JP3212874B2 - ボロメータ型赤外線撮像装置 - Google Patents
ボロメータ型赤外線撮像装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/20—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming only infrared radiation into image signals
- H04N25/21—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming only infrared radiation into image signals for transforming thermal infrared radiation into image signals
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- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
- H04N5/33—Transforming infrared radiation
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線撮像装置に
関し、特にボロメータ型赤外線センサのＦＰＮ、感度ば
らつき補正回路に関する。
関し、特にボロメータ型赤外線センサのＦＰＮ、感度ば
らつき補正回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に赤外線撮像素子には、各画素の特
性のばらつきのために、「固定パターンノイズ」（「Ｆ
ＰＮ」という）と称される出力のばらつきが存在し、画
質を改善するため画像信号に含まれるＦＰＮを除去する
必要がある。
性のばらつきのために、「固定パターンノイズ」（「Ｆ
ＰＮ」という）と称される出力のばらつきが存在し、画
質を改善するため画像信号に含まれるＦＰＮを除去する
必要がある。
【０００３】この素子特性のばらつきは、素子毎のバイ
アスレベルのばらつきと、素子感度ばらつきと、に分け
られる。一般的に、素子毎のバイアスレベルのばらつき
を除去するには、均一の赤外入力条件下において、各セ
ンサ固有のＦＰＮデータを取得して、これをメモリに記
憶し、入力画像データから該メモリに記憶しておいた当
該ＦＰＮデータを減算することにより、ＦＰＮを除去し
た画像データを得ている。
アスレベルのばらつきと、素子感度ばらつきと、に分け
られる。一般的に、素子毎のバイアスレベルのばらつき
を除去するには、均一の赤外入力条件下において、各セ
ンサ固有のＦＰＮデータを取得して、これをメモリに記
憶し、入力画像データから該メモリに記憶しておいた当
該ＦＰＮデータを減算することにより、ＦＰＮを除去し
た画像データを得ている。
【０００４】また素子感度のばらつきの補正は、面内均
一な２つの異なる入射光量において出力データを取り、
その差から各素子毎のゲイン（傾斜）情報を得て、乗
算、減算により補正している（例えば特開平２−１０７
０７４号公報参照）。
一な２つの異なる入射光量において出力データを取り、
その差から各素子毎のゲイン（傾斜）情報を得て、乗
算、減算により補正している（例えば特開平２−１０７
０７４号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の補正回路は、以
上のような構成とされているので、素子毎のバイアスレ
ベルのばらつきと素子感度ばらつきの２つを補正するに
は、回路構成が２段階となり、また面内均一な２つの異
なる入射光量において出力データを取得するなど、デー
タ取得操作の複雑化およびデータ作成の演算処理を２段
階行わなければ、バイアスレベルと感度ばらつきの２つ
を補正することができない。
上のような構成とされているので、素子毎のバイアスレ
ベルのばらつきと素子感度ばらつきの２つを補正するに
は、回路構成が２段階となり、また面内均一な２つの異
なる入射光量において出力データを取得するなど、デー
タ取得操作の複雑化およびデータ作成の演算処理を２段
階行わなければ、バイアスレベルと感度ばらつきの２つ
を補正することができない。
【０００６】従って、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、１つの均一の赤外入力
条件下でデータを取得するのみで、素子毎のバイアスレ
ベルのばらつきと素子感度ばらつきの２つを補正するこ
とを可能とした赤外線撮像装置を提供することにある。
れたものであって、その目的は、１つの均一の赤外入力
条件下でデータを取得するのみで、素子毎のバイアスレ
ベルのばらつきと素子感度ばらつきの２つを補正するこ
とを可能とした赤外線撮像装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本願発明の赤外線撮像装置は、ボロメータ型赤外線
センサ（単に「センサ」という）と、前記センサの出力
を読み出す積分回路と、均一の赤外入力条件下で前記積
分回路からの上記センサの各画素の抵抗値のばらつきを
含んだ出力電圧を記録する記録手段と、前記記録したば
らつきのある電圧から各画素の抵抗値のばらつきに応じ
た係数を算出する手段と、前記係数を算出する手段の出
力を前記積分回路の制御電圧にフィードバックする手段
と、を含むことを特徴とする。
め、本願発明の赤外線撮像装置は、ボロメータ型赤外線
センサ（単に「センサ」という）と、前記センサの出力
を読み出す積分回路と、均一の赤外入力条件下で前記積
分回路からの上記センサの各画素の抵抗値のばらつきを
含んだ出力電圧を記録する記録手段と、前記記録したば
らつきのある電圧から各画素の抵抗値のばらつきに応じ
た係数を算出する手段と、前記係数を算出する手段の出
力を前記積分回路の制御電圧にフィードバックする手段
と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
する。本発明の実施の形態は、１つの均一の赤外入力条
件下で、ボロメータ型赤外線センサの抵抗ばらつき量を
ＦＰＮ補正信号として検出し、このＦＰＮ補正信号をボ
ロメータに流れる電流を制御する電圧へフィードバック
することにより、ボロメータ型赤外線センサの各画素の
抵抗値のばらつきに拘らず、一定電流を流し、ＦＰＮ、
及び感度ばらつき補正を行えるようにしたものである。
する。本発明の実施の形態は、１つの均一の赤外入力条
件下で、ボロメータ型赤外線センサの抵抗ばらつき量を
ＦＰＮ補正信号として検出し、このＦＰＮ補正信号をボ
ロメータに流れる電流を制御する電圧へフィードバック
することにより、ボロメータ型赤外線センサの各画素の
抵抗値のばらつきに拘らず、一定電流を流し、ＦＰＮ、
及び感度ばらつき補正を行えるようにしたものである。
【０００９】より具体的には、本発明の実施の形態は、
ボロメータ型赤外線センサ１の信号を読み出す手段（図
１の１０００）と、読み出したデータを取り込み記憶す
る手段（図１の１０５、１０８等）と、各画素に流れる
電流のばらつきからばらつき係数を算出する手段（図１
の１１２）と、フィードバック手段（図１の１１３等）
を有する。
ボロメータ型赤外線センサ１の信号を読み出す手段（図
１の１０００）と、読み出したデータを取り込み記憶す
る手段（図１の１０５、１０８等）と、各画素に流れる
電流のばらつきからばらつき係数を算出する手段（図１
の１１２）と、フィードバック手段（図１の１１３等）
を有する。
【００１０】本発明の実施の形態は、ボロメータ型赤外
線センサ１の各画素の抵抗ばらつき量を読み出し回路
（図１の１０００）の出力電圧から算出する。このた
め、他の装置で各画素の抵抗値を測定する必要がない。
線センサ１の各画素の抵抗ばらつき量を読み出し回路
（図１の１０００）の出力電圧から算出する。このた
め、他の装置で各画素の抵抗値を測定する必要がない。
【００１１】ボロメータ型赤外線センサ１において、抵
抗値ＲＢのばらつきがＦＰＮの主原因であり、さらに感
度は抵抗値に比例するため、抵抗値のばらつきが感度ば
らつきの原因にもなる。
抗値ＲＢのばらつきがＦＰＮの主原因であり、さらに感
度は抵抗値に比例するため、抵抗値のばらつきが感度ば
らつきの原因にもなる。
【００１２】このため、１つの均一の赤外入力条件下
で、各画素の抵抗ばらつき量を検出し、ばらつき量から
各画素のばらつき係数を算出し、制御電圧へフィードバ
