JP2003508979A - 上昇した温度で物体を観察するための光学的観察装置および方法 - Google Patents

上昇した温度で物体を観察するための光学的観察装置および方法

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チャン、ツィー−シュー
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オージー・テクノロジーズ・インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 ホットオブジェクト2 を観察する光システムが開示されている。システムは電磁放射26を部分的な表面に投射し、反射された部分を検出する。波長および／または与えられた照射の変調に基づいて、その部分の表面特性は自己放射される放射からの干渉なく30で観察されることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は顕著に自己放射する放射を行うオブジェクトを含む、オブジェクトを
高温度で光学的に観察する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の産業では、作業者は目を保護せずに熱く、成長するオブジェクトを視覚
的に検査する。しかしながら、赤外線（ＩＲ）放射に対する直接的な露出は作業
員に対して身体的な損傷を引起こす。したがって幾つかの例では、放射を減衰す
る遮光体が身に付けられ、したがってＩＲ露出に対する多少の保護を与える。し
かしながら、遮光体の使用はしばしば作業者の活動を制限する。例えば、遮光体
の着用はツール、制御装置等のような成長しない他のオブジェクトとの物理的接
触能力を制限する。
【０００３】 通常の光検査装置はまたホットオブジェクトの観察／検査を行うことにも使
用されている。例えばいわゆる“受動方法”はホットオブジェクトから自己放射
された放射を受けるため、ＣＲＴチューブ、電荷結合装置（ＣＣＤ）カメラ、ま
たはＩＲカメラのいずれかを有する信号コレクタを使用する。この方法は人間の
視覚の使用に類似しており、信号コレクタは本質的に“目”として機能する。し
かしながら、受動方法は“空洞放射効果”として知られた現象を受ける。1900年
にPlank により仮定され、２０世紀初期にアインシュタインにより証明された空
洞放射効果は、観察されるオブジェクトの真の特質に関して視覚的な観察者を欺
くことができる。特に、この原理に基づいて、自己放射するオブジェクトの凹面
特性はほぼ完全な黒体であるように見え、これらは凸面構造として間違えられる
。さらに、“照射”は自己放射され、したがってしばしば不所望な情報を伝送す
る。この受動方法により集められたイメージは通常、自動機械視覚応用に適切で
はない。
【０００４】 別の従来技術の方法、いわゆる“能動方法”はホットオブジェクトに投射さ
れる外部光を使用する。カメラは反射された放射と、熱い表面からの自己放射さ
れた放射線を集めるために使用される。この能動方法におけるアイディアは、こ
の考えは非常に強い外部放射によって自己放射される放射を圧倒することである
。換言すると、反射された光は主要な自己放射される放射線のスペクトル内にあ
るが、その強度に基づいて弁別可能である。外部光は外形および表面の窪みのよ
うな問題の表面情報を強調するように設計されることができる。外部放射は高パ
ワーのランプまたはレーザのような種々の光発生装置により与えられることがで
きる。
【０００５】 しかしながら、幾つかの問題は能動方法に関連されている。第１に、１３５
０℃でオブジェクトにより放出される放射線を圧倒できる幾つかの光源が存在す
る。第２に、自己放射される放射線は、反射された放射線の信号品質を劣化する
問題を表す。信号対雑音比（外部光／自己放射される光）は典型的に非常に強力
な光源が使用されなければ低い。第３にこれらの外部光源は非常に強いので作業
環境に望ましくない。
