赤外線撮像装置
【課題】赤外線撮像装置においては、赤外線固体撮像素子の駆動線に加えられる垂直駆動パルスの波高値のばらつきなどにより、画面上で水平走査線毎の輝度がランダムに変動する横引き状のノイズが発生する。
【解決手段】水平走査周期毎に水平有効画素範囲の各画素についてライン平均値を算出し（１５）、固定信号レベルからライン平均値を差引いてオフセット補正量を算出し（１６）、オフセット補正された信号を出力する（８）。オフセット補正された信号を所定の減衰率で減衰させ（１０）、フレームメモリ（１３）に格納されている前フレームの固定パターンノイズを更新する（１２）。
【解決手段】水平走査周期毎に水平有効画素範囲の各画素についてライン平均値を算出し（１５）、固定信号レベルからライン平均値を差引いてオフセット補正量を算出し（１６）、オフセット補正された信号を出力する（８）。オフセット補正された信号を所定の減衰率で減衰させ（１０）、フレームメモリ（１３）に格納されている前フレームの固定パターンノイズを更新する（１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線固体撮像素子を用いた赤外線撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱型赤外線撮像装置は、被写体が放射する入射赤外線を映像化するもので、赤外線を吸収することにより生じる温度上昇の差が画像の濃淡となる。被写体が放射する赤外線はレンズにより集光され、撮像素子上に結像する。撮像素子には赤外線を検知する素子（画素）が二次元平面上に配列されており、行ごとに駆動線によって接続され、列ごとに信号線によって接続されている。垂直走査回路とスイッチにより各駆動線が順番に選択され、選択された駆動線を介して電源から画素に通電される。画素の出力は信号線を介して積分回路に伝えられ、積分回路で積分及び増幅され、水平走査回路とスイッチによって順次出力端子へ出力される（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１４６３９公報（段落０００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画素の出力には、被写体が放射する赤外線の強度に応じた成分（信号成分）のほか、撮像素子の出力のばらつきによる成分（固定パターンノイズ、ＦＰＮ）が含まれるので、固定パターンノイズを取得して、メモリに蓄え、信号成分から固定パターンノイズを除去する必要がある。しかるに、画素の出力には、固定パターンノイズのほか、駆動線に印加される垂直駆動パルスの波高値のばらつきなどによるノイズ成分が含まれ、このノイズ成分により、水平走査線毎に輝度がランダムに変動する横引き状のノイズが現われ、このため、固定パターンノイズを正しく取得することができないと言う問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の赤外線撮像装置は、
所定の波長域に感度を有する画素を２次元平面上に配置した撮像手段と、
所定の波長域成分を前記撮像手段の撮像面上で結像させる結像手段と、
所定の波長域成分の前記撮像手段への入射を遮る遮蔽手段と、
前記撮像手段から出力される撮像信号から固定パターンノイズを差し引いて映像信号を出力する減算手段と、
前記減算手段から出力される映像信号をデジタル信号に変換してデジタル映像信号を出力するデジタル変換手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル映像信号を１水平走査期間だけ信号を遅延させる遅延手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル映像信号の水平走査期間毎に水平有効画素部分の平均値を算出するライン平均値算出手段と、
前記ライン平均値算出手段から出力された前記ライン平均値と基準値とのレベル差から水平走査期間毎にオフセット値を算出するオフセット算出手段と、
前記遅延手段で１水平走査期間遅延した前記デジタル映像信号に対して前記オフセット算出手段で算出したオフセット値に基づいてレベル補正を行った補正デジタル映像信号を出力するオフセット補正手段と、
更新モードにおいて前記遮蔽手段に遮蔽させ、通常撮像モードにおいて前記遮蔽手段を開放させる制御手段と、
前記更新モードにおいては、前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号を記憶し、前記記憶した前記補正デジタル映像信号を読み出し、アナログ信号に変換して前記固定パターンノイズとして前記減算手段に供給し、前記通常撮像モードにおいては、前記記憶した前記補正デジタル映像信号を読み出し、アナログ信号に変換して前記固定パターンノイズとして前記減算手段に供給する固定パターンノイズ算出・保持手段と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、水平走査線毎のレベル変動を算出して、撮像信号の信号レベルを補正することにより、水平走査線毎の信号レベルが安定するため、ランダムに変動する横引き状のノイズの影響を受けることなく、固定パターンノイズを取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の赤外線撮像装置の構成を表すブロック図である。
図示の赤外線撮像装置は、レンズ１、シャッタ２、撮像素子３、減算回路４、増幅回路５、Ａ／Ｄ変換器６、遅延回路７、オフセット補正回路８、平均値算出回路１５、オフセット算出回路１６、固定パターンノイズ算出・保持手段５０、制御回路６０、及び出力信号用Ｄ／Ａ変換器１９を有する。
【０００９】
固定パターンノイズ算出・保持手段５０は、減衰回路１０、加算回路１１、更新回路１２、フレームメモリ１３、及びＦＰＮ用Ｄ／Ａ変換器１４を有する。
制御回路６０は、タイミング生成回路１７、及びシャッタ制御回路１８を有する。
【００１０】
撮像素子３は、撮像手段として用いられているものであり、所定の波長域、即ち赤外線域、例えば８〜１４マイクロメートル波長域に感度を有する画素を２次元平面上に配置したものであり、所定のフレーム期間毎に撮像を行う。
撮像素子３は、例えば、図２に示すように、複数の画素１０１が行方向及び列方向に整列し、行方向に整列した各行の画素１０１が共通の駆動線１０３に接続され、列方向に整列した複数の画素１０１が共通の信号線１０５に接続されている。それぞれの行の駆動線１０３は、垂直走査回路１０４により順に駆動されて(駆動パルスを印加され)、各行の駆動線１０３が駆動されている間（１水平走査期間）中に、その行の画素１０１の信号が信号線１０５及び水平走査回路１０８を介して順に出力される。
【００１１】
レンズ１は、結像手段として用いられているものであり、所定の波長域成分を撮像素子１の撮像面上で結像させる。
シャッタ２は、レンズ１と撮像素子３の間に配置され、上記所定の波長域成分の撮像素子３への入射を遮る遮蔽手段として用いられている。
【００１２】
被写体が放射する赤外線はレンズ１により集光され、シャッタ２が開いていれば撮像素子３上に結像する。撮像素子３の各画素からは入射した赤外線の強度に応じて変化するアナログ信号が得られる。シャッタ２が開いた状態（開放状態）においては、このアナログ信号には、被写体が放射する赤外線に対応した成分（信号成分）ＶＳのほかに固定パターンノイズ（ＦＰＮ）成分、及び駆動線１０３に印加される垂直駆動パルスの波高値のバラツキによる成分が含まれる。このように信号成分ＶＳのほかにＦＰＮ成分を含むアナログ信号が撮像信号Ｙ３として撮像素子３から順次出力される。
シャッタ２が閉じた状態（遮蔽状態）においては、外部からの赤外線の入力が遮断される。このため、この状態においては、撮像素子３から出力される信号Ｙ３は、信号成分ＶＳを含まず、ＦＰＮ及び駆動線１０３に印加される垂直駆動パルスの波高値のバラツキによる成分のみに相当する。
【００１３】
シャッタ２の遮蔽、開放は、制御回路６０により制御される。制御回路６０は、上記のように、タイミング生成回路１７とシャッタ制御回路１８とを備える。
タイミング生成回路１７は、更新モードか、通常撮像モードであるかを示す信号ＳＴを出力する。シャッタ制御回路１８は、タイミング生成回路１７から出力される信号ＳＴに応じて、シャッタ２の遮蔽、開放を制御する。
【００１４】
タイミング生成回路１７は、タイミング信号ＳＴを発生する。本実施の形態の撮像装置は、電源が投入されたとき、及び図示しない手段により固定パターンノイズ信号（ＦＰＮ信号）の更新が指示されたときは、固定パターンノイズ更新モード（ＦＰＮ更新モード）に入り、タイミング生成回路１７が、タイミング信号ＳＴを低レベルにする。すると、シャッタ制御回路１８は、シャッタ２を遮蔽状態に保ち、後述の更新回路１２はフレームメモリ１３への書き込み（更新）を行う。
タイミング生成回路１７はまた、Ａ／Ｄ変換器６から出力されるデジタル映像信号Ｙ６（シャッタ２が遮蔽状態であるので、ノイズ成分のみを含む）を観測して、該映像信号Ｙ６が所定値よりも小さくなって、安定したら、「収束」と判断し、タイミング信号ＳＴを高レベルにする。
すると、シャッタ制御回路１８は、シャッタ２を遮蔽状態から開放状態に切り替え、更新回路１２は、フレームメモリ１３の更新を行わない。
【００１５】
固定パターンノイズ値算出・保持手段５０は、後述のようにして、撮像素子３のＦＰＮ成分を算出し、保持し、保持された固定パターンノイズに対応するアナログ信号（アナログＦＰＮ信号）を出力する。
【００１６】
減算回路４は、減算手段として用いられているものであり、撮像素子３から出力される撮像信号から、固定パターンノイズ算出・保持手段５０からの出力信号Ｙ１４を差し引いて映像信号を出力する。
増幅回路５は、減算回路４から出力される映像信号Ｙ４を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器６は、デジタル変換手段６として用いられているものであり、増幅回路５の出力（減算回路３の出力信号Ｙ３を増幅したもの）をデジタル信号（デジタル映像信号）に変換して出力する。
遅延回路７は、Ａ／Ｄ変換器６から出力されるデジタル映像信号を１水平走査期間だけ信号を遅延させる。
【００１７】
平均値算出回路１５は、Ａ／Ｄ変換器６から出力されるデジタル映像信号の水平走査期間毎に水平有効画素部分の平均（各画素の画素値の水平走査期間の水平有効画素部分にわたる平均）を算出してライン平均値として出力するライン平均値算出手段としての役割を持つものである。
【００１８】
後述のように、シャッタ２が閉じている状態では、平均値算出手段１５から出力されるライン平均値は、後述の横引き状ノイズに対応するものであり、固定パターンノイズ（撮像素子の、画素１０１のばらつきや垂直走査回路１０４及び水平走査回路１０８などの回路素子のばらつきに起因するノイズ）のライン成分と、駆動線の印加電圧の変動など、フレーム毎に変化する成分との和に相当する。上記した固定パターンノイズの「ライン成分」は、ライン平均値のばらつき成分、即ち画面全体の平均値、或いは所定の基準値（例えば信号ダイナミックレンジの中心値）に対するライン平均値の差を意味する。各画素の固定パターンノイズの値は、固定パターンノイズのライン成分と、各画素のノイズ信号の値の、当該ラインの平均値に対する差（ここでは便宜上「画素成分」と言う）との和で表される。
【００１９】
オフセット算出回路１６は、平均値算出回路１５から出力されたライン平均値と、内部に備えられた基準値生成回路１６ａから出力される基準値とのレベル差から水平走査期間毎にオフセット値を算出する。例えば信号ダイナミックレンジの中心値が上記基準値として用いられる。
【００２０】
オフセット補正回路８は、遅延回路７で１水平走査期間遅延したデジタル映像信号に対してオフセット算出回路１６で算出したオフセット値Ｙ１６に基づいてレベル補正を行った補正デジタル映像信号を出力する。
【００２１】
ＦＰＮ算出・保持手段５０は、タイミング信号ＳＴが更新モードを指示しているときは、オフセット補正手段８から出力される補正デジタル映像信号Ｙ８を記憶し、記憶した補正デジタル映像信号Ｙ８を読み出し、アナログ信号に変換して固定パターンノイズとして減算回路４に供給する。一方、タイミング信号ＳＴが通常撮像モードを指示しているときは、記憶した補正デジタル映像信号Ｙ８を読み出し、アナログ信号に変換して固定パターンノイズとして減算回路４に供給する。
【００２２】
固定パターンノイズ算出・保持手段５０は、減衰回路１０と、加算回路１１と、更新回路１２と、フレームメモリ１３と、Ｄ／Ａ変換器１４とを備える。
オフセット補正回路８の出力は減衰回路１０で１／Ｎ（Ｎ＞１）に減衰されてから加算回路１１に供給される。
加算回路１１は、フレームメモリ１３から読み出されるＦＰＮを表すデジタル信号（デジタルＦＰＮ信号）Ｙ１３と、減衰回路１０の出力とを加算する。即ち、デジタルＦＰＮ信号Ｙ１３と、補正デジタル映像信号Ｙ８とを所定比で加算する。そして、加算結果を、最新のＦＰＮを表すデジタル信号Ｙ１１として、更新回路１２に供給する。更新回路１２は、加算回路１１から供給されたデジタル信号Ｙ１１をフレームメモリ１３に書き込む。即ち、フレームメモリ１３に記憶されているデジタルＦＰＮ信号を更新する。
【００２３】
このようにして、加算回路１１から出力されるデジタル信号Ｙ１１は更新回路１２を経由してフレームメモリ１３に格納される。
【００２４】
フレームメモリ１３に格納されたデジタル信号Ｙ１１は、１フレーム期間経過後に（即ち次のフレーム期間において）、デジタルＦＰＮ信号Ｙ１３として読み出され、（該次のフレーム期間に）加算回路１１における、減衰回路１０の出力との加算演算に用いられる。このように、加算回路１１の出力はフレームメモリ１３を介して再び加算回路１１に入力されることにより、巡回的に加算されるので、加算回路１１は積算手段としての機能を持つ。そのために、加算回路１１から出力されるデジタル信号Ｇ７は「時間軸積分信号」とも呼ばれる。
【００２５】
フレームメモリ１３から読み出されたデジタルＦＰＮ信号Ｙ１３はまた、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログＦＰＮ信号Ｙ１４に変換された後、減算回路４に入力信号として与えられ、次フレームの撮像信号Ｙ３との差分演算に用いられる。
【００２６】
まず、通常撮像モードにおける動作を説明する。被写体（図示しない）が放射する赤外線はレンズ１により集光され、開放状態のシャッタ２を通過して撮像素子３上に結像する。撮像素子３のそれぞれの画素からは、赤外線強度に応じて変化する信号が得られる。
【００２７】
ＦＰＮ用Ｄ／Ａ変換器１４はフレームメモリ１３に格納されているデジタル固定パターンノイズ（固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を表すデジタル信号）をアナログ変換して、アナログ固定パターンノイズ（固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を表すアナログ信号）を生成する。
減算回路４は、撮像素子３の出力信号である撮像信号から、ＦＰＮ用Ｄ／Ａ変換器１４の出力信号であるアナログ固定パターンノイズを減算し、差分を表す信号（固定パターンノイズを除去した映像信号成分）を出力する。
減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅される。増幅回路５の増幅率は、撮像信号から固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を除いた信号成分の振幅をＡ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジのフルレンジになるように設定する。増幅回路５の出力信号はＡ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換器６の出力信号は、上記のように、駆動線１０３に印加される駆動パルスの波高値のバラツキ1及び撮像素子の画素や回路素子のばらつきにより、水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズを含んでいる。
遅延回路７は、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号を１水平走査期間だけ遅延させる。
平均値算出回路１５は、水平走査周期毎に水平有効画素範囲の全ての画素についての平均値（各画素の値の、各ラインの（水平有効画素範囲の全体）にわたる平均値）を算出し、ライン平均値として出力する。
オフセット算出回路１６は、固定信号レベルから平均値算出回路１５で算出した前記ライン平均値を差引いてオフセット補正量を算出する。上記の固定信号レベルはＡ／Ｄ変換器６の出力信号が例えば８ｂｉｔのデジタル信号の場合、例えば、信号中心の１２７に設定される。
【００２９】
オフセット補正回路８は、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加えて、オフセット補正された信号を出力する。遅延回路７は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させてオフセット補正回路８に供給する。出力信号用Ｄ／Ａ変換器１９はオフセット補正回路８の出力信号をアナログ変換して出力端子９から出力する。
【００３０】
次に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号に含まれるＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズの抑圧動作の詳細について図３（ａ）から図６を参照して説明する。図３（ａ）は、水平方向に画素数が１００画素、垂直方向に４ラインの画像を例として示す。図３（ｂ）から図６は図３（ａ）に示す画像から得られる信号を示す。図３（ｂ）から図６では、各々横軸に水平方向の画素位置、縦軸に信号レベルをとっている。信号レベルはＡ／Ｄ変換器６の出力信号が例えば８ｂｉｔのデジタル信号とすると０から２５５までのレベル範囲となる。
Ａ／Ｄ変換器６の出力信号として横引き状のノイズがわかりやすい一例について説明する。
【００３１】
図３（ｂ）に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号としてライン毎の信号レベルを示す。ライン１とライン３は信号レベルの取り得る値の範囲内の中央値である１２７よりも大きく、図３（ａ）に示すように画面上ではやや白い筋状に視認される。ライン２とライン４は中央値である１２７よりも小さく、図３（ａ）に示すように画面上ではやや黒い筋状に視認される。
【００３２】
図４に、平均値算出回路１５の出力信号として水平走査周期毎に水平有効画素範囲のすべての画素の平均値（ライン平均値）を示す。
ライン１の平均値は１５０、ライン２の平均値は３０、ライン３の平均値は２２０、ライン４の平均値は６０と求まったものとする。
【００３３】
図５に、オフセット算出回路１６の出力信号として固定信号レベルである１２７から平均値算出回路１５で算出した前記ライン平均値を差引いて算出したオフセット補正量を示す。上記の例では、ライン１のオフセット補正量は１２７−１５０＝−２３、ライン２のオフセット補正量は１２７−３０＝＋９７、ライン３のオフセット補正量は１２７−２２０＝−９３、ライン４のオフセット補正量は１２７−６０＝＋６７と求まる。
【００３４】
図６に、オフセット補正回路８で、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路７の出力信号は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけ図３（ｂ）のＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させたものである。
ライン１の信号は−２３だけオフセット補正され、ライン２の信号は＋９７だけオフセット補正され、ライン３の信号は−９３だけオフセット補正され、ライン４の信号は＋６７だけオフセット補正され、各ラインの信号は中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される。このようにして水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。
【００３５】
次に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号に含まれるＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズの時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２における抑圧動作の詳細について、図７から図１０を参照して説明する。図７から図１０は、図３（ａ）に示す水平方向に画素数が１００画素、垂直方向に４ラインの映像信号の中のライン１の、時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２における映像信号を例としている。これまで同様、横軸に水平方向の画素位置、縦軸に信号レベルをとっている。
【００３６】
図７に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号のうち、時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２におけるライン１の信号レベルを示す。時刻Ｔ１の信号レベルは時刻Ｔ０に対して全体的に高く、映像にするとやや明るい筋状に視認される。一方、時刻Ｔ２の信号レベルは時刻Ｔ０に対して全体的に低く、映像にするとやや暗い筋状に視認される。
【００３７】
図８に、平均値算出回路１５から出力される、各時刻におけるライン１のライン平均値（ライン１の水平有効画素範囲内のすべての画素の平均値）を示す。ライン１の時刻Ｔ０における平均値は１５０、ライン１の時刻Ｔ１における平均値は１６０、ライン１の時刻Ｔ２における平均値は１４５と求まったものとする。
【００３８】
図９に、オフセット算出回路１６の出力信号として固定信号レベルである１２７から平均値算出回路１５で算出した前記ライン平均値を差引いて算出したオフセット補正量を示す。ライン１の時刻Ｔ０におけるオフセット補正量は１２７−１５０＝−２３、ライン１の時刻Ｔ１におけるオフセット補正量は１２７−１６０＝−３３、ライン１の時刻Ｔ２におけるオフセット補正量は１２７−１４５＝−１８と求まる。
【００３９】
図１０に、オフセット補正回路８で、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路７の出力信号は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけ図７のＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させたものである。ライン１の時刻Ｔ２における信号は−２３だけオフセット補正され、ライン１の時刻Ｔ２における信号は−３３だけオフセット補正され、ライン１時刻Ｔ２における信号は−１８だけオフセット補正され、各時刻におけるライン１の信号は中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される。このようにして水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。
【００４０】
次に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号に含まれるＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズの抑圧動作の詳細について前記の説明例とは異なる信号パターンに基づいて図１１から図２２を参照して説明する。図１１から図２２は水平方向に画素数が１００画素、垂直方向に８ラインの映像信号を例としている。図１２から図２１は各々横軸に水平方向の画素、縦軸に信号レベルをとっている。図１１は被写体、図２２は表示画像の一例を概略的に示す。信号レベルはＡ／Ｄ変換器６の出力信号が例えば８ｂｉｔのデジタル信号として０から２５５のレベル範囲となる。
【００４１】
撮像素子３が図１１のような低温の背景の右下の一角に高温の物体がある被写体を撮像した場合を想定する。説明を簡単にするため、ライン数が８であると仮定する。撮像素子３からの出力信号は全８ラインのうち例えば上から１番目乃至４番目のライン（ライン１〜ライン４）は低温部に相当する信号を、上から５番目乃至８番目のライン（ライン５〜ライン８）は低温部から高温部に変化する信号を出力する。ただし、撮像素子３の出力信号は、水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズを含んでいる。
【００４２】
図１２に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の全８ラインのうちライン１〜４についてライン毎の信号レベルを示す。ライン１とライン３は中央値である１２７よりも大きく、画面上ではやや白い筋状に視認される。ライン２とライン４は中央値である１２７よりも小さく、画面上ではやや黒い筋状に視認される。
【００４３】
図１３に、平均値算出回路１５の出力信号として水平走査周期毎に水平有効画素範囲の各画素について算出したライン平均値を示す。ライン１の平均値は１５９、ライン２の平均値は１０３、ライン３の平均値は１６７、ライン４の平均値は７９と求まったものとする。
【００４４】
図１４に、オフセット算出回路１６の出力信号として固定信号レベルである１２７から平均値算出回路１５で算出した前記ライン平均値を差引いて算出したオフセット補正量を示す。ライン１のオフセット補正量は１２７−１５９＝−３２、ライン２のオフセット補正量は１２７−１０３＝＋２４、ライン３のオフセット補正量は１２７−１６７＝−４０、ライン４のオフセット補正量は１２７−７９＝＋４８と求まる。
【００４５】
図１５に、オフセット補正回路８で、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路７の出力信号は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させたものである。ライン１の信号は−３２だけオフセット補正され、ライン２の信号は＋２４だけオフセット補正され、ライン３の信号は−４０だけオフセット補正され、ライン４の信号は＋４８だけオフセット補正され、ライン１〜４の信号は中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される。このようにして、低温部分に相当するライン１〜４の水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。
【００４６】
図１６に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の全８ラインのうちライン５〜８についてライン毎の信号レベルを示す。ライン５とライン７の低温部相当の信号は、中央値である１２７よりも大きく、画面上ではやや白い筋状に視認される。ライン６とライン８の低温部相当の信号は、中央値である１２７よりも小さく、画面上ではやや黒い筋状に視認される。ライン５〜ライン８の高温部相当の信号は、中央値である１２７よりも大きく、画面上では全体的に白っぽい中の横筋状ノイズとして視認される。
【００４７】
図１７に、平均値算出回路１５の出力信号として水平走査周期毎に水平有効画素範囲の各画素について算出したライン平均値を示す。ライン５の平均値は１９１、ライン６の平均値は１３５、ライン７の平均値は１９９、ライン８の平均値は１１１と求まる。
【００４８】
図１８に、オフセット算出回路１６の出力信号として固定信号レベルである１２７から平均値算出回路１５で算出した前記ライン平均値を差引いて算出したオフセット補正量を示す。ライン５のオフセット補正量は１２７−１９１＝−６４、ライン６のオフセット補正量は１２７−１３５＝−８、ライン７のオフセット補正量は１２７−１９９＝−７２、ライン８のオフセット補正量は１２７−１１１＝＋１６と求まる。
【００４９】
図１９に、オフセット補正回路８で、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路７の出力信号は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させたものである。ライン５の信号は−６４だけオフセット補正され、ライン６の信号は−８だけオフセット補正され、ライン７の信号は−７２だけオフセット補正され、ライン８の信号は＋１６だけオフセット補正され、ライン５〜８の信号は中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される。このようにして、低温部から高温部に変化するライン５〜８の水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。
【００５０】
オフセット補正回路８からは、水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧された信号が出力される。図２０にライン１〜４の出力信号を、図２１にライン５〜８の出力信号を示す。図２２に出力端子９から出力される信号を画面に表示したときの画像の概略を示す。ライン５〜８で実際の信号レベルからずれが生じるものの水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。
【００５１】
次にデジタル固定パターンノイズをフレームメモリ１３に格納する動作モードを、図１を参照して説明する。このときシャッタ２は遮蔽状態に、更新回路１２はフレームメモリ１３の更新を許可した状態に制御される。シャッタ２が遮光状態なので撮像素子３からは固定パターンノイズを含むノイズ成分のみが出力信号として出力される。
【００５２】
減算回路４は、撮像素子３の出力信号である撮像信号から、フレームメモリ１３に格納されているデジタル固定パターンノイズをＤ／Ａ変換器１４でアナログ変換して得られる固定パターンノイズを減算する。減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。
【００５３】
減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号を所定の減衰率で（１／Ｎに）減衰した信号を出力する。減衰回路１０の所定の減衰率は、増幅回路５の所定の増幅率を考慮して、減衰回路１０による信号振幅が元信号と同じかより小さくなるような減衰率とする。
【００５４】
