(57)【要約】  赤外線を熱として感知する赤外線撮像素子（１）、複数の画素（１ｐ）のそれぞれから出力される画素出力（Ｓｐ）に対する基板の温度変化に応じた温度ドリフト補正量（Ｄｃ）を算出する温度ドリフト補正量算出部（７）、基板温度を独立変数とする関数（Ａｆ）を生成する補正量算出用関数生成部（５）、および、関数（Ａｆ）を生成するために、赤外線撮像素子（１）と基板温度センサ（４）から、補正量算出用関数生成部（５）に対して、データを同期出力させるタイミング制御部（６）、を備え、補正量算出用関数生成部（５）は、関数（Ａｆ）を生成した以降に出力された生成用データを、当該関数（Ａｆ）を高精度化させる追加データとして用いるように構成した。
2020250327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した赤外線を熱として感知する複数の画素が配列された赤外線撮像素子、
前記赤外線撮像素子が実装された基板の温度を測定する基板温度センサ、
前記複数の画素のそれぞれから出力される画素出力に対する、前記基板の温度変化に応じた温度ドリフト補正量を算出する温度ドリフト補正量算出部、
前記基板の温度を独立変数とする、前記温度ドリフト補正量を算出するための関数を生成する関数生成部、および、
前記関数を生成するための生成用データとして、前記基板への通電開始に伴い前記基板の温度が変化する期間に、前記赤外線撮像素子と前記基板温度センサから、前記関数生成部に対して、データを同期出力させるタイミング制御部、を備え、
前記関数生成部は、前記関数を生成した以降に出力された前記生成用データを、当該関数を高精度化させる追加データとして用いることを特徴とする赤外線撮像装置。
【請求項２】
前記関数生成部は、前記追加データを構成する前記画素出力のうち、前記関数を用いて算出される値に対して設定した範囲を外れた画素出力を、前記追加データから除外することを特徴とする請求項１に記載の赤外線撮像装置。
【請求項３】
前記関数生成部は、前記生成用データを構成する前記画素出力のうち、前記関数を用いて算出される値に対して設定した範囲を外れた画素出力を、前記生成用データから除外して、前記関数を再生成することを特徴とする請求項１または２に記載の赤外線撮像装置。
【請求項４】
前記関数生成部は、前記生成用データを構成する前記基板の温度の分布状態を分析し、分布が疎な領域に対応する前記基板の温度のデータを取得できるタイミングを、前記同期出力のタイミングとして設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の赤外線撮像装置。
【請求項５】
前記関数生成部は、前記生成用データの前記関数における分散状態を分析し、分散が大きな領域に対応する前記基板の温度のデータを取得できるタイミングを、前記同期出力のタイミングとして設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の赤外線撮像装置。
【請求項６】
前記関数生成部は、前記通電開始からの時間、および前記基板の温度の少なくともいずれかで、前記タイミングを設定することを特徴とする請求項４または５に記載の赤外線撮像装置。
【請求項７】
前記赤外線撮像素子への入射を遮断するシャッタを備え、
前記タイミング制御部は、前記生成用データを出力させる際、前記シャッタを同期して遮断状態にさせることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の赤外線撮像装置。
【請求項８】
前記関数は前記基板の温度を独立変数とする、前記画素出力、または前記画素出力の変位量のＮ次近似であり、前記高精度化として前記Ｎ次近似の高次化を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の赤外線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、赤外線撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱型の赤外線撮像装置では、画素を構成する温度センサを２次元に配列して断熱構造の撮像素子を構成し、入射した赤外線によって画素の温度が変化することを利用して赤外線像を撮像する。ただ、赤外線撮像装置においては、赤外線感度としての温度変化だけではなく、電流もしくは電圧を印加することによる温度センサ自身の自己発熱温度変化と、撮像素子以外の部品類で発生する赤外線撮像装置全体での自己発熱温度変化が同時に生じる。【０００３】
その際、撮像素子、あるいは周辺部材の製造ばらつきにより、画素ごとの断熱性能、消費電力量、印加電圧もしくは電流量のばらつきに起因して自己発熱程度が異なり、画素ごとの出力レベル差が生じる。また、画素ごとの断熱性能、消費電力量は、環境温度に起因して変化するため、環境温度変化による出力レベル変動が顕著となる。【０００４】
こうした問題のうち、環境温度に起因する性能変化に対しては、環境温度と測定対象物温度に応じた補正係数のテーブルを用いて、補正処理を行う赤外線センサ信号の補正方法（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。また、画素ごとの出力レベル差については、画素の感度を均一化するためのキャリブレーションを行うシャッタ機構（例えば、特許文献２参照。）を用いる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２３００７７号公報（段落０１３５〜０１３９、表１）
