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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023048769
(43)【公開日】2023-04-07
(54)【発明の名称】構造物の調査方法、及び赤外線カメラ
(51)【国際特許分類】
G01N 21/88 20060101AFI20230331BHJP
G01N 21/17 20060101ALI20230331BHJP
G01J 5/48 20220101ALI20230331BHJP
【ＦＩ】
G01N21/88 H
G01N21/17 A
G01J5/48 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021158266
(22)【出願日】2021-09-28
(71)【出願人】
【識別番号】501497264
【氏名又は名称】西日本高速道路エンジニアリング四国株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】川西 弘一
(72)【発明者】
【氏名】林 詳悟
【テーマコード（参考）】
2G051
2G059
2G066
【Ｆターム（参考）】
2G051AA90
2G051AB03
2G051BA06
2G051CA04
2G051CB01
2G051CC20
2G051EB01
2G059AA05
2G059BB08
2G059EE02
2G059FF01
2G059HH01
2G059JJ19
2G059KK04
2G059LL04
2G059MM04
2G059MM05
2G059NN01
2G066AC09
2G066BA14
2G066BA28
2G066BC15
2G066CA01
2G066CA02
2G066CA04
(57)【要約】
【課題】周辺環境の熱反射が被写体の表面の撮影画像に映り込むことによる誤検出を抑制することができる構造物の調査方法、及び赤外線カメラを提供する。
【解決手段】構造物の調査方法は、直線偏光となる反射した赤外線光を除去する偏光子を備えた赤外線カメラを用いて構造物を撮影することで、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する画像取得工程と、前記撮影画像から前記構造物の表面の温度差を検出する検出工程と、前記構造物の表面の温度差に応じて、前記構造物の損傷状態を判定する判定工程と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】構造物の調査方法は、直線偏光となる反射した赤外線光を除去する偏光子を備えた赤外線カメラを用いて構造物を撮影することで、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する画像取得工程と、前記撮影画像から前記構造物の表面の温度差を検出する検出工程と、前記構造物の表面の温度差に応じて、前記構造物の損傷状態を判定する判定工程と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直線偏光となる反射した赤外線光を除去する偏光子を備えた赤外線カメラを用いて構造物を撮影することで、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する画像取得工程と、
前記撮影画像から前記構造物の表面の温度差を検出する検出工程と、
前記構造物の表面の温度差に応じて、前記構造物の損傷状態を判定する判定工程と、
を有する構造物の調査方法。
前記撮影画像から前記構造物の表面の温度差を検出する検出工程と、
前記構造物の表面の温度差に応じて、前記構造物の損傷状態を判定する判定工程と、
を有する構造物の調査方法。
【請求項2】
前記偏光子は、偏光フィルタであり、
前記画像取得工程では、前記偏光フィルタを前記構造物に対して相対的に回転させることで、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する請求項１に記載の構造物の調査方法。
前記画像取得工程では、前記偏光フィルタを前記構造物に対して相対的に回転させることで、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する請求項１に記載の構造物の調査方法。
【請求項3】
前記偏光フィルタを前記構造物に対して相対的に回転させ、少なくとも３つ以上の異なる回転角度で前記構造物を撮影した画像情報に基づいて、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行う請求項２に記載の構造物の調査方法。
【請求項4】
前記偏光子は、前記赤外線カメラの内部の赤外線検出器の表面側に異なる４方向に配置されており、
前記画像取得工程では、前記４方向に配置された前記偏光子の画像情報に基づいて、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行う請求項１に記載の構造物の調査方法。
前記画像取得工程では、前記４方向に配置された前記偏光子の画像情報に基づいて、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行う請求項１に記載の構造物の調査方法。
【請求項5】
前記画像処理として、前記４方向に配置された前記偏光子の輝度情報に基づいて、同一画素において輝度の値の最小値画像とする処理を行う請求項４に記載の構造物の調査方法。
【請求項6】
前記判定工程では、前記構造物の損傷状態として、前記構造物の内部の損傷の有無及び前記構造物における外装部の剥離の有無の少なくとも一方を判定する請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の構造物の調査方法。
【請求項7】
赤外線カメラ本体と、
前記赤外線カメラ本体の内部に設けられ、被写体から放射される赤外線を検出する赤外線検出器と、
前記赤外線検出器の表面側に設けられ、直線偏光となる反射した赤外線光を除去する偏光子が異なる４方向に配置された偏光子配置体と、
前記偏光子配置体における４方向の前記偏光子の画像情報に基づいて、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行う画像処理部と、
を有する赤外線カメラ。
前記赤外線カメラ本体の内部に設けられ、被写体から放射される赤外線を検出する赤外線検出器と、
前記赤外線検出器の表面側に設けられ、直線偏光となる反射した赤外線光を除去する偏光子が異なる４方向に配置された偏光子配置体と、
前記偏光子配置体における４方向の前記偏光子の画像情報に基づいて、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行う画像処理部と、
を有する赤外線カメラ。
【請求項8】
前記画像処理部は、４方向の前記偏光子の輝度情報に基づいて、同一画素において輝度の値の最小値画像とする処理を行う請求項７に記載の赤外線カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、構造物の調査方法、及び赤外線カメラに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、コンクリート構造物の浮き、はく離の点検、及び建築物のタイルの剥離の点検に赤外線サーモグラフィが使用される場合がある。
【0003】
しかし、赤外線サーモグラフィによるコンクリート構造物の表面の温度検知では、周辺環境の熱反射がコンクリート表面に映り込む場合がある。これにより、異常がない個所に反射した熱の温度を検出して、損傷と誤検出する可能性がある。また、損傷個所があるにもかかわらず、周辺の熱の温度の映り込みによって、正常部と異常部との温度差がかき消され、損傷個所を見逃す可能性がある。
【0004】
