特許 7507976 シャッタを用いた対象体の温度補正装置、方法及びコンピュータで読み出し可能な記録媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-20

(45)【発行日】2024-06-28

(54)【発明の名称】シャッタを用いた対象体の温度補正装置、方法及びコンピュータで読み出し可能な記録媒体

(51)【国際特許分類】

   G01J 5/0804 20220101AFI20240621BHJP

   G01J 5/48 20220101ALI20240621BHJP

   G01J 5/70 20220101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

G01J5/0804

G01J5/48 E

G01J5/70 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023534689

(86)(22)【出願日】2020-12-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-15

(86)【国際出願番号】 KR2020017950

(87)【国際公開番号】W WO2022124441

(87)【国際公開日】2022-06-16

【審査請求日】2023-06-30

(31)【優先権主張番号】10-2020-0170067

(32)【優先日】2020-12-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】520485066

【氏名又は名称】ユー エレクトロニクス シーオー． エルティディ．

(74)【代理人】

【識別番号】100102532

【弁理士】

【氏名又は名称】好宮 幹夫

(74)【代理人】

【識別番号】100194881

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 俊弘

(74)【代理人】

【識別番号】100215142

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 徹

(72)【発明者】

【氏名】リ ジュン ソプ

(72)【発明者】

【氏名】オム テ ファン

(72)【発明者】

【氏名】リ ミン キュ

【審査官】小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１６６９３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１２６８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－３２５０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５０２４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４５１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１８３３３６５（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００８９７６４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２０２５６９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｊ ５／００ － Ｇ０１Ｊ ５／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象体の温度及びシャッタの温度を測定する温度測定モジュール；
基板の温度を測定する温度センサモジュール；
測定された前記シャッタの温度、測定された前記基板の温度及びシャッタの温度補正値－前記シャッタの温度補正値は、シャッタの実際温度と測定された前記基板の温度との間の差である－を用いてノイズによる温度を演算するノイズ温度演算モジュール；及び
測定された前記対象体の温度で演算された前記ノイズによる温度を減算することで前記対象体の温度を補正する温度補正モジュール；を含む、シャッタを用いた対象体の温度補正装置。

【請求項2】

前記ノイズ温度演算モジュールは、下記数学式：
Ｔｎｏｉｓｅ＝Ｔｓｍ－（Ｔｓｇ＋ΔＴｓ）
によってノイズによる温度を演算し、ここで、Ｔｎｏｉｓｅはノイズによる温度、Ｔｓｍは測定されたシャッタの温度、Ｔｓｇは測定された基板の温度、ΔＴｓはシャッタの温度補正値である、請求項１に記載のシャッタを用いた対象体の温度補正装置。

【請求項3】

前記シャッタの温度補正値は、下記の数学式：
ΔＴｓ＝（Ｔｓｍ－Ｔｓｇ）－（Ｔｂｓｍ－Ｔｂｓ）
によって求め、ここで、Ｔｓｍは測定されたシャッタの温度、Ｔｓｇは測定された基板の温度、Ｔｂｓｍは測定された黒体の温度、Ｔｂｓは既知の黒体の温度である、請求項２に記載のシャッタを用いた対象体の温度補正装置。

【請求項4】

前記温度測定モジュールは、
対象体またはシャッタによって輻射された赤外線による出力電圧を提供する赤外線センサモジュール；
黒体の基準設定温度で求めた基板の温度に対する出力電圧間の第１関数を用いて、提供された前記出力電圧を前記基板の基準設定温度での出力電圧で補償する基板温度補償モジュール；及び
前記基板の基準設定温度で求めた出力電圧に対する黒体の温度間の第２関数を用いて、補償された前記出力電圧から前記対象体またはシャッタの温度を求める温度演算モジュール；を含む、請求項１に記載のシャッタを用いた対象体の温度補正装置。

【請求項5】

前記基板温度補償モジュールは、
前記第１関数を用いて、提供された前記出力電圧から測定された前記基板の温度と前記基板の基準設定温度との間の差による出力電圧の変動分を減算することで、提供された前記出力電圧を前記基板の基準設定温度での出力電圧で補償する、請求項４に記載のシャッタを用いた対象体の温度補正装置。

