JPH05306957A - 赤外線熱画像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 移動する対象物を撮像する赤外線熱画像装置
において，連続的な画像情報を得ること。 【構成】 ラインスキャンされた画像情報をそれぞれ記
憶し，書き込み，読出しとが互いに独立に非同期で行わ
れる第１のメモリ２４と第２のメモリ２５と，タイミン
グ信号を発生するタイミング信号発生器３４と，第１の
メモリ２４と第２のメモリ２５とにそれぞれ１フレ−ム
分の画像情報の書き込みを切り換え制御し，書き込み終
了をそれぞれ検知して，この書き込みが終了したメモリ
から読出しを開始するとともに，いずれか一方のメモリ
への書き込みが終了するまで他方のメモリの画像情報を
繰り返し読み出すように制御する書き込み・読出し制御
部３６と，この制御部３６の指令により，第１および第
２メモリ２４，２５を切り換える書き込みおよび読出し
切り換え部２６とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，送電線等の対象物を
移動しながら撮影したり，あるいは工場内において，製
造ライン上を移動する対象物を監視する監視システムに
用いられるラインスキャン機能を備えた赤外線熱画像装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来，本出願人が先に出願した赤外線カ
メラにおいては，図３に示すように，対象物１から放射
される光は，シリコンウインド４を透過することによ
り，可視光２が遮断され，赤外線３のみが通過して赤外
線カメラ内に入射される。この赤外線３は，折り返しミ
ラ−５と垂直方向に振動している振動ミラ−６とからな
る垂直走査機構により垂直方向に走査された後，６〜８
面の平面鏡７ａ・・・により構成され，高速度で回転し
ている回転ミラ−７と集光レンズ９方向に走査光を反射
する折り返しミラ−８とにより構成される水平走査機構
により水平方向に走査される。このようにして，水平方
向および垂直方向に走査された走査光は，集光レンズ９
を介して赤外線検出器１０に入射し，光電変換されて熱
画像信号が出力される。この熱画像信号は，増幅器１１
で増幅された後，プロセッサ１２で各種の画像処理がな
され，熱画像として表示装置１３により表示される。

【０００３】このような赤外線熱画像装置を用いて，一
定の方向に高速で移動する小さな対象物１を撮影した場
合，例えば，送電線等を車両で移動しながら撮影する場
合には，図４に示すように，表示装置１３に表示される
表示画面１４は，移動速度，視野角等によって重なりや
飛びを生じて，連続的に温度分布を表示するのが困難で
ある。そこで，図５に示すように，垂直方向の走査を一
定の位置で停止させて，表示画面１４に対して垂直方向
に移動する対象物を連続的に撮影して，切れ間なく画像
情報をＴＶ映像信号に変換するいわゆるラインスキャン
機能を備えたものがある。

【０００４】即ち，対象物１が本来の垂直走査速度に等
しい速度で移動した場合には，表示画面１４上には，図
６に示すように，対象物１の正確な熱画像が得られる。
この対象物１を垂直方向に移動させた場合には，１ライ
ンの走査間隔をΔｔ，対象物１の移動速度をｖとする
と，サンプリング間隔Δｘは，Δｘ＝ｖ×Δｔで表され
る。従って，上式により，この対象物１を垂直方向に高
速で移動させた場合には，図７に示すように，サンプリ
ング間隔Δｘは対象物１に対して拡がるため，表示画面
１４に表示される対象物１は，垂直方向に縮小された状
態に表示される。一方，対象物１の移動速度が遅い場合
には，図８に示すように，サンプリング間隔Δｘは対象
物１に対して縮小されるため，表示画面１４上の対象物
１は，垂直方向に拡大した状態に表示され，垂直分解能
が良くなる。このように，対象物１と赤外線カメラとの
相対速度を調整することにより，対象物１に対する垂直
分解能を可変にすることができる。このように，垂直方
向に移動する対象物１の温度測定を赤外線カメラから見
て常に一定の位置で行うことが出来るが，その時の温度
測定間隔は，対象物１の移動速度のみに依存することに
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】一般に，一定の方向
に高速で移動する対象物１を撮影した場合，走査線の帰
線期間および映像信号のブランキング期間に対応して，
対象物１が撮影されない部分が生じる。このように，対
象物１の移動速度が速い場合には，このブランキング期
間の映像信号が得られず，表示画面１４は１画面ごとに
飛び飛びにこまどりに撮影されてしまい，又，対象物１
の移動速度によっては，表示画面１４の映像信号が重な
り合ったり，時には内容が飛んだりする等の問題があっ
た。このような問題を解決する手段として，従来からラ
インスキャン機能が用いられている。

