特開 2023-152010 赤外線カメラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023152010

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】赤外線カメラ

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/33 20230101AFI20231005BHJP

   G01J 1/02 20060101ALI20231005BHJP

   G01J 1/44 20060101ALI20231005BHJP

   G01J 1/42 20060101ALI20231005BHJP

   G01J 5/70 20220101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

H04N5/33

G01J1/02 C

G01J1/44 D

G01J1/42 K

G01J1/02 Q

G01J5/70 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022061925

(22)【出願日】2022-04-01

(71)【出願人】

【識別番号】510203566

【氏名又は名称】株式会社ビジョンセンシング

(74)【代理人】

【識別番号】100104662

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 智司

(74)【代理人】

【識別番号】100184631

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 隆

(72)【発明者】

【氏名】大久保 智哉

(72)【発明者】

【氏名】水戸 康生

【テーマコード（参考）】

2G065

2G066

5C024

【Ｆターム（参考）】

2G065AA04

2G065AB02

2G065BA34

2G065BC28

2G065BC33

2G065BC35

2G065CA21

2G066BA08

2G066BA14

2G066BC15

2G066CA15

5C024AX06

5C024CX31

5C024EX15

5C024EX26

5C024EX42

5C024HX55

(57)【要約】

【課題】撮像対象物の温度を正確に算出することができる赤外線カメラを提供する。
【解決手段】赤外線検出素子６ａを備えた撮像部６と、素子温度Ｆｔを検出する素子温度検出センサ７と、温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎ、及び素子出力ＤＬ_ｎに基づき、数式１に従って撮像対象物の放射輝度Ｌｄ_ｎを算出する放射輝度算出部２０と、近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎに基づき、数式２に従って温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出する温度補正係数算出部１８とを備える。
（数式１）
Ｌｄ_ｎ＝ａ_ｎ・ＤＬ_ｎ ^２＋ｂ_ｎ・ＤＬ_ｎ＋ｃ_ｎ
（数式２）
ａ_ｎ＝Ａａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ａｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ａｃ_ｎ
ｂ_ｎ＝Ｂａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｂｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｂｃ_ｎ
ｃ_ｎ＝Ｃａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｃｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｃｃ_ｎ
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

２次元平面上に配列された複数のｎ個の赤外線検出素子を有する撮像部と、
撮像対象物から放射される赤外線を前記撮像部上に集光するレンズと、
前記赤外線検出素子の温度を検出する素子温度検出センサと、
前記各赤外線検出素子に関し、その出力ＤＬ_ｎと、前記撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの相関を、下記数式１の相関式で定義したときの、該相関式中の各温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための近似式であって、下記数式２で表される近似式における各近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを記憶する近似係数記憶部と、
前記素子温度検出センサによって検出される前記赤外線検出素子の温度Ｆｔ、及び前記近似係数記憶部に格納された近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎに基づき、下記数式２に従って前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出する温度補正係数算出部と、
前記温度補正係数算出部によって算出された前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを記憶する温度補正係数記憶部と、
前記温度補正係数記憶部に格納された前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎ、及び前記各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎに基づき、下記数式１に従って前記撮像対象物に関する放射輝度Ｌｄ_ｎを算出する放射輝度算出部と、を備えていることを特徴とする赤外線カメラ。
（数式１）
Ｌｄ_ｎ＝ａ_ｎ・ＤＬ_ｎ ^２＋ｂ_ｎ・ＤＬ_ｎ＋ｃ_ｎ
（数式２）
ａ_ｎ＝Ａａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ａｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ａｃ_ｎ
ｂ_ｎ＝Ｂａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｂｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｂｃ_ｎ
ｃ_ｎ＝Ｃａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｃｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｃｃ_ｎ
但し、ｎは１以上の自然数であり、前記各赤外線検出素子に対応する固有値である。

【請求項2】

前記素子温度検出センサから前記赤外線検出素子の温度Ｆｔを取得するとともに、前記各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎを取得する基礎データ取得部と、
前記基礎データ取得部によって取得された温度Ｆｔ及び出力ＤＬ_ｎに基づいて、赤外線検出素子の温度Ｆｔが所定の温度であるときの、前記撮像対象物から放射される放射輝度Ｌｄ_ｎと各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎとの相関を取得する輝度対出力相関取得部と、
前記輝度対出力相関取得部により取得された放射輝度Ｌｄ_ｎと出力ＤＬ_ｎとの相関に基づいて、前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを算出して、前記近似係数記憶部に格納する近似係数算出部と、を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の赤外線カメラ。

【請求項3】

前記基礎データ取得部によって取得された赤外線検出素子の温度Ｆｔ、及び出力ＤＬ_ｎに基づいて、出力対温度の相関式を取得する出力対温度相関取得部と、
前記出力対温度相関取得部によって取得された出力対温度相関式に基づき、補間処理によって、赤外線検出素子の温度Ｆｔと出力ＤＬ_ｎとの相関データを算出する補間処理部と、を更に備え、
前記輝度対出力相関取得部は、前記基礎データ取得部によって取得された温度Ｆｔ及び出力ＤＬ_ｎ、並びに前記補間処理部によって算出された温度Ｆｔ及び出力ＤＬ_ｎに基づいて、前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関を取得するように構成されていることを徴とする請求項２記載の赤外線カメラ。