【０００６】 レーザはまたホットオブジェクトからの自己放射される放射を圧倒するため
の光源として使用されている。レーザは自己放射される放射の顕著性を減少する
ため非常に高いパワー密度を伝送できる。例えば（５５０ｎｍで放射する）銅ベ
ースのレーザはレーザ溶接プール（約３０００℃の温度）の自己放射される放射
線を圧倒するために使用されており、典型的に２３０ｎｍから長いＩＲまでのス
ペクトルを放射する。
【０００７】 別の従来技術の方法はアーク溶接（約２５００℃の温度）でＹＡＧレーザ（
１０６０ｎｍ）を使用し、その溶接は２７５ｎｍから長いＩＲまでのスペクトル
を放射する。しかしながらレーザの使用は実質的な問題を有する。レーザは高い
パワー密度を伝送し、レーザビームにより照射される区域は小さい。結果として
レーザが照射ソースとして使用されるときラスター走査が典型的に必要とされる
。さらに、これらの高いパワーのレーザは高価で嵩ばっており、種々の危険性を
有する。レーザベースのシステムで動作するため、ユーザは遮光体および他の保
護装置で保護されなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
受動方法の視覚システムにおける赤外線（ＩＲ）センサまたはカメラの使用は
また幾つかの要因のためにその価値を限定される。第１に、ＩＲセンサ／カメラ
はＣＣＤよりも非常に低い画素解像度を与える。第２に、ＩＲ放射はその波長の
ために可視光と同様に焦点を結ばれることができない。第３に、ＩＲセンサ／カ
メラの使用は照射または前述の空洞放射効果に関連する問題を解決しない。
【０００９】 受動および能動方法の組合わせを使用する試みが行われているが、この方法
は空洞放射効果および自己放射される放射線により生じる問題を解決しない。
【００１０】 過去、ＩＲと可視光との差はホットオブジェクトのグレアに関連する問題を
解決する焦点である。この方法はホットオブジェクトがＩＲと可視光放射との両
者で放射できるので、不適切に考えられている。例えばスチールは１２００℃で
６５０ｎｍで放射し、即ちスチールはＲＥＤおよびＩＲで放射できる。さらに自
己放射される放射は集められた信号から除去されないので、自己放射された放射
により生じる雑音はホットオブジェクトについての詳細で正確な情報を集収する
システムの能力を損なう。従来技術はホットオブジェクトの集収された信号から
自己放射される放射を除去する有効な手段をもたない。最終的に、従来技術によ
り可能にされる装置でポータブルなものはないことも信じられている。この事実
はある応用ではこのような装置の利用を制限する。ポータブル装置はホットオブ
ジェクトを見る必要があるが定量的な測定を行う必要のないユーザに望ましい。
従来技術の装置で使用される外部光源は非常に強力および／または重いので危険
性が少なくなくポータブルではない。要約すると、従来技術の方法の価値は限定
されている。本発明はこれらの問題を克服する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の１特徴では高温のオブジェクトの表面を特徴付ける光システムを提供
する。この光システムは（ＥＭＲが与えられている）高温のオブジェクト方向に
電磁放射を投射する照射ソースを有する。与えられた電磁放射は高温のオブジェ
クトを照射し、自己放射される電磁放射と任意の周囲（背景）電磁放射と共にＥ
ＭＲ検出器方向に反射される。反射され供給された（高温のオブジェクトの表面
と相互作用する）ＥＭＲの少なくとも１つの成分はＥＭＲ検出器により選択的に
検出される。１つの特徴では、この選択的に識別可能な反射されたＥＭＲは、オ
ブジェクトの温度に基づいて、即ち主な自己放射されるＥＭＲと背景ＥＭＲから
弁別可能な波長に基づいて決定される波長を有するＥＭＲを具備している。この
方法では、反射されたＥＭＲの検出は、低温で（即ち任意の顕著な自己放射され
るＥＭＲを発生する温度よりも低い）オブジェクト表面をシミュレートする高温
のオブジェクトのイメージを与える。
