JPH0528036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２つ以上の検出システムから送られ
た信号より導出した像を重畳させたビデオ表示を
形成する装置に係る。特に、本発明は、例えば透
過放射線の検出器や、超音波、渦電流等の試験装
置から導出した像を、カメラから導出した可視像
に重畳させたビデオ表示を形成する装置に係る。

このようにして、目に見えない信号を検出する
検出器の出力を、カメラで形成した供試物体の目
に見える像に関係付けすることにより、装置利用
者の大きな助けをすることができる。

コンピユータやマイクロプロセツサを用いた非
常に高度な像処理技術を利用できるが、上記した
形式の像重畳に伴う問題は、一方の像を他方の像
に対して適切な関係で且つ適切な倍率で登録する
ことである。

本発明によれば、重畳した像を形成するように
適当な像形成システムを駆動することのできるビ
デオ表示信号を発生する装置であつて、ビデオカ
メラと、各々検出出力信号を発生する１つまたは
それ以上の検出システムとを備えており、該検出
システムのうちの少なくとも１つは、可動プロー
ブを含むような装置において、該ブロープに放射
源を備え、該放射源の位置は、これに関連した検
出システムの試験位置を表しており、該放射源
は、前記カメラが応答し且つ区別しうる特性を有
する光または他の放射線を発生し、前記カメラ
は、前記試験位置を含む領域上にある時に、前記
プローブの前記放射源によつて発生された信号を
含むビデオ像信号を発生し、更に、メモリシステ
ムと、前記ビデオ像信号と同期をとつて前記メモ
リシステムを走査する手段と、前記区別しうる特
性に応答して前記プローブの位置の前記メモリシ
ステムにおけるアドレスの識別を与える手段と、
前記検出出力信号が所定の特性を有するときはい
つでも、前記メモリシステムをトリガして、その
メモリシステムが前記プローブの位置に対応する
前記識別されたアドレスに所定のビデオ信号要素
を表すデータを記憶するようにする手段と、前記
カメラからのビデオ像信号を前記メモリシステム
から引き出されるビデオ信号要素と組み合わせ
て、該組み合わされた信号が像形成システムに加
えられるとき、前記検出出力信号が前記所定の特
性を有してる前記プローブのすべての試験位置で
の前記所定のビデオ信号要素を表す重畳画素とと
もに前記カメラによつて見られた可視像として前
記組み合わせられた信号が表示されるようにする
手段とを備えることを特徴とする装置を提供する
ことによつて上記の登録の問題が解消される。

このようにして、可視光線及びプローブ上の光
源に応答するカメラを用いることにより、プロー
ブで物体を走査し、物体の普通の可視像に重畳さ
れた明るい点の配列体を構成することができ、こ
れらの明るい点は幾つかの所定の当該特性に対応
するものである。従つて、例えば、検出システム
は、英国特許第2055198号に開示されたように、
後方散乱した透過放射線例えば中性子を検出して
鋼材の後ろに隠れた原子番号の低い物質を明らか
にするようなものでよい。

目に見える場合のビデオ信号を形成するカメラ
は、１つの検出システムと考えてもよく、従つ
て、光源が設けられたプローブを含むもう１つの
検出システムとでもつて、２つの検出システムを
備えた装置が構成されることが明らかであろう。
或いは又、光源が設けられたプローブを各々含む
更に別の検出システムがあつてもよい。この場合
は、プローブに発色の異なる光源を用いることに
よつて検出システムを互いに区別することが望ま
しい。更に、色を変えることにより互いに区別で
きるようにした複数の光源をプローブに設けるこ
とにより、単一の検出システムにおいてその応答
の指示を細分化することもできる。又、目に見え
る場合の表示を含まずに２つ以上の検出器のプロ
ーブを走査することにより形成された像のみを表
示するような利用の仕方も幾つか考えられる。こ
の場合、カメラは、プローブに設けられた光源の
輝度のみに応答し、他の光源からの像を形成しな
いようにセツトされる。

以下、添付図面を参照し、本発明による装置の
特定の構造を一例として詳細に説明する。

第１図は、目に見えない信号を検出する検出
器、例えば透過放射線の検出器を用いて形成され
た像を、目に見える場面の像に重畳するのに使用
される単色システムを示している。

