JPH0760121B2 - Method and apparatus for changing cooling temperature of infrared sensor - Google Patents
Method and apparatus for changing cooling temperature of infrared sensorInfo
- Publication number
- JPH0760121B2 JPH0760121B2 JP4162322A JP16232292A JPH0760121B2 JP H0760121 B2 JPH0760121 B2 JP H0760121B2 JP 4162322 A JP4162322 A JP 4162322A JP 16232292 A JP16232292 A JP 16232292A JP H0760121 B2 JPH0760121 B2 JP H0760121B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- cooling
- infrared sensor
- peltier element
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は，対象物が放射する赤
外線を検出して対象物の熱像を得る赤外線カメラにおい
て，ペルチエ素子により冷却される赤外線センサの冷却
温度可変方法およびその装置に関するもので，送電線等
の接続不良箇所における異常温度を監視するために利用
されるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for varying a cooling temperature of an infrared sensor cooled by a Peltier element in an infrared camera for detecting infrared rays emitted from an object to obtain a thermal image of the object. It is used to monitor abnormal temperatures at defective connections such as transmission lines.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に，赤外線カメラに使用されている
赤外線を検出するための量子形センサに属する赤外線セ
ンサとしては，光起電力形（ＰＶ形）のインジウム・ア
ンチモン（ＩｎＳｂ），光導電形（ＰＣ形）の水銀カド
ミニウム・テルル（ＨｇＣｄＴｅ）等の素子が用いられ
ている。このような赤外線センサにより光電変換する場
合，赤外線センサ自体が熱雑音を発生しているので，こ
の赤外線センサを冷却することにより，熱雑音を減少さ
せて対象物からの放射エネルギ−（赤外線）との差のエ
ネルギ−を取り出すようにしたもので，冷却すればする
ほど感度が良好となるため，赤外線センサは一般に極低
温に冷却される必要がある。2. Description of the Related Art Generally, an infrared sensor belonging to a quantum sensor for detecting infrared rays used in an infrared camera is a photovoltaic type (PV type) of indium antimony (InSb), a photoconductive type (InSb). Elements such as (PC type) mercury cadmium tellurium (HgCdTe) are used. When photoelectric conversion is performed by such an infrared sensor, the infrared sensor itself generates thermal noise. Therefore, by cooling this infrared sensor, the thermal noise is reduced and the radiant energy (infrared) from the object is reduced. The energy of the difference is taken out. Since the sensitivity becomes better as it cools, the infrared sensor generally needs to be cooled to an extremely low temperature.
【０００３】そこで，現在，実用化されている冷却方法
としては，電気冷蔵庫等で採用されているように，ヘリ
ウムガス等の気体を断熱膨張，断熱圧縮することによ
り，冷却するスタ−リングク−ラ方法，液体窒素を吹き
付けてこの気化熱を利用する方法あるいはペルチエ効果
を利用してペルチエ素子にペルチエ電流（以下，冷却電
流と記す）を流すことにより冷却する電子冷却方法等が
採用されている。Therefore, as a cooling method which has been put into practical use at present, a Stirling cooler for cooling by adiabatic expansion and adiabatic compression of a gas such as helium gas, as used in electric refrigerators and the like. A method, a method of spraying liquid nitrogen and utilizing this heat of vaporization, or an electronic cooling method of cooling by flowing a Peltier current (hereinafter referred to as a cooling current) to the Peltier element by utilizing the Peltier effect is adopted.
【０００４】この内，図９に基本的な回路図を，図１０
にその詳細回路図を示すように，電子冷却方法で採用さ
れているペルチエ効果を利用したペルチエ素子５０は，
冷却電流を流せば流すほど冷却することが出来るが，あ
る値以上流すとペルチエ素子５０自身の発熱が大きくな
り，冷却効果が悪くなる。このため，ペルチエ素子５０
の発熱面と冷却面との相対温度差のうち効率よく利用で
きる相対温度差は約１１０°Ｃ程度である。そこで，ペ
ルチエ素子５０の冷却面には，赤外線センサ５１と温度
センサ５２とが接触して取付けられており，温度センサ
５２はＩＣ６０，Ｉｃ６１，ＩＣ６２からなる増幅器５
３を介してペルチエ素子５０に流れる冷却電流をオン・
オフするための電流制御回路５４（ＩＣ６４およびパワ
−トランジスタＴｒ）に接続されているとともに，この
温度センサ５２に一定電流を供給している定電流源回路
５６に接続されている。即ち，温度センサ５２として
は，実際にはトランジスタのＰＮ接合部，即ち，ベ−ス
・エミッタ間をダイオ−ドとして使用し，例えば，約２
ｍｖ／°Ｃのように，出力電圧値と温度との対応関係を
利用している。このように，温度センサ５２はその出力
電圧値と温度とは対応関係にあるから，温度センサ５２
からの出力電圧を可変抵抗５５により設定されている設
定基準電圧（設定温度）と比較増幅して冷却のための電
流を制御して，赤外線センサ５１の冷却温度を一定にし
て感度が変動しないように構成されている。Of these, a basic circuit diagram is shown in FIG.
As shown in the detailed circuit diagram in Fig. 1, the Peltier element 50 using the Peltier effect adopted in the electronic cooling method is
The more the cooling current is passed, the more the cooling can be performed. However, if the cooling current is passed over a certain value, the heat generated by the Peltier element 50 itself becomes large and the cooling effect is deteriorated. Therefore, the Peltier element 50
Among the relative temperature differences between the heat generating surface and the cooling surface, the relative temperature difference that can be efficiently used is about 110 ° C. Therefore, an infrared sensor 51 and a temperature sensor 52 are attached in contact with the cooling surface of the Peltier element 50, and the temperature sensor 52 includes an amplifier 5 including an IC 60, an Ic 61, and an IC 62.
Turn on the cooling current flowing through the Peltier element 50 via
It is connected to a current control circuit 54 (IC 64 and power transistor Tr) for turning off, and also connected to a constant current source circuit 56 which supplies a constant current to the temperature sensor 52. That is, as the temperature sensor 52, the PN junction of the transistor, that is, between the base and the emitter is actually used as a diode.
The correspondence between the output voltage value and the temperature is used like mv / ° C. In this way, since the temperature sensor 52 has a correspondence relationship between the output voltage value and the temperature, the temperature sensor 52
The output voltage from the amplifier is compared and amplified with a set reference voltage (set temperature) set by the variable resistor 55 to control the current for cooling so that the cooling temperature of the infrared sensor 51 is kept constant and the sensitivity does not fluctuate. Is configured.
【０００５】一方，電子冷却方法が採用されている赤外
線カメラの使用環境温度を，例えば，０°Ｃ〜４０°Ｃ
等のように規定している。これは，ペルチエ素子５０に
取付られて，冷却される赤外線センサ５１の感度が，赤
外線センサ５１の温度が変化すると変動するので，赤外
線センサ５１の感度を常に一定に維持するために，ペル
チエ素子５０の温度は，設定基準温度と比較して使用環
境温度が規定温度内で変化しても一定温度に維持される
ように冷却電流の量を制御している。On the other hand, the operating environment temperature of the infrared camera adopting the electronic cooling method is, for example, 0 ° C to 40 ° C.
And so on. This is because the sensitivity of the infrared sensor 51, which is attached to the Peltier element 50 and is cooled, fluctuates when the temperature of the infrared sensor 51 changes, so that the Peltier element 50 always maintains the sensitivity of the infrared sensor 51 constant. As for the temperature, the amount of cooling current is controlled so that it is maintained at a constant temperature compared to the set reference temperature even if the operating environment temperature changes within the specified temperature.
