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技術 赤外線撮像装置、及びその制御方法

出願人 日本電気株式会社
発明者 木村俊介
出願日 2015年5月15日 (5年9ヶ月経過) 出願番号 2015-100217
公開日 2016年12月22日 (4年2ヶ月経過) 公開番号 2016-219914
状態 拒絶査定
技術分野 光信号から電気信号への変換
主要キーワード 補正データベース 検知素子毎 要素候補 赤外線映像 冷却完了 単位領域毎 内挿演算 各単位領域
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月22日)のものです。
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図面 (7)

課題

出力画像に対する熱雑音の影響を適切に低減する赤外線撮像装置、及びその制御方法を提供する。

解決手段

赤外線撮像装置1は、赤外線画像を生成する赤外線画像生成部3と、赤外線画像に対応する温度センサ5により計測された検知素子温度と、時間制御部4から取得された電荷蓄積時間と、赤外線検知素子31が出力する赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、赤外線画像を補正する補正処理部73とを備える。補正データ要素選択部71が補正データベースから選択した補正データ要素を、補正データ生成部72が補間処理し適用補正データを生成し、補正処理部73が赤外線画像に適用補正データを適用した画像を生成する。

概要

背景

一般的に、冷却型赤外線撮像装置(冷却型赤外線カメラ)は、非冷却型赤外線撮像装置(非冷却型赤外線カメラ)より検出能力が高い。しかし、冷却型赤外線撮像装置は、十分に冷却されていない場合、検知素子熱雑音が、生成される赤外線画像に影響し、高品質な画像を出力できない。そこで、冷却型赤外線撮像装置においては、検知素子の熱雑音を抑えるために、検知素子を60K(kelvin)〜100K程度に冷却する必要がある。そして、冷却型赤外線撮像装置は、十分に冷却された状態で、検知素子毎出力信号のばらつきを抑える画像補正を行うことで、高品質な画像を出力できる。

しかし、冷却型赤外線撮像装置が十分に冷却された状態になるまで、時間を要する。そこで、冷却型赤外線撮像装置において、冷却が完了するまでの時間を短縮する技術が提案されている。

特許文献1においては、冷却型赤外線撮像装置において、検知素子の温度を検知する手段と検知素子の温度に応じた回数で、赤外線映像信号を積算し、平均する技術が記載されている。そして、特許文献1に記載された技術では、検知素子の物性に応じて決定される、冷却途中の熱雑音を、冷却完了時の熱雑音に減ずることで、熱雑音を低減する。

概要

出力画像に対する熱雑音の影響を適切に低減する赤外線撮像装置、及びその制御方法を提供する。赤外線撮像装置1は、赤外線画像を生成する赤外線画像生成部3と、赤外線画像に対応する温度センサ5により計測された検知素子温度と、時間制御部4から取得された電荷蓄積時間と、赤外線検知素子31が出力する赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、赤外線画像を補正する補正処理部73とを備える。補正データ要素選択部71が補正データベースから選択した補正データ要素を、補正データ生成部72が補間処理し適用補正データを生成し、補正処理部73が赤外線画像に適用補正データを適用した画像を生成する。

目的

本発明は、出力画像に対する熱雑音の影響を、適切に低減することに貢献する赤外線撮像装置、及びその制御方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

赤外線画像を生成する、赤外線画像生成部と、前記赤外線画像に対応する、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、前記赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、前記赤外線画像を補正する、補正処理部と、を備える赤外線撮像装置

請求項2

検知素子温度と、電荷蓄積時間と、赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧と、登録補正データとを対応付けて格納する、補正データベースと、前記赤外線画像に対応する、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、前記赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、前記補正データベースから、1又は2以上の前記登録補正データを、補正データ要素として選択する、補正データ要素選択部と、をさらに備え、前記補正処理部は、前記赤外線画像と、前記補正データ要素とを用いて画像を生成する請求項1に記載の赤外線撮像装置。

請求項3

前記補正データ要素を補間処理し、適用補正データを生成する、補正データ生成部と、をさらに備え、前記補正処理部は、前記赤外線画像に、前記適用補正データを適用した画像を生成する請求項2に記載の赤外線撮像装置。

