JPS6093927A - 焦電型カメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は焦電型撮像管を利用した焦電型カメラ装置に関
する。

従来例の構成とその問題点 焦電型撮像管においては、被測定物体表面よシその温度
に応じて放射される赤外線をゲルマニウムレンズよりな
る光学系によジターゲットに結像させ、赤外線強度分布
像を温度変化の分布像に変える。焦電物質からなるター
ゲットは面に垂直に分極され、赤外線の入射面には信号
取り出し電極２ペ−ミ゛ を兼ねた赤外吸収膜が全面蒸着されており、ターゲット
の裏面すなわち電子ビーム走査面には温度変化による焦
電効果により電荷分布像が誘起される。これを電子ビー
ムで走査して温度分布画像信号を得る。

焦電効果は、温度変化によってターゲットの表面電荷が
変化するものであるため、静止状態で温度変化していな
い物体の表面温度分布像を焦電型ビジコンで得るために
はチョッパ等を用いて入射赤外線を廟期的に遮断して正
負交互に変調するか、あるいは焦電型カメラ装置を動か
すようにする必要がある。

この場合、再生される被写体像は、被測定物体の赤外線
放射量と、その周辺または背景像よりの赤外線放射量と
の差分が熱像として再生される。

この差分による熱像はチョッパ動作により正負交互に変
化して再生されるが、実際にはレンズ入射光の遮断期間
に（すなわちチョッパ閉の期間に）発生するチョッパ自
体の温度を加算した熱像信号が再生さｎることになる。

したがって、被測定物３１゛ 体の正確な熱源が得られず、信号処理が効果的に行なえ
ず、また一般に被写体像周辺捷たは背景の温度とチョッ
パ温度に差が大の場合を考え、信号変換後の増＠器自体
に大きなダイナミックレンジを必要としてきた。

発明の目的 本発明は簡単な回路構成によりチョッパの温度による影
響を除去した焦電型カメラ装置を得ることを目的とする
。

発明の構成 本発Ｆ８！ＪＪ（−ｉ：焦電型撮像管の前方で開閉する
テヨッハニよって発生した温度変化成分を検出して、こ
の信号の振幅と位相を制御して熱像信号をクランプし、
熱像信号に含まれるチョッパ信号を除去するようにした
焦電型カメラ装置である。

実施例の説明 以下本発明の実施例について図面とともに詳細に説明す
る。第１図は手動調整による本発明の一実施例における
焦電型カメラ装置の全体構成を示す。同図において、被
写体１よシ放射される赤外線は、ゲルマニウム等の材料
を用いた赤外線用撮像レンズ２を通り、８７ｔｒｎ〜１
４１１ｍ波長の赤外線光像４として焦電型撮像管６の焦
電物質によるターゲット而６に結像される。

チョッパ３はレンズ２とターゲット６の間に設けられ、
赤外線光像、Ｈｇち熱像信号４は入射光を間けつ的に遮
断することによって、チョッパ３に同期した正負交互に
変化した信号としてターゲット端子より得られる。

チョッパ３のＡはレンズ入射光を通過させる部分、Ｂｄ
遮断させる部分である。このチョッパ３は約４Ｈｚの低
速度回転とし、後述のビジコンビームの熱像−画面走基
周期に比べ充分低くしておく。

７はビーム走査用偏向回路である。水平および垂直走査
速度はそれぞれ１５．７６ＫＨｚおよび６゜Ｈｚで従来
のビデオカメラ等の仕様と同じである。

ターゲット出力信号は前置増幅器８で約０．３ｖＰＰ程
度の出力信号まで増幅される。ターゲット５および前置
増＠写８の出力信号はチョッパに同５　ページ 期して正負交互に変化した熱像信号にチョッパ温度に応
じてその表面から放射された成分が重畳して得られる。

この場合の波形を第２図のｂに示す０９はクランプ回路
である。クランプ回路９には第２図ｄに示すクランプパ
ルス１９と、チョッパ温度による信号成分補正信号（第
２図ａの波形）１８が印加される。

補正波形ａは極性を反転させたり振幅を可変にする必要
がありこのためチョッパ回路同期化回路１７よりのチョ
ッパ温度信号出力の振幅２位相を制御するだめの補正波
調整回路２ｏを設けている。

プリアンプ８からの熱像信号（第２図すの波形）はクラ
ンプパルス１９によって帰線期間内でクランプされる。

信号のクランプは第２図ｅに示す通り、ＤＣＣ電電電圧
固定される。すなわちチョッパ閉の期間圧熱像信号は、
ブランキングパルス混合回路１０゜およびクリップ回路
１１で波形整形され、出力端６１置′ 子１２より第２図波形Ｃの信号が出力される。

１３は同期パルス発生器でビーム走査用水平。

垂直駆動パルスを偏向回路７に供給するほか、チョッパ
回転同期化回路１７に垂直同期パルス（６０Ｈｚ）の１
／１６周期方形波パルスを加えチョッパ駆動モータ１６
を約３．７Ｈ２で回転させる。１４は発光ダイオード、
１６はホトトランジスタであり、チョッパ３の位置を検
出し、その出力をチョッパ回転同期化回路１７にもどし
てチョッパ３の同期を保たせている。

チョッパ３の温度はカメラ内部の湛度土昇に応じて加熱
されるため、第２図に示したｂに示す波形のチョッパ温
度による段差は拡大されるが、本発明によれば、この影
響が除去できる。

