JPH02140075A - 赤外線撮像装置 - Google Patents

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】 〔）既　　要〕 赤外線撮像装置に係り、特に目視による被写体の撮像範
囲の検知方法に関し、 可視カメラを利用することなく被写体の目視確認が可能
な赤外線撮像装置の提供を目的とし、被写体から出射さ
れる赤外線を走査光学系と結像レンズとを介して赤外線
検知器に受光し、光電変換された前記赤外線検知器の出
力信号を前記被写体の温度分布パターンとしてＴＶモニ
タ上に表示する赤外線撮像装置において、前記走査光学
系と結像レンズとの間の中心光軸上に前記結像レンズの
直径に比して十分に小さい反射鏡を設けると共に、該反
射鏡にレーザ光を入射し、その反射光が前記走査光学系
を通って前記被写体からの受光赤外線と反対方向に前記
被写体を照射するレーザ光源を設け、前記走査光学系か
ら出射されるレーザ光に照らし出された範囲を認識可能
にして構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、赤外線撮像装置に係り、特に目視による被写
体の撮像範囲の検知方法に関する。

赤外線撮像装置はモニタ画面上に被写体の温度分布を表
示するが、温度変化の少ない被写体や、カメラに対面す
る形状が凹凸のない平らかな被写体（例えば壁）などは
モニタ画面上からは実際の被写体の撮像範囲を知ること
は困難であった。すなわち、モニタ画面上の温度分布が
実際の被写体のどの位置なのか知ることが難しかった。

このため、赤外線撮像装置における被写体の撮像範囲を
明確にできる検知手段の開発が望まれている。

〔従来の技術〕

第３図は従来の一眼方式の画像重畳装置のブロック図を
示す。図において、１は被写体、２は同一光軸上で可視
光と赤外光とを光学的に分離する波長選択性フィルタで
あって入射光に含まれる可視光は反射し、入射光に含ま
れる赤外光は透過して分離される。３は反射鏡、４は赤
外線カメラ、５は可視カメラ、６は各カメラが出力する
ビデオ信号を同期を取りながら加算する加算回路、７は
加算された合成ビデオ信号を重畳画像として表示するＴ
Ｖモニタを示す。

第４図は従来の二眼方式の画像重畳装置のプロ、７り図
を示す。図中第３図と同一符号のブロックは同一部分を
示す。図において、８と８゛はそれぞれ赤外線カメラ４
と可視カメラ５の光軸視野角度を調整するための光軸設
定台を示す。赤外線カメラ４と可視カメラ５とは互いに
接近して配置され、それぞれ同一被写体１を別光軸で観
測している。

第５図は二眼方式における視差を示す図である。

両カメラから被写体までの距離Ｌ２において可視画像ｖ
２と赤外線画像Ｒ２を一致させるように両カメラ間の光
軸のなす角度θ（視差）および可視カメラの視野角θＶ
、赤外線カメラの視野角θｒが等しくなるように設定し
たとする。この状態でより近距離り、あるいは、より遠
距離Ｌ３の被写体を観測すると、視差θによって図に示
すように、可視／赤外線画像にＶ＋／Ｒ＋、Ｖ＊／ｌｈ
のようにずれを生じる。

従来方法ではこのずれを補正する手段として第４図に示
す光軸設定台８．８”を用いて両カメラの視野角度が等
しくなるように視差θをその都度調整していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

第３図に示す一眼方式の画像重畳装置は、視差を少なく
できる利点はあるが、可視／赤外分離光学系が必要とな
るために高価、かつ大型になるという欠点がある。また
、第４図に示す二眼方式の画像重畳装置は、構成が簡単
で小型化に適しており、安価である反面界なる光軸で観
測するために第５図で説明したように視差が大きく、被
写体までの距離に対応して常に両カメラの向きを光軸設
定台８，８゛を用いて調整する必要があり、煩雑である
という欠点がある。

