(57)【要約】  本発明は、サーマルカメラに関する。ここでこのサーマルカメラは、少なくとも１つの赤外線検出器と少なくとも１つの調整装置とを有しており、当該調整装置は、サーマルカメラの作動に必要な制御電圧および／または給電電圧を供給する。構成部品コストを低減させつつ、電子回路の温度誘導ドリフトを補償することができるサーマルカメラを提供するために、このサーマルカメラに記憶手段を設けることを提案する。この記憶手段内には少なくとも１つの温度依存特性曲線が格納されており、このサーマルカメラは、少なくとも１つの調整装置の温度誘導されたドリフトを、この特性曲線に基づいて自動的に補償する。さらに本発明は、このようなサーマルカメラの作動方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーマルカメラであって、
少なくとも１つの赤外線検出器と少なくとも１つの調整装置とを有しており、
当該調整装置は、サーマルカメラの作動に必要な制御電圧および／または給電電圧を供給する形式のものにおいて、
当該サーマルカメラに記憶手段が設けられており、当該記憶手段内には少なくとも１つの温度依存特性曲線が格納されており、
前記サーマルカメラは、前記少なくとも１つの調整装置の温度誘導されたドリフトを、当該特性曲線に基づいて自動的に補償する、
ことを特徴とするサーマルカメラ。
【請求項２】
前記赤外線検出器はボロメータ、殊に、多数の個別センサ（ピクセル）を備えたフォーカルプレーンアレー（ＦＰＡ）を有するボロメータによって構成されている、請求項１記載のサーマルカメラ。
【請求項３】
検出器増幅は、制御電圧、制御電流または調整装置の積分時間をアナログに変化させることによって調整可能である、または、プロセッサによって処理可能な符号化によってデジタルに調整可能である、請求項１または２記載のサーマルカメラ。
【請求項４】
前記記憶手段は１つまたは複数の特性曲線を収容し、当該特性曲線はそれぞれ１つまたは複数の調整装置に割り当てられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のサーマルカメラ。
【請求項５】
前記カメラの調整装置の領域内に、少なくとも１つの温度センサが、当該調整装置の周辺温度／構成部品温度を求めるために設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載のサーマルカメラ。
【請求項６】
サーマルカメラ、殊に請求項１から５までのいずれか１項に記載されたサーマルカメラの作動方法であって、以下のステップを特徴とする：すなわち、
ａ．較正過程を一度実行し、当該較正過程は以下のステップから成る：
ｉ．サーマルカメラを温度が安定した環境に運ぶ；
ｉｉ．１つまたは複数の調整装置から供給された制御電圧および／または給電電圧を求める；
ｉｉｉ．種々異なる温度でステップｉｉを繰り返す；
ｉｖ．前記１回または複数回のステップｉｉで求められた電圧から特性曲線を求める；
ｖ．当該特性曲線を、前記サーマルカメラに設けられた記憶手段内に格納する；
ｂ．前記ステップａ．において求められた特性曲線に基づいて、制御電圧および／または供給電圧を補償して、１回または複数回の測定を実行する、
ことを特徴とする、サーマルカメラ、殊に請求項１から５までのいずれか１項に記載されたサーマルカメラの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの赤外線ビーム検出器、例えば熱検出器またはパイロセンサと、少なくとも１つの調整装置とを備えたサーマルカメラに関する。ここでこの調整装置は、サーマルカメラの作動に必要な制御電圧および／または給電電圧を供給する。さらに本発明は、サーマルカメラの作動方法に関する。
【０００２】
対象物の温度プロファイルを求めるためのサーマルカメラは公知であり、しばしば、温度が変化する環境において使用される。このような場合に、サーマルカメラの調整装置も、７０℃までなる、相応する温度変化の影響を受ける。この調整装置は、種々異なる給電電圧および／または制御電圧を供給しなければならない。従って、割り当てられている電子回路によって形成される電圧も変動に影響される。
【０００３】
検出器自体をオフセットシフトさせるおよび制御器自体に影響を与える他に、電圧のこの変動は殊に、いわゆる検出器特性曲線の勾配を変化させ、これによって、周辺温度を介した測定値の不所望な逸脱が生じてしまう。オフセットシフトはいわゆるシャッター過程時（ここでは閉鎖シャッターを短期間閉めることによって赤外線検出器が較正される）に補償されるが、検出器特性曲線の勾配の変化はこれまで、相応に高価な、温度安定性のある構成部分を用いることによってしか低く抑えることができなかった。
【０００４】
従って、本発明の課題は、構成部品コストを低くしつつ、電子回路の温度誘導されたドリフトを補償することができるサーマルカメラを提供することである。
【０００５】
上述の課題は、冒頭に記載された様式のサーマルカメラを次のように構成することによって解決される。すなわちここでは記憶手段が設けられており、この記憶手段内には少なくとも１つの温度依存特性曲線が格納されており、サーマルカメラは、少なくとも１つの調整装置の温度誘導されたドリフトを、この特性曲線に基づいて自動的に補償する。
【０００６】
このサーマルカメラでは、種々の方法で、検出器増幅をアナログまたはデジタルに追従制御することができる。これらの調節方法によって、電子回路ドリフトが補償される。補償するために、調整時に、検出器特性曲線の勾配並びに少なくとも１つの調整装置の温度が、種々異なる周辺温度に対して求められ、数学的なモデルによってあらわされる。ここから、少なくとも１つの特性曲線が得られる。この特性曲線はカメラ内に格納されて、システムの温度誘導されたドリフトを補償することができ、測定時に参照される。このようにして、例えば、０℃〜１００℃の間の温度測定領域において、電子回路ドリフトによって生じる測定エラー成分が、一部分低減される。
