Способ коррекции изображений, даваемых детектором, без регулирования температуры, и детектор, реализующий такой способ

Способ коррекции изображений, даваемых детектором, без регулирования температуры, и детектор, реализующий такой способ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области тепловидения и пирометрии, использующей болометры. Более конкретно, изобретение относится к области болометрических детекторов, независимо от диапазона детектирования и типа используемого болометрического материала.

Предпосылки создания изобретения

Детекторы, сконструированные для тепловидения, традиционно изготавливаются как одномерная или двумерная матрица элементарных детекторов или болометров, причем указанные болометры имеют форму мембран, подвешиваемых над подложкой, которая обычно выполняется из кремния, с помощью подвесок, которые имеют высокое тепловое сопротивление. Этот набор подвешенных мембран формирует матричный детектирующий элемент, который обычно называется «сетчаткой».

Подложка обычно включает приспособления для последовательной адресации элементарных детекторов и приспособления для электрического возбуждения элементарных детекторов и предварительной обработки электрических сигналов, сгенерированных этими болометрами. Эта подложка и интегрированные приспособления обычно называются «считывающей схемой».

Для того чтобы получить объект с помощью этого детектора, объект проецируется через подходящее оптическое устройство на сетчатку, которая располагается в фокальной плоскости оптического устройства, и синхронизированное электрическое воздействие прикладывается через считывающую схему к каждому болометру или к каждому ряду таких болометров для того, чтобы получить электрический сигнал, который составляет изображение температуры, достигаемой каждым из указанных элементарных детекторов. Этот сигнал затем обрабатывается в большей или меньшей степени с помощью считывающей схемы, а затем, если это применимо, с помощью электронного устройства вне корпуса для того, чтобы генерировать тепловое изображение наблюдаемого объекта.

Этот тип детектора имеет многочисленные преимущества с точки зрения стоимости его изготовления и реализации, но также имеет недостатки, которые ограничивают работу систем, которые используют такие детекторы. В частности, существуют проблемы, касающиеся однородности получаемого изображения. Действительно, при наличии однородного объекта, не все болометры дают точно один и тот же сигнал, это приводит к получаемому таким образом фиксированному пространственному шуму в изображении, и этот шум оказывает серьезное неблагоприятное воздействие на качество получаемых изображений. Обычно это называется «разбросом значений смещений».

Изображение, полученное от матрицы болометров, затем корректируется в отношении разброса значений смещений путем вычитания из каждого пикселя указанного изображения смещения, соответствующего данному пикселю, которое хранится в «таблице смещений», полученной в ходе калибровки предприятием-изготовителем при воздействии на сетчатку черного тела, имеющего постоянную известную температуру. После этого скорректированное изображение однородного объекта является по существу однородным.

Тем не менее, определение таблицы смещений обычно представляет собой сложную задачу с большими временными затратами. Оно фактически включает наличие детектора с объектом, имеющим известную однородную температуру, стандартно - черное тело с однородной температурой, заботу об обеспечении постоянной температуры сетчатки, которая по существу равна температуре черного тела во время сбора данных.

Также смещение болометра зависит от его температуры, так что, если температура болометра отклоняется от температуры, при которой создавалась таблица смещений, последняя становится неподходящей и коррекция становится неудовлетворительной.

Для того чтобы преодолеть эту проблему, в болометрическом детекторе первого типа фокальная плоскость является фокальной плоскостью с регулируемой температурой, что осуществляется, например, с помощью блока на основе эффекта Пельтье или нагревателя. Цель состоит в обеспечении того, чтобы изменения в температурах болометра вызывались исключительно излучением, исходящим от наблюдаемого объекта.

В первом варианте детектора с фокальной плоскостью с регулируемой температурой регулировка температуры осуществляется на основе единственного заданного значения температуры. Это называется «однотемпературный режим регулировки». Этот вариант имеет преимущество, заключающееся в существенной степени ограниченного рабочего диапазона температур детектора с каждой стороны от указанного заданного значения, таким образом делая возможным использование единственной таблицы смещений. Это ограничивает степень калибровки предприятием-изготовителем. С другой стороны, потребление энергии детектора далеко от оптимального, и это может даже становиться ограничивающим фактором в контексте автономных портативных детекторов. Действительно, когда температура среды, окружающей детектор, существенно отклоняется от заданного значения температуры, значительной является энергия, используемая с целью регулировки температуры. Но не только это, даже если реализуется регулировка температуры, она не может в полной мере обеспечить постоянную температуру. Детектор постоянно испытывает температурные возмущения, происходящие из окружения сетчатки, в особенности корпуса, в котором она размещается; температуры этого корпуса и связанных с ним элементов (оптический блок, диафрагма и т.п.) свободно изменяются как функция излучения и другого взаимного влияния, происходящего из внешнего окружения. Действительно, всегда существуют переходные процессы, которые дают отклонение от заданной температуры, и эти переходные процессы становятся тем сильнее, чем больше температура окружающей среды отклоняется от заданной.

