ２１２間の減算値が算出され、
第２デジタルデータ２０４として出力される。こうする
ことで、熱画像データがＡ系メモリ９の熱画像データ領
域に格納される。

【００３８】次に熱画像データの読出について説明す
る。Ｂ系メモリ１０は読出モードとなっているので、そ
の制御信号１２２としては、選択回路１９、２０４によ
りＴＶ系読出信号１０９が入力され、その読出データ２
１０としては熱画像データ領域から熱画像データを読み
出す。この熱画像データは選択回路１７で選択されて図
示しない表示装置に表示される。

【００３９】以上、Ａ系メモリにシェーディング熱画像
データを書き込み、その後Ｂ系メモリ１０にそのシェー
ディング熱画像データを転送し、しかる後に熱画像デー
タを得る動作を説明したが、Ｂ系メモリに最初にシェー
ディング熱画像データを書き込む場合についても、信号
が相応に変わるだけであるので説明は省略する。

【００４０】また、本実施例ではシェーディング熱画像
データを算出するのに赤外線２次元センサ１からの赤外
線データを２フレーム分平均して算出したが、平均値を
求めるフレーム数はこれに限定されるものではなく、適
宜増減することが可能である。また、平均することな
く、赤外線２次元センサ１からのデータをそのままシェ
ーディング熱画像データとして使用することにより、演
算器４を減算器のみとして使用し、回路を簡単な構成と
することも有用な手段である。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、以上説明したように、
１つのＴＶスキャン変換メモリを対象物の熱画像データ
領域とシェーディング熱画像データ領域に区分しし、こ
のメモリを２つ設けることにしたので２つＴＶスキャン
変換メモリでシェーディング補正を可能にすると同時に
ＴＶスキャン変換も可能にしたから、メモリ素子数をそ
れぞれ機能毎に３つ設けることがなくなり、全体として
メモリ素子数を１個減らせ、また、メモリの周辺回路は
ＦＰＧＡまたはＧＡを使用することにより簡単に一つの
素子で構成することが可能であるから、装置を小型化で
き、合わせて消費電力を低減することが可能となり、携
帯型に好適な非冷却赤外線２次元カメラを提供すること
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシェーディング補正機能付非冷却赤外
線２次元センサカメラの実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】本発明のシェーディング補正回路の画素単位の
動作を示すタイミングチャート図である。

【図３】本発明のシェーディング補正回路のフレーム単
位の動作を示すタイミングチャート図である。

【図４】従来のシェーディング補正機能付非冷却赤外線
２次元センサカメラの実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ 赤外線２次元センサ ２ 増幅器 ３ Ａ／Ｄ変換器 ４ 演算器 ５ センサデータ書込制御回路 ６ ＴＶスキャンデータ読出制御回路 ７ シェーディング熱画像データ生成タイミング制御回
路 ８ シェーディングデータメモリ転送回路 ９、１０ ＴＶスキャン変換メモリ １１、１３、１４、１５、１６、１８、１９、２０ 選
択回路 １２ レジスタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 次の各構成を具備することを特徴とする
   シェーディング補正機能付き非冷却赤外線２次元センサ
   カメラ。 （イ）開閉機構を備え、赤外線を集光／遮光する光学系 （ロ）前記光学系による赤外線像が結像される２次元セ
   ンサ （ハ）２次元センサに対する画像走査により出力される
   アナログ電気信号を画素毎にデジタルデータに変換する
   Ａ／Ｄ変換器 （ニ）前記Ａ／Ｄ変換器からのデジタルデータをいずれ
   か一方の入力端の入力データとし、他方の入力端へ入力
   されたデータとの間で減算を行う減算器 （ホ）前記開閉機構を閉じることにより赤外線を遮光し
   たときのＡ／Ｄ変換器の出力を１フレーム分格納し、そ
   の後開となった後は、その格納されたデータが、前記減
   算器のいずれか一方入力端に入力されているデータの画
   素位置と一致させて読み出され、前記減算器の他方入力
   端へ入力されるＡ系シェーディング補正メモリ （ヘ）Ａ系シェーディング補正メモリと同じデータを記
   憶するＢ系シェーディング補正メモリ （ト）Ａ系シェーディング補正メモリのデータをＢ系シ
   ェーディング補正メモリへ転送する転送回路 （チ）前記減算器の出力を１画面単位で格納するもので
   あって、Ａ系シェーディング補正メモリと同一素子から
   なるＡ系フレームメモリ （リ）前記減算器の出力を１画面単位で格納するもので
   あって、Ｂ系シェーディング補正メモリと同一素子から
   なるＢ系フレームメモリ
2. 【請求項２】 前記、減算器の代わりに、前記開閉機構
   を閉じることにより赤外線を遮光しているときには前記
   Ａ／Ｄ変換器からのデジタルデータをいずれか一方の入
   力端の入力データとし、他方の入力端へ入力されたデー
   タとの間で平均値算出を行い、この開閉機構を開くこと
   により赤外線を集光しているときには減算を行う演算器
   を具備し、 前記Ａ系シェーディング補正メモリの代わりに、 前記開閉機構を閉じているときは前記Ａ／Ｄ変換器から
   のデジタルデータのうち最初の１フレーム分を格納し、
   その格納されたデータが、前記演算器のいずれか一方入
   力端に入力されているデータの画素位置と一致させて読
   み出され、前記演算器の他方入力端へ入力され、最終的
   にはこの演算器で算出された平均値を１フレーム分格納
   し、その後開となった後は、その格納されたデータが、
   前記演算器のいずれか一方入力端に入力されているデー
   タの画素位置と一致させて読み出され、前記演算器の他
   方入力端へ入力されるＡ系シェーディング補正メモリを
   具備すること、を特徴とする請求項１記載のシェーディ
   ング補正機能付き非冷却赤外線２次元センサカメラ。