請求項4

前記補正データ生成部は、前記所定の単位領域毎に、前記補正データ要素を補間処理し、前記適用補正データを生成する、請求項3に記載の赤外線撮像装置。

請求項5

前記補正データ要素選択部は、前記赤外線画像の所定の単位領域に対応する第1の検知素子温度と、第1の電荷蓄積時間と、第1の出力レベルとに基づいて、第2の検知素子温度と、第2の電荷蓄積時間と、第2の出力とに対応する前記登録補正データを、前記補正データ要素として、前記補正データベースから選択する、請求項2乃至4のいずれか一に記載の赤外線撮像装置。

請求項6

前記補正データ要素選択部は、前記第1の検知素子温度と、前記第1の電荷蓄積時間と、前記第1の出力レベルとに対して、所定の第1の条件を満たす前記第2の検知素子温度と、所定の第2の条件を満たす前記第2の電荷蓄積時間と、所定の第3の条件を満たす前記第2の出力レベルとに対応する前記登録補正データを、前記補正データ要素として、前記補正データベースから選択する、請求項5に記載の赤外線撮像装置。

請求項7

前記補正データ要素選択部は、前記第1の検知素子温度と前記第2の検知素子温度との差、前記第1の電荷蓄積時間と前記第2の電荷蓄積時間との差、前記第1の出力レベルと前記第2の出力レベルとの差、夫々が、所定の範囲内である前記登録補正データから、前記補正データ要素を選択する、請求項5又は6に記載の赤外線撮像装置。

請求項8

赤外線画像を生成する工程と、前記赤外線画像に対応する、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、前記赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、前記赤外線画像を補正する工程と、を含む赤外線撮像装置の制御方法

請求項9

検知素子温度と、電荷蓄積時間と、赤外線画像の出力レベル又は素子電圧と、登録補正データとを対応付けて格納する工程と、前記赤外線画像に対応する、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、前記赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、前記補正データベースから、1又は2以上の前記登録補正データを、補正データ要素として選択する工程と、をさらに含み、前記赤外線画像と、前記補正データ要素とを用いて画像を生成する請求項8に記載の赤外線撮像装置の制御方法。

請求項10

前記補正データ要素を補間処理し、適用補正データを生成する、補正データ生成部と、をさらに含み、前記補正処理部は、前記赤外線画像に、前記適用補正データを適用した画像を生成する請求項9に記載の赤外線撮像装置の制御方法。

技術分野

0001

本発明は、赤外線撮像装置、及びその制御方法に関し、特に冷却型赤外線撮像装置、及びその制御方法に関する。

背景技術

0002

一般的に、冷却型赤外線撮像装置(冷却型赤外線カメラ)は、非冷却型赤外線撮像装置(非冷却型赤外線カメラ)より検出能力が高い。しかし、冷却型赤外線撮像装置は、十分に冷却されていない場合、検知素子熱雑音が、生成される赤外線画像に影響し、高品質な画像を出力できない。そこで、冷却型赤外線撮像装置においては、検知素子の熱雑音を抑えるために、検知素子を60K(kelvin)〜100K程度に冷却する必要がある。そして、冷却型赤外線撮像装置は、十分に冷却された状態で、検知素子毎出力信号のばらつきを抑える画像補正を行うことで、高品質な画像を出力できる。

0003

しかし、冷却型赤外線撮像装置が十分に冷却された状態になるまで、時間を要する。そこで、冷却型赤外線撮像装置において、冷却が完了するまでの時間を短縮する技術が提案されている。

0004

特許文献1においては、冷却型赤外線撮像装置において、検知素子の温度を検知する手段と検知素子の温度に応じた回数で、赤外線映像信号を積算し、平均する技術が記載されている。そして、特許文献1に記載された技術では、検知素子の物性に応じて決定される、冷却途中の熱雑音を、冷却完了時の熱雑音に減ずることで、熱雑音を低減する。

先行技術

0005

特開平5—276441号公報

発明が解決しようとする課題

0006

なお、上述先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明の観点からなされたものである。

0007

上述の通り、冷却型赤外線撮像装置においては、検知素子の熱雑音を抑えるために、十分に冷却する必要がある。

0008

特許文献1に記載された技術では、検知素子の温度と、加算回数との関係が、予め所定の関数に基づいて、決定されている。そのため、特許文献1に記載された技術では、多様な環境に対応できない恐れがあり、熱雑音の影響を、適切に低減できない恐れがある。

