JPS63145929A - 赤外温度測定装置 - 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］ 本発明は、測定対象物から輻射される赤外線又は遠赤外
線を受光することにより測定対象物の広範囲にわたる温
度を非接触で測定する赤外温度測定装置に関し、特に、
測定対象物の測温箇所を可視光線により標準マークする
標準用光学系を備えた赤外温度測定装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来、この種の赤外温度測定装置は、第２図に示すよう
に、測定対象物１に臨む集光レンズ２と、その先軸上に
設けられた測温センサ３と、標準用平行光束が光軸に対
し所定角度θとなるよう集光レンズ２の脇に配置された
照準用光学系４とから構成されており、照準用光学系４
から射出した可視光線の標準用平行光束が測定対象物１
の表面に向は照射することにより視認可能な標的箇所１
ａが目印として形成され、標的箇所１ａから輻射した赤
外線又は遠赤外線は集光レンズ２により測温センサ３に
向けて集光するものである。

［解決すべき問題点］ しかしながら、上記の赤外温度測定装置によれば、以下
の問題点がある。

すなわち、上記赤外温度測定装置にあっては、集光レン
ズ２と標準用平行光束との交叉点が測定対象物１の表面
上にあるよう設定する必要があるので、測定対象物１の
表面に対し集光レンズ２を一定距離に常に保つ必要があ
るが、測定対象物ｌの配置等によってはそれが困難な場
合もある。

今、集光レンズ２までの距離をＬに設定すべきところ、
ΔＬの誤差を以って設定した場合、標的箇所１ｂと測温
箇所１ｃとが横方向にズしてしまい、誤差ｄ＝ΔＬ−ｔ
ａｎθを与えることとなり、測定対象物１の測温分布の
精度を悪くする原因となる。

また、測定対象物ｌの表面に凹凸のあるときには測温箇
所を変えると集光レンズ２までの距離りが必然的に変わ
ってしまう。

ところで、所定角度θを僅小にすべく、照準用光学系４
を集光レンズ２に近づける方策も考えられるが、集光レ
ンズ２は可視光線を吸収し、集光レンズ２の測温箇所に
対して張る立体角は集光量を得る目的から僅小とするこ
とができないから、所定角度θを僅小とすることには限
度がある。また、可視光線を２木用いてその交点と測定
点を一致させる方法も考えられるが、構造が複雑となる
。

本発明は、上記問題点を解決するものであり、測定対象
物までの距離が変わっても標的箇所と測温箇所とが常に
一致しており、高精度の測温分布を測定しうる赤外温度
測定装置を提供することを目的とするものである。

［問題点の解決手段］ 上記問題点を解決するため、本発明に係る赤外温度測定
装置の構成は１次の■〜■の構成要件からなる。

■赤外線又は遠赤外線の受光により温度測定可能な測温
センサがあること。

「測温センサ」は例えばサーミスタ、サーモバイル又は
パイロエレクトリックセンサである。

■測定対象物からの赤外線及び遠赤外線を透過しこれを
該測温センサに対し集光させる赤外透過性の中央孔付き
集光レンズがあること。

「集光レンズ」の材質は例えばシリコン又はゲルマニウ
ム等である。

■該測温センサと該集光レンズとの間でその先軸に対し
斜傾配置された赤外透過性の反射板があること。

「反射板」の材質は例えばシリコン又はゲルマニウム等
である。

■平行光束の可視光線を射出する照準用光学系があるこ
と。

「照準用光学系」は、例えば、可視光源と、この可視光
線を平行光束にする凸レンズと、平行光束を絞るスリッ
トとから構成されている。

■該標的用光学系と該反射板の配置関係は、該標的用光
学系からの可視光線を該反射板で反射させ、その反射光
を該光軸に斉一させて該集光レンズの中央孔内を通過さ
すべき関係であること。

［作用］ かかる構成の赤外温度測定装置によれば、標準用光学系
から射出した平行光束の可視光線は反射板で反射され、
その反射光は集光レンズの光軸に沿って集光レンズで吸
収されずにその中央孔内を通過し、測定対象物に照射し
て標的箇所を鮮明に形成する。照射用平行光束は集光レ
ンズの光軸に常に斉一しているので、標的箇所と測温箇
所は常に一致することとなる。測温箇所から輻射した赤
外線又は遠赤外線は集光レンズに吸収されずにこれを透
過し、また、反射板にも吸収されずにこれを！ｉＭし、
充分な光量を保持しっつ測温センサに受光される。集光
レンズに中央孔を設けるのは標準用の可視光線がその材
質で吸収されるのを防止する目的であるが、集光レンズ
に入来する赤外線又は遠Ｉ、外線のうちその近軸光線は
その中央孔を通過してそのまま測温センサに受光される
こととなる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る赤外温度測定装置の一実施例を
示す概略図である。

３は、サーミスタ、サーモパイル又はパイロエレクトリ
ックセンサ等の赤外線又は遠赤外線の受光により温度測
定可能な測温センサで、赤外検出素子３ａとこの前面に
配置された赤外透過性フィルタ３ｂとから構成されてい
る。

５は、シリコン又はゲルマニウム等で構成された赤外透
過性（赤外線及び遠赤外線を透過）の集光レンズで、そ
の光軸近傍部には中央孔５ａが形成されており、測定対
象物ｌからの赤外線及び遠赤外線を透過しこれを測温セ
ンサ３に対し集光させるものである。

