JPS6040230B2 - 赤外線撮像装置 - Google Patents

赤外線撮像装置

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JPS6040230B2
JPS6040230B2 JP55039990A JP3999080A JPS6040230B2 JP S6040230 B2 JPS6040230 B2 JP S6040230B2 JP 55039990 A JP55039990 A JP 55039990A JP 3999080 A JP3999080 A JP 3999080A JP S6040230 B2 JPS6040230 B2 JP S6040230B2
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JP
Japan
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infrared
detector
slit
infrared detector
imaging device
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JP55039990A
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JPS56137775A (en
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純一郎 山下
利一 佐伯
敏夫 竹居
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/20Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は走査の方向と直交する方向に並んだ光導伝形
光検出器列を用いた、並列走査方式赤外線撮像装置に関
するものである。
第1図は、従釆の光導伝形検出器と一次元スキャナを用
いた並列走査方式赤外線撮像装置の構成を示す図である
図において、入射赤外光1は受光光学系2により集光さ
れた後に赤外線検出器列3の方向とは直交する方向に走
査する水平スキャナ4で走査され、バイアス電源5から
バイアス電流の供給されている赤外線検出器列3に入射
する。赤外線検出器列3の出力として得られる電気信号
は、信号処理回路6で処理され、映像信号7として画像
表示器8に供給される。撮像された情景を画像表示器8
で表示するには、入射赤外光1の受光光学系2に対する
入射角すなわち、スキャナの向いている角度に対応した
位置に映像信号7の大きさに応じた輝度のスポットを発
生させる方法が用いられる。スキャナの向きは同期信号
9としてスキャナから信号処理回路6へ電気信号の形で
伝えられ、映像信号7にはこの情報も含まれている。第
2図は、並列走査方式を表わす図である。赤外線検出器
列3の各検出器は走査の方向10とは直交する方向に並
んでおり、水平スキャナの走査により、検出器の個数に
等しい走査線数で視野11内を走査する。各検出器の出
力は各検出器毎に設けられた前直増幅器12により増幅
された後に、マルチプレクサ13により、直列形式の映
像信号7に変換されて画像表示器8に供給される。なお
、前直増幅器12およびマルチプレクサ13は第1図に
示した装置では信号処理回路6内に含まれる。ところで
、赤外線検出器列のうち2個の検出器に着目し、第1の
検出器の感度、受光電力をそれぞれR1,P1、第2の
検出器の感度、受光電力をそれぞれR2,P2とすると
、第1の検出器、第2の検出器の出力SI,S2はそれ
ぞれ次式で表わせる。SI=RIPI
…‘11S2=Rが2
…【2’画像表示器に表示される画像の輝度
差△Bは、各検出器に対して設けられた増幅器の利得G
および画像表示器で決まる定数Kを用い、次のように表
わされる。
△B=KGSI−KGS2 =KG{P1(RI−R2)十(PI−P2)R2}(
3}画像表示器に表示される画像の輝度差△Bは、受光
電力の差によってのみ決まることが望ましく、第【3}
式の{}中第2項がこの効果を表わしている。
これに対し、第1項は、各検出器間の感度の差によって
生ずる輝度差を表わしている。第1項が第2項に対し無
視できるのは、m・青まれ《IM言三21 ‐‐
‐【41の条件が成り立つときであるが、常温の物体に
対してはIPI−P2lくPIであるので、各検出器間
の感度差は極めて小さな値に制限されなければならない
ところが、現在の赤外線検出器の製造技術では数多くの
検出器について第‘4}式の条件を満たすことは困難で
ある。従って、従来の装置の表示画像には検出器の感度
