JPH0835885A - 赤外線熱画像装置における温度ドリフト補正装置および方法 - Google Patents
赤外線熱画像装置における温度ドリフト補正装置および方法Info
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- JPH0835885A JPH0835885A JP6173033A JP17303394A JPH0835885A JP H0835885 A JPH0835885 A JP H0835885A JP 6173033 A JP6173033 A JP 6173033A JP 17303394 A JP17303394 A JP 17303394A JP H0835885 A JPH0835885 A JP H0835885A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】赤外線検出器の冷却温度は一定に保持したまま
で、赤外線検出器の出力電圧を増幅した電圧レベルを環
境温度に応じて制御できる赤外線熱画像装置の温度ドリ
フト補正装置を提供する。 【構成】利得可変増幅器１、アナログ信号をディジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器２、温度データ検出器３、
ＣＰＵ４、ディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ
／Ａ変換器５および利得制御回路６でなる。ＣＰＵ４で
は、赤外線検出器出力信号１１０のレベル変動を補正す
るために必要な増幅器１の利得と光学系内部温度とを対
応させた温度−利得特性線を作成し、該温度−利得特性
線をディジタル値のテーブルの形式で記憶しておき、該
テーブルを記憶した後に温度センサ出力信号１３０（光
学系内部温度の信号）が送られた時は、該光学系内部温
度に対応した前記利得をテーブルから読み出し、利得信
号１０４として出力する。利得信号１０４に対応した利
得制御信号１０６により、利得可変増幅器１の利得を制
御し、赤外線検出器における温度ドリフトを補正する。
で、赤外線検出器の出力電圧を増幅した電圧レベルを環
境温度に応じて制御できる赤外線熱画像装置の温度ドリ
フト補正装置を提供する。 【構成】利得可変増幅器１、アナログ信号をディジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器２、温度データ検出器３、
ＣＰＵ４、ディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ
／Ａ変換器５および利得制御回路６でなる。ＣＰＵ４で
は、赤外線検出器出力信号１１０のレベル変動を補正す
るために必要な増幅器１の利得と光学系内部温度とを対
応させた温度−利得特性線を作成し、該温度−利得特性
線をディジタル値のテーブルの形式で記憶しておき、該
テーブルを記憶した後に温度センサ出力信号１３０（光
学系内部温度の信号）が送られた時は、該光学系内部温
度に対応した前記利得をテーブルから読み出し、利得信
号１０４として出力する。利得信号１０４に対応した利
得制御信号１０６により、利得可変増幅器１の利得を制
御し、赤外線検出器における温度ドリフトを補正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線熱画像装置の温
度ドリフト補正装置に関し、特に赤外線熱画像装置のカ
メラヘッド部における光学系の内部温度に応じて赤外線
検出器の感度が変動することに起因する検出温度のずれ
を補償する温度ドリフト補正装置および方法に関する。
度ドリフト補正装置に関し、特に赤外線熱画像装置のカ
メラヘッド部における光学系の内部温度に応じて赤外線
検出器の感度が変動することに起因する検出温度のずれ
を補償する温度ドリフト補正装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】物体の表面温度を非接触で測定する赤外
線熱画像装置は、基本的には、物体の熱エネルギーを測
定し電気信号へ変換するカメラヘッド部と、その電気信
号に対して各種の処理を行うプロセッサ部と、表示部と
で構成される。そして、カメラヘッド部は、物体から
輻射される熱エネルギーを集束させ、２次元のリアルタ
イム画像を構築する光学系、赤外線検出器とそれを冷
却するための電気回路部、上記２つをコントロールす
るための電気回路部、の３つに大別される。
線熱画像装置は、基本的には、物体の熱エネルギーを測
定し電気信号へ変換するカメラヘッド部と、その電気信
号に対して各種の処理を行うプロセッサ部と、表示部と
で構成される。そして、カメラヘッド部は、物体から
輻射される熱エネルギーを集束させ、２次元のリアルタ
イム画像を構築する光学系、赤外線検出器とそれを冷
却するための電気回路部、上記２つをコントロールす
るための電気回路部、の３つに大別される。
【０００３】ここに、赤外線熱画像装置で観測する対象
の物体の温度が一定であっても、装置の周囲環境温度が
変動するとその装置の光学系の温度が変動し、この光学
系の内部の温度に応じて赤外線検出器の感度が変動す
る。図２は、赤外線熱画像装置における光学系の内部の
温度と赤外線検出器の出力信号レベルとその関係を示す
図である。赤外線熱画像装置が置かれる環境温度と光学
系内部温度とは事実上同じと見て差し支えない。その環
境温度の変動に起因する観測温度の変動を温度ドリフト
と呼んでいる。温度ドリフトは、極力少ないことが望ま
れる。光学系内部温度の変動に起因する赤外線検出器の
感度変動は、赤外線検出器の出力信号レベル変動として
現われる。使用する赤外線検出器によってはその出力レ
ベルの変動が相当大きく、そのレベル変動により生じる
検出温度のずれの補正を要する場合がある。
の物体の温度が一定であっても、装置の周囲環境温度が
変動するとその装置の光学系の温度が変動し、この光学
系の内部の温度に応じて赤外線検出器の感度が変動す
る。図２は、赤外線熱画像装置における光学系の内部の
温度と赤外線検出器の出力信号レベルとその関係を示す
図である。赤外線熱画像装置が置かれる環境温度と光学
系内部温度とは事実上同じと見て差し支えない。その環
境温度の変動に起因する観測温度の変動を温度ドリフト
と呼んでいる。温度ドリフトは、極力少ないことが望ま
れる。光学系内部温度の変動に起因する赤外線検出器の
感度変動は、赤外線検出器の出力信号レベル変動として
現われる。使用する赤外線検出器によってはその出力レ
ベルの変動が相当大きく、そのレベル変動により生じる
検出温度のずれの補正を要する場合がある。
【０００４】赤外線検出器には、熱エネルギーを吸収す
る物質の温度が変化する現象を捉える熱型と熱エネルギ
ーを光量子として直接に検知する量子型とがある。更に
量子型は、入射赤外線量によって光起電力を発生する光
起電力型と、入射赤外線量によって抵抗が変化するとい
う光伝導効果を利用した光伝導型とに分けるられる。光
起電力型はＰＶ（Photo Voltaic）タイプと称され、イ
ンジェームアンチモン（InSb）は光起電力型としてよく
知られている。また光伝導型はＰＣ（PhotoConductiv
e）タイプと称され、水銀カドミウムテルル（HgCdTe）
は光伝導型としてよく知られている。両タイプの周囲環
境温度に対する性質は異なるが、それぞれ広く利用され
ている。
る物質の温度が変化する現象を捉える熱型と熱エネルギ
ーを光量子として直接に検知する量子型とがある。更に
量子型は、入射赤外線量によって光起電力を発生する光
起電力型と、入射赤外線量によって抵抗が変化するとい
う光伝導効果を利用した光伝導型とに分けるられる。光
起電力型はＰＶ（Photo Voltaic）タイプと称され、イ
ンジェームアンチモン（InSb）は光起電力型としてよく
知られている。また光伝導型はＰＣ（PhotoConductiv
e）タイプと称され、水銀カドミウムテルル（HgCdTe）
は光伝導型としてよく知られている。両タイプの周囲環
境温度に対する性質は異なるが、それぞれ広く利用され
ている。
【０００５】即ち、ＰＶタイプは、周囲環境温度変化の
影響を受け難くい性質を持ち、周囲環境温度が多少変化
しても装置として問題となる程度の温度ドリフトは生じ
ない。一方、ＰＣタイプは、周囲環境温度変化の影響を
受け易い性質を持つので、温度ドリフトの問題が生ず
る。
影響を受け難くい性質を持ち、周囲環境温度が多少変化
しても装置として問題となる程度の温度ドリフトは生じ
ない。一方、ＰＣタイプは、周囲環境温度変化の影響を
受け易い性質を持つので、温度ドリフトの問題が生ず
