WO2009107471A1 - 赤外線撮像装置および固定パターンノイズ補正方法 - Google Patents

赤外線撮像装置および固定パターンノイズ補正方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an infrared imaging device and a fixed pattern noise correction method.
  • An infrared imaging device such as an infrared camera is configured to collect infrared light from a subject with an infrared lens and detect the collected infrared light with an infrared sensor.
  • the infrared sensor has a problem that the luminance of the output signal varies from pixel to pixel. This problem is caused by the fact that FPN (Fixed Pattern Noise) included in the output signal of the infrared sensor is different for each pixel.
  • FPN Fixed Pattern Noise
  • the FPN in order to ensure the image quality of the image, the FPN must be removed from the output signal of the infrared sensor, and for that purpose, the FPN needs to be corrected. This correction is called FPN correction.
  • FPN correction As a method of FPN correction in an infrared imaging device, there is a method of performing FPN correction by utilizing the fact that the luminance of the output signal of the infrared sensor changes according to the change of the infrared light incident on the infrared sensor.
  • This FPN correction is called scene-based FPN correction (Scene-based FPN correction) or scene-based NUC (Scene-based Nonuniformity Correction).
  • Non-Patent Documents 1 and 2. a method for obtaining FPN for each pixel based on a change in luminance of an output signal of an infrared sensor according to a change in infrared light incident on the infrared sensor is described in Non-Patent Documents 1 and 2. Is disclosed in detail.
  • the change of the infrared light incident on the infrared sensor is required for the movement of the infrared imaging device itself or the subject.
  • the movement of the infrared imaging device requires a large amount of power according to the size of the infrared imaging device, the external structure of the infrared imaging device is limited.
  • an object of the present invention is to provide an infrared imaging device and a fixed pattern noise correction method capable of solving the above-described problems.
  • the infrared imaging device of the present invention is An infrared lens that collects infrared light, an infrared sensor that detects the collected infrared light, and an image signal that obtains an image signal by removing fixed pattern noise for each pixel from the output signal of the infrared sensor
  • An infrared imaging device having an output unit, A sensor visual field control unit that changes a visual field of the infrared sensor with respect to infrared light incident on the infrared sensor; And an overall control unit for obtaining fixed pattern noise for each pixel based on the luminance of the output signal of the infrared sensor when the visual field of the infrared sensor is changed.
  • the fixed pattern noise correction method of the present invention includes: A fixed pattern noise correction method by an infrared imaging device that obtains an image signal by removing fixed pattern noise for each pixel from an output signal of an infrared sensor that detects infrared light collected by an infrared lens, Changing the field of view of the infrared sensor relative to the infrared light incident on the infrared sensor; Obtaining fixed pattern noise for each pixel based on the luminance of the output signal of the infrared sensor when the visual field of the infrared sensor is changed.
  • the sensor visual field control unit that changes the visual field of the infrared sensor with respect to the infrared light incident on the infrared sensor is provided.
  • the infrared light incident on the infrared sensor can be changed without moving the infrared imaging device and the subject, the effect of performing stable scene-based FPN correction can be obtained.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an infrared imaging device according to the present embodiment.
  • the infrared imaging apparatus of the present embodiment includes an infrared lens 11, an infrared sensor 12, a sensor visual field control unit 13, an amplification unit 14, an A / D conversion unit 15, and an overall control unit 16.
  • the infrared lens 11 collects infrared light from the subject.
  • the infrared sensor 12 detects infrared light collected by the infrared lens 11.
  • the output signal of the infrared sensor 12 is amplified by the amplifier 14, converted into a digital signal by the A / D converter 15, and then input to the overall controller 16 and the image signal output unit 18.
  • the sensor visual field control unit 13 changes the visual field of the infrared sensor 12 with respect to the infrared light incident on the infrared sensor 12.
  • the overall control unit 16 controls the sensor visual field control unit 13 to change the visual field of the infrared sensor 12 at the time of FPN correction. Then, the overall control unit 16 obtains the FPN for each pixel based on the luminance of the output signal of the infrared sensor 12 when the visual field of the infrared sensor 12 is changed, and stores the obtained FPN in the compensation data memory 17 as compensation data. Store.
  • the FPN correction is automatically performed when the apparatus is activated or when a change in environmental temperature is detected by a temperature sensor (not shown).