【０００６】このように構成されているので，温度セン
サ５２により検出されたペルチエ素子５０の冷却温度が
上昇すると，電流制御回路５４により制御されてペルチ
エ素子５０に冷却電流が多く流れて冷却される。この冷
却温度を温度センサ５２により検出して，所定の温度に
なると電流制御回路５４により制御されて冷却電流が減
少する。このように，温度センサ５２の冷却電流を増減
することにより，ペルチエ素子５０の冷却温度を一定に
維持して，赤外線センサ２を一定温度に冷却している。With this configuration, when the cooling temperature of the Peltier element 50 detected by the temperature sensor 52 rises, a large amount of cooling current flows through the Peltier element 50 under the control of the current control circuit 54 to cool the Peltier element 50. . This cooling temperature is detected by the temperature sensor 52, and when it reaches a predetermined temperature, it is controlled by the current control circuit 54 to reduce the cooling current. In this way, by increasing or decreasing the cooling current of the temperature sensor 52, the cooling temperature of the Peltier element 50 is maintained constant and the infrared sensor 2 is cooled to a constant temperature.
【０００７】一方，ペルチエ素子５０は冷却面と発熱面
との相対的な温度差によりペルチエ素子５０の能力が定
義されている。従って，相対温度差能力が１００°Ｃの
ペルチエ素子５０を使用すると，赤外線カメラの使用さ
れる使用環境温度が＋４０°Ｃの時，赤外線センサ５１
の冷却温度は−６０°Ｃとなる。又，使用環境温度が０
°Ｃの時には，赤外線センサ５１の冷却温度は−１００
°Ｃとなるが，冷却電流を制御して−６０°Ｃにするこ
とが出来る。一方，赤外線センサ５１自体が，対象物
（図示せず）を検出し得る能力は，赤外線センサ５１自
体の冷却温度に依存している。即ち，対象物から放射さ
れてくるエネルギ−と自己放射エネルギ−との差が大き
いほどＳ／Ｎが良好となる。このように，赤外線センサ
５１の感度は，赤外線センサ５１自身の冷却温度に依存
しているので，この冷却温度が変動すると，それにつれ
て，エネルギ−の相対値が変動するので，得られるビデ
オ信号のレベルも変動し，正確な熱像信号が得られな
い。従って，使用環境温度に関係なく赤外線センサ５１
の冷却温度は一定に固定されている。On the other hand, in the Peltier element 50, the capability of the Peltier element 50 is defined by the relative temperature difference between the cooling surface and the heat generating surface. Therefore, when the Peltier element 50 having a relative temperature difference capability of 100 ° C. is used, the infrared sensor 51 is used when the operating environment temperature in which the infrared camera is used is + 40 ° C.
The cooling temperature is -60 ° C. Also, the operating environment temperature is 0
When the temperature is ° C, the cooling temperature of the infrared sensor 51 is -100.
However, the cooling current can be controlled to -60 ° C. On the other hand, the ability of the infrared sensor 51 itself to detect an object (not shown) depends on the cooling temperature of the infrared sensor 51 itself. That is, the greater the difference between the energy radiated from the object and the self-radiated energy, the better the S / N. As described above, the sensitivity of the infrared sensor 51 depends on the cooling temperature of the infrared sensor 51 itself. Therefore, if this cooling temperature changes, the relative value of energy changes accordingly, and thus the obtained video signal The level also fluctuates, and an accurate infrared image signal cannot be obtained. Therefore, regardless of the ambient temperature, the infrared sensor 51
The cooling temperature of is fixed.
【０００８】又，赤外線カメラが使用される使用環境温
度は，例えば，冬場の北海道と夏場の沖縄とでは使用条
件が非常に異なるため，対象物自体も使用環境温度に比
例して上昇したり下降したりする。しかしながら，使用
環境温度範囲は，一応，例えば，０°Ｃ〜４０°Ｃ等の
ように規定しているとともに，赤外線センサ５１の冷却
温度は，使用環境温度範囲内では，感度が変動しないよ
うに，一定に保持されるように構成されている。Further, since the use environment temperature in which the infrared camera is used is very different between Hokkaido in the winter and Okinawa in the summer, the object itself rises or falls in proportion to the use environment temperature. To do However, the operating environment temperature range is tentatively defined as, for example, 0 ° C. to 40 ° C., and the cooling temperature of the infrared sensor 51 is set so that the sensitivity does not change within the operating environment temperature range. ， It is configured to be held constant.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする問題点】このように，一応は
使用環境温度範囲を規定しているが，実際はペルチエ素
子５０の最大相対温度差は約１１０°Ｃであるから，こ
の最大相対温度差を基準として利用できるならば，規定
されている使用環境温度範囲外であっても，ペルチエ素
子５０の持つ相対的な冷却能力を最大限有効に利用し
て，Ｓ／Ｎの改善を図ることが出来る。しかし，従来
は，どこで使用されるか不明であるため，上記のように
使用温度範囲を決定していた。一方，ペルチエ素子５０
の設定温度は，使用環境温度に関係なく一定に定められ
ているので，北海道などのように寒い地方では，対象物
が冷たいので，赤外線センサ５１の冷却温度が一定とい
うことにすると，Ｓ／Ｎが悪いという問題が発生する。As described above, although the temperature range of use environment is tentatively specified, the maximum relative temperature difference of the Peltier element 50 is actually about 110 ° C. Therefore, this maximum relative temperature difference is If it can be used as a reference, the relative cooling capacity of the Peltier element 50 can be utilized to the maximum extent even if it is outside the specified operating environment temperature range to improve the S / N. I can. However, in the past, where it is used is unknown, so the operating temperature range is determined as described above. On the other hand, the Peltier element 50
Since the set temperature is set to be constant irrespective of the operating environment temperature, in a cold region such as Hokkaido, the target object is cold, so the cooling temperature of the infrared sensor 51 is S / N. There is a problem that is bad.
【００１０】[0010]
【問題点を解決するための手段】第１の発明は，赤外線
センサの冷却温度を一定にするのではなく，使用環境温
度を検出し，赤外線センサを冷却するペルチエ素子の相
対的な冷却温度差が，最大となるようにこのペルチエ素
子に一定の冷却電流を流し，この冷却温度とほぼ反比例
関係にある赤外線センサからのビデオ信号の振幅を増幅
する電圧制御形増幅器の利得を，使用環境温度に対応し
た制御電圧により制御するようにして赤外線センサの感
度を補正して，赤外線センサの感度が常に一定に維持さ
れるようにしたものである。[Means for Solving the Problems] The first aspect of the present invention is not to make the cooling temperature of the infrared sensor constant but to detect the ambient temperature of use and cool the infrared sensor to a relative cooling temperature difference of the Peltier element. However, a constant cooling current is applied to this Peltier element to maximize the gain, and the gain of the voltage-controlled amplifier that amplifies the amplitude of the video signal from the infrared sensor, which is almost inversely proportional to this cooling temperature, is set to the ambient temperature. The sensitivity of the infrared sensor is corrected by controlling with a corresponding control voltage so that the sensitivity of the infrared sensor is always kept constant.
