(57)【要約】【課題】コントラストの高い画像を得て障害物を確実に検出する。【解決手段】画像処理部３０は、基板温度Ｔａの状態で遠赤外線イメージセンサ２０により生成された熱画像に基づいて、歩行者を検出する。そして、画像処理部３０は、歩行者を検出できたか否かを検出し、肯定判定のときはコントラストの低下がなかったので歩行者検出を終了し、否定判定のときは基板温度Ｔｂ（例えばＴｂ＜Ｔａ）の熱画像に基づいて歩行者を検出する。さらに、画像処理部３０は、歩行者を検出できたか否かを検出し、肯定判定のときはコントラストの低下がなかったので歩行者を検出でき、歩行者検出を終了し、否定判定のときは歩行者がドライバの視野内にないものと判断して歩行者検出を終了する。【選択図】図８
2008236062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する撮像素子基板と、
前記撮像素子基板を時間的に異なる基板温度に制御する温度制御手段と、
を備えた撮像素子。
【請求項２】
被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する第１及び第２の受光素子アレイが搭載された撮像素子基板と、
前記撮像素子基板における第１及び第２の受光素子アレイの各々の領域を異なる基板温度に制御する温度制御手段と、
を備えた撮像素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の撮像素子と、
前記温度制御手段により異なる基板温度に制御された各々の状態で、前記撮像素子基板により生成された各々の画像に基づいて障害物を検出する障害物検出手段と、
を備えた障害物検出装置。
【請求項４】
前記障害物検出手段は、第１の基板温度で前記撮像素子基板により生成された画像に基づいて障害物が検出されなかったときに、第２の基板温度で前記撮像素子基板により生成された画像に基づいて障害物を検出する
請求項３に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
第１の基板温度の状態で被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する第１の撮像素子基板と、
第２の基板温度の状態で被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する第２の撮像素子基板と、
前記第１及び第２の撮像素子基板により生成された各々の画像に基づいて障害物を検出する障害物検出手段と、
を備えた障害物検出装置。
【請求項６】
前記障害物検出手段は、前記第１の撮像素子基板により生成された画像に基づいて障害物が検出されなかったときに、前記第２の撮像素子基板により生成された画像に基づいて障害物を検出する
請求項５に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
第１の基板温度のときに撮像素子基板により生成された画像に基づいて障害物を検出し、
障害物が検出されなかったときに、前記撮像素子基板の基板温度を第２の基板温度に制御し、
第２の基板温度のときに前記撮像素子基板により生成された画像に基づいて障害物を検出する
障害物検出方法。
【請求項８】
第１の基板温度のときに第１の撮像素子基板により生成された画像に基づいて障害物を検出し、
障害物が検出されなかったときに、第２の基板温度に制御された第２の撮像素子基板により生成された画像に基づいて障害物を検出する
障害物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子、障害物検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本における年間交通死亡事故の中で、夜間歩行者の死亡事故は約２割を占めている。これらの事故の多くは、運転者が前方歩行者の存在に気付くのが遅れたために発生していると考えられる。そこで、遠赤外線カメラを用いて前方の横断歩行者や走路上の歩行者を検出して運転者に報知する歩行者認知支援システムが開発されている。歩行者認知支援システムとして、遠赤外線画像を用いて歩行者、車両等の障害物を抽出する技術が開示されている（特許文献１、２参照。）。