【請求項4】

前記放射輝度算出部によって算出された放射輝度Ｌｄ_ｎに基づいて、前記撮像対象物に関する温度データを算出する温度データ算出部を、更に備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の赤外線カメラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２次元平面上に複数の赤外線検出素子を配列して構成される撮像部を備えた赤外線カメラに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ボロメータと称される熱型の非冷却赤外線検出素子によって前記撮像部を構成した赤外線カメラが提案されている（特許文献１）。この赤外線検出素子は、赤外線を吸収することによって抵抗値が変化するもので、電流を流すことにより、入射光量に応じた電圧値を出力する。撮像対象物を撮像、即ち、撮像対象物から放射される赤外線が赤外線検出素子に吸収されると、その入射エネルギーに応じた電圧値が出力され、予め取得した感度を基に、出力電圧値を較正することによって、撮像対象物の温度を算出することができる。

【0003】

この赤外線検出素子の感度は、個体差を有することが知られており、従来、一般的には、２つの異なる既知の温度Ｔ１，Ｔ２の撮像対象物、例えば黒体炉（黒体を近似した装置）を撮像して、そのときに得られる各赤外線検出素子ｎの出力Ｖ_ｎと、撮像対象物の温度Ｔとを基に、各赤外線検出素子ｎの感度を算出している。

【0004】

より具体的に説明すると、前記出力Ｖ_ｎと温度Ｔとの関係は、温度Ｔ１，Ｔ２のときの出力Ｖ１_ｎ，Ｖ２_ｎとの２点データから、感度係数ａ_ｎ及びオフセット係数ｂ_ｎを用いた１次関数である下式によって近似される。
Ｖ_ｎ＝ａ_ｎ×Ｔ＋ｂ_ｎ
したがって、撮像対象物の温度Ｔは、下式によって算出することができる。
Ｔ＝（Ｖ_ｎ－ｂ_ｎ）／ａ_ｎ＝Ｖ_ｎ／ａ_ｎ－ｂ_ｎ／ａ_ｎ＝Ｖ_ｎ×Ａ_ｎ＋Ｂ_ｎ

【0005】

そして、従来の赤外線カメラでは、演算速度を高めるために、較正用の感度係数Ａ_ｎ（＝１／ａ_ｎ）、及びオフセット係数Ｂ_ｎ（＝－ｂ_ｎ／ａ_ｎ）を予め算出して、データテーブルとしてメモリに保持しておき、上式に従って、各赤外線検出素子ｎの出力Ｖ_ｎに基づいて撮像対象物の温度Ｔを算出するようにしている。

【0006】

また、前記赤外線検出素子は、環境温度の変化によって自身温度上昇することにより、その感度が変化するという特性を有する。このため、従来では、更に、赤外線検出素子の温度に応じた前記較正感度係数Ａ_ｎ及び較正オフセット係数Ｂ_ｎを予め取得して、データテーブルとして保持し、撮像時の赤外線検出素子温度に応じた前記較正感度係数Ａ_ｎ及び較正オフセット係数Ｂ_ｎを用いて、撮像対象物の温度Ｔを算出するといったことが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０－１９３１９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、上述した従来の赤外線カメラでは、赤外線検出素子ｎの出力Ｖ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとを、これらが線形の相関関係にあるものとして取り扱っており、このような線形関係の下、赤外線検出素子ｎの出力Ｖ_ｎに基づいて、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎを推定（算出）し、得られた放射輝度から撮像対象物の温度を推定（算出）するようにしている。

【0009】

ところが、赤外線カメラには、撮像対象物から放射される赤外線を赤外線検出素子ｎに集光させるためのレンズ等の光学機構が存在し、また、赤外線検出素子ｎには個体差があるため、各赤外線検出素子ｎの出力ＤＬ_ｎ（＝Ｖ_ｎ）と、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの関係は、厳密な意味において、図３において破線で示すような線形の関係にはなく、実線で示した２次以上の方程式で近似される非線形の関係となっている。

【0010】

したがって、従来の赤外線カメラのように、赤外線検出素子ｎの出力ＤＬ_ｎから、線形関係に基づいて前記放射輝度Ｌｄ_ｎを推定すると、撮像対象物の正確な放射輝度Ｌｄ_ｎを推定することができず、ひいては、撮像対象物の正確な温度を推定することができない。

