JPH10115557A - Method and apparatus for temperature correction of infrared sensor as well as infrared thermography using two-dimensional infrared sensor - Google Patents
Method and apparatus for temperature correction of infrared sensor as well as infrared thermography using two-dimensional infrared sensorInfo
- Publication number
- JPH10115557A JPH10115557A JP8271930A JP27193096A JPH10115557A JP H10115557 A JPH10115557 A JP H10115557A JP 8271930 A JP8271930 A JP 8271930A JP 27193096 A JP27193096 A JP 27193096A JP H10115557 A JPH10115557 A JP H10115557A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- infrared sensor
- infrared
- temperature
- output
- shutter
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、測定対象物から放射さ
れた赤外線を２次元赤外線センサーで検知し、その測定
対象物の温度を測定する赤外線サーモグラフィーに関
し、特に光学系における様々な赤外放射による測定温度
精度への悪影響を除去する温度補正方法及び装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared thermography for detecting infrared rays emitted from an object to be measured by a two-dimensional infrared sensor and measuring the temperature of the object, and more particularly to various infrared radiations in an optical system. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a temperature correction method and apparatus for removing an adverse effect on measurement temperature accuracy due to a temperature.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の赤外線サーモグラフィーでは、赤
外線センサーに入射する赤外線を測定対象物からの赤外
線のみに限定するため、コールドシールドと呼ばれる低
温に冷却した視野開口絞りを備えた一個のポイントセン
サー（点状の赤外線センサー）を赤外線検知手段として
用い、このポイトセンサーに入射させる赤外線を機械的
な光学走査装置によって視野内において走査し、視野の
２次元的熱画像を得ている。また、この機械走査式の装
置では、走査の無効期間を利用して基準熱源を参照する
ことが可能であり、基準熱源からの赤外線エネルギーと
対象物からの赤外線エネルギーとを比較することによ
り、赤外線センサーの出力を補正する赤外線センサー温
度補正方法が適用でき、この赤外線センサー温度補正方
法の適用により対象物の温度を正確に測定することが可
能である。2. Description of the Related Art In conventional infrared thermography, in order to limit infrared light incident on an infrared sensor to only infrared light from an object to be measured, a single point sensor having a cold-cooled field aperture stop called a cold shield is used. Infrared sensor) is used as infrared detecting means, and infrared light incident on the point sensor is scanned in a visual field by a mechanical optical scanning device to obtain a two-dimensional thermal image of the visual field. Further, in this mechanical scanning type device, it is possible to refer to the reference heat source using the ineffective period of scanning, and by comparing infrared energy from the reference heat source with infrared energy from the object, An infrared sensor temperature correction method for correcting the output of the sensor can be applied, and by applying the infrared sensor temperature correction method, the temperature of an object can be accurately measured.
【０００３】この赤外線センサー温度補正方法は、赤外
線センサーの出力で表される温度を対象物の温度に近づ
けるように該赤外線センサーの出力に補正を加える方法
であり、対象物から放射される赤外線に代えて既知温度
の基準熱源から放射される赤外線を前記赤外線センサー
に入射させたときの該赤外線センサーの出力ＱR と、そ
の対象物を光学系で観測したときの該赤外線センサーの
出力ＱW とを比較し、光学系など対象物以外の物から放
射された赤外線に基づく赤外線センサーの出力成分ＱE
を出力ＱW から除去し、対象物の放射赤外線だけに基づ
く赤外線センサーの出力ａを生成する補正方法である。
この出力ａを信号処理部で処理し、熱画像信号を生成
し、その熱画像信号を表示装置で熱画像として表示する
れば、対象物の温度を正しく表す熱画像を得ることがで
きる。[0003] This infrared sensor temperature correction method is a method of correcting the output of the infrared sensor so that the temperature represented by the output of the infrared sensor approaches the temperature of the object. Alternatively, the output Q R of the infrared sensor when infrared light radiated from a reference heat source at a known temperature is incident on the infrared sensor, and the output Q W of the infrared sensor when an object is observed with an optical system. And the output component Q E of the infrared sensor based on the infrared radiation radiated from an object other than the target such as an optical system.
Is removed from the output QW, and the output a of the infrared sensor based on only the radiated infrared rays of the object is generated.
If the output a is processed by the signal processing unit to generate a thermal image signal and the thermal image signal is displayed as a thermal image on a display device, a thermal image that correctly represents the temperature of the object can be obtained.
【０００４】しかしながら、赤外線検知手段として２次
元赤外線センサーを用いた赤外線サーモグラフィーで
は、２次元的に配列された赤外線センサーは常に撮影対
象物からの赤外線を受光しているので、高感度ではある
が、映像を途切れさせずに基準熱源を参照することが不
可能であり、かつまた、膨大な個数の各センサー一個一
個に対してコールドシールドを取り付けることが事実上
不可能でもあるので、対象物以外からの赤外線（不要赤
外線）をも同時に受光してしまう。主にこの２つの理由
により、２次元センサーを用いた赤外線サーモグラフィ
ーの温度測定精度は、機械走査式の装置と比較するとか
なり低くなる。However, in infrared thermography using a two-dimensional infrared sensor as the infrared detecting means, the two-dimensionally arranged infrared sensors always receive infrared rays from the object to be photographed. Since it is impossible to refer to the reference heat source without interrupting the image, and it is virtually impossible to attach a cold shield to each of the huge number of sensors, Infrared rays (unnecessary infrared rays) at the same time. Mainly for these two reasons, the temperature measurement accuracy of infrared thermography using a two-dimensional sensor is considerably lower than that of a machine scanning type device.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のような温度精度
の低さをカバーするために従来から幾つかの赤外線セン
サー温度補正方法が提案され、それらのうちで、推定
法、テーブル法、熱源挿入式などと呼ばれるものがよく
知られている。In order to cover the low temperature accuracy as described above, several infrared sensor temperature correction methods have been conventionally proposed. Among them, an estimation method, a table method, and a heat source insertion method have been proposed. What is called an expression is well known.
【０００６】推定法では、光学系内部に複数の温度セン
サーを配置し、条件によって様々に変化する不要赤外線
エネルギーをその温度センサーの出力から計算によって
推定し、推定した不要赤外線エネルギーを赤外線センサ
ーの出力から除去することにより補正している。In the estimating method, a plurality of temperature sensors are arranged inside an optical system, unnecessary infrared energy which varies variously depending on conditions is estimated from the output of the temperature sensor, and the estimated unnecessary infrared energy is output from the infrared sensor. Is corrected by removing the
【０００７】またテーブル法では、赤外線サーモグラフ
ィーのカメラ部を様々な環境温度下に実際に晒し、その
ときの不要赤外線エネルギーを実測し、環境と不要赤外
線との関係データを装置ごとにテーブルとして作成して
おく。そして、対象物の温度を実際に測定するときに
は、環境温度に応じてそのテーブルを参照し、赤外線セ
ンサーの出力を補正している。In the table method, a camera section of an infrared thermography is actually exposed to various environmental temperatures, unnecessary infrared energy at that time is measured, and relational data between the environment and the unnecessary infrared rays is created as a table for each device. Keep it. Then, when actually measuring the temperature of the object, the output of the infrared sensor is corrected by referring to the table according to the environmental temperature.
【０００８】熱源挿入式では、赤外線検知手段がポイン
トセンサーである赤外線サームグラフィーで採用されて
いた前述の方法と同様な温度補正方法であり、２次元赤
外線センサーの直前に適宜基準熱源をモーター駆動等に
よって挿入する機構を設けて、温度補正を行う。In the heat source insertion type, the infrared detecting means is a temperature correction method similar to the above-mentioned method used in infrared thermography which is a point sensor, and a reference heat source is appropriately driven by a motor immediately before the two-dimensional infrared sensor. And a temperature correction is performed.
【０００９】しかしながら、推定法では、装置個々のバ
ラツキ（センサーの感度特性や光学系の熱分布、温度セ
ンサーの温度測定誤差等）を吸収できない。また、同じ
環境温度であっても、緩慢に変化した場合と急激に変化
した場合とでは、光学系の温度分布に大きな違いが生じ
るため、推定法、テーブル法いずれの方法でも無視でき
ない温度測定誤差を生じてしまう。[0009] However, the estimation method cannot absorb variations among the apparatuses (sensor sensitivity characteristics, heat distribution of the optical system, temperature measurement error of the temperature sensor, etc.). Also, even if the ambient temperature is the same, there is a large difference in the temperature distribution of the optical system between a case where the temperature changes slowly and a case where the temperature changes suddenly. Will occur.