【０００６】しかしながら，このようなラインスキャン
機能を用いて移動する対象物１の温度測定をする場合に
おいても，赤外線カメラから得られる温度デ−タの周波
数と映像信号の周波数とは異なるため，これをスキャン
変換して映像信号に変換して表示装置１４に表示され
が，この場合，一般的には，赤外線カメラからの温度デ
−タの周波数が映像信号の周波数より小さい。従って，
１フレ−ム分の画像情報をメモリに書き込むとともに，
読出しする場合，書き込み速度が読出し速度より遅いた
め，メモリからの読出しがメモリへの書き込みを追い越
してしまい，連続的な映像信号が得られなかった。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】この発明は，ラインス
キャンされた画像情報をそれぞれ記憶し，書き込み，読
出しとが互いに独立に非同期で行われる第１および第２
のメモリと，タイミング信号を生成するタイミング信号
発生部と，タイミング信号に基づいて，メモリへの書き
込み速度より読出し速度が大となるように制御し，第１
のメモリと第２のメモリとにそれぞれ少なくとも１フレ
−ム分の画像情報の書き込みを切り換え制御し，第１の
メモリおよび第２のメモリへの書き込み終了をそれぞれ
検知して，この書き込みが終了したメモリから読出しを
開始するとともに，いずれか一方のメモリへの書き込み
が終了するまで，他方のメモリの画像情報を繰り返し読
み出すようにメモリへの書き込み，読出しを制御する書
き込み・読出し制御部と，この書き込み・読出し制御部
の指令によりそれぞれ第１のメモリと第２のメモリとを
切り換える書き込み切り換え部と読出し切り換え部とを
備えて連続的な画像情報を得るようにしたものである。

【０００８】

【作用】第１のメモリに書き込まれている時は，第２の
メモリから読出しが行われ，第１のメモリの書き込みが
終了すると，書き込み切り換え部が切り換えられて，第
２のメモリへの書き込みが開始される。第２のメモリの
読出しは，第１のメモリへの書き込みが終了するまで，
繰り返し読み出されている。第２のメモリへの書き込み
が開始されると，第２のメモリの読出しが終了した時点
で，読出し切り換え部が切り換えられて第１のメモリの
読出しが行われる。このように，メモリへの書き込み終
了が検知されると，このメモリからの読出しが開始され
る。この動作は，タイミング信号発生部からのタイミン
グ信号を基準にして，書き込み・読出し制御部の指令に
より制御されている。

【０００９】

【発明の実施例】この発明の実施例を，図１〜図３に基
づいて詳細に説明する。図１はこの発明の実施例を示す
構成図，図２は波形図，図３は本出願人が先に出願した
赤外線カメラの光学系走査機構を示す要部斜視図であ
る。図１において，２０は図３に示す光学系走査機構
で，折り返しミラ−５と振動ミラ−６とにより対象物１
を垂直方向に走査する垂直走査機構と，回転ミラ−７と
折り返しミラ−８とにより水平方向に走査される水平走
査機構とにより構成されており，対象物１を水平および
垂直方向に走査している。２１はラインスキャン機能制
御部で，駆動回路２９を介して振動ミラ−６の垂直方向
の振動の駆動，停止を制御している。２２はＡ／Ｄ変換
器で，図３では増幅器１１内に含むように記載されてい
る。２３は第１のメモリ２４と第２のメモリ２５への画
像情報の書き込みを順次，切り換える書き込み切り換え
部，２６はメモリ２４とメモリ２５に記憶されている画
像情報の読み出しを順次切り換える読出し切り換え部で
ある。

【００１０】第１のメモリ２４と第２のメモリ２５と
は，それぞれ１フレ−ム分の画像情報を記憶するもの
で，画像情報の書き込みと読出しとを独立して非同期で
行うことの出来るデュアルボ−ドメモリを用いて２相構
成メモリを構成している。２７はＤ／Ａ変換器，２８は
熱画像信号（映像信号）の表示装置で，一般的には，図
３に示されている表示装置１３と兼用されている。２９
は光学系走査機構２０を駆動する駆動回路である。３０
はタイミング信号発生部で，図３に示すように，回転ミ
ラ−７の上面に設けられている反射プレ−ト３１とフォ
トセンサ−３２，光電変換回路３３，タイミング発生回
路３４，Ａ／Ｄ変換器３５とにより構成されている。な
お，反射プレ−ト３１とフォトセンサ３２とにより回転
ミラ−７の回転数を検出するものであるから，この実施
例に限定されることなく，例えば，回転ミラ−７の上面
にスリットを設けても同様な作用効果が得られる。３６
は書き込み・読出し制御部で，メモリ２４，２５への書
き込みの際の水平走査線をカウントする書き込みカウン
タ３７とメモリ２４，２５からの読出しをカウントする
読出しカウンタ３８とを備え，それぞれ書き込み切り換
え部２３および読出し切り換え部２６とを制御してい
る。