加算回路１１は、フレームメモリ１３に格納されているデジタル固定パターンノイズと、減衰回路１０の出力信号を加算し、最新のデジタル固定パターンノイズとして出力する。後述のように、フレームメモリ１３には、加算回路１１による加算結果が記憶され、加算結果にさらに加算回路１１における加算が繰り返されることになるので、加算回路１１の出力は、時間軸積分信号であるということができる。
【００５５】
加算回路１１から出力された最新のデジタル固定パターンノイズは更新回路１２経由でフレームメモリ１３に格納される。フレームメモリ１３の格納信号は、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給されると共に加算回路１１にも供給される。
【００５６】
タイミング生成回路１７はシャッタ制御回路１８と更新回路１２の動作タイミングを指示する信号ＳＴを出力する。シャッタ制御回路１８はタイミング生成回路１７から出力されるタイミング信号に基づいてシャッタ２の開閉動作を制御する。更新回路１２はタイミング生成回路１７から出力されるタイミング信号ＳＴに基づいてフレームメモリ１３内の記憶データを加算回路１１の出力信号で更新する。タイミング生成回路１７はシャッタ２が完全に遮蔽した状態の時、更新回路１２によるフレームメモリ１３内の記憶データの更新を許可する。
【００５７】
タイミング生成回路１７は、図示していない外部スイッチの操作によって手動モードでシャッタ２を閉じてフレームメモリ１３内に保存されるデジタル固定パターンノイズをその時点での撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズに対応するよう更新する。また、タイミング生成回路１７は、所定時間が経過する毎にシャッタ２を閉じてフレームメモリ１３内に保存されるデジタル固定パターンノイズをその時点での撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズに対応するよう更新する。
【００５８】
シャッタ２が完全に遮蔽状態になって最初のＦＰＮ取込み１フレーム目で、フレームメモリ１３は新たにデジタル固定パターンノイズを取込むため記憶信号を０にリセットする。Ｄ／Ａ変換器１４はフレームメモリ１３から出力された０レベル信号をアナログ変換して減算回路４に供給する。減算回路４は、撮像素子３の出力信号から、フレームメモリ１３に格納されている０レベル信号のアナログ変換信号を減算するので撮像素子３の出力信号をそのまま出力する。減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。この段階では、撮像素子３から出力される固定パターンノイズが、そのままＡ／Ｄ変換器６に入力されるため、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲よりも大きい固定パターンノイズは振幅の中心部分だけがＡ／Ｄ変換される。入力ダイナミックレンジ範囲から外れた信号は、Ａ／Ｄ変換されないで切り捨てられる。この時、Ａ／Ｄ変換器６に供給される信号の直流電位は、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲の中心になるよう調整されている。
【００５９】
遅延回路７は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させてオフセット補正回路８に供給する。オフセット補正回路８は、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加え、オフセット補正された信号を出力する。
【００６０】
減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号を減衰させる。加算回路１１は、フレームメモリ１３に格納されているリセット後の０レベル信号と、減衰回路１０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を生成する。加算回路１１から出力されたＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズは更新回路１２経由でフレームメモリ１３に格納される。
【００６１】
フレームメモリ１３から読み出された、ＦＰＮ取込み１フレーム目の補正済み固定パターンノイズは、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給され、ＦＰＮ取込み２フレーム目の演算に用いられる。
【００６２】
ＦＰＮ取込み２フレーム目で、減算回路４は、撮像素子３から出力される固定パターンノイズから、ＦＰＮ取込み１フレーム目の補正済みデジタル固定パターンノイズのアナログ変換信号を減算する。例えば増幅回路５の増幅率と減衰回路１０の減衰率が整合している場合は、ＦＰＮ取込み１フレーム目でＡ／Ｄ変換器６でＡ／Ｄ変換されないで切り捨てられた部分が減算回路４の出力信号になる。
【００６３】
減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。撮像素子３の出力信号は振幅の中心部分だけがＡ／Ｄ変換される。入力ダイナミックレンジ範囲から外れた信号は、Ａ／Ｄ変換されないで切り捨てられる。この時、Ａ／Ｄ変換器６に供給される信号の直流電位は、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲の中心になるよう調整されている。
【００６４】
遅延回路７は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させてオフセット補正回路８に供給する。オフセット補正回路８は、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加え、オフセット補正された信号を出力する。
【００６５】
減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号を減衰させる。加算回路１１は、フレームメモリ１３に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズと、減衰回路１０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み２フレーム目のデジタル固定パターンノイズを生成する。加算回路１１から出力されたＦＰＮ取込み２フレーム目のデジタル固定パターンノイズは更新回路１２経由でフレームメモリ１３に格納される。
【００６６】
フレームメモリ１３から読み出された、ＦＰＮ取込み２フレーム目の補正済み固定パターンノイズは、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給され、ＦＰＮ取込み３フレーム目の演算に用いられる。
【００６７】
このように、シャッタ２を遮蔽状態にして固定パターンノイズの取込みを所定フレーム期間行うことで、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズを、デジタル化したデジタル固定パターンノイズをフレームメモリ１３に取り込むことが出来る。
固定パターンノイズの取込みに必要なフレーム数は、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズの振幅、増幅回路５の増幅率、減衰回路１０の減衰率、Ａ／Ｄ変換器およびＤ／Ａ変換器の入力ダイナミックレンジ範囲などから求められる。タイミング生成回路１７は、固定パターンノイズの取込みモードを所定フレーム期間として、シャッタ制御回路１８と更新回路１２を制御する。前記所定フレーム期間はフレームメモリ１３内に保存されるデジタル固定パターンノイズが、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズとの違いが、温度変化などにより、無視できなくなるのに要する時間に相当する。
【００６８】
また、Ａ／Ｄ変換器６もしくはオフセット補正回路８の出力信号が所定値より小さくなったことで取込み完了と判断してもよい。タイミング生成回路１７は、Ａ／Ｄ変換器６もしくはオフセット補正回路８の出力信号（Ｙ６もしくはＹ８）が１フレーム期間以上にわたって所定値より小さくなったことを確認したら、該出力信号（Ｙ６もしくはＹ８）が収束したと判断し、その後、標準動作状態に移行するためにシャッタ制御回路１８と更新回路１２を制御する。
【００６９】
このように所定フレーム期間繰り返して固定パターンノイズを取り込む場合、水平走査線毎のレベルがランダムに変動している撮像信号をそのまま用いると、フレーム毎に固定パターンノイズのレベルが上下するため固定パターンノイズの取込みが収束しない。オフセット補正回路８でＤＣ固定した映像信号を用いることで、安定して固定パターンノイズの取込みが行える。
【００７０】
撮像素子３が出力する撮像信号から固定パターンノイズを差し引いた信号をデジタル変換することで、撮像素子３が出力する撮像信号をそのままデジタル変換する場合と比較し、デジタル変換器のダイナミックレンジを有効に利用することが出来る。
【００７１】
Ａ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４は例えば同じビット精度であっても出力信号の振幅、直線性などの性能に差があるため、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号をオフセット補正した後、減衰させないでそのままデジタル固定パターンノイズと加算するとＡ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４の特性差によっては信号が発散し、収束しにくくなる。そのため、減衰回路１０にて振幅を所定の減衰率で減衰させてからデジタル固定パターンノイズと加算する。これにより、Ａ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４の特性差が吸収でき、信号の発散を防いでデジタル固定パターンノイズを取込むことができる。
【００７２】
図１に示す構成では、上記のように、加算回路１１は、減衰回路１０の出力と、フレームメモリ１３の出力とを加算している。即ち、減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号Ｙ８を１／Ｎ倍して加算回路１１に供給する。加算回路１１は、減衰回路１０から出力される信号と、フレームメモリ１３に記憶されている信号Ｙ１３を加算する。
この場合、加算する一方になるので、フレームメモリ１３を例えばゼロで初期化し、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号Ｙ６が収束したときに加算を停止する。収束したかどうかは、平均値算出回路１５への入力信号のレベルが一定値範囲内に収まるようになったかどうかで、判定する。この判定は、例えばタイミング生成回路１７で行われる。収束したら、そのときのフレームメモリ１３に保持されている値が、固定パターンノイズ成分のみを表すものである（固定パターンノイズ以外の成分が除去されたものである）と判断する。上記の処理は下記の式で表される。
Ｙ１３（ｔ＋１）＝Ｙ１３（ｔ）＋Ｙ８（ｔ）／Ｎ
上記の式において、Ｙ１３（ｔ）及びＹ８（ｔ）は、ある時点（フレーム期間）におけるフレームメモリ１３及びオフセット補正回路８の出力、Ｙ１３（ｔ＋１）は、加算回路１１における加算の結果得られる値であり、この値の次のフレーム期間中に、フレームメモリ１３から読み出される。
【００７３】
上記のようにする代わりに、図２３に示すように、フレームメモリ１３の出力を減衰させる減衰回路４０を設け、加算回路１１で減衰回路１０の出力と減衰回路４０の出力とを加算するようにしても良い。この場合、減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号Ｙ８を１／Ｎ倍して加算回路１１に供給する。減衰回路４０は、フレームメモリ１３から読み出された信号Ｙ１３を｛１−（１／Ｎ）｝＝｛（Ｎ−１）／Ｎ｝倍して、加算回路１１に供給する。
加算回路１１は、減衰回路１０から出力される信号（オフセット補正回路８の出力を１／Ｎ倍した信号）と、減衰回路４０から供給される信号（フレームメモリ１３に記憶されている信号Ｙ１３を１−（１／Ｎ）倍した信号）を加算する。この処理、下記の式で表される。
Ｙ１３（ｔ＋１）＝｛（Ｎ−１）／Ｎ｝×Ｙ１３（ｔ）＋Ｙ８（ｔ）／Ｎ
上記の式において、Ｙ１３（ｔ）及びＹ８（ｔ）は、ある時点（フレーム期間）におけるフレームメモリ１３及びオフセット補正回路８の出力、Ｙ１３（ｔ＋１）は、加算回路１１における加算の結果得られる値であり、この値の次のフレーム期間中に、フレームメモリ１３から読み出される。
上記の処理により、フレームメモリ１３内の値が、オフセット補正回路８で新たに算出された映像信号の値で１／Ｎずつ更新される。初期値がどのような値であっても収束が可能であるが、初期値によって収束に要する時間が変わる。
【００７４】
以上説明したように実施の形態１によれば、水平走査線毎のレベル変動を算出して、撮像信号の信号レベルを一定値に補正した状態で、固定パターンノイズを取得することにより、水平走査線毎の信号レベルが一定に安定し、安定して正しく固定パターンノイズを取得することができる。また、画面上においても水平走査線毎の輝度がランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。
【００７５】
実施の形態１では、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号は８ｂｉｔのデジタル信号、固定信号レベルは信号中心の１２７と設定した。このとき、固定信号レベルは、信号中心に限定する必要は無く、撮像素子の出力信号の特性に応じて増やしたり減らしたりしても良い。固定信号レベルを変える場合には、Ａ／Ｄ変換器６に供給される信号の直流電位も、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲の対応するレベルになるよう調整する。これにより、ダイナミックレンジを有効に活用することが出来る。
例えば、正常な赤外線検知素子と比較して、異常な赤外線検知素子が大幅に低い信号レベルを示す場合には、固定信号レベルを高く設定するとよい。逆に、異常な赤外線検知素子が大幅に高い信号レベルを示す場合には、固定信号レベルを低く設定するとよい。
【００７６】
実施の形態２．
図２４はこの発明の実施の形態２の赤外線撮像装置の構成を表すブロック図である。
図２４に示す赤外線撮像装置は、概して図１に示した実施の形態１の赤外線撮像装置と同じである。但し、固定パターンノイズ算出・保持手段５０が、図１と同様の、減衰回路１０、加算回路１１、更新回路１２、フレームメモリ１３、及びＦＰＮ用Ｄ／Ａ変換器１４のほか、
減衰回路２０、加算回路２１、更新回路２２、ラインオフセット値メモリ２３、フレーム平均算出回路２４、更新回路２５、平均オフセット値メモリ２６、ＦＰＮ補正値算出回路２７、及び固定パターンノイズ補正回路２８を備えている点で、図１の赤外線撮像装置と異なる。
【００７７】
減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号を所定の減衰率で減衰させた信号（１／Ｎ倍した信号）を出力する。減衰回路２０の減衰率（１／Ｎ）は、減衰回路１０と同じ減衰率となるようにする。
【００７８】
加算回路２１は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されている水平走査周期毎のオフセット値Ｙ２３と、減衰回路２０の出力信号を加算し、最新の水平走査周期毎のオフセット値として出力する。後述のように、ラインオフセット値メモリ２３には、加算回路２１による加算結果が記憶され、加算結果にさらに加算回路２１における加算が繰り返されることになるので、加算回路２１の出力Ｙ２１は時間軸積分信号であるということができる。
【００７９】
図２４に示す構成では、加算回路２１は、減衰回路２０の出力と、メモリ２３の出力とを加算している。従って、減衰回路１０について説明したのと同様に、減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号Ｙ１５を１／Ｎ倍して加算回路２１に供給する。加算回路２１は、減衰回路２０から出力される信号と、ラインオフセット値メモリ２３に記憶されている信号Ｙ２３を加算する。この場合、加算する一方になるので、ラインオフセット値メモリ２３を例えばゼロで初期化し、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号Ｙ６（平均値算出回路１５の入力信号）が収束したときに加算を停止する。
上記の処理は例えば下記の式で表される。
Ｙ２３（ｔ＋１）＝Ｙ２３（ｔ）＋Ｙ１５（ｔ）／Ｎ
上記の式において、Ｙ２３（ｔ）及びＹ１５（ｔ）は、ある時点（フレーム期間）におけるラインオフセット値メモリ２３及び平均値算出回路１５の出力、Ｙ２３（ｔ＋１）は、加算回路２１における加算の結果得られる値であり、この値の次のフレーム期間中に、ラインオフセット値メモリ２３から読み出される。
【００８０】
上記のようにする代わりに、図２５に示すように、ラインオフセット値メモリ２３の出力を減衰させる減衰回路８０を設け、加算回路２１で減衰回路２０の出力と減衰回路８０の出力とを加算するようにしても良い。この場合、減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号Ｙ１５を１／Ｎ倍して加算回路２１に供給する。減衰回路８０は、ラインオフセット値メモリ２３に記憶されている信号Ｙ２３を１−（１／Ｎ）倍して、加算回路２１に供給する。
加算回路２１は、減衰回路２０から出力される信号と、減衰回路８０から供給される信号（ラインオフセット値メモリ２３に記憶されている信号Ｙ２３を１−（１／Ｎ）倍した信号）を加算する。この処理は、下記の式で表される。
Ｙ２３（ｔ＋１）＝｛（Ｎ−１）／Ｎ｝×Ｙ２３（ｔ）＋Ｙ８（ｔ）／Ｎ
上記の式において、Ｙ２３（ｔ）及びＹ１５（ｔ）は、ある時点（フレーム期間）におけるラインオフセット値メモリ２３及び平均値算出回路１５の出力、Ｙ２３（ｔ＋１）は、加算回路２１における加算の結果得られる値であり、この値の次のフレーム期間中に、ラインオフセット値メモリ２３から読み出される。
上記の処理により、ラインオフセット値メモリ２３内の値が、平均値算出回路１５で新たに算出された平均値で１／Ｎずつ更新される。初期値がどのような値であっても収束が可能であるが、初期値によって収束に要する時間が変わる。
【００８１】
加算回路２１から出力された最新の水平走査周期毎のオフセット値は更新回路２２経由でラインオフセット値メモリ２３に格納される。ラインオフセット値メモリ２３の格納信号は、ＦＰＮ補正値算出回路２７に供給されると共に加算回路２１にも供給される。
【００８２】
フレーム平均算出回路２４は、加算回路２１から出力される各ラインのオフセット値（水平走査周期毎のオフセット値）を受け、各ラインのオフセット値の１フレーム期間にわたる平均(フレーム平均オフセット値)を求める。フレーム平均算出回路２４で算出したフレーム平均値は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されている各ラインのオフセット値の１フレーム期間にわたる平均に等しい。
【００８３】
フレーム平均算出回路２４から出力されたフレーム平均値は更新回路２５経由で平均オフセット値メモリ２６に格納される。平均オフセット値メモリ２６に格納されている信号は、ＦＰＮ補正値算出回路２７に供給される。
【００８４】
ＦＰＮ補正値算出回路２７は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されている水平走査周期毎のオフセット値と、平均オフセット値メモリ２６に格納されているフレーム平均値の差Ｙ２６を固定パターンノイズ補正値として出力する。
ＦＰＮ補正値算出回路２７から出力された固定パターンノイズ補正値Ｙ２７は、固定パターンノイズ補正回路２８に供給される。
【００８５】
固定パターンノイズ補正回路２８は、フレームメモリ１３に格納されている固定パターンノイズＹ１３と、ＦＰＮ補正値算出回路２７の出力信号Ｙ２７を加算することにより固定パターンノイズの補正を行う。フレームメモリ１３に記憶されている値は、固定パターンノイズのうち、ライン成分を除去した値であるのに対し、固定パターンノイズ補正回路２８で補正された固定パターンノイズ（固定パターンノイズ補正回路２８の出力）は、固定パターンノイズのライン成分（ライン平均値のばらつき）を加算した、より正確な固定パターンノイズである。
【００８６】
固定パターンノイズ補正回路２８からの出力信号Ｙ２８は、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給される。
【００８７】
タイミング生成回路１７はシャッタ制御回路１８と更新回路１２、２２、２５の動作タイミングを指示する信号を出力する。タイミング生成回路１７はシャッタ２が完全に遮蔽状態の時、更新回路１２によるフレームメモリ１３内の記憶データの更新と、更新回路２２によるラインオフセット値メモリ２３内の記憶データの更新と、更新回路２５による平均オフセット値メモリ２６内の記憶データの更新を許可する。
更新回路２２はタイミング生成回路１７から出力されるタイミング信号ＳＴに基づいてラインオフセット値メモリ２３内の記憶データを加算回路２１の出力信号で更新する。
更新回路２５はタイミング生成回路１７から出力されるタイミング信号ＳＴに基づいて平均オフセット値メモリ２６内の記憶データをフレーム平均算出回路２４の出力信号で更新する。
【００８８】
タイミング生成回路１７は、図示していない外部スイッチの操作によって手動モードでシャッタ２を閉じてフレームメモリ１３、ラインオフセット値メモリ２３および平均オフセット値メモリ２６内の記憶データをその時点での撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズに対応するよう更新する。また、タイミング生成回路１７は、所定時間が経過する毎にシャッタ２を閉じてフレームメモリ１３内に保存されるデジタル固定パターンノイズをその時点での撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズに対応するよう更新する。
【００８９】
本実施の形態では、デジタル固定パターンノイズ（のうち、ライン成分を除去した値）をフレームメモリ１３に、固定パターンノイズ補正値算出に必要な信号（固定パターンノイズのライン成分）をラインオフセット値メモリ２３と平均オフセット値メモリ２６に格納する。動作の詳細な説明を行う前に、まず、ラインオフセット値メモリ２３及び平均オフセット値メモリ２６を用いて固定パターンノイズの補正値を算出することが望ましい理由について図２６〜図３５を参照して説明する。
【００９０】
図２６は時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３における図３（ａ）中のライン１の出力信号レベルを、図３１は時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３における図３（ａ）中のライン３の出力信号レベルをそれぞれ示している。Ａ／Ｄ変換器６の出力信号には、水平走査線毎の輝度がランダムに変動する横引き状のノイズ成分が含まれるため、同じラインの出力信号でも時間によって信号レベルは上下する。
このとき、平均値算出回路１５が算出するライン１の各時刻のライン平均値は１５０、１６０、１４５となる（図２７）。オフセット算出回路１６では、ライン平均値からオフセット補正量−２３、−３３、−１８を算出する（図２８）。その結果、オフセット補正回路８で、ライン１の時刻Ｔ０の信号は−２３だけオフセット補正され、時刻Ｔ１の信号は−３３だけオフセット補正され、時刻Ｔ２の信号は−１８だけオフセット補正され、時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２のライン１の信号は中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される（図２９）。
同様に、ライン３の信号レベルも中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される（図３２、図３３、図３４）。
このようにして、ライン１の水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。横引き状ノイズを抑制した信号を用いることで、固定パターンノイズの取得動作が安定する。
【００９１】
しかし、図３５に示すように、時刻Ｔ０〜Ｔ２におけるライン１の平均値の平均値(ライン１の平均値の時刻Ｔ０〜Ｔ２にわたる平均値)は１５２、ライン３の平均値の平均値は２１２であり、差が６０ある。ライン１とライン３の固定パターンノイズには実際にはこれだけの差が存在するにも拘らず、ＤＣ信号レベルの変動量を補正するときに一緒に補正されてしまうため、ライン１とライン３の固定パターンノイズは図３０に示すようにＤＣ信号レベルが揃っていることになる。これらの固定パターンノイズを減算回路４に供給して撮像信号から固定パターンノイズを差し引くと、Ａ／Ｄ変換器６からの出力されるライン１とライン３の出力信号には常に６０前後の差が現われる。オフセット補正回路８でこの差は補正可能であるが、このような差のある信号をＡ／Ｄ変換器８に供給するのでは、Ａ／Ｄ変換器８の動作レンジを有効に活用することが出来ない。
そこで、オフセット補正回路８におけるオフセット補正の際に差し引かれる固定パターンノイズ成分（固定パターンノイズのライン成分）を図２４に示す部材２０〜２８を用いて、別途取得し、固定パターンノイズの補正を行うことで、（上記固定パターンノイズのライン成分と、各画素の画素成分（ライン成分に対する各画素の値の差）の両方を含む）固定パターンノイズが差し引かれた映像信号が減算回路４から出力されるため、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジを有効に活用することが出来る。
【００９２】
次にデジタル固定パターンノイズをフレームメモリ１３に、固定パターンノイズ補正値算出に必要な信号をラインオフセット値メモリ２３と平均オフセット値メモリ２６に格納する動作モードを、図２４を参照して説明する。このときシャッタ２は遮蔽状態に、更新回路１２はフレームメモリ１３の更新を許可された状態に、更新回路２２はラインオフセット値メモリ２３の更新を許可された状態に、更新回路２５は平均オフセット値メモリ２６の更新を許可された状態に制御される。シャッタ２が遮光状態なので撮像素子３からは固定パターンノイズを含むノイズ成分のみが出力信号として出力される。
【００９３】
シャッタ２が完全に遮蔽状態になって最初のＦＰＮ取込み１フレーム目で、フレームメモリ１３およびラインオフセット値メモリ２３および平均オフセット値メモリ２６は新たにデジタル固定パターンノイズを取込むためそれぞれの記憶信号を０にリセットする。ＦＰＮ補正値算出回路２７はラインオフセット値メモリ２３から出力された０レベル信号と平均オフセット値メモリ２６から出力された０レベル信号から算出した０レベルの固定パターンノイズ補正値を固定パターンノイズ補正回路２８へ供給する。固定パターンノイズ補正回路２８は、フレームメモリ１３から出力された０レベル信号にＦＰＮ補正値算出回路２７から出力された０レベル信号を加算して得られる０レベルの固定パターンノイズをＤ／Ａ変換器１４に供給する。Ｄ／Ａ変換器１４は固定パターンノイズ補正回路２８から出力された０レベル信号をアナログ変換して減算回路４に供給する。減算回路４は、撮像素子３の出力信号から、固定パターンノイズ補正回路２８から出力される０レベル信号のアナログ変換信号を減算するので撮像素子３の出力信号をそのまま出力する。減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。この段階では、撮像素子３から出力される固定パターンノイズが、そのままＡ／Ｄ変換器６に入力されるため、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲よりも大きい固定パターンノイズは振幅の中心部分だけがＡ／Ｄ変換される。入力ダイナミックレンジ範囲から外れた信号は、Ａ／Ｄ変換されないで切り捨てられる。この時、Ａ／Ｄ変換器６に供給される信号の直流電位は、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲の中心になるよう調整されている。
【００９４】
遅延回路７は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させてオフセット補正回路８に供給する。オフセット補正回路８は、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加え、オフセット補正された信号を出力する。
【００９５】
減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号を減衰させる。加算回路１１は、フレームメモリ１３に格納されているリセット後の０レベル信号と、減衰回路１０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズを生成する。加算回路１１から出力されたＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズは更新回路１２経由でフレームメモリ１３に格納される。
【００９６】
減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号を減衰させる。
加算回路２１は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されているリセット後の０レベル信号と、減衰回路２０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み１フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値を生成する。加算回路２１から出力されたＦＰＮ取込み１フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値は更新回路２２経由でラインオフセット値メモリ２３に格納される。
【００９７】
フレーム平均算出回路２４は、１フレーム期間に加算回路２１から出力される信号のフレーム平均値を算出する。フレーム平均算出回路２４から出力されたＦＰＮ取込み１フレーム目のフレーム平均値は更新回路２５経由で平均オフセット値メモリ２６に格納される。
【００９８】
