JPH0260283A - 撮像装置 - 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〕 本発明は撮像装置に関し、特に赤外線センサーによって
取得した入力を水平および垂直方向に２軸方向に機械的
に走査し、かつこの走査出力を複数の赤外線検知素子で
検出してラスター走査形式の画像を得る撮像装置に関す
る。

〔従来の技術〕

赤外線画像を得る通常の撮像装置にあっては、単一の赤
外線検出を利用して、赤外線センサーで得られた入力を
機械的に水平および垂直方向に走査し赤外線画像を得て
いる。

上述した機械的走査は、入力受光するミラー等を機械的
に回転もしくは所定角度範囲で往復運動すなわち振動せ
しめて得られる出力を処理する２系統の光学系で２次元
的に視野を走査するものである。赤外線検知素子器は、
通常水平方向走査後の出力を垂直方向に走査する走査系
に配設される。

−ｆｆｉ的に、このような赤外線の撮像装置では、赤外
線検出素子が視野を急速に移動させられているので、各
画像の画素当りに留まって信号変換する時間、いわゆる
滞在時間が長いほど高感度が得られることになる。従っ
て、例えば、水平および垂直方向が１６０Ｘ２００画素
から成る画像を毎秒３０コマで撮像しようとすれば、画
素当りにすると１μｓｅｃ以下の滞在時間しかとれない
。

この場合、画像コマ数を落さずに感度を向上させる方法
として、複数個の赤外線検出素子を用いることが一般的
である。例えば、８個の赤外線検出素子を用いれば８倍
の滞在時間となり、信号が８倍に増大できることとなる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の撮像装置では、次のような欠点がある。

すなわち、前述した例で言えば、８個の赤外線検出素子
のバラツキに起因する画質の劣化である。

つまり、各赤外線検出素子の特性が完全に一致していな
い為、単に各赤外線検出素子の増巾出力を利得調整する
だけでは、均質な画像が得られず、各赤外線検出素子の
特性ミスマツチングによる出力のアンバランスからパタ
ーン上のノイズが現われる。このノイズは、たとえ特定
の信号レベルで補正しても、赤外線検出素子の非直線性
から完全に除去することは困難であるという欠点がある
。

さらに、複数の赤外線検出素子を用いる場合、光学系に
おける各赤外線素子の相対関係がわずかに異なることが
避けられない為、信号の入力状態もわずかに異なる点も
上述した不均質な画像生成を助長するように影響すると
いう欠点がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、複数の赤外線検
出素子相互間の感度のバラツキによるノイズ、および入
力状態の相違による影響を大幅に抑圧した撮像装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の装置は、赤外線センサーで取得した入力を水平
および垂直方向に機械的に走査しかつこの走査出力を複
数の赤外線検出素子で検出して赤外線画像を得る撮像装
置において、定速度で回転する多面鏡回転ミラーの鏡面
に赤外線入力を投光して水平走査を行なう水平走査手段
と、前記多面鏡回転ミラーの回転周期と同じ周期かつ位
相を周期的に前記赤外線検出素子数に対応する回数だけ
１画素分ずつ次次にシフトする鋸波状波形の繰返しで振
動する平面鏡の振動ミラーの鏡面に前記水平走査手段の
走査光を投光して垂直走査を行なう垂直走査手段とを備
えて構成される。

〔実施例〕

次に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図であり、赤外線セン
サーで取得した入力を導入する赤外線入射開口１、入射
した赤外線の水平軸走査を行なうポリゴンミラー２、ポ
リゴンミラー２で得られる水平方向走査出力に対して垂
直走査を施しラスター走査とする振動ミラー２、結像レ
ンズ４、赤外線検出器５、赤外線検出器５に内蔵する縦
列配置した８個の赤外線検出素子を縦列配置した検知ア
レイ６、反射ミラー７、振動子ミラー３に垂直走査のた
めの振動を付与するミラー駆動部８を備えて構成され、
結像レンズ４によって結像される赤外線視野は検知アレ
イ６の縦列幅に設定されている。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。

本発明の基本的特徴は振動ミラーの駆動方法にある。第
３図（ａ）は従来の撮像装置の走査内容を示す説明す図
、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の走査結果を示す説明図
である。第３図は、走査線が９６本で、かつインターレ
ース走査を行なう場合を例として示している。

従来の撮像装置も、振動ミラー３に付与する振動の内容
を除き、その構成は第１図の実施例と同じであるので、
第１図を共用して振動ミラー３に付与する振動内容につ
いて述べる。

ポリゴンミラー２は矢印方向に等速で高速回転し、入射
赤外線の水平走査を行なう。ポリゴンミラー２は、第１
図に示す如く７面のミラーを備えている。ポリゴンミラ
ー２で水平走査を受けた赤外線は次に鋸歯状波形で振動
を繰り返す振動ミラー３に投光されて垂直走査を施され
たのち反射ミラー７を介して結像レンズ７に提供される
。

第３図（ａ）に示す振動ミラー駆動波形２０１ａ、２０
１ｂ、２０１ｃ等はミラー駆動部８によって振動ミラー
３に付与される従来の撮像装置における振動の鋸歯状波
形である。振動ミラー３は、このような鋸波状波形の繰
返し振動を受けつつ垂直走査を行なうべく振動する。

