JPH11308530A - 赤外線熱画像装置 - Google Patents

赤外線熱画像装置

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JPH11308530A
JPH11308530A JP10107411A JP10741198A JPH11308530A JP H11308530 A JPH11308530 A JP H11308530A JP 10107411 A JP10107411 A JP 10107411A JP 10741198 A JP10741198 A JP 10741198A JP H11308530 A JPH11308530 A JP H11308530A
Authority
JP
Japan
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sampling clock
output
infrared
low
pass filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP10107411A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Tsuruoka
一弘 鶴岡
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Nippon Avionics Co Ltd
Original Assignee
Nippon Avionics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被観測物体を高解像度で観測しつつ、熱画像
データのデータ量を抑制する。 【解決手段】 A/D変換器2は、赤外線カメラ1から
出力された熱画像信号CAMをサンプリングクロックC
LKに同期してディジタル化する。サンプリングクロッ
ク発生部6は、赤外線カメラの1水平走査期間中の所定
の期間で高くその他の期間で低くなるようにサンプリン
グクロックCLKの周波数を変化させる。サンプリング
クロックCLKの周波数を変化させることにより、被観
測物体を所定の期間による高解像度で観測しつつ、重要
度が低いその他の期間の解像度を低くすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体から放射され
た赤外線を検出して物体の温度分布を示す熱画像を表示
する赤外線熱画像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、物体から放射された赤外線を
検出して物体の温度分布を示す熱画像を表示する赤外線
熱画像装置が知られている。赤外線熱画像装置を使って
物体の熱解析を行う場合、取得した熱画像データをフレ
キシブルディスクやICカード等の記録媒体に書き込
み、この記録媒体の熱画像データをコンピュータで読み
出して種々の熱解析を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上のような赤外線熱
画像装置を使用した熱解析では、熱画像の解像度を高く
して、より詳細な熱解析ができることが望ましい。しか
し、熱画像の解像度を高くすると、取得した熱画像デー
タのデータ量が増えるため、記録媒体に書き込むことが
できる熱画像の枚数が少なくなってしまうという問題点
があった。本発明は、上記課題を解決するためになされ
たもので、被観測物体を高解像度で観測することがで
き、かつ熱画像データのデータ量を抑制することができ
る赤外線熱画像装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の赤外線熱画像装
置は、請求項1に記載のように、被観測物体から放射さ
れた赤外線を検出する赤外線カメラと、この赤外線カメ
ラの出力信号をサンプリングクロックに同期してディジ
タル化するA/D変換器と、赤外線カメラの1水平走査
期間中の所定の期間で高くその他の期間で低くなるよう
に上記サンプリングクロックの周波数を変化させるサン
プリングクロック発生手段とを有するものである。この
ように、赤外線カメラの1水平走査期間中の所定の期間
で高く同水平走査期間中のその他の期間で低くなるよう
にサンプリングクロックの周波数を変化させることによ
り、被観測物体を所定の期間による高解像度で観測しつ
つ、重要度が低いその他の期間の解像度を低くすること
ができる。
【0005】また、請求項2に記載のように、上記サン
プリングクロック発生手段は、上記赤外線カメラから出
力された外部水平同期信号と水平同期信号とを位相比較
する位相比較器と、位相比較器の出力を平滑化するロー
パスフィルタと、ローパスフィルタの出力に所定の電圧