【0011】

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、従来に比べて、撮像対象物の放射輝度、並びに温度を正確に推定することができる赤外線カメラの提供を、その目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するための本発明は、
２次元平面上に配列された複数のｎ個の赤外線検出素子を有する撮像部と、
撮像対象物から放射される赤外線を前記撮像部上に集光するレンズと、
前記赤外線検出素子の温度を検出する素子温度検出センサと、
前記各赤外線検出素子に関し、その出力ＤＬ_ｎと、前記撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの相関を、下記数式１の相関式で定義したときの、該相関式中の各温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための近似式であって、下記数式２で表される近似式における各近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを記憶する近似係数記憶部と、
前記素子温度検出センサによって検出される前記赤外線検出素子の温度Ｆｔ、及び前記近似係数記憶部に格納された近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎに基づき、下記数式１に従って前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出する温度補正係数算出部と、
前記温度補正係数算出部によって算出された前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを記憶する温度補正係数記憶部と、
前記温度補正係数記憶部に格納された前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎ、及び前記各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎに基づき、下記数式１に従って前記撮像対象物に関する放射輝度Ｌｄ_ｎを算出する放射輝度算出部と、を備えた赤外線カメラに係る。
（数式１）
Ｌｄ_ｎ＝ａ_ｎ・ＤＬ_ｎ ^２＋ｂ_ｎ・ＤＬ_ｎ＋ｃ_ｎ
（数式２）
ａ_ｎ＝Ａａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ａｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ａｃ_ｎ
ｂ_ｎ＝Ｂａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｂｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｂｃ_ｎ
ｃ_ｎ＝Ｃａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｃｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｃｃ_ｎ
但し、ｎは１以上の自然数であり、前記各赤外線検出素子に対応する固有値である。

【0013】

この態様（第１の態様）の赤外線カメラによれば、予め、前記近似係数記憶部に近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎが格納される。この近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎは、前記数式２に従って、温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための係数である。尚、上述したように、数式２は、温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎと赤外線検出素子の温度（素子温度）Ｆｔとの相関を定義する相関式である。

【0014】

そして、前記温度補正係数算出部により、前記素子温度検出センサによって検出される前記素子温度Ｆｔ、及び前記近似係数記憶部に格納された近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎに基づき、上記数式１に従って前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎが算出され、算出された温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎが前記温度補正係数記憶部に格納される。

【0015】

そして、前記放射輝度算出部により、前記各赤外線検出素子からの出力（素子出力）ＤＬ_ｎ、及び前記温度補正係数記憶部に格納された前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎに基づき、前記数式１に従って前記撮像対象物に関する放射輝度Ｌｄ_ｎが算出される。

【0016】

斯くして、本発明に係る赤外線カメラによれば、各赤外線検出素子の出力ＤＬ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの相関を、２次方程式である上記数式１により定義し、各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎに基づき、前記数式１に従って放射輝度Ｌｄ_ｎを算出（推定）するようにしているので、線形関係に基づいて放射輝度Ｌｄ_ｎを算出するようにしていた従来に比べて、より現実に即した正確な放射輝度Ｌｄ_ｎを算出することができる。

【0017】

また、上記第１の態様の赤外線カメラにおいて、
前記素子温度検出センサから前記赤外線検出素子の温度Ｆｔを取得するとともに、前記各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎを取得する基礎データ取得部と、
前記基礎データ取得部によって取得された温度Ｆｔ及び出力ＤＬ_ｎに基づいて、赤外線検出素子の温度Ｆｔが所定の温度であるときの、前記撮像対象物から放射される放射輝度Ｌｄ_ｎと各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎとの相関を取得する輝度対出力相関取得部と、
前記輝度対出力相関取得部により取得された放射輝度Ｌｄ_ｎと出力ＤＬ_ｎとの相関に基づいて、前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを算出して、前記近似係数記憶部に格納する近似係数算出部と、を更に備えた態様を採ることができる。

【0018】

この態様（第２の態様）の赤外線カメラによれば、前記基礎データ取得部により、赤外線検出素子の温度Ｆｔと、各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎとの相関データが取得される。次に、この基礎データ取得部により取得された素子温度Ｆｔ及び素子出力ＤＬ_ｎの相関データに基づき、前記輝度対出力相関取得部により、赤外線検出素子の温度Ｆｔが所定の温度であるときに、撮像対象物から放射される放射輝度Ｌｄ_ｎと各赤外線検出素子からの素子出力ＤＬ_ｎとの相関が取得される。

【0019】

そして、前記輝度対出力相関取得部により取得された放射輝度Ｌｄ_ｎと出力ＤＬ_ｎとの相関に基づいて、前記近似係数算出部により前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎが算出され、算出された近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎが前記近似係数記憶部に格納される。

【0020】

斯くして、この赤外線カメラによれば、前記数式２に従った温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを内部機能によって算出することができるので、撮像対象物（測定対象物）の効率的な測定を実行することができる。

【0021】

また、上記第２の態様の赤外線カメラにおいて、
前記基礎データ取得部によって取得された赤外線検出素子の温度Ｆｔ、及び出力ＤＬ_ｎに基づいて、出力対温度の相関式を取得する出力対温度相関取得部と、
前記出力対温度相関取得部によって取得された出力対温度相関式に基づき、補間処理によって、各赤外線検出素子の温度Ｆｔと出力ＤＬ_ｎとの相関データを算出する補間処理部と、を更に備え、
前記輝度対出力相関取得部は、前記基礎データ取得部によって取得された温度Ｆｔ及び出力ＤＬ_ｎ、並びに前記補間処理部によって算出された温度Ｆｔ及び出力ＤＬ_ｎに基づいて、前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関を取得するように構成された態様を採ることができる。

【0022】

この態様（第３の態様）の赤外線カメラによれば、
前記基礎データ取得部により取得された赤外線検出素子の温度Ｆｔ、及び出力ＤＬ_ｎに基づいて、前記出力対温度相関取得部により、出力対温度の相関式が取得される。

