(57)【要約】【課題】ハードウエアの構成をコンパクトにでき、キャリブレーションの負荷を低減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、赤外線を撮像部６上に集光するレンズ４と、赤外線検出素子６ａからの出力から画像データを生成する画像データ生成部１７と、基準感度係数を記憶する基準感度係数記憶部１５と、素子温度と平均感度係数との相関情報を記憶する温度対平均感度情報記憶部１４と、赤外線検出素子６ａの温度を検出する素子温度センサ７と、素子温度、基準感度係数、及び相関情報を基に、較正感度係数を算出する較正感度係数算出部１３と、較正感度係数を記憶する較正感度係数記憶部１６と、較正オフセット係数を記憶する較正オフセット係数記憶部１９とを備える。画像データ生成部１７は、赤外線検出素子６ａからの出力を、較正感度係数及び較正オフセット係数を用い処理して、温度情報を含む画像データを生成する。【選択図】図１
2015226284.tif 000002
【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備えた撮像部と、
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からの出力Ｖｎを基に、前記撮像対象物の画像データを生成する画像データ生成部と、
前記各赤外線検出素子に関し、その出力Ｖｎと撮像対象物の温度Ｔとの相関を、感度係数ａｎ及びオフセット係数ｂｎを用いて、Ｖｎ＝ａｎ×Ｔ＋ｂｎと定義したときの感度係数ａｎであって、前記各赤外線検出素子が予め設定した基準温度のときの基準感度係数ａｎｂを記憶した基準感度係数記憶部と、
前記赤外線検出素子の温度と、この温度における前記赤外線検出素子全体の平均感度係数ａａｖとの相関情報を記憶した温度対平均感度情報記憶部と、
前記赤外線検出素子の温度を検出する素子温度センサと、
前記素子温度検出センサによって検出される素子温度、前記基準感度係数記憶部に格納された基準感度係数ａｎｂ、及び前記温度対平均感度情報記憶部に格納された相関情報を基に、前記各赤外線検出素子からの出力Ｖｎを前記撮像物対象の温度Ｔに関する情報に変換するための較正感度係数Ａｎを算出する較正感度係数算出部と、
前記較正感度係数算出部により算出された較正感度係数Ａｎを記憶する較正感度係数記憶部と、
前記各赤外線検出素子からの出力Ｖｎを前記撮像物対象の温度Ｔに関する情報に変換するための較正オフセット係数Ｂｎを記憶する較正オフセット係数記憶部とを備えるとともに、
前記画像データ生成部は、前記各赤外線検出素子からの出力Ｖｎを、前記較正感度係数記憶部に格納された較正感度係数Ａｎ、及び較正オフセット係数記憶部に格納された較正オフセット係数Ｂｎを用い処理して、温度情報を含む画像データを生成するように構成されていることを特徴とする赤外線カメラ。
【請求項２】
前記温度対平均感度情報記憶部に格納される相関情報は、前記素子温度と、該素子温度のときの前記平均感度係数ａａｖとを対応付けたデータであ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】
前記温度対平均感度情報記憶部に格納される相関情報は、前記素子温度と、該素子温度のときの平均感度係数ａａｖとの関係を表す関係式であ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４】
前記較正感度係数算出部は、素子温度検出センサから得られる前記素子温度に係るデータを基に、前記温度対平均感度情報記憶部に格納されたデータから、該素子温度に対応する平均感度係数ａａｖを決定するとともに、決定した平均感度係数ａａｖ、前記基準感度係数記憶部に格納された基準感度係数ａｎｂ、及びこの基準感度係数ａｎｂの平均値である基準平均感度係数ａａｖｂを基に、下記数式１に従って較正感度係数Ａｎを算出するように構成され、
前記画像データ生成部は、前記各赤外線検出素子からの出力Ｖｎを基に、前記較正感度係数記憶部に格納された較正感度係数Ａｎ、及び較正オフセット係数記憶部に格納された較正オフセット係数Ｂｎを用いて、下記数式２に従って画像データＰｎを生成するように構成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の赤外線カメラ。
（数式１）
Ａｎ＝１／（ａｎｂ×（ａａｖ／ａａｖｂ））
（数式２）
Ｐｎ＝Ａｎ×Ｖｎ＋Ｂｎ
【請求項５】
前記温度対平均感度情報記憶部に格納される相関情報は、ある素子温度のときの平均感度係数ａａｖと前記基準平均感度係数ａａｖｂとの比である平均感度比率ａｒ（＝ａａｖ／ａａｖｂ）と、該素子温度とを対応付けたデータであ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６】
前記温度対平均感度情報記憶部に格納される相関情報は、ある素子温度のときの平均感度係数ａａｖと前記基準平均感度係数ａａｖｂとの比である平均感度比率ａｒ（＝ａａｖ／ａａｖｂ）と、該素子温度との関係を表す関係式であ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７】
前記較正感度係数算出部は、素子温度検出センサから得られる素子温度に係るデータを基に、前記温度対平均感度情報記憶部に格納されたデータから、該素子温度に対応する平均感度比率ａｒを決定するとともに、決定した平均感度比率ａｒ、及び前記基準感度係数記憶部に格納された基準感度係数ａｎｂを基に、下記数式３に従って較正感度係数Ａｎを算出するように構成され、
前記画像データ生成部は、前記各赤外線検出素子からの出力Ｖｎを基に、前記較正感度係数記憶部に格納された較正感度係数Ａｎ、及び構成オフセット係数記憶部に格納された較正オフセット係数Ｂｎを用いて、下記数式４に従って画像データＰｎを生成するように構成されていることを特徴とする請求項５又は６記載の赤外線カメラ。
（数式３）
Ａｎ＝１／（ａｎｂ×ａｒ）
（数式４）
Ｐｎ＝Ａｎ×Ｖｎ＋Ｂｎ
【請求項８】
前記レンズと撮像部との間、又は前記レンズの前側に配設され、前記レンズを透過して前記撮像部に集光される赤外線の光路を開閉するシャッタと、
前記シャッタの温度を検出するシャッタ温度センサと、