  • the image signal output unit 18 obtains an image signal by removing the FPN and compensating the output signal of the infrared sensor 12 based on the compensation data stored in the compensation data memory 17, and the obtained image signal is converted into an image.
  • the image signal stored in the image memory 19 is output to a display device or the like via an interface (not shown).
  • the sensor visual field control unit 13 that changes the visual field of the infrared sensor 12 with respect to the infrared light incident on the infrared sensor 12 is provided.
  • the feature of the present embodiment is that the field of view of the infrared sensor 12 is changed by the sensor field of view control unit 13 and is based on the change in luminance of the output signal of the infrared sensor 12 according to the change of the field of view of the infrared sensor 12.
  • the method disclosed in Non-Patent Documents 1 and 2 can be used as the method for obtaining the FPN for each pixel, detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the sensor visual field control unit 13 according to the first embodiment of the present invention.
  • the sensor visual field control unit 13 includes a refractor 21 and a refractor angle control unit 22.
  • the refractor 21 is disposed between the infrared lens 11 and the infrared sensor 12 and refracts the infrared light collected by the infrared lens 11.
  • the refractor 21 is not particularly limited as long as it refracts infrared light.
  • a material made of a material such as germanium, chalcogenide, sapphire, or plastic can be used.
  • the refractor angle control unit 22 changes the angle of the refractor 21 with respect to the infrared light.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the refractor angle control unit 22.
  • the refractor angle control unit 22 of this example includes a shaft 23, a solenoid 24, and a drive unit 25.
  • the shaft 23 is a rod-shaped shaft connected to the lower part of the refractor 21. Note that the movement of the upper part of the refractor 21 is limited to vertical movement only.
  • the solenoid 24 is composed of a plunger that operates integrally with the coil and the shaft 23, and the plunger moves by excitation of the coil. Therefore, when the plunger moves due to the excitation of the coil, the connecting portion between the refractor 21 and the shaft 23 moves in the left-right direction in FIG. 3, thereby changing the angle of the refractor 21 with respect to infrared light.
  • the drive unit 25 excites the coil of the solenoid 24.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another configuration example of the refractor angle control unit 22.
  • the refractor angle control unit 22 of this example includes a shaft 26, a gear 27, and a drive unit 28.
  • the shaft 26 is a rod-shaped shaft connected to the lower part of the refractor 21. Further, a tooth profile 26 a is formed on the shaft 26 along the moving direction of the shaft 26. Note that the movement of the upper part of the refractor 21 is limited to vertical movement only.
  • the gear 27 is configured to mesh with the tooth profile 26 a of the shaft 26. Therefore, when the gear 27 rotates, the connecting portion between the refractor 21 and the shaft 23 moves in the left-right direction in FIG. 4, thereby changing the angle of the refractor 21 with respect to infrared light.
  • the driving unit 28 rotates the gear 27.
  • the refractor 21 disposed between the infrared lens 11 and the infrared sensor 12 and the refractor angle control unit 22 that changes the angle of the refractor 21 with respect to the infrared light are provided. Provided.
  • the optical path of the infrared light is changed, so that the field of view of the infrared sensor 12 with respect to the infrared light can be changed.
  • the field of view of the infrared sensor 12 can be changed by changing the angle of the refractor 21 with respect to the infrared light in any of vertical, horizontal, and diagonal directions. Therefore, the angular direction of the refractor 21 with respect to the infrared light is not limited to the angular directions shown in FIGS.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the sensor visual field control unit 13 according to the second embodiment of the present invention.
  • the sensor visual field control unit 13 has a lens eccentric movement control unit 31 that moves the infrared lens 11 eccentrically while keeping the incident surface of the infrared light constant. Yes.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the lens eccentricity movement control unit 31.
  • the lens eccentric movement control unit 31 of this example includes a lens holding member 32, a gear 33, and a drive unit 34.
  • the lens holding member 32 holds the infrared lens 11 such that the center of the infrared lens 11 is decentered with respect to the center of the own lens holding member 32.
  • a tooth profile 32 a is formed on the outer periphery of the lens holding member 32.
  • the gear 32 is configured to mesh with the tooth profile 32 a on the outer periphery of the lens holding member 32. Therefore, when the gear 32 rotates, the lens holding member 32 rotates, and thereby the infrared lens 11 held by the lens holding member 32 moves eccentrically.
