JP2023152010A

JP2023152010A - infrared camera

Info

Publication number: JP2023152010A
Application number: JP2022061925A
Authority: JP
Inventors: 智哉大久保; Tomoya Okubo; 康生水戸; Yasuo Mito
Original assignee: VISION SENSING CO Ltd
Current assignee: VISION SENSING CO Ltd
Priority date: 2022-04-01
Filing date: 2022-04-01
Publication date: 2023-10-16

Abstract

To provide an infrared camera that can accurately calculate the temperature of an imaging target.SOLUTION: An infrared camera includes: an imaging unit 6 equipped with an infrared detection element 6a; an element temperature detection sensor 7 that detects element temperature Ft; a radiance calculation unit 20 that calculates the radiance Ldn of an imaging target according to the formula 1 on the basis of temperature correction coefficients an, bn, cn, and an element output DLn; and a temperature correction coefficient calculation unit 18 that calculates the temperature correction coefficients an, bn, and cn according to the formula 2, on the basis of approximation coefficients Aan, Abn, Acn, Ban, Bbn, Bcn, Can, Cbn and Ccn. Ldn=an DLn2+bn DLn+cn (1). an=Aan Ft2+Abn Ft+Acn, bn=Ban Ft2+Bbn Ft+Bcn, cn=Can Ft2+Cbn Ft+Ccn (2).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、２次元平面上に複数の赤外線検出素子を配列して構成される撮像部を備えた赤外線カメラに関する。 The present invention relates to an infrared camera equipped with an imaging section configured by arranging a plurality of infrared detection elements on a two-dimensional plane.

従来、ボロメータと称される熱型の非冷却赤外線検出素子によって前記撮像部を構成した赤外線カメラが提案されている（特許文献１）。この赤外線検出素子は、赤外線を吸収することによって抵抗値が変化するもので、電流を流すことにより、入射光量に応じた電圧値を出力する。撮像対象物を撮像、即ち、撮像対象物から放射される赤外線が赤外線検出素子に吸収されると、その入射エネルギーに応じた電圧値が出力され、予め取得した感度を基に、出力電圧値を較正することによって、撮像対象物の温度を算出することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an infrared camera has been proposed in which the imaging section is configured with a thermal uncooled infrared detection element called a bolometer (Patent Document 1). This infrared detection element changes its resistance value by absorbing infrared rays, and outputs a voltage value according to the amount of incident light by passing a current through it. When an object is imaged, that is, infrared rays emitted from the object are absorbed by an infrared detection element, a voltage value corresponding to the incident energy is output, and the output voltage value is determined based on the sensitivity acquired in advance. By calibrating, the temperature of the object to be imaged can be calculated.

この赤外線検出素子の感度は、個体差を有することが知られており、従来、一般的には、２つの異なる既知の温度Ｔ１，Ｔ２の撮像対象物、例えば黒体炉（黒体を近似した装置）を撮像して、そのときに得られる各赤外線検出素子ｎの出力Ｖ_ｎと、撮像対象物の温度Ｔとを基に、各赤外線検出素子ｎの感度を算出している。 It is known that the sensitivity of this infrared detection element has individual differences, and conventionally, in general, it has been used to image objects at two different known temperatures T1 and T2, such as a blackbody furnace (a The sensitivity of each infrared detection element n is calculated based on the output V _n of each infrared detection element n obtained at that time and the temperature T of the object to be imaged.

より具体的に説明すると、前記出力Ｖ_ｎと温度Ｔとの関係は、温度Ｔ１，Ｔ２のときの出力Ｖ１_ｎ，Ｖ２_ｎとの２点データから、感度係数ａ_ｎ及びオフセット係数ｂ_ｎを用いた１次関数である下式によって近似される。
Ｖ_ｎ＝ａ_ｎ×Ｔ＋ｂ_ｎ
したがって、撮像対象物の温度Ｔは、下式によって算出することができる。
Ｔ＝（Ｖ_ｎ－ｂ_ｎ）／ａ_ｎ＝Ｖ_ｎ／ａ_ｎ－ｂ_ｎ／ａ_ｎ＝Ｖ_ｎ×Ａ_ｎ＋Ｂ_ｎ To explain more specifically, the relationship between the output V _n and the temperature T is determined by using the sensitivity coefficient a _n and the offset coefficient b _n from two-point data of the outputs V1 _n and V2 _n at temperatures T1 and T2. It is approximated by the following equation, which is a linear function.
V _n =a _n ×T+b _n
Therefore, the temperature T of the object to be imaged can be calculated by the following formula.
T=(V _n -b _n )/a _n =V _n /a _n -b _n /a _n =V _n ×A _n +B _n

そして、従来の赤外線カメラでは、演算速度を高めるために、較正用の感度係数Ａ_ｎ（＝１／ａ_ｎ）、及びオフセット係数Ｂ_ｎ（＝－ｂ_ｎ／ａ_ｎ）を予め算出して、データテーブルとしてメモリに保持しておき、上式に従って、各赤外線検出素子ｎの出力Ｖ_ｎに基づいて撮像対象物の温度Ｔを算出するようにしている。 In conventional infrared cameras, in order to increase the calculation speed, a sensitivity coefficient A _n (=1/ _an ) and an offset coefficient B _n (=-b _n /an ₎ for calibration are calculated in advance. The data table is stored in the memory, and the temperature T of the object to be imaged is calculated based on the output V _n of each infrared detection element n according to the above equation.

また、前記赤外線検出素子は、環境温度の変化によって自身温度上昇することにより、その感度が変化するという特性を有する。このため、従来では、更に、赤外線検出素子の温度に応じた前記較正感度係数Ａ_ｎ及び較正オフセット係数Ｂ_ｎを予め取得して、データテーブルとして保持し、撮像時の赤外線検出素子温度に応じた前記較正感度係数Ａ_ｎ及び較正オフセット係数Ｂ_ｎを用いて、撮像対象物の温度Ｔを算出するといったことが行われている。 Furthermore, the infrared detection element has a characteristic that its sensitivity changes as its temperature increases due to changes in environmental temperature. For this reason, conventionally, the calibration sensitivity coefficient A _n and the calibration offset coefficient B _n corresponding to the temperature of the infrared detection element are obtained in advance and held as a data table, and the calibration sensitivity coefficient A n and the calibration offset coefficient B n corresponding to the temperature of the infrared detection element at the time of imaging are obtained in advance and stored as a data table. The temperature T of the object to be imaged is calculated using the calibration sensitivity coefficient A _n and the calibration offset coefficient B _n .

特開２０１０－１９３１９４号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-193194

ところで、上述した従来の赤外線カメラでは、赤外線検出素子ｎの出力Ｖ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとを、これらが線形の相関関係にあるものとして取り扱っており、このような線形関係の下、赤外線検出素子ｎの出力Ｖ_ｎに基づいて、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎを推定（算出）し、得られた放射輝度から撮像対象物の温度を推定（算出）するようにしている。 By the way, in the conventional infrared camera described above, the output V _n of the infrared detection element n and the radiance Ld _n of the infrared rays emitted from the object to be imaged are treated as having a linear correlation. Under such a linear relationship, the radiance Ld n of the infrared rays emitted from the object to be imaged is estimated (calculated) based on the output V _n of the infrared detection element n, and the radiance Ld _n of the imaged object is estimated from the obtained radiance. The temperature is estimated (calculated).

ところが、赤外線カメラには、撮像対象物から放射される赤外線を赤外線検出素子ｎに集光させるためのレンズ等の光学機構が存在し、また、赤外線検出素子ｎには個体差があるため、各赤外線検出素子ｎの出力ＤＬ_ｎ（＝Ｖ_ｎ）と、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの関係は、厳密な意味において、図３において破線で示すような線形の関係にはなく、実線で示した２次以上の方程式で近似される非線形の関係となっている。 However, an infrared camera has an optical mechanism such as a lens to focus infrared rays emitted from an object to be imaged onto an infrared detection element n, and since there are individual differences in infrared detection elements n, each In a strict sense, the relationship between the output DL _n (=V _n ) of the infrared detection element n and the radiance Ld _n of the infrared rays emitted from the object to be imaged is a linear relationship as shown by the broken line in FIG. Rather, it is a nonlinear relationship approximated by a quadratic or higher order equation shown by the solid line.

したがって、従来の赤外線カメラのように、赤外線検出素子ｎの出力ＤＬ_ｎから、線形関係に基づいて前記放射輝度Ｌｄ_ｎを推定すると、撮像対象物の正確な放射輝度Ｌｄ_ｎを推定することができず、ひいては、撮像対象物の正確な温度を推定することができない。 Therefore, if the radiance Ld _n is estimated based on a linear relationship from the output DL _n of the infrared detection element n as in a conventional infrared camera, it is possible to accurately estimate the radiance Ld _n of the object to be imaged. Furthermore, it is not possible to accurately estimate the temperature of the object to be imaged.

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、従来に比べて、撮像対象物の放射輝度、並びに温度を正確に推定することができる赤外線カメラの提供を、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an infrared camera that can estimate the radiance and temperature of an object to be imaged more accurately than before.

