JP3174980B2 - 赤外線カメラの反射率の補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，赤外線熱画像装置に
関し，特に走査線の濃淡むらのない赤外線カメラの反射
率の補正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】先に，発明者等が出願したものに，対象
物１の表面から放射される赤外線３を検出して，その温
度分布を可視像（熱画像）として表示する赤外線熱画像
装置に使用される赤外線カメラについて以下のような構
成のものがある。以下，これについて図４，図５に基づ
いて，光学系走査機構について説明する。対象物１の表
面からの光２，３は，ハウジング１１の前面開口部１２
に設けられているシリコンウインド４によって可視光２
が遮断され，赤外線３のみが赤外線カメラ内に入射され
る。内部に入射した赤外線（赤外線像）３は，シリコン
ウインド４と同一平面に位置している第１の折り返しミ
ラ−５により回転ミラ−７とほぼ同一平面に位置してい
る振動ミラ−６方向に反射される。この反射光（赤外線
３）は振動ミラ−６により垂直方向に約１０°振られ
て，回転ミラ−７の各ミラ−面７₁ ，７₂ ・・・に入射
する。従って，各ミラ−面７₁ ，７₂ ・・・は，振動ミ
ラ−６が垂直方向に振動することにより，対象物１の表
面を少しずつ垂直方向にずれた部分を水平方向に走査す
ることになる。

【０００３】通常，この種装置の水平走査線数は１００
本程度である。８面体の回転ミラ−７を用いているの
で，振動ミラ−６が１０°振る間に回転ミラ−７は少な
くとも１２．５回転しなくてはならず，実際には振動ミ
ラ−６の復路に要する時間も考慮して１６回転してい
る。即ち，回転ミラ−７の１６回転で垂直方向１０°の
範囲が走査され，第２の折り返しミラ−８（以下，反射
ミラ−８と記す）方向へ反射され，ここで収束レンズ９
方向へ反射され，この収束レンズ９でその光束が絞られ
て赤外線検出器１０に入射して，光電変換される。この
熱画像の電気信号は増幅器１３で増幅され，プロセッサ
１４により各種の信号処理がなされ，表示装置１５に表
示される。

【０００４】一方，この１面のミラ−面７₁ で赤外線検
出器１０には，０．１°に相当する赤外線３が入射す
る。そして，次のミラ−面７₂ が走査する時は，振動ミ
ラ−６の面が０．１°ずれるため，先にミラ−面７₁ で
水平走査した部分とは垂直方向に０．１°ずれた位置が
同様に走査される。従って，回転ミラ−７の１２．５回
転で対象物１の垂直方向１０°を走査し，又，水平方向
に関しては回転ミラ−７の各ミラ−面７₁ ，７₂ ・・・
により水平視野角（この実施例では１５°）が走査され
る。そこで，リアルタイムで水平走査線１００本の熱画
像を得るために，回転ミラ−７は回転速度を１４４００
ｒｐｍの高速で回転するように設定され，赤外線検出器
１０から１秒間に１５画面のリアルタイムの熱画像信号
が得られる。この熱画像信号は，増幅器１３で増幅さ
れ，プロセッサ１４で画像処理されて表示装置１５に表
示される。

【０００５】このように，図４，図５に示すように，回
転ミラ−７の各ミラ−面７₁ ，７₂・・・に入射した対
象物１からの赤外線３は，収束レンズ９により，その光
束が収束されて赤外線検出器１０に入射し，電気信号に
変換されて増幅器１３により増幅されてプロセッサ１４
へ出力される。一方，図５において，赤外線検出器１０
に入射する対象物１からの赤外線エネルギ−Ｗに関し
て，一般に式（１）が成立する。 Ｗ＝τ_w ．ρ_x ・ρ_f ・τ_L ・ε₀ ・Ｗ₀ ≒ρ_x ・ε₀ ・Ｗ₀ ・・・・（１） 但し，ｘは回転ミラ−７のミラ−番号でｘ＝１，２，３
・・・・である。 τ_w ：シリコンウインド ρ_f ：反射ミラ−８の反射率 τ_L ：収束レンズ９の透過率 ε₀ ：対象物１の放射率 Ｗ₀ ：対象物１の放射エネルギ− である。

