JP2013076664A - 熱画像システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の熱センサ装置は、熱センサ装置にかかる処理負荷が高く、撮像素子に対する熱ノイズが大きくなってしまうという問題があった。
【解決手段】筺体と、筺体に収納され、熱画像を撮像する撮像素子と、筺体に収納され、前記撮像素子からの信号を変換して温度データを得るための変換演算回路と、筺体に収納され、前記変換演算回路で得られた温度データを保持するデータ記憶素子と、筺体に収納され、外部と通信をするための通信回路と、を有する熱センサ装置と、前記熱センサ装置と通信することで前記データ記憶素子にて保持されている温度データを取得する温度データ受信回路と、受信した温度データから温度分布画像を生成する温度分布画像生成回路と、前記温度分布画像生成回路から取得した温度分布画像を表示するディスプレイと、を含む前記熱センサ装置とは別体となる表示システムと、からなる熱画像システムを提案する。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱画像システムに関する。

従来の熱画像装置としては、センサにて赤外線を受光し、当該センサの出力を処理して対象物の熱画像信号を生成するものが一般的である。例えば、特許文献１においては、赤外線センサと、赤外線センサ状に対象物の赤外線像を投影する光学系と、赤外線センサの出力を処理して熱画像信号を生成する信号処理部と、対象物の熱画像を表示する表示装置を備えてなる赤外線画像装置が開示されている。同様に、特許文献２においては、物体から放射された赤外線を検出して熱画像デジタルデータを生成し、このデータをアナログ画像信号に変換して表示装置に表示する赤外線画像装置が開示されている。

特開２００１−２２８０２８ 特開平８−２２６８５３

しかしながら、従来の熱センサ装置は、撮像素子からの信号を温度データに変換する処理と、温度データから温度分布画像を生成する処理を一つのモジュールで行なっているため、熱センサ装置にかかる処理負荷が高くなり、高性能の処理回路を搭載する必要があった。また、熱センサ装置において負荷の高い処理を行うため、内部処理回路から多くの熱が発生し、撮像素子に対する熱ノイズが大きくなってしまうという問題があった。

以上の課題を解決するために、筺体と、筺体に収納され、熱画像を撮像する撮像素子と、筺体に収納され、前記撮像素子からの信号を変換して温度データを得るための変換演算回路と、筺体に収納され、前記変換演算回路で得られた温度データを保持するデータ記憶素子と、筺体に収納され、外部と通信をするための通信回路と、を有する熱センサ装置と、前記熱センサ装置と通信することで前記データ記憶素子にて保持されている温度データを取得する温度データ受信回路と、受信した温度データから温度分布画像を生成する温度分布画像生成回路と、前記温度分布画像生成回路から取得した温度分布画像を表示するディスプレイと、を含む前記熱センサ装置とは別体となる表示システムと、からなる熱画像システムを提案する。

以上のような構成をとる本発明においては、撮像素子からの信号を温度データに変換する処理を熱センサ装置にて行い、温度データから温度分布画像を生成する処理を熱センサ装置とは別体の装置にて行うため、熱センサ装置にかかる処理負担を軽減することが可能になる。このため、熱センサ装置の処理回路を高性能にする必要がなく低コストにすることができると同時に、撮像素子に対する熱ノイズの影響を抑制することが可能になる。

実施形態１の熱画像システムの概要を示す図 実施形態１の熱センサ装置の構成の一例を示す正断面図 実施形態１の熱センサ装置の構成の一例を示す平断面図 実施形態１の熱センサ装置の構成の一例を示す右側断面図 実施形態１の表示システムの構成の一例を示す図 実施形態１の熱画像システムの処理の流れの一例を示す図 実施形態２の熱画像システムの概要を示す図 実施形態２の表示システムの構成の一例を示す図 熱センサ装置と第一アタッチセグメントの構成の一例を示す平面図 熱センサ装置と第一アタッチセグメントの構成の一例を示す右側断面図 熱センサ装置と第一アタッチセグメントの構成の他の例を示す右側断面図 電源供給回路を備える第一アタッチセグメントの例（１）を示す図 電源供給回路を備える第一アタッチセグメントの例（２）を示す図 ディスプレイを備えた第一アタッチセグメントの一例を示す図 実施形態２の熱画像システムの処理の流れの一例を示す図 実施形態３の熱画像システムの概要を示す図 実施形態３の表示システムの構成の一例を示す図 実施形態３の熱画像システムの処理の流れの一例を示す図 実施形態３の熱画像システムの処理の流れの他の例を示す図 第一アタッチセグメントが他の脱着手段を備える構成の一例を示す図

以下、本発明の実施形態を説明する。実施形態と請求項の相互の関係は、以下のとおりである。実施形態１は主に請求項１などに関し、実施形態２は主に請求項２、３、４などに関し、実施形態３は主に請求項５、６、７などに関する。なお、本発明はこれら実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、様々な態様で実施しうる。