この例を説明するために、英国特許第2055198
号に開示された検出システムを取り上げる。その
プローブ（本明細書には示さず）は、透過放射線
の同位体源と、供試物体から後方散乱される放射
線を高い効率で検出するように構成された環状検
出器とを備えている。検出器からの出力を監視
し、後方散乱した透過放射線のレベルが当該特性
の存在を指示するに充分なものである時にその指
示が与えられる。従つて、透過放射線として中性
子を用いると、水素含有物質が鋼材の後ろ例えば
自動車ドアの金属外被の後ろに隠れていても、該
物質を検出することができる。

ここに取り上げる例では、点光源を後面に取り
付けることにより上記プローブに変更を加える。
この点光源は、水素含有物質が検出された時にオ
ンになるように検出回路に接続される。

第１図を説明すれば、ビデオカメラ１１には、
信号発生器１２から同期信号が送られ、信号発生
器１２は、以下で述べるようにビデオ信号も発生
する。この信号発生器１２は、クリスタル発振器
１３のタイミング制御のもとで作動される。

カメラ１１からのビデオ信号出力は、比較器１
４へ送られると共に、約２マイクロ秒の遅延を与
える遅延線１０を経てビデオミクサ１５にも送ら
れる。

比較器１４は、受け取つたビデオ信号の輝度レ
ベルを、基準レベルと比較し、この基準レベルを
越える場合には、メモリ１６へ信号を供給する。
このメモリは、8192×８ビツトメモリであり、そ
のアクセス時間は35ナノ秒である。比較器１４か
らメモリ１６に記憶される信号は、信号発生器１
２からの同期信号に基づいた位置アドレスでコー
ド化される。

信号発生器１２は、メモリ１６を連続的に走査
し、そしてカメラからの遅延されたビデオ信号と
同期をとつて記憶された明るい点を表わすビデオ
信号を発生する。遅延線１０は、比較器１４、メ
モリ１６及び信号発生器１２の作動に本来生じる
遅れを正確に補償するように調整される。

信号発生器１２からの出力は、ビデオ信号（メ
モリ１６からの明るい点）と、同期信号とが合成
されたものである。これらは、ビデオ信号分離回
路１７及び同期信号分離回路１８で各々分離され
る。同期信号は、カメラ１１へ送られる。

ビデオミクサ１５からの出力は、カメラ１１で
見た像のビデオ信号と、走査中に所定の輝度レベ
ルを越えるものとして登録されメモリに記憶され
た全ての点の像とが重畳されたものである。

このビデオ信号は、適当な像形成システム、便
宜上テレビジヨン受像機によつて可視像に変換さ
れる。

作動に際し、透過放射線検出器のプローブで供
試物体が走査される。プローブに設けられた光源
は、この例では中性子を用いた検出プローブが隠
れた水素含有物質の上を通る時にオンとなる。カ
メラ１１の視野内で光源がオンになつた全ての点
が記憶され、それ故、ビデオミクサ信号から見た
像において連続的に輝度アツプされる。従つて、
探索領域上をプローブで前後に走査することによ
り、検出物体の像が形成され、この像は、カメラ
で観察した直接目に見える場合に重畳されて見え
る。

プローブの走査は手動で行なつてもよいが、容
易に自動化される。

目に見えない信号を検出する検出器を２つ以上
用いたり、或いは１つの検出器の応答を細分化し
てそれに別々の指示を与えたりするようにシステ
ムを作動することが必要とされる場合には、第２
図に示されたカラーシステムによつて行なうこと
ができる。

第２図を説明すれば、このシステムはカラービ
デオカメラをベースとするもので、その出力は標
準的な合成ビデオ信号である。この信号から、同
期信号分離回路２３によりライン２２に同期成分
が取り出される。又、合成ビデオ信号は、カラー
デコーダ兼加算器２４にも送られ、ここでカラー
信号は、赤、緑及び青成分に分離されると共に、
メモリから送られた信号に加えられる。メモリ
は、“青”メモリ２５と、“緑”メモリ２６と、
“赤”メモリ２７とで構成され、これらは各々
16384×８ビツトメモリである。

