JPH10160566A - 赤外線撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象物体の背景を十分にぼかした時と、対象
物体に焦点を合わせた時とでレンズシェーディングが異
なることによって発生するレンズシェーディングを抑え
る手段を提供することを目的とする。 【解決手段】 この発明の実施の形態１によれば、背景
を十分にぼかした時と、対象物体に焦点を合わせた時と
のレンズシェーディングメモリを持つことによりレンズ
シェーディングを抑圧することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、赤外線撮像装置
によって撮像された画像に発生するシェーディングを補
正し、安定した画像を得るための赤外線撮像装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】赤外線撮像装置によって撮像された画像
発生するシェーディングを補正する方法として従来か
ら、フォーカス位置を変えることにより補正する方法
と、光学系の前面にシャッター等の均一な表面温度の物
体を置くことにより補正する方法とがある。フォーカス
位置を変えることによりシェーディングを補正する従来
技術として、例えば特開平５−２９２４０３及び特開平
３−２７８６８０等がある。図１５は、特開平５−２９
２４０３で示されているシェーディングの補正方法であ
る。１は対象物体と対象物体の背景とから構成された外
界、２は対象物と対象物体の背景とから放射される赤外
線を集光するレンズ、３はレンズ２を介して対象物体と
対象物体の背景とに対応する映像データを出力する撮像
部、４は補正データを記憶しておく補正データ記憶部で
ある。図１６は、特開平３−２７８６８０で示されてい
る赤外線受光素子の特性ばらつきに起因する映像信号の
ばらつきを補正する方法に関するものである。５は複数
の画素からなる赤外線検出素子、６は受光面位置に第１
像面をもつ第１レンズ系、７は第１レンズ系と同一光軸
上にある第２レンズ系、８は第２レンズ系の結像位置で
ある。

【０００３】光学系の前面にシャッター等の均一表面温
度の物体を置くことによりシェーディングを補正する従
来技術として、例えば特開平５−１４９７９２に示され
た手法がある。図１７は特開平５−１４９７９２に従来
技術として記述されている赤外線センサの各画素の特性
のばらつきを補正する補正機能を設けた赤外線撮像装置
を示すブロック図である。９はセレクタ、１０は減算
器、１１はテレビ信号用フォーマット変換器、１２はフ
レームメモリ、１３は補正制御器、１４はシャッタ、１
５はシャッタ駆動器、１６は赤外線固体撮像素子、１７
は赤外線レンズ、１８は信号処理系である。

【０００４】次に図１５の動作について説明する。ま
ず、撮像部３で、レンズ２の焦点をぼかして背景に対応
する映像データだけを補正データとして出力し、補正デ
ータ記憶部４に記憶しておく。次に、撮像状態で、対象
物体に焦点を合わせて、撮像部３から出力する対象物体
と対象物体の背景とに対応する映像データに対して、補
正データ記憶部４に記憶した補正データを読み出して補
正データにより補正する。

【０００５】次に図１６の動作について説明する。ま
ず、複数の赤外線受光素子からなる赤外線検出素子５
と、前記検出素子の受光面位置に第１像面をもつ第１レ
ンズ系６とを備える赤外線撮像装置において、前記第１
レンズ系の代わりに同一の軸上にある第２レンズ系７を
用い、第２レンズ系の結像面にある第２像面８の位置を
前記受光面位置と異なる位置にすることにより得られる
前記検出素子の出力信号を用いて、各受光素子間の特性
の違いに起因する映像信号のばらつきを電気的に補正す
る。

【０００６】次に図１７の動作について説明する。ま
ず、撮像するに当たって補正を実行する。そのときに
は、補正制御器１３の指令によってシャッター駆動器１
５が、シャッター１４を閉じ、また、セレクタ９は、そ
の方向をフレームメモリ側１２に切り換える。シャッタ
ー１４は均一な表面温度であり、かつ均一な赤外線放射
パターンとなるように作られているので、赤外線レンズ
１７を通して赤外線固体撮像素子１６に受光される赤外
線強度は均一となる。フレームメモリ１２にはこの時の
映像が記憶されることになるが、赤外線固体撮像素子１
６の各画素は均一な赤外線強度−電気信号変換特性でな
いため、フレームメモリ１２には各画素の赤外線強度−
電気信号特性の不均一さが記憶される。次に、実際の撮
像対象を撮像する場合には、補正制御器１３の指令によ
ってシャッタ駆動器１５がシャッタ１４を開き、またセ
レクタ９は、その方向を減算器１０に切り換える。赤外
線レンズ７を通して赤外線個体素子１６に受光される撮
像対象の赤外線映像はその強度に応じた電気信号に変換
される。減算器１０においてフレームメモリ１２からの
出力と減算される。前述したように、フレームメモリ１
２には各画素毎の赤外線強度−電気信号変換特性の不均
一さが記憶されているので、減算器１０の出力では純粋
に撮像対象の赤外線映像だけとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１５に示した従来の
シェーディング補正方法では、被写界深度が深いレンズ
構成の撮像装置では、焦点を十分ぼかすことは不可能で
ある。さらに、十分にぼかしたとしても、十分にぼけた
時と対象物体に焦点を合わせた時とでは、レンズシェー
ディングが異なり、これによりレンズシェーディングが
発生する。