【００１０】さらに、推定法やテーブル法では基準熱源
を参照できないので、赤外線センサーの電気的な温度特
性や光学系の経年変化等の影響をも受けてしまい、それ
らの影響を除去することが困難である。[0010] Further, since the reference heat source cannot be referred to by the estimation method or the table method, it is also affected by the electrical temperature characteristics of the infrared sensor and the aging of the optical system, and it is difficult to remove those effects. It is.
【００１１】また、テーブル法では、装置を様々な環境
温度下に晒してデータを取得することが必要であり、赤
外線サーモグラフィーの調整には多大な時間と、恒温槽
のランニングコスト等がかかる。Further, in the table method, it is necessary to acquire data by exposing the apparatus to various environmental temperatures, and adjustment of infrared thermography requires a large amount of time and a running cost of a thermostat.
【００１２】一方、熱源挿入式では、基準となる熱源を
参照することは可能であるが、熱源を挿入している期間
は対象物の熱画像が途切れてしまう。モーター等による
機構では挿入動作に時間がかかり、熱画像の途切れる時
間が長く掛かってしまう。また、赤外線センサー直前に
熱源を挿入すると、挿入時と非挿入時の光学系の等価性
がくずれるので、基準熱源を参照した時でさえ前記２方
式と同じく、光学系の温度分布による影響を受けるた
め、温度センサーを用いた同様の補正を加える必要があ
る。On the other hand, in the heat source insertion type, it is possible to refer to a reference heat source, but the thermal image of the object is interrupted while the heat source is inserted. With a mechanism using a motor or the like, it takes a long time to perform the insertion operation, and it takes a long time to interrupt the thermal image. Further, if a heat source is inserted immediately before the infrared sensor, the equivalentity of the optical system at the time of insertion and at the time of non-insertion will be lost, so that even when the reference heat source is referred to, it is affected by the temperature distribution of the optical system as in the above two methods. Therefore, it is necessary to make a similar correction using a temperature sensor.
【００１３】そこで、本発明の目的は、装置ごとの対環
境温度特性のバラツキ、環境温度の急激な変化および経
年変化があっても温度補正が正確にでき、温度補正のた
めの調整時間が短く、しかも温度補正のための熱画像画
面の途切れを一瞬で済ますことができ、基準熱源を挿入
したときも光学系の等価性を維持できる赤外線センサー
温度補正方法及び装置並びに２次元赤外線センサーを用
いた赤外線サーモグラフィーの装置の提供にある。Accordingly, an object of the present invention is to accurately correct the temperature even when there are variations in the temperature characteristics of the environment for each device, abrupt changes in the environmental temperature, and aging, and to shorten the adjustment time for the temperature correction. In addition, a thermal image screen for temperature correction can be instantaneously interrupted, and an infrared sensor temperature correction method and apparatus that can maintain the equivalentness of the optical system even when a reference heat source is inserted, and a two-dimensional infrared sensor are used. An apparatus for infrared thermography.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに本発明は次の〜の手段を提供する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following means.
【００１５】赤外線センサーと、該赤外線センサー上
に対象物の赤外線像を投影する光学系と、前記赤外線セ
ンサーの出力を処理して前記対象物の熱画像信号を生成
する信号処理部と、前記熱画像信号を受け前記対象物の
熱画像を表示する表示装置とを備えてなる赤外線サーモ
グラフィーにおいて、該赤外線センサーの出力で表され
る温度を対象物の温度に近づけるように該赤外線センサ
ーの出力に補正を加える方法であり、対象物から放射さ
れる赤外線に代えて既知温度の基準熱源から放射される
赤外線を前記赤外線センサーに導いたときの該赤外線セ
ンサーの出力ＱRと、前記対象物を前記光学系で観測し
てときの該赤外線センサーの出力ＱW とを比較し、前記
光学系など前記対象物以外の物から放射された赤外線に
基づく前記赤外線センサーの出力成分ＱE を前記出力Ｑ
W から除去し、前記対象物の放射赤外線だけに基づく前
記赤外線センサーの出力ａを生成する赤外線センサー温
度補正方法において、シャッター及び該シャッターの温
度を検知する温度センサーを前記光学系に設け、該シャ
ッターを閉じたときの該シャッターを前記基準熱源と
し、前記温度センサーの出力から前記基準熱源の既知温
度を得ることを特徴とする赤外線センサー温度補正方
法。An infrared sensor; an optical system for projecting an infrared image of the object on the infrared sensor; a signal processing unit for processing an output of the infrared sensor to generate a thermal image signal of the object; A display device that receives an image signal and displays a thermal image of the object, wherein the temperature represented by the output of the infrared sensor is corrected to the output of the infrared sensor so as to approach the temperature of the object. a method of applying the output Q R of the infrared sensor when the infrared radiation emitted from the reference heat source known temperature led to the infrared sensor in place of the infrared rays emitted from the object, the optical and the object It compares the output Q W of the infrared sensor when it observed by the system, the infrared sensor based on infrared radiation emitted from objects other than the object such as the optical system The output component Q E of the
In the infrared sensor temperature correction method for generating an output a of the infrared sensor based only on the radiated infrared light of the object, the shutter and a temperature sensor for detecting a temperature of the shutter are provided in the optical system. Using the shutter when the shutter is closed as the reference heat source and obtaining a known temperature of the reference heat source from an output of the temperature sensor.
【００１６】赤外線センサーと、該赤外線センサー上
に対象物の赤外線像を投影する光学系と、前記赤外線セ
ンサーの出力を処理して前記対象物の熱画像信号を生成
する信号処理部と、前記熱画像信号を受け前記対象物の
熱画像を表示する表示装置とを備えてなる赤外線サーモ
グラフィーに設けられ、該赤外線センサーの出力で表さ
れる温度を対象物の温度に近づけるように該赤外線セン
サーの出力に補正を加える装置であり、対象物から放射
される赤外線に代えて既知温度の基準熱源から放射され
る赤外線を前記赤外線センサーに導いたときの該赤外線
センサーの出力ＱR と、前記対象物を前記光学系で観測
してときの該赤外線センサーの出力ＱW とを比較し、前
記光学系など前記対象物以外の物から放射された赤外線
に基づく前記赤外線センサーの出力成分ＱE を前記出力
ＱW から除去し、前記対象物の放射赤外線だけに基づく
前記赤外線センサーの出力ａを生成する赤外線センサー
温度補正装置において、シャッター及び該シャッターの
温度を検知する温度センサーを前記光学系に設け、該シ
ャッターを閉じたときの該シャッターを前記基準熱源と
し、前記温度センサーの出力から前記基準熱源の既知温
度を得ることを特徴とする赤外線センサー温度補正装
置。An infrared sensor, an optical system for projecting an infrared image of the object on the infrared sensor, a signal processing unit for processing an output of the infrared sensor to generate a thermal image signal of the object, A display device for receiving an image signal and displaying a thermal image of the object; and an output of the infrared sensor so that the temperature represented by the output of the infrared sensor approaches the temperature of the object. to an apparatus for adding the correction, the output Q R of the infrared sensor when the infrared radiation emitted from the reference heat source known temperature led to the infrared sensor in place of the infrared rays emitted from the object, said object It compares the output Q W of the infrared sensor when it observed by the optical system, the infrared cell based on the infrared radiation emitted from objects other than the object such as the optical system In the infrared sensor temperature correction device for removing the output component Q E of the sensor from the output Q W and generating the output a of the infrared sensor based only on the radiated infrared rays of the object, the temperature for detecting the temperature of the shutter and the shutter is provided. An infrared sensor temperature correction device, wherein a sensor is provided in the optical system, the shutter when the shutter is closed is used as the reference heat source, and a known temperature of the reference heat source is obtained from an output of the temperature sensor.
【００１７】前記シャッターが、前記光学系の開口絞
りに隣接した位置であって、該開口絞りより入射開口側
に設けてあることを特徴とする前述のに記載の赤外線
センサー温度補正装置。The infrared sensor temperature correction device as described above, wherein the shutter is provided at a position adjacent to the aperture stop of the optical system and on the side of the entrance aperture with respect to the aperture stop.