を加えるバイアス回路と、上記所定の期間でバイアス回
路の出力を選択し、その他の期間でローパスフィルタの
出力を選択して出力するセレクタと、セレクタの出力を
制御電圧とし、この制御電圧に応じた周波数の上記サン
プリングクロックを生成する電圧制御発振器と、サンプ
リングクロックに基づいて上記水平同期信号を生成し、
これを位相比較器に出力する水平同期信号発生器とを備
えるものである。このように、ローパスフィルタの出力
に所定の電圧を加えるバイアス回路を設け、セレクタに
おいて1水平走査期間中の所定の期間、バイアス回路の
出力を選択し、その他の期間でローパスフィルタの出力
を選択することにより、上記所定の期間でサンプリング
クロックの周波数が高くなり、その他の期間でサンプリ
ングクロックの周波数が低くなる。また、請求項3に記
載のように、上記サンプリングクロック発生手段は、上
記ローパスフィルタの出力に互いに異なる電圧を加える
複数の上記バイアス回路を備え、上記セレクタは、ロー
パスフィルタと複数のバイアス回路のうち何れか1つの
出力を選択するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施
の形態を示す赤外線熱画像装置のブロック図である。こ
の赤外線熱画像装置は、入射赤外線の熱エネルギー量を
電気信号に変換する赤外線カメラ1と、赤外線カメラ1
の出力信号をサンプリングクロックCLKに同期してデ
ィジタル化するA/D変換器2と、A/D変換器2から
出力されたディジタルデータを熱画像データに変換する
画像処理部3と、画像処理部3から出力された熱画像デ
ータをアナログ信号に変換するD/A変換器4と、熱画
像を表示するための表示装置5と、赤外線カメラ1の1
水平走査期間中の所定の期間で高くその他の期間で低く
なるようにサンプリングクロックCLKの周波数を変化
させるサンプリングクロック発生部6と、熱画像データ
をフレキシブルディスクに書き込むフレキシブルディス
ク装置7とを有している。
【0007】図示しない被観測物体から放射された赤外
線は、赤外線カメラ1内の光学系(不図示)を通ってカ
メラ1内の赤外線センサ(不図示)に入射する。上記光
学系は、集光レンズ及び赤外線透過フィルタを含み、入
射光のうちの赤外線だけを赤外線センサに集光すると共
に、2次元の熱画像を得るための水平、垂直走査を行
う。こうして、被観測物体の温度を表す出力信号(以
下、熱画像信号と呼ぶ)CAMがカメラ1内の赤外線セ
ンサによって生成される。なお、光学系に機械的な水
平、垂直走査を行わせる代わりに、赤外線センサに2次
元のエリアセンサを用いてもよいことは言うまでもな
い。
【0008】続いて、A/D変換器2は、赤外線カメラ
1から出力された熱画像信号CAMをサンプリングクロ
ックCLKに同期してディジタルデータに変換する。画
像処理部3は、A/D変換器2からのディジタルデータ
を内部のフレームメモリ(不図示)にいったん格納した
後、フレームメモリから読み出したデータを熱画像とし
て表示可能なデータ、すなわち各温度レベルが色で表現
される熱画像データに変換する。
【0009】そして、D/A変換器4は、画像処理部3
から出力された熱画像データをアナログ信号に変換して
表示装置5へ出力する。こうして、被観測物体の温度分
布を示す熱画像が表示装置5の画面に表示される。ま
た、画像処理部3で生成された熱画像データはフレキシ
ブルディスク装置7によってフレキシブルディスクに書
き込まれる。
【0010】次に、サンプリングクロック発生部6の動
作について説明する。図2はサンプリングクロック発生
部6のブロック図、図3はサンプリングクロック発生部
6の動作を説明するためのタイミングチャート図であ
る。赤外線カメラ1からは前述の熱画像信号CAM(図
3(a))と共に、カメラ1の1水平走査期間を示す図
3(b)のような外部水平同期信号EXHDが出力され
る。1水平走査期間中には、熱画像信号CAMが出力さ
れる有効走査期間とこれ以外のブランキング期間とが存
在する。
【0011】位相比較器11は、赤外線カメラ1から出
力された外部水平同期信号EXHDと水平同期信号発生
器17から出力された水平同期信号HDとを位相比較す
る。ローパスフィルタ(以下、LPFとする)12は、
位相比較器11の出力を平滑化する。
【0012】バイアス回路13はLPF12の出力に一
定の電圧V1を加えた値を出力し、バイアス回路14は
LPF12の出力に一定の電圧V2を加えた値を出力す
る(V2>V1)。セレクタ15は、図示しない制御手
段から出力された図3(c),(d)のような切換信号
SEL1,SEL2に従って、LPF12、バイアス回
路13、バイアス回路14の出力のうちの何れか1つを
選択して出力する。
【0013】本実施の形態のセレクタ15は、切換信号
