JPH0213815A - 光電導型赤外線検知器の感度補正方式 - Google Patents
光電導型赤外線検知器の感度補正方式Info
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- JPH0213815A JPH0213815A JP63164397A JP16439788A JPH0213815A JP H0213815 A JPH0213815 A JP H0213815A JP 63164397 A JP63164397 A JP 63164397A JP 16439788 A JP16439788 A JP 16439788A JP H0213815 A JPH0213815 A JP H0213815A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
熱量やガス成分を検知するための赤外線を利用した光電
導型赤外線検知器の感度補正方式に関し、背景輻射光景
変化に対応させてズレなく補正することを目的とし、 赤外線検知素子の入射光子数φに対する検知素子抵抗Ｒ
の関係をＲ−ｆ （φ）なる関数として求め、前記赤
外線検知素子によって検知した信号をＡＣ成分とＤＣ成
分とに分けて、それぞれをデジタル信号化し、該ＤＣ成
分の信号から入射光子数φを演算し、且つ、前記関数を
微分してｄＲ／ｄφ＝ｆ′ （φ） から得られる１／ｆ″ （φ）値をＡＣ成分の信号に乗
する演算をおこなって感度補正するようにしたことを特
徴とする。
導型赤外線検知器の感度補正方式に関し、背景輻射光景
変化に対応させてズレなく補正することを目的とし、 赤外線検知素子の入射光子数φに対する検知素子抵抗Ｒ
の関係をＲ−ｆ （φ）なる関数として求め、前記赤
外線検知素子によって検知した信号をＡＣ成分とＤＣ成
分とに分けて、それぞれをデジタル信号化し、該ＤＣ成
分の信号から入射光子数φを演算し、且つ、前記関数を
微分してｄＲ／ｄφ＝ｆ′ （φ） から得られる１／ｆ″ （φ）値をＡＣ成分の信号に乗
する演算をおこなって感度補正するようにしたことを特
徴とする。
本発明は熱量やガス成分を検知するための赤外線を利用
した光電溝型検知器の感度補正方式に関する。
した光電溝型検知器の感度補正方式に関する。
赤外線検知器は特に周囲環境によって大きく影響される
ため、その補正が必要となっている。
ため、その補正が必要となっている。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕光電導型
赤外線検知器では検知素子上に集光した赤外線光量の変
化、即ち、ＡＣ成分を信号として取り出して測定してい
るが、検知器は入射光量が多くなるにつれて信号量が減
少する非直線性を含んでおり、その非直線性を補正する
ために、従来、信号量に対する補正量をＲＯＭに記憶さ
せておいて、これを読み出して補正する方式が採られて
いる。
赤外線検知器では検知素子上に集光した赤外線光量の変
化、即ち、ＡＣ成分を信号として取り出して測定してい
るが、検知器は入射光量が多くなるにつれて信号量が減
少する非直線性を含んでおり、その非直線性を補正する
ために、従来、信号量に対する補正量をＲＯＭに記憶さ
せておいて、これを読み出して補正する方式が採られて
いる。
第５図はその非直線性を図示したもので、赤外線検知器
の素子抵抗Ｒと入射光子数φとの関係図である。
の素子抵抗Ｒと入射光子数φとの関係図である。
しかし、上記の従来補正方式では測定の対象とする赤外
線光量の他の、背景輻射光量の変化は補正されず、背景
光量が変化すると補正量にズレが生じて、正しく補正が
できないと云う問題がある。
線光量の他の、背景輻射光量の変化は補正されず、背景
光量が変化すると補正量にズレが生じて、正しく補正が
できないと云う問題がある。
本発明はそのような問題点を除去し、背景輻射光量変化
に対応させてズレなく補正することができる感度補正方
式を提案するものである。
に対応させてズレなく補正することができる感度補正方
式を提案するものである。
その課題は、赤外線検知素子の入射光子数φに対する検
知素子抵抗Ｒの関係をＲ＝ｆ （φ）なる関数として
求め、前記赤外線検知素子によって検知した信号をＡＣ
成分とＤＣ成分とに分けて、それぞれをデジタル信号化
し、該ＤＣ成分の信号から入射光子数φを演算し、且つ
、前記関数を微分して ｄＲ／ｄφ＝ｆ１ （φ） から得られる１／ｆ’（、φ）値をＡＣ成分の信号に乗
する演算をおこなって感度補正するようにした感度補正
方式によって解決される。
知素子抵抗Ｒの関係をＲ＝ｆ （φ）なる関数として
求め、前記赤外線検知素子によって検知した信号をＡＣ
成分とＤＣ成分とに分けて、それぞれをデジタル信号化
し、該ＤＣ成分の信号から入射光子数φを演算し、且つ
、前記関数を微分して ｄＲ／ｄφ＝ｆ１ （φ） から得られる１／ｆ’（、φ）値をＡＣ成分の信号に乗
する演算をおこなって感度補正するようにした感度補正
方式によって解決される。
即ち、本発明は従来除去していたＤＣ成分をＡＣ成分と
共に取り出し、ＡＣ成分を赤外線光量に対応した測定信
