(57)【要約】【課題】従来の車両用温度測定装置に比してより高精度に絶対温度分布を測定することができる温度計測装置及び該温度計測装置を備えた車両を提供する。【解決手段】赤外線にて被撮像体を撮像する遠赤外線撮像部１１を備え、撮像して得た撮像画像を構成する複数画素夫々の階調値に基づいて被撮像体の温度を計測する温度計測装置１に、各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の関係を記憶する温度パラメータメモリ１７と、遠赤外線撮像部１１の撮像範囲内に配されるべき温度センサ１４と、温度センサ１４が検出した温度、温度パラメータメモリ１７が記憶している関係、温度センサ１４に対応する画素の階調値、及び他の画素の階調値に基づいて、各画素の階調値を被撮像体の温度を示す階調値に変換する温度補正処理部１６とを備える。また、温度計測装置１を車両に備える。【選択図】図２
2009150840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線にて被撮像体を撮像する赤外線撮像部を備え、撮像して得た撮像画像を構成する複数画素夫々の階調値に基づいて被撮像体の温度を計測する温度計測装置において、
各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の関係を記憶する記憶手段と、
前記赤外線撮像部の撮像範囲内に配されるべき温度センサと、
該温度センサが検出した温度、前記記憶手段が記憶している関係、前記温度センサに対応する画素の階調値、及び他の画素の階調値に基づいて、各画素の階調値を被撮像体部分の温度を示す階調値に変換する変換手段と
を備える温度計測装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、周囲温度に応じて異なる複数の前記関係を記憶しており、
更に、前記温度センサが検出した温度に基づいて、該温度に対応する前記関係を選択する選択手段を備え、
前記変換手段は、
前記選択手段が選択した前記関係に基づいて、前記他の画素の階調値を変換するようにしてある
ことを特徴とする請求項１に記載の温度計測装置。
【請求項３】
前記記憶手段が記憶している関係は、各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の比例関係であり、該比例関係を規定する比例係数は前記温度センサが検出する温度の関数である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の温度計測装置。
【請求項４】
前記温度センサは複数であり、
各温度センサが検出した温度と、各温度センサに対応する画素の階調値とに基づいて、各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の関係を算出する手段を備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の温度計測装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の温度計測装置を備える
ことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線にて被撮像体を撮像し、撮像して得た撮像画像の階調値に基づいて被撮像体の温度を計測する温度計測装置及び温度計測装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車室内の温度分布を測定する車両用温度測定装置が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に係る車両用温度測定装置は、赤外線を検知することで車室内の温度分布を測定するサーモパイルモジュールと、サーモパイルモジュールの検知範囲に配設され、所定温度で発熱する標準発熱体とを備えている。車両用温度測定装置は、外乱光の影響を除去すべく、標準発熱体から放射される赤外線をサーモパイルモジュールで検知し、その検知結果に基づいて温度分布の較正を行う。
このように構成された車両用温度測定装置にあっては、外乱光がある場合であっても、車室内の絶対温度分布を精度良く測定することができる。
一方、長波長、例えば８〜１４μｍの赤外線にて車室内の被撮像体、例えば乗員を撮像する車載撮像装置が開発されている。長波長の赤外線を用いた場合、外乱光の影響を受けることなく車室内の相対的な温度分布を測定することができる。
【特許文献１】特開２００６−１１３０２５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、特許文献１に係る車両用温度測定装置においては、ヒータの電源を入切することによって標準発熱体の温度制御を行っているため、数分周期で標準発熱体の温度が２〜３℃変動し、結果として車室内の温度分布を正確に測定することができないという問題があった。具体的には、ヒータの電源が入になったとき、標準発熱体の温度は瞬間的に高温になり、サーモパイルモジュールで検知される温度は全体的に数℃低くなる。また、ヒータの電源が切りになった場合、標準発熱体の温度はなだらかに低下し、サーモパイルモジュールで検知される温度も全体的に上昇するという不具合が生ずる。
