JP2003166880A - Imaging device having temperature measuring means - Google Patents

Imaging device having temperature measuring means

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JP2003166880A
JP2003166880A JP2001366216A JP2001366216A JP2003166880A JP 2003166880 A JP2003166880 A JP 2003166880A JP 2001366216 A JP2001366216 A JP 2001366216A JP 2001366216 A JP2001366216 A JP 2001366216A JP 2003166880 A JP2003166880 A JP 2003166880A
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temperature
image
subject
spectral
branching
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Kenji Mitsui
健司 三井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging device having a temperature measuring means capable of taking a color photograph of an object, and measuring a specific temperature (temperature) of the object highly accurately. <P>SOLUTION: This device has an objective system for forming an image of an analyte, a branch optical system for branching light flux from the objective system into four or more optical paths, imaging means for acquiring image information of spectral images having mutually different spectral characteristics through the branch optical system, and a color image processing circuit for acquiring a color image from three spectral images and a temperature image processing circuit for acquiring a temperature distribution on the analyte from two spectral images, among the spectral images acquired by each imaging means. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、温度計測手段を有
する撮像装置に関し、特にビデオ撮影と物体(被検体)
の温度を計測し、それを表示し、物体の温度分布を高精
度に測定する際に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus having temperature measuring means, and more particularly to video shooting and an object (subject).
It is suitable for measuring the temperature of the object, displaying it, and measuring the temperature distribution of the object with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、物体の像を撮影系により撮像
手段面上に形成し、撮像手段からの出力信号を処理して
表示手段にカラー映像(カラー画像)を表示する撮像シ
ステムが種々と提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are various imaging systems which form an image of an object on the surface of an imaging means by an imaging system, process an output signal from the imaging means and display a color image (color image) on the display means. Proposed.

【0003】カラー映像は、人間の目が、赤(R)、緑
(G)、青(B)の3原色で、色を感じていることに合
わせて、映像をR,G,Bの3原色信号が得られるよう
に撮影し、3原色で再生している。
A color image has three primary colors, red (R), green (G), and blue (B), which the human eye perceives. Photographed so that primary color signals can be obtained, and reproduced in three primary colors.

【0004】映像より3原色信号を得る撮影方法には、
3板式カラーカメラのように、R,G,B、3色の専用
の撮像手段を3枚用いる方法と、単板式カラーカメラの
ように1つの撮像手段を用い、その各画素の光入射側に
R,G,Bのモザイク状のカラーフィルターを装着して
各画素よりR,G,Bの信号を算出する方法の2種類が
ある。
A photographing method for obtaining three primary color signals from an image is as follows:
A method of using three dedicated image pickup means for R, G, B, and three colors like a three-plate color camera, and one image pickup means like a single-plate color camera, and each pixel has a light incident side. There are two types of methods in which R, G, B mosaic color filters are mounted and R, G, B signals are calculated from each pixel.

【0005】一方、従来より撮影系で得られた映像(物
体)の温度分布を計測し、表示手段に表示する装置とし
て赤外線カメラが医療分野や工業分野で種々と用いられ
ている。赤外線カメラでは赤外領域の放射を画像センサ
ー(赤外センサー)で受光し、その強さの分布を濃淡で
画像として表現したり、それを色に展開して擬似カラー
として表現したりしている。
On the other hand, conventionally, infrared cameras have been widely used in the medical and industrial fields as a device for measuring the temperature distribution of an image (object) obtained by a photographing system and displaying it on a display means. In the infrared camera, the radiation in the infrared region is received by the image sensor (infrared sensor), and the intensity distribution is expressed as an image in shades, or it is expanded into colors and expressed as pseudo colors. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】物体の温度計測手段と
して、赤外線カメラを使用すれば、被写界(物体)の各
部の温度分布を知ることができるが、赤外線カメラが
「放射温度」を測定するものであるため、真温度(絶対
温度)を知ることが困難であるうえ、同時にカラー映像
を得ることができない。
If an infrared camera is used as a means for measuring the temperature of an object, the temperature distribution of each part of the object field (object) can be known, but the infrared camera measures the "radiation temperature". Since it is difficult to know the true temperature (absolute temperature), it is impossible to obtain a color image at the same time.

【0007】よく知られているように物体の放射温度か
ら真温度を知るためには、放射率や測定物体までの透過
率等による補正が必要になる。しかしながら放射率は物
体により、又測定波長により、その他物体の置かれた環
境により種々と異なる値を示すため、それを正確に知る
ことが極めて困難である。
As is well known, in order to know the true temperature from the radiation temperature of an object, it is necessary to make a correction by the emissivity or the transmittance of the object to be measured. However, since the emissivity shows different values depending on the object, the measurement wavelength, and the environment in which the object is placed, it is extremely difficult to know it accurately.

【0008】これに対して、被測定物体の二つの波長
(波長域)における放射を計測し、両者の比を算出し
て、同じ値を示す黒体の温度をその物体の温度とする比
温度(Ratio Temperature、2色温度)計測は、両波長
における放射率が同値である限り物体の温度を正確に計
測することができる。この放射率が同値であるという条
件が成り立つ限り比温度計測方法は放射率による補正の
必要も、又透過率による補正の必要もない。
On the other hand, the radiation of two wavelengths (wavelength range) of the object to be measured is measured, the ratio between the two is calculated, and the temperature of the black body showing the same value is taken as the temperature of the object. The (Ratio Temperature, two-color temperature) measurement can accurately measure the temperature of an object as long as the emissivity at both wavelengths is the same. As long as the condition that the emissivity is the same, the specific temperature measuring method does not need to be corrected by emissivity or correction by transmittance.

【0009】比温度計測方法を用いて物体の温度を計測
するとき、3画像センサー式のカメラ(3板式カラーカ
メラ)では、互いに色光の異なる光を受光する3つのセ
ンサー(撮像手段)からの出力信号より相対放射比を求
め、これより比温度を求めている。
When measuring the temperature of an object by using the specific temperature measuring method, in a three-image sensor type camera (three-plate type color camera), outputs from three sensors (imaging means) for receiving lights of different color lights. The relative emission ratio is obtained from the signal, and the specific temperature is obtained from this.

【0010】例えば3つの分光波長域をもつビデオカメ
ラで自発光映像を撮影し、その相対放射比の計算値から
温度を求めようとする時にセンサーのノイズが大きな障
害となる。ノイズがある場合は、相対放射比の計算に誤
差が生じ、正しい比温度を得ることができなくなる。ノ
イズは、受光からセンサーによって電気信号に変換した
後からの各所で発生し完全に除去する事は非常に困難で
ある。比温度計測では放射の強さによるのではなく、二
つの放射の比で温度を計測するため、放射が無い場合で
も微少なノイズが測定波長域にあると、それを放射とし
て計算し誤った温度データを出力する場合がある。また
放射がある場合でも微弱な場合は、放射データに対する
ノイズの量が多く所謂S/N比が悪い状態となり、誤っ
た値を温度データとして出力することがある。
For example, when a self-luminous image is photographed by a video camera having three spectral wavelength bands and the temperature is to be obtained from the calculated value of the relative radiation ratio, the noise of the sensor becomes a great obstacle. If there is noise, an error will occur in the calculation of the relative radiation ratio, and the correct specific temperature cannot be obtained. Noise is generated at various places after the light is received and converted into an electric signal by the sensor, and it is very difficult to completely remove it. In specific temperature measurement, the temperature is measured not by the intensity of radiation but by the ratio of two radiations.Therefore, even if there is no radiation, if a small noise is in the measurement wavelength range, it is calculated as radiation and an incorrect temperature is calculated. Data may be output. Further, even if there is radiation, if the radiation data is weak, the amount of noise with respect to the radiation data is large and the so-called S / N ratio becomes poor, and an erroneous value may be output as temperature data.

