(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続状の撮像対象物に対して相対的に移動させられ、その際、当該撮像対象物の表面温度を複数の赤外線検知素子で検知し、これら赤外線検知素子の出力に基づいて上記撮像対象物の赤外線熱画像を連続的に生成する赤外線撮像装置であって、
上記赤外線検知素子とは別に、上記撮像対象物の放射率を用いてその表面温度を放射温度として測定する放射温度測定手段と、
上記放射温度に対して所定の温度差をなし、個々に異なる温度となるように可変制御される３個以上の熱源と、
上記撮像対象物の赤外線を所定の光路を介して上記複数の赤外線検知素子に結像させる光学的結像手段と、
上記所定の光路上において上記撮像対象物からの赤外線を周期的に遮断し、それと同時に上記熱源の赤外線を他の光路を介して上記複数の赤外線検知素子へと導く光路切り換え手段と、
上記光路切り換え手段を所定の周期で動作させることにより、上記複数の赤外線検知素子から上記撮像対象物に対応する生画素信号を１フレームずつ出力させるとともに、その間に上記放射温度に対して高温側および低温側で温度差が最小となる２個の上記熱源を特定し、これら２個の熱源を１フレームおきに切り換えながらこれらに対応する高温画素信号および低温画素信号を上記生画素信号に続いて上記複数の赤外線検知素子から出力させる制御手段と、
上記高温画素信号および低温画素信号に基づいて上記生画素信号を補正する補正手段と、
を備えていることを特徴とする、赤外線撮像装置。
【請求項２】
上記放射温度に対して低温側で温度差最小となる一方の上記熱源は、所定のフレーム数毎に当該放射温度と等しい温度となるように調節されるとともに、上記放射温度に対して高温側で温度差最小となる他方の上記熱源は、上記一方の熱源が温度調節されるのに応じて当該放射温度と一定温度差を保つように調節される、請求項１に記載の赤外線撮像装置。
【請求項３】
上記補正手段は、上記赤外線検知素子ごとに上記高温画素信号および低温画素信号に基づいて補正係数を算出し、当該補正係数に応じた信号を上記生画素信号に加えて補正画素信号を出力する、請求項１または２に記載の赤外線撮像装置。
【請求項４】
上記光学的結像手段には、上記撮像対象物に対して相対的に移動する方向とは直交する方向に当該撮像対象物からの赤外線を１フレーム毎に走査しながら入力する走査ミラーが含まれている、請求項１ないし３のいずれかに記載の赤外線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば道路やトンネルを撮像対象物として道路上を移動しながら路面や壁面の表面温度を赤外線により検知し、これらの赤外線熱画像を連続的に生成する赤外線撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の赤外線撮像装置としては、比較的高速な撮影が可能な撮像装置と、比較的低速な撮影しかできない撮像装置の２種類が存在する。前者は主に軍事目的で利用されており、低温の背景（空や地面）から高温の目標物（飛行機や車両）を認識できればよく、比較的温度差の大きな対象物を認識するだけなので温度分解能を高める必要が無かった。後者は主に民間で利用されており、基準熱源を制御することにより前者に比べて温度分解能の高い撮像装置が製品化されている。しかし、基準熱源を制御するためには、温度を変化させるのに時間がかかる。前者の撮像装置で基準熱源を工夫することにより画質を改善することが、特許文献１および特許文献２に開示されている。後者の撮像装置の利用方法として特許文献３に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１０６６４２号公報
【特許文献２】特開平９−１３０６７９号公報