Так как однотемпературный режим регулировки является энергозатратным и становится тем более неточным, чем больше температура окружающей среды отклоняется от единственной заданной температуры фокальной плоскости, создается второй вариант детекторов с регулируемой температурой, называемых «детекторы с многотемпературной регулировкой», которые используют несколько заданных значений температуры таким образом, что разность между температурой окружающей среды и температурой сетчатки остается ниже заранее заданного порогового значения. Это минимизирует потребление энергии для целей регулировки температуры, и неточность коррекции смещения существует независимо от температуры. Однако это предполагает наличие таблицы смещений для каждой заданной температуры. Количество таблиц смещения обычно велико для того, чтобы получить максимальную выгоду из преимуществ режима многотемпературной регулировки, и это включает очень продолжительную калибровку предприятием-изготовителем этих таблиц и, следовательно, значительную стоимость изготовления. Кроме того, при использовании обнаруживается, что промежуточные фазы, когда происходит изменение от первой заданной температуры до второй заданной температуры, обычно вызывают потерю качества изображений, даваемых детектором.

Так как детекторы с регулировкой температуры потребляют большое количество энергии и являются громоздкими и тяжелыми, были созданы детекторы без регулировки температуры, или «неохлаждаемые» детекторы TEC-less, обычно называемые детекторами без термоэлектронного охладителя.

В первом варианте детектора без термоэлектронного охладителя, например описанном в документах EP 1953509 и US 6433333, множество таблиц смещения получается на производстве для различных температур фокальной плоскости на протяжении предполагаемого рабочего диапазона детектора, и они сохраняются в детекторе. Обычно, для того чтобы установить температуру среды, окружающей детектор, он помещается в термостатическую камеру, которая удерживает каждый уровень из набора постоянных температурных уровней на протяжении приблизительно одного часа. Для окончательного анализа этот калибровочный процесс занимает несколько часов, требует термостатической камеры и, следовательно, является особенно дорогостоящим для изготовителя.

В ходе работы детектора измеряется температура в одной точке на подложке, и таблица смещений выбирается из сохраненных таблиц в зависимости от измеренной температуры, или рабочая таблица смещений для измеряемой температуры получается путем интерполяции сохраненных таблиц смещений. Получаемая таким образом таблица смещений, а затем таблица коррекции, следовательно, имеют температурную зависимость. Однако эффективность такой коррекции зависит от соответствия таблицы смещений, которая используется. Действительно, необходимо создать значительное количество таблиц для рассматриваемого диапазона температур, а это является дорогостоящим. Так как было доказано, что использование таблиц смещения является неэкономичным, были разработаны другие виды коррекции.

Во втором варианте детекторов без термоэлектронного охладителя, например описанных в документах US 5756999 и US 6028309, разброс значений смещений болометров корректируется путем приложения к ним варьируемого тока смещения. Действительно, сигнал болометра на выходе зависит непосредственно от тока, который через него протекает. Следовательно, применение этого тока модифицирует непрерывный выходной уровень болометра и, следовательно, величину его смещения. Однако этот тип коррекции включает использование изготовленной по специальным требованиям цепи смещения для каждого болометра, и это делает конструирование схем детекторов намного более сложным и снижает выход готовых изделий. Наблюдается не только это, также имеется наносящее вред ухудшение отношения сигнал-шум. Также этот вид коррекции еще требует таблиц смещения, хотя в ограниченных количествах по сравнению с количеством таблиц, требующимся в первом варианте.