【００１２】 別の特徴では、検出器により識別される反射され与えられたＥＭＲの成分は
、与えられたＥＭＲの変調によって発生される特有のサインを有する。この特徴
では、本発明の光システムはＥＭＲ変調器をさらに含んでいる。
【００１３】 さらに別の特徴では、本発明はハンドヘルド装置で実行される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明の１実施形態では、ターゲットまたはオブジェクト
20が示されており、自己放射される電磁放射22を有する。オブジェクト20は典型
的に部品、例えば炭素鋼部品、チタニウム合金部品、ガラス部品またはセラミッ
ク部品で構成される。複数の部品製造プロセスでは、これらの部品は９００℃を
超える温度まで加熱されることが認識されよう。またこれらの高温では、これら
の部品は加熱された部品（即ち優勢な自己放射されるＥＭＲスペクトル）の観察
を不明瞭にする実質的な放射量を放射することが理解されよう。
【００１５】 図１をさらに参照すると、光源24が示されており、これは部品20の表面方向
に電磁放射線26を投射する。放射線26は与えられた照射である。与えられた照射
26のコンポーネントは部品20により反射され、それ故図１は反射された放射線28
として示されている。反射された放射線28と並んで、自己放射される放射線22の
一部分（22' として示されている）と幾分かの周囲放射線（図示せず）が反射さ
れた放射線28と同一通路を取ることに注意する。
【００１６】 反射された放射線28（および自己放射される放射線22' ）は検出器またはセ
ンサ30に入射する。ここでさらに詳しく説明するように、自己放射された放射線
22' から反射された放射線28（および周囲放射のような任意の他の“雑音”）を
弁別することによって検出器30はその部分が低温（基本的に自己放射される放射
のない状態）であるかのようにオブジェクト20を観察することができる。
【００１７】 本発明のこの実施形態では、反射される放射線28の波長は、これが検出器30
により自己放射される放射線22' の主要部分の波長から弁別可能であるように選
択される。特に、図２を参照すると、本発明はオブジェクト20の温度の関数とし
て弁別可能な与えられた照射波長のエンベロープを与える。したがって、検出器
30は図示された曲線より下の波長を有する反射された放射線28を感知または検出
する。（温度に基づいて）自己放射される放射線から弁別可能である反射された
放射線28の好ましい最も長い波長が以下の表１に示されている。 温度（℃） センサ30に検出される最も長い使用可能な波長（ｎｍ） ＜８００ ７００ｎｍ ８００ ６８０ １０００ ６４５ １２００ ５９６ １４００ ５４５ １６００ ５９６ １８００ ４４１ ２０００ ３８５ ２２００ ３３８ ２４００ ２８３ ２６００ ２３３ ３０００ ２２０ ４０００ １８５ オブジェクト20が黒体の放射体であり、特別な波長の所定の温度における実際
の表面により放射されるスペクトル放射強度が常に同一温度および波長における
黒体により放出されるスペクトル放射強度よりも低いために全ての応用に適切で
あるという仮定に基づいて、前述の波長は得られる。本発明の１実施形態では、
適用可能な照射波長λ2 （矢印26）を選択するプロセスは以下のようにさらに正
確に決定されることができる（Ozisik (1985), Heat Transfer-A Basic Approac
h, McGraw-Hill）。 １．最高のオブジェクト温度Ｔを規定する。 ２．オブジェクトの温度と材料の関数であるオブジェクトの放射度ε（Ｔ、材料
）を規定する。 ３．以下の黒体の放射関数に基づいて自己放射された放射スペクトル （１）Ｉ（λ，Ｔ）＝（２πｃ2 ｈ／λ5 ）・（１／ｅhc/2kT−１） と、材料の放射度ε（Ｔ）を獲得し、ここで π＝パイ Ｃ＝光速度 ｈ＝プランクの定数 λ＝波長 ｋ＝ボルツマン定数 ε＝実験的に得られた温度の放射関数である。 これらをまとめると、以下のような放射スペクトルが得られる。 （２）Ｒ（λ，Ｔ，材料）＝ε（Ｔ，材料）・Ｉ（λ，Ｔ） 材料が知られているならば、式（２）は以下のように簡単にされる。 （３）Ｒ（λ，Ｔ）＝ε（Ｔ）・Ｉ（λ，Ｔ） Ｒ（λ，Ｔ）は一般的に図６の実線のように示されることができる。さらに簡