ＦＰＮ補正値算出回路２７は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値と、平均オフセット値メモリ２６に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目のフレーム平均値の差から、水平走査周期毎の固定パターンノイズ補正値を算出し、固定パターンノイズ補正回路２８へ供給する。
【００９９】
固定パターンノイズ補正回路２８は、ＦＰＮ補正値算出回路２７から出力されるＦＰＮ取込み１フレーム目の固定パターンノイズ補正値を、フレームメモリ１３に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目の固定パターンノイズに加算することにより、ＦＰＮ取込み１フレーム目の固定パターンノイズを補正して出力する。
固定パターンノイズ補正回路２８から出力されるＦＰＮ取込み１フレーム目の固定パターンノイズは、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給され、ＦＰＮ取込み２フレーム目の演算に用いられる。
【０１００】
ＦＰＮ取込み２フレーム目で、減算回路４は、撮像素子３から出力される固定パターンノイズから、ＦＰＮ取込み１フレーム目の補正済みデジタル固定パターンノイズのアナログ変換信号を減算する。例えば増幅回路５の増幅率と減衰回路１０、２０の減衰率が整合している場合は、ＦＰＮ取込み１フレーム目で、Ａ／Ｄ変換器６によりＡ／Ｄ変換されないで切り捨てられた部分が減算回路４の出力信号になる。
【０１０１】
減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。撮像素子３の出力信号は振幅の中心部分だけがＡ／Ｄ変換される。入力ダイナミックレンジ範囲から外れた信号は、Ａ／Ｄ変換されないで切り捨てられる。この時、Ａ／Ｄ変換器６に供給される信号の直流電位は、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲の中心になるよう調整されている。
【０１０２】
遅延回路７は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させてオフセット補正回路８に供給する。オフセット補正回路８は、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加え、オフセット補正された信号を出力する。
【０１０３】
減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号を減衰させる。加算回路１１は、フレームメモリ１３に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズと、減衰回路１０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み２フレーム目のデジタル固定パターンノイズを生成する。加算回路１１から出力されたＦＰＮ取込み２フレーム目のデジタル固定パターンノイズは更新回路１２経由でフレームメモリ１３に格納される。
【０１０４】
減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号を減衰させる。加算回路２１は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値と、減衰回路２０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み２フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値を生成する。加算回路２１から出力されたＦＰＮ取込み２フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値は更新回路２２経由でラインオフセット値メモリ２３に格納される。
【０１０５】
フレーム平均算出回路２４は、１フレーム期間に加算回路２１から出力される信号からフレーム平均値を算出する。フレーム平均算出回路２４から出力されたＦＰＮ取込み２フレーム目のフレーム平均値は更新回路２５経由で平均オフセット値メモリ２６に格納される。
【０１０６】
ＦＰＮ補正値算出回路２７は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されているＦＰＮ取込み２フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値と、平均オフセット値メモリ２６に格納されているＦＰＮ取込み２フレーム目のフレーム平均値の差から、水平走査周期毎の固定パターンノイズ補正値を算出し、固定パターンノイズ補正回路２８へ供給する。
【０１０７】
固定パターンノイズ補正回路２８は、ＦＰＮ補正値算出回路２７から出力されるＦＰＮ取込み２フレーム目の固定パターンノイズ補正値をフレームメモリ１３に格納されているＦＰＮ取込み２フレーム目の固定パターンノイズに加算することにより、ＦＰＮ取込み２フレーム目の固定パターンノイズを補正して出力する。
固定パターンノイズ補正回路２８から出力されるＦＰＮ取込み２フレーム目の固定パターンノイズは、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給され、ＦＰＮ取込み３フレーム目の演算に用いられる。
【０１０８】
このように、シャッタ２を遮蔽状態にして固定パターンノイズの取込みを所定フレーム期間行うことで、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズを、デジタル化したデジタル固定パターンノイズをフレームメモリ１３に取り込むことが出来る。
【０１０９】
また、水平走査線毎の輝度がランダムに変動する横引き状のノイズを抑制するためにオフセット補正を行っているが、このときにオフセットと共に除去されてしまうＦＰＮ成分の一部を別途取り込み、固定パターンノイズの補正を行うことにより、より正確な固定パターンノイズを取得することが出来る。
【０１１０】
固定パターンノイズの取込みに必要なフレーム数は、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズの振幅、増幅回路５の増幅率、減衰回路１０の減衰率、Ａ／Ｄ変換器およびＤ／Ａ変換器の入力ダイナミックレンジ範囲などから求められる。タイミング生成回路１７は、固定パターンノイズの取込みモードを所定フレーム期間として、シャッタ制御回路１８と更新回路１２、２２、２５を制御する。前記所定フレーム期間は固定パターンノイズ補正回路２８から出力される補正済み固定パターンノイズをアナログ変換した信号が、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズとの違いが、温度変化などにより、無視できなくなるのに要する時間に相当する。
【０１１１】
また、Ａ／Ｄ変換器６もしくはオフセット補正回路８の出力信号が所定値より小さくなったことで取込み完了と判断してもよい。タイミング生成回路１７は、Ａ／Ｄ変換器６もしくはオフセット補正回路８の出力信号が１フレーム期間以上にわたって所定値より小さくなったことを確認した後、標準動作状態に移行するためにシャッタ制御回路１８と更新回路１２、２２、２５を制御する。
【０１１２】
このように所定フレーム期間繰り返して固定パターンノイズを取り込む場合、水平走査線毎のレベルがランダムに変動している撮像信号をそのまま用いると、フレーム毎に固定パターンノイズのレベルが上下するため固定パターンノイズの取込みが収束しない。オフセット補正回路８でＤＣ固定した映像信号を用いることで、安定した固定パターンノイズの取込みが行える。
【０１１３】
またことのき、オフセット補正回路８で取り除かれる固定パターンノイズ成分（ライン成分）を別の回路（２０〜２７）で取り込み、固定パターンノイズの補正に用いる事で、正しい固定パターンノイズを取得することが出来る。
【０１１４】
撮像素子３が出力する撮像信号から固定パターンノイズを差し引いた信号をデジタル変換することで、撮像素子３が出力する撮像信号をそのままデジタル変換する場合と比較し、デジタル変換器のダイナミックレンジを有効に利用することが出来る。
【０１１５】
Ａ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４は例えば同じビット精度であっても出力信号の振幅、直線性などの性能に差があるため、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号をオフセット補正した後、減衰させないでそのままデジタル固定パターンノイズと加算するとＡ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４の特性差によっては信号が発散し、収束しにくくなる。そのため、減衰回路１０にて振幅を所定の減衰率で減衰させてからデジタル固定パターンノイズと加算する。これにより、Ａ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４の特性差が吸収でき、信号の発散を防いでデジタル固定パターンノイズを取込むことができる。
【０１１６】
平均値算出回路１５の出力信号についても同様のことが言える。減衰回路２０にて振幅を所定の減衰率で減衰させてからラインオフセット値メモリ２３に格納されている固定パターンノイズ補正用信号と加算する。これにより、Ａ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４の特性差が吸収でき、信号の発散を防いで固定パターンノイズ補正用信号を取込むことができる。
【０１１７】
以上説明したように実施の形態２によれば、水平走査線毎のレベル変動を算出して、撮像信号の信号レベルを一定値に補正した状態で、固定パターンノイズを取得することにより、水平走査線毎の信号レベルが一定に安定し、安定して正しく固定パターンノイズを取得することができる。また、画面上においても水平走査線毎の輝度がランダムに変動する横引き状のノイズを抑圧することができる。
【０１１８】
実施の形態１、２では、ＦＰＮ取込み１フレーム目で、フレームメモリ１３およびラインオフセット値メモリ２３および平均オフセット値メモリ２６を０にリセットするとしたが、任意の初期値Ｌで初期化してもよい。この場合、減衰回路１０は、オフセット補正回路８からの出力信号から初期値Ｌを差し引いた後に所定の減衰率で減衰させた値を加算回路１１に供給する。
【０１１９】
例えば、図３６（図１、図２４のうちの、減衰回路１０の入力側の部分のみを示す）に示すように、初期値生成回路４１から供給される初期値Ｌを、オフセット補正回路８からの出力信号Ｙ８から差し引いて両者の差分を求める差分回路４２を挿入し、差分回路４２の出力を減衰回路１０に供給しても良い。
同様に、減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号から初期値Ｌを差し引いた後に所定の減衰率で減衰させた値を加算回路２１に供給することとしても良い。
例えば、図３７（図２４のうちの、減衰回路２０の入力側の部分のみを示す）に示すように、初期値生成回路４３から供給される初期値Ｌを、平均値算出回路１５の出力信号Ｙ１５から差し引いて両者の差分を求める差分回路４４を挿入し、差分回路４４の出力を減衰回路１０に供給しても良い。
この時、初期値Ｌはオフセット補正の基準となる固定信号レベルと同じ値にすることで、ＤＣ成分の取込みを行うことになり、効率良く固定パターンノイズを取り込むことが出来る。
なお、図２４に示す装置に図３７に示す変形を加える場合には、これに併せて、図３６に示す変形を加えるのが望ましい。
【０１２０】
以下、固定パターンノイズをフレームメモリ１３に取り込む動作について説明する。減衰回路１０は１／４倍に入力信号を減衰させて出力するものとする。図３８は、オフセット補正回路８からの出力信号を示している。
【０１２１】
まず、各種メモリをゼロで初期化する場合の動作を、図３９から図４８を参照して説明する。図３９は初期状態を表しているので、信号レベルは全てゼロである。図４０は１フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示している。減衰回路１０で１／４倍に減衰させているため、まだ固定信号レベルの１／４しかない。固定信号レベルに達するのは少なくとも取込み開始から４フレーム後であり、その後、収束するのを待たなければならない。図４１から図４３に２フレーム経過後、３フレーム経過後、４フレーム経過後にフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルが変化する様子を示している。
しかし実際には、１／４倍の減衰では発散してしまう可能性が高いため、更に減衰率を高くして動作させなければならない。例えば、４フレーム経過時に収束していないと判定された場合、５回目の加算を行うと５フレーム経過後の信号レベルは図４４のようになってしまう。減衰率を高くすると、取込みレベルが固定信号レベルに達するまでに要する時間が更に長くなる。
【０１２２】
次に、各種メモリを固定信号レベルで初期化する場合の動作を、図４５から図４８を参照して説明する。図４５は初期状態を表しているので、信号レベルは全て固定信号レベルと等しくなっている。ここでは、固定信号レベルが１２７の場合を例に説明を行う。図４６は、１フレーム経過後にフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示している。図４７は２フレーム経過後、図４８は３フレーム経過後の様子をそれぞれ示している。図からも分かるように、固定信号レベルを差し引いた信号を減衰させるため、１／４倍の減衰でも信号の有効成分が充分小さくなっており、減衰率を高く設定しなくても固定パターンノイズを取込みを収束させることが出来る。更に、フレームメモリ１３に格納されている信号のレベルが初めから固定信号レベルに達しているので、固定パターンノイズの取込みが収束するまでの時間が短縮できる。
【０１２３】
なお、上記の実施の形態では、減衰回路１０、２０の減衰率を１／４としているが、本発明はこれに限定されず、他の減衰率、即ち一般化して示せば１／Ｎ（Ｎは１より大きい値）であっても良い。この場合、加算回路１１の他方の入力、即ちフレームメモリ１３から読み出され値、ラインオフセット値メモリ２３から読み出された値には、（１−（１／Ｎ））倍した上で加算を行うこととしても良い。なお、この場合、Ｎを２、４、８、１６など、２のｍ乗（ｍは２以上の整数）と、ビットシフトにより１／Ｎ倍を求める乗算が実現できるので回路構成上有利である。
【０１２４】
実施の形態３．
図４９はこの発明の実施の形態３の赤外線撮像装置の構成を表すブロック図である。図４９に示す赤外線撮像装置は、概して図２４に示した実施の形態２の赤外線撮像装置と同じである。但し、ＤＣズレ補正手段７０が付加されている点で異なる。ＤＣズレ補正手段７０は、オフセット補正回路８で補正したデジタル映像信号に水平走査期間毎に生じる信号レベルのズレを補正するためのものであり、混合回路２９と、ライン時間平均値メモリ３０と、ＤＣズレ補正量算出回路３１と、ＤＣズレ補正量加算回路３２とを有する。
【０１２５】
混合回路２９は、水平走査期間毎にライン平均値算出手段１５から出力された現フレームのライン平均値と、ライン時間平均値メモリ３０に記憶されている前フレームの当該ラインのライン時間平均値（ライン平均値の時間軸方向の平均値）を所定比率で混合して現フレームのライン時間平均値Ｙ２９を新たに算出する。
ＤＣズレ補正量算出回路３１は、ＤＣズレ補正基準値を出力するＤＣズレ補正基準値生成手段３１ａを有し、ライン時間平均値Ｙ２９からＤＣズレ補正基準値を差引いた値をＤＣズレ補正量加算回路３２へ供給する。
ＤＣズレ補正量加算回路３２は、オフセット補正回路８から出力される補正デジタル映像信号Ｙ８にＤＣズレ補正量算出回路３１で算出したＤＣズレ補正量Ｙ３１を加算することにより補正デジタル映像信号Ｙ８に生じる信号レベルのズレを補正する。
【０１２６】
ＤＣズレ補正基準値生成手段３１ａは、１フレーム期間に混合回路２９から出力されるライン時間平均値の平均値（混合回路２９の出力の、１フレーム期間にわたる平均値）を算出する。
【０１２７】
ライン時間平均値メモリ３０は、各フレーム期間中に、混合回路２９の出力（各ラインについての、現フレームのライン平均値Ｙ１５を１／Ｋ倍（但し、Ｋ＞１）した値と前フレームのライン時間平均値Ｙ３０を１−(１／Ｋ)倍した値を加算した結果）を記憶し、次のフレーム期間中に、前フレームのライン時間平均値Ｙ３０として出力する。
【０１２８】
オフセット補正回路８の出力信号は、被写体によっては実際の信号レベルからずれが生じる場合がある。混合回路２９は平均値算出回路１５の出力信号と、ライン時間平均値メモリ３０から読み出した前フレームのライン平均値の平均とを混合して新たに現フレームのライン平均値の平均を算出してＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
混合回路２９はＤＣズレ補正量算出回路３１に供給した現フレームのライン平均値の平均を同時にライン時間平均値メモリ３０へ書込む。
【０１２９】
混合回路２９は、平均値算出回路１５の出力信号Ｙ１５を１／Ｋ倍した値とライン時間平均値メモリ３０から読み出した前フレームのライン平均値の平均を（１−（１／Ｋ））倍した値を加算する。Ｋは例えば１６、３２、６４、１２８など２のｎ乗（ｎは２以上の整数）に設定するのが望ましい。そのようにすれば、ビットシフトにより１／Ｋ倍を求める乗算が実現できるので回路構成上有利だからである。この場合、ライン各々に対応したライン平均値の平均を格納するためのメモリ容量が必要になる。
【０１３０】
ＤＣズレ補正量算出回路３１は、現フレームのライン平均値の平均からＤＣズレ補正基準値を差し引いてＤＣズレ補正量Ｙ３１を算出する。
ＤＣズレ補正量加算回路３２は、オフセット補正回路８の出力信号にＤＣズレ補正量算出回路３１で算出したＤＣズレ補正量Ｙ３１を加えて、ＤＣズレ補正された信号を出力する。
出力信号用Ｄ／Ａ変換器１９はＤＣズレ補正量加算回路３２の出力信号Ｙ３２をアナログ変換して出力端子９から出力する。
【０１３１】
ＤＣズレ補正基準値は、混合回路２９から１フレーム期間中に出力されるライン平均値の数フレーム期間にわたる平均の、フレーム全体（画面全体）にわたる平均とする。そして、各フレーム期間に平均値算出回路１５から出力されるライン平均値から算出したＤＣズレ補正基準値を用いて算出したＤＣズレ補正量を、次のフレームの補正デジタル映像信号に対するＤＣズレ補正量の加算に用いる。ここで、ＤＣズレ補正基準値は、ライン時間平均値メモリ３０に格納されている全ラインのライン時間平均値の平均としても良い。
なお、各ライン毎に算出されるライン平均値の数フレームにわたる平均を格納するためのメモリ（１フレーム中のライン数に等しい数だけデータを格納する）を設け、さらに、オフセット補正回路８の出力を１フレーム期間遅延させるフレーム遅延回路を設け、該フレーム遅延回路の出力をＤＣズレ補正量加算回路３２に供給することにより、各フレームのライン平均値の平均から算出したＤＣズレ補正基準値を用いて算出したＤＣズレ補正量を、同じフレームの補正デジタル映像信号（フレーム遅延回路から出力される）に対するＤＣズレ補正量の加算に用いることとしても良い。このようにすれば、ＤＣズレ補正量の算出に用いるライン平均値の平均とＤＣズレ補正基準値の整合性が取れているため、ＤＣズレ補正量を正確に算出することが出来る。
しかし実際には、メモリ容量の増大は避けたいため、ここでは前フレームのライン平均値の平均から算出したＤＣズレ補正基準値を用いることにする。
【０１３２】
Ａ／Ｄ変換器６の出力信号に含まれるＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズの抑圧動作の詳細について図１１及び図５０から図７５を参照して説明する。図５０から図７５は水平方向に画素数が１００画素、垂直方向に８ラインの映像信号を例としている。図５０から図７４は各々横軸に水平方向の画素、縦軸に信号レベルをとっている。図１１は被写体、図７５は表示画像の概略を示す図である。信号レベルはＡ／Ｄ変換器６の出力信号が例えば８ｂｉｔのデジタル信号として０から２５５のレベル範囲となる。
【０１３３】
撮像素子３が図１１のような低温の背景の右下の一角に高温の物体がある被写体を撮像したとき、撮像素子３からの出力信号は全８ラインのうち例えばライン１〜４は低温部に相当する信号を、ライン５〜８は低温部から高温部に変化する信号を出力する。ただし撮像素子３の出力信号は、水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズを含んでいる。
【０１３４】
図５０に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の全８ラインのうちライン１〜４についてライン毎の信号レベルを示す。ライン１とライン３は中央値である１２７よりも大きく、画面上ではやや白い筋状に視認される。ライン２とライン４は中央値である１２７よりも小さく、画面上ではやや黒い筋状に視認される。
【０１３５】
図５１に、平均値算出回路１５の出力信号として水平走査周期毎に水平有効画素範囲の各画素について算出したライン平均値を示す。ライン１のライン平均値は１５９、ライン２のライン平均値は１０３、ライン３のライン平均値は１６７、ライン４のライン平均値は７９と求まる。
【０１３６】
混合回路２９とライン時間平均値メモリ３０でのライン平均値の平均算出動作について図５２から図７１に基づいて説明する。各ライン平均値を４フィールドで平均してライン基準値を求める回路構成を例として説明するが、混合回路２９は、平均値算出回路１５の出力信号を１／Ｋ倍した値とライン時間平均値メモリ３０から読み出した前フレームのライン平均値の平均を（１−（１／Ｋ））倍した値を加算するような回路構成でも良い。
【０１３７】
図５２は、ライン１についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン１のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン１のライン平均値として１５９が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン１のライン平均値として１１３と、フィールド２のライン１のライン平均値として１４１と、フィールド３のライン１のライン平均値として９５が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン１のライン平均値として１１３と、フィールド２のライン１のライン平均値として１４１と、フィールド３のライン１のライン平均値として９５を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン１のライン平均値である１５９と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン１のライン平均値の平均を図５６のように、（１１３＋１４１＋９５＋１５９）／４＝１２７として求める。混合回路２９は、ライン１のライン平均値の平均として１２７をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１３８】
図５３は、ライン２についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン２のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン２のライン平均値として１０３が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン２のライン平均値として１５１と、フィールド２のライン２のライン平均値として７９と、フィールド３のライン２のライン平均値として１７５が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン２のライン平均値として１５１と、フィールド２のライン２のライン平均値として７９と、フィールド３のライン２のライン平均値として１７５を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン２のライン平均値である１０３と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン２のライン平均値の平均を図５７のように、（１５１＋７９＋１７５＋１０３）／４＝１２７として求める。混合回路２９は、ライン２のライン平均値の平均として１２７をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１３９】
図５４は、ライン３についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン３のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン３のライン平均値として１６７が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン３のライン平均値として８７と、フィールド２のライン３のライン平均値として１３７と、フィールド３のライン３のライン平均値として１１７が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン３のライン平均値として８７と、フィールド２のライン３のライン平均値として１３７と、フィールド３のライン３のライン平均値として１１７を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン３のライン平均値である１６７と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン３のライン平均値の平均を図５８のように、（８７＋１３７＋１１７＋１６７）／４＝１２７として求める。混合回路２９は、ライン３のライン平均値の平均として１２７をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４０】
図５５は、ライン４についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン４のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン４のライン平均値として７９が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン４のライン平均値として１７５と、フィールド２のライン４のライン平均値として９９と、フィールド３のライン４のライン平均値として１５５が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン４のライン平均値として１７５と、フィールド２のライン４のライン平均値として９９と、フィールド３のライン４のライン平均値として１５５を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン４のライン平均値である７９と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン４のライン平均値の平均を図５９のように、（１７５＋９９＋１５５＋７９）／４＝１２７として求める。混合回路２９は、ライン４のライン平均値の平均として１２７をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４１】
図６０に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の全８ラインのうちライン５〜８についてライン毎の信号レベルを示す。ライン５とライン７の低温部相当の信号は、中央値である１２７よりも大きく、画面上ではやや白い筋状に視認される。ライン６とライン８の低温部相当の信号は、中央値である１２７よりも小さく、画面上ではやや黒い筋状に視認される。ライン５〜ライン８の高温部相当の信号は、中央値である１２７よりも大きく、画面上では全体的に白っぽい中の横筋状ノイズとして視認される。
【０１４２】
図６１に、平均値算出回路１５の出力信号として水平走査周期毎に水平有効画素範囲の各画素について算出したライン平均値を示す。ライン５のライン平均値は１９１、ライン６のライン平均値は１３５、ライン７のライン平均値は１９９、ライン８のライン平均値は１１１と求まる。
【０１４３】
図６２は、ライン５についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン５のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン５のライン平均値として１９１が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン５のライン平均値として１２７と、フィールド２のライン５のライン平均値として２２１と、フィールド３のライン５のライン平均値として９７が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン５のライン平均値として１２７と、フィールド２のライン５のライン平均値として２２１と、フィールド３のライン５のライン平均値として９７を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン５のライン平均値である１９１と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン５のライン平均値の平均を図６６のように、（１２７＋２２１＋９７＋１９１）／４＝１５９として求める。混合回路２９は、ライン５のライン平均値の平均として１５９をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４４】
図６３は、ライン６についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン６のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン６のライン平均値として１３５が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン６のライン平均値として１８３と、フィールド２のライン６のライン平均値として１０５と、フィールド３のライン６のライン平均値として２１３が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン６のライン平均値として１８３と、フィールド２のライン６のライン平均値として１０５と、フィールド３のライン６のライン平均値として２１３を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン６のライン平均値である１３５と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン６のライン平均値の平均を図６７のように、（１８３＋１０５＋２１３＋１３５）／４＝１５９として求める。混合回路２９は、ライン６のライン平均値の平均として１５９をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４５】