【特許文献２】特開２００４−１１７０００号公報（段落００１４〜００２２、図１〜図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、補正係数を用いての補正処理では、赤外線撮像装置の取付状況に影響される放熱性能の変化、あるいは電源電圧の変動に対応できず、必ずしも正確な補正ができるとは限らない。また、シャッタ機構でのキャリブレーションに頼ると、キャリブレーションの頻度が増加して、撮像できない時間が長くなり、好ましくない。【０００７】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、取付状況、電圧変動の影響を低減し、かつ撮像できない時間を短縮可能な赤外線撮像装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願に開示される赤外線撮像装置は、入射した赤外線を熱として感知する複数の画素が配列された赤外線撮像素子、前記赤外線撮像素子が実装された基板の温度を測定する基板温度センサ、前記複数の画素のそれぞれから出力される画素出力に対する、前記基板の温度変化に応じた温度ドリフト補正量を算出する温度ドリフト補正量算出部、前記基板の温度を独立変数とする、前記温度ドリフト補正量を算出するための関数を生成する関数生成部、および、前記関数を生成するための生成用データとして、前記基板への通電開始に伴い前記基板の温度が変化する期間に、前記赤外線撮像素子と前記基板温度センサから、前記関数生成部に対して、データを同期出力させるタイミング制御部、を備え、前記関数生成部は、前記関数を生成した以降に出力された前記生成用データを、当該関数を高精度化させる追加データとして用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願に開示される赤外線撮像装置によれば、追加データを用いて補正に用いる関数を高精度化するので、取付状況、電圧変動の影響を低減し、かつ撮像できない時間を短縮可能な赤外線撮像装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる赤外線撮像装置の機能ブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる赤外線撮像装置における赤外線撮像素子の構成を示す模式図である。
【図３】実施の形態１にかかる赤外線撮像装置における画素出力と温度センサ出力の経時変化を示す図である。
【図４】実施の形態１にかかる赤外線撮像装置における温度センサ出力と画素出力の関係を示す図である。
【図５】実施の形態１にかかる赤外線撮像装置における温度センサ出力と代表画素出力の経時変化と制御タイミングを示す図である。
【図６】実施の形態１にかかる赤外線撮像装置における温度センサ出力に対する代表画素出力と制御タイミングの関係を示す図である。
【図７】実施の形態１にかかる赤外線撮像装置における補正量算出用関数生成部での自己学習動作を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態２にかかる赤外線撮像装置の機能ブロック図である。
【図９】実施の形態３にかかる赤外線撮像装置の機能ブロック図である。
【図１０】実施の形態３にかかる赤外線撮像装置における画素出力の変位量と温度センサ出力の変位量の経時変化を示す図である。
【図１１】実施の形態３にかかる赤外線撮像装置における温度センサ出力の変位量と画素出力の変位量との関係を示す図である。
【図１２】実施の形態４にかかる赤外線撮像装置の機能ブロック図である。
【図１３】実施の形態５にかかる赤外線撮像装置の機能ブロック図である。
【図１４】実施の形態５にかかる赤外線撮像装置における温度センサ出力と画素出力との関係を示す図である。
【図１５】各実施の形態にかかる赤外線撮像装置の演算処理を実行する部分の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１〜図７は、実施の形態１にかかる赤外線撮像装置について説明するためのものであり、図１は赤外線撮像装置の全体構成を示す機能ブロック図、図２は赤外線撮像素子の構成を示す模式図である。そして、図３は赤外線撮像装置を起動した際の３つの画素それぞれの画素出力と温度センサ出力の経時変化を示す図、図４は起動時に経時的に変化する温度センサ出力と３つの画素それぞれの画素出力の関係を示す図である。
【００１２】
また、図５は赤外線撮像装置を起動した際の温度センサ出力と代表画素出力の経時変化と、経時変化に応じた制御タイミングを示す図、図６は経時的に変化する温度センサ出力に対する代表画素出力の関係と、基板温度センサ、あるいは代表画素出力に応じた制御タイミングの関係を示す図、図７は赤外線撮像装置を構成する補正量算出用関数生成部で近似式（関数）を高精度化するための自己学習動作を示すフローチャートである。
【００１３】
以下、実施の形態１にかかる赤外線撮像装置、あるいは各実施の形態に共通する赤外線撮像装置の構成、および動作について図を用いて説明する。赤外線撮像装置１０には、図１に示すように、入射赤外線光を受光してアナログの電気信号に変換する赤外線撮像素子１と、その信号を受け、デジタル変換して出力するアナログデジタル変換部（以降、Ａ／Ｄ変換部２と称する）を主構成部材として備えている。
【００１４】
赤外線撮像素子１は、図２に示すように、入射赤外線光を受光した際の温度上昇に伴う電気特性の変化により、赤外線を熱として感知し、電気信号として出力する画素部１ｇとして、複数の画素１ｐが好ましくは二次元配列されている。そして、各画素１ｐへの通電タイミングを制御する駆動線選択回路１ｓと画素部１ｇの各画素１ｐから出力される信号成分を増幅、読出しを行う読み出し回路１ｒが配置されている。各画素１ｐの信号は読み出し回路１ｒから順次出力される。
【００１５】
ここで、各画素１ｐの信号成分は、被写体から射出される赤外線光の成分を検知するとともに、基板温度、通電による自己発熱成分、およびレンズ等の光学系部材、さらには光学系部材を保持する鏡筒などから発せられる赤外線光の成分を含んでいる。つまり、取り付け状況、印加される電源電圧変動等により、赤外線撮像素子１の信号成分は様々に変化することになる。
【００１６】
そこで、図示しない実装基板の温度を計測する基板温度センサ４と、基板温度センサ４の出力に応じ、Ａ／Ｄ変換部２から出力されたデジタル値を差分処理で補正するための温度ドリフト補正量を算出する温度ドリフト補正量算出部７を備えている。このとき、実装基板と赤外線撮像素子１は、導電性、もしくは非導電性接着剤により接着し、かつ基板温度センサ４は実装基板に接着剤もしくは半田材により密着させ、赤外線撮像素子１と基板温度センサ４の温度変化傾向が同一になるようにすることが好ましい。これにより、基板温度センサ４の出力（温度）変化は、赤外線撮像素子１の出力変化と同等とみなすことができる。
【００１７】
