JPH0953993A - 赤外線カメラにおける環境温度補正装置 - Google Patents
赤外線カメラにおける環境温度補正装置Info
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- JPH0953993A JPH0953993A JP7208701A JP20870195A JPH0953993A JP H0953993 A JPH0953993 A JP H0953993A JP 7208701 A JP7208701 A JP 7208701A JP 20870195 A JP20870195 A JP 20870195A JP H0953993 A JPH0953993 A JP H0953993A
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- Japan
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- optical system
- thermal energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周囲の環境温度による光学系の熱の影響を補
正する。 【解決手段】 物体１から放射された赤外線は、レンズ
２、アイリス３及び鏡筒４からなる光学系を通って赤外
線センサ５に入射する。温度センサ６は光学系の温度を
測定する。熱エネルギー量演算部７は測定された温度値
を光学系の熱エネルギー量に変換する。引き算部８はセ
ンサ５で得られた熱エネルギー量から光学系の熱エネル
ギー量を引く。この引き算を行うことにより、物体１か
ら放射された熱エネルギー量だけを環境温度に関係なく
求めることができる。温度値変換部９は引き算部８から
の熱エネルギー量を温度値に変換する。画像処理部１０
は、温度値変換部９の出力を画像信号に変換して表示部
１１へ出力する。
正する。 【解決手段】 物体１から放射された赤外線は、レンズ
２、アイリス３及び鏡筒４からなる光学系を通って赤外
線センサ５に入射する。温度センサ６は光学系の温度を
測定する。熱エネルギー量演算部７は測定された温度値
を光学系の熱エネルギー量に変換する。引き算部８はセ
ンサ５で得られた熱エネルギー量から光学系の熱エネル
ギー量を引く。この引き算を行うことにより、物体１か
ら放射された熱エネルギー量だけを環境温度に関係なく
求めることができる。温度値変換部９は引き算部８から
の熱エネルギー量を温度値に変換する。画像処理部１０
は、温度値変換部９の出力を画像信号に変換して表示部
１１へ出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体から放射され
た赤外線を検出して物体の温度分布を示す熱画像を表示
する赤外線カメラに関し、特に周囲の環境温度による光
学系の熱の影響を補正することができる環境温度補正装
置に関するものである。
た赤外線を検出して物体の温度分布を示す熱画像を表示
する赤外線カメラに関し、特に周囲の環境温度による光
学系の熱の影響を補正することができる環境温度補正装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】物体の表面温度を非接触で測定する赤外
線カメラは、物体の放射エネルギーを測定して電気信号
に変換するカメラヘッド部と、カメラヘッド部からの信
号を映像信号に変換して熱画像を表示するプロセッサ部
から構成されている。そして、カメラヘッド部は、物体
から放射された赤外線を赤外線センサ上に集束させる光
学系と、赤外線センサ及び赤外線センサを冷却する冷却
器等からなる電気系に大別される。
線カメラは、物体の放射エネルギーを測定して電気信号
に変換するカメラヘッド部と、カメラヘッド部からの信
号を映像信号に変換して熱画像を表示するプロセッサ部
から構成されている。そして、カメラヘッド部は、物体
から放射された赤外線を赤外線センサ上に集束させる光
学系と、赤外線センサ及び赤外線センサを冷却する冷却
器等からなる電気系に大別される。
【０００３】このような赤外線カメラにおいて、物体か
ら放射された赤外線は、上記光学系を通って赤外線セン
サに入射する。よって、赤外線センサで検出する熱エネ
ルギー量には、光学系自身の熱の影響が含まれる。
ら放射された赤外線は、上記光学系を通って赤外線セン
サに入射する。よって、赤外線センサで検出する熱エネ
ルギー量には、光学系自身の熱の影響が含まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の赤
外線カメラでは、赤外線センサで得られる熱エネルギー
量が光学系の熱の影響を受けるため、被観測物体の熱エ
ネルギー量だけを検出することができず、被観測物体の
温度を純粋に測定することができないという問題点があ
った。また、周囲の環境温度が変化すれば、光学系の温
