JPH11153486A - 赤外線撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子の飽和電荷量を従来のまま感度を向上さ
せるため、素子の外部に積分機構を設けＳＮの改善をは
かる手段を提供することを目的とする。 【解決手段】 素子の飽和電荷量を従来のまま感度を向
上させるため、素子の外部に積分機構を設けＳＮの改善
をはかることができる。

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、信号を時間方向
に積分することで増加させる方式を備えた赤外線撮像装
置及び操作モードにより積分回数を変化させ、状況に応
じた画像を出力する赤外線撮像装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】外界からの信号を増加させる方法として
従来からＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ ａｎｄ Ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｉｏｎ）が用いられている。ＴＤＩの従来
技術として例えば赤外線技術研究会編「赤外線工学」の
１４２ページに示されている方法がある。また、積分回
数を変化させる従来技術としては、例えば特開平３−２
６９３９１の様に画像の信号レベルを基準信号レベルと
比較し積分回数を決める方法、特開平７−２４４１４５
の様に目標の輝度情報をもとに積分回数を決める方法等
がある。図９は赤外線技術研究会編の赤外線工学の１４
２ページに示されている方法である。１は外界、２は視
野内の赤外光を集光する光学系、３は視野内をスキャン
するスキャナ、４は集光された赤外光を光電変換するセ
ンサ、５はセンサ４で光電変換された信号を増幅する前
置増幅回路、６は前置増幅回路５で増幅された信号を遅
延する遅延回路である。図１０は特開平３−２６９３９
１に示されている積分回数を決める方法であり、７は赤
外線を検出する赤外線検出素子、８は７の出力する画像
信号をフレームごとに積分処理する信号処理回路、９は
信号処理回路８で積分処理された積算画像信号レベルを
基準信号レベルと比較して信号処理回路８の積算回数を
決める積算回数決定回路である。また、図１１は特開平
７−２４４１４５に示されている積算回数を決める方法
であり、１０は光学系２で集光された赤外光を光電変換
する１次元走査型赤外線検出器と積分処理を実施する積
分回路とを具備する赤外線撮像部、１１は光学系とスキ
ャナと赤外線撮像部とによって構成された赤外線カメ
ラ、１２は旋回走査により得られる赤外線画像の２値化
処理を行う前処理部、１３は前処理部１２の２値化処理
画像から目標候補を抽出する目標検出処理部、１４は目
標検出処理部１３の目標候補から目標を判定する目標判
定部、１５は表示のための出力を形成する出力データ処
理部、１６はデータを表示する表示部、１７は目標判定
部１４で判定された目標のＳＮ比によりスキャナ１３の
スキャン速度を制御するスキャナ制御部、１８はスキャ
ナ制御部１７からのスキャナの操作速度により赤外線検
出器の駆動信号を制御する駆動信号制御部である。

【０００３】次に図９の動作について説明する。光学系
２の視野内にある外界１の赤外光は、光学系２により集
光される。スキャナ３は、光学系２の視野内をスキャン
し、集光された外界１の赤外光をセンサ４上に集光させ
る。センサ４に入射した赤外光は光電変換される。セン
サ４で光電変換された出力信号は、前置増幅器５で増幅
される。前置増幅器５で増幅された信号は、遅延回路６
で時間遅延され出力される。結果として、各センサの出
力信号は時間遅延されて加算される。次にＴＤＩの原理
を説明する。ＴＤＩとはＴｉｍｅ Ｄｅｌａｙ ａｎｄ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎの略であり、スキャン方向に
配列されたセンサからの出力信号を順次積分することで
出力信号強度を増加させる方式である。光学系の視野内
にある外界の赤外光は光学系により集光される。集光さ
れた赤外光は、スキャナにより、センサ上に結像する。
ここで、各センサから同一方向の外界の信号を読み出す
ため、スキャナのスキャン速度を考慮して時間遅延して
信号を読み出し加算する。これにより出力信号はスキャ
ン方向に配列されたセンサ分加算され出力される。

【０００４】次に図１０の動作について説明する。赤外
線検出素子７に入射された赤外光は、光電変換され信号
処理回路８に入力される。信号処理回路８に入力された
信号は、前もって決められた回数だけフレームごとに積
分処理を行う。積分回数決定回路９では、信号処理回路
８の出力信号レベルと基準信号レベルとを比較して前記
信号処理回路の積分回数を決定し、その結果を信号処理
回路に入力する。この様に、信号処理回路の出力信号レ
ベルに応じて積分回数を可変する。