＜＜実施形態１＞＞

＜概要＞
図１は、本実施形態の熱画像システムの概要を示す図である。この図に示すように、本実施形態の「熱画像システム」０１００は、「熱センサ装置」０１０１と、熱センサ装置とは別体となる「表示システム」０１０２から構成され、熱センサ装置においては撮像した熱画像から温度データを算出し、表示システムにおいては熱センサ装置から受信した温度データに基づいて温度分布画像を生成してディスプレイに表示することを特徴とする。

＜熱センサ装置＞
図２、３、４は、本実施形態の「熱センサ装置」の構成の一例を示す正断面図、平断面図、右側断面図である。この図にあるように、「熱センサ装置」１は、「筐体」２と、「撮像素子」３と、「変換演算回路」４と、「データ記憶素子」５と、「通信回路」６と、から構成される。この図にあるように、「撮像素子」、「変換演算回路」、「データ記憶素子」、「通信回路」は、「筐体」に収納される。

「筐体」は、撮像素子、変換演算回路、データ記憶素子、通信回路などを収納する。筐体の材料としては、プラスチックや金属などの他、木材や型紙などであってもよく、特に限定されるものではない。ただし、変換演算回路、通信回路などからの熱が撮像素子に与える影響を抑制するために、熱を短時間で分散させることが可能な熱伝導性の良い材質を用いることが好ましい。具体的には、銅やアルミなどの金属材料が挙げられる。筐体の色は、特に限定されるものではないが、黒色とすることにより、外部から筐体に入ってくる熱ノイズを吸収しやすくすることができる。また、筐体の一部をメッシュ形状としたり、メッシュ素材を用いたりすることにより、通気性を良くすることも可能である。

筐体の形状・大きさは、熱センサ装置全体をコンパクトにする観点から、撮像素子や変換演算回路などを配置する基板の形状・大きさに沿う形で選択することが好ましい。例えば、図２〜４に示すように、基板が長方形である場合は、筐体は直方体となるようにする。図２〜４の例では、筐体の大きさは、縦×横×高さが２．５ｃｍ×５．０ｃｍ×２．０ｃｍ程度となっている。また、図２に示すように、必要に応じて筐体には測定対象からの放射を受け付ける「入射窓」７を設ける。

撮像素子は、熱画像を撮像するための素子であり、赤外線信号を受信する機能を有する。撮像素子からの信号は、変換演算回路に出力される。撮像素子としては、赤外線放射による温度変化を熱起電力として出力するサーモパイル型素子や、セラミック等からなる基材において赤外線の熱エネルギーに応じた分極による浮遊電荷の変化を出力する焦電型素子、感温抵抗体の熱による抵抗値の変化を出力するボロメータなど、種々考えられる。また、熱画像の画素数に合わせた数の撮像素子をセンサの要素として設ける。例えば、熱画像の画素数を２×２とする場合は、２行２列に配列された撮像素子からなるセンサを設ければよいし、画素数を１０００×１０００とする場合は、１０００行１０００列に配列された撮像素子からなるセンサを設ければよい。

撮像素子からの信号は信号増幅回路やＡ／Ｄ変換回路などを介して変換演算回路に出力される態様が一般的に考えられる。ただし、変換素子回路にＡ／Ｄ変換回路などが組み込まれている場合は、撮像素子から変換演算回路に信号を直接出力する態様も考えられる。また、図２に示すように、撮像素子の周囲を取り囲むように「カバー」８を配置する構成も可能である。当該構成とすることにより、他の回路からの放射熱や伝導熱の影響（ノイズ）を抑制することが可能である。また、撮像素子の熱が変換演算回路など他の回路に与えてしまう影響（ノイズ）も同時に抑制することが可能である。なお、撮像素子を取り囲むカバーの素材は特に限定されるものではないが、金属素材とすることによって外部からの放射に対する反射性能が高くなり、より好適である。また、カバーを熱伝導性の優れるアルミや銅などを用いることにより、カバーの温度が偏ったり、カバー内部に温度がこもってしまったりすることを抑制することが可能である。

撮像素子を配置する基板は特に限定されるものではなく、一般的な金属ベース基板やセラミック基板、フレキシブル配線基板、多層配線基板など種々なるものが考えられる。また、撮像素子を配置する基板と、変換演算回路、データ記憶素子、通信回路などを配置する基板は同一であってもよいし、別々の基板であってもよい。ただし、変換演算回路や通信回路などは処理に伴って熱を多く発生させることもあるので、撮像素子と異なる基板上に配置するか、同一の基板上でも撮像素子と離れた位置に配置することが好ましい。