ックすることにより、ＦＰＮ、感度ばらつき補正を行う
ことができる。
で、各画素の抵抗ばらつき量を検出し、ばらつき量から
各画素のばらつき係数を算出し、制御電圧へフィードバ
ックすることにより、ＦＰＮ、感度ばらつき補正を行う
ことができる。
【００１３】このような構成としたことにより、本発明
の実施の形態においては、センサの各画素の抵抗値を測
定するために、他の装置を不要とし、さらに、従来感度
ばらつき補正で行う面内均一な２つの異なる入射光量に
おける出力データ取得などの複雑な操作を必要としな
い。
の実施の形態においては、センサの各画素の抵抗値を測
定するために、他の装置を不要とし、さらに、従来感度
ばらつき補正で行う面内均一な２つの異なる入射光量に
おける出力データ取得などの複雑な操作を必要としな
い。
【００１４】
【実施例】上記した本発明の実施の形態をより詳細に説
明すべく、本発明の実施例について図面を参照して以下
に説明する。図１は、本発明の第１の実施例の構成を示
す図である。
明すべく、本発明の実施例について図面を参照して以下
に説明する。図１は、本発明の第１の実施例の構成を示
す図である。
【００１５】図１を参照すると、ボロメータ型赤外線セ
ンサ１は、積分トランジスタＴｒ１１のエミッタに接続
されており、Ｔｒ１１のベース電圧Ｖ１１により、次式
（１）で与えられる電流Ｉ１１が流れる。
ンサ１は、積分トランジスタＴｒ１１のエミッタに接続
されており、Ｔｒ１１のベース電圧Ｖ１１により、次式
（１）で与えられる電流Ｉ１１が流れる。
【００１６】 Ｉ１１＝{(Ｔｒ１１のベース電圧Ｖ１１)−(Ｔｒ１１のベース・エミッタ間電 圧ＶBETr11)}／(センサの抵抗値ＲＢ) …(1)
【００１７】この電流Ｉ１１は、積分コンデンサＣ１１
からの放電電流Ｉ１２と、抵抗Ｒ１３、バイアス用電源
Ｖ１３によりベース電圧が供給されるトランジスタＴｒ
１３から構成される定電流回路により与えられるバイア
ス電流Ｉ１３と、からなる。
からの放電電流Ｉ１２と、抵抗Ｒ１３、バイアス用電源
Ｖ１３によりベース電圧が供給されるトランジスタＴｒ
１３から構成される定電流回路により与えられるバイア
ス電流Ｉ１３と、からなる。
【００１８】積分コンデンサＣ１１の電位は、リセット
スイッチＳＷ１１により１画素周期毎のリセット期間に
リセット電圧Ｖ１２の電位にリセットされる。
スイッチＳＷ１１により１画素周期毎のリセット期間に
リセット電圧Ｖ１２の電位にリセットされる。
【００１９】抵抗Ｒ１１、抵抗Ｒ１２、トランジスタＴ
ｒ１２はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）で構成される
ソースフォロワ回路であり、積分コンデンサＣ１１の電
位変化を出力する。以上で構成される回路を、ここで
は、「積分回路」１０００と称する。
ｒ１２はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）で構成される
ソースフォロワ回路であり、積分コンデンサＣ１１の電
位変化を出力する。以上で構成される回路を、ここで
は、「積分回路」１０００と称する。
【００２０】積分回路１０００の出力電圧Ｖ１００（ソ
ースフォロワ出力電圧）は、第１の増幅器１０１、クラ
ンプ回路１０２、切替スイッチＳＷ１２を経て、Ａ／Ｄ
変換器１０３によりアナログ信号からディジタル信号に
変換され、このディジタル信号を入力とする積分回路１
０４にて、数１０フレームの信号を積算し、該積算結果
を第１のメモリ１０５に取り込む。
ースフォロワ出力電圧）は、第１の増幅器１０１、クラ
ンプ回路１０２、切替スイッチＳＷ１２を経て、Ａ／Ｄ
変換器１０３によりアナログ信号からディジタル信号に
変換され、このディジタル信号を入力とする積分回路１
０４にて、数１０フレームの信号を積算し、該積算結果
を第１のメモリ１０５に取り込む。
【００２１】また、抵抗Ｒ１４、バイアス電源Ｖ１４
（但しＶ１４＝Ｖ１３）によりベース電圧が供給される
トランジスタＴｒ１４は定電流回路を構成し、Ｔｒ１４
のエミッタ電圧を切替スイッチＳＷ１２を経てＡ／Ｄ変
換器１０３によりディジタル変換し、積算回路１０４に
より数１０フレームの信号を積算し、第２のメモリ１０
８に取り込む。
（但しＶ１４＝Ｖ１３）によりベース電圧が供給される
トランジスタＴｒ１４は定電流回路を構成し、Ｔｒ１４
のエミッタ電圧を切替スイッチＳＷ１２を経てＡ／Ｄ変
換器１０３によりディジタル変換し、積算回路１０４に
より数１０フレームの信号を積算し、第２のメモリ１０
８に取り込む。
【００２２】そして、第１のメモリ１０５、第２のメモ
リ１０８のそれぞれに取り込まれたデータは、第１のア
ベレージング（平均化）回路１０６、第２のアベレージ
ング回路１０９により平均化を行い、ばらつき電流算出
回路１０７、バイアス電流算出回路１１０により、Ａ／
Ｄ変換器１０３により取り込んだ積算回路出力電圧Ｖ１
００と、Ｔｒ１４のエミッタ電圧とからそれぞれ電流値
を計算し（ばらつき電流の算出）、加算器１１１によ
り、各画素に流れる電流量が算出される。
リ１０８のそれぞれに取り込まれたデータは、第１のア
ベレージング（平均化）回路１０６、第２のアベレージ
ング回路１０９により平均化を行い、ばらつき電流算出
回路１０７、バイアス電流算出回路１１０により、Ａ／
Ｄ変換器１０３により取り込んだ積算回路出力電圧Ｖ１
００と、Ｔｒ１４のエミッタ電圧とからそれぞれ電流値
を計算し（ばらつき電流の算出）、加算器１１１によ
り、各画素に流れる電流量が算出される。
【００２３】その各画素に流れる電流値から係数算出回
路１１２により、各画素に流れる電流の平均値に対する
各画素のばらつきの係数が算出される。
路１１２により、各画素に流れる電流の平均値に対する
各画素のばらつきの係数が算出される。
【００２４】この係数をＤ／Ａ変換器１１３によりアナ
ログ信号に変換し、第２の増幅器１１４を経て、乗算器
１１５に入力される。
ログ信号に変換し、第２の増幅器１１４を経て、乗算器
１１５に入力される。
【００２５】乗算器１１５のもう一方の入力には、抵抗
Ｒ１５、トランジスタＴｒ１５、Ｔｒ１５のベース電圧
Ｖ１５（Ｖ１１＝Ｖ１５）によりエミッタフォロワ回路
を構成している。
Ｒ１５、トランジスタＴｒ１５、Ｔｒ１５のベース電圧
Ｖ１５（Ｖ１１＝Ｖ１５）によりエミッタフォロワ回路
を構成している。
【００２６】この乗算器１１５の出力をコンデンサＣ１
２を介し、Ｔｒ１１のベース電圧Ｖ１１に付加し、フィ
ードバック制御を行う。
２を介し、Ｔｒ１１のベース電圧Ｖ１１に付加し、フィ
ードバック制御を行う。
【００２７】次に、図１に示した本発明の第１の実施例
の動作について、図面を参照して説明する。
の動作について、図面を参照して説明する。
【００２８】図５に、ボロメータ型赤外線センサの構成
を示す。図５において、５０１は水平シフトレジスタ、
５０２は垂直シフトレジスタ、５０３は水平ＡＮＤゲー
ト、５０４は垂直ＡＮＤゲート、５０５は水平スイッ
チ、５０６は垂直スイッチ、５０７は水平信号線、５０
８は垂直信号線、５０９は共通ソースライン、５１０は
ボロメータ、５１１は出力を示している。垂直ＡＮＤゲ
ート５０４は垂直シフトレジスタ５０２の各段の出力と
垂直出力イネーブル信号ＯＥVを入力しその出力により
ボロメータ５１０と共通ソースライン５０９の間に挿入
されたＮＭＯＳトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御し、
水平ＡＮＤゲート５０３は水平シフトレジスタ５０１の
各段の出力と水平出力イネーブル信号ＯＥHを入力しそ
の出力により各垂直信号線５０８と水平信号線５０７と
の間に挿入されたＣＭＯＳトランスファゲートからなる
水平スイッチ５０５のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
を示す。図５において、５０１は水平シフトレジスタ、
５０２は垂直シフトレジスタ、５０３は水平ＡＮＤゲー
ト、５０４は垂直ＡＮＤゲート、５０５は水平スイッ
チ、５０６は垂直スイッチ、５０７は水平信号線、５０
８は垂直信号線、５０９は共通ソースライン、５１０は
ボロメータ、５１１は出力を示している。垂直ＡＮＤゲ
ート５０４は垂直シフトレジスタ５０２の各段の出力と
垂直出力イネーブル信号ＯＥVを入力しその出力により
ボロメータ５１０と共通ソースライン５０９の間に挿入
されたＮＭＯＳトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御し、
水平ＡＮＤゲート５０３は水平シフトレジスタ５０１の
各段の出力と水平出力イネーブル信号ＯＥHを入力しそ
の出力により各垂直信号線５０８と水平信号線５０７と
の間に挿入されたＣＭＯＳトランスファゲートからなる
水平スイッチ５０５のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００２９】図５を参照して、ボロメータ型赤外線セン
サは、水平シフトレジスタ５０１、垂直シフトレジスタ
５０２、水平スイッチ５０５、垂直スイッチ５０６によ
り各画素が順次選択され、各画素の出力は垂直信号線５
０８から水平スイッチを介して出力端子５１１に順次取
り出される。
サは、水平シフトレジスタ５０１、垂直シフトレジスタ
５０２、水平スイッチ５０５、垂直スイッチ５０６によ
り各画素が順次選択され、各画素の出力は垂直信号線５
０８から水平スイッチを介して出力端子５１１に順次取
り出される。
【００３０】図２は、本発明の第１の実施例の動作を説
明するための波形図である。
明するための波形図である。
【００３１】図２を参照して、リセットスイッチＳＷ１
１の開閉を制御するＳＷ１１制御パルス（図２（Ｃ））
のＯＮ期間に、ボロメータ型赤外線センサ１のクロック
（図２（Ｂ））で画素の切り替えを行っている。
１の開閉を制御するＳＷ１１制御パルス（図２（Ｃ））
のＯＮ期間に、ボロメータ型赤外線センサ１のクロック
（図２（Ｂ））で画素の切り替えを行っている。
【００３２】積分回路出力Ｖ１００（図２（Ａ））の波
形図は、積分コンデンサＣ１１の電位変化を示し、ＳＷ
１１制御パルスのＯＮ期間に積分コンデンサＣ１１の電
位はリセット電圧Ｖ１２の電位にリセットされ、ＳＷ１
１制御パルスがＯＦＦ期間には積分コンデンサＣ１１か
らの放電電流Ｉ１２がボロメータ型赤外線センサ１に電
流が流れる。
形図は、積分コンデンサＣ１１の電位変化を示し、ＳＷ
１１制御パルスのＯＮ期間に積分コンデンサＣ１１の電
位はリセット電圧Ｖ１２の電位にリセットされ、ＳＷ１
１制御パルスがＯＦＦ期間には積分コンデンサＣ１１か
らの放電電流Ｉ１２がボロメータ型赤外線センサ１に電
流が流れる。
【００３３】ここで、積分回路出力電圧Ｖ１００は次式
（２）で与えられる。
（２）で与えられる。
【００３４】Ｖ１００＝Ｉ１２・ｔ／Ｃ …(2)
【００３５】但し、Ｉ１２は積分コンデンサＣ１１の放
電電流、ｔは積分時間（リセットスイッチＳＷ１１のＯ
ＦＦ期間）、Ｃは積分コンデンサＣ１１の容量を示す。
電電流、ｔは積分時間（リセットスイッチＳＷ１１のＯ
ＦＦ期間）、Ｃは積分コンデンサＣ１１の容量を示す。
【００３６】Ｔｒ１１のベース電圧Ｖ１１が一定のもと
では、ボロメータ型赤外線センサ１の各画素の抵抗値Ｒ
Ｂがばらついていると、積分コンデンサＣ１１の放電電
流Ｉ１２が各画素毎に違うため、積分回路１０００の出
力Ｖ１００も当然ばらつき、ＦＰＮが発生する。
では、ボロメータ型赤外線センサ１の各画素の抵抗値Ｒ
Ｂがばらついていると、積分コンデンサＣ１１の放電電
流Ｉ１２が各画素毎に違うため、積分回路１０００の出
力Ｖ１００も当然ばらつき、ＦＰＮが発生する。
【００３７】このＦＰＮの補正を行うには、１つの均一
の赤外入力条件下で、ボロメータ型赤外線センサ１の抵
抗ＲＢのばらつき量を表すデータを取得する。
の赤外入力条件下で、ボロメータ型赤外線センサ１の抵
抗ＲＢのばらつき量を表すデータを取得する。
【００３８】このデータから抵抗ばらつき量の係数を算
出しＦＰＮ補正信号を作成する。
出しＦＰＮ補正信号を作成する。
【００３９】そのＦＰＮ補正信号をボロメータに流れる
電流を制御する電圧へフィードバックすることにより、
ボロメータ型赤外線センサ１の各画素の抵抗値のばらつ
きに依存せずに、一定電流が流れ、ＦＰＮ及び感度ばら
つき補正が行える。
電流を制御する電圧へフィードバックすることにより、
ボロメータ型赤外線センサ１の各画素の抵抗値のばらつ
きに依存せずに、一定電流が流れ、ＦＰＮ及び感度ばら
つき補正が行える。
【００４０】上記したＦＰＮ、及び感度ばらつき補正を
実現するために、図１に示す第１の実施例では、まず積
分回路出力電圧Ｖ１００と定電流回路のエミッタ電圧か
ら、ボロメータ型赤外線センサ１の各画素に流れる電流
量を算出し、抵抗ばらつき量を検出する。
実現するために、図１に示す第１の実施例では、まず積
分回路出力電圧Ｖ１００と定電流回路のエミッタ電圧か
ら、ボロメータ型赤外線センサ１の各画素に流れる電流
量を算出し、抵抗ばらつき量を検出する。
【００４１】積分回路出力電圧Ｖ１００は、第１の増幅
器１０１で反転増幅され、クランプ回路１０２により、
図２（Ｄ）に示した、クランプパルスのタイミングで、
積分回路出力Ｖ１００のリセット期間を、Ａ／Ｄ変換器
１０３の入力電圧範囲の最低電圧にクランプする。
器１０１で反転増幅され、クランプ回路１０２により、
図２（Ｄ）に示した、クランプパルスのタイミングで、
積分回路出力Ｖ１００のリセット期間を、Ａ／Ｄ変換器
１０３の入力電圧範囲の最低電圧にクランプする。
【００４２】この信号をスイッチＳＷ１２を介して、図
２（Ｅ）に示すＡ／Ｄ変換器１０３の制御パルスのタイ
ミングで、Ａ／Ｄ変換器１０３によりディジタル信号に
変換し、ランダムノイズの除去を目的に積算回路１０４
により、数１０フレーム（例えば６４フレーム）の信号
を積算し、積算結果を第１のメモリ１０５に取り込む。
２（Ｅ）に示すＡ／Ｄ変換器１０３の制御パルスのタイ
ミングで、Ａ／Ｄ変換器１０３によりディジタル信号に
変換し、ランダムノイズの除去を目的に積算回路１０４
により、数１０フレーム（例えば６４フレーム）の信号
を積算し、積算結果を第１のメモリ１０５に取り込む。
【００４３】定電流回路に流れる電流量を検出するため
に、抵抗Ｒ１３、トランジスタＴｒ１３、Ｔｒ１３のベ
ース電圧Ｖ１３から構成される定電流回路と同一な回路
を抵抗Ｒ１４、トランジスタＴｒ１４、Ｔｒ１３のベー
ス電圧Ｖ１４（Ｖ１３＝Ｖ１４）で構成するが、正確に
バイアス電流を算出するために、抵抗Ｒ１３の抵抗値と
抵抗Ｒ１４の抵抗値とを等しくし、トランジスタＴｒ１
３とトランジスタＴｒ１４も１チップ・デュアル・マッ
チング・トランジスタなどを用いて、電気的特性を揃え
るのが好ましい。
に、抵抗Ｒ１３、トランジスタＴｒ１３、Ｔｒ１３のベ
ース電圧Ｖ１３から構成される定電流回路と同一な回路
を抵抗Ｒ１４、トランジスタＴｒ１４、Ｔｒ１３のベー
ス電圧Ｖ１４（Ｖ１３＝Ｖ１４）で構成するが、正確に
バイアス電流を算出するために、抵抗Ｒ１３の抵抗値と
抵抗Ｒ１４の抵抗値とを等しくし、トランジスタＴｒ１
３とトランジスタＴｒ１４も１チップ・デュアル・マッ
チング・トランジスタなどを用いて、電気的特性を揃え
るのが好ましい。
【００４４】このＴｒ１４のエミッタ電圧をスイッチＳ
Ｗ１２を切り替え、Ａ／Ｄ変換器１０３によりディジタ
ル信号に変換し、積算回路１０４により数１０フレーム
（例えば６４フレーム）の信号を積算し、積算結果を第
２のメモリ１０８に取り込む。
Ｗ１２を切り替え、Ａ／Ｄ変換器１０３によりディジタ
ル信号に変換し、積算回路１０４により数１０フレーム
（例えば６４フレーム）の信号を積算し、積算結果を第
２のメモリ１０８に取り込む。
【００４５】そして、第１のメモリ１０５、第２のメモ
リ１０８のそれぞれに取り込まれたデータは、第１のア
ベレージング回路１０６、第２のアベレージング回路１
０９により平均化（積算回路で６４フレーム分の積算を
行ったら、６４で除算する）を行い、ばらつき電流算出
回路１０７、バイアス電流算出回路１１０により、Ａ／
Ｄ変換器１０３により取り込んだ積分回路出力電圧Ｖ１
００と、Ｔｒ１４のエミッタ電圧は、それぞれ電流値と
してそれぞれ計算され、加算器１１１により、各画素に
流れる総電流量が算出される。
リ１０８のそれぞれに取り込まれたデータは、第１のア
ベレージング回路１０６、第２のアベレージング回路１
０９により平均化（積算回路で６４フレーム分の積算を
行ったら、６４で除算する）を行い、ばらつき電流算出
回路１０７、バイアス電流算出回路１１０により、Ａ／
Ｄ変換器１０３により取り込んだ積分回路出力電圧Ｖ１
００と、Ｔｒ１４のエミッタ電圧は、それぞれ電流値と
してそれぞれ計算され、加算器１１１により、各画素に
流れる総電流量が算出される。
【００４６】各電流の算出は、以下に示すようにして行
う。
う。