一方、このような歯状波形による振動と同一の周期でポ
リゴンミラー２が定速回転し、各面は水平走査タイミン
グ２０２のａｌ、ｂｌ、ｃｌ、ｄｌ、ｅｌ、ｆｌで１つ
の水平走査が行なわれ、これと振動ミラー３の１つの鋸
歯状波振動と対応して第３図（ｂ）の画像２０２に示す
１枚の画面が得られる。ポリゴンミラー２の１回転と振
動ミラー３の１振動の関係は第１図（ａ）の如く、鋸歯
状波の戻り期間がポリゴンミラー２の１面走査時間に対
応するように設定され、従って１ラスター走査あたり６
面分のデータが得られる。

第３図の場合、このラスター走査はインターレース走査
とし、このため振動ミラー３は１／２画素分だけインタ
ーレースごとにずれるように振動させている。この状態
を第３図（ａ＞の破線鋸歯状波で示している。この結果
、振動ミラー駆動波形２０１ａに対応するものとしては
第３図（ｂ）の走査ブックａ２の場合を例とすると、抽
出して併記した走査ブロックごとの走査パターン２０４
の２０４−１の斜線で示す走査が得られ、また引続く振
動ミラーの駆動波形２０１ｂに対応しては２０４−２の
斜線で示す走査が行なわれ、以後この走査が繰り返えさ
れてインターレース走査を実現している。１ラスター走
査あたりの走査線は９６本のイタ−レース走査であるの
で、１つの走査ブロックあたりの全走査線は１６本、１
回ごとの走査本数は８本となる。

このようにして、通常は、インターレース走査によるラ
スター走査を実現している。

次に、第２図によって本発明のラスター走査について説
明する。

第２図（ａ）は、本発明の撮像装置の走査内容を示す説
明図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の走査結果を示す説
明図である。

本発明の走査の特徴は、原理的には振動ミラー３の振動
波形を振動ごとに１画素分ずつずらすことにより前述し
たインターレースの場合と同じように検知アレイ６に異
る視野を与えることとし、振動ミラー３の振動ごとに１
画素ずつずらしていき、８画素分すなわち８走査で元に
戻ってこれを繰り返す。

このようにすると明らかに走査ブロックａ３だけは不完
全な画像となるか、走査ブロックｂ３〜ｆ３の画像では
従来どうりの画像が得られる。勿論、振動ミラー駆動波
形１０１ａ、１０１ｂ。

１０１ｃ・・・、ならびに水平走査タイミング１０２ａ
、１０２ｂ、１０２ｃ・・・によるラスタ走査時には、
画像１０３の形成時にそれぞれ画像１０３−１．１０３
−２，１０３−３・・・で示すように表示もずらして行
う事は当然である。

このような方式を用いることにより、各画像の各画素は
順次具なった赤外線検出素子で画像化される為、多素子
化にもとづくパターンノイズが発生しない。また、各赤
外線検出素子に対する増幅器の厳密な利得調整が不要に
なり、回路的にも著しく簡略化が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、機械的ラスター走査によ
って得られる走査光を複数の赤外線検知素子で検出して
赤外線画像を得る撮像装置において、ラスター形成にお
ける垂直走査を施す振動ミラーの振動駆動における鋸歯
状波形の位相を周期的に赤外線検出素子の数に対応する
回数だけ１画素分ずつスフトして印加することにより、
各赤外線検出素子の特性ミスマツチングによるパターン
状ノイズと、信号入力状態の差異による影響を根本的に
排除することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の撮像装置の一実施例の構成図、第２図
（ａ）は本発明の撮像装置の走査内容を示す説明図、第
２図（ｂ）は第２図（ａ）の走査結果を示す説明図、第
３図（ａ）は従来の撮像装置の走査内容を示す説明図、
第３図（ｂ）は第３図（ａ）の走査結果を示す説明図で
ある。 １・・・赤外線入射開口、２・・・ポリゴンミラー、３
・・・振動ミラー、４・・・結像レンズ、５・・・赤外
線検出器、６・・・検知アレイ、７・・・反射ミラー　
８・・・ミラー駆動部、１０１ａ〜１０１ｅ、２０１ａ
〜２０１　ｃ−−・振動ミラー駆動波形、１０２ａ〜１
０２ｅ。 ２０２・・・水平走査タイミング、１０３，２０２・・
・画像。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 赤外線センサーで取得した入力を水平および垂直方向に
   機械的に走査しかつこの走査出力を複数の赤外線検出素
   子で検出して赤外線画像を得る撮像装置において、 定速度で回転する多面鏡回転ミラーの鏡面に赤外線入力
   を投光して水平走査を行なう水平走査手段と、 前記多面鏡回転ミラーの回転周期と同じ周期かつ位相を
   周期的に前記赤外線検出素子数に対応する回数だけ１画
   素分ずつ次次にシフトする鋸波状波形の繰返しで振動す
   る平面鏡の振動ミラーの鏡面に前記水平走査手段の走査
   光を投光して垂直走査を行なう垂直走査手段と、 を備えて成ることを特徴とする撮像装置。