「変換演算回路」は、撮像素子からの信号を変換して温度データを得る機能を有する。上述のように、変換演算回路には、信号増幅回路やＡ／Ｄ変換回路、他の制御回路などが組み込まれていてもよく、温度データを得る処理以外にも他の回路を制御する処理などを行ってもよい。変換演算回路としては、ＣＰＵやＭＰＵ、ＤＳＰなどのデジタル回路が主として挙げられるが、アナログ回路であってもよい。変換演算回路を配置する基板は特に限定されるものではなく、一般的な金属ベース基板やセラミック基板、フレキシブル配線基板、多層配線基板など種々なるものが考えられる。

撮像素子からの信号から温度データを得るための具体的な変換処理の一例を説明する。撮像素子の一つであるサーモパイル型は熱電対としての構造を有し、外部からの赤外線放射による熱を起電力として出力する。変換演算回路では、当該熱起電力の値と変換テーブルに基づいて、熱電対の温接点と冷接点の間の温度差を算出する。さらに、変換演算回路は、冷接点の温度を基準温度として温接点の温度を算出する。ここで、変換テーブルは不揮発性のメモリに格納しておき、熱電対の冷接点の温度は感温素子（サーミスタ）等の温度検出手段により検出する。そして、変換回路は、温接点の温度及び冷接点の温度と、測定対象となる物体（熱放射源となる物体）の放射率に基づいて、測定対象となる物体の温度を算出する。測定対象となる物体の放射率は、複数の物体に関して予め不揮発性のメモリに格納しておき、利用者の選択操作に応じて適宜選択することが考えられる。なお、利用者によって放射率が直接入力される態様も考えられる。上記一連の処理は各撮像素子に関して行われる。このように各撮像素子について温度データを算出することにより、一又は複数の対象物体の各部の温度データを算出することが可能になる。

「データ記憶素子」は、前記変換演算回路で得られた温度データを保持する機能を有する。データ記憶素子は、各撮像素子が検出した温度データを保持する。データ記憶素子は、記憶装置(メモリ)に用いられる半導体回路であり、記憶装置としては揮発性メモリ、不揮発性メモリが挙げられる。当該記憶装置には、温度データ以外にも他の情報が記憶保持されていてもよい。なお、揮発性メモリとしては、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＭＲＡＭなどが挙げられ、不揮発性メモリとしてはＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＵＶ−ＥＰＲＯＭなどが挙げられる。データ記憶素子からなる記憶装置を配置する基板は特に限定されるものではなく、一般的な金属ベース基板やセラミック基板、フレキシブル配線基板、多層配線基板など種々なるものが考えられる。

ここで、データ記憶素子からなる記憶装置に、複数の撮像素子の温度データを特定のファイル形式で保存することによって、各撮像素子のＩＤ（配列番号など）とその温度データを関連付けることが可能である。例えば、各撮像素子の配列番号に従ってファイルに各温度データを格納していくことが考えられる。また、各撮像素子のＩＤとその温度データをテーブル形式で格納することも可能である。また、一のタイミングで得られた複数の撮像素子の温度データを一のデータファイルとして格納し、他のタイミングで得られた複数の撮像素子の温度データを別のデータファイルとして格納するといった態様が考えられる。なお、ファイル管理はあくまで例示であり、これに限定されるものではない。例えば、各撮像素子の配列順に従って入力される温度データをデータ記憶素子のアドレス順に格納することが考えられる。この場合、温度データを他に通信する際にはアドレス順に従って温度データを取り出す。

「通信回路」は、外部と通信をするための機能を有する。通信回路は、記憶素子にて保持されている温度データを通信対象に送信することが可能である。なお、温度データ以外にも通信対象に送信することは可能である。なお、通信データはデジタルデータであってもよいし、アナログデータであってもよい。また、通信方式は有線方式、無線方式のいずれであってもよく、通信対象に応じて適宜選択される構成であってもよい。また、通信回路には、必要に応じてＤ／Ａ変換回路や変調回路などが組み込まれる。通信回路を配置する基板は特に限定されるものではなく、一般的な金属ベース基板やセラミック基板、フレキシブル配線基板、多層配線基板など種々なるものが考えられる。

上記において変換演算回路、データ記憶素子、通信回路は、別々に説明したが、一つの回路によってこれらの機能の全部又は一部が実現される構成も含まれるものである。例えば、ＣＰＵなどは変換演算回路、データ記憶素子、通信回路の機能の全部又は一部を備え得るものである。

＜表示システム＞
図５は、本実施形態の「表示システム」の構成の一例を示す図である。この図にあるように、「表示システム」０５００は、「温度データ受信回路」０５０１と、「温度分布画像生成回路」０５０２と、「ディスプレイ」０５０３と、から構成される。上記のように、「表示システム」は、「熱センサ装置」と別体となる。温度データ受信回路、温度分布画像生成回路、ディスプレイの全部又は一部は同一の装置が備えていてもよいし、それぞれ別々の装置が備えていてもよい。例えば、温度データ受信回路と温度分布画像生成回路を一の装置が備える構成や、温度分布画像とディスプレイを一の装置が備える構成などが挙げられる。

