JP2002022652A - Apparatus for analyzing wavelength analysis type infrared image and visible image - Google Patents
Apparatus for analyzing wavelength analysis type infrared image and visible imageInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、波長分析型赤外
画像および可視画像解析装置に関する。The present invention relates to a wavelength analysis type infrared image and visible image analyzer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より赤外領域における画像計測は、
電磁波エネルギーを温度に換算してそのエネルギー分布
を二次元的に計測する温度計測が主であった。例えば植
物への汚染ガスの影響を測定する場合、赤外線カメラで
植物の葉の温度（葉温）を遠隔で連続測定し、この葉温
から水ストレスや汚染ガスの吸収による影響が研究され
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, image measurement in the infrared region has been performed by:
Temperature measurement, which converts electromagnetic wave energy into temperature and measures the energy distribution two-dimensionally, has been mainly used. For example, when measuring the effect of polluting gas on plants, the temperature of the leaves of the plant (leaf temperature) is continuously measured remotely with an infrared camera, and the effects of water stress and the absorption of polluting gas are studied from the leaf temperature. .
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の赤外領域における画像計測の手法では、温度計測が
あくまでも主であるため、温度以外のＣＯ2 の影響や水
分の影響などを直接測定することができないとともに、
可視画像との組み合わせも十分ではなかった。このた
め、環境負荷の測定を必ずしも十分に行うことができな
かった。However, in the above-mentioned conventional image measurement method in the infrared region, since temperature measurement is mainly used, it is necessary to directly measure the influence of CO 2 and moisture other than temperature. Not be able to
The combination with the visible image was not sufficient. For this reason, it was not always possible to sufficiently measure the environmental load.
【０００４】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、可視領域における肉眼による画
像と、同じ視野における赤外二次元画像とを選択により
同時にまたは各別に得ることができる波長分析型赤外画
像および可視画像解析装置（以下、単に画像解析装置と
いう）を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to obtain an image by the naked eye in a visible region and an infrared two-dimensional image in the same field of view simultaneously or separately by selection. An object of the present invention is to provide a wavelength analysis type infrared image and visible image analyzer (hereinafter simply referred to as an image analyzer).
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明では、ケースの前面に赤外線および可視
光線のいずれをも透過させるレンズを設け、このレンズ
の後方に、特定波長領域の赤外光線のみを通過させる赤
外フィルタと可視光線のみを通過させる可視フィルタと
を同一平面内に備えた光学フィルタと、赤外光線のみを
受光する赤外受光部と可視光線のみを受光する可視受光
部とを同一平面内に備えた赤外・可視一体型画像センサ
とをこの順で設け、前記赤外・可視一体型画像センサか
ら赤外信号および可視信号を前記光学フィルタの切替え
に同期して、ケース内に設けられた制御演算部に取り込
み、この制御演算部においてソフト処理された可視画像
および分光赤外画像を各別にまたは同時に、ケースに設
けられた表示部に表示するようにしている（請求項
１）。In order to achieve the above object, in the first invention, a lens for transmitting both infrared rays and visible light is provided on the front surface of a case, and a specific wavelength region behind the lens is provided behind the lens. An optical filter having an infrared filter that transmits only infrared light and a visible filter that transmits only visible light in the same plane, an infrared light receiving unit that receives only infrared light, and a visible light that receives only visible light An infrared-visible integrated image sensor having a light-receiving section and the same plane is provided in this order, and an infrared signal and a visible signal from the infrared-visible integrated image sensor are synchronized with the switching of the optical filter. Then, it is taken into a control operation unit provided in the case, and the visible image and the spectral infrared image processed by the software in the control operation unit are displayed separately or simultaneously on a display unit provided in the case. It is way (claim 1).
