JPH10104082A - 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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- JPH10104082A JPH10104082A JP25414796A JP25414796A JPH10104082A JP H10104082 A JPH10104082 A JP H10104082A JP 25414796 A JP25414796 A JP 25414796A JP 25414796 A JP25414796 A JP 25414796A JP H10104082 A JPH10104082 A JP H10104082A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】赤外線検出器の冷却装置が電子冷却式であり、
環境温度Ｔａと赤外線検出器の出力レベルとの関係を表
す特性線が非直線的であっても、実用上十分な程度に正
確に温度ドリフトを補正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。 【解決手段】赤外線検出器の出力信号を利得可変増幅器
で増幅するようにし、その利得可変増幅器の利得を環境
温度Ｔａに応じて制御し、利得可変増幅器の出力として
環境温度Ｔａに影響されない熱画像信号を得る。環境温
度Ｔａに応じて制御するべきその利得可変増幅器の利得
特性を温度テーブルの形式で記憶しておき、環境温度Ｔ
ａに応じてその温度テーブルから所要の利得を読み出
す。その温度テーブルに記憶する環境温度Ｔａ−利得特
性線を図１のように折れ線とすることにより、赤外線検
出器の出力信号の環境温度特性に正確に合わせた補正を
する。
環境温度Ｔａと赤外線検出器の出力レベルとの関係を表
す特性線が非直線的であっても、実用上十分な程度に正
確に温度ドリフトを補正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。 【解決手段】赤外線検出器の出力信号を利得可変増幅器
で増幅するようにし、その利得可変増幅器の利得を環境
温度Ｔａに応じて制御し、利得可変増幅器の出力として
環境温度Ｔａに影響されない熱画像信号を得る。環境温
度Ｔａに応じて制御するべきその利得可変増幅器の利得
特性を温度テーブルの形式で記憶しておき、環境温度Ｔ
ａに応じてその温度テーブルから所要の利得を読み出
す。その温度テーブルに記憶する環境温度Ｔａ−利得特
性線を図１のように折れ線とすることにより、赤外線検
出器の出力信号の環境温度特性に正確に合わせた補正を
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設
置環境の温度に応じて赤外線検出器の感度が変動し、こ
の感度の変動に起因して生ず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設
置環境の温度に応じて赤外線検出器の感度が変動し、こ
の感度の変動に起因して生ず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
輻射される赤外線を集束させ、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、前記２つをコントロールするため
の制御部、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
輻射される赤外線を集束させ、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、前記２つをコントロールするため
の制御部、の３つに大別される。
【０００３】この赤外線熱画像装置では、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Ｔ
ａが変動すると、その装置の光学系の温度が変動するこ
とや、赤外線検出器を冷却する冷却装置の冷却能力等に
起因し、環境温度Ｔａに応じて赤外線検出器の感度が変
動する。図４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
示す特性図である。赤外線熱画像装置が置かれる環境温
度Ｔａ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Ｔａ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。環境温度Ｔａ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に大きく、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Ｔ
ａが変動すると、その装置の光学系の温度が変動するこ
とや、赤外線検出器を冷却する冷却装置の冷却能力等に
起因し、環境温度Ｔａに応じて赤外線検出器の感度が変
動する。図４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
示す特性図である。赤外線熱画像装置が置かれる環境温
度Ｔａ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Ｔａ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。環境温度Ｔａ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に大きく、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
ンジュームアンチモン（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。環境温度Ｔａに対
する両タイプの性質は異なるが、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
ンジュームアンチモン（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。環境温度Ｔａに対
する両タイプの性質は異なるが、それぞれ広く利用され
ている。
【０００５】即ち、ＰＶタイプは、環境温度Ｔａの変化
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、環境温度Ｔａの変化の影
響を受け易い性質を持つので、ＰＣタイプの赤外線検出
器では温度ドリフトの問題が生ずる。
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、環境温度Ｔａの変化の影