上記課題を解決するための本発明は、
２次元平面上に配列された複数のｎ個の赤外線検出素子を有する撮像部と、
撮像対象物から放射される赤外線を前記撮像部上に集光するレンズと、
前記赤外線検出素子の温度を検出する素子温度検出センサと、
前記各赤外線検出素子に関し、その出力ＤＬ_ｎと、前記撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの相関を、下記数式１の相関式で定義したときの、該相関式中の各温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための近似式であって、下記数式２で表される近似式における各近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを記憶する近似係数記憶部と、
前記素子温度検出センサによって検出される前記赤外線検出素子の温度Ｆｔ、及び前記近似係数記憶部に格納された近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎに基づき、下記数式１に従って前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出する温度補正係数算出部と、
前記温度補正係数算出部によって算出された前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを記憶する温度補正係数記憶部と、
前記温度補正係数記憶部に格納された前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎ、及び前記各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎに基づき、下記数式１に従って前記撮像対象物に関する放射輝度Ｌｄ_ｎを算出する放射輝度算出部と、を備えた赤外線カメラに係る。
（数式１）
Ｌｄ_ｎ＝ａ_ｎ・ＤＬ_ｎ ^２＋ｂ_ｎ・ＤＬ_ｎ＋ｃ_ｎ
（数式２）
ａ_ｎ＝Ａａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ａｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ａｃ_ｎ
ｂ_ｎ＝Ｂａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｂｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｂｃ_ｎ
ｃ_ｎ＝Ｃａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｃｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｃｃ_ｎ
但し、ｎは１以上の自然数であり、前記各赤外線検出素子に対応する固有値である。 The present invention for solving the above problems is as follows:
an imaging unit having a plurality of n infrared detection elements arranged on a two-dimensional plane;
a lens that focuses infrared rays emitted from an object to be imaged onto the imaging section;
an element temperature detection sensor that detects the temperature of the infrared detection element;
Regarding each of the infrared detection elements, when the correlation between the output DL _n and the radiance Ld _n of the infrared rays emitted from the object to be imaged is defined by the correlation equation shown in Equation 1 below, each of the correlation equations in the correlation equation Approximate formulas for calculating the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n , each of the approximate coefficients A a _n , Ab _n , Ac _n , _Ban , _Bbn , in the approximate formula expressed by Equation 2 below. an approximation coefficient storage unit that stores Bc _n , Can , Cb _n _{and Cc n} _;
The temperature Ft of the infrared detection element detected by the element temperature detection sensor, and the approximation coefficients Aan, _Abn , _Acn _, _Ban , _Bbn , _Bcn , _Can , stored in the approximation coefficient storage unit. A temperature correction coefficient calculation unit that calculates the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n based on Cb _n and Cc _n according to Equation 1 below;
a temperature correction coefficient storage unit that stores the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n calculated by the temperature correction coefficient calculation unit;
Based on the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n stored in the temperature correction coefficient storage unit and the output DL _n from each of the infrared detection elements, the radiance Ld _n regarding the imaged object according to the following formula 1 The present invention relates to an infrared camera including a radiance calculation unit that calculates .
(Formula 1)
Ld _n =a _n・DL _n ² +b _n・DL _n +c _n
(Formula 2)
a _n =Aa _n・Ft ² +Ab _n・Ft+Ac _n
b _n =Ba _n・Ft ² +Bb _n・Ft+Bc _n
c _n = _Can・Ft ² +Cb _n・Ft+Cc _n
However, n is a natural number of 1 or more, and is a unique value corresponding to each of the infrared detection elements.

この態様（第１の態様）の赤外線カメラによれば、予め、前記近似係数記憶部に近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎが格納される。この近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎは、前記数式２に従って、温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための係数である。尚、上述したように、数式２は、温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎと赤外線検出素子の温度（素子温度）Ｆｔとの相関を定義する相関式である。 According to the infrared camera of this aspect (first aspect), the approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban , Bb _n , _{Bc n} _, Can , _{Cb n} _and Cc are stored in the approximation coefficient storage section in advance. _n is stored. These approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban , Bb _n , Bc _n _, Can , _{Cb n} _and Cc _n are used to calculate the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n according to the above formula 2. This is the coefficient for As described above, Equation 2 is a correlation equation that defines the correlation between the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n and the temperature of the infrared detection element (element temperature) Ft.

そして、前記温度補正係数算出部により、前記素子温度検出センサによって検出される前記素子温度Ｆｔ、及び前記近似係数記憶部に格納された近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎに基づき、上記数式１に従って前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎが算出され、算出された温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎが前記温度補正係数記憶部に格納される。 Then, the temperature correction coefficient calculation unit calculates the element temperature _Ft detected by the element temperature detection sensor and the approximation coefficients Aan, _Abn , _Acn , _Ban , _Bbn stored in the approximation coefficient storage unit. , Bc _n , Can , Cb _n _and Cc _n , the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n are calculated according to the above formula 1, and the calculated temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n are The temperature correction coefficient is stored in the temperature correction coefficient storage section.

そして、前記放射輝度算出部により、前記各赤外線検出素子からの出力（素子出力）ＤＬ_ｎ、及び前記温度補正係数記憶部に格納された前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎに基づき、前記数式１に従って前記撮像対象物に関する放射輝度Ｌｄ_ｎが算出される。 Then, based on the output (element output) DL _n from each of the infrared detection elements and the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n stored in the temperature correction coefficient storage unit, the radiance calculation unit calculates The radiance Ld _n regarding the imaged object is calculated according to Equation 1 above.

斯くして、本発明に係る赤外線カメラによれば、各赤外線検出素子の出力ＤＬ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの相関を、２次方程式である上記数式１により定義し、各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎに基づき、前記数式１に従って放射輝度Ｌｄ_ｎを算出（推定）するようにしているので、線形関係に基づいて放射輝度Ｌｄ_ｎを算出するようにしていた従来に比べて、より現実に即した正確な放射輝度Ｌｄ_ｎを算出することができる。 Thus, according to the infrared camera according to the present invention, the correlation between the output DL _n of each infrared detection element and the radiance Ld _n of the infrared rays emitted from the object to be imaged is expressed by the above equation 1, which is a quadratic equation. Based on the output DL _n from each infrared detection element, the radiance Ld _n is calculated (estimated) according to Equation 1, so the radiance Ld _n is calculated based on a linear relationship. It is possible to calculate the radiance Ld _n more realistically and accurately than in the conventional method.

また、上記第１の態様の赤外線カメラにおいて、
前記素子温度検出センサから前記赤外線検出素子の温度Ｆｔを取得するとともに、前記各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎを取得する基礎データ取得部と、
前記基礎データ取得部によって取得された温度Ｆｔ及び出力ＤＬ_ｎに基づいて、赤外線検出素子の温度Ｆｔが所定の温度であるときの、前記撮像対象物から放射される放射輝度Ｌｄ_ｎと各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎとの相関を取得する輝度対出力相関取得部と、
前記輝度対出力相関取得部により取得された放射輝度Ｌｄ_ｎと出力ＤＬ_ｎとの相関に基づいて、前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを算出して、前記近似係数記憶部に格納する近似係数算出部と、を更に備えた態様を採ることができる。 Further, in the infrared camera of the first aspect,
a basic data acquisition unit that acquires the temperature Ft of the infrared detection element from the element temperature detection sensor, and acquires the output DL _n from each of the infrared detection elements;
Based on the temperature Ft and output DL _n acquired by the basic data acquisition unit, the radiance Ld _n emitted from the imaging target and each infrared detection when the temperature Ft of the infrared detection element is a predetermined temperature. a luminance versus output correlation acquisition unit that acquires a correlation with the output DL _n from the element;
Based on the correlation between the radiance Ld _n and the output DL _n acquired by the luminance versus output correlation acquisition unit, the approximation coefficients Aan, Ab _n , Ac _n _, Ban , _Bbn _, Bc _n , _Can , An embodiment may be adopted in which the apparatus further includes an approximation coefficient calculation unit that calculates Cb _n and Cc _n and stores the calculated values in the approximation coefficient storage unit.

この態様（第２の態様）の赤外線カメラによれば、前記基礎データ取得部により、赤外線検出素子の温度Ｆｔと、各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎとの相関データが取得される。次に、この基礎データ取得部により取得された素子温度Ｆｔ及び素子出力ＤＬ_ｎの相関データに基づき、前記輝度対出力相関取得部により、赤外線検出素子の温度Ｆｔが所定の温度であるときに、撮像対象物から放射される放射輝度Ｌｄ_ｎと各赤外線検出素子からの素子出力ＤＬ_ｎとの相関が取得される。 According to the infrared camera of this aspect (second aspect), the basic data acquisition section acquires correlation data between the temperature Ft of the infrared detection element and the output DL _n from each infrared detection element. Next, based on the correlation data of the element temperature Ft and the element output DL _n acquired by the basic data acquisition unit, when the temperature Ft of the infrared detection element is a predetermined temperature, the luminance vs. output correlation acquisition unit The correlation between the radiance Ld _n emitted from the imaged object and the element output DL _n from each infrared detection element is obtained.