0009

そこで、本発明は、出力画像に対する熱雑音の影響を、適切に低減することに貢献する赤外線撮像装置、及びその制御方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明の第1の視点によれば、赤外線画像を生成する、赤外線画像生成部と、前記赤外線画像に対応する、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、前記赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、前記赤外線画像を補正する、補正処理部と、を備える赤外線撮像装置が提供される。

0011

本発明の第2の視点によれば、赤外線画像を生成する工程と、前記赤外線画像に対応する、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、前記赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、前記赤外線画像を補正する工程と、を含む赤外線撮像装置の制御方法が提供される。
なお、本方法は、冷却型赤外線撮像装置という、特定の機械に結び付けられている。

発明の効果

0012

本発明の各視点によれば、出力画像に対する熱雑音の影響を、適切に低減することに貢献する赤外線撮像装置、及びその制御方法が提供される。

図面の簡単な説明

0013

一実施形態の概要を説明するための図である。
赤外線撮像装置1の内部構成の一例を示すブロック図である。
補正データベース61のデータ構造の一例を示す図である。
補正データ要素の選択の一例を示す図である。
赤外線撮像装置1の動作の一例を示すフローチャートである。
赤外線撮像装置1の動作の一例を示すフローチャートである。

実施例

0014

初めに、図1を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。

0015

上述の通り、出力画像に対する熱雑音の影響を、適切に低減することに貢献する赤外線撮像装置が望まれる。

0016

そこで、一例として、図1に示す赤外線撮像装置1000を提供する。赤外線撮像装置1000は、赤外線画像生成部1001と、補正処理部1002とを備える。

0017

赤外線画像生成部1001は、赤外線画像を生成する。補正処理部1002は、赤外線画像に対応する、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、赤外線画像を補正する。

0018

以上の通り、例えば、検知素子温度が同一の場合であっても、電荷蓄積時間に応じて、熱雑音の大きさは変化する。また、電荷蓄積時間が同一の場合であっても、検知素子温度に応じて、熱雑音の大きさは異なる。しかし、赤外線撮像装置1000は、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、赤外線画像を補正する。その結果、赤外線撮像装置1000は、十分に冷却されていない状態であっても、出力画像に対する熱雑音の影響を、適切に低減できる。

0019

[第1の実施形態]
第1の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。なお、以下の説明において、赤外線撮像装置とは、冷却型赤外線撮像装置であるものとする。そして、以下の説明では、赤外線検知素子が十分に冷却されていない場合であっても、本実施形態に係る赤外線撮像装置は、赤外線画像を出力するものとする。

0020

図2は、本実施形態に係る赤外線撮像装置1の内部構成の一例を示すブロック図である。赤外線撮像装置1は、レンズ2と、赤外線画像生成部3と、時間制御部4と、温度センサ5と、制御処理部7と、記憶部6とを含んで構成される。赤外線画像生成部3は、赤外線検知素子31を含んで構成される。制御処理部7は、補正データ要素選択部71と、補正データ生成部72と、補正処理部73とを含んで構成される。記憶部6は、補正データベース61を記憶する。なお、赤外線撮像装置1は、冷却型赤外線撮像装置であり、冷却手段(図示せず)を備えるものとする。ここで、冷却手段は各種あるが、その詳細は問わない。

0021

レンズ2は、赤外線撮像装置1の外部の物体から出射された赤外線集光する。

0022

赤外線画像生成部3は、赤外線画像を生成する。具体的には、赤外線検知素子31は、レンズ2で集光され、レンズ2から出射される赤外線を検知する。赤外線検知素子31は、赤外線に基づいて、電荷励起する。そして、赤外線検知素子31は、指定された電荷蓄積時間、励起された電荷を蓄積する。ここで、赤外線画像生成部3は、時間制御部4から電荷蓄積時間を取得するものとする。電荷蓄積時間とは、赤外線検知素子31が、赤外線に基づいて励起された電荷を蓄積する時間を意味する。