【００４７】ばらつき電流の算出は、上式（２）を変形
すると次式（３）が得られる。
すると次式（３）が得られる。
【００４８】Ｉ１２＝Ｖ１００・Ｃ／ｔ …(3)
【００４９】積分コンデンサＣ１１の容量Ｃ及び積分時
間ｔは既知であり、積分回路出力電圧Ｖ１００は、第１
のメモリ１０５に取り込んだデータを読み出して、放電
電流Ｉ１２の算出をばらつき電流算出回路１０７にて行
う。
間ｔは既知であり、積分回路出力電圧Ｖ１００は、第１
のメモリ１０５に取り込んだデータを読み出して、放電
電流Ｉ１２の算出をばらつき電流算出回路１０７にて行
う。
【００５０】バイアス電流の算出は、電源電圧ＶＤＤ及
び抵抗Ｒ１４の抵抗値は既知であり、Ｔｒ１４のエミッ
タ電圧は第２のメモリ１０８に取り込んだデータから、
バイアス電流Ｉ１３の算出をバイアス電流算出回路１１
０にて行う。
び抵抗Ｒ１４の抵抗値は既知であり、Ｔｒ１４のエミッ
タ電圧は第２のメモリ１０８に取り込んだデータから、
バイアス電流Ｉ１３の算出をバイアス電流算出回路１１
０にて行う。
【００５１】ここで、定電流回路に流れる電流即ちバイ
アス電流が既知である場合には、バイアス電流を検出す
るために構成した,抵抗Ｒ１４、トランジスタＴｒ１
４、Ｔｒ１４のベース電圧Ｖ１４、ＳＷ１２、第２のメ
モリ１０８、第２のアベレージング回路１０９、バイア
ス電流算出回路１１０を削除し、これらの回路に換え
て、バイアス電流定数回路１１６で置き換えることがで
きる。
アス電流が既知である場合には、バイアス電流を検出す
るために構成した,抵抗Ｒ１４、トランジスタＴｒ１
４、Ｔｒ１４のベース電圧Ｖ１４、ＳＷ１２、第２のメ
モリ１０８、第２のアベレージング回路１０９、バイア
ス電流算出回路１１０を削除し、これらの回路に換え
て、バイアス電流定数回路１１６で置き換えることがで
きる。
【００５２】各画素に流れる総電流値から係数算出回路
１１２により、次式（４）の計算を行い、各画素に流れ
る電流が各画素に流れる電流の平均値に対し、どれだけ
ばらついているかを示す係数を算出する。
１１２により、次式（４）の計算を行い、各画素に流れ
る電流が各画素に流れる電流の平均値に対し、どれだけ
ばらついているかを示す係数を算出する。
【００５３】 {(各画素に流れる電流の平均値)／(各画素に流れる電流値)−１} …(4)
【００５４】また、係数の算出は、画素に流れる電流が
各画素に流れる電流の平均値に近いある特定の画素を基
準画素として、次式（５）の計算を行ってもよい。
各画素に流れる電流の平均値に近いある特定の画素を基
準画素として、次式（５）の計算を行ってもよい。
【００５５】 {(基準画素に流れる電流値)／(各画素に流れる電流値)−１) …(5)
【００５６】この係数を、図２（Ｆ）にＤ／Ａ変換器１
１３出力として示すように、Ｄ／Ａ変換器１１３の出力
の切り変わるタイミングがＳＷ１１制御パルス（Ｃ）の
ＯＮ期間中になるように、Ｄ／Ａ変換器１１３によりア
ナログ信号に変換し、第２の増幅器１１４でゲイン調整
を行う。
１３出力として示すように、Ｄ／Ａ変換器１１３の出力
の切り変わるタイミングがＳＷ１１制御パルス（Ｃ）の
ＯＮ期間中になるように、Ｄ／Ａ変換器１１３によりア
ナログ信号に変換し、第２の増幅器１１４でゲイン調整
を行う。
【００５７】ここで、各画素に流れる電流は、トランジ
スタＴｒ１１のエミッタ電圧とセンサの抵抗値ＲＢの関
係から決まるため、各画素のばらつきの係数は、トラン
ジスタＴｒ１１のエミッタ電圧に比例する。
スタＴｒ１１のエミッタ電圧とセンサの抵抗値ＲＢの関
係から決まるため、各画素のばらつきの係数は、トラン
ジスタＴｒ１１のエミッタ電圧に比例する。
【００５８】しかし、今回、トランジスタＴｒ１１のベ
ース電圧Ｖ１１にフィードバックし、制御を行おうとし
ているので、トランジスタＴｒ１１のベース・エミッタ
間電圧ＶBETr11を考慮する必要があるため、Ｔｒ１１の
エミッタ電圧と各画素のばらつき係数を乗算し、フィー
ドバック量を求め、Ｔｒ１１のベース電圧Ｖ１１にフィ
ードバックを行う。
ース電圧Ｖ１１にフィードバックし、制御を行おうとし
ているので、トランジスタＴｒ１１のベース・エミッタ
間電圧ＶBETr11を考慮する必要があるため、Ｔｒ１１の
エミッタ電圧と各画素のばらつき係数を乗算し、フィー
ドバック量を求め、Ｔｒ１１のベース電圧Ｖ１１にフィ
ードバックを行う。
【００５９】よって、乗算器１１５の一の入力に第２の
増幅器１１４の出力を入力し、他の入力には、積分トラ
ンジスタＴｒ１１のエミッタ電圧と同一電圧が入力され
るように、抵抗Ｒ１５、トランジスタＴｒ１５、Ｔｒ１
５のベース電圧Ｖ１５（Ｖ１１＝Ｖ１５）によりエミッ
タフォロワ回路を構成し、フィードバック量を算出す
る。
増幅器１１４の出力を入力し、他の入力には、積分トラ
ンジスタＴｒ１１のエミッタ電圧と同一電圧が入力され
るように、抵抗Ｒ１５、トランジスタＴｒ１５、Ｔｒ１
５のベース電圧Ｖ１５（Ｖ１１＝Ｖ１５）によりエミッ
タフォロワ回路を構成し、フィードバック量を算出す
る。
【００６０】また、このエミッタフォロワ回路は、積分
トランジスタＴｒ１１のエミッタ電圧が正確に与えられ
るように、抵抗Ｒ１５の抵抗値はセンサの抵抗値ＲＢと
ほぼ等しくし、トランジスタＴｒ１１とトランジスタＴ
ｒ１５も１チップ・デュアル・マッチング・トランジス
タなどを使用し、電気的特性を揃えることが好ましい。
トランジスタＴｒ１１のエミッタ電圧が正確に与えられ
るように、抵抗Ｒ１５の抵抗値はセンサの抵抗値ＲＢと
ほぼ等しくし、トランジスタＴｒ１１とトランジスタＴ
ｒ１５も１チップ・デュアル・マッチング・トランジス
タなどを使用し、電気的特性を揃えることが好ましい。
【００６１】この乗算器１１５の出力をコンデンサＣ１
２を介してＴｒ１１のベース電圧Ｖ１１に付加し、フィ
ードバック制御を行う。
２を介してＴｒ１１のベース電圧Ｖ１１に付加し、フィ
ードバック制御を行う。
【００６２】このフィードバック制御を行うことによ
り、ボロメータ型赤外線センサ１の各画素の抵抗値ＲＢ
のばらつきに拘らず、各画素には一定電流が流れ、積分
回路出力電圧Ｖ１００はＦＰＮのない出力が得られる。
そして、ＦＰＮ補正後、増幅器１０１のゲインを上げる
ことができ、ダイナミックレンジを有効に活用すること
ができる。
り、ボロメータ型赤外線センサ１の各画素の抵抗値ＲＢ
のばらつきに拘らず、各画素には一定電流が流れ、積分
回路出力電圧Ｖ１００はＦＰＮのない出力が得られる。
そして、ＦＰＮ補正後、増幅器１０１のゲインを上げる
ことができ、ダイナミックレンジを有効に活用すること
ができる。
【００６３】次に、ボロメータ型赤外線センサ１の感度
ばらつきの補正について説明する。
ばらつきの補正について説明する。
【００６４】入射パワー後のボロメータ型赤外線センサ
１の抵抗値ＲＢ′は、次式（６）で与えられる。
１の抵抗値ＲＢ′は、次式（６）で与えられる。
【００６５】ＲＢ′＝ＲＢ（１＋α・ΔＴ） …(6)
【００６６】ここで、αは温度係数、ΔＴはダイヤグラ
ム温度上昇を示している。
ム温度上昇を示している。
【００６７】今、温度係数α、ダイヤグラム温度上昇Δ
Ｔを各画素一定値とみなすと、次式（７）で表され、入
射パワー後のセンサの抵抗値ＲＢ′は、センサの抵抗値
ＲＢのみの関数となる。
Ｔを各画素一定値とみなすと、次式（７）で表され、入
射パワー後のセンサの抵抗値ＲＢ′は、センサの抵抗値
ＲＢのみの関数となる。
【００６８】ＲＢ′＝ＲＢ（１＋Ａ） …(7)
【００６９】但し、Ａ＝α・ΔＴである。
【００７０】ここで、フィードバック制御を行った時の
動作を説明する。
動作を説明する。
【００７１】ある画素Ｘを基準画素とし、その抵抗値を
ＲＸ、その画素Ｘに流れる電流をＩＸとした場合、ある
画素Ｙの抵抗値を画素ＲＸのＫ倍、その画素Ｙに流れる
電流ＩＹとすると、ＩＸ、ＩＹはそれぞれ次式（８）、
（９）で表される。
ＲＸ、その画素Ｘに流れる電流をＩＸとした場合、ある
画素Ｙの抵抗値を画素ＲＸのＫ倍、その画素Ｙに流れる
電流ＩＹとすると、ＩＸ、ＩＹはそれぞれ次式（８）、
（９）で表される。
【００７２】 ＩＸ＝(Ｖ１１−ＶBETr11)／ＲＸ …(8)
【００７３】 ＩＹ＝((Ｖ１１−ＶBETr11)＋(Ｋ−１)(Ｖ１５−ＶBETr15)／ｋＲＸ …(9)
【００７４】ここで、Ｖ１１＝Ｖ１５、ＶBETr11＝Ｖ
BETr15であるから、ＩＹは次式（９）′と表され、フィ
ードバック制御を行っているので、ＩＸ＝ＩＹとなる。
BETr15であるから、ＩＹは次式（９）′と表され、フィ
