[发明专利]用于成像系统的增益校准的方法及成像系统

说明书

成像系统包括光电检测器阵列和与光电检测器相关联以从光电检测器读取强度值的电子电路。电子电路可以包括具有积分器电容器的积分器，该积分器电容器具有标称电容，其中与光电检测器相关联的电子电路的增益可以至少部分地取决于积分器电容器的实际电容，实际电容不同于标称电容。成像系统可以被配置为确定至少部分地取决于实际电容和/或输入到积分器的信号电压的增益因子。成像系统可以被配置为至少部分地基于所计算的积分器电容器的实际电容来应用增益因子。成像系统可以是热成像系统，并且可以包括红外照相机内核。

技术领域

本公开一般涉及用于诸如包括用于热成像系统的红外照相机在内的照相机之类的成像系统的增益校准，并且具体地涉及用于确定电容根据信号发生变化而引起的增益特性的系统和方法。

背景技术

高性能、低成本非冷却红外成像设备(例如测辐射热计焦平面阵列(FPA))的日益增加的可用性使得能够设计和生产批量生产的、面向消费者的能够进行高质量热成像的红外(IR)照相机。这种热成像传感器长期以来昂贵且难以生产，因此将高性能、长波成像的使用限制于高价值仪器，诸如航空航天、军事或大规模商业应用。批量生产的IR照相机可能具有与复杂的军事或工业系统不同的设计要求。例如，用于计算增益线性的新方法对于低成本、批量生产的系统可能是期望的。

发明内容

本文所述的示例实施例具有创新特征，其中没有单个特征是不可或缺的或仅负责其期望的属性。在不限制权利要求的范围的情况下，现在将总结一些有利的特征。

成像系统包括光电检测器阵列和与光电检测器相关联以从光电检测器读取强度值的电子电路。电子电路可以包括具有积分器电容器的积分器，该积分器电容器具有标称电容，其中与光电检测器相关联的电子电路的增益可以至少部分地取决于积分器电容器的实际电容，实际电容不同于标称电容。成像系统可以被配置为确定至少部分地取决于实际电容和/或输入到积分器的信号电压的增益因子。成像系统可以被配置为至少部分地基于所计算的积分器电容器的实际电容来应用增益因子。成像系统可以是热成像系统，并且可以包括红外照相机内核。

在第一方面，公开了用于成像系统的增益校准的方法。所述成像系统包括光电检测器阵列和用于从所述光电检测器阵列读出图像数据的检测器电子电路，其中所述检测器电子电路包括具有积分器电容器的积分器，所述积分器电容器具有标称电容，并且所述检测器电子电路的增益是积分器电容的函数。所述方法包括：根据所述电容器两端的信号电压来测量所述积分器电容器的电容。所述方法还包括确定信号电压、测量的电容和测量的增益之间的数学关系。所述方法还包括对于个体光电检测器，使用所确定的数学关系修改由所述成像系统使用的增益值，其中所述增益值是所述数学关系的输出，并且所述信号电压是所述数学关系的输入。

在第一方面的一些实施例中，确定包括跨多个已知的值改变所述积分器的输入电流，在所述多个已知的输入电流处积分，观察由积分产生的信号电压，将实际信号电压与用标称积分电容预期的信号电压相比较，以及根据信号电压计算实际积分电容。在第一方面的一些实施例中，开发还包括根据信号电压对所测量的电容用曲线拟合。在另一实施例中，所述方法还包括开发数学函数，所述数学函数根据所述数学关系将输入信号电压映射到输出实际增益；或者根据所述数学关系开发查找表，所述查找表将实际增益索引到信号电压。

在第一方面的一些实施例中，对FPA设计的个体FPA的一个或多个像素执行所述增益校准，并且对所述FPA设计的个体FPA的每个像素应用所述数学关系。在第一方面的一些实施例中，对个体FPA 的一个或多个像素执行所述增益校准，并且对所述个体FPA的个体像素应用所述数学关系。在第一方面的一些实施例中，对个体FPA的个体像素执行所述增益校准，针对个体像素确定数学关系，并且对所述个体FPA的个体像素使用所述数学关系。