図６４は、ライン７についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン７のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン７のライン平均値として１９９が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン７のライン平均値として１４８と、フィールド２のライン７のライン平均値として１７０と、フィールド３のライン７のライン平均値として１１９が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン７のライン平均値として１４８と、フィールド２のライン７のライン平均値として１７０と、フィールド３のライン７のライン平均値として１１９を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン７のライン平均値である１９９と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン７のライン平均値の平均を図６８のように、（１４８＋１７０＋１１９＋１９９）／４＝１５９として求める。混合回路２９は、ライン７のライン平均値の平均として１５９をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４６】
図６５は、ライン８についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン８のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン８の平均値として１１１が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン８のライン平均値として１３５と、フィールド２のライン８のライン平均値として２０７と、フィールド３のライン８のライン平均値として１８３が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン８のライン平均値として１３５と、フィールド２のライン８のライン平均値として２０７と、フィールド３のライン８のライン平均値として１８３を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン８のライン平均値である１１１と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン８のライン平均値の平均を図６９のように、（１３５＋２０７＋１８３＋１１１）／４＝１５９として求める。混合回路２９は、ライン８のライン平均値の平均として１５９をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４７】
ＤＣズレ補正量算出回路３１では、１フレーム期間に混合回路２９から受け取るライン平均値の平均からＤＣズレ補正基準値を算出する。被写体の変化が少ない場合には、ライン平均値の平均は殆ど変化無いと考えられる。そこで、ライン１〜４のライン平均値の平均は１２７、ライン５〜８のライン平均値の平均は１５９としてＤＣズレ補正基準値を算出すると、（１２７＋１２７＋１２７＋１２７＋１５９＋１５９＋１５９＋１５９）／８＝１４３となった。
【０１４８】
図７０に、ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力される各ラインのＤＣズレ補正量を示す。ＤＣズレ補正量は、各ラインのライン平均値の平均とＤＣズレ補正基準値との差により求める。ライン１〜４のＤＣズレ補正量は、１２７−１４３＝−１６となる。ライン５〜８のＤＣズレ補正量は、１５９−１４３＝１６となる。
【０１４９】
図７１に、オフセット補正回路１６から出力される、平均値算出回路１５で算出したライン平均値が基準値である１２７と一致するようオフセット補正したライン１〜４の映像信号を示す。
図７２に、オフセット補正回路１６から出力される、平均値算出回路１５で算出したライン平均値が基準値である１２７と一致するようオフセット補正したライン５〜８の映像信号を示す。
それぞれ水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧されるが、ライン１〜４とライン５〜８の低温部は、同じ温度であるにもかかわらず信号レベルが異なる。
【０１５０】
図７３に、ＤＣズレ補正量加算回路３２から出力される、ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力されるＤＣズレ補正量をオフセット補正回路１６に加算したライン１〜４の映像信号を示す。
図７４に、ＤＣズレ補正量加算回路３２から出力される、ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力されるＤＣズレ補正量をオフセット補正回路１６に加算したライン５〜８の映像信号を示す。
図７５に出力端子９から出力される信号の画面表示画像の概略を示す。
ライン１〜４とライン５〜８の低温部での信号レベルのズレがなく、水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。また、図１１の被写体に相当する画像信号を出力端子９に得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の撮像素子３の構成の概略を示す図である。
【図３】（ａ）は画像の一例の概略を示す図、（ｂ）は、図３（ａ）の画像を撮像したときのＡ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図４】図３（ａ）の画像を撮像したときの平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図５】図３（ａ）の画像を撮像したときのオフセット算出回路１６の出力信号の説明図である。
【図６】図３（ａ）の画像を撮像したときのオフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図７】図３（ａ）の画像を撮像したときのＡ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図８】図３（ａ）の画像を撮像したときの平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図９】図３（ａ）の画像を撮像したときのオフセット算出回路１６の出力信号を示す図である。
【図１０】図３（ａ）の画像を撮像したときのオフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図１１】被写体の一例を示す図である。
【図１２】図１１の被写体を撮像したときの、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の、全８ラインのうちライン１〜４についてライン毎の信号レベルを示す図である。
【図１３】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図１４】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、オフセット算出回路１６の出力信号を示す図である。
【図１５】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、オフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図１６】図１１の被写体を撮像したときの、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の、全８ラインのうちライン５〜８についてライン毎の信号レベルを示す図である。
【図１７】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図１８】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、オフセット算出回路１６の出力信号を示す図である。
【図１９】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、オフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図２０】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、オフセット補正回路８の出力信号を示す図である。
【図２１】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、オフセット補正回路８の出力信号を示す図である。
【図２２】図２０及び図２２に示される信号を画面に表示したときの画像の概略を示す図である。
【図２３】図１に示される回路のうち、減衰回路１０、加算回路１１、更新回路１２、及びフレームメモリ１３の部分の変形例を示す図である。
【図２４】この発明の実施の形態２の赤外線撮像装置の構成を表すブロック図である。
【図２５】図２４に示される回路のうち、減衰回路２０、加算回路２１、更新回路２２、及びラインオフセット値メモリ２３の部分の変形例を示す図である。
【図２６】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン１についての、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図２７】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン１についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図２８】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン１についての、オフセット値算出回路１６の出力信号を示す図である。
【図２９】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン１についての、オフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図３０】図３（ａ）の画像を撮像したときに結果として得られる、ライン１及びライン３についての固定パターンノイズを示す図である。
【図３１】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン３についての、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図３２】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン３についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図３３】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン３についての、オフセット値算出回路１６の出力信号を示す図である。
【図３４】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン３についての、オフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図３５】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン１についての平均値と、ライン３についての平均値との差を示す図である。
【図３６】図２４に示される回路のうち、減衰回路１０、オフセット補正回路８の部分の変形例を示す図である。
【図３７】図２４に示される回路のうち、減衰回路２０、平均値算出回路１５の部分の変形例を示す図である。
【図３８】オフセット補正回路の出力信号の一例を示す図である。
【図３９】フレームメモリ１３の初期状態を示す図である。
【図４０】１フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４１】２フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４２】３フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４３】４フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４４】５フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４５】フレームメモリ１３の初期状態を示す図である。
【図４６】１フレーム経過後にフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４７】２フレーム経過後にフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４８】３フレーム経過後にフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４９】この発明の実施の形態３に係る赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図５０】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図５１】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図５２】図５１に示されるライン１についての、平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図５３】図５１に示されるライン２についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図５４】図５１に示されるライン３についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図５５】図５１に示されるライン４についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図５６】図５２に示されるライン１についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図５７】図５３に示されるライン２についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図５８】図５４に示されるライン３についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図５９】図５５に示されるライン４についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図６０】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図６１】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図６２】図６１に示されるライン５についての、平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図６３】図６１に示されるライン６についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図６４】図６１に示されるライン７についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図６５】図６１に示されるライン８についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図６６】図６２に示されるライン５についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図６７】図６３に示されるライン６についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図６８】図６４に示されるライン７についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図６９】図６５に示されるライン８についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図７０】ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力される各ラインのＤＣズレ補正量を示す図である。
【図７１】オフセット補正回路１６から出力される、平均値算出回路１５で算出したライン平均値が基準値である１２７と一致するようオフセット補正したライン１〜４の映像信号を示す図である。
【図７２】オフセット補正回路１６から出力される、平均値算出回路１５で算出したライン平均値が基準値である１２７と一致するようオフセット補正したライン５〜８の映像信号を示す図である。
【図７３】ＤＣズレ補正量加算回路３２から出力される、ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力されるＤＣズレ補正量をオフセット補正回路１６に加算したライン１〜４の映像信号を示す図である。
【図７４】ＤＣズレ補正量加算回路３２から出力される、ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力されるＤＣズレ補正量をオフセット補正回路１６に加算したライン５〜８の映像信号を示す図である。
【図７５】図７３及び図７４に示す信号を画面表示したときの画像の概略を示す図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１ レンズ、 ２ シャッタ、 ３ 撮像素子、 ４ 減算回路、 ５ 増幅回路、 ６ Ａ／Ｄ変換器、 ７ 遅延回路、 ８ オフセット補正回路、 ９ 出力端子、 １０ 減衰回路、 １１ 加算回路、 １２ 更新回路、 １３ フレームメモリ、 １４ Ｄ／Ａ変換器、 １５ 平均値算出回路、 １６ オフセット算出回路、 １７ タイミング生成回路、 １８ シャッタ制御回路、 １９ 出力信号用Ｄ／Ａ変換器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線固体撮像素子を用いた赤外線撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱型赤外線撮像装置は、被写体が放射する入射赤外線を映像化するもので、赤外線を吸収することにより生じる温度上昇の差が画像の濃淡となる。被写体が放射する赤外線はレンズにより集光され、撮像素子上に結像する。撮像素子には赤外線を検知する素子（画素）が二次元平面上に配列されており、行ごとに駆動線によって接続され、列ごとに信号線によって接続されている。垂直走査回路とスイッチにより各駆動線が順番に選択され、選択された駆動線を介して電源から画素に通電される。画素の出力は信号線を介して積分回路に伝えられ、積分回路で積分及び増幅され、水平走査回路とスイッチによって順次出力端子へ出力される（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１４６３９公報（段落０００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画素の出力には、被写体が放射する赤外線の強度に応じた成分（信号成分）のほか、撮像素子の出力のばらつきによる成分（固定パターンノイズ、ＦＰＮ）が含まれるので、固定パターンノイズを取得して、メモリに蓄え、信号成分から固定パターンノイズを除去する必要がある。しかるに、画素の出力には、固定パターンノイズのほか、駆動線に印加される垂直駆動パルスの波高値のばらつきなどによるノイズ成分が含まれ、このノイズ成分により、水平走査線毎に輝度がランダムに変動する横引き状のノイズが現われ、このため、固定パターンノイズを正しく取得することができないと言う問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の赤外線撮像装置は、
所定の波長域に感度を有する画素を２次元平面上に配置した撮像手段と、
所定の波長域成分を前記撮像手段の撮像面上で結像させる結像手段と、
所定の波長域成分の前記撮像手段への入射を遮る遮蔽手段と、
前記撮像手段から出力される撮像信号から固定パターンノイズを差し引いて映像信号を出力する減算手段と、
前記減算手段から出力される映像信号をデジタル信号に変換してデジタル映像信号を出力するデジタル変換手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル映像信号を１水平走査期間だけ信号を遅延させる遅延手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル映像信号の水平走査期間毎に水平有効画素部分の平均値を算出するライン平均値算出手段と、
前記ライン平均値算出手段から出力された前記ライン平均値と基準値とのレベル差から水平走査期間毎にオフセット値を算出するオフセット算出手段と、
前記遅延手段で１水平走査期間遅延した前記デジタル映像信号に対して前記オフセット算出手段で算出したオフセット値に基づいてレベル補正を行った補正デジタル映像信号を出力するオフセット補正手段と、
更新モードにおいて前記遮蔽手段に遮蔽させ、通常撮像モードにおいて前記遮蔽手段を開放させる制御手段と、
前記更新モードにおいては、前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号を記憶し、前記記憶した前記補正デジタル映像信号を読み出し、アナログ信号に変換して前記固定パターンノイズとして前記減算手段に供給し、前記通常撮像モードにおいては、前記記憶した前記補正デジタル映像信号を読み出し、アナログ信号に変換して前記固定パターンノイズとして前記減算手段に供給する固定パターンノイズ算出・保持手段と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、水平走査線毎のレベル変動を算出して、撮像信号の信号レベルを補正することにより、水平走査線毎の信号レベルが安定するため、ランダムに変動する横引き状のノイズの影響を受けることなく、固定パターンノイズを取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の赤外線撮像装置の構成を表すブロック図である。
図示の赤外線撮像装置は、レンズ１、シャッタ２、撮像素子３、減算回路４、増幅回路５、Ａ／Ｄ変換器６、遅延回路７、オフセット補正回路８、平均値算出回路１５、オフセット算出回路１６、固定パターンノイズ算出・保持手段５０、制御回路６０、及び出力信号用Ｄ／Ａ変換器１９を有する。
【０００９】
固定パターンノイズ算出・保持手段５０は、減衰回路１０、加算回路１１、更新回路１２、フレームメモリ１３、及びＦＰＮ用Ｄ／Ａ変換器１４を有する。
制御回路６０は、タイミング生成回路１７、及びシャッタ制御回路１８を有する。
【００１０】
撮像素子３は、撮像手段として用いられているものであり、所定の波長域、即ち赤外線域、例えば８〜１４マイクロメートル波長域に感度を有する画素を２次元平面上に配置したものであり、所定のフレーム期間毎に撮像を行う。
撮像素子３は、例えば、図２に示すように、複数の画素１０１が行方向及び列方向に整列し、行方向に整列した各行の画素１０１が共通の駆動線１０３に接続され、列方向に整列した複数の画素１０１が共通の信号線１０５に接続されている。それぞれの行の駆動線１０３は、垂直走査回路１０４により順に駆動されて(駆動パルスを印加され)、各行の駆動線１０３が駆動されている間（１水平走査期間）中に、その行の画素１０１の信号が信号線１０５及び水平走査回路１０８を介して順に出力される。
【００１１】
レンズ１は、結像手段として用いられているものであり、所定の波長域成分を撮像素子１の撮像面上で結像させる。
シャッタ２は、レンズ１と撮像素子３の間に配置され、上記所定の波長域成分の撮像素子３への入射を遮る遮蔽手段として用いられている。
【００１２】
被写体が放射する赤外線はレンズ１により集光され、シャッタ２が開いていれば撮像素子３上に結像する。撮像素子３の各画素からは入射した赤外線の強度に応じて変化するアナログ信号が得られる。シャッタ２が開いた状態（開放状態）においては、このアナログ信号には、被写体が放射する赤外線に対応した成分（信号成分）ＶＳのほかに固定パターンノイズ（ＦＰＮ）成分、及び駆動線１０３に印加される垂直駆動パルスの波高値のバラツキによる成分が含まれる。このように信号成分ＶＳのほかにＦＰＮ成分を含むアナログ信号が撮像信号Ｙ３として撮像素子３から順次出力される。
シャッタ２が閉じた状態（遮蔽状態）においては、外部からの赤外線の入力が遮断される。このため、この状態においては、撮像素子３から出力される信号Ｙ３は、信号成分ＶＳを含まず、ＦＰＮ及び駆動線１０３に印加される垂直駆動パルスの波高値のバラツキによる成分のみに相当する。
【００１３】
シャッタ２の遮蔽、開放は、制御回路６０により制御される。制御回路６０は、上記のように、タイミング生成回路１７とシャッタ制御回路１８とを備える。
タイミング生成回路１７は、更新モードか、通常撮像モードであるかを示す信号ＳＴを出力する。シャッタ制御回路１８は、タイミング生成回路１７から出力される信号ＳＴに応じて、シャッタ２の遮蔽、開放を制御する。
【００１４】
タイミング生成回路１７は、タイミング信号ＳＴを発生する。本実施の形態の撮像装置は、電源が投入されたとき、及び図示しない手段により固定パターンノイズ信号（ＦＰＮ信号）の更新が指示されたときは、固定パターンノイズ更新モード（ＦＰＮ更新モード）に入り、タイミング生成回路１７が、タイミング信号ＳＴを低レベルにする。すると、シャッタ制御回路１８は、シャッタ２を遮蔽状態に保ち、後述の更新回路１２はフレームメモリ１３への書き込み（更新）を行う。
タイミング生成回路１７はまた、Ａ／Ｄ変換器６から出力されるデジタル映像信号Ｙ６（シャッタ２が遮蔽状態であるので、ノイズ成分のみを含む）を観測して、該映像信号Ｙ６が所定値よりも小さくなって、安定したら、「収束」と判断し、タイミング信号ＳＴを高レベルにする。
すると、シャッタ制御回路１８は、シャッタ２を遮蔽状態から開放状態に切り替え、更新回路１２は、フレームメモリ１３の更新を行わない。
【００１５】
固定パターンノイズ値算出・保持手段５０は、後述のようにして、撮像素子３のＦＰＮ成分を算出し、保持し、保持された固定パターンノイズに対応するアナログ信号（アナログＦＰＮ信号）を出力する。
【００１６】
減算回路４は、減算手段として用いられているものであり、撮像素子３から出力される撮像信号から、固定パターンノイズ算出・保持手段５０からの出力信号Ｙ１４を差し引いて映像信号を出力する。
増幅回路５は、減算回路４から出力される映像信号Ｙ４を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器６は、デジタル変換手段６として用いられているものであり、増幅回路５の出力（減算回路３の出力信号Ｙ３を増幅したもの）をデジタル信号（デジタル映像信号）に変換して出力する。
遅延回路７は、Ａ／Ｄ変換器６から出力されるデジタル映像信号を１水平走査期間だけ信号を遅延させる。
【００１７】
平均値算出回路１５は、Ａ／Ｄ変換器６から出力されるデジタル映像信号の水平走査期間毎に水平有効画素部分の平均（各画素の画素値の水平走査期間の水平有効画素部分にわたる平均）を算出してライン平均値として出力するライン平均値算出手段としての役割を持つものである。
【００１８】
後述のように、シャッタ２が閉じている状態では、平均値算出手段１５から出力されるライン平均値は、後述の横引き状ノイズに対応するものであり、固定パターンノイズ（撮像素子の、画素１０１のばらつきや垂直走査回路１０４及び水平走査回路１０８などの回路素子のばらつきに起因するノイズ）のライン成分と、駆動線の印加電圧の変動など、フレーム毎に変化する成分との和に相当する。上記した固定パターンノイズの「ライン成分」は、ライン平均値のばらつき成分、即ち画面全体の平均値、或いは所定の基準値（例えば信号ダイナミックレンジの中心値）に対するライン平均値の差を意味する。各画素の固定パターンノイズの値は、固定パターンノイズのライン成分と、各画素のノイズ信号の値の、当該ラインの平均値に対する差（ここでは便宜上「画素成分」と言う）との和で表される。
【００１９】
オフセット算出回路１６は、平均値算出回路１５から出力されたライン平均値と、内部に備えられた基準値生成回路１６ａから出力される基準値とのレベル差から水平走査期間毎にオフセット値を算出する。例えば信号ダイナミックレンジの中心値が上記基準値として用いられる。
【００２０】
オフセット補正回路８は、遅延回路７で１水平走査期間遅延したデジタル映像信号に対してオフセット算出回路１６で算出したオフセット値Ｙ１６に基づいてレベル補正を行った補正デジタル映像信号を出力する。
【００２１】
ＦＰＮ算出・保持手段５０は、タイミング信号ＳＴが更新モードを指示しているときは、オフセット補正手段８から出力される補正デジタル映像信号Ｙ８を記憶し、記憶した補正デジタル映像信号Ｙ８を読み出し、アナログ信号に変換して固定パターンノイズとして減算回路４に供給する。一方、タイミング信号ＳＴが通常撮像モードを指示しているときは、記憶した補正デジタル映像信号Ｙ８を読み出し、アナログ信号に変換して固定パターンノイズとして減算回路４に供給する。
【００２２】
固定パターンノイズ算出・保持手段５０は、減衰回路１０と、加算回路１１と、更新回路１２と、フレームメモリ１３と、Ｄ／Ａ変換器１４とを備える。
オフセット補正回路８の出力は減衰回路１０で１／Ｎ（Ｎ＞１）に減衰されてから加算回路１１に供給される。
加算回路１１は、フレームメモリ１３から読み出されるＦＰＮを表すデジタル信号（デジタルＦＰＮ信号）Ｙ１３と、減衰回路１０の出力とを加算する。即ち、デジタルＦＰＮ信号Ｙ１３と、補正デジタル映像信号Ｙ８とを所定比で加算する。そして、加算結果を、最新のＦＰＮを表すデジタル信号Ｙ１１として、更新回路１２に供給する。更新回路１２は、加算回路１１から供給されたデジタル信号Ｙ１１をフレームメモリ１３に書き込む。即ち、フレームメモリ１３に記憶されているデジタルＦＰＮ信号を更新する。