【０００５】次に、図１１の動作について説明する。赤
外線光学系２に入射された赤外光はスキャナ３を通して
赤外線撮像部１０に入射される。赤外線撮像部１０に入
射された赤外光は前処理部１２で２値化処理される。目
標検出部１３は、前処理部１２の２値化処理画像から目
標候補を抽出する。目標判定部１４は、目標検出部１３
で検出された目標候補から目標を判定する。出力データ
処理部１５は、目標判定部１４の出力を表示のための出
力形式に変換する。またスキャナ制御部１７は、目標判
定部１４の出力をものに積分回数を算出するとともにス
キャナのスキャン速度を制御する。次に動作について説
明する。スキャナ制御部１７は、目標判定部１４で判定
された目標の特徴量のＳＮ比が２値化処理のしきい値以
上になるために必要な最小の積分回数Ｎを算出するとと
もに、スキャナ３のスキャン速度を制御する。駆動信号
制御部１８は、赤外線撮像部１０にある赤外線検出器の
信号電荷の読出し回数及び積分回路の積分回数をＮ回に
変更するように駆動信号を制御することにより、目標の
２値化処理を維持しつつスキャン速度を最大に取ること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図９に示した従来のＴ
ＤＩ方式では、素子の蓄積時間は素子の飽和電荷量で決
められてしまう。また、スキャン方向に素子数を増やす
と遅延回路増加するとともに、積分する為の回路のダイ
ナミックレンジを大きく取る必要がある。

【０００７】また図１０及び１１に示した手法では、近
距離の脅威度が極めて少ない目標のため積分回数が減る
とともにデータレートが上がり、遠距離目標が検出でき
ないなど操縦者の意志に反したスキャンが行われる。

【０００８】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、素子の飽和電荷量を従来のまま感度
を向上させるため、素子の外部に積分機構を設けＳＮの
改善をはかる手段、操縦者が希望したスキャンパターン
を取ることができる手段、目標を自動検出しシンボルと
して表示する画面とするか、外界からの赤外光をそのま
ま表示する画面とするかを選択できる手段を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明においては、
赤外線を集光する光学系と、前記光学系で集光された赤
外線を反射させるスキャナと、前記スキャナのスキャン
速度を制御するスキャナ速度制御器と、前記スキャナで
反射された赤外線を光電変換する赤外検出素子が１次元
に配列された１次元アレー赤外線検出器と、前記１次元
アレー赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換
器と、前記１次元アレー赤外線検出器の読出しクロック
を発生するクロック発生器と、前記クロック発生器の出
力から前記１次元アレー赤外線検出器の読出し回数をカ
ウントし、カウント回数を出力するクロックカウンター
と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記クロックカウンター
の出力を元に任意の回数だけ積分する加算部とにより構
成したものである。

【００１０】また、第２の発明においては、赤外線を集
光する光学系と、前記光学系で集光された赤外線を反射
させるスキャナと、前記スキャナのスキャン速度を制御
するスキャナ速度制御器と、前記スキャナで反射された
赤外線を光電変換する、ＴＤＩ用に複数の赤外線検出素
子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出
器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ
変換する複数のＡ／Ｄ変換器と、前記ＴＤＩ素子配列赤
外線検出器の読出しクロックを発生するクロック発生器
と、前記クロック発生器の出力から前記ＴＤＩ素子配列
赤外線検出器の読出し回数をカウントし、カウント回数
を出力するクロックカウンターと、前記複数のＡ／Ｄ変
換器の出力を前記クロックカウンターの出力を元に任意
の回数だけ積分する複数の加算部と、前記複数の加算部
の出力をスキャン速度によって発生する時間遅れを考慮
し複数の加算部の出力を加算するタイミング調整加算部
とにより構成したものである。