そして、前記輝度対出力相関取得部により取得された放射輝度Ｌｄ_ｎと出力ＤＬ_ｎとの相関に基づいて、前記近似係数算出部により前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎが算出され、算出された近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎが前記近似係数記憶部に格納される。 Then, based on the correlation between the radiance Ld _n and the output DL _n acquired by the luminance versus output correlation acquisition unit, the approximation coefficient calculation unit calculates the approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban _, Bb _n , Bc _n , _Can , Cb _n and Cc _n are calculated, and the calculated approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban , Bb _n , Bc _n _, Can , _{Cb n} _and Cc _n are calculated as above. Stored in the approximation coefficient storage unit.

斯くして、この赤外線カメラによれば、前記数式２に従った温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを内部機能によって算出することができるので、撮像対象物（測定対象物）の効率的な測定を実行することができる。 Thus, according to this infrared camera, the approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , _Ban , _Bbn for calculating the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n according to the formula 2 are , Bc _n , Can , Cb _n _, and Cc _n can be calculated by internal functions, so that efficient measurement of the object to be imaged (object to be measured) can be performed.

また、上記第２の態様の赤外線カメラにおいて、
前記基礎データ取得部によって取得された赤外線検出素子の温度Ｆｔ、及び出力ＤＬ_ｎに基づいて、出力対温度の相関式を取得する出力対温度相関取得部と、
前記出力対温度相関取得部によって取得された出力対温度相関式に基づき、補間処理によって、各赤外線検出素子の温度Ｆｔと出力ＤＬ_ｎとの相関データを算出する補間処理部と、を更に備え、
前記輝度対出力相関取得部は、前記基礎データ取得部によって取得された温度Ｆｔ及び出力ＤＬ_ｎ、並びに前記補間処理部によって算出された温度Ｆｔ及び出力ＤＬ_ｎに基づいて、前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関を取得するように構成された態様を採ることができる。 Further, in the infrared camera of the second aspect,
an output-to-temperature correlation acquisition unit that acquires an output-to-temperature correlation equation based on the temperature Ft of the infrared detection element and the output DL _n acquired by the basic data acquisition unit;
further comprising an interpolation processing unit that calculates correlation data between the temperature Ft of each infrared detection element and the output DL _n by interpolation processing based on the output-to-temperature correlation equation acquired by the output-to-temperature correlation acquisition unit,
The luminance vs. output correlation acquisition unit calculates the radiance Ld n based on the temperature Ft and output DL _n acquired by the basic data acquisition unit, and the temperature Ft and output _DL _n calculated by the interpolation processing unit. An aspect configured to obtain a correlation with the output DL _n can be adopted.

この態様（第３の態様）の赤外線カメラによれば、
前記基礎データ取得部により取得された赤外線検出素子の温度Ｆｔ、及び出力ＤＬ_ｎに基づいて、前記出力対温度相関取得部により、出力対温度の相関式が取得される。 According to the infrared camera of this aspect (third aspect),
Based on the temperature Ft of the infrared detection element and the output DL _n acquired by the basic data acquisition section, the output-to-temperature correlation acquisition section acquires an output-to-temperature correlation equation.

そして、前記出力対温度相関取得部によって取得された出力対温度相関式に基づいて、前記補間処理部による補間処理が実行され、赤外線検出素子の温度Ｆｔと出力ＤＬ_ｎとの相関データの補間が行われ、このようにして精度が高められた相関データに基づいて、前記輝度対出力相関取得部により、前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関が取得される。 Then, based on the output-to-temperature correlation equation acquired by the output-to-temperature correlation acquisition section, interpolation processing is executed by the interpolation processing section to interpolate the correlation data between the temperature Ft of the infrared detection element and the output DL _n . Based on the correlation data whose accuracy has been improved in this way, the luminance-to-output correlation acquisition unit acquires the correlation between the radiance Ld _n and the output DL _n .

斯くして、この赤外線カメラによれば、赤外線検出素子の温度Ｆｔと出力ＤＬ_ｎとの精度の高い精緻な相関データを得ることができるので、前記数式２に従った温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎの精度を高めることができる。 In this way, according to this infrared camera, it is possible to obtain highly accurate and precise correlation data between the temperature Ft of the infrared detection element and the output DL _n , so that the temperature correction coefficients a _n , b according to the above formula 2 can be obtained. The accuracy of the approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban , _Bbn , _{Bc n} _, Can , _{Cb n} _and Cc _n for calculating _n and c _n can be improved.

また、上記の第１の態様から第３の態様のいずれかの赤外線カメラにおいて、
前記放射輝度算出部によって算出された放射輝度Ｌｄ_ｎに基づいて、前記撮像対象物に関する温度データを算出する温度データ算出部を、更に備えた態様を採ることができる。 Further, in the infrared camera according to any one of the first to third aspects,
An embodiment may be adopted in which the image forming apparatus further includes a temperature data calculation section that calculates temperature data regarding the imaging target based on the radiance Ld _n calculated by the radiance calculation section.

この態様（第４の態様）の赤外線カメラによれば、従来に比べて、撮像対象物のより正確な温度を算出することができる。また、画素間でバラツキの少ない低ノイズの画像を得ることができる。 According to the infrared camera of this aspect (fourth aspect), the temperature of the object to be imaged can be calculated more accurately than in the past. Furthermore, it is possible to obtain a low-noise image with little variation between pixels.

以上のように、本発明に係る赤外線カメラによれば、各赤外線検出素子の出力ＤＬ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの相関を、２次方程式である上記数式１により定義し、各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎに基づき、前記数式１に従って放射輝度Ｌｄ_ｎを算出（推定）するようにしているので、線形関係に基づいて放射輝度Ｌｄ_ｎを算出するようにしていた従来に比べて、より現実に即した正確な放射輝度Ｌｄ_ｎを算出することができ、ひいては、従来に比べて、撮像対象物のより正確な温度を算出することができる。 As described above, according to the infrared camera according to the present invention, the correlation between the output DL _n of each infrared detection element and the radiance Ld _n of the infrared rays emitted from the object to be imaged can be expressed by the above-mentioned formula which is a quadratic equation. 1, and the radiance Ld _n is calculated (estimated) according to the above formula 1 based on the output DL _n from each infrared detection element, so the radiance Ld _n is calculated based on a linear relationship. It is possible to calculate a more realistic and accurate radiance Ld _n than in the past, which has been done in the past, and in turn, it is possible to calculate a more accurate temperature of the object to be imaged than in the past.

本発明の具体的な実施の形態に係る赤外線カメラの構成を示したブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an infrared camera according to a specific embodiment of the present invention. 放射輝度と黒体温度との関係を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between radiance and blackbody temperature. 放射輝度と素子出力との関係を示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between radiance and element output. 本実施形態に係る赤外線カメラの構造を示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the structure of an infrared camera according to the present embodiment. 本実施形態に係る赤外線カメラをキャリブレーションする態様を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a mode of calibrating the infrared camera according to the present embodiment. 本実施形態に係る赤外線カメラをキャリブレーションする際に取得する基礎データを示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing basic data acquired when calibrating the infrared camera according to the present embodiment. 本実施形態に係る出力対温度相関取得における処理を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining processing in obtaining an output-temperature correlation according to the present embodiment. 本実施形態に係る補間処理部における処理を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining processing in an interpolation processing unit according to the present embodiment. 本実施形態に係る輝度対出力相関取得部における処理を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining processing in a luminance versus output correlation acquisition unit according to the present embodiment. 本実施形態に係る近似係数算出部における処理を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining processing in an approximation coefficient calculation unit according to the present embodiment. 本実施形態に係る近似係数算出部における処理を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining processing in an approximation coefficient calculation unit according to the present embodiment. 本実施形態に係る近似係数算出部における処理を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining processing in an approximation coefficient calculation unit according to the present embodiment. 本発明の他の実施形態に係る赤外線カメラの構成を示したブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an infrared camera according to another embodiment of the present invention. 本発明の更に他の実施形態に係る赤外線カメラの構成を示したブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an infrared camera according to still another embodiment of the present invention.

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る赤外線カメラの概略構成を示したブロック図である。同図１に示すように、本例の赤外線カメラ１は、筐体２と、この筐体２内に配設されるレンズ３、撮像部６、素子温度検出センサ７及びデータ処理部８からなる。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an infrared camera according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the infrared camera 1 of this example includes a housing 2, a lens 3 disposed inside the housing 2, an imaging section 6, an element temperature detection sensor 7, and a data processing section 8. .

前記レンズ３は、前記筐体２の開口部に、当該開口部を閉塞するように配設され、撮像対象物から放射される赤外線を、適宜間隔をあけて後方に並設される前記撮像部６に集光する。 The lens 3 is disposed in the opening of the housing 2 so as to close the opening, and the lens 3 is arranged to block the opening of the housing 2, and directs infrared rays emitted from the object to be imaged to the imaging unit arranged in parallel at the rear with an appropriate interval. Focus the light on 6.

