MEJORAS EN O RELACIONADAS CON LA CALIBRACIÓN DE CÁMARAS DE INFRARROJOS.

Un método de calibración un detector infrarrojo que usa una superficie (12) de referencia de temperatura ajustable dentro de su campo de visión,

método que está caracterizado por los pasos de. a) controlar la temperatura de la superficie (12) de referencia a una primera temperatura (T1) de la superficie y medir la salida del detector (18) durante un primer tiempo (S1) de exposición, siendo seleccionados los primeros temperatura (T1) y tiempo (S1) de forma que se obtiene un primer "llenado de pozo" (Wreal) de los píxeles del detector a la temperatura más baja posible de la superficie (12) de referencia; b) procesar las medidas de salida del detector (18) para obtener un primer coeficiente (coefcal1) de calibración; c) ajustar la temperatura de la superficie (12) de referencia a una segunda temperatura (T2) de la superficie y medir la salida del detector (18) durante un segundo periodo de tiempo (Sreal) de exposición, siendo seleccionados los segundos temperatura (T2) y tiempo (Sreal) de exposición de forma que se obtiene un segundo "llenado de pozo" (W2) predeterminado de los píxeles del detector; d) procesar las medidas de salida del detector (18) para obtener un segundo coeficiente (coefcal2) de calibración; e) reajustar la temperatura de la superficie (12) de referencia a una tercera temperatura (T3) de la superficie y medir la salida del detector (18) durante el primer período de tiempo (S1) de exposición, siendo seleccionada la tercera temperatura (T3) de forma que se obtiene el segundo "llenado de pozo" (W2) predeterminado de los píxeles del detector durante el primer período de tiempo (S1) de exposición. f) procesar las medidas de salida del detector (18) para obtener un tercer coeficiente (coefcal3) de calibración; y g) ajustar el primer coeficiente (coefcal1) de calibración basándose en los segundo y tercer coeficientes (coefcal2, coefcal3) de calibración obtenidos

La presente invención se refiere a mejoras en o relacionadas con la calibración de cámaras de infrarrojos y está, más particularmente aunque no exclusivamente, relacionado con la calibración de no uniformidad.

Se conoce el realizar la calibración de no uniformidad de dos puntos interna en cámaras de infrarrojos a temperaturas ambiente por encima de 28 ºC. Sin embargo, ha sido difícil obtener tal calibración debido a la incapacidad para controlar la temperatura de la superficie de referencia térmica para alcanzar el punto de ajuste deseado para el rango de temperaturas de funcionamiento de la cámara basada en un tiempo de exposición seleccionado. El punto de ajuste deseado es típicamente 5 ºC pero la temperatura de la superficie de referencia obtenible es aproximadamente la temperatura ambiente menos 25 ºC. Esto tiene la desventaja de que, en aplicaciones en las que una cámara de infrarrojos que tiene un campo amplio de visión va a ser usada a temperaturas ambiente equivalentes a 55 ºC, la temperatura de la superficie de referencia obtenible se espera que sea alrededor de 30 ºC (55-25 ºC). Ésta es sustancialmente más alta que tanto el punto de ajuste deseado como las temperaturas de escena especificadas equivalentes a 10 ºC.

Aunque es posible modificar la técnica de calibración de forma que la calibración de la cámara pueda ser llevada a cabo usando la “mejor obtenible” temperatura de la superficie de referencia, se obtiene una caída significativa en la eficiencia de la cámara con respecto a la eficiencia que sería obtenida si la calibración de la cámara fuera realizada usando su punto de ajuste de temperatura ideal. Además, si se realizan los pasos de calibración de punto único a temperaturas que son significativamente diferentes de aquellas que están presentes en el fondo de una escena, se perderán sustancialmente las ventajas y beneficios de tales pasos de calibración como resultado de las diferencias entre las temperaturas de calibración reales y las temperaturas de calibración deseadas.

El documento de patente americana US 6,127,679 describe un sistema de captación térmica para observar una escena que produce luminancia que comprende un LED IR de referencia para proporcionar una luminancia predeterminada calibrada, un conjunto de elementos de detección de fotones, al menos dos sistemas ópticos de posición para enfocar de forma controlable hacia la luminancia del conjunto de elementos de detección bien desde una escena observada o bien desde el LED IR de referencia, un aparato de conmutación para mover de forma controlable dicho sistema óptico entre las dos posiciones y un calculador, sensible a la posición de dicho sistema óptico para calibrar las señales recibidas desde el conjunto de elementos de detección, que resultan de la observación de la escena, con señales que resultan del LED IR de referencia.

