(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度変化により赤外線の放射量を検出し被写体像の画像化を行う赤外線カメラであって、
入射する赤外線に対し感度を有する赤外線検知画素と、当該赤外線検知画素の近傍に配置され同等の電気特性を有する画素であって入射する赤外線に対し感度を待たず自身の温度に応じた信号を連続的に出力するダミー画素と、を含み、入射する赤外線の強度に応じた信号を出力する撮像素子と、
前記ダミー画素からの出力に基づいて、前記赤外線検知画素の出力レベルが一定となるように制御する素子出力レベル制御回路と、
を含むことを特徴とする赤外線カメラ。
【請求項２】
前記ダミー画素は、
前記赤外線検知画素を中実の支持体で支持し、赤外線による温度変化を支持体を介してリークすることにより、赤外線に対する感度を抑制することを特徴とする請求項１記載の赤外線カメラ。
【請求項３】
前記撮像素子は、複数のダミー画素を有し、当該複数のダミー画素自身の温度に応じた信号の平均値を連続的に出力し出力レベルの制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の赤外線カメラ。
【請求項４】
前記素子出力レベル制御回路は、
前記ダミー画素の出力信号と予め設定した素子出力レベル指令値との誤差を積分し、前記撮像素子内の素子出力レベルを制御する制御手段にフィードバックすることで素子出力レベルを一定とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の赤外線カメラ。
【請求項５】
前記撮像素子に供給電力に応じて熱供給もしくは冷却を行う熱制御素子と、
前記撮像素子の温度をモニタする温度モニタと、
複数の素子制御温度を設定する素子制御温度設定回路と、
カメラ内部温度をモニタする温度センサと、
前記温度センサの出力に応じて前記素子制御温度設定回路の出力を切替える素子制御温度切換えスイッチと、
前記素子制御温度切替えスイッチにより選択された温度に前記撮像素子の温度を制御するために前記熱制御素子に電力を供給する温度制御回路と、
を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の赤外線カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線カメラ、特に、温度変化により赤外線の放射量を検出し被写体像の画像化を行う場合に、初期設定調整を要すること無く、撮像素子の出力レベルを安定化させる赤外線カメラの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の赤外線カメラ１の概略構成を示すブロック図である。赤外線カメラ１は、赤外線を検出する構成として、被写体からの赤外光を結像する赤外光学系２と、赤外光学系２からの赤外光を遮断するシャッタ３と、シャッタ３の裏面側に配置され赤外光を透過するウインド４と、赤外線カメラ１に用いる各種素子を一体にした素子パッケージ５を含んでいる。この素子パッケージ５において、赤外光学系２の結像面には撮像素子６が配置され、この撮像素子６には、撮像素子６の温度をモニタする素子温度モニタ７及び、撮像素子６の温度を変化させる熱電素子８がそれぞれ熱的に接続されている。また、撮像素子６には、直流電源９も接続されている。
【０００３】
また、赤外線カメラ１の回路構成としては、撮像素子６に接続されたドライバ回路１０、素子温度モニタ７と熱電素子８に接続され撮像素子６の温度を一定に制御する温度制御回路１１、撮像素子６の出力を増幅する増幅回路１２、増幅された素子出力の感度とオフセットと欠陥を補正する補正処理回路１３、補正された素子出力を所望の表示形式に変換して被写体の画像化を行う表示処理回路１４、前記シャッタ３とドライバ回路１０と補正処理回路１３と表示処理回路１４に動作タイミングを供給するタイミング発生回路１５、撮像素子６において、素子出力レベルの設定切換を行う素子出力レベル設定切換スイッチ１６、素子出力レベルを設定する第１の素子出力レベル設定回路１７、第１の素子出力レベル設定回路１７と異なる素子出力レベルを設定する第２の素子出力レベル設定回路１８、素子制御温度の切り換えを行う素子制御温度切換スイッチ１９、素子制御温度を設定する第１の素子制御温度設定回路２０、第１の素子制御温度設定回路２０と異なる素子制御温度を設定する第２の素子制御温度設定回路２１、カメラ内部の温度をモニタする温度センサ２２、温度センサ２２の出力がある閾値を越えた場合に素子出力レベル切換スイッチ１６と素子制御温度切換スイッチ１９の切換を行うコンパレータ２３、コンパレータ２３の温度切換閾値を設定する温度切換閾値設定回路２４等を含んでいる。