JPH0454420A - Infrared measuring instrument - Google Patents
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、物体から発する赤外線レベルを測定する赤
外線測定装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an infrared measuring device that measures the level of infrared rays emitted from an object.
[従来の技術]
絶対零度以上の温度を有するあらゆる物体は、その表面
から赤外線を放射していることが知られており、この放
射赤外線量(エネルギ量)と物体の表面温度との間には
ブランクの放射公式と呼ばれる一定の関係がある。この
ため、放射赤外線量を測定すれば物体の表面温度が分か
る。この赤外線量は赤外線検出器で検出するが、1個の
赤外線検出器はある定まった方向から来る赤外線しか検
出することができない、しかし、赤外線検出器の前に光
の通路を曲げる機構、すなわち走査機構を設けると、い
ろいろな方向からくる赤外線放射を検出することができ
る。[Prior Art] It is known that any object with a temperature above absolute zero emits infrared rays from its surface, and there is a relationship between the amount of radiated infrared rays (amount of energy) and the surface temperature of the object. There is a certain relationship called Blank's radiation formula. Therefore, the surface temperature of an object can be determined by measuring the amount of infrared radiation. This amount of infrared rays is detected by an infrared detector, but a single infrared detector can only detect infrared rays coming from a certain direction. A mechanism can be provided to detect infrared radiation coming from various directions.
第2図は−この方法の一例を示す図であり、1は10個
の平面鏡の垂直方向の角度が少しずつ異なる状態で環状
に構成された回転ミラー、2はシリコンウィンド、3は
折り返しミラー、4は集光レンズ、5は焦点合わせ用モ
ータ、6は垂直方向に10個配列された赤外線検出素子
、7はそれぞれの赤外線検出素子毎に設けられた増幅器
であり、10素子分(10チャンネル分)の独立な出力
信号を出力するようになっている。FIG. 2 is a diagram showing an example of this method, in which 1 is a rotating mirror configured in an annular manner with 10 plane mirrors having slightly different vertical angles, 2 is a silicon window, 3 is a folding mirror, 4 is a condenser lens, 5 is a focusing motor, 6 is 10 infrared detection elements arranged vertically, and 7 is an amplifier provided for each infrared detection element. ) is designed to output independent output signals.
このように構成された装置において、赤外線なけがシリ
コンウィンドlを透過して回転ミラーlに達する0回転
ミラーは前述したように平面鏡が垂直方向に0.05度
ずつずれて設けられているので、各平面鏡は被写体の垂
直方向に0.1度ずつずれた部分を横方向に走査するこ
とになる。この回転ミラー1の1回転で垂直方向の10
度の範囲を走査するようになっている。一方、赤外線検
出器6は垂直方向に10素子並んでおり、その間隔は垂
直方向の角度1.0度に相当するようになっている。In the device configured in this manner, the 0-rotation mirror that transmits infrared rays through the silicon window l and reaches the rotating mirror l is a plane mirror that is disposed vertically by 0.05 degrees as described above. Each plane mirror horizontally scans a portion of the subject that is shifted by 0.1 degrees in the vertical direction. One rotation of this rotating mirror 1 causes 10 in the vertical direction.
It is designed to scan a range of degrees. On the other hand, ten infrared detectors 6 are arranged in the vertical direction, and the interval between them corresponds to an angle of 1.0 degrees in the vertical direction.
このため1面の平面鏡で10素子の赤外線検出器6が1
.0度おきの熱像信号を同時に受け、次の平面鏡で前の
位置よりも0.1度ずれた位置の熱像信号を同時に受け
ることになる。このようにして回転ミラー1の1回転で
被写体の垂直方向10度を走査することになる。また、
水平方向に関しては回転ミラーの各平面鏡の水平視野角
(約18度)を走査することになる。Therefore, one plane mirror has 10 elements of infrared detector 6.