【０００８】また図１６に示した手法では、新たな光学
系を挿入するため、挿入前後でレンズシェーディングが
異なり、結果としてレンズシェーディングが発生する。
また、新たに挿入したレンズ面の透過率が１でないため
鏡筒を反射し、レンズ挿入前後では鏡筒シェーディング
が異り、結果として鏡筒シェーディングが発生する。

【０００９】更に図１７に示した手法では、シャッター
が均一な表面温度であり、なおかつ均一な赤外線放射パ
ターンとなるように作られていたとしても、背景温度と
シャッター温度とが異なった場合には、シェーディング
は発生してしまう。また、シャッターを均一な表面温度
とすることは装置の構成上難しい。

【００１０】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたものであり、対象物体の背景を十分にぼかした時
と、対象物体に焦点を合わせた時とでレンズシェーディ
ングが異なることによって発生するレンズシェーディン
グを抑える手段、被写界深度が深いレンズ構成の撮像装
置で、焦点を十分ぼかすことが不可能な装置でもシャッ
ターを用いることなしにシェーディングを抑えることが
できる手段、背景温度とシャッター温度とが異なること
によって発生する鏡筒シェーディングを抑える手段を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の実施形態１に
よる赤外線撮像装置は、赤外線を集光する光学系と、こ
の光学系で集光された赤外線を光電変換する赤外線固体
撮像素子と、この赤外線固体撮像素子で光電変換された
出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、レンズシェーデ
ィングを除いた残りのシェーディング成分等を記憶させ
る時とビデオ信号を出力させる時とを切替えるスイッチ
と、レンズシェーディングを除いた残りのシェーディン
グ成分等を記憶する補正用メモリと、前記Ａ／Ｄ変換器
の出力をこの補正用メモリのデータをもとに補正する第
１の補正演算回路と、前記光学系のレンズシェーディン
グパターンを記憶しているレンズシェーディング補正用
メモリと、前記第１の補正演算回路の出力をレンズシェ
ーディング補正用メモリのデータをもとにレンズシェー
ディングを補正する第２の補正演算回路と、レンズシェ
ーディングを除いた残りのシェーディング量等を測定す
るため前記光学系のフォーカスをぼかすフォーカス調整
機構と、フォーカスをぼかした時に発生する特有のレン
ズシェーディングパターンを記憶しているデフォーカス
時用補正メモリと、このデフォーカス時用補正メモリの
データをもとにフォーカスをぼかしたときに発生する特
有のレンズシェーディングパターンを除いた残りのシェ
ーディング量等を測定する補正量演算回路とにより構成
したものである。

【００１２】この発明の実施形態２による赤外線撮像装
置は、赤外線を集光する光学系と、この光学系で集光さ
れた赤外線を光電変換する赤外線固体撮像素子と、この
赤外線固体撮像素子で光電変換された出力をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器と、レンズシェーディングを除いた残
りのシェーディング成分等を記憶させる時とビデオ信号
を出力させる時とを切替えるスイッチと、レンズシェー
ディングを除いた残りのシェーディング成分等を記憶す
る補正用メモリと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力をこの補正
用メモリのデータをもとに補正する第１の補正演算回路
と、前記光学系のレンズシェーディングパターンを記憶
しているレンズシェーディング補正用メモリと、前記第
１の補正演算回路の出力をレンズシェーディング補正用
メモリのデータをもとにレンズシェーディングを補正す
る第２の補正演算回路と、レンズシェーディングを除い
た残りのシェーディング量等を測定するため前記光学系
の一部に組み込むデフォーカス用レンズ群と、このデフ
ォーカス用レンズ群を前記光学系の一部に組み込むため
の機構であるデフォーカス用レンズ駆動機構と、前記デ
フォーカス用レンズ群を挿入した時にのみ発生する特有
のレンズシェーディングパターンを記憶しているデフォ
ーカスレンズシェーディング補正用メモリと、このデフ
ォーカスレンズシェーディング補正用メモリのデータを
もとに前記デフォーカス用レンズ群を挿入したときにの
み発生する特有のレンズシェーディングを除いた残りの
シェーディング量等を測定する補正量演算回路とにより
構成したものである。

【００１３】この発明の実施形態３による赤外線撮像装
置は、赤外線を集光する光学系と、この光学系で集光さ
れた赤外線を光電変換する赤外線固体撮像素子と、この
赤外線固体撮像素子で光電変換された出力をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器と、レンズシェーディングを除いた残
りのシェーディング成分等を記憶させる時とビデオ信号
を出力させる時とを切替えるスイッチと、レンズシェー
ディングを除いた残りのシェーディング成分等を記憶す
る補正用メモリと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力をこの補正
用メモリのデータをもとに補正する第１の補正演算回路
と、前記光学系のレンズシェーディングパターンを記憶
しているレンズシェーディング補正用メモリと、前記第
１の補正演算回路の出力をレンズシェーディング補正用
メモリのデータをもとにレンズシェーディングを補正す
る第２の補正演算回路と、前記光学系の一部である通常
レンズ群と、この通常レンズ群と同等の透過率を有し、
レンズシェーディングを除いた残りのシェーディング量
等を測定するため通常レンズ群の代わりに挿入するデフ
ォーカス用レンズ群と、前記通常レンズ群とこのデフォ
ーカス用レンズ群とを切替える機構であるレンズ切換え
機構と、前記デフォーカス用レンズ群を挿入した時にの
み発生する特有のレンズシェーディングパターンを記憶
しているデフォーカスレンズシェーディング補正用メモ
リと、このデフォーカスレンズシェーディング補正用メ
モリのデータをもとにレンズシェーディングを除いた残
りのシェーディング量等を測定する補正量演算回路とに
より構成したものである。

