KR20220114119A - Thermal imaging camera system using the heat conductive metal plate and temperature correction method using the system - Google Patents

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KR20220114119A
KR20220114119A KR1020210017216A KR20210017216A KR20220114119A KR 20220114119 A KR20220114119 A KR 20220114119A KR 1020210017216 A KR1020210017216 A KR 1020210017216A KR 20210017216 A KR20210017216 A KR 20210017216A KR 20220114119 A KR20220114119 A KR 20220114119A
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이훈복
황선명
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쎄트리마이크로시스템(주)
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Abstract

The present invention relates to a thermal imaging camera system and a temperature correction method using the same. Specifically, the present invention relates to the thermal imaging camera system that is attached to a thermal conductive metal plate and a thermometer attached to a metal plate to measure a temperature of the metal plate in a typical thermal imaging sensor core consisting of a thermal imaging sensor, a lens, and a shutter, and enables to obtain an accurate temperature measurement value by correcting the temperature measurement value of the thermal imaging sensor based on the temperature of the metal plate and the measurement value of the thermal imaging sensor; and the temperature correction method using the same.

Description

열전도 금속판을 이용한 열화상 카메라 시스템 및 이를 이용한 온도보정방법{Thermal imaging camera system using the heat conductive metal plate and temperature correction method using the system}Thermal imaging camera system using the heat conductive metal plate and temperature correction method using the system

본 발명은 열화상 카메라 시스템 및 이를 이용한 온도보정방법에 관한 것으로서, 열 영상센서, 렌즈 및 셔터로 구성된 일반적인 열 영상센서 코어에 열전도 금속판과 금속판에 부착되어 금속판의 온도를 측정하는 온도계를 취부하여 금속판의 온도와 열영상 센서의 측정값에 기초하여 열 영상센서의 온도 측정값을 보정함으로써 정확한 온도 측정값을 획득할 수 있는 열화상 카메라 시스템 및 이를 이용한 온도보정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thermal imaging camera system and a temperature compensation method using the same, and a thermal image sensor core consisting of a thermal image sensor, a lens and a shutter is attached to a heat-conducting metal plate and a thermometer attached to the metal plate to measure the temperature of the metal plate. To a thermal imaging camera system capable of obtaining an accurate temperature measurement value by correcting a temperature measurement value of a thermal image sensor based on the temperature of the thermal image sensor and a temperature correction method using the same.

일반적으로, 열 영상센서(Thermal imaging sensor)는 대상 물체의 적외선 영역 표면 복사에너지를 이용하여 열을 센싱하는 센서로서, 대상 물체와의 직접적인 접촉없이 온도 교란을 일으키지 않으면서 대상 물체의 표면 온도를 파악할 수 있는 센서이다.In general, a thermal imaging sensor is a sensor that senses heat using infrared region surface radiant energy of a target object, and detects the surface temperature of the target object without causing temperature disturbance without direct contact with the target object. It is a sensor that can

또한, 열화상 카메라(Thermal imaging camera)는 상기 열 영상센서와 렌즈 및 셔터로 구성된 열 영상센서 코어(core)로부터 출력된 센서신호를 이용하여 대상 물체의 온도를 측정하는 신호처리기를 포함하며, 열 영상센서를 통하여 대상 물체의 적외선 에너지를 수신하고, 신호처리기에서 적외선 에너지의 데이터를 이용하여 디지털 또는 아날로그 방식으로 영상을 출력하여 디스플레이 수단에 대상 물체의 열을 측정한 이미지를 표시하게 된다.In addition, the thermal imaging camera includes a signal processor for measuring the temperature of a target object using a sensor signal output from a thermal image sensor core consisting of the thermal image sensor, a lens, and a shutter, The infrared energy of the target object is received through the image sensor, and the image is output in a digital or analog manner using the infrared energy data from the signal processor to display the image obtained by measuring the heat of the target object on the display means.

상기의 열 영상센서는 마이크로볼로미터(micro bolometer)로 불리우는 셀(cell)이 2차원 어레이(array) 형태로 배열되어 있는데, 셀의 크기는 35um x 35um, 17um x 17um, 12um x 12um 등으로 해상도가 올라갈수록 작아진다.In the thermal image sensor, cells called micro bolometers are arranged in a two-dimensional array form, and the size of the cells is 35um x 35um, 17um x 17um, 12um x 12um, etc. It gets smaller as you go up.

