JPS6142807B2

JPS6142807B2 -

Info

Publication number: JPS6142807B2
Application number: JP11467179A
Authority: JP
Inventors: Masao Tatsuwaki; Arata Nemoto; Seiichi Okuhara
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1979-09-05
Filing date: 1979-09-05
Publication date: 1986-09-24
Also published as: JPS5639433A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は物体の表面温度分布を求める温度パタ
ーン計測方法及びその実施に使用する温度パター
ン計測装置に関する。

温度パターンを計測する手段としては計測対象
の物体が発する赤外線の光エネルギを赤外線検出
素子にて２次元的に捉え、その２次元画像を走査
することによつてその画像に対応する物体の表面
領域の温度パターンを、例えばCRTにグラフイ
カルに表示する赤外線式のものが多用されてい
る。しかしながら赤外線式のものは１画面分の走
査に２秒以上を要し、温度変化が激しい物体の計
測には不適当である。また温度情報として捉える
赤外線は伝播光路の雰囲気の影響を受け易く、水
蒸気、塵埃の存在により感度、精度が低下する。
そして赤外線を利用する為に伝播光路してイメー
ジガイドを用いて周囲雰囲気の影響を回避するこ
とも不可能である。更に最小測定視野が10〜20cm
角と比較的大きく、微小な領域の温度パターンを
計測することができない。従つて製鋼所の連鋳工
程における鋼片、あるいは溶接域にある電縫鋼管
等、水蒸気、塵埃の多い劣悪な雰囲気下にあり、
温度変化の激しい物体の温度パターンの計測には
適用し得ず、特に電縫鋼管のエツジの加熱部の如
く微小な領域の温度パターンを計測することは全
く不可能であつた。

一方、本発明の基礎技術となつている二色温度
計は物体から発せられる可視域の特定の２波長成
分揖えて物体表面温度を非接触的に測定するもの
であるが、この二色温度計にて測定できるのはそ
の視野内の代表温度であり、温度パターンの計測
は不可能である。このような次第であるから製
鉄、製鋼プロセスでは温度パターン計測のニーズ
が多いにも拘らずこれに対応し得ないのが実情で
あつた。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
つて、二色温度計の技術と画像情報処理技術とを
利用することによつて周囲雰囲気に影響されるこ
となく高精度、高分解能で温度パターンを計測し
得、しかもイメージガイドの接続が可能であつ
て、微小な領域、内奥部にあり外方からは直接視
認し得ない領域についての計測も可能な温度パタ
ーン計測方法及びその実施に使用する温度パター
ン計測装置を提供することを目的とする。

本発明に係る温度パターン計測方法は、計測対
象の物体を撮像装置にて捉え、撮像画像に基き前
記物体の撮像部分の温度分布を求める温度パター
ン計測方法において、前記物体から発せられた光
を透過波長成分が相異る第１又は第２の光学フイ
ルタを透過せしめて捉え、第１及び第２の光学フ
イルタ夫々を透過した光により形成された画像部
分を各１個以上含む領域毎に二色温度演算を行
い、各領域に対応する物体部分夫々の温度を算出
することにより温度パターン求めることを基本的
な特徴とする。

上述したところにおいて物体から発せられた光
の捉え方としては、視野内の物体の各部分から発
せられる光が、平面的にパターン化して配列した
第１、第２の光学フイルタのいずれかをその位置
に応じてしかも同時に透過するようにする第１の
方式、視野内の物体からの光が、ある期間には第
１の光学フイルタを透過し、他の期間には第２の
光学フイルタを透過するようにする第２の方式、
又は視野内の物体からの光を第１、第２の光学フ
イルタを各別に装着した撮像装置にて捉える第３
の方式が採られる。そして二色温度演算を行う領
域（温度パターンを求めるための分解単位とな
る）に含まれる前記画像部分は上記第１の方式で
は２次元的に相異る部分となるが、第２の方式で
は２次元的に相異る部分であつても、また時間的
には相異るが２次元的にみれば同一である部分で
あつてもよく、更に第３の方式では２次元的にも
時間的にも同一、異別の制約は皆無である。