.. The thermal image signals at 0 degree intervals are simultaneously received, and the next plane mirror simultaneously receives the thermal image signals at a position shifted by 0.1 degree from the previous position. In this way, one rotation of the rotating mirror 1 scans 10 degrees in the vertical direction of the subject. Also,
In the horizontal direction, the horizontal viewing angle (approximately 18 degrees) of each plane mirror of the rotating mirror is scanned.
このようにして得られた熱像信号は10個の増幅器でそ
れぞれ増幅されて出力される。8は温度テーブルであり
、そこには黒体炉で温度補正された例えば第1表のよう
なデータが記憶されている。The thermal image signals thus obtained are each amplified by ten amplifiers and output. Reference numeral 8 denotes a temperature table, in which data such as the one shown in Table 1, which has been temperature-corrected in a blackbody furnace, is stored.
第1表の温度範囲のうち、例えば14度から23度の温
度範囲が必要な場合、スイッチ9によって記号イで示す
温度範囲を選択し、その範囲のデータが変換テーブル1
0に書き込まれる。If, for example, a temperature range from 14 degrees to 23 degrees is required among the temperature ranges in Table 1, select the temperature range indicated by symbol A with switch 9, and the data in that range will be converted to the conversion table 1.
Written to 0.
第1表
この書き込みは第3図に示すように、横軸に赤外線のエ
ネルギ相当の電圧すなわち第1表の入力電圧値を書き込
み、縦軸にそのときの温度を書き込む。第1表はアナロ
グ信号で記載しであるが、書き込みは8ビツトのデジタ
ル信号で行うので0〜255の値をとる。このため、第
1表の値から不足する部分は補間をしてデータを作成す
る。Table 1 In this writing process, as shown in FIG. 3, the voltage corresponding to the energy of infrared rays, that is, the input voltage value in Table 1 is written on the horizontal axis, and the temperature at that time is written on the vertical axis. Table 1 is written using analog signals, but since writing is performed using 8-bit digital signals, the values range from 0 to 255. For this reason, the missing portions from the values in Table 1 are interpolated to create data.
この場合、最低値をゼロ、最高値を255に設定する。In this case, the lowest value is set to zero and the highest value is set to 255.
ところが、赤外線検出器の直線性はある範囲しか保障さ
れていない、このため、その直線性の範囲を外れる場合
はフィルタなどで入力信号を減衰させ、直線性の範囲に
入るようにしている。However, the linearity of an infrared detector is guaranteed only within a certain range, so if the linearity falls outside of that range, the input signal is attenuated using a filter or the like to bring it within the linearity range.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら増幅器は複数あり、その特性は同一ではな
く、またフィルタを設けても測定範囲の設定幅如何によ
っては赤外線検出器が飽和してしまう場合もある。この
ため、変換テーブルへの書き込みは増幅器毎に行わなけ
ればならない、ところが、各増幅器はオフセット量も異
なり、飽和レベルも異なるので、その都度演算を行いな
がら書き込みを行うには相応の時間がかかり、このため
被写体の高速な温度変化に追従できないという課題があ
った。[Problems to be Solved by the Invention] However, there are a plurality of amplifiers, and their characteristics are not the same, and even if a filter is provided, the infrared detector may become saturated depending on the set width of the measurement range. For this reason, writing to the conversion table must be performed for each amplifier. However, since each amplifier has a different offset amount and a different saturation level, it takes a considerable amount of time to write while performing calculations each time. For this reason, there was a problem that it was not possible to follow the rapid temperature changes of the subject.
また、変換テーブルへのデータ書き込みは測定中心温度
を変化させたとき、温度分解能を変えたときく温度測定
の設定範囲を変えたことに相当する)、温度テーブルを
変えたとき、室温が変化したとき、変換テーブルへ書き
込む飽和レベルが変化したときにそれぞれ変換テーブル
を書き換える必要があるので、このことからも高速の演
算処理が必要になる。Also, writing data to the conversion table is equivalent to changing the measurement center temperature, changing the temperature resolution, or changing the temperature measurement setting range), changing the temperature table, or changing the room temperature. , it is necessary to rewrite the conversion table each time the saturation level written to the conversion table changes, and this also requires high-speed arithmetic processing.