【請求項6】

前記第１関数は、
前記黒体の温度を基準設定温度に固定させた状態で測定した基板の温度に対する出力電圧をカーブフィッティングによって求めた関数である、請求項４に記載のシャッタを用いた対象体の温度補正装置。

【請求項7】

前記第２関数は、
前記基板の温度を基準設定温度に固定させた状態で測定した基板の温度に対する出力電圧をカーブフィッティングによって求めた関数である、請求項４に記載のシャッタを用いた対象体の温度補正装置。

【請求項8】

前記赤外線センサモジュールは、
第１バイアス電圧を供給する第１バイアス電源；
前記第１バイアス電圧の大きさより小さい大きさを有する第２バイアス電圧を供給する第２バイアス電源；
一端が前記第１バイアス電源に直列連結されたリファレンスセル；
一端が前記リファレンスセルの他端に連結され、他端は接地されたアクティブセル；及び
（－）端子は前記リファレンスセルと前記アクティブセルの連結ノードに、（＋）端子は前記第２バイアス電源に連結され、前記アクティブセルに流れる電流の増加量を積分した出力電圧を提供する積分器；を含む、請求項４に記載のシャッタを用いた対象体の温度補正装置。

【請求項9】

前記第１バイアス電圧及び第２バイアス電圧は、
前記基板の基準設定温度及び前記黒体の基準設定温度において、前記出力電圧が既設定された値になるようにする大きさを有する、請求項８に記載のシャッタを用いた対象体の温度補正装置。

【請求項10】

温度測定モジュールにおいて、対象体の温度及びシャッタの温度を測定する第１段階；
温度センサモジュールにおいて、基板の温度を測定する第２段階；
ノイズ温度演算モジュールにおいて、測定された前記シャッタの温度、測定された前記基板の温度及びシャッタの温度補正値－前記シャッタの温度補正値は、シャッタの実際温度と測定された前記基板の温度との間の差である－を用いてノイズによる温度を演算する第３段階；及び
温度補正モジュールにおいて、測定された前記対象体の温度で演算された前記ノイズによる温度を減算することで前記対象体の温度を補正する第４段階；を含む、シャッタを用いた対象体の温度補正方法。

【請求項11】

請求項１０に記載の方法を実行するためのプログラムを記録した、コンピュータ読み出し可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、シャッタを用いた対象体の温度補正装置、方法及びコンピュータで読み出し可能な記録媒体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

熱画像カメラは、高い空間分解能及び温度分解能、非接触方式などの利点により、物体の表面を熱的にイメージ化し、温度分布を測定する広く知られた装置である。

【0003】

このような熱画像カメラを用いて対象物の温度を測定するためには、シャッタの温度に基づいてシャッタの開放前後の出力コード差に対する温度差曲線を求める。この後、求めた出力コード差に対する温度差曲線を適切な次数のフィッティング関数で近似させた後、これを用いて対象体の温度を測定する。

【0004】

このような従来技術によると、対象物の温度を測定するためには、シャッタの温度を測定する必要があるが、シャッタに温度センサを付着することが実質的に不可能であるため、基板に付着された温度センサを介して測定された温度をシャッタの温度と仮定する。

【0005】

しかし、基板の温度とシャッタの実際温度とは差異があり、特に０．５度以下の高い精度で測定しなければならない体温の場合には精度が低下するという問題点がある。

【0006】

また、様々な原因によるノイズによって対象体の温度が精密に測定されないという問題点がある。

【0007】

関連技術として、韓国登録特許第２０６４５８２号（「熱画像カメラを用いた温度測定装置、方法及びコンピュータで読み出し可能な記録媒体」、登録日：２０２０年０１月０３日）がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の一実施形態によると、ノイズの影響なしに対象体の温度を精密に測定することができるシャッタを用いた対象体の温度補正装置、方法及びコンピュータで読み出し可能な記録媒体を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１実施形態によると、対象体の温度及びシャッタの温度を測定する温度測定モジュール；基板の温度を測定する温度センサモジュール；測定された上記シャッタの温度、測定された上記基板の温度及びシャッタの温度補正値－上記シャッタの温度補正値は、シャッタの実際温度と測定された上記基板の温度との間の差である－を用いてノイズによる温度を演算するノイズ温度演算モジュール；及び測定された上記対象体の温度で演算された上記ノイズによる温度を減算することで上記対象体の温度を補正する温度補正モジュール；を含む、シャッタを用いた対象体の温度補正装置が提供される。

