JPWO2016088733A1 - 光学式検知装置 - Google Patents

Abstract

検知対象体を正確に検知することができるとともに、製造やメンテナンスのコストを低減するため、フィルタ部３０を介して撮像センサ２０で撮像した画像データをフィルタ部３０を介さずに撮像した場合の画像データ推測値に補正する補正係数ηを決定するとともに、画像データから補正係数ηを用いた補正処理で得られた画像データ推測値とフィルタ部３０を撮像センサ２０の前面から外した状態で前記検知領域を撮像した撮像データとを比較して前記検知対象体の有無を判断する光学式検知装置Ａ。

Description

撮像画像に基づいて空間中のガス等の検知対象体の有無を検知する光学式検知装置に関する。

工場、発電所等では、化学材料又は燃料として多量のガスが用いられている。前記化学材料又は燃料として用いられるガスは、可燃性を有していたり、有毒性を有していたりして、外部に漏れると、大気汚染の原因になったり、火災や爆発事故の原因になったりする。また、毒性が低いとしても、濃度が高くなると、酸素濃度が低下し窒息等の事故につながる場合もある。

前記工場や発電所等のガスを使用する設備では、ガスが流動する配管や装置の日常点検をしっかり行うとともに、ガスを検知する素子を備えたガス漏れ検知器を設置してガス漏れの監視を行っている。しかしながら、前記ガスの特性（比重等）や空間の気流によっては、前記ガス漏れ検知器を複数個設置したとしても前記ガスが前記ガス漏れ検知器に触れずに漏れ続ける場合があり、精度よくガス漏れを検知できない場合がある。

そこで、ガス固有の光学吸収特性を利用した光学式のガス検知装置が提案されている。光学式ガス検知装置では、イメージセンサでガス漏れを検知する空間を撮像し、風景を構成する物体が発生する黒体放射のガスの影響による増減を検知し、ガスの有無を判断する。より詳しく説明すると、フィルタ等を用いてガスに影響される波長（例えば、吸収される波長又はガスから放射される波長）をカットした画像データをイメージセンサで撮像する。そして、フィルタを切り替える又はフィルタを外し、ガスに影響される波長を含む画像データをイメージセンサで撮像する。そして、これら２個の画像データを比較することで、ガスの漏えいを検知する。ここでは、物体表面の温度に基づく放射電磁波のことを黒体放射と呼ぶことにする。

このような、光学式のガス検知装置において用いられるイメージセンサには、冷却型センサと非冷却型センサとがある。冷却型センサは、高速応答で高感度である特性を有しているが、特殊な冷却装置が必要となり、前記冷却型センサを用いる場合、光学式ガス検知装置が複雑になるとともに、大型化する。

また、非冷却型センサは冷却装置が不要であるため光学式ガス検知装置を簡略化できるとともに小型化が可能である。一方で、非冷却型センサは、画素の１つ１つが微細な立体構造になっている。そして、この微細な立体構造は製造工程に起因するばらつきが発生しやすく、画素特性もばらつきが発生しやすい。非冷却型センサを用いた光学式ガス検知装置では、前記非冷却型センサの画素ごとの特性のばらつきを抑制する補正が行われる（例えば、特表２０１０−５２２３１７号公報等参照）。

特表２０１０−５２２３１７公報に記載の遠隔光学式ガス検知装置では、黒体を配置しておき、その黒体で光の進入路を塞ぎ（赤外レンズを塞ぎ）イメージセンサの熱ドリフトの補正を行うことで、撮像画像の再均一化を可能としている。これにより、光学式ガス検知装置のイメージセンサとして、冷却型センサよりも精度が落ちる非冷却型センサを用いても、高精度のガス検知が可能である。

特表２０１０−５２２３１７号公報

特表２０１０−５２２３１７号公報に記載の遠隔光学式ガス検知装置は、撮像画像の再均一化に黒体を利用しており、黒体をイメージセンサの光軸に移動させるための駆動機構とフィルタの駆動を行う駆動機構の２個の駆動機構を備えている。このような複数個の駆動機構を備える場合、装置全体が大きく又は複雑になり、製造にコストがかかるとともに、装置の設置場所が制限される場合もある。また、駆動機構が多くなるとそれだけ故障率が上がるとともに、保守管理の手間も多くなってしまう。