次に上記第１の方式に係る本発明の温度パター
ン計測方法について説明する。この方法は相異る
第１及び第２の波長成分を夫々に透過させる第１
及び第２のフイルタセグメントを所定パターンに
組合せてなる光学フイルタを撮像装置の内部又は
外部の光路中に配し、撮像装置が捉えた画像のう
ち、第１及び第２のフイルタセグメント夫々を透
過した部分を各１個以上含む領域毎に二色温度演
算を行い、各領域に対応する物体部分夫々の温度
を算出することにより温度パターンを求めること
を特徴とする。

以下この方法をその実施に使用する装置の１例
を示す図面に基き該装置の構成と共に説明する。

第１図は本発明装置の全体的構成を略示するブ
ロツク図であつて、Ｗは計測対象物、１はこれに
臨ませた撮像装置、２は撮像装置１の対物レンズ
（図示せず）の外部に位置するようにそのレンズ
筒に螺合された光学フイルタ、３は撮像装置１が
捉えた計測対象物の画像を表示するためのモニタ
用CRT、４は撮像装置１が出力するビデオ信号
をデータ処理のために加工するビデオ信号処理回
路、５はビデオ信号処理回路４が出力するデータ
を記憶するメモリ装置、６はメモリ装置５の記憶
内容及びビデオ信号処理回路４が出力する信号に
基き二色温度演算装置である。

撮像装置１は通常のテレビカメラであるが、後
に詳述する光学フイルタ２が透過する光の波長λ
_１，λ_２に対する撮像管出力のダイナミツクレン
ジが十分とすればよい。

例えば可視波長域ではシリコンビジヨン、カル
ニコンを用いたものが好適である。このような撮
像管に限らずCCD等の固体撮像素子を使用した
ものでも分光感度特性が良好であるものは利用可
能である。なお、内部制御回路は公知のものと同
様であり、画像信号、水平同期信号、垂直同期信
号を含むビデオ信号（合成映像信号）を出力でき
ればよい。

光学フイルタ２は第２図に示すように撮像装置
１の視野形状に合せた矩形状をなし、縦横15mm×
25mm程度の大きさを有している。この光学フイル
タ２は微小な矩形又は正方形なす等大の第１のフ
イルタセグメント（白抜部分）２１及び第２のフ
イルタセグメント（斜線部分）２２を多数、水平
方向及び垂直方向（CRTラスタにおける方向を
言う）にマトリツクス状に交互配置してなり、第
１、第２のフイルタセグメント間には光の透過を
禁じる狭幅条帯状の遮光域（黒塗部分）２３を介
在させてある。第１及び第２のフイルタセグメン
ト夫々は透過波長成分のピークとなる波長が夫々
λ_１及びλ_２である光学的バンドパスフイルタで
あつて、測定精度を高める為に透過率を高め、半
値幅を狭くすることが要求されるので吸収型フイ
ルタよりも干渉フイルタを用いるのが適当であ
る。そして斯かる光学フイルタ２は、λ_１＜λ_２
であるとすると、フイルタセグメント２１の領域
ではλ_１より稍々長い波長以下を透過させるロー
パスフイルタを、またフイルタセグメント２２の
領域ではλ_２より稍々短い波長以上を透過させる
ハイパスフイルタを夫々選択形成してなり、全域
にλ_１より稍々短い波長からλ_２より稍々長い波
長までを透過させるバンドパスフイルタを形成し
た複合積層構造により実現されている。

なお、フイルタセグメント２１，２２の配列パ
ターンは上述の例に限らず縦又は横のストライプ
状など他の形態であつてもよいことは勿論であ
る。また後述するところから明らかな如くフイル
タセグメント２１，２２の大きさは分解能を支配
することになるので、可及的に小さくするのが望
ましいが、実際には光学フイルタ２の製作技術上
の限界に規制され、またメモリ装置５の記憶容
量、演算装置６の演算速度との兼ね合いで定めら
れる。この実施例ではフイルタセグメント２１，
２２を矩形とし、両セグメント合計で縦横128×
128個とし、また遮光域の幅を約40μｍとしてあ
る。そして前述の波長λ_１，λ_２として可視域の
範囲内で、計測対象物Ｗの温度と周囲雰囲気とに
応じて適当に選択される。