前記撮像部６は、２次元平面上に復行復列に配列された複数の赤外線検出素子６ａ_ｎを備えている。赤外線検出素子６ａ_ｎは、ボロメータと称される熱型の非冷却素子で、各赤外線検出素子６ａ_ｎは、入射光量に応じた電圧値を出力して、前記データ処理部８に入力する。また、撮像部６には、素子温度検出センサ７が付設されており、この素子温度検出センサ７から赤外線検出素子６ａ_ｎの温度に係るデータがデータ処理部８に入力される。尚、この素子温度検出センサ７は、赤外線検出素子６ａ_ｎの全体としての温度を検出する。また、ｎは１以上の自然数であって、赤外線検出素子の個数に対応しており、具体的な数値は前記各赤外線検出素子に対応する固有値である。特に断りがない限り、以下において、ｎは同様の意図で用いられている。 The imaging unit 6 includes a plurality of infrared detection elements 6a _n arranged in back and forth rows on a two-dimensional plane. The infrared detecting elements 6 a _n are thermal type uncooled elements called bolometers, and each infrared detecting element 6 a _n outputs a voltage value according to the amount of incident light and inputs it to the data processing section 8 . Further, the imaging section 6 is provided with an element temperature detection sensor 7, and data related to the temperature of the infrared detection element _6an is inputted from the element temperature detection sensor 7 to the data processing section 8. Note that this element temperature detection sensor 7 detects the temperature of the infrared detection element _6a as a whole. Further, n is a natural number of 1 or more and corresponds to the number of infrared detection elements, and the specific numerical value is a unique value corresponding to each of the infrared detection elements. Unless otherwise specified, n is used hereinafter with the same intent.

前記データ処理部８は、Ａ／Ｄ変換器９，１０、基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５、近似係数算出部１６、近似係数記憶部１７、温度補正係数算出部１８、温度補正係数記憶部１９、放射輝度算出部２０、温度データ算出部２１、Ｄ／Ａ変換器２２及び入出力インターフェース２３などから構成される。 The data processing section 8 includes A/D converters 9 and 10, a basic data acquisition section 12, an output-to-temperature correlation acquisition section 13, an interpolation processing section 14, a luminance-to-output correlation acquisition section 15, an approximation coefficient calculation section 16, and an approximation It is composed of a coefficient storage section 17, a temperature correction coefficient calculation section 18, a temperature correction coefficient storage section 19, a radiance calculation section 20, a temperature data calculation section 21, a D/A converter 22, an input/output interface 23, and the like.

尚、このデータ処理部８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成することができ、具体的には、前記Ａ／Ｄ変換器９，１０、基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５、近似係数算出部１６、温度補正係数算出部１８、放射輝度算出部２０、温度データ算出部２１、Ｄ／Ａ変換器２２及び入出力インターフェース２３はコンピュータプログラムによってその機能が実現される態様を採ることができる。或いは、前記Ａ／Ｄ変換器９，１０、基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５、近似係数算出部１６、温度補正係数算出部１８、放射輝度算出部２０、温度データ算出部２１、Ｄ／Ａ変換器２２及び入出力インターフェース２３は、それぞれ、適宜電子回路を備えた電子ディバイスによって実現することができる。また、前記近似係数記憶部１７及び温度補正係数記憶部１９はＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成することができる。 The data processing unit 8 can be configured from a computer including a CPU, RAM, ROM, etc., and specifically includes the A/D converters 9 and 10, the basic data acquisition unit 12, and the output-to-temperature correlation. Acquisition section 13, interpolation processing section 14, brightness vs. output correlation acquisition section 15, approximation coefficient calculation section 16, temperature correction coefficient calculation section 18, radiance calculation section 20, temperature data calculation section 21, D/A converter 22, and input The output interface 23 can have its functions realized by a computer program. Alternatively, the A/D converters 9 and 10, the basic data acquisition section 12, the output-to-temperature correlation acquisition section 13, the interpolation processing section 14, the luminance-to-output correlation acquisition section 15, the approximation coefficient calculation section 16, and the temperature correction coefficient calculation section 18, the radiance calculation section 20, the temperature data calculation section 21, the D/A converter 22, and the input/output interface 23 can each be realized by an electronic device equipped with an appropriate electronic circuit. Further, the approximation coefficient storage section 17 and the temperature correction coefficient storage section 19 can be constructed from an appropriate storage medium such as a RAM.

前記Ａ／Ｄ変換器９は、前記素子温度検出センサ７から出力される、前記赤外線検出素子６ａ_ｎの温度に係るデータを入力してＡ／Ｄ変換し、変換後の素子温度Ｆｔを前記温度補正係数算出部１８及び基礎データ取得部１２に入力する処理を行う。また、前記Ａ／Ｄ変換器１０は、各赤外線検出素子６ａ_ｎからの出力をＡ／Ｄ変換して、変換後の素子出力ＤＬ_ｎを、切換スイッチ１１を介して択一的に接続される、基礎データ取得部１２、放射輝度算出部２０又は入出力インターフェース２３に送信する。尚、前記素子温度Ｆｔも切換スイッチ１１を介して前記基礎データ取得部１２に入力される。 The A/D converter 9 inputs data related to the temperature of the infrared detection element 6a _n output from the element temperature detection sensor 7, performs A/D conversion, and converts the element temperature Ft after conversion into the temperature. A process of inputting data to the correction coefficient calculation unit 18 and the basic data acquisition unit 12 is performed. Further, the A/D converter 10 A/D converts the output from each infrared detection element 6a _n , and the converted element output DL _n is selectively connected via a changeover switch 11. , the basic data acquisition section 12 , the radiance calculation section 20 , or the input/output interface 23 . Note that the element temperature Ft is also input to the basic data acquisition section 12 via the changeover switch 11.

前記基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５及び近似係数算出部１６は、キャリブレーション操作によって、近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを算出する機能部である。 The basic data acquisition section 12, the output-to-temperature correlation acquisition section 13, the interpolation processing section 14, the luminance-to-output correlation acquisition section 15, and the approximation coefficient calculation section 16 calculate the approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n by a calibration operation. , _Ban , _Bbn , _Bcn , Can, _Cbn _, and _Ccn .

この近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎは、各赤外線検出素子６ａ_ｎの出力（素子出力）ＤＬ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの相関を、下記数式１の２次方程式（相関式）で定義したときの、当該相関式中の各温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するため係数である。
（数式１）
Ｌｄ_ｎ＝ａ_ｎ・ＤＬ_ｎ ^２＋ｂ_ｎ・ＤＬ_ｎ＋ｃ_ｎ
尚、放射輝度Ｌｄ_ｎは、赤外線検出素子６ａ_ｎに対応付けられる部分の撮像対象物の放射輝度である。 These approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban , Bb _n , _{Bc n} _, Can , _{Cb n} _and Cc _n are based on the output (element output) DL _n of each infrared detection element 6a _n and the imaged object. When the correlation with the _radiance _Ldn _of the _infrared rays emitted from the This is a coefficient for calculation.
(Formula 1)
Ld _n =a _n・DL _n ² +b _n・DL _n +c _n
Note that the radiance Ld _n is the radiance of the imaged object in the portion associated with the infrared detection element 6a _n .

具体的には、近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎは、素子温度Ｆｔに基づき、下記数式２の２次方程式（相関式）によって、温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出する際に用いられる係数である。
（数式２）
ａ_ｎ＝Ａａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ａｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ａｃ_ｎ
ｂ_ｎ＝Ｂａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｂｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｂｃ_ｎ
ｃ_ｎ＝Ｃａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｃｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｃｃ_ｎ Specifically, the approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban , _{Bb n} _, Bc _n , Can , _{Cb n} _and Cc _n are calculated using the quadratic equation (correlation These are the coefficients used when calculating the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n by the formula).
(Formula 2)
a _n =Aa _n・Ft ² +Ab _n・Ft+Ac _n
b _n =Ba _n・Ft ² +Bb _n・Ft+Bc _n
c _n = _Can・Ft ² +Cb _n・Ft+Cc _n

本発明者らの知見によれば、各赤外線検出素子６ａ_ｎの出力ＤＬ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとは、図３において破線で示した線形の関係にはなく、実線で示した非線形の関係にある。これは、撮像対象物から放射される赤外線を赤外線検出素子６ａ_ｎに集光させるためのレンズ３等の光学機構が存在し（図４参照）、また、赤外線検出素子６ａ_ｎには個体差があるからである。そこで、本実施形態では、２次方程式である上記数式１に従い、素子出力ＤＬ_ｎから、撮像対象物の放射輝度Ｌｄ_ｎを算出（推定）することとした。尚、図４における符号４は、レンズ３を保持する保持部であり、符号５は、前記保持部４に固設されて、前記撮像部６を保持する保持部である。 According to the findings of the present inventors, the output DL _n of each infrared detection element 6a _n and the radiance Ld _n of the infrared rays emitted from the object to be imaged do not have the linear relationship shown by the broken line in FIG. There is a nonlinear relationship shown by the solid line. This is because there is an optical mechanism such as a lens 3 for condensing infrared rays emitted from the object to be imaged onto the infrared detecting elements 6a- _n (see FIG. 4), and there are individual differences in the infrared detecting elements 6a- _n . Because there is. Therefore, in this embodiment, the radiance Ld _n of the imaged object is calculated (estimated) from the element output DL _n according to the above-mentioned Equation 1, which is a quadratic equation. Note that reference numeral 4 in FIG. 4 is a holding section that holds the lens 3, and reference numeral 5 is a holding section that is fixed to the holding section 4 and holds the imaging section 6.

