JPH06109549A - 赤外線撮像装置 - Google Patents

赤外線撮像装置

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JPH06109549A
JPH06109549A JP4254465A JP25446592A JPH06109549A JP H06109549 A JPH06109549 A JP H06109549A JP 4254465 A JP4254465 A JP 4254465A JP 25446592 A JP25446592 A JP 25446592A JP H06109549 A JPH06109549 A JP H06109549A
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JP
Japan
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infrared
target
temperature
electric signal
infrared rays
Prior art date
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Application number
JP4254465A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Hozumi
雄二 穂積
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正確な温度の計測が可能な赤外線撮像装置を
得る。 【構成】 1は目標、2は目標が発生する赤外線、3は
レンズ、4は集光した赤外線、5は検出素子、6は電気
信号、7は増幅部、8はモニタ、9は強度比較部、10
は温度測定部、11は温度信号、12はビームスプリッ
タ、13は発熱体、14は温度センサ、15は制御回
路、16は基準熱源、そして17は基準熱源が発生する
赤外線である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、温度計測を行う赤外
線撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の赤外線撮像装置を示す図
で、1は目標、2は目標が発生する赤外線、3はレン
ズ、4は集光した赤外線、5は検出素子、6は電気信
号、7は増幅部、8はモニタ、9は強度比較部、10は
温度測定部、そして11は温度信号である。
【0003】次に動作について説明する。レンズ3は目
標が発生する赤外線2を検出素子5に集光する。検出素
子5はこれを電気信号6に変換する。増幅部7は電気信
号6を規定の増幅度で増幅する。ここで強度比較部9
は、あらかじめこの装置で撮像しておいた基準となる温
度源の温度対電気信号強度の対応値を内部に記憶してお
り、例えばモニタ中心部のカーソルで示す部分の目標か
らの赤外線によって得られる電気信号強度と上述の対応
値とを比較して、温度測定部10で目標の温度を計算す
る。そしてその値を温度信号11としてモニタ8の赤外
画像に重畳して表示する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の赤外線撮像装置
は上述のように構成されていたために、装置内部の発熱
や、装置周囲の温度変化や、装置の経年変化などによる
オフセット及びドリフトなどによって上述の対応値すな
わち基準となる電圧が変動してしまっていた。よってこ
の赤外線撮像装置を目標の温度の計測に用いた場合は測
定値に誤差を生じ、精度の高い安定した温度計測を行う
ことができなかった。この誤差を少なくするためには温
度と目標が発生する赤外線による電気信号強度とを関連
付ける必要があるが、上述のような温度変化や経年変化
などの多くの要因に対処するためには、できる限りしば
しば基準となる温度源による校正を行い、この校正のす
ぐ後で目標を撮像して温度計測を行う程度しか手法がな
く、根本的な対策を施すことができないという問題があ
った。
【0005】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたものであり、目標の温度を正確に測定する
ことのできる赤外線撮像装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明による赤外線撮
像装置は発熱体と温度センサと制御回路とで構成した基
準熱源を備え、この基準熱源が発生する赤外線を検出素
子上のモニタに表示されない部分に集光する手段と、こ
の基準熱源の電気信号強度と目標の電気信号強度とを比
較することによつて目標の温度を計測する手段とを備え
たものである。
【0007】この発明の別の実施例による赤外線撮像装
置は、発熱体と温度センサと制御回路とで構成した基準
熱源を備え、この基準熱源が発生する赤外線を検出素子
上のモニタに表示されない部分に濃度差を生じるように
集光する手段と、この基準熱源の濃度差を持った各点の
電気信号強度と目標の電気信号強度とを比較することに
よって目標の温度を計測する手段を備えたものである。
【0008】この発明のさらに別の実施例による赤外線
撮像装置は、赤外光源と光量センサと光量制御回路とで
構成した基準赤外線源を備え、この基準赤外線源が発生
する赤外線を、検出素子上のモニタに表示されない部分
に集光する手段と、この基準赤外線源の電気信号強度と
目標の電気信号強度とを比較することによって目標の温
度を計測する手段を備えたものである。
【0009】この発明のさらに別の実施例による赤外線
撮像装置は、赤外光源と光量センサと光量制御回路とで
構成した基準赤外線源を備え、この基準赤外線源が発生
する赤外線を検出素子上のモニタに表示されない部分に
濃度差を生じるように集光する手段と、この基準赤外線