【００１４】この発明の実施形態４による赤外線撮像装
置は、赤外線を集光する複数の光学系と、この複数の光
学系を切換える視野切換え機構と、前記光学系で集光さ
れた赤外線を光電変換する赤外線固体撮像素子と、この
赤外線固体撮像素子で光電変換された出力をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器と、レンズシェーディングを除いた残
りのシェーディング成分等を記憶させる時とビデオ信号
を出力させる時とを切替えるスイッチと、レンズシェー
ディングを除いた残りのシェーディング成分等を記憶す
る補正用メモリと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力をこの補正
用メモリのデータをもとに補正する第１の補正演算回路
と、前記複数の光学系のレンズシェーディングパターン
を記憶している複数のレンズシェーディング補正メモリ
と、この複数のレンズシェーディング補正メモリを切換
えるメモリ切換えスイッチと、前記第１の補正演算回路
の出力をメモリ切換えスイッチによって切換えられた前
記レンズシェーディング補正メモリのデータをもとにレ
ンズシェーディングを補正する第２の補正演算回路と、
レンズシェーディングを除いた残りのシェーディング量
等を測定するため前記光学系のフォーカスをぼかすフォ
ーカス調整機構と、フォーカスをぼかした時に発生する
特有のレンズシェーディングパターンを記憶しているデ
フォーカス時用補正メモリと、このデフォーカス時用補
正メモリのデータをもとにフォーカスをぼかしたときに
発生する特有のレンズシェーディングパターンを除いた
残りのシェーディング量等を測定する補正量演算回路と
により構成したものである。

【００１５】この発明の実施形態５による赤外線撮像装
置は、赤外線を集光する光学系と、この光学系で集光さ
れた赤外線を光電変換する赤外線固体撮像素子と、この
赤外線固体撮像素子で光電変換された出力をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器と、レンズシェーディングを除いた残
りのシェーディング成分等を記憶させる時とビデオ信号
を出力させる時とを切替えるスイッチと、レンズシェー
ディングを除いた残りのシェーディング成分等を記憶す
る鏡筒シェーディング補正用メモリと、前記Ａ／Ｄ変換
器の出力をこの鏡筒シェーディング補正用メモリのデー
タをもとに補正する第３の補正演算回路と、前記光学系
のレンズシェーディングパターンを記憶しているレンズ
シェーディング補正用メモリと、前記第３の補正演算回
路の出力をこのレンズシェーディング補正メモリのデー
タをもとにレンズシェーディングを補正する第２の補正
演算回路と、前記光学系の前部に挿入する反射率が高い
シャッターと、このシャッターを前記光学系の前部へ出
し入れする機構であるシャッター開閉機構と、前記シャ
ッターが挿入されている時にレンズシェーディングを除
いた残りのシェーディング量等を測定する鏡筒シェーデ
ィング測定回路とにより構成したものである。

【００１６】この発明の実施形態６による赤外線撮像装
置は、シャッター形状が入射する光線と反射される光線
とが同一方向になるようなシャッターと実施の形態５と
により構成したものである。

【００１７】この発明の実施形態７による赤外線撮像装
置は、シャッターの反射方向の低温物体と実施の形態５
とにより構成したものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１を示す
ブロック図である。１及び１６は、上記従来技術と同じ
である。図１に示す実施の形態１において、１９は赤外
線画像のビデオ信号を出力する赤外線撮像装置である。
２０は外界１から発せられる赤外線放射である。２１は
赤外線を集光する光学系、２２は赤外線固体撮像素子１
６で光電変換された出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器
である。２３はレンズシェーディングを除いた残りのシ
ェーディング成分等を記憶させる時と、ビデオ信号を出
力させる時とを切替える切換えスイッチである。２４
は、レンズシェーディングを除いた残りのシェーディン
グ成分等を記憶する補正用メモリであり、２５はＡ／Ｄ
変換器２２の出力を補正用メモリ２４のデータをもとに
レンズシェーディングを除いた残りのシェーディング成
分等を補正する第１の補正演算回路である。２６は、光
学系２１が通常のフォーカス状態である時のレンズシェ
ーディングパターンを記憶しているレンズシェーディン
グ補正用メモリであり、２７は第１の補正演算回路２５
の出力をレンズシェーディング補正メモリ２６のデータ
をもとにレンズシェーディング補正する第２の補正演算
回路である。２８は、光学系２１のフォーカスを調整す
る機構であるフォーカス調整機構、２９はフォーカス調
整機構２８により光学系２１が十分にぼかされたときの
レンズシェーディングパターンを記憶しているデフォー
カス時用補正メモリである。３０はデフォーカス時用補
正メモリ２９のデータをもとにレンズシェーディングを
除いた残りのシェーディング量等を測定する補正量演算
回路である。また、３１は切換えスイッチ２３が補正量
演算回路３０の方につながる第１の接点であり、３２は
切換えスイッチ２３が第１の補正演算回路２５の方につ
ながる第２の接点である。３３は、補正が終了したビデ
オ出力信号であり、３４はビデオ出力信号３３を表示す
るモニタである。

