(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの赤外エネルギーを検出した温度データに基づき、画面全体の放射率を補正して被写体の温度分布像を表示して成るサーモグラフィ装置に於いて、
前記温度分布の画像内で温度値を知りたい点を指定し、当該点の位置を示す指定点表示の近傍に、指定された点に設定された放射率値及びその放射率で補正された温度値をデジタル表示して成ることを特徴とするサーモグラフィ装置。
【請求項２】
前記指定点表示を前記温度分布の画像中に多点位置表示させて成ることを特徴とする請求項１記載のサーモグラフィ装置。
【請求項３】
被写体からの赤外エネルギーを検出した温度データに基づき、画面全体の放射率を補正して被写体の温度分布像を表示して成るサーモグラフィの表示方法に於いて、
前記温度分布の画像内で温度値を知りたい点を指定し、当該点の位置を示す指定点表示の近傍に、指定された点に設定された放射率値及びその放射率で補正された温度値をデジタル表示して成ることを特徴とするサーモグラフィの表示方法。
【請求項４】
前記指定点表示を前記温度分布の画像中に多点位置表示させて成ることを特徴とする請求項１記載のサーモグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被写体からの赤外線を検出して表示装置画面上に温度分布をカラー表示する様に成したサーモグラフィ装置及びサーモグラフィの表示方法に係わり、特に温度分布像中の特定の領域の放射率を補正可能なサーモグラフィ装置及びサーモグラフィの表示方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にサーモグラフィ装置に於いては、温度に依存して物体から放射されて来る赤外エネルギーを検出して、得られた温度信号をＣＲＴ（陰極線管）等の表示装置に輝度信号として送出し、被写体の温度分布像を得ている。斯かる、サーモグラフィ装置では、被写体の放射率εは物質により異なるため、温度誤差が発生することは避けられず通常は放射率補正回路が設けられている。
【０００３】
従来の上述の放射率補正回路では被写体からの赤外線はカメラを通して捕捉して、表示装置の画面に表示する温度分布像の１画面全体について同一の例えば放射率εｏ で補正を行なう様に成されていた。
【０００４】
然し、この様に１画面全体について同一の放射率εｏで補正してしまうと、被写体中に放射率εｏと異なる放射率εa を持った領域があると、その領域について得られる温度値に誤差が生じてしまうため、温度分布像中の任意の領域の放射率の補正を行う様にしたサーモグラフィ装置が特開平３−２２５０号公報に開示されている。
【０００５】
上述の公報では図５に示すようにＣＲＴ等の表示装置１１の画面２４には中心温度２５や温度幅２６が文字表示され、温度分布像２７及び枠２８が領域指定され、この枠２８によって規定された領域に含まれる画素についてのみ放射率補正を行なって色温度表示する様に成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の公報に開示された従来のサーモグラフィ装置は赤外線検出器で検出した温度データを画像メモリに取り込み、放射率補正回路で放射率補正を行なった補正データは補正データ書き込み回路を用いて再び画像メモリの枠指定した領域内に書き込み、読み出す処理が行なわれる為に領域を指定する枠設定回路、枠書き込み回路、枠表示用メモリ等を必要とし、回路が複雑化し、多くの回路部品を必要とし、放射率補正が施された枠内の放射率εo がどの様な値であるか直視出来ない等の問題がある。
【０００７】
