(57)【要約】      （修正有）【課題】可視光画像では発見できないあるいは発見し難い箇所の検出を可能とする撮像装置、撮像システム及び撮像方法を提供する。【解決手段】撮像システムは、赤外光帯域の像を撮像するサーモグラフィカメラ２２と、プロセッサ３１を有する。プロセッサ３１は、被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた被検体についてのサーモグラフィ画像と被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた基準サーモグラフィ画像との温度分布の差から、被検体の温度分布の変化量を検出し、検出された変化量が所定値以上である被検体の変化箇所を検出し、検出された変化箇所に関する情報をモニタ３２に表示する表示画像を生成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光帯域の像を撮像するサーモグラフィカメラと、
被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた前記被検体についてのサーモグラフィ画像と前記被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた基準サーモグラフィ画像との温度分布の差から、前記被検体の前記温度分布の変化量を検出する温度分布変化量検出部と、
前記温度分布変化量検出部により検出された前記変化量が所定値以上である前記被検体の変化箇所を検出する変化箇所検出部と、
前記変化箇所検出部により検出された前記変化箇所に関する情報を表示装置に表示する表示画像を生成する表示画像生成部と、
を有する、撮像装置。
【請求項２】
前記温度分布変化量検出部は、前記サーモグラフィ画像と前記基準サーモグラフィ画像の画素毎の画素値に基づいて、前記変化量を検出する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
可視光帯域の像を撮像して可視光画像を取得する可視光カメラを有し、
前記表示画像生成部は、前記可視光カメラにより撮像して得られた前記可視光画像上に、前記変化箇所に関する前記情報を重畳する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記表示画像生成部は、前記サーモグラフィ画像上に、前記変化箇所に関する前記情報を重畳する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記情報は、前記サーモグラフィ画像と前記基準サーモグラフィ画像の差分画像である、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記被検体を加熱又は冷却する加熱／冷却装置を有し、
前記サーモグラフィ画像は、前記加熱／冷却装置により前記被検体の一部を第１の所定時間だけ加熱又は冷却した後に、前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた画像であり、
前記基準サーモグラフィ画像は、前記加熱／冷却装置により前記被検体の基準となるサンプルの一部を前記第１の所定時間だけ加熱又は冷却した後に、前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた画像である、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記加熱／冷却装置は、前記被検体に熱い空気又は冷たい空気を吹き付けることにより、前記被検体の一部を加熱又は冷却する、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記加熱／冷却装置は、前記被検体の前記一部に接触させて前記被検体を加熱又は冷却する加熱又は冷却素子を有する、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記基準サーモグラフィ画像を記憶する記憶部を有し、
前記温度分布変化量検出部は、前記記憶部から前記基準サーモグラフィ画像を読み出して、前記被検体の前記温度分布の前記変化量を検出する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記基準サーモグラフィ画像は、前記被検体の基準となるサンプルを撮像して得られた画像である、請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記被検体は、複数あり、
前記複数の被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた複数の前記サーモグラフィ画像に基づいて、前記基準サーモグラフィ画像を決定する基準画像決定部を有し、
前記温度分布変化検出部は、前記複数のサーモグラフィ画像の各々と、前記基準画像決定部において決定された前記基準サーモグラフィ画像とに基づき、各被検体の温度分布の変化量を検出する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記サーモグラフィ画像は、前記被検体を第２の所定の時間だけ間隔をおいて前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた２つの画像の差分画像である、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記基準サーモグラフィ画像は、前記被検体の基準となるサンプルを前記所定の時間だけ間隔をおいて前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた２つの画像の差分画像である、請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記被検体は、複数あり、互いに同一形状を有し、
前記温度分布変化量検出部は、各被検体の前記温度分布の前記変化量を検出する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１５】
挿入部を有する内視鏡と、
前記挿入部の先端部に設けられ、赤外光帯域の像を撮像するサーモグラフィカメラと、
被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた前記被検体についてのサーモグラフィ画像と前記被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた基準サーモグラフィ画像との温度分布の差から、前記被検体の前記温度分布の変化量を検出する温度分布変化量検出部と、
前記温度分布変化量検出部により検出された前記変化量が所定値以上である前記被検体の変化箇所を検出する変化箇所検出部と、
前記変化箇所検出部により検出された前記変化箇所に関する情報を表示装置に表示する表示画像を生成する表示画像生成部と、
を有する、撮像システム。
【請求項１６】
前記挿入部は、前記先端部に、可視光帯域の像を撮像して可視光画像を取得する可視光カメラを有し、
前記表示画像生成部は、前記可視光カメラにより撮像して得られた前記可視光画像又は前記サーモグラフィ画像上に、前記異常箇所に関する前記情報を重畳する、請求項１５に記載の撮像システム。
【請求項１７】
赤外光帯域の像を撮像するサーモグラフィカメラにより、被検体を撮像して前記被検体についてのサーモグラフィ画像を取得し、
前記サーモグラフィ画像と前記被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた基準サーモグラフィ画像の温度分布との差から、前記被検体の前記温度分布の変化量を検出し、
検出された前記変化量が所定値以上である前記被検体の変化箇所を検出し、
検出された前記変化箇所に関する情報を表示装置に表示する、
撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーモグラフィ画像を用いた撮像装置、撮像システム及び撮像方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来より、カメラなどの撮像装置は、被検体の観察や検査に用いられている。一般に、撮像装置を用いた通常の検査では、可視光の画像をモニタに表示し、表示された被検体の画像を見て、検査者は被検体の状態を判定することができる。
【０００３】
また、被検体の発する赤外線の画像をモニタに表示して、被検体の温度状態を可視化して表示できるサーモグラフィカメラも、各種観察や検査に広く利用されている。
【０００４】
例えば、日本国特開２００１−２８６４３６号公報には、マイクロボロメータを２次元的に配置したマイクロボロメータ素子を有し、被検体の温度分布を測定可能な内視鏡が提案されている。その提案に係る内視鏡によれば、術者は、体腔内の温度分布を把握することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２８６４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、可視光画像では、被検体に生じている幅が極めて狭いクラック等は、観察者には発見できない場合がある。さらに、可視光画像では、被検体の一部に減肉が生じている箇所、すなわち薄肉部も、観察者には発見もし難い。