号とし、ＤＣ成分を補正用信号として演算するものであ
る。
共に取り出し、ＡＣ成分を赤外線光量に対応した測定信
号とし、ＤＣ成分を補正用信号として演算するものであ
る。
第５図に示しているように、素子抵抗Ｒと入射光子数φ
との関係は直線性はないが、ある関数関係が成り立つ、
そこで、検知器の周囲環境温度を変えて入射光子数を変
化させ、素子抵抗を測定す□ る。この周囲環境温度
を変えた入射光子数φＢと環境温度Ｔとは、 但し、θ１ ；素子の視野角、受光面積；Ａｄλｏｆｆ
；カットオフ波長。
との関係は直線性はないが、ある関数関係が成り立つ、
そこで、検知器の周囲環境温度を変えて入射光子数を変
化させ、素子抵抗を測定す□ る。この周囲環境温度
を変えた入射光子数φＢと環境温度Ｔとは、 但し、θ１ ；素子の視野角、受光面積；Ａｄλｏｆｆ
；カットオフ波長。
λＯｎ；カットオン波長。
なる関係が成り立つ。そこで、実際の測定から入射光子
数φと素子抵抗Ｒとの関係を求めて、それを例えば最小
２乗法で推定し、 Ｒ−ｆ（φ）・−・・−・（２） なる関係式を求める。これを微分すると、ｄＲ／ｄφ−
ｆ”（φ） −−−−−−−４３）即ち、入射光量の変
化に対する抵抗値の変化が得られる。従って、（２）式
から抵抗値Ｒｓを測定すれば基準の入射光子数φＳが求
まり、その基準入射光子数からの増減光子数φｌはＡＣ
成分がΔＲであるとすると（３）式から φ閑−ΔＲ／ｆ”（φＳ）・−・・（４）が得られ、光
子数の変化量が正確に求まる。
数φと素子抵抗Ｒとの関係を求めて、それを例えば最小
２乗法で推定し、 Ｒ−ｆ（φ）・−・・−・（２） なる関係式を求める。これを微分すると、ｄＲ／ｄφ−
ｆ”（φ） −−−−−−−４３）即ち、入射光量の変
化に対する抵抗値の変化が得られる。従って、（２）式
から抵抗値Ｒｓを測定すれば基準の入射光子数φＳが求
まり、その基準入射光子数からの増減光子数φｌはＡＣ
成分がΔＲであるとすると（３）式から φ閑−ΔＲ／ｆ”（φＳ）・−・・（４）が得られ、光
子数の変化量が正確に求まる。
このような計算をおこなえば、補正のズレをなくするこ
とができる。
とができる。
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第１図は本発明を適用した赤外撮像装置の回路図である
。被撮像物からの赤外線は走査鏡３で反射し、集光レン
ズ２で検知素子１に集光される。
。被撮像物からの赤外線は走査鏡３で反射し、集光レン
ズ２で検知素子１に集光される。
検知素子１は電流バイアスされており、その端子電圧は
素子抵抗Ｒを反映したもので、その電圧のＡＣ成分は増
幅器５で増幅され、ＤＣ成分は増幅器６で増幅される。
素子抵抗Ｒを反映したもので、その電圧のＡＣ成分は増
幅器５で増幅され、ＤＣ成分は増幅器６で増幅される。
タイミング回路９は走査鏡３の動きに合わせてシステム
制御信号を発生する回路である。基準光源４を検知素子
１が見込むタイミングで増幅器５の出力に対して直流再
成し、その後、映像信号をＡＤ変換器８でデジタル化す
る。
制御信号を発生する回路である。基準光源４を検知素子
１が見込むタイミングで増幅器５の出力に対して直流再
成し、その後、映像信号をＡＤ変換器８でデジタル化す
る。
一方、基準光源４が検知素子１を見込む同じタイミング
で増幅器６の出力をＡＤ変換器ｌＯでデジタル化し、そ
の信号をマイクロコンピュータ１１に入力する。マイク
ロコンピュータ１１はこの信号から検知素子の抵抗値を
確認し、（２）式の関係からφＳを求める。
で増幅器６の出力をＡＤ変換器ｌＯでデジタル化し、そ
の信号をマイクロコンピュータ１１に入力する。マイク
ロコンピュータ１１はこの信号から検知素子の抵抗値を
確認し、（２）式の関係からφＳを求める。
次いで、被撮像物を検知し、撮像装置の表示温度範囲、
温度分解能に従ってΔＲに対するデータ割付けをおこな
い、その結果をＲＡＭ回路１２に書き込む。ＡＤ変換器
８の出力はΔＲに対応した値で、この値をアドレスとし
てＲＡＭ回路１２からデータを読み出す。そのデジタル
データをＤＡ変換回路１３でアナログ信号に変換し、ビ
デオ信号変換回路１４に入力して、その結果をＣＲＴ１
５で表示する。
温度分解能に従ってΔＲに対するデータ割付けをおこな
い、その結果をＲＡＭ回路１２に書き込む。ＡＤ変換器
８の出力はΔＲに対応した値で、この値をアドレスとし
てＲＡＭ回路１２からデータを読み出す。そのデジタル
データをＤＡ変換回路１３でアナログ信号に変換し、ビ
デオ信号変換回路１４に入力して、その結果をＣＲＴ１
５で表示する。
次に、第２図は本発明を適用したレーザ方式ガスセンサ
の回路図である。レーザ２１の出力はレンズ２２で平行
光に変換され、ガスセル２３で吸収をうけ、レンズ２４
で検知素子２５に集光される。レーザ２１には第３図に
示すレーザ電流が駆動電源３８によって印加される。第
３図において、時間ｔ１の間は電流を遮断し、その後一
定電流を流し時間ｔ２でレーザ素子温度を安定させる。
の回路図である。レーザ２１の出力はレンズ２２で平行
光に変換され、ガスセル２３で吸収をうけ、レンズ２４
で検知素子２５に集光される。レーザ２１には第３図に
