三次元ＣＴ計測システム
【課題】１台の極めて少数のカメラあるいはビデオカメラでシステムを構成する経済的な三次元ＣＴ計測システムを提供する。
【解決手段】被写体を立体的に取り囲む複数のミラーを介することにより，一台のカメラによって多方向同時撮影を実施し，得られた多方向同時撮影画像を三次元ＣＴ（コンピューター断層）再構成処理により、瞬間三次元輝度分布を得る三次元ＣＴ計測システム。
【解決手段】被写体を立体的に取り囲む複数のミラーを介することにより，一台のカメラによって多方向同時撮影を実施し，得られた多方向同時撮影画像を三次元ＣＴ（コンピューター断層）再構成処理により、瞬間三次元輝度分布を得る三次元ＣＴ計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元ＣＴ計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非特許文献１では，乱流火炎などの時間変動を伴う輝度分布を対象とする場合，多方向からの同時撮影が必須となり，複数のレンズを有する特殊カメラにより多方向同時撮影を行うことが開示されている。この場合の，複数のレンズを有する特殊カメラは，多数のカメラの同時使用により置き換えるうる。また、非特許文献２乃至６により40レンズ多眼カメラによる多方向同時撮影と三次元CT解析とを組合わせた，非定常予混合火炎の輝度・反応速度の瞬間三次元分布の計測手法による各種火炎の単時刻の三次元計測が開示されている。
しかし、これら従来技術では、イメージインテンシファイア（画像輝度増倍装置）などの高価な機器も前記多数のカメラ，あるいは，複数のレンズに対応して複数必要になり大規模なシステムで計測しなければならず、また、乱流火炎などの時間変動を伴う輝度分布を対象とする場合，多方向からの同時撮影が必須となり，多数のカメラあるいは複数のレンズを有する特殊カメラ により多方向同時撮影を行っており，不経済であるという 問題があった。
【０００３】
【非特許文献１】日本機械学会 東海支部 第57期総会講演会 講演論文集No.083-1，pp.407-408，2008年3月1日発行
【非特許文献２】石野・岡本・大岩，機講論，No.01-1,Vol.II(2001) , 297.
【非特許文献３】Ishino,Y. and Ohiwa,N., JSME Int. J., Ser.B, 48-1(2005), 34.
【非特許文献４】石野・大岩，日本燃焼学会誌，46-137 (2004), 142.
【非特許文献５】石野・稲川・大岩，可視化情報学会論文集，25-6 (2005), 21.
【非特許文献６】Ishino,Y. Inagawa,O. and Ohiwa,N., Turbulence, Heat and Mass Transfer ５（２００６），６１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、１台の極めて少数のカメラあるいはビデオカメラでシステムを構成する経済的な三次元ＣＴ計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、被写体を立体的に取り囲む複数のミラーを介することにより，一台のカメラによって多方向同時撮影を実施し，得られた多方向同時撮影画像を三次元ＣＴ（コンピューター断層）再構成処理することにより、瞬間三次元輝度分布を得ることを特徴とする三次元ＣＴ計測システムにある（請求項１）。
【０００６】
単一時刻の瞬間三次元輝度分布の計測を，経済的および簡便な装置で実現することができる。
【０００７】
第２の発明は、被写体を立体的に取り囲む複数のミラーを介することにより，一台のビデオカメラ又は高速度ビデオカメラによって多方向同時撮影を実施し，得られた多方向同時撮影画像を三次元ＣＴ（コンピューター断層）再構成処理により、時系列三次元輝度分布を得ることを特徴とする三次元ＣＴ計測システムにある（請求項２）。
【０００８】