響を受け易い性質を持つので、ＰＣタイプの赤外線検出
器では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５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５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５において、被観測物体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５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１
４２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。
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５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１
４２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】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図５の従来の温度ド
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。
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図５の従来の温度ド
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。
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。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図５の従来の温度ドリ
フト補正装置の欠点を解決ものとして、特願平６−１７
３０３３号の装置がある。特願平６−１７３０３３号の
温度ドリフト補正装置では、赤外線検出器の出力信号を
増幅する利得可変増幅器を備え、環境温度に応じて赤外
線検出器の出力レベルが変動する度合いを予め計測して
おき、その環境温度Ｔａによる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利得可変増幅器の
所要利得Ｇを、該環境温度Ｔａと対応させて温度テーブ
ルに記憶しておき、環境温度Ｔａを測定し、該環境温度
Ｔａに応じて温度テーブルから所要の利得Ｇを読み出
し、利得可変増幅器の利得をその利得Ｇに設定すること
により、利得可変増幅器の出力として被観測物体の正確
な温度を得るものであった。その温度テーブルは、環境
温度Ｔａと利得Ｇとの関係を直交座標で表したときに、
環境温度Ｔａと利得Ｇとは直線的（リニア）な関係であ
ると仮定し、その座標上で２点だけを実測値とし、その
２点の間の環境温度Ｔａではその２点を直線で利得Ｇを
補間していた。
フト補正装置の欠点を解決ものとして、特願平６−１７
３０３３号の装置がある。特願平６−１７３０３３号の
温度ドリフト補正装置では、赤外線検出器の出力信号を
増幅する利得可変増幅器を備え、環境温度に応じて赤外
線検出器の出力レベルが変動する度合いを予め計測して
おき、その環境温度Ｔａによる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利得可変増幅器の
所要利得Ｇを、該環境温度Ｔａと対応させて温度テーブ
ルに記憶しておき、環境温度Ｔａを測定し、該環境温度
Ｔａに応じて温度テーブルから所要の利得Ｇを読み出
し、利得可変増幅器の利得をその利得Ｇに設定すること
により、利得可変増幅器の出力として被観測物体の正確
な温度を得るものであった。その温度テーブルは、環境
温度Ｔａと利得Ｇとの関係を直交座標で表したときに、
環境温度Ｔａと利得Ｇとは直線的（リニア）な関係であ
ると仮定し、その座標上で２点だけを実測値とし、その
２点の間の環境温度Ｔａではその２点を直線で利得Ｇを
補間していた。
【００１１】赤外線検出器の冷却装置がガス冷却器やス
ターリング冷却器のときは、環境温度Ｔａと補正のため
の利得Ｇとは、図２に示すように、おおむね直線的であ
るから特願平６−１７３０３３号の従来装置で実用上足
りる程度に正確に温度ドリフトを補正できた。ところ
が、赤外線検出器の冷却装置が電子冷却式のときには、
環境温度Ｔａと補正のための利得Ｇとの関係は直線とは
かなりずれており、特願平６−１７３０３３号の装置は
実用上十分な程度に正確に温度ドリフトを補正できな
い。
ターリング冷却器のときは、環境温度Ｔａと補正のため
の利得Ｇとは、図２に示すように、おおむね直線的であ
るから特願平６−１７３０３３号の従来装置で実用上足
りる程度に正確に温度ドリフトを補正できた。ところ
が、赤外線検出器の冷却装置が電子冷却式のときには、
環境温度Ｔａと補正のための利得Ｇとの関係は直線とは
かなりずれており、特願平６−１７３０３３号の装置は
実用上十分な程度に正確に温度ドリフトを補正できな
い。
【００１２】そこで、本発明の目的は、赤外線検出器の
冷却装置が電子冷却式であり、環境温度Ｔａと補正のた
めの利得Ｇとの関係は直線とがかなりずれていても、実
用上十分な程度に正確に温度ドリフトを補正できる赤外
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
の提供にある。
冷却装置が電子冷却式であり、環境温度Ｔａと補正のた
めの利得Ｇとの関係は直線とがかなりずれていても、実
用上十分な程度に正確に温度ドリフトを補正できる赤外
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
の提供にある。
【００１３】
【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。
【００１４】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
の内部温度等で表される環境温度Ｔａ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、該環
境温度Ｔａ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所要の利得に該増幅器の利得
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ため
に、前記環境温度Ｔａを検知し、該環境温度Ｔａ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
記増幅器の前記所要の利得と前記環境温度Ｔａとを対応