また、ヒータへの通電を制御するためには、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、温度センサ、通信回路、電源ケーブル等が必要であり、車両用温度測定装置の構成が複雑になり、コストが増大するという問題があった。
更に、ヒータへの通電及び通電制御を行う必要があるため、消費電力が増大するという問題があった。
更にまた、ヒータへの通電を制御するための通信線、電源ケーブル等を引き回し、各種回路を配置する必要があるための配置空間が必要であるという問題があった。
【０００４】
一方、従来の車載撮像装置においては、外乱光の影響を受けることなく、車室内の相対的な温度分布を測定することはできるが、被撮像体の絶対温度を測定することはできない。これは、車載撮像装置の周囲環境の変動によって、階調値のオフセットが変動し、撮像画像の階調値と温度との対応関係が変動するためである。例えば、階調値３２と２０℃とが対応していても、周囲環境が変動した場合、階調値３２と２５℃とが対応することもある。
なお、オフセットを固定することも考えられるが、車載撮像装置のオフセットを固定した場合、特定の周囲環境でしか被撮像体を撮像できなくなるという問題が生ずる。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、従来の車両用温度測定装置に比してより高精度に絶対温度分布を測定することができ、しかも標準発熱体が不要であり、装置を簡単且つ低コストで構成することができる温度計測装置及び該温度計測装置を備えた車両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】
【０００６】
第１発明に係る温度計測装置は、赤外線にて被撮像体を撮像する赤外線撮像部を備え、撮像して得た撮像画像を構成する複数画素夫々の階調値に基づいて被撮像体の温度を計測する温度計測装置において、各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の関係を記憶する記憶手段と、前記赤外線撮像部の撮像範囲内に配されるべき温度センサと、該温度センサが検出した温度、前記記憶手段が記憶している関係、前記温度センサに対応する画素の階調値、及び他の画素の階調値に基づいて、各画素の階調値を被撮像体部分の温度を示す階調値に変換する変換手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
第２発明に係る温度計測装置は、前記記憶手段は、周囲温度に応じて異なる複数の前記関係を記憶しており、更に、前記温度センサが検出した温度に基づいて、該温度に対応する前記関係を選択する選択手段を備え、前記変換手段は、前記選択手段が選択した前記関係に基づいて、前記他の画素の階調値を変換するようにしてあることを特徴とする。
【０００８】
第３発明に係る温度計測装置は、前記記憶手段が記憶している関係は、各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の比例関係であり、該比例関係を規定する比例係数は前記温度センサが検出する温度の関数であることを特徴とする。
【０００９】
第４発明に係る温度計測装置は、前記温度センサは複数であり、各温度センサが検出した温度と、各温度センサに対応する画素の階調値とに基づいて、各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の関係を算出する手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
第５発明に係る車両は、第１乃至第４発明のいずれか一つの温度計測装置を備えることを特徴とする。
【００１１】
第１及び第５発明にあっては、赤外線撮像部が赤外線にて被撮像体を撮像する。赤外線撮像部にて撮像された撮像画像を構成する複数の画素は被撮像体の温度に応じた階調値を有しているが、該階調値は被撮像体の相対温度を示しているに過ぎない。
変換手段は、温度センサが検出した温度と、温度センサに対応する画素の階調値と、記憶手段が記憶している関係とに基づいて、各画素の階調値を、温度に一対一対応した階調値に変換する。
詳細には、温度センサが検出した温度と、温度センサに対応する画素の階調値とに基づいて、一の温度と一の階調値とを対応付けることができる。また、前記一の温度及び一の階調値を基準とし、各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の関係を用いることによって、他の階調値も温度に対応付けることができる。よって、変換手段は、撮像して得た階調値を、温度に一対一対応した階調値に変更することができる。
【００１２】
