摄像装置、像素输出电平校正方法、照相机及镜头系统的制作方法

专利名称：摄像装置、像素输出电平校正方法、照相机及镜头系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种摄像装置、摄像装置的像素输出电平校正方法、红外线照相机系统以及能够更换的镜头系统，更详细地说，涉及一种能够使像素之间的输出电平的偏差均匀的摄像装置、摄像装置的像素输出电平校正方法、红外线照相机系统以及能够更换的镜头系统。
背景技术：
下述的专利文献I 3中记载了以往的摄像装置的例子。在该专利文献I 3所记载的红外线摄像装置中，通过关闭校正用快门来得到基准图像，基于该基准图像求出各个像素的输出电平的移位量，以对像素之间的输出电平的偏差进行校正。
专利文献I :日本特开2002-310804号公报专利文献2 :日本特开2008-111754号公报专利文献3 日本特开2008-203054号公报

发明内容
_6] 发明要解决的问题但是，这种以往的摄像装置都需要频繁地关闭校正用快门。摄像装置在关闭校正用快门的期间是无法拍摄被摄体的。因此，在将这种以往的摄像装置用作防止犯罪照相机等监视照相机的情况下，即使校正用快门的关闭期间短，也存在无法监视在该期间所发生的事情的问题。另外，以往的摄像装置在关闭校正用快门的期间无法输出新拍摄到的运动图像帧，因此运动图像会中断。因此，本发明的目的在于提供一种无需关闭校正用快门就能够使像素之间的输出电平的偏差均匀的摄像装置、摄像装置的像素输出电平校正方法、红外线照相机系统以及能够更换的镜头系统。
_9] 用于解决问题的方案为了达到上述目的，根据本发明的摄像装置，其特征在于，具备摄像部件，其具有排列像素而成的受光面，各上述像素包括输出与受光强度相应的输出电平的电信号的摄像元件；光学系统，其能够使被摄体的像成像在上述受光面上；像移位部件，其使像位置在上述受光面上移动；以及图像处理部件，其对由上述摄像部件拍摄到的图像进行处理，其中，上述摄像部件在上述像移位部件使像位置移动之前和之后分别拍摄上述受光面上的像，上述图像处理部件具有差计算部，其计算在像位置移动之前和之后分别接收上述受光面上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差；偏移量计算部，其针对沿像位置的移动方向排列的像素列，对输出电平之差依次进行累计，来计算上述像素列中的像素的输出电平的偏移量；以及校正部，其基于上述像素列中的像素的输出电平的偏移量对像素的输出电平进行校正以使上述像素列中的像素之间的输出电平的偏差均匀。在本发明的摄像装置中，使像位置相对于受光面移动。然后，计算在像位置移动之前接收像的某个部分的光的第一像素的输出电平与在移动之后接收该同一部分的光的第二像素的输出电平之差Al。在此，重要的是，该差A I等效于将均匀亮度(或温度)的校正用快门关闭来拍摄该像的情况下的第一像素与第二像素的输出电平之差。因而，在本发明中，无需关闭校正用快门就能够获取第一像素与第二像素的输出电平之差Al。另外，针对沿着像的移动方向的像素列，与第一像素和第二像素的输出电平之差Al同样地，也计算分别接收像的同一部分的光的第二像素与第三像素的输出电平之差A2，第三像素与第四像素的输出电平之差A3，...第n像素与第(n+l)像素的输出电平之差An，来作为接收像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差。此外，“n”是正整数。并且，通过沿像位置的移动方向对像素的差Al、A2、A3…An依次进行累计，来计算该像素列中的像素的输出电平的移位量。即，如果将第一像素的移位量例如设为0，则第二像素的移位量被计算为A 1，第三像素的移位量被计算为(Al+A 2)，同样地，第n+l像 素的移位量被计算为(Al+A2+A3+- + An)。这样，在本发明中，无需关闭校正用快门就能够计算各个像素的输出电平的移位量。因而，在本发明中，无需关闭校正用快门就能够使像素之间的输出电平的偏差均匀。另外，在本发明中，优选的是，上述像移位部件使像位置沿像素的排列方向仅移动上述受光面的像素间隔的N倍的距离，其中，N是正整数，上述差计算部针对每个像素分别计算像素之间的输出电平之差，该像素之间的输出电平之差是每个像素与沿像位置的移动方向排列的像素列中的偏离该像素N个像素的位置处的像素之间的输出电平之差，上述偏移量计算部以上述像素列中的第一像素到第N像素的各像素为起点，分别对每隔N个像素的差依次进行累计，来计算上述像素列中的每个像素的输出电平的偏移量。在设N= I而使像位置仅移动一个像素间隔(像素间距)的情况下，计算沿着像位置的移动方向的像素列中的相邻像素之间的差。然后，对相邻像素之差依次进行累计，来计算像素列中的各像素的输出电平的偏移量。另外，在设N = 2而使像位置仅移动两个像素间距的情况下，计算沿着像位置的移动方向的像素列中的隔一个像素的像素之间的差。然后，以隔一个像素的方式对像素之差依次进行累计，来计算像素列中的隔一个像素的像素的输出电平的偏移量。在这种情况下，只要分别计算像素列中的第偶数个像素的像素群的输出电平的偏移量和像素列中的第奇数个像素的像素群的输出电平的偏移量即可。另外，在本发明中，优选的是，上述图像处理部件根据上述受光面的像素的位置对每个像素的输出电平进行校正，以抵消摄像装置的明暗现象(Shading)的影响。明暗现象是指以下的现象在使用于红外线摄像的摄像装置中，与被摄体无关，由于摄像装置内的内表面辐射和漫射光，受光面的摄像元件所接收的红外线量在环境温度高的情况下，随着从受光面的中心部向周边部而增加，在环境温度低的情况下，随着从受光面的中心部向周边部而减少。如果在像移动之前和之后接收像的同一部分的光的两个像素中的一个被配置于光学系统的光轴附近，另一个被配置于远离光学系统的光轴的周边部，则这两个像素的受光强度由于明暗现象的影响而不相等。因此，这两个像素各自的输出电平也包含明暗现象的影响。其结果是，这两个像素的输出电平之差也包含明暗现象的影响。因此，通过对每个像素的输出电平进行校正以抵消明暗特性，可以得到像素之间的输出电平的更正确的差。其结果是，能够排除明暗特性的影响而实现使像素输出电平的偏差进一步均勻的校正。此外，该明暗现象也被称作背景现象(background)。