【００１１】また、第３の発明においては、赤外線を集
光する光学系と、モードを変えるモードスイッチと、前
記モードスイッチで選択されたモードに応じてモードの
情報を伝達するモード判別器と、前記光学系で集光され
た赤外線を反射させるスキャナと、前記モード判別器の
出力に応じて前記スキャナの速度を制御するスキャナ速
度制御部と、前記スキャナで反射された赤外線を光電変
換する赤外線素子が１次元に配列された１次元アレー赤
外線検出器と、前記１次元アレー赤外線検出器の信号を
Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記１次元アレー赤外
線検出器の読出しクロックを発生するクロック発生器
と、前記クロック発生器の出力から前記１次元アレー赤
外線検出器の読出し回数をカウントし、前記モード判別
器の出力に応じて積分回数と現在の積分回数とを出力す
るクロックカウンター部と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を
前記クロックカウンター部から出力された積分回数分だ
け積分する加算演算部とにより構成したものである。

【００１２】また、第４の発明においては、赤外線を集
光する光学系と、モードを変えるモードスイッチと、前
記モードスイッチで選択されたモードに応じてモードの
情報を伝達するモード判別器と、前記光学系で集光され
た赤外線を反射させるスキャナと、前記モード判別器の
出力に応じて前記スキャナの速度を制御するスキャナ速
度制御部と、前記スキャナで反射された赤外線を光電変
換するＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向
に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器と、前記ＴＤＩ
素子配列赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換する複数のＡ
／Ｄ変換器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読出
しクロックを発生するクロック発生器と、前記クロック
発生器の出力から前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読
出し回数をカウントし、前記モード判別器の出力に応じ
て積分回数と現在の積分回数とを出力するクロックカウ
ンター部と、前記複数のＡ／Ｄ変換器の出力をクロック
カウンター部から出力された積分回数分だけ積分する複
数の加算演算部と、前記複数の加算演算部の出力をスキ
ャン速度によって発生する時間遅れを考慮し加算するタ
イミング調整加算部とにより構成したものである。

【００１３】また、第５の発明においては、加算演算部
での加算回数を減らしスキャンするスキャンモードと、
加算演算部での加算回数を前記スキャンモードより増や
してスキャンするスキャンモードとにより構成した第３
及び４のいずれかの発明である。

【００１４】また、第６の発明においては、加算演算部
での加算回数を減らしたスキャンモードと、加算演算部
での加算回数を前記回数より増やしたスキャンモードと
を時分割で切り替えるモードにより構成した第３及び４
のいずれかの発明である。

【００１５】また、第７の発明においては、赤外線を集
光する光学系と、モードを変えるモードスイッチと、前
記モードスイッチで選択されたモードの情報を伝達する
モード判別器と、前記光学系で集光された赤外線を反射
させるスキャナと、前記モード判別器の出力に応じて前
記スキャナの速度を制御するスキャナ速度制御部と、前
記スキャナで反射された赤外線を光電変換する１次元に
赤外検出素子が配列された１次元アレー赤外線検出器
と、前記１次元アレー赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器と、前記１次元アレー赤外線検出器の
読出しクロックを発生するクロック発生器と、前記クロ
ック発生器の出力から前記１次元アレー赤外線検出器の
読出し回数をカウントし、前記モード判別器の出力に応
じて積分回数と現在の積分回数とを出力するクロックカ
ウンター部と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記クロック
カウンター部から出力された積分回数分だけ積分する加
算演算部と、前記モード判別器の出力を元に目標を自動
検出しシンボルとして表示する画面とするか、外界から
の赤外光をそのまま表示する画面とするかを判定し、信
号処理して画像信号を出力する目標検出・追尾／画像表
示部とにより構成したものである。

【００１６】また、第８の発明においては、赤外線を集
光する光学系と、モードを変えるモードスイッチと、前
記モードスイッチで選択されたモードの情報を伝達する
モード判別器と、前記光学系で集光された赤外線を反射
させるスキャナと、前記モード判別器の出力に応じて前
記スキャナの速度を制御するスキャナ速度制御部と、前
記スキャナで反射された赤外線を光電変換するＴＤＩ用
に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤ
Ｉ素子配列赤外線検出器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線
検出器の信号をＡ／Ｄ変換する複数Ａ／Ｄ変換器と、前
記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読出しクロックを発生
するクロック発生器と、前記クロック発生器の出力から
前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読出し回数をカウン
トし、前記モード判別器の出力に応じて積分回数及び現
在の積分回数とを出力するクロックカウンター部と、前
記複数Ａ／Ｄ変換器の出力を前記クロックカウンター部
から出力された積分回数分だけ積分する加算演算部と、
前記加算演算部の出力をスキャン速度によって発生する
時間遅れを考慮し加算部の出力を加算するタイミング調
整加算部と、モード判別器の出力を元に目標を自動検出
しシンボルとして表示する画面とするか、外界からの赤
外光をそのまま表示する画面とするかを判定し、信号処
理して画像信号を出力する目標検出・追尾／画像表示部
とにより構成したものである。

