JPH04286477A

JPH04286477A - 赤外線撮像装置

Info

Publication number: JPH04286477A
Application number: JP3051698A
Authority: JP
Inventors: Kenji Awamoto; 健司粟本; Shoji Doi; 土肥　正二; Isao Tofuku; 東福　勲; Hiroyuki Ishizaki; 石崎　洋之
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1992-10-12

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線撮像装置に関し
、特に、赤外線検知器の冷却温度変動による出力信号揺
らぎを補正し、高感度信号を得る赤外線撮像装置に関す
る。

【０００２】近年、赤外線検知器は高性能化の要求に従
ってＳＮ比が向上しており、その結果、検知器から出力
される雑音として、冷却温度変動による出力信号の揺ら
ぎが大きな割合を占めるようになっている。このため、
冷却温度の安定化と同時に冷却温度変動による出力信号
揺らぎを補正する手段が重要となっている。

【０００３】

【従来の技術】冷却温度変動による出力信号揺らぎを補
正する方法の従来の一例を図５に示す。また、赤外線検
知器出力信号の例を図６に示す。この例では４個の受光
素子■〜■を持つ赤外線検知器を用いている。

【０００４】図５において、入射光は検知器容器１内に
設けられた赤外線検知器２の受光素子■〜■に入力され
てここで光電変換され、赤外線検知器出力信号としてプ
リアンプ３を介して減（加）算用アンプ４に供給される
。一方、冷却器５に設けられた冷却温度センサ６では冷
却温度が検出されて冷却温度に対応した信号（後述の如
く、入射光によらない受光素子固有の暗電流成分）が出
力され、プリアンプ７を介して減（加）算用アンプ４に
供給される。減（加）算用アンプ４において、検知器出
力信号から冷却温度センサ出力信号が減算されることに
よって検知器出力信号が補正され、ＡＤ変換器８にてＡ
Ｄ変換されて出力される。

【０００５】ここで、受光素子■〜■の各出力信号電圧
は図６に示す如くであり、入射光によらない暗電流成分
（検知器２の冷却温度Ｔに依存した量）、暗電流変動成
分（冷却温度変動△Ｔによる量）、背景入射光成分、信
号入射光成分を含む。図５に示す従来例では、冷却温度
センサ６にて暗電流成分を検出し、減算用アンプ４で検
知器出力信号からこの暗電流成分を減じ、補正後出力信
号を得ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６において、暗電流
成分及び暗電流変動成分が各受光素子■〜■全て同じ量
であれば特に問題はない。然るに、実際には図６に示す
如く、暗電流成分及び暗電流変動成分は各受光素子■〜
■毎にばらついており、従来例では暗電流成分を各受光
素子共通のものとして扱っていたため、ばらつきの分だ
け補正できない。即ち、図７に示す如く、受光素子■の
暗電流成分及び暗電流変動成分が零となるようにプリア
ンプ７のゲイン及びオフセット電圧を調整すると、その
他の受光素子■，■，■は十分補正しきれずに暗電流成
分及び暗電流変動成分が残り（冷却温度変動による信号
揺らぎを含むことになり）、検知器２の性能が低下する
問題点があった。

【０００７】本発明は、検知器出力信号の冷却温度変動
による信号揺らぎをより正確に補正し、高性能化を図る
ことができる赤外線撮像装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図を示す。同図中、１１は記憶手段で、赤外線検知器の
各受光素子毎の、冷却温度と受光素子の暗電流成分との
関係を予め記憶されている。１５は演算制御手段で、温
度センサにて検出された冷却温度に基づいて記憶手段１
１から各受光素子毎の暗電流成分を読出し、赤外線検知
器出力から該読出した各受光素子の暗電流成分を減じる
。

【０００９】

【作用】本発明では、図３に示すように冷却温度と赤外
線検知器出力の暗電流成分との関係を予め記憶手段１１
に記憶しておき、検知器出力から予め記憶されている各
受光素子固有の暗電流成分を減じるようにしている。従
って、従来例に比して各受光素子について冷却温度変動
による検知器出力の揺らぎをより正確に補正でき、装置
の性能を向上できる。