【０００６】又，この赤外線エネルギ−Ｗが赤外線検出
器１０で光電変換されて，増幅器１３で増幅された電気
エネルギ−（以下，出力Ｖと記す）は，一般に，式
（２）で表される。 Ｖ＝ｆ（τ_w ．ρ_x ・ρ_f ・τ_L ・ε₀ ・Ｗ₀ ）・Ａ・・・・・（２） 但し，Ａ：増幅器１３の増幅率である。このように，式
（２）で示されるように，増幅器１３の出力端ＯＵＴ
（プロセッサ１４の入力端となる）における出力Ｖは，
対象物１からの赤外線エネルギ−ε₀ ・Ｗ₀ およびｘ番
目のミラ−面７_x における反射率ρ_x ，シリコンウイン
ド４の透過率τ_w ，反射ミラ−８の反射率ρ_f ，収束レ
ンズ９の透過率τ_L および増幅率Ａにより変動する。

【０００７】一方，赤外線カメラから出力される熱画像
は，図６に示すように，回転ミラ−７の第１のミラ−面
７₁ による走査線Ｌ₁ が持つ電気エネルギ−Ｖ₁ （出力
Ｖ₁）は，式（２）より， Ｖ₁ ＝ｆ（τ_w ．ρ₁ ・ρ_f ・τ_L ・ε₀ ・Ｗ₀ ）・Ａ・・・・・（３） で表される。同様に，第２のミラ−面７₂ による電気エ
ネルギ−Ｖ₂ （出力Ｖ₂ ）は， Ｖ₂ ＝ｆ（τ_w ．ρ₂ ・ρ_f ・τ_L ・ε₀ ・Ｗ₀ ）・Ａ・・・・・（４） で表され，第３のミラ−面７₃ 以降についても同様であ
る。ここで，回転ミラ−７の各ミラ−面７₁ ，７₂ ，７
₃ ・・・・と変化するのに対して，シリコンウインド４
の透過率τ_w ，反射ミラ−８の反射率ρ_f および収束レ
ンズ９の透過率τ_L は共通であるとともに，対象物１か
らの赤外線エネルギ−ε₀ ・Ｗ₀ を一定とすると，式
（２）は，一般に， Ｖ＝ｆ（ρ_x ）τ_w ．ρ_f ・τ_L ・ε₀ ・Ｗ₀ ・Ａ・・・・・（５） 但し，τ_w ．ρ_f ・τ_L ＝ａとする。で表され，回転ミ
ラ−７の各ミラ−面７₁ ，７₂ ，７₃ ・・における反射
率ρ_x（それぞれρ₁ ，ρ₂ ・・・）のバラツキのみが
出力Ｖの変動要素となる。

【０００８】又，赤外線カメラで，対象物１を撮像し，
この熱画像から対象物１の温度を測定する赤外線放射温
度計として赤外線カメラを使用する場合がある。このよ
うな場合，赤外線カメラで対象物１の温度計測を行う原
理は以下の通りである。赤外線検出器１０は，それ自身
が対象物１の赤外線３を感知して絶対温度を測定する能
力を備えていないため，通常は，図５，図７に示すよう
に，ハウジング１１の内壁１１ａ近傍に室温センサ−１
６が配設されており，この室温センサ−１６によりカメ
ラヘッド内の室温Ｔ_a が測定される。

【０００９】赤外線検出器１０では，対象物１の温度と
カメラヘッドのハウジング１１の内壁１１ａから放射さ
れる赤外線３ａとの相対遼を捉えて，その値を温度変換
することにより，室温Ｔ_a との相対温度である室温相対
温度ΔＴが測定され，この室温相対温度ΔＴに室温Ｔ_a
が加算されて，対象物１の絶対温度Ｔ₀ （測定温度）
は， Ｔ₀ ＝ΔＴ＋Ｔ_a ・・・・・・・（６） で表される。

【００１０】一方，赤外線カメラの測定基準温度である
室温Ｔ_a を完全に捉えるために，先に発明者は，回転ミ
ラ−７を構成するミラ−面７₁ ，７₂ ・・・の内，少な
くとも１面を赤外線３に対する反射係数が零である部
材，例えば，黒色塗料を塗付する等して覆うとともに，
このミラ−面７₁ ，７₂ ・・・に対応する赤外線検出器
１０の出力をカメラヘッド内の室温としての基準温度と
するようにしたものを出願した。

【００１１】これは，少なくとも１面のミラ−面，例え
ば，ミラ−面７₈ が赤外線３の反射係数零である黒色部
材２９で覆われている。回転ミラ−７が時計方向に回転
すると，例えば，ミラ−面７₁ は，最初ハウジング１１
の内壁１１ａの温度を観測した後，前面開口部１２から
対象物１を観測し，次いで，他方のハウジング１１の内
壁１１ｂの温度を観測する。この赤外線３は第２の折り
返しミラ−（反射ミラ−）８から収束レンズ９を介して
赤外線検出器１０に入力する。この時の赤外線検出器１
０の出力波形は，ハウジング１１の内壁１１ａの温度
（測定された室温）Ｔ_a および法線方向からの自我反射
像の温度Ｔ_H ，および対象物１の室温との相対温度ΔＴ
を出力する。