第３図は本発明による調整を自動化した場合の構成説明
図である。図中第１図と同一部分には同一符号を付し説
明を省略する。

カメラの撮像シーンが屋内から屋外へ、またその逆方向
へ変る場合などは、チョッパ３の開閉によるペデスタル
変化が大きくなり、シーン変化に７ペーー二′ 応じた速応制御が必要で補正の自動化が望ましい。

第３図は前記第１図に対し、チョッパ開閉動作で発生す
るチョッパ温度成分の振幅及び位相を補正信号として抽
出する変動検出回路２１、ならびにチョッパ開閉動作で
発生するチョッパ回路同期化回路１７よりの方形波の振
幅２位相を自動制御する補正信号制御回路２２を付加し
ている。

第４図は第３図の補正信号制御回路２２の構成図である
。

チョッパ動作開始とともにチョッパ回転同期化回路１７
より方形波が一定振幅で入力される。この波形をＡに示
す。

一方、熱像信号に含まれる３、７４４（ｚのチョッパ温
度成分を抽出して、波形整形された信号Ｂ−ｊたはＣの
波形が変動検出回路２１から入力される。

ＢまたはＣの波形はチョッパ塩度と撮像シーンの背景温
度との相対関係でいずれかの波形となる。

ＡＮＤ回路２４，２６．インバータ２５．Ｏｆｔ回路２
９は補正信号の極性判別回路を構成する。

もしチョッパ回転同期化回路１７よりの入力波形ＡＫ対
し変動検出回路２１よりの入力波形がＢとすればＡＮＤ
回路２４が動作し波形２７がＯＲ回路２９を介し／Ｈｊ
Ｃ回路３０に印加される。

一方変動検出回路２１よりＣの波形が入力されるとＡ　
ｐＪ　ＤＭ回路６が動作し０Ｒ２９を介し逆極性の波形
２８がＡｄＣ回路３０に加わる。変動検出回路２１の出
力は更にＪ−）Ｃ変換回路３１でｉ）Ｃ電圧となり、こ
の電圧値に応じてＡ（−ｉＣ回路３０で補正信号の振幅
が制御されて出力信号１８となる。

以上の動作によって得られた補正信号制御回路２２の出
力信号はクランプ回路９のＤＣ電圧に交流的に力ｎ算さ
れ、熱像信号のチョッパに起因した段差信号が軽減され
る方向に作用し、第３図に示す信号処理最終段の端子１
２で第２図Ｃの波形が出力される。

発明の効果 以上のように本発明は焦電型撮像素子の前方に配置され
たチョッパの温度変化成分を抽出して熱像信号をクラン
プし、熱像信号に含まれる段差信９　ページ 号を軽減するようにしたカメラ装置で下記の効果がある
。

（１）赤外映像信号をクランプ回路でクランプする際、
クランプ電圧（直流）にチョッパ回転周期に同期した方
形波を交流的に加えるだけで、信号中のチョッパ温度信
号分を容易に軽減、除去できる。

（２）信号処理回路が複雑化しない。

（３）信号処理された赤外映像信号はＡ／Ｄ変換回路の
信号動作範囲内で正しくディジタル信号化できる。

（４）調整の自動化手段により、いかなる撮像シーンに
対しても従来の信号ひずみ問題が解決できる。

（６）チョッパ表面温度検知素子を別に設けずビジコン
を流用し、熱像信号に含む段差信号値を用いチョッパ表
面温度制御をすることによって前記補正信号の制御負担
が軽くなり、段差の軽減効果が確実となる。

【図面の簡単な説明】

１０ページ 第１図は本発明による焦電型カメラ装置の実施例におけ
る全体構成を示すブロック図、第２図は第１図のブロッ
ク図の動作を説明するだめの波形図、第３図は本発明に
よる焦電型カメラ装置の他の実施例を示すブロック図、
第４図は第３図の構成における補正信号制御回路の詳細
回路図である。 １・・・・・・被写体、２・・・・・・レンズ、３・・
・・・・チョッパ、４・・・・・・赤外線光像、５・・
・・・・ターゲット、６・・・・・・焦電型撮像管、７
・・・・・・ビーム走査用偏向回路、８・・・・・・前
置増幅器、９・・・・・・クランプ回路、１０・・・・
・・ブランキングパルス混合回路、１１・・・・・・ク
リップ回路、１３・・・・・・同期パルス発生器、１４
・・・・・・発光ダイオード、１５・・・・・・ホトト
ランジスタ、１６・・・・・・チョッパ駆動モータ、１
７・・・・・・チョッパ回転同期化回路、２０・・・・
・・補正波調整回路、２１・・・・・・変動検出回路、
２２・・・・・・補正信号制御回路、２６・・・・・・
ＡＮＤ回路、２６・・・・・・インバータ、２９・・・
・・・ＯＲ回路、３０・・・・・・ＡＧＣ回路、３１・
・・・・・ＤＣアンプ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
２　図 （ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焦電型撮像素子と、その前方に配されたチョッパとを備
   え、チョッパ開閉によって発生するチョッパ温度信号を
   抽出してこの信号の振幅と位相を制御して前記焦電型撮
   像素子の出力信号をクランプすることを特徴とする焦電
   型カメラ装置。