Es por ello un objeto de la presente invención proporcionar un método de calibración que proporcione los beneficios tanto de la calibración de punto único como de la de dos puntos que son sustancialmente recuperados mientras que usa temperaturas de la superficie de referencia s obtenibles más bien que temperaturas de la superficie de referencia ideales.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método de calibración de un detector infrarrojo usando una superficie (12) de referencia de temperatura ajustable dentro de su campo de visión, método que está caracterizado por los pasos de:

a) controlar la temperatura de la superficie (12) de referencia a una primera temperatura (T1) de la superficie y medir la salida del detector (18) durante un primer tiempo (S1) de exposición, siendo seleccionados los primeros temperatura (T1) y tiempo (S1) de forma que se obtiene un primer “llenado de pozo” (Wreal) de los píxeles del detector a la temperatura más baja posible de la superficie (12) de referencia;

b) procesar las medidas de salida del detector (18) para obtener un primer coeficiente (coefcal1) de calibración;

c) ajustar la temperatura de la superficie (12) de referencia a una segunda temperatura (T2) de la superficie y medir la salida del detector (18) durante un segundo periodo de tiempo (Sreal) de exposición, siendo seleccionados los segundos temperatura (T2) y tiempo (Sreal) de exposición de forma que se obtiene un segundo “llenado de pozo” (W2) predeterminado de los píxeles del detector;

d) procesar las medidas de salida del detector (18) para obtener un segundo coeficiente (coefcal2) de calibración;

e) reajustar la temperatura de la superficie (12) de referencia a un tercera temperatura (T3) de la superficie y medir la salida del detector (18) durante el primer período de tiempo (S1) de exposición, siendo seleccionada la tercera temperatura (T3) de forma que se obtiene el segundo “llenado de pozo” (W2) predeterminado de los píxeles del detector durante el primer período de tiempo (S1) de exposición.

f) procesar las medidas de salida del detector (18) para obtener un tercer

coeficiente (coefcal3) de calibración; y g) ajustar el primer coeficiente (coefcal1) de calibración basándose en los segundo y tercer coeficientes (coefcal2, coefcal3) de calibración obtenidos.

Preferiblemente, el “llenado de pozo” se selecciona para que sea aproximadamente el 50%, pero se apreciará que puede usarse cualquier otro valor de “llenado de pozo” adecuado de acuerdo con las características de la cámara de infrarrojos que está siendo calibrada.

El segundo “llenado de pozo” puede seleccionarse para que sea cerca del 100% pero de nuevo puede usarse cualquier valor de “llenado de pozo” adecuado dependiendo de las características de la cámara de infrarrojos que esta siendo calibrada.

De acuerdo con la presente invención, el paso g) comprende el determinar los coeficientes de calibración no-uniforme finales de acuerdo con la suma de los coeficientes de calibración no uniforme seleccionados y reajustados menos los coeficientes de calibración no uniforme ajustados. Naturalmente, se entenderá que la manera en que se usan para la calibración final los coeficientes de calibración no uniforme para cada combinación de tiempo de exposición/temperatura de la superficie puede ser variada de acuerdo con las características de la cámara que está siendo calibrada.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para calibrar un detector de infrarrojos, aparato que comprende:

una superficie (12) de referencia con temperatura controlada, siendo colocado el detector (18) dentro del aparato para ver la superficie (12) de referencia; medios (14, 28) de control para controlar la temperatura (T) de la superficie (12) de referencia y el tiempo (S) de exposición del detector (18); y medios (28) de procesamiento para recibir señales de salida del detector (18) a primera, segunda y tercera combinaciones predeterminadas de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia y para producir coeficientes de calibración que se corresponden con cada una de las primera, segunda y tercera combinaciones predeterminadas de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia y para determinar los coeficientes de calibración finales para el detector a partir de los coeficientes de calibración determinados para cada una de las combinaciones predeterminadas de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia, caracterizado porque en la primera combinación de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia, los primeros temperatura (T1) y tiempo (S1) de exposición son seleccionados de forma que se obtiene un primer “llenado de pozo” (Wreal) predeterminado de los píxeles del detector a la temperatura más baja posible de la superficie (12) de referencia; en la segunda combinación de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia , los segundos temperatura (T2) y tiempo (S2real) son seleccionados de forma que se obtiene un segundo “llenado de pozo” (W2) predeterminado de los píxeles del detector; y en la tercera combinación de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia, la tercera temperatura (T3) es seleccionada de forma que se obtiene el segundo “llenado de pozo” (W2) de los píxeles del detector durante el primer período de tiempo (S1) de exposición.

