JPH08340484A - 赤外線撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 常に適正な表示を自動的に行うことができ、
見やすい映像を得ることができる赤外線撮像装置を提供
する。 【構成】 赤外線検知器１と、被写体の映像を表示する
ための表示器７と、検知器１の出力信号のゲイン及び黒
レベルのオフセット量を制御して表示器７に出力するゲ
イン制御部５及びレベル制御部６と、ゲイン及び黒レベ
ルのオフセット量を検知器１の出力信号に基づいて演算
し、ゲインを表わす制御信号及び黒レベルのオフセット
量を表わす制御信号を制御部５及び６に出力する演算部
４とを備えた赤外線撮像装置において、検知器１の出力
信号のうち、飽和出力及びゼロ出力を検出し、その検出
した出力を除く出力のみを演算部４へ出力させる出力選
択部８とを有する。演算部４は、飽和出力及びゼロ出力
を除く出力信号のみに基づいてゲイン及び黒レベルのオ
フセット量を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被写体から放射され
る赤外線を検出してその温度分布を示す映像を得る赤外
線撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の赤外線撮像装置としては、例えば
図３に示すようなものが知られている。この赤外線撮像
装置は、被写体から放射される赤外線を受光して電気信
号に変換する赤外線検知器３１を備えている。この検知
器３１は２次元的に配置された複数の検知素子を有し、
各検知素子からの出力信号が全ての受光領域（全出力レ
ンジ）にわたって時系列的に（順次）出力される。検知
器３１からの出力信号は、プリアンプ３２で前置増幅さ
れた後、信号処理部３３によって前記各検知素子の感度
補正や、温度換算等の信号処理がなされる。この信号処
理部３３からの出力信号が入力される演算部３４は、検
知器３１で受光した赤外線像（被写体像）の温度分布を
示す映像を表示器３７で表示させるためのゲイン及び黒
レベルのオフセット量を決定し、ゲインを表す制御信号
をゲイン制御部３５へ、黒レベルのオフセット量を表す
制御信号をレベル制御部３６へそれぞれ出力する。ゲイ
ン制御部３５は前記制御信号によって信号処理部３３か
らの出力信号のゲインを調整し、レベル制御部３６は前
記制御信号によって信号処理部３３からの出力信号の黒
レベルのオフセット量を調整する。ゲイン及び黒レベル
のオフセット量が調整された信号（映像信号）が表示器
３７に入力されと、表示器３７が検知器３１で受光した
赤外線像の温度分布を示す映像を表示する。

【０００３】前記演算部３４では、信号処理部３３から
の出力信号に基づき、検知器３１で受光した赤外線像の
輝度分布の幅を演算し、この幅に応じてゲインを決定す
る。すなわち、その輝度分布の幅が小さければ大きなゲ
インの制御信号を、その幅が大きければ小さなゲインの
制御信号を出力する。具体的には、演算部３４は前記輝
度分布の幅を演算するために図４又は図５に示すような
回路を有している。図４に示す回路では、信号処理部３
３からの出力信号の最小値を最小値検出回路４１で、そ
の最大値を最大値検出回路４２でそれぞれ検出し、その
差を減算器４３で検出して前記輝度分布の幅を算出す
る。図５に示す回路では、信号処理部３３からの出力信
号の輝度分布の分散値を分散値演算回路５０で演算し、
この分散値から前記輝度分布の幅を算出する。

【０００４】また、前記演算部３４では、信号処理部３
３からの出力信号に基づき、検知器３１で受光した赤外
線像全体の輝度の平均値を図６に示す平均値算出回路６
０によって演算し、その平均値が中心のグレイレベルに
なるように黒レベルのオフセット量を決定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、検知器３１からの出力信号に飽和出力やゼ
ロ出力が含まれていると、測定対象である被写体（例え
ば、人体）の温度分布を示す映像を表示器３７で適正に
表示することができないという問題がある。

【０００６】この問題について図７を参照して詳しく説
明する。図７は、検知器3 １の各検知素子から出力され
る出力信号のレベルを横軸で示し、横軸で示す出力信号
レベルの度数（検知素子の数）を縦軸で示したヒストグ
ラフである。この図７において、飽和出力は、検知器３
１で受光した赤外線像に太陽のように非常に輝度の高い
部分が含まれている場合に、その太陽部分からの赤外線
を受光した各検知素子から出力される信号のレベルを示
している。同図において、ゼロ出力は、前記赤外線像に
空が含まれている場合に、その空部分からの赤外線を受
光した各検知素子から出力される信号のレベル（ゼロレ
ベル）を示している。また、同図において、範囲Ａは、
前記赤外線像に含まれている測定対象である被写体自体
からの赤外線を受光した各検知素子から出力される信号
のレベルの範囲（表示したい範囲）を示している。