下記特許文献１には、２つの赤外カットフィルタと、フィルタ状の素ガラスと、レンズの光路に対して光の偏光方向を任意に変えることができる光学部材と、撮像素子と、を備えた撮像装置が開示されている。この撮像装置では、光学部材は、一方の赤外カットフィルタと撮像素子との間に位置しており、回転手段により光学部材を回転させてレンズの光路に対して光の偏光方向を任意に変えるようにしている。これにより、昼間時における強い反射光を除去して被写体認識を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１７－６７８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献１には、撮像装置が赤外線カメラである旨は記載されていない。また、特許文献１には、コンクリート構造物の浮き、はく離の点検、及び建築物のタイルの剥離の点検する技術については、記載されていない。
【0007】
本発明は上記事実を考慮し、周辺環境の熱反射が被写体の表面の撮影画像に映り込むことによる誤検出を抑制することができる構造物の調査方法、及び赤外線カメラを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
第１態様に記載の構造物の調査方法は、直線偏光となる反射した赤外線光を除去する偏光子を備えた赤外線カメラを用いて構造物を撮影することで、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する画像取得工程と、前記撮影画像から前記構造物の表面の温度差を検出する検出工程と、前記構造物の表面の温度差に応じて、前記構造物の損傷状態を判定する判定工程と、を有する。
【0009】
上記構造物の調査方法において、前記偏光子は、偏光フィルタであり、前記画像取得工程では、前記偏光フィルタを前記構造物に対して相対的に回転させることで、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得してもよい。
【0010】
上記構造物の調査方法において、前記偏光フィルタを前記構造物に対して相対的に回転させ、少なくとも３つ以上の異なる回転角度で前記構造物を撮影した画像情報に基づいて、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行ってもよい。
【0011】
上記構造物の調査方法において、前記偏光子は、前記赤外線カメラの内部の赤外線検出器の表面側に異なる４方向に配置されており、前記画像取得工程では、前記４方向に配置された前記偏光子の画像情報に基づいて、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行ってもよい。
【0012】
上記構造物の調査方法において、前記画像処理として、前記４方向に配置された前記偏光子の輝度情報に基づいて、同一画素において輝度の値の最小値画像とする処理であってもよい。
【0013】
上記構造物の調査方法において、前記判定工程では、前記構造物の損傷状態として、前記構造物の内部の損傷の有無及び前記構造物における外装部の剥離の有無の少なくとも一方を判定してもよい。
【0014】
第２態様に記載の赤外線カメラは、赤外線カメラ本体と、前記赤外線カメラ本体の内部に設けられ、被写体から放射される赤外線を検出する赤外線検出器と、前記赤外線検出器の表面側に設けられ、直線偏光となる反射した赤外線光を除去する偏光子が異なる４方向に配置された偏光子配置体と、前記偏光子配置体における４方向の前記偏光子の画像情報に基づいて、前記反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行う画像処理部と、を有する。
【0015】
上記赤外線カメラにおいて、前記画像処理部は、４方向の前記偏光子の輝度情報に基づいて、同一画素において輝度の値の最小値画像とする処理を行ってもよい。
【発明の効果】
【0016】
本開示の技術によれば、周辺環境の熱反射が被写体の表面の撮影画像に映り込むことによる誤検出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】第１実施形態の構造物の調査方法に適用される赤外線カメラの一例を示す構成図である。
【図2】赤外線カメラの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図3】第１実施形態の構造物の調査方法に適用されるユーザー端末の電気系の構成を示すブロック図である。
【図4】赤外線カメラに用いられる偏光フィルタの効果を説明する説明図である。
【図5】赤外線カメラに用いられる偏光フィルタを示す概略構成図である。
【図6】（Ａ）は、偏光フィルタの回転角度が０°の状態を示す図であり、（Ｂ）は、偏光フィルタの回転角度が４５°の状態を示す図であり、（Ｃ）は、偏光フィルタの回転角度が９０°の状態を示す図であり、（Ｄ）は、偏光フィルタの回転角度が１３５°の状態を示す図である。
【図7】熱源の反射角度を４５°に配置した赤外線カメラによるコンクリート試験体の第１撮影例を示す構成図である。
【図8】偏光フィルタの回転角度に対応する第１撮影例の画像を示す図であって、（Ａ）は、偏光フィルタの回転角度が０°のときの画像、（Ｂ）は、偏光フィルタの回転角度が４５°のときの画像、（Ｃ）は、偏光フィルタの回転角度が９０°のときの画像、（Ｄ）は、偏光フィルタの回転角度が１３５°のときの画像を示す図である。
【図9】（Ａ）は、第１撮影例の補正処理画像を示す図であり、（Ｂ）は、第１撮影例の熱源がない場合の参考画像を示す図であり、（Ｃ）は、第１撮影例の直線偏光度を示す図であり、（Ｄ）は、第１撮影例の偏光角度を示す図であり、（Ｅ）は、第１撮影例の正弦波の振幅を示す図である。
【図10】熱源の反射角度を４５°に配置した赤外線カメラによるコンクリート試験体の第２撮影例を示す構成図である。
【図11】偏光フィルタの回転角度に対応する第２撮影例の画像を示す図であって、（Ａ）は、偏光フィルタの回転角度が０°のときの画像、（Ｂ）は、偏光フィルタの回転角度が４５°のときの画像、（Ｃ）は、偏光フィルタの回転角度が９０°のときの画像、（Ｄ）は、偏光フィルタの回転角度が１３５°のときの画像を示す図である。
【図12】（Ａ）は、第２撮影例の補正処理画像を示す図であり、（Ｂ）は、第２撮影例の熱源がない場合の参考画像を示す図であり、（Ｃ）は、第２撮影例の直線偏光度を示す図であり、（Ｄ）は、第２撮影例の偏光角度を示す図であり、（Ｅ）は、第２撮影例の正弦波の振幅を示す図である。
【図13】偏光フィルタの回転角度と推定熱反射温度との関係を示すグラフである。
【図14】偏光フィルタの回転角度が９０°のときの反射角度と推定熱反射温度との関係を示すグラフである。
【図15】ユーザー端末が担当する構造物の調査処理の流れを示すフローチャートである。
【図16】第２実施形態の構造物の調査方法に適用される赤外線カメラの一例を示す構成図である。
【図17】第３実施形態の構造物の調査方法に適用される赤外線カメラの一例を示す構成図である。
【図18】第３実施形態の構造物の調査方法に適用される赤外線カメラの一部を拡大した状態で示す構成図である。
【図19】第３実施形態の構造物の調査方法に適用される赤外線カメラに用いられる偏光子配置体及び赤外線検出器を示す構成図である。
【図20】赤外線カメラが担当する構造物の調査処理の流れを示すフローチャートである。
【図21】第４実施形態の構造物の調査方法に適用される赤外線カメラの一例を示す構成図である。
【図22】第５実施形態の構造物の調査方法に適用される赤外線カメラの一例を示す構成図である。
【図23】（Ａ）は、第５実施形態の構造物の調査方法に適用される赤外線カメラを用いて構造物を撮影する位置関係を示す図であり、（Ｂ）は、構造物の撮影箇所を示す図である。
【図24】（Ａ）～（Ｃ）は、赤外線カメラの偏光フィルタを回転させて一定間隔で構造物を撮影した撮影画像を示す図であり、（Ｄ）は、反射した赤外線光が除去された撮影画像を示す図である。
【図25】（Ａ）は、比較例の赤外線カメラを用いて構造物を撮影する位置関係を示す構成図であり、（Ｂ）は、構造物の昼間の撮影画像を示す図であり、（Ｃ）は、構造物の夜間の撮影画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。各図面において、本発明と関連性の低いものは図示を省略している。
【0019】
【0020】
（赤外線カメラの全体構成）