ードバック制御を行っているので、ＩＸ＝ＩＹとなる。
【００７５】 ＩＹ＝Ｋ(Ｖ１１−ＶBETr11)／ＫＲＸ …(9)′
【００７６】さらに、入射パワー後の画素Ｘに流れる電
流をＩＸＰ、入射パワー後の画素Ｙに流れる電流をＩＹ
Ｐとすると、ＩＸＰ、ＩＹＰは次式（１０）、（１１）
で表される。
流をＩＸＰ、入射パワー後の画素Ｙに流れる電流をＩＹ
Ｐとすると、ＩＸＰ、ＩＹＰは次式（１０）、（１１）
で表される。
【００７７】 ＩＸＰ＝(Ｖ１１−ＶBETr11)／ＲＸ(１＋Ａ) …(10) ＩＹＰ＝Ｋ(Ｖ１１−ＶBETr11)／ＫＲＸ(１＋Ａ)…(11)
【００７８】すなわち、入射パワー後もＩＸＰ＝ＩＹＰ
となる。
となる。
【００７９】通常なら、センサの抵抗値ＲＢがばらつい
ていると、入射パワー後のセンサの抵抗値ＲＢ′はばら
つきが増し、感度ばらつきが発生する。
ていると、入射パワー後のセンサの抵抗値ＲＢ′はばら
つきが増し、感度ばらつきが発生する。
【００８０】しかし、１つの均一の赤外入力条件下でデ
ータを取得し、センサの抵抗値ＲＢによらず積分回路１
０００の出力Ｖ１００を一定になるようにベース電圧Ｖ
１００を制御していることで、感度ばらつきの補正をも
行っている。
ータを取得し、センサの抵抗値ＲＢによらず積分回路１
０００の出力Ｖ１００を一定になるようにベース電圧Ｖ
１００を制御していることで、感度ばらつきの補正をも
行っている。
【００８１】次に、本発明の第２の実施例について図面
を参照して説明する。図３は、本発明の第２の実施例の
構成を示す図である。
を参照して説明する。図３は、本発明の第２の実施例の
構成を示す図である。
【００８２】図３に示した積分回路３０００を、図１に
示した前記第１の実施例の積分回路１０００と比較する
と、図３においては、抵抗Ｒ１３、トランジスタＴｒ１
３、Ｔｒ１３のベース電圧Ｖ１３から構成されるバイア
ス電流を流す定電流回路が省略されている。
示した前記第１の実施例の積分回路１０００と比較する
と、図３においては、抵抗Ｒ１３、トランジスタＴｒ１
３、Ｔｒ１３のベース電圧Ｖ１３から構成されるバイア
ス電流を流す定電流回路が省略されている。
【００８３】このため、図３に示した、第２の実施例に
おける積分回路３０００では、ボロメータ型赤外線セン
サ１に流れる電流Ｉ３１は、積分コンデンサＣ３１から
の放電電流Ｉ３２のみとなり、積分回路出力電圧Ｖ３０
０は、次式（１２）のように示すことができる。
おける積分回路３０００では、ボロメータ型赤外線セン
サ１に流れる電流Ｉ３１は、積分コンデンサＣ３１から
の放電電流Ｉ３２のみとなり、積分回路出力電圧Ｖ３０
０は、次式（１２）のように示すことができる。
【００８４】Ｖ３００＝Ｉ３２・ｔ／℃ …(12)
【００８５】ここで、Ｉ３２は積分コンデンサＣ３１の
放電電流（Ｉ３１＝Ｉ３２）、ｔは積分時間（リセット
スイッチＳＷ３１のＯＦＦ期間）、Ｃは積分コンデンサ
Ｃ３１の容量をそれぞれ示している。
放電電流（Ｉ３１＝Ｉ３２）、ｔは積分時間（リセット
スイッチＳＷ３１のＯＦＦ期間）、Ｃは積分コンデンサ
Ｃ３１の容量をそれぞれ示している。
【００８６】本発明の第２の実施例では、積分回路３０
００において、図１に示した定電流回路を省略すること
で、ボロメータ型赤外線センサ１に流れる電流Ｉ３１
は、積分コンデンサＣ３１からの放電電流Ｉ３２のみと
なることから、積分回路出力電圧Ｖ３００から、一度の
演算で各画素のばらつきが算出できる。
００において、図１に示した定電流回路を省略すること
で、ボロメータ型赤外線センサ１に流れる電流Ｉ３１
は、積分コンデンサＣ３１からの放電電流Ｉ３２のみと
なることから、積分回路出力電圧Ｖ３００から、一度の
演算で各画素のばらつきが算出できる。
【００８７】このため、図１に示したバイアス電流を検
出するために構成した抵抗Ｒ１４、トランジスタＴｒ１
４、Ｔｒ１４のベース電圧Ｖ１４、ＳＷ１２、第２のメ
モリ１０８、第２のアベレージング回路１０９、ばらつ
き電流算出回路１０７、バイアス電流算出回路１１０、
加算器１１１を削除することができる。
出するために構成した抵抗Ｒ１４、トランジスタＴｒ１
４、Ｔｒ１４のベース電圧Ｖ１４、ＳＷ１２、第２のメ
モリ１０８、第２のアベレージング回路１０９、ばらつ
き電流算出回路１０７、バイアス電流算出回路１１０、
加算器１１１を削除することができる。
【００８８】しかし、図１に示したボロメータ型赤外線
センサ１に流れる電流Ｉ１１に比べ、図３でのボロメー
タ型赤外線センサ１に流れる電流Ｉ３１は大きくなるた
め、積分コンデンサの容量が同一のもとでは積分回路出
力Ｖ３００の振幅が大きくなり、積分回路のダイナミッ
クレンジに入らなくなる場合がある。ここで、積分回路
ゲインＧは、次式（１３）で与えられる。
センサ１に流れる電流Ｉ１１に比べ、図３でのボロメー
タ型赤外線センサ１に流れる電流Ｉ３１は大きくなるた
め、積分コンデンサの容量が同一のもとでは積分回路出
力Ｖ３００の振幅が大きくなり、積分回路のダイナミッ
クレンジに入らなくなる場合がある。ここで、積分回路
ゲインＧは、次式（１３）で与えられる。
【００８９】Ｇ＝ｔ／Ｃ・ＲＢ …(13)
【００９０】但し、ｔは積分時間（リセットスイッチＳ
Ｗ１１及びＳＷ３１のＯＦＦ期間）、Ｃは積分コンデン
サＣ１１及びＣ３１の容量、ＲＢはボロメータ型赤外線
センサ１の抵抗値をそれぞれ示している。
Ｗ１１及びＳＷ３１のＯＦＦ期間）、Ｃは積分コンデン
サＣ１１及びＣ３１の容量、ＲＢはボロメータ型赤外線
センサ１の抵抗値をそれぞれ示している。
【００９１】積分コンデンサの容量Ｃを大きくして、積
分回路ゲインＧを小さくすることにより、積分回路出力
電圧の振幅を小さくすることで回路のダイナミックレン
ジの問題は解決できるが、積分回路ゲインを下げること
による積分回路ノイズに対する積分回路以降のノイズの
影響を無視できなくなる場合もある。
分回路ゲインＧを小さくすることにより、積分回路出力
電圧の振幅を小さくすることで回路のダイナミックレン
ジの問題は解決できるが、積分回路ゲインを下げること
による積分回路ノイズに対する積分回路以降のノイズの
影響を無視できなくなる場合もある。
【００９２】次に、本発明の第３の実施例について図面
を参照して説明する。図４は、本発明の第３の実施例を
示す図である。
を参照して説明する。図４は、本発明の第３の実施例を
示す図である。
【００９３】図４を参照すると、本発明の第３の実施例
において、積分回路４０００は、図１に示した前記第１
の実施例の積分回路１０００と、同一の回路構成とされ
ており、積分回路４０００の出力電圧Ｖ４００を第１の
増幅器４０１、クランプ回路４０２を経て、Ａ／Ｄ変換
器４０３によりディジタル変換し、積算回路１０４によ
り数１０フレームの信号を積算し、積算結果をメモリ４
０５に取り込む。
において、積分回路４０００は、図１に示した前記第１
の実施例の積分回路１０００と、同一の回路構成とされ
ており、積分回路４０００の出力電圧Ｖ４００を第１の
増幅器４０１、クランプ回路４０２を経て、Ａ／Ｄ変換
器４０３によりディジタル変換し、積算回路１０４によ
り数１０フレームの信号を積算し、積算結果をメモリ４
０５に取り込む。
【００９４】そして、メモリ４０５に取り込まれたデー
タは、アベレージング回路４０６により平均化を行い、
Ｄ／Ａ変換器４０７によりアナログ信号に変換する。こ
のアナログ信号を第２の増幅器４０８、コンデンサＣ４
２を介し、Ｔｒ４１のベース電圧Ｖ４１に付加し、フィ
ードバック制御を行う。
タは、アベレージング回路４０６により平均化を行い、
Ｄ／Ａ変換器４０７によりアナログ信号に変換する。こ
のアナログ信号を第２の増幅器４０８、コンデンサＣ４
２を介し、Ｔｒ４１のベース電圧Ｖ４１に付加し、フィ
ードバック制御を行う。
【００９５】次に、図４に示した本発明の第３の実施例
の動作について図面を参照して説明する。
の動作について図面を参照して説明する。
【００９６】図４に示した積分回路４０００、第１の増
幅器４０１、クランプ回路４０２、Ａ／Ｄ変換器４０
３、積算回路４０４、メモリ４０５、アベレージング回
路４０６の動作は、前記第１の実施例と同様とされ、メ
モリ４０５には積分回路出力電圧Ｖ４００のバイアス成
分を除いた各画素の抵抗ばらつき成分のみを取り込み、
アベレージング回路４０６により平均化を行う。
幅器４０１、クランプ回路４０２、Ａ／Ｄ変換器４０
３、積算回路４０４、メモリ４０５、アベレージング回