  • the driving unit 33 rotates the gear 32.
  • the lens eccentric movement control unit 31 for moving the infrared lens 11 eccentrically is provided.
  • the optical axis of the infrared light is changed, so that the field of view of the infrared sensor 12 with respect to the infrared light can be changed.
  • the lens eccentric movement control unit 31 is integrated with the focus adjustment mechanism, and when the infrared lens 11 is rotated for focus adjustment, the infrared lens 11 is eccentrically moved so that compensation data can be obtained. It may be structured.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the sensor visual field control unit 13 according to the third embodiment of the present invention.
  • the sensor visual field control unit 13 moves the infrared sensor 12 in parallel (vertical direction in FIG. 7) while keeping the infrared light incident surface constant.
  • a control unit 41 is provided.
  • FIG. 8 is a diagram of the sensor movement control unit 41 as viewed from the X direction of FIG. 7
  • FIG. 9 is a diagram of the sensor movement control unit 41 as viewed from the Y direction of FIG.
  • the sensor movement control unit 41 of this example includes a guide groove 42, a guide rail 43, an actuator 44, and a drive unit 45.
  • the guide groove 42 is two parallel concave grooves attached to the back surface of the infrared sensor 12 facing the infrared lens 11.
  • the guide rail 43 is two parallel convex rails that are disposed on the back side of the infrared sensor 12 and engage with the two guide grooves 42, respectively.
  • the actuator 44 moves the infrared sensor 12 in parallel along the guide rail 43 while keeping the infrared light incident surface constant.
  • the actuator 44 can be a piezoelectric element such as a piezo element that expands and contracts when a voltage is applied.
  • the piezoelectric element expands and contracts due to the application of voltage, the infrared sensor 12 moves in the vertical direction in FIG.
  • the actuator 44 may be a solenoid that moves integrally with the coil and the infrared sensor 12, and the plunger moves by excitation of the coil. In this case, when the plunger is moved by exciting the coil, the infrared sensor 12 is moved in the vertical direction in FIG.
  • the driving unit 45 drives the actuator 44.
  • the drive unit 45 applies a voltage to the piezoelectric element when the actuator 44 is a piezoelectric element, and excites a coil of the solenoid when the actuator 44 is a solenoid.
  • the sensor movement control unit 41 that translates the infrared sensor 12 since the sensor movement control unit 41 that translates the infrared sensor 12 is provided, the field of view of the infrared sensor 12 with respect to infrared light can be changed.
  • the visual field of the infrared sensor 12 can be changed regardless of whether the infrared sensor 12 moves in any of vertical, horizontal, and diagonal directions. Therefore, the moving direction of the infrared sensor 12 is not limited to the moving direction shown in FIGS.
  • the sensor visual field control unit 13 is configured by combining the refractor 21 and the refractor angle control unit 22 according to the first embodiment and the sensor movement control unit 41 according to the third embodiment.
  • the drawings of this embodiment are omitted.
  • the angle of the refractor 21 provided in the previous stage of the infrared sensor 12 with respect to the infrared light is changed, and the infrared sensor 12 itself is also translated.
  • the angular direction of the refractor 21 with respect to the infrared light and the moving direction of the infrared sensor 12 are each changed to only one direction. Even so, the field of view of the infrared sensor 12 can be changed to various positions in accordance with the combination.

