JPH03188338A

JPH03188338A - 二次元赤外線撮像装置

Info

Publication number: JPH03188338A
Application number: JP1272842A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Tanabe; 哲夫田部
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-10-19
Filing date: 1989-10-19
Publication date: 1991-08-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、焦電型赤外線検出素子が複数個一次元配列
されたアレイセンサを利用して被写体の２次元画像情報
を得る二次元赤外線撮像装置に関する。

従来の技術従来、一次元配列のアレイセンサを利用した二次元赤外
線撮像装置として、つぎのようなものが知られている。

第４図は、従来の二次元赤外線撮像装置の要部構成を模
式的にあられ丁。

この従来の二次元赤外線撮像装置では、被写体（視野）
２５から発せられる赤外線は、反射ミラー（光スキヤナ
−）２６、赤外光学レンズ２７、光チヲッパ２８を順次
経て、焦電型赤外線検出素子が複数個一次元配列された
アレイセンサ３２に入るようになっている。光チョッパ
２８は入射赤外線を断続し変調するだめのものである。

光チョッパ２８の断続動作に同期してアレイセンサ３２
の各素子から時間順序で赤外線検出信号が読み出される
。アレイセンサ３２の各素子は、被写体２５の水平方向
に沿って並んでおり、水平方向走査がアレイセンサ３２
でもってなされるようになっている。

水平方向の一走査が終了したら、反射ミラー２６が所定
角度回転してアレイセンサ３２に映る被写体２５位置（
エリア）が垂直方向に少し移動する。つまり、反射ミラ
ー２６の回転に伴い垂直方向の走査がなされるのである
。そして、再び、アレイセンサ３２の各素子から時間順
序で赤外線検出信号が読み出され反射ミラー２６が所定
角度回転するという動作が繰り返され、その結果、被写
体２５の二次元画像情報が得られる。

この場合、反射ミラー２６は光チョッパ２８が赤外線を
遮断している間に同期してステップ的に所定角度だけ回
転する。そのために、ホトインタラプタ２９で光チョッ
パ２８の断続に対応する信号を得て、この信号を利用し
て階段鋸歯状波信号を鋸歯状波発生器３０で発生させ、
この鋸歯状波信号をさらにドライブ回路３１に送り、走
査機構（図示省略）を駆動するという構成が設けられて
いる（特開昭６３−６５３２８号公報）。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記二次元赤外線撮像装置は、反射ミラ
ー２６の走査系が大がかりで高価なものとなるという問
題がある。複雑な機械式回転機構や大負荷ドライブ用の
複雑な電気回路が必要となるからである。

この発明は、上記事情に鑑み、大がかりで高価な走査系
を必要としない実用的な二次元赤外線撮像装置を提供す
ることを課題とする。

課題を解決するだめの手段前記課題を解決するため、請求項１〜３記載の二次元赤
外線撮像装置は、焦電型赤外線検出素子が複数個一次元
配列されたアレイセンサを有する赤外線検出手段を備え
、この検出手段が前記検出素子の配列方向と直交する方
向に手動移動可能となっていて、被写体における一方向
の走査が前記アレイセンサによりなされ、前記一方向と
直交する方向の走査が前記赤外線検出手段の手動移動に
よりなされて前記被写体の二次元画像情報が得られると
いう構成をとるようにしている。

請求項２記載の二次元赤外線撮像装置では、加えて、赤
外線検出手段の走査位置、走査時間を検出する手動走査
情報検出手段が備えられていて、これらの走査位置情報
、走査時間情報により手動走査エリア信号を得て、画像
素示を行うという構成をとっている。

請求項３記載の二次元赤外線撮像装置では、さらに加え
て、走査情報検出手段が、一方向と直交する方向の走査
の走査開始信号と走査終了信号を出力するようになって
いて、両信号で定まる期間の画像情報で画像を表示する
にあたり、前記期間の間の各走査角度を表す情報を画面
表示するという構成をとるようにしている。

赤外線検出手段の手動移動の形態は特に限定されない。

赤外線検出手段全部が手動移動可能となっていたり、赤
外線検出手段の一部必要部分のみが手動移動可能となっ
ていたり、赤外線検出手段を含む装置全体が手動移動可
能であったりと様々な形態がある。

作用この発明の二次元赤外線撮像装置では、一方向（例えば
、垂直方向）の走査をアレイセンサにより行い、一方向
と直交する方向（例えば、水平方向）の走査は手動で行
うため、従来のような大がかりで高価な走査系が不要と
なる。

また、手動走査のため、水平方向走査の移動がリニアに
はなりにくい傾向があるが、走査位置情報、走査時間情
報で水平エリア信号をつくり、これをもとに画面表示す
れば、これを補うことができる。

更に、手動走査の走査角度情報を画像上に同時に表示す
れば、二次元画像を安定して得ることができる。

実施例以下、この発明にかかる二次元赤外線撮像装置（以下、
単に「撮像装置」と言う）を、その一実施例をあられす
図面を参照しながら詳しく説明する。

第１図は、この発明にかかる撮像装置の一実施例の構成
を模式的にあられ丁。

撮像装置は、赤外線検出手段、水平走査（手動走査）情
報検出手段、信号処理手段、および、画像表示手段を備
えている。

赤外線検出手段は、焦電型赤外線検出素子が複数個一次
元配列されたアレイセンサ１１、駆動モータ１４で駆動
される光チョッパ１５、赤外光学レンズ（結像レンズ）
１６からなる。信号制御手段は、センサドライバー及び
プリアンプ１２、ホトインタラプタ１３、信号処理ユニ
ット１８とからなる。さらに、走査情報検出手段用にレ
ートジャイロ器１７を備えるとともに、画像表示手段用
にモニター１９を備えている。