【０００３】
特許文献１の歩行者検知装置は、撮像手段により得られる画像から人間と推定される領域を切り出し、切り出した人間推定領域の面積を特徴量として算出し、特徴量の時系列データからそのばらつきを示す統計量を算出し、算出した統計量が判定閾値より大きいときに人間推定領域に対応する像が歩行者であると判定する。
【０００４】
特許文献２の車両周辺監視装置は、ＣＰＵを備えた画像処理ユニットを有している。画像処理ユニットは、特許文献１の図１に示すように、遠赤外線を検出可能な２つの遠赤外線カメラ、ヨーレートセンサ、車速センサ、ブレーキセンサにそれぞれ接続され、車両の周辺の遠赤外画像と車両の走行状態を示す信号とから、車両前方の歩行者や動物等の動く物体を検出し、衝突の可能性が高いと判断したときに警報を発する。
【特許文献１】特開２００１−２８０５０号公報
【特許文献２】特開２００５−３５４５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば夏場に気温が上がり、歩行者と路面や外壁などの背景と温度差が小さくなる場合、あるいは雨により背景と歩行者の温度差が小さくなる場合などでは、輻射率及び温度がそれぞれ異なっていても、歩行者と背景のコントラストが低下する、あるいは同化することがある。このような条件下では、特許文献１及び２に記載されたように遠赤外画像を用いても、歩行者等の障害物を検出できなくなる問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、コントラストの高い画像を得て障害物を確実に検出する撮像素子、障害物検出装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像素子は、被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する撮像素子基板と、前記撮像素子基板を時間的に異なる基板温度に制御する温度制御手段と、を備えている。また、本発明の撮像素子は、被写体からの遠赤外線に応じた画像を生成する第１及び第２の受光素子アレイが搭載された撮像素子基板と、前記撮像素子基板における第１及び第２の受光素子アレイの各々の領域を異なる基板温度に制御する温度制御手段と、を備えている。
【０００８】
本発明の障害物検出装置は、上記いずれかの撮像素子と、前記温度制御手段により異なる基板温度に制御された各々の状態で、前記撮像素子基板により生成された各々の画像に基づいて障害物を検出する障害物検出手段と、を備えている。
【０００９】
撮像素子基板は、被写体からの遠赤外線に応じて画像を生成する。このとき、被写体及び背景について、輻射率、温度がそれぞれ異なっていても、画像の輝度がほぼ同じになって、それらが同化することがある。そこで、温度制御装置は、撮像素子基板の基板温度を２段階以上に制御する。これにより、各画像の輝度を変えることができ、同化を回避することができる。そして、障害物検出手段は、２段階以上の基板温度に制御された各々の状態で前記撮像素子基板により生成された各々の画像に基づいて、障害物を検出する。
【００１０】
よって、上記発明によれば、輻射率、温度がそれぞれ異なっていても、画像の輝度がほぼ同じになってしまう場合であっても、基板温度を変えることで各画像の輝度を変えて、障害物を確実に検出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、コントラストの高い画像を得て障害物を確実に検出する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
［発明の原理］
絶対ゼロ度以上の物体は、すべてシュテファンボルツマンの法則に従い、遠赤外線を放出する。輻射率１．０の黒体は以下の（１）式の放射エネルギーを放出し、それ以外の物体は（２）式のように物体表面の輻射率を乗じた放射エネルギーを放出する。