【0010】

本発明の第２実施形態によると、温度測定モジュールにおいて、対象体の温度及びシャッタの温度を測定する第１段階；温度センサモジュールにおいて、基板の温度を測定する第２段階；ノイズ温度演算モジュールにおいて、測定された上記シャッタの温度、測定された上記基板の温度及びシャッタの温度補正値－上記シャッタの温度補正値は、シャッタの実際温度と測定された上記基板の温度との間の差である－を用いてノイズによる温度を演算する第３段階；及び温度補正モジュールにおいて、測定された上記対象体の温度で演算された上記ノイズによる温度を減算することで上記対象体の温度を補正する第４段階；を含む、シャッタを用いた対象体の温度補正方法が提供される。

【0011】

本発明の第３実施形態によると、上記温度補正方法をコンピュータで実行するためのプログラムを記録した、コンピュータで読み出し可能な記録媒体が提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一実施形態によると、シャッタの温度を用いてノイズによる温度を求め、測定された対象体の温度からノイズによる温度を減算して測定された対象体の温度を補正することで、対象体の温度を精密に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る温度測定装置を含む熱画像カメラを示した図面である。

【図2】本発明の一実施形態に係る温度測定モジュールの内部ブロック図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る赤外線センサモジュールの回路図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る黒体の基準設定温度で求めた基板の温度に対する出力電圧のカーブフィッティングによって求めた曲線を示した図面である。

【図5】本発明の一実施形態に係る基板の基準設定温度で求めた出力電圧に対する黒体の温度のカーブフィッティングによって求めた曲線を示した図面である。

【図6】本発明の一実施形態に係るシャッタを用いた対象体の温度補正方法を説明するフローチャートである。

【図7】本発明の一実施形態に係る温度測定方法を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は、いくつかの他の形態に変形することができ、本発明の範囲が以下説明する実施形態に限定されるものではない。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（又は強調表示や簡略化表示）がされることがあり、図面上の同一の符号で示される要素は同一の要素である。

【0015】

図１は、本発明の一実施形態に係る温度補正装置を含む熱画像カメラ１００を示した図面である。

【0016】

図１に示したように、熱画像カメラ１００は、ハウジング１１１、ハウジング１１１の上部に備えられたＩＲウィンドウ１１２、鏡筒１１３、鏡筒１１３の内部に備えられた複数のレンズ１１４、シャッタ１１５、基板１１６、基板１１６上に備えられた温度補正装置２００を含むことができる。

【0017】

上述した温度補正装置２００は、対象体の温度及びシャッタの温度を測定する温度測定モジュール２１０と、基板１１６上に備えられて基板１１６の温度を測定する温度センサモジュール２４０と、測定されたシャッタの温度、測定された基板の温度及びシャッタの温度補正値を用いてノイズによる温度を演算するノイズ温度演算モジュール２２０、測定された対象体の温度で演算されたノイズによる温度を減算することで対象体の温度を補正する温度補正モジュール２３０を含むことができる。上記シャッタの温度補正値は、シャッタの実際温度と測定された基板の温度との間の差であることができる。

【0018】

具体的には、温度測定モジュール２１０は、対象体及びシャッタの温度を測定することができる。測定された対象体及びシャッタの温度は、ノイズ温度演算モジュール２２０及び温度補正モジュール２３０に伝達されることができる。温度測定モジュール２１０の構成及び動作については、図２～図５、図７を参照して後述する。

【0019】

温度センサモジュール２４０は基板１１６上に備えられ、基板１１６の温度を測定することができる。測定された基板１１６の温度は、温度測定モジュール２１０及びノイズ温度演算モジュール２２０に伝達されることができる。

【0020】

一方、ノイズ温度演算モジュール２２０は、測定されたシャッタの温度、測定された基板の温度、及びシャッタの温度補正値を用いて、下記数学式１によってノイズによる温度を演算することができる。
［数学式１］
Ｔｎｏｉｓｅ＝Ｔｓｍ－（Ｔｓｇ＋ΔＴｓ）