【０００７】
サーモグラフィカメラにより被検体を撮像して得られたサーモグラフィ画像でも、観察者には、このようなクラック、薄肉部などは発見し難い。
【０００８】
そこで、本発明は、可視光画像では発見できないあるいは発見し難い箇所の検出を可能とする撮像装置、撮像システム及び撮像方法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】
【０００９】
本発明の一態様の撮像装置は、赤外光帯域の像を撮像するサーモグラフィカメラと、被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた前記被検体についてのサーモグラフィ画像と前記被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた基準サーモグラフィ画像との温度分布の差から、前記被検体の前記温度分布の変化量を検出する温度分布変化量検出部と、前記温度分布変化量検出部により検出された前記変化量が所定値以上である前記被検体の変化箇所を検出する変化箇所検出部と、前記変化箇所検出部により検出された前記変化箇所に関する情報を表示装置に表示する表示画像を生成する表示画像生成部と、を有する。
【００１０】
本発明の一態様の撮像システムは、挿入部を有する内視鏡と、前記挿入部の先端部に設けられ、赤外光帯域の像を撮像するサーモグラフィカメラと、被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた前記被検体についてのサーモグラフィ画像と前記被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた基準サーモグラフィ画像との温度分布の差から、前記被検体の前記温度分布の変化量を検出する温度分布変化量検出部と、前記温度分布変化量検出部により検出された前記変化量が所定値以上である前記被検体の変化箇所を検出する変化箇所検出部と、前記変化箇所検出部により検出された前記変化箇所に関する情報を表示装置に表示する表示画像を生成する表示画像生成部と、を有する。
【００１１】
本発明の一態様の撮像方法は、赤外光帯域の像を撮像するサーモグラフィカメラにより、被検体を撮像して前記被検体についてのサーモグラフィ画像を取得し、前記サーモグラフィ画像と前記被検体を前記サーモグラフィカメラにより撮像して得られた基準サーモグラフィ画像の温度分布との差から、前記被検体の前記温度分布の変化量を検出し、検出された前記変化量が所定値以上である前記被検体の変化箇所を検出し、検出された前記変化箇所に関する情報を表示装置に表示する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、可視光画像では発見できないあるいは発見し難い箇所の検出を可能とする撮像装置、撮像システム及び撮像方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる撮像システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる撮像システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる、タービンブレードの検査方法を説明するための模式図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係わる、ブレードの基準サンプルの基準サーモグラフィ画像の取得処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる、ブレードの基準サンプルの基準サーモグラフィ画像を得るときの、基準サンプルと先端部の配置関係を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係わる、基準サンプルの基準サーモグラフィ画像の例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係わる、ロータの各ブレードを検査するときの撮像システムの検査処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係わる、被検体の所定の位置Ｐ１からある距離ｄだけ離れた点Ｐｄの間の温度を示すグラフである。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係わる、クラックを有するブレードの例を示す図である。
【図１０】図９のクラックを有するブレードのサーモグラフィ画像の例を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係わる、差分画像の例を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係わる、薄肉部を有するブレードの例を示す図である。
【図１３】図１２の薄肉部を有するブレードのサーモグラフィ画像の例を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係わる、差分画像の例を示す図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態の変形例１に関わるロータの各ブレードを検査するときの撮像システムの検査処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係わる、ロータの各ブレードを検査するときの撮像システムの検査処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施の形態の変形例２に関わる、ロータの各ブレードを検査するときの撮像システムの検査処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の各実施の形態及び各変形例の変形例３に係わる、加熱部材を有する内視鏡の挿入部の構成を示す斜視図である。
【図１９】本発明の各実施の形態及び各変形例の変形例３に係わる、先端部に曲げ癖を有する加熱処置具６１の斜視図である。
【図２０】本発明の各実施の形態及び各変形例の変形例３に係わる、加熱処置具の湾曲機構を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
（システム構成）
図１は、本実施の形態に係わる撮像システムの構成を示す構成図である。図２は、撮像システムの構成を示すブロック図である。
【００１５】
撮像システム１は、内視鏡２を有する撮像装置であり、内視鏡２は、被検体内に挿入する細長の挿入部１１と、操作部１２と、本体部１３を有する。被検体を加熱する加熱装置１４が、内視鏡２の挿入部１１の途中に設けられている。加熱装置１４は、接続ケーブル１５ａにより送気装置１５と接続されている。後述するように、加熱装置１４は、被検体に熱い空気を吹き付けることにより、被検体の一部を加熱するための装置である。
【００１６】
挿入部１１の先端部１１ａの先端面には、第１の観察窓１６と、第２の観察窓１７と、２つの照明窓１８と、開口部１９とが設けられている。被検体は、２つの照明窓１８から出射した照明光により照明可能となっている。照明光は、白色光である。
【００１７】
なお、以下、内視鏡２の挿入部１１は、細長で硬質であるとして説明するが、挿入部１１は、可撓性を有し、さらに、先端部１１ａの基端側に湾曲部を有する軟性の挿入部でもよい。
【００１８】
第１の観察窓１６の後ろ側には、可視光カメラ２１が配設されている。可視光カメラ２１は、観察光学系と撮像素子を有し、可視光帯域の像を撮像して可視光画像を取得する。可視光カメラ２１の撮像素子は、可視光帯域の光を受けて、被検体の通常光画像を生成するためのイメージセンサである。
【００１９】
第２の観察窓１７の後ろ側には、サーモグラフィカメラ（以下、サーモカメラという）２２が配設されている。サーモカメラ２２は、観察光学系と撮像素子を有し、赤外光帯域の像を撮像する。サーモカメラ２２の撮像素子は、赤外線撮像素子であり、赤外線を受けて、熱画像、すなわちサーモグラフィ画像を生成するためのイメージセンサである。
【００２０】
２つの照明窓１８の後ろ側には、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の複数の発光素子を有する２つの照明ユニット２３が設けられている。各照明ユニット２３は、白色光を照明窓１８から出射する。
【００２１】
さらに、先端部１１ａには、温度センサとしてのサーミスタ２４が設けられている。サーミスタ２４は、先端部１１ａの周囲温度すなわち被検体の環境温度を測定する。  
開口部１９は、挿入部１１内に形成された送気チャンネル２５に連通している。送気チャンネル２５の基端部は、送気装置１５と連通している。