「温度データ受信回路」は、前記熱センサ装置と通信することで前記データ記憶素子にて保持されている温度データを取得する機能を有する。熱センサ装置の通信回路と同様に、通信される温度データはデジタルデータであってもよいし、アナログデータであってもよい。また、通信方式は有線方式、無線方式のいずれであってもよく、温度データ受信回路には、必要に応じてＡ／Ｄ変換回路や信号増幅回路などが組み込まれる。

「温度分布画像生成回路」は、受信した温度データから温度分布画像を生成する機能を有する。温度分布画像生成回路としては、ＣＰＵやＭＰＵ、ＤＳＰなどのデジタル回路が主として挙げられる。ここで、温度データから温度分布画像を生成するとは、各撮像素子の温度データが示す温度値に応じて、対応する画像の画素の色や濃淡、輝度などの値を選択し、当該色などの値を示すデータを保持することをいう。各撮像素子の温度値に応じて各画素の色などの値を選択する処理は、温度値と色などの値を関連付けたテーブルに基づいて行うことも可能であるし、所定の関係式に基づいて行うことも可能である。当該テーブルや関係式のデータは、不揮発性メモリに格納しておく。

なお、一のタイミングにて得られた複数の撮像素子に対応する各画素の色などの値を示すデータは、一の画像ファイルとして不揮発性メモリに格納してもよい。画像ファイルとしては、ＢＭＰ形式やＪＰＥＧ形式など種々のものが考えられ、特に限定されるものではない。また、温度分布画像生成回路は、ディスプレイに対して温度分布画像を出力する。ここで、温度分布画像の出力態様としては、データ伝送する他に、有線又は無線の通信手段により送信する場合も含まれるものである。

「ディスプレイ」は、前記温度分布画像生成回路から取得した温度分布画像を表示する機能を有する。ここで、温度分布画像生成回路から温度分布画像を取得する態様には、有線通信手段を介して取得する態様や、無線通信手段を介して取得する態様、さらに記憶手段を介して取得する態様が含まれる。ディスプレイは、温度分布画像生成回路から取得した温度分布画像をそのまま表示してもよいし、その一部を表示してもよい。また、温度分布画像を表示する際に、各画素の色や濃淡、輝度などに対応する温度値を示すバーを合わせて表示してもよいし、ポインターで示した箇所の温度値を合わせて表示してもよい。

＜熱画像システムの処理の流れ＞
図６は、本実施形態の熱画像システムの処理の流れの一例を示す図である。まず、ステップS０６０１において、熱センサ装置は熱画像を撮像する（熱画像撮像ステップ）。次に、ステップS０６０２において、熱センサ装置は熱画像の信号を変換して温度データを生成する（温度データ生成ステップ）。次に、ステップＳ０６０３において、熱センサ装置は、生成した温度データを蓄積する（温度データ蓄積ステップ）。次に、ステップS０６０４において、熱センサ装置は蓄積した温度データを外部に送信する（温度データ送信ステップ）。次に、ステップS０６０５において、表示システムは、熱センサ装置と通信することで温度データを取得する（温度データ取得ステップ）。次に、ステップS０６０６において、表示システムは、取得した温度データから温度分布画像を生成する（温度分布画像生成ステップ）。次に、ステップS０６０７において、表示システムは、生成した温度分布画像をディスプレイに表示する（温度分布画像表示ステップ）。

＜効果＞
本実施形態の熱画像システムにより、熱センサ装置の処理回路を高性能にする必要がなく低コストにすることができると同時に、撮像素子に対する熱ノイズの影響を抑制することが可能になる。

＜＜実施形態２＞＞

＜概要＞
図７は、本実施形態の熱画像システムの概要を示す図である。この図に示すように、本実施形態の「熱画像システム」０７００は、「表示システム」０７０２が、「熱センサ装置」０７０１に着脱自在な「第一アタッチセグメント」０７０３と、第一アタッチセグメントと離れた位置からも通信可能な「第一ディスプレイユニット」０７０４からなり、第一アタッチセグメントでは熱センサ装置から温度データを受信して温度分布画像を生成し、第一ディスプレイユニットでは温度分布画像を受信して表示する機能を有する。

＜表示システムの構成＞
図８は、本実施形態の表示システムの構成の一例を示す図である。この図にあるように、「表示システム」０８００は、「第一アタッチセグメント」０８０１と「第一ディスプレイユニット」０８０２とから構成され、「第一アタッチセグメント」０８０１は「温度データ受信回路」０８０３と、「温度分布画像生成回路」０８０４を含み、「第一ディスプレイユニット」は「ディスプレイ」０８０５を含む。