ムラによる横縞状の輝度ムラが生ずる欠点があった。こ
の発明は、この欠点を除去するために、赤外線検出器列
に基準赤外線光源から赤外光を入射させ、その際の赤外
線検出器出力を用いて、各検出器に対するバイアス電流
を変化させる回路を設けたもので、次の原理を用いてい
る。
光導伝検出器の感度Rは単位バイアス電流当りの感度R
o、バイアス電流lbを用い、次のように表わせる。
R=R。
×lb …{5}従
って、バイアス電流を変えればそれに応じて感度が変わ
るため、各検出器毎にRoが異なる場合もそれに応じて
バイアス電流を各検出器毎に適切に設定すれば、赤外線
検出器列の全ての検出器についてRが等しくなり、第{
4ー式の条件を満たすことが可能となる。以下、図面を
用い、この発明について詳細に説明する。第3図は、こ
の発明の実施例を表わす図である。
図において、赤外線検出器列3に入射する赤外光は「外
部より入射する入射赤外光1もしくは受光光学系2内の
結像面に設けられたレティクル14より生ずる赤外光で
、これらのうちどちらが入射するかは赤外線検出器列3
の方向とは直交する方向に走査する水平スキャナ4の向
きによって決まる。水平スキャナ4の回転によって赤外
線検出器列3に入射赤外光1が入射し始める直前に赤外
線検出器列3が見るレテイクル14面上には、水平スキ
ャナ4が走査する方向とは直交方向に長辺を持つ、2本
の互いに平行な、赤外線放射量の異なるスリット状のパ
ターンが設けられている。この2本のスリット状のパタ
ーンは、互いに異なった温度に設定するかもしくは異な
る赤外放射率を持つ加工を施すことによって実現できる
。感度補正信号処理回路15は、レティクル14面上の
この2本のスリット状のパターンに対応した、各検出器
に対して設けられた前暦増幅器12の出力をもとに、赤
外線検出器列3の各検出器間の感度の差を検出する。赤
外線検出器列3がスリット状のパターンを見るタイミン
グは同期信号9によって感度補正信号処理回路15に伝
えられる。感度補正信号処理回路15は検出した各検出
器間の感度差をもとに各検出器に対しバイアス電流17
を第(4}式の条件を全ての検出器が満たすように調整
し供給する。また、感度補正信号処理回路15は内部に
マルチプレクサを含んでおり、前暦増幅器12を通じて
各検出器から並列に送られて釆る信号を直列形式に変換
し、映像信号7として画像表示器8に供給する。第4図
は、この発明に係る赤外線撮像装置におけるレティクル
上のパターンの像と撮像装置が必要とする視野の関係を
表わす図である。
赤外線検出器列3の各検出器はスキヤナによって走査の
方向101こ走査するが視野11を走査する直前にレテ
ィクル上の2本のスリット状のパターンすなわち第1ス
リット18と第2スリット19を走査する。第5図は、
感度補正信号処理回路の構成の一例を表わすブロック図
である。
ディジタルメモリ2川ま各検出器に供給するためのバイ
アス電流の値をディジタル化して記憶しておくためのも
のである。多重回路21は、検出器を順々に指定する検
出器指定回路22から与えられる検出器指定信号23を
もとに、多くの検出器のうちの1つを選択し、その検出
器に対応した前層増幅器出力24を映像信号7として出
力する。電圧修正回路25は映像信号7と同期信号9を
もとに、検出器指定回路22によって指定されている検
出器の感度が予め設定されている値と異なる場合にその
差を検出し、ディジタルメモリ20のメモリ内容26に
修正を加えて書込信号27とともに書込内容28として
ディジタルメモリ20に送り返す。なお、書込信号27
はディジタルメモリ20を書込状態にするための信号で
、この信号が与えられない期間にはディジタルメモリ2
0の記憶内容は変わらない。サンプル・ホールド信号2
9は、検出器指定回路22によって指定された検出器に
対応したサンプル・ホールド回路30が、ディジタル・
アナログ変換器31によってアナログ量に変換されたデ
ィジタルメモリ20の内容をサンプル・ホールドするた
めに検出器指定回路22より発生される。また、サンプ
ル・ホールド回路30の出力を安定化させるために設け
られた低域通過フィル夕32を通過した後、サンプル・
ホールド回路30の出力は、バイアス電流17となる。
第6図は、電圧修正回路の構成の一例を表わすフロック
図である。
映像信号7は、雑音を低減するために設けられた低域通
過フィル夕33を通過した後に2つのサンプル・ホール
ド回路34a,34bに供給される。同期信号分離回路
35は同期信号9をもとに、スキャナの向きによって赤
外線検出器列が第1スリットを見ているときに第1スリ
ット同期信号36を、第2スリットを見ているときに第
2スリット同期信号37を発生する。2つのサンプル・