【0011】本発明は、物体のカラー撮影とともに、物
体の比温度(温度)の測定を高精度に行い、例えば表示
手段に物体の映像(カラー映像)とともに温度情報を表
示するようにし、これにより物体の温度分布を正確に表
示することができる機能を有した温度計測手段を有した
撮像装置の提供を目的とする。
According to the present invention, the color temperature of the object is measured and the specific temperature (temperature) of the object is measured with high accuracy, and the temperature information is displayed together with the image (color image) of the object on the display means. It is an object of the present invention to provide an imaging device having a temperature measuring means having a function capable of accurately displaying the temperature distribution of an object.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の温度計
測手段を有する撮像装置は、被検体の像を形成する対物
系と、該対物系からの光束を4以上の光路に分岐する分
岐光学系と、該分岐光学系を介して、互いに分光特性の
異なる分光像の画像情報を得る撮像手段と、各撮像手段
で得られる分光像のうち、3つの分光像よりカラー映像
を得るカラー映像処理回路と、2つの分光像より被検体
に関する温度分布を得る温度画像処理回路とを有してい
ることを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided an image pickup apparatus having temperature measuring means, an objective system for forming an image of a subject, and a branch for branching a light beam from the objective system into four or more optical paths. An optical system, an imaging means for obtaining image information of spectral images having different spectral characteristics through the branching optical system, and a color image for obtaining a color image from three spectral images of the spectral images obtained by each imaging means. It is characterized in that it has a processing circuit and a temperature image processing circuit for obtaining a temperature distribution relating to the subject from two spectral images.

【0013】請求項2の発明の温度計測手段を有する撮
像装置は、被検体の像を形成する対物系と、該対物系か
らの光束を複数の光路に分岐する分岐光学系と、該分岐
光学系を介して複数の分光特性の異なる分光像の画像情
報を得る撮像手段と、該撮像手段で得られる分光像のう
ち同一座標位置に存在する2つの異なる分光像の各画
素、または画素群の輝度からそれぞれ該被検体の放射の
強さを算出し、両放射の強さの比により、該被検体に関
する温度を計測する温度画像処理回路と、異なる時間で
得た各画素または画素群の電気出力を時間に対して加算
平均をする加算平均回路とを有していることを特徴とし
ている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image pickup apparatus having temperature measuring means, an objective system for forming an image of a subject, a branching optical system for branching a light beam from the objective system into a plurality of optical paths, and the branching optical system. An image pickup unit that obtains image information of a plurality of spectral images having different spectral characteristics through a system, and each pixel or a pixel group of two different spectral images existing at the same coordinate position among the spectral images obtained by the image pickup unit. A temperature image processing circuit for calculating the radiation intensity of the subject from the luminance and measuring the temperature of the subject by the ratio of the two radiation intensities, and the electricity of each pixel or pixel group obtained at different times. And an averaging circuit for averaging the output with respect to time.

【0014】請求項3の発明の温度計測手段を有する撮
像装置は、被検体の像を形成する対物系と、該対物系か
らの光束を複数の光路に分岐する分岐光学系と、該分岐
光学系を介して複数の分光特性の異なる分光像の画像情
報を得る撮像手段と、該撮像手段で得られる分光像のう
ち同一座標位置に存在する2つの異なる分光像の各画
素、または画素群の輝度からそれぞれ該被検体の放射の
強さを算出し、両放射の強さの比により、該被検体に関
する温度を計測する温度画像処理回路と、異なる時間で
得た計算結果の温度分布像を加算平均する加算平均回路
を有していることを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus having temperature measuring means, an objective system for forming an image of a subject, a branch optical system for branching a light beam from the objective system into a plurality of optical paths, and the branch optical system. An image pickup unit that obtains image information of a plurality of spectral images having different spectral characteristics through a system, and each pixel or a pixel group of two different spectral images existing at the same coordinate position among the spectral images obtained by the image pickup unit. The intensity of the radiation of the subject is calculated from the luminance, and the temperature image processing circuit that measures the temperature of the subject by the ratio of the two radiation intensities and the temperature distribution image of the calculation results obtained at different times are displayed. It is characterized by having an averaging circuit for averaging.

【0015】請求項4の発明の温度計測手段を有する撮
像装置は、被検体の像を形成する対物系と、該対物系か
らの光束を複数の光路に分岐する分岐光学系と、該分岐
光学系を介して複数の分光特性の異なる分光像の画像情
報を得る撮像手段と、該撮像手段で得られる分光像のう
ち同一座標位置に存在する2つの異なる分光像の各画
素、または画素群の輝度からそれぞれ該被検体の放射の
強さを算出し、両放射の強さの比により、該被検体に関
する温度を計測する温度画像処理回路と、各撮像手段に
入射する入射光に対する電気出力が直線性を維持するよ
うな補正手段とを有することを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus having temperature measuring means, an objective system for forming an image of a subject, a branch optical system for branching a light beam from the objective system into a plurality of optical paths, and the branch optical system. An image pickup unit that obtains image information of a plurality of spectral images having different spectral characteristics through a system, and each pixel or a pixel group of two different spectral images existing at the same coordinate position among the spectral images obtained by the image pickup unit. The intensity of radiation of the subject is calculated from the brightness, and the temperature image processing circuit that measures the temperature of the subject by the ratio of the intensity of both radiations, and the electrical output for the incident light incident on each image pickup unit. It is characterized by having a correction means for maintaining linearity.

【0016】請求項5の発明の温度計測手段を有する撮
像装置は、被検体の像を形成する対物系と、該対物系か
らの光束を複数の光路に分岐する分岐光学系と、該分岐
光学系を介して複数の分光特性の異なる分光像の画像情
報を得る撮像手段と、該撮像手段で得られる分光像のう
ち同一座標位置に存在する2つの異なる分光像の各画
素、または画素群の輝度からそれぞれ該被検体の放射の
強さを算出し、両放射の強さの比により、該被検体に関
する温度を計測する温度画像処理回路と、該撮像手段か
らの出力信号の閾値以上または閾値以下の出力信号を除
外する信号除去回路とを有することを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus having temperature measuring means, an objective system for forming an image of a subject, a branch optical system for branching a light beam from the objective system into a plurality of optical paths, and the branch optical system. An image pickup unit that obtains image information of a plurality of spectral images having different spectral characteristics through a system, and each pixel or a pixel group of two different spectral images existing at the same coordinate position among the spectral images obtained by the image pickup unit. A temperature image processing circuit for calculating the radiation intensity of the subject from the brightness and measuring the temperature of the subject by the ratio of the two radiation intensities, and a threshold value of the output signal from the imaging means or a threshold value or more. And a signal removing circuit for excluding the following output signals.

【0017】請求項6の発明は請求項2、3、4又は5
の発明において、前記複数の撮像手段で得られる分光像
より、前記被検体に関するカラー映像と、該被検体に関
する温度情報を同時に得ることを特徴としている。
The invention of claim 6 is the invention of claim 2, 3, 4 or 5.
In the invention, the color image relating to the subject and the temperature information relating to the subject are simultaneously obtained from the spectral images obtained by the plurality of imaging means.