В третьем варианте детекторов без термоэлектронного охладителя, например описанных в документе US 6690013, разброс значений смещений корректируется как функция измеряемых сопротивлений болометров, на основе эмпирической модели. Однако простое измерение электрических сопротивлений пикселей не является репрезентативным для всех причин разброса значений смещений. Следовательно, коррекция, осуществляемая таким образом, является эффективной только частично. Кроме того, эмпирическая модель еще использует таблицы параметров, которые требуют калибровки предприятием-изготовителем, аналогичной калибровке, требуемой при получении таблиц смещения.

Наконец, в четвертом варианте детекторов без термоэлектронного охладителя, например описанных в документе WO 2007/106018, коррекция разброса значений смещений основана на самом реальном объекте, в особенности на использовании временной эволюции информации на объекте, наблюдаемом с помощью детектора. Этот тип коррекции имеет преимущество, связанное с тем, что не требуется какая-либо предварительная калибровка предприятием-изготовителем. С другой стороны, коррекция такого типа является неподходящей для движущихся объектов, потому что, по ее принципу, такая коррекция исключает или, по меньшей мере, серьезно ухудшает детектирование статических элементов или движущихся медленно элементов в объекте. Кроме того, при определенных условиях могут появляться "призрачные" изображения, которые не являются репрезентативными для наблюдаемого объекта.

Документ US-А-2005/0029453 описывает способ обновления таблицы смещений на основе двух изображений от затвора, взятых при работе детектора. Этот способ включает проверку условия для обновления таблицы смещений, например условия, которое относится к изменению температуры, наблюдаемому с тех пор, как таблица смещений последний раз вычислялась, или условия, которое относится к возрасту таблицы смещений, и получение нового изображения от затвора, если условие выполняется. При получении нового изображения затем вычисляется новая таблица смещений как функция этого нового изображения и изображения, полученного во время последнего обновления.

Нужно отметить, что коррекция на основе предварительно откалиброванных таблиц смещения является наиболее эффективной, т.к. значения, содержащиеся в указанных таблицах, непосредственно связаны с измеряемыми смещениями болометров. Кроме того, такая коррекция не включает какие-либо ограничения на работу детектора. Альтернативные коррекции, при которых предпринимаются попытки ограничить или даже исключить таблицы смещения, делает возможным создание более дешевых детекторов без термоэлектронного охладителя, при этом имеющих отрицательное влияние на качество коррекции или налагающих ограничения на использование детектора.

Краткое описание изобретения

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить простой эффективный способ коррекции изменения смещения детектора без термоэлектронного охладителя, который не включает какую-либо предварительную калибровку предприятием-изготовителем.

Для достижения этого объект изобретения представляет собой способ коррекции изображений, создаваемых матрицей болометров детектора без регулировки температуры, причем указанная матрица содержит сетчатку болометрических мембран, расположенных в фокальной плоскости оптической системы и подвешенных над подложкой, в которой сформирована считывающая схема, приспособленная выводить поток необработанных значений сигнала, соответствующих каждому болометру в матрице, по отношению к наблюдаемому объекту, при этом детектор также содержит затвор, расположенный между оптической системой и сетчаткой, причем способ включает в рабочем режиме, при котором температурные условия среды, окружающей детектор, свободно меняются:

первый этап закрытия затвора и получения и сохранения в памяти детектора:

текущей таблицы необработанных значений, соответствующих изображению затвора, полученных с помощью матрицы болометров; и

температуры детектора в ходе получения указанной текущей таблицы необработанных значений,

второй этап определения и сохранения в памяти детектора таблицы коррекции смещений для текущей температуры детектора в зависимости от:

текущей таблицы необработанных значений и связанной с ней температуры; и

текущего набора таблиц необработанных значений, соответствующих изображениям затвора, полученных с помощью матрицы болометров, предварительно сохраненных в памяти детектора, и температур детектора, связанных соответственно с каждой из этих таблиц в то время, как они получались, причем указанные температуры сохранены в памяти детектора; и

третий этап коррекции потока необработанных значений с помощью таблицы коррекции смещений.

В соответствии с изобретением способ включает, вслед за получением текущей таблицы необработанных значений, процесс обслуживания текущего набора таблиц необработанных значений, содержащий:

проверку условия для замены таблицы из указанного набора текущей таблицей необработанных значений; и

если указанное условие выполняется, замену таблицы из указанного текущего набора таблиц текущей таблицей необработанных значений и замену температуры получения замененной таблицы температурой получения текущей таблицы необработанных значений.