第２及び第５発明にあっては、記憶手段は、周囲温度に応じて異なる複数の前記関係を記憶している。一般に各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の関係は、周囲温度によって変動することが知られている。
選択手段は、温度センサが検出した温度に基づいて、記憶手段が記憶している複数の関係の内、前記温度に対応する関係を選択する。従って、変換手段は、周囲温度に応じた関係に基づいて、より正確に温度と階調値とが一対一対応した階調値に変更することができる。
【００１３】
第３及び第５発明にあっては、記憶手段は、各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の関係として比例関係を記憶しており、該比例関係を規定する比例係数は温度センサが検出する温度、つまり温度計測装置の周囲温度の関数である。一般に各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の関係は、周囲温度によって変動することが知られている。
変換手段は、温度センサが検出した温度に基づいて、各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の比例関係を特定することができ、周囲温度に応じた比例関係に基づいて、より正確に温度と階調値とが一対一対応した階調値に変更することができる。
【００１４】
第４及び第５発明にあっては、複数の温度センサが検出した温度と、各温度センサに対応する画素の階調値とに基づいて、各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量の関係を算出することができる。従って、赤外線撮像部の経年変化によって前記関係が変化した場合であっても、また、温度計測装置の周囲温度が変化した場合であっても、撮像して得た階調値をより正確に温度と階調値とが一対一対応した階調値に変更することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来の車両用温度測定装置に比してより高精度に絶対温度分布を測定することができ、しかも標準発熱体が不要であり、装置を簡単且つ低コストで構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る温度計測システムの構成を示す模式図である。図中１は、車両Ｃに搭載された本発明に係る温度計測装置であり、温度計測装置１は被駆動部３の動作を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）２に通信網を介して接続されている。通信網は、例えば専用ケーブル等の通信線、又は有線若しくは無線の車内ＬＡＮ（Local Area Network）によって構成されている。
【００１７】
図２は、本発明に係る温度計測装置１の構成を示すブロック図である。温度計測装置１は、遠赤外線にて被撮像体を撮像する遠赤外線撮像部１１を備えている。遠赤外線撮像部１１は、運転者の前方、例えば車両Ｃのハンドル、ダッシュボード等に配設され、運転者の上半身及び車両Ｃ内の天井部分４を撮像することが可能な姿勢で固定されている。
【００１８】
遠赤外線撮像部１１は、赤外線レンズ１１ａ及び遠赤外線撮像素子１１ｂを備えている。赤外線レンズ１１ａは、例えば硫化亜鉛原料粉末、カルコゲンガラス、ゲルマニウム、、ジンクセレン等を焼結してなる焼結体であり、８〜１４μｍ帯の遠赤外線に対して透過性を有している。
遠赤外線撮像素子１１ｂは、波長が８〜１４μｍの遠赤外線にて運転者を撮像、つまり赤外線レンズ１１ａにて結像した遠赤外線像をアナログの撮像画像信号ｖに光電変換する素子であり、例えば抵抗ボロメータ方式、強誘電方式、ＳＯＩダイオード方式、サーモパイル方式等を用いた非冷却型の撮像素子である。なお、遠赤外線撮像素子１１ｂのアスペクト比は、例えば３／２、画素数は３６０×２４０である。遠赤外線撮像部１１は、連続的又は断続的に撮像処理を行い、撮像画像を構成する複数画素（ｘ，ｙ）夫々の撮像画像信号ｖを、例えば１秒当たり３０枚のフレームレートで生成し、画像構成処理部１２へ出力する。なお、ｘは撮像画像の水平方向における画素の座標を示しており、ｙは撮像画像の垂直方向における画素の座標を示している。
【００１９】
画像構成処理部１２は、遠赤外線撮像部１１から出力された撮像画像信号の信号レベルに対応した階調値を、遠赤外線撮像部１１の撮像特性に基づいて補正することで各画素の階調値を算出し、該階調値を有する撮像画像データを温度補正処理部１６に与える。具体的には、画像構成処理部１２は、遠赤外線撮像部１１から出力されたアナログの撮像画像信号ｖをデジタルの画像データにＡＤ変換し、ＡＤ変換した画像データを画像メモリ１３に一時記憶させる。画像メモリ１３は、例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリである。そして、画像構成処理部１２は、画像メモリ１３に記憶させた画像データに対して撮像画像の不均一性を補正するＮＵＣ（Non-Uniformity Correction）処理、欠陥画素の補正処理等の各種画像処理を行い、画像処理された画像データを温度補正処理部１６に与える。撮像画像を構成する各画素は、二次元に配列されており、画像データは各画素の位置（ｘ，ｙ）及び階調値Ｖ（ｘ，ｙ）として示される各画素の輝度を示すデータを含んでいる。ＮＵＣ処理で補正された階調値Ｖ（ｘ，ｙ）は、下記式（１）で表される。