另外，在本发明中，优选的是，上述像移位部件在使像位置移动之后，再次使像位置返回到像位置移动之前的位置，在像位置返回之后，上述摄像部件再次对受光面上的像进行拍摄，上述图像处理部件针对同一像素计算像位置移动之前与使像位置返回之后的输出电平的变动量，上述偏移量计算部排除上述变动量大于等于规定的基准值的像素的差来计算偏移量。在被摄体移动的情况下，计算出的像素的输出电平之差有时没有正确反映出基于像素本身的输出特性偏差的输出电平之差。因而，希望将接收与被摄体的移动部分相对应的像部分的光的像素的差从偏移量的计算中排除。在此，将像位置移动之前与像位置返回之后的输出电平的变动量大的像部分作为被摄体移动的部分而排除。由此，能够防止偏移量变得不正确。此外，对于从偏移量的计算中排除的像素，也可以应用上一次有效的差值来进行 累计以计算偏移量。或者，还可以代替通过累计来计算偏移量而置换为上一次有效的偏移量。另外，在本发明中，优选的是，上述摄像部件具有像素被排列成二维矩阵状的受光面，上述像移位部件使像位置分别沿上述受光面的像素的第一排列方向和与上述第一排列方向正交的第二排列方向移动，上述差计算部计算在像位置沿上述第一排列方向移动之前和之后分别接收像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差，来作为第一差，并且，计算在像位置沿上述第二排列方向移动之前和之后分别接收像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差，来作为第二差，上述偏移量计算部针对沿上述第一排列方向排列的第一像素列，对输出电平的第一差依次进行累计，来计算上述第一像素列中的像素的第一偏移量，并且，针对沿上述第二排列方向排列的第二像素列，对输出电平的第二差依次进行累计，来计算上述第二像素列中的像素的第二偏移量，上述校正部基于上述第一偏移量和第二偏移量对像素的输出电平进行校正。这样,基于针对第一排列方向和第二排列方向分别计算出的第一偏移量和第二偏移量来对像素的输出电平进行校正，因此能够实现更正确的校正。另外，对于上述从偏移量的计算中排除的像素，也能够仅沿第一排列方向和第二排列方向中的某个有效方向进行累计来计算偏移量。此外，在沿第一排列方向和第二排列方向分别移动像位置时，不限定从移动之前的像位置到移动之后的像位置的移动路径。例如，可以设为从移动之前的位置暂时移动到第三位置，接着移动到移动之后的位置。另外，在本发明中，优选的是，上述像移位部件以使上述受光面上的像的任意点的轨迹在上述受光面上描绘出圆形轨道的方式使上述像位置平移，上述摄像部件在上述像的任意点在上述圆形轨道上的规定部分移动之前和之后分别拍摄上述受光面上的像，上述差计算部计算在上述像的任意点在上述圆形轨道上的规定部分移动之前和之后分别接收像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差，上述偏移量计算部将连接分别接收上述像的同一部分的光的像素之间的直线的方向设为像位置的移动方向，来计算偏移量。这样，通过以使轨迹描绘出圆形轨道的方式使像位置移动，能够使像位置连续地移动。其结果是，容易使像位置的位置精确度一致。另外，在本发明中，优选的是，上述像移位部件以使上述受光面上的像的任意点持续进行匀速圆周运动的方式使上述像位置移动。这样，通过使像位置以持续进行匀速直线运动的方式进行移动，能够使像位置稳定地移动。另外，能够按像位置的圆周运动的每一周期容易地进行校正。另外，在本发明中，优选的是，上述摄像部件和上述图像处理部件构成摄像装置主体，上述光学系统和上述像移位部件构成相对于上述摄像装置主体安装拆卸自如的镜头单元，上述摄像装置主体将包含上述受光面的像素间隔的数据输出至上述镜头单元，上述像移位部件基于上述数据使像位置移动。受光面的像素间隔通常来说根据摄像装置主体的种类不同而不同。组装到可更换镜头这样的镜头单元中的像移位部件能够基于从摄像装置主体发送过来的包含像素间隔的数据，来使像位置的移动量适合于摄像装置主体的受光面的像素间隔。另外，在本发明中，优选的是，上述摄像部件输出与拍摄受光面上的像的定时同步 的同步信号，上述像移位部件基于上述同步信号使像位置移动。由此，能够使像位置的移动与拍摄的定时一致而实现正确的校正。另外，在本发明中，优选的是，上述像移位部件输出与使像位置移动的定时同步的同步信号，上述摄像部件基于上述同步信号来拍摄受光面上的像。由此，能够使像位置的移动与拍摄的定时一致而实现正确的校正。另外，在本发明中，优选的是，上述摄像元件是测辐射热计(bolometer)或微测辐射热计。通过利用测辐射热计或微测辐射热计来构成摄像元件，能够使本发明的摄像装置成为能够拍摄红外线图像的装置。另外，本发明涉及摄像装置的像素输出电平校正方法，该摄像装置具备摄像部件，其具有排列像素而成的受光面，各上述像素包括输出与受光强度相应的输出电平的电信号的摄像元件；以及光学系统，其能够使被摄体的像成像在上述受光面上，该方法的特征在于，使像位置在上述受光面上移动，在像位置移动之前和之后分别拍摄上述受光面上的像，计算在像位置移动之前和之后分别接收上述受光面上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差，针对沿像位置的移动方向排列的像素列，对输出电平之差依次进行累计，来计算上述像素列中的像素的输出电平的偏移量，基于上述偏移量对像素的输出电平进行校正以使上述像素列中的像素之间的输出电平的偏差均匀。根据本发明的摄像装置的像素输出电平校正方法，本发明的摄像装置如上所述那样无需关闭校正用快门就能够使像素之间的输出电平的偏差均匀。另外，在构成为使用温度校正用快门而能够进行温度测量的情况下，也能够减少关闭温度校正用快门来进行温度校正的频率。另外，本发明的红外线照相机系统的特征在于，具备摄像部件，其具有排列像素而成的受光面，各上述像素包括输出与红外线的受光强度相应的输出电平的电信号的摄像元件；光学系统，其能够使被摄体的像成像在上述受光面上；像移位部件，其使像位置在上述受光面上移动；以及图像处理部件，其对由上述摄像部件拍摄到的图像进行处理，其中，上述摄像部件在上述像移位部件使像位置移动之前和之后分别拍摄上述受光面上的像，上述图像处理部件具有差计算部，其计算在像位置移动之前和之后分别接收上述受光面上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差；偏移量计算部，其针对沿像位置的移动方向排列的像素列，对输出电平之差依次进行累计，来计算上述像素列中的像素的输出电平的偏移量；以及校正部，其基于上述像素列中的像素的输出电平的偏移量对像素的输出电平进行校正以使上述像素列中的像素之间的输出电平的偏差均匀。由此，无需关闭校正用快门就能够使检测红外线的像素之间的输出电平的偏差均匀。另外，本发明的能够更换的镜头系统具备摄像装置主体和相对于上述摄像装置主体安装拆卸自如的镜头单元，该镜头系统的特征在于，上述摄像装置主体具备摄像部件，其具有排列像素而成的受光面，各上述像素包括输出与受光强度相应的输出电平的电信号的摄像元件；以及图像处理部件，其对由上述摄像部件拍摄到的图像进行处理，上述镜头单元具备光学系统，其能够使被摄体的像成像在上述受光面上；以及像移位部件，其使像位置在上述受光面上移动，其中，上述摄像部件在上述像移位部件使像位置移动之前和之后 分别拍摄上述受光面上的像，上述图像处理部件具有差计算部，其计算在像位置移动之前和之后分别接收上述受光面上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差；偏移量计算部，其针对沿像位置的移动方向排列的像素列，对输出电平之差依次进行累计，来计算上述像素列中的像素的输出电平的偏移量；以及校正部，其基于上述像素列中的像素的输出电平的偏移量对像素的输出电平进行校正以使上述像素列中的像素之间的输出电平的偏差均匀。由此，无需关闭校正用快门就能够使像素之间的输出电平的偏差均匀。发明的效果这样，根据本发明的摄像装置、摄像装置的像素输出电平校正方法、红外线照相机系统以及能够更换的镜头系统，无需关闭校正用快门就能够使像素之间的输出电平的偏差均匀。


