JPH1198413A - Infrared ray camera - Google Patents

Infrared ray camera

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JPH1198413A
JPH1198413A JP9259880A JP25988097A JPH1198413A JP H1198413 A JPH1198413 A JP H1198413A JP 9259880 A JP9259880 A JP 9259880A JP 25988097 A JP25988097 A JP 25988097A JP H1198413 A JPH1198413 A JP H1198413A
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JP
Japan
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circuit
output
image sensor
bias current
conversion circuit
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JP9259880A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunio Ookawa
訓生 大川
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an infrared ray camera with a high S/N provided with a correction means that corrects dispersion in a bias current fed to plural bolometers being components of an image pickup element. SOLUTION: Standard resistors 53-55 are provided in an image pickup element 51, a dispersion in a bias current set by bias current setting means 40-42 is measured by supplying the bias current to the standard resistors 53-55 and the result is stored in a memory 49 in a dispersion correction circuit 45 and corrected by a differential amplifier circuit 46. Thus, the gain of a preamplifier circuit 6 is increased till the effect of the circuit noise after the 1st A/D converter 7 is disregarded and the infrared ray camera with a high S/N is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared camera using a bolometer.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は従来の赤外線カメラのブロック図
である。図中、Mは被写体、1は赤外光学系、2は赤外
光学系1の結像面に位置した撮像素子、3は赤外光学系
1と撮像素子2との間に位置するシャッタ、4は撮像素
子2に接続した定電圧源、5は撮像素子2に接続したド
ライバ回路、6は撮像素子2の出力を増幅する前置増幅
回路、7は前置増幅回路6の出力をディジタル信号に変
換する第1のA/D変換回路、8は表示処理回路、12
はシャッタ3、ドライバ回路5、第1のA/D変換回路
7、表示処理回路8に接続したタイミング発生回路であ
る。表示処理回路8は加算平均回路9、フレームメモリ
10、減算回路11により構成される。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a block diagram of a conventional infrared camera. In the figure, M is a subject, 1 is an infrared optical system, 2 is an image sensor located on the image forming surface of the infrared optical system 1, 3 is a shutter located between the infrared optical system 1 and the image sensor 2, 4 is a constant voltage source connected to the image sensor 2, 5 is a driver circuit connected to the image sensor 2, 6 is a preamplifier circuit for amplifying the output of the image sensor 2, 7 is a digital signal representing the output of the preamplifier circuit 6. A first A / D conversion circuit for converting the data into a display processing circuit;
Is a timing generation circuit connected to the shutter 3, the driver circuit 5, the first A / D conversion circuit 7, and the display processing circuit 8. The display processing circuit 8 includes an averaging circuit 9, a frame memory 10, and a subtraction circuit 11.

【0003】図8は撮像素子2の構成であり、説明の簡
素化のため、3×3画素のものを示した。図中13〜2
1はボロメータ、22〜36はトランジスタ、37〜3
9はコンデンサ、40〜42はバイアス電流設定手段、
43は垂直走査回路、44は水平走査回路である。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り、高感度化ため、ボロメータ13
〜121はポリシリコン、酸化バナジウム等、温度に対
する抵抗変化率の大きな材料で形成される。また、図8
では、バイアス電流設定手段40〜42としてトランジ
スタを使用する場合を示した。
FIG. 8 shows the structure of the image pickup device 2, which has 3.times.3 pixels for simplification of description. 13-2 in the figure
1 is a bolometer, 22 to 36 are transistors, 37 to 3
9 is a capacitor, 40 to 42 are bias current setting means,
43 is a vertical scanning circuit, and 44 is a horizontal scanning circuit. An infrared camera using a bolometer is used to visualize a resistance change due to a temperature rise caused by absorbing infrared rays emitted from a subject.
Reference numerals 121 are formed of a material having a large resistance change rate with respect to temperature, such as polysilicon or vanadium oxide. FIG.
In the above, the case where transistors are used as the bias current setting means 40 to 42 has been described.

