JPH0843210A - 温度ならびに放射率測定方法 - Google Patents
温度ならびに放射率測定方法Info
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- JPH0843210A JPH0843210A JP6179882A JP17988294A JPH0843210A JP H0843210 A JPH0843210 A JP H0843210A JP 6179882 A JP6179882 A JP 6179882A JP 17988294 A JP17988294 A JP 17988294A JP H0843210 A JPH0843210 A JP H0843210A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体撮像素子の出力信号を用いて、対象物の
温度と放射率を容易に得る。 【構成】 二つの互いに異なる分光感度特性を有する固
体撮像素子１の出力信号と、画像補正回路５，６とにあ
らかじめ蓄えてある感度補正データとを用いて、画像補
正回路５，６において固体撮像素子を構成する画素間の
感度バラツキ補正を行う。画像演算回路８には、あらか
じめ測定しておいた固体撮像素子の量子効率とバリアハ
イトの値と光学系の透過特性とを用いて、プランク輻射
の式から求めた固体撮像素子の出力信号の対象物の温度
と放射率に対する依存性を示す係数が蓄えられている。
対象物の背景温度を仮定することで、画像演算回路にお
いて、固体撮像素子の出力信号と、前記係数とから、対
象物の温度と放射率を求めることができる。
温度と放射率を容易に得る。 【構成】 二つの互いに異なる分光感度特性を有する固
体撮像素子１の出力信号と、画像補正回路５，６とにあ
らかじめ蓄えてある感度補正データとを用いて、画像補
正回路５，６において固体撮像素子を構成する画素間の
感度バラツキ補正を行う。画像演算回路８には、あらか
じめ測定しておいた固体撮像素子の量子効率とバリアハ
イトの値と光学系の透過特性とを用いて、プランク輻射
の式から求めた固体撮像素子の出力信号の対象物の温度
と放射率に対する依存性を示す係数が蓄えられている。
対象物の背景温度を仮定することで、画像演算回路にお
いて、固体撮像素子の出力信号と、前記係数とから、対
象物の温度と放射率を求めることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素
子を用いて対象物に非接触で対象物の温度ならびに放射
率を測定する方法に関し、特に二つの互いに異なる分光
感度特性を有する固体撮像素子の出力信号を用いて、対
象物の温度と放射率とを決定する方法に関する。
子を用いて対象物に非接触で対象物の温度ならびに放射
率を測定する方法に関し、特に二つの互いに異なる分光
感度特性を有する固体撮像素子の出力信号を用いて、対
象物の温度と放射率とを決定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて
対象物に非接触で測定する対象物の温度は、対象物の放
射率を１．０と仮定し黒体輻射の式から求められること
が多い。しかし、実際の対象物の放射率は０．０から
１．０までの値を取るため、算出された温度と実際の温
度とには大きな誤差が生じるという問題がある。
対象物に非接触で測定する対象物の温度は、対象物の放
射率を１．０と仮定し黒体輻射の式から求められること
が多い。しかし、実際の対象物の放射率は０．０から
１．０までの値を取るため、算出された温度と実際の温
度とには大きな誤差が生じるという問題がある。
【０００３】このような問題に関連した従来技術とし
て、以下のようなものがある。
て、以下のようなものがある。
【０００４】特開昭５９−１０５７７４号公報に記載の
技術では、異なる２種類の波長帯の赤外線を検出し、そ
の強度の比に比例した画像を得ることによって、対象物
の材質や表面状態に左右されることなく対象物の絶対的
な表面温度の分布を観察している。
技術では、異なる２種類の波長帯の赤外線を検出し、そ
の強度の比に比例した画像を得ることによって、対象物
の材質や表面状態に左右されることなく対象物の絶対的
な表面温度の分布を観察している。
【０００５】特開昭６０−０１４５７８号公報に記載の