【0023】

そして、前記出力対温度相関取得部によって取得された出力対温度相関式に基づいて、前記補間処理部による補間処理が実行され、赤外線検出素子の温度Ｆｔと出力ＤＬ_ｎとの相関データの補間が行われ、このようにして精度が高められた相関データに基づいて、前記輝度対出力相関取得部により、前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関が取得される。

【0024】

斯くして、この赤外線カメラによれば、赤外線検出素子の温度Ｆｔと出力ＤＬ_ｎとの精度の高い精緻な相関データを得ることができるので、前記数式２に従った温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎの精度を高めることができる。

【0025】

また、上記の第１の態様から第３の態様のいずれかの赤外線カメラにおいて、
前記放射輝度算出部によって算出された放射輝度Ｌｄ_ｎに基づいて、前記撮像対象物に関する温度データを算出する温度データ算出部を、更に備えた態様を採ることができる。

【0026】

この態様（第４の態様）の赤外線カメラによれば、従来に比べて、撮像対象物のより正確な温度を算出することができる。また、画素間でバラツキの少ない低ノイズの画像を得ることができる。

【発明の効果】

【0027】

以上のように、本発明に係る赤外線カメラによれば、各赤外線検出素子の出力ＤＬ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの相関を、２次方程式である上記数式１により定義し、各赤外線検出素子からの出力ＤＬ_ｎに基づき、前記数式１に従って放射輝度Ｌｄ_ｎを算出（推定）するようにしているので、線形関係に基づいて放射輝度Ｌｄ_ｎを算出するようにしていた従来に比べて、より現実に即した正確な放射輝度Ｌｄ_ｎを算出することができ、ひいては、従来に比べて、撮像対象物のより正確な温度を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の具体的な実施の形態に係る赤外線カメラの構成を示したブロック図である。

【図2】放射輝度と黒体温度との関係を示した説明図である。

【図3】放射輝度と素子出力との関係を示した説明図である。

【図4】本実施形態に係る赤外線カメラの構造を示した説明図である。

【図5】本実施形態に係る赤外線カメラをキャリブレーションする態様を示した説明図である。

【図6】本実施形態に係る赤外線カメラをキャリブレーションする際に取得する基礎データを示した説明図である。

【図7】本実施形態に係る出力対温度相関取得における処理を説明するための説明図である。

【図8】本実施形態に係る補間処理部における処理を説明するための説明図である。

【図9】本実施形態に係る輝度対出力相関取得部における処理を説明するための説明図である。

【図10】本実施形態に係る近似係数算出部における処理を説明するための説明図である。

【図11】本実施形態に係る近似係数算出部における処理を説明するための説明図である。

【図12】本実施形態に係る近似係数算出部における処理を説明するための説明図である。

【図13】本発明の他の実施形態に係る赤外線カメラの構成を示したブロック図である。

【図14】本発明の更に他の実施形態に係る赤外線カメラの構成を示したブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【0030】

図１は、本発明の一実施形態に係る赤外線カメラの概略構成を示したブロック図である。同図１に示すように、本例の赤外線カメラ１は、筐体２と、この筐体２内に配設されるレンズ３、撮像部６、素子温度検出センサ７及びデータ処理部８からなる。

【0031】

前記レンズ３は、前記筐体２の開口部に、当該開口部を閉塞するように配設され、撮像対象物から放射される赤外線を、適宜間隔をあけて後方に並設される前記撮像部６に集光する。

【0032】

前記撮像部６は、２次元平面上に復行復列に配列された複数の赤外線検出素子６ａ_ｎを備えている。赤外線検出素子６ａ_ｎは、ボロメータと称される熱型の非冷却素子で、各赤外線検出素子６ａ_ｎは、入射光量に応じた電圧値を出力して、前記データ処理部８に入力する。また、撮像部６には、素子温度検出センサ７が付設されており、この素子温度検出センサ７から赤外線検出素子６ａ_ｎの温度に係るデータがデータ処理部８に入力される。尚、この素子温度検出センサ７は、赤外線検出素子６ａ_ｎの全体としての温度を検出する。また、ｎは１以上の自然数であって、赤外線検出素子の個数に対応しており、具体的な数値は前記各赤外線検出素子に対応する固有値である。特に断りがない限り、以下において、ｎは同様の意図で用いられている。

【0033】

前記データ処理部８は、Ａ／Ｄ変換器９，１０、基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５、近似係数算出部１６、近似係数記憶部１７、温度補正係数算出部１８、温度補正係数記憶部１９、放射輝度算出部２０、温度データ算出部２１、Ｄ／Ａ変換器２２及び入出力インターフェース２３などから構成される。

【0034】

尚、このデータ処理部８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成することができ、具体的には、前記Ａ／Ｄ変換器９，１０、基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５、近似係数算出部１６、温度補正係数算出部１８、放射輝度算出部２０、温度データ算出部２１、Ｄ／Ａ変換器２２及び入出力インターフェース２３はコンピュータプログラムによってその機能が実現される態様を採ることができる。或いは、前記Ａ／Ｄ変換器９，１０、基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５、近似係数算出部１６、温度補正係数算出部１８、放射輝度算出部２０、温度データ算出部２１、Ｄ／Ａ変換器２２及び入出力インターフェース２３は、それぞれ、適宜電子回路を備えた電子ディバイスによって実現することができる。また、前記近似係数記憶部１７及び温度補正係数記憶部１９はＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成することができる。