【特許文献３】特許３６００２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の特許文献１および特許文献２に記載の赤外線撮像装置では、撮影対象の温度差が大きく温度分解能をそれほど高める必要がなかった。このため、各赤外線検知素子の感度バラツキを補正する基準熱源は広い温度範囲に設定されている。また、特許文献１および特許文献２には、予め想定した撮影シーンの変化に対応するための構成が開示されている。しかし、このような構成では、特許文献３に記載のような利用方法には向いていなかった。つまり、温度分解能をあげるとノイズの多い画像となってしまい、壁面の剥離を見つけられる程度の画質を得ることができなかった。
【０００４】
一方で特許文献３に記載の民間利用されている赤外線撮像装置は、２つの基準熱源を撮影対象に近づけて２つの基準熱源の温度差を小さくことにより、温度分解能を高めても鮮明な画像が撮影可能である。しかし、特許文献３に記載のような走行する車両から撮影したのでは、基準温度の制御が間に合わず、鮮明な画像を得ることができなかった。さらに、撮像センサの性能に起因する低速な撮像速度のために、車両の走行方向に画像が流れてしまっていた。したがって、特許文献３に記載のような壁面の剥離を撮影するためには、車両を停止させる必要があった。
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、赤外線撮像装置で検査対象を撮影する車両を停止させることなく、撮像対象物の温度に応じて各赤外線検知素子の感度バラツキを高精度に補正することができる赤外線撮像装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００７】
本発明によって提供される赤外線撮像装置は、連続状の撮像対象物に対して相対的に移動させられ、その際、当該撮像対象物の表面温度を複数の赤外線検知素子で検知し、これら赤外線検知素子の出力に基づいて上記撮像対象物の赤外線熱画像を連続的に生成する赤外線撮像装置であって、上記赤外線検知素子とは別に、上記撮像対象物の放射率を用いてその表面温度を放射温度として測定する放射温度測定手段と、上記放射温度に対して所定の温度差をなし、個々に異なる温度となるように可変制御される３個以上の熱源と、上記撮像対象物の赤外線を所定の光路を介して上記複数の赤外線検知素子に結像させる光学的結像手段と、上記所定の光路上において上記撮像対象物からの赤外線を遮断し、それと同時に上記熱源の赤外線を他の光路を介して上記複数の赤外線検知素子へと導く光路切り換え手段と、上記光路切り換え手段を所定の周期で動作させることにより、上記複数の赤外線検知素子から上記撮像対象物に対応する生画素信号を１フレームずつ出力させるとともに、その間に上記放射温度に対して高温側および低温側で温度差が最小となる２個の上記熱源を特定し、これら２個の熱源を１フレームおきに切り換えながらこれらに対応する高温画素信号および低温画素信号を上記生画素信号に続いて上記複数の赤外線検知素子から出力させる制御手段と、上記高温画素信号および低温画素信号に基づいて上記生画素信号を補正する補正手段とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
好ましい実施の形態としては、上記放射温度に対して低温側で温度差最小となる一方の上記熱源は、所定のフレーム数毎に当該放射温度と等しい温度となるように調節されるとともに、上記放射温度に対して高温側で温度差最小となる他方の上記熱源は、上記一方の熱源が温度調節されるのに応じて当該放射温度と一定温度差を保つように調節される。
【０００９】
他の好ましい実施の形態としては、上記補正手段は、上記赤外線検知素子ごとに上記高温画素信号および低温画素信号に基づいて補正係数を算出し、当該補正係数に応じた信号を上記生画素信号に加えて補正画素信号を出力する。
【００１０】
他の好ましい実施の形態としては、上記光学的結像手段には、上記撮像対象物に対して相対的に移動する方向とは直交する方向に当該撮像対象物からの赤外線を１フレーム毎に走査しながら入力する走査ミラーが含まれている。