그런데, 이렇게 셀의 크기가 작기 때문에 대상 물체로부터 들어오는 열 뿐만 아니라 렌즈 자체의 온도, 셀의 특성의 불일치 또는 센서 자체의 온도 등이 측정값에 영향을 미쳐서 대상 물체의 정확한 온도 측정을 방해하게 된다.However, since the size of the cell is small, not only the heat coming from the target object, but also the temperature of the lens itself, the mismatch of cell characteristics, or the temperature of the sensor itself affects the measured value, thereby preventing accurate temperature measurement of the target object.

따라서, 종래에는 이러한 단점을 해소하기 위하여 열 영상센서와 신호처리기에 셀의 특성 불일치, 신호 추출 회로의 불일치와 센서 자체의 온도 변화에 대응하기 위하여 NUC(Non-Uniformity Correction, 비선형보정) 기법을 이용하여 측정 오차를 줄이고 있다.Therefore, in the prior art, in order to solve these disadvantages, a NUC (Non-Uniformity Correction) technique is used to cope with the inconsistency of cell characteristics in the thermal image sensor and the signal processor, the inconsistency of the signal extraction circuit, and the temperature change of the sensor itself. This reduces the measurement error.

그러나, 열 영상센서 자체의 열 용량이 작기 때문에 셀마다의 측정값이 시간에 따라 변화하는 셀 오차(Cell Noise), 신호 추출 회로 특성 때문에 발생하는 1차원 어레이 오차(Column Noise), 센서 자체의 온도가 변화에 따른 센서 2차원 어레이 전체 오차(Sensor Common Noise) 등의 오차 요인이 여전히 상존하므로 정확한 온도 측정에 한계가 있는 실정이다.However, due to the small thermal capacity of the thermal image sensor itself, the measured value of each cell changes with time (cell noise), the one-dimensional array error (column noise) caused by the characteristics of the signal extraction circuit, and the temperature of the sensor itself. Since error factors such as total error (sensor common noise) of the two-dimensional array of the sensor according to the change in , there is a limit to accurate temperature measurement.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 1차원 어레이 오차 및 2차원 어레이 오차를 감소시켜, 열 영상센서의 온도 변화나 렌즈의 온도 변화에도 불구하고 열 영상센서의 측정 오차를 감소시킬 수 있는 열화상 카메라 시스템 및 이를 이용한 온도보정방법을 제공한다.An object of the present invention to solve the above problems is to reduce the one-dimensional array error and the two-dimensional array error, thereby reducing the measurement error of the thermal image sensor despite the temperature change of the thermal image sensor or the temperature change of the lens. Provided are a thermal imaging camera system that can be used and a temperature compensation method using the same.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 렌즈와 열 영상센서를 가지는 열영상센서코어; 상기 열영상센서코어의 전방에 설치되는 열전도 가능한 금속판; 상기 열전도 금속판의 온도를 측정하는 온도측정모듈; 상기 열영상센서코어의 열 영상센서로부터 출력된 센서신호를 이용하여 대상 물체의 온도를 측정하는 신호처리기와 상기 온도측정모듈로부터 수신되는 금속판의 온도의 측정 오차를 산출하여 상기 신호처리기가 측정한 대상 물체의 온도를 상기 측정 오차를 이용하여 보정하는 온도보정기로 이루어진 제어부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a thermal image sensor core having a lens and a thermal image sensor; a thermally conductive metal plate installed in front of the thermal image sensor core; a temperature measurement module for measuring the temperature of the heat-conducting metal plate; The signal processor for measuring the temperature of the target object using the sensor signal output from the thermal image sensor of the thermal image sensor core and the target measured by the signal processor by calculating the measurement error of the temperature of the metal plate received from the temperature measurement module a control unit comprising a temperature compensator for correcting the temperature of an object using the measurement error; It is characterized in that it comprises a.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속판은 평판 형상의 본체와, 본체를 관통하여 형성된 통공으로 이루어지고, 상기 통공은 렌즈가 투사하는 대상물체로부터 전달되는 복사열을 일부 차폐할 수 있는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, in an embodiment of the present invention, the metal plate is made of a flat body and a through hole formed through the main body, and the through hole is a shape that can partially shield the radiant heat transmitted from the object projected by the lens. characterized by being made.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속판은 렌즈의 하부 일부의 촬영영역을 차폐하는 통공을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, in an embodiment of the present invention, the metal plate is characterized in that it has a through hole for shielding the photographing area of the lower portion of the lens.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속판은 렌즈의 하부 우측 촬영 영역을 차폐하는 통공을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, in an embodiment of the present invention, the metal plate is characterized in that it has a through hole for shielding the lower right photographing area of the lens.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 열화상 카메라 시스템을 이용하는 온도보정방법은, 온도보정기가 열영상센서의 셀(cell)중에 금속판으로부터 전달된 복사열을 수신한 셀들의 평균온도(Tr_average)를 산출하는 단계; 온도보정기가 금속판의 온도를 측정하는 온도측정모듈에 의하여 산출된 금속판의 온도(Tm)를 수신하는 단계; 온도보정기가 상기 S1 단계에서 산출된 금속판으로부터 전달된 복사열을 수신한 셀들의 평균온도(Tr_average)와 S2 단계에서 수신된 금속판의 온도(Tm)와의 오차(Ta_error)를 산출하는 단계, 온도보정기가 산출된 오차(Ta_error) 데이터에 상기 신호처리기 산출한 온도 데이터(Ta)를 합산하여 보정된 온도 데이터를 산출하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the temperature compensation method using the thermal imaging camera system according to the embodiment of the present invention, the temperature compensator calculates the average temperature (Tr_average) of the cells receiving the radiant heat transmitted from the metal plate among the cells of the thermal image sensor. step; receiving, by the temperature compensator, the temperature (Tm) of the metal plate calculated by the temperature measuring module for measuring the temperature of the metal plate; Calculating the error (Ta_error) between the average temperature (Tr_average) of the cells receiving the radiant heat transmitted from the metal plate calculated in step S1 by the temperature compensator and the temperature (Tm) of the metal plate received in step S2 by the temperature compensator (Ta_error), calculated by the temperature compensator and calculating the corrected temperature data by adding the temperature data Ta calculated by the signal processor to the error (Ta_error) data.