単にするために、ε（Ｔ）は典型的に定数であると仮定されることができる。 ４．Ｒ（λ，Ｔ）により、カットオフ波長λcut-off を発見することができ、そ
れにおいてＲ（λcut-off ，Ｔ）は外部の照射光η（λill ）の信号強度と比較
して非常に小さい。λill は典型的にλcut-off よりも短い波長であることに注
意すべきである。 （４）γ＝η（λill ）／Ｒ（λcut-off ，Ｔ）≧γo ここで、 η（λ）＝波長λにおける外部照射光の強度 λill ＝外部照射に使用される波長 γ＝外部照射光強度と自己放射される光強度との信号対雑音比 γo ＝適用を満足させる特定の信号対雑音比である。
【００１８】 η（λ）は通常、外部照射装置の関数である。例えば、前述したように、岩
塩ランプは図６で見られるようなη（λ）を有する。
【００１９】 したがって、投影される（反射される）ＥＭＲの最長の許容可能な波長は、
黒体が観察されるとき高温のオブジェクトの最高温度で、５×１０-4Ｗ／ｃｍ2 ・ｎｍ（即ち単位波長当りの単位区域当りの電力（ワット））のスペクトル放射
を放射する。したがって、前述の式（１）のＩは５×１０-4Ｗ／ｃｍ2 になる。
λについて解くことにより、ここでＴは観察におけるオブジェクトの最高温度に
等しいとすると、自己放射される放射から弁別されることができる所定のオブジ
ェクトの最長の許容可能な波長が決定されることができる。
【００２０】 勿論、λill の選択は検出センサ30の感度スペクトルを満足させなければな
らない。例えばＣＣＤは図６で見られるような範囲で感応する。λill はセンサ
30が検出できる波長でなければならない。図６のλ2 は１５００℃のような高温
の応用に適している。
【００２１】 照射源24は多くの形態を取ってもよいが、必要とされる検出可能な波長を含
んでいる照射を発生できなくてはならない。換言すると、６４５ｎｍ以下の波長
が自己放射される放射線22' から反射される放射線28を弁別するために必要とさ
れるならば、照射源24は６４５ｎｍ以下のＥＭＲを含まなければならない。１つ
の許容可能な照射源24は４３５ｎｍ、５５０ｎｍ、５７５ｎｍで主としてＥＭＲ
を放射する岩塩ランプである。照射源24用の他の好ましい“光”源は蛍光ランプ
とキセノンランプである。
【００２２】 レーザ照射装置の場合、レーザ照射のコヒーレントな特性により、レーザの
波長は前述の表Ｉにしたがって必要な波長に設定されるべきである。
【００２３】 レーザはここでは点照射源として使用されることができる。検出器30はレー
ザにより照射される位置の点で情報を検出するために使用される。ミラーセット
のような指向装置セットと結合されるとき、レーザはラスター走査イメージを生
成するために使用されることができる。本発明のレーザは、ビームエキスパンダ
等のある光学系の使用によってゾーン照射源としても使用されることができるが
、ここのゾーンは比較的小さい。
【００２４】 レーザは成形された照射（円形線、直線、一本線、多数の線等）のために光
学系と共に使用されることもできる。成形された照射は本発明により高温のオブ
ジェクトのプロフィールを抽出するために使用されることができる。多数のレー
ザは多数の点、線またはゾーンに対して使用されることができる。
【００２５】 勿論、照射源24から投射されたＥＭＲの強度（および照射源24、ターゲット2
2、検出器30間の距離）は、十分な信号強度が検出器30で得られる強度でなけれ
ばならない。
【００２６】 当業者は本発明が前方照明、明るいフィールドまたは暗いフィールド、後方
照明（透過照明）のような他の照明方法を伴って使用されることができることを
認識するであろう。照射はコリメートされ、または拡散され、モノクロまたはカ