「第一アタッチセグメント」は、前記熱センサ装置に脱着自在で、前記温度データ受信回路と前記温度分布画像生成回路とを含む。 図９、１０は、熱センサ装置と第一アタッチセグメントの構成の一例を示す平面図と右側断面図である。「第一アタッチセグメント」９の「脱着手段」１２により、「第一アタッチセグメント」９を「熱センサ装置」１に取り付けることによって「熱センサ装置」１の内部の「通信回路」６と「第一アタッチセグメント」９の内部の「温度データ受信回路」１０との通信が可能になり、「第一アタッチセグメント」９を「熱センサ装置」１から取り外すことによって「熱センサ装置」１の内部の「通信回路」６と「第一アタッチセグメント」９の内部の「温度データ受信回路」１０との通信が分断される。つまり、「第一アタッチセグメント」９の「脱着手段」１２により、「熱センサ装置」１に対して、「温度データ受信回路」１０と「温度分布画像生成回路」１１の機能を付加したり、取り外したりすることが容易になる。従来は、このような脱着手段が存在しなかったため、熱センサ装置の内部に予め温度分布画像生成回路を組み込んでおく必要があったが、本実施形態の第一アタッチセグメントにより熱センサ装置の内部回路をシンプルにし、かつ熱センサ装置のコストを抑えることが可能になる。

第一アタッチセグメントの脱着手段の形状・構造は、熱センサ装置の通信回路の接続部分の形状・構造に応じて決められる。図９に示すように、「熱センサ装置」１との「接続部分」１３が凹型であれば「第一アタッチセグメント」９の「脱着手段」１２は当該凹型にはめ込まれる凸型の形状となる。また、図１１は、熱センサ装置と第一アタッチセグメントの構成の他の例を示す右側断面図である。この図に示すように「熱センサ装置」９との「接続部分」１３が凸型であれば「脱着手段」１２は当該凸型を組み込む凹型の形状となる。なお、第一アタッチセグメントの脱着手段は上記の例に限定されるものではなく、熱センサ装置の通信回路との物理的な通信伝送路を確立し、熱センサ装置に対して固定することが可能なものであれば足りる。

また、熱センサ装置に対して複数のアタッチセグメントを接続する構成も可能である。例えば、熱センサ装置に、アタッチセグメントとの接続部分を複数設ける構成が考えられる。当該構成とすることにより、例えば、熱センサ装置にて得られた温度データから温度分布画像を生成する処理を複数の第一アタッチセグメントに協働して行わせることが可能になる。また、第一アタッチセグメントとは異なる機能を有するアタッチセグメントを熱センサ装置に接続することによって、熱センサ装置の機能をより拡張することが可能になる。

また、第一アタッチセグメント自体が、熱センサ装置との脱着手段の他に、他のアタッチセグメントとの脱着手段を一又は複数備えていてもよい。図２０は、「第一アタッチセグメント」９が「他の脱着手段」１８をさらに備えている場合の一例を示す図である。当該構成とすることにより、熱センサ装置がアタッチセグメントとの接続部分を一つしか備えていなくても、第一アタッチセグメントを接続することによって、さらに別の機能を備えたアタッチセグメントを接続することが可能になる。例えば、第一アタッチセグメントにて生成した温度分布画像を表示することが可能な小型ディスプレイを備えたアタッチセグメントを接続することや、温度分布画像のデータを格納するための不揮発性メモリを備えたアタッチセグメントを接続することが考えられる。

また、当該第一アタッチセグメントには、熱センサ装置に対して電源を供給する電源供給回路が備えられていてもよい。図１２、図１３は、電源供給回路を備える第一アタッチセグメントの例を示す図である。「電源供給回路」１４としては、図１２に示すようにリチウム電池などの「内部電源」１５から受電して熱センサ装置に対して送電するものや、図１３に示すようにコンセントなどの「外部電源」１６から受電して熱センサ装置に対して送電するものが挙げられる。また、他の装置から受電して熱センサ装置に対して送電するものなども可能である。また、リチウム電池などの電池を備える他のアタッチセグメントを、第一アタッチセグメントに接続することによって、第一アタッチセグメントの電源供給回路が受電して熱センサ装置に対して送電する構成としてもよい。このように、電源供給回路を備えた第一アタッチセグメントを熱センサ装置に取り付けることによって、熱センサ装置に対して電源を供給することが可能になる。また、熱センサ装置の内部に電源供給回路を設ける必要がないため、電源供給回路から発生する熱が撮像素子に影響を与えてしまうことを防ぐことが可能になる。また、熱センサ装置の機能をコンパクトにすることができる。

また、第一アタッチセグメントの筐体の熱センサ装置側の面が断熱材からなる構成や、第一アタッチセグメントと熱センサ装置の間に断熱板を配置して固定するための断熱板固定部材が第一アタッチセグメント又は熱センサ装置の筐体が備える構成も可能である。当該構成とすることにより、第一アタッチセグメントからの熱が熱センサ装置に与える影響をさらに抑制することが可能になる。

