JP2004007453A

JP2004007453A - Ｃｃｔｖカメラシステム

Info

Publication number: JP2004007453A
Application number: JP2003058392A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tamura; 田村　聡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】ＣＣＴＶカメラ装置を設置している温度環境やカメラ装置個々の耐放射線使用限度のバラツキに対応し、機器交換時期を適切に知るとともに、放射線積算計を必要としないＣＣＴＶカメラシステムを得る。
【解決手段】この発明にかかるＣＣＴＶカメラシステムは、被写体を撮像するレンズ３と、このレンズにより集光された光を電気信号に変換する撮像素子４と、この撮像素子の出力から出力値を検出する検出回路６と、対放射線限度データを格納するデータメモリ７と、検出回路により検出される出力値とデータメモリに格納される対放射線限度データとを比較して、交換時期判定信号を出力する比較器８とを備えるものである。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線環境下で使用されるＣＣＴＶカメラシステム（撮像素子としてＣＣＤを用いたＴＶカメラシステム）において、放射線劣化による交換時期を出力できるＣＣＴＶカメラシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、例えば特開昭６１−２７２６９３号公報に示された従来の放射線環境下で使用されるＣＣＴＶカメラシステムを示すブロック図である。図４において、１２は点検用機器を搭載した点検装置、２１は点検装置１２の出力信号を監視する監視装置である。点検装置１２に搭載される機器は、点検機器としてカメラ装置１８、放射線量率計１３があり、それぞれの信号を入力し、監視装置２と交信を行う通信装置１４が含まれている。
【０００３】
監視装置２には点検装置１２の通信装置１４と交信する通信装置１５、モニタテレビ１０、放射線量率信号を積算する積算器１６、この積算機１６からの出力信号と点検装置１２に搭載される機器の耐放射線データを記憶した機器耐放射線データメモリ７からの出力信号の双方を比較する比較器８、その比較結果を表示する機器交換要求表示器１１が含まれている。
【０００４】
次に、従来のＣＣＴＶカメラシステムの動作について説明する。点検装置１２の通信装置１４及び、監視装置２１の通信装置１５を経由した放射線量率計１３から出力された信号は積算器１６により積算され、比較器８で機器耐放射線データメモリ７の信号と比較される。機器耐放射線データメモリ７には予め点検装置１２に搭載しているカメラ装置１８の耐放射線使用限度データが記憶されている。記憶されているデータより積算器１６からの信号が大きい場合には、機器交換要求表示器１１に機器交換を要求する表示が示され、監視者はこの表示により機器の交換を実施する。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−２７２６９３号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＣＣＴＶカメラシステムにおける、機器交換判断には放射線量率計等の専用測定器が必要であり、この測定器の積算値のみを使用しているため、点検装置を設置している温度環境には対応しておらず、またカメラ装置個々の耐放射線使用限度のバラツキにも対応していないため、機器交換時期に余裕を持たすため、通常より早めの交換時期設定になるなどの課題があった。
【０００７】
また、放射線環境で照射される放射線の種類（γ線、中性子線等）によりＣＣＤカメラの劣化の進み方が異なるが、これにも対応していないため、機器交換時期に余裕を持たすため、通常より早めの交換時期設定になるなどの課題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、個々の機器及び設置環境に合致した交換時期を判定する信号を出力することを目的としており、さらに放射線量率計等の専用測定機器を搭載しないＣＣＴＶカメラシステムを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるＣＣＴＶカメラシステムは、被写体を撮像するレンズと、レンズにより集光された光を電気信号に変換する撮像素子と、撮像素子の出力から出力値を検出する検出回路と、耐放射線限度データを格納するデータメモリと、検出回路により検出される出力値とデータメモリに格納される耐放射線限度データとを比較し交換時期判定信号を出力する比較器とを備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるＣＣＴＶカメラシステムを説明するためのブロック図である。図１において、１はカメラ装置、２は監視装置である。すなわち、この実施の形態１によるＣＣＴＶカメラシステムは、カメラ装置１と監視装置２とによって構成される。
【００１１】
カメラ装置１は被写体を撮像するレンズ３、光電変換素子である撮像素子４、その撮像素子からの信号を映像信号に変換する映像信号処理回路５、撮像素子４からの信号の波高値を検出する検出回路６、カメラ装置１の予め設定された耐放射線限度データを格納した機器耐放射線データメモリ７、上記検出回路６と機器耐放射線データメモリ７の信号を比較し、規定値以下の場合に交換時期判定信号を出力する比較器８で構成される。また監視装置２は、カメラ装置１のレンズ３を制御するレンズ制御装置９、映像信号処理回路からの映像をモニタするモニタテレビ１０、及び、比較機８からの交換時期判定信号を受けて機器交換を要求する表示を行う機器交換要求表示器１１で構成される。
【００１２】
次に交換時期判定信号を得るための動作について説明する。放射線によりカメラ装置１が劣化する場合、光電変換素子を使用して被写体を撮像するため、放射線遮蔽材等が挿入できない撮像素子４が一番影響する。撮像素子４の放射線劣化は素子内部の暗電流増加という形で現れ、暗電流が大きいほど撮像素子４の出力信号の波高値は高くなる。また、この暗電流は周囲温度に依存し、温度が高いほど大きくなる。暗電流が増えすぎた場合は、撮像素子４の光電変換された信号との比率が大きくなり、映像信号処理回路５より出力される映像は白っぽい映像となり、ある限界値を超えると真っ白な映像となる。
【００１３】
通常撮像素子４に光が入力されていない場合の出力信号の波高値は低いが、暗電流が増加すると光が入力されていない場合においても出力信号の波高値は高くなる。この現象を利用してレンズ制御装置９によりレンズ３を制御し、絞りを閉じた状態での撮像素子４の波高値を検出回路６で検出し、この値と機器耐放射線データメモリ７で予め設定した撮像素子のダイナミックレンジから規定した使用限度となる波高値データを保存した耐放射線限度データメモリ７の値を比較器８で比較し、記憶されているデータより検出回路６の信号が大きい場合には、機器交換要求表示器１１に機器交換を要求する表示が示され、監視者はこの表示により機器の交換を実施する。
【００１４】
なお、上記実施の形態１では、比較器８からの信号を直接機器交換要求表示器１１へ表示したが、比較器８からの信号を映像信号処理回路５に出力し、当該映像信号処理回路５においてキャラクタ等で多重し、モニタテレビ１０に表示してもよい。
実施の形態２．