【0004】次に動作について説明する。まず定電圧源
4からバイアス電圧Vb及びバイアス電流を設定するゲ
ート電圧Vgをトランジスタ40〜42に印加する。次
にタイミング発生回路12が生成するタイミングに従い
ドライバ回路5が行を選択する駆動クロックを垂直走査
回路40に送る。上記クロックにより垂直走査回路40
はまずトランジスタ22〜24を一定期間中導通状態に
する。これにより、ボロメータ13〜15にはバイアス
電流設定手段40〜42の導通抵抗により設定されるバ
イアス電流が流される。次にタイミング発生回路12か
らサンプルホールドクロックが印加され、トランジスタ
31〜33が導通状態になる。これにより、ボロメータ
13〜15の抵抗値に対応する電圧をコンデンサ37〜
39に一旦記憶する。次にトランジスタ31〜33を遮
断状態にした後、水平走査回路44はトランジスタ34
〜36を順次導通状態にし、ボロメータ13〜15の抵
抗値に対応する電圧を出力する。次に垂直走査回路43
はボロメータ16〜18により形成される行を選択し、
ボロメータ13〜15と同様の手順でボロメータ16〜
18の抵抗値に対応する電圧を出力する。上記動作を繰
り返すことにより、撮像素子2を構成するボロメータの
抵抗値に対応する電圧を出力する。この状態でシャッタ
3を閉じ、ボロメータ13〜21に一様な赤外線が入射
した状態での各ボロメータの出力電圧を前置増幅回路6
で増幅した後第1のA/D変換回路7でディジタル信号
に変換した後加算回路9において各画素ごとに加算平均
し、フレームメモリ10に記憶する。この動作はボロメ
ータ13〜21の抵抗値のばらつきにより画像に現われ
る固定パターンノイズを除去するためのオフセット補正
データを取得するためのものである。
Next, the operation will be described. First, a bias voltage Vb and a gate voltage Vg for setting a bias current are applied to the transistors 40 to 42 from the constant voltage source 4. Next, the driver circuit 5 sends a driving clock for selecting a row to the vertical scanning circuit 40 in accordance with the timing generated by the timing generation circuit 12. The vertical scanning circuit 40 is driven by the above clock.
First, the transistors 22 to 24 are turned on for a certain period. As a result, a bias current set by the conduction resistance of the bias current setting means 40 to 42 flows through the bolometers 13 to 15. Next, a sample hold clock is applied from the timing generation circuit 12, and the transistors 31 to 33 are turned on. Thereby, the voltage corresponding to the resistance value of the bolometers 13 to 15 is changed to the capacitors 37 to
39 is stored once. Next, after the transistors 31 to 33 are turned off, the horizontal scanning circuit 44
To 36 are sequentially turned on to output voltages corresponding to the resistance values of the bolometers 13 to 15. Next, the vertical scanning circuit 43
Selects the rows formed by the bolometers 16-18,
In the same procedure as the bolometers 13 to 15, the bolometers 16 to
A voltage corresponding to the resistance value of No. 18 is output. By repeating the above operation, a voltage corresponding to the resistance value of the bolometer constituting the image sensor 2 is output. In this state, the shutter 3 is closed, and the output voltage of each bolometer in a state where uniform infrared rays are incident on the bolometers 13 to 21 is applied to the preamplifier circuit 6.
Then, the signal is converted into a digital signal by the first A / D conversion circuit 7 and then added and averaged for each pixel in the addition circuit 9 and stored in the frame memory 10. This operation is for acquiring offset correction data for removing fixed pattern noise appearing in an image due to variation in the resistance values of the bolometers 13 to 21.

【0005】次にシャッタ3を開き被写体Mが放射する
赤外線を赤外光学系1により集光し、ボロメータ13〜
21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13〜21に生じ、各
ボロメータの抵抗値はシャッタが開く前と比較して変化
する。この温度上昇は300K背景における目標温度差
1K当たり数mKの微小なものである。ボロメータ13
〜21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6で増幅し第1のA/D変換回路7でディ
ジタル信号に変換した後、表示処理回路8内の減算回路
11においてフレームメモリ10に記録されたオフセッ
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
除去した後出力する。
Next, the shutter 3 is opened and the infrared light emitted from the subject M is condensed by the infrared optical system 1, and the bolometers 13 to
21 is formed. As a result, a temperature rise occurs in the bolometers 13 to 21 in accordance with the intensity of the infrared radiation emitted from the subject, and the resistance value of each bolometer changes as compared to before the shutter is opened. This temperature rise is as small as several mK per 1K of the target temperature difference in the 300K background. Bolometer 13
21 are amplified by the preamplifier circuit 6 and converted into digital signals by the first A / D converter circuit 7 in the same manner as when the offset correction data is obtained. The offset correction data recorded in the memory 10 is subtracted for each pixel to remove fixed pattern noise and output.

【0006】[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、各列に対応して配置され
たバイアス電流設定手段40〜42により、設定される
バイアス電流をボロメータ13〜21に流して抵抗値の
変化を読み取る。このため、撮像素子2全体の出力のば
らつきはボロメータ13〜21そのものの抵抗値のばら
つき以外にバイアス電流のばらつきが加算されて大きく
なり、上記ばらつきの振幅を前置増幅回路6及び第1の
A/D変換回路7の飽和レベル以下に抑えるために前置
増幅回路6のゲインを十分稼ぐことが出来ず、第1のA
/D変換回路以降の回路雑音の影響が顕著になり、表示
処理回路8の出力におけるS/Nが低下するという難点
があった。
The conventional infrared camera is configured as described above, and the bias current set by the bias current setting means 40 to 42 arranged corresponding to each column is used to set the bias current to the bolometers 13 to 42. Then, a change in the resistance value is read out by flowing the current through the circuit 21. For this reason, the variation in the output of the entire image sensor 2 becomes larger due to the addition of the variation in the bias current in addition to the variation in the resistance values of the bolometers 13 to 21 itself. The gain of the preamplifier circuit 6 cannot be sufficiently increased to suppress the saturation level of the A / D conversion circuit 7 or less, and the first A
The effect of the circuit noise after the / D conversion circuit becomes remarkable, and the S / N at the output of the display processing circuit 8 is reduced.

【0007】この発明は上記のような難点を解決するた
めになされたものであり、トランジスタ37〜39の導
通抵抗のばらつきを補正することによりばらつきを含む
信号の振幅を小さくし、前置増幅回路6のゲインを十分
稼ぐことが出来、十分なS/Nを有する赤外線カメラを
得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described difficulties, and reduces the amplitude of a signal including a variation by correcting variation in the conduction resistance of transistors 37 to 39, thereby reducing the preamplifier circuit. An object of the present invention is to obtain an infrared camera which can sufficiently gain a gain of 6 and has a sufficient S / N.

