JPS6390280A

JPS6390280A - 画像伝送装置

Info

Publication number: JPS6390280A
Application number: JP61234542A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Uwazumi; 好章上住
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1988-04-21
Anticipated expiration: 2009-02-23
Also published as: JPH0614742B2

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〕この発明はプラント等における動変位検出対象物の画像
を光学的に検出および処理して伝送する画像伝送装置に
関する。

〔従来の技術〕

第５図は従来の画像伝送装置を示すブロック接続図であ
シ、図において、１は検出対象物、２は検出対象物１上
の輝点、３は前記輝点２の能の位置、４はテレビカメラ
、５はビデオ信号生成装置、６はビデオ信号、７はＸ−
Ｙ　トラッカ装置、８は制御用出力信号、９はモニタ用
テレビ装置ｉ２である。

次に動作について説明する。検出対象物１は図示しない
駆動機構によシ駆動され、このため検出対象物１上の輝
点２は他の位置３との間を往復する二位置を有する。制
御上の目的から輝点２が図示位置又は他の位置３の何れ
にあるかの検出が要請されている。検出対象物１の像は
、テレビカメ２４およびビデオ信号生成装置５を経て、
ビデオ信号６とな）、この信号がＸ−Ｙ）ラッカ装置７
に入力される。Ｘ−Ｙ　）ラッカ装置７は一種の画像信
号処理装置であって、入力であるビデオ信号中で輝点２
が最高のピーク値を示すので、この値を弁別し、Ｘ軸及
びＹ軸上のそれぞれの位置に対応するアナログ信号とし
ての制御用出力信号８を得るとともに、検出状況など周
囲状態の確認がモニタ用テレビ装置を通じて画像として
視認できるとともに、制御用出力信号８を図示しない制
御装置において処理し、検出物体の位置も検出できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の動変位検出装置は以上のように構成されているの
で、検出器としてテレビカメラを用いなければならず、
画像信号などの信号線以外に、カメラ給電用の電源線を
必要とし、またカメラ内部に電子部品を多数使用するた
め、プラント現場などでの苛酷な周囲条件に対しては必
ずしも耐えられず、ま九、電磁雑音にも弱いなど、プラ
ント現場で安定した動作、特性を得るには種々の制約が
あるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、プラント現場などでの苛酷な周囲条件にも耐
えて、画像を中心とした各種データの検出およびを安定
に行なうことができる動変位検出装置を持った画像伝送
装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる画像伝送装置は、光分岐回路で分岐し
た複数の光パルスを光源として、動変位する検出対象物
を光ファイバ束の受光面に結像し、この受光面に得られ
た各党パルスの画像信号を第１の光遅延回路によって所
定時間ずつ遅延させ、これらの遅延した各画像信号を第
１の光合流口路によシ合成して光パルス列の画像信号を
得て、これらの光パルス列をそれぞれ各１の信号として
、第２の光遅延回路によって所定時間ずつ遅延させ、こ
の遅延した各信号を第２の光合流口路において合成し、
この合成した光パルス列を信号処理手段によって、所定
のビデオ信号に変換処理するように構成したものである
。

〔作　用〕

この発明における検出対象物を撮像する光ファイバ束は
、従来のテレビカメラに代えて用いられるため、雑音の
侵入なく、シかもプラントなどの設備条件に影響されず
に、撮像画像を高感度で得るとともに、各光ファイバの
光パルスの画像信号を光合流口路で合成した後は、１本
の出力光ファイバにて、遠隔の信号処理用制御装置に伝
送出力し、多数点の検出を検出対象物の性状に応じて行
なうように作用する。また、この発明における第１、第
２の光遅延回路は、光ファイバ束の１本１本から得た光
パルスの画像信号であるオン・オフ信号のほか、その光
パルスのレベルが連続的に変化するアナログ信号をも情
報として処理し、画像のハーフトーンを再現するように
作用する０〔実施例〕以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１１は検出対象物、１２ａはこの検出対象
物１１の一方の位置、１２ｂは他方の位置である。１３
は画像検出端、１４は検出対象物を光ファイバ束の受光
面に結像させる結像手段たる対物レンズ、１５は光ファ
イバ束によりｅ成された受光面、１６は照射光導光用光
ファイバ、１７は同期信号発生用光ファイバ、１８−１
．１８−２　。