【００１８】２次元赤外線センサーと、該２次元赤外
線センサー上に対象物の赤外線像を投影する光学系と、
前記２次元赤外線センサーの出力を処理して前記対象物
の熱画像信号を生成する信号処理部と、前記熱画像信号
を受け前記対象物の熱画像を表示する表示装置とを備え
てなる赤外線サーモグラフィーにおいて、前記光学系の
光路を開閉するシャッター及び該シャッターの温度を測
定する温度センサー並びに前記シャッターが開いている
ときの前記２次元赤外線センサーの視野を定める開口絞
りが前記光学系に設けてあり、第１及び第２のイメージ
メモリと、前記シャッターの開閉を制御するとともに該
シャッターが開いているときの前記２次元赤外線センサ
ーの出力ＱW および該シャッターが閉じているときの該
２次元赤外線センサーの出力ＱR を前記第１および第２
のイメージメモリにそれぞれ記憶させる制御部と、該第
１及び第２のイメージメモリから読み出した該２次元赤
外線センサー出力ＱW 及びＱR の差ＱD並びに前記温度
センサーの出力に基づいて前記対象物から放射された赤
外線だけに対応した該２次元赤外線センサーの出力ａを
計算する計算部とを有し、前記計算部は、前記シャッタ
ーが閉じている状態において該シャッターから放射され
る赤外線だけを前記２次元赤外線センサーで受けたとき
の該２次元赤外線センサーの出力［ａ’］を前記温度セ
ンサーの出力に基づき算出し、前記差ＱDに該［ａ’］
を加えることにより前記２次元赤外線センサーの出力ａ
の計算をすることを特徴とする赤外線サーモグラフィ
ー。A two-dimensional infrared sensor, an optical system for projecting an infrared image of an object on the two-dimensional infrared sensor,
An infrared thermography comprising: a signal processing unit that processes an output of the two-dimensional infrared sensor to generate a thermal image signal of the object; and a display device that receives the thermal image signal and displays a thermal image of the object. In the optical system, a shutter that opens and closes the optical path of the optical system, a temperature sensor that measures the temperature of the shutter, and an aperture stop that determines the field of view of the two-dimensional infrared sensor when the shutter is open are provided in the optical system, first and second image memory, to control the opening and closing of the shutter of the two-dimensional infrared sensor when the two-dimensional infrared sensor output Q W and the shutter is closed when the shutter is open The output QR is equal to the first and second
Control unit to be stored respectively in the image memory and the difference Q D and the object based on the output of the temperature sensor of the first and second images the two-dimensional infrared sensor output read out from the memory Q W and Q R of A calculation unit for calculating the output a of the two-dimensional infrared sensor corresponding to only infrared light emitted from the shutter, wherein the calculation unit calculates only the infrared light emitted from the shutter when the shutter is closed. output of the two-dimensional infrared sensor when receiving a two-dimensional infrared sensor [a '] was calculated based on the output of the temperature sensor, the said difference Q D [a']
The output a of the two-dimensional infrared sensor
Infrared thermography characterized by calculating the following.
【００１９】前記シャッターが閉じている状態におい
て該シャッターから放射される赤外線を前記２次元赤外
線センサーで受けたときの該２次元赤外線センサーの出
力ＱRを離散的な複数の該シャッターの温度について予
め取得することにより作成した、該シャッター温度と該
２次元赤外線センサーの出力ＱR との対応を示すテーブ
ルを記憶する記憶手段を有し、前記計算部は、前記温度
センサーの出力に基づく前記シャッターの温度で該テー
ブルを参照し、補間法により前記［ａ’］を算出するこ
とを特徴とする前記に記載の赤外線サーモグラフィ
ー。[0019] in advance for the temperature of a plurality of discrete said shutter output Q R of the two-dimensional infrared sensor when the infrared radiation emitted from the shutter in a state in which the shutter is closed received by the two-dimensional infrared sensor created by acquiring, a storage means for storing a table indicating the correspondence between the output Q R of the shutter temperature and the two-dimensional infrared sensor, the calculation unit of the shutter based on the output of the temperature sensor The infrared thermography according to the above, wherein the [a '] is calculated by an interpolation method by referring to the table with the temperature.
【００２０】前述の課題解決のための本発明の手段〜
は、要するに、光学系の開口絞りの位置に瞬間的に開
閉できるシャッターを配置するとともに、そのシャッタ
ーの温度を測定する温度センサーを設けたものである。
この構成によれば、シャッター羽根を基準熱源として利
用することが可能である。また、シャッターを開口絞り
の位置に配置することにより、基準熱源を挿入したとき
と挿入しないときとの光学的等価性を損なうこともなく
なる。シャッターには写真工業で一般的なレンズシャッ
ターを転用できる。そこで、本発明における基準熱源の
挿入除去機構は、安価に実現でき、また信頼性に優れ安
定して作動し、しかも基準熱源の挿入及び除去を高速に
でき、熱画像の途切れる時間を一瞬に済ませることがで
きる。Means of the present invention for solving the aforementioned problems
In short, a shutter that can be opened and closed instantaneously at the position of the aperture stop of the optical system is arranged, and a temperature sensor that measures the temperature of the shutter is provided.
According to this configuration, the shutter blade can be used as a reference heat source. Further, by disposing the shutter at the position of the aperture stop, the optical equivalence between when the reference heat source is inserted and when it is not inserted is not lost. As the shutter, a lens shutter commonly used in the photo industry can be used. Therefore, the insertion and removal mechanism of the reference heat source according to the present invention can be realized at a low cost, operates stably with excellent reliability, and can insert and remove the reference heat source at high speed, so that the time during which the thermal image is interrupted can be reduced to an instant. be able to.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態で
ある赤外線サーモグラフィーにおけるカメラヘッドの要
部の構成を示す概念図であり、シャッターが開放状態の
ときを示す図である。図において、１ａ，１ｂはレン
ズ、２は光学系の鏡筒、３はシャッター、４は開口絞
り、５は温度センサー、６は２次元赤外線センサー、７
ａは赤外線センサー６が搭載される台座（赤外線センサ
ー６冷却用のペルチェ素子を兼ねる）、７ｂは金属製の
カバー、７ｃは赤外線を透過させる窓、８はＡ／Ｄ変換
器、９はカメラヘッドの筐体、２０は測定対象物、１０
６は赤外線センサー６の出力、１０８はＡ／Ｄ変換器８
の出力、１２０は測定対象物２０の一点から放射され光
学系で赤外線センサー６に投影される赤外線、Ａはレン
ズ開口（開口絞り４の開口）を通り光学系で赤外線セン
サー６へ集光される赤外線、Ｂは開口絞り４及びレンズ
鏡筒２から放射され赤外線センサー６へ入射する赤外
線、Ｃはカメラヘッドの筐体９から放射され赤外線セン
サー６へ入射する赤外線、Ｄは赤外線センサー６のケー
ス（台座７ａ、カバー７ｂ）から放射され赤外線センサ
ー６へ入射する赤外線をそれぞれ示す。台座７ａ、カバ
ー７ｂ及び窓７ｃでなるケースは、赤外線センサー６を
真空環境に保持している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a main part of a camera head in an infrared thermography according to an embodiment of the present invention, in which a shutter is opened. In the figure, 1a and 1b are lenses, 2 is an optical system barrel, 3 is a shutter, 4 is an aperture stop, 5 is a temperature sensor, 6 is a two-dimensional infrared sensor, 7
a is a pedestal on which the infrared sensor 6 is mounted (also serves as a Peltier element for cooling the infrared sensor 6), 7b is a metal cover, 7c is a window for transmitting infrared light, 8 is an A / D converter, and 9 is a camera head. , 20 is the object to be measured, 10
6 is the output of the infrared sensor 6, and 108 is the A / D converter 8.
Is an infrared ray emitted from one point of the measurement object 20 and projected on the infrared sensor 6 by the optical system, and A is condensed on the infrared sensor 6 by the optical system through a lens opening (opening of the aperture stop 4). Infrared light, B is infrared light emitted from the aperture stop 4 and the lens barrel 2 and incident on the infrared sensor 6, C is infrared light emitted from the camera head housing 9 and incident on the infrared sensor 6, and D is the case of the infrared sensor 6 ( The infrared rays emitted from the pedestal 7a and the cover 7b) and incident on the infrared sensor 6 are shown. The case including the pedestal 7a, the cover 7b, and the window 7c holds the infrared sensor 6 in a vacuum environment.