続いて、この撮像装置による赤外線測定動作を説明する
。

走査開始時点では、赤外光学レンズ１６によりアレイセ
ンサ１１に被写体（視野）２０のエリアＰ１が結像され
ている。一方、入射赤外線は光チョッパ１５により断続
され変調されていて、アレイセンサ１１の各素子では、
第２図にみるように、光チョッパ１５の開閉信号２２に
対応して十〇、−Ｑの電荷信号（赤外線検出信号２３）
が生じている。この電荷信号は被写体２０の対応位置の
温度を示す信号でもある。電荷信号は、信号処理ユニッ
ト１８で演算処理後チョッパ周期毎にデータが更新され
る出力信号（Ｖｏｕｔ）　２４としてモニター１９に適
時に送られることとなる。このようにして、−垂直走査
における画像情報が得られる。

そして、装置を手動で回転させながら、順次、水平方向
走査を進めてゆくのであるが、この場合、赤外光学レン
ズ１６によりアレイセンサ１１に結像すれる被写体（視
野）２０のエリアがＰ１→Ｐ２→Ｐ３・・・ｐｎ→・・
・と順次変わってゆく（Ｐｌは水平視野角０°、・・・
、ｐｎは水平視野角Ｘｎ０）。そして、各エリアＰ２、
Ｐ３・・・、ｐｎ毎に画像情報を得てゆき、結果として
、被写体２０の１画面分の二次元画像情報が得られるこ
ととなる。

なお、第２図にみるように、レートジャイロ器１７から
は走査開始信号ＳＳと走査終了信号ＳＥのある信号が出
力されるが、その間が１走査期間ＴＸであることはいう
までもない。

一方、レートジャイロ器１７からは、水平手動走査に伴
い、走査時間、走査角度（走査位置）の信号２１が信号
処理ユニット１８に送り出されてきており、これから水
平走査エリア信号を得ている。

得られた一画面分の画像情報を、単純に垂直方向走査毎
に時間順次に表示すると、もともと水平手動走査速度が
一定でなく、１画面走査時間（ＴＸ）間の水平視野角（
（７〜Ｘｎ’）がリニアな表示にならない。そのため、
第３図の被写体の温度分布を表す表示画像にみるように
、走査角度情報と走査時間情報の画情報２１を走査角度
に走査時間を時刻付けしたかたちで対応する位置に表示
し、水平視野角がリニアでない状態を補うようにする。

この他、走査位置信号と走査時間信号から、水平視野角
（０８〜）（ｎ’）がリニアな状態の高度な画像表示が
できるような水平走査エリア信号を得る機能が信号処理
ユニットに備わっているようであってもよい。

なお、第３図の被写体の温度分布を表す表示画像では、
各焦電型赤外線検出素子８１〜Ｓｎの配列方向を垂直走
査方向に取って、エリアＰ１〜Ｐｎの配列方向を水平走
査方向に取り、各素子８１〜Ｓｎの出力信号（Ｖｏｕｔ
　）を高さ（Ｚ）方向に取るようにして表示したもので
ある。そして、走査開始信号ＳＳと走査終了信号ＳＥの
ある信号の間が１走査期間Ｔｘであるが、走査角度を示
す目盛りＸ’ｌ　　Ｘ”ｌ　・・・・・・が１走査期間
ＴｘＱ間に入るように表示されている。

この発明は、上記実施例に限らない。例えば、画像表示
手段を備えておらず、画像表示手段と接続可能なようで
あってもよい。

また、水平手動走査が回転移動でな（、平行移動により
なされるようであってもよい。

発明の効果以上に述べたように、請求項１〜３記載の二次元赤外線
撮像装置は、犬がかりで高価な走査系が要らないため、
簡潔な構成の安価な実用的装置である。

請求項２．３記載の二次元赤外線撮像装置では、加えて
、手動走査の不安定性が補償されるため、より実用的で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にかかる二次元赤外線撮像装置の一
実施例の構成を模式的にあられす概略図、第２図は、こ
の装置の各部の信号波形図、第３図は、この装置で作成
される温度分布の表示画像をあられす概念図、第４図は
、従来の二次元赤外線撮像装置の要部構成を模式的にあ
られす概略図である。１１・・・リニアセンサ、１２・・・センサドライハー
オよびプリアンプ、１３・・・ホトインタラプタ、１５
・・・光チョッパ、１６・・・赤外光学レンズ、１７・
・・レートジャイロ器、１８・・・信号処理ユニット、
１９・・・モニター、２０・・・センサ視野（被写体）
、２１・・・走査時間、走査角度信号、２２・・・チョ
ッパ開閉信号、信号、２４・・・出力信号。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）焦電型赤外線検出素子が複数個一次元配列された
アレイセンサを有する赤外線検出手段を備え、この検出
手段が前記検出素子の配列方向と直交する方向に手動移
動可能となっていて、被写体における一方向の走査が前
記アレイセンサによりなされ、前記一方向と直交する方
向の走査が前記赤外線検出手段の手動移動によりなされ
て前記被写体の二次元画像情報が得られるようになって
いる二次元赤外線撮像装置。
（２）赤外線検出手段の走査位置、走査時間を検出する
手動走査情報検出手段が備えられていて、これらの走査
位置情報、走査時間情報により手動走査エリア信号を得
て、画像表示を行うようにする請求項１記載の二次元赤
外撮像装置。
（３）走査情報検出手段が、一方向と直交する方向の走
査の走査開始信号と走査終了信号を出力するようになっ
ていて、両信号で定まる期間に得られた画像情報で画像
を表示するにあたり、前記期間の間の各走査角度を表す
情報を表示するようにする請求項２記載の二次元赤外線
撮像装置。