【００１１】次に，動作について説明する。まず，書き
込み・読出し制御部３６の動作の基準となるタイミング
信号について説明する。回転ミラ−７の上面には，反射
プレ−ト３１が設けられており，この反射プレ−ト３１
の上方には，フォトセンサ３２（図３には図示せず）が
対向配置されている。従って，回転ミラ−７が回転する
と，反射プレ−ト３１が通過するごとにフォトセンサ３
２からの光信号が検知され，回転ミラ−７の回転数に対
応する光信号が検出される。この光信号は光電変換回路
３３により，電気信号に変換されて，タイミング発生回
路３４において，回転ミラ−７の回転数を基準にしたタ
イミング信号が生成される。このタイミング信号はＡ／
Ｄ変換器３５によりデジタル信号に変換される。

【００１２】一方，通常の状態では，図３に基づいて，
前述したように，対象物１は光学系走査機構２０により
水平および垂直走査されて，表示装置１３上に熱画像が
表示される。そこで，対象物１が移動する場合には，ラ
インスキャン機能が用いられるが，ラインスキャンさせ
るためには，駆動回路２９内のガルバノメ−タ（図示せ
ず）により垂直方向に垂直視野角の範囲で振動している
振動ミラ−６を停止させなければならない。そこで，ラ
インスキャン機能制御部２１からの制御信号が駆動回路
２９に入力すると，振動ミラ−６の振動が停止されると
ともに，回転ミラ−７のみ回転して表示画面１４上に
は，水平走査線のみが表示される。従って，垂直方向に
表示画面１４を移動する対象物１の赤外線３のみが赤外
線検出器１０に入射し，この赤外線３は電気信号に変換
され，増幅器１１により増幅された後，Ａ／Ｄ変換器２
２によりデジタル信号に変換され，書き込み切り換え部
２３に入力する。

【００１３】書き込み切り換え部２３は，図１に示す状
態では，メモリ２４側が接続されているので，まずメモ
リ２４への書き込みが開始される。この時，読出し切り
換え部２６はメモリ２５側に接続されており，メモリ２
５に記憶されている画像情報の読出しが行われており，
読出された画像情報は，Ｄ／Ａ変換器２７によりアナロ
グ信号（熱画像信号）に変換されて表示装置２８に表示
されている。なお，メモリ２４，２５へそれぞれ書き込
みおよび読出しされている時は，書き込みカウンタ３７
および読出しカウンタ３８により常にカウントされてい
る。そこで，メモリ２４へ書き込みが行われている間
は，メモリ２５からの読出しは繰り返し行われ，記憶さ
れている古い画像情報が再度読出される。

【００１４】この状態を，図２に示す波形図に基づいて
説明する。図２に示されている波形図では，書き込み速
度（書き込みフレ−ムレ−ト）と読出し速度（読出しフ
レ−ムレ−ト）とは，１：２の関係にある場合について
表されているとともに，メモリ２４，２５への画像情報
の書き込み，読出しはハイレベルで表示されている。ま
ず，時間Ｔ₁ において，１フレ−ム分画像情報が，メモ
リ２５へ書き込まれると，書き込みカウンタ３７がリセ
ットされるとともに，書き込み・読出し制御部３６によ
り，メモリ２５への書き込み終了が検知される。する
と，書き込み・読出し制御部３６は，タイミング信号を
基準にした書き込み切り換え指令が書き込み切り換え部
２３に入力し，メモリ２５側からメモリ２４側に切り換
えられ，メモリ２４への画像情報の書き込みが開始され
る。