【００１１】第２の発明は，赤外線を光電変換する赤外
線センサと，この赤外線センサを冷却するペルチエ素子
と，このペルチエ素子の相対的な冷却温度差が最大とな
るように一定の冷却電流を流す定電流源と，使用環境温
度を検出する室温センサと，赤外線センサからのビデオ
信号の増幅利得を制御するための制御電圧を出力する補
正回路と，この補正回路からの制御電圧により，ビデオ
信号の増幅利得を制御する電圧制御形増幅器とにより赤
外線カメラをいかなる使用環境温度のもとでも温度監視
装置として使用することが出来るようにしたものであ
る。According to a second aspect of the present invention, an infrared sensor for photoelectrically converting infrared rays, a Peltier element for cooling the infrared sensor, and a constant cooling current are supplied so that the relative cooling temperature difference between the Peltier elements is maximized. The constant current source, the room temperature sensor that detects the operating environment temperature, the correction circuit that outputs the control voltage for controlling the amplification gain of the video signal from the infrared sensor, and the control voltage from this correction circuit The infrared camera can be used as a temperature monitoring device under any operating environment temperature by a voltage control type amplifier controlling the amplification gain.
【００１２】第３の発明は，使用環境温度を室温センサ
により検出し，一方，ペルチエ素子に貼着されている温
度センサによりペルチエ素子の冷却面の温度を検出し，
室温センサにより検出された使用環境温度に対応する使
用環境温度信号と検出されたペルチエ素子の冷却温度信
号とにより，ペルチエ素子の相対温度差が一定となるよ
うに，ペルチエ素子の冷却電流を制御し，赤外線センサ
からのビデオ信号を増幅する電圧制御形増幅器の利得
を，使用環境温度をパラメータとする赤外線センサから
のビデオ信号の振幅と相対温度差との関係から補正のた
めのＲＯＭデータを作成して使用環境温度に対応した制
御電圧により制御するようにして，温度補償用のＲＯＭ
データにより，赤外線センサの感度を補正するようにし
たものである。According to a third aspect of the invention, the ambient temperature is detected by a room temperature sensor, while the temperature of the Peltier element is detected by a temperature sensor attached to the Peltier element.
The cooling current of the Peltier element is controlled so that the relative temperature difference of the Peltier element becomes constant by the use environment temperature signal corresponding to the use environment temperature detected by the room temperature sensor and the detected cooling temperature signal of the Peltier element. , ROM data is created to correct the gain of the voltage-controlled amplifier that amplifies the video signal from the infrared sensor from the relationship between the amplitude of the video signal from the infrared sensor and the relative temperature difference with the operating environment temperature as a parameter. ROM for temperature compensation by controlling with a control voltage corresponding to the operating environment temperature.
The sensitivity of the infrared sensor is corrected based on the data.
【００１３】さらに，第４の発明は，赤外線を光電変換
する赤外線センサと，この赤外線センサを冷却するペル
チエ素子と，このペルチエ素子により冷却される赤外線
センサの冷却温度を検出する温度センサと，使用環境温
度を検出する室温センサと，ペルチエ素子の相対温度差
が一定となるように，維持するためのペルチエ素子の冷
却電流を制御する相対温度維持制御回路と，使用環境温
度をパラメータとする赤外線センサからのビデオ信号と
冷却温度との関係からＲＯＭデータを作成して，これを
記憶するＲＯＭを接続するとともに，温度センサで検出
した冷却温度に比例する赤外線センサからのビデオ信号
の増幅利得を制御するための制御電圧を出力する補正回
路と，この補正回路からの制御電圧により，ビデオ信号
の増幅利得を制御する電圧制御形増幅器とにより赤外線
カメラをいかなる使用環境温度のもとでも温度監視装置
として使用することが出来るようにするとともに，赤外
線センサからのビデオ信号の振幅を補正し，使用環境温
度による影響がないようにした温度監視装置である。Further, the fourth invention uses an infrared sensor for photoelectrically converting infrared rays, a Peltier element for cooling the infrared sensor, and a temperature sensor for detecting a cooling temperature of the infrared sensor cooled by the Peltier element. A room temperature sensor that detects the ambient temperature, a relative temperature maintenance control circuit that controls the cooling current of the Peltier element to maintain the relative temperature difference between the Peltier elements so as to be constant, and an infrared sensor that uses the ambient temperature as a parameter. ROM data is created based on the relationship between the video signal from the CPU and the cooling temperature, the ROM for storing this is connected, and the amplification gain of the video signal from the infrared sensor, which is proportional to the cooling temperature detected by the temperature sensor, is controlled. A correction circuit that outputs a control voltage for control and the control voltage from this correction circuit controls the amplification gain of the video signal. The voltage controlled amplifier enables the infrared camera to be used as a temperature monitoring device under any operating environment temperature, and the amplitude of the video signal from the infrared sensor is corrected to reduce the influence of the operating environment temperature. It is a temperature monitoring device that has been turned off.
【００１４】[0014]
【作用】第１の発明による方法では，室温センサにより
使用環境温度を検出し，一方，赤外線センサを冷却する
ペルチエ素子の相対的な冷却温度が，このペルチエ素子
の冷却能力が最大となるように定電流源からペルチエ素
子に最大の冷却電流を流し，この冷却温度と反比例関係
にある赤外線センサからのビデオ信号の振幅を増幅する
電圧制御形増幅器の利得を，使用環境温度に対応した制
御電圧により制御するようにして赤外線センサからのビ
デオ信号の振幅を補正して，使用環境温度による影響が
ないようにビデオ信号の振幅が常に一定に維持されるよ
うにしたものである。第３の発明による方法では，室温
センサにより使用環境温度を検出し，この使用環境温度
とペルチエ素子の最大冷却温度との差成分に相当する冷
却温度を維持するように，ペルチエ素子の冷却電流を相
対温度維持制御回路により制御し，一方，補正回路は，
温度センサで検出した環境温度をもとに，冷却温度と反
比例関係にある赤外線センサの出力とのわずかな非直線
性を補正するためのＲＯＭデータを作成し，これを記憶
したＲＯＭを接続して，増幅利得を制御する制御電圧を
出力して，この制御電圧により赤外線センサからのビデ
オ信号の振幅を増幅する電圧制御形増幅器の利得を制御
することにより，赤外線センサからビデオ信号の振幅を
使用環境温度による影響がないように，ビデオ信号の振
幅が一定となるように維持されるようにしたものであ
る。In the method according to the first aspect of the present invention, the ambient temperature is detected by the room temperature sensor, while the relative cooling temperature of the Peltier element for cooling the infrared sensor is set so that the cooling capacity of this Peltier element is maximized. The maximum cooling current is supplied from the constant current source to the Peltier element, and the gain of the voltage-controlled amplifier that amplifies the amplitude of the video signal from the infrared sensor, which is inversely proportional to this cooling temperature, is controlled by the control voltage corresponding to the operating environment temperature. The amplitude of the video signal from the infrared sensor is corrected in a controlled manner so that the amplitude of the video signal is always kept constant so as not to be affected by the ambient temperature. In the method according to the third aspect of the present invention, the ambient temperature is detected by the room temperature sensor, and the cooling current of the Peltier element is controlled so as to maintain the cooling temperature corresponding to the difference component between the ambient temperature of use and the maximum cooling temperature of the Peltier element. It is controlled by the relative temperature maintenance control circuit, while the correction circuit
Based on the environmental temperature detected by the temperature sensor, create ROM data to correct the slight non-linearity with the output of the infrared sensor, which is inversely proportional to the cooling temperature, and connect the ROM that stores this data. , Output the control voltage to control the amplification gain, and control the gain of the voltage control type amplifier that amplifies the amplitude of the video signal from the infrared sensor by this control voltage. The amplitude of the video signal is kept constant so that it is not affected by temperature.