【０００７】検知器３１からの出力信号に図７で示すよ
うに飽和出力やゼロ出力が含まれている場合、前記演算
部３４により演算される輝度分布の幅が広くなるため
に、その幅に応じて演算部３４により決定されるゲイン
が表示したい範囲Ａに対して小さすぎてしまい、その範
囲Ａが表示器３７で表示されたときに非常に見にくくな
ってしまう。また、この場合において、演算部３４によ
り演算される前記輝度の平均値が図７で示すように表示
したい範囲Ａよりも高い値となってしまうために、範囲
Ａの部分が中心のグレイレベルになるように適正な黒レ
ベルのオフセット量を得ることができず、範囲Ａが表示
器３７で表示されたときに非常に見にくくなったり、見
えなくなってしまう。

【０００８】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、その課題は常に適正な表示を自動的に行う
ことができ、見やすい映像を得ることができる赤外線撮
像装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明に係る赤外線撮像装置は、被写体
から放射される赤外線を受光して電気信号に変換する赤
外線検知器と、前記被写体の映像を表示するための表示
器と、前記検知器の出力信号のゲイン及び黒レベルのオ
フセット量を制御して前記表示器に出力する制御手段
と、前記ゲイン及び前記黒レベルのオフセット量を前記
検知器の出力信号に基づいて演算し、前記ゲインを表わ
す制御信号及び前記黒レベルのオフセット量を表わす制
御信号を前記制御手段に出力する演算手段とを備えた赤
外線撮像装置において、前記演算手段は、入力した前記
検知器の出力信号のうち、少なくとも飽和出力及びゼロ
出力の一方を除いた出力のみに基づいて前記ゲイン及び
前記黒レベルのオフセット量を演算する。

【００１０】請求項２記載の発明に係る赤外線撮像装置
は、前記演算手段は、前記ゲインと前記黒レベルのオフ
セット量とを演算する演算部と、前記演算部へ出力され
る前記検知器の出力信号のうち、少なくとも飽和出力及
びゼロ出力の一方を検出し、その検出した出力を除く出
力のみを前記演算部へ出力させる出力選択手段とを有す
る。

【００１１】

【作用】請求項１記載の赤外線撮像装置では、演算手段
は、入力した赤外線検知器の出力信号のうち、少なくと
も飽和出力及びゼロ出力の一方を除いた出力のみに基づ
いて前記検知器の出力信号のゲイン及び黒レベルのオフ
セット量を演算するので、常に適正なゲイン及び黒レベ
ルのオフセット量が自動的に得られ、ゲイン及び黒レベ
ルのオフセット量の自動調整が適正になされる。

【００１２】

【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１３】図１はこの発明の一実施例に係る赤外線撮
像装置を示している。この赤外線撮像装置は、測定対象
である人体等の被写体から放射される赤外線を検出して
その温度分布を示す映像を得るものである。

【００１４】赤外線撮像装置は、被写体から放射される
赤外線を受光して電気信号に変換する赤外線検知器（以
下、単に検知器という）１を備えている。この検知器１
は２次元的に配置された複数の検知素子を有する赤外線
検知素子アレイであり、各検知素子からの出力信号が全
ての受光領域（全出力レンジ）にわたって時系列的に
（順次）出力される。

【００１５】赤外線撮像装置は、さらに、検知器１から
の出力信号を前置増幅するプリアンプ２、プリアンプ２
からの出力信号について前記各検知素子の感度補正や、
温度換算等の信号処理を行う信号処理部３、演算部４、
ゲイン制御部５、レベル制御部６、及び表示器７を有す
る。

【００１６】演算部４は、検知器１で受光した赤外線像
（被写体像）の温度分布を示す映像を表示器７で表示さ
せるためのゲイン及び黒レベルのオフセット量を決定
し、ゲインを表す制御信号をゲイン制御部５へ、黒レベ
ルのオフセット量を表す制御信号をレベル制御部６へそ
れぞれ出力するようになっている。すなわち、演算部４
は、信号処理部３からの出力信号に基づき、検知器１で
受光した赤外線像の輝度分布の幅を図４又は図５に示す
上記回路によって演算し、その幅に応じてゲインを決定
する。また、演算部４は、信号処理部３からの出力信号
に基づき、検知器１で受光した赤外線像全体の輝度の平
均値を図６に示す上記平均値算出回路６０によって演算
し、その平均値が中心のグレイレベルになるように黒レ
ベルのオフセット量を決定する。

