JPH02245621A - 赤外線検知器の出力電圧補正方法 - Google Patents
赤外線検知器の出力電圧補正方法Info
- Publication number
- JPH02245621A JPH02245621A JP6595489A JP6595489A JPH02245621A JP H02245621 A JPH02245621 A JP H02245621A JP 6595489 A JP6595489 A JP 6595489A JP 6595489 A JP6595489 A JP 6595489A JP H02245621 A JPH02245621 A JP H02245621A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- infrared
- infrared detector
- black body
- lens
- body plate
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
概要
赤外線検知器の出力電圧補正方法に関し、環境温度によ
り変化するレンズ外から入射する赤外線の影響を有効に
補正して、良好な赤外線映像を得ることを目的とし、 レンズ及び1/ンズ周辺からの赤外線ヲコールトシール
ドで制限して、複数の赤外線検知素子を2次元状に並べ
て構成される2次元赤外線検知器に入射させるようにし
た赤外線検知装置の出力電圧補正方法に右いて、レンズ
周辺に黒体板を設置し、前記2次元赤外線検知器を構成
する赤外線検知素子と同一特性の単一赤外線検知素子か
ら構成される第2の赤外線検知器を、前記2次元赤外線
検知器と同一平面で且つ前記コールドシールドの開口部
を通して見込む視野が全て黒体板となる位置に設置し、
前記2次元赤外線検知器を構成する各赤外線検知素子が
前記黒体板を見込む視野角を予め求め、前記2次元赤外
線検知器の各赤外線検知素子が黒体板を見込む視野角と
、前記第2の赤外線検知器が黒体板を見込む視野角との
比を第2の赤外線検知器の出力電圧に乗じ、その値を2
次元赤外線検知器を構成する各赤外線検知素子の出力電
圧から引くように構成する。
り変化するレンズ外から入射する赤外線の影響を有効に
補正して、良好な赤外線映像を得ることを目的とし、 レンズ及び1/ンズ周辺からの赤外線ヲコールトシール
ドで制限して、複数の赤外線検知素子を2次元状に並べ
て構成される2次元赤外線検知器に入射させるようにし
た赤外線検知装置の出力電圧補正方法に右いて、レンズ
周辺に黒体板を設置し、前記2次元赤外線検知器を構成
する赤外線検知素子と同一特性の単一赤外線検知素子か
ら構成される第2の赤外線検知器を、前記2次元赤外線
検知器と同一平面で且つ前記コールドシールドの開口部
を通して見込む視野が全て黒体板となる位置に設置し、
前記2次元赤外線検知器を構成する各赤外線検知素子が
前記黒体板を見込む視野角を予め求め、前記2次元赤外
線検知器の各赤外線検知素子が黒体板を見込む視野角と
、前記第2の赤外線検知器が黒体板を見込む視野角との
比を第2の赤外線検知器の出力電圧に乗じ、その値を2
次元赤外線検知器を構成する各赤外線検知素子の出力電
圧から引くように構成する。
産業上の利用分野
本発明は赤外線検知器(赤外線センサ)の出力電圧補正
方法に関する。
方法に関する。
赤外線センサには、焦電素子、サーモパイル等を用いた
熱量センサと半導体を利用した光電効果型(量子型)セ
ンサがある。一般に熱量センサでは感度の波長依存性は
ないが、感度が低く応答速度も遅いのでリアルタイムの
赤外線センサとしては不向きである。一方、光電効果型
センサは感度が高く、応答速度も速いが、素子の液体窒
素温度での冷却が必要である。光電効果型赤外線センサ
は、光伝導型、光起電力型、MIS型に分類される。こ
のうち光伝導型センサは、光照射時の抵抗変化を利用す
るものでテルル化カドミウム水銀(HgCdTe)等が
挙げられる。
熱量センサと半導体を利用した光電効果型(量子型)セ
ンサがある。一般に熱量センサでは感度の波長依存性は
ないが、感度が低く応答速度も遅いのでリアルタイムの
赤外線センサとしては不向きである。一方、光電効果型
センサは感度が高く、応答速度も速いが、素子の液体窒