以下実施の形態２では、ＣＣＤカメラに照射する放射線が中性子線のように粒子線である場合に、その影響を検出する装置を示す。
【００１５】
一般に放射線とは、電磁波の性質を持つ線と粒子線とに分類できる。
【００１６】
この発明によるＣＣＴＶカメラシステムは、放射線環境下での使用を想定しているが、放射線源の種類やカメラの設置場所によって照射される放射線の種類とその比率も異なってくる。通常は、エネルギー密度および透過性が高く、医療用機器など広い分野で利用されているγ線、Ｘ線などの電磁波が最もカメラに影響を与えるが、原子力発電所など核反応を扱う施設では、粒子線も多く発生するため、その影響を無視できない。
【００１７】
ＣＣＤカメラが受ける影響は、照射を受けた放射線の種類によって異なってくる。以下図２を使って、電磁波と粒子線でのはＣＣＤカメラへの影響の差異を説明する。
【００１８】
図２（ａ）では、ＣＣＤカメラ装置の撮像素子４が配置された受光面にγ線５０が照射されている。電磁波は波動的な挙動を示すので、γ線５０が照射された面の撮像素子４の画素４ａは各々同じくらいのエネルギーのγ線５０を受光する。すなわち、それぞれの画素４ａは、γ線５０から平均的にダメージを受けて劣化する。
【００１９】
一方、図２（ｂ）では、ＣＣＤカメラ装置の撮像素子４の画素４ａが配置された受光面に中性子線６０が照射されている。中性子は粒子的な挙動を示すので、中性子線６０が照射された面の画素４ａは、確率的に中性子線６０を受ける。そして、受光面が全体で受けるエネルギーが同じであっても、中性子線６０の場合は飛来する中性子にエネルギーが集中するので、図２（ｂ）に示したように中性子線６０が衝突した画素４ａは大きなダメージを受けて劣化するが、それ以外の画素４ａは影響を受けない。
【００２０】
以上、照射された放射線に種類による、ＣＣＤカメラの撮像素子４が受ける影響の相違を示した。実施の形態１でも示したように、画素４ａは、放射線で受けたダメージの大小により暗電流が増大するから、電磁波が照射されて撮像素子が劣化した場合は、画素４ａの暗電流は平均的に増大する。そのためカメラが受光しないときでも、画面は全体的に白みを帯びる。一方、粒子線が照射された場合は、撮像素子４の受光面上にダメージを受けた画素４ａは点在することになるので、カメラが受光しないときの画面には黒の中に幾つかの輝点が浮かぶ白キズが発生する。
【００２１】
実施の形態１に示したＣＣＴＶカメラシステムは、これら電磁波と粒子線のうち電磁波による影響をを検知するものである。つまり、どのくらい画面に白みがかかっても良いか、すなわちどのレベルまで暗電流の波高値を許容するのか、を設定して、その値を超えたときに、それを表示して通知する。
【００２２】
図３は、この発明の実施の形態２によるＣＣＴＶカメラシステムを説明するためのブロック図である。図中、図１と同一符号は同一、または相当部分を示し説明を省略する。図３において、２値化信号処理回路６ａは、撮像素子４からの信号を出力の大小に応じて２値化し、その結果を演算する回路である。例えば、それぞれの画素４ａからの出力を一定時間積分して、ある閾値を超えていれば１、超えなければ０と２値化する。そして、その結果を一画面分積算して出力する。ここで２値化の方法は、単純にある時間内に画素４ａからの出力が、ある閾値を超えたかどうかを検出してもよく、これを限定しない。また２値化の結果の演算を、単純に一画面分積算するとしたが、隣接する画素４ａが共に１の場合のみ積算しても良いし、積算する範囲から画面の周縁部を除いても良く、演算の方法を限定しない。また、図３には示していないが、２値化信号処理回路６ａの閾値を設定する手段を設けて、暗電流検出の感度を調整できるようにしてもよい。機器耐中性子線データメモリ７ａは、カメラ装置１の予め設定された耐中性子線限度データを格納したメモリで、カメラが受光しないときに画面に出現する輝点の許容量に対応している。
【００２３】
次に図３に示したＣＣＴＶカメラシステムで、撮像素子４の交換時期判定信号を得るための動作について説明する。まず、撮像素子の暗電流を得るために、レンズ制御装置９によりレンズ３を制御し、絞りを閉じた状態での画素４ａの輝度信号を２値化信号処理回路６で２値化し、１画面分積算することにより画素欠陥の個数を算出する。
【００２４】
中性子線によりカメラ装置１が劣化する場合、上に示したように個々の画素４ａが確率的に劣化する。この撮像素子４の劣化は高速中性子による画素欠陥という形で現れ、映像に白又は着色した点として映し出される。この画素欠陥は、撮像素子４に光入力がなくとも白又は着色した点として出力され、この画素欠陥は周囲温度に依存し、温度が高いほど出現する。つまり、上の手順により１画面上の画素欠陥の個数が算出される。そして、この値と機器耐中性子線データメモリ７で予め設定した限度値を比較器８で比較し、記憶されているデータより２値化信号処理回路６ａの出力が大きい場合には、機器交換要求表示器１１に機器交換を要求する表示が示され、監視者はこの表示により機器の交換を実施する。
【００２５】
以上のように、本実施の形態によれば、中性子線劣化を直接受ける撮像素子４自体の信号を交換時期判定信号としたので、放射線の種類の違いによる劣化の違いにも対応して、機器個々に合致した交換時期を判定することができる。
【００２６】
また、撮像素子の出力を２値化したため、図１の構成の、検出回路６に比べて２値化信号処理回路６ａを単純化でき、処理も高速になる。
【００２７】
また、撮像素子の出力を２値化する閾値を設定できるため、劣化による輝点を許容するか否かを細かく設定できる。
【００２８】
また、カメラ装置が設置されている温度環境に対応し、機器によるのバラツキも吸収され、機器個々に合致した交換時期を判定することができる。
【００２９】
また、カメラ装置個々の耐放射線使用限度のバラツキに対応して機器個々に合致した交換時期を判定することができる。
【００３０】
また、放射線量率計等の専用測定機器を搭載しないため、コンパクトで安価なシステムが提供できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、この発明にかかるＣＣＴＶカメラシステムは、被写体を撮像するレンズと、レンズにより集光された光を電気信号に変換する撮像素子と、撮像素子の出力から出力値を検出する検出回路と、耐放射線限度データを格納するデータメモリと、検出回路により検出される出力値とデータメモリに格納される耐放射線限度データとを比較し交換時期判定信号を出力する比較器とを備えたため、放射線劣化を直接受ける撮像素子自体の信号を交換時期判定信号としたので、カメラ装置が設置されている温度環境に対応し、機器によるのバラツキも吸収され、機器個々に合致した交換時期を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるＣＣＴＶカメラシステムのブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１および実施の形態２のＣＣＴＶカメラに、放射線が入射した図である。
【図３】本発明の実施の形態２によるＣＣＴＶカメラシステムのブロック図である。
【図４】従来のＣＣＴＶカメラシステムのブロック図である。
【符号の説明】
１　カメラ装置、２　監視装置、３　レンズ、４　撮像素子、４ａ　画素、５　映像信号処理装置、６　検出回路、７　機器耐放射線データメモリ、８　比較器、９　レンズ制御装置、１０　モニタテレビ、１１　機器交換要求表示器