Ｅ＝σＴ４［Ｗ／ｍ２］                           ・・・（１）
Ｅ＝εσＴ４［Ｗ／ｍ２］                         ・・・（２）
なお、
σ：シュテファンボルツマン定数  ５．６７ｅ−８［Ｗ／ｍ２Ｋ］
ε：輻射率（０〜１．０）
Ｔ：温度［Ｋ］
である。
【００１４】
熱型遠赤外線カメラは、この物体からの放射エネルギー吸収による微量な温度変化を電気信号に変換し、映像化する。ここで、物体はそれぞれ材料、色、表面状態などにより、異なる輻射率をもつ。
【００１５】
図１は、輻射率の一例を示す図である。例えば、皮膚は０．９８、アスファルトは０．９５、繊維は０．９、レンガは０．８などの値をもつ。また、同一材料であっても、色や表面の凹凸・平坦性や吸収率で異なる値になる。
【００１６】
従来の遠赤外線カメラは、夏場の路面や外壁の温度が上昇し、歩行者との温度差が小さくなる場合や、雨で路面、外壁、歩行者すべてが冷やされ温度差が小さくなる場合など、歩行者と背景のコントラストが低下し、歩行者を認識できないという問題があった。
【００１７】
一般に、非接触温度計測が可能な遠赤外線カメラは、撮像素子をペルチェ素子にて２２℃（２９５Ｋ）程度に恒温制御を行っている。これは、物体からの遠赤外線によるセンサ受光部の温度変化が１ｍＫ程度と非常に小さく、遠赤外線吸収によって発生した熱の逃げ道となる基板の温度が安定していないと、安定な測定、温度情報を出力できないからである。
【００１８】
図２は、熱交換が行われているときの被写体の微小面ｄＳ１と遠赤外線カメラのイメージセンサの微小面ｄＳ２との関係を示す図である。遠赤外線カメラでは、被写体とセンサ間で、次の（３）式で与えられる熱交換が行われ、この輻射交換量に対応した電気信号により熱画像が生成される。
【００１９】
ｑ１２＝ψ１２ε１ε２σ（Ｔ１４−Ｔ２４）［Ｗ／ｍ２］  ・・・（３）
ここで、
ｑ１２：全体の輻射交換量［Ｗ／ｍ２］
ψ１２：微小面ｄＳ１からみた面Ｓ２の形態係数
ε１：物体１（被写体）の輻射率０〜１．０
ε２：物体２（センサ）の輻射率
Ｔ１：物体１（被写体）の温度
Ｔ２：物体２（センサ）の温度
である。
【００２０】
通常の遠赤外線カメラは、基板温度Ｔ２を一定に保っており、加えてセンサの輻射率を変えることはできないのでε２も固定である。（３）式から分かるように、次の（４）式のように、輻射率と温度が異なる物体でも、輻射交換量が同じになることがある。
【００２１】
ｑ１２＝ψ１２ε１ａε２σ（Ｔ１ａ４−Ｔ２４）
＝ψ１２ε１ｂε２σ（Ｔ１ｂ４−Ｔ２４）
∴
ε１ａ（Ｔ１ａ４−Ｔ２４）＝ε１ｂ（Ｔ１ｂ４−Ｔ２４）  ・・・（４）
なお、
ε１ａ：物体Ａの輻射率
Ｔ１ａ：物体Ａの温度
ε１ｂ：物体Ｂの輻射率
Ｔ１ｂ：物体Ｂの温度
である。つまり、輻射率と温度が異なる物体でも、熱画像上で同一の輝度になってしまうことがある。以下にセンサの輻射率が１．０、素子基板温度が２９５Ｋの場合の具体例を示す。
【００２２】
図３は、輻射率０．９８、３５℃（３０８Ｋ）の人の顔と同一輝度に映る温度であって、輻射率０．９８とは異なる輻射率である物体の温度を示す図である。
【００２３】
図４はコントラストが良好な熱画像を示す図であり、図５はコントラストが低下した熱画像を示す図である。このように、従来の遠赤外線カメラでは、輻射率と温度が異なる物体であっても同一輝度に同化して、両者の識別ができなくなるという問題があった。
【００２４】
図６は、撮像素子を−３℃（２７０Ｋ）に保持した場合、輻射率０．９８、３５℃の人の顔と同じ輝度に映る温度であって、輻射率０．９８とは異なる輻射率になる物体の温度を示す図である。図５及び図６に示すように、撮像素子温度を変えることで、輻射率０．９８、３５℃（３０８Ｋ）の人の顔と同一輝度になる、異なる輻射率の物体の温度を自由に変えることができる。つまり、撮像素子の温度を変えることで、輻射率と温度が異なる物体Ａと物体Ｂが同一輝度になる条件を変えることができる。