【００１１】
このような構成によれば、放射率に基づいて測定された撮像対象物の放射温度を基準として複数の熱源が互いに異なる温度となるように可変制御されるため、たとえば道路上を移動しながら路面（撮像対象物）の表面温度などを検知する場合、時々刻々と変化する路面の表面温度に対して各熱源の温度を速やかに追従させることができる。つまり、各赤外線検知素子から出力される生画素信号は、１フレームおきに得られた適正な低温画素信号および高温画素信号に基づいて補正されることとなり、撮像対象物の温度に応じて各赤外線検知素子の感度バラツキが高精度に補正される。その結果、良好な画質の赤外線熱画像を得ることができる。
【００１２】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。図１〜６は、本発明に係る赤外線撮像装置の一実施形態を示している。
【００１４】
図１に一例として示されているように、本実施形態の赤外線撮像装置Ａは、トンネルＴの壁面を検査するためのものであり、車両Ｍに搭載された状態で道路上を走行移動しながら壁面の表面温度に応じた赤外線熱画像を連続生成するものである。特に図示しないが、赤外線撮像装置Ａは、車両に搭載されたＧＰＳナビゲーションシステムやコンピュータに接続されている。赤外線撮像装置Ａによる赤外線熱画像は、ＧＰＳナビゲーションシステムから得られる測位情報と対応付けてコンピュータのハードディスク装置に保存される。
【００１５】
図２によく示されているように、赤外線撮像装置Ａは、走査ミラー１、対物レンズ２，３、切り換えミラー４、集光レンズ５、赤外線検知器６、増幅アンプ７、Ａ／Ｄコンバータ８、補正回路９、Ｄ／Ａコンバータ１０、放射温度計２０、熱源制御部２１、一例として６個の熱源３１〜３６、熱源選択ミラー３７、およびシステム制御部４０を有して構成されている。増幅アンプ７およびＡ／Ｄコンバータ８は、赤外線検知素子の数だけ設けられている。撮像対象物となるトンネルＴの壁面からの赤外線は、走査ミラー１、対物レンズ２、および集光レンズ５（これらを総称して「光学的結像手段」と呼ぶ）を順に辿る光路Ｌ０を経て赤外線検知器６に結像する。熱源３１〜３６からの赤外線は、熱源選択ミラー３７、対物レンズ３、切り換えミラー４、および集光レンズ５を順に辿る光路Ｌ１を経て赤外線検知器６に結像する。放射温度計２０は、走査ミラー１とは別の光学系（図示略）を介してトンネルＴの壁面からの赤外線を入力するように構成されている。赤外線検知器６から出力された信号は、増幅アンプ７、Ａ／Ｄコンバータ８、補正回路９、およびＤ／Ａコンバータ１０を経て図外のコンピュータに出力される。システム制御部４０は、走査ミラー１、切り換えミラー４、および熱源選択ミラー３７を所定のタイミングで動作するように制御するとともに、熱源制御部２１や補正回路９との間で各種の信号をやり取りする。
【００１６】
走査ミラー１は、車両Ｍが一定速度で走行する方向Ｄとは直交する方向Ｓに所定の角度範囲内で繰り返し走査しながら赤外線を入力するように構成されている。このような走査ミラー１によれば、たとえばトンネルＴの壁面最上部付近から車両Ｍの走行路側となる壁面側部までの所定角度範囲が１回の走査範囲とされ、一定速度での走行中に１回の走査で１フレーム分の赤外線が入力される。
【００１７】
切り換えミラー４は、光路Ｌ０に挿入されて走査ミラー１からの赤外線を遮断し、それと同時に熱源３１〜３６からの赤外線を赤外線検知器６へと導く所定の挿入位置と、光路Ｌ０上から退避して走査ミラー１からの赤外線を赤外線検知器６へと導く所定の退避位置とをとり得るものであり、これら挿入位置と退避位置との間で周期的に往復動作するように構成されている。
【００１８】
赤外線検知器６は、たとえば走行方向Ｄ（副走査方向）に対応する縦列に２４０個、走査ミラー１の走査方向Ｓに対応する横列に４個の赤外線検知素子６０を配列したものからなる。各赤外線検知素子６０は、赤外線の強度に応じて出力される信号のレベル（感度）にバラツキがある。そのため、補正回路９で感度バラツキを補正するようになっている。