させた表を温度テーブルとして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環境
温度Ｔａに対応した前記利得を前記温度テーブルから読
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
フト補正装置において、前記赤外線熱画像装置の設置環
境で予定する前記環境温度Ｔａの最低値及び最高値をそ
れぞれＴａｍｉｎ及びＴａｍａｘとし、Ｔａｍｉｎから
Ｔａｍａｘまでの環境温度Ｔａの範囲をｎ等分し（ｎは
２以上の整数）、ｎ等分された温度範囲の各温度領域の
境界温度を低温側からそれぞれＴａ１，Ｔａ２，・・・
・・，Ｔａ（ｎ−１）とするとき、前記温度テーブルに
おける前記増幅器の利得は、それら所定の環境温度Ｔａ
ｍｉｎ，Ｔａ１，Ｔａ２，・・・・・，Ｔａ（ｎ−
１），Ｔａｍａｘでは該増幅器の前記所要の利得の実測
値であり、それら所定の環境温度の間の前記温度領域で
は前記環境温度Ｔａと前記増幅器の前記所要の利得の関
係が直線的であると推定して算出した補間値であること
を特徴とす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
の内部温度等で表される環境温度Ｔａ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、該環
境温度Ｔａ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所要の利得に該増幅器の利得
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ため
に、前記環境温度Ｔａを検知し、該環境温度Ｔａ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
記増幅器の前記所要の利得と前記環境温度Ｔａとを対応
させた表を温度テーブルとして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環境
温度Ｔａに対応した前記利得を前記温度テーブルから読
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
フト補正装置において、前記赤外線熱画像装置の設置環
境で予定する前記環境温度Ｔａの最低値及び最高値をそ
れぞれＴａｍｉｎ及びＴａｍａｘとし、Ｔａｍｉｎから
Ｔａｍａｘまでの環境温度Ｔａの範囲をｎ等分し（ｎは
２以上の整数）、ｎ等分された温度範囲の各温度領域の
境界温度を低温側からそれぞれＴａ１，Ｔａ２，・・・
・・，Ｔａ（ｎ−１）とするとき、前記温度テーブルに
おける前記増幅器の利得は、それら所定の環境温度Ｔａ
ｍｉｎ，Ｔａ１，Ｔａ２，・・・・・，Ｔａ（ｎ−
１），Ｔａｍａｘでは該増幅器の前記所要の利得の実測
値であり、それら所定の環境温度の間の前記温度領域で
は前記環境温度Ｔａと前記増幅器の前記所要の利得の関
係が直線的であると推定して算出した補間値であること
を特徴とする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等で表される
環境温度Ｔａ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、該環境温度Ｔａ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
の所要の利得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ために、前記環境温度Ｔａを検
知し、該環境温度Ｔａ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
環境温度Ｔａ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前記所要の利
得と前記環境温度Ｔａとを対応させた温度−利得特性線
を作成し、該温度−利得特性線を表の形式で温度テーブ
ルとして記憶しておき、該温度テーブルを記憶した後に
前記温度検知手段から前記環境温度Ｔａが送られた時
は、該環境温度Ｔａ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
置において、前記赤外線熱画像装置の設置環境で予定す
る前記環境温度Ｔａの最低値及び最高値をそれぞれＴａ
ｍｉｎ及びＴａｍａｘとし、ＴａｍｉｎからＴａｍａｘ
までの環境温度Ｔａの範囲をｎ等分し（ｎは２以上の整
数）、ｎ等分された温度範囲の各温度領域の境界温度を
低温側からそれぞれＴａ１，Ｔａ２，・・・・・，Ｔａ
（ｎ−１）とするとき、前記温度テーブルにおける前記
増幅器の利得は、それら所定の環境温度Ｔａｍｉｎ，Ｔ
ａ１，Ｔａ２，・・・・・，Ｔａ（ｎ−１），Ｔａｍａ
ｘでは該増幅器の前記所要の利得の実測値であり、それ
ら所定の環境温度の間の前記温度領域では前記環境温度
Ｔａと前記増幅器の前記所要の利得の関係が直線的であ
ると推定して算出した補間値であることを特徴とする温
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等で表される
環境温度Ｔａ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、該環境温度Ｔａ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
の所要の利得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ために、前記環境温度Ｔａを検
知し、該環境温度Ｔａ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
環境温度Ｔａ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前記所要の利
得と前記環境温度Ｔａとを対応させた温度−利得特性線
を作成し、該温度−利得特性線を表の形式で温度テーブ
ルとして記憶しておき、該温度テーブルを記憶した後に
前記温度検知手段から前記環境温度Ｔａが送られた時
は、該環境温度Ｔａ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
置において、前記赤外線熱画像装置の設置環境で予定す
る前記環境温度Ｔａの最低値及び最高値をそれぞれＴａ
ｍｉｎ及びＴａｍａｘとし、ＴａｍｉｎからＴａｍａｘ
までの環境温度Ｔａの範囲をｎ等分し（ｎは２以上の整
数）、ｎ等分された温度範囲の各温度領域の境界温度を
低温側からそれぞれＴａ１，Ｔａ２，・・・・・，Ｔａ
（ｎ−１）とするとき、前記温度テーブルにおける前記
増幅器の利得は、それら所定の環境温度Ｔａｍｉｎ，Ｔ