【0018】請求項7の発明は請求項1から6のいずれ
か1項の発明において、前記複数の撮像手段の光入射側
には、各々互いに異なる特性の分光波長選択手段が設け
られていることを特徴としている。
According to a seventh aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, spectral wavelength selecting means having different characteristics are provided on the light incident sides of the plurality of image pickup means. Is characterized by.

【0019】請求項8の発明は請求項1から7のいずれ
か1項の発明において、前記分岐光学系は、互いに分光
特性が異なる複数のダイクロイックミラーを有している
ことを特徴としている。
The invention of claim 8 is characterized in that, in the invention of any one of claims 1 to 7, the branching optical system has a plurality of dichroic mirrors having different spectral characteristics.

【0020】請求項9の発明は請求項1から8のいずれ
か1項の発明において、前記分岐光学系は光束を青色、
緑色、赤色、赤外の光路に分岐しており、前記温度画像
処理回路は前記撮像手段で得られる赤外の分光像と前記
撮像手段に得られる青色、緑色、赤色のうちの1つの分
光像とを利用して、前記被検体の温度情報を得ているこ
とを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eighth aspects, the branch optical system emits a light beam in a blue color,
The temperature image processing circuit is branched into optical paths of green, red, and infrared, and the temperature image processing circuit obtains an infrared spectral image obtained by the imaging means and one spectral image of blue, green, and red obtained by the imaging means. Is used to obtain the temperature information of the subject.

【0021】請求項10の発明は請求項1から9のいず
れか1項の発明において、前記温度画像処理回路は、前
記被検体の所定領域の温度情報を2色温度法を利用して
求めていることを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to ninth aspects, the temperature image processing circuit obtains temperature information of a predetermined region of the subject by using a two-color temperature method. It is characterized by being.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態1の要部
概略図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view of the essential portions of a first embodiment of the present invention.

【0023】本実施形態の撮像装置は、物体(被検体)
の映像(カラー映像)を3板式の撮像手段(2次元画像
センサー)を用いて得る撮影系と、物体の所定領域の温
度(レシオ温度,Ratio Temperature、比温度、2色温
度)を計測する温度計測手段(レシオ温度計測手段)と
を有している。
The image pickup apparatus of this embodiment is an object (subject).
Of the image (color image) obtained by using a three-plate image pickup means (two-dimensional image sensor), and a temperature for measuring the temperature (ratio temperature, ratio temperature, specific temperature, two-color temperature) of a predetermined region of the object It has a measuring means (ratio temperature measuring means).

【0024】本実施形態は、被測定物(被検体)のカラ
ー画像と温度分布図を同時に得ている。
In this embodiment, a color image and a temperature distribution chart of the object to be measured (object to be measured) are obtained at the same time.

【0025】図1において、物体(被測定物体)OBか
らの光束は、対物レンズ(対物系)1に入射する。対物
レンズ1からの入射像は、分光特性を持つダイクロイッ
クミラー等の第1ミラー2によって赤色より波長の長い
近赤外領域の光(像)が反射され、バンドパス・フィル
ター(分光波長選択手段)3を通して、第1のセンサー
4に入射し受光される。
In FIG. 1, a light beam from an object (object to be measured) OB enters an objective lens (objective system) 1. The incident image from the objective lens 1 is reflected by the first mirror 2 such as a dichroic mirror having a spectral characteristic to reflect light (image) in the near infrared region having a wavelength longer than red, and a bandpass filter (spectral wavelength selecting means). It is incident on the first sensor 4 through 3 and is received.

【0026】第1ミラー2を通過した近赤外より波長の
短い可視光領域の光(像)のうち青色領域の光(像)は
ダイクロイックミラー等の第2ミラー5により反射さ
れ、バンドパス・フィルター6を通して第2センサー7
に入射する。第2ミラー5を通過した緑色と赤色の光
(像)の中の赤色はダイクロイックミラー等の第3ミラ
ー8で反射され、バンドパス・フィルター9を通して第
3センサー10に入射する。
The light (image) in the blue region of the light (image) in the visible light region having a shorter wavelength than the near infrared light that has passed through the first mirror 2 is reflected by the second mirror 5 such as a dichroic mirror, and is bandpassed. The second sensor 7 through the filter 6
Incident on. The red light in the green and red light (image) that has passed through the second mirror 5 is reflected by the third mirror 8 such as a dichroic mirror, and enters the third sensor 10 through the bandpass filter 9.

【0027】第3ミラー8を通過した緑色の光(像)は
バンドパス・フィルター11を通して第4センサー12
に入射する。第1、第2、第3ミラー2、5、8は入射
像を4つの分光特性の異なる分光像に分岐する分岐光学
系を構成している。第1、第2、第3、第4センサー
4、7、10、12は撮像手段を構成している。カラー
映像処理回路13は第2、第3、第4センサー7、1
0、12からの出力から赤、緑、青の信号を得て、これ
らの信号を合成してカラー映像をカラー映像モニター1
4に出力する。温度画像処理回路15は、第3センサー
10からの赤色像に関する出力を、又第1センサー4か
ら近赤外の像に関する出力を得て、各画素単位で2色温
度法により被写体像の各部位に関する温度を算出し、擬
似カラーで温度画素モニター16に、被検体OBに関す
る温度分布を表示する。またカラー映像モニター14か
らの信号を利用して、カラー映像の上に計測温度値を重
畳表示するようにしている。
The green light (image) passing through the third mirror 8 passes through the bandpass filter 11 and the fourth sensor 12
Incident on. The first, second, and third mirrors 2, 5, and 8 constitute a branching optical system that branches an incident image into four spectral images having different spectral characteristics. The first, second, third and fourth sensors 4, 7, 10 and 12 constitute an image pickup means. The color image processing circuit 13 includes the second, third and fourth sensors 7, 1
Red, green, and blue signals are obtained from the outputs from 0 and 12, and these signals are combined to display a color image on the color image monitor 1.
Output to 4. The temperature image processing circuit 15 obtains an output relating to a red image from the third sensor 10 and an output relating to a near infrared image from the first sensor 4, and outputs each portion of the subject image by the two-color temperature method pixel by pixel. Temperature is calculated, and the temperature distribution regarding the object OB is displayed on the temperature pixel monitor 16 in pseudo color. In addition, the signal from the color image monitor 14 is used to superimpose and display the measured temperature value on the color image.

【0028】被測定物の温度のうち、高温度の計測は光
学的な方法で行っている。単波長または単波長域の放射
を測定することにより被測定物の温度を計測する単色法
に対して、2波長または2波長域の放射の測定から被測
定物の温度を計測する二色法には被測定物の放射率の影
響を受けにくく、より正確な温度が測定できるという特
徴がある。本実施形態では、この温度計測を映像撮影と
兼ねて行い、カラー映像から温度を計測することを可能
としている。
Among the temperatures of the object to be measured, the high temperature is measured by an optical method. In contrast to the monochromatic method that measures the temperature of the measured object by measuring the radiation of a single wavelength or the single wavelength range, the two-color method that measures the temperature of the measured object from the measurement of the radiation of the two wavelengths or the two wavelength ranges Is characterized by being less susceptible to the emissivity of the object to be measured and allowing more accurate temperature measurement. In the present embodiment, this temperature measurement is performed together with the image capturing, and the temperature can be measured from the color image.