Abstract

 本発明は、赤外光を集光する赤外線レンズ(11)と、該集光された赤外光を検知する赤外線センサ(12)と、赤外線センサ(12)の出力信号から、画素ごとの固定パターンノイズを除去して画像信号を得る画像信号出力部(18)と、を有する赤外線撮像装置に適用される。この赤外線撮像装置は、赤外線センサ(12)に入射される赤外光に対する赤外線センサ(12)の視野を変化させるセンサ視野制御部(13)と、赤外線センサ(12)の視野を変化させた時の赤外線センサ(12)の出力信号の輝度を基に、画素ごとの固定パターンノイズを求める全体制御部(16)と、を有している。

Description

赤外線撮像装置および固定パターンノイズ補正方法
 本発明は、赤外線撮像装置および固定パターンノイズ補正方法に関する。
 赤外線カメラ等の赤外線撮像装置は、被写体からの赤外光を赤外線レンズにて集光し、その集光された赤外光を赤外線センサにて検知する構成になっている。
 ところが、赤外線センサには、出力信号の輝度が画素ごとにばらつくという問題点がある。この問題は、赤外線センサの出力信号に含まれているFPN(Fixed Pattern Noise:固定パターンノイズ)が、画素ごとに異なることに起因している。
 したがって、赤外線撮像装置において、画像の画質を確保するためには、赤外線センサの出力信号からFPNを除去しなければならず、そのためには、FPNを補正する必要がある。この補正は、FPN補正と称されている。
 赤外線撮像装置におけるFPN補正の手法としては、赤外線センサに入射される赤外光の変化に応じて、赤外線センサの出力信号の輝度が変化することを利用して、FPN補正を行う手法がある。このFPN補正は、シーンベースドFPN補正(Scene-based FPN correction)またはシーンベースドNUC(Scene-based Nonuniformity Correction)と称されている。
 なお、シーンベースドFPN補正において、赤外線センサに入射される赤外光の変化に応じた赤外線センサの出力信号の輝度の変化を基に、画素ごとのFPNを求める方法は、非特許文献1,2に詳しく開示されている。
 ところで、赤外線撮像装置においては、シーンベースドFPN補正を行う場合、通常、赤外線センサに入射される赤外光の変化を、赤外線撮像装置自体または被写体の移動に求めていた。
 しかし、赤外線撮像装置の移動には、赤外線撮像装置の大きさに応じた大きな動力が必要となるため、赤外線撮像装置の外部構造が制限されてしまう。
 また、被写体の移動に期待する場合、被写体の移動がシーンベースドFPN補正に適さないと、求めるFPNが不適切なものになってしまう。
 したがって、赤外線撮像装置においては、赤外線撮像装置および被写体を移動させることなく、赤外線センサに入射される赤外光を変化させて、安定したシーンベースドFPN補正を行うことが重要な課題となっている。
"An algebraic restoration method for estimating fixed-pattern noise in infrared imagery from a video sequence", Unal Sakoglu, Russell C. Hardie, Majeed M. Hayat, Bradley M. Ratliff and J. Scott Tyo, Department of Electrical and Computer Engineering, University of New Mexico, Albuquerque, NM, USA 87131-0001, Department of Electrical and Computer Engineering, University of Dayton, Dayton, OH,USA 45469-0226 "Generalized Algebraic Algorithm for Scene-based Nonuniformity Correction", Majeed M. Hayat, Bradley M. Ratliff, J. Scott Tyo and Kamil Agi, University of New Mexico, Department of Electrical and Computer Engineering, Albuquerque, NM, USA 87131, K & A Wireless LLC, 2617 Juan Tabo, NE., Suite A, Albuquerque, NM, USA 87112
 そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決することができる赤外線撮像装置および固定パターンノイズ補正方法を提供することにある。