【００２３】
このようにして、加算回路１１から出力されるデジタル信号Ｙ１１は更新回路１２を経由してフレームメモリ１３に格納される。
【００２４】
フレームメモリ１３に格納されたデジタル信号Ｙ１１は、１フレーム期間経過後に（即ち次のフレーム期間において）、デジタルＦＰＮ信号Ｙ１３として読み出され、（該次のフレーム期間に）加算回路１１における、減衰回路１０の出力との加算演算に用いられる。このように、加算回路１１の出力はフレームメモリ１３を介して再び加算回路１１に入力されることにより、巡回的に加算されるので、加算回路１１は積算手段としての機能を持つ。そのために、加算回路１１から出力されるデジタル信号Ｇ７は「時間軸積分信号」とも呼ばれる。
【００２５】
フレームメモリ１３から読み出されたデジタルＦＰＮ信号Ｙ１３はまた、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログＦＰＮ信号Ｙ１４に変換された後、減算回路４に入力信号として与えられ、次フレームの撮像信号Ｙ３との差分演算に用いられる。
【００２６】
まず、通常撮像モードにおける動作を説明する。被写体（図示しない）が放射する赤外線はレンズ１により集光され、開放状態のシャッタ２を通過して撮像素子３上に結像する。撮像素子３のそれぞれの画素からは、赤外線強度に応じて変化する信号が得られる。
【００２７】
ＦＰＮ用Ｄ／Ａ変換器１４はフレームメモリ１３に格納されているデジタル固定パターンノイズ（固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を表すデジタル信号）をアナログ変換して、アナログ固定パターンノイズ（固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を表すアナログ信号）を生成する。
減算回路４は、撮像素子３の出力信号である撮像信号から、ＦＰＮ用Ｄ／Ａ変換器１４の出力信号であるアナログ固定パターンノイズを減算し、差分を表す信号（固定パターンノイズを除去した映像信号成分）を出力する。
減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅される。増幅回路５の増幅率は、撮像信号から固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を除いた信号成分の振幅をＡ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジのフルレンジになるように設定する。増幅回路５の出力信号はＡ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換器６の出力信号は、上記のように、駆動線１０３に印加される駆動パルスの波高値のバラツキ1及び撮像素子の画素や回路素子のばらつきにより、水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズを含んでいる。
遅延回路７は、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号を１水平走査期間だけ遅延させる。
平均値算出回路１５は、水平走査周期毎に水平有効画素範囲の全ての画素についての平均値（各画素の値の、各ラインの（水平有効画素範囲の全体）にわたる平均値）を算出し、ライン平均値として出力する。
オフセット算出回路１６は、固定信号レベルから平均値算出回路１５で算出した前記ライン平均値を差引いてオフセット補正量を算出する。上記の固定信号レベルはＡ／Ｄ変換器６の出力信号が例えば８ｂｉｔのデジタル信号の場合、例えば、信号中心の１２７に設定される。
【００２９】
オフセット補正回路８は、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加えて、オフセット補正された信号を出力する。遅延回路７は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させてオフセット補正回路８に供給する。出力信号用Ｄ／Ａ変換器１９はオフセット補正回路８の出力信号をアナログ変換して出力端子９から出力する。
【００３０】
次に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号に含まれるＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズの抑圧動作の詳細について図３（ａ）から図６を参照して説明する。図３（ａ）は、水平方向に画素数が１００画素、垂直方向に４ラインの画像を例として示す。図３（ｂ）から図６は図３（ａ）に示す画像から得られる信号を示す。図３（ｂ）から図６では、各々横軸に水平方向の画素位置、縦軸に信号レベルをとっている。信号レベルはＡ／Ｄ変換器６の出力信号が例えば８ｂｉｔのデジタル信号とすると０から２５５までのレベル範囲となる。
Ａ／Ｄ変換器６の出力信号として横引き状のノイズがわかりやすい一例について説明する。
【００３１】
図３（ｂ）に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号としてライン毎の信号レベルを示す。ライン１とライン３は信号レベルの取り得る値の範囲内の中央値である１２７よりも大きく、図３（ａ）に示すように画面上ではやや白い筋状に視認される。ライン２とライン４は中央値である１２７よりも小さく、図３（ａ）に示すように画面上ではやや黒い筋状に視認される。
【００３２】
図４に、平均値算出回路１５の出力信号として水平走査周期毎に水平有効画素範囲のすべての画素の平均値（ライン平均値）を示す。
ライン１の平均値は１５０、ライン２の平均値は３０、ライン３の平均値は２２０、ライン４の平均値は６０と求まったものとする。
【００３３】
図５に、オフセット算出回路１６の出力信号として固定信号レベルである１２７から平均値算出回路１５で算出した前記ライン平均値を差引いて算出したオフセット補正量を示す。上記の例では、ライン１のオフセット補正量は１２７−１５０＝−２３、ライン２のオフセット補正量は１２７−３０＝＋９７、ライン３のオフセット補正量は１２７−２２０＝−９３、ライン４のオフセット補正量は１２７−６０＝＋６７と求まる。
【００３４】
図６に、オフセット補正回路８で、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路７の出力信号は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけ図３（ｂ）のＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させたものである。
ライン１の信号は−２３だけオフセット補正され、ライン２の信号は＋９７だけオフセット補正され、ライン３の信号は−９３だけオフセット補正され、ライン４の信号は＋６７だけオフセット補正され、各ラインの信号は中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される。このようにして水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。
【００３５】
次に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号に含まれるＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズの時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２における抑圧動作の詳細について、図７から図１０を参照して説明する。図７から図１０は、図３（ａ）に示す水平方向に画素数が１００画素、垂直方向に４ラインの映像信号の中のライン１の、時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２における映像信号を例としている。これまで同様、横軸に水平方向の画素位置、縦軸に信号レベルをとっている。
【００３６】
図７に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号のうち、時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２におけるライン１の信号レベルを示す。時刻Ｔ１の信号レベルは時刻Ｔ０に対して全体的に高く、映像にするとやや明るい筋状に視認される。一方、時刻Ｔ２の信号レベルは時刻Ｔ０に対して全体的に低く、映像にするとやや暗い筋状に視認される。
【００３７】
図８に、平均値算出回路１５から出力される、各時刻におけるライン１のライン平均値（ライン１の水平有効画素範囲内のすべての画素の平均値）を示す。ライン１の時刻Ｔ０における平均値は１５０、ライン１の時刻Ｔ１における平均値は１６０、ライン１の時刻Ｔ２における平均値は１４５と求まったものとする。
【００３８】
図９に、オフセット算出回路１６の出力信号として固定信号レベルである１２７から平均値算出回路１５で算出した前記ライン平均値を差引いて算出したオフセット補正量を示す。ライン１の時刻Ｔ０におけるオフセット補正量は１２７−１５０＝−２３、ライン１の時刻Ｔ１におけるオフセット補正量は１２７−１６０＝−３３、ライン１の時刻Ｔ２におけるオフセット補正量は１２７−１４５＝−１８と求まる。
【００３９】
図１０に、オフセット補正回路８で、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路７の出力信号は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけ図７のＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させたものである。ライン１の時刻Ｔ２における信号は−２３だけオフセット補正され、ライン１の時刻Ｔ２における信号は−３３だけオフセット補正され、ライン１時刻Ｔ２における信号は−１８だけオフセット補正され、各時刻におけるライン１の信号は中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される。このようにして水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。
【００４０】
次に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号に含まれるＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズの抑圧動作の詳細について前記の説明例とは異なる信号パターンに基づいて図１１から図２２を参照して説明する。図１１から図２２は水平方向に画素数が１００画素、垂直方向に８ラインの映像信号を例としている。図１２から図２１は各々横軸に水平方向の画素、縦軸に信号レベルをとっている。図１１は被写体、図２２は表示画像の一例を概略的に示す。信号レベルはＡ／Ｄ変換器６の出力信号が例えば８ｂｉｔのデジタル信号として０から２５５のレベル範囲となる。
【００４１】
撮像素子３が図１１のような低温の背景の右下の一角に高温の物体がある被写体を撮像した場合を想定する。説明を簡単にするため、ライン数が８であると仮定する。撮像素子３からの出力信号は全８ラインのうち例えば上から１番目乃至４番目のライン（ライン１〜ライン４）は低温部に相当する信号を、上から５番目乃至８番目のライン（ライン５〜ライン８）は低温部から高温部に変化する信号を出力する。ただし、撮像素子３の出力信号は、水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズを含んでいる。
【００４２】
図１２に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の全８ラインのうちライン１〜４についてライン毎の信号レベルを示す。ライン１とライン３は中央値である１２７よりも大きく、画面上ではやや白い筋状に視認される。ライン２とライン４は中央値である１２７よりも小さく、画面上ではやや黒い筋状に視認される。
【００４３】
図１３に、平均値算出回路１５の出力信号として水平走査周期毎に水平有効画素範囲の各画素について算出したライン平均値を示す。ライン１の平均値は１５９、ライン２の平均値は１０３、ライン３の平均値は１６７、ライン４の平均値は７９と求まったものとする。
【００４４】
図１４に、オフセット算出回路１６の出力信号として固定信号レベルである１２７から平均値算出回路１５で算出した前記ライン平均値を差引いて算出したオフセット補正量を示す。ライン１のオフセット補正量は１２７−１５９＝−３２、ライン２のオフセット補正量は１２７−１０３＝＋２４、ライン３のオフセット補正量は１２７−１６７＝−４０、ライン４のオフセット補正量は１２７−７９＝＋４８と求まる。
【００４５】
図１５に、オフセット補正回路８で、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路７の出力信号は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させたものである。ライン１の信号は−３２だけオフセット補正され、ライン２の信号は＋２４だけオフセット補正され、ライン３の信号は−４０だけオフセット補正され、ライン４の信号は＋４８だけオフセット補正され、ライン１〜４の信号は中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される。このようにして、低温部分に相当するライン１〜４の水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。
【００４６】
図１６に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の全８ラインのうちライン５〜８についてライン毎の信号レベルを示す。ライン５とライン７の低温部相当の信号は、中央値である１２７よりも大きく、画面上ではやや白い筋状に視認される。ライン６とライン８の低温部相当の信号は、中央値である１２７よりも小さく、画面上ではやや黒い筋状に視認される。ライン５〜ライン８の高温部相当の信号は、中央値である１２７よりも大きく、画面上では全体的に白っぽい中の横筋状ノイズとして視認される。
【００４７】
図１７に、平均値算出回路１５の出力信号として水平走査周期毎に水平有効画素範囲の各画素について算出したライン平均値を示す。ライン５の平均値は１９１、ライン６の平均値は１３５、ライン７の平均値は１９９、ライン８の平均値は１１１と求まる。
【００４８】
図１８に、オフセット算出回路１６の出力信号として固定信号レベルである１２７から平均値算出回路１５で算出した前記ライン平均値を差引いて算出したオフセット補正量を示す。ライン５のオフセット補正量は１２７−１９１＝−６４、ライン６のオフセット補正量は１２７−１３５＝−８、ライン７のオフセット補正量は１２７−１９９＝−７２、ライン８のオフセット補正量は１２７−１１１＝＋１６と求まる。
【００４９】
図１９に、オフセット補正回路８で、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加えて、オフセット補正する動作を示す。遅延回路７の出力信号は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させたものである。ライン５の信号は−６４だけオフセット補正され、ライン６の信号は−８だけオフセット補正され、ライン７の信号は−７２だけオフセット補正され、ライン８の信号は＋１６だけオフセット補正され、ライン５〜８の信号は中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される。このようにして、低温部から高温部に変化するライン５〜８の水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。
【００５０】
オフセット補正回路８からは、水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧された信号が出力される。図２０にライン１〜４の出力信号を、図２１にライン５〜８の出力信号を示す。図２２に出力端子９から出力される信号を画面に表示したときの画像の概略を示す。ライン５〜８で実際の信号レベルからずれが生じるものの水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。
【００５１】
次にデジタル固定パターンノイズをフレームメモリ１３に格納する動作モードを、図１を参照して説明する。このときシャッタ２は遮蔽状態に、更新回路１２はフレームメモリ１３の更新を許可した状態に制御される。シャッタ２が遮光状態なので撮像素子３からは固定パターンノイズを含むノイズ成分のみが出力信号として出力される。
【００５２】
減算回路４は、撮像素子３の出力信号である撮像信号から、フレームメモリ１３に格納されているデジタル固定パターンノイズをＤ／Ａ変換器１４でアナログ変換して得られる固定パターンノイズを減算する。減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。
【００５３】
減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号を所定の減衰率で（１／Ｎに）減衰した信号を出力する。減衰回路１０の所定の減衰率は、増幅回路５の所定の増幅率を考慮して、減衰回路１０による信号振幅が元信号と同じかより小さくなるような減衰率とする。
【００５４】
加算回路１１は、フレームメモリ１３に格納されているデジタル固定パターンノイズと、減衰回路１０の出力信号を加算し、最新のデジタル固定パターンノイズとして出力する。後述のように、フレームメモリ１３には、加算回路１１による加算結果が記憶され、加算結果にさらに加算回路１１における加算が繰り返されることになるので、加算回路１１の出力は、時間軸積分信号であるということができる。
【００５５】
加算回路１１から出力された最新のデジタル固定パターンノイズは更新回路１２経由でフレームメモリ１３に格納される。フレームメモリ１３の格納信号は、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給されると共に加算回路１１にも供給される。
【００５６】
タイミング生成回路１７はシャッタ制御回路１８と更新回路１２の動作タイミングを指示する信号ＳＴを出力する。シャッタ制御回路１８はタイミング生成回路１７から出力されるタイミング信号に基づいてシャッタ２の開閉動作を制御する。更新回路１２はタイミング生成回路１７から出力されるタイミング信号ＳＴに基づいてフレームメモリ１３内の記憶データを加算回路１１の出力信号で更新する。タイミング生成回路１７はシャッタ２が完全に遮蔽した状態の時、更新回路１２によるフレームメモリ１３内の記憶データの更新を許可する。
【００５７】
タイミング生成回路１７は、図示していない外部スイッチの操作によって手動モードでシャッタ２を閉じてフレームメモリ１３内に保存されるデジタル固定パターンノイズをその時点での撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズに対応するよう更新する。また、タイミング生成回路１７は、所定時間が経過する毎にシャッタ２を閉じてフレームメモリ１３内に保存されるデジタル固定パターンノイズをその時点での撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズに対応するよう更新する。
【００５８】
シャッタ２が完全に遮蔽状態になって最初のＦＰＮ取込み１フレーム目で、フレームメモリ１３は新たにデジタル固定パターンノイズを取込むため記憶信号を０にリセットする。Ｄ／Ａ変換器１４はフレームメモリ１３から出力された０レベル信号をアナログ変換して減算回路４に供給する。減算回路４は、撮像素子３の出力信号から、フレームメモリ１３に格納されている０レベル信号のアナログ変換信号を減算するので撮像素子３の出力信号をそのまま出力する。減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。この段階では、撮像素子３から出力される固定パターンノイズが、そのままＡ／Ｄ変換器６に入力されるため、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲よりも大きい固定パターンノイズは振幅の中心部分だけがＡ／Ｄ変換される。入力ダイナミックレンジ範囲から外れた信号は、Ａ／Ｄ変換されないで切り捨てられる。この時、Ａ／Ｄ変換器６に供給される信号の直流電位は、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲の中心になるよう調整されている。
【００５９】
遅延回路７は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させてオフセット補正回路８に供給する。オフセット補正回路８は、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加え、オフセット補正された信号を出力する。
【００６０】
減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号を減衰させる。加算回路１１は、フレームメモリ１３に格納されているリセット後の０レベル信号と、減衰回路１０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を生成する。加算回路１１から出力されたＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズは更新回路１２経由でフレームメモリ１３に格納される。
【００６１】
フレームメモリ１３から読み出された、ＦＰＮ取込み１フレーム目の補正済み固定パターンノイズは、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給され、ＦＰＮ取込み２フレーム目の演算に用いられる。
【００６２】
ＦＰＮ取込み２フレーム目で、減算回路４は、撮像素子３から出力される固定パターンノイズから、ＦＰＮ取込み１フレーム目の補正済みデジタル固定パターンノイズのアナログ変換信号を減算する。例えば増幅回路５の増幅率と減衰回路１０の減衰率が整合している場合は、ＦＰＮ取込み１フレーム目でＡ／Ｄ変換器６でＡ／Ｄ変換されないで切り捨てられた部分が減算回路４の出力信号になる。
【００６３】
減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。撮像素子３の出力信号は振幅の中心部分だけがＡ／Ｄ変換される。入力ダイナミックレンジ範囲から外れた信号は、Ａ／Ｄ変換されないで切り捨てられる。この時、Ａ／Ｄ変換器６に供給される信号の直流電位は、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲の中心になるよう調整されている。
【００６４】
遅延回路７は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させてオフセット補正回路８に供給する。オフセット補正回路８は、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加え、オフセット補正された信号を出力する。
【００６５】
減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号を減衰させる。加算回路１１は、フレームメモリ１３に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズと、減衰回路１０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み２フレーム目のデジタル固定パターンノイズを生成する。加算回路１１から出力されたＦＰＮ取込み２フレーム目のデジタル固定パターンノイズは更新回路１２経由でフレームメモリ１３に格納される。
【００６６】
フレームメモリ１３から読み出された、ＦＰＮ取込み２フレーム目の補正済み固定パターンノイズは、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給され、ＦＰＮ取込み３フレーム目の演算に用いられる。
【００６７】
このように、シャッタ２を遮蔽状態にして固定パターンノイズの取込みを所定フレーム期間行うことで、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズを、デジタル化したデジタル固定パターンノイズをフレームメモリ１３に取り込むことが出来る。
固定パターンノイズの取込みに必要なフレーム数は、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズの振幅、増幅回路５の増幅率、減衰回路１０の減衰率、Ａ／Ｄ変換器およびＤ／Ａ変換器の入力ダイナミックレンジ範囲などから求められる。タイミング生成回路１７は、固定パターンノイズの取込みモードを所定フレーム期間として、シャッタ制御回路１８と更新回路１２を制御する。前記所定フレーム期間はフレームメモリ１３内に保存されるデジタル固定パターンノイズが、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズとの違いが、温度変化などにより、無視できなくなるのに要する時間に相当する。
【００６８】
また、Ａ／Ｄ変換器６もしくはオフセット補正回路８の出力信号が所定値より小さくなったことで取込み完了と判断してもよい。タイミング生成回路１７は、Ａ／Ｄ変換器６もしくはオフセット補正回路８の出力信号（Ｙ６もしくはＹ８）が１フレーム期間以上にわたって所定値より小さくなったことを確認したら、該出力信号（Ｙ６もしくはＹ８）が収束したと判断し、その後、標準動作状態に移行するためにシャッタ制御回路１８と更新回路１２を制御する。
【００６９】
このように所定フレーム期間繰り返して固定パターンノイズを取り込む場合、水平走査線毎のレベルがランダムに変動している撮像信号をそのまま用いると、フレーム毎に固定パターンノイズのレベルが上下するため固定パターンノイズの取込みが収束しない。オフセット補正回路８でＤＣ固定した映像信号を用いることで、安定して固定パターンノイズの取込みが行える。
【００７０】
撮像素子３が出力する撮像信号から固定パターンノイズを差し引いた信号をデジタル変換することで、撮像素子３が出力する撮像信号をそのままデジタル変換する場合と比較し、デジタル変換器のダイナミックレンジを有効に利用することが出来る。
【００７１】
Ａ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４は例えば同じビット精度であっても出力信号の振幅、直線性などの性能に差があるため、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号をオフセット補正した後、減衰させないでそのままデジタル固定パターンノイズと加算するとＡ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４の特性差によっては信号が発散し、収束しにくくなる。そのため、減衰回路１０にて振幅を所定の減衰率で減衰させてからデジタル固定パターンノイズと加算する。これにより、Ａ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４の特性差が吸収でき、信号の発散を防いでデジタル固定パターンノイズを取込むことができる。
【００７２】
図１に示す構成では、上記のように、加算回路１１は、減衰回路１０の出力と、フレームメモリ１３の出力とを加算している。即ち、減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号Ｙ８を１／Ｎ倍して加算回路１１に供給する。加算回路１１は、減衰回路１０から出力される信号と、フレームメモリ１３に記憶されている信号Ｙ１３を加算する。
この場合、加算する一方になるので、フレームメモリ１３を例えばゼロで初期化し、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号Ｙ６が収束したときに加算を停止する。収束したかどうかは、平均値算出回路１５への入力信号のレベルが一定値範囲内に収まるようになったかどうかで、判定する。この判定は、例えばタイミング生成回路１７で行われる。収束したら、そのときのフレームメモリ１３に保持されている値が、固定パターンノイズ成分のみを表すものである（固定パターンノイズ以外の成分が除去されたものである）と判断する。上記の処理は下記の式で表される。
Ｙ１３（ｔ＋１）＝Ｙ１３（ｔ）＋Ｙ８（ｔ）／Ｎ
上記の式において、Ｙ１３（ｔ）及びＹ８（ｔ）は、ある時点（フレーム期間）におけるフレームメモリ１３及びオフセット補正回路８の出力、Ｙ１３（ｔ＋１）は、加算回路１１における加算の結果得られる値であり、この値の次のフレーム期間中に、フレームメモリ１３から読み出される。
【００７３】
上記のようにする代わりに、図２３に示すように、フレームメモリ１３の出力を減衰させる減衰回路４０を設け、加算回路１１で減衰回路１０の出力と減衰回路４０の出力とを加算するようにしても良い。この場合、減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号Ｙ８を１／Ｎ倍して加算回路１１に供給する。減衰回路４０は、フレームメモリ１３から読み出された信号Ｙ１３を｛１−（１／Ｎ）｝＝｛（Ｎ−１）／Ｎ｝倍して、加算回路１１に供給する。
加算回路１１は、減衰回路１０から出力される信号（オフセット補正回路８の出力を１／Ｎ倍した信号）と、減衰回路４０から供給される信号（フレームメモリ１３に記憶されている信号Ｙ１３を１−（１／Ｎ）倍した信号）を加算する。この処理、下記の式で表される。
Ｙ１３（ｔ＋１）＝｛（Ｎ−１）／Ｎ｝×Ｙ１３（ｔ）＋Ｙ８（ｔ）／Ｎ
上記の式において、Ｙ１３（ｔ）及びＹ８（ｔ）は、ある時点（フレーム期間）におけるフレームメモリ１３及びオフセット補正回路８の出力、Ｙ１３（ｔ＋１）は、加算回路１１における加算の結果得られる値であり、この値の次のフレーム期間中に、フレームメモリ１３から読み出される。
上記の処理により、フレームメモリ１３内の値が、オフセット補正回路８で新たに算出された映像信号の値で１／Ｎずつ更新される。初期値がどのような値であっても収束が可能であるが、初期値によって収束に要する時間が変わる。