Эта проверка включает определение на основе, по меньшей мере, одного предварительно заданного критерия, существует ли новый набор таблиц, полученный путем замены таблицы текущего набора текущей таблицей, который является более подходящим, чем текущий набор, по отношению к последующему определению таблицы смещений.

Термин «необработанное значение» здесь употребляется в значении сигнала, полученного от болометра, без применения к нему какой-либо коррекции смещения. Термин «эксплуатация» употребляется в значении процесса принятия решения в отношении активации первого этапа и модификации или немодификации набора необработанных значений и процесса применения этих модификаций в зависимости от принятого решения. Этот процесс принятия решения основан на значениях определенного количества параметров состояния детектора, которые получаются и сохраняются в то же самое время, что и таблицы необработанных значений, и прилагаются к этим таблицам. Этот процесс принятия решений состоит из серий операций по условиям, реализуемых для принятия решения о том, подходящим или нет является «обновление» набора. «Обновление» определяется как увеличение количества N элементов набора и/или модификация, в терминах необработанного значения и/или параметра, по меньшей мере, одного элемента из набора, отличного от элемента, который был получен последним.

Другими словами, изобретение сохраняет концепцию значения коррекции смещения, полученного эмпирически с помощью измерений. Однако эти значения в итоге получаются в то время, когда детектор реально работает, а не в ходе калибровки предприятием-изготовителем, предполагается, что затвор ведет себя так же, как однородное по температуре черное тело, которое используется при калибровке таблиц смещения в соответствии с предшествующим уровнем техники.

Тогда как, в соответствии с предшествующим уровнем техники, таблицы смещений калибруются в соответствии с очень строгими условиями получения данных для того, чтобы иметь оптимальную точность для значений, которые должны использоваться для коррекции разброса значений смещений, изобретение использует менее строгие условия благодаря затвору, который находится при температуре окружающей среды, нет необходимости какой-либо регулировки температуры. Таким образом, для того чтобы получить необработанные значения, которые используются для вычисления коррекции смещения, нет необходимости регулировать температуру фокальной плоскости. Кроме того, нет необходимости добиваться того, чтобы температура фокальной плоскости по существу равнялась температуре объекта.

В итоге, хотя, на первый взгляд, кажется, что коррекция имеет более низкое качество, чем коррекция на основе таблиц смещения, которые являются точно откалиброванными в условиях предприятия-изготовителя, коррекция разброса значений смещений в соответствии с изобретением в действительности имеет хорошее качество. Как будет показано ниже, в отношении фигур 8 и 9, коррекция в соответствии с изобретением в действительности имеет качество, которое по существу идентично коррекции, полученной на основе точных таблиц с калибровкой предприятия-изготовителя. Следовательно, изобретение бросает вызов обычному предположению, сделанному в этой области, которое явно или неявно понятно из документов, соответствующих предшествующему уровню техники, а именно, что обязательно иметь таблицы, откалиброванные в хорошо контролируемых лабораторных условиях, для того чтобы получить точную коррекцию.

Фактически, благодаря изобретению, нет необходимости обеспечивать калибровку предприятия-изготовителя, и это существенно уменьшает стоимость изготовления детектора, и значения, используемые с целью коррекции, могут получаться в ходе работы детектора.

Польза изобретения следует из трех преимуществ. Детектор работает в режиме без термоэлектрического охладителя, что означает, что расход энергии уменьшается до минимума, калибровка предприятия-изготовителя минимизируется, и качество получаемого изображения довольно удовлетворительное.

Отметим, что способ в соответствии с изобретением отличается от способа, описанного в документе US-А-2205/0029453, в плане пути использования текущей таблицы для обновления набора сохраненных таблиц.

Во-первых, оба способа: в соответствии с изобретением и способ в документе US-А-2205/0029453, используют текущую таблицу для вычисления таблицы смещений. Фактически, в каждый рассматриваемый момент времени считается, что текущая таблица содержит соответствующую (релевантную) информацию.

Однако в соответствии с изобретением и в отличие от способа в документе US-А-2205/0029453 существует дополнительный процесс обновления набора таблиц необработанных значений, который отличается от процесса обновления таблицы смещений и содержит свои собственные критерии.