【００１９】以下に動作について説明する。対象物体と
対象物体の背景とから構成された外界１から発せられる
赤外線放射２０は光学系２１を通して赤外線固体撮像素
子１６に結像する。赤外線固体撮像素子１６では、入射
された放射照度に応じて光電変換を行う。Ａ／Ｄ変換器
２２では赤外線固体撮像素子１６の出力をＡ／Ｄ変換す
る。

【００２０】まず、切換えスイッチ２３を第１の接点３
１にし、補正用メモリ２４に補正データを記憶するとき
について説明する。切換えスイッチ２３を第１の接点３
１にすると共に、フォーカス調整機構２８により外界１
が赤外線個体撮像素子１６上に結像しないように光学系
２１を十分にぼかす。この時のＡ／Ｄ変換器２２の出力
を図２に示す。また、図３には図２のＡ−Ａ’の輝度分
布を示す。光学系２１を十分ぼかしたときには赤外線個
体撮像素子１６に受光される赤外線強度は均一となるは
ずであるが、図３に示すような輝度分布を持つのは、素
子の感度ばらつき、暗電流のばらつき、鏡筒シェーディ
ング、レンズシェーディング等のためである。デフォー
カス時用補正メモリ２９には、フォーカス調整機構２８
により光学系２１を十分にぼかしたとき特有のレンズシ
ェーディングパターンが記憶されている。レンズシェー
ディングパターンは光学系の設計段階で概ね分かり、レ
ンズ作成後はそれを測定することも可能である。一般に
知られたレンズシェーディングパターンの記憶装置（メ
モリ）には、赤外線固体撮像素子の各画素に対応したレ
ンズシェーディングパターンが記憶されているのではな
く、ある間隔で記憶されている。レンズシェーディング
を補正するときにはこの記憶装置の値をもとに補間して
用いている。ここで、図２のＡ−Ａ’に対応した部分の
レンズシェーディングパターンの一例を図４に示す。

【００２１】以下に、補正量演算回路３０の動作に関し
て説明する。補正量演算回路３０では、Ａ／Ｄ変換器２
２の出力からデフォーカス時用補正メモリ２９のデータ
を減算し、その結果を補正データとして補正用メモリ２
４に記憶させる。このときに記憶される内容は、デフォ
ーカス時のレンズシェーディングを除いた残りのシェー
ディングデータである。ここで、図５には補正用メモリ
２４に記憶されている内容の一部分示す。

【００２２】次に、切換えスイッチ２３を第２の接点３
２にしビデオ信号を出力させる時について説明する。Ａ
／Ｄ変換器２２の出力は第１の補正演算回路２５に入力
される。まず、第１の補正演算回路２５では、先の動作
にてデフォーカス時のレンズシェーディングを除いたシ
ェーディング成分のデータが記録されている補正用メモ
リ２４からデータを読み出す。そして、Ａ／Ｄ変換器２
２の出力から補正用メモリ２４のデータを減算する。結
果として第１の補正演算回路２５からは、対象物に焦点
を合わせたときのレンズシェーディングを除いた補正が
行われた信号が出力される。

【００２３】第１の補正演算回路２５の出力は第２の補
正演算回路２７に入力される。まず、第２の補正演算回
路２７では、光学系２１の通常のフォーカス状態、つま
り対象物に焦点を合わせたときのレンズシェーディング
を前もって記憶させてあるレンズシェーディング補正用
メモリ２６のデータを読み出す。そして、第１の補正演
算回路２５の出力からレンズシェーディング補正用メモ
リ２６のデータ減算する。結果として第２の補正演算回
路２７からは、シェーディングが補正されたビデオ信号
３３が出力される。なお参考として図６にレンズシェー
ディング補正メモリ２６に記憶されている内容の一例を
示す図である。

【００２４】上記に示したように対象物体の背景を十分
にぼかした時と、対象物体に焦点を合わせた時とでレン
ズシェーディングが異なることによって発生するレンズ
シェーディングを抑圧することができる。

【００２５】実施の形態２．実施の形態１では、被写界
深度が深いレンズ構成の撮像装置では、焦点を十分ぼか
すことが不可能な場合がある。本実施の形態は上記問題
を解決するものであり、図７はこの発明の実施の形態２
を示すブロック図である。図７に示す実施の形態におい
て１〜３４は、従来の技術及び先の実施の形態と同様で
ある。３５は、レンズシェーディングを除いた残りのシ
ェーディング量等を測定するため、光学系の一部に組み
込むデフォーカス用レンズ群であり、３６はデフォーカ
ス用レンズ群を駆動するデフォーカス用レンズ駆動機構
である。また、３７はデフォーカスレンズを挿入したと
きに発生する特有のレンズシェーディングパターンを記
憶しているデフォーカスレンズシェーディング補正用メ
モリである。

