JP4462925B2 - 複合マイクロボロメータアレイの読出し方法及び装置 - Google Patents
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Description
図1は撮像システム100におけるマイクロボロメータアレイ110の実施形態を示したものである。さらに撮像システム100は赤外線透過レンズ120を備える。アレイ110は1次元又は2次元アレイである。アレイ110はモノリシィクシリコンの読出し集積回路(ROIC)115上に形成される。図1に示す実施形態において、アレイ110は赤外線透過レンズ120の焦点面に配置されているため、放射赤外線130は焦点面上に集束され、写真用フィルムをカメラレンズの焦点面に置いたときにフィルムに画像が形成されるのと同様にして、遠くの物体又はシーン140の画像が形成される。焦点された画像の加熱効果によりアレイ110を構成する個々のマイクロボロメータに温度変化が起きる。アレイ110を構成する個々のマイクロボロメータの温度変化により、アレイ110を構成する個々のマイクロボロメータの抵抗値が変化する。ROIC115はアレイ110の各マイクロボロメータを呼び掛け、各マイクロボロメータの抵抗値の変化を測定する。アレイ110の各マイクロボロメータの抵抗変化はフレーム時間内に測定される。一般に、フレーム時間は1/30秒程である。アレイ110の各マイクロボロメータの熱応答時間は一般にフレーム時間にほぼ等しくなるように調整される。アレイ110の各マイクロボロメータの抵抗変化を測定する上記動作はフレーム時間毎に繰り返され、シーンおよび/または物体140の実時間画像として表示される。
結論
上記方法及び装置は自己の測定回路を含む複数の小アレイに分割されたマイクロボロメータアレイにより生成される画像に含まれる望ましくない欠損を低減するものである。
Claims (22)
- 複数のより小さい小アレイに分割されたマイクロボロメータアレイにより発生される画像における望ましくない欠損を低減する方法において、
A) フレーム時間中に上記小アレイの各マイクロボロメータに個別のバイアスパルスを供給するステップと、
B) 上記供給されたバイアスパルスに対応して結果として生じた第1の信号を、対応する各上記小アレイに各々が接続された複数の測定回路(290)において上記フレーム時間中に各マイクロボロメータに対し測定するステップと、
C) 上記フレーム時間中に各上記測定回路(290)に1以上の較正バイアスパルスを供給するステップと、
D) 上記フレーム時間中に上記供給された上記較正バイアスパルスに対応する1以上の結果として生じた第2の較正信号を測定するステップと、
E) 各上記測定された1以上の結果として生じた第2の較正信号の各々に基づいて各小アレイに対して補正パラメータを計算するステップと、
F) 各上記計算された補正パラメータにより上記測定された結果として生じた第1の信号を補正して上記小アレイ間において発生した画像における望ましくない欠損を低減する出力信号を生成するステップと、
を有し、上記補正パラメータはオフセット電圧、オフセット電流、及び/又はゲイン補正からなることを特徴とする方法。 - さらに、上記ステップA)乃至F)を連続的に反復して各フレーム時間中に上記複数の小アレイの各マイクロボロメータに対応する出力信号を計算し、上記複数の小アレイにより発生した画像における望ましくない欠損を低減することを特徴とする、請求項1記載の方法。
- さらに、各上記小アレイにおけるマイクロボロメータ間の抵抗の不均一性についての粗い不均一補正のために各小アレイ出力信号に訂正の電気信号を適用してより均一な出力信号を得るステップを含むことを特徴とする、請求項1記載の方法。
- さらに、上記小アレイにおける各マイクロボロメータに関連する上記のより均一な出力信号をデジタル信号値に変換するステップを含むことを特徴とする、請求項3記載の方法。
- さらに、上記小アレイにおける各マイクロボロメータに関連する各上記デジタル信号値をデジタル画像処理装置に渡して画像不良を補正するステップを含むことを特徴とする、請求項4記載の方法。
- 上記画像不良はオフセット、欠損、ゲインの不均一性、及び/又はデッドピクセルを含むことを特徴とする、請求項5記載の方法。