ラー、成形され、或いは成形されない。多重照射方式が適用されることができる
。
【００２７】 全ての選択された波長が基準を満たしている限り、反射された放射線28の多
数の波長をシステムの検出器30に検出させることも可能である。
【００２８】 当業者はまた、レンズ、ミラー、光ファイバ、拡散器、コリメータ、コンデ
ンサ、プリズム、ボアスコープ、内視鏡、光導波体（それらに限定されない）の
ような付加的な光学系が、実施される設計と共に使用されることができることも
理解するであろう。これらの光学系は多数のスポットの照射または多数のオブジ
ェクトの照射を目的として、或いは任意の他の目的とする照射設計でターゲット
の高温のオブジェクトへ照射光を転送するための照射装置（放射源と変調器を照
射する）と共に使用されることができる。これらの光学系はまた空間の制限を満
たすために放射信号を高温のオブジェクトから受信し、または例えば観察角度を
変更するために信号コレクタと共に使用されることができる。
【００２９】 検出器30について説明すると、好ましい検出器はＣＣＤ（電荷結合装置）セ
ンサである。ＣＣＤセンサは典型的に３６０ｎｍから１０００ｎｍの波長に対し
て感度がある。青色の強化されたＣＣＤチップのような幾つかの新しいイメージ
センサは１７５ｎｍから１０００ｎｍの波長に対して感度がある。
【００３０】 勿論、検出器30は所望の反射された放射線28の波長を検出できなければなら
ない。好ましくは、干渉フィルタ32は実質上全ての自己放射されるＥＭＲ（所望
のイメージング波長ではない反射されたＥＭＲ）を遮断する。
【００３１】 干渉フィルタ32は図３で最良に示されているように検出器のレンズ34の正面
、または図４で示されているようにレンズ34とイメージセンサ36との間に位置さ
れることができる。また、図５で示されているようにイメージセンサ画素40の前
面に多数の干渉フィルタ38を具備してもよい。当業者は図５の配置が多数の照射
波長の使用を容易にするために変更されることができることをさらに認識できる
。この場合、幾つかのものが１つの波長で動作し、幾つかのものが別の波長で動
作する異なる干渉フィルタ38が画素40の前面に位置される。この配置により、異
なる画素は異なる波長により伝送された信号に感応する。２×３または３×１の
ような画素の集合を有することも可能であり、画素の集合内で各画素には異なる
干渉フィルタが取付けられている。この分布はカラーのＣＣＤチップの分布に類
似している。１つのタイプの干渉フィルタをイメージセンサの１ゾーンに設置さ
せ、別のタイプを別のゾーンに設置させることも可能である。
【００３２】 カメラの多数のイメージセンサと、異なるイメージセンサの前方の異なる干
渉フィルタによって多数の波長の使用を容易にすることも可能である。プリズム
は全てのイメージセンサへ光放射を伝送するために使用される。この配置は３チ
ップＣＣＤカラーカメラの配置に類似している。
【００３３】 当業者はまた応用で干渉フィルタの代わりにカットオフフィルタの使用を認
識できる。カットオフフィルタの透過曲線のカットオフ波長は所望の波長でなけ
ればならない。図７はその概念を示している。このセットアップにより、１つの
所望の波長または多数の波長が使用されることができる。多数の波長の場合、全
ての選択された波長により伝送される信号は結合された信号として処理される。
【００３４】 高温のオブジェクトのイメージの歪みは幾つかの原因で生じる。前述の方法
はＩＲグレアおよび空洞放射体の歪みの影響を解決する。別の目的は“蜃気楼”
、即ち局部的な空気密度の不均一によって生じる光学的なかげろう効果に関連す
る歪みを創造的に解決することである。これは暑い夏日に運転するときに通常経
験することである。路面が“浮動”し“揺れている”ように見える。この“蜃気
楼”効果はイメージングによるホットオブジェクトの正確な測定の実行を害する
。
【００３５】 本発明では、ホットオブジェクト20の周囲の制御された空気流43によって空