【0021】

ここで、Ｔｎｏｉｓｅはノイズによる温度、Ｔｓｍは測定されたシャッタの温度、Ｔｓｇは測定された基板の温度、ΔＴｓはシャッタの温度補正値であり、シャッタの温度補正値はシャッタの実際温度と基板の温度との間の差である。

【0022】

従来技術で説明したように、シャッタ１１５には温度センサを付着することが実質的に不可能である。したがって、本発明の一実施形態によると、基板１１６に付着された温度センサモジュール２４０で測定した基板１１６の温度をシャッタ１１５の温度と類推（仮定）するため、対象体の温度を測定する際に、シャッタの実際温度と基板の温度との間の差であるシャッタの温度補正値は必ず必要である。

【0023】

一方、下記数学式２に記載されるように、測定された対象体（ここで、対象体は既知の温度の黒体（ｂｌａｃｋ ｂｏｄｙ ｓｏｕｒｃｅ）または既知の温度を有する発熱体と仮定する）の温度と測定されたシャッタの温度にはノイズによる同じサイズの温度成分（Ｔｎｏｉｓｅ）が含まれることができる。対象体の温度とシャッタの温度は時間的に連続して測定することで、同じ大きさのノイズによる温度成分を求めることができる。
［数学式２］
Ｔｓｍ＝Ｔｓｇ＋Ｔｎｏｉｓｅ＋ΔＴｓ
Ｔｂｓｍ＝Ｔｂｓ＋Ｔｎｏｉｓｅ

【0024】

すなわち、測定されたシャッタの温度（Ｔｓｍ）は、シャッタ１１５の温度で類推される基板１１６の温度（Ｔｓｇ）、ノイズによる温度（Ｔｎｏｉｓｅ）とシャッタの温度補正値（ΔＴｓ）が含まれたものであることができる。同様に、測定された黒体の温度（Ｔｂｓｍ）は、黒体の実際温度（Ｔｂｓ）とノイズによる温度（Ｔｎｏｉｓｅ）が含まれたものであることができる。

【0025】

特に、上述した数学式２のうち一番目の数式から数学式１に記載のノイズによる温度（Ｔｎｏｉｓｅ）を求めることができる。

【0026】

なお、上述した数学式１のシャッタの温度補正値（ΔＴｓ）は、下記数学式３から求めることができる。数学式３は、数学式２をΔＴｓを中心にまとめたものである。
［数学式３］
ΔＴｓ＝（Ｔｓｍ－Ｔｓｇ）－（Ｔｂｓｍ－Ｔｂｓ）

【0027】

ここで、ΔＴｓはシャッタの温度補正値、Ｔｓｍは測定されたシャッタの温度、Ｔｓｇは測定された基板の温度、Ｔｂｓｍは測定された黒体の温度、Ｔｂｓは既知の黒体の温度であることができる。Ｔｂｓｍは、既知の温度（Ｔｂｓ）を有する黒体（または発熱体）を熱画像カメラの前に位置させた後に測定した温度であることができる。

【0028】

すなわち、シャッタの温度補正値（ΔＴｓ）は、シャッタの実際温度と基板の温度との間の差であるが、数学式３から求めることができる。このようなシャッタの温度補正値（ΔＴｓ）は、予め求められる値であることができる。

【0029】

最後に、温度補正モジュール２３０は、下記数学式４によって、測定された対象体の温度で演算されたノイズによる温度を減算して対象体の温度を補正することで、対象体の実際温度を求めることができる。
［数学式４］
Ｔｔ＝Ｔｔｍ－Ｔｎｏｉｓｅ
＝Ｔｔｍ－（Ｔｓｍ－（Ｔｓｇ＋ΔＴｓ））

【0030】

ここで、Ｔｔは対象体の実際温度（補正された対象体の温度）、Ｔｔｍは測定された対象体の温度、Ｔｎｏｉｓｅはノイズによる温度、Ｔｓｍは測定されたシャッタの温度、Ｔｓｇは測定された基板の温度、ΔＴｓはシャッタの温度補正値である。

【0031】

一方、図２は、本発明の一実施形態に係る温度測定モジュールの内部ブロック図であり、温度測定モジュール２１０は、赤外線センサモジュール２１１、基板温度補償モジュール２１２、及び温度演算モジュール２１３を含むことができる。