【0035】

前記Ａ／Ｄ変換器９は、前記素子温度検出センサ７から出力される、前記赤外線検出素子６ａ_ｎの温度に係るデータを入力してＡ／Ｄ変換し、変換後の素子温度Ｆｔを前記温度補正係数算出部１８及び基礎データ取得部１２に入力する処理を行う。また、前記Ａ／Ｄ変換器１０は、各赤外線検出素子６ａ_ｎからの出力をＡ／Ｄ変換して、変換後の素子出力ＤＬ_ｎを、切換スイッチ１１を介して択一的に接続される、基礎データ取得部１２、放射輝度算出部２０又は入出力インターフェース２３に送信する。尚、前記素子温度Ｆｔも切換スイッチ１１を介して前記基礎データ取得部１２に入力される。

【0036】

前記基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５及び近似係数算出部１６は、キャリブレーション操作によって、近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを算出する機能部である。

【0037】

この近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎは、各赤外線検出素子６ａ_ｎの出力（素子出力）ＤＬ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの相関を、下記数式１の２次方程式（相関式）で定義したときの、当該相関式中の各温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するため係数である。
（数式１）
Ｌｄ_ｎ＝ａ_ｎ・ＤＬ_ｎ ^２＋ｂ_ｎ・ＤＬ_ｎ＋ｃ_ｎ
尚、放射輝度Ｌｄ_ｎは、赤外線検出素子６ａ_ｎに対応付けられる部分の撮像対象物の放射輝度である。

【0038】

具体的には、近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎは、素子温度Ｆｔに基づき、下記数式２の２次方程式（相関式）によって、温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出する際に用いられる係数である。
（数式２）
ａ_ｎ＝Ａａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ａｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ａｃ_ｎ
ｂ_ｎ＝Ｂａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｂｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｂｃ_ｎ
ｃ_ｎ＝Ｃａ_ｎ・Ｆｔ^２＋Ｃｂ_ｎ・Ｆｔ＋Ｃｃ_ｎ

【0039】

本発明者らの知見によれば、各赤外線検出素子６ａ_ｎの出力ＤＬ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとは、図３において破線で示した線形の関係にはなく、実線で示した非線形の関係にある。これは、撮像対象物から放射される赤外線を赤外線検出素子６ａ_ｎに集光させるためのレンズ３等の光学機構が存在し（図４参照）、また、赤外線検出素子６ａ_ｎには個体差があるからである。そこで、本実施形態では、２次方程式である上記数式１に従い、素子出力ＤＬ_ｎから、撮像対象物の放射輝度Ｌｄ_ｎを算出（推定）することとした。尚、図４における符号４は、レンズ３を保持する保持部であり、符号５は、前記保持部４に固設されて、前記撮像部６を保持する保持部である。

【0040】

前記基礎データ取得部１２は、前記入出力インターフェース２３から入力される指令に従って、前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを算出するための図６に示した基礎データを、赤外線検出素子６ａ_ｎ及び素子温度検出センサ７から、それぞれＡ／Ｄ変換器９，１０及び切換スイッチ１１を介して取得する。

【0041】

尚、このキャリブレーション操作の際には、赤外線カメラ１は、図５に示すように、恒温ケース１００内に収納された状態で、黒体１０３を撮像するものとする。恒温ケース１００はペルチェ素子１０１によって調温されるようになっており、レンズ３と黒体１０３との間にはシャッタ１０２が配置されている。また、黒体１０３は、図示しない適宜温度調節器により、所定の温度に調整される。

【0042】

前記基礎データは、図６に示すように、前記恒温ケースの温度を、例えば１０℃から１０℃間隔で４段階（Ｒｔ_１～Ｒｔ_４）に設定するとともに、黒体１０３の温度も１０℃間隔で例えば３段階（Ｔ_１～Ｔ_３）に設定した状態で、それぞれ素子温度Ｆｔ_１～Ｆｔ_４について、それぞれ黒体１０３の温度がＴ_１～Ｔ_３のときに、前記シャッタ１０２を開くことで各赤外線検出素子６ａ_ｎから出力される素子出力ＤＬ_ｎＴ_１～ＤＬ_ｎＴ_３である。尚、温度間隔及び設定温度はあくまでも一例であって、これに限定されるものではない。

【0043】

前記出力対温度相関取得部１３は、前記基礎データ取得部１２によって取得された各赤外線検出素子６ａ_ｎの素子温度Ｆｔ、及び素子出力ＤＬ_ｎに基づいて、出力対温度の相関式を取得する。前記基礎データ取得部１２によって取得された基礎データを、素子出力ＤＬ_ｎと素子温度Ｆｔの関係で表すと、図７に示すようになる。

