JP2006349646A - 熱検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測定対象物温度測定部21が、測定対象熱源30の温度を測定し、外気温度測定部22が外気温度を測定し、判別部23が、自装置100が遮蔽空間内にあるか否かを判別し、制御部が、判別部23によって、遮蔽空間内であることを検出すると、複数の基準熱源25,26の制御を、前記外気温度測定部22における測定結果に基づく制御から前記測定対象物温度測定部21における測定結果に基づく制御に切り替える。
【選択図】 図1
Description
従来の熱検出装置(赤外線撮像装置)、例えば、特開平10-111172号公報(特許文献1)記載の赤外線撮像装置は、撮像目標(測定対象熱源)からの赤外線を集光して熱検知器の視野を走査する走査光学系に対して2つの基準熱源を備え、該熱検知器を構成する検知素子の該測定対象熱源に対する無効走査期間において、該検知素子が両基準熱源を見込んだときの出力から該検知素子の感度を補正するようにした赤外線撮像装置において、前記2つの基準熱源に対する前記検知素子の出力の中間値を算出して、該中間値が目標物体(測定対象熱源)を撮像したときの該検知素子の出力の平均値と一致するように、第1の基準熱源の温度と第2の基準熱源の温度とを、所定の温度差を持たせて制御する。そして、この2つの温度を基準とした感度補正を行っている。これにより、第1及び第2の基準熱源の温度を測定対象熱源の温度に近くに設定でき正確な感度補正が可能になる。
また、別の従来の熱検出装置(赤外線撮像装置)、例えば、特開2001-8100号公報(特許文献2)記載の赤外線撮像装置は、複数の素子により構成された赤外線検知器と、高温の基準熱源と常温の基準熱源を備え、基準熱源制御回路が、該高温と常温との基準熱源の温度を制御し、光学系が、有効走査期間に目標物(測定対象熱源)方向の赤外線を走査して前記赤外線検知器に入射し、信号処理回路が、無効走査期間に前記高温と常温との基準熱源からの赤外線を走査して前記赤外線検知器に入射すると、前記無効走査期間に取込んだ前記高温の基準熱源による高温データと前記常温の基準熱源による常温データとを基に、前記素子対応の感度補正を行い、且つ前記赤外線検知器を構成する各素子の欠陥を判定し、欠陥素子による信号を正常素子による信号に置換する処理を行う。
しかしながら、従来例(1)及び(2)においては、熱検出装置の移動する場合についての配慮がない。即ち、熱検出装置が遮蔽空間外から遮蔽空間内に移動する場合についての配慮がない。
また、遮蔽空間内を断続的に移動する場合に、効率的な基準熱源の制御方法を提供することを目的とする。
また、本発明によれば、遮蔽空間内を断続的に移動する場合に、効率的な基準熱源の制御方法が提供される。
また、本発明によれば、遮蔽空間内の測定対象熱源画像を抽出して記録することができる。
図1は、本発明の熱検出装置100の構成実施例を示している。この熱検出装置100は、光学系部10、光路選択部11、熱検知器(赤外線検知器)12、増幅器13、A/D変換器14、信号処理部15、D/A変換器16、モニタ17、熱源画像記録部18、及び基準熱源入射選択部19を備えている。さらに、熱検出装置100は、測定対象物温度測定部21、外気温度測定部22、遮蔽空間内運用判別部23、基準熱源温度設定部24、基準熱源25、基準熱源26、及び基準熱源選択部27を備えている。この内の光路選択部11、基準熱源選択部27、及び基準熱源入射選択部19で選択部31を構成している。
動作において、光学系部10は、測定対象熱源30から受けた赤外線を光路選択部11に与える。基準熱源選択部27は、基準熱源25及び基準熱源26の内の一方からの赤外線を選択して光路選択部11に与える。光路選択部11は、測定対象熱源30からの赤外線及び基準熱源25又は基準熱源26からの赤外線の内のいずれか1つを選択して熱検知器12に与える。熱検知器(赤外線検知器)12は、与えられた赤外線を電気信号に変換し、この電気信号を増幅器13は増幅してA/D変換器14に与える。A/D変換器14は与えられた電気信号をディジタル信号に変換して、信号処理部15に与える。このディジタル信号は、順次、画像フレーム800_1,800_2,…,800_n,…(以下、符号800で総称することがある。)に構成されて出力される。