상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 열전도 금속판에 수신된 셀 어레이의 측정 온도값과 열전도 금속판의 온도를 상호 비교하여 열 영상센서의 측정 오차를 산출하고 산출된 측정 오차의 데이터를 열화상 카메라가 촬영하는 대상 물체로부터 수신되는 셀 어레이의 측정 온도값 보정에 이용함으로써 1차원 어레이오차 및 2차원 어레이 오차를 감소시켜 보다 정확하게 대상 물체의 온도를 측정할 수 있는 효과를 발현한다.The effect of the present invention according to the configuration as described above is to calculate the measurement error of the thermal image sensor by comparing the measured temperature value of the cell array received on the heat-conducting metal plate with the temperature of the heat-conducting metal plate, and the data of the calculated measurement error is used as a thermal image. By using it to correct the measured temperature value of the cell array received from the target object being photographed by the camera, the one-dimensional array error and the two-dimensional array error are reduced, thereby exhibiting the effect of more accurately measuring the temperature of the target object.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and it should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1 은 본 발명의 열화상 카메라 시스템의 사시도,
도 2 는 본 발명의 열화상 케메라 시스템의 블럭다이어그램,
도 3 은 본 발명의 열화상 카메라 시스템의 열전도 금속판의 실시예의 일례를 나타내는 도면,
도 4 는 본 발명의 열화상 카메라 시스템의 열전도 금속판의 형상에 따른 열영상센서의 복사열 수신상태를 나타내는 도면,
도 5 는 본 발명의 열화상 카메라 시스템을 이용하는 온도보정방법의 순서도이다. 1 is a perspective view of a thermal imaging camera system of the present invention;
2 is a block diagram of a thermal imaging system of the present invention;
3 is a view showing an example of an embodiment of a heat-conducting metal plate of the thermal imaging camera system of the present invention;
4 is a view showing a state of receiving radiant heat of a thermal imaging sensor according to the shape of a thermally conductive metal plate of the thermal imaging camera system of the present invention;
5 is a flowchart of a temperature compensation method using the thermal imaging camera system of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서, 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and therefore, is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected (connected, contacted, coupled)" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is used only to describe specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명의 열화상 카메라 시스템의 사시도이다.1 is a perspective view of a thermal imaging camera system of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 열화상 카메라 시스템은, 대상 물체를 투사하여 대상 물체의 적외선 에너지를 열 영상센서(13)에 집중시키는 렌즈(11)와, 적외선 에너지를 센싱하는 열 영상센서(13)와, 상기 렌즈(11)를 취부하며 내부에 열 영상센서(13)를 설치한 하우징(12)으로 이루어진 열영상센서코어(10)를 가진다.Referring to the drawings, the thermal imaging camera system of the present invention includes a lens 11 for projecting a target object to focus infrared energy of the target object on a thermal image sensor 13, and a thermal image sensor 13 for sensing infrared energy. ) and a thermal image sensor core 10 comprising a housing 12 in which the lens 11 is mounted and a thermal image sensor 13 is installed therein.