【0044】

図７において、各赤外線検出素子６ａ_ｎにおける素子出力ＤＬ_ｎと素子温度Ｆｔとの相関は、それぞれ、黒体１０３の温度がＴ_１、Ｔ_２及びＴ_３のときに、以下の近似式によって近似される。
ＤＬ_ｎＴ_１=Ａ_ｎ１・Ｆｔ^３+Ｂ_ｎ１・Ｆｔ^２+ Ｃ_ｎ１・Ｆｔ+Ｄ_ｎ１
ＤＬ_ｎＴ_２=Ａ_ｎ２・Ｆｔ^３+Ｂ_ｎ２・Ｆｔ^２+ Ｃ_ｎ２・Ｆｔ+Ｄ_ｎ２
ＤＬ_ｎＴ_３=Ａ_ｎ３・Ｆｔ^３+Ｂ_ｎ３・Ｆｔ^２+ Ｃ_ｎ３・Ｆｔ+Ｄ_ｎ３
尚、各近似式における係数Ａ_ｎ１～Ａ_ｎ３、Ｂ_ｎ１～Ｂ_ｎ３、Ｃ_ｎ１～Ｃ_ｎ３、Ｄ_ｎ１～Ｄ_ｎ３は、それぞれ最小二乗法等の手法によって算出することができる。
但し、近似式としてはこの３次方程式に限られるものではなく、２次方程式、或いは４次以上の高次方程式によって近似するようにしても良い。

【0045】

前記補間処理部１４は、前記出力対温度相関取得部１３によって取得された上記各式を用いて、データを補間する処理を行う機能部である。図８に、Ｆｔ_１～Ｆｔ_２の間のデータを補間する例を示している。図８において、黒丸でプロットした値が実測値であり、白丸でプロットした値が補間値である。この例では、Ｆｔ_１～Ｆｔ_２の間を２．５℃毎に補間しているが、これは一例であって、これに限られるものではない。また、Ｆｔ_２～Ｆｔ_４の間についても補間するようにしても良い。

【0046】

前記輝度対出力相関取得部１５は、前記基礎データ取得部１２によって取得された素子温度Ｆｔ及び素子出力ＤＬ_ｎ、並びに前記補間処理部１４によって算出された素子温度Ｆｔ及び素子出力ＤＬ_ｎに基づいて、前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関を取得する機能部である。

【0047】

まず、輝度対出力相関取得部１５は、黒体１０３の温度Ｔ_１～Ｔ_３毎に、以下の数式３に従って、当該黒体１０３の放射輝度を算出する。
（数式３）

但し、Ｌｔは、放射輝度（Ｗ・ｓｒ^－１・ｍ^－２）であり、Ｌｄは、Ｌｔをデジタルレベル（２のｎ乗）にスケール変換した値に相当する。
また、λは物体から発散する放射の波長（ｍ）であり、λ１～λ２は、赤外線検出素子６ａの感度波長帯である。
また、Ｔは物体の絶対温度（Ｋ）であり、黒体１０３及び撮像対象物の温度に相当する。
また、Ｃ１，Ｃ２は放射の定数であり、
Ｃ１＝ｃ^２ｈ＝５．９５４８×１０^－１７（Ｗ・ｍ^２）
Ｃ１＝ｃｈ／ｋ＝０．０１４３８８（ｍ・Ｋ）
である。また、ｃは真空中の光の速度（ｃ＝２．９９７９２４５８×１０^８ｍ・ｓ^－１）、ｈはプランク定数（ｈ＝６．６２５６×１０^－３４Ｊ・ｓ）、ｋはボルツマン定数（ｋ＝１．３８０５４×１０^－２３Ｊ・Ｋ^－１）である。

【0048】

尚、上記数式３から分かるように、黒体１０３の放射輝度Ｌｄ_ｎは黒体１０３の温度Ｔ_１～Ｔ_３毎に一意の値として得られる。そして、輝度対出力相関取得部１５は、得られた黒体１０３の温度Ｔ_１～Ｔ_３毎の放射輝度ＬｄＴ_１～ＬｄＴ_３について、前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの関係を、素子温度Ｆｔごとに取得する。

【0049】

前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関を、図９に示している。図９では、素子温度Ｆｔが、それぞれＦｔ_１、Ｆｔ_１＋１、Ｆｔ_１＋２、Ｆｔ_１＋３、Ｆｔ_２であるときの前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関を示しており、各相関とも以下の２次方程式で近似することができる。尚、素子温度Ｆｔ_１＋１、Ｆｔ_１＋２、Ｆｔ_１＋３は補間値である。
Ｌｄ_ｎＦｔ１＝ａ_ｎＦｔ１・ＤＬ_ｎＦｔ１ ^２+ｂ_ｎＦｔ１・ＤＬ_ｎＦｔ１+ｃ_ｎＦｔ１
Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋１}＝ａ_{ｎＦｔ１＋１}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋１} ^２+ｂ_{ｎＦｔ１＋１}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋１}+ｃ_{ｎＦｔ１＋１}
Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋２}＝ａ_{ｎＦｔ１＋２}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋２} ^２+ｂ_{ｎＦｔ１＋２}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋２}+ｃ_{ｎＦｔ１＋２}
Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋３}＝ａ_{ｎＦｔ１＋３}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋３} ^２+ｂ_{ｎＦｔ１＋３}・ＤＬ_{ｎＦｔ１＋３}+ｃ_{ｎＦｔ１＋３}
Ｌｄ_ｎＦｔ２＝ａ_ｎＦｔ２・ＤＬ_ｎＦｔ２ ^２+ｂ_ｎＦｔ２・ＤＬ_ｎＦｔ２+ｃ_ｎＦｔ２
但し、近似式としてはこの２次方程式に限られるものではなく、２次以上の高次方程式によって近似するようにしても良い。