SEL1,SEL2が共に「L」レベルであるとき、L
PF12の出力を選択し、切換信号SEL1が「H」レ
ベルであるとき、バイアス回路13の出力を選択し、切
換信号SEL2が「H」レベルであるとき、バイアス回
路14の出力を選択する。これにより、セレクタ15の
出力、すなわち電圧制御発振器(以下、VCOとする)
16の制御電圧Vcは、図3(e)のような波形とな
る。
【0014】VCO16は、制御電圧Vcに応じた周波
数のサンプリングクロックCLKを生成する。ここで、
制御電圧VcとしてLPF12の出力が選択出力されて
いる図3のT1の期間に比べて、バイアス回路13の出
力が選択されているT2の期間では、制御電圧Vcの値
がV1だけ高くなるので、それに応じてサンプリングク
ロックCLKの周波数が高くなり、バイアス回路14の
出力が選択されているT3の期間では、クロックCLK
の周波数が更に高くなる(図3(f))。つまり、期間
T1,T2,T3におけるサンプリングクロックCLK
の周波数をそれぞれf1,f2,f3とすると、f1<
f2<f3となる。
【0015】水平同期信号発生器17は、サンプリング
クロックCLKに基づいて水平同期信号HDを生成す
る。この水平同期信号発生器17は、例えばサンプリン
グクロックCLKをカウントするカウンタからなるもの
であり、サンプリングクロックCLKを所定のパルス数
(例えば400パルス)だけカウントする度に、水平同
期信号HDとなるパルスを生成するものである。
【0016】上記パルス数は、1水平走査期間中の期間
T1,T2,T3の時間を予め設定した上で決定され
る。つまり、サンプリングクロック発生部6は所謂PL
L回路を構成するものなので、PLLがロックした状態
で、外部水平同期信号EXHDの周波数と水平同期信号
HDの周波数が一致するように上記パルス数が決定され
る。したがって、PLLがロックした状態では、外部水
平同期信号EXHDの周波数と水平同期信号HDの周波
数が一致し、かつこれらの位相が一致する。
【0017】こうして、外部水平同期信号EXHD(熱
画像信号CAM)に同期し、かつ3種類の周波数を有す
るサンプリングクロックCLKを生成することができ
る。このようなサンプリングクロックCLKに同期して
熱画像信号CAMをA/D変換器2でディジタル化すれ
ば、1水平走査期間中にA/D変換器2から出力される
ディジタルデータの時間当たりの画素数は、期間T3で
最も多くなり、期間T1で最も少なくなる。すなわち、
期間T1,T2,T3におけるA/D変換器2の出力デ
ータの時間当たりの画素数をそれぞれN1,N2,N3
とすると、N1<N2<N3となる。
【0018】このデータを画像処理部3で熱画像データ
に変換して、D/A変換器4でアナログ信号に変換して
表示装置5に出力すれば、図4に示す表示装置5の画面
20では、中央部の期間T3で水平方向の解像度が最も
高くなり、期間T2で水平方向の解像度が2番目に高く
なり、期間T1で解像度が最も低くなる。
【0019】従来の赤外線熱画像装置では、一定周波数
のサンプリングクロックで熱画像信号CAMをディジタ
ル化していた。このため、熱画像の解像度を高くするた
めにサンプリングクロックの周波数を高くすると、熱画
像データのデータ量が大幅に増えてしまう。
【0020】これに対し本実施の形態の赤外線熱画像装
置では、熱画像中央部の期間T3の水平方向解像度を最
も高くし、その他の期間T1,T2の水平方向解像度を
低くしているので、中央部に被観測物体が写るようにし
てやれば、被観測物体を高解像度で観測しつつ、重要度
が低い周辺部の解像度を低くすることができ、従来より
も熱画像データのデータ量を抑制することができる。
【0021】なお、本実施の形態では、熱画像の中央部
を所定の期間とし、この期間の水平解像度を最も高くし
ているが、これに限るものではない。ただし、赤外線熱
画像装置の操作者は、通常、被観測物体が熱画像の中央
部に写るようにして観測を行うので、本実施の形態のよ
うな設定が一般的と考えられる。また、本実施の形態で
は、サンプリングクロックCLKの周波数を3種類とし
たが、これに限るものではなく、2種類でもよいし、3
種類以上でもよいことは言うまでもない。この場合は、
所望の種類数から1引いた数だけ印加電圧の異なるバイ
アス回路を設ければよい。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、請求項1に記載のよう
に、赤外線カメラの1水平走査期間中の所定の期間で高
く同水平走査期間中のその他の期間で低くなるようにサ
ンプリングクロックの周波数を変化させるので、上記所
定の期間に被観測物体が写るようにしてやれば、被観測
物体を高解像度で観測しつつ、熱解析にとって重要度が