素温度での冷却が必要である。光電効果型赤外線センサ
は、光伝導型、光起電力型、MIS型に分類される。こ
のうち光伝導型センサは、光照射時の抵抗変化を利用す
るものでテルル化カドミウム水銀(HgCdTe)等が
挙げられる。
このような赤外線センサ(赤外線検知器)は人工衛星に
よる気象観測、防犯、防災、地質・資源調査、赤外線サ
ーモグラフィによる医療用等に用いられている。赤外線
検知素子(受光素子)を2次元状に並べて構成される2
次元赤外線検知器では、環境温度変化にともないレンズ
外視野からの背景輻射赤外線量が変化する。その結果、
赤外線検知器の出力電圧が変化し、画像の輝度が変動す
るという問題がある。そこで、画像の輝度の変動を低く
抑えた赤外線検知器が要望されている。
よる気象観測、防犯、防災、地質・資源調査、赤外線サ
ーモグラフィによる医療用等に用いられている。赤外線
検知素子(受光素子)を2次元状に並べて構成される2
次元赤外線検知器では、環境温度変化にともないレンズ
外視野からの背景輻射赤外線量が変化する。その結果、
赤外線検知器の出力電圧が変化し、画像の輝度が変動す
るという問題がある。そこで、画像の輝度の変動を低く
抑えた赤外線検知器が要望されている。
従来の技術
第2図は代表的な赤外線検知装置の全体構成図である。
10は真空冷却容器であり、ヘリウム循環冷却機12上
に搭載されている。真空冷却容器10はコバールから形
成された外筒14と、コバールガラスから形成された内
筒16とを含み、外筒14、内筒16ともコバールから
形成された取付部材18上に取り付けられ、この取付部
材18がヘリウム循環冷却機12に取り付けられた支持
部材20上に固定されている。22はリード線を真空冷
却容器10から外部に取り出すための環状セラミック基
板であり、外筒14にサンドイッチ状に取り付けられて
いる。
に搭載されている。真空冷却容器10はコバールから形
成された外筒14と、コバールガラスから形成された内
筒16とを含み、外筒14、内筒16ともコバールから
形成された取付部材18上に取り付けられ、この取付部
材18がヘリウム循環冷却機12に取り付けられた支持
部材20上に固定されている。22はリード線を真空冷
却容器10から外部に取り出すための環状セラミック基
板であり、外筒14にサンドイッチ状に取り付けられて
いる。
内筒16の上端面(冷却面)にはHgCdTe等の複数
の赤外線検知素子から構成される2次元赤外線検知器2
4が接着されている。内筒16の上端面(冷却面)は熱
伝導性バネ28を介して循環冷却機120ロツド26上
に搭載されており、ヘリウムを断熱膨張させることによ
りSUSから形成されたロッド26の先端部が無負荷の
場合に約50に程度に冷却される。内筒16の外周面と
環状セラミック基板22の表面に金パターンが形成され
ており、赤外線検知器24のポンディングパッド部と内
筒16の金パターンとはボンディングワイヤ25でボン
ディング接続され、内筒16の金パターンと環状セラミ
ック基板の金パターンとはボンディングワイヤ27でボ
ンディング接続されている。
の赤外線検知素子から構成される2次元赤外線検知器2
4が接着されている。内筒16の上端面(冷却面)は熱
伝導性バネ28を介して循環冷却機120ロツド26上
に搭載されており、ヘリウムを断熱膨張させることによ
りSUSから形成されたロッド26の先端部が無負荷の
場合に約50に程度に冷却される。内筒16の外周面と
環状セラミック基板22の表面に金パターンが形成され
ており、赤外線検知器24のポンディングパッド部と内
筒16の金パターンとはボンディングワイヤ25でボン
ディング接続され、内筒16の金パターンと環状セラミ
ック基板の金パターンとはボンディングワイヤ27でボ
ンディング接続されている。
30は開口部30aを有するコールドシールドであり、
コバールに魚体処理をして形成されている。また、外筒
14には赤外線を透過するゲルマニウム窓14aが設け
られている。34はゲルマニウムから形成されたレンズ
であり、赤外線検知装置の筺体32に取り付けられてい
る。
コバールに魚体処理をして形成されている。また、外筒
14には赤外線を透過するゲルマニウム窓14aが設け
られている。34はゲルマニウムから形成されたレンズ
であり、赤外線検知装置の筺体32に取り付けられてい