次にビデオ信号処理回路４は撮像装置１から入
力されたビデオ信号の画像信号を第１及び第２の
フイルタセグメント夫々を透過した光に各対応す
る画像信号部分に弁別して出力すると共に、ビデ
オ信号に基き各画像信号成分と各フイルタセグメ
ントとの対応づけを可能とする２次元位置信号を
出力するものである。

第３図はその構成の１例を略示するブロツク
図、第４図は負変調のビデオ信号VDSの波形図
である。ビデオ信号VDS中には１画面につき１
回（順次走査の場合）又は２回（飛越走査の場
合）現れる垂直同期信号VS、走査線１本につき
１回現れる水平同期信号HS及び撮像画像の明暗
に対応してレベルが小大変化する。画像信号PS
が含まれる。この画像信号PSには第１、第２の
フイルタセグメントを各透過して形成された画像
部分夫々の走査期間に得られる。その画像部分に
対応する計測対象物Ｗの表面部分の明暗情報、即
ち前記各表面部分の放射エネルギを得るためのデ
ータとなる透過信号成分PS１，PS２と、遮光域
２３が存在したために暗部分となつている画像中
の遮光域２３に対応する部分を走査している期間
に得られるセグメント間信号成分PS３とが含ま
れている。フイルタセグメント２１，２２は水平
方向に交互配列されており、その間に遮光域２３
が介在しているから画像信号PS…PS１，PS３，
PS２，PS３，PS１…の順に現れることになる。
そしてセグメント間信号成分PS３のレベルは
HS，VSよりも小さく、また透光信号成分PS１，
PS２の黒レベルの振幅よりも大きくなるように
遮光域２３の透過率を選択してある。

さて上述の如きビデオ信号VDSが入力される
ビデオ信号処理回路４において、４１は垂直同期
信号VSを選別して、画面更新の都度、画面変更
信号TPを出力する制御信号生成回路であつて、
画面変更信号TPは演算装置６へ入力される。ビ
デオ信号VDSは、また前記２次元位置信号TS及
びゲート制御信号TGを出力する制御信号生成回
路４２、ゲート４３，４４へ入力される。ゲート
制御信号TCはゲート４３，４４へ夫々異つた形
態で入力される。すなわちゲート４３（又は４
４）へはフイルタセグメント２１（又は２２）を
透過した光によつて形成された画像部分を走査し
ている間にハイレベルとなる形態で与えられる。
そしてゲート４３，４４は夫々ゲート制御信号が
ハイレベルとなつている間にビデオ信号VDSを
通過させるから、夫々の後段に接続されたデータ
生成回路４５，４６にはフイルタセグメント２
１，２２夫々を透過した光によつて形成された画
像部分に対応する画像信号部分、即ち夫々PS
１，PS２のみが入力されることになる。このデ
ータ生成回路４５，４６はピークホールド回路等
よりなり、ゲート４３，４４夫々が開いている間
に入力された透光信号成分PS１，PS２夫々の極
小値（白レベルとしてのピーク値）を保持し、ゲ
ート４３，４４夫々が閉じる都度、これを図示し
ないＡ／Ｄ（アナログ／デイジタル）変換器を介
してメモリ装置５へ書込データWD１，WD２と
して出力する。従つてこの書込データWD１，
WD２は夫々フイルタセグメント２１，２２夫々
に係る上記画像部分に相当する計測対象物Ｗの表
面部分から波長λ_１，λ_２夫々に対応する放射エ
ネルギの値を表わす内容になつている。

２次元位置信号TSはゲート制御信号TGがゲー
ト４３に対してハイレベルになつているか、又な
ゲート４４に対してハイレベルとなつているかを
識別することを可能とする内容を有しており、メ
モリ装置５へ書込アドレス情報として、また前記
Ａ／Ｄ変換器へ変換タイミング信号として入力さ
れる。そして上述のような２次元位置信号TS及
びゲート制御信号TGは水平同期信号HS及び画像
信号PSのセグメント間信号成分PS３によつて得
ることができる。