【００２５】
例えば、ある物体は、撮像素子温度２９５Ｋでは背景とのコントラストが低下（同化）して識別されなかった場合であっても、撮像素子温度２７０Ｋにすることでコントラストを改善でき識別できる。
【００２６】
このように、撮像素子温度を変調、あるいは撮像素子温度が異なる２台以上の遠赤外線カメラを使うことで、従来、異なる輻射率で異なる温度でも、コントラストが低下して識別できなかった２つの物体を識別可能にすることができる。
【００２７】
図７は、基板温度を変えたときに、輻射率０．９８、３５℃の皮膚と同一輝度に映る温度であって、様々な値（０．８、０．９、０．９５、１．０）の輻射率である物体温度（同化温度）を示す図である。同図に示すように、基板温度が被検出物体（３５℃）から離れるほど、異なる輻射率で同一輝度になる温度が被検出物体から離れるようになる。次に示す障害物検出装置は、このような本発明の原理を利用したものである。
【００２８】
［具体的な実施形態］
図８は、本発明の実施の形態に係る障害物検出装置の構成を示す図である。障害物検出装置は、遠赤外光を集光する遠赤外線レンズ１０と、撮像対象物の温度に対応した熱画像を生成する遠赤外線イメージセンサ２０と、遠赤外画像に基づいて画像処理を行い、障害物を検出する画像処理部３０と、を備えている。
【００２９】
遠赤外線イメージセンサ２０は、被写体からの光線に応じて画像を生成する遠赤外線イメージセンサ基板２１と、遠赤外線イメージセンサ基板２１に貼り付けられた状態で当該遠赤外線イメージセンサ基板２１の温度を制御する温度制御装置２２と、を備えている。
【００３０】
温度制御装置２２は、遠赤外線イメージセンサ基板２１の基板温度を２段階以上に制御できるものであり、例えばペルチェ素子で構成されている。なお、温度制御装置２２は、ペルチェ素子に限定されるものではなく、スターリングクーラー、ヒーター等であってもよい。本実施の形態では、温度制御装置２２は、最初に遠赤外線イメージセンサ基板２１の基板温度をＴａに制御し、障害物が検出されなかったときに基板温度をＴｂに制御する。
【００３１】
遠赤外線イメージセンサ２０は、更に、外界温度の影響を受けないように遠赤外線イメージセンサ基板２１の周囲を真空状態にして封止する真空封止パッケージ２３と、真空封止パッケージ２３の開口部に設けられ被写体からの遠赤外線を透過して遠赤外線イメージセンサ基板２１の受光面に入射させる遠赤外線透過窓２４と、を備えている。
【００３２】
なお、遠赤外線透過窓２４の代わりに、図９に示すように、遠赤外線を集光して遠赤外線イメージセンサ基板２１の受光面に入射させるレンズでもある遠赤外線透過窓２４ａを用いてもよい。また、次のような遠赤外線イメージセンサを用いてもよい。
【００３３】
図１０は、遠赤外線イメージセンサ２０ａを用いた障害物検出装置の構成を示す図である。この遠赤外線イメージセンサ２０ａは、ウエハレベル封止を用いた遠赤外線イメージセンサ基板２１ａと、遠赤外線イメージセンサ基板２１ａの温度を制御する温度制御装置２２と、を備えている。すなわち、遠赤外線イメージセンサ２０ａは、図８又は図９に示す真空封止パッケージ２３のない構成となっている。
【００３４】
画像処理部３０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、所定の基板温度になった状態で遠赤外線イメージセンサ２０により生成された画像（以下、熱画像という。）に基づいて障害物を検出する。
【００３５】
図１１は、画像処理部３０による障害物検出ルーチンを示すフローチャートである。本実施形態では、障害物として歩行者を検出する場合を例に挙げて説明する。
【００３６】
ステップＳ１では、画像処理部３０は、図１２に示すように、基板温度Ｔａの状態で遠赤外線イメージセンサ２０により生成された熱画像に基づいて、歩行者を検出する。
【００３７】