る。
然して、ヘリウム循環冷却機12を駆動することにより
、コバールガラスから形成された内筒16上に搭載され
た赤外線検知器24は約液体窒素温度に冷却され、レン
ズ34及びゲルマニウム窓14aを通して入射する赤外
線像を検知することができる。
、コバールガラスから形成された内筒16上に搭載され
た赤外線検知器24は約液体窒素温度に冷却され、レン
ズ34及びゲルマニウム窓14aを通して入射する赤外
線像を検知することができる。
赤外線検知824の極低温への冷却は、上述したヘリウ
ム循環冷却機の他に液体窒素により冷却する方法も一般
的に採用されている。
ム循環冷却機の他に液体窒素により冷却する方法も一般
的に採用されている。
発明が解決しようとする課題
上述したように、複数の赤外線検知素子を2次元状に並
べて構成される2次元赤外線検知器では、環境温度変化
にともないレンズ外視野からの背景輻射赤外線量が変化
する。その結果、赤外線検知器の出力電圧が変化し、赤
外線像の輝度が変動するという問題がある。これを第3
図を参照して説明する。第3図に示すように、2次元赤
外線検知器24の視野はコールドシールド30で制限さ
れている。これにより、レンズ34を通過しない赤外線
が2次元赤外線検知器24に入射しないようにしている
。しかし、赤外線検知器24の中心(A)と端部(B)
では、コールドシールド3゜で決められる視野が異なり
、端!B (B)ではレンズ外からの赤外線が入射する
。第3図のA点に位置する赤外線検知素子はレンズ軸上
に設けられているため、レンズ外からの赤外線は入射し
ない。
べて構成される2次元赤外線検知器では、環境温度変化
にともないレンズ外視野からの背景輻射赤外線量が変化
する。その結果、赤外線検知器の出力電圧が変化し、赤
外線像の輝度が変動するという問題がある。これを第3
図を参照して説明する。第3図に示すように、2次元赤
外線検知器24の視野はコールドシールド30で制限さ
れている。これにより、レンズ34を通過しない赤外線
が2次元赤外線検知器24に入射しないようにしている
。しかし、赤外線検知器24の中心(A)と端部(B)
では、コールドシールド3゜で決められる視野が異なり
、端!B (B)ではレンズ外からの赤外線が入射する
。第3図のA点に位置する赤外線検知素子はレンズ軸上
に設けられているため、レンズ外からの赤外線は入射し
ない。
しかし、2次元赤外線検知器24の端部を構成するB点
の赤外線検知素子では、第3図に斜線部で示すレンズ外
赤外線が入射する。すなわち、視野角α1のレンズ外赤
外線が入射することになる。
の赤外線検知素子では、第3図に斜線部で示すレンズ外
赤外線が入射する。すなわち、視野角α1のレンズ外赤
外線が入射することになる。
これにより、モニタ上に写し8される赤外線画像の端部
が中心部に比べて白っぽくなるとともに、白ぼさの程度
が環境温度により変化するという問題があった。
が中心部に比べて白っぽくなるとともに、白ぼさの程度
が環境温度により変化するという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、環境温度により変化するレンズ
外から入射する赤外線の影響を有効に補正して、良好な
赤外線画像を実現することのできる赤外線検知器の出力
電圧補正方法を提供することである。
の目的とするところは、環境温度により変化するレンズ
外から入射する赤外線の影響を有効に補正して、良好な
赤外線画像を実現することのできる赤外線検知器の出力
電圧補正方法を提供することである。
課題を解決するための手段
レンズ及びレンズ周辺からの赤外線をコールドシールド
で制限して、複数の赤外線検知素子を2次元状に並べて
構成される2次元赤外線検知器に入射させるようにした
赤外線検知装置において、レンズ周辺に黒体板を設置し
、2次元赤外線検知器を構成する赤外線検知素子と同一
特性の単一赤外線検知素子から構成される第2の赤外線
検知器を、前記2次元赤外線検知器と同一平面で且つ前
記コールドシールドの開口部を通して見込む視野が全て
黒体板となる位置に設置する。
で制限して、複数の赤外線検知素子を2次元状に並べて
構成される2次元赤外線検知器に入射させるようにした
赤外線検知装置において、レンズ周辺に黒体板を設置し
、2次元赤外線検知器を構成する赤外線検知素子と同一