【００２６】以下に動作について説明する。Ａ／Ｄ変換
器２２の出力までは実施の形態１と同様である。ここ
で、切換えスイッチ２３を第１の接点３１にし、補正用
メモリ２４に補正データを記憶するときについて説明す
る。切換えスイッチ２３を第１の接点３１にしたとき、
デフォーカス用レンズ駆動機構３６が動作し、光学系２
１の一部にデフォーカス用レンズ群３５が組み込まれ
る。デフォーカス用レンズ群３５が組み込まれること
で、外界１は、赤外線個体撮像素子１６上に結像しなく
なる。この状態は実施の形態１で光学系２１のフォーカ
スを十分にぼかしたときと同様の状態になる。

【００２７】デフォーカスレンズシェーディング補正用
メモリ３７は、光学系２１の一部にデフォーカス用レン
ズ群３５を組み込んだときに発生する特有のレンズシェ
ーディングパターンが記憶されている。その後の補正デ
ータの取り込み及び切換えスイッチ２３を第２の接点３
２にしビデオ信号を出力させる時については実施の形態
１と同様である。

【００２８】上記に示した様に被写界深度が深いレンズ
構成の撮像装置でも、焦点を十分ぼかすことができる。
またデフォーカスレンズを挿入することで短時間で確実
に焦点を十分にぼかす事ができる。さらに、シェーディ
ングを抑圧することができる。

【００２９】実施の形態３．実施の形態２では通常使用
している状態に、新たにデフォーカス用レンズ群を挿入
する。デフォーカス用レンズ群には反射率があるため、
それの挿入前後では鏡筒シェーディングが異なる。結果
として、鏡筒温度が背景温度と比較して非常に高い場合
などには、シェーディング補正後にも鏡筒シェーディン
グが残る可能性がある。本実施の形態は上記問題を解決
するものである。図８はこの発明の実施の形態３を示す
ブロック図であり１〜３６は、従来の技術及び先の実施
の形態と同様である。３８は、外界１を撮像するとき光
学系２１に組み込まれている通常レンズ群であり、デフ
ォーカスレンズ３５と同等の光学系透過率を有してい
る。３９はデフォーカス用レンズ群３５と通常レンズ群
３８とを切り換えるレンズ切替え機構である。

【００３０】以下に動作について説明する。Ａ／Ｄ変換
器２２の出力までは先の形態と同様である。ここで、切
換えスイッチ２３を第１の接点３１にし、補正用メモリ
２４に補正データを記憶するときについて説明する。切
換えスイッチ２３を第１の接点３１にしたとき、レンズ
切り替え機構３９が動作し、いままで光学系２１の一部
に組み込まれていた通常レンズ群３８に代わりにデフォ
ーカス用レンズ群３５が組み込まれる。ここで、通常レ
ンズ群３８とデフォーカス用レンズ群３５とでは、同等
の光学系透過率を有しているため、鏡筒反射による鏡筒
シェーディングはどちらのレンズを用いても同様の値と
なる。

【００３１】上記に示した様に、鏡筒温度が背景温度と
比較して非常に高い場合などにおいても、鏡筒シェーデ
ィングを抑圧することができる。

【００３２】実施の形態４．図９は、この発明の実施の
形態４を示すブロック図であり１〜３７までは従来の技
術及び先の実施の形態と同様である。４０は複数の光学
系を切り換える視野切り替え機構、４１は複数のレンズ
シェーディング補正用メモリを切り換えるメモリ切替え
スイッチである。

【００３３】以下に動作について説明する。対象物体と
対象物体の背景とから構成された外界１から発せられる
赤外線放射２０は複数の光学系２１に入射する。視野切
替え機構４０は、複数の光学系を切り換え、赤外線個体
素子１６上に結像する光学系を選択すると共に、どの光
学系を用いているかの情報をメモリ切替えスイッチ４１
に送る。入射した赤外線は、視野切り替え機構４０によ
って選択された光学系を通して赤外線固体撮像素子１６
上に結像する。切り換えスイッチ２３を第１の接点３１
にし補正用メモリ２４に補正データを記憶する手法は実
施の形態１と同様である。次に、切換えスイッチ２３を
第２の接点３２にし、ビデオ信号を出力するときには、
Ａ／Ｄ変換器２２の出力は第１の補正演算回路２５に入
力される。第１の補正演算回路２５では補正用メモリ２
４の出力を減算することでレンズシェーディングを除い
た残りのシェーディング成分等を補正する。メモリ切り
換えスイッチ４１は、視野切換え機構４０によって選択
された光学系のレンズシェーディングパターンを、レン
ズシェーディング補正用メモリ２６から選択し第２の補
正演算回路２７に出力する。第２の補正演算回路２７で
は、前記第１の補正演算回路２５の出力からレンズシェ
ーディングメモリ補正用メモリ２６のデータを減算し、
これによりシェーディング補正を行う。

