JP2747426B2

JP2747426B2 - 温度表示ビデオカメラ

Info

Publication number: JP2747426B2
Application number: JP21986394A
Authority: JP
Inventors: 勝利帆足
Original assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Current assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JPH0884285A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体を撮影し、その
可視光像と共に、撮影した被写界の中の被検物体の温度
を数値表示画像として出力する温度表示ビデオカメラに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、テレビカメラは色々な監視目的の
用途に利用されている。このような監視カメラでは、可
視光の範囲の像を撮像するのはもちろんのこと、赤外像
の撮像や、可視光および赤外光像の撮像を同時にまたは
分離して撮像する技術が採用されており、また、外部か
らの情報をテレビ画像に付加合成して信号として伝送
し、モニター上に画像と情報を同時に表示し、有効な監
視を可能とする技術が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
監視カメラは可視光、赤外光を問わず、画像としての撮
像に偏っていた。監視カメラの目的によっては、可視光
画像の撮像だけでなく、撮像した被写界内の特定物、被
検物体の温度を監視したい場合がある。被検物体に直接
温度計を設置することが出来ない場合は、赤外光画像と
してしか観察出来なかった。被検物体に温度計を設置で
きない、または可能であるけれども現実的に設置不可能
な被検物体の温度を、それも任意の被検物体の温度を可
視画像と共にデジタル表示する装置が望まれていた。

【０００４】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、撮影した被写界の一
部に存在する被検物体の温度を遠隔測定し、その測定結
果を可視光像と共に、デジタル数値の画像として撮像す
る機能を持つ温度表示機能付きの温度表示ビデオカメラ
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の温度表示ビデオカメラは、被検物体からの
光を導入し結像する反射光学系と、該反射光学系により
結像された被検物体像の位置近傍に配置された赤外線検
出器と、該赤外線検出器からの信号を受けて前記被検物
体の温度を算出し、該算出された温度を表示する温度表
示部と、前記反射光学系の入射側光軸上に有って前記被
検物体からの光を反射するミラーを含むファインダー光
学系と、該ファインダー光学系には前記温度表示部の表
示面が配置され、該表示面と前記被検物体像とを同一視
野で並んで結像する接眼レンズ系とを包含する温度計ユ
ニットと、前記接眼レンズ系の接眼部に配置され、前記
被検物体像と前記温度表示部の表示面を同一視野に撮像
するテレビカメラとを具備することを特徴とする。

【０００６】また、本発明は、好ましくはその一形態と
して、前記ファインダー光学系が自動焦点機構を持つこ
とを特徴とすることができる。

【０００７】また、本発明は好ましくは他の形態とし
て、前記テレビカメラが固定焦点カメラであることを特
徴とすることができる。

【０００８】また、本発明は好ましくは他の形態とし
て、前記温度計ユニットと前記テレビカメラは同一の筐
体内に収納されていることを特徴とすることができる。

【０００９】また、本発明は好ましくは他の形態とし
て、前記テレビカメラが遠隔操縦またはあらかじめ決め
たパターンでの自動操縦でパンおよびチルト動作をする
パンチルト台に搭載されていることを特徴とすることが
できる。

【００１０】また、本発明は好ましくは他の形態とし
て、前記テレビカメラが信号伝送手段を介して該テレビ
カメラからのテレビジョン映像信号の画像表示等を行う
監視センターに接続されていることを特徴とすることが
できる。

【００１１】また、本発明は好ましくは他の形態とし
て、前記監視センターは前記テレビジョン映像信号の信
号処理により前記温度表示部の表示温度を認識して検出
温度データを出力する画像処理装置を有することを特徴
とすることができる。

【００１２】また、本発明は好ましくは他の形態とし
て、前記監視センターは前記検出温度データに応じて警
報を発生する警報装置を有することを特徴とすることが
できる。

【００１３】

【作用】本発明においては、光学系内に配設した赤外線
検出器を用いて被写界の一部、詳しくは被写界の中央部
に位置する被検物体の温度を遠隔測定してデジタル表示
する温度表示機能と、このデジタル表示された温度表示
を、自動焦点機構で結像された被写界の可視光像と共
に、テレビカメラで撮像するようにしたので、任意の被
検物体の温度を、遠隔監視することが可能になる。また
これは、被写界に存在する任意の被検物体の温度を、そ
の光学像と共に映像情報として記録することを可能に
し、また被写界を、カメラに取り付けたパンチルト装置
で任意に選択することも可能と成るので、被検物体の形
状や位置に捕らわれない温度測定とその可視光像の監視
をすることができる。即ち、従来技術では被検物体のど
こをどのような状態のときに計ったかのデータが得られ
難くかったが、本発明では容易にそれを得ることができ
る。