そこで本発明は、検知対象体を正確に検知することができるとともに、製造やメンテナンスのコストを低減することができる光学式検知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、検知領域からの光を電気に変換する複数の画素を有する非冷却型の撮像センサと、前記検知対象体の影響を受ける波長域の光を除去するフィルタ部と、前記フィルタ部を前記撮像センサの前面に配置する又は前面から外すフィルタ駆動部と、前記撮像センサからの撮像データを処理して前記検知対象の有無を検知する処理部とを備えており、前記処理部は、前記フィルタ部を介して撮像した画像データを前記フィルタ部を介さずに撮像した場合の画像データ推測値に補正する補正係数を決定するとともに、前記画像データから前記補正係数を用いた処理で得られた画像データ推測値と前記フィルタ部を前記撮像センサの前面から外した状態で前記検知領域を撮像した撮像データとを比較して前記検知対象体の有無を判断する光学式検知装置を提供する。

本発明によると、検知対象体を正確に検知することができるとともに、製造やメンテナンスのコストを低減することができる光学式検知装置を提供することができる。

本発明にかかる光学式検知装置の概略図である。 撮像センサの分光感度特性を示すグラフである。 検知対象体の分光透過率特性、フィルタの分光透過率特性及び撮像センサの分光感度特性を示すグラフである。 検知対象体の分光透過率特性、フィルタの分光透過率特性及び撮像センサの分光感度特性を示すグラフである。 検知対象体の分光透過率特性、フィルタの分光透過率特性及び撮像センサの分光感度特性を示すグラフである。 本発明にかかる光学式検知装置のゲイン特性補正処理のフローチャートである。 本発明にかかる光学的検知装置による検知領域の検知対象体の検知を行う手順のフローチャートである。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明にかかる光学式検知装置の概略図である。本発明にかかる光学式検知装置Ａは、検知領域からの黒体放射光の像を取得し、検知領域内に検知対象体の有無を検知する検知装置である。検知対象体は黒体放射光（赤外領域の光）のうち所定の波長を吸収する。そのため、黒体放射光の像に基づいて、検知対象体の吸収波長の変化を取得して、検知領域内の検知対象体の有無を検知する。本実施形態において光学式検知装置Ａで検知する検知対象体としては、気体状の化学物質又は微粒子が浮遊している気体（これらを纏めてガス状物質と称する）を挙げることができるがこれに限定されるものではない。例えば、同様の方法で水中に混入した液体状の化学物質を検知することも可能である。また、以下の説明で光学式と称しているが、可視光に限定されるものではなく、赤外光や紫外光等、可視領域以外の電磁波も含まれるものとする。

図１に示すように、光学式検知装置Ａは、撮像光学系１０、撮像センサ２０、フィルタ部３０、フィルタ駆動部４０、接続インターフェース５０及び処理部６０を備えている。光学式検知装置Ａの外装を構成する筐体７０を備えている。

光学式検知装置Ａは、検知領域からの黒体放射光（赤外領域の光）を検知し、検知される黒体放射光の変化から、検知対象体の有無を検知する。そのため、光学式検知装置Ａでは、撮像センサ２０として、黒体放射光（ここでは、赤外光）を検知する。撮像センサ２０としては、赤外光を受光して電気に変換する光電素子を二次元配列した構成を有している。そして、撮像センサ２０は、各光電素子で検知領域からの黒体放射光を受光することで黒体放射の像を取得する。撮像センサ２０は、黒体放射光を受光する受光面を備えている。なお、以下の説明において、二次元配列されている光電素子を画素と称する場合がある。