そして、上述した各構成が筐体２５に納められている。
【０００４】
図８は撮像素子６の構成であり、実際は複数の画素をマトリックス状に配列した構成を有しているが、説明を簡素化するために単画素のものを示している。この撮像素子６は、水平方向の画素を選択する水平走査回路２６、垂直方向の画素を選択する垂直走査回路２７、水平方向の画素への電流をＯＮ／ＯＦＦする第１トランジスタ２８、赤外線検知画素２９、垂直方向の画素への電流をＯＮ／ＯＦＦする第２のトランジスタ３０、赤外線検知画素２９に流れる電流を制御し、素子出力レベルを変化させるための第３のトランジスタ３１で構成されている。
【０００５】
また、図９には、赤外線検知画素２９の概略構造が示されている。この構造は、例えば特表平７−５０９０５７号記載のマイクロボロメータなどであり、赤外線検出素子３２は、ボロメータやダイオードなど熱型の赤外線検出素子である。この赤外線検知画素２９において、赤外線検出素子３２はブリッジ構造３３によって支持されている。そのため、ブリッジ構造３３は、その内部に空隙３４が形成されている。なお、このブリッジ構造３３は、シリコン基板３５上に形成されている。
【０００６】
また、図１０は温度制御回路１１の概略構成であり、素子温度モニタ７の出力に比例した値を発生する素子温度モニタ回路３６と、素子温度モニタ回路３６の出力と素子制御温度切換スイッチ１９により選択された出力の誤差を求める減算器３７、求めた誤差を積分する積分回路３８、誤差を電力変換し熱電素子８に供給する電力供給回路３９等を含んでいる。
【０００７】
上述のように構成される従来の赤外線カメラ１の動作について説明する。予め温度切換閾値設定回路２４に閾値となる温度（例えば２５℃）を、また第１の素子制御温度設定回路２０に、低温制御時の制御温度（例えば５℃）及び第２の素子制御温度設定回路２１に、高温制御時の制御温度（例えば５０℃）をそれぞれ設定しておく。まず、電源投入直後に筐体２５の内部の温度を温度センサ２２で読みとり、読みとった温度と温度切換閾値設定回路２４で設定された温度切換閾値とをコンパレータ２３で比較し、閾値温度より高いか低いかに基づいて、素子制御温度切換スイッチ１９により第１の素子制御温度設定回路２０の出力又は第２の素子制御温度設定回路２１の出力のいずれかを温度制御回路１１に接続する。温度制御回路１１に含まれる素子温度モニタ回路３６は素子温度モニタ７の出力に比例した値を発生する。減算器３７で素子温度モニタ回路３６の出力と素子制御温度切換スイッチ１９の出力の誤差を求め、積分回路３８で誤差を積分する。この誤差を電力供給回路３９を介して熱電素子８に電力として供給し、誤差を打ち消すように撮像素子６の温度を制御する。その結果、撮像素子６の制御温度を一定に制御することができる。
【０００８】
撮像素子６は図８に示すように、直流電源９及びドライバ回路１０により駆動される。ドライバ回路１０から供給される所望タイミングの信号に基づき水平走査回路２６と垂直走査回路２７が動作し所定の赤外線検知画素２９が選択される。その結果、直流電源９から電流が第２のトランジスタ３０、選択された赤外線検知画素２９、第１のトランジスタ２８、第３のトランジスタ３１を介して流れる。
【０００９】
この時、赤外線検知画素２９は図９に示す通りブリッジ構造３３による空隙３４を有するため、赤外光学系２により結像された赤外光が、赤外線検知画素２９に入射すると、赤外線検出素子３２の温度がシリコン基板３５に対して変化する。この温度変化により赤外線検出素子３２の抵抗値などの特性が変化し、流れる電流が変化する。この電流の変化を第３のトランジスタ３１の出力電圧変化として取り出すことで、入射した赤外光が電圧として出力され、増幅回路１２へ供給される。