前記シャッタを閉じた状態で、前記各赤外線検出素子から得られる出力Ｖｎｓ、前記シャッタ温度センサから得られるシャッタ温度Ｔｓ、及び前記較正感度係数記憶部に格納された較正感度係数Ａｎを基に、下記数式５に従って前記較正オフセット係数Ｂｎを算出する較正オフセット係数算出部とを更に備えてなり、
前記較正オフセット係数記憶部には、前記較正オフセット係数算出部によって算出された較正オフセット係数Ｂｎが格納されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７記載のいずれかの赤外線カメラ。
（数式５）
Ｂｎ＝−Ａｎ×Ｖｎｓ＋Ｔｓ
【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Ｖｎ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Ｖｎと温度Ｔとの関係は、温度Ｔ１，Ｔ２のときの出力Ｖ１ｎ，Ｖ２ｎとの２点データから、感度係数ａｎ及びオフセット係数ｂｎを用いた１次関数である下式によって近似される。
Ｖｎ＝ａｎ×Ｔ＋ｂｎ
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＝（Ｖｎ−ｂｎ）／ａｎ＝Ｖｎ／ａｎ−ｂｎ／ａｎ＝Ｖｎ×Ａｎ＋Ｂｎ
【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Ａｎ（＝１／ａｎ）、及びオフセット係数Ｂｎ（＝−ｂｎ／ａｎ）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Ｖｎから撮像対象物の温度Ｔを算出し、算出した温度Ｔから温度成分を含む画像データ、例えば、温度データを輝度データに変換して得られる画像データを生成する。
【０００６】
また、前記赤外線検出素子は、その感度が、赤外線を吸収して自身温度上昇することにより変化するという特性を有する。このため、従来では、更に、各赤外線検出素子の温度に応じた前記較正感度係数Ａｎ及び較正オフセット係数Ｂｎ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Ａｎ及び較正オフセット係数Ｂｎを用いて、前記画像データを生成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】
ところが、上記従来のように、各赤外線検出素子の全てについて、その温度に応じた前記較正感度係数Ａｎ及び較正オフセット係数Ｂｎをデータテーブルとしてメモリに保持するようにすると、演算速度は速まるものの、メモリに大容量のものが必要となり、ハードウェアの構成が過大になる、即ち、回路部品の点数が増えてコストが上昇するとともに、データテーブルの演算に使用する画像の取得数も増加し、計測に時間を要するという問題があった。
【０００９】
例えば、赤外線カメラの使用環境温度を−２０℃〜５０℃として、各赤外線検出素子の温度を、−２０℃〜５０℃の範囲で、５℃刻みとした較正感度係数Ａｎ及び較正オフセット係数Ｂｎを予め取得して、前記メモリ内に保持させる場合、較正感度係数Ａｎ及び較正オフセット係数Ｂｎについて、それぞれ１５×ｎ個のデータが必要となる。また、ハードウエアの構成が過大になるという上述の問題に加えて、前作業（キャリブレーション処理）において、黒体炉の温度を５℃刻みで設定するという煩雑で、時間を要する作業が必要であり、その負荷が膨大になるという問題も生じる。
【００１０】
尚、前記較正オフセット係数Ｂｎについては、シャッタを備えた赤外線カメラの場合には、シャッタを閉じた状態で、各赤外線検出素子から出力される出力Ｖｎｓ及びシャッタの温度Ｔｓから、下式によって較正オフセット係数Ｂｎを算出することができ、赤外線カメラによる撮像前に、このキャリブレーションを行うことによって較正オフセット係数Ｂｎを算出することができるため、赤外線検出素子の温度に応じた較正オフセット係数Ｂｎをメモリ内に保持する必要はないが、較正感度係数Ａｎについては、依然として、各赤外線検出素子について、所定温度ごとのデータを予め取得して保持する必要があり、上記の問題は解消されない。
Ｂｎ＝−Ｖｎｓ×Ａｎ＋ＴＳ
但し、Ａｎは撮像時の赤外線検出素子温度に応じた較正感度係数である。
【００１１】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであり、ハードウエアの構成をコンパクトにすることができるとともに、キャリブレーションの負荷を低減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備えた撮像部と、
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からの出力Ｖｎを基に、前記撮像対象物の画像データを生成する画像データ生成部と、
前記各赤外線検出素子に関し、その出力Ｖｎと撮像対象物の温度Ｔとの相関を、感度係数ａｎ及びオフセット係数ｂｎを用いて、Ｖｎ＝ａｎ×Ｔ＋ｂｎと定義したときの感度係数ａｎであって、前記各赤外線検出素子が予め設定した基準温度のときの基準感度係数ａｎｂを記憶した基準感度係数記憶部と、
前記赤外線検出素子の温度と、この温度における前記赤外線検出素子全体の平均感度係数ａａｖとの相関情報を記憶した温度対平均感度情報記憶部と、
前記赤外線検出素子の温度を検出する素子温度センサと、
前記素子温度検出センサによって検出される素子温度、前記基準感度係数記憶部に格納された基準感度係数ａｎｂ、及び前記温度対平均感度情報記憶部に格納された相関情報を基に、前記各赤外線検出素子からの出力Ｖｎを前記撮像物対象の温度Ｔに関する情報に変換するための較正感度係数Ａｎを算出する較正感度係数算出部と、
前記較正感度係数算出部により算出された較正感度係数Ａｎを記憶する較正感度係数記憶部と、
前記各赤外線検出素子からの出力Ｖｎを前記撮像物対象の温度Ｔに関する情報に変換するための較正オフセット係数Ｂｎを記憶する較正オフセット係数記憶部とを備えるとともに、
前記画像データ生成部は、前記各赤外線検出素子からの出力Ｖｎを、前記較正感度係数記憶部に格納された較正感度係数Ａｎ、及び較正オフセット係数記憶部に格納された較正オフセット係数Ｂｎを用い処理して、温度情報を含む画像データを生成するように構成された赤外線カメラに係る。