また、第一アタッチセグメントは、生成された温度分布画像を表示するためのディスプレイを備えていてもよい。当該構成とすることにより、第一ディスプレイユニットにて温度分布画像を表示するのとは別に第一アタッチセグメントにて温度分布画像を表示することが可能になる。図１４は、ディスプレイを備えた第一アタッチセグメントの一例を示す図である。この図の例においては、「第一アタッチセグメント」９の上面に「ディスプレイ」１７を設けている。ただし、第一アタッチセグメントにおけるディスプレイの配置場所やディスプレイのサイズに関しては特に限定されるものではない。

「第一ディスプレイユニット」は、前記第一アタッチセグメントと離れた位置からも通信可能で、前記温度分布画像生成回路にて生成された温度分布画像を受信し、これを表示する機能を有する。第一ディスプレイユニットとしては、パーソナルコンピュータや、携帯電話や、携帯無線端末、ＰＤＡなどのディスプレイと処理演算手段を備える装置が挙げられる。なお、第一ディスプレイユニットは、複数の熱センサ装置及び第一アタッチセグメントに共通のものであってもよい。例えば、一の場所に配置された熱センサ装置及び第一アタッチセグメントから得られる温度分布画像と、他の場所に配置された熱センサ装置及び第一アタッチセグメントから得られる温度分布画像を、同時に分けて表示したり、選択的に表示したりすることが可能な構成とすることが考えられる。また、視差を有する複数の温度分布画像を重畳することによって、立体的な温度分布画像を表示する構成とすることも可能である。

＜熱画像システムの処理の流れ＞
図１５は、本実施形態の熱画像システムの処理の流れの一例を示す図である。まず、ステップS１５０１において、熱センサ装置は、熱画像を撮像する（熱画像撮像ステップ）。次に、ステップS１５０２において、熱センサ装置は、熱画像の信号を変換して温度データを生成する（温度データ生成ステップ）。次に、ステップＳ１５０３において、熱センサ装置は、生成した温度データを蓄積する（温度データ蓄積ステップ）。次に、ステップS１５０４において、熱センサ装置は、蓄積した温度データを第一アタッチセグメントに伝送する（温度データ伝送ステップ）。次に、ステップS１５０５において、第一アタッチセグメントは、熱センサ装置から温度データを取得する（温度データ取得ステップ）。次に、ステップS１５０６において、第一アタッチセグメントは、熱センサ装置から取得した温度データから温度分布画像を生成する（温度分布画像生成ステップ）。次に、ステップＳ１５０７において、第一アタッチセグメントは、生成した温度分布画像を第一ディスプレイユニットに対して送信する。次に、ステップＳ１５０８において、第一ディスプレイユニットは、第一アタッチセグメントから温度分布画像を受信する。次に、ステップS１５０９において、第一ディスプレイユニットは、受信した温度分布画像をディスプレイに表示する（温度分布画像表示ステップ）。

＜効果＞
本実施形態の熱画像システムにより、熱センサ装置の内部回路をシンプルにし、撮像素子に対する熱ノイズの影響を抑制することが可能になる。

＜＜実施形態３＞＞

＜概要＞
図１６は、本実施形態の熱画像システムの概要を示す図である。この図に示すように、本実施形態の「熱画像システム」１６００は、「表示システム」１６０２が、「熱センサ装置」１６０１に着脱自在な「第二アタッチセグメント」１６０３と、第二アタッチセグメントと離れた位置からも通信可能な「第二ディスプレイユニット」１６０４からなり、第二アタッチセグメントでは熱センサ装置から温度データを受信し、第二ディスプレイユニットでは温度データを受信して温度分布画像を生成して表示する機能を有する。

＜構成＞
図１７は、本実施形態の表示システムの構成の一例を示す図である。この図にあるように、「表示システム」１７００は、「第二アタッチセグメント」１７０１と「第二ディスプレイユニット」１７０２とから構成され、「第二アタッチセグメント」１７０１は「温度データ受信回路」１７０３を含み、「第二ディスプレイユニット」１７０１は、「温度分布画像生成回路」１７０４と「ディスプレイ」１７０５を含む。

「第二アタッチセグメント」は、前記熱センサ装置に脱着自在で、前記温度データ受信回路を含む。ここで、第二アタッチセグメントの脱着手段により、第二アタッチセグメントを熱センサ装置に取り付けることによって熱センサ装置の内部の通信回路と第二アタッチセグメントの内部の回路との通信が可能になり、第二アタッチセグメントを熱センサ装置から取り外すことによって熱センサ装置の内部の通信回路と第二アタッチセグメントの内部の回路との通信が分断される。つまり、第二アタッチセグメントの脱着手段により、熱センサ装置に対して、温度データ受信回路の機能（離れた位置にある第二ディスプレイユニットと通信する機能）を付加したり、取り外したりすることが容易になる。従来は、このような脱着手段が存在しなかったため、熱センサ装置の内部に予め温度データ受信回路を組み込んでおく必要があったが、本実施形態の第二アタッチセグメントにより熱センサ装置の内部回路をシンプルにし、かつ熱センサ装置のコストを抑えることが可能になる。第二アタッチセグメントの脱着手段の形状・構造は、実施形態２の第一アタッチセグメントと同様であるため、説明を省略する。