示すレーザ電流が駆動電源３８によって印加される。第
３図において、時間ｔ１の間は電流を遮断し、その後一
定電流を流し時間ｔ２でレーザ素子温度を安定させる。
その後時間ｔ３で全振幅Δ■の変調波形を一定電流に重
畳する。
畳する。
その後時間ｔ４を待って再び電流を遮断する。このｔ、
＋ｔ２＋ｔＯ＋ｔ４を一周期にして、吸収スペクトルの
１点を測定する。周期が変わるごとに一定電流はＩｓず
つ変化するが、ｎ周期繰り返してガスによる吸収スペク
トルを測定する。
＋ｔ２＋ｔＯ＋ｔ４を一周期にして、吸収スペクトルの
１点を測定する。周期が変わるごとに一定電流はＩｓず
つ変化するが、ｎ周期繰り返してガスによる吸収スペク
トルを測定する。
検知信号はＡＣ成分を増幅器２６で増幅し、ＤＣ成分を
増幅器２７で増幅する。電流遮断時間ｔ１において増幅
器２７の信号を信号保持回路３２で保持し、ＡＤ変換回
路３３でデジタル化する。この信号（ＲＢ）をマイクロ
コンピュータ３６に入力し、（２）式に従ってＲＢを求
める。次に、増幅器２６の出力を時間ｔ４において信号
保持回路２９で保持するとともに、次周期の時間ｔ１の
信号を信号保持回路２８で保持し、差動増幅回路３０で
差分信号を得る。この信号量ＲＬが透過光量に相当する
。この信号をＡＤ変換回路３１に入力し、デジタル出力
をマイクロコンピュータ３６に入力し、（２）式に従っ
てＲ＝ＲＢ＋ＲＬとして、ＲＬを求める。
増幅器２７で増幅する。電流遮断時間ｔ１において増幅
器２７の信号を信号保持回路３２で保持し、ＡＤ変換回
路３３でデジタル化する。この信号（ＲＢ）をマイクロ
コンピュータ３６に入力し、（２）式に従ってＲＢを求
める。次に、増幅器２６の出力を時間ｔ４において信号
保持回路２９で保持するとともに、次周期の時間ｔ１の
信号を信号保持回路２８で保持し、差動増幅回路３０で
差分信号を得る。この信号量ＲＬが透過光量に相当する
。この信号をＡＤ変換回路３１に入力し、デジタル出力
をマイクロコンピュータ３６に入力し、（２）式に従っ
てＲ＝ＲＢ＋ＲＬとして、ＲＬを求める。
次に、時間ｔａにおいて電流変調を受けた信号を同期位
相検波増幅器３４で２倍周波成分の信号（ΔＲ）を検出
し、ＡＤ変換器３５でデジタル化してマイクロコンピュ
ータ３６に入力する。このときの２倍周波成分の信号（
ΔＲ）は（４）式に従ってφｍ＝ΔＲ／ｆ ’ （Ｒ
Ｂ ＋ＲＬ ）の演算で補正を受ける。そして、その補
正結果を更に透過光量で規格化することによって第４図
に示す吸収スペクトルを得る。この吸収スペクトルの３
つの極値から信号量Ａをマイクロコンピュータ３６内で
求め、コノ信号量がガス濃度に比例することからガス濃
度が求まる。
相検波増幅器３４で２倍周波成分の信号（ΔＲ）を検出
し、ＡＤ変換器３５でデジタル化してマイクロコンピュ
ータ３６に入力する。このときの２倍周波成分の信号（
ΔＲ）は（４）式に従ってφｍ＝ΔＲ／ｆ ’ （Ｒ
Ｂ ＋ＲＬ ）の演算で補正を受ける。そして、その補
正結果を更に透過光量で規格化することによって第４図
に示す吸収スペクトルを得る。この吸収スペクトルの３
つの極値から信号量Ａをマイクロコンピュータ３６内で
求め、コノ信号量がガス濃度に比例することからガス濃
度が求まる。
これらの実施例のように、本発明にかかる補正方式はＤ
Ｃ成分の信号から入射光子数を求めて、その微分値の逆
数を乗じる演算をおこなって補正する方式で、補正ズレ
が解消される。
Ｃ成分の信号から入射光子数を求めて、その微分値の逆
数を乗じる演算をおこなって補正する方式で、補正ズレ
が解消される。
以上の説明から明らかなように、従来、入射光景と信号
との非直線性をＲＯＭを利用して補正していたが、本発
明によれば環境変化に基づく信号変化を考慮して補正値
を計算するために、補正のズレをなくすることができて
、赤外線検知器の検知精度を向上させることができる。
との非直線性をＲＯＭを利用して補正していたが、本発
明によれば環境変化に基づく信号変化を考慮して補正値
を計算するために、補正のズレをなくすることができて
、赤外線検知器の検知精度を向上させることができる。
第１図は本発明を適用した赤外撮像装置の回路図、第２
図は本発明を適用したレーザ方式ガスセンサの回路図、 第３図は駆動電流波形図、 第４図はガスセンサの吸収スペクトル図、第５図は赤外
線検知器の素子抵抗と入射光子数との関係図である。 図において、 １は検知素子、 ３は走査鏡、 ５はＡＣ増幅器、 ６はＤＣ増幅器、１１はマイク
ロコンピュータ、 １２はＲＡＭ回路、 ２１はレーザ、 ２３はガスセル、２５は検知
素子、 ２６はＡＣ増幅器、 ２７はＤＣ増幅器、３６はマ
イクロコンピュータ を示している。
図は本発明を適用したレーザ方式ガスセンサの回路図、 第３図は駆動電流波形図、 第４図はガスセンサの吸収スペクトル図、第５図は赤外
線検知器の素子抵抗と入射光子数との関係図である。 図において、 １は検知素子、 ３は走査鏡、 ５はＡＣ増幅器、 ６はＤＣ増幅器、１１はマイク
ロコンピュータ、 １２はＲＡＭ回路、 ２１はレーザ、 ２３はガスセル、２５は検知
素子、 ２６はＡＣ増幅器、 ２７はＤＣ増幅器、３６はマ