【0050】

上式において、Ｌｄ_ｎＦｔ１は素子温度がＦｔ_１のときの放射輝度であり、同様に、Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋１}は素子温度がＦｔ_１＋１のときの放射輝度、Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋２}は素子温度がＦｔ_１＋２のときの放射輝度、Ｌｄ_{ｎＦｔ１＋３}は素子温度がＦｔ_１＋３のときの放射輝度、Ｌｄ_ｎＦｔ２は素子温度がＦｔ_２のときの放射輝度である。また、ＤＬ_ｎＦｔ１は素子温度がＦｔ_１のときの素子出力であり、同様に、ＤＬ_{ｎＦｔ１＋１}は素子温度がＦｔ_１＋１のときの素子出力、ＤＬ_{ｎＦｔ１＋２}は素子温度がＦｔ_１＋２のときの素子出力、ＤＬ_{ｎＦｔ１＋３}は素子温度がＦｔ_１＋３のときの素子出力、ＤＬ_ｎＦｔ２は素子温度がＦｔ_２のときの素子出力である。

【0051】

また、前記ａ_ｎＦｔ１、ａ_{ｎＦｔ１＋１}、ａ_{ｎＦｔ１＋２}、ａ_{ｎＦｔ１＋３}、ａ_ｎＦｔ２、ｂ_ｎＦｔ１、ｂ_{ｎＦｔ１＋１}、ｂ_{ｎＦｔ１＋２}、ｂ_{ｎＦｔ１＋３}、ｂ_ｎＦｔ２、ｃ_ｎＦｔ１、ｃ_{ｎＦｔ１＋１}、ｃ_{ｎＦｔ１＋２}、ｃ_{ｎＦｔ１＋３}、+ｃ_ｎＦｔ２は、素子温度ＦｔがそれぞれＦｔ_１、Ｆｔ_１＋１、Ｆｔ_１＋２、Ｆｔ_１＋３、Ｆｔ_２であるときの前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関を定義するための温度補正係数である。

【0052】

前記近似係数算出部１６は、前記輝度対出力相関取得部１５によって取得された放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関データに基づいて、前記各温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎと素子温度Ｆｔとの相関関係を取得し、得られた相関関係から、各温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出すための近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを算出する処理を行う。

【0053】

図１０に、係数ａ_ｎと素子温度Ｆｔとの関係を示し、図１１に、係数ｂ_ｎと素子温度Ｆｔとの関係を示し、図１２に、係数ｃ_ｎと素子温度Ｆｔとの関係を示している。これらから分かるように、係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎはそれぞれ、以下の数式によって近似される。
ａ_ｎ=Ａａ_ｎ・Ｆｔ^２+Ａｂ_ｎ・Ｆｔ+Ａｃ_ｎ
ｂ_ｎ=Ｂａ_ｎ・Ｆｔ^２+Ｂｂ_ｎ・Ｆｔ+Ｂｃ_ｎ
ｃ_ｎ=Ｃａ_ｎ・Ｆｔ^２+Ｃｂ_ｎ・Ｆｔ+Ｃｃ_ｎ

【0054】

そして、各近似式における近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ、Ｃｃ_ｎは、それぞれ最小二乗法等の手法によって算出することができ、前記近似係数算出部１６は、このようにして算出した近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ、Ｃｃ_ｎを前記近似係数記憶部１７に格納する。

【0055】

前記温度補正係数算出部１８、放射輝度算出部２０、温度データ算出部２１、Ｄ／Ａ変換器２２は、本実施形態に係る赤外線カメラ１により、撮像対象物を撮像して、その温度データである画像を生成する機能部である。

【0056】

具体的には、前記温度補正係数算出部１８は、前記素子温度検出センサ７から出力され、前記Ａ／Ｄ変換器９を介して入力される素子温度Ｆｔ、並びに前記近似係数記憶部１８に格納された前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎに基づいて、上記数式２に従って、前記温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出し、算出した温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを前記温度補正係数記憶部１９に格納する処理を行う。

【0057】

前記放射輝度算出部２０は、前記各赤外線検出素子６ａから出力され、前記Ａ／Ｄ変換器１０を介して入力される素子出力ＤＬ_ｎ、並びに前記温度補正係数記憶部１９に格納された温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎに基づいて、前記数式１に従って、放射輝度Ｌｄ_ｎを算出する処理を行う。

【0058】

また、前記温度データ算出部２１は、前記放射輝度算出部２０によって算出された放射輝度Ｌｄ_ｎに基づいて、撮像対象物の各赤外線検出素子６ａに対応する部位の温度を算出する処理を行う。放射輝度Ｌｄ_ｎから温度データへの変換は、例えば、上述した数式３の逆関数を用いて算出することができる。尚、この温度データは摂氏で表されているのが好ましい。

【0059】

前記Ｄ／Ａ変換器２２は、温度データをアナログデータ（画像データ）に変換する処理部であり、このようにして変換された画像データが前記入出力インターフェース２３を介して外部に出力される。