【0029】尚、本実施形態において被検体を分光特性
の異なる(波長域の異なる)4つの分光像に分割してい
るが、4以上の分光像に分割し、各分光像の組み合わせ
より擬似カラー画像を得るようにしても良い。温度画像
処理回路15と温度画像モニター16は被検体OBの温
度情報を計測する温度計測手段の一要素を構成してい
る。
In the present embodiment, the subject is divided into four spectral images having different spectral characteristics (different wavelength regions), but it is divided into four or more spectral images and a pseudo color is obtained by combining the respective spectral images. You may make it obtain an image. The temperature image processing circuit 15 and the temperature image monitor 16 constitute one element of temperature measuring means for measuring the temperature information of the object OB.

【0030】次に本実施形態において、撮像系で撮影し
ようとする物体(被測定物)の温度を温度画像処理回路
を利用して計測する所謂、比温度(2色法)の計測原理
について説明する。
Next, in the present embodiment, a so-called specific temperature (two-color method) measuring principle for measuring the temperature of an object (object to be measured) to be photographed by the image pickup system using the temperature image processing circuit will be described. To do.

【0031】一般に物体からの電磁放射は物体の温度が
高くなるに従って、 (a)放射量が増大する(可視光
域では輝度が高くなる。) (b)最大の放射が成される波長が短くなる(可視光域
では赤色から青白い色になる。)。
In general, the electromagnetic radiation from an object increases as the temperature of the object increases (a) the amount of radiation increases (luminance increases in the visible light range). (B) The wavelength at which the maximum radiation is generated is short. (In the visible light range, the color changes from red to pale.)

【0032】黒体について各温度での分光放射特性を図
示すると図2の様になる。この図2の放射の曲線は、温
度に対して1:1で対応している。つまり温度によって
曲線が全て異なる。これにより、ある温度の黒体の放射
に関してこの曲線、即ち分光分布特性がどれであるかを
計測すれば、黒体の温度を知ることができる。
The spectral radiation characteristics of a black body at each temperature are shown in FIG. The radiation curve of this FIG. 2 corresponds to temperature in a 1: 1 relationship. That is, the curves are all different depending on the temperature. Thus, the temperature of the black body can be known by measuring the curve, that is, the spectral distribution characteristic of the radiation of the black body at a certain temperature.

【0033】レシオ温度(2色温度)はこの曲線を特定
する方法として、二つの波長における放射を測定し、そ
の比を算出する。この値は各黒体温度に対して、固有で
一つの数値しかないので、これより温度を知ることがで
きる。二つの波長の輝度を比較するところから、二色温
度と呼ばれている。
The ratio temperature (two-color temperature) is a method of specifying this curve, in which radiation at two wavelengths is measured and the ratio thereof is calculated. This value is unique to each blackbody temperature, and since there is only one numerical value, the temperature can be known from this. It is called the dichroic temperature because it compares the brightness of two wavelengths.

【0034】一般の物体は黒体ではないので、その物体
が黒体と同じ温度である時の放射量は、黒体のそれより
小さくなる。その両者の放射量の比を放射率εといい、
εは常に1以下となる。
Since a general object is not a black body, the radiation amount when the object is at the same temperature as the black body is smaller than that of a black body. The ratio of the two radiation doses is called emissivity ε,
ε is always 1 or less.

【0035】放射量から物体の温度計測を行う場合、放
射率を知ることが非常に重要となるが、放射率はその物
体の物質表面の形状等によって異なる他、温度によっ
て、波長によっても異なる。従って輝度温度計や全放射
温度計(赤外温度計等)で正確な温度測定を行うことが
極めて困難である。
When measuring the temperature of an object from the amount of radiation, it is very important to know the emissivity, but the emissivity differs depending on the shape of the material surface of the object and the like, and also depends on the temperature and the wavelength. Therefore, it is extremely difficult to perform accurate temperature measurement with a brightness thermometer or a total radiation thermometer (such as an infrared thermometer).

【0036】これに対してレシオ温度計では、測定する
物質の二波長の放射率が同じとなるような波長帯域を選
ぶことにより、放射率が自動的にキャンセルするように
して、その影響を受けないようにしている。
On the other hand, in the ratio thermometer, the emissivity is automatically canceled by selecting a wavelength band in which the emissivity of the substance to be measured at the two wavelengths is the same, and the ratio is affected. I try not to.

【0037】次にその理由を図3を用いて説明する。Next, the reason will be described with reference to FIG.

【0038】レシオ温度計では一般物体および黒体の分
光放射のうち、波長L1と波長L2の輝度に着目する。
In the ratio thermometer, attention is paid to the luminances of the wavelengths L1 and L2 of the spectral radiation of general objects and black bodies.

【0039】一般物体の放射分布のうち波長L1と波長
L2を接近して選ぶと、両者の放射率εはほぼ同じにな
ると考えられる。その関係が成立する限り、以下の関係
が成立する。
When the wavelengths L1 and L2 are selected close to each other in the radiation distribution of a general object, it is considered that the emissivities ε of both are almost the same. As long as that relationship holds, the following relationships hold.

【0040】図3に示すように一般物体の波長L1,波
長L2での輝度を各々R1,R2、黒体の波長L1と波
長L2での輝度を各々Rbb1,Rbb2としたとき R1=ε×Rbb1 R2=ε×Rbb2
As shown in FIG. 3, when the luminances of the general object at wavelengths L1 and L2 are R1 and R2, and the luminances of the black body at wavelengths L1 and L2 are Rbb1 and Rbb2, respectively, R1 = ε × Rbb1 R2 = ε × Rbb2

【0041】[0041]

【数1】 [Equation 1]

【0042】となる。It becomes

【0043】つまり一般物体において、両波長L1,L
2での放射率εが等しいという前提が成り立つ限り、そ
の輝度の比は、黒体における両波長の輝度の比に等しい
という関係が成立する。
That is, in a general object, both wavelengths L1 and L
As long as the premise that the emissivity ε at 2 is equal, the relation of the luminance is equal to the luminance of both wavelengths in the black body.

【0044】また物体と測定システムの間にガラスや
煙、水等が存在してその透過率が等しくτとした場合
は、検出手段で得られる値は、波長L1,波長L2で同
じように透過率τの影響を受けるので、 R1=τ×ε×Rbb1 R2=τ×ε×Rbb2としたとき、
If glass, smoke, water, etc. exist between the object and the measuring system and their transmittances are equal to τ, the values obtained by the detecting means are the same at wavelengths L1 and L2. Since it is affected by the rate τ, when R1 = τ × ε × Rbb1 R2 = τ × ε × Rbb2,

【0045】[0045]

【数2】 [Equation 2]

【0046】となり、透過率の影響を受けない。Therefore, the transmittance is not affected.

【0047】実際の測定においては、測定対象の輝度の
比R2/R1を求め、予め測定しておいた黒体の輝度の
比と比較し、値が等しくなるところの黒体の温度が一般
物体の温度になる。
In the actual measurement, the luminance ratio R2 / R1 of the object to be measured is obtained and compared with the luminance ratio of the black body measured in advance. It becomes the temperature of.

【0048】これにより、Ratio Temperature(レシオ
温度計)は物体の放射率εを知る必要がなく、また測定
体と測定器の間にガラスや煙等、両波長で透過率の等し
い物質が介在しても、正確な温度測定が可能となる。
As a result, the Ratio Temperature does not need to know the emissivity ε of the object, and a substance such as glass or smoke having the same transmittance at both wavelengths is interposed between the measuring object and the measuring instrument. However, accurate temperature measurement is possible.

【0049】次に本発明に係るRatio Temperatureの数
式的な説明をする。
Next, a mathematical description of Ratio Temperature according to the present invention will be given.