図3は、基準熱源温度設定部24の動作手順例を示しており、この動作手順では、基準熱源温度設定部24は基準熱源25及び基準熱源26の温度を設定する。以下に設定部24の動作手順を説明する。
しかし、この実施例では、外気温度測定部22で測定した外気温度に基づいて基準熱源25、26を制御する。遮蔽空間への入り口付近の内壁の温度は、外気温度に近い温度であり、遮蔽空間内に移動した際に、基準熱源がなるべく測定対象である内壁温度に近い温度に基づいて制御されるからである。
以上の実施例によれば、(1)基準熱源の温度を、測定対象熱源の温度近くに追従させる温度制御が可能になり、熱検知器を構成する検知素子の補正(感度補正)を正確に行うことが可能になる。これにより、従来行われていた、複数箇所の内壁温度を予め手動で測定しておき、その平均値を基に基準熱源の温度を手動で設定する必要がなくなり、無駄な時間と人手を必要としなくなる。
(付記1)
基準熱源を用いて赤外検知器の感度補正を行う熱検出装置において、
複数の基準熱源と、
測定対象熱源の温度を測定する測定対象物温度測定部と、
外気温度を測定する外気温度測定部と、
自装置が遮蔽空間内にあるか否かを判別する判別部と、
該判別部によって、遮蔽空間内であることを検出すると、前記複数の基準熱源の制御を、前記外気温度測定部における測定結果に基づく制御から前記測定対象物温度測定部における測定結果に基づく制御に切り替える制御部と、
を備えたことを特徴とする熱検出装置。
(付記2)
基準熱源を用いて赤外検知器の感度補正を行う熱検出装置において、
複数の基準熱源と、
測定対象熱源の温度を測定する測定対象物温度測定部と、
外気温度を測定する外気温度測定部と、
自装置が遮蔽空間内にあるか否かを判別する判別部と、
該判別部によって、遮蔽空間内から遮蔽空間外への変化を検出すると、前記遮蔽空間内における前記複数の基準熱源の温度制御を、次に遮蔽空間内に移動するまで保持する制御部と、
を備えたことを特徴とする熱検出装置。
(付記3)
前記制御部は、前記判別部によって、遮蔽空間内であると判断した場合に、測定対象熱源画像を記録し、遮蔽空間外であると判断した場合に、測定対象熱源画像を記録しないように制御することを特徴とする付記1又は2記載の熱検出装置。
(付記4)
該制御部が、遮蔽空間内から遮蔽空間外に移動したとき、該遮蔽空間内の該測定対象熱源を検出した温度を保持する代わりに、該外気温度に基づき各基準熱源の温度を制御することを特徴とした付記1又は2記載の熱検出装置。
(付記5)
前記判別部は、GPS受信機を含み、
該GPS受信機が、全てのGPS信号を受信できなかったとき、該遮蔽空間内であると判別し、少なくとも1つのGPS信号を受信したとき、該遮蔽空間外であると判別する、ことを特徴とした付記1又は2記載の熱検出装置。
(付記6)
該測定対象物温度測定部が、サーモパイルを用いた放射温度計であることを特徴とした付記1又は2記載の熱検出装置。
(付記7)
該外気温度測定部が白金抵抗を用いた温度センサであることを特徴とした付記1又は2記載の熱検出装置。
(付記8)
該基準熱源の内の1つを高温側基準熱源とし、別の1つを低温側基準熱源としたとき、
該赤外検知器で検知された該高温側基準熱源の熱源画像の全画素データの平均値と該低温側基準熱源の熱源画像の全画素データの平均値との差を、該高温側基準熱源の熱源画像の各画素データと該低温側基準熱源の熱源画像の各画素データとの差で割った値を各画素のゲイン係数とし、該低温側基準熱源の熱源画像の全画素データの平均値と該高温側基準熱源の熱源画像の各画素データとの積と、該高温側基準熱源の熱源画像の全画素データの平均値と該低温側基準熱源の熱源画像の各画素データの積との差を、該高温側基準熱源の熱源画像の各画素データと該低温側基準熱源の熱源画像の各画素データとの差で割った値を各画素のオフセット係数として該感度補正をする信号処理部を備えていることを特徴とした付記1又は2記載の熱検出装置。