【０００７】
特に正確かつ微細に分解された画像が、次のようなサーマルカメラによって得られる。ここでは、赤外線検出器はボロメータ、殊に、多数の個別センサ（ピクセル）を有するフォーカルプレーンアレー（Focal Plane Array (FPA) ）を有するボロメータによって構成される。
【０００８】
特に有利には、測定値の補償は、記憶手段内に格納された特性曲線に基づいて、次のようなサーマルカメラで実現される。ここでは検出器増幅が、制御電圧、制御電流または調整装置の積分時間をアナログ制御することによって調整可能である、または、プロセッサによって処理可能な符号化によってデジタルに調整可能である。
【０００９】
小さい間隔にわたった温度変動も考慮する電子回路ドリフトの正確な補償は、個々の構成部品または構成部品グループに割り当てられている複数の特性曲線を用いることによって実現される。従って、サーマルカメラの有利な構成では、記憶手段は、１つまたは複数の調整装置にそれぞれ割り当てられている１つまたは複数の特性曲線を収容する。
【００１０】
さらに有利には、調整装置の周辺温度が測定時点で、それぞれ別個に求められる。そのため、サーマルカメラの有利な発展形態では、カメラの調整装置の領域内に、少なくとも１つの温度センサが、調整装置の周辺温度を求めるために設けられており、殊に、１つの調整装置に付き１つの温度センサが設けられている。
【００１１】
上述の課題は、サーマルカメラ、例えば上述したサーマルカメラの作動方法によっても解決される。このために、カメラはまずは、一度実行されるべき較正を受ける。ここでは以下のステップが実行される：
カメラを、温度が安定している環境内、例えば熱キャビネット内に運び、次に種々の温度のもとで、電子構成部品から供給された制御電圧および／または給電電圧が求められる。この電圧から、数学的なモデルに基づいて、特性曲線を求める。これは次にサーマルカメラの記憶手段内に、電子回路ドリフトを補償するために、呼び出し可能に格納される。サーマルカメラによる測定過程の間、例えば種々の温度のもとで、電子回路のドリフトの補償が行われる。これは例えば、特性曲線に基づく正しい制御電圧の設定によって自動的に行われる。従って、検出器特性曲線の勾配は変化しない。上述の補償を、制御電圧を介する方法とは異なる方法で行うこともできる。すなわち、アナログに、制御電流または積分時間の変化を介して、またはデジタルに、プロセッサによって処理され、チップ内で実行される相応の符号化によって行われる。
【００１２】
すなわち上述した発明によって、構成部品コストが低減され、同時に、カメラの電子構成部品の温度誘導されたドリフトが最小化されるないしは補償されるサーマルカメラが提供される。
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月18日(2009.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーマルカメラであって、
少なくとも１つの赤外線検出器と少なくとも１つの調整装置とを有しており、
当該調整装置は、サーマルカメラの作動に必要な制御電圧および／または給電電圧を形成する形式のものにおいて、
当該サーマルカメラに記憶手段が設けられており、当該記憶手段内には少なくとも１つの温度依存特性曲線が格納されており、
前記サーマルカメラは、前記少なくとも１つの調整装置の温度誘導されたドリフトを、当該特性曲線に基づいて自動的に補償する、
ことを特徴とするサーマルカメラ。
【請求項２】
前記赤外線検出器はボロメータ、殊に、多数の個別センサ（ピクセル）を備えたフォーカルプレーンアレー（ＦＰＡ）を有するボロメータによって構成されている、請求項１記載のサーマルカメラ。
【請求項３】
検出器増幅は、制御電圧、制御電流または調整装置の積分時間をアナログに変化させることによって調整可能である、または、プロセッサによって処理可能な符号化によってデジタルに調整可能である、請求項１または２記載のサーマルカメラ。
【請求項４】
前記記憶手段は１つまたは複数の特性曲線を収容し、当該特性曲線はそれぞれ１つまたは複数の調整装置に割り当てられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のサーマルカメラ。
【請求項５】
前記カメラの調整装置の領域内に、少なくとも１つの温度センサが、当該調整装置の周辺温度／構成部品温度を求めるために設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載のサーマルカメラ。
【請求項６】
サーマルカメラ、殊に請求項１から５までのいずれか１項に記載されたサーマルカメラの作動方法であって、以下のステップを特徴とする：すなわち、
ａ．較正過程を一度実行し、当該較正過程は以下のステップから成る：
ｉ．サーマルカメラを温度が安定した環境に運ぶ；
ｉｉ．１つまたは複数の調整装置から供給された制御電圧および／または給電電圧を求める；
ｉｉｉ．種々異なる温度でステップｉｉを繰り返す；
ｉｖ．前記１回または複数回のステップｉｉで求められた電圧から特性曲線を求める；
ｖ．当該特性曲線を、前記サーマルカメラに設けられた記憶手段内に格納する；
ｂ．前記ステップａ．において求められた特性曲線に基づいて、制御電圧および／または供給電圧を補償して、１回または複数回の測定を実行する、
ことを特徴とする、サーマルカメラ、殊に請求項１から５までのいずれか１項に記載されたサーマルカメラの作動方法。
【国際調査報告】
2011510274.tif 000002
2011510274.tif 000003
2011510274.tif 000004
2011510274.tif 000005