メモリ装置５は演算装置６によりデータ書込を
許可されると１画面分の前記書込データを書込む
が、このデータ書込は画面変更信号TPが入力さ
れた時点で許可されるようにしてある。そしてメ
モリ装置５は２次元位置信号TSの内容に従つて
書込データWD１，WD２を夫々所定のアドレス
に書込んでいく。この書込は例えば次のようにし
て行われる。すなわち、第２図に示した光学フイ
ルタ２のフイルタセグメント２１，２２の配列パ
ターンが撮像装置１側から計測対象物Ｗ側を見た
図であるとすると、画面変更信号TP、即ち垂直
同期信号VSが得られてメモリ装置５が書込可能
状態になつた後には最初に左上隅（第１行、第１
列）のフイルタセグメント２１を透過した光にて
形成された画像部分が走査されることになるか
ら、これに対応する書込データWD１が入力さ
れ、且つ２次元位置信号TSによりこれが上記フ
イルタセグメント２１に係るデータであることが
認識され、この左上隅のフイルタセグメント２１
に割付けたアドレスに上記書込データWD１が書
込まれる。

次にその右横（第１行、第２列）のフイルタセ
グメント２２を透過した光にて形成された画像部
分が走査されると、これに対応する書込データ
WD２が入力され、且つ２次元位置信号TSによ
りこれが上記フイルタセグメント２２に係るデー
タであることが認識され、このフイルタセグメン
ト２２に割付けたアドレスに上記書込データWD
２が書込まれる。このようにして１本の走査線に
ついての書込が完了すると水平同期信号HSが現
れて電子ビーム走査は再び画像の左端に戻る。そ
して次の走査が前記左上隅のフイルタセグメント
２１に係る画像部分について行われるか、又はそ
の下（第２行、第１列）のフイルタセグメント２
２に係る画像部分について行われるかはフイルタ
セグメントの大きさ、走査線本数、順次走査又は
飛越走査の別等によつて定まるが、前者の場合は
第１行、第１列のフイルタセグント２１に割付け
た他のアドレスに書込データWD１を、また後者
の場合は第２行、第１列のフイルタセグメント２
２に割付けたアドレスに書込データWD２を夫々
書込むこととする。このような手順を繰返してメ
モリ装置５に１画面分のデータを記憶させる、そ
うするとメモリ装置５は、撮像画像をフイルタセ
グメント２１，２２の配列パターンに従つて区画
された画像部分に各相当する計測対象物Ｗの表面
部分夫々につき、各表面部分からの波長λ_１又は
λ_２に各対応する放射エネルギに関する値を分類
記憶したことになる。１つのフイルタセグメント
に対応する画像部分が２回以上走査されることに
より、その部分につき複数のデータが書込まれて
いる場合は演算装置でのデータ処理によつて、例
えば平均値を求める等の方法により１つのデータ
に統括され、また記憶データそのものはラスタ上
の最大輝度に相当する内容であるが、これを前記
放射エネルギの値と見做しても差支えないのでメ
モリ装置５の記憶内容はフイルタセグメント２
１，２２の配列パターンに倣うと、第５図の概念
図の如くに表わされる。図中ω_i，_j（ｉ，ｊ＝
１，２…ｎ、但しｎ＝128）光学フイルタ２の第
ｉ行ｊ列のフイルタセグメントを透過した波長λ
_１又はλ_２に各対応する放射エネルギの値を示し
ている。

演算装置６はこのような記憶内容を読み出し、
隣接する部分のデータ毎に二色温度演算を行う。
例えばω_i，_jが波長λ_１についてのデータである
とするとω_i，_j＋１は波長λ_２についてのデータ
となるから、この２データに対応する画像部分を
含む領域の温度Ｔ〔〓〕は公知の二色温度演算式
(1)にて算出される。

Ｔ＝αω_ｉ，_ｊ／ω_ｉ，_ｊ＋１＋β …(1) 但しα，βはλ_１，λ_２にて定まる定数演算装置６はこのようにして次々と各領域の温
度を算出していき、撮像画像の全体、即ち計測対
象物Ｗの視野内の温度パターンを求める。その結
果は図示しないCRTデイスプレイ等の表示装置
に表示され、又はプロツタ、プリンタ等の記録装
置にて記録され視認情報となる。そして演算装置
６は１画面分の演算を終えた時点で次順のタイミ
ングでの計測の為にメモリ装置５への新たなデー
タ書込みを許可する信号を発する。なお、メモリ
装置５に２画面分のデータの記憶容量を有するも
のを用いる場合は、演算のために先行画面のデー
タを保持させた状態で次順の画面のデータ書込を
行うことができるので、映像数毎秒30枚のテレビ
システムの場合、1/30秒につき１回の割合で計測
を行うことができる。