또한, 상기 열영상센서코어(10)의 전방에 설치되는 열전도 가능한 금속판(20)과, 상기 금속판(20)의 온도를 측정하는 온도측정모듈(30)을 포함한다.In addition, it includes a heat-conducting metal plate 20 installed in front of the thermal image sensor core 10 , and a temperature measuring module 30 for measuring the temperature of the metal plate 20 .

이때, 상기 열전도 가능한 금속판(20)은 열전도 가능한 금속 재질로 이루어진 평판 형상의 본체(21)와, 열영상센서코어(10)의 렌즈(11)의 촬영 영역을 확보하기 위하여 렌즈(11)의 촬영 영역에 대응되는 위치에서 본체(21)를 관통하여 형성된 통공(22)으로 이루어진다.At this time, the thermally conductive metal plate 20 includes a flat body 21 made of a thermally conductive metal material and a lens 11 to secure a photographing area of the lens 11 of the thermal image sensor core 10 . It consists of a through hole 22 formed through the body 21 at a position corresponding to the region.

이러한 금속판(20)은 열영상센서코어(10)의 렌즈(11)의 전방에 설치되어 열영상센서코어(10)의 열 영상센서(13)의 셀(cell)중 일부 셀에 대상물체로부터 전달되는 복사열을 차단함과 동시에 대상 물체로부터의 복사열에 의하여 발열하여 열영상센서(13)의 셀로 복사열을 전달하게 된다. The metal plate 20 is installed in front of the lens 11 of the thermal image sensor core 10 and transferred from the target object to some of the cells of the thermal image sensor 13 of the thermal image sensor core 10 . At the same time as blocking the radiant heat generated by the radiant heat from the target object, the radiant heat is transferred to the cell of the thermal image sensor 13 .

도 2 는 본 발명의 열화상 카메라 시스템의 블럭다이어그램이다.2 is a block diagram of a thermal imaging camera system of the present invention.

상기 제어부(40)는 열영상센서코어(10)와 전기적으로 결선되는 제어기판의 형태로 구현되며, 보다 구체적으로는, 상기 열영상센서코어(10)의 열 영상센서(13)로부터 출력된 센서신호를 이용하여 대상 물체의 온도를 측정하는 신호처리기(41)와, 상기 금속판(20)의 온도를 측정하는 온도측정모듈(30)로부터 수신되는 온도데이터를 이용하여 상기 신호처리기(41)가 측정한 대상 물체의 보정된 온도값을 도출하는 온도보정기(42)를 포함한다.The control unit 40 is implemented in the form of a control board electrically connected to the thermal image sensor core 10 , and more specifically, a sensor output from the thermal image sensor 13 of the thermal image sensor core 10 . The signal processor 41 measures the temperature data received from the signal processor 41 for measuring the temperature of the target object using a signal and the temperature measurement module 30 for measuring the temperature of the metal plate 20 . and a temperature compensator 42 for deriving a corrected temperature value of a target object.

미설명부호 50 은 제어부(40)와 온도측정모듈(30)을 전기적으로 결선시키는 케이블(50)이다. Unexplained reference numeral 50 denotes a cable 50 for electrically connecting the control unit 40 and the temperature measurement module 30 .

상기 금속판(20)은 열영상센서코어(10)의 렌즈(11)의 전방에 설치되어 열영상센서코어(10)의 열 영상센서(13)의 셀(cell)중 일부 셀에 대상물체로부터 전달되는 복사열을 차단함과 동시에 대상물체로부터의 복사열에 의하여 발열하게 된다. The metal plate 20 is installed in front of the lens 11 of the thermal image sensor core 10 and transferred from the target object to some of the cells of the thermal image sensor 13 of the thermal image sensor core 10 . It blocks the radiant heat generated and at the same time generates heat by radiant heat from the target object.