【００１５】[0015]
【発明の実施例１】この発明の第１の実施例を，図１〜
図２および図５〜図６に基づいて詳細に説明する。図１
はこの発明の第１の実施例を示す構成図，図２は図１の
詳細回路図，図５はＩＣ２の入出力特性，図６は電圧制
御形増幅器の利得特性図である。図１および図２におい
て，１はペルチエ素子で，その冷却面には，赤外線セン
サ２とペルチエ素子１の冷却温度を検出するための温度
センサ３とが貼着されている。４は室温センサで，ペル
チエ素子１に取り付けられている赤外線センサ２のヒ−
トシンク（図示せず）またはヒ−トシンクの働きをする
赤外線カメラの筐体（図示せず）に取付られている。室
温センサ４としては，この実施例では，図２に示すよう
に，スイッチングダイオ−ドＣＲ１が用いられており，
温度が１°Ｃ上昇すると順方向電圧Ｖf が約２ｍＶ減少
するダイオ−ドが用いられている。なお，この温度セン
サ３としては，上記のように，温度の変動を電気信号に
変換可能な素子であればいかなるものでも良い。Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described in detail with reference to FIG. 2 and FIGS. Figure 1
1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed circuit diagram of FIG. 1, FIG. 5 is an input / output characteristic of IC2, and FIG. 6 is a gain characteristic diagram of a voltage controlled amplifier. In FIGS. 1 and 2, 1 is a Peltier element, and an infrared sensor 2 and a temperature sensor 3 for detecting the cooling temperature of the Peltier element 1 are attached to the cooling surface thereof. Reference numeral 4 denotes a room temperature sensor, which is a heater for the infrared sensor 2 attached to the Peltier element 1.
It is attached to a housing (not shown) of an infrared camera which functions as a tosink (not shown) or a heat sink. In this embodiment, as the room temperature sensor 4, a switching diode CR1 is used as shown in FIG.
A diode is used in which the forward voltage V f decreases by about 2 mV when the temperature rises by 1 ° C. The temperature sensor 3 may be any element as long as it can convert the temperature fluctuation into an electric signal as described above.
【００１６】５は室温センサ４で検出される室温信号電
圧を増幅する増幅器で，出力インピ−ダンスを小さくす
る目的で電圧フォロア−形の演算増幅器ＩＣ４が用いら
れている。６は定電流源回路で，ペルチエ素子１の冷却
面と発熱面との相対的な冷却温度差がこのペルチエ素子
１の最大冷却温度となるように一定の冷却電流を流して
いる。Reference numeral 5 is an amplifier for amplifying the room temperature signal voltage detected by the room temperature sensor 4, and a voltage follower type operational amplifier IC4 is used for the purpose of reducing the output impedance. Reference numeral 6 denotes a constant current source circuit, which supplies a constant cooling current so that the relative cooling temperature difference between the cooling surface and the heat generating surface of the Peltier element 1 becomes the maximum cooling temperature of the Peltier element 1.
【００１７】７は補正回路で，演算増幅器ＩＣ５，Ａ／
Ｄ変換器ＩＣ６，ＲＯＭＩＣ７およびＤ／Ａ変換器ＩＣ
８，演算増幅器ＩＣ９とにより構成されており，赤外線
センサ２の冷却温度に反比例して変化するビデオ信号振
幅を制御するための制御電圧が出力される。ペルチエ素
子１の冷却面に貼着されている温度センサ３により検出
される温度（冷却温度）と赤外線センサ２の出力信号と
の関係，および温度センサ３の出力（冷却温度）とペル
チエ素子１に流す冷却電流との関係は，いずれもほぼ直
線的に変化するが，冷却電流を極端に増加させると，ペ
ルチエ素子１の自己発熱により冷却効果が相殺されるこ
とによる使用限界があるとともに，空気の対流，放射熱
伝達の影響により温度センサ３の出力と，ペルチエ素子
１の実際の冷却温度との関係が非直線的に変化するの
で，補正回路７はこの非直線性をも補正する。Reference numeral 7 denotes a correction circuit, which is an operational amplifier IC5, A /
D converter IC6, ROMIC7 and D / A converter IC
8, an operational amplifier IC9, and outputs a control voltage for controlling the video signal amplitude which varies in inverse proportion to the cooling temperature of the infrared sensor 2. The relationship between the temperature (cooling temperature) detected by the temperature sensor 3 attached to the cooling surface of the Peltier element 1 and the output signal of the infrared sensor 2, and the output of the temperature sensor 3 (cooling temperature) and the Peltier element 1 Although the relationship with the flowing cooling current changes almost linearly, if the cooling current is extremely increased, the cooling effect is canceled by the self-heating of the Peltier element 1, and there is a limit of use, and the air Since the relationship between the output of the temperature sensor 3 and the actual cooling temperature of the Peltier element 1 changes non-linearly due to the influence of convection and radiation heat transfer, the correction circuit 7 also corrects this non-linearity.
【００１８】８は赤外線センサ２からのビデオ信号を増
幅する前置増幅器で，超低ドリフト，且つ，超低雑音特
性の演算増幅器ＩＣ１が用いられている。９は電圧制御
形増幅器で，赤外線センサ２からのビデオ信号を前置増
幅器８を介して増幅するとともに，補正回路７からの制
御電圧により利得が変動するもので，ディスクリ−ト回
路，又は電圧制御形増幅器で，例えば，図５に示す入出
力利得特性を持つＩＣ２が用いられている。１０は電圧
制御形増幅器９の出力増幅器で，利得の変動のない固定
利得の演算増幅器ＩＣ３が用いられている。Reference numeral 8 is a preamplifier for amplifying the video signal from the infrared sensor 2, and an operational amplifier IC1 having an ultra-low drift and an ultra-low noise characteristic is used. Reference numeral 9 is a voltage control type amplifier which amplifies the video signal from the infrared sensor 2 through the preamplifier 8 and whose gain is changed by the control voltage from the correction circuit 7, which is a discrete circuit or a voltage. In the control type amplifier, for example, the IC2 having the input / output gain characteristic shown in FIG. 5 is used. Reference numeral 10 is an output amplifier of the voltage control type amplifier 9, which uses a fixed gain operational amplifier IC3 with no gain fluctuation.
【００１９】次に，作用動作について，図１および図２
に基づいて詳細に説明する。赤外線センサ２はペルチエ
素子１の冷却面に取付られており，このペルチエ素子１
には，定電流源回路６から，一定の冷却電流が流されて
おり，冷却面と発熱面との相対的な冷却温度が最大とな
るように，即ち，最大冷却温度となるように，一定の冷
却電流が定電流源回路６から給電されて一定に保持され
ている。Next, the operation will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
It will be described in detail based on. The infrared sensor 2 is attached to the cooling surface of the Peltier element 1, and the Peltier element 1
A constant cooling current is supplied from the constant current source circuit 6 to the cooling surface so that the relative cooling temperature between the cooling surface and the heat generating surface becomes maximum, that is, the maximum cooling temperature becomes constant. The cooling current is supplied from the constant current source circuit 6 and is kept constant.