前記基礎データ取得部１２は、前記入出力インターフェース２３から入力される指令に従って、前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを算出するための図６に示した基礎データを、赤外線検出素子６ａ_ｎ及び素子温度検出センサ７から、それぞれＡ／Ｄ変換器９，１０及び切換スイッチ１１を介して取得する。 The basic data acquisition unit 12 obtains the approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban , Bb _n , Bc _n _, Can , Cb _n and _{Cc n} _according to the command input from the input/output interface 23 . The basic data shown in FIG. 6 for calculation is acquired from the infrared detection element 6a _n and the element temperature detection sensor 7 via A/D converters 9, 10 and changeover switch 11, respectively.

尚、このキャリブレーション操作の際には、赤外線カメラ１は、図５に示すように、恒温ケース１００内に収納された状態で、黒体１０３を撮像するものとする。恒温ケース１００はペルチェ素子１０１によって調温されるようになっており、レンズ３と黒体１０３との間にはシャッタ１０２が配置されている。また、黒体１０３は、図示しない適宜温度調節器により、所定の温度に調整される。 Incidentally, during this calibration operation, the infrared camera 1 is assumed to image the black body 103 while being housed in the thermostatic case 100, as shown in FIG. The temperature of the thermostatic case 100 is controlled by a Peltier element 101, and a shutter 102 is disposed between the lens 3 and the black body 103. Further, the black body 103 is adjusted to a predetermined temperature by an appropriate temperature regulator (not shown).

前記基礎データは、図６に示すように、前記恒温ケースの温度を、例えば１０℃から１０℃間隔で４段階（Ｒｔ_１～Ｒｔ_４）に設定するとともに、黒体１０３の温度も１０℃間隔で例えば３段階（Ｔ_１～Ｔ_３）に設定した状態で、それぞれ素子温度Ｆｔ_１～Ｆｔ_４について、それぞれ黒体１０３の温度がＴ_１～Ｔ_３のときに、前記シャッタ１０２を開くことで各赤外線検出素子６ａ_ｎから出力される素子出力ＤＬ_ｎＴ_１～ＤＬ_ｎＴ_３である。尚、温度間隔及び設定温度はあくまでも一例であって、これに限定されるものではない。 As shown in FIG. 6, the basic data includes setting the temperature of the constant temperature case in four stages (Rt ₁ to Rt ₄ ) at intervals of 10°C starting from 10°C, and also setting the temperature of the black body 103 at intervals of 10°C. By opening the shutter 102 when the temperature of the black body 103 is T ₁ to T ₃ for each of the element temperatures Ft ₁ to Ft ₄ , for example, with three stages (T ₁ to T ₃ ) set. These are element outputs DL _n T ₁ to DL _n T ₃ output from each infrared detection element 6a _n . Note that the temperature interval and the set temperature are merely examples, and are not limited thereto.

前記出力対温度相関取得部１３は、前記基礎データ取得部１２によって取得された各赤外線検出素子６ａ_ｎの素子温度Ｆｔ、及び素子出力ＤＬ_ｎに基づいて、出力対温度の相関式を取得する。前記基礎データ取得部１２によって取得された基礎データを、素子出力ＤＬ_ｎと素子温度Ｆｔの関係で表すと、図７に示すようになる。 The output-to-temperature correlation acquisition unit 13 acquires an output-to-temperature correlation equation based on the element temperature Ft of each infrared detection element 6a _n and the element output DL _n acquired by the basic data acquisition unit 12. The basic data acquired by the basic data acquisition section 12 is expressed as a relationship between the element output DL _n and the element temperature Ft as shown in FIG. 7 .

図７において、各赤外線検出素子６ａ_ｎにおける素子出力ＤＬ_ｎと素子温度Ｆｔとの相関は、それぞれ、黒体１０３の温度がＴ_１、Ｔ_２及びＴ_３のときに、以下の近似式によって近似される。
ＤＬ_ｎＴ_１=Ａ_ｎ１・Ｆｔ^３+Ｂ_ｎ１・Ｆｔ^２+ Ｃ_ｎ１・Ｆｔ+Ｄ_ｎ１
ＤＬ_ｎＴ_２=Ａ_ｎ２・Ｆｔ^３+Ｂ_ｎ２・Ｆｔ^２+ Ｃ_ｎ２・Ｆｔ+Ｄ_ｎ２
ＤＬ_ｎＴ_３=Ａ_ｎ３・Ｆｔ^３+Ｂ_ｎ３・Ｆｔ^２+ Ｃ_ｎ３・Ｆｔ+Ｄ_ｎ３
尚、各近似式における係数Ａ_ｎ１～Ａ_ｎ３、Ｂ_ｎ１～Ｂ_ｎ３、Ｃ_ｎ１～Ｃ_ｎ３、Ｄ_ｎ１～Ｄ_ｎ３は、それぞれ最小二乗法等の手法によって算出することができる。
但し、近似式としてはこの３次方程式に限られるものではなく、２次方程式、或いは４次以上の高次方程式によって近似するようにしても良い。 In FIG. 7, the correlation between the element output DL _n and the element temperature Ft in each infrared detection element 6a _n is approximated by the following approximate expression when the temperature of the black body 103 is T ₁ , T ₂ and T ₃ . be done.
DL _n T ₁ =A _n1・Ft ³ +B _n1・Ft ² + C _n1・Ft+D _n1
DL _n T ₂ =A _n2・Ft ³ +B _n2・Ft ² + C _n2・Ft+D _n2
DL _n T ₃ =A _n3・Ft ³ +B _n3・Ft ² + C _n3・Ft+D _n3
Note that the coefficients A _n1 to A _n3 , B _n1 to B _n3 , C _n1 to C _n3 , and D _n1 to D _n3 in each approximate expression can be calculated by a method such as the method of least squares.
However, the approximation equation is not limited to this cubic equation, but may be approximated by a quadratic equation or a higher-order equation of the fourth or higher order.

前記補間処理部１４は、前記出力対温度相関取得部１３によって取得された上記各式を用いて、データを補間する処理を行う機能部である。図８に、Ｆｔ_１～Ｆｔ_２の間のデータを補間する例を示している。図８において、黒丸でプロットした値が実測値であり、白丸でプロットした値が補間値である。この例では、Ｆｔ_１～Ｆｔ_２の間を２．５℃毎に補間しているが、これは一例であって、これに限られるものではない。また、Ｆｔ_２～Ｆｔ_４の間についても補間するようにしても良い。 The interpolation processing unit 14 is a functional unit that performs a process of interpolating data using each of the above equations acquired by the output-temperature correlation acquisition unit 13. FIG. 8 shows an example of interpolating data between Ft ₁ and Ft ₂ . In FIG. 8, the values plotted with black circles are actually measured values, and the values plotted with white circles are interpolated values. In this example, interpolation is performed between Ft ₁ and Ft ₂ every 2.5°C, but this is just an example and is not limited to this. Further, interpolation may also be performed between Ft ₂ and Ft ₄ .

前記輝度対出力相関取得部１５は、前記基礎データ取得部１２によって取得された素子温度Ｆｔ及び素子出力ＤＬ_ｎ、並びに前記補間処理部１４によって算出された素子温度Ｆｔ及び素子出力ＤＬ_ｎに基づいて、前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関を取得する機能部である。 The luminance vs. output correlation acquisition unit 15 is based on the element temperature Ft and element output DL _n acquired by the basic data acquisition unit 12 and the element temperature Ft and element output DL _n calculated by the interpolation processing unit 14. , a functional unit that obtains a correlation between the radiance Ld _n and the output DL _n .

まず、輝度対出力相関取得部１５は、黒体１０３の温度Ｔ_１～Ｔ_３毎に、以下の数式３に従って、当該黒体１０３の放射輝度を算出する。
（数式３）

但し、Ｌｔは、放射輝度（Ｗ・ｓｒ^－１・ｍ^－２）であり、Ｌｄは、Ｌｔをデジタルレベル（２のｎ乗）にスケール変換した値に相当する。
また、λは物体から発散する放射の波長（ｍ）であり、λ１～λ２は、赤外線検出素子６ａの感度波長帯である。
また、Ｔは物体の絶対温度（Ｋ）であり、黒体１０３及び撮像対象物の温度に相当する。
また、Ｃ１，Ｃ２は放射の定数であり、
Ｃ１＝ｃ^２ｈ＝５．９５４８×１０^－１７（Ｗ・ｍ^２）
Ｃ１＝ｃｈ／ｋ＝０．０１４３８８（ｍ・Ｋ）
である。また、ｃは真空中の光の速度（ｃ＝２．９９７９２４５８×１０^８ｍ・ｓ^－１）、ｈはプランク定数（ｈ＝６．６２５６×１０^－３４Ｊ・ｓ）、ｋはボルツマン定数（ｋ＝１．３８０５４×１０^－２３Ｊ・Ｋ^－１）である。 First, the luminance versus output correlation acquisition unit 15 calculates the radiance of the black body 103 for each of the temperatures T ₁ to T ₃ of the black body 103 according to Equation 3 below.
(Formula 3)

However, Lt is the radiance (W·sr ⁻¹ ·m ⁻² ), and Ld corresponds to a value obtained by scaling Lt to a digital level (2 to the nth power).
Further, λ is the wavelength (m) of radiation emitted from the object, and λ1 to λ2 are the sensitivity wavelength bands of the infrared detection element 6a.
Further, T is the absolute temperature (K) of the object, and corresponds to the temperature of the black body 103 and the object to be imaged.
Also, C1 and C2 are radiation constants,
C1=c ² h=5.9548×10 ^-17 (W・m ² )
C1=ch/k=0.014388(m・K)
It is. Also, c is the speed of light in vacuum (c=2.99792458×10 ⁸ m・s ⁻¹ ), h is Planck’s constant (h=6.6256×10 ⁻³⁴ J・s), and k is Boltzmann’s constant ( k=1.38054×10 ⁻²³ J·K ⁻¹ ).