【００２２】
操作部１２は、操作ボタンなどの操作器１２ａを有し、ユーザにより操作される。操作器１２ａの出力信号は、本体部１３の後述するプロセッサ３１に供給される。
【００２３】
内視鏡２の本体部１３は、プロセッサ３１と、モニタ３２と、ユーザインターフェース（Ｕ／Ｉ）部３３と、２つのアナログフロントエンド３４、３５と、２つのデジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰという）３６、３７と、画像処理部３８と、２つのドライバ３９、４０と、大容量の記憶装置４１と、電源部４２を有している。
【００２４】
プロセッサ３１は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）３１ａとメモリ３１ｂを含む。メモリ３１ｂは、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有し、各種処理プログラムが記憶されている。  
なお、ここでは、プロセッサ３１は、ＣＰＵ３１ａを含む装置として説明するが、プロセッサ３１は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、およびＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）の少なくとも１つであってもよい。さらに、プロセッサ３１は、論理回路で構成されてもよく、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）およびＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）の少なくとも１つであってもよい。
さらに、１つ又は２以上のプロセッサ３１が、後述する、温度分布変化量検出部、変化箇所検出部、表示画像生成部などを含んでもよい。
モニタ３２は、本体部１３に固定された表示装置であり、液晶パネルなどである。
【００２５】
ユーザインターフェース（Ｕ／Ｉ）部３３は、モニタ３２に設けられたタッチパネル装置、本体部１３に設けられた各種ボタンなどであり、ユーザによって操作される。  
可視光カメラ２１からの撮像信号は、アナログフロントエンド３４に入力され、デジタル信号に変換されて出力される。アナログフロントエンド３４の出力信号は、ＤＳＰ３６に入力されて、各種画像処理が施されて、画像処理部３８に出力される。
【００２６】
サーモカメラ２２からの撮像信号は、アナログフロントエンド３５に入力され、デジタル信号に変換されて出力される。アナログフロントエンド３５の出力信号は、ＤＳＰ３７に入力されて、各種補正処理が施されて、画像処理部３８に出力される。
【００２７】
ＤＳＰ３６、３７からの画像信号は、画像処理部３８において各種画像処理が施される。画像処理部３８は、各種画像処理によりモニタ３２に表示するための可視光画像とサーモグラフィ画像を生成して、プロセッサ３１に出力する。
【００２８】
照明ユニット２３は、ドライバ３９により駆動され、照明光を出射する。ドライバ３９は、プロセッサ３１と接続され、プロセッサ３１からの制御信号により動作する。  
サーミスタ２４の出力信号は、プロセッサ３１に入力される。
【００２９】
ユーザインターフェース（Ｕ／Ｉ）部３３と操作器１２ａは、プロセッサ３１に接続されている。ユーザは、ユーザインターフェース（Ｕ／Ｉ）部３３あるいは操作器１２ａを操作することにより、プロセッサ３１に各種指示を与えることができる。
【００３０】
また、本体部１３は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を有し、プロセッサ３１は、インターフェース４３により後述する回動装置４４と接続されている。  
プロセッサ３１のＣＰＵ３１ａは、ユーザからの指示に応じて、メモリ３１ｂに格納されているソフトウエアプログラムを読み出して実行することにより、撮像システム１の各種機能が発揮される。各種機能には、可視光の内視鏡画像の表示、記録、データ入力など、サーモグラフィ画像の表示、記録、データ入力など、さらに、後述するユーザには見えないあるいは見え難い被検体の異常箇所の有無を検出、等が含まれる。
【００３１】
加熱装置１４は、加熱素子を有する発熱ユニット１４ａを有する。発熱ユニット１４ａの加熱素子は、ペルチェ素子、ヒータ素子、マイクロ波発生器などである。発熱ユニット１４ａは、後述する送気チューブ１５ｂ外周部に密着して設けられ、送気装置１５からの空気を加熱する。
【００３２】
送気装置１５は、接続ケーブル１５ａにより加熱装置１４と接続されている。接続ケーブル１５ａ内には、送気チューブ１５ｂが挿通されている。送気装置１５は、送気チューブ１５ｂにより挿入部１１の送気チャンネル２５に空気を送り込むことができる。
【００３３】
送気装置１５は、図示しないポンプと、図示しない流量計を有している。送気チューブ１５ｂの基端が、ポンプに接続されている。送気装置１５は、流量計の計測値に基づいて、所定の送気量の空気をポンプにより送気チューブ１５ｂに送り込むことができる。
【００３４】
送気チューブ１５ｂの先端は、加熱装置１４内において送気チャンネル２５と連通している。よって、送気装置１５からの空気は、発熱ユニット１４ａによって加熱され、送気チャンネル２５を通って先端部１１ａの開口部１９から吐出する。
【００３５】
記憶装置４１は、プロセッサ３１に接続され、内視鏡画像である可視光画像などの検査データが記録される。また、記憶装置４１は、後述する基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦ及び後述する補正データのテーブルデータＴＢＬを格納する記憶領域４１ａを有している。
記憶装置４１は、ここでは、揮発性または不揮発性のメモリとして構成される。例えば、記憶装置４１は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ及びハードディスクドライブの少なくとも１つを含む。  
【００３６】
電源部４２は、撮像システム１の各部に電力を供給する。電源部４２は、例えば二次電池を有する。  
検査者であるユーザは、被検体内に挿入部１１を挿入し、操作器１２ａ等を操作して可視光カメラ２１で撮像された検査部位の内視鏡画像をモニタ３２に表示させることによって、被検体内の観察及び検査を行うことができる。
【００３７】
また、ユーザは、操作器１２ａ等を操作してサーモカメラ２２で撮像された検査部位の熱画像をモニタ３２に表示させることによって、被検体内の温度分布を確認することができる。
【００３８】
さらに、以下に説明するように、ユーザは、撮像システム１を用いて、被検体の一部を加熱して、その加熱後の熱分布の変化から、可視光画像ではユーザには見えないあるいは見え難い被検体の、微細なクラック、薄肉部などの、異常箇所の有無を検出することができる。これらのクラック等は、被検体が長年使用された結果、被検体の一部に生じた変化箇所であり、検査において、変化が生じた箇所の有無、及び変化が生じた箇所があっても問題ないか等が確認される。
【００３９】
そして、ユーザは、可視光画像、サーモグラフィ画像、異常箇所情報、等を記憶装置４１に検査結果情報として記録することもできる。  
以下、撮像システム１により発電機の複数枚のタービンブレードを検査する場合を説明する。本実施の形態の被検体は、複数あり、互いに同一形状を有するタービンブレードである。
【００４０】
図３は、タービンブレードの検査方法を説明するための模式図である。タービンは、タービンの回転軸周りに回転するロータＲを有する。複数枚のタービンブレード（以下、ブレードという）Ｂは、ロータＲの軸周りに等間隔に配置されている。
【００４１】
タービンのギアボックス（図示せず）には、回動装置４４が接続され、複数のブレードＢを、ロータＲの回転軸回りに回転させることができるようになっている。
【００４２】
回動装置４４は、ケーブルにより撮像システム１の本体部１３に接続されており、本体部１３からの指示に応じて、ロータＲを回転させる。ここでは、回動装置４４は、プロセッサ３１により制御される。
なお、回動装置４４は、内視鏡２と接続されず、別の制御装置により制御されてロータＲが回転されるようにしてもよい。
【００４３】
タービンのケーシングは、所定の位置に貫通孔であるアクセスポートを有する。挿入部１１は、アクセスポートを介してケーシング内に挿入可能である。よって、内視鏡２は、タービン内のブレードＢを観察することができるような直径と長さを有している細長いボアスコープである。
【００４４】
挿入部１１の先端部１１ａを被検体に向けて固定して、ユーザは、被検体の各ブレードＢの可視光画像及びサーモグラフィ画像を取得して、各ブレードＢの観察及び検査をすることができる。
（作用）
次に、撮像システム１の動作を説明する。ここでは、上述したタービンのブレードを検査する例を用いて、撮像システム１の動作を説明する。
【００４５】