複数時刻の時系列瞬間三次元輝度分布の計測を，経済的および簡便な装置で実現することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のシステムによれば，全てのミラーに反射した対象輝度分布を，一台のカメラ（高速度カメラ）の撮影視野におさめる。このことにより最低数一台のカメラで多方向同時撮影を実現し，ひいては，三次元ＣＴ再構成処理により，瞬間三次元輝度分布を得ることができる。またカメラとして高速度ビデオカメラを使用すれば，時系列三次元輝度分布，すなわち四次元輝度分布を得ることが可能である。また，カメラの感度を高める必要がある場合も，１個のイメージインテンシファイアを必要とするのみであり，本システムではカメラの高感度化を経済的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、第１、２の発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、カメラ、平面ミラー群、及びミラー固定枠からなる本発明の実施例を説明する図であり、中央垂直断面図である。
図２は、その下面図である。
１．回転楕円面(4)の焦点(5)および(6)にそれぞれ，被写体(7)および撮影装置(3)を配置し，さらに，ミラー固定枠(2)により，前出の回転楕円面(4)上に，複数の平面ミラー(1)を，被写体を取り囲むように固定する。 回転楕円面(4)の採用は，被写体からミラーを介しカメラに至る光路長を全ミラーに対して一定として，全ミラーに対して合焦条件を満たすためであるが，場合によっては，ミラーの配置を回転楕円面(4)以外の，たとえば球面などとすることも可能である。
２．撮影を行うと，撮影装置(3)には，図３のように，多方向からの被写体の瞬間像が撮影される。
３．これらの瞬間映像を三次元ＣＴ演算システム(12)により三次元ＣＴ再構成し，瞬間三次元分布が得られる。
４．また，撮影装置がビデオカメラであれば，時系列三次元分布を得ることができる。
【００１２】
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明は、乱流燃焼計測，エンジン燃焼計測，蛍光顕微鏡三次元計測，などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例において乱流燃焼時系列三次元ＣＴ計測システムの垂直面による断面図を示す説明図である。
【図２】実施例において乱流燃焼時系列三次元ＣＴ計測システムの下面図を示す説明図である。
【図３】実施例において乱流燃焼時系列三次元ＣＴ計測システムのカメラによる撮影映像図を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１５】
（１）平面ミラー（複数）
（２）ミラー固定枠
（３）撮影装置（例：高速度カメラ）
（４）楕円面：平面ミラー配置位置
（５）楕円面焦点１（被写体側）
（６）楕円面焦点２（撮影側）
（７）被写体（例：乱流予混合火炎）
（８）バーナー
（９）撮影火炎像
（１０）バーナーによる欠像領域
（１１）光路
（１２）三次元ＣＴ演算システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元ＣＴ計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非特許文献１では，乱流火炎などの時間変動を伴う輝度分布を対象とする場合，多方向からの同時撮影が必須となり，複数のレンズを有する特殊カメラにより多方向同時撮影を行うことが開示されている。この場合の，複数のレンズを有する特殊カメラは，多数のカメラの同時使用により置き換えるうる。また、非特許文献２乃至６により40レンズ多眼カメラによる多方向同時撮影と三次元CT解析とを組合わせた，非定常予混合火炎の輝度・反応速度の瞬間三次元分布の計測手法による各種火炎の単時刻の三次元計測が開示されている。
しかし、これら従来技術では、イメージインテンシファイア（画像輝度増倍装置）などの高価な機器も前記多数のカメラ，あるいは，複数のレンズに対応して複数必要になり大規模なシステムで計測しなければならず、また、乱流火炎などの時間変動を伴う輝度分布を対象とする場合，多方向からの同時撮影が必須となり，多数のカメラあるいは複数のレンズを有する特殊カメラ により多方向同時撮影を行っており，不経済であるという 問題があった。
【０００３】
【非特許文献１】日本機械学会 東海支部 第57期総会講演会 講演論文集No.083-1，pp.407-408，2008年3月1日発行
【非特許文献２】石野・岡本・大岩，機講論，No.01-1,Vol.II(2001) , 297.
【非特許文献３】Ishino,Y. and Ohiwa,N., JSME Int. J., Ser.B, 48-1(2005), 34.
【非特許文献４】石野・大岩，日本燃焼学会誌，46-137 (2004), 142.
【非特許文献５】石野・稲川・大岩，可視化情報学会論文集，25-6 (2005), 21.
