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多波長域赤外線撮像装置

国内特許コード P05A008043
整理番号 1872
掲載日 2005年12月2日
出願番号 特願平09-064244
公開番号 特開平10-262178
登録番号 特許第3163322号
出願日 平成9年3月18日(1997.3.18)
公開日 平成10年9月29日(1998.9.29)
登録日 平成13年2月23日(2001.2.23)
発明者
  • 杉井 正克
  • 長南 隆夫
  • 福山 義幸
  • 浜田 雄彦
  • 小林 隆
出願人
  • 防衛装備庁長官
発明の名称 多波長域赤外線撮像装置
発明の概要 【課題】 単一の赤外線検知器に波長域の異なる赤外線を、フレーム同期信号に同期させて、フレーム毎に切り換えて入射させることによって、1つの系統の画像信号で複数の波長域の赤外線画像信号を得る多波長域赤外線撮像装置を実現する。
【解決手段】 光学系、撮像フレームレートに同期して波長域を分割するフレーム同期波長分割器、赤外線検知器、前記赤外線検知器を駆動するための駆動タイミング発生回路、前記赤外線検知器からの画像信号のレベルを調整する画像信号調整回路及び画像信号のオフセット及び感度補正を行う画像信号補正回路で構成する。
従来技術、競合技術の概要


図7は、従来の多波長域赤外線撮像装置を示す1例である。図において、1は撮像目標からの赤外線、2は光学系、3は撮像目標からの赤外線を2つの光路に分割するビームスプリッタ、4a及び4bはそれぞれ撮像目標からの赤外線を所望の波長域の赤外線に分割する第1のフィルタ及び第2のフィルタ、5a及び5bはそれぞれ第1の赤外線検知器及び第2の赤外線検知器、6a及び6bはそれぞれ第1の駆動タイミング発生回路及び第2の駆動タイミング発生回路、7a及び7bはそれぞれ第1の画像信号調整回路および第2の画像信号調整回路、8a及び8bはそれぞれ第1の画像信号補正回路および第2の画像信号補正回路である。
従来の多波長域赤外線撮像装置は上記のように構成され、以下のように動作する。撮像目標から放射される赤外線1は、光学系2に入射する。前記光学系2は撮像目標から放射される赤外線を集光する。集光した赤外線は前記ビームスプリッタ3によって2つの光路に分割され、それぞれ前記第1のフィルタ4a及び前記第2のフィルタ4bを透過することによって波長域の異なる分光赤外線となり、前記第1の赤外線検知器5a及び前記第2の赤外線検知器5bにそれぞれ入射する。
前記第1の駆動タイミング発生回路6aによって駆動される前記第1の赤外線検知器5aは入射した分光赤外線を光電変換し、画像信号を出力する。画像信号は前記第1の画像信号調整回路7aによって画像1フレームの信号レベルの平均が画像信号の規格の電圧範囲の中間電圧になるように自動的に調整される。
前記第1の画像信号調整回路7aからの出力画像信号は、前記第1の画像信号補正回路8aで、均一な被写体を撮像したときに均一な画像が得られるように前記第1の赤外線検知器5aの各画素に対応したオフセット補正処理及び感度補正処理が実行される。
一方、前記ビームスプリッタ3によって分割された後、前記第2のフィルタ4bを透過した分光赤外線は、前記駆動タイミング発生回路6bによって駆動される前記第2の赤外線検知器5bで画像信号として光電変換される。前記第2の赤外線検知器5bからの画像信号は、第2の画像信号調整回路7bによってレベル調整された後、第2の画像信号補正回路8bによってオフセット補正及び感度補正処理が実行される。
図8は、図7に示した従来の多波長域赤外線撮像装置による画像信号と画像の1例を模式的に示したディスプレイ上の中間調画像である。図において9~13は、前記第1の赤外線検知器5aから出力された連続5フレームの画像信号を示し、14~19は前記画像信号9~13に対応した5フレームの画像を示している。また、19~23は、前記第2の赤外線検知器5bから出力された連続5フレームの画像信号を示し、24~28は前記画像信号19~23に対応した5フレームの画像を示している。

産業上の利用分野


この発明は、複数の波長域の赤外線画像を撮像する多波長域赤外線撮像装置の構成に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
赤外線を撮像させる光学系と、赤外線を光電変換する1つの赤外線検知器と、前記赤外線検知器を駆動させる駆動タイミング発生回路と、前記駆動タイミング発生回路から出力するフレーム同期信号に同期して、フレーム毎に赤外線を複数の異なる波長域に分割し、前記赤外線検知器へ入射させるためのフレーム同期波長分割器と、前記赤外線検知器からのアナログ画像信号の直流レベルを調整する画像信号調整回路と、画像信号の波長域に対応した感度補正を行う画像信号補正回路とを設けたことを特徴とする多波長域赤外線撮像装置。

【請求項2】
前記フレーム同期波長分割器を、複数の異なる波長帯域の透過型フィルタと、前記透過型フィルタを固定するフィルタ板と、前記フィルタ板を回転させる回転機構と、前記透過型フィルタを透過した赤外線が前記赤外線検知器へ入射する位置を検出するための回転位置検出器と、前記駆動タイミング発生回路で発生させる前記フレーム同期信号及び前記回転位置検出器からの回転位置検出信号によって前記回転機構を制御する回転制御回路とで構成することを特徴とする請求項1記載の多波長域赤外線撮像装置。

【請求項3】
前記フレーム同期波長分割器を、複数の異なる波長帯域の反射型フィルタからなる多面体反射鏡と、前記多面体反射鏡を回転させる回転機構と、前記多面体反射鏡で反射した赤外線が前記赤外線検知器へ入射する位置を検出するための回転位置検出器と、前記駆動タイミング活性回路で発生させる前記フレーム同期信号及び前記回転位置検出器からの回転位置検出信号によって前記回転機構を制御する回転制御回路とで構成することを特徴とする請求項1記載の多波長域赤外線撮像装置。

【請求項4】
前記画像信号調整回路を、前記赤外線検知器からの出力画像信号を増幅する増幅器と、基準電圧発生回路と、前記増幅器によって増幅された画像信号と前記基準電圧発生回路から発生させる基準電圧との差電圧を出力する比較回路と、前記比較回路からの出力を前記フレーム同期信号に同期させて切り換える記憶切換マルチプレクサと、前記比較回路から出力されるレベル調整値を前記記憶切換マルチプレクサによってフレーム毎に切り換えて記憶させるための複数のレベル調整値記憶回路と、レベル調整のために、前記レベル調整値記憶回路に記憶してあるレベル調整値を、前記赤外線検知器の出力信号から差し引くために、前記フレーム同期信号に同期させて切り換える読出し切換マルチプレクサとで構成することを特徴とする請求項1記載の多波長域赤外線撮像装置。

【請求項5】
前記画像信号補正回路を、前記画像信号調整回路から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するためのAD変換回路と、撮像する波長域に対応したオフセット補正値を記憶した複数のオフセットメモリと、オフセット補正処理を実行するためのオフセット演算処理回路と、オフセット演算処理のためのオフセット補正値を前記フレーム同期信号に同期させて前記オフセットメモリから読み出すオフセットメモリ読出しマルチプレクサと、撮像する波長域に対応した感度補正値を記憶させた複数の感度補正メモリと、感度補正処理を実行するための感度補正演算処理回路と、前記感度補正メモリの読出し切り換えのために感度補正メモリ読出しマルチプレクサ回路と、補正処理されたデジタル画像信号をアナログ画像信号に変換するためのDA変換回路とで構成することを特徴とする請求項1記載の多波長域赤外線撮像装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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