本発明は叙上の問題点を解消したサーモグラフィ装置及びサーモグラフィの表示方法を提供しようとするものであり、発明が解決しようとする課題は枠設定等を施さず、通常サーモグラフィ装置の表示装置に多用されている画像中の指定点表示（例えばクロスカーソル）の近傍に、指定された点に設定された放射率及びその放射率で補正された温度値をデジタル表示することで、色温度分布像の補正を施した部分に設定した放射率と、放射率補正された温度値が直ちに解る様にしたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーモグラフィ装置及びサーモグラフィの表示方法はその例が図１に示されている様に被写体からの赤外エネルギーを検出した温度データに基づき、画面全体の放射率を補正して被写体の温度分布像を表示して成るサーモグラフィ装置に於いて、温度分布の画像内で温度値を知りたい点を指定し、その点の位置を示す指定点表示（例えばクロスカーソル）の近傍に、指定された点に設定された放射率値及びその放射率で補正された温度値をデジタル表示する様に成したものである。
【０００９】
本発明のびサーモグラフィの表示方法によればリアルタイム或はフリーズ状態での放射率補正が行なえて、補正放射率を設定した位置の放射率及び放射率で補正された温度値が画面上でどの部分かを対応させる必要がなく極めて解り易い表示方法のサーモグラフィ装置及びサーモグラフィ方法が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のサーモグラフィ装置及びサーモグラフィの表示方法の一実施例を図１乃至図４により詳記する。
【００１１】
図１は本発明のサーモグラフィ装置の系統図を示すものであり、図２はカメラ部を除く本体部の外観図、図３は本発明の画面例、図４は動作フローチャートである。図１で被写体１から放射された赤外線はウインド２ａを介してラスタ走査する光スキャナ２によって赤外線の検出器３に焦点結像されて赤外線検出が行なわれる。この検出器３内には光スキャナ２の水平走査毎に基準の赤外線を検出器３内に導くチョッパ及び標準黒体を有し、チョッパが断の時に標準黒体からの反射光を検出器３に導き、検出器３の出力信号は入射赤外線と標準黒体のエネルギー差に比例する交流信号となって出力される。
【００１２】
この様な微弱な交流信号はオペアンプ（ＡＭＰ）４で増幅され、チョッパと同期した信号で検波され低域通過濾波回路等を介して平均化されてアナログ出力信号はアナログ−デジタル変換回路（Ａ／Ｄ）５に供給されてデジタルデータに変換された後に画面全体の放射率εｏを補正する為の画面全体放射率補正回路６に供給される。この画面全体放射率補正回路６は絶対温度再生部やリニアライザ等を含む処理回路内に含有されていて、画像データは絶対温度に対応した温度信号に変換されている。又、画面全体放射率設定回路４２は画面全体放射率設定キー４３を操作することで画面全体放射率補正回路６の全面補正を行なう様に成されている。
【００１３】
物質或は物体の放射率は物質の環境温度及び物質或は物体差によって異なり０．０１〜１の値を示す。例えば、アルミニウムのみかいた面では５０℃〜１００℃で０．０４〜０．０６、ガラスでは２０℃〜１００℃で０．９４〜０．９１等の値を示す。通常は画面全体放射率補正回路６では放射率εo ＝１に選択する場合が多い。
【００１４】
画面全体放射率補正回路６の出力温度データはスイッチング手段８を介して画像メモリ９に送られて画像メモリ９内に記憶される。スイッチング手段８のオン時にはリアルタイムで又オフ時には後述する画像メモリ９内の格納データに基づいてフリーズ状態での放射率補正を行なうことが出来る。スイッチング手段８はマイクロコンピュータ（以下ＣＰＵと記す）等で構成したデータ取り込み制御回路７で制御される。
【００１５】
画像メモリ９は少なくとも１フレーム分の記憶容量を有し、１フレーム走査毎に書換えられる。
【００１６】