【００２２】赤外線センサー６に入射する赤外線のジオ
メトリー的な分類で考えると、図で示したＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄのような要素による赤外線が赤外線センサー６へ入射
する。Ａはレンズ開口内からの赤外線であり、対象物２
０の温度測定のためにはこの成分のみが必要である。Ｂ
は開口絞り４そのものやレンズ鏡筒２からの赤外線であ
る。Ｃはカメラヘッド筐体内壁からの赤外線である。Ｄ
は赤外線センサー６のケースからの赤外線である。Considering the geometrical classification of infrared rays incident on the infrared sensor 6, A, B, C,
Infrared rays from elements such as D enter the infrared sensor 6. A is an infrared ray from inside the lens opening,
Only this component is required for a zero temperature measurement. B
Represents infrared rays from the aperture stop 4 itself and the lens barrel 2. C is an infrared ray from the inner wall of the camera head housing. D
Is infrared light from the case of the infrared sensor 6.
【００２３】いま、図１のようにシャッター３が開いて
いるときに、赤外線センサー６に入射する赤外線は、赤
外線成分Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤに分けられるが、これら赤外
線成分Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤに対する赤外線センサー６の出
力をそれぞれａ，ｂ，ｃおよびｄとし、ａ，ｂ，ｃおよ
びｄの和をＱW とし（ＱW ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）、また
ｂ，ｃおよびｄの和をＱE （ＱE ＝ｂ＋ｃ＋ｄ）する。Now, when the shutter 3 is open as shown in FIG. 1, the infrared ray incident on the infrared sensor 6 is divided into infrared components A, B, C and D. And D, the outputs of the infrared sensor 6 are a, b, c and d, respectively, the sum of a, b, c and d is Q W (Q W = a + b + c + d), and the sum of b, c and d is Q E (Q E = b + c + d).
【００２４】環境温度の値やその変化の仕方、空気の対
流や日射等の熱源の影響により、ｂ，ｃ，ｄの値は千変
万化する。これらの影響を推定法やテーブル法によって
精度良く除去することは困難である。また赤外線センサ
ー６の直前に熱源を挿入すると、Ａ以外の成分に影響を
与えずにその熱源だけを参照することも不可能である。The values of b, c, and d change drastically due to the value of the environmental temperature, the manner of change thereof, and the influence of heat sources such as air convection and solar radiation. It is difficult to accurately remove these effects by an estimation method or a table method. If a heat source is inserted immediately before the infrared sensor 6, it is impossible to refer to only the heat source without affecting components other than A.
【００２５】図２は、図１の実施の形態においてシャッ
ター３を閉じた状態を示す概念図である。図２のように
シャッター３を閉じたとき、赤外線センサー６へ入射す
る赤外線成分の内で、図１のレンズ開口を通過した赤外
線成分Ａに代えて、シャッター３から放射される赤外線
成分Ａ’が赤外線センサー６へ入射する。シャッター３
は瞬間的に閉じて開くのでＢ，Ｃ，Ｄの成分は変化して
いない。赤外線成分Ａ’に対応する赤外線センサー６の
出力の成分をａ’とすると、図２の状態では、赤外線セ
ンサー６の出力はａ’＋ｂ＋ｃ＋ｄである。このａ’＋
ｂ＋ｃ＋ｄをＱR とする（ＱR ＝ａ’＋ｂ＋ｃ＋ｄ）。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a state where the shutter 3 is closed in the embodiment of FIG. When the shutter 3 is closed as shown in FIG. 2, among the infrared components incident on the infrared sensor 6, the infrared component A ′ emitted from the shutter 3 is replaced with the infrared component A that has passed through the lens opening of FIG. The light enters the infrared sensor 6. Shutter 3
Is momentarily closed and opened, so that the components of B, C, and D do not change. Assuming that the component of the output of the infrared sensor 6 corresponding to the infrared component A 'is a', the output of the infrared sensor 6 is a '+ b + c + d in the state of FIG. This a '+
The b + c + d and Q R (Q R = a ' + b + c + d).
【００２６】このようにシャッター３が開いた状態と閉
じた状態との２つの状態における赤外線センサー６の出
力ＱW とＱR の差分ＱD を計算すれば、どのような不要
赤外線が入射していても、ａ−ａ’という成分のみを容
易に抽出することができる。すなわち、 ＱD ＝ＱW −ＱR ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）−（ａ’＋ｂ＋ｃ＋ｄ） ＝ａ−ａ’ ・・・・・・・（１） なる式によりａ−ａ’が得られる。[0026] By calculating the difference Q D output Q W and Q R of the infrared sensor 6 in the two states of a state and a closed state in which the shutter 3 is opened, what unnecessary infrared not enter However, only the component aa ′ can be easily extracted. That, = Q D = Q W -Q R (a + b + c + d) - is (a '+ b + c + d) = a-a' ······· (1) comprising a-a by the equation 'is obtained.
【００２７】赤外線成分Ａ’に相当するシャッター３の
温度は、温度センサー５によって測定できるので、赤外
線成分Ａ’として赤外線センサー６に入射する赤外線エ
ネルギーの量は、理論的に計算することができる。その
理論計算は、シャッター３から放射される赤外線エネル
ギーをプランクの放射式で波長ごとに算出して行う。ま
た、赤外線センサー３に入射した赤外線エネルギーに応
じた赤外線センサー３の出力は、該赤外線センサー３の
分光感度を波長ごとの入射赤外線エネルギーに乗ずるこ
とにより算出される。かくして、シャッター３を基準熱
源とみなして、シャッター３の温度を温度センサー５で
検知することにより、シャッター３から放射される赤外
線Ａ’に応じた赤外線センサー６の出力を計算により得
ることができる。このように温度センサー５の出力１０
５に基づき計算により求めたシャッター３から放射され
る赤外線Ａ’に応じた赤外線センサー６の出力を
［ａ’］と表記する。理論上は［ａ’］＝ａ’であり、
実際は多少の誤差はあるもものの、実用上［ａ’］＝
ａ’として扱って差し支えない。Since the temperature of the shutter 3 corresponding to the infrared component A 'can be measured by the temperature sensor 5, the amount of infrared energy incident on the infrared sensor 6 as the infrared component A' can be theoretically calculated. The theoretical calculation is performed by calculating infrared energy radiated from the shutter 3 for each wavelength using Planck's radiation formula. The output of the infrared sensor 3 according to the infrared energy incident on the infrared sensor 3 is calculated by multiplying the spectral sensitivity of the infrared sensor 3 by the incident infrared energy for each wavelength. Thus, by regarding the shutter 3 as a reference heat source and detecting the temperature of the shutter 3 with the temperature sensor 5, the output of the infrared sensor 6 corresponding to the infrared ray A 'emitted from the shutter 3 can be obtained by calculation. Thus, the output 10 of the temperature sensor 5
The output of the infrared sensor 6 corresponding to the infrared ray A 'radiated from the shutter 3 obtained by calculation based on No. 5 is denoted as [a']. Theoretically, [a '] = a',
Although there are some errors in practice, [a '] =
You can treat it as a '.
【００２８】したがって、シャッター３を開いた状態
（図１）における赤外線センサー６の出力ＱW と、シャ
ッター３を閉じた状態（図２）における赤外線センサー
６の出力ＱR とを測定し、ＱW とＱR の差分ＱD ＝ａ−
ａ’を式（１）により計算し、温度センサー４の出力に
基づいて理論計算により算出した［ａ’］とを加算する
ことにより、すなわち （ａ−ａ’）＋［ａ’］＝ａ ・・・・・・・（２） なる式により、対象物２０からの赤外線Ａに対応した赤
外線センサー３の出力ａを得ることができる。[0028] Thus, by measuring the output Q R of the infrared sensor 6 at the output Q W of the infrared sensor 6 in the opened shutter 3 (Figure 1), the closed state of the shutter 3 (Figure 2), Q W and Q difference of R Q D = a-
a ′ is calculated by the equation (1), and [a ′] calculated by theoretical calculation based on the output of the temperature sensor 4 is added, that is, (a−a ′) + [a ′] = a · (2) The output a of the infrared sensor 3 corresponding to the infrared light A from the target object 20 can be obtained by the following expression.