尚、上記数式３から分かるように、黒体１０３の放射輝度Ｌｄ_ｎは黒体１０３の温度Ｔ_１～Ｔ_３毎に一意の値として得られる。そして、輝度対出力相関取得部１５は、得られた黒体１０３の温度Ｔ_１～Ｔ_３毎の放射輝度ＬｄＴ_１～ＬｄＴ_３について、前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの関係を、素子温度Ｆｔごとに取得する。 As can be seen from Equation 3 above, the radiance Ld _n of the black body 103 is obtained as a unique value for each of the temperatures T ₁ to T ₃ of the black body 103. Then, the luminance vs. output correlation acquisition unit 15 calculates the relationship between the radiance Ld _n and the output DL _n for the obtained radiance LdT ₁ to LdT ₃ for each temperature T ₁ to T ₃ of the black body 103. Obtained for each element temperature Ft.

前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関を、図９に示している。図９では、素子温度Ｆｔが、それぞれＦｔ_１、Ｆｔ_１＋１、Ｆｔ_１＋２、Ｆｔ_１＋３、Ｆｔ_２であるときの前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関を示しており、各相関とも以下の２次方程式で近似することができる。尚、素子温度Ｆｔ_１＋１、Ｆｔ_１＋２、Ｆｔ_１＋３は補間値である。
Ｌｄ_ｎＦｔ１＝ａ_ｎＦｔ１・ＤＬ_ｎＦｔ１ ^２+ｂ_ｎＦｔ１・ＤＬ_ｎＦｔ１+ｃ_ｎＦｔ１
Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋１}＝ａ_{ｎＦｔ１＋１}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋１} ^２+ｂ_{ｎＦｔ１＋１}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋１}+ｃ_{ｎＦｔ１＋１}
Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋２}＝ａ_{ｎＦｔ１＋２}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋２} ^２+ｂ_{ｎＦｔ１＋２}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋２}+ｃ_{ｎＦｔ１＋２}
Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋３}＝ａ_{ｎＦｔ１＋３}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋３} ^２+ｂ_{ｎＦｔ１＋３}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋３}+ｃ_{ｎＦｔ１＋３}
Ｌｄ_ｎＦｔ２＝ａ_ｎＦｔ２・ＤＬ_ｎＦｔ２ ^２+ｂ_ｎＦｔ２・ＤＬ_ｎＦｔ２+ｃ_ｎＦｔ２
但し、近似式としてはこの２次方程式に限られるものではなく、２次以上の高次方程式によって近似するようにしても良い。 FIG. 9 shows the correlation between the radiance Ld _n and the output DL _n . FIG. 9 shows the correlation between the radiance Ld _n and the output DL _n when the element temperature Ft is Ft ₁ , Ft ₁₊₁ , Ft ₁₊₂ , Ft ₁₊₃ , Ft _{2 ,} respectively, and each correlation is as follows. It can be approximated by the quadratic equation. Note that the element temperatures Ft ₁₊₁ , Ft ₁₊₂ , and Ft ₁₊₃ are interpolated values.
Ld _nFt1 =a _nFt1・DL _nFt1 ² +b _nFt1・DL _nFt1 +c _nFt1
Ld _nFt1+1 =a _nFt1+1・DL _nFt1+1 ² +b _nFt1+1・DL _nFt1+1 +c _nFt1+1
Ld _nFt1+2 =a _nFt1+2・DL _nFt1+2 ² +b _nFt1+2・DL _nFt1+2 +c _nFt1+2
Ld _nFt1+3 =a _nFt1+3・DL _nFt1+3 ² +b _nFt1+3・DL _nFt1+3 +c _nFt1+3
Ld _nFt2 =a _nFt2・DL _nFt2 ² +b _nFt2・DL _nFt2 +c _nFt2
However, the approximate expression is not limited to this quadratic equation, but may be approximated by a higher-order equation of quadratic or higher order.

上式において、Ｌｄ_ｎＦｔ１は素子温度がＦｔ_１のときの放射輝度であり、同様に、Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋１}は素子温度がＦｔ_１＋１のときの放射輝度、Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋２}は素子温度がＦｔ_１＋２のときの放射輝度、Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋３}は素子温度がＦｔ_１＋３のときの放射輝度、Ｌｄ_ｎＦｔ２は素子温度がＦｔ_２のときの放射輝度である。また、ＤＬ_ｎＦｔ１は素子温度がＦｔ_１のときの素子出力であり、同様に、ＤＬ_{ｎＦｔ１＋１}は素子温度がＦｔ_１＋１のときの素子出力、ＤＬ_{ｎＦｔ１＋２}は素子温度がＦｔ_１＋２のときの素子出力、ＤＬ_{ｎＦｔ１＋３}は素子温度がＦｔ_１＋３のときの素子出力、ＤＬ_ｎＦｔ２は素子温度がＦｔ_２のときの素子出力である。 In the above equation, Ld _nFt1 is the radiance when the element temperature is Ft ₁ , similarly, Ld _{nFt1+1 is} the radiance when the element temperature is Ft ₁₊₁ , and Ld _nFt1+2 is the radiance when the element temperature is Ft _1+2. , Ld _nFt1+3 is the radiance when the element temperature is Ft ₁₊₃ , and Ld _nFt2 is the radiance when the element temperature is Ft ₂ . Further, DL _nFt1 is the element output when the element temperature is Ft ₁ , similarly, DL _nFt1+1 is the element output when the element temperature is Ft ₁₊₁ , DL _nFt1+2 is the element output when the element temperature is Ft ₁₊₂ , DL _nFt1+3 is the element output when the element temperature is Ft ₁₊₃ , and DL _nFt2 is the element output when the element temperature is Ft ₂ .

また、前記ａ_ｎＦｔ１、ａ_{ｎＦｔ１＋１}、ａ_{ｎＦｔ１＋２}、ａ_{ｎＦｔ１＋３}、ａ_ｎＦｔ２、ｂ_ｎＦｔ１、ｂ_{ｎＦｔ１＋１}、ｂ_{ｎＦｔ１＋２}、ｂ_{ｎＦｔ１＋３}、ｂ_ｎＦｔ２、ｃ_ｎＦｔ１、ｃ_{ｎＦｔ１＋１}、ｃ_{ｎＦｔ１＋２}、ｃ_{ｎＦｔ１＋３}、+ｃ_ｎＦｔ２は、素子温度ＦｔがそれぞれＦｔ_１、Ｆｔ_１＋１、Ｆｔ_１＋２、Ｆｔ_１＋３、Ｆｔ_２であるときの前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関を定義するための温度補正係数である。 Moreover, the above a _nFt1 , a _nFt1+1 , a _nFt1+2 , a _nFt1+3 , a _nFt2 , b _nFt1 , b _nFt1+1 , b _nFt1+2 , b _nFt1+3 , b _nFt2 , c _nFt1 , c _nFt1+1 , c _nFt1+2 , c _nFt1+3 , +c _nFt2 are This is a temperature correction coefficient for defining the correlation between the radiance Ld _n and the output DL _n when the element temperatures Ft are respectively Ft ₁ , Ft ₁₊₁ , Ft ₁₊₂ , Ft ₁₊₃ , and Ft ₂ .

前記近似係数算出部１６は、前記輝度対出力相関取得部１５によって取得された放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関データに基づいて、前記各温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎと素子温度Ｆｔとの相関関係を取得し、得られた相関関係から、各温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出すための近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを算出する処理を行う。 The approximation coefficient calculation unit 16 calculates each of the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n based on correlation data between the radiance Ld _n and the output DL _n acquired by the luminance versus output correlation acquisition unit 15. Approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , _Ban , for calculating each temperature correction coefficient a _n , b _n , c _n from the correlation obtained by obtaining the correlation between _A process of calculating Bb _n , Bc _n , Can , Cb _n and Cc _n is performed.