イクロコンピュータ を示している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 赤外線検知素子の入射光子数φに対する検知素子抵抗Ｒ
の関係をＲ＝ｆ（φ）なる関数として求め、前記赤外線
検知素子によつて検知した信号をＡＣ成分とＤＣ成分と
に分けて、それぞれをデジタル信号化し、該ＤＣ成分の
信号から入射光子数φを演算し、且つ、前記関数を微分
して ｄＲ／ｄφ＝ｆ′（φ） から得られる１／ｆ′（φ）値をＡＣ成分の信号に乗す
る演算をおこなつて感度補正するようにしたことを特徴
とする光電導型赤外線検知器の感度補正方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164397A JPH0213815A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 光電導型赤外線検知器の感度補正方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164397A JPH0213815A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 光電導型赤外線検知器の感度補正方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0213815A true JPH0213815A (ja) | 1990-01-18 |
Family
ID=15792352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63164397A Pending JPH0213815A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 光電導型赤外線検知器の感度補正方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0213815A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0412544A (ja) * | 1990-05-02 | 1992-01-17 | Kaijo Corp | 半導体組立装置 |
| JP2010217100A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Toyota Motor Corp | 排ガス分析装置 |
| US9360365B2 (en) | 2011-05-20 | 2016-06-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Optical sensor device for detecting a pulse of a living body |
| US10028681B2 (en) | 2012-07-20 | 2018-07-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Biological sensor |
| US10588522B2 (en) | 2013-08-07 | 2020-03-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Biological sensor |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP63164397A patent/JPH0213815A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0412544A (ja) * | 1990-05-02 | 1992-01-17 | Kaijo Corp | 半導体組立装置 |
| JP2010217100A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Toyota Motor Corp | 排ガス分析装置 |
| US9360365B2 (en) | 2011-05-20 | 2016-06-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Optical sensor device for detecting a pulse of a living body |
| US10028681B2 (en) | 2012-07-20 | 2018-07-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Biological sensor |
| US10588522B2 (en) | 2013-08-07 | 2020-03-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Biological sensor |
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