技術では、赤外線分光感度特性が互いに異なる複数個の
赤外線固体撮像素子を用いて被写物体の同一の熱線像を
撮像することによって、被写物体の温度分布を求め得る
とともに、被写物体の絶対温度値をも、基準温度黒体に
よることなく、複数個の赤外線固体撮像素子がそれぞれ
出力する被写物体の画像信号から求めている。
技術では、赤外線分光感度特性が互いに異なる複数個の
赤外線固体撮像素子を用いて被写物体の同一の熱線像を
撮像することによって、被写物体の温度分布を求め得る
とともに、被写物体の絶対温度値をも、基準温度黒体に
よることなく、複数個の赤外線固体撮像素子がそれぞれ
出力する被写物体の画像信号から求めている。
【０００６】特開昭６２−２４９０３５号公報に記載の
技術では、２次元的に計測する波長感度特性の異なる２
台のカメラと、これら２台のカメラのそれぞれの出力画
像信号を保存するメモリー装置と、このメモリー装置の
画像信号に空間フィルタリング処理および画像間の減算
処理を行う演算器とを備えることにより、高温容器の稼
働状態で内壁部のキャスタブルのひび割れ、剥離及び摩
擦等の異常状態を検出している。
技術では、２次元的に計測する波長感度特性の異なる２
台のカメラと、これら２台のカメラのそれぞれの出力画
像信号を保存するメモリー装置と、このメモリー装置の
画像信号に空間フィルタリング処理および画像間の減算
処理を行う演算器とを備えることにより、高温容器の稼
働状態で内壁部のキャスタブルのひび割れ、剥離及び摩
擦等の異常状態を検出している。
【０００７】特公平０２−０６３３１１号公報に記載の
技術では、互いに異なる障壁の高さを有する複数個のシ
ョットキ接合が互いの間に間隔をおいて列方向もしくは
行方向にストライプ状に配置されたショットキ接合スト
ライプ状アレイまたは複数個のショットキ接合が互いの
間に間隔をおいて列方向もしくは行方向にモザイク状に
配置されたショットキ接合モザイク状アレイで赤外線光
電変換部を構成することで、被写体のほぼ同一部分を撮
像することができるようにして、複数個のショットキ接
合の出力信号を計算処理して、被写体の温度分布と絶対
温度を求めている。
技術では、互いに異なる障壁の高さを有する複数個のシ
ョットキ接合が互いの間に間隔をおいて列方向もしくは
行方向にストライプ状に配置されたショットキ接合スト
ライプ状アレイまたは複数個のショットキ接合が互いの
間に間隔をおいて列方向もしくは行方向にモザイク状に
配置されたショットキ接合モザイク状アレイで赤外線光
電変換部を構成することで、被写体のほぼ同一部分を撮
像することができるようにして、複数個のショットキ接
合の出力信号を計算処理して、被写体の温度分布と絶対
温度を求めている。
【０００８】特開平０２−１５３６９２号公報に記載の
技術では、周期的に発光する発光源による照明光を検出
する検出手段を設け、黒体輻射に近似した光源に対応し
た色温度変換テーブルを記憶値として持つ記憶手段から
検出色温度に応じて求められる出力データを検出手段か
らの検出出力に基づいて補正している。
技術では、周期的に発光する発光源による照明光を検出
する検出手段を設け、黒体輻射に近似した光源に対応し
た色温度変換テーブルを記憶値として持つ記憶手段から
検出色温度に応じて求められる出力データを検出手段か
らの検出出力に基づいて補正している。
【０００９】特開平０２−１５３６９３号公報に記載の
技術では、周期的に発光する発光源による照明光を検出
する検出手段を設け、黒体輻射に近似した光源に対応し
た色温度変換テーブルを記憶値として持つ第１の記憶手
段、または周期的に発光する発光源の分光特性に対応し
た色温度変換テーブルを記憶値として持つ第２の記憶手
段から、検出色温度に応じたデータを選択的に求めるよ
うにしている。
技術では、周期的に発光する発光源による照明光を検出
する検出手段を設け、黒体輻射に近似した光源に対応し
た色温度変換テーブルを記憶値として持つ第１の記憶手
段、または周期的に発光する発光源の分光特性に対応し
た色温度変換テーブルを記憶値として持つ第２の記憶手
段から、検出色温度に応じたデータを選択的に求めるよ
うにしている。
【００１０】特開平０４−１５０５６７号公報に記載の
技術では、入力カラー画像を色分解し、第１の色分解信
号を生成する手段と、第１の色分解信号から補正演算に