特性の単一赤外線検知素子から構成される第2の赤外線
検知器を、前記2次元赤外線検知器と同一平面で且つ前
記コールドシールドの開口部を通して見込む視野が全て
黒体板となる位置に設置する。
そして、2次元赤外線検知器を構成する各赤外線検知素
子が前記黒体板を見込む視野角を予め求め、次いで、2
次元赤外線検知器の各赤外線検知素子が黒体板を見込む
視野角と、第2の赤外線検知器が黒体板を見込む視野角
どの比を第2の赤外線検知器の出力電圧に乗じる。最後
に、この出力電圧の値を2次元赤外線検知器を構成する
各赤外線検知素子の出力電圧から引くことにより、2次
元赤外線検知器の出力電圧を補正する。
子が前記黒体板を見込む視野角を予め求め、次いで、2
次元赤外線検知器の各赤外線検知素子が黒体板を見込む
視野角と、第2の赤外線検知器が黒体板を見込む視野角
どの比を第2の赤外線検知器の出力電圧に乗じる。最後
に、この出力電圧の値を2次元赤外線検知器を構成する
各赤外線検知素子の出力電圧から引くことにより、2次
元赤外線検知器の出力電圧を補正する。
作 用
各赤外線検知素子に入射するレンズ外赤外線の視野角は
、レンズ、コールドシールド、赤外線検知素子の位置関
係で決まる。従って、上述したようにレンズ周辺に黒体
板を設置すると、各赤外線検知素子が見込む黒体板の視
野角も決定する。環境温度が変化すると黒体板からの赤
外線光量が変化するが、第2の赤外線検知器が見込む単
位視野角光たりの赤外線光量を知ることにより、各赤外
線検知素子が見込む黒体板からの赤外線光量を補正する
ことができる。これにより、環境温度変化にともなう2
次元赤外線検知器の出力変動を補正することができ、良
好な赤外線画像を得ることができる。
、レンズ、コールドシールド、赤外線検知素子の位置関
係で決まる。従って、上述したようにレンズ周辺に黒体
板を設置すると、各赤外線検知素子が見込む黒体板の視
野角も決定する。環境温度が変化すると黒体板からの赤
外線光量が変化するが、第2の赤外線検知器が見込む単
位視野角光たりの赤外線光量を知ることにより、各赤外
線検知素子が見込む黒体板からの赤外線光量を補正する
ことができる。これにより、環境温度変化にともなう2
次元赤外線検知器の出力変動を補正することができ、良
好な赤外線画像を得ることができる。
実施例
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。本実施例の説明において、第2図及び第3図に示し
た従来技術と実質的に同一構成部分については同一符号
を付して説明する。
る。本実施例の説明において、第2図及び第3図に示し
た従来技術と実質的に同一構成部分については同一符号
を付して説明する。
第1図は本発明の実施例概略構成図を示している。本実
施例では、説明の便宜上第2図に示した外筒、循環冷却
機、赤外線検知装置の筐体等は省略しである。レンズ3
40周辺には黒体板3,6が設置されている。この黒体
板の設置は、実際には第21!Iに示した筐体を黒体処
理することにより達成される。コバールガラスから形成
された冷却容器の内筒16の上部には、コバールを黒体
処理した開口部30aを有するコールドシールド30が
設けられている。内筒16の冷却面16aの概略中心部
には複数の赤外線検知素子を2次元状に並べて構成され
る2次元赤外線検知器24が設けられている。さらに、
この冷却面16a上には、2次元赤外線検知器24を構
成する赤外線検知素子と同一特性の単一赤外線検知素子
から構成される第2の赤外線検知器38が、コールドシ
ールド30の開口部30aを通して見込む視野が全て黒
体板36となる位置に設置されている。本発明は、この
第2の赤外線検知器38の出力電圧を基準として、2次
元赤外線検知器24を構成する各赤外線検知素子の出力
電圧を補正するものである。
施例では、説明の便宜上第2図に示した外筒、循環冷却
機、赤外線検知装置の筐体等は省略しである。レンズ3
40周辺には黒体板3,6が設置されている。この黒体
板の設置は、実際には第21!Iに示した筐体を黒体処
理することにより達成される。コバールガラスから形成
された冷却容器の内筒16の上部には、コバールを黒体
処理した開口部30aを有するコールドシールド30が
設けられている。内筒16の冷却面16aの概略中心部
