JPS63236932A - 放射温度計 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、放射温度計に関し、特に放射温度計の焦点調
節手段に関する。

口、従来の技術 放射温度計は、測定対象の温度を測定対象から片針すＬ
　＊　０＋　Ｔ末ルに−を側堂すス、”　Ｊ−ｔ＝上っ
て非接触にて測定する計測器である。放射温度計では測
定対象の指定は測定対象の放射光像を検出器上に形成さ
せることによって行っている。そのなめに測定対象の像
を検出器に結像するように焦点調整をしなければならな
い、測定の手間を省き、正確を期すために自動焦点が望
ましいが、この場合、目視ファインダーを用いて焦点調
節を行うと次のような不都合が生じることがある。測温
用に選定されている波長が可視光と異なるため、結像光
学系の焦点距離が可視光と異なりピントズレが生じたり
、測温用とファインダ用と光学系を別途設ける場合は両
者の焦点距離を正確に一致させる必要があった。また、
測温光学系の中心部をファインダ用として用いる場合な
どは焦点深度に差がある（ファインダ用が深い）ため測
温用のピントが甘くなる。このため測温用に選択された
波長の光によって測温用光学系そのものを用いて自動焦
点調節を行うのが望ましい。

所で、自動焦点調節手段として従来は、第２図〜第４図
に示すような構成にて焦点調整を行っていた。

第２図において、測定対象１からの放射エネルギーは、
レンズ２によって測定域制限板３上に収束される。測定
域を限定する開口３ａを通過した放射エネルギーは検知
器４によって電気信号に変換される。レンズ２を透過し
た光束の一部はレンズ２の光軸に対して４５度だけ傾け
て配置されたミラー１０によって取り出され、ハーフミ
ラ−１３で反射し、開口３ａと等価な位置におかれた焦
点板１２上にファインダ像を形成する。また、開口３ａ
と等価な他の位置におかれたコントラスト検知手段１４
上にハーフミラ−１３を透過した光束によって像が形成
されている。

コントラスト検知手段１４からコントラスト情報を受は
取ったフォーカス回路７は、フォーカスアクチェータ８
にその情報信号を送ってフォーカスアクチェータ８を駆
動させ、レバー８ａを介してレンズ２を移動させること
により、焦点調整を行うものである。

第３図はＬＥＤ１５から放射される光をレンズ１６によ
って測定対象１に集光させて照射し、測定対象から反射
される反射光を、複数のセンサーを並置させたマルチセ
ンサ１８で捉えて、反射光の角度を測定し、その角度を
距離情報とし、この距離情報信号によって焦点調整を行
うものである第４図は超音波発信器１９から測定対象１
に向けて超音波を発信し、測定対象から反射してくる超
音波を受信し、その発信から受信までの時間差を距離情
報とし、この距離情報信号によって焦点調整を行うもの
である。

しかし、第２図の方式は機構が複雑となり、且つコント
ラスト信号を得るための高価なエレメントをも必要とす
ると共に、焦点調整はファインダ像に対して行われてい
るから、前記のような不都合が生じることがある。

また、第３図、第４図による方式では、測定対象が、小
さな窓の後方にある場合には、何れも窓に焦点が合って
しまうために役に立たない。

第２図〜第４図の何れの方法でも、測温用の検出素子の
他になんらかの焦点検知エレメントを必要とするために
、コストアップ及び複雑化は避けられないと云う問題点
がある。

第２図の従来例の特殊な場合として、ビデオカメラのオ
ートフォーカス方式がある。これは画像情報を検知する
ＣＣＤ等の撮像素子の出力信号そのものから、コントラ
スト信号を抽出し、このコントラスト信号が最大となる
ように焦点調整を行う方法である。この場合、別設の焦
点検出用素子を必要とはしないが、一つの画素のみを用
いて、測定する放射温度計にとっては、複数の画素の検
、出は別設の素子が用いられる。複数の画素から輝度信
号を取り出し、所定の演算処理をする演算処理回路及び
その演算信号を評価する評価演算回路等が必要となるた
めに、回路構成が複雑なものとなると云う問題点がある
。

ハ０発明が解決しようとする問題点 本発明は、放射エネルギー光の合焦動作を複雑な機構と
か回路を用いずに行い得る装置を提供することを目的と
する。

ニ６問題点解決のための手段 放射温度計において、測定対象からの放射エネルギーを
焦点面に収束させる光学系と、同光学系を通過した放射
エネルギーを電気信号を変換する一つの光電変換手段と
、光電変換手段からの電気信号を温度情報に変換する信
号処理回路と、前記光学系の焦点位置を調整する調整手
段と、前記光電手段からの電気信号強度または前記信号
処理回路の出力信号強度が最大或は最小となる位置に前
記調整手段を駆動する駆動手段を設けた。