【００１９】
補正回路９は、たとえばワイヤードロジック回路からなり、極めて短い周期で高速に演算処理を実行するものである。具体的には、図４に示されているように、補正回路９は、撮像対象物の赤外線に応じて各赤外線検知素子６０から出力される生画像信号ｄｉを入力信号として取り込む。その一方、補正回路９は、高温画素信号Ｈｉおよび低温画素信号Ｌｉからゲイン係数ａｉおよびオフセット係数ｂｉといった補正係数を求め、これらゲイン係数ａｉおよびオフセット係数ｂｉのそれぞれを上記生画像信号ｄｉのレベルに乗算および加算したレベルの信号を生成する。このように基準となる高温および低温の２点の信号レベルに基づいて補正した後の信号を各赤外線検知素子６０の補正画素信号Ｄｉとして出力する。上記高温画素信号Ｈｉおよび低温画素信号Ｌｉについては後述する。
【００２０】
放射温度計２０は、たとえば壁面を構成するコンクリート固有の値からなる放射率をあらかじめ設定しておき、当該放射率と壁面から入力した赤外線に基づいて壁面の表面温度を放射温度Ｔ℃として測定する。
【００２１】
熱源制御部２１は、６個の熱源３１〜３６のうち、たとえば１個の熱源３１を放射温度計２０で測定された放射温度Ｔ℃と等しい温度となるように調節し、その他の５個の熱源３２〜３６については、上記放射温度Ｔ℃に対して例えばＴ＋２℃、Ｔ＋４℃、Ｔ＋６℃、Ｔ−２℃、Ｔ−４℃となるように調節する。特に、放射温度Ｔ℃と等しい温度に調節された熱源については、低温側熱源と称し、Ｔ＋２℃の温度に調節された熱源については、高温側熱源と称する。
【００２２】
各熱源３１〜３６は、ペルチェ素子からなり、熱電効果によって速やかに所望とする温度に調節される。
【００２３】
熱源選択ミラー３７は、各熱源３１〜３６の方向に振り向けられ、その際に熱源３１〜３６からの赤外線を光路Ｌ１を介して赤外線検知器６へと導く。
【００２４】
システム制御部４０は、一例として図３に示されるようなタイミングで各赤外線検知素子６０から信号が出力されるように、走査ミラー１、切り換えミラー４、熱源選択ミラー３７、放射温度計２０、および熱源制御部２１の動作を制御する。
【００２５】
具体的に、システム制御部４０は、撮像対象物からの赤外線を取り込むために走査ミラー１を往方向に移動させるといった制御動作（フィールドシーケンスｆ）を実行し、これを例えば７５ｍｓで行う。このとき、切り換えミラー４は、光路Ｌ０から退避した位置にある。このようなフィールドシーケンスｆの実行中、システム制御部４０は、放射温度計２０に放射温度Ｔ℃を測定させ、たとえば１個の熱源３１を低温側熱源として当該放射温度Ｔ℃と等しい温度に設定する。他の５個の熱源３２〜３６のうち、たとえば１個の熱源３２については、Ｔ＋２℃の温度に設定され、その他の熱源３３〜３６については、Ｔ＋４℃、Ｔ＋６℃、Ｔ−２℃、Ｔ−４℃の温度に設定される。
【００２６】
フィールドシーケンスｆの次に、システム制御部４０は、低温側熱源からの赤外線を取り込むために、熱源選択ミラー３７を当該低温側熱源の方向に振り向け、さらには切り換えミラー４を光路Ｌ０に挿入させるといった制御動作（低温基準データ取得シーケンスＬ）を実行し、これを例えば２５ｍｓで行う。これにより、各赤外線検知素子６０からは、低温側熱源の赤外線に応じた信号が低温画素信号Ｌｉとして出力される。このような低温基準データ取得シーケンスＬの実行中、システム制御部４０は、走査ミラー１を復方向に移動させてこれを元の位置に戻すための制御を行う。
【００２７】