【００１２】次に，黒色ミラ−面であるミラ−面７₈ で
は，赤外線３はすべて吸収されてしまうので，このミラ
−面７₈ に対応する赤外線検出器１０の出力波形部分だ
け平坦になるとともに，実際の室温Ｔ_a が表示される。
そして，次のミラ−面７₁ による出力波形は，ミラ−面
７₂ による出力波形と同様である。そこで，このミラ−
面７₈ に対応する赤外線検出器１０の出力を基準室温Ｔ
と設定され，正確な温度測定がなされている。以下，室
温Ｔ_a はこの方法で決定された値とする。

【００１３】

【発明が解決しようとする問題点】式（５）からも明ら
かであるように，前者の形式のものは，赤外線検出器１
０の増幅器１３の出力端ＯＵＴにおける出力Ｖは，対象
物１からの赤外線エネルギ−ε₀ ・Ｗ₀ および増幅器１
３の増幅率Ａを一定と仮定すると，反射率ρ_x により変
動する。従って，製造上の不良品や汚損等により，回転
ミラ−７の各ミラ−面７₁ ，７₂ ・・・の反射率ρ_x
（それぞれρ₁ ，ρ₂ ，ρ₃ ・・・・で表示される）が
それぞれ異なると，各走査線Ｌ₁ ，Ｌ₂ ・・・の持つエ
ネルギ−表示量が変化して，図６に示すように，走査線
Ｌ₁ ，Ｌ₂ ・・・が明るくなったり，暗くなったりする
ため，熱画像上に縞模様が現れ，視覚上および温度測定
上の問題であった。

【００１４】又，後者の形式のものは，少なくとも１面
のミラ−面７₈ を赤外線３に対する反射係数が零である
黒色部材２９で覆うとともに，このミラ−面７₈ に対応
する赤外線検出器１０の出力を基準温度（以下，室温Ｔ
_a と記す）とするようにした形式のものも，正確な温度
測定が可能ではあるが，上記のような理由により，各ミ
ラ−面７₁ ，７₂ ・・・の反射率ρ_x が異なると，出力
の変動要素となり，前者のものと同様に走査線Ｌ₁ ，Ｌ
₂ ・・・の持つエネルギ−表示量が変化して熱画像に縞
模様が出来るとともに，赤外線カメラとしての赤外線量
測定値つまり温度の測定値に変動が生じるという問題が
あった。

【００１５】

【問題点を解決するための手段】第１の発明は，回転ミ
ラ−の各ミラ−面にそれぞれ対応する数のスイッチから
なり，この各スイッチを回転ミラ−の回転に同期する同
期信号により切り換え制御されるスイッチ回路と，この
各スイッチの出力端にそれぞれ接続され，増幅器の増幅
率を可変可能な増幅率可変手段とを増幅器に設け，各ミ
ラ−面毎にスイッチ回路を切り換え制御することによ
り，ミラ−面にそれぞれ対応する出力信号の増幅率を変
えるようにして各ミラ−面の反射率の変動を補正するよ
うにしたものである。

【００１６】又，第２の発明は，ハウジング内に配設し
た基準黒体と，Ａ／Ｄ変換器によりデジタル変換された
赤外線検出器からの出力を格納するフレ−ムメモリと，
基準黒体の温度と室温との相対値を演算して基準デ−タ
を算出する基準デ−タ算出手段と，基準デ−タを格納す
るとともに，この基準デ−タと各ミラ−面毎のデ−タと
を比較する比較メモリと，基準デ−タを格納するととも
に，この基準デ−タとミラ−面毎のデ−タとを比較する
比較メモリと，基準デ−タと各ミラ−面毎のデ−タとの
比率を演算する比率演算手段と，この比率を各ミラ−面
毎の出力に乗算して増幅器の出力を補正する出力補正手
段とを増幅器に設け，この増幅器の出力端においてミラ
−面にそれぞれ対応する出力値が同一レベルとなるよう
に補正するようにして，各ミラ−面の反射率の変動を補
正するようにしたものである。