ａ１，Ｔａ２，・・・・・，Ｔａ（ｎ−１），Ｔａｍａ
ｘでは該増幅器の前記所要の利得の実測値であり、それ
ら所定の環境温度の間の前記温度領域では前記環境温度
Ｔａと前記増幅器の前記所要の利得の関係が直線的であ
ると推定して算出した補間値であることを特徴とする温
度ドリフト補正装置。
【００１６】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
温度等で表わされる環境温度Ｔａ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所要の
利得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、前記環境温度Ｔａを検知し、該
環境温度Ｔａ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環境温度
Ｔａ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前記所要の利得と前記
環境温度Ｔａ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温度テーブル
として記憶しておき、該温度テーブルを記憶した後に前
記温度検知手段から前記環境温度Ｔａが送られた時は、
該環境温度Ｔａに対応した前記利得を前記温度テーブル
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方
法において、前記赤外線熱画像装置の設置環境で予定す
る前記環境温度Ｔａの最低値及び最高値をそれぞれＴａ
ｍｉｎ及びＴａｍａｘとし、ＴａｍｉｎからＴａｍａｘ
までの環境温度Ｔａの範囲をｎ等分し（ｎは２以上の整
数）、ｎ等分された温度範囲の各温度領域の境界温度を
低温側からそれぞれＴａ１，Ｔａ２，・・・・・，Ｔａ
（ｎ−１）とするとき、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、
前記環境温度ＴａをＴａｍｉｎ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となる利得Ｇｍｉｎを
前記中央演算処理装置で生成し、次に、前記環境温度Ｔ
ａをＴａ１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となる利得Ｇ１を前記中央演算処理装置で
生成し、以後同様に、前記環境温度Ｔａを順次にＴａ
２，・・・・・，Ｔａ（ｎ−１），Ｔａｍａｘにする環
境に前記赤外線熱画像装置を置き、これら各環境温度Ｔ
ａにおいて、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となる利得Ｇ２，・・・・
・，Ｇ（ｎ−１），Ｇｍａｘ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、前記環境温度Ｔａ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、（Ｔａｍｉｎ，Ｇｍｉｎ）の点Ｐｍｉｎ，（Ｔ
ａ１，Ｇ１）の点Ｐ１，（Ｔａ２，Ｇ２）の点Ｐ２，・
・・・・（Ｔｎ，Ｇｎ）の点Ｐｎ，（Ｔａｍａｘ，Ｇｍ
ａｘ）の点Ｐｍａｘとを順次に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
温度等で表わされる環境温度Ｔａ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所要の
利得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、前記環境温度Ｔａを検知し、該
環境温度Ｔａ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環境温度
Ｔａ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前記所要の利得と前記
環境温度Ｔａ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温度テーブル
として記憶しておき、該温度テーブルを記憶した後に前
記温度検知手段から前記環境温度Ｔａが送られた時は、
該環境温度Ｔａに対応した前記利得を前記温度テーブル
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方
法において、前記赤外線熱画像装置の設置環境で予定す
る前記環境温度Ｔａの最低値及び最高値をそれぞれＴａ
ｍｉｎ及びＴａｍａｘとし、ＴａｍｉｎからＴａｍａｘ
までの環境温度Ｔａの範囲をｎ等分し（ｎは２以上の整
数）、ｎ等分された温度範囲の各温度領域の境界温度を
低温側からそれぞれＴａ１，Ｔａ２，・・・・・，Ｔａ
（ｎ−１）とするとき、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、
前記環境温度ＴａをＴａｍｉｎ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となる利得Ｇｍｉｎを
前記中央演算処理装置で生成し、次に、前記環境温度Ｔ
ａをＴａ１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となる利得Ｇ１を前記中央演算処理装置で
生成し、以後同様に、前記環境温度Ｔａを順次にＴａ
２，・・・・・，Ｔａ（ｎ−１），Ｔａｍａｘにする環
境に前記赤外線熱画像装置を置き、これら各環境温度Ｔ
ａにおいて、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となる利得Ｇ２，・・・・
・，Ｇ（ｎ−１），Ｇｍａｘ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、前記環境温度Ｔａ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、（Ｔａｍｉｎ，Ｇｍｉｎ）の点Ｐｍｉｎ，（Ｔ
ａ１，Ｇ１）の点Ｐ１，（Ｔａ２，Ｇ２）の点Ｐ２，・
・・・・（Ｔｎ，Ｇｎ）の点Ｐｎ，（Ｔａｍａｘ，Ｇｍ
ａｘ）の点Ｐｍａｘとを順次に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。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を挙げ
本発明を一層詳しく説明する。
本発明を一層詳しく説明する。
【００１８】図３は本発明の一実施の形態における主要
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、１０は赤外線検出器である。