图I是说明本发明的实施方式的摄像装置的结构的框图。图2是说明本发明的实施方式的摄像装置的第一动作例的流程图。图3的(a)是表示像位置移动之前和之后的受光面与像之间的位置关系的图，(b)是表不受:光面的图。图4是表示使像位置移动一个像素间距之前和之后的像素列中的像素与像的受光部分之间的关系的图。图5是表示像素列中的像素的输出电平的移位量的图。图6是表示使像位置移动两个像素间距之前和之后的像素列中的像素与像的受光部分之间的关系的图。图7是说明本发明的实施方式的摄像装置的第三动作例的流程图。图8的(a)是表示包含明暗特性的图像信号的曲线图，(b)是表示明暗特性的曲线图，(C)是表示对明暗特性进行校正后得到的图像信号的曲线图。图9是说明本发明的实施方式的摄像装置的第四动作例的流程图。图10是表示像位置移动之前、移动之后以及使像位置返回之后的画面与像之间的位置关系的图。
图11是说明本发明的实施方式的摄像装置的第五动作例的流程图。图12是表示受光面上的像素排列与像位置的移动方向之间的关系的图。图13是照相机主体10与镜头单元20之间的数据传输的说明图。图14是照相机主体10与镜头单元20之间的数据传输的说明图。图15的(a)和(b)是表示使像在受光面上做匀速圆周运动的情况下的轨迹的图。图16的(a)和(b)是表不同步信号与曝光时间之间的关系的时序图。
图17是表示同步信号与像位置之间的关系的时序图。附图标记说明I :摄像装直；10 :照相机王体；11 :受光面；12 :摄像部件；13 :图像处理部件；20 镜头单兀；21 :光学系统；22 :像移似部件；22a :透镜；131 :差计算部；132 :偏移星累计部；133 :校正部。
具体实施例方式下面，参照附图来说明本发明的摄像装置及其像素输出电平校正方法的实施方式。此外，摄像装置的实施方式也兼为本发明的红外线照相机系统和能够更换的镜头系统的实施方式。首先，参照图I的框图来说明实施方式的摄像装置的结构。图I所示的摄像装置I由照相机主体10和镜头单元20构成。也能够将镜头单元20设为相对于照相机主体10安装拆卸自如的可更换镜头。照相机主体10具备摄像部件12，其具有排列像素而成的受光面11，该像素由输出与受光强度相应的输出电平的电信号的摄像元件构成；以及图像处理部件13，其对由摄像部件12拍摄到的图像进行处理。摄像部件12的受光面可以由检测红外线的测辐射热计(bolometer)阵列或微测福射热计阵列构成,也可以由CO) (Charge Coupled Device:电荷率禹合兀件)图像传感器、CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor :互补金属氧化物半导体)图像传感器这样的固体摄像元件阵列构成。镜头单元20具备光学系统21，其能够使被摄体的像成像在受光面11上；以及像移位部件22，其使像位置在受光面11上移动。像移位部件22能够由像抖动防止机构构成。在图I所示的例子中，像移位部件22通过使构成光学系统21的一个透镜22a沿与光学系统21的光轴0正交的方向平移，来使像位置相对于受光面11相对移动。此外，被摄体包括摄像视场内的整个图像。此外，像移位部件22既可以构成为使整个光学系统21沿与光轴0正交的方向平移，也可以构成为使受光面11在与光轴0正交的平面内平移。照相机主体10的图像处理部件13在像移位部件22使像位置移动之前和之后分别拍摄受光面11上的像。另外，图像处理部件13具有差计算部131，其计算在像位置移动之前和之后分别接收受光面11上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差；偏移量计算部132，其针对沿像位置的移动方向排列的像素列，对输出电平之差依次进行累计，来计算像素列中的像素的输出电平的偏移量；以及校正部133，其基于像素列中的像素的偏移量对像素的输出电平进行校正以使像素列中的像素之间的输出电平的偏差均匀。(第一动作例)参照图2的流程图来说明本实施方式的摄像装置I的第一动作例。
首先，在像移位部件22使像位置移动之前，由摄像部件12对受光面11上的像进行拍摄(S201)。在此，图3的(a)的上部示出像移动之前的受光面11上的像的例子。图3的(a)所示的受光面由排列成二维矩阵状的像素构成。对成像在该受光面11上的像的右侧部分附加阴影来进行表示。接着，将在像移动之前拍摄到的像的各像素的输出电平保存在第一存储器中(S202)。第一存储器被设置于照相机主体10中。接着，像移位部件22使像位置沿像素的排列方向仅移动受光面11的像素间隔(一个像素间距)的距离(S203)。图3的(a)的下部示出像移动之后的受光面11上的像的例子。在图3的(a)中，示出使与光轴0正交的受光面11相对于像向右方向仅相对移动了一个像素间距的情形。该移动相当于使像位置相对于受光面11向左方向仅移动一个像素间距。
接着，在像移位部件22使像位置移动之后，由摄像部件12对受光面11上的像进行拍摄(S204)。对图3的(a)的上部和下部进行比较，使受光面11相对于像位置仅移动一个像素间距的结果是，对于在像位置移动之前由受光面11的像素P5接收的像的部分，在像位置移动之后由受光面的像素P4接收该部分的光。同样地，对于受光面11的整个面，在像位置移动之前由各像素分别接收的像的部分，在像移动之后分别由各像素左侧的相邻的像素接收该部分的光。接着，将拍摄到的像的各像素的输出电平保存在第二存储器中。第二存储器被设置于照相机主体10中(S205)。接着，图像处理部13的差计算部131计算在像位置移动之前和之后分别接收受光面11上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差。例如，计算存储在第一存储器中的像移动之前的像素P5的输出电平p5与存储在第二存储器中的像移动之后的像素P4的输出电平 P’ 4 之差 A (p，4-p5) (S206)。该差A (p’ 4-p5)与图3的(b)所示那样的将均匀亮度(或温度)的校正用快门关闭来拍摄该像的情况下的像素P4与像素P5的输出电平之差是等效的。因而，在本发明中，无需关闭校正用快门就能够获取第一像素与第二像素的输出电平之差A (p’ 4_p5)。