【００１３】
上記構成を備えた本発明の赤外線カメラによれば、前記基準感度係数記憶部には、予め、赤外線検出素子の温度が基準温度であるときの感度係数である基準感度係数ａｎｂが格納され、前記較正オフセット係数記憶部には、予め取得された較正オフセット係数Ｂｎが格納され、また、前記温度対平均感度情報記憶部には、赤外線検出素子の温度と、この温度における赤外線検出素子全体の平均感度係数ａａｖとの相関情報が格納される。尚、前記基準温度は、適宜、任意に設定される温度であり、何ら制限があるものではない。
【００１４】
そして、この赤外線カメラを用いて、撮像対象物を撮像する際には、その前処理（キャリブレーション処理）として、まず、較正感度係数算出部により、前記素子温度検出センサによって検出される素子温度、前記基準感度係数記憶部に格納された基準感度係数ａｎｂ、及び前記温度対平均感度情報記憶部に格納された、赤外線検出素子の温度と、この温度における赤外線検出素子全体の平均感度係数ａａｖとの相関情報を基に、当該素子温度に対応した較正感度係数Ａｎが算出され、算出された較正感度係数Ａｎが較正感度係数記憶部に格納される。
【００１５】
温度対平均感度情報記憶部に格納される相関情報は、赤外線検出素子の温度と、この温度における赤外線検出素子全体の平均感度係数ａａｖとの相関情報であり、この相関情報と、素子温度検出センサによって検出される素子温度とから、当該素子温度における赤外線検出素子全体の平均感度係数ａａｖを決定することができる。
【００１６】
そして、本発明者らの知見によれば、素子温度によって変動する感度係数ａｎと平均感度係数ａａｖとは、同じ比率で変動する、より具体的に言えば、素子温度がｔ１のときの感度係数ａｎ，ｔ１及び平均感度係数ａａｖ，ｔ１と、素子温度がｔ２のときの感度係数ａｎ，ｔ２及び平均感度係数ａａｖ，ｔ２との比率は同じ比率Ｋ、即ち、ａｎ，ｔ１／ａｎ，ｔ２＝Ｋ、ａａｖ，ｔ１／ａａｖ，ｔ２＝Ｋとなることが分かっている。
【００１７】
したがって、上記基準感度係数ａｎｂから、その平均値である基準平均感度係数ａａｖｂを算出し、算出した基準平均感度係数ａａｖｂと、上記のようにして決定された平均感度係数ａａｖとの比（＝ａａｖ／ａａｖｂ）を前記基準感度係数ａｎｂに乗じることによって、当該素子温度における各赤外線検出素子の感度係数ａｎを算出することができる。斯くして、前記較正感度係数算出部は、このようにして当該素子温度における各赤外線検出素子の感度係数ａｎを算出するとともに、算出した感度係数ａｎを基に、当該素子温度に対応した較正感度係数Ａｎを算出し、算出した較正感度係数Ａｎを較正感度係数記憶部に格納する。
【００１８】
ついで、この赤外線カメラを用いて撮像対象物が撮像される、即ち、各赤外線検出素子からの出力Ｖｎが画像データ生成部に取り込まれると、当該画像データ生成部は、取り込んだ出力Ｖｎを、前記較正感度係数記憶部に格納された較正感度係数Ａｎ、及び較正オフセット係数記憶部に格納された較正オフセット係数Ｂｎを用い処理して、温度情報を含む画像データを生成する。
【００１９】
以上のように、本発明に係る赤外線カメラによれば、赤外線検出素子数に応じた基準感度係数ａｎｂを基準感度係数記憶部に格納し、同様に赤外線検出素子数に応じた較正オフセット係数Ｂｎを較正オフセット係数記憶部に格納するとともに、赤外線検出素子の温度と、平均感度係数ａａｖとの相関情報を温度対平均感度情報記憶部に格納することで、素子温度に応じた高精度な画像データを得ることができる。
【００２０】
したがって、従来のような膨大なキャリブレーションデータを保持する必要がなく、そのハードウェア構成をコンパクトにすることができるとともに、キャリブレーションデータを取得するための負荷を軽減することができる。
【００２１】
本発明において、前記温度対平均感度情報記憶部に格納される相関情報は、素子温度と、当該素子温度のときの平均感度係数ａａｖとを対応付けたデータであることができる。この場合、少なくとも、２つの素子温度に対応した平均感度係数ａａｖを温度対平均感度情報記憶部に格納する必要があるが、必ずしも、上述した５℃毎の素子温度に対応した平均感度係数ａａｖを格納する必要はない。
【００２２】
尚、この場合、前記較正感度係数算出部は、素子温度検出センサによって検出された素子温度に対応する平均感度係数ａａｖが存在する場合には、その平均感度係数ａａｖを用いてその後の処理を行い、対応する平均感度係数ａａｖが存在しない場合には、補間処理等によって、当該素子温度に対応した平均感度係数ａａｖを算出する。
【００２３】
或いは、本発明において、前記温度対平均感度情報記憶部に格納さる相関情報は、素子温度と、当該素子温度のときの平均感度係数ａａｖとの関係を表す関係式であることができる。この場合、素子温度検出センサによって検出された素子温度を基に、格納された関係式から、当該素子温度に対応する平均感度係数ａａｖが算出される。
【００２４】
また、本発明において、前記温度対平均感度情報記憶部に格納される相関情報が上記平均感度係数ａａｖに係る情報である場合、前記較正感度係数算出部は、素子温度検出センサから得られる素子温度データを基に、前記温度対平均感度情報記憶部に格納されたデータから、当該素子温度に対応する平均感度係数ａａｖを決定するとともに、決定した平均感度係数ａａｖ、前記基準感度係数記憶部に格納された基準感度係数ａｎｂ、及びこの基準感度係数ａｎｂの平均値である基準平均感度係数ａａｖｂを基に、下記数式１に従って較正感度係数Ａｎを算出するように構成され、
前記画像データ生成部は、前記各赤外線検出素子からの出力Ｖｎを基に、前記較正感度係数記憶部に格納された較正感度係数Ａｎ、及び較正オフセット係数記憶部に格納された較正オフセット係数Ｂｎを用いて、下記数式２に従って画像データＰｎを生成するように構成された態様をとることができる。
（数式１）
Ａｎ＝１／（ａｎｂ×（ａａｖ／ａａｖｂ））
（数式２）
Ｐｎ＝Ａｎ×Ｖｎ＋Ｂｎ
【００２５】