Claims

被写体を撮像するレンズと、前記レンズにより集光された光を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の出力から出力値を検出する検出回路と、耐放射線限度データを格納するデータメモリと、前記検出回路により検出される出力値と前記データメモリに格納される耐放射線限度データとを比較し交換時期判定信号を出力する比較器とを備えたことを特徴とするＣＣＴＶカメラシステム。
前記検出回路の検出する出力値が、前記撮像素子の出力の波高値であることを特徴とする請求項１記載のＣＣＴＶカメラシステム。
前記検出回路の検出する出力値が、前記撮像素子の出力を２値化した値であることを特徴とする請求項１記載のＣＣＴＶカメラシステム。
前記検出回路が前記撮像素子の出力を２値化するときの閾値を設定する手段を有することを特徴とする請求項３記載のＣＣＴＶカメラシステム。
比較器は、検出回路により検出される出力値がデータメモリに格納される耐放射線限度データの値を超えた場合に、交換時期判定信号を出力することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＣＣＴＶカメラシステム。
比較器から出力される交換時期判定信号を受けて、機器交換要求を表示する機器交換要求表示器を備えたことを特徴とする請求項ないし請求項５のいずれか１項に記載のＣＣＴＶカメラシステム。
レンズの絞りを制御するレンズ制御装置を備え、前記レンズを絞った状態で、比較器において検出回路により検出される出力値とデータメモリに格納される耐放射線限度データとを比較することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のＣＣＴＶカメラシステム。