またピロツタ、プリンタによる記録を行う場合
は複数画面についての平均的計測結果についてプ
リントアウトするように構成するのが合理的であ
る。更に上述の実施例ではλ_１，λ_２に係るデー
タ各１個につき二色温度演算を行うこととした
が、より広い領域の代表温度についての分布を求
めることで足りる場合は各複数個のデータの平均
値、又は最大値に基き二色温度演算を行うことと
してもよい。またフイルタセグメント数が少数で
ある場合は演算装置をアナログ演算回路にて構成
することも可能である。

次に前記第２の方式に係る本発明の温度パター
ン計測方法について説明する。この方法は撮像装
置の内部又は外部の光路中に、相異る第１及び第
２の波長成分を夫々に透過させる第１及び第２の
光学フイルタを一定の周期で交番的に配し、前記
周期に関連するデータに基き第１及び第２の光学
フイルタ夫々を透過した光により形成された画像
部分を各１個以上含む領域毎に二色温度演算を行
い、各領域に対応する物体部分夫々の各領域毎の
温度を算出することにより温度パターンを求める
ことを特徴とする。

以下この方法をその実施に使用する装置の概略
を示す第６図に基いて説明する。

第６図において１は第２図に示したものと同じ
撮像装置、４′は後述する機能を果すビデオ信号
処理回路、３，５，６は夫々第２図のもの同様の
モニタ用CRT、メモリ装置、演算装置である。
而して２′は第７図に示すように円盤状の回転フ
イルタであつて、半円部分が透過波長成分のピー
クとなる波長をλ_１とする第１の光学フイルタ２
１′、また他の半円部分が透過波長成分のピーク
となる波長をλ_２とする第２の光学フイルタ２
２′となつている。回転フイルタ２′は撮像装置１
の前面にその対物レンズ（図示せず）と平行的に
なるようにして、その中心と外周縁との略中間部
分が対物レンズの光軸に一致するように配置され
る。

７は回転フイルタ２′をその中心軸回りに回転
させるために設けたモータ、８はモータに連動連
結されたロータリエンコーダ等よりなる回転位置
検出器であつて、その出力信号はビデオ信号処理
回路４′へ入力される。

撮像装置１を計測対象物Ｗに臨ませると、これ
が発する光は回転フイルタ２′を透過して撮像装
置１へ入射されることになるが、この実施例では
計測対象物Ｗと回転フイルタ２′との間に補助レ
ンズ９を介在させて計測対象物Ｗからの光を収束
して効率よく撮像装置１へ導くようにしてある。

さて、この方法では画面変更周期（例えば1/30
秒）と撮像装置１の前面に位置せしめる光学フイ
ルタ２１′又は２２′の変更周期とを一致させるよ
うに、例えば15回転／秒で回転フイルタ２′をモ
ータ７にて回転駆動する。そうすると撮像装置１
は光学フイルタ２１′を透過した光による画像
と、光学フイルタ２２′を透過した光による画像
とを交互に得ることになる。ビデオ信号処理回路
は撮像装置１から発せられたビデオ信号VDS中
の垂直同期信号を１画面の区切り信号とし、その
間の信号をメモリ装置５の二つのエリアに交互的
に書込む。この書込みはビデオ信号VDS中の水
平同期信号を指標として一走査線に特定のアドレ
ス群を割付け、このアドレス群中の各アドレスに
はその走査線から離散的にサンプリングした、上
記アドレス群中のアドレス同様のデータ夫々を格
納するようにして行われる。ビデオ信号処理回路
４′は水平同期信号を基にサンプリングタイミン
グを定めるタイミング信号を作り、これに基いて
画像信号のレベルをサンプリングし、これを波長
λ_１又はλ_２に対応する放射エネルギに関するデ
ータとしてメモリ装置５へ出力する。