なお、以下、被検体として同一形状の複数枚のブレードの検査を例として説明するが、撮像システム１は、同一形状の複数の被検体だけでなく、単品の被検体の検査にも使用できることは言うまでもない。例えば、被検体が鋳物であれば、撮像システム１により、製造された鋳物のサーモグラフィ画像を取得し、異常箇所の有無を検出することができる。
【００４６】
また、被検体が配管であれば、配管内を複数の領域に予め分けておき、撮像システム１により、各領域のサーモグラフィ画像を取得して異常箇所の有無を検出することができる。  
始めに、本体部１３の記憶装置４１の記憶領域４１ａに記憶される基準サンプルのサーモグラフィ画像の取得と記録について説明する。
【００４７】
図４は、ブレードＢの基準サンプルＢＳＰの基準サーモグラフィ画像の取得処理の流れの例を示すフローチャートである。図４の処理のためのプログラムは、メモリ３１ｂのＲＯＭに格納されて、ユーザの指示に応じて、読み出されて、ＣＰＵ３１ａにより実行される。
【００４８】
検査者であるユーザは、被検体のブレードＢの基準サンプルＢＳＰを用意する。基準サンプルＢＳＰは、クラック、欠け等の異常箇所のない正常なブレードであり、形状、サイズ及び材質において被検体のブレードＢと同じである。
【００４９】
ユーザは、基準サンプルＢＳＰを所定の器具に固定し、ブレードＢを検査するときと同じ位置に挿入部１１の先端部１１ａを、基準サンプルＢＳＰに対して位置させた状態で、ユーザインターフェース（Ｕ／Ｉ）部３３を操作して、所定のコマンドを入力すると、プロセッサ３１は、図４の処理を実行する。
【００５０】
プロセッサ３１は、被検体の周囲温度を測定する（ステップ（以下、Ｓと略す）１）。プロセッサ３１は、基準サンプルＢＳＰの周囲温度をサーミスタ２４の出力信号から算出する。
【００５１】
次に、プロセッサ３１は、発熱ユニット１４ａにより加熱された空気、すなわち熱い空気を、基準サンプルＢＳＰの所定の位置Ｐ１に所定時間Ｔ１だけ吹き付ける（Ｓ２）。熱い空気は、先端部１１ａの開口部１９から噴出し、所定時間Ｔ１だけブレードＢの所定の位置Ｐ１に当たる。
【００５２】
図５は、ブレードＢの基準サンプルＢＳＰの基準サーモグラフィ画像を得るときの、基準サンプルＢＳＰと先端部１１ａの配置関係を説明するための図である。図５において、点線は、可視光画像及びサーモグラフィ画像に含まれる範囲を示す。
【００５３】
先端部１１ａは、ロータＲの各ブレードＢを実際に検査するときにブレードＢの所定の位置に熱い空気を当てるときと同じ位置に同じ姿勢で配置される。よって、先端部１１ａと基準サンプルＢＳＰ間の距離は、ロータＲの各ブレードＢを実際に検査するときの先端部１１ａとブレードＢ間の距離と等しい。
【００５４】
図５では、熱い空気ＨＡは、基準サンプルＢＳＰの所定の位置Ｐ１に向けて吹き付けられる。熱い空気ＨＡは、開口部１９から噴出し、基準サンプルＢＳＰの所定の位置Ｐ１を加熱する。ここでは、所定の位置Ｐ１は、ブレードＢの長手軸上の基端よりの位置である。
【００５５】
熱い空気ＨＡが開口部１９から噴出する所定時間Ｔ１は、例えば１０秒である。所定時間Ｔ１は、ロータＲの各ブレードＢを実際に検査するときに熱い空気ＨＡの噴出する時間と等しい。熱い空気ＨＡの温度も、ロータＲの各ブレードＢを実際に検査するときに熱い空気ＨＡの温度と等しい。
【００５６】
熱い空気ＨＡの吹き出しが終了すると、プロセッサ３１は、サーモグラフィ画像を取得する（Ｓ３）。すなわち、Ｓ１３で取得されるサーモグラフィ画像Ｔ１は、加熱装置１４により被検体の基準となるサンプルの一部を所定時間Ｔ１だけ加熱した後に、サーモカメラ２２により撮像して得られた基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦである。基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦは、被検体の基準となるサンプルを撮像して得られた画像である。
基準サンプルＢＳＰの所定の位置Ｐ１が所定の温度の熱い空気ＨＡにより加熱されると、熱は基準サンプルＢＳＰの所定の位置Ｐ１の周りの部分に伝導する。Ｓ３で取得されたサーモグラフィ画像は、熱伝導の結果の基準サンプルＢＳＰの熱分布を示す画像である。
【００５７】
図６は、基準サンプルＢＳＰの基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦの例を示す図である。  
基準サンプルＢＳＰの基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦは、図６に示すように、基準サンプルＢＳＰの所定の位置Ｐ１の温度が最も高く、所定の位置Ｐ１を中心に放射状に温度が徐々に低くなっている。所定の位置Ｐ１を含む領域Ｒ１の温度が最も高く、領域Ｒ１を中心に所定の位置Ｐ１から同心円状に熱伝導していく。よって、所定の位置Ｐ１から外径方向に向かって、領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６という順で温度の低い複数の領域を有するサーモグラフィ画像が、基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦとして得られる。図６の基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦは、同心円状の熱分布を有している。
【００５８】
Ｓ３の後、プロセッサ３１は、得られた基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦの画像データを、記憶装置４１の記憶領域４１ａに格納する（Ｓ４）。よって、記憶領域４１ａは、基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを記憶する記憶部を構成する。
以上のようにして基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦが取得され、記憶装置４１に登録される。
【００５９】
次に、タービンブレードの実際の検査のときの撮像システム１の動作を説明する。ここでは、可視光画像ではユーザには見えないあるいは見え難い被検体の、微細なクラック、薄肉部などの、異常箇所の有無を検出する場合の動作を説明する。
図７は、ロータＲの各ブレードＢを検査するときの撮像システムの検査処理の流れの例を示すフローチャートである。図７の処理のためのプログラムは、メモリ３１ｂのＲＯＭに格納されて、ユーザの指示に応じて読み出されて、ＣＰＵ３１ａにより実行される。
【００６０】
上述したように、検査をするとき、ユーザは、ロータＲのアクセスポートから挿入部１１を挿入し、ロータＲの各ブレードＢを順番に撮像する。プロセッサ３１は、１つのブレードＢを撮像して検査が終了すると、検査が終了したブレードＢの隣のブレードＢが挿入部１１の先端部１１ａの撮像範囲に入るように回動装置４４を制御し、ブレードＢの検査を行う。このような処理を繰り返すことにより、ロータＲの全てのブレードＢについて、検査を行う。
【００６１】
検査結果情報は、可視光による可視光画像と赤外線によるサーモグラフィ画像に加えて、後述するような異常箇所についての情報も記憶装置４１に記録される。異常箇所とは、後述するように、被検体の温度分布に変化がある箇所である。  
始めに、ユーザは、挿入部１１の先端部１１ａを最初のブレードＢに対して所定の位置にし、ユーザインターフェース（Ｕ／Ｉ）部３３あるいは操作器１２ａを操作すると、プロセッサ３１は、ブレードＢの可視光画像の取得を行う（Ｓ１１）。すなわち、プロセッサ３１は、第１の観察窓１６を通った被検体からの反射光による被検体の可視光画像、すなわち通常光による内視鏡画像を取得する。
【００６２】
Ｓ１１に続いて、プロセッサ３１は、ブレードＢの周囲温度を測定する（Ｓ１２）。ブレードＢの周囲温度の測定は、サーミスタ２４の出力信号から算出される。
【００６３】
Ｓ１２に続いて、プロセッサ３１は、ブレードＢに熱い空気ＨＡを吹き付ける（Ｓ１３）。これにより、ブレードＢの所定の位置Ｐ１が加熱される。具体的には、プロセッサ３１は、熱い空気ＨＡを、ブレードＢの所定の位置Ｐ１に所定時間Ｔ１だけ当てるように、加熱装置１４の発熱ユニット１４ａが発熱している状態で、送気装置１５のポンプを駆動する。
【００６４】
このとき、図５のＳ２において基準サンプルＢＳＰに吹き付けた熱い空気ＨＡと同じ温度の熱い空気ＨＡがブレードＢに吹き付けられるように、発熱ユニット１４ａは、駆動されて発熱する。
【００６５】
開口部１９からの熱い空気ＨＡの吹き付けが終了すると、プロセッサ３１は、サーモグラフィ画像ＴＩを取得する（Ｓ１４）。熱い空気ＨＡにより、ブレードＢの所定の位置Ｐ１は、所定時間Ｔ１だけ加熱され、その熱は、ブレードＢの所定の位置Ｐ１の周囲に伝搬する。すなわち、Ｓ１４で取得されるサーモグラフィ画像ＴＩは、加熱装置１４により被検体の一部を所定時間Ｔ１だけ加熱した後に、サーモカメラ２２により撮像して得られた画像である。なお、ブレードＢの周囲温度が異なると、Ｓ１４で得られるサーモグラフィ画像ＴＩも異なる。