【０００６】そして、第２の発明では、ケースの前面に
赤外線および可視光線をそれぞれ透過させるレンズを設
け、赤外線透過レンズの後方には特定波長領域の赤外光
線のみを通過させる赤外フィルタと、赤外光線のみを受
光する赤外画像センサをこの順で設ける一方、可視光線
透過レンズの後方には可視画像センサを設け、前記両画
像センサからそれぞれ出力される赤外信号および可視信
号をケース内に設けられた制御演算部に取り込み、この
制御演算部においてソフト処理された可視画像および分
光赤外画像を各別にまたは同時に、ケースに設けられた
表示部に表示するようにしている（請求項２）。In the second invention, a lens for transmitting infrared light and visible light is provided on the front surface of the case, and an infrared filter for passing only infrared light of a specific wavelength region is provided behind the infrared transmitting lens. While an infrared image sensor that receives only infrared light is provided in this order, a visible image sensor is provided behind the visible light transmitting lens, and an infrared signal and a visible signal respectively output from the two image sensors are provided in the case. The visible image and the spectral infrared image, which have been soft-processed by the control operation unit, are displayed separately or simultaneously on a display unit provided in the case. ).
【０００７】上記いずれの発明においても、フィールド
測定することができ、リアルタイムに計測することがで
きる。より詳しくは、レンズを通して得られる可視信号
および赤外信号を制御演算部においてソフト処理するこ
とにより、可視領域における画像と、この画像と同じ視
野における赤外線画像とを得ることができ、これらの画
像を選択的に同時またはいずれか一方のみをリアルタイ
ムで表示することができる。そして、二次元での赤外波
長分析（分光分析）を行っているので、請求項３に記載
しているように、赤外フィルタがＣＯ2 測定用、Ｈ2 Ｏ
測定用、温度測定用のフィルタに区画されているような
場合、肉眼で観察できる視野における赤外領域での温度
分布のみならず、ＣＯ2 濃度分布や水分濃度分布などを
測定することができる。In any of the above inventions, field measurement can be performed, and measurement can be performed in real time. More specifically, by performing a software process on the visible signal and the infrared signal obtained through the lens in the control calculation unit, an image in the visible region and an infrared image in the same field of view as this image can be obtained. Simultaneously or only one of them can be displayed in real time. Since the infrared wavelength analysis (spectroscopic analysis) is performed in two dimensions, the infrared filter is used for measuring CO 2 and H 2 O.
In the case where the filter is divided into filters for measurement and temperature measurement, it is possible to measure not only the temperature distribution in the infrared region in the visual field that can be observed with the naked eye, but also the CO 2 concentration distribution, the water concentration distribution, and the like.
【０００８】特に、第２の発明においては、光学的構成
がシンプルであり、全く同一の測定対象を一つのレンズ
によって可視領域と赤外領域においてそれぞれ観察する
ことができ、より精度の高い測定を行うことができる。[0008] In particular, in the second invention, the optical configuration is simple, and exactly the same object to be measured can be observed in the visible region and the infrared region with one lens, so that more accurate measurement can be performed. It can be carried out.
【０００９】また、請求項４に記載しているように、前
記制御演算部に外部の信号処理装置を接続することもで
き、このようにした場合、フィールド測定によって得ら
れたデータを入念に解析することもできる。Also, an external signal processing device can be connected to the control operation unit. In such a case, data obtained by field measurement is carefully analyzed. You can also.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図面を
参照しながら説明する。図１〜図３は、第１の発明の一
つの実施の形態を示すものである。まず、図１は、画像
解析装置としての赤外・可視一体型カメラ１００の構成
を概略的に示すもので、この図において、１は適宜の素
材よりなるケースで、図２に示すように、本体部１Ａと
これに連なる握り部１Ｂとからなる。そして、ケース本
体部１Ａの前面には、赤外線および可視光線のいずれを
も透過させる集光レンズ２が設けられている。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 show one embodiment of the first invention. First, FIG. 1 schematically shows a configuration of an infrared-visible integrated camera 100 as an image analysis device. In this figure, 1 is a case made of an appropriate material, as shown in FIG. It comprises a main body 1A and a grip 1B connected thereto. A condenser lens 2 that transmits both infrared light and visible light is provided on the front surface of the case body 1A.