 本発明の赤外線撮像装置は、
 赤外光を集光する赤外線レンズと、該集光された赤外光を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力信号から、画素ごとの固定パターンノイズを除去して画像信号を得る画像信号出力部と、を有してなる赤外線撮像装置であって、
 前記赤外線センサに入射される赤外光に対する該赤外線センサの視野を変化させるセンサ視野制御部と、
 前記赤外線センサの視野を変化させた時の該赤外線センサの出力信号の輝度を基に、画素ごとの固定パターンノイズを求める全体制御部と、を有する。
 本発明の固定パターンノイズ補正方法は、
 赤外線レンズにて集光された赤外光を検知する赤外線センサの出力信号から、画素ごとの固定パターンノイズを除去して画像信号を得る赤外線撮像装置による固定パターンノイズ補正方法であって、
 前記赤外線センサに入射される赤外光に対する該赤外線センサの視野を変化させるステップと、
 前記赤外線センサの視野を変化させた時の該赤外線センサの出力信号の輝度を基に、画素ごとの固定パターンノイズを求めるステップと、を有する。
 本発明の赤外線撮像装置によれば、赤外線センサに入射される赤外光に対する赤外線センサの視野を変化させるセンサ視野制御部を設けている。
 したがって、赤外線撮像装置および被写体を移動させることなく、赤外線センサに入射される赤外光を変化させることができるため、安定したシーンベースドFPN補正を行うことができるという効果が得られる。
本発明の一実施形態の赤外線撮像装置の構成を示す図である。 本発明の実施例1に係るセンサ視野制御部の構成を示す図である。 図2に示した屈折器角度制御部の一構成例を示す図である。 図2に示した屈折器角度制御部の他の構成例を示す図である。 本発明の実施例2に係るセンサ視野制御部の構成を示す図である。 図5に示したレンズ偏心移動制御部の一構成例を示す図である。 本発明の実施例3に係るセンサ視野制御部の構成を示す図である。 図7に示したセンサ移動制御部をX方向から見た図である。 図7に示したセンサ移動制御部をY方向から見た図である。
 以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
 図1は、本実施形態の赤外線撮像装置の構成を示す図である。
 図1に示すように、本実施形態の赤外線撮像装置は、赤外線レンズ11と、赤外線センサ12と、センサ視野制御部13と、増幅部14と、A/D変換部15と、全体制御部16と、補償データメモリ17と、画像信号出力部18と、画像メモリ19と、を有している。
 赤外線レンズ11は、被写体からの赤外光を集光する。
 赤外線センサ12は、赤外線レンズ11にて集光された赤外光を検知する。赤外線センサ12の出力信号は、増幅部14にて増幅され、A/D変換部15にてデジタル信号に変換された後、全体制御部16および画像信号出力部18に入力される。
 センサ視野制御部13は、赤外線センサ12に入射される赤外光に対する赤外線センサ12の視野を変化させる。
 全体制御部16は、FPN補正時に、センサ視野制御部13を制御して赤外線センサ12の視野を変化させる。そして、全体制御部16は、赤外線センサ12の視野を変化させた時の赤外線センサ12の出力信号の輝度を基に、画素ごとのFPNを求め、求めたFPNを補償データとして補償データメモリ17に格納する。なお、FPN補正は、装置起動時や不図示の温度センサにて環境温度の変化が検知された時などに自動的に行われる。
 画像信号出力部18は、赤外線センサ12の出力信号を、補償データメモリ17に格納された補償データを基に、FPNを除去し補償することで画像信号を得て、得られた画像信号を画像メモリ19に格納する。画像メモリ19に格納された画像信号は、不図示のインタフェースを介して表示装置等へ出力される。
 上述したように本実施形態においては、赤外線センサ12に入射される赤外光に対する赤外線センサ12の視野を変化させるセンサ視野制御部13を設けている。
 したがって、赤外線撮像装置および被写体を移動させることなく、赤外線センサ12に入射される赤外光を変化させることができるため、安定したシーンベースドFPN補正を行うことができる。
 なお、本実施形態の特徴は、センサ視野制御部13により赤外線センサ12の視野を変化させる点にあり、赤外線センサ12の視野の変化に応じた赤外線センサ12の出力信号の輝度の変化を基にして画素ごとのFPNを求める方法は、非特許文献1,2に開示された方法を使用できるため、詳細な説明は省略する。
 以下、図1に示した赤外線撮像装置の具体的な実施例について説明する。
 (実施例1)
 図2は、本発明の実施例1に係るセンサ視野制御部13の構成を示す図である。
 図2に示すように、本実施例に係るセンサ視野制御部13は、屈折器21と、屈折器角度制御部22と、を有している。