(付記9)
各画素データが、各画素近傍の複数の画素データの平均値であることを特徴とした付記8の熱検出装置。
(付記10)
該遮蔽空間がトンネルであることを特徴とした付記1又は2記載の熱検出装置。
10 光学系部 11 光路選択部
12 熱検知器 13 増幅器
14 A/D変換器 15 信号処理部
16 D/A変換器 17 モニタ
18 熱源画像記録部 19 基準熱源入射選択部
21 測定対象物温度測定部 22 外気温度測定部
23 遮蔽空間内運用判別部 24 基準熱源温度設定部
25,26 基準熱源 27 基準熱源選択部
30 測定対象熱源 31 選択部
701 外気温度 702 遮蔽空間内運用判別情報
703 測定対象物温度 704 基準熱源入射通知
705,706 切替制御信号 800,800_n〜800_n+2 画像フレーム
800a 測定対象熱源画像 800b 基準熱源画像(低温側又は高温側)
i 画素番号 ai 各画素のゲイン係数
bi 各画素のオフセット係数
Hm 高温データの全画素での平均値 Lm 低温データの全画素での平均値
Hi 高温データの各画素での平均値 Li 低温データの各画素での平均値
Di 各画素の補正された出力 di 各画素の熱検知器出力
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (5)
- 基準熱源を用いて赤外検知器の感度補正を行う熱検出装置において、
複数の基準熱源と、
測定対象熱源の温度を測定する測定対象物温度測定部と、
外気温度を測定する外気温度測定部と、
自装置が遮蔽空間内にあるか否かを判別する判別部と、
該判別部によって、遮蔽空間内であることを検出すると、前記複数の基準熱源の制御を、前記外気温度測定部における測定結果に基づく制御から前記測定対象物温度測定部における測定結果に基づく制御に切り替える制御部と、
を備えたことを特徴とする熱検出装置。 - 基準熱源を用いて赤外検知器の感度補正を行う熱検出装置において、
複数の基準熱源と、
測定対象熱源の温度を測定する測定対象物温度測定部と、
外気温度を測定する外気温度測定部と、
自装置が遮蔽空間内にあるか否かを判別する判別部と、
該判別部によって、遮蔽空間内から遮蔽空間外への変化を検出すると、前記遮蔽空間内における前記複数の基準熱源の温度制御を、次に遮蔽空間内に移動するまで保持する制御部と、
を備えたことを特徴とする熱検出装置。 - 前記制御部は、前記判別部によって、遮蔽空間内であると判断した場合に、測定対象熱源画像を記録し、遮蔽空間外であると判断した場合に、測定対象熱源画像を記録しないように制御する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の熱検出装置。 - 前記判別部は、GPS受信機を含み、
該GPS受信機が、全てのGPS信号を受信できなかったとき、該遮蔽空間内であると判別し、少なくとも1つのGPS信号を受信したとき、該遮蔽空間外であると判別する、ことを特徴とした請求項1又は2記載の熱検出装置。 - 該基準熱源の内の1つを高温側基準熱源とし、別の1つを低温側基準熱源としたとき、
該赤外検知器で検知された該高温側基準熱源の熱源画像の全画素データの平均値と該低温側基準熱源の熱源画像の全画素データの平均値との差を、該高温側基準熱源の熱源画像の各画素データと該低温側基準熱源の熱源画像の各画素データとの差で割った値を各画素のゲイン係数とし、該低温側基準熱源の熱源画像の全画素データの平均値と該高温側基準熱源の熱源画像の各画素データとの積と、該高温側基準熱源の熱源画像の全画素データの平均値と該低温側基準熱源の熱源画像の各画素データの積との差を、該高温側基準熱源の熱源画像の各画素データと該低温側基準熱源の熱源画像の各画素データとの差で割った値を各画素のオフセット係数として該感度補正をする信号処理部を備えていることを特徴とした請求項1又は2記載の熱検出装置。
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