【0008】[0008]

【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、バイアス電流設定手段40〜42にトランジ
スタを介して接続した標準抵抗と、前置増幅回路6と第
1のA/D変換回路7との間に接続したばらつき補正回
路を備えたものである。
An infrared camera according to a first aspect of the present invention includes a standard resistor connected to bias current setting means 40 to 42 via a transistor, a preamplifier circuit 6, and a first A / D conversion circuit. 7 is provided with a variation correction circuit connected therebetween.

【0009】また、第2の発明による赤外線カメラは、
ばらつき補正回路として、差動増幅回路と、第2のA/
D変換回路と、上記前置増幅回路の出力を上記差動増幅
回路と上記第2のA/D変換回路に選択して接続する第
1のスイッチと、上記第2のA/D変換回路に接続し上
記バイアス電流設定手段のばらつきを記憶するメモリ
と、上記メモリの出力をアナログ信号に変換し上記差動
増幅回路に出力するD/A変換回路を備えたものであ
る。
The infrared camera according to the second aspect of the present invention
As a variation correction circuit, a differential amplifier circuit and a second A /
A D converter, a first switch for selectively connecting the output of the preamplifier to the differential amplifier and the second A / D converter, and a second switch for connecting the second A / D converter. A memory connected to store the variation of the bias current setting means, and a D / A conversion circuit for converting an output of the memory into an analog signal and outputting the analog signal to the differential amplifier circuit.

【0010】また、第3の発明による赤外線カメラは、
上記ばらつき補正回路として、差動増幅回路と、減衰回
路と、上記前置増幅回路の出力を上記差動増幅回路と上
記減衰回路に選択して接続する第1のスイッチと、上記
減衰回路の出力をA/D変換する第2のA/D変換回路
と、上記第2のA/D変換回路に接続し上記バイアス電
流設定手段のばらつきを記憶するメモリと、上記メモリ
の出力をアナログ信号に変換するD/A変換回路と、上
記D/A変換回路と上記差動増幅回路との間に設置した
増幅回路を備えたものである。
[0010] The infrared camera according to the third invention comprises:
As the variation correction circuit, a differential amplifier circuit, an attenuation circuit, a first switch for selectively connecting an output of the preamplifier circuit to the differential amplifier circuit and the attenuation circuit, and an output of the attenuation circuit A second A / D conversion circuit for A / D converting the data, a memory connected to the second A / D conversion circuit for storing the variation of the bias current setting means, and converting the output of the memory to an analog signal A D / A conversion circuit, and an amplification circuit provided between the D / A conversion circuit and the differential amplification circuit.

【0011】また、第4の発明による赤外線カメラは、
上記バイアス電流設定手段40〜42にトランジスタを
介して接続した標準抵抗と、上記前置増幅回路6と上記
第1のA/D変換回路7との間に設置した第1のスイッ
チと第2のスイッチと、上記第1のA/D変換回路に接
続し上記バイアス電流設定手段のばらつきを記憶するメ
モリと、上記メモリの出力をアナログ信号に変換するD
/A変換回路と、上記第1のスイッチと上記D/A変換
回路に接続した差動増幅回路を備えたものである。
[0011] The infrared camera according to a fourth aspect of the present invention includes:
A standard resistor connected to the bias current setting means 40 to 42 via a transistor; a first switch provided between the preamplifier circuit 6 and the first A / D conversion circuit 7; A switch, a memory connected to the first A / D conversion circuit, for storing the variation of the bias current setting means, and a D for converting an output of the memory into an analog signal.
/ A conversion circuit, and a differential amplifier circuit connected to the first switch and the D / A conversion circuit.

【0012】また、第5の発明による赤外線カメラは、
上記バイアス電流設定手段40〜42にトランジスタを
介して接続した標準抵抗と、上記前置増幅回路6と上記
第1のA/D変換回路7との間に設置した第1のスイッ
チと第2のスイッチと、上記第1のスイッチと上記第2
のスイッチとの間に設置した減衰回路と、上記第1のA
/D変換回路に接続し上記バイアス電流設定手段のばら
つきを記憶するメモリと、上記メモリの出力をアナログ
信号に変換するD/A変換回路と、上記D/A変換回路
に接続した増幅回路と、上記第1のスイッチと上記増幅
回路に接続した差動増幅回路を備えたものである。
The infrared camera according to a fifth aspect of the present invention comprises:
A standard resistor connected to the bias current setting means 40 to 42 via a transistor; a first switch provided between the preamplifier circuit 6 and the first A / D conversion circuit 7; A switch, the first switch, and the second switch.
And the first A
A memory connected to a D / D conversion circuit for storing the variation of the bias current setting means, a D / A conversion circuit for converting an output of the memory into an analog signal, an amplification circuit connected to the D / A conversion circuit, A differential amplifier connected to the first switch and the amplifier;