 屈折器21は、赤外線レンズ11と赤外線センサ12との間に配置され、赤外線レンズ11にて集光された赤外光を屈折させる。屈折器21としては、赤外光を屈折させるものであれば、特に限定はなく、例えば、ゲルマニウム、カルコゲナイド、サファイア、プラスチック等の材料からなるものを使用することができる。
 屈折器角度制御部22は、屈折器21の赤外光に対する角度を変化させる。
 図3は、屈折器角度制御部22の一構成例を示す図である。
 図3に示すように、本例の屈折器角度制御部22は、シャフト23と、ソレノイド24と、駆動部25と、を有している。
 シャフト23は、屈折器21の下部に連結された棒状のシャフトである。なお、屈折器21の上部は、移動が上下移動のみに制限されるようになっている。
 ソレノイド24は、コイルおよびシャフト23と一体的に動作するプランジャからなり、コイルの励磁によりプランジャが移動する構成になっている。よって、コイルの励磁によりプランジャが移動すると、屈折器21とシャフト23との連結部分が図3の左右方向に移動し、それにより、屈折器21の赤外光に対する角度が変化することになる。
 駆動部25は、ソレノイド24のコイルを励磁する。
 図4は、屈折器角度制御部22の他の構成例を示す図である。
 図4に示すように、本例の屈折器角度制御部22は、シャフト26と、歯車27と、駆動部28と、を有している。
 シャフト26は、屈折器21の下部に連結された棒状のシャフトである。また、シャフト26には、シャフト26の移動方向に沿って歯形26aが形成されている。なお、屈折器21の上部は、移動が上下移動のみに制限されるようになっている。
 歯車27は、シャフト26の歯形26aと噛み合うような構成になっている。よって、歯車27が回転すると、屈折器21とシャフト23との連結部分が図4の左右方向に移動し、それにより、屈折器21の赤外光に対する角度が変化することになる。
 駆動部28は、歯車27を回転させる。
 上述したように本実施例においては、赤外線レンズ11と赤外線センサ12との間に配置された屈折器21と、屈折器21の赤外光に対する角度を変化させる屈折器角度制御部22と、を設けている。
 このように、屈折器21の赤外光に対する角度を変化させると、赤外光の光路が変化するため、赤外光に対する赤外線センサ12の視野を変化させることができる。
 なお、本実施例においては、屈折器21の赤外光に対する角度は、縦、横、および斜めのいずれの方向に変化させても、赤外線センサ12の視野を変化させることが可能である。そのため、屈折器21の赤外光に対する角度方向は、図2~図4に示した角度方向に限定されない。
 (実施例2)
 図5は、本発明の実施例2に係るセンサ視野制御部13の構成を示す図である。
 図5に示すように、本実施例に係るセンサ視野制御部13は、赤外線レンズ11を、赤外光の入射面を一定に保ったまま、偏心移動させるレンズ偏心移動制御部31を有している。
 図6は、レンズ偏心移動制御部31の一構成例を示す図である。
 図6に示すように、本例のレンズ偏心移動制御部31は、レンズ保持部材32と、歯車33と、駆動部34と、を有している。
 レンズ保持部材32は、自己のレンズ保持部材32の中心に対して赤外線レンズ11の中心が偏心するように赤外線レンズ11を保持する。また、レンズ保持部材32の外周には、歯形32aが形成されている。
 歯車32は、レンズ保持部材32の外周の歯形32aと噛み合うような構成になっている。よって、歯車32が回転すると、レンズ保持部材32が回転し、それにより、レンズ保持部材32に保持された赤外線レンズ11が偏心移動することになる。
 駆動部33は、歯車32を回転させる。
 上述したように本実施例においては、赤外線レンズ11を偏心移動させるレンズ偏心移動制御部31を設けている。
 このように、赤外線レンズ11を偏心移動させると、赤外光の光軸が変化するため、赤外光に対する赤外線センサ12の視野を変化させることができる。
 なお、本実施例においては、レンズ偏心移動制御部31は、フォーカス調整機構と一体とし、フォーカス調整のため赤外線レンズ11を回転すると、赤外線レンズ11が偏心移動し補償データを求めることができるような構造にしても良い。
 (実施例3)
 図7は、本発明の実施例3に係るセンサ視野制御部13の構成を示す図である。
 図7に示すように、本実施例に係るセンサ視野制御部13は、赤外線センサ12を、赤外光の入射面を一定に保ったまま、平行に(図7の上下方向)移動させるセンサ移動制御部41を有している。
 図8は、センサ移動制御部41を図7のX方向から見た図であり、また、図9は、センサ移動制御部41を図7のY方向から見た図である。
 図7~図9に示すように、本例のセンサ移動制御部41は、ガイド溝42と、ガイドレール43と、アクチュエータ44と、駆動部45と、を有している。