【００１０】

【実施例】図２は本発明の第１実施例の構成図を示し、
同図中、図５と同一構成部分には同一番号を付してその
説明を省略する。図２中、１０は温度判定回路で、図３
に示すように冷却温度Ｔとして通常冷却温度Ｔａ，冷却
変動を生じた場合の冷却温度Ｔｂを設定したとき、プリ
アンプ７の出力により、冷却温度Ｔが冷却温度Ｔａ，Ｔ
ｂの間に設定されている閾値冷却温度Ｔｃ以下にあるか
、Ｔｃを越えているかを判定する。１１はメモリで、メ
モリエリア１１ａには各受光素子■，■，…の通常冷却
温度Ｔａにおける暗電流成分値Ｖ１ａ，Ｖ２ａ，…が、
メモリエリア１１ｂには各受光素子■，■，…の冷却変
動温度Ｔｂにおける暗電流成分値Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂ，…が
夫々予め記憶されている。これら暗電流成分値は測定に
よって予め求められている。１２は演算論理回路で、Ａ
Ｄ変換器１３から出力された赤外線検知器出力信号から
メモリ１１の出力信号を減算する。１４は制御回路で、
温度判定回路１０からの出力に応じてメモリ１１のメモ
リエリア１１ａ，１１ｂから暗電流成分値を選択読出し
、演算論理回路１２に供給する。制御回路１４及び演算
論理回路１２にて演算制御手段１５が構成されている。

【００１１】次に、本発明の動作について説明する。

【００１２】図２において、温度判定回路１０によって
冷却温度Ｔが例えば閾値冷却温度Ｔｃ以下であることが
判定された場合、制御回路１４の制御によってメモリ１
１のメモリエリア１１ａに記憶されている通常冷却温度
Ｔａ時の暗電流成分値Ｖ１ａ，Ｖ２ａ，…が読出され、
演算論理回路１２において検知器出力信号から減算され
る。一方、温度判定回路１０によって冷却温度Ｔが閾値冷却
温度Ｔｃを越えたことが判定されている場合、制御回路
１４の制御によってメモリ１１のメモリエリア１１ｂに
記憶されている冷却変動温度Ｔｂ時の暗電流成分値Ｖ１
ｂ，Ｖ２ｂ，…が読出され、演算論理回路１２において
検知器出力信号から減算される。

【００１３】このように、本発明では、検知器出力信号
から予め測定されている受光素子固有の暗電流成分を減
じるようにしているので、従来例に比して各受光素子に
ついてより正確に補正でき、検知器２の性能を向上でき
る。特に、各受光素子■〜■間での暗電流成分のばらつ
きが大きい場合、従来例に比して冷却温度変動の影響を
減じる効果が大である。

【００１４】なお、上記実施例では冷却温度がＴａ〜Ｔ
ｂの範囲で変動しているのを全て一つの閾値冷却温度Ｔ
ｃを判定点として判定しているので、例えばＴｃより極
く僅か高い冷却温度が検出冷却温度であった場合でも、
冷却温度Ｔｂの暗電流成分値を用いて演算されることに
なる。このため、補正は十分正確に行なわれるわけでは
ない。そこで、図３に示すように例えばＴｃの代りに閾
値冷却温度Ｔｃ１，Ｔｃ２を設け、これに伴ってメモリ
１１に更にメモリエリア１１ｃを設けて図３に示す冷却
温度Ｔｃの暗電流成分値Ｖ１ｃ，Ｖ２ｃ，…を予め測定
して記憶しておく。温度判定回路１０にてＴ１ｃ以上、
Ｔ２ｃ以下が判定された場合にはメモリエリア１１ｃか
ら暗電流成分値Ｖ１ｃ，Ｖ２ｃ，…を選択読出すように
する。このようにすれば、前述の実施例よりも更に正確
に補正を行なうことができる。

【００１５】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図６に示す暗電流成分と暗電流変動成分との和Ｖｎ
（△Ｔ）は、受光素子をｎ，通常冷却温度Ｔａからの温
度変動（温度差）を△Ｔ（＝任意の冷却温度Ｔ−Ｔａ）
とすると、　　Ｖｎ（△Ｔ）＝｛（Ｖｎｂ−Ｖｎａ）／（Ｔｂ−Ｔ
ａ）｝△Ｔ＋Ｖｎａで表わすことができる。そこで、各
受光素子毎に、（Ｖ１ｂ−Ｖ１ａ）／（Ｔｂ−Ｔａ）＝
Ａ１　，（Ｖ２ｂ−Ｖ２ａ）／（Ｔｂ−Ｔａ）＝Ａ２　
，…をメモリ１１のメモリエリア１１ａに、Ｖ１ａ＝Ｂ
１　，Ｖ２ａ＝Ｂ２　，…をメモリエリア１１ｂに予め
記憶しておく。温度判定回路１０をＡＤ変換器を用いて
構成して温度変動（温度差）△Ｔを検出し、演算論理回
路１２において、各受光素子毎に上記式を演算によって
求め（Ｖ１　（△Ｔ），Ｖ２　（△Ｔ）…）、更に、検
知器出力信号からＶ１　（△Ｔ），Ｖ２　（△Ｔ），…
を減算する。