【００２０】そこで，まず，赤外線センサ２からのビデ
オ信号（対象物のビデオ信号）は，前置増幅器８（演算
増幅器ＩＣ１）で増幅される。この際，入射赤外線の光
軸と赤外線センサ２の面の直角度，配置や赤外線センサ
２の物理的寸法のバラツキによる感度の差を補正するた
めに，環境温度＋２５°Ｃ（恒温槽）下において，対象
物を＋５０°Ｃのものと＋３００°Ｃのものとの２つを
準備して，演算増幅器ＩＣ１の出力が，装置ごとに感度
のバラツキがないようにするために，帰還抵抗Ｒ4 によ
り調整して初期設定している。演算増幅器ＩＣ１からの
ビデオ信号は，電圧制御形増幅器９（ＩＣ２）に入力さ
れる。Therefore, first, the video signal (video signal of the object) from the infrared sensor 2 is amplified by the preamplifier 8 (operational amplifier IC1). At this time, in order to correct the difference in sensitivity between the optical axis of the incident infrared ray and the surface of the infrared sensor 2, the arrangement and the sensitivity of the infrared sensor 2 due to variations in physical dimensions, the ambient temperature + 25 ° C (constant temperature chamber) is used. , Two objects of + 50 ° C. and + 300 ° C. are prepared, and the feedback resistor R 4 is used to prevent the output of the operational amplifier IC1 from varying in sensitivity from device to device. Adjusting and initial setting. The video signal from the operational amplifier IC1 is input to the voltage control type amplifier 9 (IC2).
【００２１】一方，ペルチエ素子１の設定温度は，従来
のように固定されていないので，使用環境温度によりペ
ルチエ素子１の冷却面の温度が変動するが，ペルチエ素
子１に流れる電流が一定であるならば，冷却面と発熱面
との相対的な冷却温度は一定である。そこで，この実施
例では，ペルチエ素子１には，定電流源回路６から，こ
のペルチエ素子１の最大の冷却温度となるように一定の
冷却電流が供給されている。なお，ここで，赤外線セン
サ２からのビデオ信号は，赤外線センサ２の冷却温度に
反比例している。On the other hand, since the set temperature of the Peltier element 1 is not fixed as in the conventional case, the temperature of the cooling surface of the Peltier element 1 varies depending on the operating environment temperature, but the current flowing through the Peltier element 1 is constant. If so, the relative cooling temperature between the cooling surface and the heat generating surface is constant. Therefore, in this embodiment, a constant cooling current is supplied to the Peltier element 1 from the constant current source circuit 6 so that the Peltier element 1 has a maximum cooling temperature. Here, the video signal from the infrared sensor 2 is inversely proportional to the cooling temperature of the infrared sensor 2.
【００２２】そこで，室温センサ４により検出される使
用環境温度は，演算増幅器ＩＣ４で増幅された後，演算
増幅器ＩＣ５，Ａ／Ｄ変換器ＩＣ６，ＲＯＭＩＣ７，Ｄ
／Ａ変換器ＩＣ８および演算増幅器ＩＣ９からなる補正
回路７により，図６に示す利得特性曲線のオフセット電
圧が設定され，この信号は電圧制御形増幅器９（ＩＣ
２）の制御信号として電圧制御形増幅器９に入力し，赤
外線センサ２からのビデオ信号の利得が制御されて，使
用環境温度の相違によるビデオ信号レベルが補正され，
この信号は出力増幅器１０から画像処理部（図示せず）
に入力される。このようにして，いかなる使用環境温度
にあってもペルチエ素子１の相対的な冷却温度を一定に
した状態を維持することが出来るので，送電線や配電線
等の断線ぎみ，接触不良箇所における異常温度を監視す
ることの出来る赤外線監視装置として用いられる。Therefore, the operating environment temperature detected by the room temperature sensor 4 is amplified by the operational amplifier IC4, and then the operational amplifier IC5, A / D converter IC6, ROMIC7, D
The offset voltage of the gain characteristic curve shown in FIG. 6 is set by the correction circuit 7 including the A / A converter IC8 and the operational amplifier IC9.
It is input to the voltage control type amplifier 9 as the control signal of 2), the gain of the video signal from the infrared sensor 2 is controlled, and the video signal level due to the difference in the operating environment temperature is corrected,
This signal is output from the output amplifier 10 to an image processing unit (not shown).
Entered in. In this way, since the relative cooling temperature of the Peltier element 1 can be maintained constant regardless of the operating environment temperature, disconnection of transmission lines, distribution lines, etc. It is used as an infrared monitoring device that can monitor temperature.
【００２３】[0023]
【発明の実施例２】この発明の第２の実施例を，図３〜
図４および図６〜図８に基づいて，詳細に説明する。図
３は，この発明の第２の実施例を示す構成図，図４は図
３の詳細回路図である。なお，実施例１と同一のものは
同一符号で記載されている。この実施例２では，環境温
度と赤外線センサの出力とのわずかな非直線性を補正す
るもので，ペルチエ素子１の相対温度差が一定となるよ
うに，ペルチエ素子１の冷却電流を制御している。しか
し，赤外線センサ２は，通常，その物理的な寸法や材質
等に，あるいは空気伝導による放熱の影響などにより，
感度にバラツキがある。以下，これについて説明する。
実施例１で述べたように，ペルチエ素子１の相対温度差
（ペルチエ素子１の冷却面の冷却温度−環境温度）を最
大にすることと，実施例２におけるように，ペルチエ素
子１の相対温度差を一定にすることとは異なる。ペルチ
エ素子１の最大能力を知るためには，冷却電流量を変え
ながらデジタルボルトメ−タを用いて，ペルチエ素子１
の冷却面の温度を測定するための温度センサの指示値と
環境温度を測定するための室温センサの指示値とを測定
する。この時，例えば，＋２５℃一定にしておく必要が
ある。Second Embodiment of the Invention A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 6 to 8. FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a detailed circuit diagram of FIG. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. In the second embodiment, slight non-linearity between the ambient temperature and the output of the infrared sensor is corrected, and the cooling current of the Peltier element 1 is controlled so that the relative temperature difference of the Peltier element 1 becomes constant. There is. However, the infrared sensor 2 usually has a physical size, a material, or the like, or is affected by heat radiation by air conduction.
There are variations in sensitivity. This will be described below.
As described in the first embodiment, the relative temperature difference of the Peltier element 1 (the cooling temperature of the cooling surface of the Peltier element 1-the ambient temperature) is maximized, and the relative temperature of the Peltier element 1 is the same as in the second embodiment. It is different from keeping the difference constant. In order to know the maximum capacity of the Peltier element 1, a digital bolt meter is used while changing the cooling current amount.
The indication value of the temperature sensor for measuring the temperature of the cooling surface and the indication value of the room temperature sensor for measuring the environmental temperature are measured. At this time, for example, it is necessary to keep + 25 ° C. constant.
【００２４】この結果，ペルチエ素子１に流す冷却電流
（電流計の読み）とペルチエ素子１の温度センサ３との
関係は，図７に示すように，放物線が得られる。この放
物線の最小値を示す電流Ｉが一定となるように調整され
る必要がある。しかし，この電流Ｉの値には点線で示す
ように，ペルチエ素子１によりバラツキがあり，これは
感度のバラツキとなる。従って，この感度特性のバラツ
キに対応するために，環境試験槽に設置された赤外線セ
ンサ２からのビデオ信号と使用環境温度をパラメ−タと
の関係からＲＯＭデ−タを作成して，これを記憶するＲ
ＯＭＩＣ７が補正回路７に接続されている。As a result, the relationship between the cooling current flowing through the Peltier element 1 (reading by the ammeter) and the temperature sensor 3 of the Peltier element 1 is a parabola as shown in FIG. The current I showing the minimum value of this parabola needs to be adjusted to be constant. However, as indicated by the dotted line, the value of the current I varies depending on the Peltier element 1, which results in variation in sensitivity. Therefore, in order to deal with this variation in the sensitivity characteristics, ROM data is created from the relationship between the video signal from the infrared sensor 2 installed in the environmental test tank and the operating environment temperature, and this is stored. R to remember
The OMIC 7 is connected to the correction circuit 7.