【００１０】
ここで、撮像素子６は、素子制御温度設定回路２０，２１の選択により制御温度が変化すると、撮像素子６の出力は、赤外光が入射した場合と同様に変化してしまう。すなわち、図１１に示す赤外線検知画素２９の特性変化から明らかなように、その出力電圧レベルは温度によって大きくドリフトし、増幅回路１２の入力範囲を逸脱し、適切な処理ができなくなる。そこで、第３のトランジスタ３１に供給する電圧を、第１の素子出力レベル設定回路１７の出力と第２の素子出力レベル設定回路１８の出力をそれぞれ第１の素子制御温度設定回路２０による設定温度と第２の素子制御温度設定回路２１による設定温度に対応して出力レベルが等しくなるように初期設定時に調整している。そして、素子出力レベル切換スイッチ１６により素子制御温度に合わせて切換を行うことで素子制御温度を切替ても素子出力レベルは一定になるようにしている。
【００１１】
また、周囲環境温度の変化などにより筺体２５の内部の温度が温度切換閾値設定回路２４で設定した閾値を横切るように変化した場合、コンパレータ２３によって素子制御温度切換スイッチ１９及び素子出力レベル切換スイッチ１６の接続が切り換えられる。撮像素子６の出力を補正処理回路１３で感度とオフセットのばらつき及び画素欠陥の補正を行うのに十分なＳ／Ｎが確保できるように増幅回路１２で増幅する。補正処理回路１３で感度とオフセットのばらつき及び画素欠陥の補正後、表示処理回路１４で例えばテレビ表示フォーマットなどに変換し出力する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の赤外線カメラにおいては、上述したように、撮像素子の制御温度の切替え前後での素子出力レベルが等しくなるようにアッセンブリ時に、素子出力レベル設定回路の調整が必要になり、初期調整が煩雑であると共に、回路構成も複雑になってしまうという問題を有していた。また、素子出力レベル設定が素子出力レベル切換スイッチの切り換えに基づく間欠的な操作なので、制御温度切換時など素子温度が安定するまでの間素子出力レベルが増幅器入力範囲を逸脱し、正常な画像が得られない時間が生じていた。
【００１３】
本発明は上記従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、撮像素子の素子出力レベル調整を不要とし、常時安定した正常な画像が得られる赤外線カメラを得ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、温度変化により赤外線の放射量を検出し被写体像の画像化を行う赤外線カメラであって、入射する赤外線に対し感度を有する赤外線検知画素と、当該赤外線検知画素の近傍に配置され同等の電気特性を有する画素であって入射する赤外線に対し感度を待たず自身の温度に応じた信号を連続的に出力するダミー画素と、を含み、入射する赤外線の強度に応じた信号を出力する撮像素子と、前記ダミー画素からの出力に基づいて、前記赤外線検知画素の出力レベルが一定となるように制御する素子出力レベル制御回路と、を含むものとする。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記ダミー画素は、前記赤外線検知画素を中実の支持体で支持し、赤外線による温度変化を支持体を介してリークすることにより、赤外線に対する感度を抑制するものとする。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記撮像素子は、複数のダミー画素を有し、当該複数のダミー画素自身の温度に応じた信号の平均値を連続的に出力し出力レベルの制御を行うものとする。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記素子出力レベル制御回路は、前記ダミー画素の出力信号と予め設定した素子出力レベル指令値との誤差を積分し、前記撮像素子内の素子出力レベルを制御する制御手段にフィードバックすることで素子出力レベルを一定とするものとする。