ホ−ルド回路34a,34bはそれぞれ、第1スリット
同期信号36、第2スリット同期信号37をもとに、映
像信号7をサンプル・ホールドし、その出力は第1スリ
ットレベル38、第2スリットレベル39を発生する。
赤外線検出器列の各検出器の感度によって第1スリット
レベル38と第2スリットレベル39の差が決まり、全
ての検出器の感度が同じであれば、この差も一定となる
。減算器4川ま第1スリットレベル38と第2スリット
レベル39の差を求め、この差と予め定められた基準値
41との差が再び減算器42によって求められ、誤差信
号43となる。この誤差信号43は予め定められた減衰
係数を持つ係数器44を通過した後、アナログ・ディジ
タル変換器45に与えられ、ディジタル化誤差信号とな
る。ディジタル加算器47はメモリ内容26とディジタ
ル化誤差信号46を加算して書込内容28を発生する。
また、判別器48はディジタル化誤差信号46の絶対値
がある値以上になったときに、ディジタルメモリの内容
を修正するための書込信号27を発生する。第7図は、
電圧修正回路における主要な信号の位相関係を表わす図
で、映像信号7、第1スリット同期信号36、第2スリ
ット同期信号37、第1スリットレベル38、第2スリ
ットレベル39の関係を示す。
なお、以上はスキャナとして一次元スキャナを用いる場
合について説明したが、この代りに互いに直交する方向
に走査するスキャナを組合わせた二次元スキャナを用い
た場合も、以上と同様の方法で同様の効果が得られる。
さらに、以上の説明では第1スリットレベルと第2スリ
ットレベルの差と比較する基準値として、予め設定され
た値を用いたが、この代りに全ての検出器における第1
スリットレベルと第2スリットレベルの差を求め、この
平均値を基準値として用いれば誤差信号のダイナミック
レンジを小さくすることができる。また、以上の説明で
はバイアス電流の値を全てディジタル化してメモリに記
憶する方法について説明したが、全ての検出器に対して
共通のオフセット値を与え、その値から各検出器に対応
する増減分のみをディジタルメモリに記憶する構成にす
れば、バイアス電流の設定精度に対するメモリ容量を少
なくすることができる。以上のように、この発明に係る
赤外線撮像装置では、複数の赤外線検出器間の感度差を
自動的に補正する回路を有することにより、均一性の高
い赤外像が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光導伝形検出器と−次元スキャナを用い
た並列走査方式赤外線撮像装置の構成を示す図、第2図
は並列走査方式を表わす図、第3図はごの発明の実施例
を表わす図、第4図はこの発明に係る赤外線撮像装置に
おけるレティクル上のパターンの像と撮像装置が必要と
する視野の関係を表わす図、第5図は感度補正信号処理
回路の構成の一例を表わすブロック図、第6図は電圧修
正回路の構成の一例を表わすブロック図、第7図は電圧
修正回路における主要な信号の位相関係を表わす図であ
り、図中、1は入射赤外光、3は赤外線検出器列、14
はしティクル、15は感度補正信号処理回路、17はバ
イアス電流、18は第1スリット、19は第2スリット
である。 なお図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示している。第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 走査の方向と直交する方向に線状に配列された光導
    伝形赤外線検出器列および受光光学系と、上記赤外線検
    出器列が見る視野を二次元もしくは一次元的に走査する
    スキヤナとを有する赤外線撮像装置において、受光光学
    系内の結像面上のスキヤナが走査する範囲内であり、か
    つ赤外線撮像装置が必要とする情景に対する視野を遮ら
    ない位置に、上記赤外線検出器列の方向と同じ方向に長
    辺を持つ、2本の互いに平行な、それぞれ赤外線放射量
    の異なるスリツト状のパターンを持つレテイクルを設け
    ると共に上記赤外線検出器列の各検出器に対して設けら
    れた増幅器の、上記2つのスリツトの像に対応した出力
    の差が全ての検出器について同一の値となるように赤外
    線検出器列の各光導伝形赤外線検出器に与えるバイアス
    電流を自動的に制御するように構成したことを特徴とす
    る赤外線撮像装置。
JP55039990A 1980-03-28 1980-03-28 赤外線撮像装置 Expired JPS6040230B2 (ja)

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