【００２９】図３は、上述の原理により対象物２０から
放射される赤外線のエネルギー（対象物２０の温度に対
応）を測定するようにした赤外線サーモグラフィーの回
路構成例を示す図である。図３において、１はレンズ１
ａと１ｂとをまとめて表したレンズ、１０は加減算器、
１１はＣＰＵ（中央演算処理装置）、１２ａ及び１２ｂ
はそれぞれ第１及び第２のイメージメモリ、１０３はシ
ャッター３の開閉を制御する信号、１０５はシャッター
３の温度を表す温度センサー５の出力、１３０はイメー
ジメモリ１２ａの出力である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a circuit configuration of infrared thermography in which the energy of infrared rays (corresponding to the temperature of the object 20) radiated from the object 20 is measured according to the above-described principle. In FIG. 3, 1 is a lens 1
a and lb collectively represent a lens, 10 is an adder / subtractor,
11 is a CPU (Central Processing Unit), 12a and 12b
Is a first and a second image memory, 103 is a signal for controlling the opening and closing of the shutter 3, 105 is an output of the temperature sensor 5 indicating the temperature of the shutter 3, and 130 is an output of the image memory 12a.
【００３０】ＣＰＵ１１は、前述の制御部及び計算部を
なしている。まず、ＣＰＵ１１は、その制御部で、信号
１０３によりシャッター３の開閉を制御し、シャッター
３が開および閉の時の赤外線センサー６の出力ＱW 及び
ＱR をイメージメモリ１２ａ及び１２ｂにそれぞれ記憶
させる。次に、ＣＰＵ１１は、計算部で、式（１）によ
って差分計算を行うとともに、温度センサー５の出力１
０５で表されるシャッター３の温度に基づき、シャッタ
ー３閉のときにシャッター３から放射される赤外線Ａ’
に対応する赤外線センサー６の出力［ａ’］を計算によ
り求め、式（１）により求めておいた（ａ−ａ’）にこ
の［ａ’］を加え、式（２）の計算をし、対象物２０の
赤外線成分Ａだけに対応する赤外線センサー６の出力ａ
を算出する。かくして、対象物２０の赤外線エネルギ
ー、ひいては対象物２０の温度を測定することができ
た。このようにして測定された対象物２０の温度には、
光学系などの対象物２０以外の物から放射される赤外線
成分Ｂ，Ｃ，Ｄの影響は除かれている。The CPU 11 forms the above-mentioned control unit and calculation unit. First, CPU 11 is in the control unit, to control the opening and closing of the shutter 3 by the signal 103, and stores the outputs Q W and Q R of the infrared sensor 6 when the shutter 3 is open and closed in the image memory 12a and 12b . Next, the CPU 11 calculates the difference by the equation (1) in the calculation unit, and outputs the output 1 of the temperature sensor 5.
Based on the temperature of the shutter 3 represented by 05, the infrared ray A 'emitted from the shutter 3 when the shutter 3 is closed
Is calculated by calculating the output [a '] of the infrared sensor 6 corresponding to the following equation, and adding this [a'] to (a-a ') obtained by the equation (1), and calculating the equation (2), Output a of the infrared sensor 6 corresponding to only the infrared component A of the object 20
Is calculated. Thus, the infrared energy of the object 20 and thus the temperature of the object 20 could be measured. The temperature of the object 20 measured in this manner includes:
The effects of infrared components B, C, and D radiated from objects other than the target object 20 such as an optical system are excluded.
【００３１】また、シャッター３閉の時の赤外線センサ
ー６の出力ＱR （ＱR ＝ａ’＋ｂ＋ｃ＋ｄ、イメージメ
モリ１２ｂに記憶されている）と、温度センサー５の出
力１０５から計算したシャッター３の放射赤外線Ａ’に
対応した赤外線センサー６の出力［ａ’］との差ＱR −
［ａ’］をＱE とし、ＱE ＝（ａ’＋ｂ＋ｃ＋ｄ）−
［ａ’］をＣＰＵ１１の計算部で計算すれば、そのＱE
が不要赤外線エネルギー（ｂ＋ｃ＋ｄ）を表す。そこ
で、ＱE を求めた以後は、シャッター３開の時の赤外線
センサー６出力ＱW と不要赤外線に相当する赤外線セン
サー出力成分ＱE との差ＱW −ＱE を加減算器１０で生
成すれば、その差ＱW −ＱE がそのまま対象物２０から
の赤外線成分Ａを表す赤外線センサー出力ａとなる。Further, the shutter 3 outputs Q R of the infrared sensor 6 when closed (Q R = a '+ b + c + d, is stored in the image memory 12b) and, the radiation of the shutter 3 calculated from the output 105 of the temperature sensor 5 Difference Q R − from output [a ′] of infrared sensor 6 corresponding to infrared ray A ′
Let [a ′] be Q E, and Q E = (a ′ + b + c + d) −
When [a '] is calculated by the calculation unit of the CPU 11, its Q E
Represents unnecessary infrared energy (b + c + d). Therefore, subsequent to determine the Q E, if generating a difference Q W -Q E of the infrared sensor output component Q E corresponding to the unnecessary infrared and infrared sensor 6 outputs Q W when the shutter 3 opens by subtracter 10 , The difference Q W -Q E becomes the infrared sensor output a representing the infrared component A from the object 20 as it is.
【００３２】図３の回路で対象物２０の赤外線エネルギ
ーａを計測する第１の方法は、前述のように、ＣＰＵ１
１の制御部の制御によりイメージメモリ１２ａ及び１２
ｂにＱW 及びＱR をそれぞれ記憶させておき、さらにそ
の制御部の制御によりイメージメモリ１２ａ及び１２ｂ
からＱW 及びＱR をそれぞれ読み出し、ＣＰＵ１１の計
算部で温度センサー５の出力に基づきシャッター３の放
射赤外線エネルギー［ａ’］を計算し、また式（１），
（２）によりＱD ＝ＱW −ＱR ＝ａ−ａ’及び（ａ−
ａ’）＋［ａ’］＝ａを計算する。A first method for measuring the infrared energy a of the object 20 by the circuit of FIG.
The image memories 12a and 12
b advance respectively stores the Q W and Q R, and further the image memory 12a and 12b under the control of the control unit
Q read W and Q R, respectively, to calculate the radiant infrared energy of the shutter 3 based on the output of the temperature sensor 5 [a '] in the calculation of the CPU11 from and equation (1),
According to (2), Q D = Q W −Q R = a−a ′ and (a−
a ′) + [a ′] = a is calculated.
【００３３】図３の回路で対象物２０の赤外線エネルギ
ーａを計測する第２の方法は、ＣＰＵ１１の制御部の制
御によりイメージメモリ１２ｂにＱR ＝ａ’＋ｂ＋ｃ＋
ｄを記憶させておき、さらにその制御部の制御によりイ
メージメモリ１２ｂからＱRを読み出し、ＣＰＵ１１の
計算部で温度センサー５の出力に基づきシャッター３の
放射赤外線エネルギー［ａ’］を計算するとともに、Ｑ
R −［ａ’］＝ｂ＋ｃ＋ｄ＝ＱE を求め、さらにＱE を
加減算器１０に送り、シャッター３開のときの赤外線セ
ンサー６の出力（Ａ／Ｄ変換器８の出力）ＱW とＱE と
の差ａを加減算器１０生成し、対象物２０の放射赤外線
エネルギーａをイメージメモリ１２ａに一旦記憶し更に
読み出し、対象物２０の放射赤外線エネルギーａを信号
１３０として出力する。この第２の方法では、ＣＰＵ１
１の計算部で、ＱE ＝ＱR −［ａ’］を計算し、加減算
器１０でＱW −ＱE を計算しているので、図３の回路全
体では結局のところ、ＱW −（ＱR −［ａ’］）＝（Ｑ
W −ＱR ）＋［ａ’］＝ａ−ａ’＋［ａ’］を加減算器
１０から出力して、イメージメモリ１２ａへ記憶し、さ
らにイメージメモリ１２ａから信号１３０として出力し
ているのであるから、第１の方法と同じ計算をしている
こととなる。対象物２０の赤外線エネルギーａを計測す
るのに第１の方法または第２の方法のいずれを採用する
かは、ＣＰＵ１１による処理の手順の如何に依存してい
る。The second method of measuring the infrared energy a of the object 20 in the circuit of Figure 3, the image memory 12b by the control of the control unit of the CPU11 Q R = a '+ b + c +
may be stored and d, together with further reads Q R from the image memory 12b by the control of the control unit calculates the radiant infrared energy [a '] of the shutter 3 based on the output of the temperature sensor 5 in the calculation of the CPU 11, Q
R− [a ′] = b + c + d = Q E is obtained, and Q E is sent to the adder / subtractor 10 to output the infrared sensor 6 when the shutter 3 is opened (the output of the A / D converter 8) Q W and Q E. The subtractor 10 generates the difference a from the image data, temporarily stores the radiated infrared energy a of the object 20 in the image memory 12a, further reads out the same, and outputs the radiated infrared energy a of the object 20 as a signal 130. In this second method, the CPU 1
1 calculator, Q E = Q R - calculate the [a '], since the Get Q W -Q E in adder-subtracter 10, after all the whole circuit of Figure 3, Q W - ( Q R - [a ']) = (Q
W− Q R ) + [a ′] = a−a ′ + [a ′] is output from the adder / subtractor 10, stored in the image memory 12a, and output as a signal 130 from the image memory 12a. Therefore, the same calculation as in the first method is performed. Whether the first method or the second method is used to measure the infrared energy a of the object 20 depends on the processing procedure of the CPU 11.