度、つまり光学系の熱エネルギー量も変化するので、環
境温度によって測定結果も変化してしまうという問題点
があった。本発明は、上記課題を解決するためになされ
たもので、被観測物体から放射された熱エネルギー量だ
けを環境温度に関係なく求めることができる環境温度補
正装置を提供することを目的とする。
外線カメラでは、赤外線センサで得られる熱エネルギー
量が光学系の熱の影響を受けるため、被観測物体の熱エ
ネルギー量だけを検出することができず、被観測物体の
温度を純粋に測定することができないという問題点があ
った。また、周囲の環境温度が変化すれば、光学系の温
度、つまり光学系の熱エネルギー量も変化するので、環
境温度によって測定結果も変化してしまうという問題点
があった。本発明は、上記課題を解決するためになされ
たもので、被観測物体から放射された熱エネルギー量だ
けを環境温度に関係なく求めることができる環境温度補
正装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の環境温度補正装
置は、光学系の温度を測定する温度センサと、この温度
センサで測定された温度値を光学系の熱エネルギー量に
変換する熱エネルギー量演算部と、赤外線センサで得ら
れた熱エネルギー量から光学系の熱エネルギー量を減算
する引き算部とを有するものである。このような構成に
より、物体から放射された熱エネルギー量だけを引き算
器で求めることができ、この熱エネルギー量を温度値変
換部に与えることができる。また、熱エネルギー量演算
部は、予め求められた光学系の温度と熱エネルギー量と
の対応関係をテーブルの形式で記憶し、温度センサから
入力された温度値に基づいて熱エネルギー量をテーブル
から読み出すものである。
置は、光学系の温度を測定する温度センサと、この温度
センサで測定された温度値を光学系の熱エネルギー量に
変換する熱エネルギー量演算部と、赤外線センサで得ら
れた熱エネルギー量から光学系の熱エネルギー量を減算
する引き算部とを有するものである。このような構成に
より、物体から放射された熱エネルギー量だけを引き算
器で求めることができ、この熱エネルギー量を温度値変
換部に与えることができる。また、熱エネルギー量演算
部は、予め求められた光学系の温度と熱エネルギー量と
の対応関係をテーブルの形式で記憶し、温度センサから
入力された温度値に基づいて熱エネルギー量をテーブル
から読み出すものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の１実施の形態とな
る赤外線カメラの環境温度補正装置のブロック図であ
る。１は被観測物体、２は赤外線を集束させるレンズ、
３は赤外線を通す面積を調整するアイリス（絞り）、４
はレンズ２及びアイリス３を覆う鏡筒、５は入射赤外線
のエネルギー量を検出する赤外線センサである。
る赤外線カメラの環境温度補正装置のブロック図であ
る。１は被観測物体、２は赤外線を集束させるレンズ、
３は赤外線を通す面積を調整するアイリス（絞り）、４
はレンズ２及びアイリス３を覆う鏡筒、５は入射赤外線
のエネルギー量を検出する赤外線センサである。
【０００７】また、６はレンズ２、アイリス３及び鏡筒
４からなる光学系の温度を測定する温度センサ、７は温
度センサ６で測定された温度値を光学系の熱エネルギー
量に変換する熱エネルギー量演算部、８は赤外線センサ
５で得られた熱エネルギー量から熱エネルギー量演算部
７で求められた光学系の熱エネルギー量を減算する引き
算部、９は引き算部８から出力された熱エネルギー量を
温度値に変換する温度値変換部、１０は温度値変換部９
の出力を熱画像信号に変換する画像処理部、１１は熱画
像を表示するための表示部である。
４からなる光学系の温度を測定する温度センサ、７は温
度センサ６で測定された温度値を光学系の熱エネルギー
量に変換する熱エネルギー量演算部、８は赤外線センサ
５で得られた熱エネルギー量から熱エネルギー量演算部
７で求められた光学系の熱エネルギー量を減算する引き
算部、９は引き算部８から出力された熱エネルギー量を
温度値に変換する温度値変換部、１０は温度値変換部９
の出力を熱画像信号に変換する画像処理部、１１は熱画
像を表示するための表示部である。
【０００８】また、２０は上記光学系と、赤外線センサ
５、センサ５を冷却する図示しない冷却器及び温度セン
サ６等を有する電気系からなるカメラヘッド部、２１は
熱エネルギー量演算部７、引き算部８、温度値変換部
９、画像処理部１０、表示部１１からなるプロセッサ部
である。そして、図１に示す赤外線カメラにおいて、温
度センサ６、熱エネルギー量演算部７、引き算部８が環
境温度補正装置を構成している。
５、センサ５を冷却する図示しない冷却器及び温度セン
サ６等を有する電気系からなるカメラヘッド部、２１は
熱エネルギー量演算部７、引き算部８、温度値変換部
９、画像処理部１０、表示部１１からなるプロセッサ部