・・・、１８−１００は検出信号伝送用光ファイバ、１
９−０　。

１９−１．１９−２．・・・、　１９−１００は光遅延
回路、２ｏは光合流口路、２１は出力光ファイバである
。また、２２．２３は入出力光ファイバ１６．２１にお
ける入出力光信号の波形を模式的に示している。

第２図は第１図にて示した画像検出端１３を含む全体構
成を示すものである。同図において、２４はプラント現
場におかれた分岐用筐体、２５は光分岐回路、１６−１
．１６−２　、・・・、１６−１０はそれぞれ第１図に
示す照射光導光用光ファイバ１６に対応する入力信号用
光ファイバ、１３−１．１３−２　、・・・、１３〜１
０は第１図に示す画像検出端１３に対応する画像検出端
、２１−１．２１−２　、・・・、２１−１０は第１図
に示す出力光ファイバ２１にそれぞれ対応する出力光フ
ァイバ、２６−１．２６−２　、・・・、２６−１０は
光遅延回路、２７は光合流回路、２８は分岐用筐体２４
への入力光ファイバ、２９は同じく出力用光ファイバで
ある。また、３０は信号処理手段としての制御装置、３
１はレーザダイオードによる断続光源、４１は光電変換
器、４２はフリース／パラレル変換回路、４３−１−１
　＄４３−１−２　、・・・、４３−１−１００．・・
・、４３−１０−１００はそれぞれ画像メモリ、４４は
ビデオ信号生成回路、４５はモニタ用テレビ装置である
。第３図はモニタ用テレビ装置４５の表示例を示し、第
３図（ａ）は全体表示イメージ、第３回部）は１個の検
出端１３に対応する詳細表示イメージ、第３図（ｃ）は
第３図（ｂ）に対応した検出対象物１１の受光面１５に
おける結像の位置関係を示している。

次に、この実施例の動作を説明する。第２図における断
続光源３１はパルス的に変調された可視光もしくは赤外
光を発光する。この光の波長を決定するにアタっては、
信号伝送用の各党ファイノ（２８，１６−１・・・１６
−１０．２１−１・・・２１−１０．２６−１・・・２
６−１０゜２９の伝送特性が考慮される。断続光源３１
のパルス変調の周期は１？ｒＩｓｅｃであシ、パルスデ
ューティは極めて小さく選定される。この光線は光ファ
イバ２８に導かれてプラント現場へ至シ、そこに設置さ
れた分岐筐体２４内の光分岐回路２５によって、１０個
の画像検出端１３−１．１３−２　、・・・、１３−１
０に至る光ファイバ１６−１．１６−２　、・・・、１
６−１０に分けられ、この画像検出端１３−１・・・１
３−１０を通過した光出力が、それぞれ出力光ファイバ
２１−１．２１−２　、・・・、２ｌ−ＩＯＫ現われる
。

次に、各画像検出端１３−１・・・１３−１０における
動作を、第１図を参照して説明する。第１図における画
像検出端１３は第２図における画像検出端１３−１．１
３−２　、・・・、１３−１０の何れかに相当するが、
簡単のためサフィックスを除去し付番している。

分岐された光パルス信号２２は、照射光導光用光ファイ
バ１６を経由して、検出対象物１１および同期信号発生
用光ファイバ１７を照射する。まず、同期信号発生用光
ファイバ１７にて受信された光パルス信号は、光遅延回
路１９−０によって遅延時間τ０なる遅延を受けたのち
、光合流回路２０へ到達する。次に、検出対象物１１に
照射された光パルスは、検出対象物１１の形状に対応す
る濃淡パターンに変えられたのちに、対物レンズ１４を
通じて受光面１５において結像する。受光面１５は縦横
それぞれ１０本、計１００本の光ファイバ束（画素）に
よ多構成されておシ、分離された各々１本毎の光ファイ
バ１８−１．１８−２　、・・・、１８−１００にそれ
ぞれ接続された光遅延回路１９−１．１９−２　、・・
・、１９−１００を経由して、前記光合流回路２０へ到
達する。光合流回路２０に接続される光ファイバ束は、
例えば特開昭５９−４２５３号公報等に開示されたもの
と同様の光信号入力回路端末を構成している。すなわち
、光遅延回路１９−１．１９−２　、・・・、　１９−
１００の遅延時間をτｌ、τ２．・・・、τ１００とす
れば、τ。〈τｌ　ｌｒｌ　ｍ・・・、τ！（資）　　
　・・・・・・（１）が成立している。ここに、τ０は
光遅延回路１９−０の遅延時間である。光合流回路２０
の出力には光ファイバ２１が接続され、検出された画像
信号は光パルス列となって、この光ファイバ２１を通過
する。つまシ、第１図に模式的に図示されるように、入
力された１個の光パルス信号２２に対応して光パルス列
２３が生成される。このような光パルス列が生成される
理由は、光遅延回路１９−１゜１９−２．・・・、　１
９−１００の有する遅延時間がそれぞれ異なるためであ
るが、このメカニズムは上記公報に述べられているので
省略する。ただし、接点信号のオン・オフのみを取扱っ
た上記例とは異なυ、この発明においては、光パルス列
の強度にも着目している。すなわち、画像信号の濃淡に
応じて、出力パルス列２３に模式的に示すように、その
強度が順次具なっているが、本実施例においては、この
ような連続的アナログ信号をも信号情報として取扱うよ
うにし、画像におけるハーフトーンをも再現できるよう
考慮した。