0023

そして、赤外線検知素子31は、励起した電荷を、電荷蓄積時間、蓄積後、電気信号に変換し、出力する。そして、赤外線画像生成部3は、赤外線検知素子31から出力された電気信号を、画像信号に変換し、当該画像信号を赤外線画像として制御処理部7に出力する。

0024

温度センサ5は、赤外線検知素子31の温度を計測する。

0025

記憶部6は、赤外線撮像装置1の動作に必要な情報を記憶する。ここで、上述の通り、記憶部6は、補正データベース61を記憶する。

0026

補正データベース61は、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、出力レベルと、登録補正データとを対応付けて格納する。ここで、出力レベルとは、検知素子電圧を、A/D(analog to digital)変換した値を意味する。また、補正データベース61は、出力レベルに替えて、検知素子電圧を格納しても良い。補正データベース61が検知素子電圧を格納する場合、以下に説明する処理において、出力レベルに替えて、検知素子電圧を利用するものとする。具体的には、補正データベース61は、複数の検知素子温度と、複数の電荷蓄積時間と、複数の出力レベルとを、登録補正データに対応付けて格納する。ここで、登録補正データは予め生成され、補正データベース61に格納されるものとする。つまり、補正データベース61は、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、出力レベルとに対応する、2以上の登録補正データを格納する。

0027

登録補正データを生成するために、赤外線画像生成部3は、検知素子温度、及び電荷蓄積時間を変化させて、赤外線画像を生成する。赤外線画像生成部3が、2以上の検知素子温度、2以上の電荷蓄積時間に基づいて、赤外線画像を生成することで、赤外線画像生成部3は、複数のパターンの赤外線画像を生成できる。そして、補正データベース61は、赤外線画像生成部3が生成した赤外線画像を、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、出力レベルとを、登録補正データとして、補正データベース61に格納する。

0028

図3は、補正データベース61のデータ構造の一例を示す図である。図3に示すT(0)〜T(j)(jは正の整数)は、検知素子温度を意味するものとする。また、図3に示すC(0)〜C(m)(mは正の整数)は、電荷蓄積時間を意味するものとする。また、図3に示すE(0)〜E(n)(nは正の整数)は、出力レベルを意味するものとする。図3において、T、C、Eは、夫々、括弧内の数値が大きいほど、大きい値を示すものとする。そして、図3に示す四角形211〜214、221〜224、231〜234は、当該四角形内に記載された検知素子温度、電荷蓄積時間、出力レベルに対応する、登録補正データを示すものとする。なお、後述する図4においても、補正データベース61のデータ構造は、図3に示すデータ構造と同様であるものとする。

0029

また、領域210、220、230は、夫々、同一の検知素子温度に対応する登録補正データを含むものとする。具体的には、領域210は、検知素子温度T(0)に対応する登録補正データを含む。また、領域220は、検知素子温度T(1)に対応する登録補正データを含む。また、領域230は、検知素子温度T(j)(jは正の整数)に対応する登録補正データを含む。

0030

例えば、登録補正データ211は、検知素子温度T(0)、電荷蓄積時間C(0)、出力レベルE(0)に対応する、登録補正データを示すものとする。また、登録補正データ212は、検知素子温度T(0)、電荷蓄積時間C(0)、出力レベルE(n)に対応する、登録補正データを示すものとする。上記の通り、図3に示すT、C、Eは、夫々、括弧内の数値が大きいほど、大きい値を示すため、登録補正データ212に対応する出力レベルは、登録補正データ211に対応する出力レベルより大きいものとする。

0031

制御処理部7は、赤外線撮像装置1を動作させるために必要な処理を制御する。また、制御処理部7は、赤外線画像生成部3から赤外線画像を入力し、入力された赤外線画像を補正し、補正した画像を出力する。制御処理部7の各モジュールは、赤外線撮像装置1に搭載されたコンピュータに、そのハードウェアを用いて、制御処理部7の処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現しても良い。

0032

以下、制御処理部7の各モジュールについて詳細に説明する。

0033

補正データ要素選択部71は、生成された赤外線画像に対応する、検知素子温度、電荷蓄積時間、赤外線画像の出力レベルに基づいて、補正データベース61から、1又は2以上の登録補正データを、補正データ要素として選択する。