一方、回転位置検出器８が発する出力信号は飛
越走査方式の場合には１画面につき２回現れる垂
直同期信号のうちの１つを１画面の区切り信号と
して選択するのに用いられる。そしてまたこの出
力信号は演算装置６に対し、波長λ_１，λ_２夫々
に係るデータがメモリ装置５中におけるいずれの
エリア内に書込まれているかを特定するための情
報として与えられる。そうするとメモリ装置５の
両エリアに共にデータが書込まれた時点において
は演算装置６はメモリ装置５内の記憶内容を第８
図に示す如くに認識ていることになる。第８図は
光学フイルタ２１′，２２′の夫々を透過した光に
より撮像された画像夫々をｎ行ｍ列のマトリツク
ス状に配された領域に分割して示したものであつ
て、ω_i ^１，_j，ω_i ^２，_j（ｉ＝１，２…ｎｊ＝
１，２…ｍ）は光学フイルタ２１′，２２′夫々を
透過させて得た画像夫々の第ｉ行、第ｊ列の領域
での波長λ_１，λ_２夫々の放射エネルギ値を示し
ている。なお、ｎは１画面中の走査複数に、また
ｍは１走査線中のサンプリング個数に対応してい
る。

然るところ演算装置６はこのようなメモリ装置
５の記憶内容を読み出し、対応領域のデータ内容
を組合せて二色温度演算を行う。例えば第ｉ行、
第ｊ列については下記(2)式でこの対応領域に相当
する計測対象物Ｗの表面部分の温度Ｔ〔〓〕が求
められる。

すなわち第１の方式では時間的には同一である
が場所的には僅かに異る２つの情報を基に、その
双方の場所の代表温度を求めることとしたが、こ
の第２の方式では場所的に同一であるが時間的に
僅かに異る２つの情報を基に、その両時間の代表
温度を求めることとしているのである。勿論、場
所的にも僅かに異る情報について温度を求めるよ
うにすることも可能である。

このようにして演算装置６は次々と各領域の温
度を算出していき、所要の温度パターンを求めて
これを表示又は記録させる。２画面単位のデータ
処理が終了した後は次順の２画面のデータ書込が
開始されることは勿論である。

上述の方法は前記第１の方式のものに比して分
解能が高く、また光学フイルタが製作し易いとい
う利点がある。なお、この方法ではイメージガイ
ドを撮像装置１に直結することができないが、第
６図の実施例の如く補助レンズ９を使用する場合
は、その対物面側にイメージガイドの基端末を光
学的に結合することにより実質的にイメージガイ
ドを使用することが可能になる。なお、回転フイ
ルタは透過波長λ_１，λ_２のものを４等配する等
より多数の分割形状に達成してもよいことは勿論
である。

次に前記第３の方式に係る本発明の温度パター
ン計測方法について説明する。この方法は、測温
対象の物体から発せられた光を透過波長成分が相
異る第１及び第２の光学フイルタ夫々を透過せし
めて第１及び第２の撮像装置夫々にて捉え、第１
及び第２の撮像装置夫々にて得た画像情報を関連
づけ、両画像の対応する領域毎に二色温度演算を
行い、各領域に対応する物体部分夫々の温度を算
出することにより温度パターンを求めることを特
徴とする。

以下この方法をその実施に使用する装置の概略
を示す第９図に基いて説明する。第９図において
１１，１２は夫々透過波長成分のピークとなる波
長がλ_１，λ_２である第１、第２の光学フイルタ
２１″，２２″を対物レンズ前面に各装着した撮像
装置であり、撮像装置１２は計測対象物Ｗとの間
に収束レンズ９、ハーフミラ９１を計測対象物側
からこの順に介在させてこれと正対配置してあ
る。ハーフミラ９１は計測対象物Ｗから撮像装置
１１に至る光軸と45゜をなすようにしており、該
ハーフミラ９１で反射された光はハーフミラ９１
と平行配置された全反射ミラ９２に反射されて上
記光軸と平行になり、これが他方の撮像装置１１
の光軸中心に一致して該撮像装置へ入つていくよ
うにしてある。