さて、以上の説明によって、第２図における元ファイバ
２１−１．２１−２　、・・・、２１−１０において光
パルス列が検出出力として得られることが判明した。

この光パルス列を１個のパルスとして扱い、再度上記公
報に開示された技術を適用したものが、光遅延回路２６
−１．２６−２　、・・・、２６−１０および光合流回
路２７よシなる構成であって、このような適用を行うこ
とによシ、合計１００Ｘ１０＝１０００点の光信号入力
回路端末を構成し、光ファイバ２９には前記１０００点
に対する光パルス信号列が流れることとなる。この光パ
ルス列信号は制御装置３０に到来すると、直ちに光電変
換器４１によって相対応する電気パルス列に変換される
。この電気的パルス列はフリース／パラレル変換回路４
２によって画像検出端１３−１．１３−２　、・・・、
１３−１０上の受光面に対する個々の光ファイバの全て
、即ち１００Ｘ１０＝１０００本の光ファイバに対応す
る信号に変換されたうえ、それぞれの検出端に対応して
まとめられた画像メモリ回路４３−１−１．４３−１−
２　、・・・、４３−１−１００゜４３−２−１．４３
−２−２　、・・・、４３−２−１００．４３−１０−
１．４３−１０−２．・・・、４３−１０−１００へ入
力される。これらの画像メモリ回路のそれぞれはＡ／Ｄ
変換器を具備し、　ておシ、必要なビット数、ここでは
各４ビツトずつを充当して、検出した画像信号が単なる
オン−オフ信号（明点・暗点）ではなく、中間濃度をも
ふくめてメモリされるようになっているとともに、断続
光源３１のパルス変調周期、すなわち１ｍ５ｅｃごとに
毎回リフレッシュされている。ビデオ信号生成回路４４
は前記の画像メモリ回路４３−１−１・・・４３−１０
−１００の出力をスキャンニングし、画像各検出端１３
−１．１３−２　、・・・、１３−１０に対応する位置
関係を復元し、ビデオ信号に変換し、これによってモニ
タ用テレビ装置４５にて表示される。また、図示はして
いないが、前記メモリ回路４３−１−１．４３−１−２
．−・・の内容を比較することによ少、検出対象物１１
が位置１２ａ、１２ｂの何れにあるかなどの制御用信号
が容易に得られることは云うまでもない。

この発明の特徴を更に説明するために、第３図を援用す
る。第３図缶）はモニタ用テレビ装置４５における表示
イメージを示し、１０個の区画の中に検出対象物１１の
方向が表示されている。第３図缶）は１個の区画の表示
詳細であって、図示のように１００個の画素によって検
出対象の状況が濃淡パターンにて表示されている。第３
図（ｅ）は第３図缶）の表示に対応する受光面１５上の
画素区分と結像との位置関係を示すものであって、画素
区分への関わシ方の大小が濃淡信号に変換される様子を
示している。

正常な状態では検出対象物１１が位置１２ａあるいは１
２ｂの何れにあるか、という合計２６：ｔの情報で十分
であるが、異常時、たとえばいずれの信号も到来しない
時や、２６：ｔの双方の信号が到来し、判断が出来ない
時には、第３図缶）に例示するような画像を表示するこ
とによシ、周辺状況が一目で判明する。このような場合
に、従来のＸ−Ｙトラッカのような通常のテレビ方式の
画像は不要であシ、第３図（ｂ）に示す１００画素程度
の画像で十分である。また、Ｘ−Ｙ）ラッカであれば、
第５図に示すように、テレビカメ２４の１台毎に信号線
および図示しない電源線を必要とするが、この発明にお
いては、１０個の画像検出端に対してプラント現場設置
の分岐用筐体２４までは僅か２芯の光ファイバ２８．２
９のみでよく、線芯数の節減、ひいては工事費の軽減を
はかることができる。