【００６６】
図８は、所定の位置Ｐ１から距離ｄだけ離れた点Ｐｄの間の温度を示すグラフである。図８は、図６の所定の位置Ｐ１と、所定の位置Ｐ１から距離ｄだけ離れた点Ｐｄを結ぶ仮想線Ｌｄに沿った温度を模式的に示している。
【００６７】
ブレードＢの周囲温度が、基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを得たときの基準サンプルＢＳＰの周囲温度と異なると、熱分布は異なる。ブレードＢの周囲温度Ｔｍが、基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを得たときの基準サンプルＢＳＰの周囲温度Ｔｒと同じであれば、ブレードＢの仮想線Ｌｄ上の各点の温度は、基準サンプルＢＳＰにおける仮想線Ｌｄ上の各点の温度と略一致する。図８では、実線で示す温度分布となる。
【００６８】
ブレードＢの周囲温度Ｔｍが、基準サンプルＢＳＰの周囲温度Ｔｒよりも低ければ、ブレードＢの仮想線Ｌｄ上の各点の温度は、基準サンプルＢＳＰの仮想線Ｌｄ上の各点の温度よりも低くなる。よって、図８のグラフは、一点鎖線で示す温度分布を有するグラフとなる。
【００６９】
ブレードＢの周囲温度Ｔｍが、基準サンプルＢＳＰの周囲温度Ｔｒよりも高いと、ブレードＢの仮想線Ｌｄ上の各点の温度は、基準サンプルＢＳＰの仮想線Ｌｄ上の各点の温度よりも高くなる。よって、図８のグラフは、二点鎖線で示す温度分布を有するグラフとなる。
【００７０】
そこで、記憶装置４１に、被検体であるブレードＢの周囲温度Ｔｍと、基準サンプルＢＳＰの基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを得たときの周囲温度Ｔｒとの差に応じた補正係数データをテーブルデータＴＢＬとして、記憶装置４１の記憶領域４１ａに予め保持しておく。
【００７１】
補正係数データは、例えば実験的に求めて、作成してもよい。  
Ｓ１４の後、プロセッサ３１は、Ｓ１２で得られた周囲温度に基づいて、記憶領域４１ａのテーブルデータＴＢＬから補正係数データを読み出し、Ｓ１４で得られたサーモグラフィ画像ＴＩの各画素値を補正する（Ｓ１５）。
【００７２】
プロセッサ３１は、補正したサーモグラフィ画像ＴＩと基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦとの差分演算を行う（Ｓ１６）。プロセッサ３１は、基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを記憶装置４１から読み出してメモリ３１ｂのＲＡＭに格納し、Ｓ１６の実行時に使用する。
【００７３】
差分演算は、補正したサーモグラフィ画像ＴＩと基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦの画素毎に画素値の差分を取ることにより行われ、差分画像が生成される。差分画像は、２つの画像の対応する同じ位置の各２つの画素の画素値の差分値を有する画像である。
すなわち、Ｓ１６の処理は、被検体をサーモカメラ２２により撮像して得られた被検体についてのサーモグラフィ画像ＴＩとサーモカメラ２２により撮像して得られた基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦとの温度分布の差から、被検体の温度分布の変化量を検出する温度分布変化量検出部を構成する。Ｓ１６では、サーモグラフィ画像ＴＩと基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦの画素毎の画素値に基づいて、変化量が検出される。
【００７４】
よって、補正したサーモグラフィ画像ＴＩが、図６に示す基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦと同じ熱分布を有している場合、各差分値が０（ゼロ）になるので、Ｓ１６で得られる差分画像は黒色の画像となる。
【００７５】
なお、ブレードＢに対する先端部１１ａの位置を、基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを取得したときの基準サンプルＢＳＰに対する先端部１１ａの位置と正確に位置させることは難しい場合があるので、基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦとブレードＢのサーモグラフィ画像ＴＩのパターンマッチングを行って、基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦに対するサーモグラフィ画像ＴＩのズレを調整してから、差分演算を行うようにしてもよい。
【００７６】
プロセッサ３１は、得られた差分画像の各画素の画素値と所定の閾値ＴＨとを比較する（Ｓ１７）。Ｓ１７の処理は、Ｓ１６により検出された変化量が所定値以上でがある被検体の変化箇所を検出する変化箇所検出部を構成する。
Ｓ１７の後、プロセッサ３１は、異常箇所の有無を判定する（Ｓ１８）。  
図９は、クラックを有するブレードＢの例を示す図である。
【００７７】
図９に示すブレードＢには、一部に細いクラックＣＲＫが発生している。このようなクラックＣＲＫが可視光画像上で見える場合は、ユーザは、クラックＣＲＫがあることを発見できるが、幅が小さい細いクラックＣＲＫの場合は、ユーザは、可視光画像を見て、クラックＣＲＫがあることを発見できない場合がある。
【００７８】
しかし、クラックＣＲＫがあると、熱はクラックＣＲＫのある箇所で伝わり難くなる。そのため、Ｓ１７では、差分画像を生成し、差分画像の各画素値が所定の閾値ＴＨ以上であるか否かにより、プロセッサ３１は、異常箇所の有無を判定する。
【００７９】
図１０は、図９のクラックＣＲＫを有するブレードＢのサーモグラフィ画像ＴＩの例を示す図である。図１０に示すように、所定の位置Ｐ１に与えられた熱は、所定の位置Ｐ１から全外径方向に伝わっていく。所定の位置Ｐ１からクラックＣＲＫまでは、熱は同心円状に伝わるが、クラックＣＲＫにより、熱の伝わりが阻害あるいは妨害される。その結果、図１０に示すような、熱分布を有するサーモグラフィ画像ＴＩがＳ１４で得られる。
【００８０】
図１０のサーモグラフィ画像ＴＩと図６の基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦの差分画像ＴＩＳは、例えば、図１１に示すような画像となる。図１１は、差分画像の例を示す図である。  
図１１において、斜線で示す領域ＲＳが、差分画像の画素値が閾値ＴＨ以上の画素の領域を示す。クラックＣＲＫの存在により、領域ＲＳが発生している。図１１では、領域ＲＳは、斜線で示しているが、熱分布を示す画像である。
【００８１】
クラックＣＲＫが存在しなければ、差分画像中に、所定の閾値ＴＨ以上の画素値を有する画素の領域ＲＳは、存在しない。  
よって、Ｓ１７の比較により領域ＲＳが存在することから、プロセッサ３１は、ブレードＢに異常箇所があると判定することができる（Ｓ１８）。
【００８２】
異常箇所には、種々のものがあるが、図１２は、薄肉部を有するブレードＢの例を示す図である。ブレードＢは、曲がった板状の部材であるが、例えば、図１２に示すように中央部の右側に薄くなった部分すなわち薄肉部ＳＡがブレードＢにあっても、通常の内視鏡画像では、薄肉部ＳＡの存在はユーザの肉眼では確認できない場合がある。
【００８３】
このような薄肉部ＳＡを有するブレードＢに対して、上述したＳ１３からＳ１７の処理を行うことによって、薄肉部ＳＡの存在を判定することができる。
【００８４】
図１３は、図１２の薄肉部ＳＡを有するブレードＢのサーモグラフィ画像ＴＩの例を示す図である。図１３に示すように、所定の位置Ｐ１に与えられた熱は、所定の位置Ｐ１から全外径方向に伝達していく。所定の位置Ｐ１から薄肉部ＳＡまでは、熱は同心円状に等しく伝達されるが、薄肉部ＳＡの部分では、熱の伝達が速く、その結果、図１３に示すような、熱分布を有するサーモグラフィ画像ＴＩがＳ１４で得られる。
【００８５】
図１３のサーモグラフィ画像ＴＩと図６の基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦの差分画像は、例えば、図１４に示すような画像となる。図１４は、差分画像の例を示す図である。  
図１４において、斜線で示す領域ＲＳが、差分画像の画素値が閾値ＴＨ以上の画素の領域を示す。薄肉部ＳＡの存在により、領域ＲＳが発生している。図１４の領域ＲＳも、斜線で示しているが、熱分布を示す画像である。
【００８６】
薄肉部ＳＡが存在しなければ、差分画像中に、所定の閾値ＴＨ以上の画素値を有する画素の領域ＲＳは、存在しない。  
よって、領域ＲＳが存在することから、プロセッサ３１は、ブレードＢに異常箇所があるあるいは異常箇所の可能性があると判定する（Ｓ１８）。
【００８７】
Ｓ１８において、異常箇所の有無の判定が行われた後、プロセッサ３１は、検査したブレードについての検査結果情報を記憶装置４１へ記録する（Ｓ１９）。  