さらに、赤外線撮像素子１へ入射する赤外線を遮光するシャッタ３と、シャッタ３の動作タイミングを制御するとともに、シャッタキャリブレーション処理を行う際に、関連する部位を同期して動作させるタイミング制御部６とを備えている。シャッタ３は赤外線撮像素子１の被写体検知方向に配置され、部材熱伝導率が低く、熱容量が小さい材質で構成されることが好ましい。また、表面放射率は０．９５以上の材質で構成されることが好ましい。これにより、取り付け状況、あるいは印加される電源電圧変動等によらず、シャッタ３を環境温度と同一温度とみなすことが可能となり、後に示す補正用のデータ取得時の赤外線撮像素子１、鏡筒、レンズ等の温度変化傾向を精度よく抽出することができる。
【００１８】
上述した構成は、シャッタキャリブレーションを行う一般的な赤外線撮像装置で必要とされる構成と同様である。一方、本願の赤外線撮像装置１０では、シャッタキャリブレーション処理を行う部位として、補正量算出用関数生成部５を備えるようにしている。補正量算出用関数生成部５は、シャッタ動作に同期して、Ａ／Ｄ変換部２からの出力と基板温度センサ４の出力から、基板温度に応じた画素ごとの温度ドリフト補正量を算出するための近似式（関数Ａｆ）を生成し、かつ、データの適否を自己学習して式を高精度化処理する。さらには、少ない頻度で効果的にシャッタキャリブレーションを行うためのシャッタタイミングも自己学習して算出する。
【００１９】
ここで、赤外線撮像装置１０内での信号、データの動きについて再確認する。赤外線撮像素子１から出力されたアナログの信号成分はＡ／Ｄ変換部２によりデジタル信号に変換され、画素出力Ｓｐとして補正量算出用関数生成部５に入力される。また、補正量算出用関数生成部５には、基板温度センサ４から出力される基板温度を示す温度センサ出力Ｓｔも同時に入力される。タイミング制御部６は、シャッタ３の動作タイミングと、後述の補正量算出用関数生成部５の信号取得タイミングを同期して実施するよう制御もしくは動作指令信号を発生させる。
【００２０】
補正量算出用関数生成部５では、タイミング制御部６からの動作指令信号を受けたタイミングに応じて、Ａ／Ｄ変換部２、基板温度センサ４からの信号を取得し、図示しないメモリに一時格納する。そして、Ａ／Ｄ変換部２、基板温度センサ４からの複数回の信号を用い、基板温度センサ４の出力とＡ／Ｄ変換部２の出力の関係性からＮ次近似の関数Ａｆを生成する。
【００２１】
そのため、補正量算出用関数生成部５には、Ａ／Ｄ変換部２、基板温度センサ４からの信号を複数回分一時格納できるようにメモリ容量を保持することが好ましい。また、補正量算出用関数生成部５において生成されるＮ次近似の関数Ａｆは、各画素１ｐに対応して生成することが好ましいが、精密な補正が不要な場合は二次元配列された画素１ｐから出力される信号の内、複数画素からの出力の平均値を用いて生成してもよい。
【００２２】
タイミング制御部６により制御される、補正量算出用関数生成部５の信号取得タイミングは、赤外線撮像装置１０に電源が投入されたのち、通電による発熱で温度変動が発生している期間内に二回以上行うこととし、四回以上行うことがより好ましい。また、補正量算出用関数生成部５の信号取得タイミングで得られる信号は、シャッタ３が完全に動作している期間のものであればよく、動作開始とタイミング差が生じてもよい。さらに、シャッタ３が１回動作し続けている間に、Ａ／Ｄ変換部２、基板温度センサ４から、複数回の信号を取得してもよく、このようなケースも含めて「同期」と称する。
【００２３】
また、タイミング制御部６により制御されるシャッタ３の動作タイミングと、補正量算出用関数生成部５の信号取得タイミングは、電気的に装置動作が不安定な通電開始直後の不安定期間（例えば、図５の期間Ｐａ）を除いて設定されることが好ましい。これにより、通電開始直後は装置内部の各種バイアス状況が安定せず、補正量算出用関数生成部５において生成されるＮ次近似の関数Ａｆが不正確になることを防ぐことができる。
【００２４】
温度ドリフト補正量算出部７では、補正量算出用関数生成部５で得られたＮ次近似の関数Ａｆから、基板温度センサ４からの信号に対応する画素１ｐごとの補正データである温度ドリフト補正量Ｄｃを演算する。これにより、基板温度センサ４に対応して赤外線撮像素子１から発生し、Ａ／Ｄ変換部２を経由して出力される信号を予測することができる。最後に、Ａ／Ｄ変換部２の出力（画素出力Ｓｐ）と温度ドリフト補正量算出部７からの出力（温度ドリフト補正量Ｄｃ）を差分演算することで、画素１ｐごとの出力の平坦化を行うことができる。
【００２５】
次に、補正内容のさらに詳しい説明を行う。
Ａ／Ｄ変換部２から出力された画素１ｐごとの画素出力Ｓｐ（代表して、３つの画素１ｐそれぞれの画素出力Ｓｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３を記載）と、基板温度センサ４から出力された温度センサ出力Ｓｔは、図３に示すように、時間経過に伴って変化する。赤外線撮像装置１０（の基板）に電源が投入（時間＝０）されると、通電による発熱で、温度が変動し、基板温度センサ４の出力値は時間経過とともに上昇する。
【００２６】
ここで、上述したように、基板温度センサ４と赤外線撮像素子１は同一の出力変化傾向を有するように構成したので、赤外線撮像素子１は温度上昇するが、環境温度と同一温度になるように構成したシャッタ３の温度は変化しない。そのため、シャッタ３が動作中の信号、つまり、シャッタ３を撮像した際に出力される画素出力Ｓｐ（シャッタ撮像信号と称する）は、温度センサ出力Ｓｔの上昇に伴い、降下していくことになる。
【００２７】
なお、シャッタ撮像信号には、鏡筒および光学系部材の温度変化による影響が含まれるとともに、画素１ｐごとの出力レベル差、あるいは温度ドリフト成分差も含まれることになる。加えて赤外線撮像装置１０の取り付け状況、あるいは印加される電源電圧が確定した状態での取得データを基にしたものであるため、上述した変動要因が加味されたものとなる。
【００２８】
シャッタキャリブレーションでは、図３で説明した、装置の起動時に経時的に変化する温度センサ出力Ｓｔとシャッタ撮像信号から、図４に示すように、温度センサ出力Ｓｔに対する画素１ｐごとのシャッタ撮像信号（画素出力Ｓｐ）との関係を導く。具体的には、補正量算出用関数生成部５が、Ａ／Ｄ変換部２から出力された画素１ｐごとの画素出力Ｓｐと、基板温度センサ４から出力された温度センサ出力Ｓｔから、画素１ｐごとの温度センサ出力ＳｔのＮ次近似の関数Ａｆを生成し、温度ドリフト補正量算出部７に出力される。
【００２９】