【００７４】
以上説明したように実施の形態１によれば、水平走査線毎のレベル変動を算出して、撮像信号の信号レベルを一定値に補正した状態で、固定パターンノイズを取得することにより、水平走査線毎の信号レベルが一定に安定し、安定して正しく固定パターンノイズを取得することができる。また、画面上においても水平走査線毎の輝度がランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。
【００７５】
実施の形態１では、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号は８ｂｉｔのデジタル信号、固定信号レベルは信号中心の１２７と設定した。このとき、固定信号レベルは、信号中心に限定する必要は無く、撮像素子の出力信号の特性に応じて増やしたり減らしたりしても良い。固定信号レベルを変える場合には、Ａ／Ｄ変換器６に供給される信号の直流電位も、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲の対応するレベルになるよう調整する。これにより、ダイナミックレンジを有効に活用することが出来る。
例えば、正常な赤外線検知素子と比較して、異常な赤外線検知素子が大幅に低い信号レベルを示す場合には、固定信号レベルを高く設定するとよい。逆に、異常な赤外線検知素子が大幅に高い信号レベルを示す場合には、固定信号レベルを低く設定するとよい。
【００７６】
実施の形態２．
図２４はこの発明の実施の形態２の赤外線撮像装置の構成を表すブロック図である。
図２４に示す赤外線撮像装置は、概して図１に示した実施の形態１の赤外線撮像装置と同じである。但し、固定パターンノイズ算出・保持手段５０が、図１と同様の、減衰回路１０、加算回路１１、更新回路１２、フレームメモリ１３、及びＦＰＮ用Ｄ／Ａ変換器１４のほか、
減衰回路２０、加算回路２１、更新回路２２、ラインオフセット値メモリ２３、フレーム平均算出回路２４、更新回路２５、平均オフセット値メモリ２６、ＦＰＮ補正値算出回路２７、及び固定パターンノイズ補正回路２８を備えている点で、図１の赤外線撮像装置と異なる。
【００７７】
減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号を所定の減衰率で減衰させた信号（１／Ｎ倍した信号）を出力する。減衰回路２０の減衰率（１／Ｎ）は、減衰回路１０と同じ減衰率となるようにする。
【００７８】
加算回路２１は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されている水平走査周期毎のオフセット値Ｙ２３と、減衰回路２０の出力信号を加算し、最新の水平走査周期毎のオフセット値として出力する。後述のように、ラインオフセット値メモリ２３には、加算回路２１による加算結果が記憶され、加算結果にさらに加算回路２１における加算が繰り返されることになるので、加算回路２１の出力Ｙ２１は時間軸積分信号であるということができる。
【００７９】
図２４に示す構成では、加算回路２１は、減衰回路２０の出力と、メモリ２３の出力とを加算している。従って、減衰回路１０について説明したのと同様に、減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号Ｙ１５を１／Ｎ倍して加算回路２１に供給する。加算回路２１は、減衰回路２０から出力される信号と、ラインオフセット値メモリ２３に記憶されている信号Ｙ２３を加算する。この場合、加算する一方になるので、ラインオフセット値メモリ２３を例えばゼロで初期化し、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号Ｙ６（平均値算出回路１５の入力信号）が収束したときに加算を停止する。
上記の処理は例えば下記の式で表される。
Ｙ２３（ｔ＋１）＝Ｙ２３（ｔ）＋Ｙ１５（ｔ）／Ｎ
上記の式において、Ｙ２３（ｔ）及びＹ１５（ｔ）は、ある時点（フレーム期間）におけるラインオフセット値メモリ２３及び平均値算出回路１５の出力、Ｙ２３（ｔ＋１）は、加算回路２１における加算の結果得られる値であり、この値の次のフレーム期間中に、ラインオフセット値メモリ２３から読み出される。
【００８０】
上記のようにする代わりに、図２５に示すように、ラインオフセット値メモリ２３の出力を減衰させる減衰回路８０を設け、加算回路２１で減衰回路２０の出力と減衰回路８０の出力とを加算するようにしても良い。この場合、減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号Ｙ１５を１／Ｎ倍して加算回路２１に供給する。減衰回路８０は、ラインオフセット値メモリ２３に記憶されている信号Ｙ２３を１−（１／Ｎ）倍して、加算回路２１に供給する。
加算回路２１は、減衰回路２０から出力される信号と、減衰回路８０から供給される信号（ラインオフセット値メモリ２３に記憶されている信号Ｙ２３を１−（１／Ｎ）倍した信号）を加算する。この処理は、下記の式で表される。
Ｙ２３（ｔ＋１）＝｛（Ｎ−１）／Ｎ｝×Ｙ２３（ｔ）＋Ｙ８（ｔ）／Ｎ
上記の式において、Ｙ２３（ｔ）及びＹ１５（ｔ）は、ある時点（フレーム期間）におけるラインオフセット値メモリ２３及び平均値算出回路１５の出力、Ｙ２３（ｔ＋１）は、加算回路２１における加算の結果得られる値であり、この値の次のフレーム期間中に、ラインオフセット値メモリ２３から読み出される。
上記の処理により、ラインオフセット値メモリ２３内の値が、平均値算出回路１５で新たに算出された平均値で１／Ｎずつ更新される。初期値がどのような値であっても収束が可能であるが、初期値によって収束に要する時間が変わる。
【００８１】
加算回路２１から出力された最新の水平走査周期毎のオフセット値は更新回路２２経由でラインオフセット値メモリ２３に格納される。ラインオフセット値メモリ２３の格納信号は、ＦＰＮ補正値算出回路２７に供給されると共に加算回路２１にも供給される。
【００８２】
フレーム平均算出回路２４は、加算回路２１から出力される各ラインのオフセット値（水平走査周期毎のオフセット値）を受け、各ラインのオフセット値の１フレーム期間にわたる平均(フレーム平均オフセット値)を求める。フレーム平均算出回路２４で算出したフレーム平均値は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されている各ラインのオフセット値の１フレーム期間にわたる平均に等しい。
【００８３】
フレーム平均算出回路２４から出力されたフレーム平均値は更新回路２５経由で平均オフセット値メモリ２６に格納される。平均オフセット値メモリ２６に格納されている信号は、ＦＰＮ補正値算出回路２７に供給される。
【００８４】
ＦＰＮ補正値算出回路２７は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されている水平走査周期毎のオフセット値と、平均オフセット値メモリ２６に格納されているフレーム平均値の差Ｙ２６を固定パターンノイズ補正値として出力する。
ＦＰＮ補正値算出回路２７から出力された固定パターンノイズ補正値Ｙ２７は、固定パターンノイズ補正回路２８に供給される。
【００８５】
固定パターンノイズ補正回路２８は、フレームメモリ１３に格納されている固定パターンノイズＹ１３と、ＦＰＮ補正値算出回路２７の出力信号Ｙ２７を加算することにより固定パターンノイズの補正を行う。フレームメモリ１３に記憶されている値は、固定パターンノイズのうち、ライン成分を除去した値であるのに対し、固定パターンノイズ補正回路２８で補正された固定パターンノイズ（固定パターンノイズ補正回路２８の出力）は、固定パターンノイズのライン成分（ライン平均値のばらつき）を加算した、より正確な固定パターンノイズである。
【００８６】
固定パターンノイズ補正回路２８からの出力信号Ｙ２８は、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給される。
【００８７】
タイミング生成回路１７はシャッタ制御回路１８と更新回路１２、２２、２５の動作タイミングを指示する信号を出力する。タイミング生成回路１７はシャッタ２が完全に遮蔽状態の時、更新回路１２によるフレームメモリ１３内の記憶データの更新と、更新回路２２によるラインオフセット値メモリ２３内の記憶データの更新と、更新回路２５による平均オフセット値メモリ２６内の記憶データの更新を許可する。
更新回路２２はタイミング生成回路１７から出力されるタイミング信号ＳＴに基づいてラインオフセット値メモリ２３内の記憶データを加算回路２１の出力信号で更新する。
更新回路２５はタイミング生成回路１７から出力されるタイミング信号ＳＴに基づいて平均オフセット値メモリ２６内の記憶データをフレーム平均算出回路２４の出力信号で更新する。
【００８８】
タイミング生成回路１７は、図示していない外部スイッチの操作によって手動モードでシャッタ２を閉じてフレームメモリ１３、ラインオフセット値メモリ２３および平均オフセット値メモリ２６内の記憶データをその時点での撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズに対応するよう更新する。また、タイミング生成回路１７は、所定時間が経過する毎にシャッタ２を閉じてフレームメモリ１３内に保存されるデジタル固定パターンノイズをその時点での撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズに対応するよう更新する。
【００８９】
本実施の形態では、デジタル固定パターンノイズ（のうち、ライン成分を除去した値）をフレームメモリ１３に、固定パターンノイズ補正値算出に必要な信号（固定パターンノイズのライン成分）をラインオフセット値メモリ２３と平均オフセット値メモリ２６に格納する。動作の詳細な説明を行う前に、まず、ラインオフセット値メモリ２３及び平均オフセット値メモリ２６を用いて固定パターンノイズの補正値を算出することが望ましい理由について図２６〜図３５を参照して説明する。
【００９０】
図２６は時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３における図３（ａ）中のライン１の出力信号レベルを、図３１は時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３における図３（ａ）中のライン３の出力信号レベルをそれぞれ示している。Ａ／Ｄ変換器６の出力信号には、水平走査線毎の輝度がランダムに変動する横引き状のノイズ成分が含まれるため、同じラインの出力信号でも時間によって信号レベルは上下する。
このとき、平均値算出回路１５が算出するライン１の各時刻のライン平均値は１５０、１６０、１４５となる（図２７）。オフセット算出回路１６では、ライン平均値からオフセット補正量−２３、−３３、−１８を算出する（図２８）。その結果、オフセット補正回路８で、ライン１の時刻Ｔ０の信号は−２３だけオフセット補正され、時刻Ｔ１の信号は−３３だけオフセット補正され、時刻Ｔ２の信号は−１８だけオフセット補正され、時刻Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２のライン１の信号は中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される（図２９）。
同様に、ライン３の信号レベルも中心値の１２７に信号レベルの平均が揃った信号としてオフセット補正される（図３２、図３３、図３４）。
このようにして、ライン１の水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧される。横引き状ノイズを抑制した信号を用いることで、固定パターンノイズの取得動作が安定する。
【００９１】
しかし、図３５に示すように、時刻Ｔ０〜Ｔ２におけるライン１の平均値の平均値(ライン１の平均値の時刻Ｔ０〜Ｔ２にわたる平均値)は１５２、ライン３の平均値の平均値は２１２であり、差が６０ある。ライン１とライン３の固定パターンノイズには実際にはこれだけの差が存在するにも拘らず、ＤＣ信号レベルの変動量を補正するときに一緒に補正されてしまうため、ライン１とライン３の固定パターンノイズは図３０に示すようにＤＣ信号レベルが揃っていることになる。これらの固定パターンノイズを減算回路４に供給して撮像信号から固定パターンノイズを差し引くと、Ａ／Ｄ変換器６からの出力されるライン１とライン３の出力信号には常に６０前後の差が現われる。オフセット補正回路８でこの差は補正可能であるが、このような差のある信号をＡ／Ｄ変換器８に供給するのでは、Ａ／Ｄ変換器８の動作レンジを有効に活用することが出来ない。
そこで、オフセット補正回路８におけるオフセット補正の際に差し引かれる固定パターンノイズ成分（固定パターンノイズのライン成分）を図２４に示す部材２０〜２８を用いて、別途取得し、固定パターンノイズの補正を行うことで、（上記固定パターンノイズのライン成分と、各画素の画素成分（ライン成分に対する各画素の値の差）の両方を含む）固定パターンノイズが差し引かれた映像信号が減算回路４から出力されるため、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジを有効に活用することが出来る。
【００９２】
次にデジタル固定パターンノイズをフレームメモリ１３に、固定パターンノイズ補正値算出に必要な信号をラインオフセット値メモリ２３と平均オフセット値メモリ２６に格納する動作モードを、図２４を参照して説明する。このときシャッタ２は遮蔽状態に、更新回路１２はフレームメモリ１３の更新を許可された状態に、更新回路２２はラインオフセット値メモリ２３の更新を許可された状態に、更新回路２５は平均オフセット値メモリ２６の更新を許可された状態に制御される。シャッタ２が遮光状態なので撮像素子３からは固定パターンノイズを含むノイズ成分のみが出力信号として出力される。
【００９３】
シャッタ２が完全に遮蔽状態になって最初のＦＰＮ取込み１フレーム目で、フレームメモリ１３およびラインオフセット値メモリ２３および平均オフセット値メモリ２６は新たにデジタル固定パターンノイズを取込むためそれぞれの記憶信号を０にリセットする。ＦＰＮ補正値算出回路２７はラインオフセット値メモリ２３から出力された０レベル信号と平均オフセット値メモリ２６から出力された０レベル信号から算出した０レベルの固定パターンノイズ補正値を固定パターンノイズ補正回路２８へ供給する。固定パターンノイズ補正回路２８は、フレームメモリ１３から出力された０レベル信号にＦＰＮ補正値算出回路２７から出力された０レベル信号を加算して得られる０レベルの固定パターンノイズをＤ／Ａ変換器１４に供給する。Ｄ／Ａ変換器１４は固定パターンノイズ補正回路２８から出力された０レベル信号をアナログ変換して減算回路４に供給する。減算回路４は、撮像素子３の出力信号から、固定パターンノイズ補正回路２８から出力される０レベル信号のアナログ変換信号を減算するので撮像素子３の出力信号をそのまま出力する。減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。この段階では、撮像素子３から出力される固定パターンノイズが、そのままＡ／Ｄ変換器６に入力されるため、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲よりも大きい固定パターンノイズは振幅の中心部分だけがＡ／Ｄ変換される。入力ダイナミックレンジ範囲から外れた信号は、Ａ／Ｄ変換されないで切り捨てられる。この時、Ａ／Ｄ変換器６に供給される信号の直流電位は、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲の中心になるよう調整されている。
【００９４】
遅延回路７は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させてオフセット補正回路８に供給する。オフセット補正回路８は、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加え、オフセット補正された信号を出力する。
【００９５】
減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号を減衰させる。加算回路１１は、フレームメモリ１３に格納されているリセット後の０レベル信号と、減衰回路１０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズを生成する。加算回路１１から出力されたＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズは更新回路１２経由でフレームメモリ１３に格納される。
【００９６】
減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号を減衰させる。
加算回路２１は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されているリセット後の０レベル信号と、減衰回路２０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み１フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値を生成する。加算回路２１から出力されたＦＰＮ取込み１フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値は更新回路２２経由でラインオフセット値メモリ２３に格納される。
【００９７】
フレーム平均算出回路２４は、１フレーム期間に加算回路２１から出力される信号のフレーム平均値を算出する。フレーム平均算出回路２４から出力されたＦＰＮ取込み１フレーム目のフレーム平均値は更新回路２５経由で平均オフセット値メモリ２６に格納される。
【００９８】
ＦＰＮ補正値算出回路２７は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値と、平均オフセット値メモリ２６に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目のフレーム平均値の差から、水平走査周期毎の固定パターンノイズ補正値を算出し、固定パターンノイズ補正回路２８へ供給する。
【００９９】
固定パターンノイズ補正回路２８は、ＦＰＮ補正値算出回路２７から出力されるＦＰＮ取込み１フレーム目の固定パターンノイズ補正値を、フレームメモリ１３に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目の固定パターンノイズに加算することにより、ＦＰＮ取込み１フレーム目の固定パターンノイズを補正して出力する。
固定パターンノイズ補正回路２８から出力されるＦＰＮ取込み１フレーム目の固定パターンノイズは、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給され、ＦＰＮ取込み２フレーム目の演算に用いられる。
【０１００】
ＦＰＮ取込み２フレーム目で、減算回路４は、撮像素子３から出力される固定パターンノイズから、ＦＰＮ取込み１フレーム目の補正済みデジタル固定パターンノイズのアナログ変換信号を減算する。例えば増幅回路５の増幅率と減衰回路１０、２０の減衰率が整合している場合は、ＦＰＮ取込み１フレーム目で、Ａ／Ｄ変換器６によりＡ／Ｄ変換されないで切り捨てられた部分が減算回路４の出力信号になる。
【０１０１】
減算回路４の出力信号は、増幅回路５で所定の増幅率で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換される。撮像素子３の出力信号は振幅の中心部分だけがＡ／Ｄ変換される。入力ダイナミックレンジ範囲から外れた信号は、Ａ／Ｄ変換されないで切り捨てられる。この時、Ａ／Ｄ変換器６に供給される信号の直流電位は、Ａ／Ｄ変換器６の入力ダイナミックレンジ範囲の中心になるよう調整されている。
【０１０２】
遅延回路７は、平均値算出回路１５とオフセット算出回路１６で、当該水平走査線のオフセット補正量の算出が完了するまでの時間に相当する遅延時間だけＡ／Ｄ変換器６の出力信号を遅延させてオフセット補正回路８に供給する。オフセット補正回路８は、遅延回路７の出力信号にオフセット算出回路１６で算出したオフセット補正量を加え、オフセット補正された信号を出力する。
【０１０３】
減衰回路１０は、オフセット補正回路８の出力信号を減衰させる。加算回路１１は、フレームメモリ１３に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目のデジタル固定パターンノイズと、減衰回路１０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み２フレーム目のデジタル固定パターンノイズを生成する。加算回路１１から出力されたＦＰＮ取込み２フレーム目のデジタル固定パターンノイズは更新回路１２経由でフレームメモリ１３に格納される。
【０１０４】
減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号を減衰させる。加算回路２１は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されているＦＰＮ取込み１フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値と、減衰回路２０の出力信号とを加算し、ＦＰＮ取込み２フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値を生成する。加算回路２１から出力されたＦＰＮ取込み２フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値は更新回路２２経由でラインオフセット値メモリ２３に格納される。
【０１０５】
フレーム平均算出回路２４は、１フレーム期間に加算回路２１から出力される信号からフレーム平均値を算出する。フレーム平均算出回路２４から出力されたＦＰＮ取込み２フレーム目のフレーム平均値は更新回路２５経由で平均オフセット値メモリ２６に格納される。
【０１０６】
ＦＰＮ補正値算出回路２７は、ラインオフセット値メモリ２３に格納されているＦＰＮ取込み２フレーム目の水平走査周期毎のオフセット値と、平均オフセット値メモリ２６に格納されているＦＰＮ取込み２フレーム目のフレーム平均値の差から、水平走査周期毎の固定パターンノイズ補正値を算出し、固定パターンノイズ補正回路２８へ供給する。
【０１０７】
固定パターンノイズ補正回路２８は、ＦＰＮ補正値算出回路２７から出力されるＦＰＮ取込み２フレーム目の固定パターンノイズ補正値をフレームメモリ１３に格納されているＦＰＮ取込み２フレーム目の固定パターンノイズに加算することにより、ＦＰＮ取込み２フレーム目の固定パターンノイズを補正して出力する。
固定パターンノイズ補正回路２８から出力されるＦＰＮ取込み２フレーム目の固定パターンノイズは、Ｄ／Ａ変換器１４でアナログ信号に変換された後、減算回路４に供給され、ＦＰＮ取込み３フレーム目の演算に用いられる。
【０１０８】
このように、シャッタ２を遮蔽状態にして固定パターンノイズの取込みを所定フレーム期間行うことで、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズを、デジタル化したデジタル固定パターンノイズをフレームメモリ１３に取り込むことが出来る。
【０１０９】
また、水平走査線毎の輝度がランダムに変動する横引き状のノイズを抑制するためにオフセット補正を行っているが、このときにオフセットと共に除去されてしまうＦＰＮ成分の一部を別途取り込み、固定パターンノイズの補正を行うことにより、より正確な固定パターンノイズを取得することが出来る。
【０１１０】
固定パターンノイズの取込みに必要なフレーム数は、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズの振幅、増幅回路５の増幅率、減衰回路１０の減衰率、Ａ／Ｄ変換器およびＤ／Ａ変換器の入力ダイナミックレンジ範囲などから求められる。タイミング生成回路１７は、固定パターンノイズの取込みモードを所定フレーム期間として、シャッタ制御回路１８と更新回路１２、２２、２５を制御する。前記所定フレーム期間は固定パターンノイズ補正回路２８から出力される補正済み固定パターンノイズをアナログ変換した信号が、撮像素子３の出力信号に含まれる固定パターンノイズとの違いが、温度変化などにより、無視できなくなるのに要する時間に相当する。
【０１１１】
また、Ａ／Ｄ変換器６もしくはオフセット補正回路８の出力信号が所定値より小さくなったことで取込み完了と判断してもよい。タイミング生成回路１７は、Ａ／Ｄ変換器６もしくはオフセット補正回路８の出力信号が１フレーム期間以上にわたって所定値より小さくなったことを確認した後、標準動作状態に移行するためにシャッタ制御回路１８と更新回路１２、２２、２５を制御する。
【０１１２】
このように所定フレーム期間繰り返して固定パターンノイズを取り込む場合、水平走査線毎のレベルがランダムに変動している撮像信号をそのまま用いると、フレーム毎に固定パターンノイズのレベルが上下するため固定パターンノイズの取込みが収束しない。オフセット補正回路８でＤＣ固定した映像信号を用いることで、安定した固定パターンノイズの取込みが行える。
【０１１３】
またことのき、オフセット補正回路８で取り除かれる固定パターンノイズ成分（ライン成分）を別の回路（２０〜２７）で取り込み、固定パターンノイズの補正に用いる事で、正しい固定パターンノイズを取得することが出来る。
【０１１４】
撮像素子３が出力する撮像信号から固定パターンノイズを差し引いた信号をデジタル変換することで、撮像素子３が出力する撮像信号をそのままデジタル変換する場合と比較し、デジタル変換器のダイナミックレンジを有効に利用することが出来る。
【０１１５】
Ａ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４は例えば同じビット精度であっても出力信号の振幅、直線性などの性能に差があるため、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号をオフセット補正した後、減衰させないでそのままデジタル固定パターンノイズと加算するとＡ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４の特性差によっては信号が発散し、収束しにくくなる。そのため、減衰回路１０にて振幅を所定の減衰率で減衰させてからデジタル固定パターンノイズと加算する。これにより、Ａ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４の特性差が吸収でき、信号の発散を防いでデジタル固定パターンノイズを取込むことができる。
【０１１６】
平均値算出回路１５の出力信号についても同様のことが言える。減衰回路２０にて振幅を所定の減衰率で減衰させてからラインオフセット値メモリ２３に格納されている固定パターンノイズ補正用信号と加算する。これにより、Ａ／Ｄ変換器６とＤ／Ａ変換器１４の特性差が吸収でき、信号の発散を防いで固定パターンノイズ補正用信号を取込むことができる。
【０１１７】
以上説明したように実施の形態２によれば、水平走査線毎のレベル変動を算出して、撮像信号の信号レベルを一定値に補正した状態で、固定パターンノイズを取得することにより、水平走査線毎の信号レベルが一定に安定し、安定して正しく固定パターンノイズを取得することができる。また、画面上においても水平走査線毎の輝度がランダムに変動する横引き状のノイズを抑圧することができる。
【０１１８】
実施の形態１、２では、ＦＰＮ取込み１フレーム目で、フレームメモリ１３およびラインオフセット値メモリ２３および平均オフセット値メモリ２６を０にリセットするとしたが、任意の初期値Ｌで初期化してもよい。この場合、減衰回路１０は、オフセット補正回路８からの出力信号から初期値Ｌを差し引いた後に所定の減衰率で減衰させた値を加算回路１１に供給する。
【０１１９】
例えば、図３６（図１、図２４のうちの、減衰回路１０の入力側の部分のみを示す）に示すように、初期値生成回路４１から供給される初期値Ｌを、オフセット補正回路８からの出力信号Ｙ８から差し引いて両者の差分を求める差分回路４２を挿入し、差分回路４２の出力を減衰回路１０に供給しても良い。
同様に、減衰回路２０は、平均値算出回路１５の出力信号から初期値Ｌを差し引いた後に所定の減衰率で減衰させた値を加算回路２１に供給することとしても良い。
例えば、図３７（図２４のうちの、減衰回路２０の入力側の部分のみを示す）に示すように、初期値生成回路４３から供給される初期値Ｌを、平均値算出回路１５の出力信号Ｙ１５から差し引いて両者の差分を求める差分回路４４を挿入し、差分回路４４の出力を減衰回路１０に供給しても良い。
この時、初期値Ｌはオフセット補正の基準となる固定信号レベルと同じ値にすることで、ＤＣ成分の取込みを行うことになり、効率良く固定パターンノイズを取り込むことが出来る。
なお、図２４に示す装置に図３７に示す変形を加える場合には、これに併せて、図３６に示す変形を加えるのが望ましい。
【０１２０】
以下、固定パターンノイズをフレームメモリ１３に取り込む動作について説明する。減衰回路１０は１／４倍に入力信号を減衰させて出力するものとする。図３８は、オフセット補正回路８からの出力信号を示している。
【０１２１】
まず、各種メモリをゼロで初期化する場合の動作を、図３９から図４８を参照して説明する。図３９は初期状態を表しているので、信号レベルは全てゼロである。図４０は１フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示している。減衰回路１０で１／４倍に減衰させているため、まだ固定信号レベルの１／４しかない。固定信号レベルに達するのは少なくとも取込み開始から４フレーム後であり、その後、収束するのを待たなければならない。図４１から図４３に２フレーム経過後、３フレーム経過後、４フレーム経過後にフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルが変化する様子を示している。
しかし実際には、１／４倍の減衰では発散してしまう可能性が高いため、更に減衰率を高くして動作させなければならない。例えば、４フレーム経過時に収束していないと判定された場合、５回目の加算を行うと５フレーム経過後の信号レベルは図４４のようになってしまう。減衰率を高くすると、取込みレベルが固定信号レベルに達するまでに要する時間が更に長くなる。
【０１２２】