【0032】

具体的には、温度測定モジュール２１０のうち、赤外線センサモジュール２１１は、対象体またはシャッタによって輻射された赤外線による出力電圧を提供するモジュールであり、例えば赤外線センサを含むことができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。以下、図２を参照して赤外線センサモジュール２１１について説明する。

【0033】

図３は、本発明の一実施形態に係る赤外線センサモジュール２１１の回路図である。

【0034】

図３に示したように、赤外線センサモジュール２１１は、第１バイアス電圧を供給する第１バイアス電源（ＶＤＤ）と、第１バイアス電圧の大きさより小さい大きさを有する第２バイアス電圧を供給する第２バイアス電源（Ｖｒｃｔ）と、一端が第１バイアス電源（ＶＤＤ）に直列連結されたリファレンスセル（Ｒｒ）、一端がリファレンスセル（Ｒｒ）の他端に連結され、他端は接地（ＧＮＤ）に連結されたアクティブセル（Ｒａ）と、（－）端子はリファレンスセル（Ｒｒ）とアクティブセル（Ｒａ）の連結ノードに、（＋）端子は第２バイアス電源（Ｖｒｃｔ）に連結され、アクティブセル（Ｒａ）を流れる電流の増加量を積分した出力電圧を提供するキャパシタ（Ｃ）を含む積分器２１１ａを含んで構成されることができる。

【0035】

上述した第１バイアス電圧及び第２バイアス電圧の大きさは、基板１１６の基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）及び黒体の基準設定温度（Ｔｂ＿ｒｅｆ）で出力電圧（Ｖｏｕｔ）が予め設定された値となるようにする大きさを有することができる。なお、上述した第２バイアス電圧の大きさは第１バイアス電源（ＶＤＤ）の大きさの１／２であるか、または第２バイアス電源（Ｖｒｃｔ）の大きさは第１バイアス電源（ＶＤＤ）の大きさの１／２に基づいて一定範囲内の値であることができる。このように固定された大きさのバイアス電源を印加する理由は、センサに安定した電源を供給するためである。

【0036】

上述したリファレンスセル（Ｒｒ）は一定の抵抗値を有し、アクティブセル（Ｒａ）は入射する赤外線（ＩＲ）によって内部の抵抗値が変化する素子であることができる。

【0037】

上述した積分器２１１ａは、アクティブセル（Ｒａ）の抵抗値の減少に応じてアクティブセル（Ｒａ）に流れる電流の増加量を積分して出力信号（例えば、電圧）を生成することができる。

【0038】

具体的には、積分器２１１ａは、リファレンスセル（Ｒｒ）とアクティブセル（Ｒａ）との間の連結ノードに（－）端子が、（＋）端子には第２バイアス電源（Ｖｒｃｔ）が印加され、（－）端子と出力端子との間にはキャパシタ（Ｃ）が連結された構造を有することができる。

【0039】

図３を参照すると、赤外線（ＩＲ）が照射されるとアクティブセル（Ｒａ）の抵抗値は減少するようになり、このような抵抗値の変化を電圧の形態で読み取るためにバイアス電源（ＶＤＤ、Ｖｒｃｔ）が印加されることができる。印加されるバイアス電源（ＶＤＤ、Ｖｒｃｔ）の大きさは、後述するように第１関数を求める際に保存された値が用いられることができる。

【0040】

アクティブセル（Ｒａ）の抵抗値が減少するにつれて、アクティブセル（Ｒａ）に流れる電流は増加し、アクティブセル（Ｒａ）に流れる電流量は積分器２１１ａで一定時間積分されることで、出力信号（Ｖｏｕｔ）が生成されることができる。

【0041】

発明の理解を助けるために、図３には、１つのリファレンスセル（Ｒｒ）と１つのアクティブセル（Ｒａ）のみを例示的に示しているが、アクティブセル（Ｒａ）は少なくとも２つ以上であることができ、各アクティブセル（Ｒａ）はスイッチ（図示せず）を介してリファレンスセル（Ｒｒ）に連結されることができることは当業者には明らかである。

