KR100331736B1

KR100331736B1 - 열상 계측 및 분석장치

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Publication number: KR100331736B1
Application number: KR1019990040002A
Authority: KR
Inventors: 박세화; 원동혁
Original assignee: 이종구; 한국생산기술연구원; 원동혁; (주)위너텍
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2002-04-09
Also published as: KR20010027982A

Abstract

본 발명은 적외선 카메라를 이용하여 범용성이 높은 온도분포계측 및 분석시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광학부와 영상신호 처리 및 제어부, 전원부를 가진 적외선카메라를 설계 제작하고, 적외선 카메라에서 생성되는 2차원 온도데이터를 분석하기 위한 윈도우 환경하에서 다양한 분야에 적용이 가능하도록 모듈화된 기능의 열상신호처리 및 분석 소프트웨어에 관한 것이다.

본 발명은 피사체(10)에서 방출되는 열에너지를 적외선 카메라(12)의 적외선 감지기(센서)가 전기적 신호로 변환해 준 것을 아나로그 및 디지털 처리 과정을 통해 NTSC 형식으로 변환함으로써 흑백 또는 칼라 영상으로 가시화가 가능하여 일반 TV 모니터(16)에 이미지를 나타내고, 적외선 카메라부(12)에서 열상신호를 처리한 상태에서 이에 대한 열상 2차원 데이터를 PC본체(14)에서 PC 인터페이스 보드(48)를 통해 받아서 온도차이에 따라 구분이 용이하도록 임의로 색상을 입힌 뒤에 모니터(46)에 피사체의 열 영상을 표시하고 열상을 캡쳐하여 파일로 저장 및 피사체의 온도분포 등과 같은 원하는 정보를 얻도록 처리가 가능하다. 열상의 각 픽셀값은 피사체의 특정부위에 대한 온도값과 직결되어 온도 분포의 계측이 용이하다.

Description

열상 계측 및 분석 장치{Thermal imaging system}

본 발명은 적외선 카메라를 이용하여 범용성이 높은 온도분포(열상) 계측 및 분석시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광학부와 영상신호 처리 및 제어부, 전원부를 가진 적외선카메라를 설계 제작하고, 적외선 카메라에서 생성되는 2차원 온도데이터를 분석하기 위한 PC의 윈도우 환경하에서 다양한 분야에 적용이 가능하도록 모듈화된 기능의 열상 신호처리 및 분석 소프트웨어에 관한 것이다.

일반적으로, 모든 물체는 절대온도 0도(섭씨 -273.16도) 이상에서 복사에너지를 방출한다. 이 에너지는 0K이상의 온도를 가진 물체 내부의 원자 및 분자의 진동과 회전에 의해 생성되며 원천(source)으로부터 바깥쪽으로 직진하고 진공, 공기, 가스, 액체 및 고체 등의 물리적 매체를 통하여 전파된다. 따라서, 외부로부터 빛의 공급이 없이도 표적자체가 발하는 복사에너지를 모아 눈으로 볼 수 있는 가시광선으로 변환시켜 관측케 하는 장비를 열상 장치(Thermal Vision System)라 한다.

이러한 열상 장치는 도 1 에 나타낸 바와같이 피사체(100)의 온도를 계측하는 적외선 카메라(120)와 변환된 영상신호를 다양한 목적에 맞게 분석하는 화상신호처리 시스템인 신호분석 처리기(140)로 나뉘어 진다.

그리고, 열상 장치는 가시광선의 유무나 반사되는 빛의 세기 차이로 관측하는 기존의 영상장비와는 달리 물체의 단위 면적당, 단위 시간당 방출되는 복사에너지 즉, 복사 에미턴스의 차이를 영상화하므로 빛이 전혀 없는 야간이라 할지라도 관측이 가능하다. 1970년대 중반 이후 본격적으로 군사용의 야간 관측이나 사격통제 장비의 센서로 이용되기 시작한 이래 현재는 산업용이나 의료용으로도 광범위하게 이용되고 있다. 즉, 건물의 열 손실 탐지, 탱크 내부의 저장량 측정, 송전 선로의 결함 확인, 침입자 탐지 등에 많이 이용되고 있으며, 최근에는 인쇄회로 기판의 검사와 분석, 위성에 의한 기상관측, 소방관들의 화재진압 및 인명구조, 신경외과 진단 등의 의료기 등에도 적용되고 있고 점차 그 응용범위가 확대되어 가고 있다.