図２は撮像センサの分光感度特性を示すグラフである。図２に示すグラフは、縦軸を撮像センサ２０の感度特性、横軸を波長としている。多くの撮像センサ２０の感度特性は図２に示すような傾向を示す。つまり、撮像センサ２０は、低波長域と高波長域で感度が低く、中間波長域で感度が高くなる。本発明の光学式検知装置Ａにおいて、感度特性が高い領域が赤外領域である撮像センサ２０を用いている。なお、高感度の波長域は、検知する検知対象体の吸収波長によって決定されるものであり、検知対象体の吸収波長が高感度の波長域に含まれるような撮像センサ２０を選択することが好ましい。

撮像センサ２０は非冷却型センサであり、例えば、μボロメータ、焦電型センサ、ダイオード型センサ、サーモパイル型センサ等を挙げることができるが、撮像センサ２０は、検知対象体の吸収波長によって検知できる光（電磁波）の波長域を決定し、その波長域の光を検知できる撮像センサ２０を採用する。なお、本実施形態の光学式検知装置Ａでは、撮像センサ２０としてμボロメータを用いている。

撮像光学系１０は、検知領域からの黒体放射光を撮像センサ２０の撮像面に対して結像させるための光学系である。撮像光学系１０としては１枚又は複数枚のレンズを備えているものである。そして、撮像光学系１０は処理部６０からの指示に従って撮像範囲の画角を変更したり、焦点合わせを行ったりする構成を有している。撮像光学系１０に用いるレンズは、検知対象体の吸収波長を透過するように材料を選択している。例えば、可視光域から近赤外光域までの波長域に吸収波長がある場合、光学ガラス類を利用する。また、中赤外域から遠赤外域でまでの波長域に吸収波長がある場合、Ｇｅ、Ｓｉ、カルコゲナイドガラス等の赤外光透過材料が用いられる。また、所定の波長帯の透過率を向上させるために、表面にコーティングが施されている。

フィルタ部３０は、フィルタ駆動部４０にて駆動されるように配置されている。フィルタ駆動部４０は、撮像光学系１０と、撮像センサ２０との間に配置される。そして、フィルタ駆動部４０は、撮像光学系１０から撮像センサ２０に入射する光が透過する透過部４１を備えており、フィルタ駆動部４０は、フィルタ部３０を、透過部４１を覆う位置と、透過部４１から退避した位置との間で往復移動させる構成を有している。フィルタ駆動部４０としては、円板状の回転体にフィルタ部３０を配置し、回転体を回転させる構成や、直線的に往復動する構成を挙げることができる。そして、駆動源としては、回転力を出力するモータ、リニアモータ、ソレノイド等を挙げることができる。

フィルタ部３０は、検知対象体が吸収する波長域の光をカットする光学式フィルタである。図３Ａ〜図３Ｃは検知対象体の分光透過率特性、フィルタの分光透過率特性及び撮像センサの分光感度特性を示すグラフである。図３Ａ〜図３Ｃの第１の縦軸は透過率を示し、第２の縦軸は感度特性を示し、横軸は波長を示している。そして、実線は撮像センサ２０の感度特性を示すグラフＧ１１であり、破線はそれぞれ異なる検知対象体の分光透過率特性を示すグラフＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３であり、一点鎖線はそれぞれ対応するフィルタ部３０の分光透過率特性を示すグラフＧ３１、Ｇ３２、Ｇ３３である。

検知対象体が吸収する波長域及び撮像センサ２０が高感度な波長域によって、フィルタ部３０の透過特性が決定される。図３Ａに示すように、撮像センサ２０の感度波長域の上限付近に吸収波長域がある検知対象体Ｇ２１の場合、吸収波長域よりも短い光を透過するハイカットフィルタＧ３１を採用する。また、図３Ｂに示すように、撮像センサ２０の感度波長域の下限付近に吸収波長域がある検知対象体Ｇ２２の場合、吸収波長域よりも高い波長域の光を透過するローカットフィルタＧ３２を採用する。さらに、図３Ｃに示すように、撮像センサ２０の高感度の波長域の中間付近に吸収波長域がある検知対象体Ｇ２３の場合、吸収波長域よりも短い波長域及び吸収波長域よりも長い光を透過するバンドカットフィルタＧ３３を採用する。