本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、可視
カメラを利用することなく被写体の目視確認が可能な赤
外線撮像装置の提供を目的とする。

Ｃ５ａを解決するための手段〕 第１図は、本発明の原理図である。被写体１から出射さ
れる赤外線を走査光学系９と結像レンズ１３とを介して
赤外線検知器１４に受光し、光電変換された前記赤外線
検知器１４の出力信号を前記被写体１の温度分布パター
ンとしてＴＶモニタ７上に表示する赤外線撮像装置にお
いて、前記走査光学系９と結像レンズ１３との間の中心
光軸上に前記結像レンズ１３の直径に比して十分に小さ
い反射鏡１６を設けると共に、該反射鏡Ｉ６にレーザ光
を入射し、その反射光が前記走査光学系９を通って前記
被写体１からの受光赤外線と反対方向に前記被写体を照
射するレーザ光ｔｐ、１７を設け、前記走査光学系９か
ら出射されるレーザ光に照らし出された範囲を認識可能
にして構成する。

〔作　用〕 レーザ光源１７から出射されたレーザ光は反射鏡１６で
反射され、その反射光は結像レンズ１３の光軸を通り、
被写体１から入射してくる赤外線の中心光路を逆進して
走査光学系９からウィンド８を介して被写体１を照射す
る。赤外走査を行っている光軸上にレーザ光があるため
赤外走査とレーザ走査は一致しているので被写体ｌの照
射された位置と赤外線映像の位置とは一致する。その照
射部分は走査光学系９の走査方向に追従して変化するが
、レーザ光に照らし出された被写体１の形状を人間の目
の残光特性の効果によって目視確認することにより赤外
線撮像装置が捕らえている撮像範囲を検知することがで
き、画像処理装置１５を介してＴＶモニタ７に表示され
た温度パターンの画面と比較することにより特定部分を
容易に理解することができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

なお、構成、動作の説明を理解し易くするために企図を
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。

第２図は本発明の実施例のブロック図を示す。

図において、被写体１から出射された赤外線はウィンド
ウ８を通り、走査光学系９に入射される。

１０ａは垂直ガルバノミラ−１０を垂直方向に走査駆動
スるためのガルバノ駆動回路であり、１工ａは水平ガル
バノミラ−１０を水平方向に走査駆動するためのガルバ
ノ駆動回路であって、再駆動回路１０ａ。

１）ａ（７）駆動により走査される両ガルバノミラ−１
０゜１）のガルバノ位置を検出するガルバノ位置検出回
路１８および固定ミラー１２と共に第１図に示した走査
光学系９を構成している。

被写体１から出射される赤外線情報は、この走査光学系
９と、結像レンズ１３とを介して赤外線検知器１４（例
えば−次元多素子検知器）の受光面上に集光され、図示
しない一次元多素子検知器１４の列に直交する方向の空
間的輝度変化情報が電圧の時間的変化として出力される
。−次元多素子検知器１４は走査光学系９の一回の走査
で１画面分の画素データを出力する。

１９はアンプであって赤外線検知器１４が出力する多素
子の並列信号に含まれる赤外線情報のＳ　／　Ｎを改善
し、図示しないマルチプレクサ等を介して時系列信号と
して出力する。

２０はＣＰＵであって映像同期信号発生回路２１の出力
とガルバノ位置検出回路１８の出力とに対応して画像処
理の制御を行う。２２はアンプ１９の時系列信号出力を
映像同期信号発生回路２１の出力するタイミング信号に
よりデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、２３はその
Ａ／Ｄ変換器２２の出力をＣＰＵ２０の制御により一時
格納するフレームメモリ、２４はフレームメモリ２３に
格納された赤外線情報をＴＶモニタ７の映像信号として
読出すためのＴＶ信号発生器である。