 ガイド溝42は、赤外線センサ12の、赤外線レンズ11との対向面の裏面に、取り付けられた、2本の平行な凹状の溝である。
 ガイドレール43は、赤外線センサ12の裏面側に配置され、2本のガイド溝42にそれぞれ係合する、2本の平行な凸状のレールである。
 アクチュエータ44は、赤外線センサ12を、赤外光の入射面を一定に保ったまま、ガイドレール43に沿って平行に移動させる。
 例えば、アクチュエータ44は、電圧の印加により伸縮するピエゾ素子等の圧電素子とすることができる。この場合、電圧の印加により圧電素子が伸縮すると、それに伴い赤外線センサ12が図7の上下方向に移動することになる。
 また、アクチュエータ44は、コイルおよび赤外線センサ12と一体的に動作するプランジャからなり、コイルの励磁によりプランジャが移動するソレノイドとすることもできる。この場合、コイルの励磁によりプランジャが移動すると、それに伴い赤外線センサ12が図7の上下方向に移動することになる。
 駆動部45は、アクチュエータ44を駆動する。例えば、駆動部45は、アクチュエータ44が圧電素子の場合は、圧電素子に電圧を印加し、アクチュエータ44がソレノイドの場合は、ソレノイドのコイルを励磁することになる。
 上述したように本実施例においては、赤外線センサ12を平行移動させるセンサ移動制御部41を設けているため、赤外光に対する赤外線センサ12の視野を変化させることができる。
 なお、本実施例においては、赤外線センサ12の移動方向は、縦、横、および斜めのいずれの方向であっても、赤外線センサ12の視野を変化させることが可能である。そのため、赤外線センサ12の移動方向は、図7~図9に示した移動方向に限定されない。
 (実施例4)
 本実施例においては、センサ視野制御部13として、実施例1に係る屈折器21および屈折器角度制御部22と、実施例3に係るセンサ移動制御部41と、を組み合わせた構成とする。なお、本実施例の図面は省略する。
 すなわち、本実施例においては、まず、赤外線センサ12の前段に設けた屈折器21の赤外光に対する角度を変化させ、さらに、赤外線センサ12自体も平行移動させる。
 このように、実施例1および実施例3に係るセンサ視野制御部13を組み合せることにより、屈折器21の赤外光に対する角度方向および赤外線センサ12の移動方向をそれぞれ1つの方向だけに変化させたとしても、その組み合せに応じて、赤外線センサ12の視野を様々な位置に変化させることが可能である。
 以上、実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
 本出願は、2008年2月29日に出願された日本出願特願2008-049757を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (20)

  1.  赤外光を集光する赤外線レンズと、該集光された赤外光を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力信号から、画素ごとの固定パターンノイズを除去して画像信号を得る画像信号出力部と、を有してなる赤外線撮像装置であって、
     前記赤外線センサに入射される赤外光に対する該赤外線センサの視野を変化させるセンサ視野制御部と、
     前記赤外線センサの視野を変化させた時の該赤外線センサの出力信号の輝度を基に、画素ごとの固定パターンノイズを求める全体制御部と、を有する赤外線撮像装置。
  2.  前記センサ視野制御部は、
     前記赤外線レンズと前記赤外線センサとの間に配置され、前記赤外線レンズにて集光された赤外光を屈折させる屈折器と、
     前記屈折器の前記赤外光に対する角度を変化させる屈折器角度制御部と、を有する、請求項1に記載の赤外線撮像装置。
  3.  前記屈折器角度制御部は、
     前記屈折器の一部に連結されたシャフトと、
     コイルおよび前記シャフトと一体的に動作するプランジャからなり、該コイルの励磁により該プランジャが移動することで、前記屈折器と前記シャフトとの連結部分を移動させて該屈折器の前記赤外光に対する角度を変化させるソレノイドと、を有する、請求項2に記載の赤外線撮像装置。
  4.  前記屈折器角度制御部は、
     前記屈折器の一部に連結され、移動方向に沿って歯形が形成されたシャフトと、
     前記シャフトの歯形と噛み合うように回転することで、前記屈折器と前記シャフトとの連結部分を移動させて該屈折器の前記赤外光に対する角度を変化させる歯車と、を有する、請求項2に記載の赤外線撮像装置。
  5.  前記センサ視野制御部は、
     前記赤外線レンズを偏心移動させるレンズ偏心移動制御部を有する、請求項1に記載の赤外線撮像装置。
  6.  前記レンズ偏心移動制御部は、