【００１７】

【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から３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は赤外線撮像装置である。２０はスキャン
の速度を制御するスキャナ速度制御器、２１はスキャナ
３で反射された赤外線を光電変換する赤外検出素子が１
次元に配列された１次元アレー赤外線検出器、２２は１
次元アレー赤外線検出器２１の信号をＡ／Ｄ変換するＡ
／Ｄ変換器、２３は１次元アレー赤外線検出器２１の読
出しクロックを発生するクロック発生器、２４はクロッ
ク発生器２３の出力から１次元アレー赤外線検出器の読
出し回数をカウントし、カウント回数を出力するクロッ
クカウンター、２５はＡ／Ｄ変換器２２の出力をクロッ
クカウンターの出力を元に任意の回数だけ積分する加算
部、２６は加算部２５の出力をモニタ表示できるように
データ変換するデータ変換部、２７はビデオ出力信号で
あり、２８はビデオ出力信号２７を表示するモニタであ
る。

【００１８】以下に動作について説明する。光学系２の
視野内にある外界１の赤外光は、光学系２により集光さ
れる。スキャナ３は、光学系２視野内をスキャンし、集
光された外界１の赤外光を光電変換する赤外検出素子が
１次元に配列された１次元アレー赤外線検出器２１上に
集光させる。１次元アレー赤外線検出器２１に入射した
赤外光は、光電変換される。１次元アレー赤外線検出器
２１はクロック発生器のクロックに合わせてデータの読
出しが行われる。この読出しクロックは、検出器の飽和
電荷量を考慮して決められている。読出しのイメージ図
を図２に示す。２９は外界１からの赤外光が光電変換さ
れて発生する電荷を蓄積するエリア、３０は電荷を蓄積
するエリアに蓄積されて電荷、３１は電荷を転送するＣ
ＣＤチャネル、３２は蓄積された電荷３０をＣＤＤチャ
ネルに転送するための開閉弁である。クロック発生器の
クロックに合わせて開閉弁が開閉され電荷が読み出され
る。読み出された電荷は信号として、Ａ／Ｄ変換器へ出
力される。Ａ／Ｄ変換器では、信号をＡ／Ｄ変換する。
Ａ／Ｄ変換された信号は加算部内のメモリに取り込まれ
る。

【００１９】クロックカウンターではクロック発生器の
クロック数を数え、決められたある値になったときクロ
ックカウンターは加算器ヘデータの出力と加算部内のメ
モリをリセットする信号を出力する。加算部では、クロ
ックカウンターからの信号が来るまで入力された信号と
加算部内のメモリのデータとを加算しその値を再度前記
メモリに書き込む。クロックカウンターからデータの出
力とメモリをリセットする信号が入力されたとき加算部
では、メモリ内のデータを出力するとともにメモリをリ
セットする。メモリから出力されたデータは、データ変
換部で２次元画像にするとともに有意目標の検出及び追
尾等の処理を行いモニタに表示できるデータ形式に変換
する。

【００２０】上記のように素子の外部に信号を積分する
回路を設けることで、素子の飽和電荷量を従来のまま、
ＳＮの改善をはかることができる。

【００２１】実施の形態２．実施の形態２では、実施の
形態１の１次元アレー赤外線検出器をＴＤＩ用に複数の
赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配
列赤外線検出器とした場合の実施の形態である。

【００２２】図３は、この発明の実施の形態２を示すブ
ロック図である。１〜２８は、従来の技術及び実施の形
態１と同様である。３３は、ＴＤＩ用に複数の赤外線検
出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線
検出器、３４は加算部２５の出力をスキャン速度によっ
て発生する時間遅れを考慮して加算するためのタイミン
グを調整するタイミング調整加算部である。