つぎに、この発明の他の実施例を説明する。第４図は第
２図に対応する画像検出端の他の実施例を示すものであ
って、第２図と異なる構成は光分岐器２０Ａおよび１本
ごとの照射光導光用光ファイバ１８Ａ−１＃１８Ａ−２
、・・・、　１８Ａ−１００を設けた点である。

これによれば、照射光導光用光ファイバ１６によシ導か
れる光パルス信号２２は、まず、光分岐器２０Ａによっ
て同期信号発生用光ファイバ１７と１本ごとの照射光導
光用光ファイバ１８Ａ−１，１８Ａ−２゜・・・、１８
Ａ−１００に分岐される。そして、例えば光ファイバ１
８Ａ−１は光ファイバ１８−１と、光ファイバ１８Ａ−
２は光ファイバ１８−２と、それぞれ空間を通して光学
的に結合しておシ、同様にして光ファイバ１８Ａ−１０
０と１８−１００１でか対応づけられている。この間を
、検出対象物１１である遮光物体が通過してゆくことに
より、順次、光ファイバ１８Ａ−１，１８Ａ−２、・・
・、　１８Ａ−Ｚｏｏからの光が遮光される。断続光源
３１の光パルス周期が十分早く、マた、それぞれの光フ
ァイバのピッチが等間隔であれば、メモリ４３−１−１
．４３−１−２　、・・・１等を順次チェツクすること
によシ、上記遮光物体の速度を検出することができる。

また、遮光物体は必ずしも光線を完全に遮断するもので
なくともよい。このように、受光面の形状、もしくは照
射光源の形状を検出対象物１１の特性に応じて自由に変
形し、最適の検出器を構成できるのも、この発明の特徴
である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、検出対象物を撮像す
る光ファイバ束を、従来の電子部品を備えたテレビカメ
ラに代えて用いるようにしたので、雑音の侵入がなく、
プラントなどの設備条件に影響されずに１撮像画像を高
密度で得ることができるとともに、各光ファイバの光パ
ルスの画像信号は光合流回路で合成した後は、１本の出
力光ファイバで、遠隔の信号処理用制御装置に伝送出力
でき、多数点の検出を検出対象物の性情に応じて行うこ
とができるものが得られる効果がある。また、光パルス
のレベルが連続的に変化するアナログ信号を処理するこ
とによって、画像のノ・−フトーンを再現できるものが
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による画像伝送装置の画像
検出端を示すブロック接続図、第２図は画像伝送装置の
ブロック接続図、第３図はモニタ用テレビ装置の表示例
を示す図、第４図は画像検出端の他の実施例を示すブロ
ック接続図、第５図は従来の画像伝送装置のブロック接
続図である。１１は検出対象物、１３は画像検出端、１５は受光面、
１８−１〜１８−１００は光ファイバ、１９−０〜１９
−１００は第１の光遅延回路、２０は第１の光合流回路
、２６−１〜２６−１０は第２の光遅延回路、２７は第
２の光合流回路、３０は制御装置（信号処理回路）。なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。特許出願人　　三菱電機株式会社 −、ｎ罰第３図（ｂ）忙）手続補正書（自発）１□オ。６イ、１．八６Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源からの光パルスを分岐する光分岐回路と、こ
の光分岐回路で分岐した複数の光パルスを光源として、
動変位する検出対象物を光ファイバ束の受光面に結像さ
せる結像手段、上記受光面から上記光ファイバ束を介し
て得られる各光パルスの画像信号を所定時間ずつ遅延さ
せる第１の光遅延回路およびこの遅延した各光パルスの
画像信号を合流して光パルス列の画像信号を合成する第
１の光合流回路をそれぞれ有する複数の画像検出端と、
これらの複数の画像検出端がそれぞれ出力する光パルス
列を各１の信号として、これらの各１の信号を所定時間
ずつ遅延させる第２の光遅延回路と、この遅延した各信
号を合流して光パルス列の画像信号を合成する第２の光
合流回路と、この第２の光合流回路で合成した光パルス
列を所定のビデオ信号に変換処理する信号処理手段とを
備えた画像伝送装置。
（２）光パルス列の画像信号は、ハーフトーンの再現が
可能な、レベルが異なる光パルスからなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の画像伝送装置。