画素補正装置
【課題】 画素補正装置を内蔵しないことで熱画像カメラの小型化を実現する。
【解決手段】 熱画像カメラのレンズを覆う着脱可能な均熱板と、前記均熱板を前記熱画像カメラ本体に装着するために該均熱板及び該熱画像カメラ本体に設けられた装着部と、前記均熱板に接し或いはその近傍に設けられ該均熱板の温度を測定する温度センサと、前記熱画像カメラ本体内に位置し前記赤外線撮像素子の各画素が測定した温度情報及び前記温度センサが測定した前記均熱板の温度情報をデジタル量にそれぞれ変換するための変換部と、同じく前記熱画像カメラ本体内に位置し前記デジタル量を前記各画素の測定温度及び前記均熱板の測定温度に演算した後前記各画素の測定温度と前記均熱板の測定温度との差分を割り出し該差分から感度にばらつきのある画素の補正に必要な補正係数を演算し補正を行うための演算部とを備えたことを特徴とする熱画像カメラの画素補正装置。
【解決手段】 熱画像カメラのレンズを覆う着脱可能な均熱板と、前記均熱板を前記熱画像カメラ本体に装着するために該均熱板及び該熱画像カメラ本体に設けられた装着部と、前記均熱板に接し或いはその近傍に設けられ該均熱板の温度を測定する温度センサと、前記熱画像カメラ本体内に位置し前記赤外線撮像素子の各画素が測定した温度情報及び前記温度センサが測定した前記均熱板の温度情報をデジタル量にそれぞれ変換するための変換部と、同じく前記熱画像カメラ本体内に位置し前記デジタル量を前記各画素の測定温度及び前記均熱板の測定温度に演算した後前記各画素の測定温度と前記均熱板の測定温度との差分を割り出し該差分から感度にばらつきのある画素の補正に必要な補正係数を演算し補正を行うための演算部とを備えたことを特徴とする熱画像カメラの画素補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型の熱画像カメラに係る画素補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線撮像素子を用いた熱画像カメラについて、測定結果として表示される熱画像は多数の撮像画素の測定温度から成り立っている。理論上では、同一の温度を持つ物体を表示するのであれば、すべての画素は均一な測定温度となる。しかしこの画素に、感度にばらつきのある画素が混在することで、同じ温度を持つ物体を測定している場合であっても、各画素の測定温度に差異が生じ、結果熱画像の精度は低下する。そのため均熱の板を測定した測定温度と、各画素の測定温度との誤差を演算によって補正することが従来から行われてきた。
【０００３】
この方法として例えば、光学系の開口絞りの位置に瞬間的に開閉できるシャッターを配置するとともに、そのシャッターの温度を測定する温度センサーを設けたものが知られている。ここで用いられるシャッターは、写真工業で一般的なレンズシャッターを転用できる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１５５５７号（第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、以上に述べた熱画像カメラでは、シャッター及びその開閉を制御する機構は熱画像カメラ本体に設置されている。小型の熱画像カメラにおいて、均熱板としての役割を果たすシャッターを本体に収納することは、カメラの小型化の障害になるとともに、コストの増大を招くこととなる。
【０００６】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、小型の熱画像カメラにおいても簡易かつ安価にて均熱板による画素の補正を実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、請求項１記載の小型熱画像カメラの画素補正装置は、赤外線撮像素子を用いた熱画像カメラに係る画素補正装置において、前記熱画像カメラのレンズを覆う着脱可能な均熱板と、前記均熱板を前記熱画像カメラ本体に装着するために、該均熱板及び該熱画像カメラ本体に設けられた装着部と、前記均熱板に接し或いはその近傍に設けられ、該均熱板の温度を測定する温度センサと、前記熱画像カメラ本体内に位置し、前記赤外線撮像素子の各画素が測定した温度情報及び前記温度センサが測定した前記均熱板の温度情報をデジタル量に、それぞれ変換するための変換部と、同じく前記熱画像カメラ本体内に位置し、前記デジタル量を前記各画素の測定温度及び前記均熱板の測定温度に演算した後、前記各画素の測定温度と前記均熱板の測定温度との差分を割り出し、該差分から感度にばらつきのある画素の補正に必要な補正係数を演算し補正を行うための演算部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、均熱板を熱画像カメラ本体に収納することなく手動で着脱可能な形態をとっているため、熱画像カメラの小型化が可能となるとともに、複雑な機構を省略することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明である画素補正装置を採用した熱画像カメラの側断面概略図であり、図２（ａ）は温度センサ及び変換部の拡大断面略図であり、図２（ｂ）は温度センサと変換部が電気的に接続したときの拡大断面略図であり、図３は温度情報が演算部において処理されるフロー図であり、図４は本発明の他の実施例である。