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明は、上記構成において、前記撮像素子に、供給電力に応じて熱供給もしくは冷却を行う熱制御素子と、前記撮像素子の温度をモニタする温度モニタと、複数の素子制御温度を設定する素子制御温度設定回路と、カメラ内部温度をモニタする温度センサと、前記温度センサの出力に応じて前記素子制御温度設定回路の出力を切替える素子制御温度切換えスイッチと、前記素子制御温度切替えスイッチにより選択された温度に前記撮像素子の温度を制御するために前記熱制御素子に電力を供給する温度制御回路と、を含むものとする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の赤外線カメラ４０の概略構成ブロック図である。なお、図７に示す従来の赤外線カメラ１と同じ構成部材には、同一の符号を付して説明する。
【００２１】
赤外線カメラ４０は、赤外線を検出する構成として、被写体からの赤外光を結像する赤外光学系２と、赤外光学系２からの赤外光を遮断するシャッタ３と、シャッタ３の裏面側に配置され赤外光を透過するウインド４と、赤外線カメラ４０に用いる各種素子を一体にした素子パッケージ５を含んでいる。この素子パッケージ５において、赤外光学系２の結像面には撮像素子４１が配置され、当該撮像素子４１には、直流電源９が接続されている。
【００２２】
また、赤外線カメラ４０の回路構成としては、撮像素子４１に接続されたドライバ回路１０、撮像素子４１の出力を増幅する増幅回路１２、増幅された素子出力の感度とオフセットと欠陥を補正する補正処理回路１３、補正された素子出力を所望の表示形式に変換して被写体の画像化を行う表示処理回路１４、前記シャッタ３とドライバ回路１０と補正処理回路１３と表示処理回路１４に動作タイミングを供給するタイミング発生回路１５が含まれている。そして、上述した各構成が筐体２５に納められている。
【００２３】
本実施の形態１に示す赤外線カメラ４０においては、撮像素子４１には、素子出力レベルを一定にするための素子出力レベル制御回路４２が接続されている。
【００２４】
図２には、前記素子出力レベル制御回路４２の概略構成が示されている。素子出力レベル制御回路４２は、直流電源９が接続され、撮像素子４１の素子出力レベルを設定する素子出力レベル指令値設定回路４３と、後述するダミー画素４４と接続され、前記素子出力レベル指令値設定回路４３からの素子出力レベル指令値とダミー画素４４からの入力値との誤差を求める減算器４５、算出した誤差を積分する積分回路４６を含んでいる。
【００２５】
また、図３には、撮像素子４１の概略構成が示されている。実際の撮像素子４１は、複数の画素をマトリックス状に配列された構成を有しているが、説明を簡素化するために図３においては単画素のものを示している。
【００２６】
撮像素子４１は、水平方向の画素を選択する水平走査回路２６、垂直方向の画素を選択する垂直走査回路２７、水平方向の画素への電流をＯＮ／ＯＦＦする第１トランジスタ２８、赤外線検知画素２９、垂直方向の画素への電流をＯＮ／ＯＦＦする第２のトランジスタ３０、赤外線検知画素２９に流れる電流を制御し、素子出力レベルを変化させるための第３のトランジスタ３１を有している。従って、実際の撮像素子４１においては、マトリックス状に配列された複数の赤外線検知画素２９の行数及び列数に応じた第１トランジスタ２８、第２のトランジスタ３０が存在し、水平走査回路２６及び垂直走査回路２７により行及び列の所定の第１トランジスタ２８、第２のトランジスタ３０が選択されることにより、択一的に赤外線検知画素２９の選択が行われる。
【００２７】
本実施の形態１の撮像素子４１においては、さらに、入射する赤外線の強度とは無関係で自身の温度に応じた信号を出力するダミー画素４４および、ダミー画素４４に流れる電流を制御し、素子出力レベルを変化させるための第４のトランジスタ４７を含んでいる。
【００２８】