进一步，参照图4来更详细地说明输出电平之差的计算。图4示意性地示出受光面11的一个像素列L。该像素列L由从左向右依次排列的第I像素 第(n+l)像素构成。图4的上部示意性地示出像素列L的各像素在像位置移动之前接收的像的部分。如图4的上部所示，像素列L的第一像素接收像部分“〇”的光，第二像素接收像部分“ A”的光，第三像素接收像部分“□”的光，同样地，第n像素接收像部分“◎”的光。另外，图4的下部示出在使像位置沿像素列L的像素排列方向向图4的箭头A的方向仅移动一个像素间距之后由像素列L的各像素接收的像的部分。如图4的下部所示，像素列L的第二像素接收像部分“〇”的光，第三像素接收像部分“A”的光，第四像素接收像部分“□”的光，同样地，第n+l像素接收像部分“◎”的光。从图4可知，在像位置移动之前和之后，第一像素和第二像素接收像部分“〇”的光，第二像素和第三像素接收像部分“A”的光，第三像素和第四像素接收像部分“ □”的光，同样地，第n像素和第(n+l)像素接收像部分“◎”的光。在此，将像位置移动之后的像素的输出电平减去移动之前的像素的输出电平而得到的结果设为差。具体地说，从移动之后的第二像素的输出电平中减去移动之前的第一像素的输出电平来计算差Al，从移动之后的第三像素的输出电平中减去移动之前的第二像素的输出电平来计算差A 2，从移动之后的第四像素的输出电平中减去移动之前的第三像素的输出电平来计算差A3，同样地，从移动之后的第(n+l)像素的输出电平中减去移动之前的第n像素的输出电平来计算差An。接着，图像处理部13的偏移量计算部132针对沿像位置的移动方向排列的像素列，对输出电平之差依次进行累计，计算像素列中的像素的输出电平的偏移量(S207)。在此，将像位置移动之后的像素的输出电平减去移动之前的像素的输出电平而得到的结果设为差。在这种情况下，针对沿像位置的移动方向排列的像素列，沿像位置相对于受光面的移动方向对差依次进行累计。然后，将像素列中的各个像素的移位量设为从累计的最初到该像素为止的差的总和来进行计算。此外，也可以将像位置移动之前的输出电平减去移动之后的像素的输出电平而得到的结果作为差。在这种情况下，针对沿像位置的移动方向排列的像素列，只要沿与像位置相对于受光面的移动方向相反的方向对差依次进行累计即可。然后，将像素列中的各个像 素的移位量设为从累计的最初到该像素为止的差的总和来进行计算。在图4所示的例中，针对像素列L的各像素，沿箭头A所示的像位置的移动方向依次对从像素列的左端到该像素为止的各像素的差Al、A 2、A An进行累计,来计算该像素的输出电平的移位量。即，如果将第一像素的移位量设为0，则第二像素的移位量被计算为A 1，第三像素的移位量被计算为(A 1+A 2),同样地,第n+l像素的移位量被计算为(A 1+A2+A3+- + An) 在此，图5中示出各像素的移位量。图5的横轴表示像素，纵轴表示移位量。在图5中，各像素的移位量被表示为以第一像素的输出电平为基准的移位量。此外，对像素列的每个像素的差进行累计而得到的移位量表示相对于作为该像素列的差的累计起始点的像素的输出电平的移位量，并非表示各像素的绝对输出电平。但是，像素列的像素之间的输出电平的偏差是由像素之间的输出电平的相对移位量引起的。因而，即使计算出的各像素的移位量并非表示绝对的输出电平，在使像素列的像素之间的输出电平均匀这一点上也没有大问题。接着，图像处理部13的校正部133基于像素列的像素的偏移量对各像素的输出电平进行校正，以使像素列的像素之间的输出电平的偏差均匀(S208)。在校正时，只要直接从各像素的输出电平中减去图5所示的各像素的移位量以使像素之间的输出电平的偏差均匀即可。在这种情况下，各像素的输出电平被统一为第一像素的输出电平。另外，也可以计算像素列的各像素的移位量的平均值，从各像素的输出电平中减去该平均值与各像素的移位量之差。在这种情况下，各像素的输出电平被统一为像素列的平均值。另外，在校正时，例如也可以仅对受光面11中的一部分区域的像素的输出电平的偏差进行校正以使局部均匀。另外，还可以对受光面11的全部像素的输出电平进行加减法运算，以使像素输出电平的最大值成为规定值。此外，校正部133使像素之间的输出电平的偏差均匀的方法并不限于上述方法，校正部133能够使用各种方法。这样，无需关闭校正用快门就能够使像素之间的输出电平的偏差均匀。像素之间的输出电平的偏差变小，由此可以实现亮度差小的被摄体的识别、轮廓提取精确度的改善。
(第二动作例)接着，说明实施方式的摄像装置的第二动作例。第二动作例基本上以图2所示的第一动作例的流程图来示出。但是，在第二动作例中，使像位置沿受光面11的像素的排列方向仅移动两个像素间距。在此，图6示意性地示出了受光面11的一个像素列L。该像素列L由从左向右依次排列的第I像素 第(n+2)像素构成。图6的上部示意性地表示像素列L的各像素在像位置移动之前接收的像的部分。如图6的上部所示，像素列L的第一像素接收像部分“〇”的光，第二像素接收像部分“A”的光，第三像素接收像部分“□”的光，同样地，第n像素接收像部分“◎”的光。另外，图6的下部示出在使像位置沿像素列L的像素排列方向向图6的箭头A的 方向仅移动两个像素间距之后由像素列L的各像素接收的像的部分。如图6的下部所示，像素列L的第三像素接收像部分“〇”的光，第四像素接收像部分“A”的光，第五像素接收像部分“□”的光，同样地，第(n+2)像素接收像部分“◎”的光。从图6的上部和下部可知，在像位置移动之前和之后，第一像素和第三像素接收像部分“〇”的光，第三像素和第五像素接收像部分“A”的光，第五像素和第七像素接收像部分“□”的光，同样地，第n像素和第(n+2)像素接收像部分“◎”的光。在此，将像位置移动之后的像素的输出电平减去移动之前的像素的输出电平而得到的结果设为差。具体地说，从移动之后的第三像素的输出电平中减去移动之前的第一像素的输出电平来计算差A 1，从移动之后的第四像素的输出电平中减去移动之前的第二像素的输出电平来计算差A 2，从移动之后的第五像素的输出电平中减去移动之前的第三像素的输出电平来计算差A3，同样地，从移动之后的第(n+2)像素的输出电平中减去移动之前的第n像素的输出电平来计算差An。接着，图像处理部13的偏移量计算部132针对沿像位置的移动方向排列的像素列，从第一像素起每隔两个像素对输出电平之差依次进行累计，来计算像素列的像素的输出电平的偏移量，并且，从第二像素起每隔两个像素依次进行累计，来计算剩余的像素的输出电平的偏移量(S207)。在此，将像位置移动之后的像素的输出电平减去移动之前的像素的输出电平而得到的结果设为差。在这种情况下，针对沿像位置的移动方向排列的像素列，沿像位置相对于受光面的移动方向对差依次进行累计。然后，将像素列中的各个像素的移位量设为从最小的累计到该像素为止的差的总和来进行计算。此外，在使像位置沿像素排列方向移动受光面11的三个像素间距以上的N个像素间距的情况下，也同样地能够分别以像素列的第一像素到第N像素的各像素为起点，对每隔N个像素的差依次进行累计，来计算各个像素的偏移量，其中，该每隔N个像素的差是各像素与偏离该像素N个像素的位置处的像素的输出电平之差。接着，图像处理部13的校正部133基于像素列的像素的偏移量来对各像素的输出电平进行校正，以使像素列的像素之间的输出电平的偏差均匀。(第三动作例)接着，参照图7的流程图，来说明实施方式的摄像装置的第三动作例。第三动作例除了追加了“明暗现象(Shading)校正1”(S702)和“明暗现象校正2”(S707)的步骤以外，其它与图2所示的第一动作例基本相同。