【実施例】
【００１０】
まず図１に基づいて、本発明である画素補正装置を採用した熱画像カメラの側断面概略図を説明する。黒体であり、補正に係る基準熱源である均熱板１は、その周縁部に装着部２を備える。この装着部は例えば円筒２ａ、係止凸部２ｂ及び係止凹部２ｃから成る。均熱板１の周縁部にはこの円筒２ａが設けられ、かつ円筒２ａの少なくとも一点には係止凸部２ｂが固着されている。一方係止凹部２ｃは、熱画像カメラ本体３の係止凸部２ｂに対応した位置に設けられており、均熱板１は、この係止凸部２ｂが係止凹部２ｃに挿入されることで、レンズ４を覆いながら熱画像カメラ本体３に装着される。
この均熱板１の内部或いは近傍には、均熱板１の温度を測定するための、サーミスタなどの温度センサ５の測温部が内蔵されている。熱画像カメラ本体３内には、この温度センサ５が測定した均熱板１の温度情報を受信し、電気信号であるこの温度情報をデジタル量に変換するための変換部６が設けられている。この変換部６にて変換されたデジタル量が演算部７に伝達され、そこでこのデジタル量に基づいて測定温度を演算する。一方ＦＰＡ（Focal Plane Array）８の各画素が測定した電気信号である温度情報も、同様に変換部６においてデジタル量に変換され、このデジタル量に基づいて演算部７において測定温度が演算される。そして演算部７において、前述の各画素の測定温度は均熱板１の測定温度と比較される。
【００１１】
次に図２に基づいて、温度センサ５及び変換部６並びに両者が電気的に接続した場合について説明する。温度センサ５は、図２（ａ）及び既述の通り、測温部が均熱板１の内部或いは近傍に配置され、熱画像カメラ本体３に均熱板１の温度情報を伝達するための伝達部５ａが係止凸部２ｂの端部から外部に伸びる。ここで均熱板１は、前述のように熱画像カメラ本体３に設けられたレンズ４を完全に覆う形で設置される。このとき図２（ｂ）に示すように、係止凸部２ｂ及び伝達部５ａが、熱画像カメラ本体３に設けられた係止凹部２ｃ及び変換部６に挿入されるように位置決めする。伝達部５ａが変換部６に挿入されると、均熱板１の温度情報はデジタル量に変換された後、配線９ａを介して熱画像カメラ本体３の内部に設けられた演算部７へ伝達される。
【００１２】
次に図３に基づいて、各画素がどのように補正されるのかをフロー図に基づいて説明する。均熱板１がレンズ４を覆った状態で撮像すると（Ｓ３０１）、均熱板１の温度は一定のため、ＦＰＡ８における各画素はすべて同一の測定温度となるはずである。しかし現実には感度にばらつきのある画素が存在し、同一の測定温度となるとは限らない。そこで、まずは各画素が測定した温度情報であって変換部６において変換されたデジタル量が配線９ｂを介して演算部７に伝達される（Ｓ３０２）。
一方、温度センサ５において均熱板１の温度が測定される。ここで測定された温度情報は電気信号であるため、変換部６においてデジタル量に変換される（Ｓ３０３）。このデジタル量が配線９ａを通じて演算部７に伝達され（Ｓ３０４）る。結果、演算部７は、各画素の温度情報のデジタル量と、この均熱板１の温度情報のデジタル情報を受信し、この二つのデジタル量を演算することで測定温度を導く。（Ｓ３０５）。
【００１３】
演算部７が前記各画素の測定温度及び前記均熱板１の測定温度を演算したとき、この演算部７において各画素の測定温度と均熱板１の測定温度との比較が行われ、二つの温度を一致させるための補正係数が演算される（Ｓ３０５）。
例えば、正常な画素の場合、均熱板１の測定温度が２０度であれば各画素の測定温度も２０度となり、補正係数は１と導かれる。しかし感度にばらつきのある画素においては、同じように均熱板１の測定温度が２０度であっても、例えば画素の測定温度が２５度を示すことがある。このような場合、表面温度が２０度である測定対象が実際の測定時に正確に２０度と測定されるための補正係数を求める。また例えば、逆に感度にばらつきのある画素の測定温度が１６度を示す場合も同様である。このようにして導かれた補正係数を記憶装置に記憶し（Ｓ３０６）、次回測定対象撮像時にＦＰＡ８における各画素の測定温度を補正する（Ｓ３０７）ことで、画素の補正は行われる。
【００１４】
最後に図４に基づいて本発明の他の実施例について説明する。本例においては、装着部２は円筒２ａ、係止凸部２ｂ及び係止凹部２ｃから形成されるが、本図に示すように円筒２ａを省略し、少なくとも一以上の係止凸部２ｂ及びこれに対応する係止凹部２ｃから形成される構成であっても良い。
