JPH01289390A - 画像重畳装置 - 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】 〔概　要〕 赤外線盪像装置に表示される赤外線映像に可視光映像を
重畳して表示するようにした画像重畳装置に関し、 被写体に対する赤外線カメラと可視カメラの各光軸の方
向を変えることなく画像の重畳が可能な二眼方式の画像
重畳装置の提供を目的とし、同一の被写体を異なる光軸
上で撮像する赤外線カメラと、ズームレンズ付可視カメ
ラとを備え、該可視カメラの視野を前記赤外線カメラの
視野より大きく設定する二眼方式の画像重畳装置におい
て、前記可視カメラの撮像面上における結像領域から任
意の領域を選択する結像領域選択手段と、前記赤外線カ
メラの撮像面上の前記被写体のサイズと、前記可視カメ
ラの撮像面上の前記被写体のサイズとを前記可視カメラ
のズームレンズの調節にて合致させるサイズ調節手段と
から構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、赤外線撮像装置に表示される赤外線映像に可
視光映像を重畳して表示するようにした画像重畳装置に
関する。

赤外線撮像装置は、被写体の温度に対応して放射される
赤外線を検知し、温度パターンとして映像表示するもの
であり、非接触温度観測装置あるいは暗視装置として産
業用（電力設備保守点検、ＩＣ，プリント板等の熱設計
、検査、建物診断。

侵入者監視、火災報知、救難）や医療用（血行障害、痛
み、ガン等の診断）として利用されている。

これらの応用において、赤外線画像は温度パターンを表
示しているため、所謂可視像（人間の眼に映る像）とは
異なるが故に、被写体のどこを見ているのか判別し難い
（特に被写体が離れている、あるいは形状が複雑である
場合）という問題があった。これを解決する手段として
、別途に可視カメラを設け、これによる可視像を赤外線
画像に重ね合わせて表示し、識別の補助とする方法があ
る。

〔従来の技術〕

第６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７図は従来の二眼方式の画像重畳装置のブロック図を
示す。図中第６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７ている。

第８図は二眼方式における視差を示す図である。

被写体までの距離Ｌ２において可視画像ｖ２と赤外線画
像Ｒ２を一致させるように画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
の状態でより近臣１ｉｉ１ｔＬＩあるいは、より遠距離
り、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　ｌ／　Ｒｔ　。

Ｖｚ／Ｒ：＋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７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６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７図に示す二眼方式の画像重畳装置は、構成が筒車
で小型化に適しており、安価である反面異なる光軸で観
測するために第８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、上記従来の欠点に迄みてなされたもので、被
写体に対する赤外線カメラと可視カメラの各光軸の方向
を変えることなく画像の重畳が可能な二眼方式の画像重
畳装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の原理構成を示すブロック図である。

同一の被写体１を異なる光軸上で撮像する赤外線カメラ
４と、ズームレンズ９付可視カメラ５とを備え、該可視
カメラ５の視野を前記赤外線カメラ４の視野より大きく
設定する二眼方式の画像重畳装置において、前記可視カ
メラ５の撮像面上における結像領域から任意の領域を選
択する結像領域選択手段１１と、前記赤外線カメラ４の
撮像面上の前記被写体１のサイズと、前記可視カメラ５
の撮像面上の前記被写体Ｉのサイズとを前記可視カメラ
５のズームレンズ９の調節にて合致させるサイズ調節手
段とから構成する。

第３図は本発明実施例のブロック図である。撮像管１０
を有する可視カメラ５を備え、前記結像領域ｊＺ択手段
１１は、該撮像管１０の水平／垂直各偏向電圧の振幅お
よびオフセット電圧を制御する水平／垂直偏向電圧発生
回路１２と、該水平／垂直偏向電圧発生回路１２に同期
信号を供給する赤外線カメラ制御回路１３とから構成す
る。

第４図は本発明の他の実施例のブロック図である。前記
赤外線カメラ４と固体撮像素子１９を存するズームレン
ズ付可視カメラ５を備え、前記結像領域選択手段１１は
、該可視カメラ５の出力をデジタル化して格納するフレ
ームメモ１月５と、該フレームメモリ１５から読出す領
域を前記赤外線カメラ４の撮像画面に合わせて読出す操
作部１６と、フレームメモリ制御部１７と、該フレーム
メモリ１５からの読出データをアナログ化するＤ／Ａ変
換器１８および前記フレームメモリ制御部１７に同期信
号を供給する赤外線カメラ制御回路１３とから構成する
。

〔作　用〕

可視カメラ５の視野を前記赤外線カメラ４の視野より大
きく設定しているからＴＶモニタ７上の赤外線画像を観
察しながら可視画像を縮小して赤外線画像に重畳するも
のである。両カメラのビデオ信号を加算回路で合成する
ために赤外線カメラ制御回路１３の同期信号を用いる。

第３図の場合は、可視カメラ５の出力する撮像画面は撮
像管１０の水平／垂直偏向電圧の振幅を可変することに
より縦横の画面サイズを自由に制御でき、その画面の中
心位置はオフセット電圧を可変することにより設定可能
である。これによりＴＶモニタ上の赤外線画像を観察し
ながら被写体の可視画像の位置合ねせを行い、被写体の
サイズはズームレンズ９の調整により合わせる。