図１０に、係数ａ_ｎと素子温度Ｆｔとの関係を示し、図１１に、係数ｂ_ｎと素子温度Ｆｔとの関係を示し、図１２に、係数ｃ_ｎと素子温度Ｆｔとの関係を示している。これらから分かるように、係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎはそれぞれ、以下の数式によって近似される。
ａ_ｎ=Ａａ_ｎ・Ｆｔ^２+Ａｂ_ｎ・Ｆｔ+Ａｃ_ｎ
ｂ_ｎ=Ｂａ_ｎ・Ｆｔ^２+Ｂｂ_ｎ・Ｆｔ+Ｂｃ_ｎ
ｃ_ｎ=Ｃａ_ｎ・Ｆｔ^２+Ｃｂ_ｎ・Ｆｔ+Ｃｃ_ｎ FIG. 10 shows the relationship between the coefficient a _n and the element temperature Ft, FIG. 11 shows the relationship between the coefficient b _n and the element temperature Ft, and FIG. 12 shows the relationship between the coefficient c _n and the element temperature Ft. ing. As can be seen from these, the coefficients a _n , b _n , and c _n are each approximated by the following formulas.
a _n =Aa _n・Ft ² +Ab _n・Ft+Ac _n
b _n =Ba _n・Ft ² +Bb _n・Ft+Bc _n
c _n = _Can・Ft ² +Cb _n・Ft+Cc _n

そして、各近似式における近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ、Ｃｃ_ｎは、それぞれ最小二乗法等の手法によって算出することができ、前記近似係数算出部１６は、このようにして算出した近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ、Ｃｃ_ｎを前記近似係数記憶部１７に格納する。 The approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban , _{Bb n} _, Bc _n _, Can , Cb _n , and Cc _n in each approximation formula can be calculated by a method such as the method of least squares, respectively. The approximation coefficient calculation section 16 stores the approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban , Bb _n , _{Bc n} _, Can , _{Cb n} _, Cc _n calculated in this manner in the approximation coefficient storage section 17 . Store.

前記温度補正係数算出部１８、放射輝度算出部２０、温度データ算出部２１、Ｄ／Ａ変換器２２は、本実施形態に係る赤外線カメラ１により、撮像対象物を撮像して、その温度データである画像を生成する機能部である。 The temperature correction coefficient calculation unit 18, the radiance calculation unit 20, the temperature data calculation unit 21, and the D/A converter 22 image the object to be imaged using the infrared camera 1 according to the present embodiment, and use the temperature data thereof. This is a functional unit that generates a certain image.

具体的には、前記温度補正係数算出部１８は、前記素子温度検出センサ７から出力され、前記Ａ／Ｄ変換器９を介して入力される素子温度Ｆｔ、並びに前記近似係数記憶部１８に格納された前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎに基づいて、上記数式２に従って、前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出し、算出した温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを前記温度補正係数記憶部１９に格納する処理を行う。 Specifically, the temperature correction coefficient calculation unit 18 calculates the element temperature Ft output from the element temperature detection sensor 7 and input via the A/D converter 9, and stores it in the approximation coefficient storage unit 18. Based on the approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban _, Bbn , _{Bc n} _, Can , _{Cb n} _and Cc _n , the temperature correction coefficients a _n , b _n , A process of calculating c _n and storing the calculated temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n in the temperature correction coefficient storage unit 19 is performed.

前記放射輝度算出部２０は、前記各赤外線検出素子６ａから出力され、前記Ａ／Ｄ変換器１０を介して入力される素子出力ＤＬ_ｎ、並びに前記温度補正係数記憶部１９に格納された温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎに基づいて、前記数式１に従って、放射輝度Ｌｄ_ｎを算出する処理を行う。 The radiance calculation unit 20 calculates the element output DL _n outputted from each infrared detection element 6a and inputted via the A/D converter 10, and the temperature correction stored in the temperature correction coefficient storage unit 19. Based on the coefficients a _n , b _n , and c _n , a process is performed to calculate the radiance Ld _n according to Equation 1 above.

また、前記温度データ算出部２１は、前記放射輝度算出部２０によって算出された放射輝度Ｌｄ_ｎに基づいて、撮像対象物の各赤外線検出素子６ａに対応する部位の温度を算出する処理を行う。放射輝度Ｌｄ_ｎから温度データへの変換は、例えば、上述した数式３の逆関数を用いて算出することができる。尚、この温度データは摂氏で表されているのが好ましい。 Furthermore, the temperature data calculation section 21 performs a process of calculating the temperature of a portion of the imaging target corresponding to each infrared detection element 6a based on the radiance Ld _n calculated by the radiance calculation section 20. Conversion from the radiance Ld _n to temperature data can be calculated using, for example, the inverse function of Equation 3 described above. Note that this temperature data is preferably expressed in degrees Celsius.

前記Ｄ／Ａ変換器２２は、温度データをアナログデータ（画像データ）に変換する処理部であり、このようにして変換された画像データが前記入出力インターフェース２３を介して外部に出力される。 The D/A converter 22 is a processing unit that converts temperature data into analog data (image data), and the image data thus converted is output to the outside via the input/output interface 23.

以上の構成を備えた本例の赤外線カメラ１によれば、撮像対象物の温度画像を撮像する前に、まず、キャリブレーション処理を実行することで、温度画像の生成に必要なパラメータである前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを取得することができる。 According to the infrared camera 1 of this example having the above configuration, before capturing a temperature image of the object to be imaged, by first performing a calibration process, the above-mentioned parameters necessary for generating a temperature image are Approximation coefficients _Aan , _Abn , _Acn , Ban _, _Bbn , _Bcn , Can _, _Cbn and _Ccn can be obtained.

そして、取得された近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎは、前記近似係数記憶部１７に格納される。 The obtained approximation coefficients _Aan , _Abn , _Acn , _Ban , _Bbn , _Bcn , _Can , _Cbn, and _Ccn are stored in the approximation coefficient storage section 17.

このようにして、前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを取得した後、当該赤外線カメラ１により撮像対象物を撮像することで、当該撮像対象物の温度データである画像が生成される。 After obtaining the approximation coefficients _Aan , _Abn , _Acn , _Ban , _Bbn , _Bcn , _Can , _Cbn, and _Ccn in this manner, the infrared camera 1 images the object to be imaged. As a result, an image that is temperature data of the object to be imaged is generated.

以上のように、本例の赤外線カメラ１によれば、各赤外線検出素子６ａの素子出力ＤＬ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの相関を、２次方程式である上記数式１により定義し、各赤外線検出素子６ａからの素子出力ＤＬ_ｎに基づいて、前記数式１に従って放射輝度Ｌｄ_ｎを算出（推定）するようにしているので、線形関係に基づいて放射輝度Ｌｄ_ｎを算出するようにしていた従来に比べて、より現実に即した正確な放射輝度Ｌｄ_ｎを算出することができ、ひいては、従来に比べて、撮像対象物のより正確な温度を算出することができる。 As described above, according to the infrared camera 1 of this example, the correlation between the element output DL _n of each infrared detection element 6a and the infrared radiance Ld _n emitted from the object to be imaged is expressed by the quadratic equation. Since the radiance Ld n is calculated (estimated) according to the formula 1 defined by the above formula 1 and based on the element output DL _n from each infrared detection element 6a, the radiance Ld _n is calculated (estimated) based on the linear relationship. Compared to the conventional method of calculating _n , it is possible to calculate a more realistic and accurate radiance Ld _n , and in turn, it is possible to calculate a more accurate temperature of the object to be imaged than in the conventional method. I can do it.

また、本例の赤外線カメラ１によれば、前記数式２に従った温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを、内部機能である前記基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５及び近似係数算出部１６によって算出することができるので、撮像対象物の効率的な温度測定を実行することができる。 Further, according to the infrared camera 1 of this example, the approximation coefficients _Aan , _Abn _, _Acn , Ban, _Bb for calculating the temperature correction coefficients an, _bn , _cn according to the formula 2 are _n , Bc _n , Can , Cb _n _and Cc _n are calculated by the internal functions of the basic data acquisition section 12, output-to-temperature correlation acquisition section 13, interpolation processing section 14, brightness-to-output correlation acquisition section 15, and approximation coefficient calculation. Since the temperature can be calculated by the unit 16, efficient temperature measurement of the object to be imaged can be performed.

また、本例の赤外線カメラ１によれば、前記出力対温度相関取得部１３によって取得された出力対温度相関式に基づいて、前記補間処理部１４による補間処理が実行され、各赤外線検出素子６ａの素子温度Ｆｔと素子出力ＤＬ_ｎとの相関データの補間が行われ、このようにして精度が高められた相関データに基づいて、前記輝度対出力相関取得部１５により、前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関が取得される。 Further, according to the infrared camera 1 of this example, the interpolation process is executed by the interpolation processing unit 14 based on the output-to-temperature correlation equation acquired by the output-to-temperature correlation acquisition unit 13, and each infrared detection element 6a The correlation data between the element temperature Ft and the element output DL _n is interpolated, and based on the correlation data whose accuracy has been improved in this way, the luminance versus output correlation acquisition unit 15 calculates the radiance Ld _n and A correlation with the output DL _n is obtained.

このように、本例の赤外線カメラ１によれば、赤外線検出素子６ａの温度Ｆｔと出力ＤＬ_ｎとの精度の高い精緻な相関データを得ることができるので、前記数式２に従った温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎの精度を高めることができ、ひいては、撮像対象物のより精度の高い正確な温度を算出することができる。 In this way, according to the infrared camera 1 of this example, it is possible to obtain highly accurate and precise correlation data between the temperature Ft of the infrared detection element 6a and the output DL _n , so that the temperature correction coefficient according to the above formula 2 can be obtained. The accuracy of the approximation coefficients _Aan , _Abn , _Acn , _Ban , _Bbn , _Bcn _, _Can , _Cbn , and Ccn for calculating an, _bn , _and _cn can be improved; As a result, it is possible to calculate the accurate temperature of the object to be imaged with higher precision.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何ら上例の態様に限られるものでは無い。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the specific aspects that the present invention can take are not limited to the above-mentioned aspects.

