红外线拍摄装置以及固定模式噪声数据的生成方法制造方法及图纸

技术编号：40270368 阅读：11 留言：0更新日期：2024-02-02 22:57

本发明专利技术的红外线拍摄装置具备：红外线拍摄元件(2)，接受红外线而拍摄热图像；元件温度传感器(6)，检测红外线拍摄元件(2)的温度；FPN存储器(16)，存储被检测到的红外线拍摄元件(2)的温度下的FPN数据；帧存储器(8)，储存由红外线拍摄元件(2)在一定期间拍摄到的多个热图像的帧数据；以及FPN数据生成部(14)，在基于储存于帧存储器(8)的多个帧数据而判断为在拍摄对象没有变动的情况下，从FPN存储器(16)取得与取得帧数据时的红外线拍摄元件(2)的温度对应的FPN数据，并进行上述多个帧数据的平均值A<subgt;F</subgt;与所取得的上述FPN数据的平均化处理，而更新FPN数据来生成，由此在无机械快门的情况下取得FPN数据。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本申请涉及红外线拍摄装置以及固定模式噪声数据的生成方法。

技术介绍

1、以往，可对二维图像进行拍摄的红外线拍摄装置在监视照相机、夜视装置、热成像仪、或车辆、飞机等所搭载的对方监视装置等领域中被用作业务用、工业用、军事用等。另一方面，近年来，随着使用soi(silicon on insulator，绝缘体上硅)二极管的可对二维图像进行拍摄的红外线拍摄元件搭载于家庭用空调机等上述红外线拍摄装置的低价格化的发展，还出现了作为民生用途的使用。

2、在热型的红外线拍摄装置中，以二维阵列状排列具有隔热构造的像素而构成拍摄元件，且利用像素的温度根据所入射的红外线而变化这一情况来对红外线像进行拍摄。具体而言，通过对像素注入电流或施加电压而使电信号产生。像素的温度因红外线的入射而微小地变动，上述电信号微小地变动。放大该电信号的变动，经由向数字信号的转换而输出到外部。

3、这里，像素的温度不仅受由所入射的红外线引起的温度变化，还同时受由施加电流或电压引起的像素本身的自我发热、拍摄元件以外的部件类的发热、由环境温度的变化等引起的温度变化的影响。另外，由于每个像素的隔热性能、消耗电力量、施加电压以及电流量的偏差等而导致自我发热的程度不同，因此产生每个像素的输出电平差。另外，放大器的偏差等也成为输出电平差的原因。该输出电平差对拍摄元件整体表现为固定模式的噪音，因此被称为fixed pattern noise(fpn，固定模式噪声)。固定模式噪声由于每个像素的隔热性能而变化，消耗电力量因环境温度而变化，所以由环境温度的变化引起的输出电平的变动变得显著。

4、这样，捕捉从被拍摄体发出的能量而得的实际的拍摄数据和装置所固有的固定模式噪声混杂在红外线拍摄装置所拍摄到的热图像数据中，为了得到正确的热图像而需要生成固定模式噪声数据、以及从所拍摄到的热图像数据除去固定模式噪声数据。

5、作为取得固定模式噪声数据的方法，公知有对用快门覆盖光学系统而遮断来自外部的红外线的状态进行拍摄的方法，以及使视轴朝向被认为温度相对均匀的物体(例如“天空”等)，在使透镜的焦点模糊的状态下且在未关闭校正用的快门的情况下进行校准的方法。

6、另一方面，例如，在专利文献1中公开了不使用机械快门而在校正为实际的拍摄时进行校正的方法。该方法基于热释电传感器的性质即红外线检测信号的变动被散粒噪声所支配，且由散粒噪声引起的红外线检测信号的变动程度等于信号成分的量的1/2次方这样的关系。

7、专利文献1：国际公开2016/185701号公报(段落0054)

8、然而，在民生用途中，低价格是重要的，为了进一步降低价格，而优选去除用于从红外线拍摄装置的光学系统取得固定模式噪声数据的机械快门，并且优选光学系统为固定焦点。在该情况下，存在无法使用对用机械快门覆盖光学系统而遮断来自外部的红外线的状态进行拍摄的方法、以及使视轴朝向被认为温度相对均匀的物体并在使透镜的焦点模糊的状态下进行校准的方法这样的问题。

9、另外，在soi二极管中，由于未表现出由散粒噪声引起的红外线检测信号的变动程度等于信号成分的量的1/2次方这一关系，因此在红外线拍摄装置的拍摄元件为soi二极管的情况下，存在无法实际应用专利文献1所公开的方法的问题。

技术实现思路

1、本申请是为了解决上述那样的课题而做出的，其目的在于，提供即使在使用soi二极管的红外线拍摄装置中也不需要机械快门就能够取得固定模式噪声数据的红外线拍摄装置以及固定模式噪声数据的生成方法。

2、本申请所公开的红外线拍摄装置的特征在于，具备：红外线拍摄元件，接受红外线而拍摄热图像；温度传感器，检测上述红外线拍摄元件的温度；fpn存储器，存储被检测到的上述红外线拍摄元件的温度下的固定模式噪声数据；帧存储器，储存由上述红外线拍摄元件在一定期间拍摄到的多个热图像的帧数据；以及数据生成部，在基于储存于上述帧存储器的多个帧数据而判断为在拍摄对象没有变动的情况下，从上述fpn存储器取得与取得上述帧数据时的上述红外线拍摄元件的温度对应的上述固定模式噪声数据，并进行上述多个帧数据的平均值与所取得的上述固定模式噪声数据的平均化处理，而更新上述固定模式噪声数据来生成该固定模式噪声数据。

3、本申请所公开的固定模式噪声数据的生成方法的特征在于，包括：由红外线拍摄元件接受红外线而拍摄热图像的工序；将在一定期间拍摄到的多个上述热图像的帧数据储存于帧存储器的工序；基于储存于上述帧存储器的多个帧数据，进行在拍摄对象是否有变动的判定的工序；以及在判断为在上述拍摄对象没有变动的情况下，从fpn存储器取得与取得上述帧数据时的上述红外线拍摄元件的温度对应的固定模式噪声数据，并进行上述多个帧数据的平均值与所取得的上述固定模式噪声数据的平均化处理，而更新上述固定模式噪声数据来生成该固定模式噪声数据的工序。

4、根据本申请，能够提供面向民生用途的结构简易且廉价的红外线拍摄装置。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种红外线拍摄装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的红外线拍摄装置，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的红外线拍摄装置，其特征在于，

4.一种固定模式噪声数据的生成方法，其特征在于，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种红外线拍摄装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的红外线拍摄装置，其特征在于，

3...

【专利技术属性】
技术研发人员：服部公春，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人