【００３４】なお、以上の説明では、シャッター３が閉
じているときの該シャッター３から放射される赤外線エ
ネルギーを理論計算により求めるとした。しかし、シャ
ッター３が閉じている状態において該シャッター３から
放射される赤外線を２次元赤外線センサー６で受けたと
きの該２次元赤外線センサー６の出力ＱR を離散的な複
数の該シャッター３の温度について予め取得することに
より作成した、該シャッター３の温度と該２次元赤外線
センサー６の出力ＱR との対応を示すテーブルを記憶す
る記憶手段を有し、ＣＰＵ１１の計算部は、温度センサ
ー５の出力に基づくシャッター３の温度で該テーブルを
参照し、補間法により［ａ’］を算出するようにしても
差し支えない。In the above description, the infrared energy radiated from the shutter 3 when the shutter 3 is closed is obtained by theoretical calculation. However, a plurality of discrete temperatures of the shutter 3 the output Q R of the two-dimensional infrared sensor 6 when subjected to infrared radiation emitted from the shutter 3 in a state where the shutter 3 is closed by a two-dimensional infrared sensor 6 was prepared by pre-acquired for, a storage means for storing a table indicating the correspondence between the output Q R of the temperature and the two-dimensional infrared sensor 6 of the shutter 3, the calculation of the CPU11, the temperature sensor 5 The table may be referred to with the temperature of the shutter 3 based on the output, and [a '] may be calculated by an interpolation method.
【００３５】[0035]
【発明の効果】上に実施の形態を挙げて詳しく説明した
ように、本発明の赤外線センサー温度補正方法及び装置
並びに２次元赤外線センサーを用いた赤外線サーモグラ
フィーによれば、装置内部に温度センサーを配置して不
要赤外線量を推定したり、不要赤外線量の実測データか
ら補正したりする必要が無くなり、装置内部がどのよう
な温度分布であっても、常にそれらの影響を除去するこ
とができ、対象物の正確な赤外線エネルギーを測定でき
る。このように、本発明の方法及び装置によれば、装置
ごとの対環境温度特性のバラツキ、環境温度の急激な変
化および経年変化があっても温度補正が正確にでき、温
度補正のための調整時間が短く、しかも温度補正のため
の熱画像画面の途切れを一瞬で済ますことができ、基準
熱源を挿入したときも光学系の等価性を維持できる。As described in detail above with reference to the embodiments, according to the infrared sensor temperature correction method and apparatus of the present invention and the infrared thermography using the two-dimensional infrared sensor, the temperature sensor is disposed inside the apparatus. It is no longer necessary to estimate the amount of unnecessary infrared light and correct it from the measured data of the amount of unnecessary infrared light, and it is possible to always remove those effects regardless of the temperature distribution inside the device. It can measure the accurate infrared energy of an object. As described above, according to the method and the apparatus of the present invention, the temperature can be accurately corrected even when there is a variation in the environmental temperature characteristic of each apparatus, a rapid change of the environmental temperature, and an aging change, and the adjustment for the temperature correction can be performed. The time is short, and the thermal image screen for temperature correction can be interrupted instantaneously, and the equivalence of the optical system can be maintained even when the reference heat source is inserted.
【００３６】映像の途切れを一瞬で済ますために、写真
工業で一般的なレンズシャッターを本発明におけるシャ
ッターとして採用するとことにより、装置を安価にで
き、信頼性を向上できる。さらに、本発明を採用すれ
ば、レンズの開口絞りの位置にシャッターを配置するこ
とにより、光学的等価性を保ったまま基準熱源を参照す
ることができるので、光学的等価性のない熱源参照方式
で問題となる参照誤差をなくすことができる。By adopting a lens shutter commonly used in the photographic industry as the shutter in the present invention in order to make the interruption of an image instantaneous, the apparatus can be made inexpensive and the reliability can be improved. Furthermore, if the present invention is adopted, the reference heat source can be referred to while maintaining the optical equivalence by disposing the shutter at the position of the aperture stop of the lens. Can eliminate the problem of reference error.
【００３７】上述のような効果により、本発明によれ
ば、簡単な構成により２次元赤外線センサー特有の温度
測定誤差を大幅に改善することができ、工場調整の時間
と費用を大きく節約することができる。With the above-described effects, according to the present invention, the temperature measurement error peculiar to the two-dimensional infrared sensor can be greatly improved with a simple structure, and the time and cost for factory adjustment can be greatly saved. it can.
【図１】本発明の一実施の形態である赤外線サーモグラ
フィーにおけるカメラヘッドの要部の構成を示す概念図
であり、シャッター３が開放状態のときを示す図であ
る。FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a main part of a camera head in infrared thermography according to an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a state where a shutter 3 is in an open state.
【図２】図１の実施の形態においてシャッター３を閉じ
た状態のときを示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a state where a shutter 3 is closed in the embodiment of FIG.
【図３】本発明の方法を適用して対象物２０から放射さ
れる赤外線のエネルギー（対象物２０の温度に対応）を
測定するようにした赤外線サーモグラフィーの回路構成
例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a circuit configuration of infrared thermography adapted to measure infrared energy (corresponding to the temperature of the object 20) emitted from the object 20 by applying the method of the present invention.