【0060】

以上の構成を備えた本例の赤外線カメラ１によれば、撮像対象物の温度画像を撮像する前に、まず、キャリブレーション処理を実行することで、温度画像の生成に必要なパラメータである前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを取得することができる。

【0061】

そして、取得された近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎは、前記近似係数記憶部１７に格納される。

【0062】

このようにして、前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを取得した後、当該赤外線カメラ１により撮像対象物を撮像することで、当該撮像対象物の温度データである画像が生成される。

【0063】

以上のように、本例の赤外線カメラ１によれば、各赤外線検出素子６ａの素子出力ＤＬ_ｎと、撮像対象物から放射される赤外線の放射輝度Ｌｄ_ｎとの相関を、２次方程式である上記数式１により定義し、各赤外線検出素子６ａからの素子出力ＤＬ_ｎに基づいて、前記数式１に従って放射輝度Ｌｄ_ｎを算出（推定）するようにしているので、線形関係に基づいて放射輝度Ｌｄ_ｎを算出するようにしていた従来に比べて、より現実に即した正確な放射輝度Ｌｄ_ｎを算出することができ、ひいては、従来に比べて、撮像対象物のより正確な温度を算出することができる。

【0064】

また、本例の赤外線カメラ１によれば、前記数式２に従った温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを、内部機能である前記基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５及び近似係数算出部１６によって算出することができるので、撮像対象物の効率的な温度測定を実行することができる。

【0065】

また、本例の赤外線カメラ１によれば、前記出力対温度相関取得部１３によって取得された出力対温度相関式に基づいて、前記補間処理部１４による補間処理が実行され、各赤外線検出素子６ａの素子温度Ｆｔと素子出力ＤＬ_ｎとの相関データの補間が行われ、このようにして精度が高められた相関データに基づいて、前記輝度対出力相関取得部１５により、前記放射輝度Ｌｄ_ｎと前記出力ＤＬ_ｎとの相関が取得される。

【0066】

このように、本例の赤外線カメラ１によれば、赤外線検出素子６ａの温度Ｆｔと出力ＤＬ_ｎとの精度の高い精緻な相関データを得ることができるので、前記数式２に従った温度補正係数ａ_ｎ、ｂ_ｎ、ｃ_ｎを算出するための前記近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎの精度を高めることができ、ひいては、撮像対象物のより精度の高い正確な温度を算出することができる。

【0067】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何ら上例の態様に限られるものでは無い。

【0068】

例えば、上例では、出力対温度相関取得部１３及び補間処理部１４を設けて、素子温度Ｆｔと素子出力ＤＬ_ｎとの相関データを補間するようにしたが、このような態様に限られるものでは無く、ある程度正確な近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎを算出することができる場合には、図１３に示すように、出力対温度相関取得部１３及び補間処理部１４を省略した態様の赤外線カメラ１’とすることができる。

【0069】

また、上例では、キャリブレーションを行うための機能部である基礎データ取得部１２、出力対温度相関取得部１３、補間処理部１４、輝度対出力相関取得部１５及び近似係数算出部１６を内部に設けたが、このような態様に限られるものでは無く、これらを外部のキャリブレーション装置として構成しても良い。この態様の赤外線カメラ１”を図１４に示す。

【0070】

この場合、キャリブレーション時の素子温度Ｆｔ及び素子出力ＤＬ_ｎは、スイッチ１１を介して入出力インターフェース２３から前記キャリブレーション装置に出力される。そして、このキャリブレーション装置によって算出された近似係数Ａａ_ｎ、Ａｂ_ｎ、Ａｃ_ｎ、Ｂａ_ｎ、Ｂｂ_ｎ、Ｂｃ_ｎ、Ｃａ_ｎ、Ｃｂ_ｎ及びＣｃ_ｎは前記入出力インターフェース２３を介して前記近似係数記憶部１７に格納される。

【0071】

また、上例では、温度データ算出部２１を設けたが、これに限られるものでは無く、温度データの算出が不要である場合、即ち、放射輝度算出部２０によって算出された放射輝度Ｌｄ_ｎから画像データを生成する場合には、図１に示した赤外線カメラ１、図１３に示した赤外線カメラ１’、及び図１４に示した赤外線カメラ１”において、この温度データ算出部２１を省略することができる。

【0072】

また、上例において、放射輝度算出部２０によって算出された放射輝度Ｌｄ_ｎをそのまま入出力インターフェース２３を介して外部に出力する態様を採用する場合には、図１に示した赤外線カメラ１、図１３に示した赤外線カメラ１’、及び図１４に示した赤外線カメラ１”において、温度データ算出部２１及びＤ／Ａ変換器２２を省略することができる。

【符号の説明】

【0073】

１ 赤外線カメラ
２ 筐体
３ レンズ
６ 撮像部
６ａ 赤外線検出素子
７ 素子温度検出センサ
８ データ処理部
９，１０ Ａ／Ｄ変換器
１１ 切換スイッチ
１２ 基礎データ取得部
１３ 出力対温度相関取得部
１４ 補間処理部
１５ 輝度対出力相関取得部
１６ 近似係数算出部
１７ 近似係数記憶部
１８ 温度補正係数算出部
１９ 温度補正係数記憶部
２０ 放射輝度算出部
２１ 温度データ算出部
２２ Ｄ／Ａ変換器
２３ 入出力インターフェース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】