源の濃度差を持った各点の電気信号強度と目標の電気信
号強度とを比較することによって目標の温度を計測する
手段を備えたものである。
【0010】
【作用】この発明による赤外線撮像装置は装置内部の発
熱や、装置周囲の温度変化や、装置の経年変化などによ
るオフセットおよびドリフトなどの影響を受けることな
く、目標の温度を正確に計測することができる赤外線撮
像装置を実現化できる。
【0011】
【実施例】
実施例1.以下この発明の実施例を図について説明す
る。図1はこの発明の1実施例を示す構成図であり、図
において12はビームスプリッタ、13は発熱体、14
は温度センサ、15は制御回路、16は基準熱源であり
上記発熱体と温度センサと制御回路とで構成されてお
り、そして17は基準熱源が発生する赤外線であり、1
から11までは上記従来装置とまったく同じである。
【0012】次に動作について説明する。発熱体13
は、定められた温度になっており、なんらかの影響によ
って温度が変化しようとしても温度センサ14と制御回
路15とで一定の温度に戻るように制御されている。こ
のためこれらによって構成されている基準熱源16は、
定まった値の赤外線を発生している。この基準熱源が発
生する赤外線17はビームスプリッタ12によつて反射
されてレンズ3に入射する。レンズ3は基準熱源が発生
する赤外線17を検出素子5に集光する。ここで検出素
子5は多素子で構成されており、ビームスプリッタ12
を透過した目標が発生する赤外線2と基準熱源が発生す
る赤外線17とは別の素子に集光される。よって目標が
発生する赤外線2による電気信号と、基準熱源が発生す
る赤外線17による電気信号とは、異なった読み出しタ
イミングで合成された電気信号6となる。増幅部7はこ
の電気信号を規定の増幅度で増幅する。ここで上述のよ
うに基準熱源16が発生する赤外線は一定となるように
制御されているので、この電気信号をあらかじめ基準と
なる温度源で構成しておき、これと目標が発生する赤外
線による電気信号の強度とを比較することによって目標
の温度を精度良く計測することができる。なお、検出素
子5として例えば512×512画素の赤外固体撮像素
子を用いた場合、モニタ8に実際に映し出される画素は
中央の90%程度であり、上下左右の残り、約10%の
画素に入射する赤外線はモニタに表示されない。ここで
はこの表示されない画素の基準熱源の像を結像させてい
るので、モニタ上の目標の画像を損なうこと無く基準熱
源の赤外線17を撮像することができる。
【0013】実施例2.図2はこの発明の別の実施例に
よる過熱部異常検出装置の構成を示す図である。図にお
いて18はくさび状の減衰フィルタであって、1から1
7までは上述の説明と全く同じものである。次に動作に
ついて説明する。目標が発生する赤外線2と基準熱源が
発生する赤外線17が電気信号6となるまでは上述の説
明と全く同じである。ここでニクロム線のように線状の
物体を発熱体13として用いれば、基準熱源16が発生
する赤外線はくさび状のウェッジ18を通過するために
レンズ3を通過して検出素子5上に結像する際にウェッ
ジの厚み方向に濃度差を生じる。この濃度差を持った赤
外線の各部を基準となる温度源で校正すると、それぞれ
異なった温度に対応した基準熱源が得られることにな
る。このようにして校正した赤外線撮像装置を温度計測
に用いれば、温度の校正を1点の温度だけでなく数点の
温度にて行うこができるため、より正確な温度計測が可
能となる。
【0014】図3はこの発明のさらに別の実施例による
撮像装置の構成を示す図である。図において19は赤外
光源、20は光量センサ、21は光量制御回路、22は
基準赤外線源、そして23は基準赤外線源が発生する赤
外線であり、1から17までは上述の説明と全く同じも
のである。次に動作について説明する。赤外光源19は
例えば波長10.6ミクロンで連続発振する炭酸ガスレ
ーザであって、この光出力は光量センサ20と光量制御
回路21とで安定化されている。このために基準赤外線
源22は一定の赤外線を発生する。この基準赤外線源が
発生する赤外線23がビームスプリッタ12で反射さ
れ、レンズ3で検出素子5のモニタ8に表示されない部
分に結像する。以降の動作は上述の説明と全く同じであ
り、この基準赤外線源による電気信号の強度と目標のそ
れとを比較計算することによって、この赤外線撮像装置
は目標の温度を精度良く計測することができる。
【0015】図4は、この発明のさらに別の実施例によ
る撮像装置の構成を示す図である。図において24は赤
外光源の赤外光を検出素子上にボカして結像させる凸レ
ンズであり、1から23までは上述の説明と全く同じで
ある。次に動作について説明する。赤外光源19は波長
10.6ミクロンで連続発振する出力が安定化された炭
酸ガスレーザであって、基準赤外線源22が一定の赤外
線を発生するまでは上述の説明と同じである。ここでレ
ーザ光は凸レンズ24を通過し、検出素子5の上のモニ
タ8に表示されない部分にボケた像を作る。このため検
出素子5の上にはガウス分布状の濃度差を持つ像が得ら
れる。この濃度差を持った赤外線の各部を基準となる温
度源で校正すると、それぞれ異なった温度に対応した基
準赤外線源が得られることになる。このため目標が発生
する赤外線の温度計測の際に、信号強度の比較を1点の
温度だけでなく数点の温度にて行うことができ、より正
確な温度計測が可能となる。
【0016】なお、上記実施例ではビームスプリッタを
用いて目標が発生する赤外線と基準熱源または基準赤外
線源が発生する赤外線とを合成したが、小型のミラーを
用いて基準熱源または基準赤外線源のみの赤外線を反射
させて検出素子上に集光してもよい。この場合は光学部
品の寸法が小型であるために装置のコストを低く押さえ
ることができるばかりでなく、目標が発生する赤外線が
ビームスプリッタを透過する際に生じる減衰を避けるこ