６は、シリコン又はゲルマニウム等で構成された赤外透
過性の反射板で、測温センサ３と集光レンズ５との間で
その先軸に対し斜傾配置されている。本実施例では光軸
に対し４５°に配置しである。

４は、可視光線平行光束を射出する照準用光学系で、簡
易な可視光源４ａと、この可視光線を平行光束にする凸
レンズと、平行光束の光束面積を規制して細い平行光束
を得るスリット群４Ｃとから構成されている０本実施例
においてはその平行光束が反射板６に対し入射角４５°
を持つよう照準用光学系４を配置しである。

次に丑記実施例の作用効果を説明するに、標準用光学系
４から射出した平行光束の可視光線は反射板６に入射角
４５°で入射し、その反射光は集光レンズ５の光軸に沿
って進行する。その平行光束は集光レンズ５に形成され
た中央孔５ａ内を通過し、測定対象物に対し照射する。

これにより明るい標的箇所１ｄが形成される。ここで、
照射用平行光束は集光レンズ５の光軸に常に斉一してい
るので、標的箇所と測温箇所は常に一致することとなる
０例えば、集光レンズ５までの距離をＬに設定すべきと
ころ、ΔＬの誤差を以って設定した場合でも、光軸上に
標的箇所１ｅが形成され、横方向にはズレない。

集光レンズ５は赤外透過性であるから、測温箇所から輻
射した赤外線又は遠赤外線は集光レンズ５に吸収されず
にこれを透過する。また、反射板６も゛赤外透過性であ
るから、集光レンズ５で集光された赤外線又は遠赤外線
は反射板６にも吸収されずにこれを透過し、充分な光量
を保持しつつ測温センサ３に受光されることとなる。集
光レンズ５は測温箇所の結像作用としてではなく、むし
ろ測定対象１からの赤外線又は遠赤外線を充分集光する
ものであるから、集光レンズ５に入来する赤外線又は遠
赤外線のうちその近軸光線はその中央孔５ａを通過して
そのまま測温センサ３に受光されるので、集光作用は中
央孔５ａのない場合とほとんど遜色がない。

ところで、集光レンズ５に中央孔５ａを形成せずに、反
射板６を集光レンズ５の前面に載置し、標準用光学系４
から射出した平行光束を光軸に斉一させて、ＪＭ準を行
なう方策も考えられる。しかし、集光レンズ５の入射瞳
を小さくさせないためには、前置した反射板の面積を大
きくする必要があること、並びに、標準用光学系４から
の平行光束の入射角度は余り大きくとれないから、標準
用光学系４を集光レンズ５より測定対象物ｌ寄りに設置
するか、反射板をもう一枚用いる必要がある点からして
、集光レンズ５より前面に装置が飛び出てしまう構成と
なる不利益がある。

したがって、本実施例の如く、集光レンズ５に中央孔５
ａを形成することは、上記の不利益を解消することがで
き、集光レンズ５の口径は従来とほぼ同等であり、コン
パクトな構成の赤外温度測定装置を実現できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る赤外温度測定装置は
、赤外透過性の反射板を測温センサと集光レンズとの間
にその先軸に対し斜傾配置させた点、集光レンズに中央
孔を形成した点、標的用光学系及び反射板の配置関係を
その標的用光学系からの可視光線を上記反射板で反射さ
せ、その反射光を光軸に斉一させて集光レンズの中央孔
内を通過さすべき関係とした点、に特長を有するもので
あるから、次の効果を奏する。

■集光レンズと測定対象物の距離の設定に誤差があって
も、標的箇所と測温箇所は常に一致しており、精度の高
い測温分布を得ることができる。

■集光レンズに形成された中央孔によってその集光作用
が減じることがなく、集光レンズの口径を大きくする必
要がない、また１反射板を集光レンズと測温センサの間
に載置したことにより、従来装置とほぼ同等なコンパク
トな装置構成としうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る赤外温度測定装置の一実施例を
示す概略図である。 第２図は、従来の赤外温度測定装置の一例を示す概略図
である。 １・・・測定対象物、ｌｄ、ｌｅ・・・標的箇所、３・
・・測温センサ、３＆・・・赤外検出素子、３ｂ・・・
赤外透過性フィルタ、５・・・集光レンズ、５ａ・奉・
中央孔、４・・・照準用光学系、４ａ・・ｅ可視光源、
４ｂ・・・凸レンズ、　４ｃ・・・スリット群。 出願人　　　新日本無線株式会社 代理人　　　弁理士　山　１）　稔 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 赤外線又は遠赤外線の受光により温度測定可能な測温セ
   ンサと、測定対象物からの赤外線及び遠赤外線を透過し
   これを該測温センサに対し集光させる赤外透過性の中央
   孔付き集光レンズと、該測温センサと該集光レンズとの
   間でその光軸に対し斜傾配置された赤外透過性の反射板
   と、可視光線平行光束を射出する照準用光学系とからな
   り、該照準用光学系からの可視光線を該反射板で反射さ
   せ、その反射光を該光軸に斉一させて該集光レンズの中
   央孔内を通過させることを特徴とする赤外温度測定装置
   。