低いその他の期間の解像度を低くすることができ、従来
よりも熱画像データのデータ量を抑制することができ
る。その結果、記録媒体に書き込む熱画像の枚数を増や
すことができる。
【0023】また、請求項2に記載のように、サンプリ
ングクロック発生手段を位相比較器、ローパスフィル
タ、バイアス回路、セレクタ、電圧制御発振器及び水平
同期信号発生器から構成することにより、サンプリング
クロックの周波数を変化させるサンプリングクロック発
生手段を容易に実現することができる。
【0024】また、請求項3に記載のように、複数のバ
イアス回路を設けることにより、サンプリングクロック
の周波数を3種類以上にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態を示す赤外線熱画像装置
のブロック図である。
【図2】 図1のサンプリングクロック発生部のブロッ
ク図である。
【図3】 サンプリングクロック発生部の動作を説明す
るためのタイミングチャート図である。
【図4】 表示装置の画面を示す図である。
【符号の説明】
1…赤外線カメラ、2…A/D変換器、3…画像処理
部、4…D/A変換器、5…表示装置、6…サンプリン
グクロック発生部、7…フレキシブルディスク装置、1
1…位相比較器、12…ローパスフィルタ、13、14
…バイアス回路、15…セレクタ、16…電圧制御発振
器、17…水平同期信号発生器。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被観測物体から放射された赤外線を検出
    して被観測物体の熱画像を表示する赤外線熱画像装置に
    おいて、 被観測物体から放射された赤外線を検出する赤外線カメ
    ラと、 この赤外線カメラの出力信号をサンプリングクロックに
    同期してディジタル化するA/D変換器と、 赤外線カメラの1水平走査期間中の所定の期間で高くそ
    の他の期間で低くなるように前記サンプリングクロック
    の周波数を変化させるサンプリングクロック発生手段と
    を有することを特徴とする赤外線熱画像装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の赤外線熱画像装置におい
    て、 前記サンプリングクロック発生手段は、前記赤外線カメ
    ラから出力された外部水平同期信号と水平同期信号とを
    位相比較する位相比較器と、 位相比較器の出力を平滑化するローパスフィルタと、 ローパスフィルタの出力に所定の電圧を加えるバイアス
    回路と、 前記所定の期間でバイアス回路の出力を選択し、その他
    の期間でローパスフィルタの出力を選択して出力するセ
    レクタと、 セレクタの出力を制御電圧とし、この制御電圧に応じた
    周波数の前記サンプリングクロックを生成する電圧制御
    発振器と、 サンプリングクロックに基づいて前記水平同期信号を生
    成し、これを位相比較器に出力する水平同期信号発生器
    とを備えるものであることを特徴とする赤外線熱画像装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の赤外線熱画像装置におい
    て、 前記サンプリングクロック発生手段は、前記ローパスフ
    ィルタの出力に互いに異なる電圧を加える複数の前記バ
    イアス回路を備え、 前記セレクタは、ローパスフィルタと複数のバイアス回
    路のうち何れか1つの出力を選択するものであることを
    特徴とする赤外線熱画像装置。
JP10107411A 1998-04-17 1998-04-17 赤外線熱画像装置 Pending JPH11308530A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100365616C (zh) * 2002-12-20 2008-01-30 上海乐金广电电子有限公司 信号处理装置
JP2011146814A (ja) * 2010-01-12 2011-07-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 信号処理装置、及びそれを用いた受信システム、並びに信号処理方法
JP2013002959A (ja) * 2011-06-16 2013-01-07 Fujitsu Ltd 情報処理装置、及び情報処理方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100365616C (zh) * 2002-12-20 2008-01-30 上海乐金广电电子有限公司 信号处理装置
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