る。
【０００６】そこで、ＰＣタイプの赤外線検出器を使用
する従来の赤外線熱画像装置では、例えば図４に示すよ
うな温度ドリフト補正方式が採用されている。
する従来の赤外線熱画像装置では、例えば図４に示すよ
うな温度ドリフト補正方式が採用されている。
【０００７】図４において、物体２０から輻射される熱
エネルギーは、赤外線検出器１０で電気信号に変換され
る。ＰＣタイプの赤外線検出器１０では、入射赤外線エ
ネルギー１２０に応じて抵抗値が変化するので、バイア
ス電流を流すと入射赤外線エネルギー１２０の変化が電
圧の変化として出力される。符号１１０は赤外線検出器
１０の出力信号を表わす。出力信号１１０は、電圧値で
入射エネルギー１２０を表わしている。赤外線検出器出
力信号１１０は、可変利得の増幅器１で外部からのゲイ
ンコントロール信号１４１により所望のレベルに徴調整
され、補正された検出信号１０１として出力される。従
来の赤外線熱画像装置では赤外線検出器１０の出力信号
１１０における電圧レベルの補正を次のようにして行っ
ている。図４における冷却部１２は、ペルチェ素子を用
いる電子冷却方式を採用している。冷却部１２は、赤外
線検出器１０に接触して取り付けられる。冷却部１２の
冷却温度を所望の一定値に設定する冷却電圧１４２と、
その所望値冷却温度を意図的に変化させて温度ドリフト
を補正する補正電圧１４３を加算器１１で加算した電圧
で冷却部１２の冷却温度を制御する。補正電圧１４３に
応じて赤外線検出器１０の動作温度が制御され、増幅器
１から補正された電圧である検出信号１０１が得られ
る。なお、冷却方式には、ペルチェ素子電子冷却方式の
他に、ガスの膨張・圧縮を利用したスターリング冷却方
式もある。
エネルギーは、赤外線検出器１０で電気信号に変換され
る。ＰＣタイプの赤外線検出器１０では、入射赤外線エ
ネルギー１２０に応じて抵抗値が変化するので、バイア
ス電流を流すと入射赤外線エネルギー１２０の変化が電
圧の変化として出力される。符号１１０は赤外線検出器
１０の出力信号を表わす。出力信号１１０は、電圧値で
入射エネルギー１２０を表わしている。赤外線検出器出
力信号１１０は、可変利得の増幅器１で外部からのゲイ
ンコントロール信号１４１により所望のレベルに徴調整
され、補正された検出信号１０１として出力される。従
来の赤外線熱画像装置では赤外線検出器１０の出力信号
１１０における電圧レベルの補正を次のようにして行っ
ている。図４における冷却部１２は、ペルチェ素子を用
いる電子冷却方式を採用している。冷却部１２は、赤外
線検出器１０に接触して取り付けられる。冷却部１２の
冷却温度を所望の一定値に設定する冷却電圧１４２と、
その所望値冷却温度を意図的に変化させて温度ドリフト
を補正する補正電圧１４３を加算器１１で加算した電圧
で冷却部１２の冷却温度を制御する。補正電圧１４３に
応じて赤外線検出器１０の動作温度が制御され、増幅器
１から補正された電圧である検出信号１０１が得られ
る。なお、冷却方式には、ペルチェ素子電子冷却方式の
他に、ガスの膨張・圧縮を利用したスターリング冷却方
式もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＰＣタイプの
赤外線検出器は、周囲環境温度変化の影響を受け易い性
質を持つので、赤外線検出器１０の出力電圧は冷却温度
によっても変化する。従って、冷却温度を変化させる従
来の温度ドリフト補正方式では、赤外線検出器１０の感
度を変化させることになるので、観測温度が変化するだ
けでなく、分光感度及びＳＮ比をも変化させてしまうと
いう問題がある。
赤外線検出器は、周囲環境温度変化の影響を受け易い性
質を持つので、赤外線検出器１０の出力電圧は冷却温度
によっても変化する。従って、冷却温度を変化させる従
来の温度ドリフト補正方式では、赤外線検出器１０の感
度を変化させることになるので、観測温度が変化するだ
けでなく、分光感度及びＳＮ比をも変化させてしまうと
いう問題がある。
【０００９】また、冷却方式としてスターリング冷却方
式も良く利用されているが、電子冷却方式の場合には電
源投入後数秒で所定の冷却温度に達するのに対し、スタ
ーリング冷却方式の場合には、所定温度に達するのに５
分程度の時間を要し、更にその冷却特性によって環境温
度の変化を検出し冷却温度を変化させ所定の温度にする
追従性が電子冷却方式よりも劣るという問題もある。
式も良く利用されているが、電子冷却方式の場合には電
源投入後数秒で所定の冷却温度に達するのに対し、スタ
ーリング冷却方式の場合には、所定温度に達するのに５
分程度の時間を要し、更にその冷却特性によって環境温
度の変化を検出し冷却温度を変化させ所定の温度にする
追従性が電子冷却方式よりも劣るという問題もある。
【００１０】本発明の目的は、赤外線検出器の冷却温度
は一定にして、赤外線検出器の出力電圧を増幅した電圧
レベルを環境温度に応じて制御できる赤外線熱画像装置
の温度ドリフト補正装置および方法を提供することにあ
る。
は一定にして、赤外線検出器の出力電圧を増幅した電圧
レベルを環境温度に応じて制御できる赤外線熱画像装置
の温度ドリフト補正装置および方法を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は次の手段を提供する。
に本発明は次の手段を提供する。
【００１２】被観測物体から輻射された赤外線を光学
系で受け、該光学系で形成された赤外線像を赤外線検出
器でアナログ熱画像信号に変換し、該アナログ熱画像信
号を利得可変増幅器で増幅し、該増幅器の出力のアナロ
グ熱画像信号で前記被観測物体の温度を表す赤外線熱画
像装置に設けられ、前記光学系の内部温度に応じた利得
制御信号を前記増幅器の利得制御信号入力端子に与え、
該光学系の内部温度に応じて生じる前記赤外線検出器の
出力レベルの変動を補正するだけの値に該増幅器の利得
を制御することにより、前記アナログ熱画像信号で表さ
れる温度を前記被観測物体の温度に一致させる温度ドリ
フト補正装置において、前記光学系の内部温度を検知す
る温度検知手段と、前記赤外線検出器の出力レベルの変
動を補正するために必要な前記増幅器の利得と前記光学
系の内部温度とを対応させたテーブルを予め記憶してお
き、前記温度検知手段の出力で表される前記光学系内部
温度に対応した前記利得を前記テーブルから読み出す記
憶手段と、前記記憶手段から読み出された前記利得に対
応する前記利得制御信号を生成する利得制御回路とを備
えてなる温度ドリフト補正装置。
系で受け、該光学系で形成された赤外線像を赤外線検出
器でアナログ熱画像信号に変換し、該アナログ熱画像信
号を利得可変増幅器で増幅し、該増幅器の出力のアナロ
グ熱画像信号で前記被観測物体の温度を表す赤外線熱画
像装置に設けられ、前記光学系の内部温度に応じた利得
制御信号を前記増幅器の利得制御信号入力端子に与え、
該光学系の内部温度に応じて生じる前記赤外線検出器の
出力レベルの変動を補正するだけの値に該増幅器の利得
を制御することにより、前記アナログ熱画像信号で表さ
れる温度を前記被観測物体の温度に一致させる温度ドリ
フト補正装置において、前記光学系の内部温度を検知す
る温度検知手段と、前記赤外線検出器の出力レベルの変
動を補正するために必要な前記増幅器の利得と前記光学
系の内部温度とを対応させたテーブルを予め記憶してお
き、前記温度検知手段の出力で表される前記光学系内部
温度に対応した前記利得を前記テーブルから読み出す記
憶手段と、前記記憶手段から読み出された前記利得に対
応する前記利得制御信号を生成する利得制御回路とを備
えてなる温度ドリフト補正装置。
【００１３】被観測物体から輻射された赤外線を光学
系で受け、該光学系で形成された赤外線像を赤外線検出
器でアナログ熱画像信号に変換し、該アナログ熱画像信
号を利得可変増幅器で増幅し、該増幅器の出力のアナロ
グ熱画像信号をＡ／Ｄ変換器でディジタル熱画像信号に
変換することにより、前記被観測物体のディジタル熱画
像信号を得る赤外線熱画像装置に設けられ、前記光学系
の内部温度に応じた利得制御信号を前記増幅器の利得制
御信号入力端子に与え、該光学系の内部温度に応じて生
じる前記赤外線検出器の出力レベルの変動を補正するだ
けの値に該増幅器の利得を制御することにより、前記デ
ィジタル熱画像信号で表される温度を前記被観測物体の
温度に一致させる温度ドリフト補正装置において、前記
光学系の内部温度を検知し、該光学系内部温度をディジ
タル値に変換して出力する温度検知手段と、前記赤外線
検出器の出力レベルの変動を補正するために必要な前記
増幅器の利得と前記光学系の内部温度とを対応させたテ
ーブルをディジタル値で予め記憶しておき、前記温度検