【0042】

一方、温度測定モジュール２１０のうち基板温度補償モジュール２１２は、黒体の基準設定温度（Ｔｂ＿ｒｅｆ）で求めた基板１１６の温度（Ｔｐｃｂ）に対する出力電圧（Ｖｏｕｔ）間の第１関数（下記数学式５参照）を用いて、赤外線センサモジュール２１１から供給された出力電圧（Ｖｏｕｔ）を基板１１６の基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）での出力電圧で補償することができる。

【0043】

一方、上述した第１関数は、黒体（図示せず）の温度を基準設定温度（Ｔｂ＿ｒｅｆ）に固定させた状態で測定した基板１１６の温度（Ｔｐｃｂ）に対する出力電圧（Ｖｏｕｔ）をカーブフィッティングによって求めた関数であることができる。

【0044】

以下、基板の温度（Ｔｐｃｂ）に対する出力電圧（Ｖｏｕｔ）間の第１関数を求める過程について詳細に説明する。

【0045】

まず、基板１１６の温度（Ｔｐｃｂ）を基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ、例えば２５度）に維持した状態で、基準設定温度（Ｔｂ＿ｒｅｆ、例えば４０度）を有する黒体（図示せず）を熱画像カメラ１００の前に位置させた後、バイアス電圧（ＶＤＤ、Ｖｒｃｔ）を可変させながら出力電圧（Ｖｏｕｔ）の所望の電圧、例えば、０．９Ｖとなるバイアス電圧（ＶＤＤ、Ｖｒｃｔ）を保存する。

【0046】

この後、保存されたバイアス電圧（ＶＤＤ、Ｖｒｃｔ）を印加し、基準設定温度（Ｔｂ＿ｒｅｆ、例えば４０度）を有する黒体（図示せず）を熱画像カメラ１００の前に位置させた状態で、基板１１６の温度（Ｔｐｃｂ）をＴｐｃｂ１、Ｔｐｃｂ２、Ｔｐｃｂ３に可変させながら、それぞれの出力電圧（Ｖｏｕｔ）、例えばＶｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３を保存する。

【0047】

この後、基板の温度と出力電圧（Ｔｐｃｂ１－Ｖｏｕｔ１、Ｔｐｃｂ２－Ｖｏｕｔ２、Ｔｐｃｂ３－Ｖｏｕｔ３）のカーブフィッティング（ｃｕｒｖｅ ｆｉｔｔｉｎｇ）を介して基板の温度（Ｔｐｃｂ）に対する出力電圧（Ｖｏｕｔ）との間の第１関数を求めることができる。

【0048】

第１関数は、例えば、下記数学式１に示されたような２次関数であることができるが、必ずしも２次関数に限定されるものではないことに留意すべきである。このようにして求めた第１関数による曲線４０１は、図４のように示すことができる。
［数学式５］
Ｖｏｕｔ（Ｔｐｃｂ）＝２．３１２５＋０．０５×Ｔｐｃｂ－０．００２５×Ｔｐｃｂ^２

【0049】

ここで、Ｖｏｕｔ（Ｔｐｃｂ）は基板温度がＴｐｃｂのときの出力電圧、Ｔｐｃｂは基板の温度であることができる。上述した数学式１は、黒体の温度（Ｔｂ）が基準設定温度（Ｔｂ＿ｒｅｆ）である場合に求められることができる。

【0050】

さらに具体的には、基板温度補償モジュール２１２は、下記数学式６によって、赤外線センサモジュール２１１で提供された出力電圧（Ｖｏｕｔ）から、基板１１６の温度（Ｔｐｃｂ）と基板１１６の基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）との間の差による出力電圧の変動分を減算することで、提供された出力電圧（Ｖｏｕｔ）を基板１１６の基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）での出力電圧で補償することができる。
［数学式６］
Ｖｏｕｔｃ＝Ｖｏｕｔ－（Ｖｏｕｔ（Ｔｐｃｂ）－Ｖｏｕｔ（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ））

【0051】

ここで、Ｖｏｕｔｃは補償された出力電圧、Ｖｏｕｔは対象体が位置した状態で赤外線センサモジュールから提供された出力電圧、Ｖｏｕｔ（Ｔｐｃｂ）及びＶｏｕｔ（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）は上述した数学式１にＴｐｃｂ及びＴｐｃｂ＿ｒｅｆを代入して求めた出力電圧を意味する。上述した出力電圧の変動分は（Ｖｏｕｔ（Ｔｐｃｂ）－Ｖｏｕｔ（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ））である。