【００１７】ゲイン制御部５は、演算部４から出力され
るゲインを表す制御信号によって信号処理部３からの出
力信号のゲインを調整するものである。レベル制御部６
は、演算部４から出力される黒レベルのオフセット量を
表す制御信号によって信号処理部３からの出力信号の黒
レベルのオフセット量を調整するものである。

【００１８】表示器７は、ゲイン制御部５及びレベル制
御部６によってゲイン及び黒レベルのオフセット量がそ
れぞれ調整された信号（映像信号）が入力されると、検
知器１で受光した赤外線像の温度分布を示す映像を表示
するようになっている。

【００１９】赤外線撮像装置は、さらに、演算部４へ出
力される信号処理部３の出力信号のうち、図７に示す前
記飽和出力及びゼロ出力を検出し、その検出した出力を
除く出力信号のみを演算部４へ出力させる出力選択部
（出力選択手段）８を有している。

【００２０】出力選択部８は、飽和、ゼロ出力検出部
（以下、単に検出部という）８１と、信号処理部３の出
力端子と演算部４の入力端子とを接続する配線に設けら
れたスイッチ８２とを有する。

【００２１】検出部８１は、図２に示すように、コンパ
レータ８３、８４と、オア回路８５とを有する。コンパ
レータ８３の一方の入力端子には上限値（飽和出力値）
が入力されており、その他方の端子には前記信号処理部
３の出力信号が入力されている。これによって、コンパ
レータ８３は、信号処理部３から図７に示す前記飽和出
力の信号が出力されたときに動作状態となってＨレベル
の信号をオア回路８５へ出力する。一方、コンパレータ
８４の一方の入力端子には下限値（ゼロ出力値）が入力
されており、その他方の入力端子には信号処理部３の出
力信号が入力されている。これによって、コンパレータ
８４は、信号処理部３から図７に示す前記ゼロ出力の信
号が出力されたときに動作状態となってＨレベルの信号
をオア回路８５へ出力する。

【００２２】スイッチ８２は、前記オア回路８５からＨ
レベルの信号が出力されるとオフ状態になり、オア回路
８５からＬレベルの信号が出力されるとオン状態になる
ように構成されている。

【００２３】次に、上記構成を有する一実施例に係る赤
外線撮像装置の動作を説明する。

【００２４】測定対象である人体等の被写体から放射さ
れる赤外線が検知器１で受光されると、検知器１から、
その各検知素子で光電変換された電気信号が全ての受光
領域（全出力レンジ）にわたって時系列的に（順次）出
力される。検知器３１からの出力信号は、プリアンプ２
で前置増幅された後、信号処理部３によって前記各検知
素子の感度補正や、温度換算等の信号処理がなされる。

【００２５】検知器１からの出力信号に前記飽和出力や
ゼロ出力の信号が含まれている場合において、信号処理
部３から飽和出力及びゼロ出力以外の信号が検出部８１
に出力されるときには、コンパレータ８３、８４の出力
が共にＬレベルであり、オア回路８５の出力もＬレベル
であり、スイッチ８２がオン状態になるので、信号処理
部３からの出力信号がスイッチ８２を介して演算部４に
入力される。

【００２６】これに対し、上記場合において、信号処理
部３から飽和出力の信号が検出部８１に出力されると、
コンパレータ８３の出力がＨレベルになり、オア回路８
５の出力もＨレベルになるので、スイッチ８２がオフ状
態になる。また、信号処理部３からゼロ出力の信号が検
出部８１に出力されると、コンパレータ８４の出力がＨ
レベルになり、オア回路８５の出力もＨレベルになるの
で、スイッチ８２がオフ状態になる。このように、信号
処理部３から飽和出力又はゼロ出力の信号が検出部８１
に出力されると、スイッチ８２がオフ状態になるので、
信号処理部３から出力される飽和出力の信号及びゼロ出
力の信号は演算部４に入力されない。