例えば、最初に画像処理部３０は、熱画像に対してフィルタ処理を行い、熱画像内の歩行者に相当する輝度範囲を抽出する。次に画像処理部３０は、抽出した輝度範囲において、歩行者の大きさや形を示す歩行者テンプレートを用いてテンプレートマッチングを行い、歩行者を検出する。なお、歩行者と背景の輝度差が小さくコントラストが低下している場合は、テンプレートマッチングを正確に行えない場合がある。
【００３８】
ステップＳ２では、画像処理部３０は、歩行者を検出できたか否かを検出し、肯定判定のときはコントラストの低下がなかったので歩行者を検出でき、歩行者検出を終了し、否定判定のときはステップＳ３に進む。
【００３９】
ステップＳ３では、画像処理部３０は、図１２に示すように、遠赤外線イメージセンサ２０の基板温度がＴｂ（例えばＴｂ＜Ｔａ）になったときの熱画像に基づいて歩行者を検出して、ステップＳ４に進む。
【００４０】
ステップＳ４では、画像処理部３０は、歩行者を検出できたか否かを検出し、肯定判定のときはコントラストの低下がなかったので歩行者検出を終了し、否定判定のときは歩行者がドライバの視野内にないものと判断して歩行者検出を終了する。
【００４１】
図１３は、基板温度とコントラスト低下の関係を示す図である。同図によれば、基板温度がＴａでもＴｂでも歩行者が検出された場合、コントラスト低下は発生していない。但し、基板温度がＴａのときに歩行者が検出されたものの、基板温度がＴｂのときに歩行者が検出されない場合、基板温度Ｔｂでコントラスト低下が発生している。逆に、基板温度がＴｂのときに歩行者が検出されたものの、基板温度がＴａのときに歩行者が検出されない場合、基板温度Ｔａでコントラスト低下が発生している。なお、基板温度Ｔａ、Ｔｂのいずれでも歩行者が検出されない場合は、視野内に検出対象である歩行者がいない（コントラスト低下の判断不可能）と考えられる。
【００４２】
ここで、上記の例では、画像処理部３０は、基板温度Ｔａにおける障害物検出処理の結果に基づいて、基板温度Ｔｂにおける障害物検出処理の有無を判断したが、基板温度Ｔａのときの障害物検出処理の結果によらず、基板温度Ｔｂにおける障害物検出処理を行い、図１３の関係に基づいて、基板温度を選択・設定してもよい。
【００４３】
以上のように、本発明の実施の形態に係る障害物検出装置は、所定の基板温度で撮影したときに障害物と背景との輝度差があまりなくコントラスト低下が発生している場合に、基板温度を変えることにより、障害物と背景との輝度差を大きくしてコントラスト低下を防止する。この結果、障害物検出装置は、障害物と背景とのコントラストの低下によって障害物が検出できなくなることを防止して、確実に障害物を検出することができる。
【００４４】
すなわち、上記障害物検出装置は、適宜、環境によるコントラスト低下があった場合は、基板温度を変えてコントラストを上げることができる。このため、異なる輻射率異なる温度で同一あるいは非常に近い放射エネルギーを出す物体であっても、その物体を確実に検出することができる。
【００４５】
また、路面や外壁などは、材質、日の当たり具合、凹凸などの影響で、必ずしも均一の輝度には映らない。同様に、歩行者も衣服の影響や、重ね着の枚数、体からの熱の伝わり具体、日の当たり具合、風向きなどの影響で、均一の輝度には映らず、体の部位ごとに異なる輝度として映る。このように、背景も歩行者も必ずしも均一の輝度ではなく、むしろお互いがバラツキを持つことが多い。
【００４６】
このため、背景と歩行者のコントラスト低下（同化）は、歩行者全体には起こらず、頭だけ、あるいは足だけ、手だけなど局所的に起こることが多い。図１４は、足と背景が同化した例を示す図である。図１５は、手と背景が同化した例を示す図である。
【００４７】
そこで、障害物検出装置は、基板温度が異なる状態で生成された熱画像を用いて、局所的にコントラストが高い部分だけを切り出して合成してもよい。これにより、視野全体において実際の放射エネルギーに依存しない、コントラストの高い鮮明な熱画像を生成し、障害物を確実に検出することができる。図１６は、コントラストの高い部分を合成することにより生成された熱画像を示す図である。