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、１０は赤外線検出器である。
【００１９】この実施の形態における光学系（図示せ
ず）は、被観測物体から輻射された赤外線を受け、該被
観測物体の赤外線像を赤外線検出器１０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１０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。光学系の内部の温度は実質上
環境温度Ｔａに等しい。この温度センサの出力信号１３
０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。請求項および課題を解
決するための手段の欄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。
ず）は、被観測物体から輻射された赤外線を受け、該被
観測物体の赤外線像を赤外線検出器１０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１０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。光学系の内部の温度は実質上
環境温度Ｔａに等しい。この温度センサの出力信号１３
０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。請求項および課題を解
決するための手段の欄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。
【００２０】利得可変増幅器１は、利得制御信号入力端
子を有し、この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１
１０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。
子を有し、この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１
１０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。
【００２１】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。
【００２２】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４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４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。
【００２３】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。
【００２４】赤外線検出器１０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１０の感度特性
は図４に示す通りである。本図に示すように、赤外線検
出器１０の感度は環境温度Ｔａの増加と共に減少する。
このように、赤外線検出器１０の感度が環境温度Ｔａ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。この実施の形態では、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。
系内部温度との関係、即ち赤外線検出器１０の感度特性
は図４に示す通りである。本図に示すように、赤外線検
出器１０の感度は環境温度Ｔａの増加と共に減少する。
このように、赤外線検出器１０の感度が環境温度Ｔａ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。この実施の形態では、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。
【００２５】図１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（ゲイン）を示す図である。
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（ゲイン）を示す図である。
【００２６】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Ｇと環境
温度Ｔａとを対応させた温度−利得特性線を図１の如く
に作成し、該温度−利得特性線をディジタル値のテーブ
ル（温度テーブルと称する）の形式で記憶しておき、該
温度テーブルを記憶した後に温度センサ出力信号１３０
（環境温度Ｔａの信号）が送られた時は、該環境温度Ｔ
ａに対応した利得Ｇを温度テーブルから読み出し、利得
信号１０４として出力する。ＣＰＵ４には、該温度テー
ブルを記憶する半導体メモリ（Ｅ’ＰＲＯＭ）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Ｇと環境
温度Ｔａとを対応させた温度−利得特性線を図１の如く
に作成し、該温度−利得特性線をディジタル値のテーブ
ル（温度テーブルと称する）の形式で記憶しておき、該
温度テーブルを記憶した後に温度センサ出力信号１３０
（環境温度Ｔａの信号）が送られた時は、該環境温度Ｔ
ａに対応した利得Ｇを温度テーブルから読み出し、利得
信号１０４として出力する。ＣＰＵ４には、該温度テー
ブルを記憶する半導体メモリ（Ｅ’ＰＲＯＭ）が備えて
ある。
【００２７】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。
【００２８】利得制御回路６は、利得信号１０５に対応
する利得制御信号１０６を生成する。利得制御信号１０
６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の温度テー
ブルから読み出した利得Ｇに制御する。
する利得制御信号１０６を生成する。利得制御信号１０
６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の温度テー
ブルから読み出した利得Ｇに制御する。
【００２９】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Ｇと環境温度Ｔａとを対応させた温度−利得
特性線を図１の如くに作成し、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−利得特性線を表す温度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Ｇと環境温度Ｔａとを対応させた温度−利得