また、本発明において、前記温度対平均感度情報記憶部に格納される相関情報は、ある素子温度のときの平均感度係数ａａｖと前記基準平均感度係数ａａｖｂとの比である平均感度比率ａｒ（＝ａａｖ／ａａｖｂ）と、当該素子温度とを対応付けたデータであることができる。温度対平均感度情報記憶部に、平均感度比率ａｒ（＝ａａｖ／ａａｖｂ）と、当該素子温度とを対応付けて格納することで、前記較正感度係数算出部は、予め算出された平均感度比率ａｒを用いて、較正感度係数Ａｎを算出することがき、その演算速度を高めることができる。
【００２６】
尚、この場合においても、少なくとも、２つの素子温度に対応した平均感度比率ａｒを温度対平均感度情報記憶部に格納する必要があるが、必ずしも、上述した５℃毎の素子温度に対応した平均感度係数ａａｖを格納する必要はない。前記較正感度係数算出部は、素子温度検出センサによって検出された素子温度に対応する平均感度比率ａｒが存在する場合には、その平均感度比率ａｒを用いて較正感度係数Ａｎを算出する処理を行い、対応する平均感度比率ａｒが存在しない場合には、補間処理等によって、当該素子温度に対応した平均感度比率ａｒを算出して、較正感度係数Ａｎを算出する処理を行う。
【００２７】
また、本発明において、前記温度対平均感度情報記憶部に格納される相関情報は、ある素子温度のときの平均感度係数ａａｖと前記基準平均感度係数ａａｖｂとの比である平均感度比率ａｒ（＝ａａｖ／ａａｖｂ）と、該素子温度との関係を表す関係式であることができる。この場合、素子温度検出センサによって検出された素子温度を基に、格納された関係式から、当該素子温度に対応する平均感度比率ａｒが算出される。
【００２８】
また、本発明において、前記温度対平均感度情報記憶部に格納される相関情報が、平均感度比率ａｒに関する情報である場合、前記較正感度係数算出部は、素子温度検出センサから得られる素子温度データを基に、前記温度対平均感度情報記憶部に格納されたデータから、該素子温度に対応する平均感度比率ａｒを決定するとともに、決定した平均感度比率ａｒ、及び前記基準感度係数記憶部に格納された基準感度係数ａｎｂを基に、下記数式３に従って較正感度係数Ａｎを算出するように構成され、
前記画像データ生成部は、前記各赤外線検出素子からの出力Ｖｎを基に、前記較正感度係数記憶部に格納された較正感度係数Ａｎ、及び構成オフセット係数記憶部に格納された較正オフセット係数Ｂｎを用いて、下記数式４に従って画像データＰｎを生成するように構成された態様をとることができる。
（数式３）
Ａｎ＝１／（ａｎｂ×ａｒ）
（数式４）
Ｐｎ＝Ａｎ×Ｖｎ＋Ｂｎ
【００２９】
本発明において、前記較正オフセット係数記憶部に格納される較正オフセット係数Ｂｎ
の取得方法には、様々な態様が考えられるが、例えば、赤外線検出素子が基準温度であり、黒体炉の温度がＴ１であるときの、各赤外線検出素子ｎからの出力Ｖｎから、次式によって較正オフセット係数Ｂｎを算出することができる。
Ｂｎ＝−Ｖｎ／ａｎｂ＋Ｔ１
尚、較正オフセット係数Ｂｎも赤外線検出素子の温度に依存する係数であるが、赤外線カメラの使用温度が前記基準温度付近である場合には、測定される撮像対象物の温度の誤差は僅かであるため、十分に使用可能である。
【００３０】
一方、撮像時の素子温度に応じた正確な較正オフセット係数Ｂｎを得るためには、本発明における赤外線カメラは、以下の構成を更に備えているのが好ましい。
即ち、当該赤外線カメラは、
前記レンズと撮像部との間、又は前記レンズの前側に配設され、前記レンズを透過して前記撮像部に集光される赤外線の光路を開閉するシャッタと、
前記シャッタの温度を検出するシャッタ温度センサと、
前記シャッタを閉じた状態で、前記各赤外線検出素子から得られる出力Ｖｎｓ、前記シャッタ温度センサから得られるシャッタ温度Ｔｓ、及び前記較正感度係数記憶部に格納された較正感度係数Ａｎを基に、下記数式５に従って前記較正オフセット係数Ｂｎを算出する較正オフセット係数算出部とを更に備え、
前記較正オフセット係数記憶部には、前記較正オフセット係数算出部によって算出された較正オフセット係数Ｂｎが格納されるように構成される。
（数式５）
Ｂｎ＝−Ａｎ×Ｖｎｓ＋Ｔｓ
【００３１】
この構成を備えた赤外線カメラによれば、撮像対象物を撮像する前のキャリブレーション処理として、較正オフセット係数算出部により、前記シャッタを閉じた状態で、前記各赤外線検出素子から得られる出力Ｖｎ、前記シャッタ温度センサから得られるシャッタ温度、及び前記較正感度係数記憶部に格納された較正感度係数Ａｎを基に、上記数式５に従って前記較正オフセット係数Ｂｎが算出されて、算出された較正オフセット係数Ｂｎが前記較正オフセット係数記憶部に格納される。したがって、この構成によれば、撮像時の素子温度に応じた正確な較正オフセット係数Ｂｎを得ることができ、ひいては、正確な画像データを得ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば、赤外線検出素子数に応じた基準感度係数ａｎｂを基準感度係数記憶部に格納し、同様に赤外線検出素子数に応じた較正オフセット係数Ｂｎを較正オフセット係数記憶部に格納するとともに、赤外線検出素子の温度と、平均感度係数ａａｖとの相関情報を温度対平均感度情報記憶部に格納することで、素子温度に応じた高精度な画像データを得ることができる。
【００３３】
したがって、従来のような膨大なキャリブレーションデータを保持する必要がなく、そのハードウェア構成をコンパクトにすることができるとともに、キャリブレーションデータを取得するための負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の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。
【図２】第１の実施形態における事前キャリブレーション処理、及び撮像時キャリブレーション処理を説明するための説明図である。
【図３】第１の実施形態における事前キャリブレーション処理を説明するための説明図である。
【図４】第１の実施形態における事前キャリブレーション処理を説明するための説明図である。
【図５】第１の実施形態における事前キャリブレーション処理を説明するための説明図である。
【図６】第１の実施形態の赤外線カメラを用い、素子温度が０℃のときに、３０℃の黒体炉を撮像した輝度画像である。
【図７】第１の実施形態の赤外線カメラを用い、素子温度が２５℃のときに、３０℃の黒体炉を撮像した輝度画像である。