Ｓ１９の記録処理では、可視光の内視鏡画像、サーモグラフィ画像、判定結果、及び異常箇所が発見されたときの差分画像が、検査したブレードについての検査結果情報として、メモリに記録される。判定結果情報は、異常箇所の有無あるいは異常箇所の可能性の有無のフラグなどの情報を含む。
【００８８】
プロセッサ３１は、判定の検査、異常箇所が発見されなければ、異常箇所なしとのメッセージをモニタ３２に表示し、異常箇所が発見されたときは、異常箇所ありのメッセージ、差分画像等をモニタ３２に表示する（Ｓ２０）。
【００８９】
例えば、異常箇所が発見されたときは、可視光画像上に差分画像を重畳した画像をモニタ上に表示して、ユーザにとって異常箇所が分かるようにする表示処理が行われる。すなわち、検出された温度分布の変化箇所に関する情報として、サーモグラフィ画像ＴＩと基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦの差分画像が表示される。ユーザは、可視光画像上におけて異常箇所の位置あるいは領域を簡単に把握できる。
【００９０】
あるいは、可視光画像上に、異常箇所を示す所定のマーク、例えばマル印、矢印を表示するようにしてもよい。  
よって、Ｓ２０の処理は、Ｓ１７において検出された被検体の変化箇所に関する情報をモニタ３２に表示する表示画像を生成する表示画像生成部を構成する。そして、Ｓ２０では、可視光カメラ２１により撮像して得られた可視光画像上に、被検体の変化箇所に関する情報、たとえばマークが重畳される。
なお、サーモグラフィ画像上に、変化箇所に関する情報として、所定のマーク等を重畳して表示するようにしてもよい。
プロセッサ３１は、ロータＲの全てのブレードＢについて画像取得、判定処理等が終了したか否か、すなわち最後のブレードＢの画像取得等が終了したか否かを判定する（Ｓ２１）。
【００９１】
全てのブレードＢの画像取得等が終了しているとき（Ｓ２１：ＹＥＳ）、処理は、終了する。  
全てのブレードＢの画像取得等が終了していないとき（Ｓ２１：ＮＯ）、プロセッサ３１は、ロータＲを所定の角度だけ回転させる（Ｓ２２）。Ｓ２２により、隣のブレードＢが内視鏡により撮像可能な位置になった後、プロセッサ３１は、Ｓ１１からの処理を実行する。
【００９２】
以上のように、上述した実施の形態によれば、可視光画像では発見できないあるいは発見し難い箇所の検出を可能とする撮像装置、撮像システム及び撮像方法を実現することができる。
【００９３】
なお、上述した例では、基準サーモグラフィ画像は、ブレードＢの基準サンプルＢＳＰを検査時と同様に加熱して得られた画像であるが、ブレードＢについて過去の検査のときに得られたサーモグラフィ画像を基準サーモグラフィ画像として用いてもよい。例えば、前回の検査において正常と判定されたブレードＢであれば、今回のサーモグラフィ画像と、前回のサーモグラフィ画像とを比較するようにしてもよい。
【００９４】
次に、上述した第１の実施の形態の変形例を説明する。
（変形例１）
上述した実施の形態では、検査するブレードの基準サンプルＢＳＰを用いて基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを作成し、記憶装置４１に予め記憶しておき、各ブレードのサーモグラフィ画像とその基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを比較している。これに対して、本変形例１では、このような基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを予め取得しておかずに、検査した複数のブレードの複数のサーモグラフィ画像から基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを決定する。
【００９５】
図１５は、本変形例１に関わるロータＲの各ブレードＢを検査するときの撮像システム１の検査処理の流れの例を示すフローチャートである。なお、図１５中のステップにおいて、図７と同じ処理については、同じステップ番号を付し、簡略に説明する。
【００９６】
検査を開始するときの手順は、上述した実施の形態のときの手順と同じである。  
始めに、ユーザは、最初のブレードＢが挿入部１１の先端部１１ａに対して所定の位置にし、ユーザインターフェース（Ｕ／Ｉ）部３３あるいは操作器１２ａを操作すると、プロセッサ３１は、図１５の処理を実行し、最初にブレードＢの可視光画像を取得する（Ｓ１１）。
【００９７】
Ｓ１１の後、プロセッサ３１は、ブレードＢの周囲温度を測定する（Ｓ１２）。  
Ｓ１２に続いて、プロセッサ３１は、ブレードＢに熱い空気ＨＡを吹き付ける（Ｓ１３）。
【００９８】
Ｓ１３に続いて、プロセッサ３１は、サーモグラフィ画像ＴＩを取得する（Ｓ１４）。  
Ｓ１４の後、プロセッサ３１は、ロータＲの全てのブレードＢに対してＳ１１からＳ１４の処理が終了したか否かを判定する（Ｓ２１）。
【００９９】
全てのブレードＢの画像取得が終了していないとき（Ｓ２１：ＮＯ）、プロセッサ３１は、Ｓ２２の処理を実行してから、処理はＳ１１へ戻る。  
全てのブレードＢに対してＳ１１からＳ１４の処理が終了しているとき（Ｓ２１：ＹＥＳ）、プロセッサ３１は、全てのブレードＢの全てのサーモグラフィ画像ＴＩから、基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを決定する（Ｓ３１）。
すなわち、Ｓ３１の処理は、被検体があるとき、複数の被検体をサーモカメラ２２により撮像して得られた複数のサーモグラフィ画像ＴＩに基づいて、基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦを決定する基準画像決定部を構成する。
【０１００】
基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦの決定には、種々の方法がある。  
例えば、全サーモグラフィ画像ＴＩの平均画像を作成し、その平均画像を基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦとする。この場合、平均画像の各画素値から大きく離れた画素値を有するサーモグラフィ画像を除いた残りの複数のサーモグラフィ画像から、平均画像を作成するのが好ましい。
【０１０１】
あるいは、上述した平均画像との差分画像の全画素値の和が最も小さいサーモグラフィ画像ＴＩを１つ抽出して、基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦとしてもよい。  
Ｓ３１の後、プロセッサ３１は、Ｓ１４で取得した各サーモグラフィ画像ＴＩとＳ３１で決定された基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦとの差分演算を行う（Ｓ３２）。Ｓ３２の差分演算は、Ｓ１６と同様の処理であるが、Ｓ３２では、全サーモグラフィ画像について行われる。Ｓ３２の処理は、被検体の温度分布の変化量を検出する温度分布変化量検出部を構成する。
【０１０２】
Ｓ３２の後、プロセッサ３１は、得られた各差分画像の各画素の画素値と所定の閾値ＴＨとを比較する（Ｓ３３）。Ｓ３３の比較演算は、Ｓ１７と同様の処理であるが、Ｓ３３では、全サーモグラフィ画像について行われる。Ｓ３３の処理は、被検体の変化箇所を検出する変化箇所検出部を構成する。
【０１０３】
Ｓ３３の後、プロセッサ３１は、異常箇所の有無を判定する（Ｓ３４）。Ｓ３４の判定処理は、Ｓ１８と同様の処理であるが、Ｓ３４では、全サーモグラフィ画像の全比較演算結果について行われる。
【０１０４】
Ｓ３４の後、プロセッサ３１は、検査結果情報の記録処理を行う（Ｓ３５）。Ｓ３５の記録演算は、Ｓ１９と同様の処理であるが、Ｓ３５では、全ブレードについて行われる。  
Ｓ３５の後、プロセッサ３１は、表示処理を行う（Ｓ３６）。Ｓ３６の処理は、検出された被検体の変化箇所に関する情報をモニタ３２に表示する表示画像を生成する表示画像生成部を構成する。例えば、Ｓ３６では、異常箇所の発見されたブレードの存在の有無をモニタ３２に表示したり、異常箇所の発見されたブレードをモニタ３２にリスト表示したりする処理が行われる。異常箇所の発見されたブレードのリストの中から選択されたブレードについて、差分画像を可視光画像上に重畳した画像をモニタ３２上に表示するような処理が行われる。
【０１０５】
以上のように、本変形例によっても、上述した実施の形態と同様の効果が生じる。  
なお、上述した実施の形態及び変形例では、熱い空気ＨＡを吹き付けて被検体を加熱しているが、冷たい空気を吹き付けるようにしてもよい。その場合、上述した加熱装置１４は、冷却装置に代わり、発熱ユニット１４ａは、冷却ユニットとなる。すなわち、被検体の所定の箇所を冷却し、その冷却された被検体の熱分布の時系列変化から異常箇所の有無が判定される。
（第２の実施の形態）
上述した第１の実施の形態では、被検体に対して積極的に加熱した後に、サーモグラフィ画像を取得しているが、本実施の形態では、被検体が加熱状態にあるときから放熱していく過程でサーモグラフィ画像を取得する。