【００２３】以下に動作について説明する。ＴＤＩ用に
複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ
素子配列赤外線検出器３３の基本構成は、１次元アレー
赤外線検出器２１をスキャン方向に複数列配列したもの
である。基本構成を図４に示す。各１次元アレー赤外線
検出器の出力は実施の形態１で示したように加算部２５
で加算される。加算部で加算された信号はタイミング調
整加算部に出力される。タイミング調整加算部では、図
４のセンサ４Ａ、４Ｂ．．．がそれぞれ同一の方向を向
いているときのタイミングをはかり各加算部の出力を加
算していく。これにより、１次元アレー赤外線検出器を
用いるときよりも感度を向上することができる。

【００２４】上記に示したように、ＴＤＩ用に複数の赤
外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列
赤外線検出器を用いることで、実施の形態１に示した１
次元アレー赤外線検出器を用いるときよりも感度を向上
することができる。

【００２５】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３を示すブロック図であり１〜２８までは従来の技
術及び実施の形態１と同様である。３５はモードを切り
換えるモードスイッチ、３６はモードスイッチ３５で選
択されたモード情報をスキャン速度調整部３８及びクロ
ックカウンター部３７に伝達するモード判別器、３７は
クロック発生器２３の出力から１次元アレー赤外線検出
器２１の読出し回数をカウントし、モード判別器３６の
出力に応じて積分回数と現在の積分回数とを出力するク
ロックカウンター部、３８はモード判別器３６の出力に
応じてスキャナの速度を制御するスキャナ速度制御部、
３９はＡ／Ｄ変換器２２の出力をクロックカウンター部
３７から出力された積分回数分だけ積分する加算演算部
である。

【００２６】以下に動作について説明する。オベレータ
はモードスイッチ３５により状況に応じたモードを選択
する。モードスイッチ３５で選択されたモード情報は、
モード判別器３６によりスキャン速度調整部３８及びク
ロックカウンター部３７に伝達される。スキャン速度調
整部３８では、モード判別器３６の情報をもとにスキャ
ンの速度を決めスキャナ３のスキャン速度を調整する。
クロックカウンター部３７ではモード判別器３６の情報
をもとに積分回数を決め、クロック発生器２３の出力か
ら１次元アレー赤外線検出器の読出し回数をカウント
し、規定の回数読み出したところで加算演算部ヘデータ
の出力と加算演算部内のメモリをリセットする信号を出
力する。加算演算部では、クロックカウンター部からの
信号が来るまで入力された信号と、加算演算部内のメモ
リのデータとを加算しその値を再度前記メモリに書き込
む。クロックカウンター部からデータの出力とメモリを
リセットする信号が入力されたとき加算演算部では、メ
モリ内のデータを出力するとともにメモリをリセットす
る。

【００２７】上記に示した様に、モードスイッチを持つ
ことで、オペレータの必要とするスキャンモードを選ぶ
ことが可能である。

【００２８】実施の形態４．図６は、この発明の実施の
形態４を示すブロック図であり１〜３９までは従来の技
術及び実施の形態２及び３と同様である。

【００２９】この実施の形態４は、実施の形態３の１次
元アレー赤外線検出器を、ＴＤＩ用に複数の赤外線検出
素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検
出器とした実施の形態である。ＴＤＩ素子配列赤外線検
出器の動作に関しては、実施の形態２と同様であり、そ
れ以外の動作は、実施の形態３と同様である。

【００３０】上記に示した様に、ＴＤＩ用に複数の赤外
線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤
外線検出器を用いることで、実施の形態３に示した１次
元アレー赤外線検出器を用いるときよりも感度を向上す
ることができかつ、モードスイッチを持つことで、オペ
レータの必要とするスキャンモードを選ぶことが可能で
ある。

【００３１】実施の形態５．この実施の形態５において
は、実施の形態３及び４において、加算演算部の加算回
数を減少させてスキャンするスキャンモードと、加算回
数を前記回数より増加させてスキャンするスキャンモー
ドとを備えたものであり、状況に応じたスキャンモード
を選ぶことが可能となる。

【００３２】実施の形態６．実施の形態３及び４におい
て、加算演算部の加算回数を減少させてスキャンするス
キャンモードと、加算回数を前記回数より増加させてス
キャンするモードとを時分割に切り換えるモードを備え
たものであり、両方の利点を持ったスキャンが可能とな
る。

【００３３】実施の形態７．図７は、この発明の実施の
形態７を示すブロック図であり１〜３９までは従来の技
術及び実施の形態３と同様である。４０は、モード判別
器３６の情報をもとに目標を自動検出しシンボルとして
表示する画面とするか、外界からの赤外光をそのまま表
示する画面とするかを判断しモニタ２８に表示する目標
検出・追尾／画像表示部である。