【００４８】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。
【００４９】
例えば、基板温度Ｔａ、Ｔｂは自由に設定可能である。また、基板温度はＴａ、Ｔｂの２段階に設定される場合に限らず、３段階以上に設定されてもよい。この場合、画像処理部３０は、複数の基板温度の中からコントラスト低下の最も少ない基板温度のときの熱画像を用いて障害物を検出すればよい。更に、基板温度は、Ｔａ、Ｔｂでそれぞれ固定させていたが、サイン波、方形波、Δ波などの中心値が異なる２つ以上の値に設定させてもよい。
【００５０】
上述した実施形態では、障害物として歩行者を例に挙げて説明したが、その他、車両、落下物、水たまり、凍結路面などであってもよい。
【００５１】
また、障害物検出装置は、基板温度Ｔａ、Ｔｂにおける熱画像に基づいて障害物検出処理を行った後、Ｔａ、Ｔｂと異なる最適な基板温度を設定してもよい。例えば、基板温度がＴａのときに障害物が検出されず、Ｔｂ（＜Ｔａ）のときに障害物が検出された場合、基板温度をＴｃ（＜Ｔｂ）に制御してもよい。
【００５２】
上述した実施形態では、基板温度の変調は随時行われているが、随時行う必要はなく、条件に合わせて、時間毎、日毎、季節毎等の使用条件に応じて行われてもよい。撮影対象、撮影環境が安定しており、同一輝度になる物体や、日時などの同一輝度になる条件が予め分かっている場合は、基板温度Ｔａ、Ｔｂのときの撮影、コントラスト低下の判断を行わず、予め分かっている両物体が同一輝度にならない基板温度にして撮影を行ってもよい。
【００５３】
また、上述した障害物検出装置は、テンプレートマッチング手法を用いて障害物を検出したが、熱画像の濃度ヒストグラムを用いて障害物を検出してもよいし、それらを組み合わせた手法を用いてもよい。さらに、形状特徴に基づいて特定の大きさと縦横比をもつ障害物を検出したり、頭部、肩などの部分特徴から障害物の１つである歩行者を検出したりしてもよい。
【００５４】
上述した実施形態では、障害物検出装置は、遠赤外線イメージセンサ２０の基板温度Ｔａ、Ｔｂの２段階で制御したが、以下に示すように、遠赤外線イメージセンサ２０を２つ設け、各遠赤外線イメージセンサ２０の基板温度をＴａ、Ｔｂに設定してもよい。
【００５５】
図１７は、２つの遠赤外線イメージセンサ２０を用いた障害物検出装置の構成を示す図である。画像処理部３０は、一方の遠赤外線イメージセンサ２０の基板温度がＴａのときに障害物検出処理を実行し、障害物が検出されなかったときに、他方の遠赤外線イメージセンサ２０の基板温度がＴｂのときに障害物検出処理を実行する。
【００５６】
この結果、障害物検出装置は、２つの遠赤外線イメージセンサ２０を使うことで基板温度の変調を省くことができ、高速にコントラスト低下の判断が可能になる。また、上記障害物検出装置は、基板温度設定後はステレオ画像を得ることができるので、一方の遠赤外線イメージセンサ２０が故障したとしても、他方の遠赤外線イメージセンサ２０により生成される熱画像を用いて障害物を検出することができる。なお、次のように基板温度の変調を行ってもよい。
【００５７】
図１８は、障害物検出装置に設けられた２つの遠赤外線イメージセンサ２０の基板温度の変化を示す図である。すなわち、各温度制御装置２２は、同位相の三角波に基づいて、各遠赤外線イメージセンサ基板２１の基板温度を制御してもよい。
【００５８】
また、２つの遠赤外線イメージセンサ２０を１つに構成した２アレイ搭載チップである遠赤外線イメージセンサ２０ｂを用いてもよい。
【００５９】
図１９（Ａ）は２アレイ搭載チップである遠赤外線イメージセンサ２０ｂの正面図、（Ｂ）はその断面図である。遠赤外線イメージセンサ２０ｂは、遠赤外線イメージセンサ基板２５、当該遠赤外線イメージセンサ基板２５上に設けられた第１の受光素子アレイ２６及び第２の受光素子アレイ２７、を備えている。
【００６０】
遠赤外線イメージセンサ基板２５は、第１の受光素子アレイ２６及び第２の受光素子アレイ２７がそれぞれ設けられている領域２５ａ、２５ｃにおいては厚く形成され、第１の受光素子アレイ２６及び第２の受光素子アレイ２７の間の領域２５ｂでは薄く形成されている。