知手段の出力で表される前記光学系内部温度に対応した
前記利得を前記テーブルから読み出す記憶手段と、前記
記憶手段から読み出された前記利得をアナログ値に変換
するＤ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器から出力された
前記利得に対応する前記利得制御信号を生成する利得制
御回路とを備えてなる温度ドリフト補正装置。
系で受け、該光学系で形成された赤外線像を赤外線検出
器でアナログ熱画像信号に変換し、該アナログ熱画像信
号を利得可変増幅器で増幅し、該増幅器の出力のアナロ
グ熱画像信号をＡ／Ｄ変換器でディジタル熱画像信号に
変換することにより、前記被観測物体のディジタル熱画
像信号を得る赤外線熱画像装置に設けられ、前記光学系
の内部温度に応じた利得制御信号を前記増幅器の利得制
御信号入力端子に与え、該光学系の内部温度に応じて生
じる前記赤外線検出器の出力レベルの変動を補正するだ
けの値に該増幅器の利得を制御することにより、前記デ
ィジタル熱画像信号で表される温度を前記被観測物体の
温度に一致させる温度ドリフト補正装置において、前記
光学系の内部温度を検知し、該光学系内部温度をディジ
タル値に変換して出力する温度検知手段と、前記赤外線
検出器の出力レベルの変動を補正するために必要な前記
増幅器の利得と前記光学系の内部温度とを対応させたテ
ーブルをディジタル値で予め記憶しておき、前記温度検
知手段の出力で表される前記光学系内部温度に対応した
前記利得を前記テーブルから読み出す記憶手段と、前記
記憶手段から読み出された前記利得をアナログ値に変換
するＤ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器から出力された
前記利得に対応する前記利得制御信号を生成する利得制
御回路とを備えてなる温度ドリフト補正装置。
【００１４】被観測物体から輻射された赤外線を受け
る光学系と、前記光学系で形成された赤外線像を受け、
アナログ熱画像信号を生成する赤外線検出器と、前記ア
ナログ熱画像信号を利得制御信号に応じた利得で増幅す
る利得可変増幅器と、前記増幅器の出力のアナログ熱画
像信号をディジタル信号に変換しディジタル熱画像信号
を生成するＡ／Ｄ変換器とを有する赤外線熱画像装置に
設けられ、前記増幅器の利得制御信号入力端子に前記利
得制御信号を与え、前記光学系の内部温度に応じて生じ
る前記赤外線検出器の出力レベルの変動を補正するだけ
の値に該増幅器の利得を制御することにより、前記ディ
ジタル熱画像信号で表される温度を前記被観測物体の温
度に一致させる温度ドリフト補正装置において、前記光
学系の内部温度を検知し、該光学系内部温度をディジタ
ル値に変換して出力する温度検知手段と、前記Ａ／Ｄ変
換器の出力のディジタル熱画像信号を受け、該ディジタ
ル熱画像信号を前記被観測物体の各部の温度を表す温度
データに変換する温度データ検出器と、前記温度データ
検出器から出力される前記温度データと前記温度検知手
段から出力される前記光学系内部温度とから、前記赤外
線検出器の出力レベルの変動を補正するために必要な前
記増幅器の利得と前記光学系内部温度とを対応させた温
度−利得特性線を作成し、該温度−利得特性線をテーブ
ルの形式で記憶しておき、該テーブルを記憶した後に前
記温度検知手段から前記光学系内部温度が送られた時
は、該光学系内部温度に対応した前記利得を前記テーブ
ルから読み出す中央演算処理装置と、前記中央演算処理
装置から読み出された前記利得をアナログ値に変換する
Ｄ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器から出力された前記
利得に対応する前記利得制御信号を生成する利得制御回
路とを備えてなる赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正
装置。
る光学系と、前記光学系で形成された赤外線像を受け、
アナログ熱画像信号を生成する赤外線検出器と、前記ア
ナログ熱画像信号を利得制御信号に応じた利得で増幅す
る利得可変増幅器と、前記増幅器の出力のアナログ熱画
像信号をディジタル信号に変換しディジタル熱画像信号
を生成するＡ／Ｄ変換器とを有する赤外線熱画像装置に
設けられ、前記増幅器の利得制御信号入力端子に前記利
得制御信号を与え、前記光学系の内部温度に応じて生じ
る前記赤外線検出器の出力レベルの変動を補正するだけ
の値に該増幅器の利得を制御することにより、前記ディ
ジタル熱画像信号で表される温度を前記被観測物体の温
度に一致させる温度ドリフト補正装置において、前記光
学系の内部温度を検知し、該光学系内部温度をディジタ
ル値に変換して出力する温度検知手段と、前記Ａ／Ｄ変
換器の出力のディジタル熱画像信号を受け、該ディジタ
ル熱画像信号を前記被観測物体の各部の温度を表す温度
データに変換する温度データ検出器と、前記温度データ
検出器から出力される前記温度データと前記温度検知手
段から出力される前記光学系内部温度とから、前記赤外
線検出器の出力レベルの変動を補正するために必要な前
記増幅器の利得と前記光学系内部温度とを対応させた温
度−利得特性線を作成し、該温度−利得特性線をテーブ
ルの形式で記憶しておき、該テーブルを記憶した後に前
記温度検知手段から前記光学系内部温度が送られた時
は、該光学系内部温度に対応した前記利得を前記テーブ
ルから読み出す中央演算処理装置と、前記中央演算処理
装置から読み出された前記利得をアナログ値に変換する
Ｄ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器から出力された前記
利得に対応する前記利得制御信号を生成する利得制御回
路とを備えてなる赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正
装置。
【００１５】被観測物体から輻射された赤外線を受け
る光学系と、前記光学系で形成された赤外線像を受け、
アナログ熱画像信号を生成する赤外線検出器と、前記ア
ナログ熱画像信号を利得制御信号に応じた利得で増幅す
る利得可変増幅器と、前記増幅器の出力のアナログ熱画
像信号をディジタル信号に変換しディジタル熱画像信号
を生成するＡ／Ｄ変換器と、前記増幅器の利得制御信号
入力端子に前記利得制御信号を与え、前記光学系の内部
温度に応じて生じる前記赤外線検出器の出力レベルの変
動を補正するだけの値に該増幅器の利得を制御すること
により、前記ディジタル熱画像信号で表される温度を前
記被観測物体の温度に一致させる温度ドリフト補正装置
とを有し、前記温度ドリフト補正装置は、前記光学系の
内部温度を検知し、該光学系内部温度をディジタル値に
変換して出力する温度検知手段と、前記Ａ／Ｄ変換器の
出力のディジタル熱画像信号を受け、該ディジタル熱画
像信号を前記被観測物体の各部の温度を表す温度データ
に変換する温度データ検出器と、前記温度データ検出器
から出力される前記温度データと前記温度検知手段から
出力される前記光学系内部温度とから、前記赤外線検出
器の出力レベルの変動を補正するために必要な前記増幅
器の利得と前記光学系内部温度とを対応させた温度−利
得特性線を作成し、該温度−利得特性線をディジタル値
で記憶しておき、該温度−利得特性線を記憶した後に前
記温度検知手段から前記光学系内部温度が送られた時
は、該光学系内部温度に対応した前記利得を前記温度−
利得特性線から読み出す中央演算処理装置と、前記中央
演算処理装置から読み出された前記利得をアナログ値に
変換するＤ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器から出力さ
れた前記利得に対応する前記利得制御信号を生成する利
得制御回路とを備えてなる赤外線熱画像装置おける温度
ドリフトを補正する方法において、前記被観測物体の温
度ＴB を前記赤外線検出器の検知範囲内の所定温度ＴB0
に設定し、前記光学系内部温度ＴK を第１の温度ＴK1に
する環境に前記赤外線熱画像装置を置き、前記温度デー
タ検出器から出力される前記温度データが所定温度ＴB0
となる第１の利得Ｇ1 を前記中央演算処理装置で生成
し、次に、前記光学系の内部温度ＴK を第２の温度ＴK2
にする環境に前記赤外線熱画像装置を置き、前記温度デ
ータ検出器から出力される前記温度データが所定温度Ｔ
B0となる第２の利得Ｇ2 を前記中央演算処理装置で生成
し、前記中央演算処理装置は、前記光学系内部温度ＴK
と前記中央演算処理装置の出力の利得Ｇとの直交座標系
において、（ＴK1，Ｇ1 ）の点Ｐ1 と（ＴK2，Ｇ2）の
点Ｐ2 とを直線で結んで前記温度−利得特性線を生成す