Ｖｉｊ＝Ｇｉｊ・ｖｉｊ＋Ｏｉｊ…（１）
但し、Ｖｉｊは画素（ｘ，ｙ）＝（ｉ，ｊ）の補正後の階調値、ｖｉｊは画素（ｘ，ｙ）＝（ｉ，ｊ）の撮像画像信号の信号レベル、Ｇｉｊはゲイン補正値、Ｏｉｊはオフセット補正値であり、ｉ，ｊは、画素位置を示している。Ｇｉｊ、Ｏｉｊは、例えば黒体炉、シャッタ等の温度分布が均一の物体を撮像して得た階調値に基づいて算出したものである。
【００２０】
なお、画像構成処理部１２で得られる画像データから被撮像体の相対的な温度分布を計測することは可能であるが、各画素の階調値Ｖ（ｘ，ｙ）と温度とは一対一対応していないため、温度を計測することはできない。これは、画像構成処理部１２が、遠赤外線撮像部１１の周囲環境の変動によって階調値のオフセットを変動させるためである。オフセットが変動した場合、被撮像体の温度が同じであっても階調値Ｖ（ｘ，ｙ）が変動してしまう。
【００２１】
また、言うまでもなく、遠赤外線撮像部１１を構成する赤外線レンズ１１ａ、遠赤外線撮像素子１１ｂ、及び赤外線レンズ１１ａを保持する図示しない鏡筒も、周囲温度に応じた遠赤外線を放射している。従って、各画素の階調値Ｖ（ｘ，ｙ）と温度とは一対一対応していない。
【００２２】
温度補正処理部１６は、例えばＭＰＵ（Microprocessor Unit)を備えたマイクロコンピュータであり、画像構成処理部１２で画像処理された画像データを、温度に一対一対応した階調値Ｗ（ｘ，ｙ）を有する画像データに変換する後述の温度補正処理を実行する。ＭＰＵには、図示しないバスを介してＭＰＵの制御に基づき実行される各種コンピュータプログラム及びデータを記録するＲＯＭ、ＲＯＭに記録されたコンピュータプログラムの実行時に一時的に発生する各種データを記録するＲＡＭ、画像データを一時的に記録するフレームメモリ、Ｉ／Ｏポート等が接続されており、ＭＰＵが前記コンピュータプログラムを実行することによって、階調値Ｗ（ｘ，ｙ）の変換処理を実行する。温度補正処理部１６は、温度補正された画像データを通信インタフェース１８に与える。通信インタフェース１８は、温度補正された画像データをＮＴＳＣ(National Television System Committee Standard)等のアナログ信号、ＩＥＥＥ１３９４、ＭＯＳＴ規格に準拠したデジタルの画像データに変換し、ＥＣＵ２に送信する。
【００２３】
また、温度計測装置１は、温度センサ１４及び温度補正処理に必要な各種パラメータを記憶する温度パラメータメモリ１７を備えている。
【００２４】
温度センサ１４は、該温度センサ１４に接触した物体又は周囲の温度を検出し、検出した温度（以下、センサ温度ＴTRMという）を示す温度信号をＡ／Ｄコンバータ１５に与える。温度センサ１４は、例えば、熱電対、白金測温抵抗体、サーミスタ等のアナログ式センサ、並びに半導体温度センサＩＣ等のデジタル式センサであり、遠赤外線撮像部１１の所定視野内に位置し、温度センサ１４、温度センサ１４周辺の物体の遠赤外線像が所定の画素（以下、センサ画素（ｘT，ｙT）という）に写るように、車両Ｃ内の天井部分４に配設されている（図１、図５参照）。なお、温度センサ１４の配置場所は、特に限定されず、ヘッドレスト、室内灯、ピラー、ドア等に配しても良い。但し、温度と階調値Ｖ（ｘ，ｙ）とを正確に対応付けるためには、撮像される温度センサ１４又は温度センサ１４周辺部分の温度変動が比較的小さく、遠赤外線の放射率が高い部材、例えば布、ゴム等であることが望ましい。車両Ｃの天井部分４は、温度変動が比較的小さく、遠赤外線の反射率も小さいため、好適である。
また、温度センサ１４は天井部分４に埋没するように配設しても良いし、天井部分４から突出するように配設しても良い。ルームランプの適宜箇所に配設しても良い。
更に、温度センサ１４又は温度センサ１４周辺部の被撮像部分を構成する平面状表面部の法線と、赤外線レンズ１１ａ群の光軸とのなす角が５０度以内になるように、温度センサ１４を配設することが好ましい。
このように配置することによって、温度センサ１４又は温度センサ１４周辺部の温度に対応する遠赤外線を受光することが可能になる。
Ａ／Ｄコンバータ１５は、温度信号をデジタルの温度データにＡＤ変換し、ＡＤ変換された温度データを温度補正処理部１６に与える。
【００２５】