【0052】

一方、温度測定モジュール２１０のうち、温度演算モジュール２１３は、基板１１６の基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）で求めた出力電圧（Ｖｏｕｔ）に対する黒体の温度（Ｔｂ）間の第２関数（下記数学式７参照）を用いて、基板温度補償モジュール２１２で補償された出力電圧（Ｖｏｕｔｃ）から対象体及びシャッタの温度を求めることができる。

【0053】

すなわち、温度演算モジュール２１３は、基板１１６の基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）で求めた出力電圧（Ｖｏｕｔ）に対する黒体の温度（Ｔｂ）間の第２関数（下記数学式７参照）の変数であるＶｏｕｔに補償された出力電圧（Ｖｏｕｔｃ）を代入することで、対象体の温度を求めることができる。

【0054】

上述した第２関数は、基板１１６の温度を基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）に固定させた状態で提供された出力電圧（Ｖｏｕｔ）に対する黒体の温度（Ｔｐｃｂ）をカーブフィッティングによって求めた関数であることができる。

【0055】

以下、出力電圧に対する黒体の温度間の第２関数を求める過程を詳細に説明する。

【0056】

まず、上記で保存されたバイアス電圧（ＶＤＤ、Ｖｒｃｔ）を赤外線センサモジュール２１１に印加し、基板１１６の温度（Ｔｐｃｂ）を基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ、例えば２５度）に維持させた状態で、熱画像カメラ１００の前に位置された黒体の温度（Ｔｂ）をＴｂ１、Ｔｂ２、Ｔｂ３に可変させながら、それぞれの出力電圧（Ｖｏｕｔ）、例えば、Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、Ｖｏｕｔ３を保存する。

【0057】

この後、出力電圧（Ｖｏｕｔ）に対する黒体の温度（Ｔｂ）（Ｖｏｕｔ１－Ｔｂ１、Ｖｏｕｔ２－Ｔｂ２、Ｖｏｕｔ３－Ｔｂ３）をカーブフィッティングによって第２関数を求めることができる。

【0058】

第２関数は、例えば、下記数学式３に示されたような２次関数であることができるが、必ずしも２次関数に限定されるものではないことに留意すべきである。このようにして求めた第２関数による曲線５０１は、図５のように示されることができる。
［数学式７］
Ｔｂ（Ｖｏｕｔ）＝－１８０＋１７６．６６７×Ｖｏｕｔ－３３．３３３３×Ｖｏｕｔ^２

【0059】

ここで、Ｔｂ（Ｖｏｕｔ）は黒体の温度、Ｖｏｕｔは出力電圧であることができる。

【0060】

上述したように、本発明の一実施形態によると、シャッタの温度を用いてノイズによる温度を求め、測定された対象体の温度からノイズによる温度を減算して測定された対象体の温度を補正することで、対象体の温度を精密に測定することができる。

【0061】

一方、図６は、本発明の一実施形態に係るシャッタを用いた対象体の温度補正方法を説明するフローチャートである。以下、図１及び図６を参照して、本発明の一実施形態に係るシャッタを用いた対象体の温度補正方法を説明する。但し、発明の簡略化のために図１で説明された事項と重複した説明は省略する。

【0062】

図１及び図７に示したように、本発明の一実施形態に係るシャッタを用いた対象体の温度補正方法は、温度測定モジュール２１０は、対象体及びシャッタの温度を測定する段階によって開始されることができる（Ｓ６０１）。測定された対象体及びシャッタの温度は、ノイズ温度演算モジュール２２０及び温度補正モジュール２３０に伝達されることができる。

【0063】

次に、温度センサモジュール２４０は基板１１６上に備えられ、基板１１６の温度を測定することができる（Ｓ６０２）。

【0064】

次に、ノイズ温度演算モジュール２２０は、測定されたシャッタの温度、測定された基板の温度及びシャッタの温度補正値を用いて、上述した数学式１によってノイズによる温度を演算することができる。ここで、シャッタの温度補正値は、シャッタの実際温度と測定された基板の温度との間の差であることは上述したとおりである。