0034

具体的には、補正データ要素選択部71は、赤外線画像の各単位領域に対応する第1の検知素子温度と、第1の電荷蓄積時間と、第1の出力レベルとに基づいて、第2の検知素子温度と、第2の電荷蓄積時間と、第2の出力とに対応する登録補正データを、補正データ要素として、補正データベース61から選択する。例えば、補正データ要素選択部71は、赤外線画像の各画素に対応する、補正データ要素を選択しても良い。

0035

より具体的には、補正データ要素選択部71は、第1の検知素子温度と、第1の電荷蓄積時間と、第1の出力レベルとに対して、所定の第1の条件を満たす第2の検知素子温度と、所定の第2の条件を満たす第2の電荷蓄積時間と、所定の第3の条件を満たす第2の出力レベルとに対応する登録補正データを、補正データ要素として、補正データベース61から選択する。

0036

換言すると、補正データ要素選択部71は、第1の検知素子温度に対して、所定の第1の条件を満たす第2の検知素子温度に対応する、登録補正データを選択する。つまり、補正データ要素選択部71は、赤外線画像の撮像時の検知素子温度に対して、所定の第1の条件を満たす検知素子温度に対応する、登録補正データを補正データベース61から選択する。ここで、補正データ要素選択部71は、補正データベース61から、当該第1の条件を満たす、1又は2以上の登録補正データを選択しても良い。

0037

また、補正データ要素選択部71は、第1の電荷蓄積時間に対して、所定の第2の条件を満たす第2の電荷蓄積時間に対応する、登録補正データを選択する。つまり、補正データ要素選択部71は、赤外線画像の撮像時の電荷蓄積時間に対して、所定の第2の条件を満たす電荷蓄積時間に対応する登録補正データを、補正データベース61から選択する。ここで、補正データ要素選択部71は、第1の条件、及び第2の条件を満たす、1又は2以上の登録補正データを選択しても良い。

0038

また、補正データ要素選択部71は、第1の出力レベルに対して、所定の第3の条件を満たす第2の出力レベルに対応する、登録補正データを選択する。つまり、登録補正データ要素選択部71は、赤外線画像の撮像時の出力レベルに対して、所定の第2の条件を満たす出力レベルに対応する登録補正データを、補正データベース61から選択する。ここで、補正データ要素選択部71は、第1の条件〜第3の条件を満たす、1又は2以上の登録補正データを選択しても良い。

0039

例えば、上記の第1の条件として、補正データ要素選択部71は、第1の検知素子温度に対して、所定の範囲内の温度(近傍の温度)を、第2の検知素子温度として選択しても良い。

0040

また、上記の第2の条件として、補正データ要素選択部71は、第1の電荷蓄積時間に対して、所定の範囲内の時間(近傍の時間)を、第2の電荷蓄積時間として選択しても良い。

0041

また、上記の第3の条件として、補正データ要素選択部71は、第1の出力レベルに対して、所定の範囲内の出力レベル(近傍の出力レベル)を、第2の出力レベルとして選択しても良い。

0042

つまり、補正データ要素選択部71は、第1の検知素子温度と第2の検知素子温度との差、第1の電荷蓄積時間と第2の電荷蓄積時間との差、第1の出力レベルと第2の出力レベルとの差、夫々が、所定の範囲内である登録補正データから、補正データ要素を選択しても良い。

0043

補正データ生成部72は、補正データ要素選択部71が選択した補正データ要素に基づいて、適用補正データを生成する。具体的には、補正データ生成部72は、選択された補正データ要素を補間処理し、適用補正データを生成する。

0044

例えば、補正データ生成部72は、第1の出力レベルに対して補間処理(例えば、線形補間)を実行する。さらに、補正データ生成部72は、第1の電荷蓄積時間に対する内挿演算、第1の検知素子温度に対する内挿演算を実行し、適用補正データを生成しても良い。なお、上記において線形補間を例示したが、これは補間処理を線形補間に限定する趣旨ではない。補間方法は各種あり、その詳細は問わない。