ここで、赤外線検知画素２９は図９に示す従来の素子と同じ構成を有している。つまり、赤外線検出素子３２は、ボロメータやダイオードなど熱型の赤外線検出素子であり、この赤外線検出素子３２はブリッジ構造３３によって支持されている。そのため、ブリッジ構造３３は、その内部に空隙３４が形成されている。そして、このブリッジ構造３３は、シリコン基板３５上に形成されている。従って、赤外線検出素子３２は赤外線検知画素２９に赤外線が入射すると、その入射量に応じて、赤外線検出素子３２の温度がシリコン基板３５に対して変化する。一方、ダミー画素４４は、図４に示すように、ボロメータやダイオードなど熱型の赤外線検出素子である赤外線検出素子３２が、空隙を有さない、つまり中実のブリッジ構造４８によって支持されている。このブリッジ構造４８は、シリコン基板３５上に形成されている。従って、ダミー画素４４の部分では、赤外線検出素子３２は赤外線が入射しても、入射した赤外線による熱は、直ちにブリッジ構造４８を介してシリコン基板３５にリークしてしまうので、実質的に赤外線による変化を示さない、つまり赤外線に感度を持たない部分となる。
【００２９】
このように、赤外線検知画素２９とダミー画素４４は、ブリッジ構造３３またはブリッジ構造４８のいずれかを選択するのみで、容易に作成することができる。
【００３０】
このように構成される撮像素子４１において、空隙を有するブリッジ構造３３に支持される赤外線検出素子３２で形成される赤外線検知画素２９は、所定の素子が、ドライバ回路１０から供給される所望タイミングの信号に基づき動作する水平走査回路２６と垂直走査回路２７によって選択される。この選択が行われることにより、直流電源９からの電流が第２のトランジスタ３０、選択された赤外線検知画素２９、第１のトランジスタ２８、第３のトランジスタ３１に流れる。このとき、選択された赤外線検知画素２９は入射した赤外線量に応じた値を出力する。一方、空隙を有さないブリッジ構造４８に支持された赤外線検出素子３２で形成されるダミー画素４４は、水平走査回路２６や垂直走査回路２７とは、全く独立して、直流電源９からの電流を受ける。この時、ダミー画素４４は、赤外線による温度変化は全く生じることなく、常時自身の温度変化、つまり赤外線に影響を受けない温度変化に基づく値を出力する。
【００３１】
次に動作について説明する。赤外線カメラ４０は、従来存在した素子温度モニタ７、熱電素子８、温度制御回路１１を有していないため、動作環境温度に従って撮像素子４１の温度は変化する。つまり、赤外線検知画素２９とダミー画素４４の素子出力レベルは温度変化に従って変化する。ここで、ダミー画素４４と赤外線検知画素２９は動作温度に対する特性がほぼ等しいものを用いるものとする。この時、ダミー画素４４は、図４の通り中実のブリッジ構造４８を有し、赤外線検知画素２９が有するような空隙を有さないため、赤外線検出素子３２の温度はシリコン基板３５と等しくなり、入射する赤外線の強度には無関係でダミー画素４４自身の温度に従った信号を出力する。そして、減算器４５で素子出力レベル指令値設定回路４３に設定された素子出力レベル指令値とダミー画素４４の素子出力レベルを減算し誤差を求める。この誤差を積分回路４６で積分し、誤差を打ち消すように第３のトランジスタ３１と第４のトランジスタ４７にフィードバックする。ここで、第３のトランジスタ３１と第４のトランジスタ４７は、積分回路４６からのフィードバックに対してほぼ等しい特性のものを用いることで、赤外線検知画素２９の素子出力レベルは素子出力レベル指令値又はその近傍で常に一定に保たれることとなる。
【００３２】
このように実施の形態１によれば、撮像素子４１の動作温度に依らず連続的な制御により素子出力レベルを一定に保つため、素子温度制御及び素子出力レベル調整（初期調整）が不要となり、アッセンブリ時の作業が容易になる。また、回路規模及び消費電力が低減され、かつ、広い温度範囲で画像がとぎれることがない赤外線カメラを得ることができる。
【００３３】
なお、撮像素子４１において、ダミー画素４４の配置数や配置位置は任意であり、１個でも十分に機能させることができるが、例えば図５に示すように、マトリックス状に配列された赤外線検知画素２９の周囲の所定位置、例えばダミー画素４４を４隅に配置し、複数（例えば４個）のダミー画素４４自身の温度に応じた信号の平均値を連続的に出力し、積分回路４６において算出した平均値に基づいて出力レベルの制御を行うようにすれば、撮像素子４１の動作状態をより正確に認識し、素子出力レベルの自動調整を行うことができるので、より良好な画像を得ることができる。