そして物体Ｗから撮像装置１１，１２への光路
長は等しくしてある。

９３は撮像装置１１，１２に共通の走査制御回
路であつて、両撮像装置１１，１２の電子ビーム
は完全に同期して走査される。３１，３２は夫々
撮像装置１１，１２のモニタ用CRTである。撮
像装置１１，１２夫々のビデオ信号VDS１，
VDS２はその垂直同期信号、水平同期信号が同
タイミングで現われる。一方、ビデオ信号VDS
１，VDS２の画像信号は同一画像部分上の、換
言すれば計測対象物Ｗの同一表面部分に関するデ
ータが同タイミングで現れることになるが、一方
は波長λ_１に、また他方は波長λ_２対応する放射
エネルギ値を表すデータとなつている。このよう
なビデオ信号VDS１，VDS２はビデオ信号処理
回路４″へ入力され、ここで両者同一の垂直同期
信号、水平同期信号を基準指標として夫々の画像
信号を同タイミングで多数サンプリングし、同時
点における両ビデオ信号の画像信号のサンプリン
グ値を並行的に演算装置６へ出力する。またビデ
オ信号処理回路４″は各サンプリング値を撮像画
像上の領域に、従つてまた計測対象物Ｗの相当部
分に対応づける為の情報として垂直同期信号、水
平同期信号、更にはまたこれらを加工して得た、
サンプリングのためのタイミング信号等を同じく
演算装置６へ出力する。

すなわちこの方法では同一測温領域の波長λ
_１，λ_２に各対応する放射エネルギ値が同時並行
的に演算装置６へ入力されることになる。換言す
れば第８図におけるε_i1，_j，ε_i2，_j（但し同タイミ
ングで得られた値）が走査線の進行につれて次々
と入力されてくることになる。演算装置は前掲(2)
式に従いリアルタイムでその領域の温度を算出す
る。演算装置６はこのようにして各領域の温度を
算出していき所要の温度パターンを求めてこれを
表示又は記録させる。

要するにこの方法は前記第２の方式による方法
の波長λ_１，λ_２夫々の光学系及び信号処理系の
一部をデイスクリート化したものであると言える
が、メモリ装置を用いる必要がないこと、リアル
タイム処理が可能であること等の利点がある。勿
論、メモリ装置にデータを格納した上で演算処理
を行わせることも可能であり、その場合には両画
像の同一領域のデータ同士を組合せての演算はも
とより、隣接領域のデータ同士を組合せての演算
を行わせることも可能である。

以上詳述した如く本発明による場合は可視光を
捉えることとしているので、適当な波長を選択す
れば赤外線方式のものに比して周囲雰囲気に影響
されることが少なく、それだけ測定精度が高く、
また第３の方式に係る方法以外ではイメージガイ
ドの使用が可能となり、周囲雰囲気に全く影響さ
れない測定、更に微小な領域、内奥部にあり、外
部からは直接視認し得ない領域についての温度パ
ターン計測も可能となる。更に分解能が極めて高
く、応答性にも優れている。

従つて例えば電縫鋼管製造工程における溶接点
前後の被溶接部、即ちエツジの加熱部の温度パタ
ーン計測は、品質管理上その必要性が叫ばれてい
たにも拘わらず、周囲雰囲気が劣悪なこと、計測
領域が狭いこと、温度変動が激しいこと、スクイ
ズロールに隠れて外方から観察し難いこと等のた
めに下可能であつたのであるが、本発明による場
合はイメージガイドを用い、その先端部をスクイ
ズロールの対設間隙内の適所に位置せしめ、被溶
接部に臨ませることによつて上述の阻害要因を一
挙に排除できその温度パターン計測が実現できる
ことになる。

このように本発明は幾多の優れた効果を奏し、
温度パターン計測技術の飛躍的革新をもたらすも
のである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は本発明装置の構成を略示する模式図、第２
図は光学フイルタのパターン図、第３図はビデオ
信号処理回路のブロク図、第４図はビデオ信号の
波形図、第５図はメモリ装置の記憶内容の概念
図、第６図は本発明の他の方法の実施に使用する
装置の構成を略示する模式図、第７図は回転フイ
ルタのパターン図、第８図はメモリ装置の記憶内
容の概念図、第９図は本発明の更に他の方法の実
施に使用する装置の構成を略示する模式示であ
る。１，１１，１２……撮像装置、２……光学フイ
ルタ、２′……回転フイルタ、４，４′，４″……
ビデオ信号処理回路、５……メモリ装置、６……
演算装置、２１，２２……フイルタセグメント。