【００１４】

【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例の温度表示ビデオ
カメラの筐体部分を一部切り欠いた全体の外観を示す。
図１において、１００は温度表示ビデオカメラの全体を
表し、１１０はオートフォーカス機構を持つ温度表示ユ
ニット、１２０はＣＣＤテレビカメラ、および１３０は
これらユニットとカメラを組み込む筐体（ハウジング）
である。

【００１６】温度表示ユニット１１０はこれ単独でディ
ジタル表示温度計としても使用可能なものであり、単眼
鏡形式のレンズ系１１１を有する構造を有し光軸上の対
象物の温度を遠隔測定できる。後述の図２から分かるよ
うに、温度測定対象物を狙って操作マンがこの温度表示
ユニット１１０のファインダー部１１２を覗いたとき、
その測定結果の表示が、操作マンの視野に入るように、
そのファインダー部１１２の視野の下部に温度がディジ
タル表示されるように成っている。また、そのファイン
ダー部１１２を覗いたときに、被写界視野は円形に成っ
ており、その中心はファインダー部の光軸上より若干上
部に位置している。この円形の被写界視野の中央部に円
があり、この円内の被写体の温度を温度センサーで測定
し、その温度をディジタルの数値表示するようになって
いる。

【００１７】この温度表示ユニット１１０のファインダ
ー部１１２に近接して、かつその光軸を一致させて固定
焦点レンズを持ったＣＣＤテレビカメラ１２０のレンズ
系１２１を配置している。テレビカメラ１２０はファイ
ンダー部１１２の可視光像と温度表示部分を同一視野内
に撮像し、そのカラー映像出力をコネクタ１２２を介し
て外部に出力する。１２３は必要な同期をとる等のため
のコントロール信号用のコネクタである。

【００１８】図２は図１の温度表示ビデオカメラ１００
を用いた画像・温度監視システムの構成の一例を示す。
温度測定対象物２００は温度表示ユニット１１０の光学
系を介してファインダー部１１２に結像され、その温度
測定結果がファインダー部１１２の視野の下部にディジ
タル表示される。ＣＣＤテレビカメラ１２０はファイン
ダー部１１２の可視光像とディジタル温度表示を同一視
野内に撮像し、撮像したそのカラー映像出力を通信ケー
ブル２１０を介してカラーモニター２２０に伝送する。
カラーモニター２２０の画面にはファインダー部１１２
の画像がそのままカラー表示される。カラーモニター２
２０の表示画面において、２２１は測定領域マークであ
る被写界視野の中央部の円であり、この円２２１内の被
写体の温度を後述の赤外線温度センサーで測定してい
る。また、２２２はファインダー部１１２の視野の下部
に表示されたディジタル温度表示である。

【００１９】図３は画像・温度監視システムの構成の変
形例を示す。図２との相違は温度表示ビデオカメラ１０
０とカラーモニター２２０との間に画像処理プロセッサ
ー３００が接続されている点である。３１０は２１０と
同様な通信ケーブルである。画像処理プロセッサー３０
０は、温度表示ビデオカメラ１００から通信ケーブル２
１０を介して伝送されてくるテレビジョン映像信号を処
理することにより、上記ディジタル温度表示の映像をパ
ターン認識して検出温度データの信号を出力することが
でき、また被検出体の映像と検出温度データをプリンタ
やＶＴＲ等を用いて記録媒体に記録することもできる。
さらに、画像処理プロセッサー３００はブザーやカラー
モニター２２０を用い上記検出温度データがあらかじめ
設定した上下限値を越えるときにアラーム音やメッセー
ジ表示で警報を発生することができる。

【００２０】図４は本発明の一実施例の温度表示ビデオ
カメラの光学系の構成と信号処理系の回路構成を示す。

【００２１】まず最初に温度表示ユニット１１０の構成
について説明する。周知のように、ある温度の物質はそ
の温度に相当した強度の赤外線を放射している。この温
度測定ユニット１１０はその赤外線の強度を測定して、
測定物体２００の温度を求める測定器である。この光学
系は、図１に示すように一眼レフ方式を採用しており、
ファインダー（光学ビューファインダー）系と温度セン
サー系とに内部で分離されている。外部のダスト等から
内部の光学系を保護する保護フイルタ４０１を透過した
測定物体２００からの光は、屈折光学系のファインダー
／ＡＦ（オートフォーカス；自動焦，点）対物レンズ４
０２により自動焦点合わせが行われる。対物レンズ４０
２の光軸を囲む中心光を、光軸上に配置されたファイン
ダー系のハーフミラー４Ｏ３で反射し、この反射光をカ
メラ撮像のための光束として使用しておリ、その光束を
パンタプリズム４０４、スケールグラス４０５および接
眼レンズ系４０６を通して図１のファインダー部１１２
に結像している。