画像メモリ９に格納され全画面で同一の放射率で補正された温度データはＣＰＵ７内に含まれる、読み出し回路や書き込み回路（図示せず）を介して、読み出され、モニタ用のＣＲＴ等の表示装置１１の階調に納まる形で表示メモリ１０に格納され、この表示メモリ１０に格納した画素データは表示駆動回路等を介して表示装置１１に送出され、表示装置１１の画面２４上に温度分布像２７（図３参照）等を表示する。
【００１７】
図１で画像メモリポイント設定回路１２は図３に示す様に表示装置１１の画面２４に指標（以下クロスカーソルと記す）３０を設定させるための操作部を含む設定回路であり、図２に示す様に光スキャナ２を有するカメラ部とは切り離されて、Ａ／Ｄ変換回路５以下の符号で示す各回路はサーモグラフィ装置２０の本体部３１のケーシング３２内に配設され、パネル３３上に設けた指標移動キー３４によってクロスカーソル３０を表示装置１１の画面２４の適宜位置に移動可能と成されている。
【００１８】
クロスカーソル３０の位置指定が指標移動キー３４で行なわれると、指定位置はアドレスデコーダ１３を介して画像メモリ９の所定アドレスに変換されて、クロスカーソル３０位置のアドレスが画像メモリ９に記憶される。
【００１９】
較正回路１４はパネル３３上の較正キー３６を含み、被写体１の環境温度による反射を補正する測定回路であり、較正回路１４で測定された較正データ（ＣＡＬデータ）１５は画像全体放射率補正回路６及び減算器１７並びに加算器１９に供給される。
【００２０】
このＣＡＬデータ１５に基づいて画面全体放射率補正回路６の放射率εｏで放射率の補正が行なわれる。
【００２１】
更に、画像メモリポイント設定回路１２で設定されたクロスカーソル３０の位置画像データをバッファメモリ１６に取り込んで減算器１７に供給し、較正回路１４で測定したＣＡＬデータ１５と画面全体放射率補正回路６で補正した放射率εｏのデータの減算が成される。
【００２２】
減算器１７で減算した減算データは次段の乗算器１８に供給される。乗算器１８からの減算出力データには補正放射率設定回路２３で設定した補正放射率データ２２が乗算される。
【００２３】
補正放射率設定回路２３の放射率設定キー３７の押圧で表示装置１１の画面２４上には図２に示す様にテンキー３９等が表示されているので指標移動キー３４等を用いて、所定の放射率εb を指定すればよい。
【００２４】
乗算器１８の乗算データは加算器１９に供給されて、ＣＡＬデータ１５と加算され、加算器１９の加算データは温度値及び放射率値表示回路２１に供給され、表示装置１１のＣＲＴに供給される。
【００２５】
表示装置１１のＣＲＴ等の画面２４には図３に示す様に画像メモリポイント設定回路１２の指標移動キー３４で移動させたクロスカーソル３０の位置に於いて、補正放射率設定回路２３で設定した、その物体特有の放射率、例えば図３のビルディングの色温度分布像２７中の日の照らされている窓ガラスと日かげの窓ガラスの真の放射率と放射率補正が行なわれた温度値がクロスカーソル３０の近傍にデジタル表示値４０で表示される。
【００２６】
従って、温度分布像２７の観測者は画像中の補正温度及び補正を施した放射率を直ちに目視で認識することが出来ることになる。
【００２７】
尚、上述の図１の系統図では減算器１６、乗算器１８、加算器１９等をハードウェア構成で示したが、データ取り込み制御回路７を構成するＣＰＵ７によりソフトウェアで処理することも可能である。
【００２８】
ＣＰＵ７で処理する場合には、例えば、被写体１の放射率εを図１の画面全体放射率補正回路６で補正する放射率をεｏとし、被写体１の真の温度をｆ（Ｔo）とし、被写体１から反射される環境温度をｆ（Ｔa ）とすると、被写体の周囲の環境温度ｆ（Ｔa ）による反射は（１−ε）×ｆ（Ｔa ）で表される。従って、画像メモリ９に取り込まれる画像の温度データは（１）式で表される。
（ε／εｏ ）×ｆ（Ｔo ）＋（１−ε／εｏ）×ｆ（Ｔa ）