温度ドリフト補正量算出部７は、補正量算出用関数生成部５から出力された画素１ｐごとのＮ次近似の関数Ａｆに、その時点で基板温度センサ４から出力された温度センサ出力Ｓｔを代入して、画素１ｐごとの温度ドリフト補正量Ｄｃを生成する。生成された、画素１ｐごとの温度ドリフト補正量Ｄｃは、赤外線撮像装置１０の取り付け状況、印加される電源電圧変動、鏡筒および光学系部材の温度変化による影響、画素１ｐごとの出力レベル差、および画素１ｐごとの温度ドリフト成分差をすべて考慮したものとなる。
【００３０】
その結果、あらかじめ設定された補正データを用いる場合と比べて高精度な画像補正が可能となる。また、赤外線撮像装置１０の温度変化に対応して、温度ドリフト補正量Ｄｃを無段階で計算できるので、温度域ごとに補正データを取るためのキャリブレーションを実行する場合と比べて、シャッタキャリブレーションの頻度を低減することができる。同時に、補正データをあらかじめ用意する必要がなくなるため、製造コストの大幅な低減につなげることができる。
【００３１】
ここで、タイミング制御部６における制御タイミングの設定例を、代表画素の出力（代表画素出力Ｓｐｒ）と温度センサ出力Ｓｔの時間経過に伴う変化を示す図５と、図５における温度センサ出力Ｓｔと代表画素出力Ｓｐｒの関係性を示す図６を用いて説明する。赤外線撮像装置１０に対して電源が投入された直後、期間Ｐａにおいて、各種の電源立ち上げシーケンスが開始されるが、動作の安定まで一定時間が必要となることが一般的である。この期間Ｐａにおいて、シャッタキャリブレーションを実行すると、補正量算出用関数生成部５において生成されるＮ次近似の関数Ａｆが不正確になるため、演算データとして使用しないことが好ましい。
【００３２】
次に、赤外線撮像装置１０の動作が安定したのち、期間Ｐｂにおいてシャッタ３を動作させ、そのシャッタ撮像信号を補正量算出用関数生成部５で取得すると同時に、基板温度センサ４からの温度センサ出力Ｓｔを取得する。次に、期間Ｐｃにおいてシャッタ３を解放する。このとき、補正量算出用関数生成部５において、まだＮ次近似の関数Ａｆが未確定の場合、期間Ｐｂにおいて取得したシャッタ撮像信号を用いて補正を行ってもよい。この場合、装置温度変化（基板温度変化）に対して逐次演算ができないため、精度は低いが、画像取得は可能な状態となる。
【００３３】
次に、期間Ｐｄにおいてシャッタ３を動作させ、そのシャッタ撮像信号を補正量算出用関数生成部５で取得すると同時に、基板温度センサ４からの温度センサ出力Ｓｔを取得する。期間Ｐｂで取得したシャッタ撮像信号と、期間Ｐｄで取得したシャッタ撮像信号から、補正量算出用関数生成部５において画素１ｐごとの画素出力Ｓｐに対する１次近似の関数Ａｆを生成する。
【００３４】
次に、期間Ｐｅにおいてシャッタ３を解放する。期間Ｐｄにおいて生成を行った画素１ｐごとの画素出力Ｓｐに対しての１次近似の関数Ａｆと、基板温度センサ４からの温度センサ出力Ｓｔを基に、温度ドリフト補正量算出部７で逐次温度ドリフト補正量Ｄｃを生成する。そして、Ａ／Ｄ変換部２の画素出力Ｓｐと温度ドリフト補正量算出部７から出力された温度ドリフト補正量Ｄｃを差分演算することで、画素１ｐごとの出力の平坦化を行う。これにより、基板温度変化に対して逐次演算でき、精度が高い画像信号の平滑化が可能な状態となる。
【００３５】
また、必要に応じて、期間Ｐｅの後に、もう数回シャッタ３を動作させ、そのシャッタ撮像信号を補正量算出用関数生成部５で信号取得すると同時に、基板温度センサ４からの温度センサ出力Ｓｔを取得する。これらのデータから、補正量算出用関数生成部５において画素１ｐごとの画素出力Ｓｐに対しての補正式を２次関数、３次関数と高次化していくことが可能となる。
【００３６】
なお、期間Ｐｃは、基板温度センサ４の出力が信号成分誤差以上の変動を示すように設定されていればよく、あらかじめ時間設定してもよく、また、基板温度センサ４の出力変位量をモニタすることで実施してもよい。期間Ｐｃでは、基板温度変化に対して逐次演算ができないため、画像取得の精度は低いが、問題とならない場合は基板温度センサ４の出力変位量が大きくなるよう設定されることが好ましい。
【００３７】
期間Ｐｂ、期間Ｐｄのタイミングに関しては、装置安定動作までの時間を考慮して決定する必要がある。つまり装置への電源投入に起因する信号を基にあらかじめ設定されることが好ましい。これらのタイミング制御部６の動作により、立ち上げ直後の動作不安定状態と数回のシャッタ３の動作タイミングを除く期間で画像取得が可能となる。さらに、シャッタ３の動作回数を経るごとに補正量算出用関数生成部５で演算される補正式が高次化され、補正精度が徐々に向上させていくことができる。
【００３８】
この補正式は、赤外線撮像装置１０の取り付け状況、あるいは印加される電源電圧変動等が考慮されたものであるため、あらかじめ設定された補正データと比べて高精度な画像補正が可能となり、また、赤外線撮像装置１０の温度変化ごとに補正データを逐次変化させることで、シャッタキャリブレーションの頻度を低減することができる。同時に、補正データをあらかじめ用意する必要がなくなるため、製造コストの大幅な低減につなげることができる。
【００３９】
さらに、補正量算出用関数生成部５では、自己学習によってＮ次近似の関数生成を行うことで、関数Ａｆを高精度化する。自己学習動作について図７のフローチャートを参考にして説明する。例えば、データ蓄積がない初期状態の場合、Ｎ次近似の関数Ａｆを生成するため、少なくともＮ＋１回以上のシャッタキャリブレーションを実施する（ステップＳ１００、Ｓ１１０）。そして、各シャッタキャリブレーションで得られるシャッタ撮像信号（画素出力Ｓｐ）と温度センサ出力Ｓｔの組合せから、最小二乗法等の計算により、初期の画素１ｐごとのＮ次の近似式である関数Ａｆを設定する（ステップＳ１２０）。
【００４０】
このように、初期の関数Ａｆが設定されると、以降は、例えば、起動時の期間Ｐｂ〜Ｐｅの間の所定のタイミングでシャッタキャリブレーションを行い、画素１ｐごとのシャッタ撮像信号と温度センサ出力Ｓｔのデータ読み込み（ステップＳ２００）を行う。データが読み込まれると、設定された画素１ｐごとの関数Ａｆからの逸脱値を算出する。ここで、最小二乗近似で算出されたσをしきい値Ｔｈに設定したとすると、しきい値Ｔｈ内に逸脱値が収まる、適格なデータであるか否か、つまり良か不良かを判断する（ステップＳ２２０）。
【００４１】
