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非冷却型遠赤外線カメラ

FPA温度とセンサー出力

センサーは温度に対して非常に敏感で、センサ自身の温度も見ているので、センサ自身の温度が変わると同じ温度を見ていても測定した温度が変わってしまいます。
下記は、ULIS社のセンサーのFPA温度(≒センサー温度)のみ変化させた時のSiTFを測定したグラフです。

写真「FPA温度のSiTF測定 グラフ」

FPA温度を37℃~60℃まで変化させることにより、平均輝度は、7300から9700まで変化します。約2400の輝度が変化しています。
これは、温度で24度以上変化していることになります。SiTFは、55から95まで変化しています。感度も倍近く変化していることになります。

FPAの温度が変化するとオフセットとゲインと両方が変化する
FPA温度は、50℃前後が適している

このパラメータの挙動が、ノイズの原因やカメラとしての構成の難しくしているため、以前までは、センサー内にペルチェ素子やヒーターを内蔵し、センサーの温度を一定保つ機能がありました。 これをTEC(Thermo Electric Coole)と呼びます。 近年は、カメラ内でこの挙動を抑える処理が行えるようになってきたため、この機能を持たないTEC-Lessが主流になりつつあります。

FPA(Focal Plane Array):赤外線イメージセンサー (焦点面アレイ)
SiFT(Scale-Invariant Feature Transform):画像上の温度変化1℃あたりの輝度変化量

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