一般来说，用于红外线摄像的摄像装置会受到明暗现象的影响。明暗现象是指以下的现象在用于红外线摄像的摄像装置中，与被摄体无关，由于摄像装置内的内表面辐射和漫射光，受光面的摄像元件所接收的红外线量在环境温度高的情况下，随着从受光面的中心部向周边部而增加，在环境温度低的情况下，随着从受光面的中心部向周边部而减少。图8的(a)示出了包含明暗特性的图像信号的输出电平的例子。图8的(a)的曲线图的横轴表示横切受光面的中央的像素列的像素，纵轴表示各像素的输出电平。因而，横轴的中央部与受光面的中央部相对应，横轴的周边部与受光面的周边部相对应。以线I所示的包含明暗特性的图像信号的输出电平整体具有受光面的周边部的输出电平低于中央部的输出电平的倾向。图8的(b)示出了明暗特性的一例。如图8的(b)中曲线II所示，实施方式的摄像装置I具有以下的特性输出电平以受光面的中央部为极大，随着向受光面的周边部而减少。对于这种明暗特性，只要预先拍摄均匀平面热源来求出即可。关于明暗特性，例如只要将受光面的周边部的每个像素的输出电平相对于中央部的像素的输出电平的减少量或减少率与受光面的像素的位置相应地存储在未图示的存储器中即可。另外，也可以将明暗 特性设为与摄像装置I的温度相对应的参照表存储在存储器中。而且，在动作例3中，使用存储在存储器中的明暗特性对存储在第一存储器中的像位置移动之前的各像素的输出电平进行明暗校正，以抵消明暗现象的影响。另外，使用存储在存储器中的明暗特性对存储在第二存储器中的像位置移动之后的各像素的输出电平进行明暗校正，以抵消明暗现象的影响。具体地说，既可以对像素的输出电平加上针对每个像素存储的减少量，也可以使各像素的输出电平除以针对每个像素存储的减少率。图8的(C)示出了这样进行明暗校正之后得到的图像信号的输出电平的例子。与图8的(a)的曲线I相比，如线III所示，可知明暗校正之后的图像信号的输出电平的周边部的输出电平上升，明暗特性的影响被去除。此外，在图7所示的流程图中，对分别暂时存储于第一存储器和第二存储器中的输出电平进行了明暗校正，但是也可以对像素的输出电平直接进行明暗校正之后再存储在存储器中。另外，除明暗特性的校正以外，也可以设为特意将光学系统21的焦点和变焦移动到不成像的区域(OverNear，OverInf)的状态，以进行摄像装置I的初始的像素之间的输出电平的偏差校正。在这种状态下，受光面上的像实质上具有均匀的明亮度或均匀的红外线强度。然后，通过拍摄该均匀的像来对各像素的输出电平进行校正，以使受光面的像素之间的输出电平的偏差均匀。(第四动作例)接着，参照图9的流程图来说明实施方式的摄像装置的第四动作例。第四动作例的直到在像位置移动之后对受光面上的像进行拍摄(S904)、将各像素的输出电平存储在第二存储器中(S905)的步骤与上述第一动作例相同。在第四动作例中，像移位部件22在使像位置移动之后，使像位置再次返回到像位置移动之前的位置(S906)。在此，图10的上部示出像移动之前的受光面11上的像，图10的中部示出像移动之后的受光面11上的像，图10的下部示出使像位置返回之后的像。图10的上部和中部所示的图相当于图3的(a)的上部和下部所示的图。
接着，摄像部件12在像位置返回之后再次拍摄受光面上的像(S907)，将拍摄到的像的各像素的输出电平保存在第三存储器中(S908)。第三存储器被设置于照相机主体10中。接着，与上述第一动作例的步骤(S206)同样地，由图像处理部13的差计算部131读取出存储在第一存储器中的像移动之前的像素的输出电平和存储在第二存储器中的像移动之后的像素的输出电平，来计算在像移动之前和之后分别接收受光面11上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差(S909)。接着，图像处理部13读取出存储在第一存储器中的像移动之前的像素的输出电平和存储在第三存储器中的使像位置返回之后的像素的输出电平，计算同一像素的像位置移动之前和使像位置返回之后的输出电平的变动量(S910)。对图10的上部和下部的受光面11上的像进行比较，可知用虚线B围起的部分的像发生了变化。这种像的变化例如是由于被摄体移动而产生的。这部分像素的输出电平之 差没有正确反映出基于像素本身的输出特性偏差的输出电平之差。用虚线B围起的部分的像素表示变动量大的值。因此，在第四动作例中，偏移量计算部133排除变动量大于等于规定的基准值的像素的差来进行累计，计算偏移量(S911)。例如，在像素列的中途的像素的变动量大于等于基准值的情况下，只要设为仅对该像素列中的到变动量大于等于基准值的像素的前一个像素为止的像素的差进行累计来求出偏移即可。由此，能够防止偏移量不正确。此外，关于基准值，能够根据摄像装置I的使用环境设定任意合适的值。(第五动作例)接着，参照图11的流程图来说明实施方式的摄像装置的第五动作例。在第五动作例中，到在像位置移动之后对受光面上的像进行拍摄(S1104)、将各像素的输出电平存储在第二存储器中(SI 105)为止与上述第一动作例相同。在此，参照图12来说明受光面11上的像素的排列与像位置的移动方向之间的关系。在图12所示的受光面11中，像素被排列成相互正交的X方向和Y方向的二维矩阵状。在像位置移动之前，像的“〇”部分位于基准位置像素PO上。在该时刻，对受光面11上的移动之前的像进行拍摄(SllOl)，将构成受光面11的各像素的输出电平存储到第一存储器中(S1102)。接着，进行第一次像移动以使像的“〇”部分沿X方向仅移动一个像素间距而从基准位置像素PO上移动到第一规定位置像素Pl处(S1103)。其结果是，像的“〇”部分位于第一规定位置像素Pl上。接着，在第一次移动之后，对受光面11上的移动之后的像进行拍摄(S1104)，将构成受光面11的各像素的输出电平存储到第二存储器中(S1105)。接着，进行第二次像移动以使像的“〇”部分向画面左下方仅移动一个像素间距的根号2倍(倍)而从第一规定位置像素Pl上移动到第二规定位置像素P2处(S1106)。其结果是，像的“〇”部分位于第二规定位置像素P2上。第一次和第二次移动的结果是，像的“〇”部分沿Y方向仅移动了一个像素间距而从基准位置像素PO上移动到第二规定位置像素P2处。