【００１５】一方，時間Ｔ₁ では，画像情報はメモリ２
４から読出されており，メモリ２４への書き込みが開始
される時間Ｔ₁ から，このメモリ２４からの読出しが終
了する時間Ｔ_1aまでの時間は，メモリ２４では画像情報
の書き込みと読出しとが同時に行われているが，メモリ
２４への画像情報の書き込み速度は読出し速度より遅い
ので，書き込みが読出しを飛び越すことはない。このよ
うにして，メモリ２４からの画像情報の読出しが，時間
Ｔ_1aで終了すると，書き込み・読出し制御部３６からの
指令により，読出しカウンタ３８がリセットされるとと
もに，読出し切り換え部２６によりメモリ２５に切り換
えられ，画像情報の読出しが開始され，時間Ｔ_2aで１フ
レ−ム分の画像情報の読出しが終了するが，メモリ２４
への書き込みはまだ継続中であるので，メモリ２５の読
出しは最初にもどり，古い情報の読出しが開始され，メ
モリ２４への書き込みが終了するまで繰り返し読出しが
行わる。メモリ２４への書き込みが終了し，メモリ２５
への書き込みが開始されても，メモリ２５からの読出し
が終了する時間Ｔ_3aまで続行され，メモリ２５の読出し
が終了する。書き込み・読出し制御部３６からの書き込
み終了指令と読出し切り換え指令とが読出し切り換え部
２６に入力すると，メモリ２４側に切り換えられ，この
メモリ２４からの読出しが開始される。このように，読
出しは常に書き込み・読出し制御部３６において，書き
込み終了が検知されたメモリに対してのみ行われる。

【００１６】このように，メモリ２５では書き込みと読
出しとが同時におこなわれているが，読出し速度が書き
込み速度より速いので，書き込みが読出しを飛び越すこ
とはなく，又，メモリ２５の読出しが終了すると，次
は，書き込みの終了したメモリ２４から新しい画像情報
を読出すことになるので，メモリ２４，２５への読出し
が書き込みを飛び越えることはなく，常に連続的な画像
情報が得られる。このように，書き込み中であるメモリ
２４あるいはメモリ２５の書き込み速度が読出し速度よ
り遅くても，従来のように，メモリへの読出しが書き込
みを追い越すことはない。なお，書き込みと読出しとの
タイミング信号に位相差がある場合でも，図２に示すよ
うに，書き込みと読出しとは常に独立の非同期状態で行
われているのでなんら問題はない。メモリ２４，２５か
ら読出された画像情報は，Ｄ／Ａ変換器２７でＴＶ信号
に変換され，表示装置２８で熱画像として表示される。

【００１７】なお，第１のメモリ２４と第２のメモリ２
５とは，熱画像のＴＶ画像へのスキャン変換のために，
熱画像デ−タを一時的に２画面分を記憶するためのもの
であるから，上記実施例に限定されることなく，例え
ば，２画面分以上の記憶容量を持つメモリを用い，その
内部をアドレス指定によって第１のメモリと第２のメモ
リとに区分することにより，仮想的に２つのメモリとし
て機能させることも可能であって，この場合には，書き
込み・読出し制御部３６のアドレス指定指令により，書
き込み切り換え部２３および読出し切り換え部２６にお
いてそれぞれ書き込みアドレス，読出しアドレスを変換
することによっても，同様な作用効果が得られる。

【００１８】

【発明の効果】この発明は，ラインスキャンされた画像
情報をそれぞれ記憶し，書き込み，読出しとが互いに独
立に非同期で行われる第１および第２のメモリと，タイ
ミング信号を生成するタイミング信号発生部と，タイミ
ング信号に基づいて，メモリへの書き込み速度より読出
し速度が大となるように制御し，第１のメモリと第２の
メモリとにそれぞれ少なくとも１フレ−ム分の画像情報
の書き込みを切り換え制御し，第１のメモリおよび第２
のメモリへの書き込み終了をそれぞれ検知して，この書
き込みが終了したメモリから読出しを開始するととも
に，いずれか一方のメモリへの書き込みが終了するま
で，他方のメモリの画像情報を繰り返し読み出すように
メモリへの書き込み，読出しを制御する書き込み・読出
し制御部と，この書き込み・読出し制御部の指令により
それぞれ第１のメモリと第２のメモリとを切り換える書
き込み切り換え部と読出し切り換え部とを備えているの
で，工場の製造ライン上を移動する製品のように，一定
方向に移動する対象物について，飛び，途切れ，重なり
のない連続的な画像情報が得られる。さらに，画像情報
のサンプリング間隔は，撮影距離，撮影レンズ等には無
関係に，対象物の移動速度のみに関係するため，えられ
た画像情報からのデ−タ解析が容易である。又，静止し
ている対象物かあるいは移動速度の遅い対象物について
も，非常に微小な温度分布箇所を水平走査線にかけるこ
とが出来るので，その部分を垂直方向に拡大して見やす
く表示された画像情報が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す構成図である。