또한, 반도체 제조 공정시에 부분적인 결함 발생시 주변과 다른 온도분포를 나타냄을 검사하는 목적에도 적용되기도 하고 건물의 단열 판정을 위한 용도 등 아주 다양한 분야에서 이용되고 있는 실정이다.

적외선 검출기의 적외선 파장 영역은 가시 광선 스펙트럼의 바로 아래인데, 전자기스펙트럼의 마이크로파 영역과 가시광선영역의 사이이다. 하지만 특정부분의 적외선 스펙트럼을 제외하고는 대기중의 물이나 이산화탄소에 대부분 흡수되기 때문에 센서를 위해 사용할 수 없다. 장파장 적외선(LWIR)은 대개 대역이 8 ∼ 14㎛이며, 9 ∼ 12㎛ 대역은 거의 100％ 전달(transmission)된다. 중파장 적외선(MWIR, 3.3 ∼ 5㎛)은 대부분의 지구상의 물체에서 볼 수 있다. 중파장의 적외선도 거의 100％ 전달을 제공하고 있으며, 주위의 배경 노이지도 아주 적은 이점이 있다. 가시광선 영역과 근접한 단파장 적외선(SWIR, 0.7 ∼ 1.5㎛)은 높은 대기 전달성(atmospheric transmission)과 피크 태양 조명에 해당되며, 세 밴드 중에서 센서가 아주 투명하고 높은 해상도를 제공한다. 하지만 달빛이나 인공 조명이 없으면, 단파장 적외선은 좋은 영상을 제공하지 않는다.

상기, 적외선 검출기에는 기본적으로 두 가지 방법이 있는데, 에너지 검지와 양자(photon) 검지가 그것이다. 에너지 검출기는 물질의 성질의 변화를 통해 입사되는 적외선 복사에너지로부터 발생되는 온도변화에 대응되는 것이다. 에너지 검출기는 가격이 저렴하고 단일 검출기 응용에 주로 이용된다. 그러나, 최근의 반도체 제조 상장공정에서 커다란 2차원 초점면 배열의 제조가 용이함에 따라 향상된 적외선 검출기의 거의 대부분에서 양자 검출기가 이용되고 있다. 또한, 감도와 응답시간을 개선하기 위해서 양자 검출기가 개발되었다. 1940년대에 처음으로 개발된 이들 센서는 PbS(lead sulfide)로 개발했으나 스펙트럼 영역이 3㎛이다. 이후 계속해서 다양한 물질이 적외선 센싱(sensing)을 위해 개발되어, PbSe(lead selenide), PbTe(lead telluride), 그리고 InSb(indium antimonide)는 PbS보다 스펙트럼 영역을 중파장 영역인 3 ∼ 5㎛까지 확장하였다.