ることを特徴とする赤外線熱画像装置の温度ドリフト補
正方法。
る光学系と、前記光学系で形成された赤外線像を受け、
アナログ熱画像信号を生成する赤外線検出器と、前記ア
ナログ熱画像信号を利得制御信号に応じた利得で増幅す
る利得可変増幅器と、前記増幅器の出力のアナログ熱画
像信号をディジタル信号に変換しディジタル熱画像信号
を生成するＡ／Ｄ変換器と、前記増幅器の利得制御信号
入力端子に前記利得制御信号を与え、前記光学系の内部
温度に応じて生じる前記赤外線検出器の出力レベルの変
動を補正するだけの値に該増幅器の利得を制御すること
により、前記ディジタル熱画像信号で表される温度を前
記被観測物体の温度に一致させる温度ドリフト補正装置
とを有し、前記温度ドリフト補正装置は、前記光学系の
内部温度を検知し、該光学系内部温度をディジタル値に
変換して出力する温度検知手段と、前記Ａ／Ｄ変換器の
出力のディジタル熱画像信号を受け、該ディジタル熱画
像信号を前記被観測物体の各部の温度を表す温度データ
に変換する温度データ検出器と、前記温度データ検出器
から出力される前記温度データと前記温度検知手段から
出力される前記光学系内部温度とから、前記赤外線検出
器の出力レベルの変動を補正するために必要な前記増幅
器の利得と前記光学系内部温度とを対応させた温度−利
得特性線を作成し、該温度−利得特性線をディジタル値
で記憶しておき、該温度−利得特性線を記憶した後に前
記温度検知手段から前記光学系内部温度が送られた時
は、該光学系内部温度に対応した前記利得を前記温度−
利得特性線から読み出す中央演算処理装置と、前記中央
演算処理装置から読み出された前記利得をアナログ値に
変換するＤ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器から出力さ
れた前記利得に対応する前記利得制御信号を生成する利
得制御回路とを備えてなる赤外線熱画像装置おける温度
ドリフトを補正する方法において、前記被観測物体の温
度ＴB を前記赤外線検出器の検知範囲内の所定温度ＴB0
に設定し、前記光学系内部温度ＴK を第１の温度ＴK1に
する環境に前記赤外線熱画像装置を置き、前記温度デー
タ検出器から出力される前記温度データが所定温度ＴB0
となる第１の利得Ｇ1 を前記中央演算処理装置で生成
し、次に、前記光学系の内部温度ＴK を第２の温度ＴK2
にする環境に前記赤外線熱画像装置を置き、前記温度デ
ータ検出器から出力される前記温度データが所定温度Ｔ
B0となる第２の利得Ｇ2 を前記中央演算処理装置で生成
し、前記中央演算処理装置は、前記光学系内部温度ＴK
と前記中央演算処理装置の出力の利得Ｇとの直交座標系
において、（ＴK1，Ｇ1 ）の点Ｐ1 と（ＴK2，Ｇ2）の
点Ｐ2 とを直線で結んで前記温度−利得特性線を生成す
ることを特徴とする赤外線熱画像装置の温度ドリフト補
正方法。
【００１６】前記所定温度ＴB0が、前記赤外線検出器
の検知範囲内の最高温度または最高温度近傍の温度であ
ることを特徴とする上記に記載の赤外線熱画像装置の
温度ドリフト補正方法。
の検知範囲内の最高温度または最高温度近傍の温度であ
ることを特徴とする上記に記載の赤外線熱画像装置の
温度ドリフト補正方法。
【００１７】前記所定温度ＴB0に保持する前記被観測
物体を黒体炉としたことを特徴とする上記又はに記
載の赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正方法。
物体を黒体炉としたことを特徴とする上記又はに記
載の赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正方法。
【００１８】前記中央演算処理装置は、前記光学系内
部温度ＴK と前記中央演算処理装置の出力の利得Ｇとに
関するテーブルの形式で前記温度−利得特性線を記憶す
ることを特徴とする上記，又はに記載の赤外線熱
画像装置の温度ドリフト補正方法。
部温度ＴK と前記中央演算処理装置の出力の利得Ｇとに
関するテーブルの形式で前記温度−利得特性線を記憶す
ることを特徴とする上記，又はに記載の赤外線熱
画像装置の温度ドリフト補正方法。
【００１９】
【作用】赤外線熱画像装置における光学系の内部温度
は、該赤外線熱画像装置が置かれる環境の温度に実質上
同じである。一般に赤外線熱画像装置は格別に温度調節
をされた環境で使用されることは少なく、通常の屋外や
工場内などにおいて使用される。したがって、その光学
系内部温度は、真冬から真夏に至る間の外気温度変動幅
程度の範囲で変動する。前述の如く、光学系内部温度が
変動すると、赤外線熱画像装置における赤外線検出器の
感度が変わり、赤外線検出器に入力される赤外線エネル
ギー量が一定であっても、該赤外線検出器から出力され
る熱画像信号の電圧レベルは光学系内部温度に応じて変
動する。本発明では、上記〜の手段を採用すること
により、光学系内部温度の変動に起因する赤外線検出器
の出力レベルの変動を補正する。
は、該赤外線熱画像装置が置かれる環境の温度に実質上
同じである。一般に赤外線熱画像装置は格別に温度調節
をされた環境で使用されることは少なく、通常の屋外や
工場内などにおいて使用される。したがって、その光学
系内部温度は、真冬から真夏に至る間の外気温度変動幅
程度の範囲で変動する。前述の如く、光学系内部温度が
変動すると、赤外線熱画像装置における赤外線検出器の
感度が変わり、赤外線検出器に入力される赤外線エネル
ギー量が一定であっても、該赤外線検出器から出力され
る熱画像信号の電圧レベルは光学系内部温度に応じて変
動する。本発明では、上記〜の手段を採用すること
により、光学系内部温度の変動に起因する赤外線検出器
の出力レベルの変動を補正する。
【００２０】前記，に記載された本発明による赤外
線熱画像装置の温度ドリフト補正装置では、赤外線検出
器の出力レベルの変動を補正するために必要な利得可変
増幅器の利得と光学系の内部温度とを対応させたテーブ
ルを予め記憶しておき、温度検知手段の出力で表される
光学系内部温度に対応した前記利得をテーブルから読み
出す記憶手段を備えている。そのうえに利得制御回路を
備え、この利得制御回路により、その記憶手段から読み
出された前記利得に対応する利得制御信号を生成し、こ
の利得制御信号を利得可変増幅器に与え、この利得可変
増幅器から補正された熱画像信号を得るようにしてい
る。また、上記に記載された装置では、前記テーブル
を作成するための手段を備えている。
線熱画像装置の温度ドリフト補正装置では、赤外線検出
器の出力レベルの変動を補正するために必要な利得可変
増幅器の利得と光学系の内部温度とを対応させたテーブ
ルを予め記憶しておき、温度検知手段の出力で表される
光学系内部温度に対応した前記利得をテーブルから読み
出す記憶手段を備えている。そのうえに利得制御回路を
備え、この利得制御回路により、その記憶手段から読み
出された前記利得に対応する利得制御信号を生成し、こ
の利得制御信号を利得可変増幅器に与え、この利得可変
増幅器から補正された熱画像信号を得るようにしてい
る。また、上記に記載された装置では、前記テーブル
を作成するための手段を備えている。
【００２１】また、本発明による赤外線熱画像装置の温
度ドリフト補正方法では、利得可変増幅器の出力をＡ／
Ｄ変換して得たディジタル熱画像信号を受け、該ディジ
タル熱画像信号を被観測物体の各部の温度を表す温度デ
ータに変換する温度データ検出器と、前記温度データ検
出器から出力される温度データと温度検知手段から出力
される光学系内部温度とから、赤外線検出器の出力レベ
ルの変動を補正するために必要な利得可変増幅器の利得
と光学系内部温度とを対応させた温度−利得特性線を作
成し、該温度−利得特性線をテーブルの形式で記憶して
おき、該テーブルを記憶した後に温度検知手段から光学
系内部温度が送られた時は、該光学系内部温度に対応し
た前記利得をテーブルから読み出す中央演算処理装置
と、その中央演算処理装置から読み出された前記利得を
アナログ値に変換するＤ／Ａ変換器と、そのＤ／Ａ変換
器から出力された前記利得に対応する利得制御信号を生
成する利得制御回路とを備える赤外線熱画像装置に適用
され、被観測物体の温度ＴB をその赤外線検出器の検知
範囲内の所定温度ＴB0に設定し、光学系内部温度ＴK を
第１の温度ＴK1にする環境に赤外線熱画像装置を設置
し、温度データ検出器から出力される温度データが所定
温度ＴB0となる第１の利得Ｇ1 を中央演算処理装置で生
成し、次に、光学系の内部温度ＴK を第２の温度ＴK2に
する環境に赤外線熱画像装置を置き、温度データ検出器
から出力される温度データが所定温度ＴB0となる第２の