さらに、システム制御部４０は、低温基準データ取得シーケンスＬに続いて再びフィールドシーケンスｆを実行し、その次に高温側熱源からの赤外線を取り込むために、熱源選択ミラー３７を当該高温側熱源の方向に振り向け、切り換えミラー４を光路Ｌ０に挿入させるといった制御動作（高温基準データ取得シーケンスＨ）を実行し、これを例えば２５ｍｓで行う。これにより、各赤外線検知素子６０からは、高温側熱源の赤外線に応じた信号が高温画素信号Ｈｉとして出力される。このような高温基準データ取得シーケンスＨの実行中においても、システム制御部４０は、走査ミラー１を復方向に移動させてこれを元の位置に戻すための制御を行う。これらフィールドシーケンスｆおよび低温基準データ取得シーケンスＬ、ならびにフィールドシーケンスｆおよび高温基準データ取得シーケンスＨからなる一連のまとまった実行単位をフレームと称する。すなわち、フレームは、１００ｍｓの周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態では、低温基準データ取得シーケンスＬと高温基準データ取得シーケンスＨとの間で実行されるフィールドシーケンスｆにおいては、放射温度Ｔ℃が測定されないようになっているが、もちろん、全てのフィールドシーケンスｆごとに放射温度Ｔ℃を測定して低温側熱源の温度を放射温度Ｔ℃と等しくなるように制御してもよい。
【００２８】
次に、赤外線熱画像装置Ａの動作につき、図５および図６のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
まず、放射温度Ｔ℃については、あらかじめ初期設定しておき、この放射温度Ｔ℃と等しい温度となるように１個の熱源３１を低温側熱源として設定しておく。また、他の５個の熱源３２〜３６のうち、１個の熱源３２については、Ｔ＋２℃の温度となる高温側熱源として設定しておき、その他の熱源３３〜３６については、Ｔ＋４℃、Ｔ＋６℃、Ｔ−２℃、Ｔ−４℃の温度に設定しておく。なお、初期設定しておく放射温度Ｔ℃の値としては、経験値でもよいし、あるいは仮の値として外気の温度でもよい。
【００３０】
車両ＭがトンネルＴに入ると、走査ミラー１は、往方向に動作を行う。このとき、切り換えミラー４は、光路Ｌ０から退避した位置にある（Ｓ１）。なお、車両ＭがトンネルＴに入った否かは、ＧＰＳナビゲーションシステムによるＧＰＳ信号が途絶えたか否かに応じて判定される。
【００３１】
走査ミラー１が往方向に動作すると、当該走査ミラー１および対物レンズ２による光路Ｌ０を介してトンネルＴの壁面からの赤外線が各赤外線検知素子６０に入力され、各赤外線検知素子６０からは、トンネルＴの壁面の表面温度に応じた生画素信号ｄｉが出力される（Ｓ２）。これらの生画素信号ｄｉは、補正回路９に対して順次入力される。
【００３２】
また、走査ミラー１が往方向に動作中、放射温度計２０は、撮像面となるトンネルＴの壁面の一部を測定部位とし、当該測定部位の放射温度Ｔ℃を測定する（Ｓ３）。
【００３３】
現時点での放射温度Ｔ℃が低温側熱源の設定温度と所定差以上ある場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、低温側熱源の温度が放射温度Ｔ℃と等しくなるように制御される（Ｓ５）。また、他の熱源については、Ｔ＋２℃（高温側熱源），Ｔ＋４℃、Ｔ＋６℃、Ｔ−２℃、Ｔ−４℃の温度となるように制御される（Ｓ６）。たとえば、現時点での放射温度１０℃に対して低温側熱源の設定温度が５℃の場合、放射温度１０℃に最も近い熱源が選択され、当該熱源が低温側熱源として新たに設定し直される。その他の熱源については、新たに１２℃（高温側熱源）、１４℃、１６℃、８℃、６℃の温度となるように制御される。すなわち、現時点での放射温度Ｔ℃と低温側熱源の設定温度とに大きな差があるときには、６個の熱源３１〜３６から最も温度差の小さいものが特定され、その特定された熱源が新たに低温側熱源として設定される。
【００３４】
一方、現時点での放射温度Ｔ℃が低温側熱源の設定温度と所定差以上ない場合（Ｓ４：ＮＯ）、低温側熱源および高温側熱源を含む全ての熱源３１〜３６の温度がそのまま維持される。たとえば、現時点での放射温度１０℃に対して低温側熱源の設定温度が１０℃の場合、各熱源３１〜３６の温度が１０℃（低温側熱源）、１２℃（高温側熱源）、１４℃、１６℃、８℃、６℃といった温度のまま維持される。なお、低温側熱源の設定温度が１０℃に対し、たとえば放射温度が１０．５℃などのようにそれほど温度差がない場合にも、各熱源３１〜３６の温度がそのまま維持されるようにしてもよい。