路４０６の動作は、前記第１の実施例と同様とされ、メ
モリ４０５には積分回路出力電圧Ｖ４００のバイアス成
分を除いた各画素の抵抗ばらつき成分のみを取り込み、
アベレージング回路４０６により平均化を行う。
【００９７】この各画素の抵抗ばらつき成分のデータを
Ｄ／Ａ変換器４０７によりアナログ信号に変換し、第２
の増幅器４０８で反転しかつゲイン調整を行い、容量Ｃ
４２を介して、トランジスタＴｒ４１のベース電圧Ｖ４
１に付加し、フィードバック制御を行う。
Ｄ／Ａ変換器４０７によりアナログ信号に変換し、第２
の増幅器４０８で反転しかつゲイン調整を行い、容量Ｃ
４２を介して、トランジスタＴｒ４１のベース電圧Ｖ４
１に付加し、フィードバック制御を行う。
【００９８】この第３の実施例では、簡易な補正回路で
ＦＰＮ補正を行うことを目的としたものであり、積分回
路出力電圧Ｖ４００のバイアス成分を除いた各画素の抵
抗ばらつき成分のみを取り込み、補正データとしている
ことから、前記第１の実施例のような各画素の抵抗ばら
つきを絶対値として計算していないため、正確な補正が
行えない。
ＦＰＮ補正を行うことを目的としたものであり、積分回
路出力電圧Ｖ４００のバイアス成分を除いた各画素の抵
抗ばらつき成分のみを取り込み、補正データとしている
ことから、前記第１の実施例のような各画素の抵抗ばら
つきを絶対値として計算していないため、正確な補正が
行えない。
【００９９】また、前記第１の実施例に示したようにＴ
ｒ４１のベース・エミッタ間電圧ＶBETr41を補正する回
路が省略されているため、ばらつき係数をＴｒ４１のベ
ース電圧にフィードバック制御しても、Ｔｒ４１のベー
ス・エミッタ間電圧ＶBETr41の分だけ誤差となる。ま
た、その誤差は、ベース電圧Ｖ４１が低いほど顕著にな
る。
ｒ４１のベース・エミッタ間電圧ＶBETr41を補正する回
路が省略されているため、ばらつき係数をＴｒ４１のベ
ース電圧にフィードバック制御しても、Ｔｒ４１のベー
ス・エミッタ間電圧ＶBETr41の分だけ誤差となる。ま
た、その誤差は、ベース電圧Ｖ４１が低いほど顕著にな
る。
【０１００】しかし、この第３の実施例は、バイアス成
分を除いた各画素の抵抗ばらつき成分、即ち相対的なば
らつき成分から絶対値としての抵抗ばらつきを類推し、
フィードバックすることにより、大まかではあるがＦＰ
Ｎ、感度ばらつき補正を行うことは可能とされており、
また特別なデータ処理を行わないため、回路規模を小さ
くできることを特徴とする。
分を除いた各画素の抵抗ばらつき成分、即ち相対的なば
らつき成分から絶対値としての抵抗ばらつきを類推し、
フィードバックすることにより、大まかではあるがＦＰ
Ｎ、感度ばらつき補正を行うことは可能とされており、
また特別なデータ処理を行わないため、回路規模を小さ
くできることを特徴とする。
【０１０１】また、図４に示した第３の実施例におい
て、積分回路４０００は、前記第１の実施例の積分回路
１０００のように、定電流回路を持つ積分回路ではある
が、前記第２の実施例の積分回路３０００のように、定
電流回路を省略した積分回路を用いても、実現可能であ
る。
て、積分回路４０００は、前記第１の実施例の積分回路
１０００のように、定電流回路を持つ積分回路ではある
が、前記第２の実施例の積分回路３０００のように、定
電流回路を省略した積分回路を用いても、実現可能であ
る。
【０１０２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は次のよう
な効果を奏する。
な効果を奏する。
【０１０３】本発明の第１の効果は、センサの各画素の
抵抗値を測定するために、他の装置が不要であるという
ことである。
抵抗値を測定するために、他の装置が不要であるという
ことである。
【０１０４】これは、本発明においては、ボロメータ型
赤外線センサの各画素の抵抗ばらつき量を読み出し回路
の出力電圧から算出するためである。
赤外線センサの各画素の抵抗ばらつき量を読み出し回路
の出力電圧から算出するためである。
【０１０５】本発明の第２の効果は、従来感度ばらつき
補正で行う面内均一な２つの異なる入射光量における出
力データ取得など、複雑な操作を不要としたということ
である。
補正で行う面内均一な２つの異なる入射光量における出
力データ取得など、複雑な操作を不要としたということ
である。
【０１０６】これは、本発明においては、１つの均一の
赤外入力条件下で、各画素の抵抗ばらつき量を検出し、
そのばらつき量から各画素のばらつき係数を算出し、制
御電圧へフィードバックすることにより、ＦＰＮ、感度
ばらつき補正を行うことができるためである。
赤外入力条件下で、各画素の抵抗ばらつき量を検出し、
そのばらつき量から各画素のばらつき係数を算出し、制
御電圧へフィードバックすることにより、ＦＰＮ、感度
ばらつき補正を行うことができるためである。
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の第１の実施例の動作を説明するための
波形図である。
波形図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】本発明の第３の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】本発明におけるボロメータ型赤外線センサの構
成を示す図である。
成を示す図である。
１ ボロメータ型赤外線センサ １０１、１１４、３０１、３０９、４０１、４０８ ア
ンプ １０２、３０２、４０２ クランプ回路 １０３、３０３、４０３ Ａ／Ｄ変換器 １０４、３０４、３０５ 積算回路 １０５、１０８、３０５、４０５ メモリ １０６、１０９、３０６、４０６ アベレージング回路 １０７ ばらつき電流算出回路 １１０ バイアス電流算出回路 １１１ 加算器 １１２、３０７、４０６ 係数算出回路 １１３、３０８、４０７ Ｄ／Ａ変換器 １１５、３１０ 乗算器 １１６ バイアス電流定数回路 １０００、３０００、４０００ 積分回路 Ｖ１００、Ｖ３００、Ｖ４００ 積分回路出力電圧 Ｔｒ１１、Ｔｒ１３、Ｔｒ１４、Ｔｒ１５、Ｔｒ３１、
Ｔｒ３３、Ｔｒ４１、Ｔｒ４３ バイポーラトランジス
タ Ｔｒ１２、Ｔｒ３２、Ｔｒ４２ ＦＥＴトランジスタ Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ１５、Ｖ３１、Ｖ
３２、Ｖ３３、Ｖ４１、Ｖ４２、Ｖ４３ バイアス電圧 Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ３１、Ｒ
３２、Ｒ３３、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３ 抵抗器 Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ４１、Ｃ４２ コ
ンデンサ ＳＷ１１、ＳＷ３１、ＳＷ４１ リセットスイッチ ＳＷ１２ 入力切り替えスイッチ ５０１ 水平シフトレジスタ ５０２ 垂直シフトレジスタ ５０３ 水平ＡＮＤ ５０４ 垂直ＡＮＤ ５０５ 水平スイッチ ５０６ 垂直スイッチ ５０７ 水平信号線 ５０８ 垂直信号線 ５０９ 共通ソースライン ５１０ ボロメータ ５１１ 出力
ンプ １０２、３０２、４０２ クランプ回路 １０３、３０３、４０３ Ａ／Ｄ変換器 １０４、３０４、３０５ 積算回路 １０５、１０８、３０５、４０５ メモリ １０６、１０９、３０６、４０６ アベレージング回路 １０７ ばらつき電流算出回路 １１０ バイアス電流算出回路 １１１ 加算器 １１２、３０７、４０６ 係数算出回路 １１３、３０８、４０７ Ｄ／Ａ変換器 １１５、３１０ 乗算器 １１６ バイアス電流定数回路 １０００、３０００、４０００ 積分回路 Ｖ１００、Ｖ３００、Ｖ４００ 積分回路出力電圧 Ｔｒ１１、Ｔｒ１３、Ｔｒ１４、Ｔｒ１５、Ｔｒ３１、
Ｔｒ３３、Ｔｒ４１、Ｔｒ４３ バイポーラトランジス
タ Ｔｒ１２、Ｔｒ３２、Ｔｒ４２ ＦＥＴトランジスタ Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ１５、Ｖ３１、Ｖ
３２、Ｖ３３、Ｖ４１、Ｖ４２、Ｖ４３ バイアス電圧 Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ３１、Ｒ
３２、Ｒ３３、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３ 抵抗器 Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ４１、Ｃ４２ コ