フィルタ部３０は、材料を変更することで透過する波長（カットする波長）を変更することができる。例えば、可視光域から近赤外光域までの波長域に吸収波長がある場合、光学ガラス類を利用する。また、中赤外域から遠赤外域でまでの波長域に吸収波長がある場合、Ｇｅ、Ｓｉ、カルコゲナイドガラス等が用いられる。そして、これらの赤外光透過材料の表面に分光透過率を調整するための薄膜をコーティングしたものが用いられる。

接続インターフェース５０は、光学検知装置Ａを外部の機器に接続するためのインターフェースである。接続インターフェース５０としては、ＵＳＢや光ケーブル等の有線接続用の端子を挙げることが可能である。また、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信を行うためのインターフェース（アンテナ）であってもよい。

処理部６０は、撮像光学系１０、撮像素子２０、フィルタ駆動部４０の動作を制御する。また、撮像素子２０で取得した撮像画像データの補正を施したり、撮像画像データに基づいて、検知対象体の有無やその位置、濃度等を取得したりする処理部としても動作する。処理部６０は、ＭＰＵ、ＣＰＵ等の演算処理回路を備えている。なお、図示は省略しているが、処理部６０には、記憶部（メモリ）が備えられている又は接続されており、演算処理を行うときにデータを一時的に記憶させたり、処理を行うためのプログラムが記憶されている。

そして、撮像光学系１０、撮像素子２０、フィルタ部３０、フィルタ駆動部４０、接続インターフェース５０及び処理部６０は、筐体７０の内部に配置されている。なお、接続インターフェース５０は、ケーブルを接続するために一部が筐体の外部に露出している。そして、これらの部材は、水分や埃、塵等の異物を嫌う部材であるため、筐体７０は水分、埃、塵等の異物が混入しないように密閉された構成を有している。また、外部からの衝撃や振動にも耐えるような強度を有する構成となっている。

本発明にかかる光学式検知装置Ａは、以上のような構成を有している。そして、光学式検知装置Ａは、例えば、実験室や物品を製造する製造室（例えば、クリーンルーム）内のガス状物質の検知を行うものであり、常に一定の画角で検知領域からの黒体放射光を撮像させる。そのため、筐体７０ごと、固定した状態を維持している。

次に、本発明にかかる光学式検知装置Ａの動作について説明する。本発明にかかる光学式検知装置Ａでは、撮像センサ２０に非冷却型センサをもちいている。非冷却型センサは複数の画素それぞれが微細な立体構造を有しており、製造工程に起因して形状がばらつきやすく、そのばらつきが撮像データのばらつきとしてあらわれる。また、非冷却型センサはそれ自体の駆動による熱（赤外光）やその他周囲の熱（赤外光）による影響も受けてしまう。

そのため、非冷却型センサを撮像センサ２０として利用する場合、撮像センサ２０の画素特性補正を行うことで、撮像画像の精度を高めている。画素特性補正は、ゲイン特性補正を行っている。

次に、ゲイン特性補正について説明する。撮像センサ２０は赤外光を受光し、その赤外光を電気信号に変換する。各画素を構成する光電素子は、光を電流に変換するものであり、受光量が多くなるほど変換したときの電流も大きくなる特性を有している。そして、非冷却型センサである撮像センサ２０では、画素ごとに受光量の変化量と電流の変化量の比である傾き（比例定数、ゲイン）にもばらつきが生じている。そのため、本発明にかかる光学式検知装置Ａでは、画素ごとに傾きであるゲインの特性を補正する補正処理を行う。

図４は本発明にかかる光学式検知装置のゲイン特性補正処理のフローチャートである。ゲイン補正処理は、光学式検知装置Ａの製造時に１度行われるとともに、補正後の傾き値（ゲイン値）を処理部６０の記憶部に記憶させる。

ゲイン特性補正処理を行う場合、撮像センサ２０の前に第１の放射強度の第１黒体放射体を配置する（ステップＳ１０１）。そして、撮像センサ２０で第１黒体放射体を撮像した第１撮像データを記憶する（ステップＳ１０２）。第１黒体放射体を外して第２の放射強度の第２黒体放射体を撮像センサ２０の前に配置する（ステップＳ１０３）。撮像センサ２０で第２黒体放射体を撮像した第２撮像データを記憶する（ステップＳ１０４）。