利得Ｇ2 を中央演算処理装置で生成し、中央演算処理装
置は、光学系内部温度ＴK と中央演算処理装置の出力の
利得Ｇとの直交座標系において、（ＴK1，Ｇ1 ）の点Ｐ
1 と（ＴK2，Ｇ2 ）の点Ｐ2 とを直線で結んで温度−利
得特性線を生成する。このように、本発明になる赤外線
熱画像装置の温度ドリフト補正方法では、まず２つの光
学系内部温度（第１の温度ＴK1および第２の温度ＴK2）
においてそれぞれ必要な利得（第１の利得Ｇ1 および第
２の利得Ｇ2 ）を求め、それら光学系内部温度および利
得で定まる直交座標系上の２点〔（ＴK1，Ｇ1 ）の点Ｐ
1 および（ＴK2，Ｇ2 ）の点Ｐ2 〕を直線で結んで温度
−利得特性線を作り、以後はこの温度−利得特性線を用
いて光学系内部温度に対応した利得制御信号を生成し、
その利得制御信号を利得可変増幅器に与え、この利得可
変増幅器から補正された赤外線熱画像信号を得るように
している。
度ドリフト補正方法では、利得可変増幅器の出力をＡ／
Ｄ変換して得たディジタル熱画像信号を受け、該ディジ
タル熱画像信号を被観測物体の各部の温度を表す温度デ
ータに変換する温度データ検出器と、前記温度データ検
出器から出力される温度データと温度検知手段から出力
される光学系内部温度とから、赤外線検出器の出力レベ
ルの変動を補正するために必要な利得可変増幅器の利得
と光学系内部温度とを対応させた温度−利得特性線を作
成し、該温度−利得特性線をテーブルの形式で記憶して
おき、該テーブルを記憶した後に温度検知手段から光学
系内部温度が送られた時は、該光学系内部温度に対応し
た前記利得をテーブルから読み出す中央演算処理装置
と、その中央演算処理装置から読み出された前記利得を
アナログ値に変換するＤ／Ａ変換器と、そのＤ／Ａ変換
器から出力された前記利得に対応する利得制御信号を生
成する利得制御回路とを備える赤外線熱画像装置に適用
され、被観測物体の温度ＴB をその赤外線検出器の検知
範囲内の所定温度ＴB0に設定し、光学系内部温度ＴK を
第１の温度ＴK1にする環境に赤外線熱画像装置を設置
し、温度データ検出器から出力される温度データが所定
温度ＴB0となる第１の利得Ｇ1 を中央演算処理装置で生
成し、次に、光学系の内部温度ＴK を第２の温度ＴK2に
する環境に赤外線熱画像装置を置き、温度データ検出器
から出力される温度データが所定温度ＴB0となる第２の
利得Ｇ2 を中央演算処理装置で生成し、中央演算処理装
置は、光学系内部温度ＴK と中央演算処理装置の出力の
利得Ｇとの直交座標系において、（ＴK1，Ｇ1 ）の点Ｐ
1 と（ＴK2，Ｇ2 ）の点Ｐ2 とを直線で結んで温度−利
得特性線を生成する。このように、本発明になる赤外線
熱画像装置の温度ドリフト補正方法では、まず２つの光
学系内部温度（第１の温度ＴK1および第２の温度ＴK2）
においてそれぞれ必要な利得（第１の利得Ｇ1 および第
２の利得Ｇ2 ）を求め、それら光学系内部温度および利
得で定まる直交座標系上の２点〔（ＴK1，Ｇ1 ）の点Ｐ
1 および（ＴK2，Ｇ2 ）の点Ｐ2 〕を直線で結んで温度
−利得特性線を作り、以後はこの温度−利得特性線を用
いて光学系内部温度に対応した利得制御信号を生成し、
その利得制御信号を利得可変増幅器に与え、この利得可
変増幅器から補正された赤外線熱画像信号を得るように
している。
【００２２】一般に、光学系内部温度に対する感度特性
を複数の赤外線検出器について測定してみると、その感
度特性のバラツキは少ない。したがって、複数の赤外線
検出器における該感度は相当に均質であると言える。本
発明における温度ドリフト補正装置では、この赤外線検
出器における感度特性の均質性を利用し、赤外線検出器
にかかわらず共通の補正データをテーブルに記憶し、該
テーブルを参照して補正データを読み出すことにより、
実用上差し支えない程度の正確さで、赤外線検出器の感
度を補正できる。
を複数の赤外線検出器について測定してみると、その感
度特性のバラツキは少ない。したがって、複数の赤外線
検出器における該感度は相当に均質であると言える。本
発明における温度ドリフト補正装置では、この赤外線検
出器における感度特性の均質性を利用し、赤外線検出器
にかかわらず共通の補正データをテーブルに記憶し、該
テーブルを参照して補正データを読み出すことにより、
実用上差し支えない程度の正確さで、赤外線検出器の感
度を補正できる。
【００２３】図２に示したように、光学系内部温度と赤
外線検出器の出力レベルとはほぼリニアな関係（比例関
係）にあるから、本発明の温度ドリフト補正方法では、
光学系内部温度と中央演算処理装置出力の利得との直交
平面における２点を直線で結んで得た温度−利得特性線
で温度ドリフトを相当正確に補正できる。この発明の温
度ドリフト補正方法では、各赤外線検出器ごとに温度−
利得特性線を生成し、この温度−利得特性線で利得可変
増幅器の利得を求めるから、本発明の温度ドリフト補正
装置を備えた赤外線熱画像装置に本発明の温度ドリフト
補正方法を適用することにより、赤外線検出器の感度の
変動を一層正確に補正できる。
外線検出器の出力レベルとはほぼリニアな関係（比例関
係）にあるから、本発明の温度ドリフト補正方法では、
光学系内部温度と中央演算処理装置出力の利得との直交
平面における２点を直線で結んで得た温度−利得特性線
で温度ドリフトを相当正確に補正できる。この発明の温
度ドリフト補正方法では、各赤外線検出器ごとに温度−
利得特性線を生成し、この温度−利得特性線で利得可変
増幅器の利得を求めるから、本発明の温度ドリフト補正
装置を備えた赤外線熱画像装置に本発明の温度ドリフト
補正方法を適用することにより、赤外線検出器の感度の
変動を一層正確に補正できる。
【００２４】
【実施例】次に、実施例を挙げ本発明を一層詳しく説明
する。
する。
【００２５】図１は本発明の一実施例における主要部を
示す回路ブロック図である。図において、１は利得可変
増幅器、２はアナログ信号をディジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器、３は温度データ検出器、４は中央演算処
理装置（以下、ＣＰＵと略記する）、５はディジタル信
号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、６は利得制
御回路である。
示す回路ブロック図である。図において、１は利得可変
増幅器、２はアナログ信号をディジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器、３は温度データ検出器、４は中央演算処
理装置（以下、ＣＰＵと略記する）、５はディジタル信
号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、６は利得制
御回路である。
【００２６】この実施例の光学系（図示せず）は、被観
測物体から輻射された熱エネルギーを受け、該被観測物
体の赤外線像を赤外線検出器（図示せず）上に形成す
る。この光学系は赤外線透過フィルタを含み、入射光の
内の赤外線だけを赤外線検出器へ導く。そこで、赤外線
検出器の出力信号１１０は、被観測物体の温度を表すア
ナログの熱画像信号である。また、光学系には、この光
学系の内部の温度をアナログの電気信号に変換する温度
センサが設けられている。この温度センサの出力信号１
３０は、ＣＰＵ４へ導かれ、ＣＰＵ４内部のＡ／Ｄ変換
器でディジタル信号に変換される。請求項２，３，４お
よび課題を解決するための手段の欄の，，におけ
る温度検知手段は、その温度センサとＣＰＵ４内部のＡ
／Ｄ変換器とを合わせた回路に相当する。
測物体から輻射された熱エネルギーを受け、該被観測物
体の赤外線像を赤外線検出器（図示せず）上に形成す
る。この光学系は赤外線透過フィルタを含み、入射光の
内の赤外線だけを赤外線検出器へ導く。そこで、赤外線
検出器の出力信号１１０は、被観測物体の温度を表すア
ナログの熱画像信号である。また、光学系には、この光
学系の内部の温度をアナログの電気信号に変換する温度
センサが設けられている。この温度センサの出力信号１
３０は、ＣＰＵ４へ導かれ、ＣＰＵ４内部のＡ／Ｄ変換
器でディジタル信号に変換される。請求項２，３，４お
よび課題を解決するための手段の欄の，，におけ
る温度検知手段は、その温度センサとＣＰＵ４内部のＡ
／Ｄ変換器とを合わせた回路に相当する。
【００２７】利得可変増幅器１は、利得制御信号入力端
子に加えられる利得制御信号１０６に応じた利得で赤外
線検出器出力信号１１０を増幅し、温度ドリフトを補正
したアナログ熱画像信号１０１を生成する。