各々のカラーの“輝度アツプ”点は、３つのカ
ラー比較器２８（青）、２９（緑）、３１（赤）で
検出され、それらの出力は、各々のメモリ２５，
２６及び２７へ送られる。メモリに記憶された各
明るい点の位置アドレスは、メモリアドレス発生
器３２によつて設定され、その同期制御は、カラ
ービデオカメラ２１からライン３３に送られる同
期出力によつて行なわれる。

図示された構成体は、付加的な制御機能が所望
される場合には、マイクロプロセツサへ容易に接
続することができ、ここでは、データ、制御、及
びアドレス接続ラインが３４で概略的に示されて
いることが明らかであろう。マイクロプロセツサ
へ接続した場合には、ビデオ信号データを処理し
たり、画像を奇麗なものにしたり、カラーグラフ
イツクを形成したりすることができる。

検出プローブに設けられた光源は、発色の異な
るものであるが、その輝度は、作動中に適当なカ
ラー比較器２８，２９又は３１から出力を形成す
るに充分なものである。従つて、比較器により検
出された各カラー（赤、緑又は青）或いは各混合
カラー（赤−緑、赤−青、緑−青、白）の明るい
点は、適当なメモリに記憶される。第１図の実施
例の場合のように、メモリは連続的に走査され、
記憶された点は、カラーデコーダ兼加算回路２４
において、カラービデオカメラ２１から直接得た
適当なカラー信号に加えられる。

カラーデコーダ兼加算器２４からの出力は、ラ
イン２２に送られた同期信号と共に、カラーモニ
タへ接続するのに適した駆動信号となる。

検出プローブに設けられるカラー光源を適当に
選択すれば、このシステムを用いて、カメラ２１
で観察された目に見える場合の像を形成できると
共に、その視野に対して検出プローブで走査を行
なうことにより重畳カラー像を上記の像に“塗り
付ける”ことができる。各々の重畳カラー像は、
観察視野において各検出器が確実な応答を与える
ような領域を表わしている。或いは又、単一のプ
ローブに各々発色の異なる複数の光源を支持さ
せ、検出器からの応答を細分化してそれに各色を
関連させるようにしてもよい。応答の細分化は、
表示さるべき特性、例えば、検出器の応答の強さ
もしくは深さ指示に基づいて選択される。

第３図は、トランスジユーサ４１が超音波パル
スを送受信するように物体４２に接続されてい
て、超音波信号の反射を検出することによりクラ
ツク４３のような欠陥を発見するような超音波検
査装置を示している。点光源４４は、ワイヤで試
験機（図示せず）に接続された小さな電球であつ
てもよいし、或いは試験機の光源に接続された光
フアイバであつてもよい。この点光源は、トラン
スジユーサ４１を物体４２に対して動かした時に
クラツクを表わす反射信号が検出された際にオン
にされる。

光源がトランスジユーサ４１の後面に取り付け
られている場合には、物体４２の表面からの間隔
によつて視差エラーが生じる。これは、この例で
は、カメラ４７で見た時に４６に虚像を形成する
ようにミラー４５を用いることによつて回避され
る。遮蔽体４８は、光源４４からの光がカメラ４
７へ直接送られるのを防止する。光源４４及びミ
ラー４５を適当に配置し、或いはもし必要なら
ば、レンズ系もしくはカーブしたミラーを使用す
ることにより、虚像４６を最も適したところに位
置させることができる。これは、物体４２の表面
に一致させてもよいし、或いは図示されたよう
に、超音波検査に対して設定された深さに一致す
るような距離だけ表面下であつてもよい。