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

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及び3〜
8は従来の装置と同じものである。45は前置増幅回路
6と第1のA/D変換回路7との間に設置したばらつき
補正回路、52はタイミング発生回路である。ばらつき
補正回路45は差動増幅回路46と、第2のA/D変換
回路47と、前置増幅回路6と差動増幅回路46と第2
のA/D変換回路47に接続した第1のスイッチ48
と、第2のA/D変換回路47に接続したメモリ49
と、メモリ49に接続したD/A変換回路50から構成
される。図2は撮像素子51の実施の形態1を示す接続
図であり、13〜42、及び44は従来の装置と同じも
のである。53〜55は標準抵抗、56〜58は標準抵
抗53〜55に接続したトランジスタ、59はトランジ
スタ22〜30及びトランジスタ56〜58に接続した
垂直走査回路である。標準抵抗53〜55はボロメータ
13〜21とは異なり温度に対する抵抗変化率が大きい
必要は無いため、窒化チタン、アルミニウム等、通常の
半導体プロセスで使用される材料で形成される。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a block diagram showing Embodiment 1 of an infrared camera according to the present invention. In the figure, 1 and 3 to
8 is the same as the conventional device. 45 is a variation correction circuit provided between the preamplifier circuit 6 and the first A / D conversion circuit 7, and 52 is a timing generation circuit. The variation correction circuit 45 includes a differential amplifier circuit 46, a second A / D converter circuit 47, a preamplifier circuit 6, a differential amplifier circuit 46,
Switch 48 connected to the A / D conversion circuit 47
And a memory 49 connected to the second A / D conversion circuit 47
And a D / A conversion circuit 50 connected to the memory 49. FIG. 2 is a connection diagram showing the first embodiment of the image sensor 51, and reference numerals 13 to 42 and 44 are the same as those of the conventional device. 53 to 55 are standard resistors, 56 to 58 are transistors connected to the standard resistors 53 to 55, and 59 is a vertical scanning circuit connected to the transistors 22 to 30 and the transistors 56 to 58. Unlike the bolometers 13 to 21, the standard resistors 53 to 55 do not need to have a large resistance change rate with respect to temperature, and are therefore formed of a material used in a normal semiconductor process, such as titanium nitride or aluminum.

【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。タイミング発生回路52が生成するタ
イミングに従いドライバ回路5が垂直走査回路43、水
平走査回路44、トランジスタ34〜36にクロックを
送り、トランジスタ22〜30、及びトランジスタ34
〜36を順次導通状態にして従来の装置と同様な手順で
読み出しを行ない、標準抵抗53〜55、及びボロメー
タ13〜21の各抵抗値に対応する電圧を出力する。次
にシャッタ3を閉じ、第1のスイッチ48が端子AとB
を接続し、第2のA/D変換回路47は前置増幅回路6
の出力をディジタル信号に変換する。メモリ49は標準
抵抗53〜55にバイアス電流が流れた時の撮像素子5
1に出力を記憶する。次に第1のスイッチ48はAとC
に接続先を切り換える。D/A変換回路50はメモリ4
9の記憶データにもとずき、標準抵抗53の出力をボロ
メータ13、16、19に、標準抵抗54の出力をボロ
メータ14、17、20に、標準抵抗55の出力をボロ
メータ15、18、21に対して図3に示すようにそれ
ぞれ同期して出力する。差動増幅回路46はD/A変換
回路50の出力と前置増幅回路6の出力の差を増幅して
出力する。その後は従来の装置と同様にオフセット補正
データの取得、及び画像の出力を行なう。
Next, the operation of the infrared camera according to the present invention will be described. In accordance with the timing generated by the timing generation circuit 52, the driver circuit 5 sends a clock to the vertical scanning circuit 43, the horizontal scanning circuit 44, and the transistors 34 to 36, and the transistors 22 to 30 and the transistor 34
To 36 are sequentially turned on, reading is performed in the same procedure as in the conventional apparatus, and voltages corresponding to the standard resistors 53 to 55 and the bolometers 13 to 21 are output. Next, the shutter 3 is closed, and the first switch 48 is connected to the terminals A and B.
And the second A / D conversion circuit 47 is connected to the preamplifier circuit 6
Is converted to a digital signal. The memory 49 stores the image sensor 5 when a bias current flows through the standard resistors 53 to 55.
1 to store the output. Next, the first switch 48 switches between A and C
Switch the connection destination. The D / A conversion circuit 50 is a memory 4
9, the output of the standard resistor 53 is output to the bolometers 13, 16, and 19, the output of the standard resistor 54 is output to the bolometers 14, 17, and 20, and the output of the standard resistor 55 is output to the bolometers 15, 18, and 21. Are output in synchronization with each other as shown in FIG. The differential amplifier circuit 46 amplifies the difference between the output of the D / A conversion circuit 50 and the output of the preamplifier circuit 6 and outputs the result. After that, acquisition of offset correction data and output of an image are performed as in the conventional apparatus.

【0015】実施の形態2.図4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、3〜8は従来の装置と同じものである。又、4
6〜52は実施の形態1と同じものである。60はばら
つき補正回路であり、構成要素の46〜50は実施の形
態1と同じものであり、61は第1のスイッチ48と第
2のA/D変換回路47の間に設置した1より小さなゲ
インを有する減衰回路、62はD/A変換回路50と差
動増幅回路46との間に設置した1より大きなゲインを
有する増幅回路である。
Embodiment 2 FIG. 4 is a block diagram showing Embodiment 2 of the infrared camera according to the present invention. In the figure, 1, 3 to 8 are the same as the conventional apparatus. Also, 4
6 to 52 are the same as those in the first embodiment. Numeral 60 denotes a variation correction circuit, components 46 to 50 are the same as those in the first embodiment, and 61 is smaller than 1 provided between the first switch 48 and the second A / D conversion circuit 47. An attenuating circuit having a gain, 62 is an amplifying circuit provided between the D / A conversion circuit 50 and the differential amplifying circuit 46 and having a gain greater than 1.