ともできる。また、上述の説明では検出素子を2次元素
子としたが、機械的走査部を設けた1次元素子のアレイ
を用いてもよく、移動する目標であればこれを利用して
1次元素子のアレイを固定したままで画像を得る方式を
とってもかまわない。更に上述の説明では赤外光源とし
て炭酸ガスレーザを用いたが赤外線撮像装置の分光感度
帯内で発光する光源であれば半導体レーザであっても、
またレーザ光源でなくとももちろんよい。また基準熱源
に濃度差を付けるために、くさび状の減衰フィルタを用
いたが、平板の場所によって透過率を変化させたフィル
タを用いてもよく、さらにボケを利用して濃度差を付け
てもよい。さらに基準赤外線源に濃度差を付けるために
凸レンズを用いたが、濃度差を付けることができるなら
ば基準赤外線源の出射部で拡がりを持つ光としてもよ
い。さらにプリズムとシリンドリカルレンズと位置によ
って減衰率の異なるフィルタを用いて濃度差を持つ線状
の基準赤外線源を得てもよい。さらに上述の説明では実
施例を別々に説明したが、これらを組み合わせて用いて
もよいことはいうまでもない。
【0017】
【発明の効果】以上のようにこの発明の赤外線撮像装置
によれば基準熱源や基準赤外線源が発生する赤外線を検
出素子上に集光し、これらによる電気信号強度と目標が
発生する赤外線の電気信号強度を比較するので、装置内
部の発熱や装置周囲の温度変化や装置の経年変化などに
よるオフセット及びドリフトなどの影響を受けることの
無い、正確な温度計測ができる赤外線撮像装置を実現化
することができる効果を持つ。また、検出素子上のモニ
タに表示されない画素に基準熱源または基準赤外線源の
像を結像させているので、モニタ上の目標の画像を損な
うことなく基準となる赤外線を撮像し、これを基にして
目標の温度を正確に計測することができる赤外線撮像装
置を実現化する効果を持つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による赤外線撮像装置を示
す構成図である。
【図2】この発明の別な実施例による赤外線撮像装置を
示す構成図である。
【図3】この発明のさらに別な実施例による赤外線撮像
装置を示す構成図である。
【図4】この発明のまたさらに別な実施例による赤外線
撮像装置を示す構成図である。
【図5】従来の赤外線撮像装置を示す構成図である。
【符号の説明】
1 目標 2 目標が発生する赤外線 3 レンズ 4 集光した赤外線 5 検出素子 6 電気信号 7 増幅部 8 モニタ 9 強度比較部 10 温度測定部 11 温度信号 12 ビームスプリッタ 13 発熱体 14 温度センサ 15 制御回路 16 基準熱源 17 基準熱源が発生する赤外線 18 くさび状の減衰フィルタ 19 赤外光源 20 光量センサ 21 光量制御回路 22 基準赤外線源 23 基準赤外線源が発生する赤外線 24 凸レンズ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目標が発生する赤外線をレンズで検出素
    子に集光して目標の赤外線の強度を電気信号の強度に変
    換して上記目標の赤外線画像をモニタ上に表示する赤外
    線撮像装置において、発熱体と温度センサと制御回路と
    で基準熱源を構成し、この基準熱源が発生する赤外線を
    検出素子上のモニタに表示されない部分に上記レンズで
    集光し、この基準熱源の電気信号強度と目標の電気信号
    強度とを比較して目標の温度を測定することを特徴とす
    る赤外線撮像装置。
  2. 【請求項2】 発熱体と温度センサと制御回路とで構成
    した基準熱源の像が濃度差を生じるように検出素子上へ
    レンズで集光することを特徴とする請求項1記載の赤外
    線撮像装置。
  3. 【請求項3】 目標が発生する赤外線をレンズで検出素
    子に集光して目標の赤外線の強度を電気信号の強度に変
    換して上記目標の赤外線画像をモニタ上に表示する赤外
    線撮像装置において、赤外光源と光量センサと光量制御
    回路とで基準赤外線源を構成し、この基準赤外線源が発
    生する赤外線を検出素子上のモニタに表示されない部分
    に上記レンズで集光し、この基準赤外線源の電気信号強
    度と目標の電気信号強度とを比較して目標の温度を測定
    することを特徴とする赤外線撮像装置。
  4. 【請求項4】赤外光源と光量センサと光量制御回路とで
    構成した基準赤外線源の像を濃度差を生じるように検出
    素子上へレンズで集光させること特徴とする請求項2記
    載の赤外線撮像装置。
JP4254465A 1992-09-24 1992-09-24 赤外線撮像装置 Pending JPH06109549A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06300635A (ja) * 1993-03-25 1994-10-28 Raytek Sensorik Gmbh 放射測定器
US8403253B1 (en) 2009-03-18 2013-03-26 Israel Aerospace Industries Ltd. Active IR signature target simulation system and a method thereof
KR102208150B1 (ko) * 2020-07-02 2021-01-27 (주)큐브이미징시스템즈 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치
JP2021183974A (ja) * 2018-03-28 2021-12-02 京セラ株式会社 被写体種別判定装置および移動体

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