より第２の色分解信号を得る補正演算手段と、第２の色
分解信号に基づき、出力媒体にカラー画像を出力するカ
ラー画像出力手段とを有し、補正演算手段の補正演算条
件を変更することで、入力カラー画像の特定の色相にお
ける色調を補正している。
技術では、入力カラー画像を色分解し、第１の色分解信
号を生成する手段と、第１の色分解信号から補正演算に
より第２の色分解信号を得る補正演算手段と、第２の色
分解信号に基づき、出力媒体にカラー画像を出力するカ
ラー画像出力手段とを有し、補正演算手段の補正演算条
件を変更することで、入力カラー画像の特定の色相にお
ける色調を補正している。
【００１１】これら従来技術のうちの１つである特開昭
６０−０１４５７８号公報に記載の赤外線撮像装置を図
４に示す。図４において、被写物体５０から赤外線レン
ズ２を通った熱線が、赤外線ビームスプリッタ８，９に
よって三方向に分けられて、赤外線固体撮像素子１０に
は、赤外線バンドパスフィルタ１３によって、被写物体
５０のλ1 ±Δλ1 ／２の波長の赤外線像が結ばれ、赤
外線固体撮像素子１１には、赤外線バンドパスフィルタ
１４によって、λ2 ±Δλ2 ／２の波長の赤外線像が結
ばれ、赤外線固体撮像素子１２には、赤外線バンドパス
フィルタ１５によって、λ3 ±Δλ3 ／２の波長の赤外
線像が結ばれる。要するにこれらの赤外線固体撮像素子
１０、１１、１２は、赤外線バンドパスフィルタ１３、
１４、１５によって、互いに異なる赤外線分光感度特性
を持ったことになる。そして、赤外線固体撮像素子１０
からλ1 ±Δλ1 ／２の波長の赤外線像の画像信号Ｉ1
が信号処理回路１６へ出力され、赤外線固体撮像素子１
１からλ2 ±Δλ2 ／２の波長の赤外線像の画像信号Ｉ
2 が信号処理回路１６へ出力され、赤外線固体撮像素子
１２からλ3 ±Δλ3 ／２の波長の赤外線像の画像信号
Ｉ3 が信号処理回路１６へ出力される。信号処理回路１
６では、赤外線固体撮像素子１０、１１、１２から出力
された画像信号Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 を被写物体５０の温度
分布を示す画像信号Ｉと、被写物体５０の絶対温度Ｔを
示す信号と、被写物体５０の放射率εを示す信号とに変
換して出力する。
６０−０１４５７８号公報に記載の赤外線撮像装置を図
４に示す。図４において、被写物体５０から赤外線レン
ズ２を通った熱線が、赤外線ビームスプリッタ８，９に
よって三方向に分けられて、赤外線固体撮像素子１０に
は、赤外線バンドパスフィルタ１３によって、被写物体
５０のλ1 ±Δλ1 ／２の波長の赤外線像が結ばれ、赤
外線固体撮像素子１１には、赤外線バンドパスフィルタ
１４によって、λ2 ±Δλ2 ／２の波長の赤外線像が結
ばれ、赤外線固体撮像素子１２には、赤外線バンドパス
フィルタ１５によって、λ3 ±Δλ3 ／２の波長の赤外
線像が結ばれる。要するにこれらの赤外線固体撮像素子
１０、１１、１２は、赤外線バンドパスフィルタ１３、
１４、１５によって、互いに異なる赤外線分光感度特性
を持ったことになる。そして、赤外線固体撮像素子１０
からλ1 ±Δλ1 ／２の波長の赤外線像の画像信号Ｉ1
が信号処理回路１６へ出力され、赤外線固体撮像素子１
１からλ2 ±Δλ2 ／２の波長の赤外線像の画像信号Ｉ
2 が信号処理回路１６へ出力され、赤外線固体撮像素子
１２からλ3 ±Δλ3 ／２の波長の赤外線像の画像信号
Ｉ3 が信号処理回路１６へ出力される。信号処理回路１
６では、赤外線固体撮像素子１０、１１、１２から出力
された画像信号Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 を被写物体５０の温度
分布を示す画像信号Ｉと、被写物体５０の絶対温度Ｔを
示す信号と、被写物体５０の放射率εを示す信号とに変
換して出力する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】特開昭５９−１０５７
７４号公報に記載の技術では、異なる２種の波長帯での
被測定物体の赤外線強度を計測し、それらの比から被測
定物体の表面温度を求める際、計測に用いる異なる２種
の波長帯での被測定物体放射率が等しくなければ、正し
