JPS61100622A - 赤外線映像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、対象物の各部から放射される赤外線を検知
し、対象物の温度分布を可視像として表示する赤外線映
像装置に関するものである。

〔従来の技術〕

赤外線映像装置は、対象物の特定視野の範囲を光学的に
走査し、対象物の表面温度に応じてその表面から放射さ
れる赤外線放射量を検出し、これを電気信号に変換した
後画像処理して熱画像を得るものである。

そして、この種の赤外線映像装置は、温度と赤外線放射
量の関係についての基準原器である黒体により較正され
ているので、対象物の絶対温度分布を測定することがで
きる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、対象物によってはカメラヘッドと対象物
との間に介在物を入れて測定する必要が生じる。例えば
、耐火レンガ等で囲まれた炉の中の対象物を観測する場
合には、炉に観測窓をあけ、その窓に特殊な赤外線用窓
材を嵌め込み、この赤外線用窓材を通して観測する。ま
た、ガラス、プラスチック等の特殊物体の表面温度観測
では、これらの対象物が自ら赤外線を放射するだけでな
く背景から放射される赤外線を透過してしまうので、透
過する赤外線を除去してやる必要がある。そこで、これ
らの対象物の赤外線波長特性を考慮した特殊な光学的フ
ィルタをカメラヘッドの前面に設置しないと温度測定が
できない。

このような窓あるいはフィルタ等の介在物を入れると第
４図に示すように、対象物４から放射される赤外線は介
在物５で一部吸収された後、カメラ部１に入射し、赤外
線量は介在Ｔｈ５の前後でＷｌからＷ２に減少する。そ
のために赤外線映像装置で観測される対象物の温度は真
の温度より低く表示される。すなわち、従来の赤外線映
像装置では対象物の真の温度分布を観測することが出来
ない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、カ
メラ部が出力したアナログの熱像信号をＡ／Ｄ変換器で
適当な基準電圧に、基づいてデジタルの熱像信号に変換
し、これを一旦フレームメモリに記憶した後再び読み出
して表示器に熱画像を表示する赤外線映像装置であって
、対象物とカメラ部の間゛に介在する介在物の有無およ
び種類に応じて対象物の温度と前記カメラ部が出力する
電気信号の電圧量との関係を表した複数種の温度テーブ
ルを予め記憶した記憶手段と、指定された温度テーブル
を前記記憶手段から選択し、この選択された温度テーブ
ルと別途指定された観測温度条件とから前記Ａ／Ｄ変換
器の基準電圧値を算出するマイクロプロセッサとを備え
たものである。

〔作用〕

測定時に介在物に応じて温度テーブルを適宜選択するこ
とにより、赤外線映像装置の基準電圧値を変える。

〔実施例〕

以下、実施例と共に本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

カメラ部ｌは光学走査機構・集光レンズ・赤外線検出器
および同期信号発生器から成り、対象物の各部を走査し
、その表面から放射される赤外線放射量を電気信号に変
換し、該信号をアナログの熱像信号としてＡ／Ｄ変換器
２２に出力する。また、同時に同期信号Ｓを出力する。

Ａ／Ｄ変換器２２は、カメラ部１からのアナログの熱像
信号を、同じくカメラ部１からの同期信号Ｓに同期させ
て所定のビット数でデジタル量に変換する。なお、デジ
タル変換の際の基準電圧は゛　　後述するマイクロプロ
セッサ２６から与えられる。

フレームメモリ２３はＡ／Ｄ変換器２２でデジタル量に
変換された熱像信号をカメラ部１からの同期信号に基づ
いて所定のアドレスに記憶する。

表示処理器２４はフレームメモリ２３に記憶されたデジ
タル熱像信号を表示器３に適合した走査レートで読み出
すとともに、表示器３における熱画像の色付は処理およ
び温度スケール、カラースケール、温度テーブル名等付
加情報の表示処理を行なうものであり、上記Ａ／Ｄ変換
器２２．フレームメモリ２３と共に熱像信号処理部２を
構成する。