次に、各種メモリを固定信号レベルで初期化する場合の動作を、図４５から図４８を参照して説明する。図４５は初期状態を表しているので、信号レベルは全て固定信号レベルと等しくなっている。ここでは、固定信号レベルが１２７の場合を例に説明を行う。図４６は、１フレーム経過後にフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示している。図４７は２フレーム経過後、図４８は３フレーム経過後の様子をそれぞれ示している。図からも分かるように、固定信号レベルを差し引いた信号を減衰させるため、１／４倍の減衰でも信号の有効成分が充分小さくなっており、減衰率を高く設定しなくても固定パターンノイズを取込みを収束させることが出来る。更に、フレームメモリ１３に格納されている信号のレベルが初めから固定信号レベルに達しているので、固定パターンノイズの取込みが収束するまでの時間が短縮できる。
【０１２３】
なお、上記の実施の形態では、減衰回路１０、２０の減衰率を１／４としているが、本発明はこれに限定されず、他の減衰率、即ち一般化して示せば１／Ｎ（Ｎは１より大きい値）であっても良い。この場合、加算回路１１の他方の入力、即ちフレームメモリ１３から読み出され値、ラインオフセット値メモリ２３から読み出された値には、（１−（１／Ｎ））倍した上で加算を行うこととしても良い。なお、この場合、Ｎを２、４、８、１６など、２のｍ乗（ｍは２以上の整数）と、ビットシフトにより１／Ｎ倍を求める乗算が実現できるので回路構成上有利である。
【０１２４】
実施の形態３．
図４９はこの発明の実施の形態３の赤外線撮像装置の構成を表すブロック図である。図４９に示す赤外線撮像装置は、概して図２４に示した実施の形態２の赤外線撮像装置と同じである。但し、ＤＣズレ補正手段７０が付加されている点で異なる。ＤＣズレ補正手段７０は、オフセット補正回路８で補正したデジタル映像信号に水平走査期間毎に生じる信号レベルのズレを補正するためのものであり、混合回路２９と、ライン時間平均値メモリ３０と、ＤＣズレ補正量算出回路３１と、ＤＣズレ補正量加算回路３２とを有する。
【０１２５】
混合回路２９は、水平走査期間毎にライン平均値算出手段１５から出力された現フレームのライン平均値と、ライン時間平均値メモリ３０に記憶されている前フレームの当該ラインのライン時間平均値（ライン平均値の時間軸方向の平均値）を所定比率で混合して現フレームのライン時間平均値Ｙ２９を新たに算出する。
ＤＣズレ補正量算出回路３１は、ＤＣズレ補正基準値を出力するＤＣズレ補正基準値生成手段３１ａを有し、ライン時間平均値Ｙ２９からＤＣズレ補正基準値を差引いた値をＤＣズレ補正量加算回路３２へ供給する。
ＤＣズレ補正量加算回路３２は、オフセット補正回路８から出力される補正デジタル映像信号Ｙ８にＤＣズレ補正量算出回路３１で算出したＤＣズレ補正量Ｙ３１を加算することにより補正デジタル映像信号Ｙ８に生じる信号レベルのズレを補正する。
【０１２６】
ＤＣズレ補正基準値生成手段３１ａは、１フレーム期間に混合回路２９から出力されるライン時間平均値の平均値（混合回路２９の出力の、１フレーム期間にわたる平均値）を算出する。
【０１２７】
ライン時間平均値メモリ３０は、各フレーム期間中に、混合回路２９の出力（各ラインについての、現フレームのライン平均値Ｙ１５を１／Ｋ倍（但し、Ｋ＞１）した値と前フレームのライン時間平均値Ｙ３０を１−(１／Ｋ)倍した値を加算した結果）を記憶し、次のフレーム期間中に、前フレームのライン時間平均値Ｙ３０として出力する。
【０１２８】
オフセット補正回路８の出力信号は、被写体によっては実際の信号レベルからずれが生じる場合がある。混合回路２９は平均値算出回路１５の出力信号と、ライン時間平均値メモリ３０から読み出した前フレームのライン平均値の平均とを混合して新たに現フレームのライン平均値の平均を算出してＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
混合回路２９はＤＣズレ補正量算出回路３１に供給した現フレームのライン平均値の平均を同時にライン時間平均値メモリ３０へ書込む。
【０１２９】
混合回路２９は、平均値算出回路１５の出力信号Ｙ１５を１／Ｋ倍した値とライン時間平均値メモリ３０から読み出した前フレームのライン平均値の平均を（１−（１／Ｋ））倍した値を加算する。Ｋは例えば１６、３２、６４、１２８など２のｎ乗（ｎは２以上の整数）に設定するのが望ましい。そのようにすれば、ビットシフトにより１／Ｋ倍を求める乗算が実現できるので回路構成上有利だからである。この場合、ライン各々に対応したライン平均値の平均を格納するためのメモリ容量が必要になる。
【０１３０】
ＤＣズレ補正量算出回路３１は、現フレームのライン平均値の平均からＤＣズレ補正基準値を差し引いてＤＣズレ補正量Ｙ３１を算出する。
ＤＣズレ補正量加算回路３２は、オフセット補正回路８の出力信号にＤＣズレ補正量算出回路３１で算出したＤＣズレ補正量Ｙ３１を加えて、ＤＣズレ補正された信号を出力する。
出力信号用Ｄ／Ａ変換器１９はＤＣズレ補正量加算回路３２の出力信号Ｙ３２をアナログ変換して出力端子９から出力する。
【０１３１】
ＤＣズレ補正基準値は、混合回路２９から１フレーム期間中に出力されるライン平均値の数フレーム期間にわたる平均の、フレーム全体（画面全体）にわたる平均とする。そして、各フレーム期間に平均値算出回路１５から出力されるライン平均値から算出したＤＣズレ補正基準値を用いて算出したＤＣズレ補正量を、次のフレームの補正デジタル映像信号に対するＤＣズレ補正量の加算に用いる。ここで、ＤＣズレ補正基準値は、ライン時間平均値メモリ３０に格納されている全ラインのライン時間平均値の平均としても良い。
なお、各ライン毎に算出されるライン平均値の数フレームにわたる平均を格納するためのメモリ（１フレーム中のライン数に等しい数だけデータを格納する）を設け、さらに、オフセット補正回路８の出力を１フレーム期間遅延させるフレーム遅延回路を設け、該フレーム遅延回路の出力をＤＣズレ補正量加算回路３２に供給することにより、各フレームのライン平均値の平均から算出したＤＣズレ補正基準値を用いて算出したＤＣズレ補正量を、同じフレームの補正デジタル映像信号（フレーム遅延回路から出力される）に対するＤＣズレ補正量の加算に用いることとしても良い。このようにすれば、ＤＣズレ補正量の算出に用いるライン平均値の平均とＤＣズレ補正基準値の整合性が取れているため、ＤＣズレ補正量を正確に算出することが出来る。
しかし実際には、メモリ容量の増大は避けたいため、ここでは前フレームのライン平均値の平均から算出したＤＣズレ補正基準値を用いることにする。
【０１３２】
Ａ／Ｄ変換器６の出力信号に含まれるＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズの抑圧動作の詳細について図１１及び図５０から図７５を参照して説明する。図５０から図７５は水平方向に画素数が１００画素、垂直方向に８ラインの映像信号を例としている。図５０から図７４は各々横軸に水平方向の画素、縦軸に信号レベルをとっている。図１１は被写体、図７５は表示画像の概略を示す図である。信号レベルはＡ／Ｄ変換器６の出力信号が例えば８ｂｉｔのデジタル信号として０から２５５のレベル範囲となる。
【０１３３】
撮像素子３が図１１のような低温の背景の右下の一角に高温の物体がある被写体を撮像したとき、撮像素子３からの出力信号は全８ラインのうち例えばライン１〜４は低温部に相当する信号を、ライン５〜８は低温部から高温部に変化する信号を出力する。ただし撮像素子３の出力信号は、水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズを含んでいる。
【０１３４】
図５０に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の全８ラインのうちライン１〜４についてライン毎の信号レベルを示す。ライン１とライン３は中央値である１２７よりも大きく、画面上ではやや白い筋状に視認される。ライン２とライン４は中央値である１２７よりも小さく、画面上ではやや黒い筋状に視認される。
【０１３５】
図５１に、平均値算出回路１５の出力信号として水平走査周期毎に水平有効画素範囲の各画素について算出したライン平均値を示す。ライン１のライン平均値は１５９、ライン２のライン平均値は１０３、ライン３のライン平均値は１６７、ライン４のライン平均値は７９と求まる。
【０１３６】
混合回路２９とライン時間平均値メモリ３０でのライン平均値の平均算出動作について図５２から図７１に基づいて説明する。各ライン平均値を４フィールドで平均してライン基準値を求める回路構成を例として説明するが、混合回路２９は、平均値算出回路１５の出力信号を１／Ｋ倍した値とライン時間平均値メモリ３０から読み出した前フレームのライン平均値の平均を（１−（１／Ｋ））倍した値を加算するような回路構成でも良い。
【０１３７】
図５２は、ライン１についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン１のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン１のライン平均値として１５９が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン１のライン平均値として１１３と、フィールド２のライン１のライン平均値として１４１と、フィールド３のライン１のライン平均値として９５が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン１のライン平均値として１１３と、フィールド２のライン１のライン平均値として１４１と、フィールド３のライン１のライン平均値として９５を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン１のライン平均値である１５９と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン１のライン平均値の平均を図５６のように、（１１３＋１４１＋９５＋１５９）／４＝１２７として求める。混合回路２９は、ライン１のライン平均値の平均として１２７をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１３８】
図５３は、ライン２についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン２のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン２のライン平均値として１０３が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン２のライン平均値として１５１と、フィールド２のライン２のライン平均値として７９と、フィールド３のライン２のライン平均値として１７５が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン２のライン平均値として１５１と、フィールド２のライン２のライン平均値として７９と、フィールド３のライン２のライン平均値として１７５を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン２のライン平均値である１０３と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン２のライン平均値の平均を図５７のように、（１５１＋７９＋１７５＋１０３）／４＝１２７として求める。混合回路２９は、ライン２のライン平均値の平均として１２７をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１３９】
図５４は、ライン３についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン３のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン３のライン平均値として１６７が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン３のライン平均値として８７と、フィールド２のライン３のライン平均値として１３７と、フィールド３のライン３のライン平均値として１１７が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン３のライン平均値として８７と、フィールド２のライン３のライン平均値として１３７と、フィールド３のライン３のライン平均値として１１７を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン３のライン平均値である１６７と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン３のライン平均値の平均を図５８のように、（８７＋１３７＋１１７＋１６７）／４＝１２７として求める。混合回路２９は、ライン３のライン平均値の平均として１２７をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４０】
図５５は、ライン４についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン４のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン４のライン平均値として７９が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン４のライン平均値として１７５と、フィールド２のライン４のライン平均値として９９と、フィールド３のライン４のライン平均値として１５５が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン４のライン平均値として１７５と、フィールド２のライン４のライン平均値として９９と、フィールド３のライン４のライン平均値として１５５を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン４のライン平均値である７９と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン４のライン平均値の平均を図５９のように、（１７５＋９９＋１５５＋７９）／４＝１２７として求める。混合回路２９は、ライン４のライン平均値の平均として１２７をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４１】
図６０に、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の全８ラインのうちライン５〜８についてライン毎の信号レベルを示す。ライン５とライン７の低温部相当の信号は、中央値である１２７よりも大きく、画面上ではやや白い筋状に視認される。ライン６とライン８の低温部相当の信号は、中央値である１２７よりも小さく、画面上ではやや黒い筋状に視認される。ライン５〜ライン８の高温部相当の信号は、中央値である１２７よりも大きく、画面上では全体的に白っぽい中の横筋状ノイズとして視認される。
【０１４２】
図６１に、平均値算出回路１５の出力信号として水平走査周期毎に水平有効画素範囲の各画素について算出したライン平均値を示す。ライン５のライン平均値は１９１、ライン６のライン平均値は１３５、ライン７のライン平均値は１９９、ライン８のライン平均値は１１１と求まる。
【０１４３】
図６２は、ライン５についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン５のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン５のライン平均値として１９１が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン５のライン平均値として１２７と、フィールド２のライン５のライン平均値として２２１と、フィールド３のライン５のライン平均値として９７が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン５のライン平均値として１２７と、フィールド２のライン５のライン平均値として２２１と、フィールド３のライン５のライン平均値として９７を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン５のライン平均値である１９１と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン５のライン平均値の平均を図６６のように、（１２７＋２２１＋９７＋１９１）／４＝１５９として求める。混合回路２９は、ライン５のライン平均値の平均として１５９をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４４】
図６３は、ライン６についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン６のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン６のライン平均値として１３５が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン６のライン平均値として１８３と、フィールド２のライン６のライン平均値として１０５と、フィールド３のライン６のライン平均値として２１３が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン６のライン平均値として１８３と、フィールド２のライン６のライン平均値として１０５と、フィールド３のライン６のライン平均値として２１３を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン６のライン平均値である１３５と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン６のライン平均値の平均を図６７のように、（１８３＋１０５＋２１３＋１３５）／４＝１５９として求める。混合回路２９は、ライン６のライン平均値の平均として１５９をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４５】
図６４は、ライン７についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン７のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン７のライン平均値として１９９が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン７のライン平均値として１４８と、フィールド２のライン７のライン平均値として１７０と、フィールド３のライン７のライン平均値として１１９が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン７のライン平均値として１４８と、フィールド２のライン７のライン平均値として１７０と、フィールド３のライン７のライン平均値として１１９を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン７のライン平均値である１９９と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン７のライン平均値の平均を図６８のように、（１４８＋１７０＋１１９＋１９９）／４＝１５９として求める。混合回路２９は、ライン７のライン平均値の平均として１５９をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４６】
図６５は、ライン８についてのライン平均値の平均の算出を説明する図である。例えば４フィールド分のライン８のライン平均値の４つのデータについて平均してライン平均値の平均を求める構成を例に説明する。平均値算出回路１５からライン８の平均値として１１１が混合回路２９に供給される。ライン時間平均値メモリ３０にはフィールド１のライン８のライン平均値として１３５と、フィールド２のライン８のライン平均値として２０７と、フィールド３のライン８のライン平均値として１８３が格納されている。混合回路２９は、ライン時間平均値メモリ３０からフィールド１のライン８のライン平均値として１３５と、フィールド２のライン８のライン平均値として２０７と、フィールド３のライン８のライン平均値として１８３を読み出して、平均値算出回路１５から供給されたフィールド４のライン８のライン平均値である１１１と合わせて４つのデータについて平均値を算出する。混合回路２９は、４フィールド分のライン８のライン平均値の平均を図６９のように、（１３５＋２０７＋１８３＋１１１）／４＝１５９として求める。混合回路２９は、ライン８のライン平均値の平均として１５９をＤＣズレ補正量算出回路３１に供給する。
【０１４７】
ＤＣズレ補正量算出回路３１では、１フレーム期間に混合回路２９から受け取るライン平均値の平均からＤＣズレ補正基準値を算出する。被写体の変化が少ない場合には、ライン平均値の平均は殆ど変化無いと考えられる。そこで、ライン１〜４のライン平均値の平均は１２７、ライン５〜８のライン平均値の平均は１５９としてＤＣズレ補正基準値を算出すると、（１２７＋１２７＋１２７＋１２７＋１５９＋１５９＋１５９＋１５９）／８＝１４３となった。
【０１４８】
図７０に、ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力される各ラインのＤＣズレ補正量を示す。ＤＣズレ補正量は、各ラインのライン平均値の平均とＤＣズレ補正基準値との差により求める。ライン１〜４のＤＣズレ補正量は、１２７−１４３＝−１６となる。ライン５〜８のＤＣズレ補正量は、１５９−１４３＝１６となる。
【０１４９】
図７１に、オフセット補正回路１６から出力される、平均値算出回路１５で算出したライン平均値が基準値である１２７と一致するようオフセット補正したライン１〜４の映像信号を示す。
図７２に、オフセット補正回路１６から出力される、平均値算出回路１５で算出したライン平均値が基準値である１２７と一致するようオフセット補正したライン５〜８の映像信号を示す。
それぞれ水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧されるが、ライン１〜４とライン５〜８の低温部は、同じ温度であるにもかかわらず信号レベルが異なる。
【０１５０】
図７３に、ＤＣズレ補正量加算回路３２から出力される、ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力されるＤＣズレ補正量をオフセット補正回路１６に加算したライン１〜４の映像信号を示す。
図７４に、ＤＣズレ補正量加算回路３２から出力される、ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力されるＤＣズレ補正量をオフセット補正回路１６に加算したライン５〜８の映像信号を示す。
図７５に出力端子９から出力される信号の画面表示画像の概略を示す。
ライン１〜４とライン５〜８の低温部での信号レベルのズレがなく、水平走査周期毎にＤＣ信号レベルがランダムに変動する横引き状のノイズが抑圧され、落ち着いた見やすい画像が得られる。また、図１１の被写体に相当する画像信号を出力端子９に得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の撮像素子３の構成の概略を示す図である。
【図３】（ａ）は画像の一例の概略を示す図、（ｂ）は、図３（ａ）の画像を撮像したときのＡ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図４】図３（ａ）の画像を撮像したときの平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図５】図３（ａ）の画像を撮像したときのオフセット算出回路１６の出力信号の説明図である。
【図６】図３（ａ）の画像を撮像したときのオフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図７】図３（ａ）の画像を撮像したときのＡ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図８】図３（ａ）の画像を撮像したときの平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図９】図３（ａ）の画像を撮像したときのオフセット算出回路１６の出力信号を示す図である。
【図１０】図３（ａ）の画像を撮像したときのオフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図１１】被写体の一例を示す図である。
【図１２】図１１の被写体を撮像したときの、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の、全８ラインのうちライン１〜４についてライン毎の信号レベルを示す図である。
【図１３】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図１４】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、オフセット算出回路１６の出力信号を示す図である。
【図１５】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、オフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図１６】図１１の被写体を撮像したときの、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号の、全８ラインのうちライン５〜８についてライン毎の信号レベルを示す図である。
【図１７】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図１８】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、オフセット算出回路１６の出力信号を示す図である。
【図１９】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、オフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図２０】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、オフセット補正回路８の出力信号を示す図である。
【図２１】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、オフセット補正回路８の出力信号を示す図である。
【図２２】図２０及び図２２に示される信号を画面に表示したときの画像の概略を示す図である。
【図２３】図１に示される回路のうち、減衰回路１０、加算回路１１、更新回路１２、及びフレームメモリ１３の部分の変形例を示す図である。
【図２４】この発明の実施の形態２の赤外線撮像装置の構成を表すブロック図である。
【図２５】図２４に示される回路のうち、減衰回路２０、加算回路２１、更新回路２２、及びラインオフセット値メモリ２３の部分の変形例を示す図である。
【図２６】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン１についての、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図２７】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン１についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図２８】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン１についての、オフセット値算出回路１６の出力信号を示す図である。
【図２９】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン１についての、オフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図３０】図３（ａ）の画像を撮像したときに結果として得られる、ライン１及びライン３についての固定パターンノイズを示す図である。
【図３１】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン３についての、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図３２】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン３についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図３３】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン３についての、オフセット値算出回路１６の出力信号を示す図である。
【図３４】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン３についての、オフセット補正回路８の動作を示す図である。
【図３５】図３（ａ）の画像を撮像したときの、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３におけるライン１についての平均値と、ライン３についての平均値との差を示す図である。
【図３６】図２４に示される回路のうち、減衰回路１０、オフセット補正回路８の部分の変形例を示す図である。
【図３７】図２４に示される回路のうち、減衰回路２０、平均値算出回路１５の部分の変形例を示す図である。
【図３８】オフセット補正回路の出力信号の一例を示す図である。
【図３９】フレームメモリ１３の初期状態を示す図である。
【図４０】１フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４１】２フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４２】３フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４３】４フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４４】５フレーム目の取込みを完了した時点でフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４５】フレームメモリ１３の初期状態を示す図である。