【図８】第１の実施形態の赤外線カメラを用い、素子温度が５０℃のときに、３０℃の黒体炉を撮像した輝度画像である。
【図９】本発明の第２の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。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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。
【００３６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の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、シャッタ４、シャッタ温度センサ５、撮像部６、素子温度センサ７及びデータ処理部８からなる。
【００３７】
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。また、前記シャッタ４は、レンズ３と撮像部６との間に配設され、図示しない駆動部により駆動されて、レンズ３を透過して撮像部６に集光される赤外線の光路を開閉する動作を行う。
【００３８】
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を備えている。赤外線検出素子６ａ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。
【００３９】
前記シャッタ４には、シャッタ温度センサ５が付設され、このシャッタ温度センサ５からシャッタ４の温度がデータ処理部８に入力される。また、撮像部６にも素子温度センサ７が付設されており、この素子温度センサ７から赤外線検出素子６ａの温度に係るデータがデータ処理部８に入力される。
【００４０】
前記データ処理部８は、Ａ／Ｄ変換器９，１０，１１、較正感度係数算出部１３、温度対平均感度情報記憶部１４、基準感度係数記憶部１５、較正感度係数記憶部１６、画像データ生成部１７、較正オフセット係数算出部１８、較正オフセット係数記憶部１９、Ｄ／Ａ変換器２０及び入出力インターフェース２１からなる。
【００４１】
前記Ａ／Ｄ変換器９は、前記素子温度センサ７から出力される、前記赤外線検出素子６ａの温度に係るデータを入力してＡ／Ｄ変換し、変換後の素子温度データを前記較正感度係数算出部１３に入力する処理を行い、同様に、前記Ａ／Ｄ変換器１１は、前記シャッタ温度センサ５から出力される、前記シャッタ４の温度に係るデータを入力してＡ／Ｄ変換し、変換後のシャッタ温度データを前記較正オフセット係数算出部１８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からの出力をＡ／Ｄ変換して、変換後のデータを、切換スイッチ１２を介して択一的に接続される、画像データ生成部１７，較正オフセット係数算出部１８又は入出力インターフェース２１に送信する。
【００４２】
前記基準感度係数記憶部１５は、前記赤外線検出素子６ａの温度が基準温度であるときの感度係数である基準感度係数ａｎｂを記憶する機能部であり、基準感度係数ａｎｂは図示しない外部の演算装置によって算出され、入出力インターフェース２１を介して当該基準感度係数記憶部１５に格納される。
【００４３】
また、前記温度対平均感度係数記憶部１４は、前記赤外線検出素子６ａの温度と、この温度における前記赤外線検出素子６ａ全体の平均感度係数ａａｖとの相関情報を記憶する機能部であり、この相関情報も前記外部演算装置によって算出され、前記入出力インターフェース２１を介して当該温度対平均感度係数記憶部１４に格納される。
【００４４】
ここで、前記外部演算装置を用いて、前記基準感度係数ａｎｂ及び前記相関情報を算出する、事前キャリブレーション処理について説明する。
【００４５】
まず、前記切換スイッチ１２により、前記Ａ／Ｄ変換器１０と入出力インターフェース２１とを接続した状態の赤外線カメラ１を、撮像窓を備えた適宜恒温槽に収納する。恒温槽の温度は、赤外線検出素子６ａの温度（以下、単に素子温度という）を予め定めた温度にするために適宜設定される。本例では、素子温度を１０℃、２０℃、３０℃の各温度に設定するものとし、最初に、恒温槽の温度を１０℃に設定する。
【００４６】
次に、温度Ｔ１［℃］に設定された黒体炉を撮像部６により撮像、即ち、各赤外線検出素子６ａからの出力Ｖｎを、前記入出力インターフェース２１を介して前記外部演算装置に取り込む。同様にして、温度Ｔ２［℃］に設定された黒体炉を撮像部６により撮像し、各赤外線検出素子６ａからの出力Ｖｎを、入出力インターフェース２１を介して外部演算装置に取り込む。以後、同様にして、恒温槽の温度を２０℃に設定した後、温度Ｔ１［℃］に設定された黒体炉と、温度Ｔ２［℃］に設定された黒体炉とを撮像して、各赤外線検出素子６ａからの出力Ｖｎをそれぞれ外部演算装置に取り込み、ついで、恒温槽の温度を３０℃に設定した後、温度Ｔ１［℃］に設定された黒体炉と、温度Ｔ２［℃］に設定された黒体炉とを撮像して、各赤外線検出素子６ａからの出力Ｖｎをそれぞれ外部演算装置に取り込む。以上のようにして、外部演算装置は、素子温度が１０℃、２０℃、３０℃である場合のそれぞれについて、黒体炉の温度がＴ１［℃］のときの出力Ｖｎ，Ｔ１と、Ｔ２［℃］のときの出力Ｖｎ，Ｔ２との２点データを取得する。
【００４７】
この２点データから得られる各赤外線検出素子６ａの出力Ｖｎと、黒体炉（撮像対象物）の温度Ｔとの相関は、Ｖｎ＝ａｎ×Ｔ＋ｂｎで表わされる一次直線で近似される。但し、ａｎは感度係数、ｂｎはオフセット係数ｂｎである。図３には、素子１〜３についての各近似直線を例示するとともに、全素子の平均に係る近似直線を例示している。また、関係式Ｖ１，ｔ１＝ａ１，ｔ１×Ｔ＋ｂ１，ｔ１は、素子温度ｔ１のときの素子１についての近似式であり、式Ｖ２，ｔ１＝ａ２，ｔ１×Ｔ＋ｂ２，ｔ１は、素子温度ｔ１のときの素子２についての近似式であり、式Ｖ３，ｔ１＝ａ３，ｔ１×Ｔ＋ｂ３，ｔ１は、素子温度ｔ１のときの素子３についての近似式であり、式Ｖａｖ，ｔ１＝ａａｖ，ｔ１×Ｔ＋ｂａｖ，ｔ１は、素子温度ｔ１のときの全素子の平均に係る近似式である。