Действительно, в соответствии с изобретением реализуется проверка для выяснения того, будет ли замена таблицы из набора сохраненных таблиц текущей таблицей подходящей для получения дополнительного выигрыша в качестве, при котором далее таблица смещений будет вычисляться. Этот дополнительный выигрыш определяется по отношению к одному или более объективному критерию/критериям, который/которые основываются только на таблицах, которые являются подходящими для формирования набора таблиц. Преимущественно, но не ограниченно этим, идеальным является, например, получение набора таблиц, которые являются недавними, расположенными с регулярными промежутками в терминах их температур получения, и были получены, когда температура была постоянной.

В документе US-А-2205/0029453 старая таблица систематически заменяется текущей таблицей. Если выполняется условие, связанное с температурой или возрастом таблицы, происходит замена. Нет оценки для выяснения того, является такая замена преимущественной или нет. Например, возможно, что текущая таблица заполнялась данными при нестабильных тепловых условиях и что таблица, данные которой были получены при предыдущем обновлении, также заполнялась данными при нестабильных тепловых условиях. Таблица смещений, рассчитанная на основе этих двух таблиц, при этом имеет очень плохое качество. Если детектор работает в окружающей среде, где меняется температура, например при передвижении от места с высокой температурой к месту с низкой температурой, он будет давать изображение очень плохого качества довольно долго.

Напротив, в соответствии с изобретением текущая таблица не будет систематически заменяться одной из таблиц из набора таблиц, это будет происходить, только если существует таблица, которая оказывается еще хуже.

В итоге, для того чтобы полностью понять способ в соответствии с изобретением и полностью понять способ в соответствии с предшествующим уровнем техники, нужно отметить, что управление «плохим качеством» текущей таблицы, которая систематически используется при вычислении таблицы смещений, реализуется через частоту, с которой сама текущая таблица обновляется, при этом данная таблица всегда является более точной на короткий срок. Например, если существует значительное изменение температуры, температурные условия отслеживаются более часто, и, следовательно, таблица смещений обновляется более часто, но текущая таблица, которая считается менее подходящей, чем все другие таблицы (считается, что она имеет «плохое качество» на основе предварительно определенных критериев), не оставляет какого-либо сохраненного следа в наиболее подходящем наборе, который используется во время последующих коррекций.

В одном варианте реализации текущий набор сохраненных таблиц частично или полностью строится как функция текущих таблиц, данные которых получаются в ходе работы детектора. Таким образом, калибровка предприятия-изготовителя для детектора не осуществляется.

С другой стороны, набор необработанных, используемых по умолчанию значений определяется лишь однажды на одном или более опорных детекторе(ах) и изначально сохраняется в детекторе в соответствии с изобретением. Эти используемые по умолчанию значения затем постепенно заменяются (обновляются) по мере работы детектора. Коррекция тогда является более точной в начале процесса благодаря довольно подходящим используемым по умолчанию значениям, которые первоначально сохранялись. Отметим, что первоначальная калибровка не используется.

В одном варианте реализации изобретения упомянутый по меньшей мере один критерий содержит критерий, относящийся к соответствию этих таблиц текущему рабочему состоянию детектора, в частности критерий, относящийся к давности получения, и/или критерий, относящийся к стабильности температуры во время получения указанных таблиц необработанных значений.

Другими словами, таблица необработанных значений, которая используется в качестве базиса для вычисления таблицы коррекции смещений, может больше не быть точно достоверной после промежутка времени, например, из-за отклонения в характеристиках болометра. Следовательно, преимущество состоит в том, чтобы заменить самые старые таблицы необработанных значений рекуррентно, например периодически, или в зависимости от результата регулярно повторяемой проверки, связанной с давностью. Аналогично, некоторые условия, при которых получаются данные для таблицы необработанных значений, являются неблагоприятными, например таблицы необработанных значений, данные которых получены, когда температура детектора быстро флуктуировала. Следовательно, преимущество состоит в том, чтобы заменить (обновить) таблицы необработанных значений, заполняемых предварительно при таких условиях, если они существуют. Недавние таблицы необработанных значений, заполняемые данными при лучших условиях, и, следовательно, таблица коррекции смещений оптимального качества, таким образом, получаются после того, как детектор использовался на протяжении определенного интервала времени.

В одном конкретном варианте реализации изобретения упомянутый по меньшей мере одни критерий содержит критерий, относящийся к соответствию этих таблиц вычислению таблицы коррекции смещения. В частности, указанный критерий соответствия содержит критерий, относящийся к распределению температур, при которых были получены данные для таблиц с обновлением набора таблиц необработанных значений, предпринимаемым для обеспечения оптимального распределения этих температур внутри температурного диапазона, в котором работает детектор.