【図４６】１フレーム経過後にフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４７】２フレーム経過後にフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４８】３フレーム経過後にフレームメモリ１３に格納されている信号のレベルを示す図である。
【図４９】この発明の実施の形態３に係る赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図５０】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図５１】図１１の被写体を撮像したときの、ライン１〜４についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図５２】図５１に示されるライン１についての、平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図５３】図５１に示されるライン２についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図５４】図５１に示されるライン３についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図５５】図５１に示されるライン４についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図５６】図５２に示されるライン１についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図５７】図５３に示されるライン２についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図５８】図５４に示されるライン３についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図５９】図５５に示されるライン４についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図６０】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、Ａ／Ｄ変換器６の出力信号を示す図である。
【図６１】図１１の被写体を撮像したときの、ライン５〜８についての、平均値算出回路１５の出力信号を示す図である。
【図６２】図６１に示されるライン５についての、平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図６３】図６１に示されるライン６についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図６４】図６１に示されるライン７についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図６５】図６１に示されるライン８についての平均値算出回路１５の出力信号を、４フィールド分示す図である。
【図６６】図６２に示されるライン５についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図６７】図６３に示されるライン６についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図６８】図６４に示されるライン７についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図６９】図６５に示されるライン８についての、４フィールド分の信号の平均を基準値とする処理を示す図である。
【図７０】ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力される各ラインのＤＣズレ補正量を示す図である。
【図７１】オフセット補正回路１６から出力される、平均値算出回路１５で算出したライン平均値が基準値である１２７と一致するようオフセット補正したライン１〜４の映像信号を示す図である。
【図７２】オフセット補正回路１６から出力される、平均値算出回路１５で算出したライン平均値が基準値である１２７と一致するようオフセット補正したライン５〜８の映像信号を示す図である。
【図７３】ＤＣズレ補正量加算回路３２から出力される、ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力されるＤＣズレ補正量をオフセット補正回路１６に加算したライン１〜４の映像信号を示す図である。
【図７４】ＤＣズレ補正量加算回路３２から出力される、ＤＣズレ補正量算出回路３１から出力されるＤＣズレ補正量をオフセット補正回路１６に加算したライン５〜８の映像信号を示す図である。
【図７５】図７３及び図７４に示す信号を画面表示したときの画像の概略を示す図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１ レンズ、 ２ シャッタ、 ３ 撮像素子、 ４ 減算回路、 ５ 増幅回路、 ６ Ａ／Ｄ変換器、 ７ 遅延回路、 ８ オフセット補正回路、 ９ 出力端子、 １０ 減衰回路、 １１ 加算回路、 １２ 更新回路、 １３ フレームメモリ、 １４ Ｄ／Ａ変換器、 １５ 平均値算出回路、 １６ オフセット算出回路、 １７ タイミング生成回路、 １８ シャッタ制御回路、 １９ 出力信号用Ｄ／Ａ変換器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長域に感度を有する画素を２次元平面上に配置した撮像手段と、
所定の波長域成分を前記撮像手段の撮像面上で結像させる結像手段と、
所定の波長域成分の前記撮像手段への入射を遮る遮蔽手段と、
前記撮像手段から出力される撮像信号から固定パターンノイズを差し引いて映像信号を出力する減算手段と、
前記減算手段から出力される映像信号をデジタル信号に変換してデジタル映像信号を出力するデジタル変換手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル映像信号を１水平走査期間だけ信号を遅延させる遅延手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル映像信号の水平走査期間毎に水平有効画素部分の平均値を算出するライン平均値算出手段と、
前記ライン平均値算出手段から出力された前記ライン平均値と基準値とのレベル差から水平走査期間毎にオフセット値を算出するオフセット算出手段と、
前記遅延手段で１水平走査期間遅延した前記デジタル映像信号に対して前記オフセット算出手段で算出したオフセット値に基づいてレベル補正を行った補正デジタル映像信号を出力するオフセット補正手段と、
更新モードにおいて前記遮蔽手段に遮蔽させ、通常撮像モードにおいて前記遮蔽手段を開放させる制御手段と、
前記更新モードにおいては、前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号を記憶し、前記記憶した前記補正デジタル映像信号を読み出し、アナログ信号に変換して前記固定パターンノイズとして前記減算手段に供給し、前記通常撮像モードにおいては、前記記憶した前記補正デジタル映像信号を読み出し、アナログ信号に変換して前記固定パターンノイズとして前記減算手段に供給する固定パターンノイズ算出・保持手段と
を備えたことを特徴とする赤外線撮像装置。
【請求項２】
前記動作モード制御手段は、前記更新モードにおいては、前記遮蔽手段を遮蔽状態に維持し、
前記通常撮像モードにおいては、前記遮蔽手段を開放モードに維持する
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】
前記オフセット算出手段は、
所定の基準値を出力する基準値生成手段を備え、
前記基準値生成手段から出力された基準値から前記ライン平均値算出手段より出力された前記ライン平均値を差引いたオフセット値をオフセット補正手段へ供給する
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４】
前記基準値生成手段は、信号ダイナミックレンジの中心値を前記所定の基準値とすることを特徴とする請求項３に記載の赤外線撮像装置。
【請求項５】
前記固定パターンノイズ算出・保持手段は、
前記更新モードにおいては、前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号のみならず、前記ライン平均値算出手段から出力される前記ライン平均値をも記憶し、前記記憶した補正デジタル映像信号のみならず、前記記憶したライン平均値に基づいて補正された固定パターンノイズを算出し、アナログ信号に変換して前記減算手段に供給し、
前記通常撮像モードにおいては、前記記憶した補正デジタル映像信号のみならず、前記記憶したライン平均値にも基づいて補正された固定パターンノイズを算出し、アナログ信号に変換して前記減算手段に供給する
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６】
前記固定パターンノイズ算出・保持手段は、
前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号と前記記憶した補正デジタル映像信号を所定比で加算して時間軸積分信号を出力する第１の加算手段と、
前記第１の加算手段から出力される補正デジタル映像信号の時間軸積分信号を、補正前の固定パターンノイズを表す信号として、各画素について記憶する第１の記憶手段と、
前記更新モードにおいて、前記第１の記憶手段の記憶内容を前記第１の加算手段から出力される補正デジタル映像信号の時間軸積分信号で更新し、前記通常撮像モードにおいて、前記第１の記憶手段の記憶内容の更新を行わない第１の更新手段と、
前記ライン平均値算出手段から出力される前記ライン平均値と前記記憶したライン平均値を水平走査期間毎に所定比で加算して時間軸積分信号を出力する第２の加算手段と、
前記第２の加算手段から出力されるライン平均値の時間軸積分信号を各ラインについて記憶する第２の記憶手段と、
前記更新モードにおいて、前記第２の記憶手段の記憶内容を前記第２の加算手段から出力されるライン平均値の時間軸積分信号で更新し、前記通常撮像モードにおいて、前記第２の記憶手段の記憶内容の更新を行わない第２の更新手段と、
前記第２の記憶手段から出力されるライン平均値とフレーム基準値とのレベル差から固定パターンノイズ補正値を算出する固定パターンノイズ補正値算出手段と、
前記固定パターンノイズ補正値に基づいて前記第１の記憶手段の出力信号である補正前の固定パターンノイズを補正して、補正された固定パターンノイズを生成する固定パターンノイズ補正手段と、
前記固定パターンノイズ算出手段から出力された、前記補正された固定パターンノイズをアナログ信号に変換するアナログ変換手段と
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の赤外線撮像装置。
【請求項７】
前記固定パターンノイズ算出・保持手段は、
前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号と所定の第１の初期値との差をとる第１の差分手段と、
前記第１の差分手段の出力信号と前記記憶した補正デジタル映像信号を所定比で加算して時間軸積分信号を出力する第１の加算手段と、
前記第１の加算手段から出力される補正デジタル映像信号の時間軸積分信号を、補正前の固定パターンノイズを表す信号として、各画素について記憶する第１の記憶手段と、
前記更新モードにおいて、前記第１の記憶手段の記憶内容を前記第１の加算手段から出力される補正デジタル映像信号の時間軸積分信号で更新し、前記通常撮像モードにおいて、前記第１の記憶手段の記憶内容の更新を行わない第１の更新手段と、
前記ライン平均値算出手段から出力される前記ライン平均値と所定の第２の初期値との差をとる第２の差分手段と、
前記第２の差分手段の出力信号と前記記憶したライン平均値を水平走査期間毎に所定比で加算して時間軸積分信号を出力する第２の加算手段と、
前記第２の加算手段から出力されるライン平均値の時間軸積分信号を各ラインについて記憶する第２の記憶手段と、
前記更新モードにおいて、前記第２の記憶手段の記憶内容を前記第２の加算手段から出力されるライン平均値の時間軸積分信号で更新し、前記通常撮像モードにおいて、前記第２の記憶手段の記憶内容の更新を行わない第２の更新手段と、
前記第２の記憶手段から出力されるライン平均値とフレーム基準値とのレベル差から固定パターンノイズ補正値を算出する固定パターンノイズ補正値算出手段と、
前記固定パターンノイズ補正値に基づいて前記第１の記憶手段の出力信号である補正前の固定パターンノイズを補正して、補正された固定パターンノイズを生成する固定パターンノイズ補正手段と、
前記固定パターンノイズ算出手段から出力された、前記補正された固定パターンノイズをアナログ信号に変換するアナログ変換手段と
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の赤外線撮像装置。
【請求項８】
前記所定の第１の初期値及び前記所定の第２の初期値が信号ダイナミックレンジの中心値であることを特徴とする請求項７に記載の赤外線撮像装置。
【請求項９】
前記所定の第１の初期値及び前記所定の第２の初期値が、撮像信号の中央値であることを特徴とする請求項７に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１０】
前記第２の加算回路から出力されるライン平均値の時間軸積分信号の１フレーム期間にわたる平均を算出して前記フレーム基準値を生成するフレーム基準算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１１】
前記固定パターンノイズ補正手段は、
前記固定パターンノイズ補正値算出手段から出力される前記固定パターンノイズ補正値と前記第１の記憶手段の記憶内容を加算して、前記補正された固定パターンノイズを生成することを特徴とする請求項６又は７に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１２】
前記第１の加算手段は、
現フレームの前記補正デジタル映像信号を１／Ｎ（但しＮ＞１）に減衰させて前フレームまでの補正デジタル映像信号の時間軸積分信号である前記第１の記憶手段の記憶内容と加算し、
前記第２の加算手段は、
現フレームの前記ライン平均値を１／Ｎに減衰させて前フレームのライン平均値の時間軸積分信号である前記第２の記憶手段の記憶内容と加算する
ことを特徴とする請求項６に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１３】
前記第１の加算手段は、
現フレームの前記補正デジタル映像信号を１／Ｎ倍（但し、Ｎ＞１）した値と前フレームまでの補正デジタル映像信号の時間軸積分信号である前記第１の記憶手段の記憶内容を１−(１／Ｎ)倍した値を加算し、
前記第２の加算手段は、
現フレームの前記ライン平均値を１／Ｎ倍した値と前フレームのライン平均値の時間軸積分信号である前記第２の記憶手段の記憶内容を１−(１／Ｎ)倍した値を加算することを特徴とする請求項６に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１４】
前記第１の加算手段は、
前記第１の差分手段の出力信号を１／Ｎに減衰させて前フレームまでの補正デジタル映像信号の時間軸積分信号である前記第１の記憶手段の記憶内容と加算し、
前記第２の加算手段は、
前記第２の差分手段の出力信号を１／Ｎに減衰させて前フレームのライン平均値の時間軸積分信号である前記第２の記憶手段の記憶内容と加算する
ことを特徴とする請求項６に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１５】
前記オフセット補正手段で補正したデジタル映像信号に水平走査期間毎に生じる信号レベルのズレを補正するＤＣズレ補正手段と、
前記ＤＣズレ補正手段の出力信号をアナログ信号に変換して外部へ出力する出力信号用アナログ変換手段と
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１６】
前記ＤＣズレ補正手段は、
水平走査期間毎に前記ライン平均値算出手段から出力された現フレームのライン平均値と前フレームの当該ラインのライン時間平均値を所定比率で混合して現フレームのライン時間平均値を新たに算出する混合手段と、
所定のＤＣズレ補正基準値を出力するＤＣズレ補正基準値生成手段を備え、前記ライン時間平均値から前記ＤＣズレ補正基準値を差引いた値をＤＣズレ補正量加算手段へ供給するＤＣズレ補正量算出手段と、
前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号に前記ＤＣズレ補正量算出手段で算出したＤＣズレ補正量を加算することにより前記補正デジタル映像信号に生じる信号レベルのズレを補正するＤＣズレ補正量加算手段と
を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１７】
前記混合手段は、
現フレームの前記ライン平均値を１／Ｋ倍（但し、Ｋ＞１）した値と前フレームのライン時間平均値を１−(１／Ｋ)倍した値を加算することを特徴とする請求項１６に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１８】
前記ＤＣズレ補正基準値生成手段は、
１フレーム期間に前記混合回路から出力されるライン時間平均値の平均値を算出することを特徴とする請求項１７に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１９】
前記所定の波長域成分は、概ね８〜１４マイクロメートル波長帯域であ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１】
所定の波長域に感度を有する画素を２次元平面上に配置した撮像手段と、
所定の波長域成分を前記撮像手段の撮像面上で結像させる結像手段と、
所定の波長域成分の前記撮像手段への入射を遮る遮蔽手段と、
前記撮像手段から出力される撮像信号から固定パターンノイズを差し引いて映像信号を出力する減算手段と、
前記減算手段から出力される映像信号をデジタル信号に変換してデジタル映像信号を出力するデジタル変換手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル映像信号を１水平走査期間だけ信号を遅延させる遅延手段と、
前記デジタル変換手段から出力される前記デジタル映像信号の水平走査期間毎に水平有効画素部分の平均値を算出するライン平均値算出手段と、
前記ライン平均値算出手段から出力された前記ライン平均値と基準値とのレベル差から水平走査期間毎にオフセット値を算出するオフセット算出手段と、
前記遅延手段で１水平走査期間遅延した前記デジタル映像信号に対して前記オフセット算出手段で算出したオフセット値に基づいてレベル補正を行った補正デジタル映像信号を出力するオフセット補正手段と、
更新モードにおいて前記遮蔽手段に遮蔽させ、通常撮像モードにおいて前記遮蔽手段を開放させる制御手段と、
前記更新モードにおいては、前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号を記憶し、前記記憶した前記補正デジタル映像信号を読み出し、アナログ信号に変換して前記固定パターンノイズとして前記減算手段に供給し、前記通常撮像モードにおいては、前記記憶した前記補正デジタル映像信号を読み出し、アナログ信号に変換して前記固定パターンノイズとして前記減算手段に供給する固定パターンノイズ算出・保持手段と
を備えたことを特徴とする赤外線撮像装置。
【請求項２】
前記動作モード制御手段は、前記更新モードにおいては、前記遮蔽手段を遮蔽状態に維持し、
前記通常撮像モードにおいては、前記遮蔽手段を開放モードに維持する
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】
前記オフセット算出手段は、
所定の基準値を出力する基準値生成手段を備え、
前記基準値生成手段から出力された基準値から前記ライン平均値算出手段より出力された前記ライン平均値を差引いたオフセット値をオフセット補正手段へ供給する
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４】
前記基準値生成手段は、信号ダイナミックレンジの中心値を前記所定の基準値とすることを特徴とする請求項３に記載の赤外線撮像装置。
【請求項５】
前記固定パターンノイズ算出・保持手段は、
前記更新モードにおいては、前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号のみならず、前記ライン平均値算出手段から出力される前記ライン平均値をも記憶し、前記記憶した補正デジタル映像信号のみならず、前記記憶したライン平均値に基づいて補正された固定パターンノイズを算出し、アナログ信号に変換して前記減算手段に供給し、
前記通常撮像モードにおいては、前記記憶した補正デジタル映像信号のみならず、前記記憶したライン平均値にも基づいて補正された固定パターンノイズを算出し、アナログ信号に変換して前記減算手段に供給する
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６】
前記固定パターンノイズ算出・保持手段は、
前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号と前記記憶した補正デジタル映像信号を所定比で加算して時間軸積分信号を出力する第１の加算手段と、
前記第１の加算手段から出力される補正デジタル映像信号の時間軸積分信号を、補正前の固定パターンノイズを表す信号として、各画素について記憶する第１の記憶手段と、
前記更新モードにおいて、前記第１の記憶手段の記憶内容を前記第１の加算手段から出力される補正デジタル映像信号の時間軸積分信号で更新し、前記通常撮像モードにおいて、前記第１の記憶手段の記憶内容の更新を行わない第１の更新手段と、
前記ライン平均値算出手段から出力される前記ライン平均値と前記記憶したライン平均値を水平走査期間毎に所定比で加算して時間軸積分信号を出力する第２の加算手段と、
前記第２の加算手段から出力されるライン平均値の時間軸積分信号を各ラインについて記憶する第２の記憶手段と、
前記更新モードにおいて、前記第２の記憶手段の記憶内容を前記第２の加算手段から出力されるライン平均値の時間軸積分信号で更新し、前記通常撮像モードにおいて、前記第２の記憶手段の記憶内容の更新を行わない第２の更新手段と、
前記第２の記憶手段から出力されるライン平均値とフレーム基準値とのレベル差から固定パターンノイズ補正値を算出する固定パターンノイズ補正値算出手段と、
前記固定パターンノイズ補正値に基づいて前記第１の記憶手段の出力信号である補正前の固定パターンノイズを補正して、補正された固定パターンノイズを生成する固定パターンノイズ補正手段と、
前記固定パターンノイズ算出手段から出力された、前記補正された固定パターンノイズをアナログ信号に変換するアナログ変換手段と
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の赤外線撮像装置。
【請求項７】
前記固定パターンノイズ算出・保持手段は、
前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号と所定の第１の初期値との差をとる第１の差分手段と、
前記第１の差分手段の出力信号と前記記憶した補正デジタル映像信号を所定比で加算して時間軸積分信号を出力する第１の加算手段と、
前記第１の加算手段から出力される補正デジタル映像信号の時間軸積分信号を、補正前の固定パターンノイズを表す信号として、各画素について記憶する第１の記憶手段と、
前記更新モードにおいて、前記第１の記憶手段の記憶内容を前記第１の加算手段から出力される補正デジタル映像信号の時間軸積分信号で更新し、前記通常撮像モードにおいて、前記第１の記憶手段の記憶内容の更新を行わない第１の更新手段と、
前記ライン平均値算出手段から出力される前記ライン平均値と所定の第２の初期値との差をとる第２の差分手段と、
前記第２の差分手段の出力信号と前記記憶したライン平均値を水平走査期間毎に所定比で加算して時間軸積分信号を出力する第２の加算手段と、
前記第２の加算手段から出力されるライン平均値の時間軸積分信号を各ラインについて記憶する第２の記憶手段と、
前記更新モードにおいて、前記第２の記憶手段の記憶内容を前記第２の加算手段から出力されるライン平均値の時間軸積分信号で更新し、前記通常撮像モードにおいて、前記第２の記憶手段の記憶内容の更新を行わない第２の更新手段と、
前記第２の記憶手段から出力されるライン平均値とフレーム基準値とのレベル差から固定パターンノイズ補正値を算出する固定パターンノイズ補正値算出手段と、
前記固定パターンノイズ補正値に基づいて前記第１の記憶手段の出力信号である補正前の固定パターンノイズを補正して、補正された固定パターンノイズを生成する固定パターンノイズ補正手段と、
前記固定パターンノイズ算出手段から出力された、前記補正された固定パターンノイズをアナログ信号に変換するアナログ変換手段と
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の赤外線撮像装置。
【請求項８】
前記所定の第１の初期値及び前記所定の第２の初期値が信号ダイナミックレンジの中心値であることを特徴とする請求項７に記載の赤外線撮像装置。
【請求項９】
前記所定の第１の初期値及び前記所定の第２の初期値が、撮像信号の中央値であることを特徴とする請求項７に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１０】
前記第２の加算回路から出力されるライン平均値の時間軸積分信号の１フレーム期間にわたる平均を算出して前記フレーム基準値を生成するフレーム基準算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１１】
前記固定パターンノイズ補正手段は、
前記固定パターンノイズ補正値算出手段から出力される前記固定パターンノイズ補正値と前記第１の記憶手段の記憶内容を加算して、前記補正された固定パターンノイズを生成することを特徴とする請求項６又は７に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１２】
前記第１の加算手段は、
現フレームの前記補正デジタル映像信号を１／Ｎ（但しＮ＞１）に減衰させて前フレームまでの補正デジタル映像信号の時間軸積分信号である前記第１の記憶手段の記憶内容と加算し、
前記第２の加算手段は、
現フレームの前記ライン平均値を１／Ｎに減衰させて前フレームのライン平均値の時間軸積分信号である前記第２の記憶手段の記憶内容と加算する
ことを特徴とする請求項６に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１３】
前記第１の加算手段は、
現フレームの前記補正デジタル映像信号を１／Ｎ倍（但し、Ｎ＞１）した値と前フレームまでの補正デジタル映像信号の時間軸積分信号である前記第１の記憶手段の記憶内容を１−(１／Ｎ)倍した値を加算し、
前記第２の加算手段は、
現フレームの前記ライン平均値を１／Ｎ倍した値と前フレームのライン平均値の時間軸積分信号である前記第２の記憶手段の記憶内容を１−(１／Ｎ)倍した値を加算することを特徴とする請求項６に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１４】
前記第１の加算手段は、
前記第１の差分手段の出力信号を１／Ｎに減衰させて前フレームまでの補正デジタル映像信号の時間軸積分信号である前記第１の記憶手段の記憶内容と加算し、
前記第２の加算手段は、
前記第２の差分手段の出力信号を１／Ｎに減衰させて前フレームのライン平均値の時間軸積分信号である前記第２の記憶手段の記憶内容と加算する
ことを特徴とする請求項６に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１５】
前記オフセット補正手段で補正したデジタル映像信号に水平走査期間毎に生じる信号レベルのズレを補正するＤＣズレ補正手段と、
前記ＤＣズレ補正手段の出力信号をアナログ信号に変換して外部へ出力する出力信号用アナログ変換手段と
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１６】
前記ＤＣズレ補正手段は、
水平走査期間毎に前記ライン平均値算出手段から出力された現フレームのライン平均値と前フレームの当該ラインのライン時間平均値を所定比率で混合して現フレームのライン時間平均値を新たに算出する混合手段と、
所定のＤＣズレ補正基準値を出力するＤＣズレ補正基準値生成手段を備え、前記ライン時間平均値から前記ＤＣズレ補正基準値を差引いた値をＤＣズレ補正量加算手段へ供給するＤＣズレ補正量算出手段と、
前記オフセット補正手段から出力される前記補正デジタル映像信号に前記ＤＣズレ補正量算出手段で算出したＤＣズレ補正量を加算することにより前記補正デジタル映像信号に生じる信号レベルのズレを補正するＤＣズレ補正量加算手段と
を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１７】
前記混合手段は、
現フレームの前記ライン平均値を１／Ｋ倍（但し、Ｋ＞１）した値と前フレームのライン時間平均値を１−(１／Ｋ)倍した値を加算することを特徴とする請求項１６に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１８】
前記ＤＣズレ補正基準値生成手段は、
１フレーム期間に前記混合回路から出力されるライン時間平均値の平均値を算出することを特徴とする請求項１７に記載の赤外線撮像装置。
【請求項１９】
前記所定の波長域成分は、概ね８〜１４マイクロメートル波長帯域であることを特徴とする請求項１に記載の赤外線撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【図７１】
【図７２】
【図７３】
【図７４】
【図７５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【図７１】
【図７２】
【図７３】
【図７４】
【図７５】
【公開番号】特開２００９−４９９５３（Ｐ２００９−４９９５３Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１６７３０（Ｐ２００７−２１６７３０）
【出願日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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