である。そして、図１に示す赤外線カメラにおいて、温
度センサ６、熱エネルギー量演算部７、引き算部８が環
境温度補正装置を構成している。
【０００９】次に、このような環境温度補正装置の動作
を赤外線カメラと共に説明する。被観測物体１から放射
された赤外線は、レンズ２、アイリス３及び鏡筒４から
なる光学系を通って赤外線センサ５に入射する。そし
て、この赤外線のエネルギー量が赤外線センサ５によっ
て検出される。ところで、赤外線センサ５で検出される
熱エネルギー量は、物体１から放射された熱エネルギー
量Ｗ０に光学系の熱エネルギー量Ｗａを加えたものであ
る。
を赤外線カメラと共に説明する。被観測物体１から放射
された赤外線は、レンズ２、アイリス３及び鏡筒４から
なる光学系を通って赤外線センサ５に入射する。そし
て、この赤外線のエネルギー量が赤外線センサ５によっ
て検出される。ところで、赤外線センサ５で検出される
熱エネルギー量は、物体１から放射された熱エネルギー
量Ｗ０に光学系の熱エネルギー量Ｗａを加えたものであ
る。
【００１０】この光学系の熱エネルギー量Ｗａは、赤外
線が通過するレンズ２やアイリス３の熱エネルギー量、
鏡筒４の内面から放射される熱エネルギー量などを含む
ものであり、周囲の環境温度によって変化する。そこ
で、温度センサ６、熱エネルギー量演算部７、引き算部
８からなる環境温度補正装置は、このような光学系の熱
の影響を以下のように補正する。
線が通過するレンズ２やアイリス３の熱エネルギー量、
鏡筒４の内面から放射される熱エネルギー量などを含む
ものであり、周囲の環境温度によって変化する。そこ
で、温度センサ６、熱エネルギー量演算部７、引き算部
８からなる環境温度補正装置は、このような光学系の熱
の影響を以下のように補正する。
【００１１】光学系の近傍に配置された温度センサ６は
光学系の温度を測定する。なお、温度センサ６が測定す
るのは、正確には光学系近傍の環境温度であるが、これ
は実質上光学系の温度と同等である。続いて、熱エネル
ギー量演算部７は、温度センサ６で測定された温度値を
光学系の熱エネルギー量Ｗａに変換する。このために、
熱エネルギー量演算部７内には、光学系の温度と光学系
の熱エネルギー量Ｗａとを対応させた図２のようなテー
ブルが用意されている。
光学系の温度を測定する。なお、温度センサ６が測定す
るのは、正確には光学系近傍の環境温度であるが、これ
は実質上光学系の温度と同等である。続いて、熱エネル
ギー量演算部７は、温度センサ６で測定された温度値を
光学系の熱エネルギー量Ｗａに変換する。このために、
熱エネルギー量演算部７内には、光学系の温度と光学系
の熱エネルギー量Ｗａとを対応させた図２のようなテー
ブルが用意されている。
【００１２】この温度−熱エネルギー量変換のテーブル
は次の方法で作成される。まず、被観測物体を黒体炉と
し、この黒体炉の温度を所定値に設定する。次いで、光
学系の温度を０℃にする環境にカメラヘッド部２０を設
置し、黒体炉を観測する。このとき、赤外線センサ５で
得られる熱エネルギー量は、黒体炉から放射された熱エ
ネルギー量に光学系の熱エネルギー量を加えたものであ
る。
は次の方法で作成される。まず、被観測物体を黒体炉と
し、この黒体炉の温度を所定値に設定する。次いで、光
学系の温度を０℃にする環境にカメラヘッド部２０を設
置し、黒体炉を観測する。このとき、赤外線センサ５で
得られる熱エネルギー量は、黒体炉から放射された熱エ
ネルギー量に光学系の熱エネルギー量を加えたものであ
る。
【００１３】温度が所定値に設定された黒体炉から放射
される熱エネルギー量は予め分かっているので、センサ
５で得られた熱エネルギー量から黒体炉の熱エネルギー
量を引くことで０℃における光学系の熱エネルギー量Ｗ
ａ１を求めることができる。以上のような測定を光学系
の温度（環境温度）を変えながら繰り返すことにより、
図２のような温度−熱エネルギー量変換テーブルを作成
することができる。本実施の形態では、テーブルの温度
範囲を０〜４０℃、温度ステップを５℃としたが、別の
範囲とステップで作成してもよいことは言うまでもな
い。
される熱エネルギー量は予め分かっているので、センサ
５で得られた熱エネルギー量から黒体炉の熱エネルギー
量を引くことで０℃における光学系の熱エネルギー量Ｗ
ａ１を求めることができる。以上のような測定を光学系
の温度（環境温度）を変えながら繰り返すことにより、
図２のような温度−熱エネルギー量変換テーブルを作成
することができる。本実施の形態では、テーブルの温度
範囲を０〜４０℃、温度ステップを５℃としたが、別の
範囲とステップで作成してもよいことは言うまでもな
い。
【００１４】こうして、熱エネルギー量演算部７は、温
度センサ６から入力された温度値に応じた熱エネルギー
量をテーブルから読み出して出力することにより、温度
値を光学系の熱エネルギー量に変換する。そして、引き
算部８は、赤外線センサ５で得られた熱エネルギー量か