接着，在第二次移动之后，对受光面11上的移动之后的像进行拍摄(S1107)，将构成受光面11的各像素的输出电平存储到第三存储器中(S1108)。接着，读取第一存储器和第二存储器所存储的输出电平，对于沿受光面11的X方向排列的像素列中的在第一次移动之前和之后分别接收同一部分的光的相邻的像素，分别计算第一次移动之前和之后的输出电平之差来作为第一差(S1109)。此外,针对受光面11的沿X方向排列的各像素列计算第一差。接着，读取第一存储器和第三存储器所存储的输出电平，对于沿受光面11的Y方向排列的像素列中的在第一次移动之前和第二次移动之后分别接收同一部分的光的相邻的像素，分别计算第一次移动之前和第二次移动之后的输出电平之差来作为第二差(SlllO)。此外，针对受光面11的沿Y方向排列的各像素列计算第二差。接着，针对沿X方向排列的像素列，对输出电平的第一差依次进行累计，来计算沿X方向排列的像素列中的各像素的第一偏移量(Sllll)。此外，针对受光面11的沿X方向排列的各像素列计算第一偏移量。
接着，针对沿Y方向排列的像素列，对输出电平的第二差依次进行累计，来计算沿Y方向排列的像素列中的各像素的第二偏移量(S1112)。此外，针对受光面11的沿Y方向排列的各像素列计算第二偏移量。接着，基于第一偏移量和第二偏移量来对受光面11的各像素的输出电平进行校正(S1113)。在对各像素的输出电平进行校正时，能够采用任意合适的方法。例如，针对各像素，可以计算第一偏移量与第二偏移量的平均值来作为各像素的输出电平的偏移量，在此基础上进行校正以使输出电平均匀。另外，例如，针对各像素，也可以将使X方向的像素列的输出电平均匀的输出电平与使Y方向的像素列的输出电平均匀的输出电平的平均值作为各像素的输出电平的均匀化后的输出电平。这样，基于针对X方向和Y方向分别计算出的第一偏移量和第二偏移量，来对像素的输出电平进行校正，因此能够实现更为正确的校正。像素位置(m，n)的像素的输出电平的偏移量，即(累计值m,n)的计算式如下(m和n分别表示正整数)。(累计值_)= {(累计值 >&) + (第一差值_) + (累计值_—:) + (第二差值_)}/2此外，在没有得到(第一差值m,n)的情况下，能够设为(累计值m,n)=(累计值m,n-l) + (第二差值 m,n)另外，在没有得到(第二差值m,n)的情况下，能够设为(累计值m,n)=(累计值&n) + (第一差值m,n)并且，在(第一差值m,n)和(第二差值m,n)都没有得到的情况下，也可以采用上一次计算出的偏移量。接着，参照图13和图14来说明照相机主体10与镜头单元20之间的数据传输。在图13和图14中，照相机主体10的摄像块相当于图I的摄像部件12，图像处理的块相当于图I的图像处理部件13。另外，在图13和图14中，镜头单元20的抖动校正控制系统的块相当于图I的像移位部件22。此外，镜头单元20的镜头控制系统的块表示对镜头系统的焦点、变焦进行控制的功能。在实施方式的摄像装置I中，能够利用抖动校正控制机构作为像移位部件22。但是，在通常的抖动校正控制机构中，进行抖动校正控制以抵消摄像装置I的移动，与此相对地，像移位部件22进行控制以使像位置相对于受光面向规定方向仅移动规定量。另外，在镜头单元20是能够安装在多种照相机主体上的可更换镜头的情况下，针对每个照相机主体，像素间距等有时会不同。因此，有时需要从照相机主体10对镜头单元20指示像移位部件22的像位置移动量等。并且，由于在像移位部件22使像位置移动之前和之后分别拍摄受光面上的像，因此还需要对拍摄的定时和像位置的移动定时进行控制。因此，在图13和图14所示的摄像装置I中，将包含受光面的像素间隔的数据以光学数据变换函数的形式从照相机主体10的图像处理块13输出至镜头单元20。镜头单元20基于从照相机主体10输入的光学数据变换函数来决定像移位部件22的驱动量，并使像位置移动。例如，在照相机主体10的摄像块12的受光面的像素间距为20 y m的情况下，指示像素间距为20 y m的数据被从照相机主体10发送至镜头单元20。在像位置的移动量相对于镜头单元20的抖动校正控制系统(校正光学系统)的驱动量的比例，即校正光学系统的效率为0. 8的情况下，一个像素间距的抖动校正控制系统的驱动量被计算为20 + 0. 8 = 25 ( u m) o然后,通过由抖动校正控制系统驱动25 u m,像位置在受光面上仅移动一个像素间距的20 u m。由此，能够按照照相机主体10的摄像块12的受光面的像素间距来进行以像素为单位的像移动。在图13所示的摄像装置I中，照相机主体10的摄像块12与镜头单元20的抖动校正控制系统22是通过信号线30相连接的。摄像块12输出与拍摄受光面上的像的定时同步的同步信号。即，在进行拍摄的定时信号线30为有效(enable)。该同步信号通过信号线30传输至抖动校正控制系统22。抖动校正控制系统22基于同步信号使像位置移动。由此，能够使像位置的移动与拍摄的定时一致。另外，在图14所示的摄像装置I中，镜头单元20的抖动校正控制系统22与照相机主体10的图像处理块13是经由图像位置变换块31由信号线30相连接的。抖动校正控制系统22输出与使像位置移动的定时同步的同步信号。即，在抖动校正控制系统22的驱动定时信号线30为有效。该同步信号通过信号线30并经由图像位置变换块31传输至图像处理块13。例如，在抖动校正控制系统22仅驱动规定的驱动量而使像位置移动到了规定的位置的定时，抖动校正控制系统22输出同步信号。另外，将抖动校正控制系统22的驱动量和驱动方向也与该同步信号一起输出，由图像位置变换块31将驱动量变换为与像位置的移动量相当的像素间距数。然后，摄像块12基于同步信号拍摄受光面上的像。接着，图像处理块13只要计算沿像移动方向相隔与像移动量相当的像素间距数的像素之间的差即可。由此，能够使像位置的移动与拍摄的定时一致，来实现正确的校正。(第六动作例)接着，参照图15来说明实施方式的摄像装置的第六动作例。图15的(a)和(b)是构成受光面11的像素中的相邻地二维排列的四个像素A D的放大图。在第六动作例中，如图15的(a)所示，像移位部件22以使受光面11上的像的任意点(以下也称为“像点”)的轨迹在受光面11上描绘出圆形轨道R的方式使像位置在受光面11上平移。如图15的(a)所示，像位置以使受光面11上的像点持续进行匀速圆周运动的方式进行移动。该圆形轨道R的半径例如为像素间距的(1/力)倍即可。