【０１０６】
例えば、発電機のタービンは、稼働状態から停止状態になると、エンジンは、高温状態から放熱を開始するため、内部温度が低下していく。その内部温度が変化していくときに、被検体のブレードの温度変化をサーモグラフィ画像により検出することにより、被検体の微小な異常箇所等を検出する。
【０１０７】
以下、本実施の形態を説明するが、本実施の形態の撮像システムは、第１の実施の形態の撮像システムと略同じ構成である。よって、本実施の形態のシステム構成については説明を省略し、第１の実施の形態の撮像システムと同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。
【０１０８】
本実施の形態においても、タービンのブレードの検査の例で説明する。  
本実施の形態では、ロータＲの複数のブレードＢの全てについて、最初に、全ブレードについて１回目のサーモグラフィ画像を取得し、その後、全ブレードについて２回目のサーモグラフィ画像を取得する。その後、各ブレードについて差分、比較などを行う。
【０１０９】
図１６は、ロータＲの各ブレードＢを検査するときの撮像システムの検査処理の流れの例を示すフローチャートである。  
上述したように、検査を開始するとき、ユーザは、ロータＲのアクセスポートから挿入部１１を挿入し、各ブレードＢを撮像できる位置に先端部１１ａを固定する。ユーザが、ユーザインターフェース（Ｕ／Ｉ）部３３あるいは操作器１２ａを操作すると、プロセッサ３１は、図１６の処理を実行する。
【０１１０】
ロータＲの各ブレードＢの検査は、ブレードＢの周囲温度が所定の温度以下になってから開始される。  
所定の温度は、以下に説明する検査において、第１回目の温度測定から所定時間が経過してから第２回目の温度測定を行ったときに各ブレードＢの温度分布の差から異常箇所の検出が可能となるような温度である。
【０１１１】
よって、プロセッサ３１は、挿入部１１のサーミスタ２４の出力信号から、ブレードＢの周囲温度を測定する（Ｓ４１）。  
プロセッサ３１は、測定した温度が所定の温度以下になったか否かに基づいて、検査可能か否かを判定する（Ｓ４２）。
【０１１２】
検査可能でないとき（Ｓ４２：ＮＯ）、処理は、Ｓ４１に戻る。  
検査可能になると（Ｓ４２：ＹＥＳ）、プロセッサ３１は、ブレードＢの可視光画像の取得を行う（Ｓ４３）。すなわち、プロセッサ３１は、第１の観察窓１６を通った被検体からの反射光による被検体の可視光画像、すなわち通常光による内視鏡画像を取得する。最初のブレードについて内視鏡画像が取得される。
【０１１３】
Ｓ４３に続いて、プロセッサ３１は、ブレードＢの周囲温度を測定する（Ｓ４４）。ブレードＢの周囲温度の測定は、サーミスタの検出信号から算出される。  
プロセッサ３１は、サーモグラフィ画像ＴＩを取得する（Ｓ４５）。
【０１１４】
プロセッサ３１は、ロータＲの全てのブレードＢについて画像取得が終了したか否か、すなわち最後のブレードＢの画像取得が終了したか否かを判定する（Ｓ４６）。  
全てのブレードＢの画像取得が終了していないとき（Ｓ４６：ＮＯ）、プロセッサ３１は、ロータＲを所定の角度だけ回転させる（Ｓ４７）。Ｓ４７により、隣のブレードＢが内視鏡２により撮像可能な位置になった後、プロセッサ３１は、Ｓ４３からの処理を実行する。
【０１１５】
全てのブレードＢの画像取得が終了すると（Ｓ４６：ＹＥＳ）、プロセッサ３１は、所定時間ｔ１が経過するまで、何もしないで待つ（Ｓ４８）。すなわち、プロセッサ３１は、内部のソフトウエアカウンタにより所定時間ｔ１が経過するまで計時する。
【０１１６】
所定時間ｔ１が経過すると、プロセッサ３１は、ブレードＢの周囲温度を測定する（Ｓ４９）。  
Ｓ４９に続いて、プロセッサ３１は、サーモグラフィ画像ＴＩを取得する（Ｓ５０）。最初のブレードについてサーモグラフィ画像が取得される。
【０１１７】
Ｓ５０の後、プロセッサ３１は、ロータＲの全てのブレードＢの画像取得が終了したか否か、すなわち最後のブレードＢの画像取得が終了したか否かを判定する（Ｓ５１）。  
全てのブレードＢの画像取得が終了していないとき（Ｓ５１：ＮＯ）、プロセッサ３１は、ロータＲを所定の角度だけ回転させる（Ｓ５２）。Ｓ５２により、隣のブレードＢが内視鏡２により撮像可能な位置になった後、プロセッサ３１は、Ｓ４９からの処理を実行する。
【０１１８】
全てのブレードＢの画像取得が終了しているとき（Ｓ５１：ＹＥＳ）、プロセッサ３１は、ブレードＢ毎に、Ｓ４５で得られたサーモグラフィ画像とＳ５０で得られたサーモグラフィ画像の差分画像を生成する（Ｓ５３）。Ｓ５３において、各ブレードＢについて差分画像が生成される。Ｓ５３で生成される差分画像は、被検体を所定の時間ｔ１を含む時間だけ間隔をおいてサーモカメラ２２により撮像して得られた２つの画像の差分を示すサーモグラフィ画像である。
【０１１９】
なお、各ブレードＢの差分画像の生成は、Ｓ５０の後に行うようにしてもよい。  
プロセッサ３１は、生成された各差分画像に対して、差分、比較、判定、記録及び表示の処理を実行する（Ｓ５４）。
本実施の形態において用いられる基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦは、被検体の基準となるサンプルを所定の時間ｔ１を含む時間だけ間隔をおいてサーモカメラ２２により撮像して得られた２つの画像の差分を示すサーモグラフィ画像である。
【０１２０】
Ｓ５４の処理は、第１の実施の形態の図１５のＳ３２からＳ３６までの処理を含むものであり、各ブレードＢの差分画像について、温度分布の変化が、基準サーモグラフィ画像に比べて所定の閾値以上の変化があったときに、異常箇所ありあるいは異常箇所の可能性ありのブレードについては、フラグなどの判定情報がメモリに記録される。
よって、Ｓ５４における差分演算は、被検体の温度分布の変化量を検出する温度分布変化量検出部を構成する。ここでも、２つのサーモグラフィ画像の画素毎の画素値に基づいて、変化量が検出される。
Ｓ５４の比較処理は、被検体の変化箇所を検出する変化箇所検出部を構成する。
さらに、Ｓ４４とＳ４９において得られた周囲温度に基づいてＳ４５とＳ５０において得られた各サーモグラフィ画像の画素値の補正が行われる。
【０１２１】
Ｓ５４で行われる比較処理で用いられる基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦも、第１の実施の形態と同様に、被検体の基準サンプルＢＳＰを用いて作成される。基準サーモグラフィ画像ＴＩＲＥＦは、被検体の基準サンプルＢＳＰが放熱していく過程で第１の時間と、第１の時間から所定時間ｔ１以上の時間が経った第２の時間とにおいて撮像して得られた２つの画像の差分画像である基準差分画像である。その基準差分画像は、記憶装置４１の記憶領域４１ａに予め格納される。
【０１２２】
Ｓ５４の表示処理では、異常箇所ありあるいは異常箇所の可能性ありのブレードの番号などをリスト形式でモニタに表示してもよいし、異常箇所ありのブレードＢの可視光画像と差分画像を並べて表示するようにするなどしてもよい。Ｓ５４の表示処理は、検出された被検体の変化箇所に関する情報をモニタ３２に表示する表示画像を生成する表示画像生成部を構成する。
以上のように、本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果を生じる。
【０１２３】
次に、上述した第２の実施の形態の変形例を説明する。
（変形例２）
上述した第２の実施の形態では、ロータＲの複数枚のブレードＢについて１回目のサーモグラフィ画像を取得した後に、再度複数枚のブレードＢについて２回目のサーモグラフィ画像を取得しているが、本変形例２では、１回目のサーモグラフィ画像を取得した後に所定時間待って２回目のサーモグラフィ画像を取得する処理を１枚のブレードＢに行い、１枚のブレードＢについて２枚のサーモグラフィ画像を取得する処理を行った後に、次のブレードＢについて同様な２枚のサーモグラフィ画像の取得する処理を行うというように、２枚のサーモグラフィ画像の取得をブレード毎に行う。
【０１２４】
図１７は、本実施の形態の変形例に関わる、ロータＲの各ブレードＢを検査するときの撮像システムの検査処理の流れの例を示すフローチャートである。なお、図１７において図１６の処理と同じ処理については、同じステップ番号を付し説明は省略する。
【０１２５】
Ｓ４２の処理の後、すなわち検査可能になると（Ｓ４２：ＹＥＳ）、プロセッサ３１は、ブレードＢの可視光画像の取得を行う（Ｓ６１）。  
Ｓ６１に続いて、プロセッサ３１は、ブレードＢの周囲温度を測定する（Ｓ６２）。ブレードＢの周囲温度の測定は、サーミスタの検出信号から算出される。
【０１２６】
プロセッサ３１は、サーモグラフィ画像ＴＩを取得する（Ｓ６３）。  
Ｓ６３の後、プロセッサ３１は、所定時間ｔ２が経過するまで、何もしないで待つ（Ｓ６４）。すなわち、プロセッサ３１は、内部のソフトウエアカウンタにより所定時間ｔ２が経過するまで計時する。
【０１２７】