ら熱エネルギー量演算部７で得られた光学系の熱エネル
ギー量を引く。このような引き算を行うことにより、被
観測物体１から放射された熱エネルギー量Ｗ０だけを環
境温度に関係なく求めることができる。
度センサ６から入力された温度値に応じた熱エネルギー
量をテーブルから読み出して出力することにより、温度
値を光学系の熱エネルギー量に変換する。そして、引き
算部８は、赤外線センサ５で得られた熱エネルギー量か
ら熱エネルギー量演算部７で得られた光学系の熱エネル
ギー量を引く。このような引き算を行うことにより、被
観測物体１から放射された熱エネルギー量Ｗ０だけを環
境温度に関係なく求めることができる。
【００１５】次に、温度値変換部９は、引き算部８から
出力された熱エネルギー量を温度値に変換する。物体１
から放射される赤外線エネルギー量（赤外線放射量）Ｗ
０と絶対温度Ｔとの間には次式のような関係があり、こ
れを図示すると図３のようになる。 Ｗ０＝σ×ε×Ｔ4 ・・・（１） ただし、式（１）は赤外線の全波長領域にわたる式であ
り、σはステファン・ボルツマン定数で、５．６６９７
×１０-12 〔Ｗ・ｃｍ-2・Ｋ-4〕であり、εは被観測物
体１の表面の放射率である。
出力された熱エネルギー量を温度値に変換する。物体１
から放射される赤外線エネルギー量（赤外線放射量）Ｗ
０と絶対温度Ｔとの間には次式のような関係があり、こ
れを図示すると図３のようになる。 Ｗ０＝σ×ε×Ｔ4 ・・・（１） ただし、式（１）は赤外線の全波長領域にわたる式であ
り、σはステファン・ボルツマン定数で、５．６６９７
×１０-12 〔Ｗ・ｃｍ-2・Ｋ-4〕であり、εは被観測物
体１の表面の放射率である。
【００１６】温度値変換部９内には、式（１）のような
関係に基づく、熱エネルギー量と温度値とを対応させた
熱エネルギー量−温度変換テーブルが用意されている。
これにより、温度値変換部９は、入力された熱エネルギ
ー量に応じた温度値をテーブルから読み出して出力す
る。そして、画像処理部１０は、温度値変換部９の出力
を表示部１１で表示できるような画像信号に変換して表
示部１１へ出力する。こうして、被観測物体１の温度分
布を示す熱画像が表示部１１に表示される。
関係に基づく、熱エネルギー量と温度値とを対応させた
熱エネルギー量−温度変換テーブルが用意されている。
これにより、温度値変換部９は、入力された熱エネルギ
ー量に応じた温度値をテーブルから読み出して出力す
る。そして、画像処理部１０は、温度値変換部９の出力
を表示部１１で表示できるような画像信号に変換して表
示部１１へ出力する。こうして、被観測物体１の温度分
布を示す熱画像が表示部１１に表示される。
【００１７】なお、上述した熱エネルギー量及び温度値
は、実際には全てディジタル信号として処理が行われる
ものである。また、本実施の形態では、光学系をレンズ
２、アイリス３、鏡筒４からなる構成としたが、その他
の構成の光学系であっても本発明を適用することができ
る。
は、実際には全てディジタル信号として処理が行われる
ものである。また、本実施の形態では、光学系をレンズ
２、アイリス３、鏡筒４からなる構成としたが、その他
の構成の光学系であっても本発明を適用することができ
る。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、引き算部が赤外線セン
サで得られた熱エネルギー量から熱エネルギー量演算部
で求められた光学系の熱エネルギー量を引くことによ
り、物体から放射された熱エネルギー量だけを環境温度
に関係なく求めることができ、求めた熱エネルギー量を
温度値変換部に与えることにより、物体の温度を環境温
度の影響を受けることなく純粋に測定することができ
る。
サで得られた熱エネルギー量から熱エネルギー量演算部
で求められた光学系の熱エネルギー量を引くことによ
り、物体から放射された熱エネルギー量だけを環境温度
に関係なく求めることができ、求めた熱エネルギー量を
温度値変換部に与えることにより、物体の温度を環境温
度の影響を受けることなく純粋に測定することができ
る。
【００１９】また、熱エネルギー量演算部が温度センサ
から入力された温度値に応じた熱エネルギー量をテーブ
ルから読み出すことにより、温度センサで測定された温
度値を光学系の熱エネルギー量に容易に変換することが
できる。
から入力された温度値に応じた熱エネルギー量をテーブ
ルから読み出すことにより、温度センサで測定された温
度値を光学系の熱エネルギー量に容易に変換することが
できる。
【図１】 本発明の１実施の形態となる赤外線カメラの
環境温度補正装置のブロック図である。
環境温度補正装置のブロック図である。
【図２】 図１の熱エネルギー量演算部に記憶された温
度−熱エネルギー量変換テーブルを示す図である。
度−熱エネルギー量変換テーブルを示す図である。
【図３】 赤外線エネルギー量と絶対温度との関係を示
す図である。
す図である。
１…被観測物体、２…レンズ、３…アイリス、４…鏡