い表面温度を求められないという問題がある。
７４号公報に記載の技術では、異なる２種の波長帯での
被測定物体の赤外線強度を計測し、それらの比から被測
定物体の表面温度を求める際、計測に用いる異なる２種
の波長帯での被測定物体放射率が等しくなければ、正し
い表面温度を求められないという問題がある。
【００１３】特開昭６０−０１４５７８号公報ならびに
特公平０２−０６３３１１号公報に記載の技術では、互
いに異なる赤外線分光感度特性を有する三つの赤外線固
体撮像素子を用いて、かつ被写物体の背景温度を外部か
ら設定してやらなければ、被写物体の絶対温度と放射率
を求められないという問題と、二つの互いに異なる赤外
線分光感度特性を有する赤外線固体撮像素子を用いた場
合には、被写物体の背景温度と放射率を外部から設定し
てやらなければ、被写物体の絶対温度を求められないと
いう問題がある。
特公平０２−０６３３１１号公報に記載の技術では、互
いに異なる赤外線分光感度特性を有する三つの赤外線固
体撮像素子を用いて、かつ被写物体の背景温度を外部か
ら設定してやらなければ、被写物体の絶対温度と放射率
を求められないという問題と、二つの互いに異なる赤外
線分光感度特性を有する赤外線固体撮像素子を用いた場
合には、被写物体の背景温度と放射率を外部から設定し
てやらなければ、被写物体の絶対温度を求められないと
いう問題がある。
【００１４】特開昭６２−２４９０３５号公報に記載の
技術では、被計測対象の表面温度が背景光の反射成分を
無視できるほど高温でないと、被計測物体の温度差を求
められないという問題がある。
技術では、被計測対象の表面温度が背景光の反射成分を
無視できるほど高温でないと、被計測物体の温度差を求
められないという問題がある。
【００１５】特開平０２−１５３６９２号公報ならびに
特開平０２−１５３６９３号公報に記載の技術では、周
期的に発光する発光源による照明光を用いない場合に
は、従来の装置となんら変わらないという問題がある。
特開平０２−１５３６９３号公報に記載の技術では、周
期的に発光する発光源による照明光を用いない場合に
は、従来の装置となんら変わらないという問題がある。
【００１６】特開平０４−１５０５６７号公報に記載の
技術では、画像入力デバイスの分光感度特性と、出力に
用いる現像手段の分光感度特性の補正演算手段を提供す
るだけで、画像データから対象物の温度と放射率などの
対象物自体が持つ物理量への変換方法については、何も
述べられてないという問題がある。
技術では、画像入力デバイスの分光感度特性と、出力に
用いる現像手段の分光感度特性の補正演算手段を提供す
るだけで、画像データから対象物の温度と放射率などの
対象物自体が持つ物理量への変換方法については、何も
述べられてないという問題がある。
【００１７】本発明の目的は、上記問題を解決した温度
ならびに放射率測定方法を提供することにある。
ならびに放射率測定方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上述した種々の問題点を
解決するため、本発明による温度ならびに放射率測定方
法は、あらかじめ画像補正回路に蓄えてある感度補正デ
ータを用いて画素間の感度バラツキの補正を行なった二
つの互いに異なる分光感度特性を有する固体撮像素子の
出力信号と、あらかじめ画像演算回路に設定された固体
撮像素子の分光感度特性から求めた出力信号の温度なら
びに放射率依存性を表す係数との間で演算処理を施すこ
とで対象物の温度と放射率を決定する。
解決するため、本発明による温度ならびに放射率測定方
法は、あらかじめ画像補正回路に蓄えてある感度補正デ
ータを用いて画素間の感度バラツキの補正を行なった二
つの互いに異なる分光感度特性を有する固体撮像素子の
出力信号と、あらかじめ画像演算回路に設定された固体
撮像素子の分光感度特性から求めた出力信号の温度なら
びに放射率依存性を表す係数との間で演算処理を施すこ
とで対象物の温度と放射率を決定する。
【００１９】
【作用】二つの互いに異なる分光感度特性を有する固体
撮像素子の出力信号と、画像補正回路とにあらかじめ蓄
えてある感度補正データとを用いて、前記画像補正回路
において固体撮像素子を構成する画素間の感度バラツキ
補正を行う。画像演算回路には、あらかじめ測定してお
いた固体撮像素子の量子効率とバリアハイトの値と光学