【0050】比温度(Ratio Temperature)は二つの波
長における輝度温度を計測し、両者の比率をとること
で、温度を求める。
The ratio temperature is obtained by measuring the brightness temperature at two wavelengths and taking the ratio of the two.

【0051】波長λにおける放射輝度(輝度温度)Mλ
はPlanckの公式により求められる。
Radiance (luminance temperature) Mλ at wavelength λ
Is determined by Planck's formula.

【0052】[0052]

【数3】 [Equation 3]

【0053】ここで c1 :第一放射定数=2πc2
=3.74041×10-16[Wm2] λ:波長μm c2 :第二放射定数=ch/k=1.4368×10-2
[mK] T:絶対温度(Kelvin) C:真空中の光の速度 h:プランクの定数 k:ボルツマンの定数 物体の放射率をε、物体から測定システムまでの透過率
をτとした場合は、
Where c 1 : first radiation constant = 2πc 2 h
= 3.74041 × 10 −16 [Wm 2 ] λ: wavelength μm c 2 : second emission constant = ch / k = 1.4368 × 10 −2
[MK] T: absolute temperature (Kelvin) C: speed of light in vacuum h: Planck's constant k: Boltzmann's constant If the emissivity of the object is ε and the transmittance from the object to the measurement system is τ,

【0054】[0054]

【数4】 [Equation 4]

【0055】となる。It becomes

【0056】計測する二波長は可視域の場合0.4μm
〜0.7μm内の二波長を使用する。ウィーンの近似式
を適用すると式(4)は式(5)のようになる。
The two wavelengths measured are 0.4 μm in the visible range.
Two wavelengths within ˜0.7 μm are used. When the Wien's approximation formula is applied, formula (4) becomes formula (5).

【0057】[0057]

【数5】 [Equation 5]

【0058】いま、波長λ0を中心とした幅Δλの狭い
波長域での放射エネルギーをM0とすると,
Now, assuming that the radiant energy in a narrow wavelength region with a width Δλ centered on the wavelength λ 0 is M 0 ,

【0059】[0059]

【数6】 [Equation 6]

【0060】一般物体からの放射エネルギーM0
(6)式から
The radiant energy M 0 from a general object is calculated from the equation (6).

【0061】[0061]

【数7】 [Equation 7]

【0062】ここでβ0:比例係数 ε0:波長λ0での放射率 τ0:波長λ0での測定点から物体までの空間透過率 波長λ1およびλ2における放射エネルギーをM1,M2
すると2波長比(相対放射比)Rは、
Where β 0 : Proportional coefficient ε 0 : Emissivity at wavelength λ 0 τ 0 : Spatial transmittance from the measuring point to the object at wavelength λ 0 M 1 is the radiant energy at wavelengths λ 1 and λ 2 . Assuming M 2 , the two-wavelength ratio (relative emission ratio) R is

【0063】[0063]

【数8】 [Equation 8]

【0064】となる。It becomes

【0065】ここでΔλが充分小さい単色光λ1,λ2
あれば、β1,β2はほぼ等しくβ1/β2=1となる。
If the monochromatic lights λ 1 and λ 2 have sufficiently small Δλ, β 1 and β 2 are substantially equal to each other and β 1 / β 2 = 1.

【0066】また物体から測定システムまでに介在する
ものの透過率が波長に対してあまり変動しない時はτ1
/τ2=1となる。この条件を(9)式に適応すると、
Further, when the transmittance of the object interposed from the object to the measurement system does not fluctuate much with respect to the wavelength, τ 1
/ Τ 2 = 1. Applying this condition to equation (9),

【0067】[0067]

【数9】 [Equation 9]

【0068】ここで定数C3、C4はHere, the constants C3 and C4 are

【0069】[0069]

【数10】 [Equation 10]

【0070】となる。It becomes

【0071】(10)式から理解できるように、2波長
の放射量の比(即ち相対放射比R=B/G=B/R=G
/R)は、温度の逆数に比例する。
As can be understood from the equation (10), the ratio of the radiation amounts of the two wavelengths (that is, the relative radiation ratio R = B / G = B / R = G
/ R) is proportional to the reciprocal of temperature.

【0072】また物体の放射率に無関係であり、レンズ
やガラス、ガス等物体と測定システムとの間に介在する
もの透過率にも影響されることがない。
Further, it is irrelevant to the emissivity of the object, and is not affected by the transmittance of anything such as a lens, glass, or gas that is interposed between the object and the measurement system.

【0073】本実施形態によれば以上のように、物体の
撮影とともに、撮像手段で得られる情報より物体の比温
度(温度)の測定を高精度に行い、例えば表示手段(温
度画像モニター)16に物体の映像(カラー映像)とと
もに温度情報を表示するようにし、これにより物体の温
度分布を正確に表示している。
According to the present embodiment, as described above, the specific temperature (temperature) of the object is measured with high accuracy based on the information obtained by the image pickup means while photographing the object. For example, the display means (temperature image monitor) 16 The temperature information is displayed together with the image of the object (color image), thereby accurately displaying the temperature distribution of the object.

【0074】被検体の二色法での温度計測では、二波長
を可視光域の波長の短い部分に設定するより、より波長
の長い、例えば波長0.7−1.5μmに設定すると、
被検体と対物レンズ1の間に介在する微細粉末の影響等
をより少なくすることができる。またCCD等の固体セ
ンサー(撮像手段)は可視光域だけではなく、波長1μ
m程度の近赤外まで感光特性を持っている。
In the temperature measurement of the test object by the two-color method, when the two wavelengths are set to longer wavelengths, for example, 0.7-1.5 μm, than two wavelengths are set to the short wavelength portion of the visible light range.
It is possible to further reduce the influence of the fine powder present between the subject and the objective lens 1. In addition, the solid-state sensor (imaging means) such as CCD is not limited to the visible light range but has a wavelength of 1 μm.
It has photosensitivity up to the near infrared of about m.

【0075】本実施形態はこれらを考慮し、通常の映像
撮影では除去している波長0.7μ以上の波長域をも検
出して、映像撮影及び、より高精度の温度測定を同時に
行っている。被検体をカラー映像として撮影する波長
は、青色が波長0.45μm、緑色が波長0.54μ
m、赤色が波長0.62μm程度を中心波長として波長
域1−40nm程度でカラー映像を得ている。またこの
赤色信号と、波長0.65−1.0μmの間のいずれか
の波長の信号とで二色法により被検体の温度計測を行っ
ている。
In consideration of these points, the present embodiment detects the wavelength range of 0.7 μm or more, which is removed in the normal image capturing, and simultaneously performs the image capturing and the more accurate temperature measurement. . The wavelength of the subject to be photographed as a color image is 0.45 μm for blue and 0.54 μ for green.
m, red color has a wavelength of about 0.62 μm as a central wavelength and a color image is obtained in a wavelength range of about 1 to 40 nm. Further, the temperature of the subject is measured by the two-color method using the red signal and a signal of any wavelength between 0.65 and 1.0 μm.