【００３４】上記に示した様に、異なる複数の光学系に
対して複数のレンズシェーディング補正用メモリを持つ
ことで、レンズシェーディングを補正することができ
る。

【００３５】実施の形態５．図１０は、この発明の実施
の形態５を示すブロック図である。図において、１〜３
４は先の実施の形態と同じである。図１０において４２
は鏡筒シェーディング補正用メモリであり、レンズシェ
ーディングを除いた残りのシェーディング補正データを
記憶する。４３は第３の補正演算回路であり、鏡筒シェ
ーディング補正用メモリの出力を用いてレンズシェーデ
ィング以外の成分の補正を行う。４４は反射率が高いシ
ャッターであり、４５はシャッター開閉機構である。４
６は、レンズシェーディングを除いた残りのシェーディ
ング量等を測定する鏡筒シェーディング測定回路であ
り、４７は切換えスイッチ２３が鏡筒シェーディング測
定回路の方につながる第３の接点である。

【００３６】次に動作について説明する。Ａ／Ｄ変換２
２の出力までは先の実施例と同様である。まず、切換え
スイッチ２３を第３の接点４７にし、鏡筒シェーディン
グ補正用メモリにデータを記憶するときについて説明す
る。切換えスイッチ２３を第３の接点４７にすると共
に、シャッター開閉機構４５により反射率が高いシャッ
ター４４で光学系２１の前面をおおう。一般的に赤外線
個体撮像素子１６は暗電流を抑圧するために極低温に保
たれている。シャッター４４の反射率が高いためシャッ
ター自身からの放射はほとんどなく、赤外線個体撮像素
子１６の極低温部分を反射することになる。赤外線個体
素子１６の温度は、鏡筒温度と比較して十分低く赤外線
の放射量は無視できる。結果として、Ａ／Ｄ変換器２２
の出力としては、鏡筒により発生するシェーディングが
出力される。このイメージ図を図１１に示す。４８は鏡
筒であり、４９はレンズによる鏡筒反射成分、５０は赤
外線個体撮像素子１６の反射成分である。鏡筒シェーデ
ィング測定回路４６にてＡ／Ｄ変換器２２の出力を鏡筒
シェーディング補正用メモリに記憶する。このようにし
て、レンズシェーディングを除いた残りのシェーディン
グ量等を、鏡筒シェーディング補正用メモリに記憶され
る。その後の動作に関しては先の実施例と同様である。

【００３７】上記に示したようにシャッターの反射率が
高いため、シャッター温度に左右されることなく補正を
行う事ができる。

【００３８】実施の形態６．図１２はこの発明の実施の
形態６を示す図である。４４は反射率が高いシャッター
であり、図１２に示す様な形状をしている。このシャッ
ターの特徴は、入射した方向と同じ方向に赤外線を反射
することである。

【００３９】このように、入射した方向と同じ方向に赤
外線を反射するため、シャッター４４が赤外線個体撮像
素子１６の低温部分しか見ず、実施の形態５よりもシャ
ッター温度に左右されることなく補正を行う事ができ
る。

【００４０】実施の形態７．図１３は、この発明の実施
の形態７を示すブロック図である。図１３において、５
１は背景温度と比較して温度の低い低温度源であり、そ
の他は、実施の形態５と同様である。

【００４１】次に動作について説明する。Ａ／Ｄ変換２
２の出力までは先の実施例と同様である。まず、切換え
スイッチ２３を第３の接点４７にし、鏡筒シェーディン
グ補正用メモリにデータを記憶するときに関して説明す
る。切換えスイッチ２３を第３の接点４７にすると共
に、シャッター開閉機構４５により反射率が高いシャッ
ター４４が光学系２１の前面をおおう。このとき、反射
率が高いシャッター４４の反射方向は低温度源５１であ
り、赤外線個体素子１６には低温度源５１が撮像され
る。このイメージ図を図１４に示す。その後の動作に関
しては実施の形態５と同様である。

【００４２】上記に示したようにシャッターの反射率が
高く、その反射方向に低温度源を設置することで、シャ
ッター温度に左右されることなく補正を行う事ができ
る。

【００４３】

【発明の効果】この発明の実施の形態１によれば、背景
を十分にぼかした時と、対象物体に焦点を合わせた時と
でレンズシェーディングが異なることによって発生する
レンズシェーディングを抑圧することができる。

【００４４】この発明の実施の形態２によれば、被写界
深度が深いレンズ構成の撮像装置でも、焦点を十分ぼか
すことができる。また、デフォーカスレンズを挿入する
ことで短時間で確実に焦点を十分にぼかす事ができる。
さらに、シェーディングを抑圧することができる。

【００４５】この発明の実施の形態３によれば、鏡筒温
度が背景温度と比較して非常に高い場合などにおいて
も、鏡筒シェーディングを抑圧することができる。

【００４６】この発明の実施の形態４によれば、異なる
複数の光学系に対して複数のレンズシェーディング補正
用メモリを持つことで、レンズシェーディングを補正す
ることができる。

【００４７】この発明の実施の形態５によれば、シャッ
ターの反射率が高いため、シャッター温度に左右される
ことなく補正を行う事ができる。

【００４８】この発明の実施の形態６によれば、シャッ
ターの反射率が高いため、実施の形態５よりもシャッタ
ー温度に左右されることなく補正を行う事ができる。

【００４９】この発明の実施の形態７によれば、シャッ
ター温度に左右されることなく補正を行う事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
１を示す図である。

【図２】 Ａ／Ｄ変換器の出力を示す図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ’の輝度分布を示す図である。