第４図の場合は、可視カメラ５の出力する可視ビデオ信
号をＡ／Ｄ変換してフレームメモリ１５に格納し、操作
部１６とフレームメモリ制御部１７を介してフレームメ
モ１月５からの続出領域を前記赤外線カメラ４の撮像画
面に合わせて設定し、被写体のサイズはズームレンズ９
の調整により合わせる。

〔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全図を
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１図は本発明の構成を示すブロック図である。

図において、９は可視カメラ５に設けられたズームレン
ズ、１０は可視カメラ５に内蔵された撮像管、１１は可
視カメラ５の撮像面上における結像領域から任意の領域
を選択する結像領域選択手段を示す。

赤外線カメラ４と可視がメモ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２図は本発明の原理説明図を示し、以下第１図を参照
しながら説明する。本発明では可視カメラ５に撮像管１
０を用い、図示するように可視カメラ５の視野角θＶを
赤外線カメラ４の視野角θｒより広く設定し、各距ＭＬ
ｔ、Ｌｚ、Ｌｉにおける可視画像撮像領域’ｈ、Ｖｔ、
Ｖｘに赤外線画像撮像領域ＲＩ＋Ｒｚ。

Ｒ１がすべて含まれるようにする。このように設定され
た可視画像撮像領域Ｖ、、Ｖ２．Ｖ、から赤外線画像撮
像領域Ｒ＋、ｌｈ、Ｉｈに対応する領域を選択して読出
す手段を設けることにより両カメラ画像を視差なく、か
つ光軸方向を変更することな（重畳することができる。

第３図は本発明実施例のブロック図を示す。図において
、第１図の結像領域選択手段１１を撮像管１０の水平／
垂直各偏向電圧の振幅およびオフセット電圧を制御する
水平／垂直偏向電圧発生回路１２と、該水平／垂直偏向
電圧発生回路１２に同期信号を供給する赤外線カメラ制
御回路１３とから構成している。

水平／垂直偏向電圧発生回路１２は撮像管１０の水平／
垂直偏向電極にそれぞれ偏向電圧を印加するためのであ
って、水平偏向電圧発生回路１２ａと垂直偏向電圧発生
回路１２ｂとから構成され、それぞれの発生回路には振
幅可変ボリウムとオフセント電圧可変ボリウムが具備さ
れている。これらの回路出力は縦横の画面サイズを自由
に制御でき、その画面サイズの中心位置の左右上下の移
動は水平／垂直オフセット電圧を可変することにより設
定可能である。これによりＴＶモニタ上の赤外線画像を
観察しながら被写体の可視画像の位置合わせを行い、被
写体のサイズはズームレンズ９の調整により合わせる。

赤外線カメラ４が出力する赤外ビデオ信号はＴＶモニタ
７にて画像表示するために必要な水平／垂直の同期信号
を含み、可視カメラ５から出力される可視ビデオ信号も
前記同期信号を用いて加算回路６における加算信号の同
期を取っている。

第５図は本発明の画像合わせの説明図を示す。

＋３＞図は赤外線映像の画面であって■はグレースケー
ル、カラースケールの表示位置、■は赤外線映像の表示
位置、■は文字情報の表示位置であって温度範囲その他
符号説明が表示される。■は被写体を示す。

（ｂｌ図は可視映像（修正前）の画面を示し、破線で示
す枠内■は（８１図の赤外線映像における赤外線映像表
示位置■に対応する赤外線映像範囲の位置を示す。

赤外線映像と可視映像とを重ね合わせる場合には、赤外
線映像表示位置■へ可視映像（ｂ）を修正して重ねる必
要がある。両図を比較すると可視映像（ｂｌにおける被
写体■は赤外線映像表示位置における被写体■より下方
にずれているため、これを上方に移動させる必要がある
。

（Ｃ）図は可視映像の修正順序を示す図である。図にお
いて、■は移動させたい領域を示したもので画面上の位
置ずれを除くと赤外線映像表示位置■内の被写体■の関
係位置に略一致し、そのずれを修正するための移動量Ａ
は第３図の垂直偏向電圧発生回路１２ｂのオフセット可
変用のボリウムを調節することにより容易に移動させる
ことができる。

また移動させたい領域■の水平方向の移動は第３図の水
平偏向電圧発生回路］２ａのオフセント可変用のボリウ
ムを調節することにより可能であり、水平方向の枠幅は
同振幅可変用ボリウムの調節にて任意の枠幅に合わせる
ことができる。

しかしながら、このようにして被写体を重ね合わせても
、なお可視カメラ５の視野角度θＶと赤外線カメラ４の
視野角度θｒとの相違および視差θのために被写体のサ
イズが異なる。これを修正するためにズームレンズ９を
調節してサイズ合わせを行う。ズームレンズ９を電動式
にすれば画像の重畳時間はさらに短縮される。