【0076】本実施形態はCCD、C−MOS等の画像
センサー(撮像手段)上に撮影系(対物レンズ)により
被測定物(被検体)を形成し、撮像手段からの出力信号
から画像を得ると同時に被測定物の温度分布を得ると
き、各色光に基づく撮像手段からの出力信号を適切に設
定することにより、より誤差の少ない温度計算値を確保
している。画像センサーは対物レンズの結像面にフォト
ダイオードを複数、例えば標準テレビ画像の場合は約3
5万個(720×480)配置し、各フォトダイオード
からの出力を画素として陰極線管等に出力して画像を再
生している。カラー映像の場合は赤、緑、青色光に分光
し3つのセンサーで受光するものと1つのセンサーで画
素別に赤、緑、青を分担して受光し補間で各画素が赤、
緑、青色光の信号を得るようにしたものが適用可能であ
る。このカラー映像において各画素の二つの波長域例え
ば赤と緑色光の出力から放射の強さを計算し、両者の比
を算出し、その比が温度と関数関係をもつことを利用し
た、所謂2色法による2色画像温度計測システムを利用
している。
In this embodiment, an object to be measured (object) is formed by an image pickup system (objective lens) on an image sensor (image pickup means) such as CCD or C-MOS, and an image is obtained from an output signal from the image pickup means. At the same time, when the temperature distribution of the object to be measured is obtained, an output signal from the image pickup means based on each color light is appropriately set to secure a temperature calculated value with less error. The image sensor has a plurality of photodiodes on the image plane of the objective lens, for example, about 3 in the case of standard TV images.
50,000 (720 × 480) pixels are arranged, and the output from each photodiode is output as a pixel to a cathode ray tube or the like to reproduce an image. In the case of a color image, red, green, and blue light are split and received by three sensors, and one sensor shares red, green, and blue for each pixel and receives light, and each pixel is red by interpolation.
A device adapted to obtain green and blue light signals is applicable. In this color image, the intensity of radiation is calculated from the outputs of two wavelength regions of each pixel, for example, red and green light, the ratio of the two is calculated, and the fact that the ratio has a functional relationship with temperature is used. A two-color image temperature measurement system using the color method is used.

【0077】二色画像温度計測システムは、この関係を
利用し、被測定物の画像と温度分布を同時に得ることが
できるものであり、本実施形態はこの二色画像温度計測
システムにおいて、被測定物の温度を正確に計測してい
る。
The two-color image temperature measuring system can obtain the image and temperature distribution of the object to be measured at the same time by utilizing this relationship. In this embodiment, in the two-color image temperature measuring system, the object to be measured is measured. Accurately measures the temperature of objects.

【0078】次に本発明の実施形態2について説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0079】実施形態2では、CCDが暗電流ノイズや
読出しノイズに起因して不正確な出力を行うことに対し
て、同じ画素の時間経過出力を何回か加算平均する加算
平均回路を利用することにより、被検体の温度計測の誤
差を減ずるようにしている。
In the second embodiment, an averaging circuit for averaging the time-lapse outputs of the same pixel several times is used as opposed to the CCD performing inaccurate output due to dark current noise or read noise. This reduces the error in measuring the temperature of the subject.

【0080】次に本発明の実施形態3について説明す
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0081】実施形態3では、センサー出力に加算して
ではなく、計算結果に対して加算平均する加算平均回路
を利用して被検体の温度情報を高精度に計測している。
In the third embodiment, the temperature information of the object is measured with high accuracy by using an averaging circuit for averaging the calculation results instead of adding to the sensor output.

【0082】次に本発明の実施形態4について説明す
る。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0083】実施形態4は撮像手段(センサー)および
付帯回路からの出力の光入力に対する非直線性に起因す
る温度誤差を補正する補正手段を有していることを特徴
としている。赤外温度計等の放射温度計では、対象物体
からの放射の強さを計測し、放射の強さが温度と関数関
係にあることを利用して温度を計測している。しかし対
象物体が黒体である場合は放射率が1であり、放射率が
既知である為正確な温度が計測できるが、一般の物体は
黒体でないので放射率による補正が必要となってくる。
又、測定する場合、測定光路にガラス等の媒介がある場
合はその透過率による補正も必要となってくる。
The fourth embodiment is characterized in that it has a correction means for correcting the temperature error caused by the non-linearity of the output from the image pickup means (sensor) and the auxiliary circuit with respect to the optical input. A radiation thermometer such as an infrared thermometer measures the intensity of radiation from a target object and measures the temperature by utilizing the fact that the radiation intensity has a functional relationship with the temperature. However, if the target object is a black body, the emissivity is 1, and since the emissivity is known, accurate temperature can be measured. However, since ordinary objects are not black bodies, it is necessary to correct the emissivity. .
Further, in the case of measurement, if there is a medium such as glass in the measurement optical path, it is necessary to correct the transmittance.

【0084】二色温度法では、対象物の単波長における
放射の絶対量ではなく、二波長における放射の比を算出
しその比が温度と関数関係にあることから温度を求める
ものであるため、前述した図3に示すように放射率や透
過率の影響を受けず正確な温度計測が可能ある。図3に
おいて波長L1の計測値のみから温度を求めると放射率
等の影響により誤差が発生するが、波長L1と波長L2
の計測値の比は放射率等がキャンセルされ、誤差が発生
しない。
In the dichroic temperature method, not the absolute amount of radiation at a single wavelength of an object, but the ratio of radiation at two wavelengths is calculated and the temperature is obtained because the ratio has a functional relationship with temperature. As shown in FIG. 3, the temperature can be measured accurately without being affected by the emissivity and the transmittance. In FIG. 3, when the temperature is obtained only from the measured value of the wavelength L1, an error occurs due to the influence of the emissivity and the like.
In the ratio of the measured values of, the emissivity is canceled and no error occurs.

【0085】しかし二色温度法であっても、輝度(光の
強さ)に対するセンサー回路出力は直線(1次関数の関
係)であることが必要である。これが非直線である場合
に放射比を求めると、放射の強さによって二波長の放射
比が異なることになり、温度計測ができなくなる。
However, even in the dichroic temperature method, the sensor circuit output with respect to the brightness (light intensity) needs to be a straight line (relationship of a linear function). If the radiation ratio is calculated when this is non-linear, the radiation ratio of the two wavelengths will differ depending on the radiation intensity, making temperature measurement impossible.

【0086】図4(a)において波長L1における輝度
をR1、波長L2における輝度をR2とするとき、R1
/L1はR2/L2と等しいが、図4(b)ではR1/
L1はR2/L2とは等しくならない。つまり放射の強
弱によって二つの波長比が異なることになり、正確な温
度計測ができない。
Let R1 be the brightness at the wavelength L1 and R2 be the brightness at the wavelength L2 in FIG.
/ L1 is equal to R2 / L2, but in FIG.
L1 does not equal R2 / L2. In other words, the two wavelength ratios differ depending on the intensity of radiation, and accurate temperature measurement cannot be performed.

【0087】センサーからの出力が非直線性であること
は基本的な特性によるところであり、直線性が維持でき
るところだけを使用したのでは、ダイナミックレンジが
狭くなり画像センサーとしての機能が損なわれる。そこ
で本実施形態ではこれを解決する方法として、ルックア
ップテーブルにより、二波長域の輝度入力に対しての濃
度出力が直線になるよう補正手段で補正してから放射の
強さを算出することにより、放射の強さに関係なく正確
な温度を求めている。
The fact that the output from the sensor is non-linear is due to the basic characteristic, and if only the part where the linearity can be maintained is used, the dynamic range becomes narrow and the function as the image sensor is impaired. Therefore, in the present embodiment, as a method of solving this, a lookup table is used to calculate the intensity of the radiation by correcting the density output with respect to the luminance input in the two wavelength bands so that the density output becomes a straight line. , Seeking an accurate temperature regardless of the intensity of radiation.