温度パラメータメモリ１７は、フラッシュメモリのような不揮発性メモリであり、被撮像体の絶対温度分布を測定するためのゲインＤｂ、センサ画素（ｘT，ｙT）の座標位置を記憶している。ゲインＤｂは、各画素に対応する被撮像体部分の温度の変化量及び各画素の階調値の変化量、つまり被撮像体の温度が単位温度１℃変化した場合の階調値の変化量を示している。ゲインＤｂは、被撮像体の温度に拘わらずほぼ一定の値であるため、温度計測装置１の製造時に測定しておき、測定して得たゲインＤｂを温度パラメータメモリ１７に記憶させておけば良い。
また、温度パラメータメモリ１７は、外部のＥＣＵ２にて絶対温度分布を認識できるように画像データの階調値を変換するためのゲインＤｘ及び測定基準温度ＴMINを記憶している。ゲインＤｘは、下記式（２）で表される定数である。
Ｄｘ＝最大階調値ＰMAX／（測定上限温度ＴMAX−測定基準温度ＴMIN）…（２）
【００２６】
ゲインＤｘは、絶対温度分布を示す画像データにおいて、単位温度１℃の変化量に対応する階調値の変化量を示している。
【００２７】
図３は、ＥＣＵ２の構成を示すブロック図である。ＥＣＵ２は、車室内の絶対温度分布を利用して空調装置、エアバッグ装置等の被駆動部３の動作を制御する制御装置である。ＥＣＵ２は制御部２１を備えており、制御部２１には、バス２７を介してＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、通信インタフェース２４、画像メモリ２５、制御インタフェース２６等が接続されている。
【００２８】
ＲＯＭ２２は、温度計測装置１から送信された画像データに基づいて、車室内の温度を算出する処理、車室内の絶対温度分布に基づいて被駆動部３の動作を制御するためのコンピュータプログラムを記憶している。また、ＲＯＭ２２は、ゲインＤｘ、測定基準温度ＴMINを記憶している。
【００２９】
ＲＡＭ２３は、制御部２１によるコンピュータプログラムの実行時に発生する各種データを記憶する揮発性メモリである。
【００３０】
通信インタフェース２４は、温度計測装置１から送信された画像データを受信し、画像メモリ２５は、通信インタフェース２４で受信した画像データを一時記憶する。制御インタフェース２６は、制御部２１の制御によって制御信号を被駆動部３へ出力し、被駆動部３の動作を制御する。
【００３１】
被駆動部３は、例えば空調装置であり、運転者の上半身部分及びその周辺の絶対温度分布を用いて、空調装置による送風温度、送風方向、送風速度等を制御することができ、より快適に車室内を空調することができる。
また、被駆動部３は、例えばエアバッグ装置であり、絶対温度分布を用いることによって、運転者の頭部、上半身、その周辺部分を判別し、運転者の有無、眼鏡装着の有無、体型、姿勢等をより正確に認識することができ、運転者の頭部の位置、眼鏡装着の有無、体格、姿勢等に応じてエアバッグの展開方法を制御することができ、車両Ｃ衝突時、安全に運転者を保護することができる。
【００３２】
図４は、温度補正処理に係る温度補正処理部１６の処理手順を示すフローチャートである。温度補正処理部１６は、画像構成処理部１２から出力された画像データを取得し（ステップＳ１１）、温度センサ１４からセンサ温度ＴTRMを取得する（ステップＳ１２）。そして、温度補正処理部１６は、センサ画素（ｘT、ｙT）の階調値Ｚ＝Ｖ（ｘT ，ｙT ）を特定する（ステップＳ１３）。
【００３３】
図５は、撮像画像及びセンサ画素（ｘT，ｙT）を説明するための説明図である。横長矩形枠は撮像画像を示しており、横軸Ｘは水平ライン、縦軸Ｙは垂直ラインを示している。白丸部分は温度センサ１４又は温度センサ１４周辺部に対応するセンサ画素（ｘT，ｙT）を示している。温度補正処理部１６は、センサ画素（ｘT，ｙT）の階調値Ｚと、センサ温度ＴTRMとから一の階調値Ｚと一の温度とを対応付けることができる。ハッチングを付した丸部分は、センサ画素（ｘT，ｙT）を除く他の任意の画素を示している。
【００３４】
次いで、温度補正処理部１６は、ゲインＤｂ、ゲインＤｘ、及び測定基準温度ＴMINを読み出し（ステップＳ１４）、階調値Ｖ（ｘ，ｙ）を、温度に一対一対応した階調値Ｗ（ｘ，ｙ）に変換する温度補正処理を実行する（ステップＳ１５）。
【００３５】
図６は、階調値Ｖ（ｘ，ｙ）と温度ＴABS との対応関係を示すグラフである。横軸は階調値Ｖ（ｘ，ｙ）、縦軸は温度ＴABS を示している。図６に示すように、温度ＴABS は、階調値Ｖ（ｘ，ｙ）に比例しており、その比例係数は１／ゲインＤｂである。従って、温度センサ１４から取得したセンサ温度ＴTRMと、温度センサ１４を撮像して得たセンサ画素（ｘT，ｙT）の階調値Ｚと、ゲインＤｂとから、階調値Ｖ（ｘ，ｙ）と、温度ＴABS とを一対一で対応付けることができる。温度ＴABS は、下記式（３）で表される。
ＴABS ＝Ｖ（ｘ，ｙ）／Ｄｂ＋ＴTRM −Ｚ／Ｄｂ…（３）
【００３６】
ところが、階調値Ｖ（ｘ，ｙ）を有する画像データをそのまま外部のＥＣＵ２に送信しても、ＥＣＵ２側では階調値Ｖ（ｘ，ｙ）と温度との対応が取れていないため、被撮像体の温度を算出することができない。そこで、温度補正処理部１６は、２つの要素に対して対応付けを行う。第１の要素は、オフセット、即ち測定基準温度ＴMINであり、第２の要素はゲイン、即ち温度変化量に対する階調値の変化量の比率である。ＥＣＵ２は、オフセット及びゲインとして、所定の測定基準温度ＴMIN及びゲインＤｘを記憶しているため、温度補正処理部１６は、ＥＣＵ２側で測定基準温度ＴMIN及びゲインＤｘにて温度を算出することができるように階調値Ｖ（ｘ，ｙ）を階調値Ｗ（ｘ，ｙ）に変換する。