그 이후 HgCdTe(Mercury cadmium telluride)를 이용한 센서가 등장했는데, 장파장 적외선 영역을 감지하기에 대기 투과 효율이 높아서 상당히 고가이지만 군수용으로 많이 사용되고 있다. 또한, 실리콘 기술의 발달로 새로운 PtSi(platinum silicide) 검출기가 중파장 적외선(MWIR) 고해상도 응용 분야에서 표준화된 상용화 제품으로 많이 공급되고 있으나 양자 효율(quantam efficiency)이 낮아 감도가 약하다. InSb 검출기는 중파장 적외선 영역에 해당되어 비교적 대기 투과성이 높고 양자 효율도 상당히 높아 감도가 뛰어 나다. 또한, CCD(charge coupled device)의 발전으로 매우 큰 검출기 어레이의 신호를 멀티플렉스 할 수 있는 초점면 전자 아날로그 신호의 결합으로 검출기 어레이의 전망을 밝게 해주었다. 그런데, DRAM은 한 셀(cell)당 하나의 트랜지스터가 요구되지만, 적외선 센서는 3개 이상이 필요하고 취득(readout) 설계시 저잡음 특성이 필요하다. 따라서, 잡음을 줄이기 위해 저온에서 일정한 온도를 유지시키려고 적외선 검출기와 냉각기(cooler)가 결합을 시키는 것이 일반적이다. 상기에서 언급한 바와 같이 센서의 집적도를 높이기가 용이하지 않으나 여러 물질의 합성을 통해 집적도 기술을 개발하고 있는 추세이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 범용성이 높으며 다양한 분야에 적용이 가능하여 대상으로 하는 물체에 따라서 화상처리시스템의 화면 구성을 적절히 바꾸어 데이터를 처리하고 원하는 정보를 칼라그래픽으로 보여 주게 되어 작업효율을 상당히 높여 생산성을 향상시킬 수 있는 온도분포계측 및 분석을 위한 열상 장치에 대한 내용을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 중파장 적외선 영역인 3~5㎛의 스펙트럼에 해당되는 피사체의 복사에너지를 입력받아 변환하여 가시화 시켜주기 위한 광학부와 적외선 검출기 및 검출기 처리기인 검출부와 신호처리부 및 전원 발생부로 이루어진 적외선 카메라부가 형성되고, 적외선 카메라에서 생성한 2차원 열상 프레임 데이터를 PC 인터페이스보드를 통해 PC에서 받은 후에 온도차이에 따라 구분이 용이하도록 임의로 색상을 입힌 상태에서 실시간으로 PC 모니터로 보거나, 캡쳐하여 열상 분석하는 기능의 소프트웨어에 관한 것이다.본 발명에서는 기존 액체 냉각 방식에 적용되는 1차원 배열형태(라인스캔)가 가지는 복잡함을 해소하기 위하여 전기식 냉각기능의 적외선 센서를 대상으로 한 하드웨어 및 PC를 제공한다. 적외선 카메라에서 흑백 또는 컬러영상의 NTSC 신호 출력 기능과 차분방식의 RS-422가 대응되는 PC 인터페이스를 구성하여 PC에서도 열상 프레임 신호를 실시간으로 입력받아 화면에 표시할 수 있도록 하여 실시간 열상 취득과 통상적인 화상분석 기능을 모두 갖추어 피사체에 대한 온도데이터 분석이 가능하도록 하는 것이다.

도 1 은 일반적인 열상 시스템의 구성도

도 2 는 본 발명의 열상 계측 및 분석 장치를 나타낸 구성도

도 3 은 본 발명의 열상 계측 및 분석장치의 개요도

도 4 는 본 발명의 화상분석 소프트웨어의 기본작업 흐름 예시도

도 5 는 본 발명의 적외선 카메라 전체 구성도

도 6 은 본 발명의 하드웨어 세부구성도

도 7 은 본 발명의 시제작 예시도

도 8 의 (a)(b)(c)(d)는 여러 색깔 구분으로 나타낸 NTSC 출력의 열상

도 9 의 (a)(b)(c)(d)는 스키밍 온/오프 및 검출기 전류 상한치 조정에 따른 열상 비교도

도 10 의 (a)(b)는 본 발명 인테그레이션 시간의 조정에 따른 열상 비교도

도 11 의 (a)(b)는 256 x 256 해상도의 열상 프레임 데이터에 대한 온도 분포 계측 및 분석 소프트웨어를 통해 본 흑백 영상 또는 컬러 영상 화면

도 12 의 (a)(b)는 열상의 통계적 분석이나 후처리 결과 화면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 피사체 (12) : 적외선 카메라

