JPH0123052B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の分野 この発明は、CCD等のイメージセンサを用い
て測温物体の温度パターン等を測定する光学的測
定装置に関するものである。

(2) 従来技術 CCD等のイメージセンサの各光電素子には感
度のバラツキがあり、このため、自動利得制御回
路を用いて、このバラツキを補正するものが、特
願昭56−145925において提案されている。

しかしながら、イメージセンサの素子数は例え
ば2048と多く、しかも、この全数の出力が出力さ
れる１走査が非常に速いため、実時間処理するた
めにはＡ―Ｄ変換器等の演算速度が高速のもので
なければならないことが問題であつた。又、高速
応答の部品を用いることが問題であつた。又、高
速応答の部品を用いると乗除算等の演算の精度が
悪く、又、部品が高価なものとなる欠点があつ
た。又、イメージセンサの全域にわたつて感度を
均一に補正するためには、参照光源として、広い
均一光源が必要であるが、このような光源をつく
るのは困難であつた。

(3) 発明の目的 この発明の目的は、高速応答の部品、広範囲に
均一な光源がなくても、感度補正信号を容易に取
り込むことができる光学的測定装置を提供するこ
とである。

(4) 発明の実施例 イメージセンサの各素子は、第１図で示すよう
に、その感度のバラツキは、ある範囲内にある。
従つて、入射強度をVo、各素子の感度をα、必
要とする所定の感度をαoとすれば、入力αVoに
対し出力をeoとすれば次式の演算をすればよい。

e₀＝αo／α・αVo＝αoVo ……(1) ここでαo／αの関数が後述するメモリに記憶させ る補正値である。

第２図は、この発明の一実施例を示す構成説明
図である。図において、１は測定物体、２は測定
物体１からの放射エネルギーを集光するレンズ、
３は、レンズ２により集光された放射エネルギー
を受光し、その複数個の光電素子の出力を順次ビ
デオ信号として転送する、線転送あるいは面転送
のイメージセンサ、４はイメージセンサ３の出力
を増幅する前置増幅器、５は前置増幅器４の出力
eiを増幅する自動利得制御機能を有する自動利得
制御回路（AGC回路）、６はAGC回路５の出力e₀
を出力端子７より取り出す出力用増幅器、１４は
前置増幅器４の出力信号をサンプルホールドする
サンプルホールド回路、８はサンプルホールド回
路１４の出力からイメージセンサの各素子につい
て(1)式の補正値を演算する演算回路、９は演算回
路８の出力をデジタル信号に変換するＡ―Ｄ変換
器、１０はＡ―Ｄ変換器９の出力を記憶するメモ
リ、１１はメモリ１０の内容をアナログ信号に変
換し、その出力egによりAGC回路の利得を制御
するＤ―Ａ変換器、１２はイメージセンサを駆動
するための駆動回路、１３は演算回路８、メモリ
１０、駆動回路１２等に制御基準クロツクを与え
る制御回路である。

あらかじめ、測定開始前に、次の処理を行う。
参照光源１ａを測定物体１の位置に置き、この参
照光源１ａをイメージセンサ３にて計測する。イ
メージセンサ３の各光電素子毎のビデオ信号は、
前置増幅器４により増幅され、サンプルホールド
回路１４によりサンプルホールドされ、この出力
eiは演算回路８により補正値が演算されＡ―Ｄ変
換器９によりデジタル信号に変換され、イメージ
センサ３の各光電素子に対応した感度ムラを補正
する補正値がメモリ１０に記憶される。なお、制
御パルスを発生する制御回路１３によりイメージ
センサ３の駆動回路１２、メモリ１０、演算回路
８のタイミングがとられる。そして、後述するよ
うに、メモリ１０に記憶されたイメージセンサ３
の各光電素子に対応した補正値は、測定時、Ｄ―
Ａ変換器１１によりAGC回路５のコントロール
用の信号egとして利用される。

ここで、イメージセンサ３の全素子（例えば
2048素子）の全出力を取り出す一走査は、非常に
速く、実時間では全素子についての補正値をメモ
リ１０に記憶書込させることは困難である。