１，１ａ，１ｂ・・・・・レンズ ２・・・・・光学系の鏡筒 ３・・・・・シャッター ４・・・・・開口絞り ５・・・・・温度センサー ６・・・・・２次元赤外線センサー ７ａ・・・・・赤外線センサー６が搭載される台座 ７ｂ・・・・・金属製のカバー ７ｃ・・・・・赤外線を透過させる窓 ８・・・・・Ａ／Ｄ変換器 ９・・・・・カメラヘッドの筐体 １０・・・・・加減算器 １１・・・・・ＣＰＵ（中央処理装置） １２ａ・・・・・第１のイメージメモリ １２ｂ・・・・・第２のイメージメモリ ２０・・・・・測定対象物 １０３・・・・・シャッター３の開閉を制御する信号 １０５・・・・・シャッター３の温度を表す温度センサ
ー５の出力 １０６・・・・・赤外線センサー６の出力 １０８・・・・・Ａ／Ｄ変換器８の出力 １２０・・・・・測定対象物２０の一点から放射され光
学系で赤外線センサー６に投影される赤外線 １３０・・・・・イメージメモリ１２ａの出力 Ａ・・・・・レンズ開口（開口絞り４の開口）を通り光
学系で赤外線センサー６へ集光される赤外線 Ｂ・・・・・開口絞り４及びレンズ鏡筒２から放射され
赤外線センサー６へ入射する赤外線 Ｃ・・・・・カメラヘッドの筐体９から放射され赤外線
センサー６へ入射する赤外線 Ｄ・・・・・赤外線センサー６のケース（台座７ａ、カ
バー７ｂ）から放射され赤外線センサー６へ入射する赤
外線1, 1a, 1b ... Lens 2 ... Optical system barrel 3 ... Shutter 4 ... Aperture stop 5 ... Temperature sensor 6 ... A two-dimensional infrared sensor 7a A base on which the infrared sensor 6 is mounted 7b A metal cover 7c A window through which infrared light is transmitted 8 A / D conversion Unit 9 ... Camera head housing 10 ... Addition / subtraction unit 11 ... CPU (Central Processing Unit) 12a ... First image memory 12b ... 2 image memory 20... Object to be measured 103... Signal for controlling opening and closing of shutter 3 105... Output of temperature sensor 5 representing temperature of shutter 3 106. Output of infrared sensor 6 108 ··· Output of A / D converter 8 1 0: infrared rays emitted from one point of the measurement object 20 and projected on the infrared sensor 6 by the optical system 130: output of the image memory 12a A: lens aperture (of the aperture stop 4) Infrared rays passing through the aperture) and condensed on the infrared sensor 6 by the optical system B ... Infrared rays emitted from the aperture stop 4 and the lens barrel 2 and incident on the infrared sensor 6 C ... Case of the camera head Infrared rays emitted from the body 9 and incident on the infrared sensor 6 D... Infrared rays emitted from the case (pedestal 7a, cover 7b) of the infrared sensor 6 and incident on the infrared sensor 6
Claims (5)
対象物の赤外線像を投影する光学系と、前記赤外線セン
サーの出力を処理して前記対象物の熱画像信号を生成す
る信号処理部と、前記熱画像信号を受け前記対象物の熱
画像を表示する表示装置とを備えてなる赤外線サーモグ
ラフィーにおいて、該赤外線センサーの出力で表される
温度を対象物の温度に近づけるように該赤外線センサー
の出力に補正を加える方法であり、対象物から放射され
る赤外線に代えて既知温度の基準熱源から放射される赤
外線を前記赤外線センサーに導いたときの該赤外線セン
サーの出力ＱRと、前記対象物を前記光学系で観測して
ときの該赤外線センサーの出力ＱW とを比較し、前記光
学系など前記対象物以外の物から放射された赤外線に基
づく前記赤外線センサーの出力成分ＱE を前記出力ＱW
から除去し、前記対象物の放射赤外線だけに基づく前記
赤外線センサーの出力ａを生成する赤外線センサー温度
補正方法において、 シャッター及び該シャッターの温度を検知する温度セン
サーを前記光学系に設け、該シャッターを閉じたときの
該シャッターを前記基準熱源とし、前記温度センサーの
出力から前記基準熱源の既知温度を得ることを特徴とす
る赤外線センサー温度補正方法。An infrared sensor; an optical system for projecting an infrared image of the object on the infrared sensor; a signal processing unit for processing an output of the infrared sensor to generate a thermal image signal of the object; A display device that receives the thermal image signal and displays a thermal image of the object, wherein the output of the infrared sensor is adjusted so that the temperature represented by the output of the infrared sensor approaches the temperature of the object. to a method of applying a correction, and an output Q R of the infrared sensor when the infrared radiation emitted from the reference heat source known temperature led to the infrared sensor in place of the infrared rays emitted from the object, said object wherein comparing the output Q W of the infrared sensor when it observed by the optical system, the infrared sensor based on infrared radiation emitted from objects other than the object such as the optical system The output component Q E of the circuit to the output Q W
In the infrared sensor temperature correction method for generating the output a of the infrared sensor based only on the radiated infrared light of the object, a shutter and a temperature sensor for detecting a temperature of the shutter are provided in the optical system, and the shutter is provided. An infrared sensor temperature correction method, wherein the shutter when closed is used as the reference heat source, and a known temperature of the reference heat source is obtained from an output of the temperature sensor.
対象物の赤外線像を投影する光学系と、前記赤外線セン
サーの出力を処理して前記対象物の熱画像信号を生成す
る信号処理部と、前記熱画像信号を受け前記対象物の熱
画像を表示する表示装置とを備えてなる赤外線サーモグ
ラフィーに設けられ、該赤外線センサーの出力で表され
る温度を対象物の温度に近づけるように該赤外線センサ
ーの出力に補正を加える装置であり、対象物から放射さ
れる赤外線に代えて既知温度の基準熱源から放射される
赤外線を前記赤外線センサーに導いたときの該赤外線セ
ンサーの出力ＱR と、前記対象物を前記光学系で観測し
てときの該赤外線センサーの出力ＱW とを比較し、前記
光学系など前記対象物以外の物から放射された赤外線に
基づく前記赤外線センサーの出力成分ＱE を前記出力Ｑ
W から除去し、前記対象物の放射赤外線だけに基づく前
記赤外線センサーの出力ａを生成する赤外線センサー温
度補正装置において、 シャッター及び該シャッターの温度を検知する温度セン
サーを前記光学系に設け、該シャッターを閉じたときの
該シャッターを前記基準熱源とし、前記温度センサーの
出力から前記基準熱源の既知温度を得ることを特徴とす
る赤外線センサー温度補正装置。2. An infrared sensor, an optical system for projecting an infrared image of an object on the infrared sensor, and a signal processing unit for processing an output of the infrared sensor to generate a thermal image signal of the object. A display device that receives the thermal image signal and displays a thermal image of the target object; the infrared sensor is provided in the infrared thermography so as to approximate the temperature represented by the output of the infrared sensor to the temperature of the target object. a device for adding the correction to the output of the output Q R of the infrared sensor when the infrared radiation emitted from the reference heat source known temperature instead of infrared rays emitted from the object led to the infrared sensor, the target It compares the output Q W of the infrared sensor when observing an object in the optical system, the infrared cell based on the infrared radiation emitted from objects other than the object such as the optical system The output component Q E of the
An infrared sensor temperature correction device that removes from the W and generates the output a of the infrared sensor based only on the radiated infrared light of the object, wherein a shutter and a temperature sensor that detects the temperature of the shutter are provided in the optical system; An infrared sensor temperature correction device, wherein the shutter when the shutter is closed is used as the reference heat source, and a known temperature of the reference heat source is obtained from an output of the temperature sensor.
に隣接した位置であって、該開口絞りより入射開口側に
設けてあることを特徴とする請求項２に記載の赤外線セ
ンサー温度補正装置。3. The infrared sensor temperature correction device according to claim 2, wherein the shutter is provided at a position adjacent to an aperture stop of the optical system and on an incident aperture side of the aperture stop. .
センサー上に対象物の赤外線像を投影する光学系と、前
記２次元赤外線センサーの出力を処理して前記対象物の
熱画像信号を生成する信号処理部と、前記熱画像信号を
受け前記対象物の熱画像を表示する表示装置とを備えて
なる赤外線サーモグラフィーにおいて、 前記光学系の光路を開閉するシャッター及び該シャッタ
ーの温度を測定する温度センサー並びに前記シャッター
が開いているときの前記２次元赤外線センサーの視野を
定める開口絞りが前記光学系に設けてあり、 第１及び第２のイメージメモリと、前記シャッターの開
閉を制御するとともに該シャッターが開いているときの
前記２次元赤外線センサーの出力ＱW および該シャッタ
ーが閉じているときの該２次元赤外線センサーの出力Ｑ
R を前記第１および第２のイメージメモリにそれぞれ記
憶させる制御部と、該第１及び第２のイメージメモリか
ら読み出した該２次元赤外線センサー出力ＱW 及びＱR
の差ＱD並びに前記温度センサーの出力に基づいて前記
対象物から放射された赤外線だけに対応した該２次元赤
外線センサーの出力ａを計算する計算部とを有し、 前記計算部は、前記シャッターが閉じている状態におい
て該シャッターから放射される赤外線だけを前記２次元
赤外線センサーで受けたときの該２次元赤外線センサー
の出力［ａ’］を前記温度センサーの出力に基づき算出
し、前記差ＱDに該［ａ’］を加えることにより前記２
次元赤外線センサーの出力ａの計算をすることを特徴と
する赤外線サーモグラフィー。4. A two-dimensional infrared sensor, an optical system for projecting an infrared image of an object on the two-dimensional infrared sensor, and processing the output of the two-dimensional infrared sensor to generate a thermal image signal of the object A signal processing unit, and a display device that receives the thermal image signal and displays a thermal image of the object, a shutter that opens and closes an optical path of the optical system, and a temperature that measures the temperature of the shutter. A sensor and an aperture stop for defining a field of view of the two-dimensional infrared sensor when the shutter is open, provided in the optical system; a first and a second image memory; the two-dimensional infrared sensor when the output Q W and the shutter of the two-dimensional infrared sensor is closed when the are open Output Q
And a controller for storing R in the first and second image memories, respectively, and the two-dimensional infrared sensor outputs Q W and Q R read from the first and second image memories.
And a calculator for calculating a difference Q D and the output a of the two-dimensional infrared sensor which corresponds only to the infrared radiation emitted from the object based on an output of said temperature sensor, said computing unit, said shutter When the two-dimensional infrared sensor receives only infrared light radiated from the shutter while the shutter is closed, the output [a '] of the two-dimensional infrared sensor is calculated based on the output of the temperature sensor, and the difference Q is calculated. By adding said [a '] to D ,
Infrared thermography, wherein an output a of a three-dimensional infrared sensor is calculated.