特性線を図１の如くに作成し、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−利得特性線を表す温度テーブルは次の方法で作
成される。
【００３０】いま、赤外線熱画像装置の設置環境で予定
する環境温度Ｔａの最低値及び最高値をそれぞれＴａｍ
ｉｎ＝−５℃及びＴａｍａｘ＝４０℃とし、Ｔａｍｉｎ
からＴａｍａｘまでの環境温度Ｔａの範囲をｎ＝５の領
域に分割し、５分割された温度範囲の各温度領域の境界
温度を低温側からそれぞれＴａ１＝０℃，Ｔａ２＝１０
℃，Ｔａ３＝２０℃，Ｔａ４＝３０℃とする。
する環境温度Ｔａの最低値及び最高値をそれぞれＴａｍ
ｉｎ＝−５℃及びＴａｍａｘ＝４０℃とし、Ｔａｍｉｎ
からＴａｍａｘまでの環境温度Ｔａの範囲をｎ＝５の領
域に分割し、５分割された温度範囲の各温度領域の境界
温度を低温側からそれぞれＴａ１＝０℃，Ｔａ２＝１０
℃，Ｔａ３＝２０℃，Ｔａ４＝３０℃とする。
【００３１】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℃に設定する。そして、
赤外線熱画像装置を恒温槽に設置し、その恒温槽の温度
を調節して、赤外線熱画像装置の環境温度ＴａをＴａｍ
ｉｎ＝−５℃にする。
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℃に設定する。そして、
赤外線熱画像装置を恒温槽に設置し、その恒温槽の温度
を調節して、赤外線熱画像装置の環境温度ＴａをＴａｍ
ｉｎ＝−５℃にする。
【００３２】被観測物体の温度ＴB および環境温度Ｔａ
をこのような条件に設定しておいて、ＣＰＵ４を作動さ
せる。ＣＰＵ４は、その出力１０４で表す利得Ｇを制御
し、温度データ検出器３から出力される温度データ１０
３が所定温度ＴB0＝１２０℃となるようにし、このとき
の利得Ｇ＝Ｇｍｉｎを求める。
をこのような条件に設定しておいて、ＣＰＵ４を作動さ
せる。ＣＰＵ４は、その出力１０４で表す利得Ｇを制御
し、温度データ検出器３から出力される温度データ１０
３が所定温度ＴB0＝１２０℃となるようにし、このとき
の利得Ｇ＝Ｇｍｉｎを求める。
【００３３】次に、恒温槽の温度を調節し、環境温度Ｔ
ａがＴａ１＝０℃であ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１０
３が所定温度ＴB0＝１２０℃となる利得Ｇ１を中央演算
処理装置４で生成する。
ａがＴａ１＝０℃であ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１０
３が所定温度ＴB0＝１２０℃となる利得Ｇ１を中央演算
処理装置４で生成する。
【００３４】以後同様に、環境温度Ｔａを順次にＴａ２
＝１０℃，Ｔａ３＝２０℃，Ｔａ４＝３０℃，Ｔａｍａ
ｘ＝４０℃にする環境に赤外線熱画像装置を置き、これ
ら各環境温度Ｔａにおいて、温度データ検出器３から出
力される温度データ１０３が所定温度ＴB0＝１２０℃と
なる利得Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，ＧｍａｘをＣＰＵ４で生成
する。
＝１０℃，Ｔａ３＝２０℃，Ｔａ４＝３０℃，Ｔａｍａ
ｘ＝４０℃にする環境に赤外線熱画像装置を置き、これ
ら各環境温度Ｔａにおいて、温度データ検出器３から出
力される温度データ１０３が所定温度ＴB0＝１２０℃と
なる利得Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，ＧｍａｘをＣＰＵ４で生成
する。
【００３５】ＣＰＵ４は、環境温度ＴａとＣＰＵ４の出
力１０４の利得Ｇとの直交座標系において、（Ｔａｍｉ
ｎ，Ｇｍｉｎ）の点Ｐｍｉｎ，（Ｔａ１，Ｇ１）の点Ｐ
１，（Ｔａ２，Ｇ２）の点Ｐ２，（Ｔａ３，Ｇ３）の点
Ｐ３，（Ｔａ４，Ｇ４）の点Ｐ４，（Ｔａｍａｘ，Ｇｍ
ａｘ）の点Ｐｍａｘとを順次に直線で結んで、図１の温
度−利得特性線を生成し、この図１の温度−利得特性線
を温度テーブルとして内部のＥ’ＰＲＯＭに記憶する。
力１０４の利得Ｇとの直交座標系において、（Ｔａｍｉ
ｎ，Ｇｍｉｎ）の点Ｐｍｉｎ，（Ｔａ１，Ｇ１）の点Ｐ
１，（Ｔａ２，Ｇ２）の点Ｐ２，（Ｔａ３，Ｇ３）の点
Ｐ３，（Ｔａ４，Ｇ４）の点Ｐ４，（Ｔａｍａｘ，Ｇｍ
ａｘ）の点Ｐｍａｘとを順次に直線で結んで、図１の温
度−利得特性線を生成し、この図１の温度−利得特性線
を温度テーブルとして内部のＥ’ＰＲＯＭに記憶する。
【００３６】図１の温度−利得特性線で示されるよう
に、この実施の形態では、赤外線熱画像装置が設置され
る環境で予想される温度範囲をｎ＝５分割し、５つの温
度領域の境界の温度−５℃，０℃，１０℃，２０℃，３
０℃，４０℃という６か所の環境温度Ｔａにおいて利得
可変増幅器１の所要利得ＧとしてＧａｍｉｎ，Ｇ１，Ｇ
２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇｍａｘを実測により得て、この実測
値の間の温度領域を直線で補間することにより、温度−
利得特性線を折れ線で生成している。この温度−利得特
性線は、図４に示したような非直線的な環境温度Ｔａ−
出力レベル特性のの赤外線検出器の出力を十分に補正で
き、Ａ／Ｄ変換器２の出力１２０は実用上十分に正確に
対象物の温度を表す。Ａ／Ｄ変換器２の出力１２０が表
す被観測物体の温度の正確さは、赤外線熱画像装置の設
置環境の温度範囲Ｔａｍｉｎ〜Ｔａｍａｘを分割して温
度テーブルを作成するときの分割数ｎを増大することに
より、一層改善できる。
に、この実施の形態では、赤外線熱画像装置が設置され
る環境で予想される温度範囲をｎ＝５分割し、５つの温
度領域の境界の温度−５℃，０℃，１０℃，２０℃，３
０℃，４０℃という６か所の環境温度Ｔａにおいて利得
可変増幅器１の所要利得ＧとしてＧａｍｉｎ，Ｇ１，Ｇ
２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇｍａｘを実測により得て、この実測
値の間の温度領域を直線で補間することにより、温度−
利得特性線を折れ線で生成している。この温度−利得特
性線は、図４に示したような非直線的な環境温度Ｔａ−
出力レベル特性のの赤外線検出器の出力を十分に補正で
き、Ａ／Ｄ変換器２の出力１２０は実用上十分に正確に
対象物の温度を表す。Ａ／Ｄ変換器２の出力１２０が表
す被観測物体の温度の正確さは、赤外線熱画像装置の設
置環境の温度範囲Ｔａｍｉｎ〜Ｔａｍａｘを分割して温
度テーブルを作成するときの分割数ｎを増大することに
より、一層改善できる。
【００３７】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。
【００３８】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。