カメラ４７が、第２図について述べた装置に接
続される場合には、各々発色の異なる複数の光源
をプローブに支持させて、更に別の作動モードが
カラーシステムによつて与えられる。これらの発
色の異なる光源は、それに関連した検出器の種々
の応答特性に基づいてオンになるように構成する
ことができる。例えば、１つの色が無応答を表わ
して、プローブで走査した時に、その走査された
領域を示すように効果的に塗り付けられ、そして
別の色が検出器からの確実な応答を表わすように
される。このような確実な応答は、例えば強さ即
ち深さもしくは距離指示に基づいて細分化するこ
とができ、各々の細分化に別の色の光源を関連さ
せることができる。このようにして、走査を行な
うことにより、種々の異なつた応答が検出された
物体の領域を示すカラーマツプが形成される。複
数の異なつた色の光源は、互いにできるだけ接近
して配置することもできるし、仮想光源をなすよ
うにレンズ及び／又はミラー系と共に配置するこ
ともできる。仮想光源は、所望ならば、互いに一
致させることもできる。

第４図は、発光ダイオードで構成された点光源
の配列体５１より成る発光式位置インジケータを
使用する構成を示している。超音波トランスジユ
ーサ５２は、結合ブロツク５４を経て物体５３に
接続され、或る角度の経路５５に沿つて超音波パ
ルスを送り込む。これらのパルスは、物体５３の
上面及び下面で前後に内部反射される。５６で示
すようなクラツクもしくは他の超音波反射欠陥に
出会うと、反射パルスは点線で示した経路を経て
トランスジユーサへ戻る。

電子装置は、このような反射パルスを検出する
と、欠陥５６の真上にあるダイオード５７を作動
させる。これは、図示された平行面シートに対
し、次式で表わされるような場合に達成される。

ｘ＝vt／2sinθ 但し、ｘは、送信超音波パルスが物体５３に入
り込む点からダイオード５７までの距離であり、 ｖは、物体５３内の超音波の速度であり、 θは、図示された入射角であり、そして ｔは、超音波パルスの送信時からエコーパルス
の受信時までに経過した時間である。

第１図又は第２図について述べた装置に接続さ
れたカメラ５８は、装置全体を物体５３に対して
動かした時に明きらかとなる欠陥の真上に位置し
た発光点の像を形成する。

第４図に示されたこの形式の装置は、或る角度
の剪断波を用いた溶接部の検査に特に適してい
る。

第３図の装置の場合と同様に、第４図の装置で
も、検出器の指示応答を細分化してそれに別々の
色を用いることができる。然し乍ら、この場合に
は、各色ごとに光源の直線配列が必要とされる。
単一のプローブに使用される種々の色の数は、適
度な大きさのプローブにおいて利用できる空間内
に全ての光源及びこれに関連した光学装置を実際
上どれ程受け入れられるかによつて限定されるこ
とは明らかである。

本発明は、上記した例の詳細な説明に限定され
るものではない。目に見えない信号を検出するシ
ステム、即ち透過放射線、超音波、又は渦電流を
用いたシステムの特定例を説明したが、プローブ
の位置、もしくはプローブ及びこれに関連した点
光源の位置によつて画成された領域のみに応答を
限定できるような検出システムに本装置を使用で
きることは明らかであろう。

ここに示す構成体は、可視放射以外のものに応
答するカメラに容易に適用される。従つて、例え
ば、赤外線を感知するカメラが使用できる。通常
そうであるように、カメラが可視光線にも応答す
る場合には、プローブの光源として赤外線発光ダ
イオードを使用することができる。このダイオー
ドにより放射される赤外線の強度は、第１図の１
４の如き比較器から出力を発生するように所定の
基準レベルを越えるものでなければならない。こ
れとは別に、赤外線カメラは、可視光線が当たら
ないが赤外線を放射するような場面（例えば、夜
の場面）の一般的な像を形成できることは明らか
である。この場合には、プローブの光源が、赤外
線発光ダイオードであつてもよいし、可視光線の
光源であつてもよい。