【0088】次に本発明の実施形態5について説明す
る。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

【0089】実施形態5では、輝度の低い入力において
は信号に対するノイズ比が高くなり、このような入力に
基づく放射比の算出から温度を求めると不正確な計測と
なるのでこれを除外することのできる温度計測法を本出
願人は先の特開2000−88259号で提案してい
る。
In the fifth embodiment, the noise ratio with respect to the signal becomes high at the input with low luminance, and if the temperature is obtained from the calculation of the radiation ratio based on such input, the measurement becomes inaccurate, so that it can be excluded. The applicant has proposed a possible temperature measurement method in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-88259.

【0090】同号で提案している温度計測において、各
画素のフォトダイオードへの入射光が飽和した場合は濃
度出力値も飽和し、その値を使用して放射比の計算値か
ら温度を求めると誤った温度値を得ることがある。また
飽和していなくても飽和値近辺の濃度出力は直線性を欠
き誤差の要因となる場合がある。
In the temperature measurement proposed in the same item, when the incident light on the photodiode of each pixel is saturated, the concentration output value is also saturated, and the value is used to obtain the temperature from the calculated radiation ratio. And get the wrong temperature value. Even if the output is not saturated, the density output near the saturation value may lack linearity and cause an error.

【0091】本実施形態では、このような低輝度および
高輝度域での温度計算誤差を防ぐために、温度計算に採
用するセンサー出力に下限閾値と上限閾値を設け、信号
除去回路によってそれを超えるデータ−による温度計算
を避けることにより、被検体の温度計測の精度を確保し
ている。
In the present embodiment, in order to prevent such temperature calculation error in the low brightness and high brightness regions, a lower limit threshold value and an upper limit threshold value are provided for the sensor output used for temperature calculation, and data exceeding the threshold value is provided by the signal removal circuit. The accuracy of temperature measurement of the subject is secured by avoiding the temperature calculation by-.

【0092】図5は本発明の実施形態6の要部概略図で
ある。
FIG. 5 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 6 of the present invention.

【0093】本実施形態はコンピュータによる温度計測
装置を示しており、図1の実施形態1に比べて第1〜第
4センサー4、7、10、12からの出力信号の処理方
法が異なっている。本実施形態では、第1〜第4センサ
ー4、7、10、12からの出力信号をパソコン等のコ
ンピュータシステムまたはMPUをベースとしたコンピ
ュータ組み込みシステムによって処理し、被検体のカラ
ー画像と温度分布を得ている。
The present embodiment shows a temperature measuring device using a computer, and the method of processing the output signals from the first to fourth sensors 4, 7, 10, 12 is different from that of the first embodiment shown in FIG. . In the present embodiment, the output signals from the first to fourth sensors 4, 7, 10, 12 are processed by a computer system such as a personal computer or a computer-embedded system based on an MPU to obtain a color image and temperature distribution of a subject. It has gained.

【0094】図5において、第1〜第4センサー4、
7、10、12からの出力信号は増幅手段21によって
増幅等アナログ処理の後、アナログ信号またはディジタ
ル信号でコンピュータのキャプチャーボードまたは画像
ボード等と称せられる拡張ボード22に入力される。C
PU23からのバスにはキャプチャーボードの他に、メ
モリー24やハードディスク25、ビデオボード26等
が接続されており、基本ソフトであるOSや映像捕捉/
温度計測アプリケーションソフトにより、被検体OBの
カラー映像と計算処理された擬似カラーによる等の温度
分布映像が同時にまたは別個にモニター27上に表示さ
れる。また温度源制御用としてコンピュータから発熱源
に制御信号が出力されるようにしても良い。
In FIG. 5, the first to fourth sensors 4,
The output signals from 7, 10, 12 are subjected to analog processing such as amplification by the amplifying means 21, and then input to an expansion board 22 called a capture board or an image board of a computer by an analog signal or a digital signal. C
In addition to a capture board, a memory 24, a hard disk 25, a video board 26, etc. are connected to the bus from the PU 23, which is the basic software such as the OS and image capture /
By the temperature measurement application software, a color image of the object OB and a temperature distribution image such as a pseudo-color image processed by calculation are displayed on the monitor 27 simultaneously or separately. A control signal may be output from the computer to the heat source for controlling the temperature source.

【0095】このような構成によって実施形態1と同様
の効果を得ている。
With this configuration, the same effect as that of the first embodiment is obtained.

【0096】[0096]

【発明の効果】本発明によれば、物体のカラー撮影とと
もに、物体の比温度(温度)の測定を高精度に行い、例
えば表示手段に物体の映像(カラー映像)とともに温度
情報を表示するようにし、これにより物体の温度分布を
正確に表示することができる機能を有した温度計測手段
を有した撮像装置を達成することができる。
According to the present invention, the color temperature of the object is measured and the specific temperature (temperature) of the object is measured with high accuracy, and the temperature information is displayed on the display means together with the image (color image) of the object. As a result, it is possible to achieve an image pickup apparatus having a temperature measuring means having a function of accurately displaying the temperature distribution of an object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施形態1の要部ブロック図FIG. 1 is a block diagram of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】 黒体放射の分光特性の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of spectral characteristics of black body radiation.

【図3】 比温度計測の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of specific temperature measurement.

【図4】 本発明に係る温度計測の非直線性を補正する
為の説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram for correcting non-linearity of temperature measurement according to the present invention.

【図5】 本発明の実施形態2の要部ブロック図FIG. 5 is a block diagram of a main part of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 対物レンズ 2 第1ミラー 3 フィルター 4 第1センサー 5 第2ミラー 6 フィルター 7 第2センサー 8 第3センサー 9 フィルター 10 第3センサー 11 フィルター 12 第4センサー 13 カラー映像処理回路 14 カラー映像モニター 15 温度画像処理回路 16 温度画像モニター 1 Objective lens 2 first mirror 3 filters 4 first sensor 5 Second mirror 6 filters 7 Second sensor 8 third sensor 9 filters 10 Third sensor 11 filters 12 4th sensor 13 Color image processing circuit 14 color video monitor 15 Temperature image processing circuit 16 temperature image monitor