(14) : PC 본체 (16) : NTSC 모니터

(18) : 프린터 (20) : 광학부

(22) : 적외선 검출기 (24) : 검출기 인터페이스

(26) : 신호처리부 (28) : AC 전원

(30) : 적외선 렌즈 (32) : 냉각기

(34) : 아날로그 신호처리 보드 (38) : SMPS

(40) : DSP 코아보드 (42) : 디지털 신호처리 보드

(44) : PC (46) : PC 모니터

(48) : PC 인터페이스 보드 (50) : 메인보드

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명의 열상 계측 및 분석 장치를 나타낸 구성도를 도시한 것으로서 적외선 카메라(12)와 16비트 디지털 신호의 카메라 출력은 PC 본체(14)로 NTSC 신호의 카메라 출력은 모니터(16)로 PC로부터의 프린터(18)로 연결되는 구성이다.

도 3 은 본 발명의 열상 계측 및 분석장치 개요도를 도시한 것으로서, 피사체(10)에서 방출되는 열에너지를 적외선 카메라(12)에서 NTSC 신호로 변환하여 모니터(16)에 이미지를 나타내고 동시에 적외선 카메라부(12)에서 열상신호를 처리한 상태에서 이에 대한 열상 2차원 데이터를 PC 본체(14)에서 PC 인터페이스 보드를 통해 받아서 화면에 실시간으로 뿌려질 뿐만 아니라 캡쳐하여 파일로 저장 및 피사체의 온도분포에 대한 원하는 정보를 얻도록 처리가 가능하며, 처리된 온도분포 정보를 프린터(18)로 인쇄할 수 있다. 열상의 각 픽셀값은 피사체의 특정부위에 대한 온도값과 직결되어 온도 분포의 계측이 용이하다.

도 4 는 본 발명의 화상분석 소프트웨어의 기본 작업 흐름의 한 예를 도시한 것으로서, 적외선 카메라 입력창에 적외선카메라에서 보내오는 디지털 신호를 수신하고 그랩(Grab)한 상태에서 화상생성(Image Create)을 하여 화상처리 및 분석(Image Processing ＆ Analysis)을 한 후 인쇄(Print)를 한다.

그리하여, 가시광선 영역에 속해서 눈으로 볼 수 없는 피사체의 온도 분포 정보를 가시화가 가능한 이미지로 나타내며 열상 데이터를 분석하고 해석할 수 있다.

도 5 는 본 발명의 적외선 열상 카메라(12) 전체 구성도를 도시한 것으로서, 적외선 카메라(12) 내부에는 광학부(20)와 검출부인 적외선 검출기(22) 및 검출기 인터페이스(24)가 내장되고 또한, 아날로그 및 디지털 신호처리부(26)와 AC 전원(28)이 내장된다.

본 발명에서 제안하는 온도분포 계측 및 분석을 위한 열상 장비 작동을 위한 PCB(Printed circuit board : 인쇄회로기판)는 표1에 나타낸 바와 같이 크게 네 종류로 구성되며 그 상세한 기능은 도 6을 기준으로 아래에서 설명한다.표 1

NO	구 분	내 용
1	DSP 코아 보드(40)	·연산기능을 가진 핵심 모듈임·DSP(digital signal processor),XDS510 port, Led display 및프로그램 로딩 커넥터,외부SRAM(256KB), EEPROM(64KB)
2	디지털 신호처리 보드(42)	·DSP의 수행에 따라 신호 처리 위한 보조 기능 수행·NTSC encoder, Flash Memory,Dual port memory, EPLD(erasable andprogrammable logic device)·RS-422로 열상 프레임 데이터의 디지털 출력
3	아날로그 처리보드(34)	·FPP와 직접 인터페이스 되어 보조전원공급 및 신호 변환 기능 수행·12 비트 A/D 변환기,디지털 신호 입출력 위한레지스터, 전원 변환부
4	PC 인터페이스보드(48)	·PC의 ISA버스에 접속되어 디지털열상 프레임 신호를 입력받음·버스인터페이스 로직, EPLD