[課題を解決するための手段]
このような課題を解決するためこの発明は、各増幅器出
力のオフセットレベルを測定する手段と、それを増幅器
出力から差し引く減算器によって観測範囲の最低レベル
を常に同一電位に補正する最低レベル補正手段を設けた
ものである。[Means for Solving the Problems] In order to solve such problems, the present invention always keeps the lowest level of the observation range the same by means of measuring the offset level of each amplifier output and a subtractor that subtracts it from the amplifier output. A minimum level correction means for correcting the electric potential is provided.
[作用]
各増幅器毎に最低レベルの電位が揃っているので最低値
の書き込みは1度行えば変更する必要がなく、最大値だ
けを求めて書き込みを行えば良くなる。これによって演
算時間が短くなる。[Operation] Since the lowest level potentials are the same for each amplifier, there is no need to change the lowest value once it is written, and it is sufficient to find and write only the maximum value. This reduces calculation time.
[実施例]
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
赤外線カメラで発生した熱像信号は図示しない10素子
分く10チャンネル分)の増幅器を介してマルチプレク
サ20に供給される。このマルチプレクサ20はCPU
33の制御によって1チャンネル分ずつ選択され順次加
算器21に供給される。加算器21.23はCPU33
によって制御されるバイアス設定器25.27によって
バイアス電圧が供給され、増幅器22およびA/D変換
器24が最適のレベルで動作するよう設定される。増幅
器22はCPO33によって制御される利得設定器26
によって利得が制御され、入力信号のレベルが大きい場
合も、小さい場合もA/D変換器24に変換許容レベル
の信号を供給するようになっている。すなわち入力信号
の大きいときは増幅器22の利得が小さくなるようにし
、入力信号が小さいときは増幅器22の利得が大きくな
るようにし、A/D変換器24にはどのような場合もな
るべく同じレベルの信号が供給されるようになっている
。A/D変換器24はCPU33によってIIJllさ
れるレベル設定器28によって動作レベルが決められる
ようになっている。[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
Thermal image signals generated by the infrared camera are supplied to the multiplexer 20 via an amplifier (10 elements/10 channels (not shown)). This multiplexer 20 is a CPU
33 selects one channel at a time and sequentially supplies it to the adder 21. Adders 21 and 23 are CPU 33
A bias voltage is supplied by bias setters 25, 27 controlled by the amplifier 22 and the A/D converter 24 to set them to operate at optimal levels. Amplifier 22 is a gain setter 26 controlled by CPO 33
The gain is controlled by the A/D converter 24, and a signal at a conversion permissible level is supplied to the A/D converter 24 regardless of whether the level of the input signal is high or low. That is, when the input signal is large, the gain of the amplifier 22 is made small, when the input signal is small, the gain of the amplifier 22 is made large, and the A/D converter 24 is made to have the same level as possible in all cases. The signal is now supplied. The operating level of the A/D converter 24 is determined by a level setter 28 which is controlled by the CPU 33.
A/D変換器24の出力信号は加算器30に供給される
と共にオフセットIIN整期間には、各チャンネル毎に
オフセットレジスタ29に記憶される。The output signal of the A/D converter 24 is supplied to the adder 30, and is stored in the offset register 29 for each channel during the offset IIN adjustment period.
このオフセットレジスタ29のデータはCPU33で読
み取られ、移動平均がとられ、その値がレベル設定器3
1に供給され、それが加算器30に供給されて各チャン
ネルの零レベル補正が行われる。このようにして零レベ
ルの電位が各チャンネル毎に揃えられた信号が信号変換
テーブル32に供給され、入力信号に対応した出力信号
が得られるようになっている。The data in this offset register 29 is read by the CPU 33, a moving average is taken, and the value is determined by the level setter 3.
1 and is supplied to an adder 30 to perform zero level correction for each channel. In this way, the signal whose zero level potential is aligned for each channel is supplied to the signal conversion table 32, so that an output signal corresponding to the input signal can be obtained.