以上述べた構成は従来から用いられている赤外線撮像装
置の一般的な内容である。

反射鏡１６は結像レンズ１３の直径に比して十分に小さ
い反射面を備えたものであり、走査光学系９の端部にあ
る固定ミラー１２と結像レンズ１３との間で、かつ結像
レンズ１３の中心光軸上に細い金属線等でなるべく入射
される赤外線を遮らないように固定保持されている。レ
ーザ光源１７が出射するし一ザ光は反射鏡１６にて反射
され、その反射方向が結像レンズ１３の中心光軸上であ
って、かっこの中心光軸に沿って入射してくる赤外線と
正反対方向になるように設定する。レーザ光源１７は例
えば半導体レーザ等が利用できる。

映像としてＴＶモニタ７上に被写体１の赤外線映像（温
度分布パターン）を表示する期間は、ガルバノ駆動回路
１０ａ、１０ｂの位置信号をガルバノ位置検出回路１８
が検出し、ＣＰＵ２０によって映像期間を定め、映像同
期信号発生回路２１によってＡ／Ｄ変換器２２を制御し
て同時にレーザ駆動回路２５を制御し、映像表示期間の
みレーザ光源がらレーザ光が出射されるようにする。

これにより反射鏡１６で反射されたレーザ光は、前記赤
外線の入射光路を逆進し、走査光学系９とウィンドウ８
とを介して被写体１を照射する。その照射部分は走査光
学系９の走査方向に追従して変化するが、レーザ光に照
らし出された被写体１の形状を、テレビ画像を目視する
のと同じ原理で、人間の目の残光特性の効果によって目
視確認することができる結果、赤外線撮像装置が捕らえ
ている撮像範囲を検知することができ、画像処理装置１
５を介してＴＶモニタ７に表示された赤外線映像の画面
と比較することによりその画面上の特定部分を容易に理
解することができる。

結像レンズＩ３の中心光軸上に反射鏡１Ｇが保持されて
いるため、この中心光軸上に入射してくる赤外線は赤外
線検知器１４への到達を妨害される懸念があるが、反射
鏡１６の寸法が結像レンズ１３の直径に比して十分小さ
いため、その影響は実用上支障ない程度のものであるこ
とが実験上確認されている。

また、レーザ光源１７として波長可変の色素レーザを用
い、被写体１の有する表面色彩に対応して照射するレー
ザ光の色彩を選択することにより目視効果を向上させる
こともできる。

Ｃ発明の効果〕 以上の説明から明らかなように本発明によれば、被写体
を撮像している範囲がレーザ光により照らし出され、赤
外線映像の範囲が目視確認できるまた、従来のように可
視カメラ、加算回路等の装置を必要としないので小型、
軽量に構成できる。更に撮像距離が変化しても調整の必
要がなく、手軽に使用でき性能向上に寄与するという著
しい工業的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施例のブロック図、第３図は従来の
一眼方式の画像重畳装置のブロック図、 第４図は従来の二眼方式の画像重畳装置のブロック図、 第５図は二眼方式における視差を示す図である。 第１図において、■は被写体、７はＴＶモニタ、９は走
査光学系、１３は結像レンズ、１４は赤外線検知器、１
６は反射鏡、１７はレーザ光源をそれぞれ示第２図 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被写体（１）から出射される赤外線を走査光学系（９）
   と結像レンズ（１３）とを介して赤外線検知器（１４）
   に受光し、光電変換された前記赤外線検知器（１４）の
   出力信号を前記被写体（１）の温度分布パターンとして
   ＴＶモニタ（７）上に表示する赤外線撮像装置において
   、前記走査光学系（９）と結像レンズ（１３）との間の
   中心光軸上に前記結像レンズ（１３）の直径に比して十
   分に小さい反射鏡（１６）を設けると共に、該反射鏡（
   １６）にレーザ光を入射し、その反射光が前記走査光学
   系（９）を通って前記被写体（１）からの受光赤外線と
   反対方向に前記被写体を照射するレーザ光源（１７）を
   設け、前記走査光学系（９）から出射されるレーザ光に
   照らし出された範囲を認識可能にしたことを特徴とする
   赤外線撮像装置