Para un mejor entendimiento de la presente invención, ahora...

1. Un método de calibración un detector infrarrojo que usa una superficie (12) de referencia de temperatura ajustable dentro de su campo de visión, método que está caracterizado por los pasos de.

a) controlar la temperatura de la superficie (12) de referencia a una primera temperatura (T1) de la superficie y medir la salida del detector (18) durante un primer tiempo (S1) de exposición, siendo seleccionados los primeros temperatura (T1) y tiempo (S1) de forma que se obtiene un primer “llenado de pozo” (Wreal) de los píxeles del detector a la temperatura más baja posible de la superficie (12) de referencia; b) procesar las medidas de salida del detector (18) para obtener un primer coeficiente (coefcal1) de calibración; c) ajustar la temperatura de la superficie (12) de referencia a una segunda temperatura (T2) de la superficie y medir la salida del detector (18) durante un segundo periodo de tiempo (Sreal) de exposición, siendo seleccionados los segundos temperatura (T2) y tiempo (Sreal) de exposición de forma que se obtiene un segundo “llenado de pozo” (W2) predeterminado de los píxeles del detector; d) procesar las medidas de salida del detector (18) para obtener un segundo coeficiente (coefcal2) de calibración; e) reajustar la temperatura de la superficie (12) de referencia a una tercera temperatura (T3) de la superficie y medir la salida del detector (18) durante el primer período de tiempo (S1) de exposición, siendo seleccionada la tercera temperatura (T3) de forma que se obtiene el segundo “llenado de pozo” (W2) predeterminado de los píxeles del detector durante el primer período de tiempo (S1) de exposición. f) procesar las medidas de salida del detector (18) para obtener un tercer coeficiente (coefcal3) de calibración; y g) ajustar el primer coeficiente (coefcal1) de calibración basándose en los segundo y tercer coeficientes (coefcal2, coefcal3) de calibración obtenidos.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el primer “llenado de

pozo” predeterminado de los píxeles es aproximadamente del 50%.

3. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que el segundo “llenado de pozo” predeterminado de los píxeles es aproximadamente del 100%.

4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el paso g) comprende el determinar un coeficiente de calibración final de acuerdo con la suma del primer (coefcal1) y del tercer (coefcal3) coeficientes de calibración menos el segundo (coefcal2) coeficiente de calibración.

5. Aparato para calibrar un detector de infrarrojos, aparato que comprende:

una superficie (12) de referencia con temperatura controlada, siendo colocado el detector (18) dentro del aparato para ver la superficie (12) de referencia; medios (14, 28) de control para controlar la temperatura (T) de la superficie

(12) de referencia y el tiempo (S) de exposición del detector (18); y medios (28) de procesamiento para recibir señales de salida del detector (18) en primera, segunda y tercera combinaciones predeterminadas de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia y para producir coeficientes de calibración que se corresponden con cada una de las primera, segunda y tercera combinaciones predeterminadas de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia y para determinar los coeficientes de calibración finales para el detector a partir de los coeficientes de calibración determinados para cada una de las combinaciones predeterminadas de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia, caracterizado porque en la primera combinación de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia, los primeros temperatura (T1) y tiempo (S1) de exposición son seleccionados de forma que se obtiene un primer “llenado de pozo” (Wreal) predeterminado de los píxeles del detector a la temperatura más baja posible de la superficie (12) de referencia; en la segunda combinación de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia, los segundos temperatura (T2) y tiempo (Sreal) son seleccionados de forma que se obtiene un segundo “llenado de pozo” (W2) predeterminado de los píxeles del detector; y en la tercera combinación de tiempo de exposición y temperatura de la superficie de referencia, la tercera temperatura (T3) es seleccionada de forma que se obtiene el segundo “llenado de pozo” (W2) predeterminado de los píxeles del detector durante el primer período de tiempo (S1) de exposición.

6. Aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el primer “llenado de pozo” predeterminado de los píxeles es aproximadamente del 50%.

7. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en el que el segundo “llenado de pozo” predeterminado de los píxeles es aproximadamente del 100%

8. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que el coeficiente de calibración final es determinado de acuerdo con la suma del primer (coefcal1) y del tercer (coefcal3) coeficientes de calibración menos el segundo (coefcal2) coeficiente de calibración.