【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。前置増幅回路6の出力の振幅を減衰回
路61で一旦減衰した後、第2のA/D変換回路47で
A/D変換し、標準抵抗53〜55にバイアス電流が流
れた時の撮像素子51の出力をメモリ49に記憶し、実
施の形態1と同様に標準抵抗53の出力をボロメータ1
3、16、19に、標準抵抗54の出力をボロメータ1
4、17、20に、標準抵抗55の出力をボロメータ1
5、18、21に対してそれぞれ図3に示すように同期
してD/A変換回路50から出力する。次に増幅回路6
2はD/A変換回路50の出力を減衰回路61の減衰の
割合の逆数分増幅し、差動増幅回路46に入力する。そ
の他の動作は実施の形態1と同様である。
Next, the operation of the infrared camera according to the present invention will be described. The image sensor when the amplitude of the output of the preamplifier circuit 6 is once attenuated by the attenuating circuit 61, A / D converted by the second A / D converting circuit 47, and the bias current flows through the standard resistors 53 to 55. The output of the standard resistor 53 is stored in the memory 49 as in the first embodiment.
The bolometer 1 outputs the output of the standard resistor 54 to 3, 16, and 19.
The bolometer 1 outputs the output of the standard resistor 55 to 4, 17, and 20.
The signals are output from the D / A conversion circuit 50 in synchronization with 5, 18, and 21, respectively, as shown in FIG. Next, the amplifier circuit 6
2 amplifies the output of the D / A conversion circuit 50 by the reciprocal of the attenuation ratio of the attenuation circuit 61 and inputs the result to the differential amplifier circuit 46. Other operations are the same as those in the first embodiment.

【0017】実施の形態3.図5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、3〜8は従来の装置と同じものである。又、4
6、48〜51は実施の形態1と同じものである。63
は差動増幅回路46と第1のスイッチ48と第1のA/
D変換回路7に接続した第2のスイッチ、64はタイミ
ング発生回路である。
Embodiment 3 FIG. 5 is a block diagram showing Embodiment 3 of the infrared camera according to the present invention. In the figure, 1, 3 to 8 are the same as the conventional apparatus. Also, 4
6, 48 to 51 are the same as those in the first embodiment. 63
Is a differential amplifier circuit 46, a first switch 48, and a first A /
The second switch 64 connected to the D conversion circuit 7 is a timing generation circuit.

【0018】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。撮像素子51の出力を得るまでの動作
は実施の形態1と同じである。次にオフセット補正デー
タ取得のためにシャッタ3を閉じ、次に第1のスイッチ
48が端子AとBを接続し、第2のスイッチ63は端子
EとDを接続する。第1のA/D変換回路7は前置増幅
回路6の出力をディジタル信号に変換し、メモリ49は
標準抵抗53〜55にバイアス電流が流れた時の撮像素
子51の出力を記憶する。次に第1のスイッチ48はA
とCに、第2のスイッチ63はFとDに接続先を切り換
える。D/A変換回路50はメモリ49の記憶データに
もとずき、標準抵抗53の出力をボロメータ13、1
6、19に、標準抵抗54の出力をボロメータ14、1
7、20に、標準抵抗55の出力をボロメータ15、1
8、21に対して図3に示すようにそれぞれ同期して出
力する。差動増幅回路46はD/A変換回路50の出力
と前置増幅回路6の出力の差を増幅して出力する。その
後は従来の装置と同様にオフセット補正データの取得、
及び画像の出力を行なう。
Next, the operation of the infrared camera according to the present invention will be described. The operation until the output of the image sensor 51 is obtained is the same as in the first embodiment. Next, the shutter 3 is closed to obtain offset correction data, and then the first switch 48 connects the terminals A and B, and the second switch 63 connects the terminals E and D. The first A / D conversion circuit 7 converts the output of the preamplifier circuit 6 into a digital signal, and the memory 49 stores the output of the image sensor 51 when a bias current flows through the standard resistors 53 to 55. Next, the first switch 48
And C, and the second switch 63 switches the connection destination to F and D. The D / A conversion circuit 50 outputs the output of the standard resistor 53 to the bolometers 13 and 1 based on the data stored in the memory 49.
6 and 19, the output of the standard resistor 54 is connected to the bolometers 14, 1
7 and 20, the output of the standard resistor 55 is changed to the bolometers 15, 1
As shown in FIG. The differential amplifier circuit 46 amplifies the difference between the output of the D / A conversion circuit 50 and the output of the preamplifier circuit 6 and outputs the result. After that, acquisition of offset correction data as with the conventional device,
And output an image.

【0019】実施の形態4.図6はこの発明による赤外
線カメラの実施の形態4を示すブロック図である。図
中、1、3〜8は従来の装置と同じものである。46、
48〜51、63は実施の形態3と同じものである。6
5は第1のスイッチ48の端子Bと第2のスイッチの端
子Eとの間に設けた1より小さなゲインを有する減衰回
路、66はD/A変換回路50と差動増幅回路46との
間に設けた1より大きなゲインを有する増幅回路であ
る。
Embodiment 4 FIG. 6 is a block diagram showing Embodiment 4 of the infrared camera according to the present invention. In the figure, 1, 3 to 8 are the same as the conventional apparatus. 46,
48 to 51 and 63 are the same as those in the third embodiment. 6
5 is an attenuation circuit having a gain smaller than 1 provided between the terminal B of the first switch 48 and the terminal E of the second switch 48, and 66 is a circuit between the D / A conversion circuit 50 and the differential amplifier circuit 46. Is an amplifying circuit having a gain greater than 1 provided in.