【００１７】

【作用】第１の発明のものは，表示装置１５に表示され
ている熱画像を目覗により観察しながら，可変抵抗Ｒ
₁ ，Ｒ₂ ・・・の抵抗値を調整して，出力端における増
幅器の出力電圧を一定に調整する。ここで，回転ミラ−
７の各ミラ−面７₁ ，７₂・・・が，対象物１に対向し
ている面番をセンサ−１８により検出し，これを同期信
号としてスイッチ回路の各スイッチＳ₁ ，Ｓ₂ ・・・を
各ミラ−面に対応させて切り換え制御して，増幅器１３
の増幅率Ａ₁ ，Ａ₂ ・・を変更して走査線毎の出力電圧
のバラツキを補正している。

【００１８】第２の発明のものは，最初に取り込まれた
ミラ−面，例えばミラ−面７₁ から得られる出力を基準
デ−タＤ₁ とし，この基準デ−タＤ₁ と他のミラ−面７
₂ ，７₃ ・・からのデ−タＤ₂ ，Ｄ₃ ・・・との比率Ｄ
₂ ／Ｄ₁ ，Ｄ₃ ／Ｄ₁ ・・を求め，この比率を増幅器１
３の出力Ｖに乗算して，各ミラ−面７₁ ，７₂ ・・の反
射率の変動による出力の変動を補正して，出力端におい
て同一レベルとなるようにして，走査線毎の出力電圧の
バラツキを補正している。

【００１９】

【発明の実施例１】この発明の第１の実施例を，図１に
示す構成図に基づいて詳細に説明する。なお，図４〜図
７において述べたと同一の名称は同一の符号をもって記
載し，その説明を省略する。赤外線カメラヘッドを構成
するハウジング１１の前面開口部１２には，回転ミタ−
７の各ミラ−面７₁ ，７₂ ・・・が対向位置するととも
に，対象物１から放射される赤外線３のみを透過するシ
リコンウインド４で覆われている。１７は同期回路で，
回転ミラ−７の近傍に配設されているフォトインタラプ
タ等のセンサ−１８により，各ミラ−面７₁ ，７₂ ，７
₃ ・・・を検出して，回転ミラ−７の回転数を基本周波
数とする同期信号が作成される。

【００２０】増幅器１３はスイッチ回路１９と可変抵抗
Ｒ₁ ，Ｒ₂ ・・・および演算増幅器２０とにより構成さ
れている。スイッチ回路１９には，各ミラ−面７₁ ，７
₂ ，７₃ ・・・にそれぞれ対応するスイッチＳ₁ ，Ｓ
₂ ，Ｓ₃ ・・・が並列に接続されており，各可動接点に
は赤外線検出器１０からの出力信号が入力抵抗Ｒ₀ を介
して接続されており，各固定接点にはそれぞれ可変抵抗
Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ ・・・が接続されており，この可変抵
抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ ・・・の抵抗値を可変にすることに
より，演算増幅器２０の増幅率Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ・・・
が調整される。ＯＵＴは増幅器１３の出力端である。な
お，増幅器１３の増幅率Ａを各ミラ−面７₁ ，７₂ ，７
₃ ・・・に対応する増幅率Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ・・・に変
更するための増幅率可変手段としては，上記実施例に限
定されることなく，他のいかなる手段を用いても同様な
作用効果がある。

【００２１】次に，作用動作について説明する。まず，
面番ｘのミラ−面７ｘの時の出力は，一般に式（５）に
示すように， Ｖ＝ｆ（ρ_x ）τ_w ．ρ_f ・τ_L ・ε₀ ・Ｗ₀ ・Ａ ＝ｆ（ρ_x ）・ε₀ ・Ｗ₀ ・ａ・Ａ・・・・・（５） で表示されるから，増幅器１３の増幅率Ａが各ミラ−面
７₁ ，７₂ ，７₃ ・・毎に変化するとすると，例えば，
ミラ−面７₁ の時の出力Ｖ₁ は，式（５）より， Ｖ₁ ＝ｆ（ρ₁ ）・ｆ（Ａ）・ε₀ ・Ｗ₀ ・ａ・・・・・（６） で表される。ミラ−面７₂ の時の出力Ｖ₂ は，同様に Ｖ₂ ＝ｆ（ρ₂ ）・ｆ（Ａ）・ε₀ ・Ｗ₀ ・ａ・・・・・（７） で表され，他のミラ−面７₃ ，７₄ ・・についても同様
に表わされる。このように，一般に，増幅器１３の出力
Ｖは，各ミラ−面７₁ ，７₂ ，７₃ ・・の反射率ρ_x と
増幅率Ａとの関数となる。