系の透過特性とを用いて、プランク輻射の式から求めた
固体撮像素子の出力信号の対象物の温度と放射率に対す
る依存性を示す係数が蓄えられている。対象物の背景温
度を仮定することで、画像演算回路において、固体撮像
素子の出力信号と、前記係数とから、対象物の温度と放
射率を求めることができる。
撮像素子の出力信号と、画像補正回路とにあらかじめ蓄
えてある感度補正データとを用いて、前記画像補正回路
において固体撮像素子を構成する画素間の感度バラツキ
補正を行う。画像演算回路には、あらかじめ測定してお
いた固体撮像素子の量子効率とバリアハイトの値と光学
系の透過特性とを用いて、プランク輻射の式から求めた
固体撮像素子の出力信号の対象物の温度と放射率に対す
る依存性を示す係数が蓄えられている。対象物の背景温
度を仮定することで、画像演算回路において、固体撮像
素子の出力信号と、前記係数とから、対象物の温度と放
射率を求めることができる。
【００２０】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。
する。
【００２１】図１は、本発明の温度ならびに放射率測定
方法を実施する画像処理装置を示す。この画像処理装置
は、固体撮像素子１と、ドライバ回路２と、基準信号発
生回路３と、信号レベル調整回路４と、画像補正回路
５，６と、データセレクタ回路７と、画像演算回路８
と、信号出力回路９と、コンピュータ１０と、コントロ
ールバス１１と、カメラバス１２とから構成されてい
る。
方法を実施する画像処理装置を示す。この画像処理装置
は、固体撮像素子１と、ドライバ回路２と、基準信号発
生回路３と、信号レベル調整回路４と、画像補正回路
５，６と、データセレクタ回路７と、画像演算回路８
と、信号出力回路９と、コンピュータ１０と、コントロ
ールバス１１と、カメラバス１２とから構成されてい
る。
【００２２】固体撮像素子１は、二つの異なる分光感度
特性を有する画素から構成されている。このような固体
撮像素子として、互いに異なるバリアハイトを有するシ
ョットキ接合型固体撮像素子を用いる。ドライバ回路２
は、固体撮像素子１の光電変換信号を順次読み出せるよ
うに固体撮像素子１を駆動する。信号レベル調整回路４
は、固体撮像素子１の出力信号のレベルを調整して、分
光感度特性の異なる出力信号をそれぞれ処理する画像補
正回路５，６へ送る。画像補正回路には、あらかじめ感
度補正データが蓄えられており、この感度補正データを
用いて固体撮像素子１の出力信号の画素間の感度バラツ
キの補正を行なう。補正された固体撮像素子の出力信号
は、データセレクタ回路７を介して、画像演算回路８に
送られる。
特性を有する画素から構成されている。このような固体
撮像素子として、互いに異なるバリアハイトを有するシ
ョットキ接合型固体撮像素子を用いる。ドライバ回路２
は、固体撮像素子１の光電変換信号を順次読み出せるよ
うに固体撮像素子１を駆動する。信号レベル調整回路４
は、固体撮像素子１の出力信号のレベルを調整して、分
光感度特性の異なる出力信号をそれぞれ処理する画像補
正回路５，６へ送る。画像補正回路には、あらかじめ感
度補正データが蓄えられており、この感度補正データを
用いて固体撮像素子１の出力信号の画素間の感度バラツ
キの補正を行なう。補正された固体撮像素子の出力信号
は、データセレクタ回路７を介して、画像演算回路８に
送られる。
【００２３】感度補正データは、固体撮像素子１の感度
測定値から求めるが、この処理は、コントロールバス１
１を介して、コンピュータ１０で行なうことができる。
測定値から求めるが、この処理は、コントロールバス１
１を介して、コンピュータ１０で行なうことができる。
【００２４】画像演算回路８には、あらかじめ固体撮像
素子１の分光感度特性から求めた出力信号の温度ならび
に放射率依存性を表す係数、すなわちあらかじめ測定し
ておいた固体撮像素子１の量子効率とバリアハイトの値
と光学系の透過特性とを用いて、プランク輻射の式から
求めた固体撮像素子１の出力信号の対象物の温度と放射
率に対する依存性を示す係数が蓄えられており、固体撮
像素子１からの出力信号とこの係数との間で演算処理を
施し、対象物の温度と放射率を得る。
素子１の分光感度特性から求めた出力信号の温度ならび