気密度の歪みを除去するために高温のオブジェクトの周辺の温度勾配を減少させ
る。空気流43は予め選択された温度であり、それによって高温のオブジェクトの
温度分散はこのような空気流により悪影響されない。空気流の速度は局部的な空
気密度の不均一性を防止するために約０．０１ｍ／ｓよりも高速度でなければな
らない。
【００３６】 本発明の別の実施形態では、図１を再度参照して、信号変調器42は与えられ
た照射26に識別可能な“インプリント”を与えるために設けられる。換言すると
、本発明のこの実施形態では、照射源24からのＥＭＲは反射されたＥＭＲ28が自
己放射されるＥＭＲ22' から弁別されることを可能にする（単なる波長以外の）
識別可能なサインを有する。
【００３７】 この構造の概略は図８にも示されている。この設計では、照射源24へのパワ
ーはＦＭ変調装置44により変調される。このＦＭサインは照射源24により発生さ
れる照射される放射46に与えられる。放射はその後高温のオブジェクト20の表面
に投射される。反射された信号48はイメージング装置30により受信され、その後
、予め設定されたＦＭ周波数に基づいて（信号処理により）ＦＭ復調器50により
復調され、それによって変調されていない放射52、即ち自己放射される放射線を
除去する。復調信号処理はハードウェアまたはソフトウェアで、或いはその両者
の組合わせによって実行されることができる。周波数変調は周波数のシーケンス
であり、与えられた（投射された）放射は反復される方形波特性であるか、ダイ
ナミック変調であり、反射される放射として検出および復調されることができる
変化する周波数の正弦波を発生する。
【００３８】 変調は、図９で示されているように照射される放射を“パルス”化するため
機械的なゲートによってまたは強度電荷の正弦波として機械的に実行されること
もできる。
【００３９】 実施される設計を実行する装置は部分的にまたは全体として移動可能である
ことができる。ある場合には、信号コレクタは移動可能であり、一方照射装置と
高温のオブジェクトは固定されている。別の場合には信号コレクタと照射装置は
両者とも移動可能であり、高温のオブジェクトは静止している。信号コレクタお
よび照射装置が静止または移動可能である状態で、高温のオブジェクトを移動す
ることも可能である。２つの信号コレクタまたは２つの照射装置が１つの応用で
使用され、その中で一方は移動可能であり他方は静止していることも可能である
。
【００４０】 さらに別の実施形態では、本発明は携帯形の装置58として構成される。図１
０を参照すると、ハンドヘルドカムコーダ60が示されており、これは投射光源62
と干渉フィルタ64を有する。デジタルまたはアナログであってもよいカムコーダ
60は信号コレクタとして使用される。干渉フィルタ64（好ましくは４３５ｎｍ）
はレンズの前方に位置される。外部投射光源62は与えられた照射を提供し、大き
な強度で（この例では４３５ｎｍで）放射する。光源62はカムコーダ60表面に固
定されるか、多数の照射角度を与えるために分離される。カムコーダ60は磁気テ
ープ、ＲＡＭ、または任意の他の適切なデータ記憶装置を使用し、または装置は
単にディスプレイモニタとして使用される。ビデオ信号はＴＶ、モニタ、または
ＰＣに供給されることができる。携帯形の装置58は電池で動作されるかＡＣ電源
により動作する。この装置は本発明により、即ちホットオブジェクトに所望の放
射線を投射し、カムコーダによる（濾波された自己放射される放射で）イメージ
を観察することによって高温のプロセスまたはオブジェクトを観察するのに使用
されることができる。
【００４１】 別の構成では、カメラのような多数の信号コレクタはホットオブジェクトの
多数の観察点を与えるために１つのシステムで使用されることができる。多数の
カメラの使用はステレオイメージングを容易にでき、これはホットオブジェクト
の３次元イメージを与える。また多数のカメラは多数の波長で使用されることが
でき、各カメラは１つの波長により伝播される信号を復調する。