【００３５】
上記Ｓ４：ＹＥＳからＳ５，Ｓ６のステップ、あるいはＳ４：ＮＯのステップを経た後、走査ミラー１が往方向の動作を完了するまでの間、熱源選択ミラー３７は、低温側熱源の赤外線を光路Ｌ１に導くように振り向けられる（Ｓ７）。これにより、フィールドシーケンスｆが終了する。
【００３６】
走査ミラー１による往方向の動作が完了した後（フィールドシーケンスｆの実行終了直後）、切り換えミラー４が光路Ｌ０に挿入される。このとき、走査ミラー１は、元の位置に戻るために復方向に動作させられる（Ｓ８）。
【００３７】
切り換えミラー４が光路Ｌ０に挿入されると、熱源選択ミラー３７および切り換えミラー４による光路Ｌ１に切り換えられ、当該光路Ｌ１を介して低温側熱源からの赤外線が各赤外線検知素子６０に入力される（Ｓ９）。
【００３８】
これにより、各赤外線検知素子６０からは、低温側熱源の温度に応じた低温画素信号Ｌｉが出力される（Ｓ１０）。これらの低温画素信号Ｌｉは、補正回路９に対して順次入力される。
【００３９】
補正回路９は、全ての赤外線検知素子６０に関し、低温画素信号Ｌｉレベルの平均値Ｌｍを算出する（Ｓ１１）。算出結果としての低温画素信号Ｌｉレベルの平均値Ｌｍについては、たとえばアキュムレータに一時的に保持される。これにより、低温基準データ取得シーケンスが終了する。
【００４０】
このような低温基準データ取得シーケンスに続き、再び走査ミラー１が往方向に動作を行う。このときも、切り換えミラー４は、光路Ｌ０から退避した位置にある（Ｓ１２）。
【００４１】
走査ミラー１が往方向に動作すると、当該走査ミラー１および対物レンズ２による光路Ｌ０を介してトンネルＴの壁面からの赤外線が各赤外線検知素子６０に入力され、各赤外線検知素子６０からは、トンネルＴの壁面の表面温度に応じた生画素信号ｄｉが出力される（Ｓ１３）。これらの生画素信号ｄｉは、補正回路９に対して順次入力される。たとえば、２回目のフィールドシーケンスで得られた生画素信号ｄｉは、車両Ｍが一定速度で走行している分だけ１回目より走行方向に位置のずれたものとなる。
【００４２】
その後、走査ミラー１が往方向の動作を完了するまでの間、熱源選択ミラー３７は、高温側熱源の赤外線を光路Ｌ１に導くように振り向けられる（Ｓ１４）。これにより、２回目のフィールドシーケンスｆが終了する。
【００４３】
走査ミラー１による往方向の動作が完了した後（２回目のフィールドシーケンスｆの実行終了直後）、切り換えミラー４が光路Ｌ０に挿入される。このときにおいても、走査ミラー１は、元の位置に戻るために復方向に動作させられる（Ｓ１５）。
【００４４】
切り換えミラー４が光路Ｌ０に挿入されると、熱源選択ミラー３７および切り換えミラー４による光路Ｌ１に切り換えられ、当該光路Ｌ１を介して高温側熱源からの赤外線が各赤外線検知素子６０に入力される（Ｓ１６）。
【００４５】
これにより、各赤外線検知素子６０からは、高温側熱源の温度に応じた高温画素信号Ｈｉが出力される（Ｓ１７）。これらの高温画素信号Ｈｉは、補正回路９に対して順次入力される。
【００４６】
補正回路９は、全ての赤外線検知素子６０に関し、高温画素信号Ｈｉレベルの平均値Ｈｍを算出する（Ｓ１８）。算出結果としての高温画素信号Ｈｉレベルの平均値Ｈｍについては、たとえばアキュムレータに一時的に保持される。これにより、高温基準データ取得シーケンスが終了する。
【００４７】
その後、補正回路９は、各赤外線検知素子６０から得られた２フレーム分の生画素信号ｄｉについて補正処理を行う（Ｓ１９）。この補正処理では、図４に示されているように、各赤外線検知素子６０の低温画素信号Ｌｉおよび高温画素信号Ｈｉのレべル、ならびに低温画素信号Ｌｉレベルの平均値Ｌｍおよび高温画素信号Ｈｉレベルの平均値Ｈｍに基づき、ゲイン係数ａｉおよびオフセット係数ｂｉが求められる。その後、１フレームごとに生画素信号ｄｉのレベルに対してゲイン係数ａｉに応じたレベルが乗算され、さらにオフセット係数ｂｉに応じたレベルが加算される。これにより、各赤外線検知素子６０の感度バラツキが抑えられた補正画素信号Ｄｉが得られる。
