JP5194501B2 - 撮像素子、障害物検出装置及び方法 - Google Patents
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Description
絶対ゼロ度以上の物体は、すべてシュテファンボルツマンの法則に従い、遠赤外線を放出する。輻射率1.0の黒体は以下の(1)式の放射エネルギーを放出し、それ以外の物体は(2)式のように物体表面の輻射率を乗じた放射エネルギーを放出する。
E=σT4[W/m2] ・・・(1)
E=εσT4[W/m2] ・・・(2)
なお、
σ:シュテファンボルツマン定数 5.67e−8[W/m2K]
ε:輻射率(0〜1.0)
T:温度[K]
である。
ここで、
q12:全体の輻射交換量[W/m2]
ψ12:微小面dS1からみた面S2の形態係数
ε1:物体1(被写体)の輻射率0〜1.0
ε2:物体2(センサ)の輻射率
T1:物体1(被写体)の温度
T2:物体2(センサ)の温度
である。
=ψ12ε1bε2σ(T1b 4−T2 4)
∴
ε1a(T1a 4−T2 4)=ε1b(T1b 4−T2 4) ・・・(4)
なお、
ε1a:物体Aの輻射率
T1a:物体Aの温度
ε1b:物体Bの輻射率
T1b:物体Bの温度
である。つまり、輻射率と温度が異なる物体でも、熱画像上で同一の輝度になってしまうことがある。以下にセンサの輻射率が1.0、素子基板温度が295Kの場合の具体例を示す。
図8は、本発明の実施の形態に係る障害物検出装置の構成を示す図である。障害物検出装置は、遠赤外光を集光する遠赤外線レンズ10と、撮像対象物の温度に対応した熱画像を生成する遠赤外線イメージセンサ20と、遠赤外画像に基づいて画像処理を行い、障害物を検出する画像処理部30と、を備えている。
20、20a、20b 遠赤外線イメージセンサ
21、25 遠赤外線イメージセンサ基板
22、22a、22b 温度制御装置
23 真空封止パッケージ
24 遠赤外線透過窓
30 画像処理部
Claims (13)
- 被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する撮像素子と、
前記撮像素子が第1温度の場合に、第1画像を生成する第1画像生成手段と、
前記撮像素子が第2温度の場合に、第2画像を生成する第2画像生成手段と、
前記第1画像及び前記第2画像に基づき被検出物を検出する検出手段と、
を備え、
前記第1温度は、前記第2温度と異なる、
被検出物検出システム。 - 被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する第1撮像素子と、
被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する第2撮像素子と、
前記第1撮像素子が第1温度の場合に、第1画像を生成する第1画像生成手段と、
前記第2撮像素子が第2温度の場合に、第2画像を生成する第2画像生成手段と、
前記第1画像及び前記第2画像に基づき被検出物を検出する検出手段と、を備え、
前記第1温度は、前記第2温度と異なる、
被検出物検出システム。 - 前記検出手段は、
前記第1画像及び前記第2画像を合成した画像に基づき被検出物を検出する、
請求項1または2のいずれか記載の被検出物検出システム。 - 前記検出手段は、
前記第1画像のコントラストの高い部分及び前記第2画像のコントラストの高い部分を合成した画像に基づき被検出物を検出する、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の被検出物検出システム。 - 被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する撮像素子と、
前記撮像素子が第1温度の場合に、第1画像を生成する第1画像生成手段と、
前記撮像素子が第2温度の場合に、第2画像を生成する第2画像生成手段と、
前記第1画像に基づいて、被検出物を検出する第1検出手段と、
前記第2画像に基づいて、被検出物を検出する第2検出手段と、
被検出物の有無を判断する判断手段と、
を備え、
前記判断手段は、前記第1検出手段および前記第2検出手段の少なくともいずれかが被検出物を検出した場合には、被検出物が有るものと判断し、
前記判断手段は、前記第1検出手段および前記第2検出手段が被検出物を検出しなかった場合には、被検出物が無いものと判断し、
前記第1温度は、前記第2温度と異なる、
被検出物検出システム。 - 被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する第1撮像素子と、
被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する第2撮像素子と、
前記第1撮像素子が第1温度の場合に、第1画像を生成する第1画像生成手段と、
前記第2撮像素子が第2温度の場合に、第2画像を生成する第2画像生成手段と、
前記第1画像に基づいて、被検出物を検出する第1検出手段と、
前記第2画像に基づいて、被検出物を検出する第2検出手段と、
被検出物の有無を判断する判断手段と、
を備え、
前記判断手段は、前記第1検出手段および前記第2検出手段の少なくともいずれかが被検出物を検出した場合には、被検出物が有るものと判断し、
前記判断手段は、前記第1検出手段および前記第2検出手段が被検出物を検出しなかった場合には、被検出物が無いものと判断し、
前記第1温度は、前記第2温度と異なる、
被検出物検出システム。 - 被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する撮像素子と、
前記撮像素子が第1温度の場合に、第1画像を生成する第1画像生成手段と、
前記第1画像に基づいて、被検出物を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段により被検出物が検出されない場合に、前記撮像素子を第2温度に制御する第2温度制御手段と、
前記第2温度制御手段により前記撮像素子が第2温度に制御された際に、第2画像を生成する第2画像生成手段と、
前記第2画像に基づいて、被検出物を検出する第2検出手段と、
を備え、
前記第1温度は、前記第2温度と異なる、
被検出物検出システム。 - 被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する撮像素子と、
前記撮像素子が第1温度の場合に、第1画像を生成する第1画像生成手段と、
前記第1画像に基づいて、被検出物を検出する第1検出手段と、
前記第1画像のコントラストが所定値以下の場合に、前記撮像素子を第2温度に制御する第2温度制御手段と、
前記第2温度制御手段により前記撮像素子が第2温度に制御された際に、第2画像を生成する第2画像生成手段と、
前記第2画像に基づいて、被検出物を検出する第2検出手段と、
を備え、
前記第1温度は、前記第2温度と異なる、
被検出物検出システム。 - 前記撮像素子を第1温度に制御する第1温度制御手段と、
前記撮像素子を第2温度に制御する第2温度制御手段と、
を備えた請求項1、5、7、8のいずれか1項に記載の被検出物検出システム。 - 前記第1撮像素子を第1温度に制御する第1温度制御手段と、
前記第2撮像素子を第2温度に制御する第2温度制御手段と、
を備えた請求項2または6のいずれか記載の被検出物検出システム。 - 前記第1温度制御手段は、周期的に前記撮像素子を第1温度に制御し、
前記第2温度制御手段は、周期的に前記撮像素子を第2温度に制御する、
請求項9に記載の被検出物検出システム。 - 前記第1温度制御手段は、周期的に前記第1撮像素子を第1温度に制御し、
前記第2温度制御手段は、周期的に前記第2撮像素子を第2温度に制御する、
請求項10に記載の被検出物検出システム。 - 前記第1撮像素子及び前記第2撮像素子を1つに構成した2アレイ搭載チップを備える、
請求項2、6または10のいずれか1項に記載の被検出物検出システム。
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