ホ、作用 放射温度計は、ピントズレによって測温対象領域が拡大
すると、拡大された領域の平均温度を示す０通常、測定
を必要とする領域はその周囲より温度が高いか低い場合
が殆どである（特別な場合として平均温度の場合もある
）、放射温度計が同一点を睨んでいる場合、放射温度計
の焦点が外れているときは検出素子上には測温対象領域
の周囲部分の放射も入射しているので、表示温度は測温
対象領域とその近辺の平均温度に近い。逆に云えば放射
温度計の焦点がよりよく合う程、表示温度は平均から測
温対象領域の温度に近づくので、測温対象領域の温度が
その周囲より高い、或は近い場合、表示温度が最大或は
最小になるように焦点調節をすれば温度測定に必要なレ
ベルで焦点が合うことになる。つまり、測定対象と温度
の等しいエリアが、温度計の測定領域と同じか小さい場
合は、正確に等温のエリアがそれより大きい場合は大ま
かに焦点合わせされるが、どちらの場合も温度測定の精
度は最大となる。

へ、実施例 第１図に本発明の一実施例を示す。第１図において、１
は測定対象、２は測定対象１から放射される放射エネル
ギーを検知器４に収束させるレンズである。３は検知器
４に入射する光束を規制する測定域規制板、５は検知器
４で電気信号に変換された放射エネルギー信号を増幅す
るアンプである。６は放射エネルギー信号を基にして測
定対象１の温度Ｔを算出する信号処理回路である。７は
アンプ５の出力信号Ｅを評価して、信号Ｅが最大又は最
小になるような即ちレンズが合焦位置に位置するような
レンズ駆動信号をフォーカスアクチェータ８に出力し、
信号Ｅが最大又は最小になった時に焦点調整が完了した
ものと判断して金魚信号Ｆを信号処理回路６に出力する
フォーカス回路である。信号処理回路６は金魚信号が入
力した時点で測定対象１の温度演算処理を開始する。フ
ォーカスアクチェータ８は上記レンズ駆動信号によりレ
バー８ａを介してレンズ２を駆動する。２０は測定対象
１の温度が炉温測定のように周囲より高い時は信号Ｅを
最大にするように、測定対象１の温度が冷却された物体
のように周囲より低い時は信号Ｅを最小にするように選
択するスイッチである。２１は合焦動作開始用のスイッ
チである。

１０及び１１は光の進行方向に対して４５度だけ傾けて
配置されたミラーで光束を別の光軸に取り出す、１２は
検知器４と等化な位置に配置された焦点板である。これ
によって目視ファインダーが構成され、測温対象を目視
によって狙うようになっている。

以上の構成において、合焦動作を説明する。その−例と
しては、レンズ２の初期位置を無限遠上に合焦している
位置ａ゛とし、スタートスイッチ２１のＯＮにより、ａ
の方向にレンズ２を駆動させ、例えば、測定対象１が高
炉の場合にはスイッチ２０をＭＡＸに接続し、炉窓にね
らいをつけて信号Ｅが最大になった位置で停止させ、金
魚信号を信号処理回路６に送る方法がある。

別の方法として、レンズ２の初期位置を特別に設定せず
、任意の位置とし、その初期位置からどちらかの方向に
わずか移動させて、信号Ｅの増減を検出し、その変化の
割合から移動方向と移動量を求めて、レンズ２を移動さ
せ、これを数回繰り返すことで、信号Ｅが最大或は最小
となる位置に到達させ、金魚信号を信号処理回路６に送
る方法等がある。

なお、前記実施例においては検知器４から出力された放
射エネルギー信号を増幅した信号Ｅが最大或は最小とな
るように焦点ｉＪｆ４Ｍを行っていたが信号処理回路６
の出力Ｔをフォーカス回路８に入力し、出力Ｔが最大或
は最小となるように焦点調節を行ってもよい。

ト、効果 本発明によれば、温度測定のための信号処理回路の出力
信号によって焦点検出を行うので、自動焦点調整のなめ
に特別な金魚信号検出エレメントを必要としなくなり、
大幅なコストダウンが計れる。また、焦点検出用の光と
して測温光（通常赤外線）を用いているから、可視光と
の間に屈折力等の光学特性に差があっても合焦動作にな
んの影響もなくなり、焦点精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は従来例の
構成図、第３図は別の従来例の構成図、第４図は第３の
従来例の構成図である。 １・・・測定対象、２・・・レンズ、３・・・測定域規
制板、４・・・検知器、５・・・アンプ、６・・・信号
処理回路、７・・・フォーカス回路、８・・・フォーカ
スアクチェータ、８ａ・・・レバー、１０．ｌ’ｌ・・
・４５度ミラー、１２・・・焦点板。 第２図 第４ｗＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 測定対象からの放射エネルギーを焦点面に収束させる光
   学系と、同光学系を通過した放射エネルギーを電気信号
   を変換する一つの光電変換手段と、光電変換手段からの
   電気信号を温度情報に変換する信号処理回路と、前記光
   学系の焦点位置を調整する調整手段と、前記光電手段か
   らの電気信号強度または前記信号処理回路の出力信号強
   度が最大或は最小となる位置に前記調整手段を駆動する
   駆動手段を設けたことを特徴とする放射温度計。