良と判定されると（ステップＳ２２０で「Ｙｅｓ」）、そのデータをこれまでに記憶したデータに追加してＮ次近似の関数Ａｆを再計算する（ステップＳ２３０）する。そして、再計算した関数Ａｆに対して、すべてのデータの逸脱値がしきい値Ｔｈ内に収まっているか否かを判定し（ステップＳ２４０）、収まっている場合（逸脱無し：「Ｎｏ」）は、記憶対象のデータを追加更新（ステップＳ２５０）する。
【００４２】
一方、再計算したＮ次近似式に対して、逸脱値がしきい値Ｔｈ内に収まっていないデータがある場合（逸脱有：ステップＳ２４０で「Ｙｅｓ」）は、しきい値Ｔｈを逸脱したデータを除外して、Ｎ次近似の関数Ａｆを再計算するステップＳ２３０に移行する。これをステップＳ２４０で「Ｎｏ」となるまで繰り返し、ステップＳ２５０に移行する。
【００４３】
データ更新後、Ｎ次近似の関数Ａｆにおける相関係数を考慮し、高精度化の必要性、つまり、追加データの必要性を確認し、キャリブレーションの頻度を再設定する。また、Ｎ次近似の関数Ａｆの元となるデータにおいて、不足する温度センサ出力Ｓｔのデータ領域等があれば、次回のキャリブレーションにおいて、そのデータ領域が補充できるよう、期間Ｐｂ〜Ｐｅの中から最適なキャリブレーションのタイミングを設定する（ステップＳ２６０）。つまり、キャリブレーションの必要性を学習して最適なシャッタ条件を設定する（ステップＳ２６０）。これにより、より少ない頻度でキャリブレーションを行っても高精度なＮ次近似が可能になる。
【００４４】
一方、ステップ２２０で不良と判定（「Ｎｏ」）されると、欠陥数として、不良と判定された累積回数、不良と判定された画素１ｐの数、あるいは直近の連続回数が、許容値Ａｖ以内であるか否かを判定する（ステップＳ３００）。欠陥数が許容値Ａｖ以内であれば（「Ｎｏ」）、単純に次のキャリブレーションを実行するステップＳ２００に移行する。しかし、欠陥数が許容値Ａｖを超えていれば（「Ｙｅｓ」）、機器に不良が発生している、あるいは状態が変化していると判断して、不良動作通知を行い（ステップＳ３１０）、終了する。
【００４５】
これにより、タイミング制御部６の制御不良、およびシャッタ３の動作不良による取得データ不良を自動で検知し、基板温度に応じた最適な温度ドリフト補正量を算出することが可能となる。また、不良と判定された場合、取り付け状態の確認をすることで、元の状態に戻すことが可能となる。あるいは、取り付け状態を変えた場合、過去のデータをリセットして、新しい取り付け状態に適したキャリブレーションを実行させることができる。
【００４６】
なお、不良判定においては、画素１ｐの数に限らず、塊状、あるいはライン状に発生するなど、画素配列における不良出現範囲が、ある条件を満たした場合に動作不良通知を出力してもよい。あるいは、補正量算出用関数生成部５に不揮発メモリを搭載し、過去に算出されたＮ次近似の関数Ａｆと、新たに取得されたＮ次近似の関数Ａｆを比較し、時系列で発生する欠陥のある画素１ｐの判定、またはセンサチップ動作不良を検知するようにしてもよい。
【００４７】
例えば、画素１ｐごとの関数ＡｆがＮ次多項式の場合、出荷検査時に関数Ａｆを生成し、その各項、もしくは一部の係数を不揮発メモリに記憶させておく。そして、新たに生成されたＮ次多項式で近似された関数Ａｆの各項の係数があらかじめ設定された閾値以上の変化を示した際に欠陥画素化したと判定するようにしてもよい。その際、欠陥画素とみなした画素１ｐ周辺に配列された正常動作とみなされる画素１ｐの出力値を用いて補完することで欠陥補正を行ってもよい。これらの方法により、経時変化により発生する不良等の早期検知、使用者利便性の向上が可能となるとともに、欠陥補正精度の向上等、赤外線撮像装置の性能向上が可能となる。
【００４８】
これに対して自己学習がない場合、上述したように、起動するたびに、複数回のシャッタキャリブレーションを行う必要がある。しかし、自己学習であれば、初期関数Ａｆが設定された後は、例えば、起動時に１回シャッタキャリブレーションを行っただけでも、精度の高い近似式を用いることができ、シャッタキャリブレーションの頻度を確実に低減することができる。さらには、起動ごとのデータが安定している場合、起動ごとではなく、複数回の起動のうちのいずれかでシャッタキャリブレーションを行うようにしてもよい。なお、このように、データの取得について自己学習する方法は、後述する初期値からの変位量を用いて補正量算出用の関数を生成する場合においても、同様の効果を得ることが可能である。
【００４９】
実施の形態２．
上記実施の形態１においては、タイミング制御部が、実際のシャッタを動作させる際のタイミングの取り方については、特に言及しなかった。本実施の形態２においては、タイミング制御部が、基板温度に基づいてシャッタ動作をさせる構成について説明する。図８は、実施の形態２にかかる赤外線撮像装置について説明するためのものであり、赤外線撮像装置の全体構成を示す機能ブロック図である。なお、本実施の形態２にかかる赤外線撮像装置においては、タイミング制御部のシャッタ動作制御に関連する部分以外の構成は、実施の形態１で説明した構成と同様であり、実施の形態１で説明した図２〜図７を援用するとともに、同様部分の説明は繰り返さない。
【００５０】
実施の形態２にかかる赤外線撮像装置１０は、図８に示すように、実施の形態１の図１と比較して、基板温度センサ４からの温度センサ出力Ｓｔをタイミング制御部６に入力するようにしたことが異なる。入力された温度センサ出力Ｓｔが、設定された値を示すと、シャッタキャリブレーション動作をする。あるいは、基板温度を示す温度センサ出力Ｓｔの値が大きく変動した際、シャッタキャリブレーション動作を行い、関数Ａｆの高精度化、または、温度域に応じた関数Ａｆの設定を行うようにする。
【００５１】
この構成により、高精度な画像補正が可能となり、シャッタキャリブレーション頻度の低減、製造コストの大幅な低減という実施の形態１の機能が確実に実現できる。加えて、赤外線撮像装置１０の温度状況、例えば環境温度変動、気候の変動、赤外線撮像装置１０の取り付け状況の変化、動作電圧の変化が発生したとしても、その都度最適な関数Ａｆを再作成することができる。
【００５２】
実施の形態３．
本実施の形態３においては、上記実施の形態１、２で示した補正量算出用関数生成部を、初期値取得部との組合せで構成し、初期値からの変位量を用いて関数を生成するようにした。図９〜図１１は実施の形態３にかかる赤外線撮像装置の構成について説明するためのものであり、図９は赤外線撮像装置の構成を示す機能ブロック図、図１０は赤外線撮像装置における画素出力の出力変位量と温度センサ出力の出力変位量の経時変化を示す図、図１１は赤外線撮像装置における温度センサ出力の出力変位量と画素出力の出力変位量との関係を示す図である。