【００２５】一方，ペルチエ素子１の発熱は，ヒートシ
ンクおよび赤外線カメラの筐体により冷却されている
が，ペルチエ素子１の取付時のネジの締め付け強度のバ
ラツキがあるので，温度補正のためのＲＯＭデータにバ
ラツキが増加する。従って，この実施例では，これをな
くそうとするもので，図４では，ペルチエ素子１のペル
チエ電流（冷却電流）を制御する相対温度維持制御回路
１１を示しており，室温センサ４で検出された使用環境
温度を非反転増幅器１３で増幅し，一方，温度センサ３
で検出されたペルチエ素子１の冷却温度信号を電圧フォ
ロアー形の前置増幅器１２および反転増幅器１４でそれ
ぞれ増幅した後，増幅器１５において，相対温度設定用
の可変抵抗Ｒ５により設定されているペルチエ素子１の
相対温度差が一定に維持されるように，増幅器１６，ト
ランジスタＴｒを介して制御電圧がペルチエ素子１に入
力して冷却電流を制御し，ＲＯＭデータによる補正制御
電圧を電圧制御形増幅器９に加えて，赤外線センサ２か
らのビデオ信号の振幅を補正し，使用環境温度における
影響が無いようにしている。On the other hand, the heat generated by the Peltier element 1 is cooled by the heat sink and the casing of the infrared camera. However, since there are variations in the tightening strength of the screws when the Peltier element 1 is attached, ROM data for temperature correction is used. The variation increases. Therefore, in this embodiment, this is to be eliminated. In FIG. 4, the relative temperature maintenance control circuit 11 for controlling the Peltier current (cooling current) of the Peltier element 1 is shown and detected by the room temperature sensor 4. The non-inverting amplifier 13 amplifies the used environment temperature, while the temperature sensor 3
After amplifying the cooling temperature signal of the Peltier element 1 detected by the preamplifier 12 and the inverting amplifier 14 of the voltage follower type, the Peltier element set by the variable resistor R 5 for setting the relative temperature is set in the amplifier 15. The control voltage is input to the Peltier element 1 via the amplifier 16 and the transistor Tr to control the cooling current so that the relative temperature difference of 1 is maintained constant, and the correction control voltage based on the ROM data is supplied to the voltage control amplifier 9 In addition, the amplitude of the video signal from the infrared sensor 2 is corrected so that there is no influence on the operating environment temperature.
【００２６】次に，ＲＯＭの作成手順について説明す
る。まず，上記のようにして，最小値を示す電流Ｉが決
定されると，この電流Ｉは一定に維持される。次に，図
８に示すように，環境温度をパラメ−タとしてビデオ信
号の振幅を測定する。この際，電圧制御形増幅器９に
は，一定の制御電圧を印加するように設定されている。
ビデオ信号の振幅をデジタル値に変換し，＋２０℃の時
のビデオ信号の振幅（デジタル値）を基準”１”とし
て，各環境温度で得られたビデオ信号の値から，下式に
よりそれぞれ補正値が算出される。 （各環境温度のビデオ信号の振幅）／（＋２０℃の時の
ビデオ信号の振幅）×補正値＝１ なお，発明者の実験では，補正値は，１．２〜０．８程
度の値が得られた。この補正値をＲＯＭデ−タとする
が，例えば，ＲＯＭが１０ビットのものを使用すると，
補正値１の時を５１２デジットとすると，，補正値１．
２の時は，６１４デジット，補正値０．８の時は４０９
デジットとなるデ−タをＲＯＭデ−タとする。又，電圧
制御形増幅器９の利得は，１０ビットＲＯＭでなくとも
８ビットＲＯＭを用いて，増幅利得を変えることができ
る。このようにして，ＲＯＭデ−タが作成される。Next, the procedure for creating the ROM will be described. First, when the current I showing the minimum value is determined as described above, this current I is maintained constant. Next, as shown in FIG. 8, the amplitude of the video signal is measured using the environmental temperature as a parameter. At this time, the voltage-controlled amplifier 9 is set to apply a constant control voltage.
The amplitude of the video signal is converted to a digital value, and the amplitude (digital value) of the video signal at + 20 ° C is used as the reference "1", and the correction value is calculated from the value of the video signal obtained at each environmental temperature according to the following formula. Is calculated. (Amplitude of video signal at each environmental temperature) / (amplitude of video signal at + 20 ° C.) × correction value = 1 In the experiment by the inventor, the correction value is about 1.2 to 0.8. Was obtained. This correction value is used as ROM data. For example, if a ROM with 10 bits is used,
If the correction value 1 is 512 digits, the correction value 1.
When it is 2, it is 614 digits, when it is 0.8, it is 409 digits.
The digit data is ROM data. The gain of the voltage controlled amplifier 9 can be changed by using an 8-bit ROM instead of the 10-bit ROM. In this way, ROM data is created.
【００２７】第１の発明は，ペルチエ素子の相対的な冷
却温度差がこのペルチエ素子の最大の冷却温度となるよ
うにペルチエ素子に一定の冷却電流を流し，室温センサ
により使用環境温度を検出し，冷却温度に反比例する赤
外線センサからのビデオ信号を増幅する電圧制御形増幅
器の利得を，使用環境温度に対応した制御電圧により制
御するようにしたので，いかなる使用環境温度でも赤外
線センサの感度を一定に維持したものを出力することが
できる。又，第２の発明は，赤外線を光電変換する赤外
線センサと，この赤外線センサを冷却するペルチエ素子
と，このペルチエ素子の相対的な冷却温度差が最大とな
るように一定の冷却電流を流す定電流源と，使用環境温
度を検出する室温センサと，赤外線センサからのビデオ
信号の増幅利得を制御するための制御電圧を出力する補
正回路と，この補正回路からの制御電圧により，ビデオ
信号の増幅利得を制御する電圧制御形増幅器とにより赤
外線カメラをいかなる使用環境温度のもとでも温度監視
装置として使用することが出来るようにしたものであ
る。In the first invention, a constant cooling current is passed through the Peltier element so that the relative cooling temperature difference of the Peltier element becomes the maximum cooling temperature of the Peltier element, and the ambient temperature is detected by the room temperature sensor. The gain of the voltage control type amplifier that amplifies the video signal from the infrared sensor, which is inversely proportional to the cooling temperature, is controlled by the control voltage corresponding to the operating environment temperature, so the sensitivity of the infrared sensor is constant at any operating environment temperature. You can output what is maintained at. A second aspect of the invention is an infrared sensor for photoelectrically converting infrared rays, a Peltier element for cooling the infrared sensor, and a constant cooling current flowing so as to maximize the relative cooling temperature difference between the Peltier elements. A current source, a room temperature sensor that detects the operating environment temperature, a correction circuit that outputs a control voltage for controlling the amplification gain of the video signal from the infrared sensor, and the amplification of the video signal by the control voltage from this correction circuit. The infrared camera can be used as a temperature monitoring device under any ambient temperature environment by using a voltage-controlled amplifier that controls the gain.