【００２２】一方、対物レンズ４０２の外周の光束は、
ファインダー系のミラー４０３を含む光学系を避けて、
その背後に設けられた中央部穴あきの球面ミラー（反射
光学系の測温対物レンズ）４１０を介し、反射型望遠鏡
の方式で制御板４１１，分光感度補正フィルタ４１２を
通して測温センサ（例えば、サーモパイル）４１３に導
いており、温度測定範囲内の像がセンサ４１３に結像さ
れる。

【００２３】このように、反射光学系（測温対物レン
ズ）の焦点位置に検出素子である測温センサ４１３が配
設されており、一方、ファインダ光学系の等価な位置に
測定領域マークをつけたガラス板（スケールグラス）４
０５と測温データをディジタル表示する表示部４１７が
設けられている。即ち、測温センサ４１３からの信号を
ディジタル値の温度に変換し、その信号を数値の文字表
現とし、ファインダー視野の部分に「発光する文字列」
となるように配置している。

【００２４】測定物体２００からの放射エネルギーを上
記の光学系を通じて測温センサ４１３で電圧に変換し、
次に増幅部４１４においてその電圧を増幅し、次にＡ／
Ｄ（アナログ・ディジタル）変換部４１５でディジタル
化を行い、そのディジタル値についてマイクロコンピュ
ータ部４１６で必要な処理を行う。このようにして検出
された温度データはマイクロコンピュータ部４１５から
液晶またはＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた表示部４
１７に送られ、ディジタル表示される。

【００２５】マイクロコンピュータ部４１６は更に自動
焦点用の赤外線を出力する赤外発光部４２０と、対物レ
ンズ４０２を移動する光学制御部４１８を制御する。赤
外発光部４２０から出射され測定物体２００で反射され
た赤外線はセンサ４１３で検出されて本ビデオカメラ１
００と測定物体２００間の距離がマイクロコンピュータ
部４１６で測定される。マイクロコンピュータ部４１６
からその距離データ（または今回の距離データと前回の
距離データの差分値）に応じた駆動コマンドが光学制御
部４１８に送られる。光学制御部４１８はそのコマンド
に応じて対物レンズ４０２の制御機構を動かし、これに
より焦点合わせを自動で行なう。焦点が合うと、赤外発
光部４２０は一旦ＯＦＦになり、マイクロコンピュータ
部４１６は焦点が合った後の温度データにのみを表示部
４１７に表示する。このオートフォーカスと温度測定の
動作が時分割で交互に繰返される。この様に自動焦点方
式を採用しているので、より正確な測定データが常に安
定して表示される。自動焦点方式としてはこの様な赤外
線方式の他に、超音波方式，位相差方式および山登り方
式などが知られているが、いづれの方式でも本発明に適
用できることは勿論である。

【００２６】ところで、ある測定物体の赤外線の強度と
同一温度の黒体における赤外線の強度の比のことを放射
率といい、この放射率の値は測定波長域によって異な
る。正確な温度を測定するためには計測器の受光系の測
定波長域に応じた放射率の設定が必要となる。このた
め、この温度表示ユニット１１０では操作部の放射率／
アラームキーとアップキー、ダウンキー（図示しない）
によってこの値を設定できるようになっている。このよ
うな各種キースイッチの情報もマイクロコンピュータ部
４１６で処理される。

【００２７】次に、ＣＣＤテレビカメラ１２０の構成に
ついて説明する。このテレビカメラ１２０は温度表示ユ
ニット１１０の被写界映像と温度のデジタル表示部を同
時に撮像範囲に入れて、同時にピントも合わせて撮像す
ることができる固定焦点の光学レンズ系１２１を持った
カメラである。光学レンズ系１２１を通った光学画像は
ＣＣＤ撮像素子４３０に結像され、電気的なＲＧＢ（レ
ッド、グリーン、ブルー）のアナログ画像信号に変換さ
れる。この画像信号はサンプルホールド回路４３１でサ
ンプリングされた後、Ａ／Ｄ変換器４３２でディジタル
化され、次にディジタル処理回路４３３でテレビジョン
映像信号化に必要な所定のディジタル処理を受け、Ｄ／
Ａ（ディジタル・アナログ）変換器４３４でアナログ映
像信号に変換される。この映像信号は映像出力増幅器４
３５で増幅されてから映像出力コネクタ１２２に出力さ
れ、例えば図２に示すように信号ケーブル２１０を介し
てカラーモニター２２０に送られる。４３６はクロック
発生器、４３７はタイミングパルス発生器である。