- 上記ステップA)は上記フレーム時間中に大きさが等しく且つシーケンシャルである複数のバイアスパルスを供給するステップを含むことを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 上記ステップA)において、上記バイアスパルスは電圧バイアスパルスであることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 上記ステップB)において、上記結果として生じた第1の信号は電流信号であることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 上記ステップA)において、上記バイアスパルスの持続時間は約0.1〜20マイクロ秒の範囲内であることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 上記フレーム時間は上記マイクロボロメータアレイが該マイクロボロメータアレイにより視認される物体の完全な画像を生成するのに要する時間であることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 複数のより小さいマイクロボロメータアレイを含むマイクロボロメータアレイと、
上記マイクロボロメータアレイに接続され、フレーム時間中に上記小アレイにおける各マイクロボロメータに対し第1のバイアスパルスを供給する第1のタイミング回路であって、前記第1のバイアスパルスは結果として生じる第1の信号を生成する、第1のタイミング回路と、
対応する上記小アレイに接続され、フレーム時間中に各上記供給されたバイアスパルスに関連する結果として生じた第1の信号を測定する複数の測定回路(290)と、
対応する上記測定回路(290)に接続される複数の較正回路と、
上記較正回路に接続され、フレーム時間中に各上記測定回路(290)に1以上の較正バイアスパルスを供給することにより、上記測定回路(290)が上記供給された1以上の較正バイアスパルスに対応する1以上の結果として生じた第2の較正信号を測定する、第2のタイミング回路と、
を備え、
上記測定回路(290)は上記測定された1以上の結果として生じた第2の較正信号のそれぞれに基づいて各上記小アレイに対し補正パラメータを計算し、
さらに上記測定回路(290)は上記計算された補正パラメータのそれぞれを上記測定された結果として生じた第1の信号に適用して複数の小アレイを含む上記マイクロボロメータアレイにより生成された画像における望ましくない欠損を低減する出力信号を生成し、
上記補正パラメータはオフセット電圧、オフセット電流、及び/又はゲイン補正からなる
ことを特徴とする赤外線放射検出装置。 - さらに、上記小アレイにおける各マイクロボロメータに対し、出力信号をデジタル信号値に変換する積分器及びA/D変換器を有することを特徴とする、請求項12記載の赤外
線放射検出装置。 - さらに、上記A/D変換器に接続され、上記小アレイの各マイクロボロメータに関連する上記デジタル信号値を受信し、オフセット、ゲインの不均一性、及び/又はデッドピクセル等の画像不良を補正する補正回路(360)を含むデジタル画像処理装置を有することを特徴とする、請求項13記載の赤外線放射検出装置。
- 補正値に基づいて、小さなゼロ誤差信号を除去し、異なるマイクロボロメータ(220)間の異なる感度を補正し又は動作が不良のマイクロボロメータ(220)からの信号を置換するための訂正の電気信号を上記出力信号に適用し、上記小アレイの各マイクロボロメータにおける抵抗の不均一性を補正して均一な出力信号値を得る補正回路(360)を含むデジタル画像処理装置をさらに有することを特徴とする、請求項13記載の赤外線放射検出装置。
- 上記画像処理装置はさらに、上記小アレイにおける各マイクロボロメータに関連する訂正の電気信号を記憶するデジタルメモリを有することを特徴とする、請求項15記載の赤外線放射検出装置。
- 上記第1のタイミング回路により供給される上記バイアスパルスは大きさが等しい複数のバイアスパルスを含むことを特徴とする、請求項12記載の赤外線放射検出装置。
- 上記複数のバイアスパルスは時間の間隔が等しいことを特徴とする、請求項17記載の赤外線放射検出装置。
- 上記第1のタイミング回路により供給される上記バイアスパルスは電圧バイアスパルスであることを特徴とする、請求項12記載の赤外線放射検出装置。
- 上記複数の測定回路(290)において、上記結果として生じた第1の信号は電流信号であることを特徴とする、請求項12記載の赤外線放射検出装置。
- 上記第1のタイミング回路により供給される上記バイアスパルスは約0.1〜20マイクロ秒の範囲の持続時間であることを特徴とする、請求項12記載の赤外線放射検出装置。
- 上記フレーム時間は上記アレイが該アレイにより視認される物体の完全な画像を生成するのに要する時間であることを特徴とする、請求項12記載の赤外線放射検出装置。
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