【0020】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。撮像素子51の出力を得るまでの動
作、及びオフセット補正データ取得のためにシャッタ3
を閉じるまでの動作は実施の形態1と同じである。次に
第1のスイッチ48が端子AとBを接続し、第2のスイ
ッチ63は端子EとDを接続する。減衰回路65は前置
増幅回路6の出力を一旦減衰させ、第2のA/D変換回
路47でA/D変換し、標準抵抗53〜55にバイアス
電流が流れた時の撮像素子51の出力をメモリ49に記
憶し、実施例1と同様に標準抵抗53の出力をボロメー
タ13、16、19に、標準抵抗54の出力をボロメー
タ14、17、20に、標準抵抗55の出力をボロメー
タ15、18、21に対して図3に示すようにそれぞれ
同期してD/A変換回路50から出力する。次に増幅回
路66はD/A変換回路50の出力を減衰回路65の減
衰の割合の逆数分増幅し、差動増幅回路46に入力す
る。次に第1のスイッチ48はAとCに、第2のスイッ
チ63はFとDに接続先を切り換える。差動増幅回路4
6はD/A変換回路50の出力と前置増幅回路6の出力
の差を増幅して出力する。その他の動作は実施の形態3
と同様である。
Next, the operation of the infrared camera according to the present invention will be described. An operation until the output of the image sensor 51 is obtained and a shutter 3 for obtaining offset correction data
The operation up to closing is the same as in the first embodiment. Next, the first switch 48 connects the terminals A and B, and the second switch 63 connects the terminals E and D. The attenuation circuit 65 attenuates the output of the preamplifier circuit 6 once, performs A / D conversion in the second A / D conversion circuit 47, and outputs the image sensor 51 when a bias current flows through the standard resistors 53 to 55. Is stored in the memory 49, and the output of the standard resistor 53 is output to the bolometers 13, 16, and 19, the output of the standard resistor 54 is output to the bolometers 14, 17, and 20, and the output of the standard resistor 55 is output to the bolometer 15, as in the first embodiment. As shown in FIG. 3, the signals are output from the D / A conversion circuit 50 in synchronization with the signals 18 and 21, respectively. Next, the amplification circuit 66 amplifies the output of the D / A conversion circuit 50 by the reciprocal of the attenuation ratio of the attenuation circuit 65 and inputs the result to the differential amplification circuit 46. Next, the first switch 48 switches between A and C, and the second switch 63 switches between F and D. Differential amplifier circuit 4
Reference numeral 6 amplifies and outputs the difference between the output of the D / A conversion circuit 50 and the output of the preamplifier circuit 6. Other operations are described in Embodiment 3.
Is the same as

【0021】[0021]

【発明の効果】第1及び第2の発明によれば、撮像素子
51内に標準抵抗53〜55を設け、バイアス電流設定
手段40〜42の設定するバイアス電流のばらつき標準
抵抗53〜55にバイアス電流を流すことにより測定し
てばらつき補正回路45内のメモリ49に記憶し、差動
増幅回路46において補正するようにしたため、メモリ
49が小容量で済み、第1のA/D変換回路7以降の回
路雑音の影響が無視出来るまで前置増幅回路6のゲイン
を上げることが出来、S/Nの高い赤外線カメラた得ら
れる効果がある。
According to the first and second aspects of the present invention, the standard resistors 53 to 55 are provided in the image pickup element 51, and the bias currents set by the bias current setting means 40 to 42 vary in bias current. Since the measurement is made by flowing a current and stored in the memory 49 in the variation correction circuit 45, and the correction is made in the differential amplifier circuit 46, the memory 49 has a small capacity, and the first A / D conversion circuit 7 and thereafter. The gain of the preamplifier circuit 6 can be increased until the influence of the circuit noise can be neglected, and an infrared camera with a high S / N can be obtained.

【0022】また、第3の発明によれば、減衰回路61
により振幅を一旦減衰してからばらつきに関するデータ
を取得出来るようにしたため、ばらつきの幅が大きく、
第2のA/D変換回路47の入力飽和レベルを超える場
合でもバイアス電流設定手段40〜42の設定するバイ
アス電流のばらつきに対する補正が可能な赤外線カメラ
が得られる効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the attenuation circuit 61
Since the data about the variation can be acquired after the amplitude is attenuated once, the width of the variation is large,
Even if the input saturation level of the second A / D conversion circuit 47 is exceeded, an infrared camera capable of correcting a variation in bias current set by the bias current setting means 40 to 42 can be obtained.

【0023】また、第4の発明によれば、第1のスイッ
チ48と第2のスイッチ63の切換により第1のA/D
変換回路7を用いてバイアス電流設定手段40〜42の
設定するバイアス電流のばらつきに対する補正データを
取得出来るようにしたため第2のA/D変換回路が不要
となり、低価格な赤外線カメラが得られる効果がある。
Further, according to the fourth aspect, the first A / D is switched by switching the first switch 48 and the second switch 63.
Since the correction data for the bias current variation set by the bias current setting means 40 to 42 can be obtained by using the conversion circuit 7, the second A / D conversion circuit becomes unnecessary, and an inexpensive infrared camera can be obtained. There is.