0045

ここで、補正データ生成部72は、赤外線画像の単位領域毎に、補正データ要素を補間処理し、当該単位領域毎に適用補正データを生成することが好ましい。例えば、補正データ要素選択部71が、赤外線画像の各画素に対応する補正データ要素を選択した場合、補正データ生成部72は、赤外線画像の画素毎に補正データ要素を補間処理し、画素毎に適用補正データを生成しても良い。

0046

補正処理部73は、赤外線画像に、適用補正データを適用した画像を生成する。そして、補正処理部73は、生成した画像を出力する。

0047

図4は、補正データ要素の選択の一例を示す図である。具体的には、図4は、検知素子温度a、電荷蓄積時間b、出力レベルcの場合における、補正データ要素の選択の一例を示す図である。

0048

ここで、検知素子温度aは、T(k)<a<T(k+1)であるとする(kは正の整数)。また、電荷蓄積時間bは、C(p)<b<C(p+1)であるとする(pは正の整数)。また、出力レベルcは、E(r)<c<E(r+1)であるとする(rは正の整数)。なお、図4に示す補正データベース61のデータ構造は、図3に示す補正データベース61のデータ構造と同様であるものとする。つまり、登録補正データ311〜318、321〜328は、当該登録補正データ内に記載された検知素子温度、電荷蓄積時間、出力レベルに対応する、登録補正データを示すものとする。また、領域310は、検知素子温度T(k)に対応する登録補正データを含む。また、領域320は、検知素子温度T(k+1)に対応する登録補正データを含む。また、以下の説明において、補正データ要素選択部71は、赤外線画像に対応する検知素子温度a、電荷蓄積時間b、出力レベルcに対して、補正データベース61に登録された登録補正データのうち、最近傍の登録補正データを選択するものとする。ただし、登録された登録補正データのうち、最近傍の登録補正データを選択することは一例であり、上記の通り、本実施形態に係る補正データ要素選択部71は、所定の第1の条件〜第3の条件を満たす、1又は2以上の登録補正データを選択するものとする。つまり、以下の説明は、本実施形態に係る赤外線撮像装置1において、選択される登録補正データを、最近傍の登録補正データに限定する趣旨ではない。

0049

赤外線画像内の対象の領域(以下、注目領域と呼ぶ)に対応する、赤外線検知素子の検知素子温度がaであり、T(k)<a<T(k+1)である場合、補正データ要素選択部71は、補正データベース61から、検知素子温度T(k)に対応する登録補正データ、及び検知素子温度T(k+1)に対応する登録補正データを、補正データ要素の候補の集合(以下、補正データ要素候補群と呼ぶ)を特定する。つまり、補正データ要素選択部71は、図4に示す領域310、320に示す登録補正データ311〜318、321〜328を、補正データ要素候補群として選択する。

0050

次に、注目領域に対応する、赤外線検知素子の電荷蓄積時間がbであり、C(p)<b<C(p+1)である場合、補正データ要素選択部71は、選択された補正データ要素候補群から、電荷蓄積時間C(p)に対応する登録補正データ、及び電荷蓄積時間C(p+1)に対応する登録補正データを選択する。

0051

さらに、注目領域に対応する、赤外線検知素子の出力レベルがcであり、E(r)<c<E(r+1)である場合、補正データ要素選択部71は、選択された補正データ要素候補群から、出力レベルE(r)に対応する登録補正データ、及び出力レベルE(r+1)に対応する登録補正データを選択する。

0052

その結果、補正データ要素選択部71は、補正データベース61から、
・検知素子温度T(k)、電荷蓄積時間C(p)、出力レベルE(r)に対応する登録補正データ(図4に示す登録補正データ315)
・検知素子温度T(k)、電荷蓄積時間C(p)、出力レベルE(r+1)に対応する登録補正データ(図4に示す登録補正データ316)
・検知素子温度T(k)、電荷蓄積時間C(p+1)、出力レベルE(r)に対応する登録補正データ(図4に示す登録補正データ317)
・検知素子温度T(k)、電荷蓄積時間C(p+1)、出力レベルE(r+1)に対応する登録補正データ(図4に示す登録補正データ318)
・検知素子温度T(k+1)、電荷蓄積時間C(p)、出力レベルE(r)に対応する登録補正データ(図4に示す登録補正データ325)
・検知素子温度T(k+1)、電荷蓄積時間C(p)、出力レベルE(r+1)に対応する登録補正データ(図4に示す登録補正データ326)
・検知素子温度T(k+1)、電荷蓄積時間C(p+1)、出力レベルE(r)に対応する登録補正データ(図4に示す登録補正データ327)
・検知素子温度T(k+1)、電荷蓄積時間C(p+1)、出力レベルE(r+1)に対応する登録補正データ(図4に示す登録補正データ328)
を、補正データ要素として選択する。