【００２８】図５は上述した本発明の温度表示ビデオカ
メラ１００をパンチルト台５００のに搭載した場合の外
観例を示す。パンチルト台５００はビデオカメラ１ＯＯ
を遠隔操縦またはあらかじめ決めたパターンでの自動操
縦でパン（左右方向の回転）およびチルト（上下方向の
首ふり）動作をする。これにより、被測定物体の任意の
位置の温度を測定することができ、またカメラを自動的
に動かすことで複数の測定位置を逐次測定することもで
きる。この様に実施例の装置は通常のカメラ形式に１筐
体化され、通常のリモコン雲台に設置可能となってい
る。

【００２９】（他の実施例）温度表示ユニットは非測定
対象物が運動するような場合は上述のように自動焦点方
式のものが好ましいが、静止の被測定対象物の場合は手
動で焦点を合わせたり、固定焦点方式のものでも十分に
実施できる。また、信号伝送手段として、本発明の実施
例では信号ケーブルを例示したが、無線や光通信を用い
ることもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被写界の一部の領域に存在する被検物体の温度を遠隔測
定し、その測定結果をデジタル表示し、これを撮像光学
系による可視光像と共に、テレビカメラで撮像するよう
にしたので、例えば監視用に使用した場合、監視範囲の
任意の場所の温度を高い精度で遠隔測定することがで
き、新たな用途（例えば、装置の運転状況監視、温度管
理の映像記録、温度監視のための装置、等）に応用でき
るという効果がある。

【００３１】なお、本発明の用途の好適な一例として
は、旋盤のキリ先の温度監視が揚げられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の温度表示ビデオカメラの筐
体部分を一部切り欠いた全体の外観を示す側面図であ
る。

【図２】図１の温度表示ビデオカメラ１００を用いた画
像・温度監視システムの構成の一例を示す構成図であ
る。

【図３】その画像・温度監視システムの構成の変形例を
示す構成図である。

【図４】本発明の一実施例の温度表示ビデオカメラの光
学系の構成と信号処理系の回路構成を示すブロック図で
ある。

【図５】本発明の温度表示ビデオカメラ１００をパンチ
ルト台５００のに搭載した場合の外観例を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１００温度表示ビデオカメラ１１０温度表示ユニット１１２ファインダー部１２０ＣＣＤテレビカメラ１２１レンズ系（光学系レンズ）１２２映像出力コネクタ２００温度測定対象物２１０信号ケーブル２２０カラーモニター３００画像処理プロセッサー４０２ファインダ／ＡＦ対物レンズ（屈折光学系）４０５スケールグラス４０６接眼レンズ系４１０測温対物レンズ（反射光学系）４１２分光感度補正フィルタ４１３測温センサ４１５Ａ／Ｄ変換部４１６マイクロコンピュータ部４１７ディジタル表示部４１８光学制御部４２０赤外線発光部４３０ＣＣＤ撮像素子４３３ディジタル処理回路５００パンチルト台

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検物体からの光を導入し結像する反射
光学系と、該反射光学系により結像された被検物体像の位置近傍に
配置された赤外線検出器と、該赤外線検出器からの信号を受けて前記被検物体の温度
を算出し、該算出された温度を表示する温度表示部と、前記反射光学系の入射側光軸上に有って前記被検物体か
らの光を反射するミラーを含むファインダー光学系と、該ファインダー光学系には前記温度表示部の表示面が配
置され、該表示面と前記被検物体像とを同一視野で並ん
で結像する接眼レンズ系とを包含する温度計ユニット
と、前記接眼レンズ系の接眼部に配置され、前記被検物体像
と前記温度表示部の表示面を同一視野に撮像するテレビ
カメラとを具備することを特徴とする温度表示ビデオカ
メラ。
【請求項２】前記ファインダー光学系が自動焦点機構
を持つことを特徴とする請求項１に記載の温度表示ビデ
オカメラ。
【請求項３】前記テレビカメラが固定焦点カメラであ
ることを特徴とする請求項２に記載の温度表示ビデオカ
メラ。
【請求項４】前記温度計ユニットと前記テレビカメラ
は同一の筐体内に収納されていることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の温度表示ビデオカメ
ラ。
【請求項５】前記テレビカメラが遠隔操作またはあら
かじめ決めたパターンでの自動操縦でパンおよびチルト
動作をするパンチルト台に搭載されていることを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の温度表示ビデ
オカメラ。
【請求項６】前記テレビカメラが信号伝送手段を介し
て該テレビカメラからのテレビジョン映像信号の画像表
示等を行う監視センターに接続されていることを特徴と
する請求項１ないし５のいずれかに記載の温度表示ビデ
オカメラ。
【請求項７】前記監視センターは前記テレビジョン映
像信号の信号処理により前記温度表示部の表示温度を認
識して検出温度データを出力する画像処理装置を有する
ことを特徴とする請求項６に記載の温度表示ビデオカメ
ラ。
【請求項８】前記監視センターは前記検出温度データ
に応じて警報を発生する警報装置を有することを特徴と
する請求項７に記載の温度表示ビデオカメラ。