所定時間ｔ２が経過すると、プロセッサ３１は、ブレードＢの周囲温度を測定する（Ｓ６５）。  
Ｓ６５に続いて、プロセッサ３１は、サーモグラフィ画像ＴＩを取得する（Ｓ６６）。すなわち、Ｓ６３において１回目のサーモグラフィ画像を取得してから所定時間ｔ２が経過したときに、２回目のサーモグラフィ画像ＴＩが取得される。
【０１２８】
Ｓ６６の後、プロセッサ３１は、ロータＲの全てのブレードＢの画像取得が終了したか否か、すなわち最後のブレードＢの画像取得が終了したか否かを判定する（Ｓ６７）。
【０１２９】
全てのブレードＢの画像取得が終了していないとき（Ｓ６７：ＮＯ）、プロセッサ３１は、ロータＲを所定の角度だけ回転させる（Ｓ６８）。Ｓ６８により、隣のブレードＢが内視鏡２により撮像可能な位置になった後、プロセッサ３１は、Ｓ６１からの処理を実行する。
【０１３０】
全てのブレードＢの画像取得が終了しているとき（Ｓ６７：ＹＥＳ）、プロセッサ３１は、ブレードＢ毎に、Ｓ６３で得られたサーモグラフィ画像とＳ６６で得られたサーモグラフィ画像の差分画像を生成する（Ｓ６９）。Ｓ６９において、各ブレードＢについて差分画像が生成される。
【０１３１】
なお、各ブレードＢの差分画像の生成は、Ｓ６６の後に行うようにしてもよい。  
プロセッサ３１は、生成された各差分画像に対して、差分、比較、判定、記録及び表示の処理を実行する（Ｓ５４）。  
以上のように、本変形例によっても、上述した第２の実施の形態と同様の効果が生じる。
【０１３２】
なお、上述した第２の実施の形態及び変形例では、被検体が稼働を停止した後に、冷めて行く過程においてサーモグラフィ画像を取得しているが、被検体を全体に冷凍庫などに入れて冷やした後に、熱吸収により被検体が暖まっていく過程のサーモグラフィ画像を取得するようにしてもよい。すなわち、暖まっていく過程における、被検体の熱分布の時系列変化から異常箇所の有無が判定される。
【０１３３】
以上のように、上述した各実施の形態及び各変形例によれば、可視光画像では発見できないあるいは発見し難い異常箇所の検出を可能とする撮像装置、撮像システム及び撮像方法を提供することができる。
なお、上述した各実施の形態及び各変形例の表示処理では、差分画像の情報を重畳表示する等が行われるが、変化箇所をモニタ３２の中心に移動させるようなパン、チルトなどの画像処理あるいは挿入部１１の湾曲操作により、検出された変化箇所に関する情報をモニタ３２に表示するようにしてもよい。
【０１３４】
次に、上述した２つの実施の形態及び２つの変形例に共通の変形例を説明する。
（変形例３）
上述した各実施の形態及び各変形例では、被検体に熱い空気を吹き付けているが、加熱した部材（あるいは冷却した部材）を被検体に接触させて被検体を加熱（あるいは冷却）するようにしてもよい。
【０１３５】
図１８は、加熱部材を有する内視鏡の挿入部の構成を示す斜視図である。挿入部１１は、処置具挿通チャンネル５１を有している。処置具挿通チャンネル５１は、挿入部１１の中心軸に平行に形成されている。処置具挿通チャンネル５１の先端部は、開口部５２であり、基端部（図示せず）は、例えば操作部１２の近傍に形成された処置具挿入開口（図示せず）と連通している。
【０１３６】
加熱処置具６１は、細長のプローブであり、先端部に加熱素子６２を有している。加熱素子６２の先端は、平面である先端面６２ａを有している。加熱素子６２は、抵抗体によるヒータあるいはペルチェ素子であり、所定の電流を流すことにより発熱する。すなわち、加熱処置具６１は、被検体の一部に接触させて被検体を加熱する加熱素子６２を有する。
【０１３７】
なお、加熱素子６２は、超音波振動子でもよい。超音波振動子が超音波振動することにより摩擦熱で被検体を加熱することができる。  
よって、ユーザは、挿入部１１の処置具挿通チャンネル５１に、加熱処置具６１を挿通させて、開口部５２から突出させて被検体に接触させることにより、被検体の所定の位置Ｐ１を加熱することができる。
【０１３８】
なお、加熱処置具６１の先端部に曲げ癖を付けておいてもよい。図１９は、先端部に曲げ癖を有する加熱処置具６１の斜視図である。  
加熱処置具６１の先端部ＢＲに曲げ癖がついているため、開口部５２から突出すると、所定の方向に曲がる。よって、ユーザは、ブレードＢなどの被検体の表面が挿入部１１の挿入方向に直交する面に対して角度を持っている場合には、先端面６２ａを被検体の表面に正対させて、被検体の所定の位置Ｐ１を加熱し易い。
【０１３９】
なお、加熱処置具６１の先端部に曲げ癖を付けないで、加熱処置具６１が湾曲機構を有するようにしてもよい。図２０は、加熱処置具の湾曲機構を説明するための図である。
【０１４０】
加熱処置具６１は、先端部が湾曲可能なプローブ部材７１を有する。可撓性を有する細長のプローブ部材７１は、円筒部材であり、プローブ部材７１の内側に４本の湾曲ワイヤ７２が挿通されている。各湾曲ワイヤ７２の先端部は、プローブ部材７１の中心軸周りに等間隔にプローブ部材７１の先端に固定されている。
【０１４１】
よって、ユーザが４本の湾曲ワイヤ７２の少なくとも１つを牽引し、他の湾曲ワイヤを弛緩させる湾曲操作を行うことによって、ユーザは、加熱処置具６１の先端部を所望の方向に湾曲させることができる。このような湾曲部を有する加熱処置具によっても、加熱素子６２の先端面６２ａを被検体の表面に正対させて、被検体を加熱することができる。
【０１４２】
さらになお、上述した例では、処置具挿通チャンネル５１に加熱処置具６１を挿通して、被検体を加熱するが、冷却させる場合は、加熱素子６２に代えて冷却素子をプローブの先端部に設ける。冷却素子は、例えば、ペルチェ素子である。
【０１４３】
よって、本変形例３によっても、上述した各実施の形態及び各変形例と同様の効果を生じる。
（変形例４）
上述した各実施の形態及び各変形例では、被検体に熱い空気、冷たい空気、加熱処置具あるいは冷却処置具を用いて被検体の加熱あるいは冷却を行っているが、吸引による冷却を利用して、周囲の空気により被検体を冷却するようにしてもよい。
【０１４４】
図１８に示す挿入部１１の処置具挿通チャンネル５１の基端部に吸引装置を接続し、開口部５２を被検体の所定の位置Ｐ１の極めて近傍に位置させた状態で、吸引装置を駆動すると、開口部５２に周囲の空気が吸引されるときの空気の移動により開口部５２の近傍の被検体の部分が冷やされる。
【０１４５】
よって、ユーザは、先端部１１ａを被検体の所定の位置Ｐ１に近づけて開口部５２から空気を吸い込ませることにより、被検体の所定の位置Ｐ１を冷却することができる。  
よって、本変形例４によっても、上述した各実施の形態及び各変形例と同様の効果を生じる。
（変形例５）
上述した各実施の形態及び各変形例では、複数のブレードＢの検査を行うために、本体部１３のプロセッサ３１が、制御信号を回動装置４４へ出力してタービン内のロータＲを回転させているが、ユーザが手動で回動装置４４を操作するようにしてもよい。
【０１４６】
さらに、ロータＲを回転させないで、１つのブレードの検査が終わると、ユーザが挿入部１１を移動して、次の被検体の近傍へ移動させるようにしてもよい。
（変形例６）
上述した各実施の形態及び各変形例では、周囲温度に基づいてサーモグラフィ画像の補正が行われるが、周囲温度に応じて被検体を加熱あるいは冷却するための加熱量あるいは冷却量を、サンプル画像を得たときと同様な熱分布が得られるように、調整するようにしてもよい。
【０１４７】
（変形例７）
上述した各実施の形態及び各変形例では、判定処理においては、差分画像の各画素値と閾値とを比較して、異常箇所の有無を判定しているが、差分画像の画素値が閾値ＴＨ以上の画素の領域ＲＳの形状、位置などに基づいて、異常箇所の種類を推定して判別するようにしてもよい。
本発明は、上述した各実施の形態及び各変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【０１４８】
１  撮像システム、２  内視鏡、１１  挿入部、１１ａ  先端部、１２  操作部、１２ａ操作器、１３  本体部、１４  加熱装置、１４ａ  発熱ユニット、１５  送気装置、１５ａ  接続ケーブル、１５ｂ  送気チューブ、１６、１７  観察窓、１８  照明窓、１９  開口部、２１  可視光カメラ、２２  サーモカメラ、２３  照明ユニット、２４  サーミスタ、２５  送気チャンネル、３１  プロセッサ、３１ｂ  メモリ、３２  モニタ、３３  ユーザインターフェース部、３４、３５  アナログフロントエンド、３６、３７  デジタルシグナルプロセッサ、３８  画像処理部、３９、４０  ドライバ、４１  記憶装置、４１ａ  記憶領域、４２  電源部、４３  インターフェース、４４  回動装置、５１  処置具挿通チャンネル、５２  開口部、６１  加熱処置具、６２  加熱素子、６２ａ  先端面、７１  プローブ部材、７２  湾曲ワイヤ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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