表示器３はカラーモニタテレビから成り、対象物の温度
分布が最大１６色に色分けされて表示され、観測者は対
象物の画像の色と同色の色を同一画面上に表示されたカ
ラースケールの中から見出し、このカラースケールと並
列的に表示された温度スケールの中の数字から対象物の
絶対温度を知ることができるようになっている。

マイクロプロセッサ２６は操作盤２８からの指令に基づ
いてＲＯＭ２７に記憶されている複数の温度テーブルか
ら一つを選択し、この選択された温度テーブルと別途操
作盤２８から指示される観測温度条件（観測温度範囲の
下限および温度分解能）とから所定の処理を行ない、Ａ
／Ｄ変換器２２のデジタル変換基準電圧を発生する。ま
た、選択された温度テーブルがいずれであるかを表示器
３に表示するために、温度テーブル名を表示処理器２４
に知らせる。

温度テーブルとは対象物から放射される赤外線量すなわ
ち温度と、カメラ部１に内蔵された検出器において変換
された電圧量との関係をデジタル値に変換したものをい
う。

第２図に対象物の温度とカメラ部１に内蔵された検出器
で変換された電圧量との関係の一例を示゛す。実線３０
は、対象物とカメラ部１との間に窓材、フィルタ等の介
在物がないときの対象物（黒体基準）の温度とカメラ部
１の検出器からの出力・　　電圧との関係を示しており
、図から明らかなようにこの関係は直線関係にはない。

出力の最大電圧Ｖｚは検出器後段に付加される電圧増幅
器の特性によって決定される。ＲＯＭ２７に記憶されて
いる温度テーブルの一つにはこの最大電圧Ｖｚを予め決
められたビット数で分割した電圧値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、
　　・・・；　ｖｚをデジタル変換した値および電圧値
Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、　　・・−、ＶＺに対応した温度Ｔ
ａ、Ｔｂ、Ｔｃ、　　・・・、Ｔｚをデジタル変換した
値がテーブル形式で蓄えられている。

対象物とカメラ部１との間に窓材、フィルタ等の介在物
があるときの対象物（黒体基準）の温度とカメラ部１の
検出器からの出力電圧との関係は、介在物により異なる
。第３図の実線３１，３２゜３３はかかる場合の関係を
示したものである。なお、同図における実線３０は第２
図における実線３０に相当する。

ＲＯＭ２７に格納されている温度テーブル＃１゜＃２．
＃３．＃４はそれぞれ第３図の実線３０〜３３で表され
た関係をテーブル形式で記憶せしめたものである。

観測温度条件とは観測する温度範囲を決定する条件をい
い、具体的には観測温度範囲の下限および温度分解能を
いう。カメラ部１で検出し得る温度範囲（検出温度範囲
）は幅広く、したがって、各温度テーブルは検出温度範
囲を全てカバーできるように温度と電圧の関係が記憶さ
れている。

本実施例の如く例えば１６色カラー表示を前提とすると
、Ａ／Ｄ変換器２２における基準電圧値は最低１５段階
必要であり、観測温度範囲の下限および温度分解能を指
定することにより、既に選択された温度テーブルから、
対応する１５段の基準電圧値を選び出す。たとえば、観
測温度範囲の下限を１００℃、温度分解能を１℃とする
と１００℃から１１６℃までの温度を観測することがで
きるのである。

次に、本実施例の動作を説明する。

まず、操作盤２８において、温度テーブルの選択と観測
温度条件の設定を行なう。今、対象物とカメラ部１との
間に介在物がないとすると、温度テーブル＃１を選択す
ることになる。

つぎに、観測温度条件を指定する。いま、操作盤２８に
おいて観測温度範囲の下限値をＴＯ１温度分解能を８１
と指定すると、この指令がマイクロプロセッサ２６に入
力され、その値がＲＯＭ２７内の温度テーブル＃１の値
と比較参照され、各温度に対応するデジタル電圧値ＶＯ
〜Ｖ１６が算出され、Ａ／Ｄ変換器２２に送られる。