画素ごとに、第１の放射強度、第２の放射強度、第１撮像データ及び第２撮像データから傾き（ゲイン）を計算する（ステップＳ１０５）。そして、全ての画素の傾きを比較して全ての画素で傾きが同じになるように画素ごとのゲイン補正係数を算出する（ステップＳ１０６）。そして、傾き補正係数を処理部６０の記憶部に記憶する（ステップＳ１０７）。

以上示した、傾き補正係数を用いることで、撮像センサ２０の各画素の受光量の変化に対する画素データの変化量を均一化することが可能である。

本発明にかかる光学的検知装置Ａの動作について説明する。図５は本発明にかかる光学的検知装置による検知領域の検知対象体の検知を行う手順のフローチャートである。まず、処理部６０は、フィルタ駆動部４０を駆動させて、フィルタ部３０を撮像センサ２０の正面に配置する（ステップＳ２０１）。そして、検出領域からの黒体放射光をフィルタ部３０を介して撮像センサ２０で撮像する（ステップＳ２０２）。上述したようにフィルタ部３０は、検出対象体の吸収波長域をカットするため、検出領域からの黒体放射光をフィルタ部３０を通して撮像することで、検出対象体の影響がない画像データを取得できる。

撮像センサ２０は、画素ごとにばらつきがあり、画像データには画素ごとのばらつきの影響が含まれている。つまり、フィルタ部３０を介して撮像した画像データには、画素のばらつきの影響は含まれるが検出対象体の吸収波長域の影響は含まれない。そして、処理部６０は予め記憶しておいた傾き補正係数で画像データを補正する（ステップＳ２０３）。

画像データから推測したフィルタ部３０を介さずに撮像した画像データ推測値に補正する、画素ごとの画素特性補正係数ηを算出する（ステップＳ２０４）。ほとんどの物質（固体・液体）においては、観測波長にわたって略均一な放射率を持っていると仮定できるので、一部の波長域における放射率からよりひろい波長域における放射率を計算することができる。そして、処理部６０は画素ごとの画素特性補正係数ηに基づいて画像データを補正して、画像データ推測値を得る（ステップＳ２０５）。この画素特性補正係数ηは、フィルタの分光透過率特性をＴ（λ）、撮像センサ２０の感度波長域をλ１〜λ２、分光感度特性をＳ（λ）としたときに、数１で求められる。

なお、画素特性の面内方向バラツキに比較すると、画素特性の相対分光感度バラツキはかなり小さい。そのため、上述した画素特性補正係数の画素間バラツキは無視できる。分光感度特性Ｓ（λ）は、一般的に環境温度に依存するが、入射エネルギに対する電気出力信号量の割合が変化するのみで、相対分光感度にはほとんど変化はない。フィルタ部３０についても環境温度に対する透過率の波長間の相対的な大小関係はほとんど変化しない。そのため、画素特性補正係数ηは、環境温度にほとんど依存しない。このことから、画素特性補正係数ηは、工場出荷前に測定しておき、装置に記憶させておけばよい。

以下に、画素特性補正係数ηの例を図面を参照して説明する。まず、フィルタ部３０としてハイカット特性を有するものを用いたときの画素特性補正係数ηついて例示する。すなわち、図３Ａに示すような撮像センサ２０及びフィルタ部３０を用いた場合の、画素特性補正係数ηは以下のとおりとなる。なお、感度波長域は、λ１（７μｍ）〜λ２（１４μｍ）である。

また、フィルタ部３０として、ローカット特性を有するものを用いたときの画素特性補正係数ηについて例示する。すなわち、図３Ｂに示すような撮像センサ２０及びフィルタ部３０を用いた場合の、画素特性補正係数ηは以下のとおりとなる。なお、感度波長域は、λ１（７μｍ）〜λ２（１４μｍ）である。