Другими словами, качество таблицы коррекции смещений также зависит от способа, которым она рассчитывалась, независимо от измеряемых количеств, используемых в то время, когда она рассчитывалась. Например, если все сохраненные таблицы соответствовали температурам, сгруппированным вокруг данной температуры, вычисление таблицы коррекции смещений для сильно отличающейся температуры путем интерполяции таблиц, которые сгруппированы вместе, будет давать значение с относительно низким соответствием. Построение и рекуррентное обновление набора необработанных значений в соответствии с изобретением, таким образом, позволяет получить оптимальное распределение температур таблиц необработанных значений, используемых для вычисления таблицы коррекции смещений, например путем интерполяции. В частности, реализуются этапы для обеспечения того, чтобы указанные температуры, при которых получаются данные таблиц необработанных значений, регулярно чередовались, например каждые 15°С, на протяжении рабочего диапазона детектора, который обычно изменяется от -20°С до +70°С.

В одном варианте реализации способ также содержит оценку первого условия для обновления таблицы коррекции смещения, которая, если указанное первое условие выполняется, инициирует следующее:

закрытие затвора, получение текущей таблицы необработанных значений и процесс обслуживания текущего набора сохраненных таблиц; и

вычисление новой таблицы коррекции смещений как функции текущей таблицы необработанных значений и набора сохраненных таблиц необработанных значений.

В частности, первое условие для обновления значения коррекции смещения содержит критерий, относящийся к возрасту текущей таблицы необработанных значений, причем указанное первое условие выполняется, в частности, если возраст текущей таблицы превышает заранее заданную длительность. Также, в частности, первое условие для обновления таблицы коррекции смещений содержит критерий, относящийся к разности между текущей температурой детектора (в рассматриваемый точный момент времени) и температурой детектора, связанной с текущей таблицей необработанных значений, причем указанное первое условие выполняется, в частности, если указанная разность превышает первый заранее заданный порог.

Предпочтительно, способ также содержит оценку второго условия для обновления таблицы коррекции смещений, если указанное второе условие обновления выполняется, это инициирует вычисление новой таблицы коррекции смещений как функции текущей таблицы необработанных значений и набора сохраненных таблиц необработанных значений без включения процесса обслуживания. В частности, второе условие для обновления значения коррекции смещений содержит критерий, относящийся к разности между текущей температурой детектора и температурой детектора, которая была при последнем вычислении таблицы коррекции смещений, причем указанное второе условие удовлетворяется, в частности, если указанная разность превышает второй заранее заданный порог, который меньше, чем первый порог.

Другими словами, рабочее состояние детектора может изменяться с последнего момента вычисления значений коррекции смещений. Следовательно, желательно обновлять значения коррекции смещений. Тем не менее, при определенных условиях, последние текущие необработанные значения могут оставаться истинными, особенно, если температура детектора в настоящий момент остается очень близкой к температуре, при которой были получены текущие необработанные значения, например, если температура детектора не изменялась более, чем на несколько десятых градуса.

Другими словами, значение коррекции смещений вычисляется заново, только если это считается полезным сделать в соответствии с конкретными условиями. Это помогает избежать дополнительного шума, связанного с тщательным, очень частым повторным вычислением для того, чтобы получить более подробную выборку любых изменений в среде, а также уменьшает потребление энергии системой. Значение коррекции смещений, таким образом, считается истинным либо вблизи температуры, для которой оно рассчитывается, либо/и для заранее заданной длительности. Можно видеть, что изобретение делает возможным непосредственное использование наиболее подходящих данных для вычисления значения коррекции смещения, в особенности данных, относящихся к текущей температуре детектора.

В одном конкретном варианте реализации изобретения таблица коррекции смещений включает вычисление таблицы необработанных значений путем интерполяции текущей таблицы необработанных значений и заранее заданного количества таблиц из набора сохраненных таблиц необработанных значений, и вычисление значения коррекции смещения осуществляется в соответствии с уравнением:

где O_n представляет собой значение в таблице коррекции смещений, представляет собой среднее значение интерполированной таблицы необработанных значений, G_n представляет собой заранее заданный поправочный коэффициент для коррекции коэффициента усиления болометра, соответствующего указанному значению O_n, и S_interp(Tamb)_n представляет собой необработанное значение, которое соответствует указанному значению O_n интерполированной таблицы.