【図４】 シェーディングパターンの一例を示す図であ
る。

【図５】 補正用メモリに記憶されている内容の一部分
を示す図である。

【図６】 レンズシェーディング補正メモリに記憶され
ている内容の一部分を示す図である。

【図７】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
２を示す図である。

【図８】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
３を示す図である。

【図９】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
４を示す図である。

【図１０】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形
態５を示す図である。

【図１１】 反射成分のイメージ図である。

【図１２】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形
態６を示す図である。

【図１３】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形
態７を示す図である。

【図１４】 温度源とシャッターとの関係を示す図であ
る。

【図１５】 従来技術を示す図である。

【図１６】 従来技術を示す図である。

【図１７】 従来技術を示す図である。

【符号の説明】

１ 外界、２ 赤外線を集光するレンズ、３ 撮像部、
４ 補正データ記憶部、５ 複数の画素からなる赤外線
検出素子、６ 第１レンズ系、７ 第２レンズ系、８
第２レンズ系の結像位置、９ セレクタ、１０ 減算
器、１１ テレビ信号用フォーマット変換器、１２ フ
レームメモリ、１３ 補正制御器、１４シャッタ、１５
シャッタ駆動器、１６ 赤外線固体撮像素子、１７
赤外線レンズ、１８ 信号処理系、１９ 赤外線撮像装
置、２０ 外界から発せられる赤外線放射、２１ 光学
系、２２ Ａ／Ｄ変換器、２３ 切換えスイッチ、２４
補正用メモリ、２５ 第１の補正演算回路、２６ レン
ズシェーディング補正用メモリ、２７ 第２の補正演算
回路、２８ フォーカス調整機構、２９ デフォーカス
時用補正メモリ、３０ 補正量演算回路、３１ 第１の
接点、３２ 第２の接点、３３ ビデオ出力信号、３４
モニタ、３５ デフォーカス用レンズ群、３６ デフ
ォーカス用レンズ起動機構、３７ デフォーカスレンズ
シェーディング補正用メモリ、３８ 通常レンズ群、３
９ レンズ切替え機構、４０ 視野切り替え機構、４１
メモリ切り替えスイッチ、４２ 鏡筒シェーディング
補正用メモリ、４３ 第３の補正演算回路、４４ 反射
率が高いシャッター、４５シャッター開閉機構、４６
鏡筒シェーディング測定回路、４７ 第３の接点、４８
鏡筒、４９ 鏡筒からの反射成分、５０ 赤外線個体
撮像素子の反射成分、５１ 低温度源。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線を集光する光学系と、この光学系
   で集光された赤外線を光電変換する赤外線固体撮像素子
   と、この赤外線固体撮像素子で光電変換された出力をＡ
   ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、レンズシェーディングを
   除いた残りのシェーディング成分等を記憶させる時とビ
   デオ信号を出力させる時とを切替えるスイッチと、レン
   ズシェーディングを除いた残りのシェーディング成分等
   を記憶する補正用メモリと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を
   この補正用メモリのデータをもとに補正する第１の補正
   演算回路と、前記光学系のレンズシェーディングパター
   ンを記憶しているレンズシェーディング補正用メモリ
   と、前記第１の補正演算回路の出力をレンズシェーディ
   ング補正用メモリのデータをもとにレンズシェーディン
   グを補正する第２の補正演算回路と、レンズシェーディ
   ングを除いた残りのシェーディング量等を測定するため
   前記光学系のフォーカスをぼかすフォーカス調整機構
   と、フォーカスをぼかした時に発生する特有のレンズシ
   ェーディングパターンを記憶しているデフォーカス時用
   補正メモリと、このデフォーカス時用補正メモリのデー
   タをもとにフォーカスをぼかしたときに発生する特有の
   レンズシェーディングパターンを除いた残りのシェーデ
   ィング量等を測定する補正量演算回路とを備えたことを
   特徴とする赤外線撮像装置。
2. 【請求項２】 赤外線を集光する光学系と、この光学系
   で集光された赤外線を光電変換する赤外線固体撮像素子
   と、この赤外線固体撮像素子で光電変換された出力をＡ
   ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、レンズシェーディングを
   除いた残りのシェーディング成分等を記憶させる時とビ
   デオ信号を出力させる時とを切替えるスイッチと、レン
   ズシェーディングを除いた残りのシェーディング成分等
   を記憶する補正用メモリと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を
   この補正用メモリのデータをもとに補正する第１の補正
   演算回路と、前記光学系のレンズシェーディングパター
   ンを記憶しているレンズシェーディング補正用メモリ
   と、前記第１の補正演算回路の出力をレンズシェーディ
   ング補正用メモリのデータをもとにレンズシェーディン
   グを補正する第２の補正演算回路と、レンズシェーディ
   ングを除いた残りのシェーディング量等を測定するため
   前記光学系の一部に組み込むデフォーカス用レンズ群
   と、このデフォーカス用レンズ群を前記光学系の一部に
   組み込むための機構であるデフォーカス用レンズ駆動機