従つて次のようにメモリ１０への書込みを行
う。

つまり、制御回路１３により、メモリ１０にア
ドレスを指定し、サンプルホールド回路１４に、
そのアドレス位置に同期したタイミングパルスを
送りイメージセンサ３の所定の位置の素子の信号
を取り込み、演算回路８で補正値を演算し、Ａ―
Ｄ変換器９でデジタル信号に変換し、メモリ１０
に記憶する。次にメモリ０に指定するアドレスを
変更し、順次同様の動作をくり返す。

このようにして、イメージセンサの各素子に対
応した補正値がメモリ１０に記憶される。

また基準（参照）光源が広範囲で均一でなくて
も、イメージセンサの素子の取り込み位置に、光
源の均一部分がくるように操作することにより、
イメージセンサ３の全域にわたつて高精度に補正
値を取り込むことができる。

このように、１走査ですべてのアドレスに補正
量を記憶しないで、複数回の走査で順次記憶させ
ているので、イメージセンサ３の走査は速くとも
十分に対応できる。

なお、Ａ―Ｄ変換してから、補正値の演算を行
うよう構成してもよい。

次に測定時は、イメージセンサ３に測定物体１
の放射エネルギーを入射させる。イメージセンサ
３からは各光電素子に対応した時系列のビデオ信
号が出力されるが、この各光電素子毎に対応した
感度ムラの補正は、あらかじめメモリ１０に記憶
された補正値をＤ―Ａ変換器１１によりアナログ
信号に変換しコントロール信号egとして、AGC
回路５に与えて、その利得を制御することにより
行なわれる。この補正は、制御回路１３の制御ク
ロツクパルスをイメージセンサ３の駆動回路１
２、メモリ１０に与えることにより、イメージセ
ンサ３の各光電素子毎に自動的に行なわれる。そ
して、この補正された信号e₀は、出力増幅器６を
介して出力端子７より取り出される。

(5) 発明の要約 以上述べたように、この発明は、制御回路によ
り、メモリにアドレスを指定し、サンプルホール
ド回路にそのアドレス位置に同期したサンプルパ
ルスを送り、演算、メモリ書込のタイミングをと
り、複数回の走査でイメージセンサの各素子の補
正値をメモリに書込むようにした光学的測定装置
である。

(6) 発明の効果 一走査ですべての補正値を取り込む必要がな
いので、回路部品は応答の遅いものでよく、そ
れだけ高精度、安価なものとなる。

基準光源は、広い範囲で均一でなくとも、サ
ンプル位置と、光源の均一部分の結像位置を一
致させるよう操作すれば、簡単に全域にわたつ
て補正が均一に可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の動作説明用の波形図、第
２図は、この発明の一実施例を示す構成説明図で
ある。 ３…イメージセンサ、５…AGC回路、８…演
算回路、９…Ａ―Ｄ変換器、１０…メモリ、１１
…Ｄ―Ａ変換器、１３…制御回路、１４…サンプ
ルホールド回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 測定物体からの放射エネルギーを受光する複
   数個の光電素子を有し各素子の出力を順次ビデオ
   信号として転送するイメージセンサと、このイメ
   ージセンサの出力の利得を制御する自動利得制御
   回路と、前記イメージセンサの各光電素子に対応
   した自動利得制御のための補正値を記憶するメモ
   リと、前記イメージセンサが参照光源を計測した
   ときの前記イメージセンサの出力をサンプルホー
   ルドするサンプルホールド回路と、このサンプル
   ホールド回路の出力によりイメージセンサの感度
   ムラの補正値を演算する演算回路と、前記メモリ
   にアドレスをくり返し変更して指定し、このアド
   レス位置に対応した素子の出力をサンプルするサ
   ンプルパルスを前記サンプルホールド回路に送
   り、演算回路での補正演算、前記メモリへのイメ
   ージセンサの各光電素子の補正値の記憶等の制御
   を行う制御回路とを備え、複数回の走査で前記イ
   メージセンサの各素子の補正値をメモリに記憶さ
   せるようにしたことを特徴とする光学的測定装
   置。