変換テーブルへのデータの設定は前述したが、ここでさ
らに詳しく説明する。この装置はマイナス40℃〜プラ
ス950℃までの範囲の温度を測定できるようになって
いる。この測定はカメラで検出した赤外線の熱像信号エ
ネルギを変換テーブルで温度に変換して行うようになっ
ている。基本的にはその範囲の熱像信号が入力されたと
き対応する温度情報が出力されるように変換テーブルを
構成しておけば良い、ところが変換テーブルを測定範囲
の全範囲としてしまうと測定精度が履くなる。このため
、測定範囲をいくつかの区域に分割し、変換テーブルに
はその分割された範囲のデータだけを扱うようにしてい
る。′@述の第1表はこの分割されたものの一つである
。そして、さらに精度良く測定するために、前述したよ
うに補間をしている。The setting of data in the conversion table has been described above, but it will be explained in more detail here. This device is capable of measuring temperatures ranging from -40°C to +950°C. This measurement is performed by converting the infrared thermal image signal energy detected by the camera into temperature using a conversion table. Basically, all you need to do is configure the conversion table so that when a thermal image signal in that range is input, the corresponding temperature information will be output.However, if the conversion table is set to the entire measurement range, the measurement accuracy will decrease. I'll wear them. For this reason, the measurement range is divided into several areas, and the conversion table handles only the data in the divided areas. '@Table 1 is one of these divisions. In order to measure even more accurately, interpolation is performed as described above.
変換テーブルで扱うデータは8ビツトのデジタルデータ
であり、そこで取り扱うデータの値はOから255の範
囲で変化する。このため、最低値に零を対応させ、最大
値に255を対応させる必要があり、例えば分割された
範囲の一つがマイナス40℃からプラス127.5℃で
あるとすると、零をマイナス40℃に対応させ、255
をプラス127.5℃に対応するように変換テーブルに
書き込む必要がある。The data handled by the conversion table is 8-bit digital data, and the values of the data handled there vary in the range from 0 to 255. For this reason, it is necessary to make zero correspond to the lowest value and 255 to the maximum value. For example, if one of the divided ranges is from -40°C to +127.5°C, zero corresponds to -40°C. Correspond, 255
It is necessary to write it into the conversion table so that it corresponds to +127.5°C.
ところがこの例では10チャンネル分の入力信号があり
、それぞれのチャンネルは異なる増幅器で増幅されてい
るので、最低レベルと最高レベルは各チャンネル毎に異
なっている。このため、本来であれば各チャンネル毎に
その最低レベルと最高レベルを変換テーブルの0〜25
5に対応するように演算して割り振り、その演算結果を
変換テーブルに書き込まねばならない、さらに、温度測
定範囲が広いと入力信号のダイナミックレンジが広いの
で、増幅器22あるいはA/D変換器24の直線性が確
保できなくなり、高いレベルでは飽和をしてしまう、こ
の場合、変換テーブルもそのようにデータの書き込みを
行う必要がある。すなわち、本来であれば第3図に実線
で示すようにデータの書き込みを行うことになるが、途
中のレベルで飽和してしまうため、点線のようなデータ
の書き込みを行う必要がある。このような演算をすべて
書き込み時に行っていると、相応の演算時間がかかり、
処理が間に合わなくなる。このような不都合を解決する
ため、増幅器の最低レベルを揃えている。However, in this example, there are input signals for 10 channels, and each channel is amplified by a different amplifier, so the lowest level and highest level are different for each channel. For this reason, originally, the lowest level and highest level for each channel should be set to 0 to 25 in the conversion table.
5 and write the calculation result in the conversion table.Furthermore, if the temperature measurement range is wide, the dynamic range of the input signal is wide, so the straight line of the amplifier 22 or A/D converter 24 must be In this case, data must be written in the conversion table in the same way. That is, originally, data would be written as shown by the solid line in FIG. 3, but since it saturates at an intermediate level, it is necessary to write data as shown by the dotted line. If all such calculations are performed at the time of writing, it will take a considerable amount of calculation time.