도 6 은 본 발명의 하드웨어 세부구성도를 도시한 것으로서, 적외선 카메라(12)의 적외선 렌즈(30)를 통해 피사체를 감지하여 검출기(22)에서 검출한 후 신호의 1차적인 처리를 담당하는 검출기 인터페이스(FPP)(24)를 거쳐 전원 신호 및 열 영상 비디오 신호의 A/D 변환 등의 기능을 수행하는 아날로그 신호처리 보드(34)에서 디지털 신호로 변환된 뒤에 연산기능을 가진 핵심 모듈인 DSP 코아 보드(40)와 DSP의 수행 지시에 따라 디지털 신호의 처리를 위한 보조기능을 수행하는 디지털 신호처리 보드(42)에서 NTSC 신호 인코딩과 PC인터페이스 보드(48)에 보내주기 위한 디지털 데이터 출력이 이루어진다.DSP 코아 보드(40)에서는 전체 시스템에 전원이 공급된 이후 변수를 초기화 하며 주기적으로 열상 검출기와 FPP와의 통신데이터를 보낸 후 인테그레이션 신호를 수 msec인가한 다음 바로 데이터 취득을 하도록 프로그램되어 진다. 데이터 취득과정에서는 의미없는 더미신호와 실제의 온도 픽셀신호를 순차적으로 A/D변환을 통해 한 프레임이 다 얻어질 때까지 입력 받게 된다. 데이터 취득 단계가 완료되면 FPP는 리셋단계로 되어 이동안 DSP 코아 보드의 프로세서는 아날로그 신호처리보드(34)에서 A/D변환을 통해 받은 Raw 데이터를 실제 프레임으로 구성이 가능하도록 더미신호를 제거하고 순차적인 프레임 데이터를 생성한 후 DSP 코아 보드의 SRAM에 저장한다. 다음 각 픽셀에 대한 보상기능을 수행하고 필요에 따라 사람이 인식할 수 있도록 색을 추가한 후 DSP 코아 보드내의 NTSC 엔코더를 통하여 출력하도록 하거나 구성된 디지털 데이터를 PC로 전송한다. 이러한 과정이 끝나면 그 다음 프레임을 얻기 위하여 다시 FPP에 통신 데이터를 보내는 과정이 수행되며 이러한 통신데이터는 시작신호와 그 포맷을 PC로부터 보내주면 EPLD(Erasable and Programmable Logic Device)에서 처리되도록 구성되어 진다.

전원부(28)에서 AC 전원을 공급 받아 SMPS(switching mode power supply)를 통해 DSP 코아 보드(40), 디지털 신호 처리보드(42), 아날로그 신호 처리 보드(34), 센서(22)와 냉각기(32)에서 사용될 DC 전원이 공급되고, FPP(24)에 사용될 아날로그용 전원은 아날로그 신호처리 보드(42)에서 생성한다.디지털 신호처리 보드(42)는 DSP의 프로그램에 의하여 각 열영상 프레임 데이터를 NTSC 신호 포맷으로 변환해 주거나 PC 인터페이스 보드로 디지털 데이터를 전송해 주도록 하기 위하여 EPLD 로직부와 열영상 프레임의 보정 계수를 저장할 수 있는 비휘발성 프레쉬(Flash) 메모리로 구성되어 있어 DSP 코아 보드의 신호처리를 보조하는 기능을 수행한다.아날로그 신호처리 보드(34)는 FPP에 직접 인터페이스되어 전원신호 및 열영상 신호의 A/D 변환을 수행한다. 적외선 열 검출기는 절대 온도 80K까지 냉각되어야 정상적인 열영상 신호를 발생하므로 아날로그 신호처리 보드(34)에서는 온도센서를 이용하여 온도감시를 하거나 정체 열상 장비에 필요한 아날로그 전원 및 디지털 전원을 생성하게 된다.