【００１６】このようにすれば、任意の冷却温度Ｔにお
ける各受光素子の暗電流成分及び暗電流変動成分を除去
でき、前述の各実施例よりも更に正確に補正することが
できる。

【００１７】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。図４は第３実施例の構成図を示し、同図中、図２と
同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する
。図４中、２´は赤外線検知器で、受光素子■〜■と同
列面に冷却温度センサ６が設けられている。第３実施例
では、図２に示す冷却温度センサ出力信号ライン、プリ
アンプ７，温度判定回路１０は設けられていない。

【００１８】赤外線検知器の出力信号は図６に示すよう
に、各受光素子■，■，…からの信号が順次出力される
が、一般に、あるフレームの出力（受光素子■〜■の出
力）から次のフレームの出力までに時間的隙間がある。そこで、第３実施例では、冷却温度センサ６を受光素子
■〜■と同列面に設け、受光素子ドライブ信号によって
冷却温度センサ６もドライブして冷却温度センサ６の出
力信号を上記隙間に挿入し、つまり、検知器出力信号に
冷却温度センサ６の出力信号を多重化して出力する。

【００１９】この検知器及び冷却温度センサ出力信号は
プリアンプ３，ＡＤ変換器１３を介して演算論理回路１
２に供給され、制御回路１４の制御によって冷却温度セ
ンサ出力信号のみ抜出されて冷却温度に応じた暗電流成
分がメモリ１１内から選択読出される。前述の各実施例
と同様に、演算論理回路１２において検知器出力信号か
ら暗電流成分が減じられる。第３実施例は、前記第１，
第２実施例よりもプリアンプ７，温度判定回路１０が設
けられていない分だけ装置を小形化でき、しかも、冷却
温度センサ６を受光素子■〜■と同列面に設けているの
で冷却温度検出をより正確に行なうことができる。

【００２０】なお、図６に示す受光素子毎の背景入射光
成分のばらつきを補正するための演算論理回路を既に設
けられている装置においては、本発明で用いる演算論理
回路１２と共用でき、回路を複雑化することなく構成で
きる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、検知器出力から予め記
憶されている各受光素子固有の暗電流成分を減じるよう
にしているので、従来例に比して各受光素子について冷
却温度変動による検知器出力の揺らぎをより正確に補正
でき、装置の高性能化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の第１実施例の構成図である。

【図３】冷却温度と暗電流成分との関係を示す図である
。

【図４】本発明の第２実施例の構成図である。

【図５】従来の一例の構成図である。

【図６】赤外線検知器出力信号を示す図である。

【図７】従来例における補正後の出力信号を示す図であ
る。

【符号の説明】

■〜■　　赤外線受光素子２，２´　　赤外線検知器６　　冷却温度センサ１０　　温度判定回路１１　　メモリ（記憶手段）１１ａ，１１ｂ　　メモリエリア１２　　演算論理回路１４　　制御回路１５　　演算制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　赤外線検知器の冷却温度を検出する温
度センサを設けられ、該赤外線検知器出力から該温度セ
ンサ出力を減じて赤外線検知器出力補正を行なう赤外線
撮像装置において、上記赤外線検知器の各受光素子毎の
、冷却温度と受光素子の暗電流成分との関係を予め記憶
された記憶手段（１１）と、上記温度センサにて検出さ
れた冷却温度に基づいて該記憶手段から各受光素子毎の
暗電流成分を読出し、上記赤外線検知器出力から該読出
した各受光素子の暗電流成分を減じる演算制御手段（１
５）とを設けてなることを特徴とする赤外線撮像装置。
【請求項２】　　赤外線検知器の冷却温度を検出する温
度センサを設けられ、該赤外線検知器出力から該温度セ
ンサ出力を減じて赤外線検知器出力補正を行なう赤外線
撮像装置において、上記赤外線検知器の各受光素子毎の
、冷却温度差と冷却温度差による受光素子の暗電流成分
差との比、及び、冷却温度に対する暗電流成分を予め記
憶された記憶手段（１１）と、上記温度センサにて検出
された冷却温度から冷却温度差を求め、該記憶手段から
各受光素子毎の上記比及び暗電流成分を読出して予め設
定されている演算式に基づいて各受光素子毎の、暗電流
成分と暗電流変動成分との和を求め、上記赤外線検知器
出力から該暗電流成分と暗電流変動成分との和を減じる
演算制御手段（１５）とを設けてなることを特徴とする
赤外線撮像装置。
【請求項３】　　前記温度センサ（６）を前記各受光素
子と同列面に設け、前記赤外線検知器出力に前記温度セ
ンサ出力を多重化して前記演算制御手段（１５）に供給
する構成としたことを特徴とする請求項１又は２の赤外
線撮像装置。