【0065】

最後に、温度補正モジュール２３０は、上述した数学式４によって、測定された対象体の温度で演算されたノイズによる温度を減算して対象体の温度を補正することで、対象体の実際温度を求めることができる（Ｓ６０４）。

【0066】

一方、図７は、本発明の一実施形態に係る対象体及びシャッタの温度測定方法を説明するフローチャートであり、図６の段階Ｓ６０１を具体化したものである。

【0067】

以下、図１～図４及び図７を参照して、本発明の一実施形態に係る対象体の温度測定方法を説明する。但し、発明の簡略化のために、図１～図４で説明された事項と重複した説明は省略する。

【0068】

図１～図４及び図７に示したように、まず、赤外線センサモジュール２１１は、対象体またはシャッタによって輻射された赤外線による出力電圧を提供することができる（Ｓ７０１）。提供された出力電圧は基板温度補償モジュール２１２に伝達されることができる。

【0069】

次に、基板温度補償モジュール２１２は、黒体の基準設定温度（Ｔｂ＿ｒｅｆ）で求めた基板１１６の温度（Ｔｐｃｂ）に対する出力電圧（Ｖｏｕｔ）間の第１関数を用いて、赤外線センサモジュール２１１で提供された出力電圧（Ｖｏｕｔ）を基板１１６の基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）での出力電圧で補償することができる（Ｓ７０２）。

【0070】

一方、上述した第１関数は、黒体（図示せず）の温度を基準設定温度（Ｔｂ＿ｒｅｆ）に固定させた状態で測定した基板１１６の温度（Ｔｐｃｂ）に対する出力電圧（Ｖｏｕｔ）をカーブフィッティングによって求めた関数であることができ、基板の温度（Ｔｐｃｂ）に対する出力電圧（Ｖｏｕｔ）間の第１関数を求める過程は上述したとおりである。

【0071】

最後に、温度演算モジュール２１３は、基板１１６の基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）で求めた出力電圧（Ｖｏｕｔ）に対する黒体の温度（Ｔｂ）間の第２関数を用いて、基板温度補償モジュール２１２で補償された出力電圧（Ｖｏｕｔｃ）から対象体の温度を求めることができる（Ｓ７０３）。

【0072】

すなわち、温度演算モジュール２１３は、基板１１６の基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）で求めた出力電圧（Ｖｏｕｔ）に対する黒体の温度（Ｔｂ）間の第２関数の変数であるＶｏｕｔに補償された出力電圧（Ｖｏｕｔｃ）を代入することで、対象体の温度を求めることができる。

【0073】

上述した第２関数は、基板１１６の温度を基準設定温度（Ｔｐｃｂ＿ｒｅｆ）に固定させた状態で提供された出力電圧（Ｖｏｕｔ）に対する黒体の温度（Ｔｐｃｂ）をカーブフィッティングによって求めた関数であることができ、出力電圧に対する黒体の温度間の第２関数を求める過程は上述したとおりである。

【0074】

上述したように、本発明の一実施形態によると、シャッタの温度を用いてノイズによる温度を求め、測定された対象体の温度からノイズによる温度を減算して測定された対象体の温度を補正することで、対象体の温度を精密に測定することができる。

【0075】

上述した本発明の一実施形態に係るシャッタを用いた対象体の温度補正方法は、コンピュータで実行するためのプログラムで製作され、コンピュータが読み出し可能な記録媒体に保存されることができる。コンピュータが読み出し可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ記憶装置などが含まれる。また、コンピュータが読み出し可能な記録媒体は、ネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータが読み出し可能なコードが保存されて実行されることができる。そして、上記方法を実現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎ）プログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマによって容易に推論され得る。

【0076】

さらに、本発明を説明することにおいて、「～モジュール」は、様々な方式、例えばプロセッサ、プロセッサによって実行されるプログラム命令、ソフトウェアモジュール、マイクロコード、コンピュータプログラム生成物、ロジック回路、アプリケーション専用集積回路、ファームウェアなどによって実現することができる。

【0077】

本発明は、上述した実施形態及び添付された図面によって限定されるものではない。添付された特許請求の範囲によって権利範囲を限定し、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能であることは、当技術分野の通常の知識を有する者に自明である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】