に放射率依存性を表す係数、すなわちあらかじめ測定し
ておいた固体撮像素子１の量子効率とバリアハイトの値
と光学系の透過特性とを用いて、プランク輻射の式から
求めた固体撮像素子１の出力信号の対象物の温度と放射
率に対する依存性を示す係数が蓄えられており、固体撮
像素子１からの出力信号とこの係数との間で演算処理を
施し、対象物の温度と放射率を得る。
【００２５】画像演算回路にあらかじめ設定する係数
は、コントロールバス１１を介してコンピュータ１０で
行なうことができる。
は、コントロールバス１１を介してコンピュータ１０で
行なうことができる。
【００２６】出力信号回路９は、画像演算回路８の出力
レベルを調整するとともに映像信号を付加する。コンピ
ュータ１０は、コントロールバス１１を介して演算結果
の受け渡しならびに装置の条件設定を行う。カメラバス
１２は、基準信号発生装置３からの制御信号を転送す
る。
レベルを調整するとともに映像信号を付加する。コンピ
ュータ１０は、コントロールバス１１を介して演算結果
の受け渡しならびに装置の条件設定を行う。カメラバス
１２は、基準信号発生装置３からの制御信号を転送す
る。
【００２７】図２ならびに図３は、本発明における対象
物の温度と放射率を求める原理作用の一例の説明図であ
る。
物の温度と放射率を求める原理作用の一例の説明図であ
る。
【００２８】固体撮像素子１の画素当たりの出力電子数
Ｎは、測定対象物が熱平衡状態で、かつ光路方向の厚さ
が充分あり不透明物質（対象物の透過率τobj ＝０）と
仮定できる場合には、式（１）ならびに（２）で表すこ
とができる。式（１）のＡsen はセンサ面積、ｆｆsen
はフィルファクター、ｔsen は積分時間、式（２）のＴ
obj 、εobj は対象物の温度と放射率、Ｔsun 、ｓｒ
sun は太陽の黒体温度と平均立体角、Ｔair 、ｓair は
大気の温度と散乱の寄与率をそれぞれ表す。
Ｎは、測定対象物が熱平衡状態で、かつ光路方向の厚さ
が充分あり不透明物質（対象物の透過率τobj ＝０）と
仮定できる場合には、式（１）ならびに（２）で表すこ
とができる。式（１）のＡsen はセンサ面積、ｆｆsen
はフィルファクター、ｔsen は積分時間、式（２）のＴ
obj 、εobj は対象物の温度と放射率、Ｔsun 、ｓｒ
sun は太陽の黒体温度と平均立体角、Ｔair 、ｓair は
大気の温度と散乱の寄与率をそれぞれ表す。
【００２９】
【数１】
【００３０】また、温度Ｔの単位立体角当たりの黒体輻
射ＮBBは式（３）、センサ応答ηは例えばショットキバ
リア型のセンサでは式（４）（Ｃ1 ：量子効率、φSB：
バリアハイト）、太陽平均立体角ｓｒsun は式（５）
（ＲO ：太陽半径、ｒau：太陽地球間の平均距離）でそ
れぞれ表され、フィルターとレンズの透過率τ
fil （λ）、τlen （λ）は実測値をそれぞれ用い、波
長域λ1 からλ2 、例えば３〜５μｍの波長域の積分を
行なう。
射ＮBBは式（３）、センサ応答ηは例えばショットキバ
リア型のセンサでは式（４）（Ｃ1 ：量子効率、φSB：
バリアハイト）、太陽平均立体角ｓｒsun は式（５）
（ＲO ：太陽半径、ｒau：太陽地球間の平均距離）でそ
れぞれ表され、フィルターとレンズの透過率τ
fil （λ）、τlen （λ）は実測値をそれぞれ用い、波
長域λ1 からλ2 、例えば３〜５μｍの波長域の積分を
行なう。
【００３１】これらの式から求めた単位面積、単位立体
角当たりの入射分光照度の放射率依存性を図２に示す。
この図から放射率が高くなるに従って３〜５［μｍ］帯
の分光照度が低くなっており、対象物の放射率の値が入
射照度の値に大きく影響することがわかる。このことか
ら、実際の熱撮像から正確な対象物の温度を得るには、
対象物の放射率をも同時に求める必要がある。
角当たりの入射分光照度の放射率依存性を図２に示す。
この図から放射率が高くなるに従って３〜５［μｍ］帯
の分光照度が低くなっており、対象物の放射率の値が入
射照度の値に大きく影響することがわかる。このことか
ら、実際の熱撮像から正確な対象物の温度を得るには、
対象物の放射率をも同時に求める必要がある。
【００３２】そこで、センサ特性が出力電子数Ｎに与え
る影響を検討するために、式（１）を式（６）のように
変形する。
る影響を検討するために、式（１）を式（６）のように