【００４８】
そして、前記感度係数ａｎは、次式によって算出することができる。
ａｎ＝（Ｖｎ，Ｔ２−Ｖｎ，Ｔ１）／（Ｔ２−Ｔ１）
前記外部演算装置は、この式に従って、素子温度が１０℃、２０℃、３０℃であるときの各赤外線検出素子６ａに係る感度係数ａｎをそれぞれ算出する。
また、前記外部演算装置は、次式に従って、素子温度が１０℃、２０℃、３０℃であるときの各赤外線検出素子６ａに係る平均感度係数ａａｖをそれぞれ算出する。
ａａｖ＝（ａ１＋ａ２＋ａ３＋・・・＋ａｎ−１＋ａｎ）／ｎ
【００４９】
図２は、便宜上、赤外線検出素子６ａの数（素子数）ｎを５個として、素子温度が１０℃、２０℃及び３０℃のときに、Ｔ１［℃］及びＴ２［℃］の黒体炉を撮像した際に得られる各赤外線検出素子６ａの出力Ｖｎ，Ｔ１及び出力Ｖｎ，Ｔ２、各赤外線検出素子６ａの感度係数ａｎ、並びにその平均感度係数ａａｖ等を例示した図である。そして、この例では、２０℃を赤外線検出素子６ａの基準温度として、前記外部演算装置は、算出した基準感度係数ａｎｂを、前記入出力インタフェース２１を介して、前記基準感度係数記憶部１５に格納する。尚、上述したように、この基準温度は適宜設定される任意の温度であり、何ら限定されるものではない。
【００５０】
前記外部演算装置は、更に、上記のようにして取得したデータを基に、赤外線検出素子６ａの温度と、この温度における赤外線検出素子６ａ全体の平均感度係数ａａｖとの相関情報を算出する。この相関情報は、ある素子温度ｔ［℃］における当該赤外線検出素子６ａの感度係数ａｎを算出するためのものであり、本例では、前記外部演算装置は、素子温度ｔ［℃］と平均感度比率ａｒとの関係式を上記相関情報として算出し、前記入出力インターフェース２１を介して、前記温度対平均感度係数記憶部１４に格納する。
【００５１】
前記平均感度比率ａｒは、ある素子温度ｔ［℃］のときの平均感度係数ａａｖと、基準温度のときの平均感度係数ａａｖである基準平均感度係数ａａｖｂとの比、即ち、ａｒ＝ａａｖ／ａａｖｂである。図２には、基準温度を２０℃としたときの平均感度比率ａｒを示している。そして、前記外部演算装置は、得られた素子温度ｔ［℃］と平均感度比率ａｒに係るデータから、これらの相関関係式を算出する。例えば、本例のように、素子温度ｔ［℃］と平均感度比率ａｒとのデータが３つ得られる場合には、最小二乗法等によって、２次式に近似する。図５には、図２に示した例の素子温度ｔ［℃］と平均感度比率ａｒとの関係、及びその関係式を示している。
【００５２】
尚、本例では、素子温度を１０℃、２０℃、３０℃の３つの温度に設定したが、２以上の温度を設定すれば、上述した基準感度係数、及び当該関係式を得ることができる。２つの温度に設定する場合、当該関係式は、１次式として近似することができる。
【００５３】
上述したように、素子温度ｔ［℃］と平均感度比率ａｒとの関係式は、ある素子温度ｔ［℃］における赤外線検出素子６ａの感度係数ａｎを算出するためのものであるが、当該関係式から、素子温度ｔ［℃］における各赤外線検出素子６ａの感度係数ａｎを算出し得る点については、本発明者等の独自の知見に基づくものである。即ち、本発明者等は、素子温度ｔ［℃］と各赤外線検出素子６ａの感度係数ａｎとの関係を鋭意研究した結果、素子温度ｔ［℃］によって変動する各赤外線検出素子６ａの感度係数ａｎと、その平均値である平均感度係数ａａｖとは、同じ比率で変動することを知見するに至ったのである。
【００５４】
例えば、図４には、素子温度がｔ２［℃］である点を除いて、図３に示した例と同じ条件で前記黒体炉を撮像したときの、赤外線検出素子６ａの出力Ｖｎ，ｔ２と黒体炉（撮像対象物）の温度Ｔとの関係を示しており、式Ｖ１，ｔ２＝ａ１，ｔ２×Ｔ＋ｂ１，ｔ２は、素子温度ｔ２のときの素子１についての近似式であり、式Ｖ２，ｔ２＝ａ２，ｔ２×Ｔ＋ｂ２，ｔ２は、素子温度ｔ２のときの素子２についての近似式であり、式Ｖ３，ｔ２＝ａ３，ｔ２×Ｔ＋ｂ３，ｔ２は、素子温度ｔ２のときの素子３についての近似式であり、式Ｖａｖ，ｔ２＝ａａｖ，ｔ２×Ｔ＋ｂａｖ，ｔ２は、素子温度ｔ２のときの全素子の平均に係る近似式である。そして、図３に示した平均感度係数ａａｖ，ｔ１と図４に示した平均感度係数ａａｖ，ｔ２との比がＫ、即ち、
ａａｖ，ｔ１／ａａｖ，ｔ２＝Ｋ
であるとすると、
ａ１，ｔ１／ａ１，ｔ２＝Ｋ
ａ２，ｔ１／ａ２，ｔ２＝Ｋ
ａ３，ｔ１／ａ３，ｔ２＝Ｋ
となるのである。
【００５５】
したがって、ある素子温度ｔ［℃］における各赤外線検出素子６ａの感度係数ａｎは、素子温度ｔ［℃］と平均感度比率ａｒとの関係式から得られる、その素子温度ｔ［℃］に対応する平均感度比率ａｒに、基準感度係数ａｎｂを乗じたものとなる。即ち、感度係数ａｎは、次式によって算出することができる。
ａｎ＝ａｒ×ａｎｂ
【００５６】
本例では、以上の背景と、詳しくは後述する前記較正感度係数算出部１３における演算速度を高めるために、前記外部演算装置により、素子温度ｔ［℃］と平均感度比率ａｒとの関係式を求めて、得られた関係式を前記入出力インターフェース２１を介して、前記温度対平均感度情報記憶部１４に格納するようにしている。
【００５７】
前記較正感度係数算出部１３は、前記撮像部６による撮像直前のキャリブレーション処理（撮像時キャリブレーション処理）として、前記温度対平均感度情報記憶部１４に格納されたデータ及び前記基準感度係数記憶部１５に格納された基準感度係数ａｎｂに係るデータを基に、較正感度係数Ａｎを算出して較正感度係数記憶部１６に格納する処理を行う。
【００５８】
上述したように、各赤外線検出素子６ａからの出力Ｖｎは、当該赤外線検出素子６ａに対応する部位の撮像対象物の温度をＴｎとすると、次式によって表すことができ、
Ｖｎ＝ａｎ×Ｔｎ＋ｂｎ
逆に、撮像対象物の温度Ｔｎは、各赤外線検出素子６ａからの出力Ｖｎを用いて、次式によって表すことができる。
Ｔｎ＝（Ｖｎ−ｂｎ）／ａｎ＝Ｖｎ／ａｎ−ｂｎ／ａｎ＝Ａｎ×Ｖｎ＋Ｂｎ
但し、較正感度係数Ａｎ＝１／ａｎ、Ｂｎは後述する較正オフセット係数である。
【００５９】