【0024】また、第5の発明によれば、第1のスイッ
チ48と第2のスイッチ63の切換により第1のA/D
変換回路7を用いてバイアス電流設定手段40〜42の
設定するバイアス電流のばらつきに対する補正データを
取得出来るようにしたため第2のA/D変換回路が不要
となり、さらに減衰回路65により振幅を一旦減衰して
からばらつきに関するデータを取得出来るようにしたた
め、ばらつきの幅が大きく第2のA/D変換回路47の
入力飽和レベルを超える場合でもバイアス電流設定手段
40〜42の設定するバイアス電流のばらつきに対する
補正が可能な低価格な赤外線カメラが得られる効果があ
る。
Further, according to the fifth aspect, the first A / D is switched by switching the first switch 48 and the second switch 63.
By using the conversion circuit 7, correction data for the bias current variation set by the bias current setting means 40 to 42 can be obtained, so that the second A / D conversion circuit is not required, and the amplitude is once attenuated by the attenuation circuit 65. After that, data relating to the variation can be obtained, so that even when the variation range is large and exceeds the input saturation level of the second A / D conversion circuit 47, the variation in the bias current set by the bias current setting means 40 to 42 can be reduced. There is an effect that a low-cost infrared camera capable of correction can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a first embodiment of an infrared camera according to the present invention;
FIG.

【図2】 この発明による赤外線カメラの実施の形態1
における撮像素子51の構成を示す図である。
FIG. 2 is a first embodiment of an infrared camera according to the present invention;
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an image sensor 51 in FIG.

【図3】 この発明による赤外線カメラの実施の形態1
における差動増幅回路の入力信号を示す説明図である。
FIG. 3 is a first embodiment of an infrared camera according to the present invention;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing input signals of a differential amplifier circuit in FIG.

【図4】 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。
FIG. 4 is a second embodiment of the infrared camera according to the present invention;
FIG.

【図5】 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。
FIG. 5 is a third embodiment of the infrared camera according to the present invention;
FIG.

【図6】 この発明による赤外線カメラの実施の形態4
を示すブロック図である。
FIG. 6 is a fourth embodiment of the infrared camera according to the present invention;
FIG.

【図7】 従来の赤外線カメラを示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing a conventional infrared camera.