には複数の赤外線検知素子を2次元状に並べて構成され
る2次元赤外線検知器24が設けられている。さらに、
この冷却面16a上には、2次元赤外線検知器24を構
成する赤外線検知素子と同一特性の単一赤外線検知素子
から構成される第2の赤外線検知器38が、コールドシ
ールド30の開口部30aを通して見込む視野が全て黒
体板36となる位置に設置されている。本発明は、この
第2の赤外線検知器38の出力電圧を基準として、2次
元赤外線検知器24を構成する各赤外線検知素子の出力
電圧を補正するものである。
すなわち、本発明では各赤外線検知素子の出力電圧に対
して以下の式に示すような補正を加えるものである。
して以下の式に示すような補正を加えるものである。
α2
ここで、
vl :2次元赤外線検知器の各赤外線検知素子の出力
電圧、 ■2=第2の赤外線検知器の出力電圧、α1 :2次元
赤外線検知器を構成する各赤外線検知素子のレンズ外視
野角、 α2 :第2の赤外線検知器の視野角、である。
電圧、 ■2=第2の赤外線検知器の出力電圧、α1 :2次元
赤外線検知器を構成する各赤外線検知素子のレンズ外視
野角、 α2 :第2の赤外線検知器の視野角、である。
このように、2次元赤外線検知器を構成する赤外線検知
素子の出力電圧を、第2の赤外線検知器の出力電圧に基
づいて補正することにより、レンズ外赤外先の影響を抑
制することができ、良好な赤外線画像を得ることができ
る。
素子の出力電圧を、第2の赤外線検知器の出力電圧に基
づいて補正することにより、レンズ外赤外先の影響を抑
制することができ、良好な赤外線画像を得ることができ
る。
発明の効果
本発明は以上詳述したように構成したので、環境温度に
より変化するレンズ外からの赤外線を、2次元赤外線検
知器の各赤外線検知素子毎に補正することができるため
、良好な赤外線画像を実現できるという効果を奏する。
より変化するレンズ外からの赤外線を、2次元赤外線検
知器の各赤外線検知素子毎に補正することができるため
、良好な赤外線画像を実現できるという効果を奏する。
第1図は本発明実施例の概略構成図、
第2図は代表的な赤外線検知装置全体構成図、第3図は
従来装置の問題点説明図である。 0・・・真空冷却容器、 2・・・ヘリウム循環冷却機、 4a・・・ゲルマニウム窓、 6・・・内筒、 4・・・2次元赤外線検知器、 0・・・コールドシールド、 4・・・レンズ、 6・・・黒体板、 8・・・第2の赤外線検知器。 16q: 24 : 30 : 34 : 埼ズP趙 2ン)ぐう〒−Aト外*N検うヒロ嬰6;フールドシー
ルド レンス 莢うkち例 才【七 味ネ掌ぶ攻g 第1図 +o : 82 >/jttP!1412:偉環遡I
ll酪 14 、 タト膚り 28:整侯尋柱r1゛キ 父 フー!レドシールド 34、レシス゛ 1ミクト孝ネ;宇タミヌで勇廻1【タセイ本搏オ(i第
2図 24:2ンクく1 ヤηミ外轢1刊−7h賂30: コ
ールドシー7レド 34: レンス゛ 閲に側杖?光明図 第3図
従来装置の問題点説明図である。 0・・・真空冷却容器、 2・・・ヘリウム循環冷却機、 4a・・・ゲルマニウム窓、 6・・・内筒、 4・・・2次元赤外線検知器、 0・・・コールドシールド、 4・・・レンズ、 6・・・黒体板、 8・・・第2の赤外線検知器。 16q: 24 : 30 : 34 : 埼ズP趙 2ン)ぐう〒−Aト外*N検うヒロ嬰6;フールドシー
ルド レンス 莢うkち例 才【七 味ネ掌ぶ攻g 第1図 +o : 82 >/jttP!1412:偉環遡I
ll酪 14 、 タト膚り 28:整侯尋柱r1゛キ 父 フー!レドシールド 34、レシス゛ 1ミクト孝ネ;宇タミヌで勇廻1【タセイ本搏オ(i第
2図 24:2ンクく1 ヤηミ外轢1刊−7h賂30: コ
ールドシー7レド 34: レンス゛ 閲に側杖?光明図 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 レンズ(34)及びレンズ周辺からの赤外線をコールド
シールド(30)で制限して、複数の赤外線検知素子を
2次元状に並べて構成される2次元赤外線検知器(24
)に入射させるようにした赤外線検知装置の出力電圧補
正方法において、 レンズ周辺に黒体板(36)を設置し、 前記2次元赤外線検知器(24)を構成する赤外線検知