【００１１】３は集光レンズ２の後方に設けられる赤外
・可視一体型画像センサ（以下、画像センサという）
で、赤外光線のみを受光する赤外受光部３Ａと可視光線
のみを受光する可視受光部３Ｂとを同一平面内に備えて
おり、ケース本体部１Ａ内に設けられている。この画像
センサ３の一方の面には、微小な単位センサ（画素）が
二次元的に多数配置され、赤外受光部３Ａを構成する複
数の画素３ａは、例えばサーモパイルあるいはパイロセ
ンサなどからなり、可視受光部３Ｂを構成する複数の画
素３ｂは、例えばフォトダイオードからなる。そして、
この実施の形態においては、前記画素３ａ，３ｂは、互
いに隣合うように配置されている。そして、この画像セ
ンサ３の赤外受光部３Ａおよび可視受光部３Ｂにそれぞ
れ赤外光線、可視光線が入射されると、それぞれの受光
部３Ａ、３Ｂから赤外信号ａ、可視信号ｂが出力され
る。Reference numeral 3 denotes an infrared-visible integrated image sensor (hereinafter, referred to as an image sensor) provided behind the condenser lens 2.
An infrared light receiving section 3A that receives only infrared light and a visible light receiving section 3B that receives only visible light are provided on the same plane, and are provided in the case body 1A. On one surface of the image sensor 3, a large number of minute unit sensors (pixels) are two-dimensionally arranged, and the plurality of pixels 3a constituting the infrared light receiving unit 3A are made of, for example, a thermopile or a pyro sensor and are visible. The plurality of pixels 3b constituting the light receiving unit 3B are formed of, for example, photodiodes. And
In this embodiment, the pixels 3a and 3b are arranged adjacent to each other. When an infrared ray and a visible ray are incident on the infrared light receiving section 3A and the visible light receiving section 3B of the image sensor 3, respectively, an infrared signal a and a visible signal b are output from the respective light receiving sections 3A and 3B. You.
【００１２】４は集光レンズ２と画像センサ３との間に
介装される光学フィルタで、赤外光線のみを通過させる
赤外フィルタ４Ａと可視光線のみを通過させる可視フィ
ルタ４Ｂとを同一平面内に備えており、ケース本体部１
Ａ内に設けられている。この光学フィルタ４は、例えば
円板状で、モータ５により回転する軸６の先端に固定さ
れて、回転自在に構成されており、その平面は、回転軸
６を中心にして面積が等しくなるように４等分されたフ
ィルタ部分４ａ1 〜４ａ4 が形成されている。そして、
赤外フィルタ４Ａは、特定波長領域の赤外光をそれぞれ
通過させる３つのフィルタ部分４ａ1 〜４ａ3 よりな
り、それぞれＣＯ2 濃度測定用、水分測定用、温度測定
用に形成されている。また、可視フィルタ４Ｂは、残り
のフィルタ部分４ａ4 であり、可視領域の光を通過させ
るように構成されている。なお、各フィルタ部分４ａ1
〜４ａ4 は、集光レンズ２を通過した光を全てカバーす
る程度の大きさに設定されている。Reference numeral 4 denotes an optical filter interposed between the condenser lens 2 and the image sensor 3, which is composed of an infrared filter 4A for passing only infrared rays and a visible filter 4B for passing only visible rays. Provided in the case body 1
A. The optical filter 4 is, for example, in a disk shape, is fixed to the tip of a shaft 6 rotated by a motor 5, and is configured to be rotatable. The planes of the optical filter 4 have the same area around the rotation shaft 6. 4 filter portion 4a 1 to 4A 4 which are equally divided are formed. And
Infrared filter 4A is made of three filter portions 4a 1 to 4A 3 passing each infrared light in a specific wavelength region, respectively the CO 2 concentration measurement, for water determination is formed for temperature measurement. Further, the visible filter 4B is a remainder of the filter portion 4a 4, and is configured to pass light in the visible region. Each filter part 4a 1
To 4A 4 it is set to a size enough to cover all the light passing through the condensing lens 2.