【００２２】従って，ミラ−面７₁ ，７₂ ，７₃ ・・の
反射率ρ₁ ，ρ₂ ，ρ₃ ・・・の変動に対応させて増幅
率Ａをそれぞれ増幅率Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ・・・と変更す
ることにより，反射率ρ₁ ，ρ₂ ，ρ₃ ・・・の変動を
補正することが出来る。そこで，可変抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ・
・・の値により増幅器１３の増幅率Ａが決定されるの
で，まず，可変抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ・・・の抵抗値が調整さ
れなければならない。この可変抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ・・・の
抵抗値の調整は，表示装置１５に表示されている熱画像
を目覗により観察しながら，あるいは増幅器１３の出力
端ＯＵＴにおける出力信号を検出して全ての出力が同一
となるように調整される。

【００２３】即ち，図６に示すように，各ミラ−面７
₁ ，７₂ ，７₃ ・・に対応する各走査線Ｌ₁ ，Ｌ₂ ・・
・を目覗により観察しながら，これらの走査線Ｌ₁ ，Ｌ
₂ ・・・がすべて同一表示量となるように，それぞれ可
変抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ ・・・を調整して，増幅率Ａ
₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ・・・をかえれば，ミラ−面７₁ ，７
₂ ，７₃ ・・の反射率ρ₁ ，ρ₂ ，ρ₃ ・・・の変動が
補正され，増幅器１３の出力端ＯＵＴにおいては，ミラ
−面７₁ ，７₂ ，７₃ ・・・に対応する出力Ｖは，各走
査線Ｌ₁ ，Ｌ₂ ・・毎にすべて等しくなり，熱画像は均
一に表示される。

【００２４】このようにして，可変抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ
₃ ・・・の調整により各ミラ−面７₁ ，７₂ ，７₃ ・・
に対応する増幅率Ａ₁ ，Ａ₂ ・・・が決定された後，通
常の動作状態に設定される。そこで，対象物１からの赤
外線３は光学系走査機構により走査され，その熱画像
は，図６に示すように，ミラ−面７₁ ，７₂ ，７₃ ・・
に対応する走査線Ｌ₁，Ｌ₂ ，Ｌ₃ ・・・により表示さ
れている。ここで，スイッチＳ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ ・・・お
よび可変抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ ・・・は，回転ミラ−７
の各ミラ−面７₁ ，７₂ ，７₃ ・・・にそれぞれ対応し
ているので，ミラ−面７₁ ，７₂ ，７₃ ・・・が現在ど
の面番に対応するかはセンサ−１８により検出された回
転ミラ−７の回転数を同期信号としてスイッチ回路１９
に入力し，各スイッチＳ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ ・・・が制御さ
れる。

【００２５】従って，各ミラ−面７₁ ，７₂ ，７₃ ・・
・からの赤外線エネルギ−ε₀ ・Ｗ ₀ ・ａが光電変換さ
れた信号は，同期回路１７からの同期信号に制御されて
それぞれ各走査線Ｌ₁ ，Ｌ₂ ・・・に対応するスイッチ
Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ ・・・に順次入力され，可変抵抗Ｒ
₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ ・・・の抵抗値によりそれぞれ決定され
る増幅率Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ・・・に従って，各走査線Ｌ
₁ ，Ｌ₂ ・・・毎に増幅され，表示装置１５に表示され
る。

【００２６】

【発明の実施例２】この発明の第２の実施例を，図２，
図３に基づいて詳細に説明する。第１の実施例では，ス
イッチ回路１９の可変抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ・・・を調整して
増幅器１３の出力Ｖを同一にして，各ミラ−面７₁ ，７
₂ ・・・の反射率ρ の変動を補正するものであるに対
して，この実施例では，ＣＰＵ２１により自動的に補正
しようとするものである。図２はこの発明の第２の実施
例を示す構成図，図３は波形図を示すものである。な
お，すでに述べたと同一の名称には，同一符号を用いる
とともに，その説明を省略する。

【００２７】図２〜図３において，２２はハウジング１
１内に配設されている基準黒体で，温度が一定な基準温
度から基準となるデ−タＤ₁ を得るためのもので，回転
ミラ−７のミラ−面７₁ ，７₂ ・・・は，第２の反射ミ
ラ−２３，第２の収束レンズ２４を介して基準黒体２２
を走査するような位置に配置されている。２５はＡ／Ｄ
変換器で増幅器１３の出力Ｖが，デジタル信号に変換さ
れる。２６はフレ−ムメモリ，２７はサンプルアンドホ
−ルド回路（以下Ｓ／Ｈ回路と記す）で，演算増幅器１
３からの信号をサンプリングアンドホ−ルドして同期信
号の制御のもとに，比較メモリ２８に格納される。比較
メモリ２８は基準デ−タＤ₁ となる最初のデ−タがＣＰ
Ｕ２１を介して入力され，この基準デ−タとＳ／Ｈ回路
２７からのサンプルホ−ルドされたデ−タと比較するた
めのものである。