前記較正感度係数算出部１３は、まず、Ａ／Ｄ変換器９を介して、前記素子温度センサ７から、撮像前の各赤外線検出素子６ａの素子温度ｔ［℃］を取得し、その素子温度ｔ［℃］と、前記温度対平均感度情報記憶部１４に格納された、素子温度ｔ［℃］と平均感度比率ａｒとの関係式から、当該素子温度ｔ［℃］における平均感度比率ａｒを算出する。そして、算出された平均感度比率ａｒを、前記基準感度係数記憶部１５に格納された基準感度係数ａｎｂに乗じることによって、当該素子温度ｔ［℃］における感度係数ａｎ（＝ａｎｂ×ａｒ）を算出し、ついで、算出した感度係数ａｎの逆数をとることによって較正感度係数Ａｎを算出して、算出した較正感度係数Ａｎを較正感度係数記憶部１６に格納する。
【００６０】
較正オフセット係数算出部１８は、前記シャッタ４が閉じられ、前記スイッチ１２により前記Ａ／Ｄ変換器１０に接続された状態で、各赤外線検出素子６ａから出力される出力Ｖｎｓを基に、前記較正オフセット係数Ｂｎを算出し、算出した較正オフセット係数Ｂｎを較正オフセット係数記憶部１９に格納する処理を行う。
【００６１】
上式を参照して、前記較正オフセット係数Ｂｎは下式によって算出することができる。
Ｂｎ＝−Ａｎ×Ｖｎ＋Ｔｎ
較正オフセット係数算出部１８は、前記Ａ／Ｄ変換器１１を介して、前記シャッタ温度センサ５から、前記シャッタ４の温度Ｔｓ（一様な温度）を取得するとともに、前記較正感度係数記憶部１６に格納された較正感度係数Ａｎを読み出し、前記シャッタ４の温度Ｔｓ、較正感度係数Ａｎ、及び各赤外線検出素子６ａから出力される出力Ｖｎｓを基に、下式によって較正オフセット係数Ｂｎを算出する。
Ｂｎ＝−Ａｎ×Ｖｎｓ＋Ｔｓ
そして、較正オフセット係数算出部１８は、このようにして算出した較正オフセット係数Ｂｎを較正オフセット係数記憶部１９に格納する。
【００６２】
前記画像データ生成部１７は、前記切換スイッチ１２によって前記Ａ／Ｄ変換器１０に接続された状態で、当該Ａ／Ｄ変換器１０を介し、前記各赤外線検出素子６ａからその出力Ｖｎを入力して、前記較正感度係数記憶部１６に格納された較正感度係数Ａｎ、及び較正オフセット係数記憶部１９に格納された較正オフセット係数Ｂｎを基に、下式に従って、画像データＰｎを生成する。尚、画像データＰｎは輝度データであるが、本例では、温度データＴｎをそのまま輝度データＰｎとするものとする。
Ｐｎ＝Ｔｎ＝Ａｎ×Ｖｎ＋Ｂｎ
【００６３】
そして、画像データ生成部１７は、算出した画像データＰｎを、Ｄ／Ａ変換器２０によりアナログのビデオデータに変換して、前記入出力インターフェース２１を介して外部に出力する。
【００６４】
以上の構成を備えた本例の赤外線カメラ１によれば、まず、前記外部演算装置を用いた事前キャリブレーション処理により、前記基準感度係数ａｎｂ、及び素子温度ｔ［℃］と平均感度比率ａｒとの関係式を算出して、算出した基準感度係数ａｎｂを、前記入出力インターフェース２１を介して前記基準感度係数記憶部１５に格納するとともに、素子温度ｔ［℃］と平均感度比率ａｒとの関係式に係るデータを、同じく前記入出力インターフェース２１を介して前記温度対平均感度情報記憶部１４に格納する。
【００６５】
そして、前記基準感度係数記憶部１５及び前記温度対平均感度情報記憶部１４にそれぞれデータが格納されると、次に、較正感度係数算出部１３により、前記Ａ／Ｄ変換器６を介して前記素子温度センサ７から入力される素子温度ｔ［℃］、前記基準感度係数記憶部１５に格納された基準感度係数、及び前記温度対平均感度情報記憶部１４に格納された関係式を基に、較正感度係数Ａｎが算出されて前記較正感度係数記憶部１６に格納される。
【００６６】
次に、前記シャッタ４を閉じた状態で、前記切換スイッチ１２により、前記Ａ／Ｄ変換器１０と較正オフセット係数算出部１８とを接続させると、較正オフセット係数算出部１８により、前記Ａ／Ｄ変換器１１を介し前記シャッタ温度センサ５から得られるシャッタ４の温度Ｔｓ、前記較正感度係数記憶部１６に格納された較正感度係数Ａｎ、各赤外線検出素子６ａから出力される出力Ｖｎｓを基に、較正オフセット係数Ｂｎが算出され、算出された較正オフセット係数Ｂｎが前記較正オフセット係数記憶部１９に格納される。
【００６７】
以上の撮像時キャリブレーション処理を終えると、次に、当該赤外線カメラ１を用いて、撮像対象物を撮像する。即ち、前記シャッタ４を開いた状態で、前記切換スイッチ１２により、前記Ａ／Ｄ変換器１０と画像データ生成部１７とを接続した状態にすると、前記赤外線検出素子６ａからの出力Ｖｎが、Ａ／Ｄ変換器１０を介して画像データ生成部１７に取り込まれ、当該画像データ生成部１７により、出力Ｖｎ、前記較正感度係数記憶部１６に格納された較正感度係数Ａｎ、及び較正オフセット係数記憶部１９に格納された較正オフセット係数Ｂｎを基に、温度情報を含む画像データが生成され、生成された画像データがＤ／Ａ変換器２０によりアナログのビデオデータに変換されて、入出力インターフェース２１を介し外部に出力される。
【００６８】
斯くして、本例の赤外線カメラ１によれば、赤外線検出素子６ａの数に応じた基準感度係数ａｎｂを基準感度係数記憶部１５に格納し、同様に赤外線検出素子６ａの数に応じた較正オフセット係数Ｂｎを較正オフセット係数記憶部に格納するとともに、赤外線検出素子６ａの温度と、平均感度比率ａｒとの関係式を温度対平均感度情報記憶部１４に格納することで、素子温度ｔ［℃］に応じた高精度な画像データを得ることができる。
【００６９】
したがって、従来のような膨大なキャリブレーションデータを保持する必要がなく、そのハードウェア構成をコンパクトにすることができるとともに、キャリブレーションデータを取得するための負荷を軽減することができる。
【００７０】
因みに、上述の赤外線カメラ１を用い、素子温度が０℃のときに、３０℃の黒体炉を撮像した輝度画像を図６に示し、素子温度が２５℃のときに、３０℃の黒体炉を撮像した輝度画像を図７に示し、素子温度が５０℃のときに、３０℃の黒体炉を撮像した輝度画像を図８に示す。図６〜図８から分かるように、各輝度画像は、その全面において一様な輝度を示しており、本例の赤外線カメラ１によれば、その各赤外線検出素子６ａの出力Ｖｎを高精度に較正できていることが分かる。尚、図６及び図７における黒点、及び図８における白点は、赤外線検出素子６ａの損傷によって生じたものであって、画像データとしては、これを無視しなければならないものである。