【００１３】７は赤外・可視一体型カメラ１００の各部
を制御したり、前記出力信号ａ，ｂをプログラムにした
がって画像処理したり、適宜の演算処理を行う機能を備
えた制御演算部で、例えばマイコンよりなり、ケース本
体部１Ａ内に設けられている。Reference numeral 7 denotes a control operation unit having functions of controlling each unit of the infrared / visible integrated camera 100, performing image processing on the output signals a and b according to a program, and performing appropriate operation processing. For example, it is formed of a microcomputer and is provided in the case body 1A.
【００１４】８は電源スイッチ、各種の操作キー（例え
ば表示切替えキーなどの制御キー）やテンキーなどの入
力キーを備えた入力装置で、ケース本体部１Ａの外側部
に設けられている。An input device 8 is provided with an input key such as a power switch, various operation keys (for example, control keys such as a display switching key), and a numeric keypad, and is provided on an outer portion of the case body 1A.
【００１５】９は表示部で、例えば液晶ディスプレイよ
りなり、制御演算部７における画像処理や演算処理によ
って得られた結果をカラー表示することができ、例えば
制御演算部７においてソフト処理された可視画像および
分光赤外画像を各別にまたは同時に表示することができ
る。そして、この表示部９は、ケース本体部１Ａの側部
に出し入れ自在に設けられている。Reference numeral 9 denotes a display unit, which is composed of, for example, a liquid crystal display. The display unit 9 can display the results obtained by the image processing and the arithmetic processing in the control arithmetic unit 7 in color. And spectral infrared images can be displayed separately or simultaneously. The display unit 9 is provided on the side of the case body 1A so as to be freely inserted and removed.
【００１６】１０はケース本体部１Ａに対して着脱自在
に設けられるメモリ装置としてのメモリカードで、制御
演算部７の処理によって得られた各種のデータを記録し
たり、入力装置８からの入力内容を一時的に記録するこ
とができる。Reference numeral 10 denotes a memory card as a memory device which is detachably provided to the case main body 1A. The memory card 10 records various data obtained by the processing of the control operation unit 7, and inputs contents from the input device 8. Can be temporarily recorded.
【００１７】そして、図２において、１１はケース本体
部１Ａの背面側に設けられるファイダーである。また、
ケース本体部１Ａには、制御演算部７に連なる外部接続
部（図示していない）が設けられており、適宜の信号取
り出し用ケーブル１２などを接続することにより、パソ
コンなど外部の演算処理装置１３に対して蓄積したデー
タなどを取り出せるようにしてある。１４はこの演算処
理装置１３からの信号に基づいて画像を表示する表示部
で、前記表示部９と同様の機能を備えている。In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a finder provided on the back side of the case body 1A. Also,
The case main body 1A is provided with an external connection unit (not shown) connected to the control calculation unit 7, and by connecting an appropriate signal extraction cable 12 and the like, an external calculation processing device 13 such as a personal computer is connected. The stored data can be retrieved. A display unit 14 displays an image based on a signal from the processing unit 13 and has the same functions as the display unit 9.
【００１８】次に、上記構成の赤外・可視一体型カメラ
１００の動作について説明すると、電源スイッチをオン
すると、赤外・可視一体型カメラ１００がオン状態とな
る。スタートスイッチをオンすると、モータ５が回転
し、光学フィルタ４が所定の速度で回転する。これによ
り、測定対象物体、例えば葉１４（図２参照）からの光
が集光レンズ２を通過し、回転している光学フィルタ４
の赤外フィルタ４Ａおよび可視フィルタ４Ｂを経て画像
センサ３の赤外受光部３Ａおよび可視受光部３Ｂにそれ
ぞれ入射し、これらの受光部３Ａ，３Ｂから赤外信号ａ
および可視信号ｂがそれぞれ出力され、これらの信号
ａ，ｂが制御演算部７に入力する。制御演算部７におい
ては、前記信号ａ，ｂをソフト処理することにより、葉
１４に関する可視画像信号および赤外画像信号が得られ
る。Next, the operation of the integrated infrared / visible camera 100 will be described. When the power switch is turned on, the integrated infrared / visible camera 100 is turned on. When the start switch is turned on, the motor 5 rotates, and the optical filter 4 rotates at a predetermined speed. As a result, light from an object to be measured, for example, a leaf 14 (see FIG. 2) passes through the condenser lens 2, and the rotating optical filter 4
Of the image sensor 3 via the infrared filter 4A and the visible filter 4B, and the infrared signal a from the light receivers 3A and 3B.
And a visible signal b are output, respectively, and these signals a and b are input to the control operation unit 7. The control operation unit 7 performs a software process on the signals a and b to obtain a visible image signal and an infrared image signal of the leaf 14.
【００１９】このとき、光学フィルタ４の回転と、制御
演算部７への赤外信号ａおよび可視信号ｂの取り込みタ
イミングを同期させることにより、つまり、赤外フィル
タ４Ａおよび可視フィルタ４Ｂの切替えタイミングと前
記信号の取り込みタイミングとを同期させることによ
り、葉１５の可視画像１６、分光赤外画像１７ａ，１７
ｂおよび温度画像１７ｃを得ることができる。例えば、
ＣＯ2 フィルタ４ａ1 のタイミングで赤外信号ａを取り
込んだ場合、葉１５におけるＣＯ2 濃度の二次元分布画
像１７ａが得られ、同様に、水分用フィルタ４ａ2 、温
度用フィルタ４ａ 3 のそれぞれのタイミングで赤外信号
ａを取り込んだ場合、葉１５における水分の二次元分布
画像１７ｂ、温度の二次元分布画像１７ｃが得られる。
また、可視フィルタ４Ｂ（４ａ4 ）のタイミングで可視
信号ｂを取り込んだ場合、葉１５の可視画像１６が得ら
れる。At this time, the rotation of the optical filter 4 and the control
A unit for taking in the infrared signal a and the visible signal b into the arithmetic unit 7
By synchronizing the imaging,
Before and after the switching of the filter 4A and the visible filter 4B
By synchronizing the signal
, The visible image 16 of the leaves 15 and the spectral infrared images 17a, 17
b and the temperature image 17c can be obtained. For example,
COTwoFilter 4a1At the timing of
When it is crowded, CO in leaf 15Two2D distribution of concentration
An image 17a is obtained, and likewise the water filter 4aTwo, Warm
Degree filter 4a ThreeInfrared signal at each timing
a, the two-dimensional distribution of water in the leaves 15
An image 17b and a two-dimensional temperature distribution image 17c are obtained.
In addition, the visible filter 4B (4aFour) Timing
When the signal b is captured, a visible image 16 of the leaf 15 is obtained.
It is.
【００２０】そして、制御演算部７に対する赤外信号ａ
および可視信号ｂの取り込みは、常時、赤外信号の３種
類（すなわち、ＣＯ2 濃度用、水分用、温度用）と可視
画像用の信号の４種類を取り込んでおき、入力装置８に
おける表示切替えキーを操作することにより、可視画像
１６のみ、赤外画像のみ（ＣＯ2 濃度分布画像１７ａ、
水分分布画像１７ｂ、温度分布画像１７ｃのいずれか）
または可視画像１６と一つの赤外画像（１７ａ，１７
ｂ，１７ｃのいずれか）の同時表示１８のいずれかを選
択的に行うことができる。Then, the infrared signal a for the control arithmetic unit 7
The three types of infrared signals (ie, for CO 2 concentration, moisture, and temperature) and four types of signals for visible images are always captured, and the display switching in the input device 8 is performed. By operating the keys, only the visible image 16 and only the infrared image (CO 2 concentration distribution image 17a,
One of the moisture distribution image 17b and the temperature distribution image 17c)
Alternatively, the visible image 16 and one infrared image (17a, 17
b, 17c) can be selectively performed.
【００２１】図３は、上記ハンディタイプの赤外・可視
一体型カメラを用いて、フィールド測定を行う各種の例
を示すもので、山の状態（図中のＡ部参照）や、河川の
水分状態（図中のＢ部参照）、池における植物や水の状
態（図中のＣ部参照）、工場からの排ガスの状態（図中
のＤ部参照）、高速道路における排ガスの状態（図中の
Ｅ部参照）など、各種の環境測定を行うことができる。FIG. 3 shows various examples of performing field measurement using the above-mentioned handy type infrared / visible integrated camera, showing the state of a mountain (see A in the figure) and the water content of a river. State (see part B in the figure), state of plants and water in the pond (see part C in the figure), state of exhaust gas from the factory (see part D in the figure), state of exhaust gas on the expressway (in the figure) Various types of environmental measurements can be performed.