【００３４】
実施の形態２．
撮像素子４１において、赤外線検出素子３２に用いる材料の特性によっては、動作温度により画素間のオフセットや感度のバラツキが大きく異なるものがあり、画素間の性能の均一化を図るために、図７に示す従来の赤外線カメラ１と同様に、素子温度制御を必要とする場合がある。図６に示す実施の形態２は、このような場合に実施の形態１で用いた技術を適用した赤外線カメラ４９の概略構成を示すブロック図である。
【００３５】
赤外線カメラ４９において、実施の形態１や従来技術と同じ部材については、同じ符号を付して説明する。被写体からの赤外光を結像する赤外光学系２と、赤外光学系２からの赤外光を遮断するシャッタ３と、シャッタ３の裏面側に配置され赤外光を透過するウインド４と、赤外線カメラ４９に用いる各種素子を一体にした素子パッケージ５を含んでいる。この素子パッケージ５において、赤外光学系２の結像面には実施の形態１と同じ撮像素子４１が配置されているが、実施の形態２においては、この撮像素子４１に、当該撮像素子４１の温度をモニタする素子温度モニタ７及び、撮像素子４１の温度を変化させる熱電素子８がそれぞれ熱的に接続されている。また、撮像素子４１には、直流電源９も接続されている。
【００３６】
また、赤外線カメラ４９の回路構成としては、撮像素子４１に接続されたドライバ回路１０、素子温度モニタ７と熱電素子８に接続され撮像素子４１の温度を一定に制御する温度制御回路１１、撮像素子４１の出力を増幅する増幅回路１２、増幅された素子出力の感度とオフセットと欠陥を補正する補正処理回路１３、補正された素子出力を所望の表示形式に変換する表示処理回路１４、前記シャッタ３とドライバ回路１０と補正処理回路１３と表示処理回路１４に動作タイミングを供給するタイミング発生回路１５、素子制御温度の切り換えを行う素子制御温度切換スイッチ１９、素子制御温度を設定する第１の素子制御温度設定回路２０、第１の素子制御温度設定回路２０と異なる素子制御温度を設定する第２の素子制御温度設定回路２１、カメラ内部の温度をモニタする温度センサ２２、温度センサ２２の出力がある閾値を越えた場合に素子制御温度切換スイッチ１９の切換を行うコンパレータ２３、コンパレータ２３の温度切換閾値を設定する温度切換閾値設定回路２４等を含んでいる。そして、上述した各構成が筐体２５に納められている。
【００３７】
本実施の形態２に示す赤外線カメラ４９においても、撮像素子４１の素子出力レベルを一定にするための素子出力レベル制御回路４２が接続されている。なお、素子出力レベル制御回路４２の構成は、実施の形態１の構成と同じである。また、撮像素子４１の構成に関しても実施の形態１の構成と同じである。
【００３８】
次に動作について説明する。従来と同様に素子制御温度を切替えた場合、赤外線検知画素２９及びダミー画素４４は温度制御回路１１の制御により同じ割合で温度変化を示す。この時、実施の形態１と同様なダミー画素４４及び第４のトランジスタ４７を有する撮像素子４１と素子出力レベル制御回路４２を用いることで、素子制御温度に左右されることなく撮像素子４１の出力レベルを一定に保つことが可能になり、素子温度制御を行う必要が有る場合でも動作温度毎の素子出力レベル設定の調整が不要とすることができる。
【００３９】
この実施の形態２によれば、赤外線検出素子３２の動作温度により画素間の特性バラツキが大きく従来の素子温度制御を必要とする場合の素子出力レベル設定の調整が不要なアッセンブリを容易に行うことのできる赤外線カメラ４９を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、入射する赤外線に対し感度を有する赤外線検知画素と、当該赤外線検知画素の近傍に配置され同等の電気特性を有する画素であって入射する赤外線に対し感度を待たず自身の温度に応じた信号を連続的に出力するダミー画素と、を含み、入射する赤外線の強度に応じた信号を出力する撮像素子と、前記赤外線検知画素及びダミー画素からの出力に基づいて、前記撮像素子の出力レベルが一定となるように制御する素子出力レベル制御回路と、で赤外線カメラを構成することにより、撮像素子の動作温度に依らず素子出力レベルを一定に保つため、素子温度制御及び素子出力レベル調整が不要となり、アッセンブリ時の作業を容易にすることができると共に、回路規模及び消費電力が低減され、かつ、広い温度範囲で画像がとぎれることがない赤外線カメラを得ることができる。