     自己の中心に対して前記赤外線レンズの中心が偏心するように該赤外線レンズを保持し、外周に歯形が形成されたレンズ保持部材と、
     前記レンズ保持部材の外周の歯形と噛み合うように回転することで、前記レンズ保持部材を回転させて該レンズ保持部材に保持された前記赤外線レンズを偏心移動させる歯車と、を有する、請求項5に記載の赤外線撮像装置。
  7.  前記センサ視野制御部は、
     前記赤外線センサを平行移動させるセンサ移動制御部を有する、請求項1に記載の赤外線撮像装置。
  8.  前記センサ移動制御部は、
     前記赤外線センサの、前記赤外線レンズとの対向面の裏面に取り付けられたガイド溝と、
     前記赤外線センサの前記裏面側に配置され、前記ガイド溝に係合するガイドレールと、
     前記赤外線センサを前記ガイドレールに沿って平行移動させるアクチュエータと、を有する、請求項7に記載の赤外線撮像装置。
  9.  前記アクチュエータは、電圧の印加により伸縮することで、前記赤外線センサを前記ガイドレールに沿って平行移動させる圧電素子である、請求項8に記載の赤外線撮像装置。
  10.  前記アクチュエータは、コイルおよび前記赤外線センサと一体的に動作するプランジャからなり、該コイルの励磁により該プランジャが移動することで、前記赤外線センサを前記ガイドレールに沿って平行移動させるソレノイドである、請求項8に記載の赤外線撮像装置。
  11.  前記センサ視野制御部は、
     前記赤外線レンズと前記赤外線センサとの間に配置され、前記赤外線レンズにて集光された赤外光を屈折させる屈折器と、
     前記屈折器の前記赤外光に対する角度を変化させる屈折器角度制御部と、
     前記赤外線センサを平行移動させるセンサ移動制御部と、を有する、請求項1に記載の赤外線撮像装置。
  12.  前記屈折器角度制御部は、
     前記屈折器の一部に連結されたシャフトと、
     コイルおよび前記シャフトと一体的に動作するプランジャからなり、該コイルの励磁により該プランジャが移動することで、前記屈折器と前記シャフトとの連結部分を移動させて該屈折器の前記赤外光に対する角度を変化させるソレノイドと、を有する、請求項11に記載の赤外線撮像装置。
  13.  前記屈折器角度制御部は、
     前記屈折器の一部に連結され、移動方向に沿って歯形が形成されたシャフトと、
     前記シャフトの歯形と噛み合うように回転することで、前記屈折器と前記シャフトとの連結部分を移動させて該屈折器の前記赤外光に対する角度を変化させる歯車と、を有する、請求項11に記載の赤外線撮像装置。
  14.  前記センサ移動制御部は、
     前記赤外線センサの、前記赤外線レンズとの対向面の裏面に取り付けられたガイド溝と、
     前記赤外線センサの前記裏面側に配置され、前記ガイド溝に係合するガイドレールと、
     前記赤外線センサを前記ガイドレールに沿って平行移動させるアクチュエータと、を有する、請求項11に記載の赤外線撮像装置。
  15.  前記アクチュエータは、電圧の印加により伸縮することで、前記赤外線センサを前記ガイドレールに沿って平行移動させる圧電素子である、請求項14に記載の赤外線撮像装置。
  16.  前記アクチュエータは、コイルおよび前記赤外線センサと一体的に動作するプランジャからなり、該コイルの励磁により該プランジャが移動することで、前記赤外線センサを前記ガイドレールに沿って平行移動させるソレノイドである、請求項14に記載の赤外線撮像装置。
  17.  赤外線レンズにて集光された赤外光を検知する赤外線センサの出力信号から、画素ごとの固定パターンノイズを除去して画像信号を得る赤外線撮像装置による固定パターンノイズ補正方法であって、
     前記赤外線センサに入射される赤外光に対する該赤外線センサの視野を変化させるステップと、
     前記赤外線センサの視野を変化させた時の該赤外線センサの出力信号の輝度を基に、画素ごとの固定パターンノイズを求めるステップと、を有する固定パターンノイズ補正方法。
  18.  前記赤外線センサの視野を変化させるステップでは、
     前記赤外線レンズと前記赤外線センサとの間に配置した、前記赤外光を屈折させる屈折器の前記赤外光に対する角度を変化させる、請求項17に記載の固定パターンノイズ補正方法。
  19.  前記赤外線センサの視野を変化させるステップでは、
     前記赤外線レンズを偏心移動させる、請求項17に記載の固定パターンノイズ補正方法。
  20.  前記赤外線センサの視野を変化させるステップでは、
     前記赤外線センサを平行移動させる、請求項17に記載の固定パターンノイズ補正方法。
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