【００５３】
なお、本実施の形態３にかかる赤外線撮像装置においても、初期値取得部と補正量算出用関数生成部に直接関連する部分以外の構成は、実施の形態１で説明した構成と同様であり、実施の形態１で説明した図２〜図７を援用するとともに、同様部分の説明は繰り返さない。
【００５４】
実施の形態３にかかる赤外線撮像装置１０では、図９に示すように、実施の形態１の図１で説明した構成要素の内、補正量算出用関数生成部５単独構成に代えて、補正量算出用関数生成部５と初期値取得部８を設けるようにした。そして、初期値取得部８は、Ａ／Ｄ変換部２からの画素出力Ｓｐを受信するように構成し、補正量算出用関数生成部５は、画素出力Ｓｐと温度センサ出力Ｓｔを受信するように構成した。さらに、タイミング制御部６はシャッタ３と初期値取得部８と補正量算出用関数生成部５の動作を同期して実施するよう制御もしくは動作指令信号を発生させるように構成した。
【００５５】
初期値取得部８では、起動後、タイミング制御部６からの１回目の制御信号に対するシャッタ動作の際、Ａ／Ｄ変換部２から出力されたシャッタ撮像信号（画素出力Ｓｐ）と基板温度センサ４から出力された温度センサ出力Ｓｔを初期値として保持する。補正量算出用関数生成部５では、以降の制御信号に対して、Ａ／Ｄ変換部２から出力された画素出力Ｓｐ、基板温度センサ４から出力された温度センサ出力Ｓｔに対して、初期値からの出力変位量Ｖｐ、Ｖｔを算出する。
【００５６】
つまり、タイミング制御部６の制御信号の内、１回目の制御信号を受けたときは、受信したデータを初期値として格納し、２回目以降の制御信号に対しては、受信したデータの初期値からの出力変位量Ｖｐ、Ｖｔを算出して、メモリに一時格納する。その後、温度センサ出力Ｓｔの出力変位量Ｖｔと画素出力Ｓｐの出力変位量Ｖｐの関係性から第二のＮ次近似の関数Ａｆを生成する。
【００５７】
温度ドリフト補正量算出部７では、補正量算出用関数生成部５で得られた第二のＮ次近似の関数Ａｆから、温度センサ出力Ｓｔの出力変位量Ｖｔに対応する温度ドリフト補正量Ｄｃを演算する。これにより、温度センサ出力Ｓｔに対応して、赤外線撮像素子１から発生し、Ａ／Ｄ変換部２を経由して出力される画素出力Ｓｐの出力変位量Ｖｐを予測することができる。最後に、Ａ／Ｄ変換部２から出力された画素出力Ｓｐから、初期値取得部８から出力された初期値と、温度ドリフト補正量算出部７から出力された温度ドリフト補正量Ｄｃを差分演算することで、画素１ｐごとの出力の平坦化を行うことができる。
【００５８】
次に、補正内容のさらに詳しい説明を行う。
補正量算出用関数生成部で算出される、Ａ／Ｄ変換部２から出力された画素１ｐごとの画素出力Ｓｐの初期値からの出力変位量Ｖｐ（代表して、画素出力Ｓｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３に対応するＶｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３を記載）は、図１０に示すように、時間経過に伴って変化する。同様に、基板温度センサ４から出力された温度センサ出力Ｓｔの初期値からの出力変位量Ｖｔも時間経過に伴って変化する。
【００５９】
赤外線撮像装置１０に電源が投入（時間＝０）されると、通電による発熱で、基板温度が変動する。タイミング制御部６から１回目の制御信号が発せられたタイミングで得られた初期値に対する、温度センサ出力Ｓｔの出力変位量Ｖｔは時間経過とともに上昇する。そして、赤外線撮像素子１が基板温度センサ４と同様の温度変化傾向を示す一方、環境温度と同じシャッタ３の温度は変化しないため、初期値に対する画素出力Ｓｐの出力変位量Ｖｐは、時間経過とともに低下する。
【００６０】
図１０で説明した、装置の起動時に経時的に変化する温度センサ出力Ｓｔの出力変位量Ｖｔとシャッタ撮像信号の出力変位量Ｖｐから、図１１に示すような出力変位量Ｖｔに対する画素１ｐごとの出力変位量Ｖｐとの関係としてプロットすることができる。そこで、補正量算出用関数生成部５は、画素１ｐごとの画素出力Ｓｐから算出した初期値からの出力変位量Ｖｐと、温度センサ出力Ｓｔの初期値からの出力変位量Ｖｔから、画素１ｐごとの出力変位量Ｖｐの第二の関数Ａｆを生成し、温度ドリフト補正量算出部７に出力される。
【００６１】
温度ドリフト補正量算出部７は、補正量算出用関数生成部５から出力された画素１ｐごとの第二のＮ次近似の関数Ａｆに、その時点で補正量算出用関数生成部５から出力された出力変位量Ｖｔを代入して、画素１ｐごとの温度ドリフト補正量Ｄｃを生成する。生成された、画素１ｐごとの温度ドリフト補正量Ｄｃは、赤外線撮像装置１０の取り付け状況、印加される電源電圧変動、鏡筒および光学系部材の温度変化による影響、および画素１ｐごとの温度ドリフト成分差をすべて考慮したものとなる。
【００６２】
ここで、補正量算出用関数生成部５においては、画素１ｐごとの出力レベル差に関して考慮されない。しかし、初期値取得部８において、タイミング制御部６から１回目の制御信号が発せられたタイミングでのＡ／Ｄ変換部２の信号を保持することで、機能を代替することができる。つまり、初期値取得部８から出力される画素１ｐごとの初期値と、補正量算出用関数生成部５において得られた温度ドリフト補正量ＤｃをＡ／Ｄ変換部２からの画素出力Ｓｐから差分演算していくことで、画素１ｐごと出力の平坦化を行うことができる。
【００６３】
そして、本実施の形態３かかる補正量算出用関数生成部５は、実施の形態１での説明と同様に、自己学習によって、第二のＮ次近似の関数を高精度化させるとともに、シャッタキャリブレーションのタイミングを最適化させる。その結果、実施の形態１における補正量算出用関数生成部５と温度ドリフト補正量算出部７との組合せで実現される機能が保たれる。
【００６４】
加えて、補正量算出用関数生成部５と、その出力を用いて逐次温度ドリフト補正量Ｄｃを生成する温度ドリフト補正量算出部７で取り扱うデータサイズが小さくなり、回路の演算負荷を抑制することができ、構成部材のコスト低減が可能となる。さらに、演算スピードを向上させることができるため、大規模な画素数にも対応した補正処理が可能となる。
【００６５】
実施の形態４.