【図8】 従来の赤外線カメラにおける撮像素子2の構
成を示す接続図である。
FIG. 8 is a connection diagram showing a configuration of an image sensor 2 in a conventional infrared camera.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 赤外光学系、4 定電圧源、5 ドライバ回路、6
前置増幅回路、7第1のA/D変換回路、8 表示処
理回路、40 バイアス電流設定手段、41バイアス電
流設定手段、42 バイアス電流設定手段、45 ばら
つき補正回路、46 差動増幅回路、47 第2のA/
D変換回路、48 第1のスイッチ、49 メモリ、5
0 D/A変換回路、51 撮像素子、52 タイミン
グ発生回路、53 標準抵抗、54 標準抵抗、55
標準抵抗、56 トランジスタ、57 トランジスタ、
58 トランジスタ、60 ばらつき補正回路、61減
衰回路、62 増幅回路、63 第2のスイッチ、64
タイミング発生回路、65 減衰回路、66 増幅回
路、67 タイミング発生回路。
1 infrared optical system, 4 constant voltage source, 5 driver circuit, 6
Preamplifier circuit, 7 first A / D converter circuit, 8 display processing circuit, 40 bias current setting means, 41 bias current setting means, 42 bias current setting means, 45 variation correction circuit, 46 differential amplifier circuit, 47 The second A /
D conversion circuit, 48 first switch, 49 memory, 5
0 D / A conversion circuit, 51 imaging device, 52 timing generation circuit, 53 standard resistor, 54 standard resistor, 55
Standard resistance, 56 transistors, 57 transistors,
58 transistor, 60 variation correction circuit, 61 attenuation circuit, 62 amplification circuit, 63 second switch, 64
Timing generating circuit, 65 attenuating circuit, 66 amplifying circuit, 67 timing generating circuit.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 赤外光学系と、上記赤外光学系の結像面
に位置する撮像素子と、上記撮像素子に形成された複数
のボロメータと、上記撮像素子に形成され上記ボロメー
タに流すバイアス電流の量を設定する複数のバイアス電
流設定手段と、上記バイアス電流設定手段にトランジス
タを介して接続した標準抵抗と、上記撮像素子にバイア
ス電圧を供給する定電圧源と、上記撮像素子にクロック
を供給するドライバ回路と、上記撮像素子の出力を増幅
する前置増幅回路と、上記撮像素子の出力に含まれる上
記複数のバイアス電流設定手段のばらつきを補正するば
らつき補正回路と、上記ばらつき補正回路の出力をディ
ジタル信号に変換する第1のA/D変換回路と、上記第
1のA/D変換回路に接続した表示処理回路と、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。
1. An infrared optical system, an image sensor located on an image plane of the infrared optical system, a plurality of bolometers formed in the image sensor, and a bias formed in the image sensor and flowing through the bolometer. A plurality of bias current setting means for setting the amount of current; a standard resistor connected to the bias current setting means via a transistor; a constant voltage source for supplying a bias voltage to the image sensor; and a clock supplied to the image sensor. A supply driver circuit, a preamplifier circuit for amplifying the output of the image sensor, a variation correction circuit for correcting variations in the plurality of bias current setting units included in the output of the image sensor, and a variation correction circuit. A first A / D conversion circuit for converting an output into a digital signal; a display processing circuit connected to the first A / D conversion circuit; and a timing generation circuit. An infrared camera characterized by:
【請求項2】 上記ばらつき補正回路は、差動増幅回路
と、第2のA/D変換回路と、上記前置増幅回路の出力
を上記差動増幅回路と上記第2のA/D変換回路に選択
して接続する第1のスイッチと、上記第2のA/D変換
回路に接続し上記バイアス電流設定手段のばらつきを記
憶するメモリと、上記メモリの出力をアナログ信号に変
換し上記差動増幅回路に出力するD/A変換回路を備え
たことを特徴とする請求項1記載の赤外線カメラ。
2. A variation correction circuit comprising: a differential amplifier circuit, a second A / D converter circuit, and an output of the preamplifier circuit, wherein the output of the preamplifier circuit is the differential amplifier circuit and the second A / D converter circuit. And a memory connected to the second A / D conversion circuit and storing the variation of the bias current setting means, and converting the output of the memory into an analog signal to convert the differential signal to an analog signal. 2. The infrared camera according to claim 1, further comprising a D / A conversion circuit that outputs the signal to an amplification circuit.
【請求項3】 上記ばらつき補正回路は、差動増幅回路
と、減衰回路と、上記前置増幅回路の出力を上記差動増
幅回路と上記減衰回路に選択して接続する第1のスイッ
チと、上記減衰回路の出力をA/D変換する第2のA/
D変換回路と、上記第2のA/D変換回路に接続し上記
バイアス電流設定手段のばらつきを記憶するメモリと、
上記メモリの出力をアナログ信号に変換するD/A変換
回路と、上記D/A変換回路と上記差動増幅回路との間
に備えた増幅回路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。
3. The variation correction circuit includes a differential amplifier circuit, an attenuation circuit, and a first switch that selectively connects an output of the preamplifier circuit to the differential amplifier circuit and the attenuation circuit. A second A / D converter for A / D converting the output of the attenuation circuit
A D conversion circuit, a memory connected to the second A / D conversion circuit and storing a variation in the bias current setting means;
2. The digital still camera according to claim 1, further comprising a D / A conversion circuit for converting an output of the memory into an analog signal, and an amplification circuit provided between the D / A conversion circuit and the differential amplification circuit. Infrared camera.
【請求項4】 赤外光学系と、上記赤外光学系の結像面
に位置する撮像素子と、上記撮像素子に形成された複数
のボロメータと、上記撮像素子に形成され上記ボロメー
タに流すバイアス電流の量を設定する複数のバイアス電
流設定手段と、上記バイアス電流設定手段にトランジス
タを介して接続した標準抵抗と、上記撮像素子にバイア
ス電圧を供給する定電圧源と、上記撮像素子にクロック
を供給するドライバ回路と、上記撮像素子の出力を増幅
する前置増幅回路と、上記前置増幅回路に対し第1のス
イッチ、差動増幅回路、第2のスイッチを介して接続し
た第1のA/D変換回路と、上記第1のA/D変換回路
に接続し上記撮像素子の出力に含まれる上記バイアス電
流設定手段のばらつきを記憶するメモリと、上記メモリ
の出力をアナログ信号に変換し上記差動増幅回路に出力
するD/A変換回路とを備えたことを特徴とする赤外線
カメラ。
4. An infrared optical system, an image sensor positioned on an image plane of the infrared optical system, a plurality of bolometers formed in the image sensor, and a bias formed in the image sensor and flowing through the bolometer. A plurality of bias current setting means for setting the amount of current; a standard resistor connected to the bias current setting means via a transistor; a constant voltage source for supplying a bias voltage to the image sensor; and a clock supplied to the image sensor. A supply driver circuit, a preamplifier circuit for amplifying the output of the image sensor, and a first A connected to the preamplifier circuit via a first switch, a differential amplifier circuit, and a second switch. / D conversion circuit, a memory connected to the first A / D conversion circuit, for storing the variation of the bias current setting means included in the output of the image sensor, and an analog signal output from the memory. And a D / A conversion circuit for converting the signal into a signal and outputting the signal to the differential amplifier circuit.
【請求項5】 上記第1のスイッチと上記第2のスイッ
チとの間に減衰回路を、又、上記D/A変換回路と上記
差動増幅回路との間に増幅回路を備えたことを特徴とす
る請求項4記載の赤外線カメラ。
5. An amplifier circuit is provided between the first switch and the second switch, and an amplifier circuit is provided between the D / A converter circuit and the differential amplifier circuit. The infrared camera according to claim 4, wherein
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003247889A (en) * 2002-02-25 2003-09-05 Mitsubishi Electric Corp Infrared image pickup apparatus
JP2009141534A (en) * 2007-12-05 2009-06-25 Mitsubishi Electric Corp Infrared image sensing device
JP2010019784A (en) * 2008-07-14 2010-01-28 Nippon Ceramic Co Ltd Signal processor of infrared sensor
JP2019036889A (en) * 2017-08-18 2019-03-07 三菱重工業株式会社 Image processing apparatus and image processing method

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