상기 금속판(20)은 도 3 에 도시된 바와 같이 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 도 3 의 좌측의 (a)는 렌즈(11)의 촬영영역을 차폐하지 않는 형상의 통공(22)을 가지는 금속판(20)이고, 중앙의 (b)는 렌즈(11)의 하부 일부의 촬영영역을 차폐하는 통공(22)을 가지는 금속판(20)이고, 우측의 (c)는 렌즈(11)의 하부 우측 촬영 영역을 차폐하는 통공(22)을 가지는 금속판(20)이다. The metal plate 20 may have various shapes as shown in FIG. 3 , and (a) on the left side of FIG. 3 is a metal plate having a through hole 22 having a shape that does not block the photographing area of the lens 11 ( 20), and (b) in the center is a metal plate 20 having a through hole 22 for shielding the photographing area of the lower part of the lens 11, and (c) on the right is the lower right photographing area of the lens 11 It is a metal plate (20) having a through hole (22) to shield the.

따라서, 상기와 같은 다양한 열전도 금속판(20)의 실시예에 따라서 대상 물체로부터의 복사열이 차단된다.Therefore, according to the embodiments of the various heat-conducting metal plates 20 as described above, radiant heat from the target object is blocked.

즉, 도 4 의 셀의 복사열 수신상태의 도면과 같이, 도 3 의 (a)에 도시된 금속판(20)의 통공(22)은 대상물체로부터 전달되는 복사열을 차폐하지 않고 그대로 열 영상센서(13)로 전달하므로 도 4 의 상부 (a)와 같이 열 영상센서(13)의 셀과 같이 복사열이 수신되고, 도 3 의 (b)에 도시된 금속판(20)의 통공(22)은 하부 일부의 촬영영역을 차폐하므로 도 4 의 중앙 (b)와 같이 대상물체로부터 전달되는 복사열이 열 영상센서(13)의 상부에는 전달되어 수신되는 대신 열 영상센서(13)의 하부는 금속판(20)으로부터 생성된 복사열을 수신되며, 도 3 의 (c) 에 도시된 금속판(20)의 통공(22)의 하부 우측의 촬영영역을 차폐하므로 도 4 의 하부 (c)와 같이 대상물체로부터 전달되는 복사열은 열 영상센서(13)의 하부 우측을 제외한 나머지 영역에서 수신되고, 열 영상센서(13)의 하부 우측 영역은 금속판(20)으로부터 생성된 복사열을 수신하게 된다. 참고로, 도 4 는 열영상센서(13)의 셀 어레이가 상하가 반전된 상태를 도시한 것이다.That is, as in the diagram of the radiation heat reception state of the cell of FIG. 4 , the through hole 22 of the metal plate 20 shown in FIG. ), so that radiant heat is received like the cell of the thermal image sensor 13 as shown in the upper part (a) of FIG. 4, and the through hole 22 of the metal plate 20 shown in FIG. Since the photographing area is shielded, the lower portion of the thermal image sensor 13 is generated from the metal plate 20 instead of being transmitted to and received from the upper portion of the thermal image sensor 13 as shown in the center (b) of FIG. 4 . The radiant heat transmitted from the target object as shown in the lower part (c) of FIG. 4 is received by shielding the imaging area on the lower right side of the through hole 22 of the metal plate 20 shown in (c) of FIG. Radiant heat generated from the metal plate 20 is received in the region other than the lower right of the image sensor 13 , and the lower right region of the thermal image sensor 13 is received. For reference, FIG. 4 shows a state in which the cell array of the thermal image sensor 13 is upside down.

이때, 일부 영역이 차폐되어 대상물체로부터 전달되는 복사열을 수신하는 셀(c1)과 금속판(20)으로부터 전달되는 복사열을 수신하는 셀(c2)들 사이의 경계선에 위치하는 셀(c3)들이 존재하게 된다. At this time, the cells (c3) located at the boundary line between the cell (c1) that receives the radiant heat transmitted from the target object and the cell (c2) that receives the radiant heat transmitted from the metal plate (20) are present because a partial area is shielded. do.

따라서, 상기 금속판(20)으로부터 생성된 복사열은 대상 물체로부터 전달된 적외선 에너지에 의한 복사열이므로, 상기 온도보정기(42)는 금속판(20)에 설치된 온도측정모듈(30)로부터 수신한 금속판(20)의 온도 데이터와, 금속판(20)으로부터 생성된 복사열에 의한 온도 데이터를 비교하여 보정값을 산출하고 산출된 보정값을 대상물체의 온도 보정에 이용하게 된다.Therefore, since the radiant heat generated from the metal plate 20 is radiant heat by infrared energy transmitted from the target object, the temperature compensator 42 receives the temperature measurement module 30 installed on the metal plate 20. The metal plate 20 A correction value is calculated by comparing the temperature data of , and the temperature data by radiant heat generated from the metal plate 20 , and the calculated correction value is used for temperature correction of the target object.