【００６１】
受光素子アレイ形成面の反対側の面では、領域２５ａに温度制御装置２２ａが設けられ、領域２５ｃに温度制御装置２２ｂが設けられている。そして、温度制御装置２２ａは第１の受光素子アレイ２６の基板温度をＴａ℃に制御し、温度制御装置２２ｂは第２の受光素子アレイ２７の基板温度をＴｂ℃に制御する。このような構成の遠赤外線イメージセンサ２０ｂを備えた障害物検出装置は、図１８に示したものに比べて、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】輻射率の一例を示す図である。
【図２】熱交換が行われているときの被写体の微小面ｄＳ１と遠赤外線カメラのイメージセンサの微小面ｄＳ２との関係を示す図である。
【図３】輻射率０．９８、３５℃（３０８Ｋ）の人の顔と同一輝度に映る温度であって、輻射率０．９８とは異なる輻射率である物体の温度を示す図である。
【図４】コントラストが良好な熱画像を示す図である。
【図５】コントラストが低下した熱画像を示す図である。
【図６】撮像素子を−３℃（２７０Ｋ）に保持した場合、輻射率０．９８、３５℃の人の顔と同じ輝度に映る温度であって、輻射率０．９８とは異なる輻射率になる物体の温度を示す図である。
【図７】基板温度を変えたときに、輻射率０．９８、３５℃の皮膚と同一輝度に映る温度であって、様々な値（０．８、０．９、０．９５、１．０）の輻射率である物体温度（同化温度）を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る障害物検出装置の構成を示す図である。
【図９】他の遠赤外線イメージセンサを備えた障害物検出装置の構成を示す図である。
【図１０】他の遠赤外線イメージセンサを用いた障害物検出装置の構成を示す図である。
【図１１】画像処理部による障害物検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】基板温度の変化を示す図である。
【図１３】基板温度とコントラスト低下の関係を示す図である。
【図１４】足と背景が同化した例を示す図である。
【図１５】手と背景が同化した例を示す図である。
【図１６】コントラストの高い部分を合成することにより生成された熱画像を示す図である。
【図１７】２つの遠赤外線イメージセンサ２０を用いた障害物検出装置の構成を示す図である。
【図１８】障害物検出装置に設けられた２つの遠赤外線イメージセンサ２０の基板温度の変化を示す図である。
【図１９】（Ａ）は２アレイ搭載チップである遠赤外線イメージセンサの正面図、（Ｂ）はその断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  遠赤外線レンズ
２０、２０ａ、２０ｂ  遠赤外線イメージセンサ
２１、２５  遠赤外線イメージセンサ基板
２２、２２ａ、２２ｂ  温度制御装置
２３  真空封止パッケージ
２４  遠赤外線透過窓
３０  画像処理部
【図１】
2008236062.tif 000003
【図２】
2008236062.tif 000004
【図３】
2008236062.tif 000005
【図６】
2008236062.tif 000006
【図７】
2008236062.tif 000007
【図８】
2008236062.tif 000008
【図９】
2008236062.tif 000009
【図１０】
2008236062.tif 000010
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図４】
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【図５】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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