変形する。
【００３３】
【数２】
【００３４】出力電子数Ｎは、式（７）で表される対象
物の放射率に掛かる係数ａ0 と、放射率に関して定数と
扱えるｂ1 、ｂ2 から成ることがわかる。定数ｂ1 、ｂ
2 は式（８）、（９）から、それぞれ太陽光成分と散乱
成分が寄与しており、対象物の温度に対しても定数とし
て取り扱える。
物の放射率に掛かる係数ａ0 と、放射率に関して定数と
扱えるｂ1 、ｂ2 から成ることがわかる。定数ｂ1 、ｂ
2 は式（８）、（９）から、それぞれ太陽光成分と散乱
成分が寄与しており、対象物の温度に対しても定数とし
て取り扱える。
【００３５】標準的な光学系とセンサ特性を用いて計算
した係数ａ0 の対象物の温度と放射率依存性を図３に示
す。
した係数ａ0 の対象物の温度と放射率依存性を図３に示
す。
【００３６】様々な特性を持つ光学系とセンサ特性につ
いて本発明で示した関係式を解析した結果、係数ａ0 は
対象物温度に対して２次関数で表わすことができ、放射
率に対しては１次関数で表わせることが判明した。
いて本発明で示した関係式を解析した結果、係数ａ0 は
対象物温度に対して２次関数で表わすことができ、放射
率に対しては１次関数で表わせることが判明した。
【００３７】このことから、対象物の背景温度を仮定す
ることで、画像演算回路８において、二つの互いに異な
る分光感度特性を有する固体撮像素子１の出力信号と、
画像演算回路８にあらかじめ蓄えてある前記係数とか
ら、対象物の温度と放射率を求めることができる。
ることで、画像演算回路８において、二つの互いに異な
る分光感度特性を有する固体撮像素子１の出力信号と、
画像演算回路８にあらかじめ蓄えてある前記係数とか
ら、対象物の温度と放射率を求めることができる。
【００３８】なお、画像演算回路８に前記係数を複数持
つことで、対象物の温度と放射率を求める以外に、従来
の放射率を仮定した上で求めた対象物温度画像との比較
を瞬時に行える。
つことで、対象物の温度と放射率を求める以外に、従来
の放射率を仮定した上で求めた対象物温度画像との比較
を瞬時に行える。
【００３９】また、本実施例は積分を行う波長域を３〜
５μｍとしているが、例えば大気の透過率の高い８〜１
２μｍであっても、またそれ以外の波長域であってもよ
い。
５μｍとしているが、例えば大気の透過率の高い８〜１
２μｍであっても、またそれ以外の波長域であってもよ
い。
【００４０】また、本実施例は二つの互いに異なる分光
感度特性の固体撮像素子として、互いに異なるバリアハ
イトを有するショットキ接合型固体撮像素子としている
が、その他の固体撮像素子であっても、それらを組み合
わせて用いてもよい。
感度特性の固体撮像素子として、互いに異なるバリアハ
イトを有するショットキ接合型固体撮像素子としている
が、その他の固体撮像素子であっても、それらを組み合
わせて用いてもよい。
【００４１】また、互いに異なる分光感度特性を有する
ためには、透過特性を有するバンドパスフィルタや長波
長カットフィルタや短波長カットフィルタなどのその他
の透過特性を有するフィルタを用いてもよく、それらを
組み合わせて用いてもよい。
ためには、透過特性を有するバンドパスフィルタや長波
長カットフィルタや短波長カットフィルタなどのその他
の透過特性を有するフィルタを用いてもよく、それらを
組み合わせて用いてもよい。
【００４２】また、本実施例において不図示の光学系に
は、レンズでも反射鏡でもその他の光学系でもよくまた
それらを組み合わせて用いてもよい。
は、レンズでも反射鏡でもその他の光学系でもよくまた
それらを組み合わせて用いてもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による温度
ならびに放射率測定方法は、あらかじめ画像補正回路に
蓄えてある感度補正データを用いて画素間の感度バラツ
キの補正を行なった二つの互いに異なる分光感度特性を
有する固体撮像素子の出力信号と、あらかじめ画像演算
回路に設定された固体撮像素子の分光感度特性から求め
た出力信号の温度ならびに放射率依存性を表す係数との
間で演算処理を施すことで対象物の温度と放射率を決定
することができるという効果を有する。
ならびに放射率測定方法は、あらかじめ画像補正回路に