【００３４】次に動作について説明する。モード判別器
３６は、スキャン速度調整部３８、クロックカウンター
部３７及び目標検出・追尾／画像表示部４０にモード情
報を伝達する。スキャン速度調整部３８では、モード判
別器３６の情報をもとにスキャンの速度を決めスキャナ
３のスキャン速度を調整する。クロックカウンター部３
７ではモード判別器３６の情報をもとに積分回数を決
め、クロック発生器２３の出力から１次元アレー赤外線
検出器の読出し回数をカウントし、規定の回数読み出し
たところで加算演算部にデータの出力と加算演算部内の
メモリをリセットする信号を出力する。目標検出・追尾
／画像表示部４０では、モードに応じて目標を自動検出
しシンボルとして表示する画面または、外界からの赤外
光をそのまま表示する画面を出力する。

【００３５】このように、モードスイッチを持つこと
で、目標を自動検出しシンボルとして表示する画面と、
外界からの赤外光をそのまま表示する画面とを状況に応
じて選ぶことが可能である。

【００３６】実施の形態８．図８は、この発明の実施の
形態８を示すブロック図であり１〜４０は従来の技術及
び実施の形態４及び７と同様である。

【００３７】この実施の形態８は、実施の形態７の１次
元アレー赤外線検出器を、ＴＤＩ用に複数の赤外線検出
素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検
出器とした実施の形態である。ＴＤＩ素子配列赤外線検
出器の動作に関しては、実施の形態２と同様であり、そ
れ以外の動作は、実施の形態７と同様である。

【００３８】上記に示した様に、ＴＤＩ用に複数の赤外
線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤
外線検出器を用いることで、実施の形態７に示した１次
元アレー赤外線検出器を用いるときよりも感度を向上す
ることができる。

【００３９】

【発明の効果】第１の発明によれば、素子の外部に信号
を積分する回路を設けることで、素子の飽和電荷量を従
来のまま、ＳＮの改善をはかることができる。

【００４０】第２の発明によれば、ＴＤＩ用に複数の赤
外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列
赤外線検出器を用いることで、１次元アレー赤外線検出
器を用いるときよりも感度を向上することができる。

【００４１】第３の発明によれば、モードスイッチを持
つことで、オペレータの必要とするスキャンモードを選
ぶことができる。

【００４２】第４の発明によれば、ＴＤＩ用に複数の赤
外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列
赤外線検出器を用いることで、１次元アレー赤外線検出
器を用いるときよりも感度を向上することができかつ、
モードスイッチを持つことで、オペレータの必要とする
スキャンモードを選ぶことができる。

【００４３】第５の発明によれば、信号の加算回数を減
少させてスキャンするスキャンモードと、前記加算回数
より増加させてスキャンするキャンモードとを備えるこ
とで、状況に応じたスキャンモードを選ぶことができ
る。

【００４４】第６の発明によれば、加算回数を減少させ
てスキャンするスキャンモードと、加算回数を前記回数
より増加させてスキャンするモードとを時分割に切り換
えるモードを備えたものであり、両方の利点を持ったス
キャンができる。

【００４５】第７の発明によれば、モードスイッチを持
つことで、目標を自動検出しシンボルとして表示する画
面と、外界からの赤外光をそのまま表示する画面とを状
況に応じて選ぶことができる。

【００４６】第８の発明によれば、ＴＤＩ用に複数の赤
外線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列
赤外線検出器を用いることで、１次元アレー赤外線検出
器を用いるときよりも感度を向上することができかつ、
モードスイッチを持つことで、目標を自動検出しシンボ
ルとして表示する画面と、外界からの赤外光をそのまま
表示する画面とを状況に応じて選ぶことができる。

【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】 素子の電荷読出しのイメージ図である。

【図３】 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４】 ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の概要を示す図
である。

【図５】 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６】 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７】 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８】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
８を示す図である。