이러한 본 발명의 열화상 시스템의 온도 보정 방법을 금속판(20)의 실시예에 따라서 구체적으로 개조식으로 설명하기로 한다. The temperature correction method of the thermal imaging system of the present invention will be described in detail according to the embodiment of the metal plate 20 .

1) 대상물체로부터 전달되는 복사열을 차폐하지 않는 통공(22)을 형성한 금속판(20)일 경우(도 3 의 (a)에 도시된 실시예의 금속판(20)을 이용하는 경우)1) In the case of a metal plate 20 having a through hole 22 that does not shield the radiant heat transmitted from the target object (in the case of using the metal plate 20 of the embodiment shown in (a) of FIG. 3 )

상기와 같이 대상물체로부터 전달되는 복사열을 차폐하지 않는 통공(22)을 형성한 금속판(20)일 경우에는, 열영상센서(13)의 셀(cell)의 어레이(array)에 대상물체로부터의 복사열이 그대로 전달되어 온도 데이터를 생성하게 되므로, 금속판(20)을 이용하는 온도 보정이 이루어지지 않게 된다.In the case of the metal plate 20 having a through hole 22 that does not shield the radiant heat transmitted from the object as described above, the thermal image sensor 13 contains the array of cells in the array of cells for radiant heat from the object. Since this is transferred as it is to generate temperature data, temperature correction using the metal plate 20 is not performed.

2) 대상물체로부터 전달되는 복사열을 일부 차폐하는 통공(22)을 형성한 금속판(20)일 경우(도 3 의 (b) 또는 (c)에 도시된 실시예의 금속판(20)을 이용하는 경우)2) In the case of a metal plate 20 having a through hole 22 for partially shielding radiant heat transmitted from an object (when using the metal plate 20 of the embodiment shown in (b) or (c) of FIG. 3)

상기와 같은 대상물체로부터 전달되는 복사열을 일부 차폐하는 통공(22)을 형성한 금속판(20)일 경우에는, 하기와 같은 온도 보정이 이루어지게 되며, 도 5 의 온도보정방법의 순서도를 참조하여 설명하기로 한다. In the case of the metal plate 20 having a through hole 22 that partially shields the radiant heat transmitted from the target object as described above, the temperature correction is made as follows, and it will be described with reference to the flowchart of the temperature correction method of FIG. 5 . decide to do

먼저, 온도보정기(42)가 열영상센서(13)의 셀(cell)중에 금속판(20)으로부터 전달된 복사열을 수신한 셀들의 평균온도(Tr_average)를 산출한다(S1).First, the temperature compensator 42 calculates the average temperature (Tr_average) of the cells of the thermal image sensor 13 that have received the radiant heat transmitted from the metal plate 20 ( S1 ).

다음으로, 온도보정기(42)가 금속판(20)의 온도를 측정하는 온도측정모듈(30)에 의하여 산출된 금속판(20)의 온도(Tm)를 수신한다(S2).Next, the temperature compensator 42 receives the temperature Tm of the metal plate 20 calculated by the temperature measurement module 30 for measuring the temperature of the metal plate 20 (S2).

그리고, 온도보정기(42)가 상기 S1 단계에서 산출된 금속판(20)으로부터 전달된 복사열을 수신한 셀들의 평균온도(Tr_average)와 S2 단계에서 수신된 금속판(20)의 온도(Tm)와의 오차(Ta_error)를 하기의 식 1 을 통하여 산출한다(S3).Then, the error (Tm) between the average temperature (Tr_average) of the cells that the temperature compensator 42 has received the radiant heat transferred from the metal plate 20 calculated in step S1 and the temperature Tm of the metal plate 20 received in step S2 ( Ta_error) is calculated through Equation 1 below (S3).

(식 1)(Equation 1)

Ta_error = Tm - Tr_avergeTa_error = Tm - Tr_average

따라서, 상기 식 1 에 의하여 산출된 평균 오차(Ta_error)는 열영상센서(13)의 셀(cell)에 의하여 산출된 금속판(20)으로부터 복사된 복사열에 의하여 측정된 온도와 금속판(20) 자체의 온도와의 차이값이므로, 이러한 차이값이 열영상센서(13)의 오차를 나타내게 되는 것이다.Therefore, the average error (Ta_error) calculated by Equation 1 above is the temperature measured by the radiant heat radiated from the metal plate 20 calculated by the cell of the thermal image sensor 13 and that of the metal plate 20 itself. Since it is a difference value with temperature, this difference value represents an error of the thermal image sensor 13 .