0053

そして、補正データ生成部72は、補正データ要素選択部71が選択した補正データ要素(図4に示す登録補正データ315〜318、325〜328)に対して補正処理し、適用補正データを生成する。そして、補正処理部73は、赤外線画像のうち、対象の単位領域に、適用補正データを適用する。

0054

次に、本実施形態に係る赤外線撮像装置1の動作について説明する。なお、以下の説明では、赤外線画像の各画像に対応する、補正データ要素、及び適用補正データを選択、生成するものとする。

0055

図5は、本実施形態に係る赤外線撮像装置1の動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、赤外線撮像装置1は、画素毎に適用補正データを適用するものとし、適用補正データの適用対象の画素を、注目画素と呼ぶ。

0056

テップS1において、レンズ2は、赤外線を集光する。ステップS2において、赤外線画像生成部3は、赤外線画像を生成する。そして、赤外線画像生成部3は、制御処理部7に、赤外線画像を出力する。

0057

ステップS3において、制御処理部7は、赤外線画像から注目画素を決定する。ステップS4において、補正データ要素選択部71は、赤外線画像における注目画素に対応する、検知素子温度、電荷蓄積時間、出力レベルに対して、所定の条件を満たす検知素子温度、電荷蓄積時間、出力レベルに対応する登録補正データを、補正データ要素として選択する。

0058

ステップS5において、補正データ生成部72は、選択した補正データ要素に基づいて、注目画素に対応する適用補正データを生成する。ステップS6において、補正処理部73は、適用補正データを注目画素に適用する。

0059

ステップS7において、適用補正データを赤外線画像の全画素に適用したか否かを、制御処理部7は判断する。適用補正データを赤外線画像の全画素に適用した場合(ステップS7のYes分岐)には、制御処理部7は、適用補正データを適用した、画像を出力する(ステップS8)。一方、適用補正データを赤外線画像の全画素に適用していない場合(ステップS7のNo分岐)には、ステップS3に戻り、処理を継続する。

0060

次に、補正データ要素を選択する処理について詳細に説明する。

0061

図6は、補正データ要素を選択する処理の一例を示すフローチャートである。

0062

まず、制御処理部7は、赤外線画像から注目画素を決定したとする(図5に示すステップS3)。その場合、ステップS101において、補正データ要素選択部71は、注目画素に対応する、赤外線検知素子の検知素子温度に対して、所定の第1の条件を満たす検知素子温度を、補正データベース61を参照して特定する。

0063

ステップS102において、補正データ要素選択部71は、特定した検知素子温度に対応するデータ要素候補群を、補正データベース61を参照して特定する。

0064

ステップS103において、補正データ要素選択部71は、注目画素に対応する、赤外線検知素子の電荷蓄積時間に対して、所定の第2の条件を満たす電荷蓄積時間を、ステップS102の処理において特定した、データ要素候補群を参照して特定する。

0065

ステップS104において、補正データ要素選択部71は、注目画素に対応する、赤外線検知素子の出力レベルに対して、所定の第3の条件を満たす出力レベルを、ステップS102の処理において特定した、データ要素候補群を参照して特定する。

0066

ステップS105において、補正データ要素選択部71は、ステップS103の処理において特定した電荷蓄積時間、及びステップS104の処理において特定した出力レベルに対応する、1又は2以上の登録補正データを、補正データ要素として選択する。

0067

ステップS106において、補正データ要素選択部71は、選択した補正データ要素に補間処理を実行し、適用補正データを生成する。そして、図5に示すステップS6に遷移する。