PC 인터페이스 보드(48)는 PC(44) 메인보드(50)의 확장슬롯인 ISA 버스에 접속이 되며, 디지털 신호 처리 보드(42)에서 생성한 열상프레임 디지털 데이터를 한 프레임씩 연속적으로 읽어올 수 있는 기능뿐만 아니라 DSP 코아 보드(40)에 여러 동작 명령(command) 신호를 보내기도 하고, DSP의 상태를 입력 받기 위한 레지스터도 포함하고 있다.적외선 카메라(12)에서 열상 프레임의 디지털 데이터를 출력시에 RS-422의 차분신호로 출력함으로써 수백미터까지 전송이 가능하다.

상기, PC 인터페이스 보드(48)를 통해 PC(44)에서 열상 데이터를 입력받은 뒤 소프트웨어적으로 처리하여 대상으로 하는 피사체에 따라서 고온 또는 저온 중심으로 온도 분포의 칼라 팔레트를 적절히 바꿀 수 있다.

본 발명의 실험 및 결과 분석을 설명하겠다.

도 7 은 실험을 위해 케이스에 장착된 광학부와 센서부 및 하드웨어 보드를 나타낸 것이다.

도 8의 (a)(b)(c)(d)는 인체의 얼굴에 대한 온도 분포에 대해 여러 색깔로 구분하여 나타낸 NTSC로 출력된 신호를 캡쳐한 그림을 나타낸 것으로, 색깔로 구분시에는 임의로 색을 정해 온도의 높고 낮음을 구분할 수 있으며, 흑백의 경우는 명암으로 그 차이를 구분할 수 있다. 도 8에서 오른쪽에는 낮은온도에서 높은 온도까지 정해준 색깔에 대한 것을 나타내며, 아래쪽에는 주요한 열상 데이터값을 보여주고 있다.

또한 동일한 색깔 구분 조건하에서도 같은 온도에 대해 색깔 출력 범위를 조정함에 따라 서로 다른 색으로 나타낼 수 있다. 즉, 10 ~ 30℃의 온도 분포를 가진 물체에 대해 10℃를 파란색으로 나타낼 수도 있고, 30 ~ 50℃의 온도 분포를 가진 물체의 경우에는 30℃를 파란색으로 나타낼 수 있다.

도 9의 (a)(b)(c)(d)는 열상 카메라의 튜닝 파라미터 중의 하나인 스키밍(skimming) on/off 및 detector current limit의 조정시에 열상의 변화를 나타내고 있다. skimming off시에는 열상의 최소와 최대 폭이 좁는 경향을 보이고 있다. detector current limit을 작게 하면 색이 뭉친 듯한 영상을 나타내고 있으므로, 대상 물체의 온도 범위에 따라 이들 파라미터를 적절히 조정하는 것이 요구된다.

도 10 의 (a)(b)는 물체의 복사에너지를 센서에서 축적하는 인테그레이션 (integration) 시간의 조정에 따른 열상의 변화를 나타낸 것이다. 인테그레이션 시간을 길게 하면 할 수록 전체적으로 신호의 레벨이 올라가게되어 흑백으로 나타낼 시에 더욱 밝게 표시된다. 따라서, 인테그레이션을 적절히 조정함에 따라 아주 차가운 물체나 뜨거운 물체를 고정된 색깔에서 차별시켜 가시화시킬 수 있다. 즉, 상기에서 볼 수 있듯이 인테그레이션 시간의 조정에 따라 일정 온도에 대한 신호의 레벨이 두 배 이상이 차이 나기도 한다.

상기의 여러 조건에 대한 실험에서 볼 수 있듯이 물체의 동일한 온도 조건이더라도 디텍터(Detector) 전류 상한치, 인테그레이션 시간, 그리고 스키밍(Skimming) 전압의 ON/OFF에 따라 열상 신호의 레벨이 변화됨을 볼 수 있다. 따라서, 측정 및 분석하고자 하는 물체에 대해 여러 조건에 따른 다양한 실험을 통해 적절한 파라미터의 설정이 중요하다.