그리고, 온도보정기(42)는 하기의 식 2 를 통하여 상기 S3 단계에서 산출된 오차(Ta_error) 데이터에 상기 신호처리기(41)가 산출한 온도 데이터(Ta)를 합산시켜 보정된 온도 데이터(Tc)를 산출한다(S4).Then, the temperature compensator 42 adds the temperature data Ta calculated by the signal processor 41 to the error (Ta_error) data calculated in step S3 through Equation 2 below, and corrected temperature data Tc. is calculated (S4).

(식 2)(Equation 2)

Tc = Ta + Ta_errorTc = Ta + Ta_error

이때, 상기 온도보정기(42)는 상기 보정된 온도 데이터(Tc)를 산출할 때 열영상센서(13)의 셀(cell) 어레이의 매 컬럼(column) 별로 보정된 온도 데이터를 산출할 수 있다.In this case, the temperature compensator 42 may calculate the corrected temperature data for each column of the cell array of the thermal image sensor 13 when calculating the corrected temperature data Tc.

따라서, 상기와 같이 작동하는 본 발명의 열전도 금속판을 이용한 열화상 카메라 시스템 및 그 제어방법은, 금속판(20)으로부터 전달되는 복사열을 수신하는 열영상센서의 셀 어레이가 측정한 온도데이터와 금속판(20)의 자체의 온도를 상호 비교하여 열영상센서의 셀 어레이의 측정 오차를 산출하고 산출된 측정 오차를 이용하여 열영산센서의 온도데이터를 보정함으로써, 종래 열영상센서에서 발생되었던 신호 추출 회로 특성 때문에 발생하는 1차원 어레이 오차(Column Noise) 및 센서 자체의 온도가 변화에 따른 센서 2차원 어레이 전체 오차(Sensor Common Noise)의오차 요인을 최소화시켜 보다 정확하게 대상물체의 온도를 측정할 수 있게 되었다.Accordingly, the thermal imaging camera system using the thermally conductive metal plate of the present invention and the control method therefor, which operate as described above, include temperature data measured by a cell array of a thermal imaging sensor that receives radiant heat transmitted from the metal plate 20 and the metal plate 20 ), calculates the measurement error of the cell array of the thermal image sensor by comparing the temperature of each, and corrects the temperature data of the thermal imaging sensor using the calculated measurement error. It is possible to more accurately measure the temperature of a target object by minimizing the error factors of the generated one-dimensional array error (Column Noise) and the sensor common noise caused by the change in the temperature of the sensor itself.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The foregoing description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고, 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims, and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10; 열 영상센서 코어
11; 렌즈
12; 하우징
13; 열영상센서
20; 금속판
21; 본체
22; 통공
30; 온도측정모듈
40; 제어부
41; 신호처리기
42; 온도보정기
50; 케이블* Explanation of symbols for the main parts of the drawing *
10; Thermal image sensor core
11; lens
12; housing
13; thermal imaging sensor
20; plate
21; main body
22; through hole
30; temperature measurement module
40; control
41; signal processor
42; temperature compensator
50; cable

Claims (5)