また、第二アタッチセグメントが、熱センサ装置との脱着手段の他に、他のアタッチセグメントとの脱着手段を一又は複数備えていてもよい。当該構成とすることにより、熱センサ装置がアタッチセグメントとの接続部分を一つしか備えていなくても、第二アタッチセグメントを接続することによって、さらに別の機能を備えたアタッチセグメントを接続することが可能になる。例えば、第二アタッチセグメントから温度データをさらに取得して温度分布画像を生成することが可能なアタッチセグメントを接続することや、温度データを格納するための不揮発性メモリを備えたアタッチセグメントを接続することが考えられる。

また、当該第二アタッチセグメントには、熱センサ装置に対して電源を供給する電源供給回路が備えられていてもよい。実施形態２で説明したように、電源供給回路としては、リチウム電池などの内部電源から受電して熱センサ装置に対して送電するものや、コンセントなどの外部電源から受電して熱センサ装置に対して送電するもの、他の装置や他の基板から受電して熱センサ装置に対して送電するものなども可能である。このように、電源供給回路を備えた第二アタッチセグメントを熱センサ装置に取り付けることによって、熱センサ装置に対して電源を供給することが可能になる。また、熱センサ装置の内部に電源供給回路を設ける必要がないため、電源供給回路から発生する熱が撮像素子に影響を与えてしまうことを防ぐことが可能になる。また、熱センサ装置の機能をコンパクトにすることができる。

また、第二アタッチセグメントは、前記熱センサ装置に対する温度データ取得要求と、前記取得要求に応じて取得した温度データを定められた通信プロトコルに変換するための処理を行うための「演算回路」が備えられていてもよい。熱センサに対する温度データ取得要求は、一定周期のタイマ割り込みをトリガーとして行ってもよいし、操作入力手段や他の装置からの割り込みを受け付けて行ってもよい。また、通信プロトコルは、情報の表現方式（パケット・フォーマット、フレーム・フォーマット）や、符号化方式（暗号化方式）、同期方式、誤り制御方式などの規定が定められる。第二アタッチセグメントは、所定の通信プロトコルに従って温度データを送信し、第二ディスプレイユニットは当該通信プロトコルに従って温度データを受信することになる。所定の通信プロトコルに従うことにより、第二アタッチセグメントと第二ディスプレイユニットが離れた位置にあってもより確実に、かつより安全に温度データの通信を行うことが可能になる。

また、第二アタッチセグメントの筐体の熱センサ装置側の面が断熱材からなる構成や、第二アタッチセグメントと熱センサ装置の間に断熱板を配置して固定するための断熱板固定部材が第二アタッチセグメント又は熱センサ装置の筐体が備える構成も可能である。当該構成とすることにより、第二アタッチセグメントからの熱が熱センサ装置に与える影響をさらに抑制することが可能になる。

「第二ディスプレイユニット」は、前記第二アタッチセグメントと離れた位置からも通信可能で、前記温度分布画像生成回路を含み、生成された温度分布画像を表示する機能を有する。第二ディスプレイユニットとしては、パーソナルコンピュータや、携帯電話や、携帯無線端末、ＰＤＡなどのディスプレイと処理演算手段を備える装置が挙げられる。具体的には、これらの装置のＣＰＵやＭＰＵなどが温度分布画像生成回路として捉えられる。

なお、第二ディスプレイユニットは、複数の熱センサ装置及び第二アタッチセグメントに共通のものであってもよい。例えば、一の場所に配置された熱センサ装置及び第二アタッチセグメントから得られる温度データと、他の場所に配置された熱センサ装置及び第二アタッチセグメントから得られる温度データを受信してそれぞれの温度分布画像を生成し、表示することが可能な構成とすることが考えられる。また、複数の場所の温度データから、当該複数の場所を包含する領域の温度分布画像を生成して表示する構成とすることも可能である。

＜処理の流れ＞

図１８は、本実施形態の熱画像システムの処理の流れの一例を示す図である。まず、ステップS１８０１において、熱センサ装置は、熱画像を撮像する（熱画像撮像ステップ）。次に、ステップS１８０２において、熱センサ装置は、熱画像の信号を変換して温度データを生成する（温度データ生成ステップ）。次に、ステップＳ１８０３において、熱センサ装置は、生成した温度データを蓄積する（温度データ蓄積ステップ）。次に、ステップS１８０４において、熱センサ装置は、蓄積した温度データを第二アタッチセグメントに伝送する（温度データ伝送ステップ）。次に、ステップS１８０５において、第二アタッチセグメントは、熱センサ装置から温度データを取得する（温度データ取得ステップ）。次に、ステップS１８０６において、第二アタッチセグメントは、取得した温度データを第二ディスプレイユニットに対して送信する。次に、ステップＳ１８０７において、第二ディスプレイユニットは、第二アタッチセグメントから温度データを受信する。次に、ステップＳ１８０８において、第二ディスプレイユニットは、受信した温度データから温度分布画像を生成する（温度分布画像生成ステップ）。次に、ステップＳ１８０９において、第二ディスプレイユニットは、生成した温度分布画像をディスプレイに表示する（温度分布画像表示ステップ）。