例えば、上例では、出力対温度相関取得部１３及び補間処理部１４を設けて、素子温度Ｆｔと素子出力ＤＬ_ｎとの相関データを補間するようにしたが、このような態様に限られるものでは無く、ある程度正確な近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを算出することができる場合には、図１３に示すように、出力対温度相関取得部１３及び補間処理部１４を省略した態様の赤外線カメラ１’とすることができる。 For example, in the above example, the output-to-temperature correlation acquisition section 13 and the interpolation processing section 14 are provided to interpolate the correlation data between the element temperature Ft and the element output DL _n , but the present invention is not limited to this embodiment. Instead, if it is possible to calculate the approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban , Bb _n , _{Bc n} _, Can , _{Cb n} _and Cc _n with some degree of accuracy, as shown in FIG. , it is possible to provide an infrared camera 1' in which the output-temperature correlation acquisition section 13 and the interpolation processing section 14 are omitted.

また、上例では、キャリブレーションを行うための機能部である基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５及び近似係数算出部１６を内部に設けたが、このような態様に限られるものでは無く、これらを外部のキャリブレーション装置として構成しても良い。この態様の赤外線カメラ１”を図１４に示す。 In addition, in the above example, the basic data acquisition unit 12, output-to-temperature correlation acquisition unit 13, interpolation processing unit 14, luminance-to-output correlation acquisition unit 15, and approximation coefficient calculation unit 16, which are functional units for performing calibration, are internally However, the present invention is not limited to this embodiment, and these may be configured as an external calibration device. An infrared camera 1'' of this embodiment is shown in FIG.

この場合、キャリブレーション時の素子温度Ｆｔ及び素子出力ＤＬ_ｎは、スイッチ１１を介して入出力インターフェース２３から前記キャリブレーション装置に出力される。そして、このキャリブレーション装置によって算出された近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎは前記入出力インターフェース２３を介して前記近似係数記憶部１７に格納される。 In this case, the element temperature Ft and element output DL _n during calibration are output from the input/output interface 23 to the calibration device via the switch 11. The approximation coefficients Aa _n , Ab _n , Ac _n , Ban , _{Bb n} _, Bc _n , Can , _{Cb n} _and Cc _n calculated by this calibration device are transferred to the approximation coefficients via the input/output interface 23 . It is stored in the storage unit 17.

また、上例では、温度データ算出部２１を設けたが、これに限られるものでは無く、温度データの算出が不要である場合、即ち、放射輝度算出部２０によって算出された放射輝度Ｌｄ_ｎから画像データを生成する場合には、図１に示した赤外線カメラ１、図１３に示した赤外線カメラ１’、及び図１４に示した赤外線カメラ１”において、この温度データ算出部２１を省略することができる。 Further, in the above example, the temperature data calculation unit 21 is provided, but the present invention is not limited to this, and if calculation of temperature data is not necessary, that is, from the radiance Ld _n calculated by the radiance calculation unit 20, When generating image data, this temperature data calculation unit 21 may be omitted in the infrared camera 1 shown in FIG. 1, the infrared camera 1' shown in FIG. 13, and the infrared camera 1'' shown in FIG. I can do it.

また、上例において、放射輝度算出部２０によって算出された放射輝度Ｌｄ_ｎをそのまま入出力インターフェース２３を介して外部に出力する態様を採用する場合には、図１に示した赤外線カメラ１、図１３に示した赤外線カメラ１’、及び図１４に示した赤外線カメラ１”において、温度データ算出部２１及びＤ／Ａ変換器２２を省略することができる。 Furthermore, in the above example, when adopting a mode in which the radiance Ld _n calculated by the radiance calculation unit 20 is directly output to the outside via the input/output interface 23, the infrared camera 1 shown in FIG. In the infrared camera 1' shown in FIG. 13 and the infrared camera 1'' shown in FIG. 14, the temperature data calculation section 21 and the D/A converter 22 can be omitted.

１赤外線カメラ
２筐体
３レンズ
６撮像部
６ａ赤外線検出素子
７素子温度検出センサ
８データ処理部
９，１０Ａ／Ｄ変換器
１１切換スイッチ
１２基礎データ取得部
１３出力対温度相関取得部
１４補間処理部
１５輝度対出力相関取得部
１６近似係数算出部
１７近似係数記憶部
１８温度補正係数算出部
１９温度補正係数記憶部
２０放射輝度算出部
２１温度データ算出部
２２Ｄ／Ａ変換器
２３入出力インターフェース
1 Infrared camera 2 Housing 3 Lens 6 Imaging unit 6a Infrared detection element 7 Element temperature detection sensor 8 Data processing unit 9, 10 A/D converter 11 Changeover switch 12 Basic data acquisition unit 13 Output versus temperature correlation acquisition unit 14 Interpolation processing Parts 15 Luminance vs. output correlation acquisition unit 16 Approximation coefficient calculation unit 17 Approximation coefficient storage unit 18 Temperature correction coefficient calculation unit 19 Temperature correction coefficient storage unit 20 Radiance calculation unit 21 Temperature data calculation unit 22 D/A converter 23 Input/output interface

Claims

an imaging unit having a plurality of n infrared detection elements arranged on a two-dimensional plane;
a lens that focuses infrared rays emitted from an object to be imaged onto the imaging section;
an element temperature detection sensor that detects the temperature of the infrared detection element;
Regarding each of the infrared detection elements, when the correlation between the output DL _n and the radiance Ld _n of the infrared rays emitted from the object to be imaged is defined by the correlation equation shown in Equation 1 below, each of the correlation equations in the correlation equation Approximate formulas for calculating the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n , each of the approximate coefficients A a _n , Ab _n , Ac _n , _Ban , _Bbn , in the approximate formula expressed by Equation 2 below. an approximation coefficient storage unit that stores Bc _n , Can , Cb _n _{and Cc n} _;
The temperature Ft of the infrared detection element detected by the element temperature detection sensor, and the approximation coefficients Aan, _Abn , _Acn _, _Ban , _Bbn , _Bcn , _Can , stored in the approximation coefficient storage unit. a temperature correction coefficient calculation unit that calculates the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n according to the following formula 2 based on Cb _n and Cc _n ;
a temperature correction coefficient storage unit that stores the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n calculated by the temperature correction coefficient calculation unit;
Based on the temperature correction coefficients a _n , b _n , c _n stored in the temperature correction coefficient storage unit and the output DL _n from each of the infrared detection elements, the radiance Ld _n regarding the imaged object according to the following formula 1 An infrared camera characterized by comprising: a radiance calculation unit that calculates .
(Formula 1)
Ld _n =a _n・DL _n ² +b _n・DL _n +c _n
(Formula 2)
a _n =Aa _n・Ft ² +Ab _n・Ft+Ac _n
b _n =Ba _n・Ft ² +Bb _n・Ft+Bc _n
c _n = _Can・Ft ² +Cb _n・Ft+Cc _n
However, n is a natural number of 1 or more, and is a unique value corresponding to each of the infrared detection elements.

a basic data acquisition unit that acquires the temperature Ft of the infrared detection element from the element temperature detection sensor, and acquires the output DL _n from each of the infrared detection elements;
Based on the temperature Ft and output DL _n acquired by the basic data acquisition unit, the radiance Ld _n emitted from the imaging target and each infrared detection when the temperature Ft of the infrared detection element is a predetermined temperature. a luminance versus output correlation acquisition unit that acquires a correlation with the output DL _n from the element;
Based on the correlation between the radiance Ld _n and the output DL _n acquired by the luminance versus output correlation acquisition unit, the approximation coefficients Aan, Ab _n , Ac _n _, Ban , _Bbn _, Bc _n , _Can , The infrared camera according to claim 1, further comprising an approximation coefficient calculation unit that calculates Cb _n and Cc _n and stores the calculated values in the approximation coefficient storage unit.

an output-to-temperature correlation acquisition unit that acquires an output-to-temperature correlation equation based on the temperature Ft of the infrared detection element and the output DL _n acquired by the basic data acquisition unit;
further comprising an interpolation processing unit that calculates correlation data between the temperature Ft of the infrared detection element and the output DL _n by interpolation processing based on the output-to-temperature correlation equation acquired by the output-to-temperature correlation acquisition unit,
The luminance vs. output correlation acquisition unit calculates the radiance Ld n based on the temperature Ft and output DL _n acquired by the basic data acquisition unit, and the temperature Ft and output _DL _n calculated by the interpolation processing unit. The infrared camera according to claim 2, wherein the infrared camera is configured to obtain a correlation with the output DL _n .

Any one of claims 1 to 3, further comprising a temperature data calculation unit that calculates temperature data regarding the imaging target based on the radiance Ld _n calculated by the radiance calculation unit. The infrared camera according to item 1.