【００１５】
各図に示す実施例において、円筒２ａに係止凸部２ｂを、熱画像カメラ本体３に係止凹部２ｃを備える構成で説明しているが、均熱板１を熱画像カメラ本体３に装着するという目的を果たすことが可能な構成であればこれに限らない。
また、装着部２内から温度センサ５の導線が伸びる構成を図示しているが、測温部が均熱板内部或いは近傍に位置するのであれば、導線が装着部２内を挿通しない構成であっても良い。
さらに、本例では先にＦＰＡ８の各画素の温度情報をデジタル量に変換しているが、温度センサ５からの情報を先に処理する構成であっても良い。
【００１６】
このように、本発明である画素補正装置を用いれば、いつでも簡便に画素の補正が行えるうえ、シャッター及びその開閉機能が内蔵されていないため小型カメラの大きさを保持することが可能である。
【００１７】
以上、本願発明における最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術等はすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明である画素補正装置を採用した熱画像カメラの側断面概略図である。
【図２】図２（ａ）は温度センサ及び読み出し部の拡大断面略図であり、図２（ｂ）は温度センサ及び読み出し部が接触したときの拡大断面略図である。
【図３】図３は温度情報が演算部において処理されるフロー図である。
【図４】図４は本発明の他の実施例である。
【符号の説明】
【００１９】
１ 均熱板
２ 装着部（２ａ 円筒、２ｂ 係止凸部、２ｃ 係止凹部）
３ 熱画像カメラ本体
４ レンズ
５ 温度センサ
５ａ 伝達部
６ 変換部
７ 演算部
８ ＦＰＡ（Ｆｏｃａｌ Ｐｌａｎｅ Ａｒｒａｙ）
９ａ、９ｂ 配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型の熱画像カメラに係る画素補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線撮像素子を用いた熱画像カメラについて、測定結果として表示される熱画像は多数の撮像画素の測定温度から成り立っている。理論上では、同一の温度を持つ物体を表示するのであれば、すべての画素は均一な測定温度となる。しかしこの画素に、感度にばらつきのある画素が混在することで、同じ温度を持つ物体を測定している場合であっても、各画素の測定温度に差異が生じ、結果熱画像の精度は低下する。そのため均熱の板を測定した測定温度と、各画素の測定温度との誤差を演算によって補正することが従来から行われてきた。
【０００３】
この方法として例えば、光学系の開口絞りの位置に瞬間的に開閉できるシャッターを配置するとともに、そのシャッターの温度を測定する温度センサーを設けたものが知られている。ここで用いられるシャッターは、写真工業で一般的なレンズシャッターを転用できる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１５５５７号（第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、以上に述べた熱画像カメラでは、シャッター及びその開閉を制御する機構は熱画像カメラ本体に設置されている。小型の熱画像カメラにおいて、均熱板としての役割を果たすシャッターを本体に収納することは、カメラの小型化の障害になるとともに、コストの増大を招くこととなる。
【０００６】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、小型の熱画像カメラにおいても簡易かつ安価にて均熱板による画素の補正を実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、請求項１記載の小型熱画像カメラの画素補正装置は、赤外線撮像素子を用いた熱画像カメラに係る画素補正装置において、前記熱画像カメラのレンズを覆う着脱可能な均熱板と、前記均熱板を前記熱画像カメラ本体に装着するために、該均熱板及び該熱画像カメラ本体に設けられた装着部と、前記均熱板に接し或いはその近傍に設けられ、該均熱板の温度を測定する温度センサと、前記熱画像カメラ本体内に位置し、前記赤外線撮像素子の各画素が測定した温度情報及び前記温度センサが測定した前記均熱板の温度情報をデジタル量に、それぞれ変換するための変換部と、同じく前記熱画像カメラ本体内に位置し、前記デジタル量を前記各画素の測定温度及び前記均熱板の測定温度に演算した後、前記各画素の測定温度と前記均熱板の測定温度との差分を割り出し、該差分から感度にばらつきのある画素の補正に必要な補正係数を演算し補正を行うための演算部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、均熱板を熱画像カメラ本体に収納することなく手動で着脱可能な形態をとっているため、熱画像カメラの小型化が可能となるとともに、複雑な機構を省略することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明である画素補正装置を採用した熱画像カメラの側断面概略図であり、図２（ａ）は温度センサ及び変換部の拡大断面略図であり、図２（ｂ）は温度センサと変換部が電気的に接続したときの拡大断面略図であり、図３は温度情報が演算部において処理されるフロー図であり、図４は本発明の他の実施例である。