【００２７】このようにして、信号処理部３からの出力
信号のうち、飽和出力及びゼロ出力を除いた信号のみが
スイッチ８２を介して演算部４に入力される。これによ
って、演算部４は、信号処理部３からの出力信号のう
ち、飽和出力及びゼロ出力を除いた信号のみに基づき、
検知器１で受光した赤外線像（被写体像）の温度分布を
示す映像を表示器７で表示させるためのゲイン及び黒レ
ベルのオフセット量を決定し、ゲインを表す制御信号を
ゲイン制御部５へ、黒レベルのオフセット量を表す制御
信号をレベル制御部６へそれぞれ出力する。ゲイン制御
部５は前記制御信号によって信号処理部３からの出力信
号のゲインを調整し、レベル制御部６は前記制御信号に
よって信号処理部３からの出力信号の黒レベルのオフセ
ット量を調整する。ゲイン及び黒レベルのオフセット量
が調整された信号（映像信号）が表示器７に入力され
と、表示器７が検知器１で受光した赤外線像の温度分布
を示す映像を表示する。

【００２８】上記一実施例によれば、信号処理部３から
の出力信号のうち、飽和出力及びゼロ出力を除いた信号
のみに基づいてゲイン及び黒レベルのオフセット量を演
算するので、常に適正なゲイン及び黒レベルのオフセッ
ト量が自動的に得られ、ゲイン及び黒レベルのオフセッ
ト量の自動調整が適正になされる。したがって、常に適
正な表示を自動的に行うことができ、見やすい映像を得
ることができる。

【００２９】上記一実施例において、演算部４と出力選
択部８とにより、信号処理部３の出力信号（検知器１の
出力信号）のうち、飽和出力及びゼロ出力を除いた出力
のみに基づいて前記ゲイン及び前記黒レベルのオフセッ
ト量を演算する演算手段が構成されている。

【００３０】なお、上記一実施例では、飽和、ゼロ出力
検出部８１とスイッチ８２とからなる出力選択部（出力
選択手段）８を演算部４とは別に設けているが、この発
明はこれに限定されない。例えば、出力選択部（出力選
択手段）８の機能を演算部４に持たせることにより、こ
の演算部４自体で前記演算手段を構成するようにしても
よい。この場合には、スイッチ８２が不要となり、構成
が簡単になると共に、接触不良等の故障がなくなる。

【００３１】また、上記一実施例では、飽和出力及びゼ
ロ出力の両方が演算部４に入力されないように構成され
ているが、少なくとも飽和出力及びゼロ出力の一方が演
算部４に入力されないように構成してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明に係る赤外線撮像装置によれば、演算手段は、入力し
た赤外線検知器の出力信号のうち、少なくとも飽和出力
及びゼロ出力の一方を除いた出力のみに基づいて前記検
知器の出力信号のゲイン及び黒レベルのオフセット量を
演算するので、常に適正なゲイン及び黒レベルのオフセ
ット量が自動的に得られ、ゲイン及び黒レベルのオフセ
ットの自動調整が適正になされる。したがって、常に適
正な表示を自動的に行うことができ、見やすい映像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例に係る赤外線撮像装
置を示すブロック図である。

【図２】図２は図１に示す赤外線撮像装置の主要部を示
す回路図である。

【図３】図３は従来の赤外線撮像装置を示すブロック図
である。

【図４】図４は図３の演算部に含まれる一回路例を示す
図である。

【図５】図５は図３の演算部に含まれる一回路例を示す
図である。

【図６】図６は図３の演算部に含まれる一回路例を示す
図である。

【図７】図７はヒストグラスを示す図である。

【符号の説明】

１ 赤外線検知器 ４ 演算部 ７ 表示器 ８ 出力選択部（出力選択手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体から放射される赤外線を受光して
   電気信号に変換する赤外線検知器と、前記被写体の映像
   を表示するための表示器と、前記検知器の出力信号のゲ
   イン及び黒レベルのオフセット量を制御して前記表示器
   に出力する制御手段と、前記ゲイン及び前記黒レベルの
   オフセット量を前記検知器の出力信号に基づいて演算
   し、前記ゲインを表わす制御信号及び前記黒レベルのオ
   フセット量を表わす制御信号を前記制御手段に出力する
   演算手段とを備えた赤外線撮像装置において、 前記演算手段は、入力した前記検知器の出力信号のう
   ち、少なくとも飽和出力及びゼロ出力の一方を除いた出
   力のみに基づいて前記ゲイン及び前記黒レベルのオフセ
   ット量を演算することを特徴とする赤外線撮像装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段は、前記ゲインと前記黒レ
   ベルのオフセット量とを演算する演算部と、前記演算部
   へ出力される前記検知器の出力信号のうち、少なくとも
   飽和出力及びゼロ出力の一方を検出し、その検出した出
   力を除く出力のみを前記演算部へ出力させる出力選択手
   段とを有することを特徴とする請求項１記載の赤外線撮
   像装置。