筒、５…赤外線センサ、６…温度センサ、７…熱エネル
ギー量演算部、８…引き算部、９…温度値変換部、１０
…画像処理部、１１…表示部。
筒、５…赤外線センサ、６…温度センサ、７…熱エネル
ギー量演算部、８…引き算部、９…温度値変換部、１０
…画像処理部、１１…表示部。
Claims (2)
- 【請求項１】 物体から放射された赤外線を光学系で受
光して、この赤外線のエネルギー量を赤外線センサで検
出し、赤外線センサで得られた熱エネルギー量を温度値
変換部にて温度値に変換することにより、物体の温度分
布を表示する赤外線カメラにおいて、周囲の環境温度に
よる光学系の熱の影響を補正するための環境温度補正装
置であって、 光学系の温度を測定する温度センサと、 この温度センサで測定された温度値を光学系の熱エネル
ギー量に変換する熱エネルギー量演算部と、 赤外線センサで得られた熱エネルギー量から前記熱エネ
ルギー量演算部で求められた光学系の熱エネルギー量を
引いて、この結果を前記温度値変換部へ出力する引き算
部とを有することを特徴とする環境温度補正装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の環境温度補正装置におい
て、 前記熱エネルギー量演算部は、予め求められた光学系の
温度と熱エネルギー量との対応関係をテーブルの形式で
記憶し、前記温度センサから入力された温度値に基づい
て熱エネルギー量をテーブルから読み出すものであるこ
とを特徴とする環境温度補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7208701A JPH0953993A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 赤外線カメラにおける環境温度補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7208701A JPH0953993A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 赤外線カメラにおける環境温度補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953993A true JPH0953993A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16560653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7208701A Pending JPH0953993A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 赤外線カメラにおける環境温度補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953993A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7813643B2 (en) | 2006-12-01 | 2010-10-12 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Portable electronic apparatus having remote control module |
| JP2012189987A (ja) * | 2011-02-22 | 2012-10-04 | Tamron Co Ltd | 赤外線レンズユニット、及びそれを備えた赤外線カメラシステム |
-
1995
- 1995-08-16 JP JP7208701A patent/JPH0953993A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7813643B2 (en) | 2006-12-01 | 2010-10-12 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Portable electronic apparatus having remote control module |
| JP2012189987A (ja) * | 2011-02-22 | 2012-10-04 | Tamron Co Ltd | 赤外線レンズユニット、及びそれを備えた赤外線カメラシステム |
| US9338342B2 (en) | 2011-02-22 | 2016-05-10 | Tamron Co., Ltd. | Infrared lens unit and infrared camera system provided with the infrared lens unit |
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