【００２８】次に，作用動作について説明する。回転ミ
ラ−７の任意の一面，この実施例ではミラ−面７₈ に
は，反射率が零の黒色部材２９として黒色塗料が塗布さ
れており，赤外線３の基準温度となる室温Ｔ_a が測定で
きるように構成されているとともに，ハウジング１１内
部には基準黒体２２が配設されている。

【００２９】図３に示すように，まず，ミラ−面７₈ で
は，赤外線検出器１０からの出力は室温Ｔ_a のレベルと
なり，対象物１の出力は得られない。次に，ミラ−面７
₁ からの出力が得られるが，最初に基準黒体２２からの
デ−タＤ₁ （この実施例では基準デ−タとなっている）
に続いて対象物１から放射された赤外線３によるデ−タ
Ｐ₁ が得られ，検出器自身を観測した像のデ−タＨ₁が
ミラ−面７₁ の出力デ−タとなる。

【００３０】このようにして測定すると，ミラ−面７₁
については，８個おきに基準黒体２２からのデ−タＤ₁
が出力し，同様に，ミラ−面７₂ ，７₃ ・・・について
もそれぞれ基準黒体２２からのデ−タＤ₁ ，Ｄ₂ ・・・
がいずれも８個おきに出力される。なお，室温センサ１
６および黒色部材２９でとらえた基準温度とから正確な
室温Ｔ_a が測定される。そこで，基準黒体２２のデ−タ
Ｄ₁ は，ＣＰＵ２１において，第１のミラ−面７₁ で捉
えた基準黒体２２の温度と室温Ｔ_a との相対値が求めら
れ，この相対値をデジタル変換して基準デ−タＤ（この
実施例ではＤ₁ ）が算出される。

【００３１】一方，比較メモリ２８には，フレ−ムメモ
リ２６からＣＰＵ２１を介して室温Ｔ_a と基準黒体２２
の温度との相対値を示すデ−タＤ₁ が格納されている。
このデ−タＤ₁ は第２のミラ−面７₂ 以下の基準デ−タ
となるものである。従って，第２のミラ−面７₂ で対象
物１を見る場合，第１のミラ−面７₁ の反射率ρ₁ が第
２のミラ−面７₂ の反射率ρ₂ と異なっている場合に
は，室温Ｔ_aを基準にして対象物１の測定温度を決定し
ているため，反射率ρ₁ と反射率ρ₂とが異なると，対
象物１の測定温度が変動することになる。即ち，基準黒
体２２の温度が一定で，且つ，各ミラ−面７₁ ，７₂ ・
・・の反射率ρ_x が一定であるならば，対象物１の測定
温度が変動することはない。

【００３２】このようにして，ミラ−面７₈ を除く各ミ
ラ−面７₁ 〜７₇ からのデ−タは，Ａ／Ｄ変換器２５で
デジタル信号に変換され，演算増幅器２０で増幅された
後，フレ−ムメモリ２６に格納される。このフレ−ムメ
モリ２６のデ−タについてＣＰＵ２１では，以下のよう
な演算がなされる。ミラ−面７₁ における出力は，式
（５）より Ｖ₁ ＝ｆ（ρ₁ ）ε₀ ・Ｗ₀ ・ａ・Ａ・・・・・（６） で表される。

【００３３】そこで，ミラ−面７₁ により，最初に比較
メモリ２８に取り込まれる基準黒体２２のデ−タＤ₁ を
基準デ−タとすると，他のミラ−面７₂ ，７₃ ・・・に
おける反射率ρ₂ ，ρ₃ ・・・が異なるため，それぞれ
ミラ−面７₁ ，７₂ ・・で得られる室温Ｔ_a と基準黒体
２２の温度との相対値は異なった値が得られる。例え
ば，第１のミラ−面７₁ の反射率ρ₁ が１００％とし，
第２のミラ−面７₂ の反射率ρ₂ が９０％であるとする
と，第２のミラ−面７₂ のデ−タＤ₂ は，９０％しか得
られない。従って，第２のミラ−面７₂ のデ−タＤ₂ を
１０％上げれば，第１のミラ−面７₁ のデ−タＤ₁ と同
じになり，相対的に反射率ρ_x の変動を補正することが
出来る。