子に加えられる利得制御信号１０６に応じた利得で赤外
線検出器出力信号１１０を増幅し、温度ドリフトを補正
したアナログ熱画像信号１０１を生成する。
【００２８】Ａ／Ｄ変換器２は、アナログ熱画像信号１
０１をディジタル熱画像信号１２０に変換する。
０１をディジタル熱画像信号１２０に変換する。
【００２９】温度データ検出器３は、ディジタル熱画像
信号１２０を受け、ディジタル熱画像信号１２０をＣＰ
Ｕ４で認識するのに適した形式の温度データ１０３（デ
ィジタルデータ）に変換する。ディジタル熱画像信号１
２０は、赤外線検出器の出力信号１１０を利得可変増幅
器１で増幅し、Ａ／Ｄ変換器２でディジタル化した信号
であり、温度データ検出器３で変換されるまでもなく、
被観測物体の温度を表している信号である。しかし、Ｃ
ＰＵ４が図２の縦軸における赤外線検出器出力信号とし
て認識するには、ディジタル熱画像信号１２０をＣＰＵ
４で扱うのに適した形式（プロトコル）に変換しておく
のが、ＣＰＵ４におけるプログラムを簡単化するために
好ましいので、温度データ検出器３が設けてある。
信号１２０を受け、ディジタル熱画像信号１２０をＣＰ
Ｕ４で認識するのに適した形式の温度データ１０３（デ
ィジタルデータ）に変換する。ディジタル熱画像信号１
２０は、赤外線検出器の出力信号１１０を利得可変増幅
器１で増幅し、Ａ／Ｄ変換器２でディジタル化した信号
であり、温度データ検出器３で変換されるまでもなく、
被観測物体の温度を表している信号である。しかし、Ｃ
ＰＵ４が図２の縦軸における赤外線検出器出力信号とし
て認識するには、ディジタル熱画像信号１２０をＣＰＵ
４で扱うのに適した形式（プロトコル）に変換しておく
のが、ＣＰＵ４におけるプログラムを簡単化するために
好ましいので、温度データ検出器３が設けてある。
【００３０】ＣＰＵ４は、温度データ検出器３から出力
される温度データ１０３と、前記温度センサ出力信号１
３０とを受ける。ＣＰＵ４における演算処理は、ディジ
タル信号で行われるので、アナログ信号である温度セン
サ出力１３０は、前述のとおり、ＣＰＵ４内のＡ／Ｄ変
換器でディジタル信号に変換されてから、ＣＰＵ４内の
演算部へ送られる。
される温度データ１０３と、前記温度センサ出力信号１
３０とを受ける。ＣＰＵ４における演算処理は、ディジ
タル信号で行われるので、アナログ信号である温度セン
サ出力１３０は、前述のとおり、ＣＰＵ４内のＡ／Ｄ変
換器でディジタル信号に変換されてから、ＣＰＵ４内の
演算部へ送られる。
【００３１】赤外線検出器の出力信号レベルと光学系内
部温度との関係、即ち赤外線検出器の感度特性は図２に
示す通りである。本図に示すように、赤外線検出器の感
度は光学系内部温度の増加と共に減少する。このよう
に、赤外線検出器の感度が光学系内部温度に応じて変動
することを該赤外線検出器の温度ドリフトという。この
実施例では、その温度ドリフトの補正をし、アナログ熱
画像信号１０１ひいてはディジタル熱画像信号１２０が
被観測物体の温度（即ち、赤外線検出器に入射する赤外
線の熱エネルギー）を正しく表すようにするために、利
得可変増幅器１の利得を温度センサ出力信号１３０に応
じて制御する。図３は、その補正をするために、利得可
変増幅器１における利得を得るべく利得制御信号１０６
で利得可変増幅器１に指示して、該利得可変増幅器１に
持たせる増幅率を示す図である。
部温度との関係、即ち赤外線検出器の感度特性は図２に
示す通りである。本図に示すように、赤外線検出器の感
度は光学系内部温度の増加と共に減少する。このよう
に、赤外線検出器の感度が光学系内部温度に応じて変動
することを該赤外線検出器の温度ドリフトという。この
実施例では、その温度ドリフトの補正をし、アナログ熱
画像信号１０１ひいてはディジタル熱画像信号１２０が
被観測物体の温度（即ち、赤外線検出器に入射する赤外
線の熱エネルギー）を正しく表すようにするために、利
得可変増幅器１の利得を温度センサ出力信号１３０に応
じて制御する。図３は、その補正をするために、利得可
変増幅器１における利得を得るべく利得制御信号１０６
で利得可変増幅器１に指示して、該利得可変増幅器１に
持たせる増幅率を示す図である。
【００３２】ＣＰＵ４では、赤外線検出器の出力レベル
の変動を補正するために必要な増幅器１の利得と光学系
内部温度とを対応させた温度−利得特性線を図３の如に
作成し、該温度−利得特性線をディジタル値のテーブル
の形式で記憶しておき、該テーブルを記憶した後に温度
センサ出力信号１３０（光学系内部温度の信号）が送ら
れた時は、該光学系内部温度に対応した前記利得をテー
ブルから読み出し、利得信号１０４として出力する。Ｃ
ＰＵ４には、該テーブルを記憶する半導体メモリ（ＤＲ
ＡＭ）が備えてある。
の変動を補正するために必要な増幅器１の利得と光学系
内部温度とを対応させた温度−利得特性線を図３の如に
作成し、該温度−利得特性線をディジタル値のテーブル
の形式で記憶しておき、該テーブルを記憶した後に温度
センサ出力信号１３０（光学系内部温度の信号）が送ら
れた時は、該光学系内部温度に対応した前記利得をテー
ブルから読み出し、利得信号１０４として出力する。Ｃ
ＰＵ４には、該テーブルを記憶する半導体メモリ（ＤＲ
ＡＭ）が備えてある。
【００３３】Ｄ／Ａ変換器５は、ＣＰＵ４から読み出さ
れたディジタルの利得信号１０４をアナログの利得信号
１０５に変換する。
れたディジタルの利得信号１０４をアナログの利得信号
１０５に変換する。
【００３４】利得制御回路６は、利得信号１０５に対応
する前記利得制御信号１０６を生成する。利得制御信号
１０６は、利得可変増幅器１の利得制御信号入力端子に
加えられ、該利得可変増幅器１の利得をＣＰＵ４のテー
ブルから読み出した利得に制御する。
する前記利得制御信号１０６を生成する。利得制御信号
１０６は、利得可変増幅器１の利得制御信号入力端子に
加えられ、該利得可変増幅器１の利得をＣＰＵ４のテー
ブルから読み出した利得に制御する。
【００３５】上に述べたように、ＣＰＵ４では、赤外線
検出器の出力レベルの変動を補正するために必要な増幅
器１の利得と光学系内部温度とを対応させた温度−利得
特性線を図３の如に作成し、該温度−利得特性線をディ
ジタル値のテーブルの形式で記憶するのであるが、その
温度−利得特性線のテーブルは次の方法で作成される。
検出器の出力レベルの変動を補正するために必要な増幅
器１の利得と光学系内部温度とを対応させた温度−利得
特性線を図３の如に作成し、該温度−利得特性線をディ
ジタル値のテーブルの形式で記憶するのであるが、その
温度−利得特性線のテーブルは次の方法で作成される。
【００３６】まず、被観測物体を黒体炉とし、その黒体
炉の大きさを光学系の視野全体を覆う大きさとし、黒体
炉でなる該被観測物体の温度ＴB を赤外線検出器の検知
範囲内の最高温度ＴB0＝１２０℃に設定し、光学系内部
温度ＴK を第１の温度ＴK1＝０℃にする環境に赤外線熱
画像装置を置き、温度データ検出器３から出力される温
度データが所定温度ＴB0＝１２０℃となる第１の利得Ｇ
1 をＣＰＵ４で生成する。
炉の大きさを光学系の視野全体を覆う大きさとし、黒体
炉でなる該被観測物体の温度ＴB を赤外線検出器の検知
範囲内の最高温度ＴB0＝１２０℃に設定し、光学系内部
温度ＴK を第１の温度ＴK1＝０℃にする環境に赤外線熱
画像装置を置き、温度データ検出器３から出力される温
度データが所定温度ＴB0＝１２０℃となる第１の利得Ｇ
1 をＣＰＵ４で生成する。
【００３７】次に、光学系の内部温度ＴK を第２の温度
ＴK2＝４０℃にする環境に赤外線熱画像装置を置き、温
度データ検出器３から出力される温度データが所定温度
ＴB0＝１２０℃となる第２の利得Ｇ2 をＣＰＵ４で生成
する。
ＴK2＝４０℃にする環境に赤外線熱画像装置を置き、温
度データ検出器３から出力される温度データが所定温度
ＴB0＝１２０℃となる第２の利得Ｇ2 をＣＰＵ４で生成
する。
【００３８】ＣＰＵ４は、光学系内部温度ＴK とＣＰＵ
４の出力の利得Ｇとの直交座標系において、（ＴK1，Ｇ
1 ）の点Ｐ1 と（ＴK2，Ｇ2 ）の点Ｐ2 とを直線で結ん
で前記温度−利得特性線を決定し、該温度−利得特性線
を表すディジタルデータのテーブルを生成し、該テーブ
ルを記憶する。
４の出力の利得Ｇとの直交座標系において、（ＴK1，Ｇ
1 ）の点Ｐ1 と（ＴK2，Ｇ2 ）の点Ｐ2 とを直線で結ん
で前記温度−利得特性線を決定し、該温度−利得特性線
を表すディジタルデータのテーブルを生成し、該テーブ
ルを記憶する。
【００３９】所定温度ＴB0を赤外線検出器の検知範囲の
最高温度に選んだのは、温度−利得特性線をできるだけ
正確にするためである。したがって、所定温度ＴB0を赤