蓄えてある感度補正データを用いて画素間の感度バラツ
キの補正を行なった二つの互いに異なる分光感度特性を
有する固体撮像素子の出力信号と、あらかじめ画像演算
回路に設定された固体撮像素子の分光感度特性から求め
た出力信号の温度ならびに放射率依存性を表す係数との
間で演算処理を施すことで対象物の温度と放射率を決定
することができるという効果を有する。
【図１】本発明を実施する画像処理装置の一構成図であ
る。
る。
【図２】本発明における対象物温度と放射率を求める原
理作用の説明図である。
理作用の説明図である。
【図３】本発明における対象物温度と放射率を求める原
理作用の説明図である。
理作用の説明図である。
【図４】従来の画像処理装置の一例の構成図である。
１ 固体撮像素子 ２ ドライバ回路 ３ 基準信号発生回路 ４ 信号レベル調整回路 ５，６ 画像補正回路 ７ データセレクタ回路 ８ 画像演算回路 ９ 信号出力回路 １０ コンピュータ １１ コントロールバス １２ カメラバス １３ 温度、放射率決定係数
Claims (5)
- 【請求項１】あらかじめ画像補正回路に蓄えてある感度
補正データを用いて画素間の感度バラツキの補正を行な
った二つの互いに異なる分光感度特性を有する固体撮像
素子の出力信号と、あらかじめ画像演算回路に設定され
た固体撮像素子の分光感度特性から求めた出力信号の温
度ならびに放射率依存性を表す係数との間で演算処理を
施すことによって対象物の温度と放射率を容易に得るこ
とを特徴とする温度ならびに放射率測定方法。 - 【請求項２】前記固体撮像素子は、互いに異なりバリア
ハイトを有するショットキ接合型固体撮像素子を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の温度ならびに放射率測
定方法。 - 【請求項３】前記係数は、あらかじめ測定しておいた固
体撮像素子の量子効率とバリアハイトの値と光学系の透
過特性とを用いて、プランク輻射の式から求めることを
特徴とする請求項２記載の温度ならびに放射率測定方
法。 - 【請求項４】感度補正データを固体撮像素子の感度測定
値から求める処理をデータ転送機構を介して外部の処理
装置で行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の温度ならびに放射率測定方法。 - 【請求項５】画像演算回路にあらかじめ設定する係数を
データ転送機構を介して外部の処理装置で行うことを特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の温度ならびに
放射率測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6179882A JPH0843210A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 温度ならびに放射率測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6179882A JPH0843210A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 温度ならびに放射率測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843210A true JPH0843210A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16073554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6179882A Pending JPH0843210A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 温度ならびに放射率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0843210A (ja) |
-
1994
- 1994-08-01 JP JP6179882A patent/JPH0843210A/ja active Pending
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