【実施例】
【００１０】
まず図１に基づいて、本発明である画素補正装置を採用した熱画像カメラの側断面概略図を説明する。黒体であり、補正に係る基準熱源である均熱板１は、その周縁部に装着部２を備える。この装着部は例えば円筒２ａ、係止凸部２ｂ及び係止凹部２ｃから成る。均熱板１の周縁部にはこの円筒２ａが設けられ、かつ円筒２ａの少なくとも一点には係止凸部２ｂが固着されている。一方係止凹部２ｃは、熱画像カメラ本体３の係止凸部２ｂに対応した位置に設けられており、均熱板１は、この係止凸部２ｂが係止凹部２ｃに挿入されることで、レンズ４を覆いながら熱画像カメラ本体３に装着される。
この均熱板１の内部或いは近傍には、均熱板１の温度を測定するための、サーミスタなどの温度センサ５の測温部が内蔵されている。熱画像カメラ本体３内には、この温度センサ５が測定した均熱板１の温度情報を受信し、電気信号であるこの温度情報をデジタル量に変換するための変換部６が設けられている。この変換部６にて変換されたデジタル量が演算部７に伝達され、そこでこのデジタル量に基づいて測定温度を演算する。一方ＦＰＡ（Focal Plane Array）８の各画素が測定した電気信号である温度情報も、同様に変換部６においてデジタル量に変換され、このデジタル量に基づいて演算部７において測定温度が演算される。そして演算部７において、前述の各画素の測定温度は均熱板１の測定温度と比較される。
【００１１】
次に図２に基づいて、温度センサ５及び変換部６並びに両者が電気的に接続した場合について説明する。温度センサ５は、図２（ａ）及び既述の通り、測温部が均熱板１の内部或いは近傍に配置され、熱画像カメラ本体３に均熱板１の温度情報を伝達するための伝達部５ａが係止凸部２ｂの端部から外部に伸びる。ここで均熱板１は、前述のように熱画像カメラ本体３に設けられたレンズ４を完全に覆う形で設置される。このとき図２（ｂ）に示すように、係止凸部２ｂ及び伝達部５ａが、熱画像カメラ本体３に設けられた係止凹部２ｃ及び変換部６に挿入されるように位置決めする。伝達部５ａが変換部６に挿入されると、均熱板１の温度情報はデジタル量に変換された後、配線９ａを介して熱画像カメラ本体３の内部に設けられた演算部７へ伝達される。
【００１２】
次に図３に基づいて、各画素がどのように補正されるのかをフロー図に基づいて説明する。均熱板１がレンズ４を覆った状態で撮像すると（Ｓ３０１）、均熱板１の温度は一定のため、ＦＰＡ８における各画素はすべて同一の測定温度となるはずである。しかし現実には感度にばらつきのある画素が存在し、同一の測定温度となるとは限らない。そこで、まずは各画素が測定した温度情報であって変換部６において変換されたデジタル量が配線９ｂを介して演算部７に伝達される（Ｓ３０２）。
一方、温度センサ５において均熱板１の温度が測定される。ここで測定された温度情報は電気信号であるため、変換部６においてデジタル量に変換される（Ｓ３０３）。このデジタル量が配線９ａを通じて演算部７に伝達され（Ｓ３０４）る。結果、演算部７は、各画素の温度情報のデジタル量と、この均熱板１の温度情報のデジタル情報を受信し、この二つのデジタル量を演算することで測定温度を導く。（Ｓ３０５）。
【００１３】
演算部７が前記各画素の測定温度及び前記均熱板１の測定温度を演算したとき、この演算部７において各画素の測定温度と均熱板１の測定温度との比較が行われ、二つの温度を一致させるための補正係数が演算される（Ｓ３０５）。
例えば、正常な画素の場合、均熱板１の測定温度が２０度であれば各画素の測定温度も２０度となり、補正係数は１と導かれる。しかし感度にばらつきのある画素においては、同じように均熱板１の測定温度が２０度であっても、例えば画素の測定温度が２５度を示すことがある。このような場合、表面温度が２０度である測定対象が実際の測定時に正確に２０度と測定されるための補正係数を求める。また例えば、逆に感度にばらつきのある画素の測定温度が１６度を示す場合も同様である。このようにして導かれた補正係数を記憶装置に記憶し（Ｓ３０６）、次回測定対象撮像時にＦＰＡ８における各画素の測定温度を補正する（Ｓ３０７）ことで、画素の補正は行われる。