Processing will not be done in time. In order to solve this problem, the lowest level of the amplifiers is made the same.
このためには、第1図で示したようにオフセットレジス
タ29に各チャンネルのオフセットレベルを記憶させ、
その移動平均値をCPU33で求め、レベル設定器31
を介してこの移動平均値を加算器30に供給する。この
ようにすると各チャンネルの最低レベルが統一され、同
一の値になる。For this purpose, the offset level of each channel is stored in the offset register 29 as shown in FIG.
The moving average value is obtained by the CPU 33, and the level setter 31
This moving average value is supplied to the adder 30 via. By doing this, the lowest level of each channel is unified and becomes the same value.
したがって最低レベルについてはチャンネル毎の演算が
不要になり、演算時間が短縮される。Therefore, for the lowest level, calculation for each channel is no longer necessary, and the calculation time is shortened.
[発明の効果]
以上説明したようにこの発明は、各増幅器出力の最低レ
ベルを同一電位に補正する最低レベル補正手段を設けた
ので、各チャンネル毎に最低レベルの補正演算を行う必
要がなくなり、演算時間が短くなるという効果を有する
。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides a minimum level correction means for correcting the minimum level of each amplifier output to the same potential, so there is no need to perform minimum level correction calculation for each channel. This has the effect of shortening the calculation time.
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は赤外線検出部の構成を示す図、第3図は変換テーブル
の特性を示すグラフである。
1・・・・回転ミラー、2・・・・シリコンウィンド、
6・・・−赤外線検出素子、7・−・・増幅器、8・・
・−温度テーブル、10.32・・・・変換テーブル、
20・・・・マルチテーブル、24・・−・A/D変換
器、29・・・・オフセットレジスタ、30・・・・加
算器、31・・・・レベル設定器。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an infrared detection section, and FIG. 3 is a graph showing the characteristics of a conversion table. 1... Rotating mirror, 2... Silicon window,
6...-infrared detection element, 7... amplifier, 8...
・-Temperature table, 10.32...Conversion table,
20...Multi table, 24...A/D converter, 29...Offset register, 30...Adder, 31...Level setter.
Claims (1)
増幅して熱画像を得る赤外線測定装置において、 各増幅器出力のオフセットレベルを測定する手段と、 それを増幅器出力から差し引く減算器によって観測範囲
の最低レベルを常に同一電位に補正する最低レベル補正
手段を設けたことを特徴とする赤外線測定装置。[Scope of Claim] In an infrared measurement device that obtains a thermal image by individually amplifying the output signals of a plurality of infrared detectors using the same number of amplifiers, there is provided a means for measuring an offset level of each amplifier output, and a means for measuring an offset level of each amplifier output; An infrared measuring device characterized by being provided with a minimum level correction means for always correcting the lowest level in the observation range to the same potential using a subtracter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2164048A JPH0454420A (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Infrared measuring instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2164048A JPH0454420A (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Infrared measuring instrument |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0454420A true JPH0454420A (en) | 1992-02-21 |
Family
ID=15785807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2164048A Pending JPH0454420A (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Infrared measuring instrument |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0454420A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004333132A (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | Thermal infrared solid-state imaging apparatus |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61118628A (en) * | 1984-11-14 | 1986-06-05 | Fujitsu Ltd | Infrared video apparatus |
JPH01152331A (en) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Nippon Abionikusu Kk | Automatically offset correcting thermography apparatus |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP2164048A patent/JPH0454420A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61118628A (en) * | 1984-11-14 | 1986-06-05 | Fujitsu Ltd | Infrared video apparatus |
JPH01152331A (en) * | 1987-12-09 | 1989-06-14 | Nippon Abionikusu Kk | Automatically offset correcting thermography apparatus |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004333132A (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | Thermal infrared solid-state imaging apparatus |
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