上記実施の形態３においては、制御信号の回数に応じて保持した初期値を用いて、補正量算出用関数生成部自身が画素出力の変位量を演算する例について説明したが、これに限ることはない。本実施の形態４においては、画素出力に関しては、初期値との差分で演算済の変位量が補正量算出用関数生成部に出力されるように構成した例について説明する。図１２は、実施の形態４にかかる赤外線撮像装置について説明するためのものであり、赤外線撮像装置の全体構成を示す機能ブロック図である。なお、本実施の形態４にかかる赤外線撮像装置においては、画素出力の変位量の演算に関連する部分以外の構成は、実施の形態３で説明した構成と同様であり、実施の形態３で説明した図１０〜図１１を援用するとともに、同様部分の説明は繰り返さない。
【００６６】
実施の形態４にかかる赤外線撮像装置１０は、図１２に示すように、実施の形態３で説明した、Ａ／Ｄ変換部２の画素出力Ｓｐの代わりに、初期値取得部８の初期値を用いて減算した出力変位量Ｖｐを補正量算出用関数生成部５に出力するようにした。つまり、実施の形態３で示したタイミング制御部６の制御信号の内、２回目以降の信号に対して出力変位量のみを抽出するのと同様の処理が可能となり、実施の形態３と同様の効果を奏することができる。本構成により、差分処理がさらに簡素化され、回路負荷を抑制することができ、構成部材のコスト低減が可能となる。
【００６７】
実施の形態５．
上記各実施の形態１〜４においては、シャッタを撮像した画素出力を用いて近似式を生成する例について説明したがこれに限ることはない。本実施の形態５においては、被写体を撮像したデータを用いて近似式を生成する例について説明する。図１３と図１４は実施の形態５にかかる赤外線撮像装置の構成について説明するためのものであり、図１３は赤外線撮像装置の構成を示す機能ブロック図、図１４は赤外線撮像装置におけるセンサ出力と画素出力の関係として、Ｎ次の近似式で計算されるデータと撮像で得られるデータとを示す図である。
【００６８】
なお、本実施の形態５にかかる赤外線撮像装置においては、シャッタを省略したことと、ドリフト成分を解析するために設けたドリフト成分解析部に関連する部分以外の構成は、上記各実施の形態１〜４で説明した構成と同様のものが適用でき、実施の形態１で説明した図２〜図７を援用するとともに、同様部分の説明は繰り返さない。
【００６９】
実施の形態５にかかる赤外線撮像装置１０においても、図１３に示すように、入射赤外線光を受光し電気信号に変換する赤外線撮像素子１と、その信号を受けデジタル変換を行うＡ／Ｄ変換部２を有している。また、実装基板の温度を計測する基板温度センサ４と、基板温度センサ４の出力に応じ、Ａ／Ｄ変換部２から出力されたデジタル値を差分処理で補正するための温度ドリフト補正量を算出する温度ドリフト補正量算出部７を備えている。
【００７０】
そして、温度ドリフト補正量を算出するためのＮ次近似の関数Ａｆを自己学習により生成する補正量算出用関数生成部５と、キャリブレーションのためのタイミングを制御するタイミング制御部６を備えるところまでは、実施の形態１と同様である。それに対し、Ａ／Ｄ変換部２からの出力を直接ではなく、ドリフト成分解析部９を経由させ、キャリブレーションに用いるか否かを選別してから補正量算出用関数生成部５に出力するようにし、シャッタ３を省略するようにした。
【００７１】
ドリフト成分解析部９は、Ａ／Ｄ変換部２から出力された画素出力Ｓｐに対し、補正量算出用関数生成部５から出力された関数Ａｆを基に、温度センサ出力Ｓｔから計算される出力値からの逸脱量（ドリフト成分）を計算する。ドリフト成分を、例えば、実施の形態１で説明した、関数Ａｆで算出される値に対する逸脱値と同様に定義した場合、逸脱値がしきい値Ｔｈより大きいか否かを判断するように、ドリフト成分が、あらかじめ設定した範囲内に収まっているか否かを判定する。そして、タイミング制御部６からキャリブレーションのタイミングである旨の指令が出ている場合には、画素出力Ｓｐのうち、ドリフト成分が範囲内から外れた画素１ｐのデータを除外して、補正量算出用関数生成部５に出力する。つまり、実施の形態５のドリフト成分解析部９は、実施の形態１における補正量算出用関数生成部５の自己学習の動作と同様に、関数生成におけるデータ選別部として機能する。
【００７２】
タイミング制御部６から、キャリブレーションの指示があった際に、本実施の形態５では、シャッタ３を用いないため、被写体を撮像した画素出力Ｓｐを取得する。このとき、撮像アングルが固定されており、被写体の状態が変化しない場合、撮像により得られる画素出力Ｓｐと温度センサ出力Ｓｔとの関係Ｒｒは、関数Ａｆにより近似した画素出力Ｓｐと温度センサ出力Ｓｔの関係Ｒａと同じになるはずである。ここで、例えば、人、動物などの移動物体が視野に入ると、図１４に示すように、被写体を撮像して得られる画素出力Ｓｐと温度センサ出力Ｓｔとの関係Ｒｒのうち、移動体が入った撮像タイミングＴｉにおいては、関係Ｒａからドリフトすることになる。
【００７３】
つまり、キャリブレーション時に、上述したドリフト成分が大きな画素１ｐからの画素出力を除外することは、撮像データのうち、移動体が映った画素をキャリブレーション対象から除外することになる。その結果、移動体を映した撮像成分と温度ドリフト成分の分離が可能となる。この方法により、温度ドリフト成分のみを抽出し、補正量算出用関数生成部５に出力することで、実施の形態１〜４で示したＮ次近似による関数Ａｆを生成することが可能となり、温度ドリフト補正量算出部７での温度ドリフト補正量Ｄｃの生成が可能となる。
【００７４】
これにより、通常の被写体撮像の際は、Ａ／Ｄ変換部２から出力された全画素の画素出力Ｓｐに対し、温度ドリフト補正量算出部７から出力された温度ドリフト補正量Ｄｃとの差分演算することで、画素１ｐごとの出力の平坦化を行う。その結果、基板温度変化に対して逐次演算でき、精度が高い画像信号の平滑化が可能な状態となる。
【００７５】
ただし、本構成により生成される温度ドリフト補正量Ｄｃには、静止している被写体、つまり背景情報の成分が入っている。そのため、背景情報については、差分演算により相殺され、取得することができなくなるが、移動被写体の撮像信号に関しては取得することができ、かつシャッタ３が不要な赤外線撮像装置１０を提供することができる。また、装置の取り付け状況、あるいは印加される電源電圧変動等を加味した補正データ作成が可能となるため、高精度な画像補正が可能、製造コストの大幅な低減という効果が保たれる。
【００７６】