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検体の像を形成する対物系と、該対物
系からの光束を4以上の光路に分岐する分岐光学系と、
該分岐光学系を介して、互いに分光特性の異なる分光像
の画像情報を得る撮像手段と、各撮像手段で得られる分
光像のうち、3つの分光像よりカラー映像を得るカラー
映像処理回路と、2つの分光像より被検体に関する温度
分布を得る温度画像処理回路とを有していることを特徴
とする温度計測手段を有する撮像装置。
1. An objective system for forming an image of a subject, and a branching optical system for branching a light beam from the objective system into four or more optical paths.
Imaging means for obtaining image information of spectral images having mutually different spectral characteristics through the branching optical system; and a color image processing circuit for obtaining a color image from three spectral images among the spectral images obtained by each imaging means, An image pickup apparatus having temperature measuring means, comprising: a temperature image processing circuit for obtaining a temperature distribution regarding a subject from two spectral images.
【請求項2】 被検体の像を形成する対物系と、該対物
系からの光束を複数の光路に分岐する分岐光学系と、該
分岐光学系を介して複数の分光特性の異なる分光像の画
像情報を得る撮像手段と、該撮像手段で得られる分光像
のうち同一座標位置に存在する2つの異なる分光像の各
画素、または画素群の輝度からそれぞれ該被検体の放射
の強さを算出し、両放射の強さの比により、該被検体に
関する温度を計測する温度画像処理回路と、異なる時間
で得た各画素または画素群の電気出力を時間に対して加
算平均をする加算平均回路とを有していることを特徴と
する温度計測手段を有する撮像装置。
2. An objective system for forming an image of a subject, a branching optical system for branching a light beam from the objective system into a plurality of optical paths, and a plurality of spectral images having different spectral characteristics through the branching optical system. The radiation intensity of the subject is calculated from the brightness of each pixel or pixel group of two different spectral images existing at the same coordinate position in the spectral image obtained by the image capturing means and the spectral image obtained by the image capturing means. However, a temperature image processing circuit that measures the temperature of the subject based on the ratio of the two radiation intensities, and an averaging circuit that averages the electrical output of each pixel or pixel group obtained at different times with respect to time. An image pickup apparatus having a temperature measuring means characterized by comprising:
【請求項3】 被検体の像を形成する対物系と、該対物
系からの光束を複数の光路に分岐する分岐光学系と、該
分岐光学系を介して複数の分光特性の異なる分光像の画
像情報を得る撮像手段と、該撮像手段で得られる分光像
のうち同一座標位置に存在する2つの異なる分光像の各
画素、または画素群の輝度からそれぞれ該被検体の放射
の強さを算出し、両放射の強さの比により、該被検体に
関する温度を計測する温度画像処理回路と、異なる時間
で得た計算結果の温度分布像を加算平均する加算平均回
路を有していることを特徴とする温度計測手段を有する
撮像装置。
3. An objective system for forming an image of a subject, a branching optical system for branching a light beam from the objective system into a plurality of optical paths, and a plurality of spectral images having different spectral characteristics through the branching optical system. The radiation intensity of the subject is calculated from the brightness of each pixel or pixel group of two different spectral images existing at the same coordinate position in the spectral image obtained by the image capturing means and the spectral image obtained by the image capturing means. However, it has a temperature image processing circuit that measures the temperature of the subject based on the ratio of the two radiation intensities and an averaging circuit that averages the temperature distribution images of the calculation results obtained at different times. An imaging device having a characteristic temperature measuring means.
【請求項4】 被検体の像を形成する対物系と、該対物
系からの光束を複数の光路に分岐する分岐光学系と、該
分岐光学系を介して複数の分光特性の異なる分光像の画
像情報を得る撮像手段と、該撮像手段で得られる分光像
のうち同一座標位置に存在する2つの異なる分光像の各
画素、または画素群の輝度からそれぞれ該被検体の放射
の強さを算出し、両放射の強さの比により、該被検体に
関する温度を計測する温度画像処理回路と、各撮像手段
に入射する入射光に対する電気出力が直線性を維持する
ような補正手段とを有することを特徴とする温度計測手
段を有する撮像装置。
4. An objective system for forming an image of a subject, a branching optical system for branching a light beam from the objective system into a plurality of optical paths, and a plurality of spectral images having different spectral characteristics via the branching optical system. The radiation intensity of the subject is calculated from the brightness of each pixel or pixel group of two different spectral images existing at the same coordinate position in the spectral image obtained by the image capturing means and the spectral image obtained by the image capturing means. However, it has a temperature image processing circuit that measures the temperature of the subject based on the ratio of the two radiation intensities, and correction means that maintains the linearity of the electrical output with respect to the incident light that enters each imaging means. An image pickup apparatus having a temperature measuring means characterized by.
【請求項5】 被検体の像を形成する対物系と、該対物
系からの光束を複数の光路に分岐する分岐光学系と、該
分岐光学系を介して複数の分光特性の異なる分光像の画
像情報を得る撮像手段と、該撮像手段で得られる分光像
のうち同一座標位置に存在する2つの異なる分光像の各
画素、または画素群の輝度からそれぞれ該被検体の放射
の強さを算出し、両放射の強さの比により、該被検体に
関する温度を計測する温度画像処理回路と、該撮像手段
からの出力信号の閾値以上または閾値以下の出力信号を
除外する信号除去回路とを有することを特徴とする温度
計測手段を有する撮像装置。
5. An objective system for forming an image of a subject, a branching optical system for branching a light beam from the objective system into a plurality of optical paths, and a plurality of spectral images having different spectral characteristics via the branching optical system. The radiation intensity of the subject is calculated from the brightness of each pixel or pixel group of two different spectral images existing at the same coordinate position in the spectral image obtained by the image capturing means and the spectral image obtained by the image capturing means. However, it has a temperature image processing circuit that measures the temperature of the subject based on the ratio of the two radiation intensities, and a signal removal circuit that excludes output signals from the imaging unit that are greater than or equal to a threshold value of the output signal. An imaging device having a temperature measuring means characterized by the above.
【請求項6】 前記複数の撮像手段で得られる分光像よ
り、前記被検体に関するカラー映像と、該被検体に関す
る温度情報を同時に得ることを特徴とする請求項2、
3、4又は5の温度計測手段を有する撮像装置。
6. A color image relating to the subject and temperature information relating to the subject are simultaneously obtained from spectral images obtained by the plurality of image pickup means.
An imaging device having 3, 4 or 5 temperature measuring means.
【請求項7】 前記複数の撮像手段の光入射側には、各
々互いに異なる特性の分光波長選択手段が設けられてい
ることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項の温
度計測手段を有する撮像装置。
7. The temperature measuring means according to claim 1, wherein spectral light selecting means having different characteristics are provided on the light incident sides of the plurality of image pickup means. An imaging device having a.
【請求項8】 前記分岐光学系は、互いに分光特性が異
なる複数のダイクロイックミラーを有していることを特
徴とする請求項1から7のいずれか1項の温度計測手段
を有する撮像装置。
8. The image pickup apparatus having the temperature measuring means according to claim 1, wherein the branch optical system has a plurality of dichroic mirrors having different spectral characteristics.
【請求項9】 前記分岐光学系は光束を青色、緑色、赤
色、赤外の光路に分岐しており、前記温度画像処理回路
は前記撮像手段で得られる赤外の分光像と前記撮像手段
に得られる青色、緑色、赤色のうちの1つの分光像とを
利用して、前記被検体の温度情報を得ていることを特徴
とする請求項1から8のいずれか1項の温度計測手段を
有する撮像装置。
9. The branching optical system branches a light beam into optical paths of blue, green, red, and infrared, and the temperature image processing circuit includes an infrared spectroscopic image obtained by the imaging means and an imaging means. 9. The temperature measuring means according to claim 1, wherein the temperature information of the subject is obtained using one of the obtained spectral images of blue, green and red. An imaging device having.
【請求項10】 前記温度画像処理回路は、前記被検体
の所定領域の温度情報を2色温度法を利用して求めてい
ることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項の温
度計測手段を有する撮像装置。
10. The temperature according to claim 1, wherein the temperature image processing circuit obtains temperature information of a predetermined region of the subject by using a two-color temperature method. An imaging device having measuring means.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013152194A (en) * 2012-01-26 2013-08-08 Buriizu:Kk Infrared camera and temperature detection method of infrared emission source
JP2015014509A (en) * 2013-07-04 2015-01-22 富士通株式会社 Infrared detector
JP2017156138A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 国立大学法人九州大学 Apparatus and method for measuring temperature and speed of space movement group
CN115116770A (en) * 2022-07-19 2022-09-27 北京航空航天大学 Method for diagnosing parameters of arc plasma under sinusoidal curved surface contact
CN115116770B (en) * 2022-07-19 2024-05-28 北京航空航天大学 Arc plasma parameter diagnosis method under sinusoidal curved surface contact

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