【図９】 従来技術を示す図である。

【図１０】 従来技術を示す図である。

【図１１】 従来技術を示す図である。

【符号の説明】

１ 外界、２ 光学系、３ 撮像部、４ センサ、５
前置増幅回路、６ 遅延回路、７ 赤外線検出素子、８
信号処理回路、９ 積算回数決定回路、１０１次元走
査型赤外線検出器と積分処理を実施する積分回路とを具
備する赤外線撮像部、１１ 赤外線カメラ、１２ 前処
理部、１３ 目標検出処理部、１４目標判定部、１５
出力データ処理部、１６ 表示部、１７ スキャナ制御
部、１８ 駆動信号制御部、１９ 赤外線撮像装置、２
０ スキャナ速度制御器、２１ １次元アレー赤外線検
出器、２２ Ａ／Ｄ変換器、２３ クロック発生器、２
４ クロックカウンター、２５ 加算部、２６ データ
変換部、２７ ビデオ出力信号、２８ モニタ、２９
蓄積するエリア、３０ 電荷、３１ ＣＣＤチャネル、
３２ 開閉弁、３３ ＴＤＩ素子配列赤外線検出器、３
４ タイミング調整加算部、３５ モードスイッチ、３
６ モード判別器、３７ クロックカウンター部、３８
スキャナ速度制御部、３９ 加算演算部、４０ 目標
検出・追尾／画像表示部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/33 Ｇ０６Ｆ 15/64 ３２０Ｃ 7/18 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０３