【非特許文献６】Ishino,Y. Inagawa,O. and Ohiwa,N., Turbulence, Heat and Mass Transfer ５（２００６），６１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、１台の極めて少数のカメラあるいはビデオカメラでシステムを構成する経済的な三次元ＣＴ計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、被写体を立体的に取り囲む複数のミラーを介することにより，一台のカメラによって多方向同時撮影を実施し，得られた多方向同時撮影画像を三次元ＣＴ（コンピューター断層）再構成処理することにより、瞬間三次元輝度分布を得ることを特徴とする三次元ＣＴ計測システムにある（請求項１）。
【０００６】
単一時刻の瞬間三次元輝度分布の計測を，経済的および簡便な装置で実現することができる。
【０００７】
第２の発明は、被写体を立体的に取り囲む複数のミラーを介することにより，一台のビデオカメラ又は高速度ビデオカメラによって多方向同時撮影を実施し，得られた多方向同時撮影画像を三次元ＣＴ（コンピューター断層）再構成処理により、時系列三次元輝度分布を得ることを特徴とする三次元ＣＴ計測システムにある（請求項２）。
【０００８】
複数時刻の時系列瞬間三次元輝度分布の計測を，経済的および簡便な装置で実現することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のシステムによれば，全てのミラーに反射した対象輝度分布を，一台のカメラ（高速度カメラ）の撮影視野におさめる。このことにより最低数一台のカメラで多方向同時撮影を実現し，ひいては，三次元ＣＴ再構成処理により，瞬間三次元輝度分布を得ることができる。またカメラとして高速度ビデオカメラを使用すれば，時系列三次元輝度分布，すなわち四次元輝度分布を得ることが可能である。また，カメラの感度を高める必要がある場合も，１個のイメージインテンシファイアを必要とするのみであり，本システムではカメラの高感度化を経済的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、第１、２の発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、カメラ、平面ミラー群、及びミラー固定枠からなる本発明の実施例を説明する図であり、中央垂直断面図である。
図２は、その下面図である。
１．回転楕円面(4)の焦点(5)および(6)にそれぞれ，被写体(7)および撮影装置(3)を配置し，さらに，ミラー固定枠(2)により，前出の回転楕円面(4)上に，複数の平面ミラー(1)を，被写体を取り囲むように固定する。 回転楕円面(4)の採用は，被写体からミラーを介しカメラに至る光路長を全ミラーに対して一定として，全ミラーに対して合焦条件を満たすためであるが，場合によっては，ミラーの配置を回転楕円面(4)以外の，たとえば球面などとすることも可能である。
２．撮影を行うと，撮影装置(3)には，図３のように，多方向からの被写体の瞬間像が撮影される。
３．これらの瞬間映像を三次元ＣＴ演算システム(12)により三次元ＣＴ再構成し，瞬間三次元分布が得られる。
４．また，撮影装置がビデオカメラであれば，時系列三次元分布を得ることができる。
【００１２】
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明は、乱流燃焼計測，エンジン燃焼計測，蛍光顕微鏡三次元計測，などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例において乱流燃焼時系列三次元ＣＴ計測システムの垂直面による断面図を示す説明図である。
【図２】実施例において乱流燃焼時系列三次元ＣＴ計測システムの下面図を示す説明図である。
【図３】実施例において乱流燃焼時系列三次元ＣＴ計測システムのカメラによる撮影映像図を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１５】
（１）平面ミラー（複数）
（２）ミラー固定枠
（３）撮影装置（例：高速度カメラ）
（４）楕円面：平面ミラー配置位置
（５）楕円面焦点１（被写体側）
（６）楕円面焦点２（撮影側）
（７）被写体（例：乱流予混合火炎）
（８）バーナー
（９）撮影火炎像
（１０）バーナーによる欠像領域
（１１）光路
（１２）三次元ＣＴ演算システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を立体的に取り囲む複数のミラーを介することにより，一台のカメラによって多方向同時撮影を実施し，得られた多方向同時撮影画像を三次元ＣＴ（コンピューター断層）再構成処理することにより、瞬間三次元輝度分布を得ることを特徴とする三次元ＣＴ計測システム。
【請求項２】
被写体を立体的に取り囲む複数のミラーを介することにより，一台のビデオカメラ又は高速度ビデオカメラによって多方向同時撮影を実施し，得られた多方向同時撮影画像を三次元ＣＴ（コンピューター断層）再構成処理することにより、時系列三次元輝度分布を得ることを特徴とする三次元ＣＴ計測システム。
【請求項１】
被写体を立体的に取り囲む複数のミラーを介することにより，一台のカメラによって多方向同時撮影を実施し，得られた多方向同時撮影画像を三次元ＣＴ（コンピューター断層）再構成処理することにより、瞬間三次元輝度分布を得ることを特徴とする三次元ＣＴ計測システム。
【請求項２】
被写体を立体的に取り囲む複数のミラーを介することにより，一台のビデオカメラ又は高速度ビデオカメラによって多方向同時撮影を実施し，得られた多方向同時撮影画像を三次元ＣＴ（コンピューター断層）再構成処理することにより、時系列三次元輝度分布を得ることを特徴とする三次元ＣＴ計測システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１２２０２７（Ｐ２０１０−１２２０２７Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９５０６２（Ｐ２００８−２９５０６２）
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（３０４０２１２７７）国立大学法人 名古屋工業大学 (784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（３０４０２１２７７）国立大学法人 名古屋工業大学 (784)
【Ｆターム（参考）】
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