【００２８】第３の発明は，使用環境温度を検出し，ペ
ルチエ素子に貼着されている温度センサによりペルチエ
素子の冷却面の温度を検出し，室温センサにより検出さ
れた使用環境温度に対応する使用環境温度信号と検出さ
れたペルチエ素子の冷却温度信号とにより，ペルチエ素
子の相対温度差が一定となるように，ペルチエ素子の冷
却電流を制御し，赤外線センサからのビデオ信号を増幅
する電圧制御形増幅器の利得を，使用環境温度をパラメ
ータとする赤外線センサからのビデオ信号の振幅と相対
温度差との関係から補正のためのＲＯＭデータを作成
し，使用環境温度に対応した制御電圧をＲＯＭデータに
よる補正制御電圧を加えて制御するようにしたので，被
写体の温度を正確に測定することが出来る。又，第４の
発明は，赤外線を光電変換する赤外線センサと，この赤
外線センサを冷却するペルチエ素子と，このペルチエ素
子により冷却される赤外線センサの冷却温度を検出する
温度センサと，使用環境温度を検出する室温センサと，
ペルチエ素子の相対温度差が一定となるように維持する
ためのペルチエ素子の冷却電流を制御する相対温度維持
制御回路と，使用環境温度をパラメータとする赤外線セ
ンサからのビデオ信号の出力振幅との関係から補正のた
めのＲＯＭデータを作成して，これを記憶するＲＯＭを
接続するとともに，温度センサで検出した冷却温度に反
比例する赤外線センサからのビデオ信号の増幅利得を制
御するための制御電圧を出力する補正回路の出力によ
り，ビデオ信号の増幅利得を電圧制御形増幅器を利用し
て制御することにより，赤外線カメラをいかなる使用環
境温度のもとでも温度監視装置として使用することが出
来るようにするとともに，赤外線センサの感度のバラツ
キをも補正することが出来る。特に，冬場の北海道のよ
うに，環境温度が０゜Ｃ以下になる場合でも，送電線等
の異常箇所を監視する赤外線監視装置として利用するこ
とが出来る。従って，ユーザーに対しても，従来のよう
に個別に説明する必要もなく，販売経路を拡販すること
が出来，便利である。A third aspect of the invention detects the ambient temperature of use, detects the temperature of the cooling surface of the Peltier element with a temperature sensor attached to the Peltier element, and responds to the ambient temperature of use detected by the room temperature sensor. Voltage control that controls the cooling current of the Peltier element and amplifies the video signal from the infrared sensor so that the relative temperature difference of the Peltier element becomes constant by the use environment temperature signal and the detected cooling temperature signal of the Peltier element. The ROM data for correction of the gain of the shape amplifier is created from the relationship between the relative temperature difference and the amplitude of the video signal from the infrared sensor with the operating environment temperature as a parameter, and the control voltage corresponding to the operating environment temperature is stored in the ROM data. Since the control is performed by applying the correction control voltage according to, the temperature of the subject can be accurately measured. Further, a fourth aspect of the present invention provides an infrared sensor for photoelectrically converting infrared rays, a Peltier element for cooling the infrared sensor, a temperature sensor for detecting a cooling temperature of the infrared sensor cooled by the Peltier element, and an operating environment temperature. A room temperature sensor to detect
Relationship between the relative temperature maintenance control circuit that controls the cooling current of the Peltier element to maintain the relative temperature difference of the Peltier element constant and the output amplitude of the video signal from the infrared sensor with the operating temperature as a parameter ROM data for correction is created from this, and a ROM for storing this is connected, and a control voltage for controlling the amplification gain of the video signal from the infrared sensor that is inversely proportional to the cooling temperature detected by the temperature sensor is output. By controlling the amplification gain of the video signal by using the voltage control type amplifier by the output of the correction circuit, the infrared camera can be used as a temperature monitoring device under any operating environment temperature. , It is also possible to correct variations in infrared sensor sensitivity. In particular, it can be used as an infrared monitoring device for monitoring an abnormal place such as a power transmission line even when the environmental temperature is 0 ° C. or less like in Hokkaido in winter. Therefore, it is convenient because the sales channel can be expanded to the user without the need to explain it individually as in the past.
【図１】この発明の実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の実施例を示すもので，図１に示す詳
細回路図である。FIG. 2 is a detailed circuit diagram shown in FIG. 1, showing an embodiment of the present invention.
【図３】この発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
【図４】この発明の他の実施例を示すもので，図３に示
す詳細回路図である。FIG. 4 is a detailed circuit diagram shown in FIG. 3, showing another embodiment of the present invention.
【図５】この発明の実施例で使用されている電圧制御形
増幅器の利得特性図である。FIG. 5 is a gain characteristic diagram of the voltage controlled amplifier used in the embodiment of the present invention.
【図６】この発明の実施例で使用されている電圧制御形
増幅器に加える制御電圧と室温センサによる温度との特
性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of the control voltage applied to the voltage controlled amplifier used in the embodiment of the present invention and the temperature by the room temperature sensor.
【図７】ペルチエ素子の温度特性図である。FIG. 7 is a temperature characteristic diagram of a Peltier element.
【図８】ペルチエ素子に一定電流を流した時の環境温度
と赤外線ビデオ出力振幅との関係図である。FIG. 8 is a relationship diagram between the ambient temperature and the infrared video output amplitude when a constant current is applied to the Peltier element.
【図９】従来例を示すペルチエ電流制御回路の構成図で
ある。FIG. 9 is a configuration diagram of a Peltier current control circuit showing a conventional example.
【図１０】従来例を示すペルチエ電流制御回路図であ
る。FIG. 10 is a Peltier current control circuit diagram showing a conventional example.
１ ペルチエ素子 ２ 赤外線センサ ３ 温度センサ ４ 室温センサ ６ 定電流源回路 ７ 補正回路 ９ 電圧制御形増幅器 １１ 相対温度維持制御回路 ＲＯＭ 温度補償用のデ−タを記憶するＲＯＭ 1 Peltier element 2 Infrared sensor 3 Temperature sensor 4 Room temperature sensor 6 Constant current source circuit 7 Correction circuit 9 Voltage control type amplifier 11 Relative temperature maintenance control circuit ROM ROM that stores data for temperature compensation
Claims (4)
ンサの冷却温度可変方法において，使用環境温度を検出
し，前記赤外線センサを冷却する前記ペルチエ素子の相
対的な冷却温度差が，最大となるようにこのペルチエ素
子に一定の冷却電流を流し，前記赤外線センサからのビ
デオ信号を増幅する電圧制御形増幅器の利得を，前記使
用環境温度に対応した制御電圧により制御することを特
徴とする赤外線センサの冷却温度可変方法。1. A method for varying a cooling temperature of an infrared sensor cooled by a Peltier device, wherein a relative cooling temperature difference of the Peltier device for detecting the operating environment temperature and cooling the infrared sensor is maximized. Cooling of an infrared sensor characterized in that a constant cooling current is applied to the Peltier element to control the gain of a voltage control type amplifier for amplifying a video signal from the infrared sensor by a control voltage corresponding to the operating environment temperature. Variable temperature method.