図１に示されるように、赤外線カメラ１０は、筐体を構成する赤外線カメラ本体１２と、赤外線カメラ本体１２の一端側に設けられた入射口１４と、を備えている。赤外線カメラ１０は、赤外線カメラ本体１２の内部における入射口１４側に設けられたレンズ群１６と、赤外線カメラ本体１２の内部におけるレンズ群１６の奥側に配置された赤外線検出部１８と、を備えている。レンズ群１６は、複数のレンズにより構成されている。さらに、赤外線カメラ１０は、レンズ群１６の内部に配置された偏光フィルタ２０と、偏光フィルタ２０を回転させる回転操作部２２と、を備えている。レンズ群１６は、レンズの一例であり、赤外線検出部１８は、赤外線検出器の一例である。
図１に示されるように、赤外線カメラ１０は、筐体を構成する赤外線カメラ本体１２と、赤外線カメラ本体１２の一端側に設けられた入射口１４と、を備えている。赤外線カメラ１０は、赤外線カメラ本体１２の内部における入射口１４側に設けられたレンズ群１６と、赤外線カメラ本体１２の内部におけるレンズ群１６の奥側に配置された赤外線検出部１８と、を備えている。レンズ群１６は、複数のレンズにより構成されている。さらに、赤外線カメラ１０は、レンズ群１６の内部に配置された偏光フィルタ２０と、偏光フィルタ２０を回転させる回転操作部２２と、を備えている。レンズ群１６は、レンズの一例であり、赤外線検出部１８は、赤外線検出器の一例である。
【0021】
また、赤外線カメラ１０は、レンズ群１６と赤外線検出部１８との間に絞り（図示省略）、絞り部材２４、シャッタ（図示省略）などを備えている。
【0022】
赤外線カメラ１０は、被写体の一例としての構造物から放射される赤外線波長域のエネルギーを撮影する。本実施形態の構造物の調査方法では、赤外線カメラ１０で撮影された撮影画像の赤外線波長域のエネルギーの強度から、構造物の表面温度を検出する。赤外線とは、光の一種であり、人間が見ることができる可視光（例えば、波長３６０～８３０ｎｍ）よりも長い波長域に区分される。赤外線カメラ１０が検出する波長域は、例えば、短波長で３～５μｍ、長波長で８～１４μｍである。
【0023】
構造物から放射される赤外線は、赤外線カメラ１０におけるレンズ群１６、偏光フィルタ２０、及び絞り部材２４などを通って赤外線検出部１８に結像される。すなわち、赤外線検出部１８は、偏光フィルタ２０を透過した赤外線を検出する。赤外線検出部１８は、一例として、受光素子により構成されている。
【0024】
偏光フィルタ２０は、偏光子の一例であり、直線偏光となる反射した赤外線光を除去する機能を有する。偏光フィルタ２０は、例えば、円形状又は矩形状の板状部材であり、赤外線カメラ本体１２の内部に設けられた枠体（図示省略）に回転可能に支持されている。偏光フィルタ２０は、赤外線カメラ本体１２の周方向に沿って回転可能とされている。偏光フィルタ２０の具体的な構成については、後に説明する。
【0025】
回転操作部２２は、偏光フィルタ２０を赤外線カメラ本体１２の周方向に沿って回転させる機能を有する。一例として、回転操作部２２は、円形部材の外周部にギアを有しており、このギアが偏光フィルタ２０の外周部に設けられたギアを噛み合わされている。これにより、ユーザーが手動により回転操作部２２を回転させると、偏光フィルタ２０が周方向に沿って回転する構成とされている。
【0026】
（赤外線カメラの電気系の要部構成）
図２は、赤外線カメラ１０のハードウェア構成の概略を示すブロック図である。図２に示されるように、赤外線カメラ１０は、赤外線検出部１８を備えた撮像部３０、画像処理部３１、制御部３２、撮像操作部３３、撮像駆動部３４、回転操作部２２、表示部３５、記録部３６、通信部３７の各構成を有する。
図２は、赤外線カメラ１０のハードウェア構成の概略を示すブロック図である。図２に示されるように、赤外線カメラ１０は、赤外線検出部１８を備えた撮像部３０、画像処理部３１、制御部３２、撮像操作部３３、撮像駆動部３４、回転操作部２２、表示部３５、記録部３６、通信部３７の各構成を有する。
【0027】
赤外線カメラ１０では、赤外線検出部１８で検出された撮影画像のデータは、画像処理部３１に入力される。画像処理部３１では、図示しないストレージに記憶された画像処理プログラムを読み出し、画像処理が実行される。
【0028】
図示を省略するが、制御部３２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：プロセッサ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを備えている。制御部３２は、赤外線カメラ１０の各部を制御する。
【0029】
撮像操作部３３は、絞り部材２４、シャッタ（図示省略）などの撮像のための操作部を含む。撮像操作部３３で操作された操作信号は、制御部３２に入力される。制御部３２は、撮像操作部３３による操作信号に応じて、撮像駆動部３４を制御する。これにより、赤外線カメラ１０の撮像動作が行われる。
【0030】
回転操作部２２は、上記ように偏光フィルタ２０を回転させる。回転操作部２２により、偏光フィルタ２０を回転させる回転情報は、制御部３２に入力される。回転情報は、例えば、偏光フィルタ２０の回転角度などを含む。
【0031】
表示部３５は、制御部３２から画像信号が入力されることで、撮像部３０で撮影する画像、画像処理部３１で画像処理が施された撮影画像などを表示する。記録部３６は、制御部３２から画像信号が入力されることで、画像処理部３１で画像処理が施された撮影画像などを記録する。
【0032】
通信部３７は、ユーザー端末５０（図３参照）などの他の機器と通信するためのインタフェースである。一例として、赤外線カメラ１０で撮影された撮影画像のデータは、通信部３７を介してユーザー端末５０に送信される。
【0033】
（ユーザー端末の電気系の構成）
図３は、ユーザー端末５０の電気系の構成を示すブロック図である。
図３は、ユーザー端末５０の電気系の構成を示すブロック図である。
【0034】
図３に示されるように、ユーザー端末５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：プロセッサ）５１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３、ストレージ５４、入力部５５、表示部５６及び通信部５７の各構成を有する。各構成は、バス５９を介して相互に通信可能に接続されている。
【0035】
ＣＰＵ５１は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２又はストレージ５４からプログラムを読み出し、ＲＡＭ５３を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２又はストレージ５４に記録されているプログラムにしたがって、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。本実施形態では、ＲＯＭ５２又はストレージ５４には、構造物を調査するための調査プログラムが格納されている。
【0036】
ＲＯＭ５２は、各種プログラム及び各種データを格納する。ＲＡＭ５３は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ５４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。
【0037】
入力部５５は、マウス等のポインティングデバイス、及びキーボードを含み、各種の入力を行うために使用される。
【0038】
表示部５６は、たとえば、液晶ディスプレイであり、各種の情報を表示する。表示部５６には、例えば、赤外線カメラ１０から受信された撮影画像や、撮影された構造物の温度などが表示される。また、例えば、表示部５６には、本実施形態の構造物の調査方法により構造物の損傷状態が判定された結果が表示される。
【0039】
通信部５７は、赤外線カメラ１０などの他の機器と通信するためのインタフェースである。通信部５７として、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。本実施形態では、赤外線カメラ１０から撮影画像のデータが通信部５７を介してユーザー端末５０に受信される。なお、無線通信に代えて、有線のケーブルを用いて赤外線カメラ１０から撮影画像のデータがユーザー端末５０に入力される構成でもよい。
【0040】
ユーザー端末５０では、赤外線カメラ１０により撮影された撮影画像に基づき、構造物の損傷状態の調査が実施される。
【0041】
（比較例の赤外線カメラの課題）
ここで、赤外線カメラ１０に用いられる偏光フィルタ２０の機能について説明する前に、比較例の赤外線カメラ２００の課題について説明する。
ここで、赤外線カメラ１０に用いられる偏光フィルタ２０の機能について説明する前に、比較例の赤外線カメラ２００の課題について説明する。
【0042】
図２５（Ａ）は、比較例の赤外線カメラ２００を用いて構造物３００を撮影する位置関係を示す構成図である。比較例の赤外線カメラ２００には、本実施形態の赤外線カメラ１０のような偏光フィルタ２０は、設けられていない。比較例の赤外線カメラ２００では、構造物３００から放射される赤外線がそのまま赤外線カメラ２００の赤外線検出部で検出される。
【0043】
図２５（Ａ）に示されるように、構造物３００は、橋梁３０２から張り出した張出部３０２Ａを備えている。昼間の太陽光で照らされた状態では、橋梁３０２の下側の道路３１０の舗装が太陽光で暖まり、道路３１０の舗装から発生した赤外線が撮影対象の橋梁３０２の張出部３０２Ａに反射する。比較例の赤外線カメラ２００で橋梁３０２の張出部３０２Ａを撮影すると、図２５（Ｂ）に示されるように、昼間の撮影では、道路３１０の舗装から発生した赤外線が橋梁３０２の張出部３０２Ａに反射し、構造物３００本来の温度よりも張出部３０２Ａの領域Ａ１が高温で検出されている。
【0044】
図２５（Ｃ）に示されるように、比較例の赤外線カメラ２００で同一の箇所を撮影した夜間の撮影では、道路３１０の舗装の温度が低下して反射がなくなったため、構造物３００本来の温度で張出部３０２Ａの領域Ａ２が検出されている。
【0045】
このように、構造物３００の赤外線による調査で発生する反射（以下、「熱反射」という場合がある）の影響は、昼間の調査が顕著であり、昼間の構造物３００の赤外線による調査の妨げになっている。
【0046】
また、夜間の撮影では、夜空の温度は、構造物３００の上壁部の温度よりもはるかに低温であるため、天空温度の熱反射の影響を受けることで、構造物３００の上壁部はコンクリート表面の放射率のばらつきにより局所的に低温に検出される可能性がある。
【0047】
（赤外線カメラの偏光フィルタの機能）
次に、本実施形態の赤外線カメラ１０に用いられる偏光フィルタ２０の機能について説明する。
次に、本実施形態の赤外線カメラ１０に用いられる偏光フィルタ２０の機能について説明する。
【0048】
図４は、偏光フィルタ２０の機能を説明する模式的な説明図である。通常、自然光は正弦波（サイン波）であらゆる方向に振動しているが、図４に示されるように、平滑な鏡面３２０に光が反射したときに、振動方向が１方向に揃う偏光が発生する。すなわち、鏡面３２０に反射した反射光Ｗ２は、偏光度が高い（直線偏光）。この１方向に振動する反射光Ｗ２のみを偏光フィルタ２０で除去すると、鏡面３２０の反射を取り除くことができる。なお、図４中の光Ｗ１は、反射以外の光（透過光）である。
【0049】
構造物３００（図２５（Ａ）参照）のコンクリート面は、平滑ではないため、可視光波長域では散乱が発生し、偏光は発生しにくい。しかし、波長が長いほど散乱しにくい光の性質から、赤外線波長域では、構造物３００のコンクリート面でも、反射が起こっている場合がある。
【0050】
図５は、偏光フィルタ２０を示す模式的な構成図である。図５に示されるように、偏光フィルタ２０は、所定の方向に沿って配置された細かな縦筋状のワイヤグリット２０Ａを備えている。複数のワイヤグリット２０Ａは、ほぼ平行に配置されている。偏光フィルタ２０は、ワイヤグリット２０Ａの方向（縦筋の方向）に平行に振動する赤外線Ｗ３を反射する（すなわち、Ｓ波は反射する）。また、偏光フィルタ２０は、ワイヤグリット２０Ａの方向（縦筋の方向）と直交する方向に振動する赤外線Ｗ４は透過する（すなわち、Ｐ波は透過する）。偏光フィルタ２０は、一例として、３～５μｍの波長域での赤外線の透過率は、８４．８３～９０．４３％であり、消光比（最大透過率／最小透過率）は、２９８．７０～７０６．４８である。なお、図４及び図５では、矩形状の偏光フィルタ２０が図示されているが、本実施形態では、赤外線カメラ１０の内部に配置するため、円形状の偏光フィルタ２０を用いている。
【0051】
図６には、赤外線カメラ１０（図１参照）の内部に配置された偏光フィルタ２０を回転させた状態が示されている。図６（Ａ）は、偏光フィルタ２０の回転角度が０°の状態であり、この偏光フィルタ２０の位置が基準位置となる。偏光フィルタ２０のワイヤグリット２０Ａの方向に沿った矢印Ｂ方向は、偏光フィルタ２０で反射する光の反射振動方向である。図６（Ｂ）は、基準位置に対する偏光フィルタ２０の回転角度が４５°の状態である。図６（Ｃ）は、基準位置に対する偏光フィルタ２０の回転角度が９０°の状態である。図６（Ｄ）は、基準位置に対する偏光フィルタ２０の回転角度が１３５°の状態である。
【0052】
本実施形態の構造物の調査方法では、直線偏光となる反射した赤外線光を除去する偏光フィルタ２０を備えた赤外線カメラ１０を用いて構造物を撮影することで、反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する（画像取得工程）。より具体的には、赤外線カメラ１０の回転操作部２２を操作して、偏光フィルタ２０を構造物に対して相対的に回転させることで、直線偏光となる反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する。
【0053】
（赤外線カメラ１０による撮影画像の検証）
次に、赤外線カメラ１０による撮影画像の検証結果について説明する。この実験では、熱源３４０（図７参照）の反射角度を、１５～６５°まで１０°刻みで変化させ、構造物を赤外線カメラ１０により撮影し、撮影画像を検証する。
次に、赤外線カメラ１０による撮影画像の検証結果について説明する。この実験では、熱源３４０（図７参照）の反射角度を、１５～６５°まで１０°刻みで変化させ、構造物を赤外線カメラ１０により撮影し、撮影画像を検証する。
【0054】
図７は、熱源３４０の反射角度を４５°に設定し、構造物の一例としてのコンクリート試験体３３０の中央部に正反射した熱反射が移り込むように配置した第１撮影例である。熱源３４０として、ハロゲンランプが使用されている。一例として、赤外線カメラ１０は、撮影距離が８ｍに設定されており、焦点距離５０ｍｍのレンズを用いている。図７に示す撮影例では、赤外線はコンクリート試験体３３０の反射面に平行に偏光するので、反射した赤外線光は、画像の上下方向に振動すると考えられる。
【0055】
図９（Ｂ）には、第１撮影例において、熱源３４０が無い場合の赤外線カメラ１０の参考画像（教師画像）が示されている。図９（Ｂ）に示されるように、コンクリート試験体３３０の表面に温度差がほとんど発生していない状態で撮影を行う。
【0056】
図８（Ａ）～（Ｄ）には、第１撮影例において、偏光フィルタ２０の回転角度を０°、４５°、９０°、１３５°に変えたときの赤外線カメラ１０の画像が示されている。図８（Ａ）に示されるように、偏光フィルタ２０の回転角度が０°のときは、ワイヤグリット２０Ａの方向が反射光の振動方向と直交するため、コンクリート試験体３３０の反射面の温度差が大きい。図８（Ｃ）に示されるように、偏光フィルタ２０の回転角度が９０°のときに、コンクリート試験体３３０の反射面の温度差が最も少なくなり、反射した赤外線光が除去されている。
【0057】
図９（Ａ）には、第１撮影例において、赤外線カメラ１０で補正された補正処理画像が示されている。図９（Ａ）に示されるように、赤外線カメラ１０の画像処理部３１では、偏光フィルタ２０の回転角度が９０°のときの画像に補正する画像処理が行われる。図９（Ｃ）は、直線偏光度（ＤｏＬＰ）を示す図であり、図９（Ｄ）は、偏光角度（ＡｏＰ）を示す図であり、図９（Ｅ）は、正弦波の振幅ａを示す図である。図９の内容については、後に説明する。
【0058】
図１０は、熱源３４０の反射角度を６５°に設定し、コンクリート試験体３３０の中央部に正反射した熱反射が移り込むように配置した第２撮影例である。
【0059】
図１２（Ｂ）には、第２撮影例において、熱源３４０が無い場合の赤外線カメラ１０の参考画像（教師画像）が示されている。図１２（Ｂ）に示されるように、コンクリート試験体３３０の表面に温度差がほとんど発生していない状態で撮影を行う。
【0060】
図１１（Ａ）～（Ｄ）には、第２撮影例において、偏光フィルタ２０の回転角度を０°、４５°、９０°、１３５°に変えたときの赤外線カメラ１０の画像が示されている。図１１（Ｃ）に示されるように、偏光フィルタ２０の回転角度が９０°のときに、コンクリート試験体３３０の反射面の温度差が最も少なくなり、反射した赤外線光が除去されている。
【0061】
図１２（Ａ）には、第２撮影例において、赤外線カメラ１０で補正された補正処理画像が示されている。図１２（Ａ）に示されるように、赤外線カメラ１０の画像処理部３１では、偏光フィルタ２０の回転角度が９０°のときの画像に補正する画像処理が行われる。図１２（Ｃ）は、直線偏光度（ＤｏＬＰ）の画像を示す図であり、図１２（Ｄ）は、偏光角度（ＡｏＰ）を示す図であり、図１２（Ｅ）は、正弦波の振幅ａを示す図である。
【0062】
直線偏光度（ＤｏＬＰ）を見ると、反射角度が大きくなると、反射成分（直線偏光）が大きくなっている（図９（Ｃ）及び図１２（Ｃ）等参照）。偏光角度（ＡｏＰ）を見ると、反射角度が小さいと、偏光角度がそろっていないが、反射角度が大きくなると、偏光角度がそろう範囲が大きくなっている（図９（Ｄ）及び図１２（Ｄ）等参照）。正弦波の振幅ａは、偏光によって除去できる偏光（反射）の大きさを示している。すなわち、振幅の大きさは、偏光で除去できる反射強度（ここでは反射温度）を示している。反射角度が小さいと、反射温度自体も小さいが、除去できる温度も小さく、反射角度が大きくなると、除去できる反射温度が大きくなる（図９（Ｅ）及び図１２（Ｅ）を参照）。
【0063】
図１３は、偏光フィルタ２０の回転角度と推定熱反射温度との関係を示すグラフである。この実験では、熱反射を分かりやすくするため、コンクリート試験体３３０の中心に２．５℃の熱反射が発生するように熱源３４０を配置している。本出願人の知見によれば、橋梁のコンクリート面に発生する熱反射の温度は、０．２℃程度であることから、熱源３４０が反射した熱画像から、熱源３４０が無いコンクリート試験体３３０を差し引いて求めた熱反射に補正（熱反射×（０．２℃／２．５℃）を行い、橋梁に発生する熱反射の温度を推定する。この推定した温度を推定熱反射温度とする。
【0064】
図１３に示されるように、反射角度（反射角）が小さい場合（回転角１５°の場合）は、偏光フィルタ２０の回転角度を変えても、推定熱反射温度の変化は少ないが、推定熱反射温度は全体的に低く、０．１℃以下となっている。反射角度が大きくなると、偏光フィルタ２０の回転角度が０°の熱反射が大きくなるが、偏光フィルタ２０の回転角度が９０°になると、偏光フィルタ２０によって熱反射を除去できる。
【0065】
図１４は、偏光フィルタ２０の回転角度が９０°のときの反射角度と推定熱反射温度との関係を示すグラフである。一般的な鏡面反射の場合、偏光度が最大となる反射角（すなわち、ブリュースター角）は、６０°前後とされ、このとき反射残光も最も小さくなる。図１４に示されるように、推定熱反射温度も反射角度（反射角）が大きくなるほど低下し、反射角度が６５°で最低となり、同様の傾向を示している。これらの実験の結果、反射角度（反射角）が小さい場合は、熱反射自体が小さく、反射角度が大きい場合は、偏光フィルタ２０により熱反射を除去できることが分かる。
【0066】
本実施形態の赤外線カメラ１０では、回転操作部２２により偏光フィルタ２０を回転させることで、構造物の表面の熱反射（すなわち、反射した赤外線光）を除去する。一例として、偏光フィルタ２０の複数の回転角度（例えば、０°、４５°、９０°、１３５°）に回転させたときの画像をそれぞれ比較し、構造物の所定の部位の輝度情報に応じて、反射した赤外線光が除去された画像を取得する。例えば、偏光フィルタ２０の複数の回転角度に回転させたときの画像をそれぞれ比較し、構造物の所定の部位の輝度の値が低い画像を選択するようにしてもよい。また、これに代えて、画像処理部３１は、偏光フィルタ２０の複数の回転角度の画像をそれぞれ比較し、構造物の所定の部位の輝度の値が最も低い画像を補正処理画像とする処理を行ってもよい（図９（Ａ）及び図１２（Ａ）をご参照）。これにより、赤外線カメラ１０では、直線偏光となる反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得することができる。
【0067】
（構造物の調査方法の処理の流れ）
図１５は、ユーザー端末５０が担当する構造物の調査処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ５１がＲＯＭ５２又はストレージ５４から調査処理プログラムを読み出して、ＲＡＭ５３に展開して実行することにより、調査処理が行なわれる。
図１５は、ユーザー端末５０が担当する構造物の調査処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ５１がＲＯＭ５２又はストレージ５４から調査処理プログラムを読み出して、ＲＡＭ５３に展開して実行することにより、調査処理が行なわれる。
【0068】
図１５に示されるように、ＣＰＵ５１は、反射した赤外線光が除去された構造物の撮影画像を取得する（ステップＳ１０１）。例えば、赤外線カメラ１０では、回転操作部２２により偏光フィルタ２０を回転させることで、反射した赤外線光が除去された画像が撮影される。ユーザー端末５０では、ＣＰＵ５１は、反射した赤外線光が除去された撮影画像を赤外線カメラ１０から通信部５７を介して取得する。図示を省略するが、例えば、ＣＰＵ５１は、表示部５６に撮影画像を表示するようにしてもよい。
【0069】
ＣＰＵ１１は、撮影画像から構造物の表面の温度差を検出する（ステップＳ１０２）。例えば、構造物の外装部などの表面が同一の部材で構成されている部分において、その部分の温度差を検出する。
【0070】
ＣＰＵ１１は、検出された温度差が閾値以上か否かを判断する（ステップＳ１０３）。構造物では、例えば、構造物の内部の損傷又は外装部の剥離等が生じると、損傷又は剥離した部分の空気層は熱伝導率が悪く、周辺よりも温度が高くなるため、温度差により損傷又は剥離等を検出できる。閾値は、構造物の表面の構成部材に応じて設定されている。
【0071】
温度差が閾値以上である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、構造物の表面の損傷が有る（損傷有り）と判定する（ステップＳ１０４）。これにより、検出された温度差に応じて、構造物の損傷状態が判定される。構造物の損傷状態として、例えば、構造物の内部の損傷の有無、又は構造物における外装部の剥離の有無が判定される。図示を省略するが、例えば、ＣＰＵ５１は、表示部５６に判定結果を表示するようにしてもよい。
【0072】
温度差が閾値より小さい場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、構造物の表面の損傷が無い（損傷無し）と判定する（ステップＳ１０５）。図示を省略するが、例えば、ＣＰＵ５１は、表示部５６に判定結果を表示するようにしてもよい。これにより、調査処理プログラムに基づく処理を終了する。
【0073】
（本実施形態の作用及び効果のまとめ）
本実施形態の構造物の調査方法では、直線偏光となる反射した赤外線光を除去する偏光フィルタ２０を備えた赤外線カメラ１０を用いて構造物を撮影することで、反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する（画像取得工程）。偏光フィルタ２０により、直線偏光となる反射した赤外線光を除去することで、周辺環境の熱反射又は天空の温度反射が構造物の表面の撮影画像に映り込むことが抑制される。さらに、構造物の調査方法では、撮影画像から構造物の表面の温度差を検出し（検出工程）、構造物の表面の温度差に応じて、構造物の損傷状態を判定する（判定工程）。
本実施形態の構造物の調査方法では、直線偏光となる反射した赤外線光を除去する偏光フィルタ２０を備えた赤外線カメラ１０を用いて構造物を撮影することで、反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する（画像取得工程）。偏光フィルタ２０により、直線偏光となる反射した赤外線光を除去することで、周辺環境の熱反射又は天空の温度反射が構造物の表面の撮影画像に映り込むことが抑制される。さらに、構造物の調査方法では、撮影画像から構造物の表面の温度差を検出し（検出工程）、構造物の表面の温度差に応じて、構造物の損傷状態を判定する（判定工程）。
【0074】
このため、本実施形態の構造物の調査方法では、周辺環境の熱反射又は天空の温度反射が被写体の表面の撮影画像に映り込むことによる誤検出を抑制することができる。したがって、構造物の損傷状態をより正確に調査することができる。
【0075】
また、本実施形態の構造物の調査方法では、赤外線カメラ１０の内部に回転可能な偏光フィルタ２０が設けられており、回転操作部２２により偏光フィルタ２０を構造物に対して相対的に回転させることで、反射した赤外線光を除去する。このため、本実施形態の構造物の調査方法では、周辺環境の熱反射又は天空の温度反射が構造物の表面の撮影画像に映り込むことを抑制することができる。
【0076】
また、本実施形態の構造物の調査方法では、判定工程では、構造物の損傷状態として、前記構造物の内部の損傷の有無及び前記構造物における外装部の剥離の有無の少なくとも一方が判定される。このため、本実施形態の構造物の調査方法では、検出された構造物の表面の温度差に応じて、構造物の内部の損傷の有無及び構造物における外装部の剥離の有無の少なくとも一方をより正確に判定することができる。
【0077】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態の構造物の調査方法について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
次に、第２実施形態の構造物の調査方法について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【0078】
図１６には、第２実施形態の構造物の調査方法に適用される赤外線カメラの一例が示されている。図１６に示されるように、赤外線カメラ７０は、赤外線カメラ本体１２の内部に配置されたレンズ群１６の後端側に配置された偏光フィルタ７２を備えている。偏光フィルタ７２は、偏光子の一例である。偏光フィルタ７２は赤外線カメラ本体１２の内壁に固定されている。赤外線カメラ７０は、赤外線カメラ本体１２を支持する支持部７４と、支持部７４を回転させる回転装置７６と、を備えている。
【0079】
支持部７４は、赤外線カメラ本体１２から延びたＬ字状の部材である。支持部７４は、赤外線カメラ本体１２の下部に接合されると共に略水平方向に延びる板状部７４Ａと、板状部７４Ａの端部から屈曲されると共に赤外線カメラ本体１２のレンズ群１６と反対側の端部１２Ａに対向するように配置された延出部７４Ｂと、を備えている。
【0080】
回転装置７６は、延出部７４Ｂに取り付けられており、図示しない設置台に支持されている。回転装置７６は、図示しないモータにより延出部７４Ｂを備えた支持部７４を回転させる。回転装置７６は、赤外線カメラ７０の光軸に沿った回転軸周りに回転する構成とされている。回転装置７６は、延出部７４Ｂを回転させることで、赤外線カメラ本体１２の内壁に固定された偏光フィルタ７２を構造物に対して相殺的に回転させる。なお、赤外線カメラ７０の他の構成は、第１実施形態の赤外線カメラ１０と同様である。
【0081】
本実施形態の構造物の調査方法では、第１実施形態の構造物の調査方法と同様の構成による作用及び効果に加えて、以下のような作用及び効果を備えている。
【0082】
本実施形態の構造物の調査方法では、赤外線カメラ１０の内部に固定された偏光フィルタ７２が設けられており、回転装置７６により偏光フィルタ７２を構造物に対して相対的に回転させることで、反射した赤外線光を除去する。このため、本実施形態の構造物の調査方法では、周辺環境の熱反射又は天空の温度反射が構造物の表面の撮影画像に映り込むことによる誤検出を抑制することができる。
【0083】
〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態の構造物の調査方法について説明する。なお、前述した第１～第２実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
次に、第３実施形態の構造物の調査方法について説明する。なお、前述した第１～第２実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【0084】
図１７及び図１８には、第３実施形態の構造物の調査方法に適用される赤外線カメラの一例が示されている。図１７に示されるように、赤外線カメラ１２０は、赤外線カメラ本体１２の内部に配置された赤外線検出部１２２を備えている。赤外線検出部１２２は、赤外線検出器の一例である。図１８に示されるように、赤外線カメラ１２０は、赤外線検出部１２２の表面側（前面側）に設けられた偏光子配置体１２４を備えている。また、赤外線カメラ１２０は、偏光子配置体１２４と対向する位置に、冷却遮蔽絞り部材の一例としてのコールドストップ１２６を備えている。コールドストップ１２６の前面には、カバーガラス１２８が設けられている。さらに、赤外線カメラ１２０は、赤外線検出部１２２で検出された画像データの画像処理を行う画像処理部１３０と、赤外線カメラ１２０の各部（画像処理部１３０を含む）を制御する制御部１３２と、を備えている。赤外線検出部１２２は、例えば、冷却型Ｉｎｓｂセンサで構成されており、赤外線検出部１２２が検出する波長域は、３～５μｍである。
【0085】
図１９に示されるように、偏光子配置体１２４は、直線偏光となる反射した赤外線光を除去する偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄを備えており、偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄは、異なる４方向に配置されている。一例として、偏光子１２４Ａは、０°の方向（基準位置）に配置されており、偏光子１２４Ｂは、基準位置に対して４５°の方向に配置されており、偏光子１２４Ｃは、基準位置に対して９０°の方向に配置されており、偏光子１２４Ｄは、基準位置に対して１３５°の方向に配置されている。偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄは、縦２列かつ横２列で１セットとなるように並べて配置されており、この１セットの配列が上下左右に繰り返し配置されている。偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの１セットの配列の繰り返し配置をベイヤー配列という。
【0086】
赤外線検出部１２２の表面側（前面側）には、赤外線検出部１２２の各画素上に、異なる４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄが配置されている。図示を両着するが、偏光子配置体１２４の表面側（前面側）には、それぞれの偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄごとにマイクロレンズが配置されている。
【0087】
偏光が偏光子配置体１２４に入ってくると、異なる４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄからは、それぞれ異なる大きさの光が透過する。
【0088】
画像処理部１３０では、偏光子配置体１２４における４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの画像情報に基づいて、反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行う。画像処理部１３０は、例えば、４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの輝度情報に基づいて、同一画素において輝度の値の最小値画像とする処理を行う。
【0089】
直線偏光の場合、サイン波に近似する。これにより、４方向の偏光情報が取得できれば、反射光の振動方向の最小となる角度と最大となる角度が４方向と一致しなくても、反射光の振動方向の最小値と最大値が推定できる。ここで、光の強度Ｉｐｏｌは、下記の数式１（数１を参照）で示される。
【0090】
【数1】
【0091】
数式１において、Ｉｐｏｌは各画素から出力される信号の大きさ（光の強度）であり、θｐｏｌは偏光子配置体１２４上の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの角度（すなわち、偏光子を透過する振動方向の角度）である。また、Ｉｍａｘは振幅の最大値であり、Ｉｍｉｎは振幅の最小値であり、φは入射光の偏光方向（すなわち、偏光の振動方向）である。
【0092】
数式１において、不明なパラメータは、Ｉｍａｘ、Ｉｍｉｎ、及びφの３つである。このため、少なくとも３つの異なる偏光子を通った光の強度がそれぞれ分かれば、数式１を解くことができ、入射光の偏光状態（すなわち、偏光度と偏光方向）が分かる。偏光度は、数式２（数２を参照）で表される。偏光度は、光の振動方向がどのくらい偏っているかの指標である。
【0093】
【数2】
【0094】
上記の内容から、反射光の偏光状態（すなわち、偏光度ρと偏光方向φ）が分かる。このため、４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの輝度情報（すなわち、明るさの情報）に基づいて、画像処理を行うことができる。
【0095】
図２０は、赤外線カメラ１２０が担当する構造物の調査処理の流れを示すフローチャートである。図示を省略するが、赤外線カメラ１２０の制御部１３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びストレージの各構成を有する。制御部１３２では、ＣＰＵがＲＯＭ又はストレージから調査処理プログラムを読み出して、ＲＡＭに展開して実行することにより、調査処理が行なわれる。
【0096】
図２０に示されるように、制御部１３２のＣＰＵは、偏光子配置体１２４の４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの画像情報を取得する（ステップＳ１５１）。
【0097】
制御部１３２のＣＰＵは、４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの画像情報に基づいて、同一組の箇所において輝度情報を比較する（ステップＳ１５２）。ここで、同一組の箇所とは、ベイヤー配列された４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄによる４つのデータ単位（画素単位の場合もある）が一組となった同一組の箇所をいう。
【0098】
制御部１３２のＣＰＵは、４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの輝度情報に基づいて、同一組の箇所において輝度の値の最小値画像を選択する（ステップＳ１５３）。
【0099】
制御部１３２のＣＰＵは、すべての同一組の箇所を処理したか否かを判断する（ステップＳ１５４）。
【0100】
すべての同一組の箇所を処理していない場合（ステップＳ１５４：ＮＯ）、ＣＰＵは、ステップＳ１５２の処理に戻る。
【0101】
すべての同一組の箇所を処理した場合（ステップＳ１５４：ＮＯ）、制御部１３２のＣＰＵは、選択された輝度の値の最小値画像に基づいて全体画像を形成する（ステップＳ１５５）。すなわち、すべての画素において、輝度の値の最小値画像がそれぞれ選択されていることで、全体画像が形成される。
【0102】
制御部１３２のＣＰＵは、形成された全体画像を撮影画像として記憶する（ステップＳ１５６）。例えば、撮影画像は、ストレージなどに記憶される。図示を省略するが、例えば、制御部１３２のＣＰＵは、表示部に撮影画像を表示するようにしてもよい。これにより、調査処理プログラムに基づく処理を終了する。
【0103】
本実施形態の構造物の調査方法では、第１実施形態の構造物の調査方法と同様の構成による作用及び効果に加えて、以下のような作用及び効果を備えている。
【0104】
本実施形態の構造物の調査方法では、赤外線カメラ１２０の内部の赤外線検出部１２２の表面側に偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄが異なる４方向に配置されている。画像取得工程では、４方向に配置された偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの画像情報に基づいて、反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行う。これにより、周辺環境の熱反射又は天空の温度反射が構造物の表面の撮影画像に映り込むことを抑制することができる。このため、周辺環境の熱反射又は天空の温度反射が構造物の表面の撮影画像に映り込むことによる誤検出を抑制することができる。
【0105】
また、本実施形態の構造物の調査方法は、４方向に配置された偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの輝度情報に基づいて、同一画素において輝度の値の最小値画像とする画像処理を行う。これにより、反射した赤外線光が除去された撮影画像を効率よく取得することができる。
【0106】
また、赤外線カメラ１２０は、赤外線カメラ本体１２の内部に設けられた赤外線検出部１２２と、赤外線検出部１２２の表面側に設けられた偏光子配置体１２４と、を備えている。偏光子配置体１２４は、異なる４方向に配置された偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄを備えている。さらに、赤外線カメラ１２０は、４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの画像情報に基づいて、反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行う画像処理部１３０を備えている。
【0107】
赤外線カメラ１２０では、赤外線カメラ本体１２の内部に設けられた赤外線検出部１２２によって、被写体（例えば、構造物）から放射される赤外線が検出される。赤外線検出部１２２の表面側には、偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄが異なる４方向に配置された偏光子配置体１２４が設けられている。これにより、偏光子配置体１２４を透過した赤外線が赤外線検出部１２２によって検出される。さらに、画像処理部１３０では、偏光子配置体１２４における４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの画像情報に基づいて、反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行う。これにより、周辺環境の熱反射又は天空の温度反射が被写体（例えば、構造物）の表面の撮影画像に映り込むことを抑制することができる。このため、赤外線カメラ１２０を用いて構造物を調査する際に、周辺環境の熱反射又は天空の温度反射が構造物の表面の撮影画像に映り込むことによる誤検出を抑制することができる。
【0108】
赤外線カメラ１２０では、画像処理部１３０は、４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄの輝度情報に基づいて、同一画素において輝度の値の最小値画像とする処理を行う。このため、赤外線カメラ１２０では、反射した赤外線光が除去された撮影画像を効率よく取得することができる。
【0109】
〔第４実施形態〕
次に、第４実施形態の構造物の調査方法について説明する。なお、前述した第１～第３実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
次に、第４実施形態の構造物の調査方法について説明する。なお、前述した第１～第３実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【0110】
図２１には、第４実施形態の構造物の調査方法に適用される赤外線カメラの一例として、赤外線カメラ１７０の一部が示されている。図２１に示されるように、赤外線カメラ１７０は、赤外線カメラ本体１２の内部に配置された赤外線検出部１７２を備えている。赤外線カメラ１７０は、赤外線検出部１７２の表面側（前面側）に設けられた偏光子配置体１２４を備えている。赤外線カメラ１７０は、偏光子配置体１２４と対向する位置に絞り部材１７６を備えている。絞り部材１７６の前面には、カバーガラス１７８が設けられている。赤外線検出部１７２は、例えば、非冷却型マイクロボロメータで構成されており、赤外線検出部１７２が検出する波長域は、８～１４μｍである。赤外線カメラ１７０の他の構成は、第３実施形態の赤外線カメラ１２０と同様である。