ンデンサ ＳＷ１１、ＳＷ３１、ＳＷ４１ リセットスイッチ ＳＷ１２ 入力切り替えスイッチ ５０１ 水平シフトレジスタ ５０２ 垂直シフトレジスタ ５０３ 水平ＡＮＤ ５０４ 垂直ＡＮＤ ５０５ 水平スイッチ ５０６ 垂直スイッチ ５０７ 水平信号線 ５０８ 垂直信号線 ５０９ 共通ソースライン ５１０ ボロメータ ５１１ 出力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−2792（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−107074（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−132031（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−253214（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−239180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−137775（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/30 - 5/335
Claims (11)
- 【請求項１】ボロメータ型赤外線センサ（単に「セン
サ」という）と、 前記センサの出力を読み出す積分回路と、 均一の赤外入力条件下で前記積分回路からの上記センサ
の各画素の抵抗値のばらつきを含んだ出力電圧を記録す
る記録手段と、 前記記録したばらつきのある電圧から各画素の抵抗値の
ばらつきに応じた係数を算出する手段と、 前記係数を算出する手段の出力を前記積分回路の制御電
圧にフィードバックする手段と、 を含むことを特徴とする赤外線撮像装置。 - 【請求項２】前記記録手段が、 前記積分回路の出力を所定の電圧にクランプするクラン
プ回路と、 前記クランプ回路の出力を入力とするアナログディジタ
ル変換器（「Ａ／Ｄ変換器」という）と、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力を入力とし、信号を所定の数フ
レームにわたり積算する積算回路と、 前記積算回路の出力を入力とし、各画素のレベルを記録
するメモリと、 を含むことを特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装
置。 - 【請求項３】前記各画素の抵抗値のばらつきに応じた係
数を算出する手段が、 前記メモリから読み出したデータの平均化を行うアベレ
ージング回路と、 前記アベレージング回路の出力から前記センサに流れる
電流を算出する電流算出回路と、 前記電流算出回路の出力から各画素の抵抗値のばらつき
に応じた係数を算出する係数算出回路と、 を含むことを特徴とする請求項２記載の赤外線撮像装
置。 - 【請求項４】前記積分回路の制御電圧にフィードバック
する手段が、 前記係数算出回路の出力電圧を入力とし、アナログ信号
を出力するディジタルアナログ変換器（「Ｄ／Ａ変換
器」という）と、 前記Ｄ／Ａ変換器の出力を入力とし増幅度の調整を行う
増幅器と、 を含むことを特徴とする請求項３記載の赤外線撮像装
置。 - 【請求項５】前記積分回路が、信号のバイアス成分をキ
ャンセルする第１の定電流回路を含む、ことを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれか一に記載の赤外線撮像装
置。 - 【請求項６】前記第１の定電流回路と同一の電流特性を
有する第２の定電流回路と、 前記積分回路の出力電圧と、前記第２の定電流回路の抵
抗端子電圧とを切り換え出力するスイッチと、 をさらに備え、 前記スイッチの出力を前記Ａ／Ｄ変換器に入力すること
を特徴とする請求項５記載の赤外線撮像装置。 - 【請求項７】前記電流算出回路が、各画素の抵抗値のば
らつきに応じた電流を算出する手段と、 バイアス電流を算出する手段と、 を備えたことを特徴とする請求項３記載の赤外線撮像装
置。 - 【請求項８】前記抵抗値のばらつきに応じた電流を算出
する手段が、前記積分回路の出力電圧をＶ、積分容量を
Ｃ、積分時間をｔとして、（Ｖ・Ｃ）／ｔの演算を行う
ことを特徴とする請求項７に記載の赤外線撮像装置。 - 【請求項９】前記バイアス電流を算出する手段が、電源
電圧をＶＤＤ、前記第２の定電流回路の抵抗の抵抗値を
Ｒ、前記第２の定電流回路のトランジスタのエミッタ電
圧をＶＥとして、（ＶＤＤ−ＶＥ）／Ｒの演算を行うこ
とを特徴とする請求項７記載の赤外線撮像装置。 - 【請求項１０】前記係数算出回路が、各画素に流れる電
流の平均値を各画素に流れる電流値で除した値から、１
差し引いた演算、または、画素に流れる電流が各画素に
流れる電流の平均値に近いある特定の画素を基準画素と
して、基準画素に流れる電流値を各画素に流れる電流値
で除した値から１差し引く演算を行うことを特徴とする
請求項３記載の赤外線撮像装置。 - 【請求項１１】前記積分回路の制御電圧にフィードバッ
クする手段が、前記増幅器の出力と所定のバイアス電圧
とを乗算するアナログ乗算器を有することを特徴とする
請求項４に記載の赤外線撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12216396A JP3212874B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | ボロメータ型赤外線撮像装置 |
| US08/844,614 US6011257A (en) | 1996-04-19 | 1997-04-21 | Bolometer infrared image sensor with an improved compensation circuit for compensating fixed pattern noise |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12216396A JP3212874B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | ボロメータ型赤外線撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09284652A JPH09284652A (ja) | 1997-10-31 |
| JP3212874B2 true JP3212874B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=14829152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12216396A Expired - Lifetime JP3212874B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | ボロメータ型赤外線撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6011257A (ja) |
| JP (1) | JP3212874B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015093826A1 (ko) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | 한국과학기술원 | 볼로미터의 불균일도를 보정할 수 있는 신호취득회로 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3226859B2 (ja) | 1997-11-17 | 2001-11-05 | 日本電気株式会社 | 撮像装置 |
| JP3149919B2 (ja) * | 1997-12-03 | 2001-03-26 | 日本電気株式会社 | 固体撮像素子及びこれを用いた読み出し回路 |
| JP2000221053A (ja) * | 1999-02-02 | 2000-08-11 | Oki Micro Design Co Ltd | センサ回路 |
| US6267501B1 (en) * | 1999-03-05 | 2001-07-31 | Raytheon Company | Ambient temperature micro-bolometer control, calibration, and operation |
| JP2000106651A (ja) * | 1999-10-01 | 2000-04-11 | Nec Corp | Ｆｐｎ補正デ―タ作成方法及びそれを用いた撮像装置 |
| JP3415527B2 (ja) * | 1999-12-16 | 2003-06-09 | エヌイーシーネットワーク・センサ株式会社 | 抵抗変化型赤外線センサ素子の温度補正方法と温度補正手段を具備した抵抗変化型赤外線センサ並びに撮像装置 |
| JP2001255206A (ja) * | 2000-03-13 | 2001-09-21 | Toshiba Corp | 熱型赤外線撮像素子 |
| JP3998599B2 (ja) * | 2003-04-30 | 2007-10-31 | 三菱電機株式会社 | 熱型赤外線固体撮像装置 |
| JP4606268B2 (ja) | 2005-07-26 | 2011-01-05 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| JP5122759B2 (ja) * | 2006-04-25 | 2013-01-16 | 富士通株式会社 | 撮像回路 |
| KR100872352B1 (ko) * | 2006-11-28 | 2008-12-09 | 한국과학기술원 | 데이터 구동회로 및 이를 포함하는 유기발광표시장치 |
| FR2959013B1 (fr) * | 2010-04-16 | 2012-05-11 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de detection de rayonnement electromagnetique a sensibilite reduite au bruit spacial |
| KR101439081B1 (ko) * | 2013-02-26 | 2014-09-12 | 한국과학기술원 | 적외선 영상데이터 취득용 신호처리 회로 및 방법 |
| US9762834B2 (en) | 2014-09-30 | 2017-09-12 | Qualcomm Incorporated | Configurable hardware for computing computer vision features |
| US10728450B2 (en) | 2014-09-30 | 2020-07-28 | Qualcomm Incorporated | Event based computer vision computation |
| US9940533B2 (en) | 2014-09-30 | 2018-04-10 | Qualcomm Incorporated | Scanning window for isolating pixel values in hardware for computer vision operations |
| US9923004B2 (en) | 2014-09-30 | 2018-03-20 | Qualcomm Incorporated | Hardware acceleration of computer vision feature detection |
| US10515284B2 (en) | 2014-09-30 | 2019-12-24 | Qualcomm Incorporated | Single-processor computer vision hardware control and application execution |
| US9554100B2 (en) | 2014-09-30 | 2017-01-24 | Qualcomm Incorporated | Low-power always-on face detection, tracking, recognition and/or analysis using events-based vision sensor |
| US9986179B2 (en) | 2014-09-30 | 2018-05-29 | Qualcomm Incorporated | Sensor architecture using frame-based and event-based hybrid scheme |
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| US9838635B2 (en) | 2014-09-30 | 2017-12-05 | Qualcomm Incorporated | Feature computation in a sensor element array |
| US9704056B2 (en) | 2015-04-02 | 2017-07-11 | Qualcomm Incorporated | Computing hierarchical computations for computer vision calculations |
| JP6702058B2 (ja) * | 2016-07-27 | 2020-05-27 | 富士通株式会社 | 撮像装置 |
| US10614332B2 (en) | 2016-12-16 | 2020-04-07 | Qualcomm Incorportaed | Light source modulation for iris size adjustment |
| US10984235B2 (en) | 2016-12-16 | 2021-04-20 | Qualcomm Incorporated | Low power data generation for iris-related detection and authentication |
| KR102449352B1 (ko) * | 2020-12-24 | 2022-09-30 | 삼성전기주식회사 | 적외선 이미지 센서 |
| CN113069353A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-06 | 漳州卫生职业学院 | 一种基于儿推治疗器的控制*** |
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| JPS60239180A (ja) * | 1984-05-14 | 1985-11-28 | Fujitsu Ltd | 赤外線撮像装置 |
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| US5811808A (en) * | 1996-09-12 | 1998-09-22 | Amber Engineering, Inc. | Infrared imaging system employing on-focal plane nonuniformity correction |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP12216396A patent/JP3212874B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-04-21 US US08/844,614 patent/US6011257A/en not_active Expired - Lifetime
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| WO2015093826A1 (ko) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | 한국과학기술원 | 볼로미터의 불균일도를 보정할 수 있는 신호취득회로 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6011257A (en) | 2000-01-04 |
| JPH09284652A (ja) | 1997-10-31 |
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