第４図は本発明の他の実施例のブロック図を示す。図に
おいて、第１図の結像領域選択手段１工は、固体撮像素
子１９を有する可視カメラ５の出力をデジタル化して格
納するフレームメモリ１５と、該フレームメモリ１５か
ら読出す領域を赤外線カメラ４の撮像画面に合わせて読
出す操作部１６と、フレームメモリ制御部１７と、該フ
レームメモリ１５からの読出データをアナログ化するＤ
／Ａ変換器１８および前記フレームメモリ制御部１７に
同期信号を供給する赤外線カメラ制御回路１３とから構
成している。

１４は可視カメラ５が出力する可視ビデオ信号をデジタ
ル化するＡ／Ｄ変換器、１５はＡ／Ｄ変換器１４が出力
するデータを格納するフレームメモリ、１６はフレーム
メモリ１５に対する四込み、読出し条件を設定する操作
部、１７は操作部１６の設定条件に対応するアドレス制
御を行うフレームメモリ制御部であって、書込時も続出
時も赤外線カメラ制御回路１３が出力する同期信号を利
用する。１８はフレ−ムメモリ１５から読出されたデー
タを可視ビデオ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器を示
す。また、可視カメラ５は、赤外線カメラ制御回路１３
が出力する同期信号により赤外線カメラ４に同期して動
作する。

第５図を参照しながら第４図の画像合わせについて説明
する。移動させたい領域■を赤外線映像範囲■まで移動
させるためには、逆にフレームメモリ１５における読出
スタート位置８点に対応する　□アドレスを０点から読
出しを開始するように操作部１６の例えばキーボード等
を用いて設定すればよい。フレームメモリ１５に格納さ
れたデータは読出しアドレス指定によって自由に被写体
■の位置を移動させることができる。

しかしながら第３図で説明したように、このままでは可
視カメラ５の視野角度θＶと赤外線カメラ４視野角度θ
ｒとの相違および視差θのために被写体のサイズが異な
る。これを修正するためにズームレンズ９を調節してサ
イズ合わせを行うことにより画像重畳が可能となる。本
実施例は撮像管１０を有する可視カメラ５についても適
用できることは言うまでもない。

〔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、二眼方
式の欠点である視差による画像ずれを、簡単な回路によ
りカメラの光軸を変更することなく電気的に補正可能と
なり、安価で小型、かつ操作性の良い可視／赤外線画像
重畳装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示すブロック図、第２図は
本発明の原理説明図、 第３図は本発明実施例のブロック図、 第４図は本発明の他の実施例のブロック図、第５図は本
発明の画像合わせの説明図、第６図は従来の一眼方式の
画像重畳装置のブロック図、 第７図は従来の二眼方式の画像重畳装置のブロック図、 第８図は二眼方式における視差を示す図、第１図、第２
図および第３図において、■は被写体、４は赤外線カメ
ラ、５は可視カメラ、９はズームレンズ、１０は撮像管
、１１は結像領域選択手段、１２は水平／垂直偏向電圧
発生回路、１３は赤外線カメラ制御回路、１４はＡ／Ｄ
変換器、１５はフレームメモリ、１６は操作部、１７は
フレームメモリ制御部、１８はＤ／Ａ変換器、１９は固
体撮像素子をそれぞれ示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一の被写体（１）を異なる光軸上で撮像する赤
   外線カメラ（４）と、ズームレンズ（９）付可視カメラ
   （５）とを備え、該可視カメラ（５）の視野を前記赤外
   線カメラの視野より大きく設定する二眼方式の画像重畳
   装置において、 前記可視カメラ（５）の撮像面上における結像領域から
   任意の領域を選択する結像領域選択手段（１１）と、前
   記赤外線カメラ（４）の撮像面上の前記被写体（１）の
   サイズと、前記可視カメラ（５）の撮像面上の前記被写
   体（１）のサイズとを前記可視カメラ（５）のズームレ
   ンズ（９）の調節にて合致させるサイズ調節手段とから
   構成されてなることを特徴とする画像重畳装置。
2. （２）撮像管（１０）を有する可視カメラ（５）を備え
   前記結像領域選択手段（１１）は、該撮像管（１０）の
   水平／垂直各偏向電圧の振幅およびオフセット電圧を制
   御する水平／垂直偏向電圧発生回路（１２）と、該水平
   ／垂直偏向電圧発生回路（１２）に同期信号を供給する
   赤外線カメラ制御回路（１３）とから構成してなること
   を特徴とする請求項（１）記載の画像重畳装置。
3. （３）前記結像領域選択手段（１１）は、可視カメラ（
   ５）の出力をデジタル化して格納するフレームメモリ（
   １５）と、該フレームメモリ（１５）から読出す領域を
   前記赤外線カメラの撮像画面に合わせて読出す操作部（
   １６）と、フレームメモリ制御部（１７）と、該フレー
   ムメモリ（１５）からの読出データをアナログ化するＤ
   ／Ａ変換器（１８）および前記フレームメモリ制御部（
   １７）に同期信号を供給する赤外線カメラ制御回路（１
   ３）とから構成してなることを特徴とする請求項（１）
   記載の画像重畳装置。