なお、赤外線撮像装置１０における、演算処理を行う部分（例えば、補正量算出用関数生成部５〜ドリフト成分解析部９）を、図１５に示すように、プロセッサ１１と記憶装置１２を備えたひとつのハードウェア１０ｅによって構成することも考えられる。記憶装置１２は、図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１１は、記憶装置１２から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１１にプログラムが入力される。また、プロセッサ１１は、演算結果等のデータを記憶装置１２の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。
【００７７】
また、本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組合せで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【００７８】
例えば、実施の形態５は実施の形態１に対する差分として記載したが、これに限ることはなく、実施の形態２〜４のいずれか、あるいはその組合せに対する差分として構成しても、同様の効果を奏することができる。また、例えば、基板温度センサ４の出力変位量Ｖｔを独立変数として画素１ｐからの出力変位量Ｖｐの関数を生成する例を示したが、これに限ることはない。温度センサ出力Ｓｔを独立変数とする画素出力Ｓｐの出力変位量Ｖｐの関数でもよい。さらには、関数ＡｆについてもＮ次近似に限ることはなく、基板温度を独立変数として補正量を算出でき、複数のデータの組合せで生成できる関数であればよい。
【００７９】
以上のように、各実施の形態にかかる赤外線撮像装置１０によれば、入射した赤外線を熱として感知する複数の画素１ｐが配列された赤外線撮像素子１、赤外線撮像素子１が実装された基板の温度を測定する基板温度センサ４、複数の画素１ｐのそれぞれから出力される画素出力Ｓｐに対する、基板の温度変化（温度センサ出力Ｓｔの変化）に応じた温度ドリフト補正量Ｄｃを算出する温度ドリフト補正量算出部７、基板の温度（温度センサ出力Ｓｔの値）を独立変数とする、温度ドリフト補正量Ｄｃを算出するための関数Ａｆを生成する関数生成部（補正量算出用関数生成部５）、および、関数Ａｆを生成するための生成用データとして、基板への通電開始に伴い基板の温度が変化する期間（例えば、期間Ｐｂ〜期間Ｐｄ、期間Ｐｅ）に、赤外線撮像素子１と基板温度センサ４から、関数生成部に対して、データを同期出力させるタイミング制御部６、を備え、関数生成部は、関数Ａｆを生成した以降に出力された生成用データを、当該関数Ａｆを高精度化させる追加データとして用いるように構成したので、取付状況、電圧変動の影響を低減し、かつ、キャリブレーション回数を低減して撮像できない時間を短縮可能な赤外線撮像装置１０を得ることができる。
【００８０】
また、関数生成部（補正量算出用関数生成部５、またはドリフト成分解析部９）は、追加データを構成する画素出力Ｓｐのうち、関数Ａｆから算出される値に対して設定した範囲（例えば、近似値±しきい値Ｔｈ）を外れた画素出力を、追加データから除外するようにしたので、状況が変化した場合、あるいはノイズ等で不正確になったデータを除外することができる。さらには、実施の形態５では、関数生成部のデータ選別部と言うべき、ドリフト成分解析部９の動作で説明したように、シャッタ３を用いない場合でも、移動体に相当する画素出力Ｓｐを除去してキャリブレーションが可能となる。
【００８１】
さらに、関数生成部（補正量算出用関数生成部５、またはドリフト成分解析部９）は、（追加データも含めた）生成用データを構成する画素出力Ｓｐのうち、関数Ａｆから算出される値に対して設定した範囲（例えば、近似値±しきい値Ｔｈ）を外れた画素出力を、生成用データから除外して、関数Ａｆを再生成するようにすれば、状況が変化していき、現状では不要となったデータを除外することができる。さらには、実施の形態５では、関数生成部のデータ選別部と言うべき、ドリフト成分解析部９の動作で説明したように、シャッタ３を用いない場合でも、移動体に相当する画素出力Ｓｐを除去してキャリブレーションが可能となる。
【００８２】
一方、関数生成部（補正量算出用関数生成部５）は、生成用データを構成する基板の温度の分布状態を分析し、分布が疎な領域に対応する基板の温度のデータを取得できるタイミングを、キャリブレーションにおける同期出力のタイミングとして設定するように構成すれば、キャリブレーション回数を増大させることなく、関数Ａｆを高精度化できる。
【００８３】
さらに関数生成部（補正量算出用関数生成部５）は、生成用データの関数Ａｆにおける分散状態を分析し、分散が大きな領域に対応する基板の温度のデータを取得できるタイミングを、キャリブレーションにおける同期出力のタイミングとして設定するように構成すれば、キャリブレーション回数を増大させることなく、温度ドリフトが大きくなる領域でのデータを確実に補充して、正確な補正が可能になる。
【００８４】
その際、関数生成部（補正量算出用関数生成部５）は、通電開始からの時間、および基板の温度の少なくともいずれかで、同期出力のタイミングを設定すれば、確実に所望のデータが取れる。
【００８５】
赤外線撮像素子１への入射を遮断するシャッタ３を備え、タイミング制御部６は、生成用データを出力させる際、シャッタ３を同期して遮断状態にさせるので、確実にキャリブレーションが可能になる。
【００８６】
関数Ａｆは基板の温度を独立変数とする、画素出力Ｓｐ、または画素出力の出力変位量ＶｐのＮ次近似であり、高精度化としてＮ次近似の高次化を行うようにすれば、簡単な演算で確実に補正ができる。
【符号の説明】
【００８７】
１：赤外線撮像素子、  １ｇ：画素部、  １ｐ：画素、  １ｒ：読み出し回路、  １ｓ：駆動線選択回路、  ２：Ａ／Ｄ変換部、  ３：シャッタ、  ４：基板温度センサ、  ５：補正量算出用関数生成部（関数生成部）、  ６：タイミング制御部、  ７：温度ドリフト補正量算出部、  ８：初期値取得部、  ９：ドリフト成分解析部（関数生成部）、  １０：赤外線撮像装置、  Ａｆ：関数、  Ａｖ：許容値、  Ｄｃ：温度ドリフト補正量（補正量）、  Ｓｐ：画素出力、  Ｓｐｒ：代表画素出力、  Ｓｔ：温度センサ出力、  Ｔｈ：しきい値、  Ｖｐ：出力変位量、  Ｖｔ：出力変位量。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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