此外，在图15的(a)中仅示出了四个像素A D，但是像位置在整个受光面11上以使受光面11上的整个像的各点的轨迹同时描绘出圆形轨道的方式平移。在此，参照图16的(a)的时序图来说明拍摄定时。图16的(a)的线I表示同步信号的定时，线II表示像素的曝光期间。曝光期间Ea、Eb、Ec以及Ed分别是在圆形轨道R上做匀速圆周运动的像点位于像素A、B、C以及D上的期间。这些曝光期间Ea、Eb、Ec以及Ed还相当于图15的(a)中像点在圆形轨道R中位于像素A上的区间Ea、像素B上的区间Eb、像素C上的区间Ec以及像素D上的区间Ed的期间。然后，在图16的(a)的曝光期间Ea、Eb、Ec以及Ed的中央，从像移位部件22输出同步信号A、B、C以及D。其结果是，在像点位于图15的(a)的区间Ea、Eb、Ec以及Ed各自的中央位置Sa、Sb、Sc以及Sd时对受光面上的像进行拍摄。此外，在输出同步信号A、B、C以及D之后到实际拍摄之之前会产生延迟时间。考虑到该延迟时间，也可以如图16的(b)的线III所示那样，使同步信号A、B、C以及D的输出定时相对于线IV所示的曝光期间Ea、Eb、Ec以及Ed，从各个曝光期间的中央仅延迟规定 的时间。另外，优选像移位部件22将像点的位置与同步信号一起输出至照相机主体10。如图15的(a)所示，只要用以四个像素A D的中央为原点的XY坐标来表示像点的位置即可。在此，图17的时序图中示出了同步信号与像点的坐标之间的关系。图17的线I表示同步信号的定时，曲线X和曲线Y分别表示像点的X坐标和Y坐标。在线I所表示的同步信号A的输出定时，获取到此时的像素A上的像点的坐标(xa，ya)。并且，该坐标也被输出至照相机主体10。此外，在为了进行抖动校正而像位置进行了移动的情况下，只要输出减去抖动校正所产生的像移动量后的值来作为像点的坐标即可。另外，也可以将像点的位置表示为各像素上的在圆形轨道R上的区间Ea、Eb、Ec以及Ed各自的平均值的坐标。例如，可以用下述的(I)式求出图15的(b)中的像素C上的区间Ec的平均值的坐标(xc, yc)。/ (坐标)X (存在时间)dt+ (区间Ed的存在时间)... (I)上述的在拍摄定时拍摄受光面上的像的第六动作例如如以下说明的那样，基本上与第五动作例中的图11的流程图相对应。首先，摄像部件12在像点在圆形轨道R上的规定部分移动之前和之后分别拍摄受光面11上的像。具体地说，首先，作为移动之前的拍摄，在像点位于圆形轨道R上的像素A的Sa点时拍摄受光面11上的像(图11的S1101)。所拍摄的图像被存储在第一存储器中(S1102)。接着，像点在圆形轨道R上从像素A的Sa点移动到像素B的Sb点(SI 103)。像点在圆形轨道R上做匀速圆周运动，但是从Sa点朝向Sb点的方向是沿着X方向的。因而，该移动方向为X方向。接着，在像点位于圆形轨道R上的像素B的Sb点时拍摄受光面11上的像(S1104)。所拍摄的图像被存储在第二存储器中(S1105)。接着，像点在圆形轨道R上从像素B的Sb点移动到像素C的Sc点(SI 106)。像点在圆形轨道R上做匀速圆周运动，但是从Sb点朝向Sc点的方向是沿着Y方向的。因而，该移动方向为Y方向。接着，在像点位于圆形轨道R上的像素C的Sc点时拍摄受光面11上的像(S1107)。所拍摄的图像被存储在第三存储器中(S1108)。接着，计算像点在圆形轨道上的规定部分移动之前和之后分别接收像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差。在X方向移动之前和之后，像素A与像素B接收同一像部分的光。另外，在整个受光面上，在X方向上相邻的像素分别接收同一像部分的光。因此，读取出第一存储器和第二存储器所存储的在X方向上相邻的像素的输出电平，分别计算出X方向移动之前和之后的相邻像素的输出电平之差来作为第一差(S1109)。另外，在Y方向移动之前和之后，像素B与像素C接收同一像部分的光。另外，在整个受光面上，在Y方向上相邻的像素分别接收同一像部分的光。因此，读取出第二存储器和第三存储器所存储的在Y方向上相邻的像素的输出电平，分别计算Y方向移动之前和之后的相邻像素的输出电平之差来作为第二差(SlllO)。接着，针对沿X方向排列的像素列，对第一差依次进行累计，来计算沿X方向排列的像素列的各像素的第一偏移量(Sllll)。另外，针对沿Y方向排列的像素列，对第二差依次进行累计，来计算沿Y方向排列的像素列的各像素的第二偏移量(S1112)。接着，基于第一偏移量和第二偏移量对受光面11的各像素的输出电平进行校正(S1113)。这样，在第六动作例中，通过使像位置以使轨迹描绘出圆形轨道的方式移动，能够 使像位置连续地移动。其结果是容易使像位置的位置精确度一致。另外，通过使像位置以持续进行匀速直线运动的方式移动，能够使像位置稳定地移动。另外，能够按像位置的圆周运动的每个周期容易地进行校正。在上述实施方式中，说明了以特定的条件构成本发明的例子，但是本发明能够进行各种变更和组合，而并不限定于此。在上述实施方式中，说明了将像移位部件组装在光学系统中的摄像装置的例子，但是在本发明中，像移位部件并不限定于此，像移位部件可以使整个光学系统沿与其光轴正交的方向位移，也可以使摄像部件的受光面沿与光学系统的光轴正交的方向位移。产业上的可利用件本发明既能够应用于拍摄红外图像的摄像装置、也能够应用于拍摄可视图像的摄像装置。另外，本发明适用于要求不中断地进行拍摄的监视器照相机。另外，本发明也能够应用于具有由一个像素列构成的受光面的线传感器。
权利要求
1.一种摄像装置，其特征在于，具备 摄像部件，其具有排列像素而成的受光面，各上述像素包括输出与受光强度相应的输出电平的电信号的摄像元件； 光学系统，其能够使被摄体的像成像在上述受光面上； 像移位部件，其使像位置在上述受光面上移动；以及 图像处理部件，其对由上述摄像部件拍摄到的图像进行处理， 其中，上述摄像部件在上述像移位部件使像位置移动之前和之后分别拍摄上述受光面上的像， 上述图像处理部件具有 差计算部，其计算在像位置移动之前和之后分别接收上述受光面上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差； 偏移量计算部，其针对沿像位置的移动方向排列的像素列，对输出电平之差依次进行累计，来计算上述像素列中的像素的输出电平的偏移量；以及 校正部，其基于上述像素列中的像素的输出电平的偏移量对像素的输出电平进行校正以使上述像素列中的像素之间的输出电平的偏差均匀。
2.根据权利要求I所述的摄像装置，其特征在于， 上述像移位部件使像位置沿像素的排列方向仅移动上述受光面的像素间隔的N倍的距离，其中，N是正整数， 上述差计算部针对每个像素分别计算像素之间的输出电平之差，该像素之间的输出电平之差是每个像素与沿像位置的移动方向排列的像素列中的偏离该像素N个像素的位置处的像素之间的输出电平之差， 上述偏移量计算部以上述像素列中的第一像素到第N像素的各像素为起点，分别对每隔N个像素的差依次进行累计，来计算上述像素列中的每个像素的输出电平的偏移量。
3.根据权利要求I或2所述的摄像装置，其特征在于， 上述图像处理部件根据上述受光面的像素的位置对每个像素的输出电平进行校正，以抵消摄像装置的明暗现象的影响。