Объектом изобретения также является термочувствительный элемент без регулирования температуры, содержащий:

матрицу болометров, содержащую сетчатку из болометрических мембран, подвешенных над подложкой, в которой сформирована считывающая схема, приспособленная выводить в виде сигнала поток необработанных значений, который соответствует каждому болометру в матрице, в отношении наблюдаемого объекта, и которая располагается в фокальной плоскости оптической системы;

по меньшей мере, один датчик температуры, приспособленный измерять температуру в одной точке на подложке;

управляемый затвор, приспособленный формировать однородную картину на сетчатке;

средства обработки информации, содержащие:

средство хранения, способное сохранять текущую таблицу необработанных значений и текущий набор таблиц необработанных значений, соответствующих изображениям затвора, полученным с помощью матрицы болометров, и температурные измерения, выводимые датчиком температуры в моменты времени, когда получаются указанные таблицы;

средство для вычисления таблицы коррекции смещений в зависимости от текущей температуры детектора, текущей таблицы необработанных значений и набора предварительно сохраненных таблиц необработанных значений; и

средство для коррекции потока необработанных значений с помощью таблицы коррекции смещений.

В соответствии с изобретением устройство обработки информации также содержит средство для применения обслуживания текущего набора сохраненных таблиц необработанных значений и таблицы коррекции смещений, причем указанное средство обслуживания приспособлено:

активировать закрытие затвора, за чем следует получение данных и сохранение новой текущей таблицы необработанных значений, соответствующих затвору и измерению температуры, полученному от датчика в момент времени, когда получаются данные для новой текущей таблицы; и

проверять условие для замены таблицы из указанного текущего набора текущей таблицей необработанных значений; и

если указанное условие выполняется, заменять таблицу из указанного текущего набора таблиц текущей таблицей необработанных значений и заменять температуру получения замененной таблицы полученной температурой текущей таблицы необработанных значений.

Эта проверка включает определение на основе, по меньшей мере, одного заранее заданного критерия того факта, существует ли новый набор таблиц, полученный заменой таблиц текущего набора текущей таблицей, который является более подходящим, чем текущий набор по отношению к последующему определению таблицы смещений.

Другими словами, детектор способен использовать способ упомянутого выше типа.

Краткое описание чертежей

Изобретение станет более понятным с помощью следующего описания, которое дается просто в качестве примера и относится к сопровождающим чертежам, на которых:

фигура 1 представляет собой схематичный вид детектора в соответствии с изобретением;

фигуры 2 и 3 являются логическими блок-схемами, которые иллюстрируют один способ, используемый детектором на фигуре 1,

фигура 4 иллюстрирует температурные критерии, которые используются при обновлении таблиц, используемых для вычисления значений коррекции смещений в соответствии с изобретением;

фигуры с 5 по 7 иллюстрируют этапы при вычислении критерия стабильности температуры в соответствии с изобретением; и

фигуры 8 и 9 соответственно иллюстрируют температурный профиль, заданный на болометрах, и отношение остаточного фиксированного пространственного шума к временному шуму, полученное при реализации изобретения, с указанным температурным профилем.

Описание предпочтительных вариантов реализации

Следующее описание описывает один предпочтительный вариант реализации изобретения, который считается оптимальным в плане оптимизации частоты, с которой закрывается затвор (и, следовательно, пропадает изображение), и точности коррекции.

Тем не менее, должно быть понятно, что существуют два отдельных условия обновления, даже если кажется, что они перекрываются во времени, в варианте реализации, который описывается ниже: одно относится к обновлению таблицы смещений и другое относится к обновлению набора таблиц необработанных значений.

Очевидно, возможно представить реализацию обоих этих обновлений параллельно и последовательно.

Фигура 1 схематично изображает болометрический детектор в соответствии с изобретением. Этот детектор не имеет температурной регулировки и детектирует излучение от объекта, который должен наблюдаться в инфракрасном диапазоне.

Детектор содержит матрицу 10 из элементарных термочувствительных элементов или болометров, каждый из которых содержит болометрическую мембрану, подвешенную над подложкой с помощью поддерживающих наклонных и термически изолированных подвесов.

Считывающая схема 20 и датчик температуры 30 также сформированы на подложке, а подвешенные мембраны