外線検出器の検知範囲の最高温度に選ぶ必要は必ずしも
ないが、最高温度に近い温度を選ぶことが温度ドリフト
の補正精度を高くするために好ましい。
最高温度に選んだのは、温度−利得特性線をできるだけ
正確にするためである。したがって、所定温度ＴB0を赤
外線検出器の検知範囲の最高温度に選ぶ必要は必ずしも
ないが、最高温度に近い温度を選ぶことが温度ドリフト
の補正精度を高くするために好ましい。
【００４０】被観測物体を黒体炉としたのは、被観測物
体の放射率を１にし、被観測物体から輻射される赤外線
のエネルギーがそのまま被観測物体の温度を表すように
し、精度の高い温度−利得特性線が得られるようにする
ためである。
体の放射率を１にし、被観測物体から輻射される赤外線
のエネルギーがそのまま被観測物体の温度を表すように
し、精度の高い温度−利得特性線が得られるようにする
ためである。
【００４１】図１の実施例では、温度−利得特性線を温
度ドリフト補正装置自体で作成した。しかしながら、温
度−利得特性線は図１と同様な他の装置で予め測定して
得られるので、該他の装置で測定して得た温度−利得特
性線テーブルをＣＰＵ４に記憶しておくことにより、上
述の温度−利得特性線作成工程を省いて温度ドリフトの
補正を行うことができる。このように、温度−利得特性
線テーブルを別の装置で作成するときは、図１における
温度データ検出器３は不要である。
度ドリフト補正装置自体で作成した。しかしながら、温
度−利得特性線は図１と同様な他の装置で予め測定して
得られるので、該他の装置で測定して得た温度−利得特
性線テーブルをＣＰＵ４に記憶しておくことにより、上
述の温度−利得特性線作成工程を省いて温度ドリフトの
補正を行うことができる。このように、温度−利得特性
線テーブルを別の装置で作成するときは、図１における
温度データ検出器３は不要である。
【００４２】図１の温度ドリフト補正装置によれば、光
学系の内部温度の変動により生ずる赤外線検出器の出力
レベルの変動を、赤外線検出器の冷却温度を一定に保持
したままで、利得可変増幅器１の利得を光学系内部温度
に応じて制御することにより、各赤外線検出器ごとに補
正できるもっとも、光学系内部温度に対する赤外線検出
器の感度の特性における分散（バラツキ）は、複数の赤
外線検出器に関し小さいので、温度−利得特性線テーブ
ルのデータを複数の赤外線検出器につき共通として赤外
線熱画像装置の温度ドリフト補正装置を実現しても、そ
の装置は実用に耐え得るものとなる。
学系の内部温度の変動により生ずる赤外線検出器の出力
レベルの変動を、赤外線検出器の冷却温度を一定に保持
したままで、利得可変増幅器１の利得を光学系内部温度
に応じて制御することにより、各赤外線検出器ごとに補
正できるもっとも、光学系内部温度に対する赤外線検出
器の感度の特性における分散（バラツキ）は、複数の赤
外線検出器に関し小さいので、温度−利得特性線テーブ
ルのデータを複数の赤外線検出器につき共通として赤外
線熱画像装置の温度ドリフト補正装置を実現しても、そ
の装置は実用に耐え得るものとなる。
【００４３】
【発明の効果】以上に実施例を挙げ詳しく説明したよう
に、本発明の方法及び装置によれば、赤外線検出器の冷
却温度は一定に保持したままで、赤外線検出器の出力電
圧を増幅した電圧レベルを環境温度に応じて制御できる
赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正装置および温度ド
リフト補正方法を提供できる。したがって、本発明にな
る赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正装置および温度
ドリフト補正方法を採用すれば、被観測物体の温度を正
確に表す赤外線熱画像装置を得ることができる。
に、本発明の方法及び装置によれば、赤外線検出器の冷
却温度は一定に保持したままで、赤外線検出器の出力電
圧を増幅した電圧レベルを環境温度に応じて制御できる
赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正装置および温度ド
リフト補正方法を提供できる。したがって、本発明にな
る赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正装置および温度
ドリフト補正方法を採用すれば、被観測物体の温度を正
確に表す赤外線熱画像装置を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例である赤外線熱画像装置の温
度ドリフト補正装置を示す回路ブロック図である。
度ドリフト補正装置を示す回路ブロック図である。
【図２】赤外線熱画像装置における光学系内部温度と赤
外線検出器の出力信号レベルとの関係を示す特性図であ
る。
外線検出器の出力信号レベルとの関係を示す特性図であ
る。
【図３】図１の実施例における光学系内部温度とその実
施例における利得可変増幅器の増幅率との関係を示す特
性図である。
施例における利得可変増幅器の増幅率との関係を示す特
性図である。
【図４】従来の赤外線熱画像装置における温度ドリフト
補正方式を示す回路ブロック図である。
補正方式を示す回路ブロック図である。
１・・・・・利得可変増幅器 ２・・・・・Ａ／Ｄ変換器 ３・・・・・温度データ検出器 ４・・・・・中央演算処理装置（ＣＰＵ） ６・・・・・利得制御回路 １０・・・・・赤外線検出器 １１・・・・・加算器 １２・・・・・赤外線検出器の冷却部 ２０・・・・・被観測物体 １０１・・・・・アナログ熱画像信号 １０３・・・・・温度データ １０４・・・・・ディジタル利得信号 １０５・・・・・アナログ利得信号 １０６・・・・・利得制御信号 １１０・・・・・赤外線検出器出力信号 １２０・・・・・ディジタル熱画像信号 １３０・・・・・光学系内部温度センサ出力信号
Claims (7)
- 【請求項１】被観測物体から輻射された赤外線を光学系
で受け、該光学系で形成された赤外線像を赤外線検出器
でアナログ熱画像信号に変換し、該アナログ熱画像信号
を利得可変増幅器で増幅し、該増幅器の出力のアナログ
熱画像信号で前記被観測物体の温度を表す赤外線熱画像
装置に設けられ、 前記光学系の内部温度に応じた利得制御信号を前記増幅
器の利得制御信号入力端子に与え、該光学系の内部温度
に応じて生じる前記赤外線検出器の出力レベルの変動を
補正するだけの値に該増幅器の利得を制御することによ
り、前記アナログ熱画像信号で表される温度を前記被観
測物体の温度に一致させる温度ドリフト補正装置におい
て、 前記光学系の内部温度を検知する温度検知手段と、 前記赤外線検出器の出力レベルの変動を補正するために
必要な前記増幅器の利得と前記光学系の内部温度とを対
応させたテーブルを予め記憶しておき、前記温度検知手
段の出力で表される前記光学系内部温度に対応した前記
利得を前記テーブルから読み出す記憶手段と、 前記記憶手段から読み出された前記利得に対応する前記
利得制御信号を生成する利得制御回路とを備えてなる温
度ドリフト補正装置。 - 【請求項２】被観測物体から輻射された赤外線を光学系
で受け、該光学系で形成された赤外線像を赤外線検出器
でアナログ熱画像信号に変換し、該アナログ熱画像信号
を利得可変増幅器で増幅し、該増幅器の出力のアナログ
熱画像信号をＡ／Ｄ変換器でディジタル熱画像信号に変
換することにより、前記被観測物体のディジタル熱画像
信号を得る赤外線熱画像装置に設けられ、 前記光学系の内部温度に応じた利得制御信号を前記増幅
器の利得制御信号入力端子に与え、該光学系の内部温度
に応じて生じる前記赤外線検出器の出力レベルの変動を
補正するだけの値に該増幅器の利得を制御することによ
り、前記ディジタル熱画像信号で表される温度を前記被
観測物体の温度に一致させる温度ドリフト補正装置にお
いて、 前記光学系の内部温度を検知し、該光学系内部温度をデ
ィジタル値に変換して出力する温度検知手段と、 前記赤外線検出器の出力レベルの変動を補正するために
必要な前記増幅器の利得と前記光学系の内部温度とを対
応させたテーブルをディジタル値で予め記憶しておき、
前記温度検知手段の出力で表される前記光学系内部温度
に対応した前記利得を前記テーブルから読み出す記憶手
段と、 前記記憶手段から読み出された前記利得をアナログ値に
変換するＤ／Ａ変換器と、 前記Ｄ／Ａ変換器から出力された前記利得に対応する前
記利得制御信号を生成する利得制御回路とを備えてなる
温度ドリフト補正装置。 - 【請求項３】被観測物体から輻射された赤外線を受ける
光学系と、前記光学系で形成された赤外線像を受け、ア
ナログ熱画像信号を生成する赤外線検出器と、前記アナ