【００３９】図３の実施の形態では、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３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３に
おける温度データ検出器３は不要である。
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３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３に
おける温度データ検出器３は不要である。
【００４０】図３の温度ドリフト補正装置によれば、環
境温度Ｔａの変動により生ずる赤外線検出器１０の出力
レベルの変動は、利得可変増幅器１の利得を環境温度Ｔ
ａ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、環境温度Ｔａ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。
境温度Ｔａの変動により生ずる赤外線検出器１０の出力
レベルの変動は、利得可変増幅器１の利得を環境温度Ｔ
ａ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、環境温度Ｔａ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。
【００４１】
【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
却装置が電子冷却式であり、環境温度Ｔａと赤外線検出
器の出力レベルとの関係（図４に特性線で例示する関
係）、ひいては環境温度Ｔａと補正のための可変利得増
幅器の利得Ｇとの関係、が直線とはかなりずれて非直線
的であっても、その非直線性を補正するのに折れ線の温
度−利得特性線を用いるので、実用上十分な程度に正確
に温度ドリフトを補正できる。
に、本発明の方法及び装置によれば、赤外線検出器の冷
却装置が電子冷却式であり、環境温度Ｔａと赤外線検出
器の出力レベルとの関係（図４に特性線で例示する関
係）、ひいては環境温度Ｔａと補正のための可変利得増
幅器の利得Ｇとの関係、が直線とはかなりずれて非直線
的であっても、その非直線性を補正するのに折れ線の温
度−利得特性線を用いるので、実用上十分な程度に正確
に温度ドリフトを補正できる。
【図１】本発明の一実施の形態におけるＣＰＵ４に温度
テーブルとして記憶する温度−利得特性線を示す図。
テーブルとして記憶する温度−利得特性線を示す図。
【図２】従来の赤外線熱画像装置における温度ドリフト
補正装置におけるＣＰＵ４に温度テーブルとして記憶す
る温度−利得特性線を示す図。
補正装置におけるＣＰＵ４に温度テーブルとして記憶す
る温度−利得特性線を示す図。
【図３】本発明の一実施形態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。
温度ドリフト補正装置を示す回路ブロック図。
【図４】赤外線検出器の冷却装置が電子冷却式である赤
外線熱画像装置における環境温度Ｔａと赤外線検出器の
出力信号のレベルの関係を例示する特性図。
外線熱画像装置における環境温度Ｔａと赤外線検出器の
出力信号のレベルの関係を例示する特性図。
【図５】従来の赤外線熱画像装置における温度ドリフト
補正装置の一例を示すブロック回路図。
補正装置の一例を示すブロック回路図。
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・・・・・環境温度Ｔａセンサ出力信号
Claims (3)
- 【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等で表される環境温度Ｔａ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、該環境温度Ｔａ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所要の利得に該増
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
せるために、 前記環境温度Ｔａを検知し、該環境温度Ｔａ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前記所要の利得と前記環境温度Ｔａ
とを対応させた表を温度テーブルとしてディジタル値で
予め記憶しておき、前記温度検知手段の出力で表される
前記環境温度Ｔａに対応した前記利得を前記温度テーブ
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において、 前記赤外線熱画像装置の設置環境で予定する前記環境温
度Ｔａの最低値及び最高値をそれぞれＴａｍｉｎ及びＴ
ａｍａｘとし、ＴａｍｉｎからＴａｍａｘまでの環境温
度Ｔａの範囲をｎ等分し（ｎは２以上の整数）、ｎ等分
された温度範囲の各温度領域の境界温度を低温側からそ
れぞれＴａ１，Ｔａ２，・・・・・，Ｔａ（ｎ−１）と
するとき、 前記温度テーブルにおける前記増幅器の利得は、それら
所定の環境温度Ｔａｍｉｎ，Ｔａ１，Ｔａ２，・・・・
・，Ｔａ（ｎ−１），Ｔａｍａｘでは該増幅器の前記所
要の利得の実測値であり、それら所定の環境温度の間の
前記温度領域では前記環境温度Ｔａと前記増幅器の前記
所要の利得の関係が直線的であると推定して算出した補
間値であることを特徴とす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等で表される環境温度Ｔ
ａ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、該環境温度Ｔａ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所要の利
得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
に一致させるために、 前記環境温度Ｔａを検知し、該環境温度Ｔａ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環境温度Ｔａ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前記所要の利得と前記環境温度
Ｔａとを対応させた温度−利得特性線を作成し、該温度
−利得特性線を表の形式で温度テーブルとして記憶して
おき、該温度テーブルを記憶した後に前記温度検知手段
から前記環境温度Ｔａが送られた時は、該環境温度Ｔａ
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において、 前記赤外線熱画像装置の設置環境で予定する前記環境温