ンサの冷却温度可変装置において，赤外線を光電変換す
る前記赤外線センサと，この赤外線センサを冷却する前
記ペルチエ素子と，このペルチエ素子の相対的な冷却温
度差が最大となるように一定の冷却電流を流す定電流源
と，使用環境温度を検出する室温センサと，前記赤外線
センサからのビデオ信号の増幅利得を制御するための制
御電圧を出力する補正回路と，この補正回路からの制御
電圧により，前記ビデオ信号の増幅利得を制御する電圧
制御形増幅器と，を備えたことを特徴とする赤外線セン
サの冷却温度可変装置。2. A device for varying a cooling temperature of an infrared sensor cooled by a Peltier element, wherein the infrared sensor photoelectrically converts infrared rays, the Peltier element for cooling the infrared sensor, and a relative cooling temperature of the Peltier element. A constant current source for supplying a constant cooling current so as to maximize the difference, a room temperature sensor for detecting the environment temperature, and a correction circuit for outputting a control voltage for controlling the amplification gain of the video signal from the infrared sensor. And a voltage control type amplifier for controlling an amplification gain of the video signal by a control voltage from the correction circuit, and a cooling temperature varying device for an infrared sensor.
ンサの冷却温度可変方法において，使用環境温度を検出
し，前記ペルチエ素子に貼着されている温度センサによ
り前記ペルチエ素子の冷却面の温度を検出し，前記検出
された使用環境温度に対応する使用環境温度信号と前記
検出されたペルチエ素子の冷却温度信号とにより，前記
ペルチエ素子の相対温度差が一定となるように，前記ペ
ルチエ素子の冷却電流を制御し，前記赤外線センサから
のビデオ信号を増幅する電圧制御形増幅器の利得を，前
記使用環境温度をパラメータとする前記赤外線センサか
らの前記ビデオ信号の振幅と前記相対温度差との関係か
ら補正のためのＲＯＭデータを作成し，前記使用環境温
度に対応した制御電圧により制御することを特徴とする
赤外線センサの冷却温度可変方法。3. A method of varying a cooling temperature of an infrared sensor cooled by a Peltier element, wherein a temperature of a use environment is detected, and a temperature sensor attached to the Peltier element detects a temperature of a cooling surface of the Peltier element. The cooling current of the Peltier element is controlled so that the relative temperature difference of the Peltier element becomes constant by the use environment temperature signal corresponding to the detected use environment temperature and the detected cooling temperature signal of the Peltier element. The gain of the voltage-controlled amplifier that controls and amplifies the video signal from the infrared sensor is corrected from the relationship between the amplitude of the video signal from the infrared sensor and the relative temperature difference with the use environment temperature as a parameter. Cooling the infrared sensor, which is characterized by creating ROM data for the control, and controlling by a control voltage corresponding to the operating environment temperature. Variable temperature method.
ンサの冷却温度可変装置において，赤外線を光電変換す
る前記赤外線センサと，この赤外線センサを冷却する前
記ペルチエ素子と，このペルチエ素子により冷却される
前記赤外線センサの冷却温度を検出する温度センサと，
使用環境温度を検出する室温センサと，前記ペルチエ素
子の相対温度差が一定となるように維持するための前記
ペルチエ素子の冷却電流を制御する相対温度維持制御回
路と，前記使用環境温度をパラメータとする前記赤外線
センサからの前記ビデオ信号と前記冷却温度との関係か
らＲＯＭデータを作成して，これを記憶するＲＯＭを接
続するとともに，前記温度センサで検出した前記冷却温
度に比例する前記赤外線センサからのビデオ信号の増幅
利得を制御するための制御電圧を出力する補正回路と，
この補正回路からの制御電圧により，前記ビデオ信号の
増幅利得を制御する電圧制御形増幅器と，を備えたこと
を特徴とする赤外線センサの冷却温度可変装置。4. A cooling temperature varying device for an infrared sensor cooled by a Peltier element, wherein the infrared sensor photoelectrically converts infrared rays, the Peltier element for cooling the infrared sensor, and the infrared ray cooled by the Peltier element. A temperature sensor that detects the cooling temperature of the sensor,
A room temperature sensor for detecting a use environment temperature, a relative temperature maintaining control circuit for controlling a cooling current of the Peltier element for maintaining a constant relative temperature difference between the Peltier elements, and a use environment temperature as a parameter. ROM data is created from the relationship between the video signal from the infrared sensor and the cooling temperature, a ROM for storing the ROM data is connected, and the infrared sensor is proportional to the cooling temperature detected by the temperature sensor. A correction circuit for outputting a control voltage for controlling the amplification gain of the video signal of
A cooling temperature varying device for an infrared sensor, comprising: a voltage control type amplifier that controls an amplification gain of the video signal by a control voltage from the correction circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162322A JPH0760121B2 (en) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Method and apparatus for changing cooling temperature of infrared sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162322A JPH0760121B2 (en) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Method and apparatus for changing cooling temperature of infrared sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332823A JPH05332823A (en) | 1993-12-17 |
| JPH0760121B2 true JPH0760121B2 (en) | 1995-06-28 |
Family
ID=15752334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4162322A Expired - Fee Related JPH0760121B2 (en) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Method and apparatus for changing cooling temperature of infrared sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760121B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3405793B2 (en) * | 1993-12-28 | 2003-05-12 | 日本信号株式会社 | Image type pedestrian detection device |
| JP3591445B2 (en) * | 2000-10-16 | 2004-11-17 | 三菱電機株式会社 | Infrared camera |
| CN112968985B (en) * | 2021-02-01 | 2023-07-04 | 维沃移动通信有限公司 | Infrared sensor compensation method and device and electronic equipment |
-
1992
- 1992-05-28 JP JP4162322A patent/JPH0760121B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05332823A (en) | 1993-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6444983B1 (en) | Microbolometer focal plane array with controlled bias | |
| US6610984B2 (en) | Method and apparatus for correction of microbolometer output | |
| US6730909B2 (en) | Methods and apparatus for compensating a radiation sensor for temperature variations of the sensor | |
| US6891160B2 (en) | Method and apparatus for temperature compensation of an uncooled focal plane array | |
| US6465785B1 (en) | Apparatus and method for compensating for pixel non-uniformity in a bolometer | |
| US7417230B2 (en) | Microbolometer focal plane array with temperature compensated bias | |
| US7235785B2 (en) | Imaging device with multiple fields of view incorporating memory-based temperature compensation of an uncooled focal plane array | |
| Parrish et al. | Improvements in uncooled systems using bias equalization | |
| US11885690B2 (en) | High-precision non-contact temperature measurement device | |
| EP1869419A1 (en) | Method and system for measuring and compensating for the case temperature variations in a bolometer based system | |
| Jansson et al. | Theoretical analysis of pulse bias heating of resistance bolometer infrared detectors and effectiveness of bias compensation | |
| JPH0760121B2 (en) | Method and apparatus for changing cooling temperature of infrared sensor | |
| US3621258A (en) | Peltier-controlled bolometer temperature reference technique | |
| Ji et al. | Nonuniformity correction scheme for an infrared camera including the background effect due to camera temperature variation | |
| CA2393017C (en) | Infrared camera | |
| JPH0835885A (en) | Temperature drift correcting device for infrared thermal image apparatus method therefor | |
| JPH10104082A (en) | Method and apparatus for temperature drift-correction in infrared thermal image device | |
| JP3071056B2 (en) | Infrared sensor cooler temperature control circuit | |
| Chen et al. | A new bias method for microbolometer array | |
| SU301561A1 (en) | ABSOLUTE RADIOMETER | |
| WO2001071299A2 (en) | Method and apparatus for correction of microbolometer output | |
| CN115793744A (en) | Electronic device and temperature compensation method | |
| RU1804618C (en) | Device for inspecting thermal conductivity of diamond crystals and diamond items | |
| RU1787267C (en) | Photoelectric compensating pyrometer | |
| Chen et al. | A new bias equalization for microbolometer array |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080628 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090628 Year of fee payment: 14 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |