温度情報計測方法
【課題】 検出手段からの出力値を適切に処理することにより、簡易にしかも迅速に被検体の温度情報を計測することができる温度情報計測方法を得ること。
【解決手段】 放射率が等しいか、又は互いの比が既知であり、かつ被検体から撮像装置内の検出手段に至る光路中までの透過率が等しいか、又は互いの比が既知の２つの波長λ１，λ２を選択する波長選択工程と、検出手段に入力する放射量と、検出手段からの出力値とから入出力特性値を求める入出力特性検出工程と、検出手段に入射される放射量に対する出力値との１次関数より、放射量が０のときの波長λ１と波長λ２について各々オフセット量Ｑcλ１，Ｑcλ２を求める算出工程と、オフセット値Ｑcλ１，Ｑcλ２と１次関数を用いて放射量Ｒλ１，Ｒλ２を求める計測工程と、放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比を用いて該被検体の温度情報を求める温度情報計測工程とを利用して、被検体の温度情報を求めること。
【解決手段】 放射率が等しいか、又は互いの比が既知であり、かつ被検体から撮像装置内の検出手段に至る光路中までの透過率が等しいか、又は互いの比が既知の２つの波長λ１，λ２を選択する波長選択工程と、検出手段に入力する放射量と、検出手段からの出力値とから入出力特性値を求める入出力特性検出工程と、検出手段に入射される放射量に対する出力値との１次関数より、放射量が０のときの波長λ１と波長λ２について各々オフセット量Ｑcλ１，Ｑcλ２を求める算出工程と、オフセット値Ｑcλ１，Ｑcλ２と１次関数を用いて放射量Ｒλ１，Ｒλ２を求める計測工程と、放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比を用いて該被検体の温度情報を求める温度情報計測工程とを利用して、被検体の温度情報を求めること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の温度情報を２色温度法を利用して簡易にかつ迅速に計測するのに好適な温度情報計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より被検体（物体）の温度情報を計測するのに２色温度法（比温度）を利用した計測装置が種々と提案されている（特許文献１、２）。
【０００３】
一般に、被写体の放射温度から温度を知るためには、被検体の放射率や被検体までの透過率等による補正が必要になる。しかしながら放射率は被検体により、又測定波長により、その他被検体の置かれた環境により種々と異なる値を示す。一般にそれらの情報を正確に知ることは極めて困難である。
【０００４】
これに対して、２色温度法は、被検体から放射される放射量のうちから二つの波長（波長域）における放射を計測し、両者の比を算出して、同じ値を示す黒体の温度をその被検体の温度としている。
【０００５】
この２色温度法は、両波長における放射率が同値であれば被検体の温度を正確に計測することができる。この放射率が同値であるという条件が成り立つ限り、又は放射率が同値でなくても比率が既知であれば、２色温度法は放射率による補正の必要も、又透過率による補正の必要もないという特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２７２２７８号公報
【特許文献２】特開平０５−１６５５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
被検体の温度情報を２色温度法を用いて計測するのには、放射量（入力値）と検出手段からの出力値との関係を示す入出力特性値の直線性が良い検出手段またはカメラ（撮像装置）を選択して使用することが重要である。
【０００８】
厳密な温度計測を実行する場合は、標準光源を用い、放射量が０から検出手段での検出の飽和値までの全領域において入出力値に関するルックアップテーブルを作成し、計測に際して該当出力値に対する索引補正を行う必要がある。
【０００９】
しかしながらこの方法は計測値の補正をするのが大変面倒で、かつ時間もかかるという問題がある。
【００１０】
特に放射量が０のとき検出手段から有限の出力値が発生する撮像装置を用いたとき、すなわちオフセット値があるとき、検出手段からの出力値をそのまま用いたのでは検出誤差の原因となり、正しい温度を求めることができない。
【００１１】
本発明は、検出手段からの出力値を適切に処理することにより、簡易にしかも迅速に被検体の温度情報を計測することができる温度情報計測方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の温度情報計測方法は、被検体からの放射率が波長λ１と波長λ２において等しいか又は互いの比が既知であり、かつ被検体から撮像装置内の検出手段に至る光路中までの透過率が波長λ１と波長λ２で等しいか又は互いの比が既知の２つの波長λ１，λ２を選択する波長選択工程と、
標準光源から放射され、該検出手段に入射される放射量を種々変化させて該検出手段で検出し、該検出手段に入力する放射量と、該検出手段からの出力値とから入出力特性値を求める入出力特性検出工程と、
該入出力特性値の直線領域から該検出手段に入射される放射量に対する出力値との関係に基づく１次関数を求め、
該１次関数より、該検出手段に入射される放射量が０のときに該検出手段から出力される出力値を波長λ１と波長λ２について各々オフセット量Ｑｃλ１，Ｑｃλ２を求める算出工程と、
被検体の同一領域から放射され、該検出手段に入射される放射量を波長λ１と波長λ２において検出し、該検出手段からの波長λ１と波長λ２での出力値Ｑλ１，Ｑλ２より各々波長λ１と波長λ２でのオフセット値Ｑｃλ１，Ｑｃλ２を引き、引いた値Ｑλ１０，Ｑλ２０より該１次関数を用いて波長λ１と波長λ２での放射量Ｒλ１，Ｒλ２を求める計測工程と、
該計測工程で求めた波長λ１，λ２における放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比を用いて該被検体の温度情報を求める温度情報計測工程と、
を利用して、被検体の温度情報を求めることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易にしかも迅速に被検体の温度情報を計測することができる温度情報計測方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明においてオフセット値を計測するための計測装置の要部概略図
【図２】温度変化に対する輝度の変化の説明図
【図３】理想的なカメラの入出力特性の説明図
【図４】現実のカメラの入出力特性の説明図
【図５】現実のカメラの入出力特性のうちの直線部分の説明図
【図６】現実のカメラの入出力特性のうちの直線部分の説明図
【図７】直線部分に基づくオフセット値の計測の説明図
【図８】本発明の実施例のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず本発明において被検体の温度（温度情報）の計測に先立って、撮像装置（カメラ）内の検出手段で得られる出力値（計測値）よりオフセット量を求める方法について説明する。ここでオフセット量とは被検体から検出手段に入射される放射量が０のときに検出手段から出力される出力値をいう。
【００１６】
図１は被検体の温度計測に先立って、予め撮像装置を用いて、被検体を計測するときの計測波長λ１、λ２におけるリニアリティー（直線性）を計測しておく検出装置の要部概略図である。
【００１７】
図１において１１は放射量が可変な光量可変型の標準光源である。１２は干渉フィルター等バンドパスフィルターであり、中心波長λ１と中心波長λ２の狭帯域の光を通過させるフィルターを有している。１３はＣＣＤカメラ（撮像装置）であり、内部に検出手段を有している。標準光源１１からの放射量をバンドパスフィルター１２を介しＣＣＤカメラ１３内の検出手段で検出し、その出力値（放射量）をパソコン１４でキャプチャーする。
【００１８】
標準光源１１からの出力はフォトダイオード等で監視されており、その出力はパソコン１２にキャプチャーされる。
【００１９】
本実施例の作業手順は以下の通りである。
【００２０】
（Ａ１）：標準光源１１から放射される光量（放射量）を、標準光源１１からの光量を変えて又は通過する光束を制限するスリットのスリット幅を変えて又はＣＣＤカメラ１３のシャッター速度を変えて検出手段で検出される光量を０から飽和点まで次第に増加させる。
【００２１】
（Ａ２）：標準光源１１から放射される放射量とそれに対応するＣＣＤカメラ１３内の検出手段からの出力値を、セットでパソコン１４に記録する。
【００２２】
（Ａ３）：標準光源１１から放射される検出手段に入射する放射量をｘ１、それに対応するＣＣＤカメラ１３の検出手段からの出力値をｙ１、それより大きい放射量をｘ２、それに対応する検出手段からの出力値をｙ２とする。さらに大きい放射量をｘ３、それに対応する出力値をｙ３とする。
【００２３】
（Ａ４）：以下の条件が成立する光量と出力の範囲を探索することにより放射量と出力値に関する１次関数の勾配ａを得る。
【００２４】
ここで勾配ａは、
ａ＝（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）＝（ｙ３−ｙ２）／（ｘ３−ｘ２）
である。これは
ａ＝（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）＝（ｙ３−ｙ１）／（ｘ３−ｘ１）
等としてもよい。
【００２５】
（Ａ５）：以下の式により、検出手段の勾配ａと１次関数とオフセット値を算出する。
【００２６】
勾配＝（ｙ２―ｙ１）／（ｘ２―ｘ１）＝ａ
１次関数はｙ＝ａ（ｘ−ｘ１）＋ｙ１
となる。放射量が０のとき、すなわちｘ＝０のときのｙの値がオフセット値ｙとなる。
【００２７】
オフセット値ｙ０＝｛（ｘ２×ｙ１）−（ｘ１×ｙ２）｝／（ｘ２−ｘ１）
（Ａ６）：各放射量Ｒに対する１次関数の算出の出力と実測の出力値Ｑの差を算出し、リファレンス値のルックアップテーブルとしてパソコンのＨＤＤ等に記憶させる。
【００２８】
本実施例において被検体の温度計測時の処理について説明する。
【００２９】
本発明は、被検体（物体）の温度情報を計測するのに被検体から放射される放射量として二つの波長λ１，λ２における放射量Ｒλ１，Ｒλ２を捕捉し、その比から被検体の温度情報を計測する二色温度計測方法を用いる。
【００３０】
具体的には、図８に示す工程を用いている。
【００３１】
被検体からの放射率が波長λ１と波長λ２において等しいか（±５％以内）、又は互いの比が既知であり、かつ被検体から撮像装置内の検出手段に至る光路中までの透過率が波長λ１と波長λ２で等しいか（±５％以内）、また互いの比が既知である２つの波長λ１，λ２を選択する波長選択工程と、
標準光源から放射され、検出手段に入射される放射量を種々変化させて検出手段で検出し、検出手段に入力する放射量と、検出手段からの出力値とから入出力特性値を求める入出力特性検出工程と、
入出力特性値の直線領域から検出手段に入射される放射量に対する出力値との関係に基づく１次関数を求め、
この１次関数より、検出手段に入射される放射量が０のときに検出手段から出力される出力値を波長λ１と波長λ２について各々オフセット量Ｑｃλ１，Ｑｃλ２を求める算出工程と、
被検体の同一領域から放射され、検出手段に入射される放射量を波長λ１と波長λ２において検出し、検出手段からの波長λ１と波長λ２での出力値Ｑλ１，Ｑλ２より各々波長λ１と波長λ２でのオフセット値Ｑｃλ１，Ｑｃλ２を引き、引いた値Ｑλ１０，Ｑλ２０より該１次関数を用いて波長λ１と波長λ２での放射量Ｒλ１，Ｒλ２を求める計測工程と、
計測工程で求めた波長λ１，λ２における放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比を用いて該被検体の温度情報を求める温度情報計測工程と、
を利用して、被検体の温度情報を求めている。
【００３２】
次に、本実施例において被検体の温度情報を計測するときに利用する２色温度法（比温度計測法）の計測原理について説明する。
【００３３】
高温度の被検体の計測では、被検体から放射される放射量の強さを測定することによって、被検体の温度を算出することができる。
【００３４】
具体的な計測では、Ｐｌａｎｃｋの方程式や、Ｗｉｅｎの近似式を拠り所にした放射温度計や輝度温度計（単波長放射温度計）を用いるのが一般的である。しかしながら、被検体の放射率が未知な場合や被検体と撮像装置との間に介在する透過率の影響を避けたい場合は、二色温度法（Ratio Temperature）による計測が有効である。二色温度法は、被検体から放射される放射量のうち二つの波長λ１，λ２における放射量の強さの比から温度を知るものである。波長λにおける放射量Ｍλは、Ｗｉｎｅの近似式からの展開では以下のようになる。
【００３５】
【数１】
【００３６】
ｃ１：第一放射定数＝３．７４１８４４Ｘ１０−１６［Ｗｍ２］
λ ：波長 μｍ
ｃ２：第二放射定数＝１．４３８７６９Ｘ１０−２［ｍＫ］
Ｔ ：絶対温度（Ｋｅｌｖｉｎ）
τ：透過率
ε：放射率
波長λ１およびλ２における放射エネルギー（放射量）をＭ１、Ｍ２とすると２つの波長λ１、λ２における放射量Ｍ１、Ｍ２の強さの比Ｒは
【００３７】
【数２】
【００３８】
となる。
【００３９】
ここで、放射率ε１、ε２がほぼ等しくε１／ε２＝１となり、透過率τ１、τ２がτ１／τ２＝１となる場合、この条件を（３）式に適応すると、
【００４０】
【数３】
【００４１】
となり、２波長の放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比Ｒは、温度Ｔと関数関係にある。また被検体の放射率と、介在物の透過率に影響されないことになる。
【００４２】
２色温度法では、このときの２波長における放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比Ｒを求めることによって、被検体の温度情報Ｔを計測する方法である。
【００４３】
次に二色温度法の計測に要求される要件について説明する。
【００４４】
図２は、例として波長５５０ｎｍと波長６５０ｎｍにおける黒体の温度変化による輝度（放射量）（放射の強さ）の変化を示したものである。
【００４５】
放射量の強さは、温度が高くなるにつれて急激に増加する。温度は両波長の放射量の強さを得ることにより算出することができる。このため、放射量の強さを測定するセンサー（検出手段）には、入射光に対する高い感度分解能と再現性が求められる。また、センサーの入射光に対する出力特性が線形でない（一次関数の関係にない）場合は、センサーからの出力から入射光を知るためには複雑な計算が必要となる。このため、センサーの入出力特性には高度な直線性が求められる。
【００４６】
尚、被検体の温度分布を求める場合は、センサー（検出手段）を機械的にスキャンすれば良い。この他、高速性が要求される場合はセンサーアレイを使用すれば良い。
【００４７】
可視光域でのセンサーアレイとしては、シリコンやＩｎＧａＡｓ半導体などによるフォトダイオード・アレイであるＣＣＤまたはＣ−ＭＯＳセンサーが一般的である。
【００４８】
これらのセンサーを使用する場合は、そのセンサーの持つ特性を掌握しておくことが必要である。
【００４９】
ＣＣＤ／Ｃ−ＭＯＳセンサーを用いた撮像装置を被検体の温度計測に使用する場合には、次の問題点がある。
【００５０】
シリコン半導体（Ｓｉ）やインヂューム・ガリューム砒素（ＩｎＧａＡｓ）半導体を使用したフォトダイオードは、光量（放射量）を電気信号に変換するためのセンサーとして使用される。
【００５１】
フォトダイオード単体の入射光量（放射量）に対する出力特性は、優れた直線性を示し温度計測センサーとし好適である。このフォトダイオードを２次元アレイ状に配置したＣＣＤやＣ−ＭＯＳ素子は、ディジカメやムービーカメラの撮像素子として多用されている。これらセンサーを用いた撮像装置は、被検体の光量分布（温度分布）とその時間的変化を計測記録する測定装置としても使用できる。しかし、ＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳセンサーを使用した撮像装置を光量の計測に使用する場合は、フォトダイオード単体に比べて、多くの場合、入射光量に対する出力値の直線性が悪く、そのままでは高精度に温度測定をするのが難しい。
【００５２】
フォトダイオードおよびＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳ等の検出手段は、入射光に対する出力特性が、図３のように入射光が無い（入力＝０）場合は、出力が無出力（出力＝０）とならなければならない。しかし、現実にはセンサー内または外付け増幅器等に起因し、入射光が０のときでも図４，図５のように、ある程度の出力値、すなわちオフセット（Offset）値が出力される。
【００５３】
これを補正する方法として、黒レベルの設定またはダークレベルの設定等として、無入射光（Ｅ＝０）時の出力値（オフセット値）を記憶しておき、出力値からオフセット値を差し引くことが必要となってくる。
【００５４】
しかし多くの現実的な撮像装置の検出手段における入出力特性は、図６の非直線「現実1」または、「現実2」のような特性を示す。
【００５５】
一般的には、黒レベルを設定しても入出力特性は１次関数とならず、非直線的な関係となる。このときの入出力特性は複雑な多次元関数となり簡易な方程式で表現することは容易ではない。この非直線を設定したオフセットをベースに1次関数として表現することはできない。
【００５６】
また、現象濃度の仔細な変化を計測する場合、対象からの放射を波長の異なる二つの信号としてキャプチャーして、その比から変化を抽出する場合が多くある。例えばレシオ二色温度計測法では、二つの光センサーまたは撮像装置を使用して、波長の異なる対象からの２つの放射量の強さ、または画像を取得し、両放射の強さの比を一つまたは画素毎に算出することにより温度を得ている。
【００５７】
このような放射量の強さの比を算出するシステムにおいて、図６の「現実1」または「現実2」のような特性を持つトランスデューサーや撮像装置からの出力の比を算出しても、正しい温度を得ることができない。
【００５８】
本発明では、センサー入出力特性の直線部分の延長線が出力軸と交わる値をオフセット値として、検出手段で得られた出力値から差し引くことにより、１次関数として比計算を実行し、入出力の直線性が確保できる部分において容易に正確な計算値を得ることを特徴としている。
【００５９】
次にオフセット値の求め方について説明する。図７は放射量Ｒと検出手段からの出力値Ｑとの関係を示す説明図である。
【００６０】
図７に示すように現実的なフォトダイオードやCCD画像センサーのような光トランスデューサー（検出手段）の現実的な入出力特性は、理想の入出力特性とは異なり、放射量Ｒが小入力部分と飽和入力部分で非線形の特性を示す。しかしほとんどのトランスデューサーは中間部では良好な線形特性を示す。この線形が確保されていると考えられる部分2点の放射量Ｒの入力をＲmin、Ｒmaxとし、この部分における出力値を各々Ｑmin、Ｑmaxとするとこの部分の勾配aは次式で表現できる。
【００６１】
a＝(Ｑmax−Ｑmin)／(Ｒmax−Ｒmin) ・・・（1）
この直線の延長線と出力軸の交点をオフセット値としＱcで表わすと、任意の放射量Ｒに対する出力値Ｑは次式で表現できる。
【００６２】
Ｑ＝aＲ＋Ｑc ・・・(2)
これよりオフセット値Ｑcは次式で得られる。
【００６３】
Ｑc＝Ｑ−aＲ
＝Ｑmin−aＲmin
＝Ｑmin−｛（Ｑmax−Ｑmin)／(Ｒmax−Ｒmin)｝・Ｒmin ・・・（3）
Ｒmin、Ｒmaxが既知の場合、それに対応する出力値Ｑmin 、Ｑmaxが得られれば、オフセット値を容易に算出できる。
【００６４】
比演算の場合、波長λ１、λ２での両出力値についてそれぞれオフセットＱcλ1、Ｑcλ2をそれぞれ算出して、それを各波長の出力値Ｑλ1、Ｑλ2から差引くことにより、直線部分の比計算が正確にできる。
【００６５】
物体の放射率εが１でない場合でも、波長λ１、λ２における放射率ελ１、ελ２が等しいか、その比率が既知の領域においては、Ｆ＝ε1／ε2とした場合は、
Ｒ＝（Ｒλ１・ε１・λ１）／（Ｒλ２・Ｆ・ε2・λ２）
より物体の温度を式（４）より求めることができる。
【００６６】
次に具体的に受光手段からの出力値Ｑより被検体の放射量Ｒの求め方について説明する。受光手段に入射する放射量Ｒと受光手段から出力される出力値Ｑの直線領域（リニアー領域）（１次関数式）を求める。
【００６７】
受光手段に入射する放射量の変化はカメラのシャッター速度を変えたりして行う。
【００６８】
いま、放射光量がＲ１のとき受光手段からの出力値をＱ１とする。放射光量がＲ２のとき受光手段からの出力値をＱ２とする。
【００６９】
これより放射量がＲのとき受光手段からの出力値Ｑが比例する１次関数式は、
Ｑ＝ａ（Ｒ−Ｒ１）＋Ｑ１ ・・・（１ａ）
Ｒ＝Ｒ１＋（１／ａ）（Ｑ−Ｑ１） ・・・（２ａ）
ここでａは勾配であり、
ａ＝（Ｑ２−Ｑ１）／（Ｒ２−Ｒ１）
ここで放射光量Ｒと出力値Ｑが直線関係（リニアー領域）となるときの放射光量Ｒの最小値と最大値を各々Ｒmin、Ｒmaxとする。そのときの出力値ＱをＱmin、Ｑmaxとする。
【００７０】
リニアー領域を延長した１次関数式（１ａ）よりＲ＝０のときの出力値Ｑｃ（オフセット値）を求める。
【００７１】
Ｒ＝０のときの出力値Ｑｃ（オフセット値）を求める。
【００７２】
Ｑ＝ａ（Ｒ−Ｒ１）＋Ｑ１ ・・・（１ａ）
よりＲ＝０のとき
（オフセット値）：Ｑｃ＝Ｑ１−ａＲ１
となる。
【００７３】
放射量Ｒと出力値Ｑとの関係は、
Ｑ＝ａ・Ｒ
Ｑ＝（Ｑ２−Ｑ１）／（Ｒ２−Ｒ１）・Ｒ ・・・（３ａ）
Ｒ＝（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｑ２−Ｑ１）・Ｑ ・・・（４ａ）
（３）式に入る出力値は実際のカメラ等で得られる出力値をＱｘとするとき、
Ｑ＝Ｑｘ−Ｑｃ
このときの放射光量Ｒは（４）式より、
Ｒ＝（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｑ２−Ｑ１）・（Ｑｘ−Ｑｃ） ・・・（５ａ）
Ｑｘ＝ａＲ＋Ｑｃ ・・・（６ａ）
となる。
【００７４】
以上のことを波長λ１、波長λ２の光を用いて各々求める。いま、撮像装置で得られる出力値Ｑより被写体の温度Ｔを求める。波長λ１での出力値をＱλ１とするとき、放射光量Ｒλ１は、
Ｒλ１＝１／ａ（Ｑλ１−Ｑｃλ１）
波長λ２での出力値をＱλ２とするとき、放射光量Ｒλ２は、
Ｒλ２＝１／ａ（Ｑλ２−Ｑｃλ２）
このときの放射光量の比Ｒ、
Ｒ＝Ｒλ１／Ｒλ２
は黒体温度で一定の値をとる。これを（４）式に導入すれば被写体の温度Ｔが求められる。
【００７５】
次にカメラで得られる出力値Ｑが直線領域以外のときの被写体の温度Ｔの求め方について説明する。出力値Ｑが、
Ｑｂ＜Ｑ＜Ｑmin
のとき、各出力値に対してルックアップテーブルを作成する。
【００７６】
出力値Ｑより１次関数（５ａ）式より放射光量Ｒを求めるとき、補正量を引いて出力値Ｑｘを求める。
【００７７】
放射量Ｒを０よりシャッター速度を変えて放射量Ｒを種々変えたときの出力値Ｑを求める。例えば表−１の関係が求められる。
【００７８】
【表１】
【００７９】
これより非直線領域でのＱ−Ｒのグラフが求められる。
【００８０】
【表２】
【００８１】
Ｒ＝１／ａ（Ｑｘ−Ｑｃ） ・・・（５ａ）
補正した出力値Ｑｘを（５ａ）式に入れれば放射量Ｑが求められる。
【００８２】
波長λ１のとき出力値Ｑλ１→Ｒλ１＝１／ａ（Ｑλ１−Ｑｃλ１）
波長λ２のとき出力値Ｑλ２→Ｒλ２＝１／ａ（Ｑλ２−Ｑｃλ２）
Ｒ＝Ｒλ１／Ｒλ２
このときの放射量の比Ｒを（４）式に代入すれば被写体の温度Ｔを求めることができる。
【００８３】
2波長λ１、λ２について、それぞれ正確な放射量の強弱2値が得られる場合は上の計算で、オフセット値を算出することができる。しかしながら、そのような標準光が得られない場合でCCD／C-MOSを用いた撮像装置の場合は、露光時間（シャッター速度）の2値で、標準光の2値に替えることができる。例えば同一輝度の被検体を、3mSECで撮影した場合の出力が140、5mSECで撮影した場合の出力が220であったとする。この場合のオフセットＱｃは次のように計算される。
【００８４】
Ｑｃ＝Ｑmax−｛（Ｑmax−Ｑmin）／（Ｒmax−Ｒmin）｝×Ｒmax
＝２２０−｛（２２０−１４０）／（５−３）｝×５
＝２０
比計算の場合、波長λ１の検出手段のオフセット値を算出して、そのオフセット値を波長λ１の全出力値から差し引いた値と、波長λ２の検出手段のオフセット値を算出して、そのオフセット値を波長λ２の全出力値から差し引いた値で比計算を実行することにより、直線部分での正確な比が得られる。
【００８５】
撮像装置のランダム・ノイズを除去する目的で本来の露光時間の1／nの時間で検出した検出値をn個加算した出力値から比計算する場合は、加算された出力値からオフセット値にn倍した値を差し引いた後比計算をすることにより、より正確な比計算が可能となる。
【符号の説明】
【００８６】
１１ 標準光源
１２ バンドパスフィルター
１３、２１ ＣＣＤカメラ
１４ パソコン及びディスプレイ
２２ パソコン
２８ ディスプレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の温度情報を２色温度法を利用して簡易にかつ迅速に計測するのに好適な温度情報計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より被検体（物体）の温度情報を計測するのに２色温度法（比温度）を利用した計測装置が種々と提案されている（特許文献１、２）。
【０００３】
一般に、被写体の放射温度から温度を知るためには、被検体の放射率や被検体までの透過率等による補正が必要になる。しかしながら放射率は被検体により、又測定波長により、その他被検体の置かれた環境により種々と異なる値を示す。一般にそれらの情報を正確に知ることは極めて困難である。
【０００４】
これに対して、２色温度法は、被検体から放射される放射量のうちから二つの波長（波長域）における放射を計測し、両者の比を算出して、同じ値を示す黒体の温度をその被検体の温度としている。
【０００５】
この２色温度法は、両波長における放射率が同値であれば被検体の温度を正確に計測することができる。この放射率が同値であるという条件が成り立つ限り、又は放射率が同値でなくても比率が既知であれば、２色温度法は放射率による補正の必要も、又透過率による補正の必要もないという特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２７２２７８号公報
【特許文献２】特開平０５−１６５５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
被検体の温度情報を２色温度法を用いて計測するのには、放射量（入力値）と検出手段からの出力値との関係を示す入出力特性値の直線性が良い検出手段またはカメラ（撮像装置）を選択して使用することが重要である。
【０００８】
厳密な温度計測を実行する場合は、標準光源を用い、放射量が０から検出手段での検出の飽和値までの全領域において入出力値に関するルックアップテーブルを作成し、計測に際して該当出力値に対する索引補正を行う必要がある。
【０００９】
しかしながらこの方法は計測値の補正をするのが大変面倒で、かつ時間もかかるという問題がある。
【００１０】
特に放射量が０のとき検出手段から有限の出力値が発生する撮像装置を用いたとき、すなわちオフセット値があるとき、検出手段からの出力値をそのまま用いたのでは検出誤差の原因となり、正しい温度を求めることができない。
【００１１】
本発明は、検出手段からの出力値を適切に処理することにより、簡易にしかも迅速に被検体の温度情報を計測することができる温度情報計測方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の温度情報計測方法は、被検体からの放射率が波長λ１と波長λ２において等しいか又は互いの比が既知であり、かつ被検体から撮像装置内の検出手段に至る光路中までの透過率が波長λ１と波長λ２で等しいか又は互いの比が既知の２つの波長λ１，λ２を選択する波長選択工程と、
標準光源から放射され、該検出手段に入射される放射量を種々変化させて該検出手段で検出し、該検出手段に入力する放射量と、該検出手段からの出力値とから入出力特性値を求める入出力特性検出工程と、
該入出力特性値の直線領域から該検出手段に入射される放射量に対する出力値との関係に基づく１次関数を求め、
該１次関数より、該検出手段に入射される放射量が０のときに該検出手段から出力される出力値を波長λ１と波長λ２について各々オフセット量Ｑｃλ１，Ｑｃλ２を求める算出工程と、
被検体の同一領域から放射され、該検出手段に入射される放射量を波長λ１と波長λ２において検出し、該検出手段からの波長λ１と波長λ２での出力値Ｑλ１，Ｑλ２より各々波長λ１と波長λ２でのオフセット値Ｑｃλ１，Ｑｃλ２を引き、引いた値Ｑλ１０，Ｑλ２０より該１次関数を用いて波長λ１と波長λ２での放射量Ｒλ１，Ｒλ２を求める計測工程と、
該計測工程で求めた波長λ１，λ２における放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比を用いて該被検体の温度情報を求める温度情報計測工程と、
を利用して、被検体の温度情報を求めることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易にしかも迅速に被検体の温度情報を計測することができる温度情報計測方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明においてオフセット値を計測するための計測装置の要部概略図
【図２】温度変化に対する輝度の変化の説明図
【図３】理想的なカメラの入出力特性の説明図
【図４】現実のカメラの入出力特性の説明図
【図５】現実のカメラの入出力特性のうちの直線部分の説明図
【図６】現実のカメラの入出力特性のうちの直線部分の説明図
【図７】直線部分に基づくオフセット値の計測の説明図
【図８】本発明の実施例のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず本発明において被検体の温度（温度情報）の計測に先立って、撮像装置（カメラ）内の検出手段で得られる出力値（計測値）よりオフセット量を求める方法について説明する。ここでオフセット量とは被検体から検出手段に入射される放射量が０のときに検出手段から出力される出力値をいう。
【００１６】
図１は被検体の温度計測に先立って、予め撮像装置を用いて、被検体を計測するときの計測波長λ１、λ２におけるリニアリティー（直線性）を計測しておく検出装置の要部概略図である。
【００１７】
図１において１１は放射量が可変な光量可変型の標準光源である。１２は干渉フィルター等バンドパスフィルターであり、中心波長λ１と中心波長λ２の狭帯域の光を通過させるフィルターを有している。１３はＣＣＤカメラ（撮像装置）であり、内部に検出手段を有している。標準光源１１からの放射量をバンドパスフィルター１２を介しＣＣＤカメラ１３内の検出手段で検出し、その出力値（放射量）をパソコン１４でキャプチャーする。
【００１８】
標準光源１１からの出力はフォトダイオード等で監視されており、その出力はパソコン１２にキャプチャーされる。
【００１９】
本実施例の作業手順は以下の通りである。
【００２０】
（Ａ１）：標準光源１１から放射される光量（放射量）を、標準光源１１からの光量を変えて又は通過する光束を制限するスリットのスリット幅を変えて又はＣＣＤカメラ１３のシャッター速度を変えて検出手段で検出される光量を０から飽和点まで次第に増加させる。
【００２１】
（Ａ２）：標準光源１１から放射される放射量とそれに対応するＣＣＤカメラ１３内の検出手段からの出力値を、セットでパソコン１４に記録する。
【００２２】
（Ａ３）：標準光源１１から放射される検出手段に入射する放射量をｘ１、それに対応するＣＣＤカメラ１３の検出手段からの出力値をｙ１、それより大きい放射量をｘ２、それに対応する検出手段からの出力値をｙ２とする。さらに大きい放射量をｘ３、それに対応する出力値をｙ３とする。
【００２３】
（Ａ４）：以下の条件が成立する光量と出力の範囲を探索することにより放射量と出力値に関する１次関数の勾配ａを得る。
【００２４】
ここで勾配ａは、
ａ＝（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）＝（ｙ３−ｙ２）／（ｘ３−ｘ２）
である。これは
ａ＝（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）＝（ｙ３−ｙ１）／（ｘ３−ｘ１）
等としてもよい。
【００２５】
（Ａ５）：以下の式により、検出手段の勾配ａと１次関数とオフセット値を算出する。
【００２６】
勾配＝（ｙ２―ｙ１）／（ｘ２―ｘ１）＝ａ
１次関数はｙ＝ａ（ｘ−ｘ１）＋ｙ１
となる。放射量が０のとき、すなわちｘ＝０のときのｙの値がオフセット値ｙとなる。
【００２７】
オフセット値ｙ０＝｛（ｘ２×ｙ１）−（ｘ１×ｙ２）｝／（ｘ２−ｘ１）
（Ａ６）：各放射量Ｒに対する１次関数の算出の出力と実測の出力値Ｑの差を算出し、リファレンス値のルックアップテーブルとしてパソコンのＨＤＤ等に記憶させる。
【００２８】
本実施例において被検体の温度計測時の処理について説明する。
【００２９】
本発明は、被検体（物体）の温度情報を計測するのに被検体から放射される放射量として二つの波長λ１，λ２における放射量Ｒλ１，Ｒλ２を捕捉し、その比から被検体の温度情報を計測する二色温度計測方法を用いる。
【００３０】
具体的には、図８に示す工程を用いている。
【００３１】
被検体からの放射率が波長λ１と波長λ２において等しいか（±５％以内）、又は互いの比が既知であり、かつ被検体から撮像装置内の検出手段に至る光路中までの透過率が波長λ１と波長λ２で等しいか（±５％以内）、また互いの比が既知である２つの波長λ１，λ２を選択する波長選択工程と、
標準光源から放射され、検出手段に入射される放射量を種々変化させて検出手段で検出し、検出手段に入力する放射量と、検出手段からの出力値とから入出力特性値を求める入出力特性検出工程と、
入出力特性値の直線領域から検出手段に入射される放射量に対する出力値との関係に基づく１次関数を求め、
この１次関数より、検出手段に入射される放射量が０のときに検出手段から出力される出力値を波長λ１と波長λ２について各々オフセット量Ｑｃλ１，Ｑｃλ２を求める算出工程と、
被検体の同一領域から放射され、検出手段に入射される放射量を波長λ１と波長λ２において検出し、検出手段からの波長λ１と波長λ２での出力値Ｑλ１，Ｑλ２より各々波長λ１と波長λ２でのオフセット値Ｑｃλ１，Ｑｃλ２を引き、引いた値Ｑλ１０，Ｑλ２０より該１次関数を用いて波長λ１と波長λ２での放射量Ｒλ１，Ｒλ２を求める計測工程と、
計測工程で求めた波長λ１，λ２における放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比を用いて該被検体の温度情報を求める温度情報計測工程と、
を利用して、被検体の温度情報を求めている。
【００３２】
次に、本実施例において被検体の温度情報を計測するときに利用する２色温度法（比温度計測法）の計測原理について説明する。
【００３３】
高温度の被検体の計測では、被検体から放射される放射量の強さを測定することによって、被検体の温度を算出することができる。
【００３４】
具体的な計測では、Ｐｌａｎｃｋの方程式や、Ｗｉｅｎの近似式を拠り所にした放射温度計や輝度温度計（単波長放射温度計）を用いるのが一般的である。しかしながら、被検体の放射率が未知な場合や被検体と撮像装置との間に介在する透過率の影響を避けたい場合は、二色温度法（Ratio Temperature）による計測が有効である。二色温度法は、被検体から放射される放射量のうち二つの波長λ１，λ２における放射量の強さの比から温度を知るものである。波長λにおける放射量Ｍλは、Ｗｉｎｅの近似式からの展開では以下のようになる。
【００３５】
【数１】
【００３６】
ｃ１：第一放射定数＝３．７４１８４４Ｘ１０−１６［Ｗｍ２］
λ ：波長 μｍ
ｃ２：第二放射定数＝１．４３８７６９Ｘ１０−２［ｍＫ］
Ｔ ：絶対温度（Ｋｅｌｖｉｎ）
τ：透過率
ε：放射率
波長λ１およびλ２における放射エネルギー（放射量）をＭ１、Ｍ２とすると２つの波長λ１、λ２における放射量Ｍ１、Ｍ２の強さの比Ｒは
【００３７】
【数２】
【００３８】
となる。
【００３９】
ここで、放射率ε１、ε２がほぼ等しくε１／ε２＝１となり、透過率τ１、τ２がτ１／τ２＝１となる場合、この条件を（３）式に適応すると、
【００４０】
【数３】
【００４１】
となり、２波長の放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比Ｒは、温度Ｔと関数関係にある。また被検体の放射率と、介在物の透過率に影響されないことになる。
【００４２】
２色温度法では、このときの２波長における放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比Ｒを求めることによって、被検体の温度情報Ｔを計測する方法である。
【００４３】
次に二色温度法の計測に要求される要件について説明する。
【００４４】
図２は、例として波長５５０ｎｍと波長６５０ｎｍにおける黒体の温度変化による輝度（放射量）（放射の強さ）の変化を示したものである。
【００４５】
放射量の強さは、温度が高くなるにつれて急激に増加する。温度は両波長の放射量の強さを得ることにより算出することができる。このため、放射量の強さを測定するセンサー（検出手段）には、入射光に対する高い感度分解能と再現性が求められる。また、センサーの入射光に対する出力特性が線形でない（一次関数の関係にない）場合は、センサーからの出力から入射光を知るためには複雑な計算が必要となる。このため、センサーの入出力特性には高度な直線性が求められる。
【００４６】
尚、被検体の温度分布を求める場合は、センサー（検出手段）を機械的にスキャンすれば良い。この他、高速性が要求される場合はセンサーアレイを使用すれば良い。
【００４７】
可視光域でのセンサーアレイとしては、シリコンやＩｎＧａＡｓ半導体などによるフォトダイオード・アレイであるＣＣＤまたはＣ−ＭＯＳセンサーが一般的である。
【００４８】
これらのセンサーを使用する場合は、そのセンサーの持つ特性を掌握しておくことが必要である。
【００４９】
ＣＣＤ／Ｃ−ＭＯＳセンサーを用いた撮像装置を被検体の温度計測に使用する場合には、次の問題点がある。
【００５０】
シリコン半導体（Ｓｉ）やインヂューム・ガリューム砒素（ＩｎＧａＡｓ）半導体を使用したフォトダイオードは、光量（放射量）を電気信号に変換するためのセンサーとして使用される。
【００５１】
フォトダイオード単体の入射光量（放射量）に対する出力特性は、優れた直線性を示し温度計測センサーとし好適である。このフォトダイオードを２次元アレイ状に配置したＣＣＤやＣ−ＭＯＳ素子は、ディジカメやムービーカメラの撮像素子として多用されている。これらセンサーを用いた撮像装置は、被検体の光量分布（温度分布）とその時間的変化を計測記録する測定装置としても使用できる。しかし、ＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳセンサーを使用した撮像装置を光量の計測に使用する場合は、フォトダイオード単体に比べて、多くの場合、入射光量に対する出力値の直線性が悪く、そのままでは高精度に温度測定をするのが難しい。
【００５２】
フォトダイオードおよびＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳ等の検出手段は、入射光に対する出力特性が、図３のように入射光が無い（入力＝０）場合は、出力が無出力（出力＝０）とならなければならない。しかし、現実にはセンサー内または外付け増幅器等に起因し、入射光が０のときでも図４，図５のように、ある程度の出力値、すなわちオフセット（Offset）値が出力される。
【００５３】
これを補正する方法として、黒レベルの設定またはダークレベルの設定等として、無入射光（Ｅ＝０）時の出力値（オフセット値）を記憶しておき、出力値からオフセット値を差し引くことが必要となってくる。
【００５４】
しかし多くの現実的な撮像装置の検出手段における入出力特性は、図６の非直線「現実1」または、「現実2」のような特性を示す。
【００５５】
一般的には、黒レベルを設定しても入出力特性は１次関数とならず、非直線的な関係となる。このときの入出力特性は複雑な多次元関数となり簡易な方程式で表現することは容易ではない。この非直線を設定したオフセットをベースに1次関数として表現することはできない。
【００５６】
また、現象濃度の仔細な変化を計測する場合、対象からの放射を波長の異なる二つの信号としてキャプチャーして、その比から変化を抽出する場合が多くある。例えばレシオ二色温度計測法では、二つの光センサーまたは撮像装置を使用して、波長の異なる対象からの２つの放射量の強さ、または画像を取得し、両放射の強さの比を一つまたは画素毎に算出することにより温度を得ている。
【００５７】
このような放射量の強さの比を算出するシステムにおいて、図６の「現実1」または「現実2」のような特性を持つトランスデューサーや撮像装置からの出力の比を算出しても、正しい温度を得ることができない。
【００５８】
本発明では、センサー入出力特性の直線部分の延長線が出力軸と交わる値をオフセット値として、検出手段で得られた出力値から差し引くことにより、１次関数として比計算を実行し、入出力の直線性が確保できる部分において容易に正確な計算値を得ることを特徴としている。
【００５９】
次にオフセット値の求め方について説明する。図７は放射量Ｒと検出手段からの出力値Ｑとの関係を示す説明図である。
【００６０】
図７に示すように現実的なフォトダイオードやCCD画像センサーのような光トランスデューサー（検出手段）の現実的な入出力特性は、理想の入出力特性とは異なり、放射量Ｒが小入力部分と飽和入力部分で非線形の特性を示す。しかしほとんどのトランスデューサーは中間部では良好な線形特性を示す。この線形が確保されていると考えられる部分2点の放射量Ｒの入力をＲmin、Ｒmaxとし、この部分における出力値を各々Ｑmin、Ｑmaxとするとこの部分の勾配aは次式で表現できる。
【００６１】
a＝(Ｑmax−Ｑmin)／(Ｒmax−Ｒmin) ・・・（1）
この直線の延長線と出力軸の交点をオフセット値としＱcで表わすと、任意の放射量Ｒに対する出力値Ｑは次式で表現できる。
【００６２】
Ｑ＝aＲ＋Ｑc ・・・(2)
これよりオフセット値Ｑcは次式で得られる。
【００６３】
Ｑc＝Ｑ−aＲ
＝Ｑmin−aＲmin
＝Ｑmin−｛（Ｑmax−Ｑmin)／(Ｒmax−Ｒmin)｝・Ｒmin ・・・（3）
Ｒmin、Ｒmaxが既知の場合、それに対応する出力値Ｑmin 、Ｑmaxが得られれば、オフセット値を容易に算出できる。
【００６４】
比演算の場合、波長λ１、λ２での両出力値についてそれぞれオフセットＱcλ1、Ｑcλ2をそれぞれ算出して、それを各波長の出力値Ｑλ1、Ｑλ2から差引くことにより、直線部分の比計算が正確にできる。
【００６５】
物体の放射率εが１でない場合でも、波長λ１、λ２における放射率ελ１、ελ２が等しいか、その比率が既知の領域においては、Ｆ＝ε1／ε2とした場合は、
Ｒ＝（Ｒλ１・ε１・λ１）／（Ｒλ２・Ｆ・ε2・λ２）
より物体の温度を式（４）より求めることができる。
【００６６】
次に具体的に受光手段からの出力値Ｑより被検体の放射量Ｒの求め方について説明する。受光手段に入射する放射量Ｒと受光手段から出力される出力値Ｑの直線領域（リニアー領域）（１次関数式）を求める。
【００６７】
受光手段に入射する放射量の変化はカメラのシャッター速度を変えたりして行う。
【００６８】
いま、放射光量がＲ１のとき受光手段からの出力値をＱ１とする。放射光量がＲ２のとき受光手段からの出力値をＱ２とする。
【００６９】
これより放射量がＲのとき受光手段からの出力値Ｑが比例する１次関数式は、
Ｑ＝ａ（Ｒ−Ｒ１）＋Ｑ１ ・・・（１ａ）
Ｒ＝Ｒ１＋（１／ａ）（Ｑ−Ｑ１） ・・・（２ａ）
ここでａは勾配であり、
ａ＝（Ｑ２−Ｑ１）／（Ｒ２−Ｒ１）
ここで放射光量Ｒと出力値Ｑが直線関係（リニアー領域）となるときの放射光量Ｒの最小値と最大値を各々Ｒmin、Ｒmaxとする。そのときの出力値ＱをＱmin、Ｑmaxとする。
【００７０】
リニアー領域を延長した１次関数式（１ａ）よりＲ＝０のときの出力値Ｑｃ（オフセット値）を求める。
【００７１】
Ｒ＝０のときの出力値Ｑｃ（オフセット値）を求める。
【００７２】
Ｑ＝ａ（Ｒ−Ｒ１）＋Ｑ１ ・・・（１ａ）
よりＲ＝０のとき
（オフセット値）：Ｑｃ＝Ｑ１−ａＲ１
となる。
【００７３】
放射量Ｒと出力値Ｑとの関係は、
Ｑ＝ａ・Ｒ
Ｑ＝（Ｑ２−Ｑ１）／（Ｒ２−Ｒ１）・Ｒ ・・・（３ａ）
Ｒ＝（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｑ２−Ｑ１）・Ｑ ・・・（４ａ）
（３）式に入る出力値は実際のカメラ等で得られる出力値をＱｘとするとき、
Ｑ＝Ｑｘ−Ｑｃ
このときの放射光量Ｒは（４）式より、
Ｒ＝（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｑ２−Ｑ１）・（Ｑｘ−Ｑｃ） ・・・（５ａ）
Ｑｘ＝ａＲ＋Ｑｃ ・・・（６ａ）
となる。
【００７４】
以上のことを波長λ１、波長λ２の光を用いて各々求める。いま、撮像装置で得られる出力値Ｑより被写体の温度Ｔを求める。波長λ１での出力値をＱλ１とするとき、放射光量Ｒλ１は、
Ｒλ１＝１／ａ（Ｑλ１−Ｑｃλ１）
波長λ２での出力値をＱλ２とするとき、放射光量Ｒλ２は、
Ｒλ２＝１／ａ（Ｑλ２−Ｑｃλ２）
このときの放射光量の比Ｒ、
Ｒ＝Ｒλ１／Ｒλ２
は黒体温度で一定の値をとる。これを（４）式に導入すれば被写体の温度Ｔが求められる。
【００７５】
次にカメラで得られる出力値Ｑが直線領域以外のときの被写体の温度Ｔの求め方について説明する。出力値Ｑが、
Ｑｂ＜Ｑ＜Ｑmin
のとき、各出力値に対してルックアップテーブルを作成する。
【００７６】
出力値Ｑより１次関数（５ａ）式より放射光量Ｒを求めるとき、補正量を引いて出力値Ｑｘを求める。
【００７７】