図１９は、当該演算回路を第二アタッチセグメントに組み込んだ際の熱画像システムの処理の流れの一例を示す図である。まず、ステップＳ１９０１において、第二アタッチセグメントは、熱センサ装置に対して温度データ取得要求を行う（温度データ取得要求ステップ）。次に、ステップＳ１９０２において、熱センサ装置は、第二アタッチセグメントから温度データ取得要求を受け付ける（取得要求受付ステップ）。次に、ステップＳ１９０３において、熱センサ装置は、データ記憶素子に保持されている温度データを第二アタッチセグメントへ伝送する（温度データ伝送ステップ）。次に、ステップS１９０４において、第二アタッチセグメントは、熱センサ装置から温度データを取得する（温度データ取得ステップ）。次に、ステップＳ１９０５において、第二アタッチセグメントは、取得した温度データを定められた通信プロトコルに従って変換する（プロトコル変換ステップ）。次に、ステップＳ１９０６において、第二アタッチセグメントは、変換された温度データを第二ディスプレイユニットに対して送信する（温度データ送信ステップ）。次に、ステップＳ１９０７において、第二ディスプレイユニットは、受信した温度データから温度分布画像を生成する（温度分布画像生成ステップ）。次に、ステップＳ１９０８において、第二ディスプレイユニットは、生成した温度分布画像をディスプレイに表示する（温度分布画像表示ステップ）。

＜効果＞
本実施形態の熱画像システムにより、本実施形態の熱画像システムにより、熱センサ装置の内部回路をシンプルにし、撮像素子に対する熱ノイズの影響を抑制することが可能になる。

０１００・０２００・０３００…熱画像システム、０１０１・０２０１・０３０１…熱センサ装置、０１０２・０２０２・０３０２…表示システム、１…熱センサ装置、２…筐体、３…撮像素子、４…変換演算回路、５…データ記憶素子、６…通信回路、７…入射窓、８…カバー、９…第一アタッチセグメント、１０…温度データ受信回路、１１…温度分布画像生成回路、１２…脱着手段、１３…接続部分、１４…電源供給回路、１５…内部電源、１６…外部電源、１７…ディスプレイ、１８…他の脱着手段

Claims (7)

1. 筺体と、
   筺体に収納され、熱画像を撮像する撮像素子と、
   筺体に収納され、前記撮像素子からの信号を変換して温度データを得るための変換演算回路と、
   筺体に収納され、前記変換演算回路で得られた温度データを保持するデータ記憶素子と、
   筺体に収納され、外部と通信をするための通信回路と、
   を有する熱センサ装置と、
   前記熱センサ装置と通信することで前記データ記憶素子にて保持されている温度データを取得する温度データ受信回路と、
   受信した温度データから温度分布画像を生成する温度分布画像生成回路と、
   前記温度分布画像生成回路から取得した温度分布画像を表示するディスプレイと、
   を含む前記熱センサ装置とは別体となる表示システムと、
   からなる熱画像システム。
2. 前記表示システムは、
   前記熱センサ装置に脱着自在で、前記温度データ受信回路と前記温度分布画像生成回路とを含む第一アタッチセグメントと、
   前記第一アタッチセグメントと離れた位置からも通信可能で、前記温度分布画像生成回路にて生成された温度分布画像を受信し、これを表示する第一ディスプレイユニットと、
   からなる請求項１に記載の熱画像システム。
3. 前記第一アタッチセグメントには、
   前記熱センサ装置に対して電源を供給する電源供給回路が備えられている請求項２に記載の熱画像システム。
4. 前記第一アタッチセグメントは、
   前記生成された温度分布画像を表示するためのディスプレイを備えた請求項２又は３に記載の熱画像システム。
5. 前記表示システムは、
   前記熱センサ装置に脱着自在で、前記温度データ受信回路を含む第二アタッチセグメントと、
   前記第二アタッチセグメントと離れた位置からも通信可能で、前記温度分布画像生成回路を含み、生成された温度分布画像を表示する第二ディスプレイユニットと、
   からなる請求項１に記載の熱画像システム。
6. 前記第二アタッチセグメントには、
   前記熱センサ装置に対して電源を供給する電源供給回路が備えられている請求項５に記載の熱画像システム。
7. 前記第二アタッチセグメントは、
   前記熱センサ装置に対する温度データ取得要求と、前記取得要求に応じて取得した温度データを定められた通信プロトコルに変換するための処理を行うための演算回路が備えられている請求項５又は６に記載の熱画像システム。