【図２】この発明の実施例を示す波形図である。

【図３】従来の赤外線カメラの光学系走査機構を示す要
部斜視図である。

【図４】ラインスキャン機能を説明するための説明図で
ある。

【図５】ラインスキャン機能を説明するための説明図で
ある。

【図６】ラインスキャン機能を説明するための説明図
で，対象物が静止している場合を示す表示画面である。

【図７】ラインスキャン機能を説明するための説明図
で，対象物が速く移動している場合を示す表示画面であ
る。

【図８】ラインスキャン機能を説明するための説明図
で，対象物が比較的ゆっくり移動している場合を示す表
示画面である。

【符号の説明】

１ 対象物 ３ 赤外線 ６ 振動ミラ− ７ 回転ミラ− １０ 赤外線検出器 １３ 表示装置 １４ 表示画面 ２０ 光学系走査機構 ２１ ラインスキャン機能制御部 ２３ 書き込み切り換え部 ２４ メモリ ２５ メモリ ２６ 読出し切り換え部 ２８ 表示装置 ３０ タイミング信号発生部 ３６ 書き込み・読出し制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体を水平方向および垂直方向にそれ
   ぞれ独立に走査する水平走査機構と垂直走査機構とを有
   する光学系走査機構と，この光学系走査機構からの２次
   元走査された赤外線を受光して熱画像信号として出力す
   る赤外線検出器と，前記熱画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ
   ／Ｄ変換器と，前記光学系走査機構を駆動する駆動回路
   と，前記垂直走査機構を停止してラインスキャンするラ
   インスキャン機能制御部と，ラインスキャンされた画像
   情報を表示する表示装置とを備えた赤外線熱画像装置に
   おいて，前記ラインスキャンされた画像情報をそれぞれ
   記憶し，書き込み，読出しとが互いに独立に非同期で行
   われる第１および第２のメモリと，タイミング信号を生
   成するタイミング信号発生部と，前記タイミング信号に
   基づいて，前記メモリへの書き込み速度より読出し速度
   が大となるように制御し，前記第１のメモリと前記第２
   のメモリとにそれぞれ少なくとも１フレ−ム分の画像情
   報の書き込みを切り換え制御し，前記第１のメモリおよ
   び第２のメモリへの書き込み終了をそれぞれ検知して，
   この書き込みが終了したメモリから読出しを開始すると
   ともに，前記いずれか一方のメモリへの書き込みが終了
   するまで，他方のメモリの画像情報を繰り返し読み出す
   ように前記メモリへの書き込み，読出しを制御する書き
   込み・読出し制御部と，この書き込み・読出し制御部の
   指令によりそれぞれ前記第１のメモリと前記第２のメモ
   リとを切り換える書き込み切り換え部と読出し切り換え
   部とを備えたことを特徴とする赤外線熱画像装置。
2. 【請求項２】 被写体を水平方向および垂直方向にそれ
   ぞれ独立に走査する水平走査機構と垂直走査機構とを有
   する光学系走査機構と，この光学系走査機構からの２次
   元走査された赤外線を受光して熱画像信号として出力す
   る赤外線検出器と，前記熱画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ
   ／Ｄ変換器と，前記光学系走査機構を駆動する駆動回路
   と，前記垂直走査機構を停止してラインスキャンするラ
   インスキャン機能制御部と，ラインスキャンされた画像
   情報を表示する表示装置とを備えた赤外線熱画像装置に
   おいて，アドレス指定によりそれぞれ前記ラインスキャ
   ンされた画像情報をそれぞれ記憶し，書き込み，読出し
   とが互いに独立に非同期で行われる第１のメモリと第２
   のメモリとに区分された少なくとも２フレ−ム分の記憶
   容量を持つメモリと，タイミング信号を生成するタイミ
   ング信号発生部と，前記タイミング信号に基づいて，前
   記メモリへの書き込み速度より読出し速度が大となるよ
   うに制御し，前記第１のメモリにアドレス指定されたメ
   モリ部分と前記第２のメモリにアドレス指定されたメモ
   リ部分とにそれぞれ少なくとも１フレ−ム分の画像情報
   の書き込みを切り換え制御し，前記第１のメモリおよび
   第２のメモリへの書き込み終了をそれぞれ検知して，こ
   の書き込みが終了したメモリから読出しを開始するとと
   もに，前記第１あるいは第２のいずれか一方のメモリへ
   の書き込みが終了するまで，他方のメモリの画像情報を
   繰り返し読み出すように前記メモリへの書き込み，読出
   しを制御する書き込み・読出し制御部と，この書き込み
   ・読出し制御部のアドレス指定指令により，それぞれ前
   記第１のメモリと前記第２のメモリとのアドレスを切り
   換える書き込み切り換え部と読出し切り換え部とを備え
   たことを特徴とする赤外線熱画像装置。