   構と、前記デフォーカス用レンズ群を挿入した時にのみ
   発生する特有のレンズシェーディングパターンを記憶し
   ているデフォーカスレンズシェーディング補正用メモリ
   と、このデフォーカスレンズシェーディング補正用メモ
   リのデータをもとに前記デフォーカス用レンズ群を挿入
   したときにのみ発生する特有のレンズシェーディングを
   除いた残りのシェーディング量等を測定する補正量演算
   回路とを備えたことを特徴とする赤外線撮像装置。
3. 【請求項３】 赤外線を集光する光学系と、この光学系
   で集光された赤外線を光電変換する赤外線固体撮像素子
   と、この赤外線固体撮像素子で光電変換された出力をＡ
   ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、レンズシェーディングを
   除いた残りのシェーディング成分等を記憶させる時とビ
   デオ信号を出力させる時とを切替えるスイッチと、レン
   ズシェーディングを除いた残りのシェーディング成分等
   を記憶する補正用メモリと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を
   この補正用メモリのデータをもとに補正する第１の補正
   演算回路と、前記光学系のレンズシェーディングパター
   ンを記憶しているレンズシェーディング補正用メモリ
   と、前記第１の補正演算回路の出力をレンズシェーディ
   ング補正用メモリのデータをもとにレンズシェーディン
   グを補正する第２の補正演算回路と、前記光学系の一部
   である通常レンズ群と、この通常レンズ群と同等の透過
   率を有し、レンズシェーディングを除いた残りのシェー
   ディング量等を測定するため通常レンズ群の代わりに挿
   入するデフォーカス用レンズ群と、前記通常レンズ群と
   このデフォーカス用レンズ群とを切替える機構であるレ
   ンズ切換え機構と、前記デフォーカス用レンズ群を挿入
   した時にのみ発生する特有のレンズシェーディングパタ
   ーンを記憶しているデフォーカスレンズシェーディング
   補正用メモリと、このデフォーカスレンズシェーディン
   グ補正用メモリのデータをもとにレンズシェーディング
   を除いた残りのシェーディング量等を測定する補正量演
   算回路とを備えたことを特徴とする赤外線撮像装置。
4. 【請求項４】 赤外線を集光する複数の光学系と、この
   複数の光学系を切換える視野切換え機構と、前記光学系
   で集光された赤外線を光電変換する赤外線固体撮像素子
   と、この赤外線固体撮像素子で光電変換された出力をＡ
   ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、レンズシェーディングを
   除いた残りのシェーディング成分等を記憶させる時とビ
   デオ信号を出力させる時とを切替えるスイッチと、レン
   ズシェーディングを除いた残りのシェーディング成分等
   を記憶する補正用メモリと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を
   この補正用メモリのデータをもとに補正する第１の補正
   演算回路と、前記複数の光学系のレンズシェーディング
   パターンを記憶している複数のレンズシェーディング補
   正メモリと、この複数のレンズシェーディング補正メモ
   リを切換えるメモリ切換えスイッチと、前記第１の補正
   演算回路の出力をメモリ切換えスイッチによって切換え
   られた前記レンズシェーディング補正メモリのデータを
   もとにレンズシェーディングを補正する第２の補正演算
   回路と、レンズシェーディングを除いた残りのシェーデ
   ィング量等を測定するため前記光学系のフォーカスをぼ
   かすフォーカス調整機構と、フォーカスをぼかした時に
   発生する特有のレンズシェーディングパターンを記憶し
   ているデフォーカス時用補正メモリと、このデフォーカ
   ス時用補正メモリのデータをもとにフォーカスをぼかし
   たときに発生する特有のレンズシェーディングパターン
   を除いた残りのシェーディング量等を測定する補正量演
   算回路とを備えたことを特徴とする赤外線撮像装置。
5. 【請求項５】 赤外線を集光する光学系と、この光学系
   で集光された赤外線を光電変換する赤外線固体撮像素子
   と、この赤外線固体撮像素子で光電変換された出力をＡ
   ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、レンズシェーディングを
   除いた残りのシェーディング成分等を記憶させる時とビ
   デオ信号を出力させる時とを切替えるスイッチと、レン
   ズシェーディングを除いた残りのシェーディング成分等
   を記憶する鏡筒シェーディング補正用メモリと、前記Ａ
   ／Ｄ変換器の出力をこの鏡筒シェーディング補正用メモ
   リのデータをもとに補正する第３の補正演算回路と、前
   記光学系のレンズシェーディングパターンを記憶してい
   るレンズシェーディング補正用メモリと、前記第３の補
   正演算回路の出力をこのレンズシェーディング補正メモ
   リのデータをもとにレンズシェーディングを補正する第
   ２の補正演算回路と、前記光学系の前部に挿入する反射
   率が高いシャッターと、このシャッターを前記光学系の
   前部へ出し入れする機構であるシャッター開閉機構と、
   前記シャッターが挿入されている時にレンズシェーディ
   ングを除いた残りのシェーディング量等を測定する鏡筒
   シェーディング測定回路とを備えたことを特徴とする赤
   外線撮像装置。
6. 【請求項６】 シャッター形状が入射する光線と反射さ
   れる光線とが同一方向になるようなシャッターを備えた
   ことを特徴とする請求項５に示す赤外線撮像装置。
7. 【請求項７】 シャッターの反射方向に低温物体を配置
   する事を特徴とする請求項５に示す赤外線撮像装置。