なお、これらは画素特性補正係数ηの一例であり、これに限定されない。上述のとおり、画素特性補正係数ηは、撮像センサ２０の分光感度特性、フィルタ部３０の分光透過率特性によって変動する。

処理部６０はフィルタ駆動部４０に指示を送り、フィルタ部３０を撮像センサ２０の前から取り除く（ステップＳ２０６）。そして、検出領域からの黒体放射光を撮像センサ２０で撮像する（ステップＳ２０７）。処理部６０は撮像センサ２０からの撮像データに対し予め記憶しておいた傾き補正係数で撮像データを補正して撮像データを得る（ステップＳ２０８）。

処理部６０はステップＳ２０５で得られた画像データ推測値と、ステップＳ２０８で得られた撮像データとを比較する（ステップＳ２１０）。撮像データの中に画像データ推測値に対してデータが一定以上異なる画素が有るか否か確認する（ステップＳ２１１）。例えば、画像データ推測値の各画素のデータと撮像データの各画素のデータの差分を計算し、差分値が閾値を超える画素が有るか否か確認する。

撮像データの中に画像データ推測値に対してデータが一定以上異なる画素がある場合（ステップＳ２１１でＹｅｓの場合）、処理部６０は検知領域に検知対象体が含まれる（例えば、ガスが漏れている）と判断し、警告のための信号を接続インターフェース５０から送信する（ステップＳ２１２）。また、撮像データの中に画像データ推測値に対してデータが一定以上異なる画素がない場合（ステップＳ２１１でＮｏの場合）、処理部６０は、検知領域に検知対象体が含まれないと判断する。

そして、補正のタイミングを過ぎたか否か判断する（ステップＳ２１３）。補正のタイミングを過ぎていない場合（ステップＳ２１３でＮｏの場合）、フィルタ部３０を介さずに検出領域の黒体放射光を撮像センサ２０で撮像する（ステップＳ２０７に戻る）。補正のタイミングを過ぎた場合（ステップＳ２１３でＹｅｓの場合）、フィルタ部２０を介して検出領域の黒体放射光の撮像を行う（ステップＳ２０１に戻る）。

ここで、補正のタイミングについて説明する。気温変化や、日照変化により、検出領域の温度は刻々と変化するため、同じ風景を観測する場合でも撮像データは変化する。このため、晴れの日の昼間等、環境変化が大きい時間帯においては、フィルタ部３０を介した撮像は、検知対象体を検知するために行うフィルタ部３０を介さない撮像の直前に行うのが好ましい。逆に夜間等環境変化が小さい時間帯においては、両撮像の間隔をあけることが可能である。

以上のようにして、光学式検知装置Ａを用いることで、非冷却型センサである撮像センサ２０を用い、撮像センサ２０の画素特性補正を行いつつ検知領域内の検知対象体の有無を検知することが可能である。そして、画素特性補正のための黒体放射体及び駆動機構を省くことができるため、構造を簡略化して小型化することができるとともに、可動部を減らすことで故障を減らし、寿命を延ばすことが可能である。また、可動部が少ないので、メンテナンスや修理が容易である。

なお、本実施形態では、撮像センサ２０の分光感度特性と、フィルタ部３０の分光透過率特性とから画素特性補正係数ηを算出する。そして、フィルタ部３０を介して撮像した画像データと画素特性補正係数ηとから、フィルタ部３０を介さずに撮影した場合の、推測される画像データ推測値を取得する。その後、フィルタ部３０を介さずに撮像した撮像データを取得する。そして、撮像データと画像データ推測値とを比較することで、検出領域内の検出対象体の有無を検知している。しかしながら、これに限定されるものではない。

例えば、画素特性補正係数ηとして、画像データを処理部に予め備えられている画像データとなるように決定する。そして、その画素特性補正係数ηで撮像データを補正し、予め備えられている画像データと比較し、一定以上異なる部分があるときには、検出対象体が存在していると判断するようにしてもよい。また、フィルタ部３０を外して撮像したときの撮像画像において、画像データの変化状態や大小を詳しく比較することで、検出対象体の分布状態、濃度をある程度検知してもよい。