【００３４】そこで，フレ−ムメモリ２６に格納されて
いる各デ−タは，ＣＰＵ２１に読み出されて比較メモリ
２８に格納されている基準デ−タ（この実施例では基準
デ−タとしてミラ−面７₁ のデ−タＤ₁ ）と他のミラ−
面７₂ ，７₃ ・・・のデ−タＤ₂ ，Ｄ₃ ，Ｄ₄ ・・・と
が比較され，その結果はＣＰＵ２１に読み出される。Ｃ
ＰＵ２１では，この比較メモリ２８からの結果に基づい
てデ−タＤ₁ に対するデ−タＤ₂ ，Ｄ₃ ・・・の比率Ｄ
₂ ／Ｄ₁ ，Ｄ₃ ／Ｄ₁ ，Ｄ₄ ／Ｄ₁ ・・・が演算され
る。このように，比較メモリ２８において，最初に取り
込まれたｘ番面のミラ−面７_x のデ−タを基準デ−タと
して毎回デ−タをサンプルアンドホ−ルドしてあとに続
くミラ−面のデ−タのレベルがいくらであるかが比較さ
れている。これら一連の動作はセンサ−１８から検出さ
れた回転ミラ−７の回転数を基準にした同期回路１７か
らの同期信号により制御されている。

【００３５】このようにして，ミラ−面７₁ ，７₂ ，７
₃ ・・・について，式（６）に基準黒体２２による比率
Ｄ₁ ／Ｄ₁ ，Ｄ₂ ／Ｄ₁ ，Ｄ₃ ／Ｄ₁ を掛け合わせる
と，各ミラ−面７₁ ，７₂ ・・・の出力Ｖ₁ ，Ｖ₂ ・・
・は， Ｖ₁ ＝ｆ（ρ₁ ）ε₀ ・Ｗ₀ ・ａ・Ａ（Ｄ₁ ／Ｄ₁ ）・・・（７） Ｖ₂ ＝ｆ（ρ₂ ）ε₀ ・Ｗ₀ ・ａ・Ａ（Ｄ₂ ／Ｄ₁ ）・・・（８） で表され，以下Ｖ₃ 以降についても同様に表される。こ
のように，各ミラ−面７₁ 〜７₇ について，一般的には
次式（９）で表示される。 Ｖ_x ＝ｆ（ρ_x ）ε₀ ・Ｗ₀ ・ａ・Ａ（Ｄ_x ／Ｄ₁ ）・・・（９） 但し，ｘ＝１，２，３・・・である。

【００３６】従って，上記式（９）から，ｘ面番のミラ
−面７_x で最初に基準黒体２２のデ−タが取り込まれた
とした時の基準黒体２２のデ−タＤ_x を基準デ−タとし
て，この基準デ−タＤ_x と各ミラ−面７₁ 〜７₇ におけ
る基準黒体２２のデ−タＤ₁，Ｄ₂ ，Ｄ₃ ・・・との比
率（Ｄ₁ ／Ｄ₁ ），（Ｄ₂ ／Ｄ₁ ），（Ｄ₃ ／Ｄ₁ ）・
・・を，各ミラ−面７₁ 〜７₇ の出力Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃
・・・に乗算すれば，各ミラ−面７₁ 〜７₇ における反
射率ρ₁ ，ρ₂ ，ρ₃ ・・・の変動が補正され，出力端
ＯＵＴにおける出力値が同一レベルとなるように補正さ
れる。

【００３７】

【発明の効果】第１の発明は，回転ミラ−の各ミラ−面
にそれぞれ対応する数のスイッチからなり，この各スイ
ッチを回転ミラ−の回転に同期する同期信号により切り
換え制御されるスイッチ回路と，この各スイッチの出力
端にそれぞれ接続され，増幅器の増幅率を可変可能な増
幅率可変手段とを増幅器に設け，各ミラ−面毎にスイッ
チ回路を切り換え制御することにより，ミラ−面にそれ
ぞれ対応する出力信号の増幅率を変えるようにして各ミ
ラ−面の反射率の変動を補正するようにしたものであ
る。第１の発明は，回転ミラ−の各ミラ−面にそれぞれ
対応する数のスイッチからなり，この各スイッチを回転
ミラ−の回転に同期する同期信号により切り換え制御さ
れるスイッチ回路と，この各スイッチの出力端にそれぞ
れ接続され，増幅器の増幅率を可変可能な増幅率可変手
段とを増幅器に設け，各ミラ−面毎にスイッチ回路を切
り換え制御するので，回転ミラ−のミラ−面の汚損等に
よる反射率の低下による熱画像のみだれを無くすことが
できる。又，修理時の汚損にたいしても，再度可変抵抗
を調整することにより出力値を一定にすることが出来
る。