【００３７】
図７は、階調値Ｗ（ｘ，ｙ）と温度ＴABS との対応関係を示すグラフである。横軸は階調値Ｗ（ｘ，ｙ）、縦軸は温度ＴABS を示している。ステップＳ１５で温度補正処理部１６は、図７に示すように階調値１を測定基準温度ＴMINに合わせ、単位温度１℃変化した場合の階調値の変化量がゲインＤｘになるように、階調値Ｖ（ｘ，ｙ）を階調値Ｗ（ｘ，ｙ）に変換する。
【００３８】
温度補正された階調値Ｗ（ｘ，ｙ）は、下記式（４）で表される。
Ｗ（ｘ，ｙ）＝（ＴABS −ＴMIN ）×Ｄｘ…（４）
結局、上記式（４）は下記式（５）のように式変形することができ、温度補正処理部１６は、下記式（５）にて階調値Ｗ（ｘ，ｙ）を算出する。
Ｗ（ｘ，ｙ）＝Ｄｘ／Ｄｂ×〔Ｖ−｛Ｚ−（ＴTRM −ＴMIN ）×Ｄｂ｝〕…（５）
【００３９】
例えば、測定基準温度ＴMINを１６℃、ゲインＤｘを８とした場合、１６℃〜４８℃の範囲と、階調値１〜２５６とを一対一で対応付けることができる。この場合、２０℃は階調値３２に対応する。
なお、変換後の階調値Ｗ（ｘ，ｙ）が０以下又は２５６より大きな値になった場合、階調値Ｗ（ｘ，ｙ）は夫々１と、２５６とに丸められる。
【００４０】
次いで、温度補正処理部１６は、温度補正された階調値Ｗ（ｘ，ｙ）を有する画像データをＥＣＵ２へ送信する（ステップＳ１６）。
【００４１】
図８は、ＥＣＵ２の制御部２１の処理手順を示すフローチャートである。制御部２１は、温度計測装置１にて温度補正された画像データを受信する（ステップＳ２１）。次いで、制御部２１は、ＲＯＭ２２からゲインＤｘ及び測定基準温度ＴMINを読み出し（ステップＳ２２）、階調値Ｗ（ｘ，ｙ）、ゲインＤｘ及び測定基準温度ＴMINに基づいて温度ＴABS を算出し、処理を終える。
【００４２】
温度ＴABS は、下記式（６）によって算出することができる。
ＴABS ＝Ｗ（ｘ，ｙ）／Ｄｘ＋ＴMIN …（６）
【００４３】
このように構成された実施の形態１に係る温度計測装置１及び車両Ｃにあっては、従来の車両用温度測定装置に比してより正確に被撮像体の絶対温度分布を測定することができる。
【００４４】
また、従来技術のように標準発熱体が不要であるため、該標準発熱体を制御する各種回路が不要になり、温度計測装置１を簡単且つ低コストで構成することができる。
【００４５】
更に、一般のサーモグラフィに比べて簡単な構成で、被撮像体の温度の絶対値を測定することができる。
【００４６】
更にまた、従来技術のようにヒータへの通電及び通電の制御を行う必要がないため、低消費電力で被撮像体の温度分布を測定することができる。
【００４７】
更にまた、従来技術のようにヒータへの通電を制御するための通信線、電源ケーブル等を引き回し、各種回路を配置する必要がないため、省スペースを図ることができる。特に自動車分野ではエレクトロニクス化が進む一方で車両Ｃの小型化、車内空間の拡大が求められているため、車両Ｃ搭載用の温度計測装置１にあっては特に効果的である。
【００４８】
更にまた、温度計測装置の周囲環境に応じて画像構成処理部１２が階調値Ｖ（ｘ，ｙ）のオフセットを変更させる構成であっても、温度に一対一対応した階調値Ｗ（ｘ，ｙ）を外部装置に送信することができる。
なお、赤外線にて被撮像体を撮像し、撮像画像を構成する複数画素夫々の撮像画像信号を出力する赤外線撮像部を備え、該赤外線撮像部から出力された撮像画像信号の信号レベルに対応した各画素の階調値を、前記赤外線撮像部の撮像特性に基づいて補正し、補正した各画素の階調値に基づいて被撮像体の温度を計測する温度計測装置において、各画素の温度及び補正後の階調値夫々の時間的な変化量の関係を記憶する記憶手段と、前記赤外線撮像部の撮像範囲内に配されるべき温度センサと、該温度センサが検出した温度、前記記憶手段が記憶している関係、前記温度センサに対応する画素の補正後の階調値、及び他の画素の補正後の階調値に基づいて、各画素の階調値を被撮像体の温度を示す階調値に変換する変換手段とを備えるように構成することにより、階調値に各種補正処理が施される場合であっても、温度に一対一対応した階調値を外部装置に送信することができる。
【００４９】
図９は、第１の変形例に係る温度補正処理部１６の処理手順を示すフローチャートである。第１の変形例に係る温度パラメータメモリ１７は、周囲温度に応じて異なる複数のゲインＤｂ１、…、Ｄｂｋ、…を記憶しており、温度補正処理部１６は、周囲温度に対応したゲインＤｂｋを用いることによって、より正確な温度の測定を可能にしたものである。但し、ｋは２以上の自然数である。
【００５０】