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線を集光する光学系と、前記光学系
   で集光された赤外線を反射させるスキャナと、前記スキ
   ャナのスキャン速度を制御するスキャナ速度制御器と、
   前記スキャナで反射された赤外線を光電変換する赤外検
   出素子が１次元に配列された１次元アレー赤外線検出器
   と、前記１次元アレー赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換
   するＡ／Ｄ変換器と、前記１次元アレー赤外線検出器の
   読出しクロックを発生するクロック発生器と、前記クロ
   ック発生器の出力から前記１次元アレー赤外線検出器の
   読出し回数をカウントし、カウント回数を出力するクロ
   ックカウンターと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記クロ
   ックカウンターの出力を元に任意の回数だけ積分する加
   算部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、前記光学系
   で集光された赤外線を反射させるスキャナと、前記スキ
   ャナのスキャン速度を制御するスキャナ速度制御器と、
   前記スキャナで反射された赤外線を光電変換する、ＴＤ
   Ｉ（ＴｉｍｅＤｅｌａｙ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉ
   ｏｎ）用に複数の赤外線検出素子をスキャン方向に配列
   したＴＤＩ素子配列赤外線検出器と、前記ＴＤＩ素子配
   列赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換する複数のＡ／Ｄ変
   換器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読出しクロ
   ックを発生するクロック発生器と、前記クロック発生器
   の出力から前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の読出し回
   数をカウントし、カウント回数を出力するクロックカウ
   ンターと、前記複数のＡ／Ｄ変換器の出力を前記クロッ
   クカウンターの出力を元に任意の回数だけ積分する複数
   の加算部と、前記複数の加算部の出力をスキャン速度に
   よって発生する時間遅れを考慮し複数の加算部の出力を
   加算するタイミング調整加算部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、モードを変
   えるモードスイッチと、前記モードスイッチで選択され
   たモードに応じてモードの情報を伝達するモード判別器
   と、前記光学系で集光された赤外線を反射させるスキャ
   ナと、前記モード判別器の出力に応じて前記スキャナの
   速度を制御するスキャナ速度制御部と、前記スキャナで
   反射された赤外線を光電変換する赤外線素子が１次元に
   配列された１次元アレー赤外線検出器と、前記１次元ア
   レー赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器
   と、前記１次元アレー赤外線検出器の読出しクロックを
   発生するクロック発生器と、前記クロック発生器の出力
   から前記１次元アレー赤外線検出器の読出し回数をカウ
   ントし、前記モード判別器の出力に応じて積分回数と現
   在の積分回数とを出力するクロックカウンター部と、前
   記Ａ／Ｄ変換器の出力を前記クロックカウンター部から
   出力された積分回数分だけ積分する加算演算部とを備え
   たことを特徴とする赤外線撮像装置。
4. 【請求項４】 赤外線を集光する光学系と、モードを変
   えるモードスイッチと、前記モードスイッチで選択され
   たモードに応じてモードの情報を伝達するモード判別器
   と、前記光学系で集光された赤外線を反射させるスキャ
   ナと、前記モード判別器の出力に応じて前記スキャナの
   速度を制御するスキャナ速度制御部と、前記スキャナで
   反射された赤外線を光電変換するＴＤＩ用に複数の赤外
   線検出素子をスキャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤
   外線検出器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の信号
   をＡ／Ｄ変換する複数のＡ／Ｄ変換器と、前記ＴＤＩ素
   子配列赤外線検出器の読出しクロックを発生するクロッ
   ク発生器と、前記クロック発生器の出力から前記ＴＤＩ
   素子配列赤外線検出器の読出し回数をカウントし、前記
   モード判別器の出力に応じて積分回数と現在の積分回数
   とを出力するクロツクカウンター部と、前記複数のＡ／
   Ｄ変換器の出力をクロックカウンター部から出力された
   積分回数分だけ積分する複数の加算演算部と、前記複数
   の加算演算部の出力をスキャン速度によって発生する時
   間遅れを考慮し加算するタイミング調整加算部とを備え
   たことを特徴とする赤外線撮像装置。
5. 【請求項５】 加算演算部での加算回数を減らしスキャ
   ンするモードと、加算演算部での加算回数を前記モード
   より増やしてスキャンするスキャンモードとを備えたこ
   とを特徴とする請求項３、４のいずれかに記載の赤外線
   撮像装置。
6. 【請求項６】 加算演算部での加算回数を減らしたスキ
   ャンモードと、加算演算部での加算回数を前記回数より
   増やしたスキャンモードとを時分割で切り替えるモード
   を備えたことを特徴とする請求項３、４のいずれかに記
   載の赤外線撮像装置。
7. 【請求項７】 赤外線を集光する光学系と、モードを変
   えるモードスイッチと、前記モードスイッチで選択され
   たモードの情報を伝達するモード判別器と、前記光学系
   で集光された赤外線を反射させるスキャナと、前記モー
   ド判別器の出力に応じて前記スキャナの速度を制御する
   スキャナ速度制御部と、前記スキャナで反射された赤外
   線を光電変換する１次元に赤外検出素子が配列された１
   次元アレー赤外線検出器と、前記１次元アレー赤外線検
   出器の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記１次
   元アレー赤外線検出器の読出しクロックを発生するクロ
   ック発生器と、前記クロック発生器の出力から前記１次
   元アレー赤外線検出器の読出し回数をカウントし、前記
   モード判別器の出力に応じて積分回数と現在の積分回数
   とを出力するクロックカウンター部と、前記Ａ／Ｄ変換
   器の出力を前記クロックカウンター部から出力された積
   分回数分だけ積分する加算演算部と、前記モード判別器
   の出力を元に目標を自動検出しシンボルとして表示する
   画面とするか外界からの赤外光をそのまま表示する画面
   とするかを判定し、信号処理して画像信号を出力する目
   標検出・追尾／画像表示部とを備えたことを特徴とする
   赤外線撮像装置。
8. 【請求項８】 赤外線を集光する光学系と、モードを変
   えるモードスイッチと、前記モードスイッチで選択され
   たモードの情報を伝達するモード判別器と、前記光学系
   で集光された赤外線を反射させるスキャナと、前記モー
   ド判別器の出力に応じて前記スキャナの速度を制御する
   スキャナ速度制御部と、前記スキャナで反射された赤外
   線を光電変換するＴＤＩ用に複数の赤外線検出素子をス
   キャン方向に配列したＴＤＩ素子配列赤外線検出器と、
   前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出器の信号をＡ／Ｄ変換す
   る複数Ａ／Ｄ変換器と、前記ＴＤＩ素子配列赤外線検出
   器の読出しクロックを発生するクロック発生器と、前記
   クロック発生器の出力から前記ＴＤＩ素子配列赤外線検
   出器の読出し回数をカウントし、前記モード判別器の出
   力に応じて積分回数及び現在の積分回数とを出力するク
   ロックカウンター部と、前記複数Ａ／Ｄ変換器の出力を
   前記クロックカウンター部から出力された積分回数分だ
   け積分する加算演算部と、前記加算演算部の出力をスキ
   ャン速度によって発生する時間遅れを考慮し加算部の出
   力を加算するタイミング調整加算部と、モード判別器の
   出力を元に目標を自動検出しシンボルとして表示する画
   面とするか外界からの赤外光をそのまま表示する画面と
   するかを判定し、信号処理して画像信号を出力する目標
   検出・追尾／画像表示部とを備えたことを特徴とする赤
   外線撮像装置。