【００３８】又，第２の発明は，ハウジング内に配設し
た基準黒体と，Ａ／Ｄ変換器によりデジタル変換された
赤外線検出器からの出力を格納するフレ−ムメモリと，
基準黒体の温度と室温との相対値を演算して基準デ−タ
を算出する基準デ−タ算出手段と，基準デ−タを格納す
るとともに，この基準デ−タと各ミラ−面毎のデ−タと
を比較する比較メモリと，基準デ−タと各ミラ−面毎の
デ−タとの比率を演算する比率演算手段と，この比率を
各ミラ−面毎の出力に乗算して増幅器の出力を補正する
出力補正手段とを増幅器に設け，この増幅器の出力端に
おいてミラ−面にそれぞれ対応する出力値が同一レベル
となるように補正するようにしたので，自動的に各ミラ
−面の汚損などによる反射率の変動を補正することがで
きるとともに，使用中に反射率が変動してもこれに十分
対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す構成図である。

【図２】この発明の第２の実施例を示す構成図である。

【図３】この発明の第２の実施例を示す波形図である。

【図４】従来例を示す構成図である。

【図５】従来例を示す構成図である。

【図６】説明図である。

【図７】対象物１の出力波形である。

【符号の説明】

１ 対象物 ３ 赤外線 ７ 回転ミラ− ８ 反射ミラ−（第２の折り返しミラ−） ９ 収束レンズ １０ 赤外線検出器 １１ ハウジング １３ 増幅器 １７ 同期回路 １９ スイッチ回路 ２０ 演算増幅器 ２１ ＣＰＵ ２２ 基準黒体 ２３ 第２の反射ミラ− ２４ 第２の収束レンズ ２５ Ａ／Ｄ変換器 ２６ フレ−ムメモリ ２８ 比較メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 41/00 G01J 5/48 G02B 26/10 101

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物から放射された赤外線のみを透過
   するウインドと，ミラ−面により構成される多面体の回
   転ミラ−とを有し，前記赤外線を垂直および水平走査す
   る光学系走査機構と，この光学系走査機構からの走査光
   を受光して光電変換する赤外線検出器と，この赤外線検
   出器からの出力を増幅する増幅器とを備えた赤外線カメ
   ラにおいて，前記回転ミラ−のミラ−面にそれぞれ対応
   する数のスイッチからなり，この各スイッチは前記回転
   ミラ−の回転に同期する同期信号により切り換え制御さ
   れるスイッチ回路と，この各スイッチの出力端にそれぞ
   れ接続され，前記増幅器の増幅率を可変可能な増幅率可
   変手段とを前記増幅器に設け，前記スイッチ回路を切り
   換え制御することにより，前記各ミラ−面にそれぞれ対
   応する出力信号の増幅率を変更することを特徴とする赤
   外線カメラの反射率の補正装置。
2. 【請求項２】 対象物から放射された赤外線のみを透過
   するウインドと，ミラ−面により構成される多面体の回
   転ミラ−とを有し，前記赤外線を垂直および水平走査す
   る光学系走査機構と，この光学系走査機構からの走査光
   を受光して光電変換する赤外線検出器と，この赤外線検
   出器からの出力を増幅する増幅器とを備えた赤外線カメ
   ラにおいて，前記ハウジング内に配設した基準黒体と，
   Ａ／Ｄ変換器によりデジタル変換された前記赤外線検出
   器からの出力を格納するフレ−ムメモリと，前記基準黒
   体の温度と室温との相対値を演算して基準デ−タを算出
   する基準デ−タ算出手段と，前記基準デ−タを格納する
   とともに，この基準デ−タと前記各ミラ−面毎のデ−タ
   とを比較する比較メモリと，前記基準デ−タと前記各ミ
   ラ−面毎のデ−タとの比率を演算する比率演算手段と，
   この比率を前記各ミラ−面毎の出力に乗算して前記増幅
   器の出力を補正する出力補正手段と，を前記増幅器に設
   け，この増幅器の出力端において前記ミラ−面にそれぞ
   れ対応する出力値が同一レベルとなるように補正するこ
   とを特徴とする赤外線カメラの反射率の補正装置。