【００４２】 別の実施形態では図１１を参照すると、本発明はホットオブジェクトに接触
しなければならない個々の人を保護するために使用されることができる。特に、
この設計では、２つのカメラ70、72は同一の視野を捕捉するために使用され、一
方はカラーまたは黒／白の通常のイメージ74を捕捉し、他方はビーム分割器77と
干渉フィルタ79を使用して本発明に基づいてイメージ76を捕捉する。通常のイメ
ージ74では、ホットオブジェクト78は成長している。成長しているオブジェクト
78はそれに限定されないがポータブル信号プロセッサ82のような装置により識別
されることができる。ホットオブジェクト78の識別により、成長するオブジェク
トの通常のイメージは（76から切取られ74に貼付けされる）室温で現れるイメー
ジにより置換されることができる。合成されたイメージは視野のあらゆるものを
観察することを必要とする人に対して表示される。ディスプレイ80はモニタ、Ｔ
Ｖ、または表示ゴーグルのような任意のその他の表示装置である。合成されたイ
メージで高温のオブジェクトを識別するために、それに限定されないが赤色のフ
ラッシュ境界のようなインジケータが高温のオブジェクトに与えられることがで
きる。
【００４３】 例 本発明の実施形態における１例は以下のとおりである。 １．外部照射源はハロゲンランプである。ハロゲン放射は３つの主要な波長４
３５ｎｍ、５５０ｎｍ、５７５ｎｍからなる。４３５ｎｍにおける放射は高温の
オブジェクトの自己放射される放射から最も離れているため、この設計で最も有
効な波長である。高温のオブジェクトはそれが黒体に近接していると仮定すると
、４３５ｎｍをカバーするために自己放射される放射で１８００℃以上の温度で
なければならない。
【００４４】 ２．外部放射は高温のオブジェクトに投射され、高温のオブジェクトの表面
と相互作用する。（３つの全ての異なる波長による）金属ハロゲンランプから反
射された放射線と、高温のオブジェクトから自己放射される放射と、存在する任
意の他の放射は全て共に混合される。
【００４５】 ３．混合された放射は、４３５ｎｍで動作する波長を有する干渉フィルタを
通過される。即ち、４３５ｎｍの波長の放射だけがこの干渉フィルタを通過する
ことができる。全ての他の放射線は遮断される。この干渉フィルタはレンズの前
方またはイメージセンサの前方に位置されることができる。
【００４６】 ４．予め選択された波長、この場合４３５ｎｍにおける放射だけがイメージ
センサに到達できる。
【００４７】 ５．高温のオブジェクトは室温であっても、例えばＣＣＤチップのようなイ
メージセンサに現れる。
【００４８】 ６．復調された４３５ｎｍの信号はその後電子信号に変換される。
【００４９】 ７．その電子信号はＣＰＵにより処理され、媒体へ記憶され、人間または任
意の他の形態の処理により観察のためのモニタに表示される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を示した概略図。
【図２】 自己放射される放射によって弁別するために本発明で使用される波長を示した
グラフ。
【図３】 カメラと干渉フィルタの１つの可能な配置を示している図。
【図４】 カメラと干渉フィルタの１つの可能な配置を示している別の図。
【図５】 カメラと干渉フィルタの１つの可能な配置を示している別の図。
【図６】 所望の波長の選択を示しているグラフ。
【図７】 本発明のカットオフフィルタの使用を示しているグラフ。
【図８】 本発明のＦＭパワー変調の使用を示している図。
【図９】 本発明のＦＭ機械変調の使用を示している図。
【図１０】 本発明にしたがったハンドヘルド装置の図。
【図１１】 本発明の２つのカメラの実施形態の概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2G065 AB04 AB05 AB09 AB22 BA05 BB27 CA01 CA30 DA15 DA18 5C022 AA01 AA15 AB00 AB15 AC01 AC42 AC54 AC55 AC69 5C054 AA01 CA01 EA01 HA01