温度補正処理部１６は、図４と同様、画像データを取得し（ステップＳ３１）、センサ温度ＴTRMを取得し（ステップＳ３２）、センサ画素（ｘT，ｙT）の階調値Ｚを特定する（ステップＳ３３）。そして、温度補正処理部１６は、ステップＳ３２で取得したセンサ温度ＴTRMに基づいて、該センサ温度ＴTRMに対応するゲインＤｂｋを選択して読み出す（ステップＳ３４）。以下、図４と同様、ゲインＤｂｋ及び測定基準温度ＴMINを読み出し（ステップＳ３５）、温度補正処理を行い（ステップＳ３６）、温度補正された画像データを送信し（ステップＳ３７）、処理を終える。
【００５１】
第１の変形例に係る温度計測装置１及び車両Ｃにあっては、温度計測装置１の周囲温度に応じたゲインＤｂｋを用いることによって、周囲温度に拘わらず、被撮像体の温度を正確に計測することができる。
【００５２】
図１０は、第２の変形例に係る温度補正処理部１６の処理手順を示すフローチャートである。第２の変形例に係る温度パラメータメモリ１７は、周囲温度に応じて線形的に変化するゲインＤｂを規定する定数ａ，ｂを記憶している。定数ａ，ｂは、Ｄｂ（ＴTRM ）＝ａ×ＴTRM ＋ｂで表されるゲインＤｂを規定する値であり、温度計測装置１の製造時に予め測定及び算出し、温度パラメータメモリ１７に記憶させておく。温度補正処理部１６は、定数ａ，ｂ及び温度センサ１４が検出したセンサ温度ＴTRMに基づいてゲインＤｂを算出し、算出されたゲインＤｂを用いることによって、より正確な温度の測定を可能にしたものである。
【００５３】
温度補正処理部１６は、図４と同様、画像データを取得し（ステップＳ４１）、センサ温度ＴTRMを取得し（ステップＳ４２）、センサ画素（ｘT，ｙT）の階調値Ｚを特定する（ステップＳ４３）。そして、温度補正処理部１６は、温度パラメータメモリ１７からゲインＤｂ（ＴTRM ）算出用の定数ａ，ｂを読み出し（ステップＳ４４）、センサ温度ＴTRM、及び定数ａ，ｂに基づいて、ゲインＤｂ（ＴTRM ）＝ａ×ＴTRM ＋ｂを算出する（ステップＳ４５）。以下、図４と同様、ゲインＤｘ及び測定基準温度ＴMINを読み出し（ステップＳ４６）、温度補正処理を行い（ステップＳ４７）、温度補正された画像データを送信し（ステップＳ４８）、処理を終える。
【００５４】
第２の変形例に係る温度計測装置１及び車両Ｃにあっては、温度計測装置１の周囲温度に応じたゲインＤｂを算出することによって、温度計測装置１の周囲温度に拘わらず、被撮像体の温度を正確に計測することができる。
【００５５】
なお、実施の形態１及び変形例にあっては、遠赤外線にて被撮像体を撮像する場合を説明したが、他の周波数帯域の赤外線にて被撮像体を撮像し、温度を測定するように構成しても良い。但し、遠赤外線撮像素子を用いた場合、車室内に入射する外光の影響を受けないため、正確に被撮像体の温度分布を計測することができ、好適である。
【００５６】
また、センサ温度ＴTRMとして、瞬間の温度を用いる場合を説明したが、異なる時刻で複数のセンサ温度ＴTRMを取得し、該複数のセンサ温度ＴTRMから移動平均を算出し、該移動平均を用いて階調値を変更するように構成しても良い。同様に、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタにてセンサ温度ＴTRMの変動を抑制するように構成しても良い。フィルタ期間は、例えば０．５〜１．５秒程度が好ましく、温度変化に追従でき、且つノイズを効果的に抑制することができる。このように構成した場合、センサ温度ＴTRMの短期的変動によって、測定される温度が揺らぐことを防止することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
図１１は、実施の形態２に係る温度計測装置２０１の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る温度計測装置２０１は、実施の形態１に係る温度計測装置１が備えている温度センサに代えて、第１温度センサ１４ａと、第２温度センサ１４ｂと、２つのＡ／Ｄコンバータ１５ａ、１５ｂを備えており、第１温度センサ１４ａが検出したセンサ温度ＴTRMAと、第２温度センサ１４ｂが検出したセンサ温度ＴTRMBと、第１及び第２温度センサ１４ａ，１４ｂに夫々対応する画素の階調値ＺA ，ＺB とに基づいてゲインＤｂを算出するように構成した点が異なるため、以下では主に上記相違点について説明する。他の構成は、実施の形態１と同様である。
第１温度センサ１４ａ及び第２温度センサ１４ｂは、遠赤外線撮像部１１の撮像範囲内の異なる箇所であって、各箇所に温度差があるような部分に配されている。
【００５８】
図１２は、実施の形態２における温度補正処理に係る温度補正処理部１６の処理手順を示すフローチャートである。
温度補正処理部１６は、図４と同様、画像データを取得し（ステップＳ５１）、センサ温度ＴTRMA、ＴTRMBを取得し（ステップＳ５２）、センサ画素の階調値ＺA ，ＺB を特定する（ステップＳ５３）。
【００５９】