＝（ε／εｏ ）×｛ｆ（Ｔo ）−ｆ（Ｔa ）｝＋ｆ（Ｔa ）‥‥‥（１）
ここでｆ（Ｔa ）を図１のＣＡＬデータ１５とし、補正放射率設定回路２３での補正放射率をεa とすれは（１）式は（２）式に変換されて、
（εｏ ／εa ）×（ε／εｏ ）×｛ｆ（Ｔｏ）−ｆ（Ｔa ）｝＋ｆ（Ｔa ）
＝（ε／εa ）×｛（Ｔｏ）−ｆ（Ｔa ）｝＋ｆ（Ｔa ）‥‥‥（２）
で表される。
ここでε＝εa とすると（２）式は｛ｆ（Ｔｏ）−ｆ（Ｔa ）｝＋ｆ（Ｔa ）となり被写体１の真の温度ｆ（Ｔa ）が得られる。
【００２９】
従って、ＣＰＵ７は図４に示す様に上式の演算を行なう様に成せばよい。
【００３０】
即ち、図４で第１ステップＳＴ1 ではバッファメモリ１６から被写体１の温度データ（ε／εｏ）×｛ｆ（Ｔｏ ）−ｆ（Ｔa ）｝＋ｆ（Ｔa ）をＣＰＵ７のメモリに取り込む。
【００３１】
第２ステップＳＴ2 では較正回路１４からＣＡＬデータ１５の被写体の真の温度ｆ（Ｔa ）をＣＰＵ７のメモリに取り込む。
【００３２】
第３ステップＳＴ3 では補正放射率設定回路２３及び画面全体放射率設定回路４２から補正放射率εa 及びεｏをＣＰＵ７のメモリに取り込む。
【００３３】
第４ステップＳＴ4 では〔（ε／εｏ）×｛ｆ（Ｔｏ）−ｆ（Ｔa ）｝＋ｆ（Ｔa ）〕−ｆ（Ｔa ）の減算を行ない、第５ステップＳＴ5 では（εｏ ／εa ）×〔（ε／εｏ ）×｛ｆ（Ｔｏ）−ｆ（Ｔa ）｝〕の乗算が行なわれ、第６ステップＳＴ6 では〔（ε／εa ）×｛ｆ（Ｔｏ）−ｆ（Ｔa ）｝〕＋ｆ（Ｔa ）によってＣＡＬデータの加算を行なうことで放射率補正が可能と成り、ＣＲＴの画面２４上のクロスカーソル３０近傍に設定した放射率εa と補正放射率で補正した温度Ｔｏがデジタル表示値として表示される。
【００３４】
本発明の画面上へのクロスカーソル３０での多点位置指定は従来ではクロスカーソル位置近傍にＡ，Ｂ，Ｃ‥‥‥の様に表示し、画面の右端に表示される温度色別基準目盛４１位置にＡ，Ｂ，Ｃ‥‥‥の様に表示させていたので、対応する温度位置を画面２４上で見付けるのに時間を要していたが、本例では多点位置指定した時でも、複数のクロスカーソル３０の位置に夫々設定した補正放射率εaと補正放射率で補正を行なった温度値Ｔｏがデジタル表示されるので温度色別基準目盛４１でのＡ，Ｂ，Ｃ‥‥‥等の記号を補正個所と目視で合せる必要のないものが得られ、極めて見易いサーモグラフィ装置が得られる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のサーモグラフィ装置によれば被写体１に放射率の異なった物体がある場合でも、その都度放射率を変更して測定を行なう必要がなく、クロスカーソルの様な指標ポイントの指定だけで放射率補正が行なえる為に物体の材料差、或は周囲温度差に基づく放射率差が補正出来、補正放射率ポイントの正しい温度分布をデジタル的に表示するので極めて解り易いサーモグラフィ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサーモグラフィ装置の系統図である。
【図２】本発明のサーモグラフィ装置の本体部の外観図である。
【図３】本発明のサーモグラフィ装置の表示装置の画面表示説明図である。
【図４】本発明の補正放射率演算のフローチャートである。
【図５】従来のサーモグラフィ装置の画面説明図である。
【符号の説明】
１  被写体
３  検出部
６  画面全体放射率補正回路
９  画像メモリ
１１  表示装置
１７  減算器
１８  乗算器
１９  加算器
２０  サーモグラフィ装置
２３  補正放射率設定回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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