混合されたビデオ信号出力は、後でモニタを介
して表示するようにビデオ記録器に記録すること
ができる。又、混合されたビデオ信号は、所望な
らばケーブル又は無線によつて長距離にわたつて
送信することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、装置の一部分を示すブロツク回路
図、第２図は、別の装置の一部分を示すブロツク
回路図、第３図は、超音波検査装置の一部分を示
す概略図、そして第４図は、別の超音波検査装置
の一部分を示す概略図である。 １１……ビデオカメラ、１２……信号発生器、
１３……クリスタル発振器、１４……比較器、１
５……ビデオミクサ、１６……メモリ、１７……
ビデオ信号分離回路、１８……同期信号分離回
路、２１……カラービデオカメラ、２３……同期
信号分離回路、２４……カラーデコーダ兼加算
器、２５……“青”メモリ、２６……“緑”メモ
リ、２７……“赤”メモリ、２８，２９，３１…
…カラー比較器、３２……メモリアドレス発生
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重畳した像を形成するように適当な像形成シ
   ステムを駆動することのできるビデオ表示信号を
   発生する装置であつて、ビデオカメラ１１，２１
   と、各々検出出力信号を発生する１つまたはそれ
   以上の検出システムとを備えており、該検出シス
   テムのうちの少なくとも１つは、可動プローブ４
   １，５２を含むような装置において、該ブロープ
   ４１，５２に放射源４４，５１を備え、該放射源
   の位置は、これに関連した検出システムの試験位
   置を表しており、該放射源は、前記カメラ１１，
   ２１が応答し且つ区別しうる特性を有する光また
   は他の放射線を発生し、前記カメラ１１，２１
   は、前記試験位置を含む領域上にある時に、前記
   プローブ４１，５２の前記放射源４４，５１によ
   つて発生された信号を含むビデオ像信号を発生
   し、更に、メモリシステム１６，２５，２６，２
   ７と、前記ビデオ像信号と同期をとつて前記メモ
   リシステムを走査する手段と、前記区別しうる特
   性に応答して前記プローブ４１，５２の位置の前
   記メモリシステムにおけるアドレスの識別を与え
   る手段と、前記検出出力信号が所定の特性を有す
   るときはいつでも、前記メモリシステムをトリガ
   して、そのメモリシステムが前記プローブの位置
   に対応する前記識別されたアドレスに所定のビデ
   オ信号要素を表すデータを記憶するようにする手
   段と、前記カメラ１１，２１からのビデオ像信号
   を前記メモリシステム１６，２５，２６，２７か
   ら引き出されるビデオ信号要素と組み合わせて、
   該組み合わされた信号が像形成システムに加えら
   れるとき、前記検出出力信号が前記所定の特性を
   有している前記プローブのすべての試験位置での
   前記所定のビデオ信号要素を表す重畳画素ととも
   に前記カメラ１１，１２によつて見られた可視像
   として前記組み合わせられた信号が表示されるよ
   うにする手段１５，２４とを備えることを特徴と
   する装置。 ２ 前記プローブ４１，５２の前記放射源４４，
   ５１は、前記関連した検出システムの前記検出出
   力信号が前記所定の特性を有するときはいつで
   も、所定の強度以上の、前記カメラが応答する光
   又はその他の放射線を発生し、前記メモリシステ
   ムをトリガする前記手段は、前記カメラ１１，２
   １によつて受けられる光又はその他の放射線が前
   記所定の強度を越えたときを検出するスレツスホ
   ールド検出器１４，２８，２９，３１を含んでお
   り、該スレツスホールド検出器からの出力は、前
   記メモリシステムをトリガして、前記所定の強度
   が越えられているすべての位置にビデオ信号を記
   憶させるようにする特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ３ 前記カメラ１１は、単色用のものであつて、
   １つの検出システムを備え、可動プローブを含む
   他の検出システムが１つだけある特許請求の範囲
   第２項記載の装置。 ４ 前記カメラ２１は、カラービデオカメラであ
   り、異なつた色により複数の光源が互いに区別さ
   れ、これらの色は、赤、緑又は青、或るいは混合
   色である赤−緑、赤−青、緑−青又は白から選択
   されるような特許請求の範囲第２項記載の装置。 ５ 前記カメラ１１，２１で見た前記光又は他の
   放射線の前記源４４の虚像４６を形成するように
   ミラー４５及び／又はレンズが配置される特許請
   求の範囲第１項から第４項のうちのいずれかに記
   載の装置。 ６ 光又は他の放射線の複数５１の源５７が各プ
   ローブと組み合わされ、これらの源は、検出シス
   テムの試験位置を指示するように検出システムの
   作動に従つて電子的に切り換えられる特許請求の
   範囲第１項から第５項のうちのいずれかに記載の
   装置。