ログ熱画像信号を利得制御信号に応じた利得で増幅する
利得可変増幅器と、前記増幅器の出力のアナログ熱画像
信号をディジタル信号に変換しディジタル熱画像信号を
生成するＡ／Ｄ変換器とを有する赤外線熱画像装置に設
けられ、 前記増幅器の利得制御信号入力端子に前記利得制御信号
を与え、前記光学系の内部温度に応じて生じる前記赤外
線検出器の出力レベルの変動を補正するだけの値に該増
幅器の利得を制御することにより、前記ディジタル熱画
像信号で表される温度を前記被観測物体の温度に一致さ
せる温度ドリフト補正装置において、 前記光学系の内部温度を検知し、該光学系内部温度をデ
ィジタル値に変換して出力する温度検知手段と、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力のディジタル熱画像信号を受
け、該ディジタル熱画像信号を前記被観測物体の各部の
温度を表す温度データに変換する温度データ検出器と、 前記温度データ検出器から出力される前記温度データと
前記温度検知手段から出力される前記光学系内部温度と
から、前記赤外線検出器の出力レベルの変動を補正する
ために必要な前記増幅器の利得と前記光学系内部温度と
を対応させた温度−利得特性線を作成し、該温度−利得
特性線をテーブルの形式で記憶しておき、該テーブルを
記憶した後に前記温度検知手段から前記光学系内部温度
が送られた時は、該光学系内部温度に対応した前記利得
を前記テーブルから読み出す中央演算処理装置と、 前記中央演算処理装置から読み出された前記利得をアナ
ログ値に変換するＤ／Ａ変換器と、 前記Ｄ／Ａ変換器から出力された前記利得に対応する前
記利得制御信号を生成する利得制御回路とを備えてなる
赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正装置。 - 【請求項４】被観測物体から輻射された赤外線を受ける
光学系と、 前記光学系で形成された赤外線像を受け、アナログ熱画
像信号を生成する赤外線検出器と、 前記アナログ熱画像信号を利得制御信号に応じた利得で
増幅する利得可変増幅器と、 前記増幅器の出力のアナログ熱画像信号をディジタル信
号に変換しディジタル熱画像信号を生成するＡ／Ｄ変換
器と、 前記増幅器の利得制御信号入力端子に前記利得制御信号
を与え、前記光学系の内部温度に応じて生じる前記赤外
線検出器の出力レベルの変動を補正するだけの値に該増
幅器の利得を制御することにより、前記ディジタル熱画
像信号で表される温度を前記被観測物体の温度に一致さ
せる温度ドリフト補正装置とを有し、 前記温度ドリフト補正装置は、 前記光学系の内部温度を検知し、該光学系内部温度をデ
ィジタル値に変換して出力する温度検知手段と、 前記Ａ／Ｄ変換器の出力のディジタル熱画像信号を受
け、該ディジタル熱画像信号を前記被観測物体の各部の
温度を表す温度データに変換する温度データ検出器と、 前記温度データ検出器から出力される前記温度データと
前記温度検知手段から出力される前記光学系内部温度と
から、前記赤外線検出器の出力レベルの変動を補正する
ために必要な前記増幅器の利得と前記光学系内部温度と
を対応させた温度−利得特性線を作成し、該温度−利得
特性線をディジタル値で記憶しておき、該温度−利得特
性線を記憶した後に前記温度検知手段から前記光学系内
部温度が送られた時は、該光学系内部温度に対応した前
記利得を前記温度−利得特性線から読み出す中央演算処
理装置と、 前記中央演算処理装置から読み出された前記利得をアナ
ログ値に変換するＤ／Ａ変換器と、 前記Ｄ／Ａ変換器から出力された前記利得に対応する前
記利得制御信号を生成する利得制御回路とを備えてなる
赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正方法において、 前記被観測物体の温度ＴB を前記赤外線検出器の検知範
囲内の所定温度ＴB0に設定し、 前記光学系内部温度ＴK を第１の温度ＴK1にする環境に
前記赤外線熱画像装置を置き、前記温度データ検出器か
ら出力される前記温度データが所定温度ＴB0となる第１
の利得Ｇ1 を前記中央演算処理装置で生成し、 次に、前記光学系の内部温度ＴK を第２の温度ＴK2にす
る環境に前記赤外線熱画像装置を置き、前記温度データ
検出器から出力される前記温度データが所定温度ＴB0と
なる第２の利得Ｇ2 を前記中央演算処理装置で生成し、 前記中央演算処理装置は、前記光学系内部温度ＴK と前
記中央演算処理装置の出力の利得Ｇとの直交座標系にお
いて、（ＴK1，Ｇ1 ）の点Ｐ1 と（ＴK2，Ｇ2）の点Ｐ2
とを直線で結んで前記温度−利得特性線を生成するこ
とを特徴とする赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正方
法。 - 【請求項５】前記所定温度ＴB0が、前記赤外線検出器の
検知範囲内の最高温度または最高温度近傍の温度である
ことを特徴とする請求項４に記載の赤外線熱画像装置の
温度ドリフト補正方法。 - 【請求項６】前記所定温度ＴB0に保持する前記被観測物
体を黒体炉としたことを特徴とする請求項４又は５に記
載の赤外線熱画像装置の温度ドリフト補正方法。 - 【請求項７】前記中央演算処理装置は、前記光学系内部
温度ＴK と前記中央演算処理装置の出力の利得Ｇとに関
するテーブルの形式で前記温度−利得特性線を記憶する
ことを請求項４，５又は６に記載の赤外線熱画像装置の
温度ドリフト補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6173033A JPH0835885A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 赤外線熱画像装置における温度ドリフト補正装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6173033A JPH0835885A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 赤外線熱画像装置における温度ドリフト補正装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0835885A true JPH0835885A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=15952959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6173033A Pending JPH0835885A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 赤外線熱画像装置における温度ドリフト補正装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0835885A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002033366A1 (fr) * | 2000-10-16 | 2002-04-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Camera infrarouge |
| JP2023150616A (ja) * | 2022-01-27 | 2023-10-16 | 國家中山科學研究院 | 感温素子の温度変動下で黒体の温度測定を修正する方法 |
-
1994
- 1994-07-26 JP JP6173033A patent/JPH0835885A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002033366A1 (fr) * | 2000-10-16 | 2002-04-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Camera infrarouge |
| US6894280B2 (en) | 2000-10-16 | 2005-05-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared camera |
| JP2023150616A (ja) * | 2022-01-27 | 2023-10-16 | 國家中山科學研究院 | 感温素子の温度変動下で黒体の温度測定を修正する方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011106 |