【００４８】
以上のようにして補正回路９からは、２フレームごとに２フレーム分の補正画素信号Ｄｉが出力される（Ｓ２０）。その後、動作としては、Ｓ１〜Ｓ２０のステップが繰り返し実行される。すなわち、車両Ｍが一定速度で走行するのに伴い、多数のフレーム分にわたる補正画素信号Ｄｉがほとんどリアルタイムで順次出力され、その結果、トンネルＴの入口から出口にわたる壁面の赤外線熱画像が連続画像として得られる。
【００４９】
したがって、本実施形態の赤外線撮像装置Ａによれば、２フレームごとに測定される放射温度Ｔ℃に対し、各熱源３１〜３６の温度が追従するように制御されるので、各熱源３１〜３６の中から温度差のできる限り小さい低温側熱源および高温側熱源を１フレームおきに速やかに選択することができる。これにより、各赤外線撮像素子６０から出力される生画素信号ｄｉは、撮像対象物の温度に応じた適切な補正画素信号Ｄｉとしてコンピュータに取り込まれ、その結果、赤外線撮像素子６０の感度バラツキが高精度に補正された赤外線熱画像を得ることができる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００５１】
上記実施形態では、放射温度を２フレームごとに測定して当該放射温度を熱源に反映させるようにしているが、たとえば放射温度を１フレームごとに測定して熱源に反映させるようにしてもよい。これによれば、よりきめ細かく放射温度に追従するように各熱源が制御されるので、赤外線撮像素子の感度バラツキをより高精度に補正することができる。
【００５２】
撮像対象物としては、トンネルの壁面に限らず、たとえば道路の路面を対象としてもよい。あるいは、製造ライン上で連続的に搬送される物の表面検査を行うものとして赤外線撮像装置を用いてもよい。
【００５３】
上記実施形態では、低温側熱源の温度が放射温度と等しくなるように制御しているが、低温側熱源の温度を放射温度から一定値差し引いた温度となるように制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る赤外線撮像装置の一実施形態を示す概念図である。
【図２】図１に示す赤外線撮像装置のブロック図である。
【図３】図１に示す赤外線撮像装置の動作を説明するための説明図である。
【図４】図１に示す赤外線撮像装置の動作を説明するための説明図である。
【図５】図１に示す赤外線撮像装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】図１に示す赤外線撮像装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ          赤外線撮像装置
Ｌ０，Ｌ１  光路
１          走査ミラー（光学的結像手段）
２          対物レンズ（光学的結像手段）
４          切り換えミラー（光路切り換え手段）
５          集光レンズ（光学的結像手段）
６          赤外線検知器
９          補正回路（補正手段）
２０        放射温度計（放射温度測定手段）
３１〜３６  熱源
３７        熱源選択ミラー（光路切り換え手段）
４０        システム制御部（制御手段）
６０        赤外線検知素子
【図１】
0004672470.tif 000002
【図２】
0004672470.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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