도 11 의 (a)(b)는 PC에서 인터페이스 보드를 통해 들어오는 256 x 256 해상도의 열상 프레임 데이터를 온도 분포 계측 및 분석 소프트웨어를 통해 흑백 영상 또는 컬러 영상으로 변환하여 인체에 대해 실시간으로 보여주고 화면을 나타내고 있다.

도 12 의 (a)(b)는 온도 분포 계측 및 분석 소프트웨어에서 여러 형태의 열상 프레임 데이터를 캡쳐한 뒤에 통계적 분석이나 열상의 후처리 결과에 대한 다중 윈도우 화면을 보여주고 있다.

본 발명에 따른 결론을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 열상 계측 및 분석 장치는 범용성이 높아서 국방, 의료, 전기·전자, 철강, 조선, 토목, 건축 등 다양한 분야에 적용이 가능하므로 그 파급 효과가 상당히 크다고 할 수 있겠다. 즉, 대상으로 하는 물체에 따라서 화상처리시스템의 화면 구성을 적절히 바꾸어 데이터를 처리하고 원하는 정보를 칼라그래픽으로 보여 주게 되어 작업효율을 상당히 높여 생산성 향상을 기대할 수 있겠으며 앞으로 상당히 촉망되는 고부가가치의 제품이라 기대되므로 본 발명은 상당한 의의가 있다고 하겠다.

국내 계측기기 수요는 1990년대에는 1조 4600억원으로 5년 동안 3배로 증가하였고, 1975 ∼ 1990년 기간동안 계측기기 성장률은 전 산업성장률 10.3％보다 훨씬 높은 17.8％로 나타나 있다. 하지만, 우리나라의 계측기술 및 산업은 선진국에 비해 기술격차가 크고 타 산업에 비해 상당히 취약한 산업으로 수입 의존률이 70％이상이며 수입이 수출의 6배 정도 많아 1995년의 경우에는 27억 달러의 무역적자를 보이고 있는 무역역조가 큰 산업이다. 계측기기 중 열상 장비가 차지하는 부분은 정확히 파악되고 있지 않으나, 1 ∼ 2％만 보더라도 상당한 규모가 된다. 따라서, 개발 기술이 실용화된다면 무역수지 개선에 상당한 일조를 기대한다.

또한, 열상 장비는 범용으로 공급되고 있기 때문에 다양한 분야에서 적용된다면 감시 및 진단 기술에 활용이 되어 신기술 개발을 촉진시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

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O'REILLY & ASSOCIATES, Inc.25. 남상욱, 「열상장비에 있어서 영상변화 감지회로」공개번호96-1533826. 오쿠다 이사무 외, 「열화상 검출장치」, 공개번호94-7332

Claims

피사체로부터 발생되는 복사에너지를 감지된 열신호를 처리 및 변환하여 디스플레이 출력장치에 열온도에 따른 열영상을 표시해 주는 열상 계측 및 분석시스템에 있어서, 적외선 렌즈(30)를 통해 피사체(10)의 복사에너지를 비냉각 초점면 배열 방식의 검출기(22)에서 검출한 후 검출기 인터페이스(24)를 거쳐 열영상 비디오 신호의 A/D 변환 등의 기능을 수행하는 아날로그 신호처리 보드(34)와 연산기능을 가진 디지털 신호처리 보드(42)로 이루어져 NTSC 신호 및 열영상의 디지털 출력 기능이 있는 적외선 카메라(12)와 PC 본체(14)에 장착된 PC 인터페이스 보드(48)를 통해 적외선 카메라의 열영상 디지털 출력 신호를 입력 받아 열영상의 신호를 계측하고 PC 및 TV 모니터로 영상을 출력하도록 하는 기능을 특징으로 하는 열상 계측 및 분석장치.