【００１４】
最後に図４に基づいて本発明の他の実施例について説明する。本例においては、装着部２は円筒２ａ、係止凸部２ｂ及び係止凹部２ｃから形成されるが、本図に示すように円筒２ａを省略し、少なくとも一以上の係止凸部２ｂ及びこれに対応する係止凹部２ｃから形成される構成であっても良い。
【００１５】
各図に示す実施例において、円筒２ａに係止凸部２ｂを、熱画像カメラ本体３に係止凹部２ｃを備える構成で説明しているが、均熱板１を熱画像カメラ本体３に装着するという目的を果たすことが可能な構成であればこれに限らない。
また、装着部２内から温度センサ５の導線が伸びる構成を図示しているが、測温部が均熱板内部或いは近傍に位置するのであれば、導線が装着部２内を挿通しない構成であっても良い。
さらに、本例では先にＦＰＡ８の各画素の温度情報をデジタル量に変換しているが、温度センサ５からの情報を先に処理する構成であっても良い。
【００１６】
このように、本発明である画素補正装置を用いれば、いつでも簡便に画素の補正が行えるうえ、シャッター及びその開閉機能が内蔵されていないため小型カメラの大きさを保持することが可能である。
【００１７】
以上、本願発明における最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術等はすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明である画素補正装置を採用した熱画像カメラの側断面概略図である。
【図２】図２（ａ）は温度センサ及び読み出し部の拡大断面略図であり、図２（ｂ）は温度センサ及び読み出し部が接触したときの拡大断面略図である。
【図３】図３は温度情報が演算部において処理されるフロー図である。
【図４】図４は本発明の他の実施例である。
【符号の説明】
【００１９】
１ 均熱板
２ 装着部（２ａ 円筒、２ｂ 係止凸部、２ｃ 係止凹部）
３ 熱画像カメラ本体
４ レンズ
５ 温度センサ
５ａ 伝達部
６ 変換部
７ 演算部
８ ＦＰＡ（Ｆｏｃａｌ Ｐｌａｎｅ Ａｒｒａｙ）
９ａ、９ｂ 配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線撮像素子を用いた熱画像カメラに係る画素補正装置において、
前記熱画像カメラのレンズを覆う着脱可能な均熱板と、
前記均熱板を前記熱画像カメラ本体に装着するために、該均熱板及び該熱画像カメラ本体に設けられた装着部と、
前記均熱板に接し或いはその近傍に設けられ、該均熱板の温度を測定する温度センサと、
前記熱画像カメラ本体内に位置し、前記赤外線撮像素子の各画素が測定した温度情報及び前記温度センサが測定した前記均熱板の温度情報をデジタル量に、それぞれ変換するための変換部と、
同じく前記熱画像カメラ本体内に位置し、前記デジタル量を前記各画素の測定温度及び前記均熱板の測定温度に演算した後、前記各画素の測定温度と前記均熱板の測定温度との差分を割り出し、該差分から感度にばらつきのある画素の補正に必要な補正係数を演算し補正を行うための演算部とを備えたことを特徴とする熱画像カメラの画素補正装置。
【請求項１】
赤外線撮像素子を用いた熱画像カメラに係る画素補正装置において、
前記熱画像カメラのレンズを覆う着脱可能な均熱板と、
前記均熱板を前記熱画像カメラ本体に装着するために、該均熱板及び該熱画像カメラ本体に設けられた装着部と、
前記均熱板に接し或いはその近傍に設けられ、該均熱板の温度を測定する温度センサと、
前記熱画像カメラ本体内に位置し、前記赤外線撮像素子の各画素が測定した温度情報及び前記温度センサが測定した前記均熱板の温度情報をデジタル量に、それぞれ変換するための変換部と、
同じく前記熱画像カメラ本体内に位置し、前記デジタル量を前記各画素の測定温度及び前記均熱板の測定温度に演算した後、前記各画素の測定温度と前記均熱板の測定温度との差分を割り出し、該差分から感度にばらつきのある画素の補正に必要な補正係数を演算し補正を行うための演算部とを備えたことを特徴とする熱画像カメラの画素補正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２４６７３１（Ｐ２００９−２４６７３１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９１５８６（Ｐ２００８−９１５８６）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００１３３５２６）株式会社チノー (113)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００１３３５２６）株式会社チノー (113)
【Ｆターム（参考）】
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