素子と同一特性の単一赤外線検知素子から構成される第
2の赤外線検知器(38)を、前記2次元赤外線検知器
(24)と同一平面で且つ前記コールドシールド(30
)の開口部(30a)を通して見込む視野が全て黒体板
(36)となる位置に設置し、前記2次元赤外線検知器
(24)を構成する各赤外線検知素子が前記黒体板(3
6)を見込む視野角を予め求め、 前記2次元赤外線検知器(24)の各赤外線検知素子が
黒体板(36)を見込む視野角と、前記第2の赤外線検
知器(38)が黒体板(36)を見込む視野角との比を
第2の赤外線検知器(38)の出力電圧に乗じ、その値
を2次元赤外線検知器(24)を構成する各赤外線検知
素子の出力電圧から引くことを特徴とする赤外線検知器
の出力電圧補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6595489A JPH02245621A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 赤外線検知器の出力電圧補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6595489A JPH02245621A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 赤外線検知器の出力電圧補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02245621A true JPH02245621A (ja) | 1990-10-01 |
Family
ID=13301887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6595489A Pending JPH02245621A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 赤外線検知器の出力電圧補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02245621A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7816650B2 (en) * | 2003-05-28 | 2010-10-19 | Opto-Knowledge Systems, Inc. | External variable aperture and relay for infra-red cameras |
| US8836793B1 (en) | 2010-08-13 | 2014-09-16 | Opto-Knowledge Systems, Inc. | True color night vision (TCNV) fusion |
| WO2025109735A1 (ja) * | 2023-11-22 | 2025-05-30 | 大塚電子株式会社 | 輝度補正装置、輝度補正方法及びプログラム |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP6595489A patent/JPH02245621A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7816650B2 (en) * | 2003-05-28 | 2010-10-19 | Opto-Knowledge Systems, Inc. | External variable aperture and relay for infra-red cameras |
| US8836793B1 (en) | 2010-08-13 | 2014-09-16 | Opto-Knowledge Systems, Inc. | True color night vision (TCNV) fusion |
| WO2025109735A1 (ja) * | 2023-11-22 | 2025-05-30 | 大塚電子株式会社 | 輝度補正装置、輝度補正方法及びプログラム |
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