Claims

【特許請求の範囲】１計測対象の物体を撮像装置にて捉え、撮像画
像に基き前記物体の撮像部分の温度分布を求める
温度パターン計測方法において、前記物体から発
せられた光を透過波長成分が相異る第１又は第２
の光学フイルタを透過せしめて捉え、第１及び第
２の光学フイルタ夫々を透過した光により形成さ
れた画像部分を各１個以上含む領域毎に二色温度
演算を行い、各領域に対応する物体部分夫々の温
度を算出するこをにより温度パターンを求めるこ
とを特徴とする温度パターン計測方法。２計測対象の物体を撮像装置にて捉え、撮像画
像に基き前記物体の撮像部分の温度分布を求める
温度パターン計測方法において、相異る第１及び
第２の波長成分を夫々に透過させる第１及び第２
のフイルタセグメントを所定のパターンに組合せ
てなる光学フイルタを撮像装置の内部又は外部の
光路中に配し、撮像装置が捉えた画像のうち、第
１及び第２のフイルタセグメント夫々を透過した
部分を各１個以上含む領域毎に二色温度演算を行
い、各領域に対応する物体部分の夫々の温度を算
出することにより温度パターンを求めることを特
徴とする温度パターン計測方法。３計測対象の物体を撮像装置にて捉え、撮像画
像に基き前記物体の撮像部分の温度分布を求める
温度パターン計測方法において、撮像装置の内部
又は外部の光路中に、相異る第１及び第２の波長
成分を夫々に透過させる第１及び第２の光学フイ
ルタを一定の周期で交番的に配し、前記周期に関
連するデータに基き第１及び第２の光学フイルタ
の各透過期間における撮像画像を弁別し、第１及
び第２の光学フイルタ夫々を透過した光により形
成された画像部分を各１個以上含む領域毎に二色
温度演算を行い、各領域に対応する物体部分夫々
の各領域毎の温度を算出することにより温度パタ
ーンを求めることを特徴とする温度パターン計測
方法。４計測対象の物体を撮像装置にて捉え、撮像画
像に基き前記物体の撮像部分の温度分布を求める
温度パターン計測方法において、前記物体から発
せられた光を透過波長成分が相異る第１及び第２
の光学フイルタ夫々を透過せしめて第１及び第２
の撮像装置夫々にて捉え、第１及び第２の撮像装
置夫々にて得た画像情報を関連づけ、両画像の対
応する領域毎に二色温度演算を行い、各領域に対
応する物体部分夫々の温度を算出することにより
温度パターンを求めることを特徴とする温度パタ
ーン計測方法。５計測対象の物体を撮像装置にて捉え、撮像画
像に基き前記物体の撮像部分の温度分布を求める
温度パターン計測装置において、２次元画像の撮
像装置と、該撮像装置の内部又は外部の光路中に
配設され、相異る２つの波長成分を夫々に透過さ
せる第１及び第２のフイルタセグメントを所定パ
ターンに組合せてなる光学フイルタと、撮像装置
が発するビデオ信号中の画像信号を、第１及び第
２のフイルタセグメント夫々を透過した光に各対
応する画像信号部分に弁別して出力するビデオ信
号処理回路と、各フイルタセグメントに対応する
画像信号成分を記憶するメモリ装置と、該メモリ
装置の記憶内容に基き、撮像画像中における、第
１及び第２のフイルタセグメント夫々を透過した
光により得られた画像部分を各１個以上含む領域
毎に二色温度演算を行う演算装置を具備すること
を特徴とする温度パターン計測装置。６前記光学フイルタは第１及び第２のフイルタ
セグメントが撮像装置の水平方向、垂直方向にマ
トリツクス状に交互配置された構造を有する特許
請求の範囲第５項記載の温度パターン計測装置。７前記光学フイルタは第１及び第２のフイルタ
セグメント間に遮光域を介在させた構造を有し、
前記ビデオ信号処理回路は、ビデオ信号中の水平
同期信号及び遮光域に対応する画像信号部分によ
り画像上の２次元位置に関するデータを得る特許
請求の範囲第５項又は第６項記載の温度パターン
計測装置。８前記メモリ装置は撮像画像２画面分以上の記
憶容量を有する特許請求の範囲第５項記載の温度
パターン計測装置。