【0111】
本実施形態の構造物の調査方法では、第３実施形態の構造物の調査方法と同様の構成により、同様の作用及び効果を得ることができる。
【0112】
本実施形態の赤外線カメラ１７０では、第３実施形態の赤外線カメラ１２０と同様の構成により、同様の作用及び効果を得ることができる。
【0113】
〔第５実施形態〕
次に、第５実施形態の構造物の調査方法について説明する。なお、前述した第１～第４実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
次に、第５実施形態の構造物の調査方法について説明する。なお、前述した第１～第４実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【0114】
図２２に示されるように、赤外線カメラ４００は、偏光フィルタ２０と、偏光フィルタ２０を支持した状態で回転する回転部４０２と、回転部４０２を駆動する駆動部４０４と、駆動部４０４を制御する制御部４１２と、を備えている。制御部４１２は、図示しない操作部からの信号に応じて駆動部４０４を駆動することで、回転部４０２に支持された偏光フィルタ２０を回転させる。また、赤外線カメラ４００は、撮像部３４（図２参照）の撮像を制御する撮像制御部４０８と、撮影された画像データの処理を行う画像処理部４１０と、を備えている。
【0115】
本実施形態では、駆動部４０４により、偏光フィルタ２０が一定速度で周方向に回転する。撮像制御部４０８は、一定間隔で、後述する構造物３５０（図２３参照）を撮影する。その際、偏光フィルタ２０を少なくとも３つ以上の異なる角度に回転させた状態で、構造物３５０を撮影することが好ましい。例えば、一定間隔として、偏光フィルタ２０が３０°回転する毎に、構造物３５０を撮影する。
【0116】
画像処理部４１０は、パターンマッチングで、一定間隔で撮影された複数の撮影画像を重ね合わせる。そして、画像データの同一画素で、上記のサイン波近似を利用して（数１及び数２を参照）、反射光の振動方向の最小値と最大値を算出する。これにより、反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する。赤外線カメラ４００のその他の構成は、第１実施形態の赤外線カメラ１０と同様である。
【0117】
図２３（Ａ）は、赤外線カメラ４００により構造物３５０を撮影する状態を示す図であり、図２３（Ｂ）は、構造物３５０における赤外線カメラ４００の撮影箇所３６０Ａを示す図である。図２３（Ａ）に示されるように、構造物３５０として、橋梁３５２の張出部３５２Ａを赤外線カメラ４００で撮影する。昼間の太陽光で照らされた状態では、道路３１０の舗装から発生した矢印に示す赤外線（すなわち、舗装熱）が撮影対象の橋梁３５２の張出部３５２Ａに反射する。図２３（Ｂ）に示されるように、赤外線カメラ４００により、構造物３５０における張出部３５２Ａの撮影箇所３６０Ａが撮影される。
【0118】
図２４（Ａ）～図２４（Ｃ）は、偏光フィルタ２０を基準位置から０°、３０°、６０°回転させた状態で、構造物３５０を撮影した画像である。図２４（Ａ）～図２４（Ｃ）に示されるように、これらの画像には反射した赤外線光が含まれている。これらの画像情報（画像データ）から、同一画素で、上記のサイン波近似を利用して、反射光の振動方向の最小値と最大値を算出する。これにより、図２４（Ｄ）に示されるように、反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得することができる。
【0119】
本実施形態の構造物の調査方法では、第１実施形態の構造物の調査方法と同様の構成による作用及び効果に加えて、以下のような作用及び効果を備えている。
【0120】
本実施形態の構造物の調査方法では、偏光フィルタ２０を構造物３５０に対して相対的に回転させ、少なくとも３つ以上の異なる回転角度で構造物３５０を撮影する。そして、構造物３５０を撮影した画像情報に基づいて、反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得するための画像処理を行う。本実施形態では、反射光の振動方向の最小値と最大値を算出し、反射した赤外線光が除去された撮影画像を取得する。このため、赤外線カメラ４００の構造が単純であり、反射した赤外線光が除去された撮影画像を効率よく取得することができる。また、偏光フィルタ２０の回転速度と撮影間隔によっては、上記のサイン波近似が不要となることも考えられる。
【0121】
〔補足説明〕
第１及び第２実施形態において、赤外線カメラ１０、７０の構成部品は、変更可能である。
第１及び第２実施形態において、赤外線カメラ１０、７０の構成部品は、変更可能である。
【0122】
第３及び第４実施形態では、偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄが異なる４方向に配置された偏光子配置体１２４を備えた赤外線カメラ１２０、１７０が回転しない構成とされているが、本開示の技術は、この構成に限定されるものではない。例えば、第２実施形態と同様の回転装置により、赤外線カメラ１２０、１７０を回転させる構成としてもよい。
【0123】
第３及び第４実施形態では、４方向の偏光子１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄが設けられているが、高画素の場合は、３×３の９方向のデータを取得することが可能である。この場合、近似処理を行わなくても、反射光の振動方向の最小値と最大値を求めるだけで精度を確保でき、処理速度も速くなる。
【0124】
第１～第４実施形態では、ユーザー端末５０により構造物の損傷状態を判定したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、赤外線カメラ又はユーザー端末の表示部に撮影画像を表示し、ユーザーが構造物の表面の温度差に基づいて構造物の損傷状態を判定してもよい。
【0125】
第５実施形態では、偏光フィルタ２０を一定速度で回転させて一定間隔で構造物を撮影したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、第２実施形態の赤外線カメラ７０を用い、赤外線カメラ７０を一定速度で回転させて一定間隔で構造物を撮影し、第５実施形態と同様の画像処理を行ってもよい。
【0126】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
【符号の説明】
【0127】
１０ 赤外線カメラ
１２ 赤外線カメラ本体
１６ レンズ群
１８ 赤外線検出部
２０ 偏光フィルタ（偏光子の一例）
２２ 回転操作部
５０ ユーザー端末
７０ 赤外線カメラ
７２ 偏光フィルタ（偏光子の一例）
７６ 回転装置
１２０ 赤外線カメラ
１２２ 赤外線検出部（赤外線検出器の一例）
１２４ 偏光子配置体
１２４Ａ 偏光子
１２４Ｂ 偏光子
１２４Ｃ 偏光子
１２４Ｄ 偏光子
１３０ 画像処理部
１７０ 赤外線カメラ
１７２ 赤外線検出部（赤外線検出器の一例）
３５０ 構造物
４００ 赤外線カメラ
４０２ 回転部
４０４ 駆動部
４１０ 画像処理部
１２ 赤外線カメラ本体
１６ レンズ群
１８ 赤外線検出部
２０ 偏光フィルタ（偏光子の一例）
２２ 回転操作部
５０ ユーザー端末
７０ 赤外線カメラ
７２ 偏光フィルタ（偏光子の一例）
７６ 回転装置
１２０ 赤外線カメラ
１２２ 赤外線検出部（赤外線検出器の一例）
１２４ 偏光子配置体
１２４Ａ 偏光子
１２４Ｂ 偏光子
１２４Ｃ 偏光子
１２４Ｄ 偏光子
１３０ 画像処理部
１７０ 赤外線カメラ
１７２ 赤外線検出部（赤外線検出器の一例）
３５０ 構造物
４００ 赤外線カメラ
４０２ 回転部
４０４ 駆動部
４１０ 画像処理部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