【００４１】
また、この発明によれば、上記構成において、ダミー画素は、赤外線検知画素を中実の支持体で支持することにより赤外線による温度変化を支持体を介してリークし、赤外線に対する感度を抑制するので、容易な構成によりダミー画素を構成することができ、赤外線検知画素とダミー画素との作り分けを容易に行うことができる。
【００４２】
また、この発明によれば、上記構成において、複数のダミー画素を有し、当該複数のダミー画素自身の温度に応じた信号の平均値を連続的に出力し出力レベルの制御を行うことにより、撮像素子の出力レベルの一定化をより精度よく行うことができる。
【００４３】
また、この発明によれば、上記構成において、素子出力レベル制御回路は、ダミー画素の出力信号と予め設定した素子出力レベル指令値との誤差を積分し、撮像素子内の素子出力レベルを制御する制御手段にフィードバックすることで素子出力レベルを一定とするので、容易な構成でリアルタイムの素子出力レベルの制御を行うことができる。
【００４４】
また、この発明よれば、上記構成において、撮像素子に、供給電力に応じて熱供給もしくは冷却を行う熱制御素子と、撮像素子の温度をモニタする温度モニタと、複数の素子制御温度を設定する素子制御温度設定回路と、カメラ内部温度をモニタする温度センサと、温度センサの出力に応じて前記素子温度設定回路の出力を切替える素子制御温度切換えスイッチと、素子温度切替えスイッチにより選択された温度に上記撮像素子の温度を制御するために熱制御素子に電力を供給する温度制御回路とを有するので、撮像素子の動作温度による画素間の特性バラツキが大きく素子温度制御を必要とする場合でも、ダミー素子を用いた素子出力レベル制御回路の動作により、動作温度毎の素子出力レベル設定調整を行うことなく、良好に動作する赤外線カメラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る赤外線カメラの概略構成を説明するブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態１に係る赤外線カメラの素子出力レベル制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態１に係る赤外線カメラのダミー画素の構造を説明する説明図である。
【図４】  本発明による赤外線カメラの実施の形態１におけるダミー画素の構造を示す構造図である。
【図５】  本発明による赤外線カメラの実施の形態１におけるダミー画素を複数配置する場合の構造を示す構造図である。
【図６】  本発明の実施の形態２に係る赤外線カメラの概略構成を説明するブロック図である。
【図７】  従来の赤外線カメラの概略構成を示すブロック図である。
【図８】  従来の赤外線カメラにおける撮像素子の構成を示すブロック図である。
【図９】  従来の赤外線カメラにおける赤外線検知画素の構造を示す構造図である。
【図１０】  従来の赤外線カメラにおける温度制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】  撮像素子の制御温度に対する挙動を説明するための図である。
【符号の説明】
１  赤外線カメラ、２  赤外光学系、３  シャッタ、４  ウインド、５  素子パッケージ、１０  ドライバ回路、１２  増幅回路、１３  補正処理回路、１４表示処理回路、１５  タイミング発生回路、４０  赤外線カメラ、４１  撮像素子、４２  素子出力レベル制御回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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