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特性および温度依存性を有し優勢な自己放射されるＥＭＲス
    ペクトルを有するオブジェクトの表面のイメージを発生するための光学的システ
    ムにおいて、 電磁放射を前記オブジェクトに投射するＥＭＲソースと、 前記オブジェクトの表面により反射されてＥＭＲ検出器の方向に導かれる投射
    されたＥＭＲのスペクトル成分を選択的に検出するＥＭＲ検出器とを具備し、 前記投射されたＥＭＲの前記反射された成分は前記自己放射される優勢なＥＭ
    Ｒスペクトルとは異なる波長を有し、反射される成分は波長に基づいて前記自己
    放射される放射から弁別されることが可能にされている光学的システム。
  2. 【請求項２】 光学的システムはビデオレコーダを含んでいる請求項１記載
    の光学的システム。
  3. 【請求項３】 ＥＭＲ検出器は電荷結合装置である請求項１記載の光学的シ
    ステム。
  4. 【請求項４】 ＥＭＲソースは金属−岩塩ランプ、蛍光ランプ、キセノンラ
    ンプからなるグループから選択される請求項１記載の光学的システム。
  5. 【請求項５】 ＥＭＲソースはレーザである請求項１記載の光学的システム
    。
  6. 【請求項６】 前記レーザはゾーン照射を行うように投射される請求項５記
    載の光学的システム。
  7. 【請求項７】 前記光学的システムはさらに前記投射されたＥＭＲを導くた
    めのミラーのセットを含んでいる請求項５記載の光学的システム。
  8. 【請求項８】 前記レーザは成形された照射を投射する請求項５記載の光学
    的システム。
  9. 【請求項９】 前記検出器は反射されたＥＭＲの多数の波長を検出する請求
    項１記載の光学的システム。
  10. 【請求項１０】 前記電荷結合装置は１７５乃至１０００ｎｍの波長に感応
    する請求項３記載の光学的システム。
  11. 【請求項１１】 前記光学的システムはさらに前記ＥＭＲ検出器に関連する
    干渉フィルタを含んでいる請求項１１記載の光学的システム。
  12. 【請求項１２】 前記干渉フィルタは前記自己放射されるＥＭＲの全てを実
    質上遮断する請求項１１記載の光学的システム。
  13. 【請求項１３】 前記光学的システムはさらに前記ＥＭＲ検出器に関連する
    カットオフフィルタを含んでいる請求項１記載の光学的システム。
  14. 【請求項１４】 前記光学的システムはさらに空気密度の歪みを除去するた
    めに空気を前記オブジェクトへ与える空気流制御装置を含んでいる請求項１記載
    の光学的システム。
  15. 【請求項１５】 前記投射されるＥＭＲの周波数を変調するための前記ＥＭ
    Ｒソースに関連する周波数変調器と、前記ＥＭＲ検出器に関連する復調器をさら
    に具備している請求項１記載の光学的システム。
  16. 【請求項１６】 前記投射されたＥＭＲをパルス化する手段をさらに含んで
    いる請求項１記載の光学的システム。
  17. 【請求項１７】 前記ＥＭＲソースは複数のＥＭＲソースである請求項１記
    載の光学的システム。
  18. 【請求項１８】 前記ＥＭＲ検出器は複数のＥＭＲ検出器である請求項１記
    載の光学的システム。
  19. 【請求項１９】 特性を有し優勢な自己放射されるＥＭＲスペクトルを有す
    る高温のオブジェクトの表面のイメージを生成するための光学的システムにおい
    て、 ビデオカメラと、 実質上全ての前記自己放射されるＥＭＲスペクトルを阻止するために前記ビデ
    オカメラと関連する干渉フィルタと、 前記ビデオカメラに取付けられている光源とを具備している光学的システム。
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