열화상 카메라 시스템에 있어서,
렌즈(11)와 열 영상센서(13)를 가지는 열영상센서코어(10);
상기 열영상센서코어(10)의 전방에 설치되는 열전도 가능한 금속판(20);
상기 열전도 금속판(20)의 온도를 측정하는 온도측정모듈(30);
상기 열영상센서코어(10)의 열 영상센서(13)로부터 출력된 센서신호를 이용하여 대상 물체의 온도를 측정하는 신호처리기(41)와, 상기 온도측정모듈(30)로부터 수신되는 금속판(20)의 온도의 측정 오차를 산출하여 상기 신호처리기(41)가 측정한 대상 물체의 온도를 상기 측정 오차를 이용하여 보정하는 온도보정기(42)로 이루어진 제어부(40);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라 시스템.
In the thermal imaging camera system,
a thermal image sensor core 10 having a lens 11 and a thermal image sensor 13;
a thermally conductive metal plate 20 installed in front of the thermal image sensor core 10;
a temperature measuring module 30 for measuring the temperature of the heat-conducting metal plate 20;
A signal processor 41 for measuring the temperature of a target object using a sensor signal output from the thermal image sensor 13 of the thermal image sensor core 10, and a metal plate 20 received from the temperature measurement module 30 ), a control unit 40 comprising a temperature compensator 42 that calculates a measurement error of the temperature of the signal processor 41 and corrects the temperature of the target object measured by the signal processor 41 using the measurement error;
Thermal imaging camera system, characterized in that it comprises a.
 제 1 항에 있어서, 상기 금속판(20)은,
평판 형상의 본체(21)와, 본체(21)를 관통하여 형성된 통공(22)으로 이루어지고,
상기 통공(22)은 렌즈(11)가 투사하는 대상물체로부터 전달되는 복사열을 일부 차폐할 수 있는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라 시스템.According to claim 1, wherein the metal plate 20,
Consists of a flat body 21 and a through hole 22 formed through the body 21,
The through hole (22) is a thermal imaging camera system, characterized in that made of a shape that can partially shield the radiant heat transmitted from the object projected by the lens (11). 제 2 항에 있어서, 상기 금속판(20)은 렌즈(11)의 하부 일부의 촬영영역을 차폐하는 통공(22)을 가지는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라 시스템.
The thermal imaging camera system according to claim 2, wherein the metal plate (20) has a through hole (22) for shielding a photographing area of a lower portion of the lens (11).
 제 2 항에 있어서, 상기 금속판(20)은 렌즈(11)의 하부 우측 촬영 영역을 차폐하는 통공(22)을 가지는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라 시스템.
The thermal imaging camera system according to claim 2, wherein the metal plate (20) has a through hole (22) for shielding the lower right imaging area of the lens (11).
 렌즈(11)와 열 영상센서(13)를 가지는 열영상센서코어(10)와, 상기 열영상센서코어(10)의 전방에 설치되는 열전도 가능한 금속판(20)과, 상기 열전도 금속판(20)의 온도를 측정하는 온도측정모듈(30)과, 상기 열영상센서코어(10)의 열 영상센서(13)로부터 출력된 센서신호를 이용하여 대상 물체의 온도를 측정하는 신호처리기(41)와, 상기 신호처리기(41)에 의하여 측정된 대상 물체의 온도를 보정하는 온도보정기(42)로 이루어진 제어부(40)를 가지는 열화상 카메라 시스템의 온도보정방법에 있어서,
상기 온도보정기(42)가 열영상센서(13)의 셀(cell)중에 금속판(20)으로부터 전달된 복사열을 수신한 셀들의 평균온도(Tr_average)를 산출하는 단계(S1),
온도보정기(42)가 금속판(20)의 온도를 측정하는 온도측정모듈(30)에 의하여 산출된 금속판(20)의 온도(Tm)를 수신하는 단계(S2),
온도보정기(42)가 상기 S1 단계에서 산출된 금속판(20)으로부터 전달된 복사열을 수신한 셀들의 평균온도(Tr_average)와 S2 단계에서 수신된 금속판(20)의 온도(Tm)와의 오차(Ta_error)를 산출하는 단계(S3),
온도보정기(42)가 산출된 오차(Ta_error) 데이터에 상기 신호처리기(41)가 산출한 온도 데이터(Ta)를 합산하여 보정된 온도 데이터(Tc)를 산출하는 단계(S4); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도보정방법.A thermal image sensor core 10 having a lens 11 and a thermal image sensor 13 , a thermally conductive metal plate 20 installed in front of the thermal image sensor core 10 , and the thermally conductive metal plate 20 . a temperature measurement module 30 for measuring a temperature, a signal processor 41 for measuring the temperature of a target object using a sensor signal output from the thermal image sensor 13 of the thermal image sensor core 10; In the temperature compensation method of a thermal imaging camera system having a control unit 40 comprising a temperature compensator 42 for correcting the temperature of the target object measured by the signal processor 41,
Calculating, by the temperature compensator 42, an average temperature (Tr_average) of the cells of the thermal image sensor 13 that have received the radiant heat transmitted from the metal plate 20 (S1);
The temperature compensator 42 receives the temperature Tm of the metal plate 20 calculated by the temperature measurement module 30 for measuring the temperature of the metal plate 20 (S2),
The error (Ta_error) between the average temperature (Tr_average) of the cells that the temperature compensator 42 has received the radiant heat transferred from the metal plate 20 calculated in step S1 and the temperature Tm of the metal plate 20 received in step S2 (Ta_error) calculating (S3),
calculating the corrected temperature data Tc by adding the temperature data Ta calculated by the signal processor 41 to the error data Ta_error calculated by the temperature compensator 42 (S4); Temperature compensation method, characterized in that it comprises a.
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