該シャッターから放射される赤外線を前記２次元赤外線
センサーで受けたときの該２次元赤外線センサーの出力
ＱRを離散的な複数の該シャッターの温度について予め
取得することにより作成した、該シャッター温度と該２
次元赤外線センサーの出力ＱR との対応を示すテーブル
を記憶する記憶手段を有し、 前記計算部は、前記温度センサーの出力に基づく前記シ
ャッターの温度で該テーブルを参照し、補間法により前
記［ａ’］を算出することを特徴とする請求項４に記載
の赤外線サーモグラフィー。5. The temperature of the discrete plurality of said shutter output Q R of the two-dimensional infrared sensor when the infrared radiation emitted from the shutter in a state in which the shutter is closed received by the two-dimensional infrared sensor The shutter temperature and the 2
A storage means for storing a table indicating the correspondence between the output Q R dimensions infrared sensor, the calculation unit, by referring to the table at a temperature of the shutter based on the output of said temperature sensor, said by interpolation [ a ′] is calculated.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8271930A JPH10115557A (en) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | Method and apparatus for temperature correction of infrared sensor as well as infrared thermography using two-dimensional infrared sensor |
| US08/949,719 US5994701A (en) | 1996-10-15 | 1997-10-14 | Infrared sensor device with temperature correction function |
| EP97117829A EP0837600A3 (en) | 1996-10-15 | 1997-10-15 | Infrared sensor device with temperature correction function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8271930A JPH10115557A (en) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | Method and apparatus for temperature correction of infrared sensor as well as infrared thermography using two-dimensional infrared sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10115557A true JPH10115557A (en) | 1998-05-06 |
Family
ID=17506837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8271930A Pending JPH10115557A (en) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | Method and apparatus for temperature correction of infrared sensor as well as infrared thermography using two-dimensional infrared sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10115557A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100345441B1 (en) * | 2000-01-14 | 2002-07-26 | 국방과학연구소 | Nonuniformity correction method and apparatus for thermal imaging system |
| US6855934B2 (en) | 1999-01-14 | 2005-02-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared imaging device, vehicle having the same installed therein, and infrared image adjustment device |
| JP2007502403A (en) * | 2003-08-11 | 2007-02-08 | オプガル リミテッド | Radiometry using an uncooled microbolometer detector |
| CN103048051A (en) * | 2012-12-17 | 2013-04-17 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | Infrared detector nonuniformity corrector |
| WO2016051848A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 富士フイルム株式会社 | Infrared imaging device, diaphragm control method, and diaphragm control program |
| JP2018519522A (en) * | 2015-06-30 | 2018-07-19 | ローズマウント インコーポレイテッド | Improved explosion-proof thermal imaging system |
| US10536626B2 (en) | 2014-09-30 | 2020-01-14 | Fujifilm Corporation | Infrared imaging device, fixed pattern noise calculation method, and fixed pattern noise calculation program |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63163126A (en) * | 1986-12-25 | 1988-07-06 | Mitsubishi Electric Corp | Infrared radiation thermometer |
| JPH02236426A (en) * | 1989-03-10 | 1990-09-19 | Fujitsu Ltd | Infrared ray image pickup device |
| JPH03156329A (en) * | 1989-11-14 | 1991-07-04 | Olympus Optical Co Ltd | Measuring apparatus for body temperature |
| JPH03179977A (en) * | 1989-12-08 | 1991-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | Image pickup device |
| JPH03246428A (en) * | 1990-02-23 | 1991-11-01 | Fujitsu Ltd | Infrared video device |
| JPH0425729A (en) * | 1990-05-22 | 1992-01-29 | Tokyo Electron Kyushu Kk | Temperature measuring instrument |
| JPH0694537A (en) * | 1992-09-17 | 1994-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thermal image detector |
-
1996
- 1996-10-15 JP JP8271930A patent/JPH10115557A/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63163126A (en) * | 1986-12-25 | 1988-07-06 | Mitsubishi Electric Corp | Infrared radiation thermometer |
| JPH02236426A (en) * | 1989-03-10 | 1990-09-19 | Fujitsu Ltd | Infrared ray image pickup device |
| JPH03156329A (en) * | 1989-11-14 | 1991-07-04 | Olympus Optical Co Ltd | Measuring apparatus for body temperature |
| JPH03179977A (en) * | 1989-12-08 | 1991-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | Image pickup device |
| JPH03246428A (en) * | 1990-02-23 | 1991-11-01 | Fujitsu Ltd | Infrared video device |
| JPH0425729A (en) * | 1990-05-22 | 1992-01-29 | Tokyo Electron Kyushu Kk | Temperature measuring instrument |
| JPH0694537A (en) * | 1992-09-17 | 1994-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thermal image detector |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6855934B2 (en) | 1999-01-14 | 2005-02-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared imaging device, vehicle having the same installed therein, and infrared image adjustment device |
| US7030377B2 (en) | 1999-01-14 | 2006-04-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared imaging device, vehicle having the same installed therein, and infrared image adjustment device |
| KR100345441B1 (en) * | 2000-01-14 | 2002-07-26 | 국방과학연구소 | Nonuniformity correction method and apparatus for thermal imaging system |
| JP2007502403A (en) * | 2003-08-11 | 2007-02-08 | オプガル リミテッド | Radiometry using an uncooled microbolometer detector |
| CN103048051A (en) * | 2012-12-17 | 2013-04-17 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | Infrared detector nonuniformity corrector |
| WO2016051848A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 富士フイルム株式会社 | Infrared imaging device, diaphragm control method, and diaphragm control program |
| JPWO2016051848A1 (en) * | 2014-09-30 | 2017-04-27 | 富士フイルム株式会社 | Infrared imaging device, aperture control method, and aperture control program |
| CN106796142A (en) * | 2014-09-30 | 2017-05-31 | 富士胶片株式会社 | Infrared pick-up device, diaphragm control method and the control of diaphragm program |
| US10362243B2 (en) | 2014-09-30 | 2019-07-23 | Fujifilm Corporation | Infrared imaging device, diaphragm control method, and diaphragm control program |
| US10536626B2 (en) | 2014-09-30 | 2020-01-14 | Fujifilm Corporation | Infrared imaging device, fixed pattern noise calculation method, and fixed pattern noise calculation program |
| JP2018519522A (en) * | 2015-06-30 | 2018-07-19 | ローズマウント インコーポレイテッド | Improved explosion-proof thermal imaging system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5994701A (en) | Infrared sensor device with temperature correction function | |
| US4343182A (en) | Radiation heat loss detector | |
| KR101167260B1 (en) | Radiometry using an uncooled microbolometer detector | |
| CN102650720B (en) | Infrared lens unit and infrared camera system provided with the infrared lens unit | |
| CN111323125B (en) | Temperature measurement method and device, computer storage medium and electronic equipment | |
| US7237946B2 (en) | Use of IR camera | |
| JP6434227B2 (en) | Infrared camera | |
| JPH10115557A (en) | Method and apparatus for temperature correction of infrared sensor as well as infrared thermography using two-dimensional infrared sensor | |
| CN111537076B (en) | Method and system for inhibiting temperature drift of infrared equipment in starting stage | |
| WO2006017544A2 (en) | Sensor apparatus and method for noise reduction | |
| US20090244313A1 (en) | Compound eye photographing apparatus, control method therefor, and program | |
| JP7306408B2 (en) | Temperature estimation device, temperature estimation method and temperature estimation program | |
| JP2004282299A (en) | Infrared camera | |
| JP4007018B2 (en) | Infrared imaging device | |
| JPH06186085A (en) | Method and device for measuring temperature | |
| US4698493A (en) | Method and apparatus for measuring distance utilizing binocular optics | |
| KR20050009060A (en) | Infrared imaging apparatus able to measuring the absolute temperature of a target | |
| EP0433698A2 (en) | Black body calibration using image processing techniques | |
| WO2022141188A1 (en) | Thermal radiation detector-based temperature measurement method and device, and thermal radiation detector | |
| JP2004117254A (en) | Infrared imaging apparatus | |
| KR20210123885A (en) | The Method for auto detecting shutter disorder of thermal camera | |
| CN117553925A (en) | Non-uniformity correction method and device for infrared measurement image | |
| JP2022061405A (en) | Measurement device and measurement method | |
| KR20220160208A (en) | Method and apparatus for detecting temperature of fever detection system using thermal image camera | |
| JPS6136607B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001212 |