なお、操作盤２８から指定する観測温度範囲の下限値お
よび温度分解能が、ＲＯＭ２７内に格納された温度テー
ブルの温度値と一致しないときは、その温度値の上下に
位置する温度テーブルの温度値をもとに直線近似によっ
て２点間の温度値を求める補間法によりその基準電圧を
求め出力する。

Ａ／Ｄ変換器２２ではこの電圧値■０〜Ｖ１６を基準と
してカメラ部１からのアナログの熱像信号をデジタル変
換する。すなわち、観測温度範囲を温度ＴＯ−７１６の
１６段階（４ビツト）でデジタル変換している。この時
、熱像信号はカメラ部１からの走査同期信号をもとに一
走査線の水平画素数を決定する周波数でデジタル化され
る。

デジタル化された熱像信号はフレームメモリ２３の指定
するアドレスに書き込まれた後、表示処理器２４により
表示器３であるモニタテレビの走査レートで読み出され
、表示処理が行われると共に、選択されている温度テー
ブルの番号、温度スケール、カラースケールの表示処理
が行われ、モニタテレビに擬似カラー熱像および温度テ
ーブル番号等が表示される。

温度測定対象物とカメラ部１との間に窓材、フィルタ等
の介在物があるときは、介在物に応じて予め作成された
温度テーブル＃２〜＃４を適宜選択すれば正確な温度測
定ができる。

なお、本実施例では温度テーブルとして４種類を予め記
憶させているが、２種以上何種類でも構わないことは言
うまでもない。

また、本実施例では、表示器としてカラーモニタテレビ
を用いたが、モノクロモニタテレビを用いてもかまわな
い。

さらに、１６分割表示となっているが、必ずしもこの数
値に限定されるものではグいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の赤外線映像装置によれば
、対象物の温度とカメラ部が出力する電気信号の電圧量
との関係を表した温度テーブルを対象物とカメラ部の間
に介在する介在物の有無および種類に応じて予め複数種
記憶させておき、測定時に介在物に応じてこれら温度テ
ーブルを適宜選択して、赤外線映像装置の基準電圧値を
変えるので、介在物の有無および種類にかかわらず最適
な観測ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図お
よび第３図はいずれも対象物の温度とカメラ部１が出力
する電気信号の電圧量との関係を示すグラフ、第４図は
介在物において、赤外線が吸収される様子を示す状態図
である。 １・・・カメラ部、２・・・熱像信号処理部、３・・・
表示器、′４・・・対象物、５・・・介在物、２２・・
・Ａ／Ｄ変換器、２３・・・フレームメモリ、２４・・
・表示処理器、２６・・・マイクロプロセッサ、２７・
・・ＲＯＭ、２Ｂ・・・操作盤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対象物を走査してその表面から放射される赤外線量を電
   気信号に変換し、アナログの熱像信号として出力するカ
   メラ部と、前記アナログの熱像信号を適当な基準電圧に
   基づいてデジタルの熱像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と
   、前記デジタルの熱像信号を画素毎の温度データとして
   記憶するフレームメモリと、前記フレームメモリに記憶
   された画素毎の温度データを適当な走査レートで読み出
   す表示処理器と、前記表示処理器からの信号に基づいて
   熱画像を表示する表示器と、対象物とカメラ部の間に介
   在する介在物の有無および種類に応じて対象物の温度と
   前記カメラ部が出力する電気信号の電圧量との関係を表
   した複数種の温度テーブルを予め記憶した記憶手段と、
   指定された温度テーブルを前記記憶手段から選択し、こ
   の選択された温度テーブルと別途指定された観測温度条
   件とから前記Ａ／Ｄ変換器の基準電圧値を算出するマイ
   クロプロセッサとから成ることを特徴とする赤外線映像
   装置。