本発明にかかる光学式検知装置Ａは、検知領域からの黒体放射光を撮像し、その撮像データから検知領域に検知対象体が有るか否か判断する構成である。そのため、有毒、引火性を有する等の物質である検知対象体を離れた位置から検知することが可能であるため、安全に検知することが可能である。

以上説明した光学式検知装置では、検知対象体が所定波長域の光を吸収するものとしているが、一定の条件下において、所定波長域の光を放出するものも同様に検知可能である。光を放出する構成の場合、その放出光の影響を取り除くため、フィルタ部は放出光の波長域をカットするものとすればよい。

以下に本発明にかかる光学式検知装置を用いた実施例について説明する。
本発明にかかる光学式検知装置を用いてエタンガスを検知する検知装置とする場合について説明する。エタンガスは吸収波長が１１．２μｍ〜１３．２μｍ近辺である。そのため、撮像センサ２０としては、感度波長域７μｍ〜１４μｍのμボロメータを用いた。エタンガスの吸収波長が撮像センサ２０の感度波長域の上限に近い方にあるため、フィルタ部３０として、１１μｍよりも短い波長域の光を透過するフィルタ（ハイカットフィルタ）を用いた（図３Ａ参照）。

本発明にかかる光学式検知装置を用いてメタンガスを検知する検知装置とする場合について説明する。メタンガスは吸収波長が７．０μｍ〜８．２μｍ近辺である。そのため、撮像センサ２０としては、感度波長域７μｍ〜１４μｍのμボロメータを用いた。メタンガスの吸収波長が撮像センサ２０の感度波長域の下限に近い方にあるため、フィルタ部３０として、８．５μｍよりも長い波長域の光を透過するフィルタ（ローカットフィルタ）を用いた（図３Ｂ参照）。

本発明にかかる光学式検知装置を用いてメタノール蒸気を検知する検知装置とする場合について説明する。メタノール蒸気は吸収波長が９．３μｍ〜１０．５μｍ近辺である。そのため、撮像センサ２０としては、感度波長域７μｍ〜１４μｍのμボロメータを用いた。メタンガスの吸収波長が撮像センサ２０の感度波長域の中央部分に近い方にあるため、フィルタ部３０として、７μｍ〜９μｍ及び１１μｍよりも長い波長域の光を透過するフィルタ（バンドカットフィルタ）を用いた（図３Ｃ参照）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

Ａ 光学式検知装置
１０ 撮像光学系
２０ 撮像センサ
３０ フィルタ部
４０ フィルタ駆動部
５０ 接続インターフェース
６０ 処理部
７０ 筐体

Claims (6)

1. 検知領域からの光を電気に変換する複数の画素を有する非冷却型の撮像センサと、
   前記検知対象体の影響を受ける波長域の光を除去するフィルタ部と、
   前記フィルタ部を前記撮像センサの前面に配置する又は前面から外すフィルタ駆動部と、
   前記撮像センサからのデータを処理して前記検知対象の有無を検知する処理部とを備えており、
   前記処理部は、前記フィルタ部を介して撮像した画像データを前記フィルタ部を介さずに撮像した場合の画像データ推測値に補正する補正係数を決定するとともに、
   前記画像データから前記補正係数を用いた補正処理で得られた画像データ推測値と前記フィルタ部を前記撮像センサの前面から外した状態で前記検知領域を撮像した撮像データとを比較して前記検知対象体の有無を判断する光学式検知装置。
2. 前記処理部は、画素ごとの入力光の強度の変化に対する出力の変化率を予め与えられている標準の変化率に補正する傾き補正係数を決定し、前記画像データを補正する請求項１に記載の光学式検知装置。
3. 前記補正処理は予め決められた間隔で繰り返し行われる請求項１または請求項２に記載の光学式検知装置。
4. 前記フィルタ部が除去する波長域は、前記検知対象体が吸収する波長域を含む請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学式検知装置。
5. 前記フィルタ部が除去する波長域は、前記検知対象体が放出する波長域を含む請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学式検知装置。
6. 前記検知対象体がガス状の物体である請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学式検知装置。

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