放射量Ｒを０よりシャッター速度を変えて放射量Ｒを種々変えたときの出力値Ｑを求める。例えば表−１の関係が求められる。
【００７８】
【表１】
【００７９】
これより非直線領域でのＱ−Ｒのグラフが求められる。
【００８０】
【表２】
【００８１】
Ｒ＝１／ａ（Ｑｘ−Ｑｃ） ・・・（５ａ）
補正した出力値Ｑｘを（５ａ）式に入れれば放射量Ｑが求められる。
【００８２】
波長λ１のとき出力値Ｑλ１→Ｒλ１＝１／ａ（Ｑλ１−Ｑｃλ１）
波長λ２のとき出力値Ｑλ２→Ｒλ２＝１／ａ（Ｑλ２−Ｑｃλ２）
Ｒ＝Ｒλ１／Ｒλ２
このときの放射量の比Ｒを（４）式に代入すれば被写体の温度Ｔを求めることができる。
【００８３】
2波長λ１、λ２について、それぞれ正確な放射量の強弱2値が得られる場合は上の計算で、オフセット値を算出することができる。しかしながら、そのような標準光が得られない場合でCCD／C-MOSを用いた撮像装置の場合は、露光時間（シャッター速度）の2値で、標準光の2値に替えることができる。例えば同一輝度の被検体を、3mSECで撮影した場合の出力が140、5mSECで撮影した場合の出力が220であったとする。この場合のオフセットＱｃは次のように計算される。
【００８４】
Ｑｃ＝Ｑmax−｛（Ｑmax−Ｑmin）／（Ｒmax−Ｒmin）｝×Ｒmax
＝２２０−｛（２２０−１４０）／（５−３）｝×５
＝２０
比計算の場合、波長λ１の検出手段のオフセット値を算出して、そのオフセット値を波長λ１の全出力値から差し引いた値と、波長λ２の検出手段のオフセット値を算出して、そのオフセット値を波長λ２の全出力値から差し引いた値で比計算を実行することにより、直線部分での正確な比が得られる。
【００８５】
撮像装置のランダム・ノイズを除去する目的で本来の露光時間の1／nの時間で検出した検出値をn個加算した出力値から比計算する場合は、加算された出力値からオフセット値にn倍した値を差し引いた後比計算をすることにより、より正確な比計算が可能となる。
【符号の説明】
【００８６】
１１ 標準光源
１２ バンドパスフィルター
１３、２１ ＣＣＤカメラ
１４ パソコン及びディスプレイ
２２ パソコン
２８ ディスプレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体からの放射率が波長λ１と波長λ２において等しいか、又は互いの比が既知であり、かつ被検体から撮像装置内の検出手段に至る光路中までの透過率が波長λ１と波長λ２で等しいか、又は互いの比が既知の２つの波長λ１，λ２を選択する波長選択工程と、
標準光源から放射され、該検出手段に入射される放射量を種々変化させて該検出手段で検出し、該検出手段に入力する放射量と、該検出手段からの出力値とから入出力特性値を求める入出力特性検出工程と、
該入出力特性値の直線領域から該検出手段に入射される放射量に対する出力値との関係に基づく１次関数を求め、
該１次関数より、該検出手段に入射される放射量が０のときに該検出手段から出力される出力値を波長λ１と波長λ２について各々オフセット量Ｑcλ１，Ｑcλ２を求める算出工程と、
被検体の同一領域から放射され、該検出手段に入射される放射量を波長λ１と波長λ２において検出し、該検出手段からの波長λ１と波長λ２での出力値Ｑλ１，Ｑλ２より各々波長λ１と波長λ２でのオフセット値Ｑcλ１，Ｑcλ２を引き、引いた値Ｑλ１０，Ｑλ２０より該１次関数を用いて波長λ１と波長λ２での放射量Ｒλ１，Ｒλ２を求める計測工程と、
該計測工程で求めた波長λ１，λ２における放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比を用いて該被検体の温度情報を求める温度情報計測工程と、
を利用して、被検体の温度情報を求めることを特徴とする温度情報計測方法。
【請求項２】
前記計測工程では、前記検出手段に入射される放射量を前記撮像装置内のシャッター手段により本来の露光時間に対し（１／ｎ）の露光時間でｎ回露光し、ｎ回露光したときの出力値より、前記オフセット量をｎ倍した値を引いて、引いた値より前記１次関数を用いて放射量を求めることを特徴とする請求項１の温度情報計測方法。
【請求項１】
被検体からの放射率が波長λ１と波長λ２において等しいか、又は互いの比が既知であり、かつ被検体から撮像装置内の検出手段に至る光路中までの透過率が波長λ１と波長λ２で等しいか、又は互いの比が既知の２つの波長λ１，λ２を選択する波長選択工程と、
標準光源から放射され、該検出手段に入射される放射量を種々変化させて該検出手段で検出し、該検出手段に入力する放射量と、該検出手段からの出力値とから入出力特性値を求める入出力特性検出工程と、
該入出力特性値の直線領域から該検出手段に入射される放射量に対する出力値との関係に基づく１次関数を求め、
該１次関数より、該検出手段に入射される放射量が０のときに該検出手段から出力される出力値を波長λ１と波長λ２について各々オフセット量Ｑcλ１，Ｑcλ２を求める算出工程と、
被検体の同一領域から放射され、該検出手段に入射される放射量を波長λ１と波長λ２において検出し、該検出手段からの波長λ１と波長λ２での出力値Ｑλ１，Ｑλ２より各々波長λ１と波長λ２でのオフセット値Ｑcλ１，Ｑcλ２を引き、引いた値Ｑλ１０，Ｑλ２０より該１次関数を用いて波長λ１と波長λ２での放射量Ｒλ１，Ｒλ２を求める計測工程と、
該計測工程で求めた波長λ１，λ２における放射量Ｒλ１，Ｒλ２の比を用いて該被検体の温度情報を求める温度情報計測工程と、
を利用して、被検体の温度情報を求めることを特徴とする温度情報計測方法。
【請求項２】
前記計測工程では、前記検出手段に入射される放射量を前記撮像装置内のシャッター手段により本来の露光時間に対し（１／ｎ）の露光時間でｎ回露光し、ｎ回露光したときの出力値より、前記オフセット量をｎ倍した値を引いて、引いた値より前記１次関数を用いて放射量を求めることを特徴とする請求項１の温度情報計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１６３５２２（Ｐ２０１２−１６３５２２Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５９１４（Ｐ２０１１−２５９１４）
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（５０７１３０９３４）有限会社三井オプトロニクス (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（５０７１３０９３４）有限会社三井オプトロニクス (3)
【Ｆターム（参考）】
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