4.根据权利要求I 3中的任一项所述的摄像装置，其特征在于， 上述像移位部件在使像位置移动之后，再次使像位置返回到像位置移动之前的位置， 在像位置返回之后，上述摄像部件再次对受光面上的像进行拍摄， 上述图像处理部件针对同一像素计算像位置移动之前与使像位置返回之后的输出电平的变动量， 上述偏移量计算部排除上述变动量大于等于规定的基准值的像素的差来计算偏移量。
5.根据权利要求I 4中的任一项所述的摄像装置，其特征在于， 上述摄像部件具有像素被排列成二维矩阵状的受光面， 上述像移位部件使像位置分别沿上述受光面的像素的第一排列方向和与上述第一排列方向正交的第二排列方向移动， 上述差计算部计算在像位置沿上述第一排列方向移动之前和之后分别接收像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差，来作为第一差，并且，计算在像位置沿上述第二排列方向移动之前和之后分别接收像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差，来作为第二差， 上述偏移量计算部针对沿上述第一排列方向排列的第一像素列，对输出电平的第一差依次进行累计，来计算上述第一像素列中的像素的第一偏移量，并且，针对沿上述第二排列方向排列的第二像素列，对输出电平的第二差依次进行累计，来计算上述第二像素列中的像素的第二偏移量， 上述校正部基于上述第一偏移量和第二偏移量对像素的输出电平进行校正。
6.根据权利要求I 5中的任一项所述的摄像装置，其特征在于， 上述像移位部件以使上述受光面上的像的任意点的轨迹在上述受光面上描绘出圆形轨道的方式使上述像位置平移， 上述摄像部件在上述像的任意点在上述圆形轨道上的规定部分移动之前和之后分别拍摄上述受光面上的像， 上述差计算部计算在上述像的任意点在上述圆形轨道上的规定部分移动之前和之后分别接收像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差， 上述偏移量计算部将连接分别接收上述像的同一部分的光的像素之间的直线的方向设为像位置的移动方向，来计算偏移量。
7.根据权利要求6所述的摄像装置，其特征在于， 上述像移位部件以使上述受光面上的像的任意点持续进行匀速圆周运动的方式使上述像位置移动。
8.根据权利要求I 7中的任一项所述的摄像装置，其特征在于， 上述摄像部件和上述图像处理部件构成摄像装置主体， 上述光学系统和上述像移位部件构成相对于上述摄像装置主体安装拆卸自如的镜头单元， 上述摄像装置主体将包含上述受光面的像素间隔的数据输出至上述镜头单元， 上述像移位部件基于上述数据使像位置移动。
9.根据权利要求I 8中的任一项所述的摄像装置，其特征在于， 上述摄像部件输出与拍摄受光面上的像的定时同步的同步信号， 上述像移位部件基于上述同步信号使像位置移动。
10.根据权利要求I 8中的任一项所述的摄像装置，其特征在于， 上述像移位部件输出与使像位置移动的定时同步的同步信号， 上述摄像部件基于上述同步信号来拍摄受光面上的像。
11.根据权利要求I 10中的任一项所述的摄像装置，其特征在于， 上述摄像元件是测辐射热计或微测辐射热计。
12.—种摄像装置的像素输出电平校正方法，该摄像装置具备摄像部件，其具有排列像素而成的受光面，各上述像素包括输出与受光强度相应的输出电平的电信号的摄像元件；以及光学系统，其能够使被摄体的像成像在上述受光面上，该方法的特征在于， 使像位置在上述受光面上移动， 在像位置移动之前和之后分别拍摄上述受光面上的像， 计算在像位置移动之前和之后分别接收上述受光面上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差，针对沿像位置的移动方向排列的像素列，对输出电平之差依次进行累计，来计算上述像素列中的像素的输出电平的偏移量， 基于上述偏移量对像素的输出电平进行校正以使上述像素列中的像素之间的输出电平的偏差均匀。
13.—种红外线照相机系统，其特征在于，具备 摄像部件，其具有排列像素而成的受光面，各上述像素包括输出与红外线的受光强度相应的输出电平的电信号的摄像元件； 光学系统，其能够使被摄体的像成像在上述受光面上； 像移位部件，其使像位置在上述受光面上移动；以及 图像处理部件，其对由上述摄像部件拍摄到的图像进行处理， 其中，上述摄像部件在上述像移位部件使像位置移动之前和之后分别拍摄上述受光面上的像， 上述图像处理部件具有 差计算部，其计算在像位置移动之前和之后分别接收上述受光面上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差； 偏移量计算部，其针对沿像位置的移动方向排列的像素列，对输出电平之差依次进行累计，来计算上述像素列中的像素的输出电平的偏移量；以及 校正部，其基于上述像素列中的像素的输出电平的偏移量对像素的输出电平进行校正以使上述像素列中的像素之间的输出电平的偏差均匀。
14.一种能够更换的镜头系统，具备摄像装置主体和相对于上述摄像装置主体安装拆卸自如的镜头单元，该镜头系统的特征在于， 上述摄像装置主体具备 摄像部件，其具有排列像素而成的受光面，各上述像素包括输出与受光强度相应的输出电平的电信号的摄像元件；以及 图像处理部件，其对由上述摄像部件拍摄到的图像进行处理， 上述镜头单元具备 光学系统，其能够使被摄体的像成像在上述受光面上；以及 像移位部件，其使像位置在上述受光面上移动， 其中，上述摄像部件在上述像移位部件使像位置移动之前和之后分别拍摄上述受光面上的像， 上述图像处理部件具有 差计算部，其计算在像位置移动之前和之后分别接收上述受光面上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差； 偏移量计算部，其针对沿像位置的移动方向排列的像素列，对输出电平之差依次进行累计，来计算上述像素列中的像素的输出电平的偏移量；以及 校正部，其基于上述像素列中的像素的输出电平的偏移量对像素的输出电平进行校正以使上述像素列中的像素之间的输出电平的偏差均匀。
全文摘要
本发明提供了一种无需关闭校正用快门就能够使像素之间的输出电平的偏差均匀的摄像装置、摄像装置的像素输出电平校正方法、红外线照相机系统以及能够更换的镜头系统。本发明具备使像位置在受光面(11)上移动的像移位部件(22)，并具有差计算部(131)，其计算在像位置移动之前和之后分别接收受光面上的像的同一部分的光的像素之间的输出电平之差；偏移量计算部(132)，其针对沿像位置的移动方向排列的像素列，对输出电平之差依次进行累计，来计算像素列的像素的输出电平的偏移量；以及校正部(133)，其基于像素列中的像素的偏移量对像素的输出电平进行校正以使像素列中的像素之间的输出电平的偏差均匀。
文档编号G03B17/14GK102739938SQ201210090440
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者柴田友纪子 申请人:株式会社腾龙