【００７１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る赤外線カメラについて説明する。図９は、第２の実施形態に係る赤外線カメラ１’の概略構成を示したブロック図である。同図９に示すように、本例の赤外線カメラ１’は、第１の実施形態に係る赤外線カメラ１のシャッタ４、シャッタ温度センサ５、Ａ／Ｄ変換器１１、較正オフセット係数算出部１８を省略するとともに、前記較正オフセット係数Ｂｎを、予め、前記事前キャリブレーション処理時に、前記外部演算装置で算出し、算出した較正オフセット係数Ｂｎを、前記入出力インターフェース２１を介して前記較正オフセット係数記憶部１９に格納するように構成したものである。
【００７２】
事前キャリブレーション処理時における較正オフセット係数Ｂｎの算出は、例えば、以下のようにして行うことができる。即ち、各素子温度１０℃、２０℃、３０℃における、温度Ｔ１［℃］の黒体炉を撮像したときのＶｎ，Ｔ１を用いて、次式により、その素子温度における較正オフセット係数Ｂｎを算出し、ついで、想定される撮像時の素子温度ｔ［℃］を基に、補間処理等によって、当該撮像時の素子温度ｔ［℃］に応じた較正オフセット係数Ｂｎを算出する。
Ｂｎ＝−Ａｎ×Ｖｎ，Ｔ１＋Ｔ１
この例は、上述の第１の実施形態におけるシャッタ４の温度ＴＳを、黒体炉の温度Ｔ１に見立てたものに相当する。したがって、当然のことながら、温度Ｔ２［℃］の黒体炉を撮像したときのＶｎ，Ｔ２を用いて、較正オフセット係数Ｂｎを算出することもできる。この場合は、次式による。
Ｂｎ＝−Ａｎ×Ｖｎ，Ｔ２＋Ｔ２
【００７３】
本例の赤外線カメラ１’によれば、想定した素子温度ｔ［℃］が実際の温度と異なるときには、生成される画像データの精度が若干劣るものとなるが、シャッタ４及びシャッタ温度センサ５が不要となるため、装置構成をよりコンパクトにすることができる。
【００７４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る赤外線カメラについて説明する。本例の赤外線カメラは、上述した第１の実施形態に係る赤外線カメラ１及び第２の実施形態に係る赤外線カメラ１’と、前記温度対平均感度情報記憶部１４に格納されるデータが異なる点、及び較正感度係数算出部１３における算出処理が異なる点で相違する。
【００７５】
本例の温度対平均感度情報記憶部１４には、前記外部演算装置を用いて算出される、素子温度ｔ［℃］と、そのときの平均感度係数ａａｖとの関係式に係るデータが格納される。そして、較正感度係数算出部１３は、前記Ａ／Ｄ変換器９を介し前記素子温度センサ７から取得される素子温度ｔ［℃］、及び温度対平均感度情報記憶部１４に格納された関係式から、まず、当該素子温度ｔ［℃］における赤外線検出素子６ａの平均感度係数ａａｖを算出するとともに、前記基準感度係数記憶部１５に格納された基準感度係数ａｎｂから基準平均感度係数ａａｖｂを算出した後、更に、これらから平均感度比率ａｒ（＝ａａｖ／ａａｖｂ）を算出する。そして、算出した平均感度比率ａｒを、前記基準感度係数記憶部１５に格納された基準感度係数ａｎｂに乗じることによって、当該素子温度ｔ［℃］における各赤外線検出素子６ａの平均感度係数ａｎを算出し、ついで、その逆数をとることによって較正感度係数Ａｎを算出して、前記較正感度係数記憶部１６に格納する。
【００７６】
このようにしても、較正感度係数算出部１３における演算負荷は増すものの、上述した第１及び第２の実施形態に係るデータ量と同じデータ量によって、画像データを生成することができる。
【００７７】
以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明が採り得る態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００７８】
例えば、上記第１の実施形態及び第２の実施形態において、前記温度対平均感度情報記憶部１４には、素子温度ｔ［℃］と平均感度係数ａａｖに関わる関係式を格納するようにしたが、これに限られるものではなく、素子温度ｔ［℃］の実数値と平均感度比率ａｒ又は平均感度係数ａａｖの実数値とを相互に関連付けて、これらを複数組格納するようにしても良い。この場合、前記較正感度係数算出部１３は、素子温度検出センサ７によって検出された素子温度ｔ［℃］に対応する平均感度比率ａｒ又は平均感度係数ａａｖが存在する場合には、その平均感度比率ａｒ又は平均感度係数ａａｖを用いて較正感度係数Ａｎを算出する処理を行い、対応する平均感度比率ａｒ又は平均感度係数ａａｖが存在しない場合には、補間処理等によって、当該素子温度ｔ［℃］に対応した平均感度比率ａｒ又は平均感度係数ａａｖを算出して、較正感度係数Ａｎを算出する処理を行うと良い。
【００７９】
このようにしても、従来に比べて、キャリブレーション用のデータをかなり削減することができ、上述した効果が得られる。
【００８０】
また、上記第１〜第３の実施形態では、シャッタ４を、レンズ３と撮像部６との間に配設した構成としたが、これに限られるものではなく、シャッタ４の配設位置は、撮像部６に集光される赤外線の光路を開閉できる位置であればよく、例えば、シャッタ４をレンズ３の前側に配設しても良い。
【符号の説明】
【００８１】
１    赤外線カメラ
３    レンズ
４    シャッタ
５    シャッタ温度センサ
６    撮像部
６ａ  赤外線検出素子
７    素子温度センサ
８    データ処理部
１３  較正感度係数算出部
１４  温度対平均感度情報記憶部
１５  基準感度係数記憶部
１６  較正感度係数記憶部
１７  画像データ生成部
１８  較正オフセット係数算出部
１９  較正オフセット係数記憶部
【図１】
2015226284.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図９】
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【図６】
2015226284.tif 000009
【図７】
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【図８】
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