図１３は、実施の形態２における撮像画像及びセンサ画素を説明するための説明図である。横長矩形枠は撮像画像を示しており、横軸Ｘは水平ライン、縦軸Ｙは垂直ラインを示している。図中左側の白丸部分は第１温度センサ１４ａ又は第１温度センサ１４ａ周辺部に対応するセンサ画素（ｘTA，ｙTA）を示している。また、図中右側の白丸部分は第２温度センサ１４ｂ又は第２温度センサ１４ｂ周辺部に対応するセンサ画素（ｘTB，ｙTB）を示している。
なお、センサ画素（ｘTA，ｙTA）及びセンサ画素（ｘTB，ｙTB）の画素位置は、温度パラメータメモリ１７に格納されている。
【００６０】
そして、温度補正処理部１６は、ゲインＤｂを算出する（ステップＳ５４）。ゲインＤｂは、下記式（７）によって表される。
Ｄｂ＝（ＺA −ＺB ）／（ＴTRMA−ＴTRMB）…（７）
【００６１】
以下、図４と同様、ゲインＤｘ及び測定基準温度ＴMINを読み出し（ステップＳ５５）、温度補正処理を行い（ステップＳ５６）、温度補正された画像データを送信し（ステップＳ５７）、処理を終える。
なお、温度補正処理で利用するセンサ温度は、センサ温度ＴTRMA又はセンサ温度ＴTRMBのいずれかを利用すれば良い。
【００６２】
実施の形態２に係る温度計測装置２０１及び車両Ｃにあっては、遠赤外線撮像部１１の経年変化によってゲインＤｂが変化した場合であっても、経年変化に追従するようにゲインＤｂを変更することができ、被撮像体の絶対温度分布を正確に計測することができる。
また、温度計測装置２０１の周囲温度が変化した場合であっても、周囲温度の変化に応じたゲインＤｂを算出することができ、被撮像体の絶対温度分布を正確に計測することができる。
なお、実施の形態２では常にゲインＤｂを算出する処理を実行する場合を説明したが、実施の形態１で説明したゲインＤｂを温度パラメータメモリ１７に記憶させておき、実施の形態１に係る温度計測方法と、実施の形態２に係る温度計測方法とを適宜選択するように構成しても良い。具体的には、温度補正処理部１６が、センサ温度ＴTRMAと、センサ温度ＴTRMBとの差を算出し、該差が閾値以上であるか否かを判定し、閾値以上であると判定した場合、センサ温度ＴTRMA、ＴTRMBに基づいてゲインＤｂを算出し、閾値未満であると判定した場合、温度パラメータから所定のゲインＤｂを読み出すように構成すると良い。
また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る温度計測システムの構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る温度計測装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図４】温度補正処理に係る温度補正処理部の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】撮像画像及びセンサ画素を説明するための説明図である。
【図６】階調値と温度との対応関係を示すグラフである。
【図７】階調値と温度との対応関係を示すグラフである。
【図８】ＥＣＵの制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】第１の変形例に係る温度補正処理部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の変形例に係る温度補正処理部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係る温度計測装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態２における温度補正処理に係る温度補正処理部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態２における撮像画像及びセンサ画素を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  温度計測装置
２  ＥＣＵ
３  被駆動部
４  天井部分
１１  遠赤外線撮像部
１１ａ  赤外線レンズ
１１ｂ  遠赤外線撮像素子
１２  画像構成処理部
１３  画像メモリ
１４  温度センサ
１５  Ａ／Ｄコンバータ
１６  温度補正処理部
１７  温度パラメータメモリ
１８  通信インタフェース
Ｃ  車両
【図１】
2009150840.tif 000003
【図２】
2009150840.tif 000004
【図３】
2009150840.tif 000005
【図４】
2009150840.tif 000006
【図５】
2009150840.tif 000007
【図６】
2009150840.tif 000008
【図７】
2009150840.tif 000009
【図８】
2009150840.tif 000010
【図９】
2009150840.tif 000011
【図１０】
2009150840.tif 000012
【図１１】
2009150840.tif 000013
【図１２】
2009150840.tif 000014
【図１３】
2009150840.tif 000015