度Ｔａの最低値及び最高値をそれぞれＴａｍｉｎ及びＴ
ａｍａｘとし、ＴａｍｉｎからＴａｍａｘまでの環境温
度Ｔａの範囲をｎ等分し（ｎは２以上の整数）、ｎ等分
された温度範囲の各温度領域の境界温度を低温側からそ
れぞれＴａ１，Ｔａ２，・・・・・，Ｔａ（ｎ−１）と
するとき、 前記温度テーブルにおける前記増幅器の利得は、それら
所定の環境温度Ｔａｍｉｎ，Ｔａ１，Ｔａ２，・・・・
・，Ｔａ（ｎ−１），Ｔａｍａｘでは該増幅器の前記所
要の利得の実測値であり、それら所定の環境温度の間の
前記温度領域では前記環境温度Ｔａと前記増幅器の前記
所要の利得の関係が直線的であると推定して算出した補
間値であることを特徴とす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、 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等で表わされる環境温度
Ｔａ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所要の利得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、 前記環境温度Ｔａを検知し、該環境温度Ｔａ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環境温度Ｔａ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前記所要の利得と前記環境温度
Ｔａ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温度テーブルとして記憶
しておき、該温度テーブルを記憶した後に前記温度検知
手段から前記環境温度Ｔａが送られた時は、該環境温度
Ｔａに対応した前記利得を前記温度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方法において、 前記赤外線熱画像装置の設置環境で予定する前記環境温
度Ｔａの最低値及び最高値をそれぞれＴａｍｉｎ及びＴ
ａｍａｘとし、ＴａｍｉｎからＴａｍａｘまでの環境温
度Ｔａの範囲をｎ等分し（ｎは２以上の整数）、ｎ等分
された温度範囲の各温度領域の境界温度を低温側からそ
れぞれＴａ１，Ｔａ２，・・・・・，Ｔａ（ｎ−１）と
するとき、 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、 前記環境温度ＴａをＴａｍｉｎ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となる利得Ｇｍｉｎを
前記中央演算処理装置で生成し、 次に、前記環境温度ＴａをＴａ１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となる利得Ｇ１を前
記中央演算処理装置で生成し、 以後同様に、前記環境温度Ｔａを順次にＴａ２，・・・
・・，Ｔａ（ｎ−１），Ｔａｍａｘにする環境に前記赤
外線熱画像装置を置き、これら各環境温度Ｔａにおい
て、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となる利得Ｇ２，・・・・・，Ｇ（ｎ
−１），Ｇｍａｘ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、前記環境温度Ｔａ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、
（Ｔａｍｉｎ，Ｇｍｉｎ）の点Ｐｍｉｎ，（Ｔａ１，Ｇ
１）の点Ｐ１，（Ｔａ２，Ｇ２）の点Ｐ２，・・・・・
（Ｔｎ，Ｇｎ）の点Ｐｎ，（Ｔａｍａｘ，Ｇｍａｘ）の
点Ｐｍａｘとを順次に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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25414796A JPH10104082A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP25414796A JPH10104082A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 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 |
|---|---|
| JPH10104082A true JPH10104082A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17260885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25414796A Withdrawn JPH10104082A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 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) | JPH10104082A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006259744A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Toshiba Corp | 定着装置、加熱装置制御方法および非接触温度検出装置 |
| WO2021125390A1 (ko) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | 전자부품연구원 | 증폭/보정기 내장형 센서 신호 증폭/보정 방법 및 이를 적용한 센서 모듈 |
-
1996
- 1996-09-26 JP JP25414796A patent/JPH10104082A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006259744A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Toshiba Corp | 定着装置、加熱装置制御方法および非接触温度検出装置 |
| WO2021125390A1 (ko) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | 전자부품연구원 | 증폭/보정기 내장형 센서 신호 증폭/보정 방법 및 이를 적용한 센서 모듈 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031202 |