0068

以上のように、本実施形態に係る赤外線撮像装置1は、検知素子温度、電荷蓄積時間に基づいて、赤外線画像を補正する。そのため、本実施形態に係る赤外線撮像装置1は、冷却型赤外線撮像装置であるとともに、十分に冷却されていない状態である場合であっても、出力画像を適切に補正できる。つまり、本実施形態に係る赤外線撮像装置1は、出力画像に対する熱雑音の影響を、適切に低減することに貢献する。

0069

なお、上記の説明では、補正データ要素を選択する際に、検知素子温度、電荷蓄積時間、出力レベルの順に、選択範囲を限定する形態について説明した。しかし、これは選択範囲を限定する順序を、特定する趣旨ではない。

0070

上述の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

0071

(付記1)上記第1の視点に係る赤外線撮像装置の通りである。

0072

(付記2)検知素子温度と、電荷蓄積時間と、赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧と、登録補正データとを対応付けて格納する、補正データベースと、前記赤外線画像に対応する、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、前記赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、前記補正データベースから、1又は2以上の前記登録補正データを、補正データ要素として選択する、補正データ要素選択部と、をさらに備え、前記補正処理部は、前記赤外線画像と、前記補正データ要素とを用いて画像を生成する付記1に記載の赤外線撮像装置。

0073

(付記3)前記補正データ要素を補間処理し、適用補正データを生成する、補正データ生成部と、をさらに備え、前記補正処理部は、前記赤外線画像に、前記適用補正データを適用した画像を生成する付記2に記載の赤外線撮像装置。

0074

(付記4)前記補正データ生成部は、前記所定の単位領域毎に、前記補正データ要素を補間処理し、前記適用補正データを生成する、付記3に記載の赤外線撮像装置。

0075

(付記5)前記補正データ要素選択部は、前記赤外線画像の所定の単位領域に対応する第1の検知素子温度と、第1の電荷蓄積時間と、第1の出力レベルとに基づいて、第2の検知素子温度と、第2の電荷蓄積時間と、第2の出力とに対応する前記登録補正データを、前記補正データ要素として、前記補正データベースから選択する、付記2乃至4のいずれか一に記載の赤外線撮像装置。

0076

(付記6)前記補正データ要素選択部は、前記第1の検知素子温度と、前記第1の電荷蓄積時間と、前記第1の出力レベルとに対して、所定の第1の条件を満たす前記第2の検知素子温度と、所定の第2の条件を満たす前記第2の電荷蓄積時間と、所定の第3の条件を満たす前記第2の出力レベルとに対応する前記登録補正データを、前記補正データ要素として、前記補正データベースから選択する、付記5に記載の赤外線撮像装置。

0077

(付記7)前記補正データ要素選択部は、前記第1の検知素子温度と前記第2の検知素子温度との差、前記第1の電荷蓄積時間と前記第2の電荷蓄積時間との差、前記第1の出力レベルと前記第2の出力レベルとの差、夫々が、所定の範囲内である前記登録補正データから、前記補正データ要素を選択する、付記5又は6に記載の赤外線撮像装置。

0078

(付記8)上記第2の視点に係る赤外線撮像装置の制御方法の通りである。

0079

(付記9)検知素子温度と、電荷蓄積時間と、赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧と、登録補正データとを対応付けて格納する工程と、前記赤外線画像に対応する、検知素子温度と、電荷蓄積時間と、前記赤外線画像の出力レベル又は検知素子電圧とに基づいて、前記補正データベースから、1又は2以上の前記登録補正データを、補正データ要素として選択する工程と、をさらに含み、前記赤外線画像と、前記補正データ要素と、を用いて画像を生成する付記8に記載の赤外線撮像装置の制御方法。

0080

(付記10)前記補正データ要素を補間処理し、適用補正データを生成する、補正データ生成部と、をさらに含み、前記補正処理部は、前記赤外線画像に、前記適用補正データを適用した画像を生成する付記9に記載の赤外線撮像装置の制御方法。

0081

なお、上記の特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

0082

1、1000赤外線撮像装置
2レンズ
3、1001赤外線画像生成部
4時間制御部
5温度センサ
6 記憶部
7制御処理部
31赤外線検知素子
61補正データベース
71補正データ要素選択部
72補正データ生成部
73、1002補正処理部
210、220、230、310、320 領域
211〜214、221〜224、231〜234、311〜318、321〜328登録補正データ

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