【００２２】そして、上記環境測定における測定結果
を、上記構成の赤外・可視一体型カメラ１００の表示部
９にリアルタイムで表示するようにしてもよいが、測定
のみ行い、図２の上方に示すように、赤外・可視一体型
カメラ１００にパソコン１３を接続し、このパソコン１
３に測定データを読み取らせて、パソコン１３において
分析を行い、同様に各種の画像を表示部１４に選択的に
表示させるようにしてもよい。The result of the environment measurement may be displayed in real time on the display unit 9 of the infrared-visible integrated camera 100 having the above-described configuration. However, only the measurement is performed, and the result is shown in the upper part of FIG. As described above, the personal computer 13 is connected to the infrared / visible
Alternatively, the measurement data may be read by the PC 3, the analysis may be performed by the personal computer 13, and similarly, various images may be selectively displayed on the display unit 14.
【００２３】上述の第１の発明によれば、単一の光学系
を構築するだけで、測定対象物の肉眼監視と赤外モニタ
リングとを同時に行うことができる。ところで、赤外画
像は、現在のところでは、可視画像に比べると画像分解
能が低く、赤外画像のみでは事物等を鮮明に把握するこ
とは困難であり、心理的な不満が残るが、赤外画像を可
視画像と組み合わせたり可視画像と比較したり、赤外画
像と可視画像とを交互に表示したり、これら両画像のそ
れぞれの情報に基づいて画像解析を行うことにより、従
来の画像解析技術では得られなかった新たな情報（知
見）を得ることができる。According to the first aspect of the invention, the visual monitoring and the infrared monitoring of the object to be measured can be performed simultaneously only by constructing a single optical system. By the way, at present, the resolution of an infrared image is lower than that of a visible image, and it is difficult to grasp things clearly with the infrared image alone. By combining images with visible images, comparing them with visible images, displaying infrared images and visible images alternately, and performing image analysis based on the information of each of these images, conventional image analysis technologies Then, new information (knowledge) that could not be obtained can be obtained.
【００２４】図４は、第２の発明の一つの実施の形態を
示すもので、この図において、１００Ａは赤外・可視一
体型カメラで、この実施の形態においては、上述の第１
の発明とは異なり、光学系が赤外光学系ＩＲと可視光学
系Ｖｉとから構成されている。すなわち、２１，２２は
ケース本体部（図示していない）の前面に、光学的に互
いに並列に設けられる集光レンズで、一方の集光レンズ
２１は赤外線のみを、また、他方の集光レンズ２２は可
視光線のみを、それぞれ透過させるように構成されてい
る。FIG. 4 shows an embodiment of the second invention. In this figure, reference numeral 100A denotes an infrared-visible integrated camera.
Unlike the invention of the above, the optical system is composed of an infrared optical system IR and a visible optical system Vi. That is, 21 and 22 are condensing lenses optically provided in parallel on the front surface of a case main body (not shown), one condensing lens 21 only receives infrared rays, and the other condensing lens. Reference numeral 22 is configured to transmit only visible light.
【００２５】そして、赤外線透過レンズ２１の後方には
特定波長領域の赤外光線のみを通過させる赤外フィルタ
２３と、赤外光線のみを受光する赤外画像センサ２４が
この順で設けられ、赤外光学系ＩＲを形成している。そ
して、赤外フィルタ２３は、図示を省略しているが、モ
ータによって回転駆動される円板上にＣＯ2 濃度測定
用、水分測定用、温度測定用の３つのフィルタ部分を等
形、等寸に形成してなるものである。また、赤外画像セ
ンサ２４は、複数のサーモパイルあるいはパイロセンサ
などの複数の画素センサを二次元的に配置したものから
なり、赤外信号ａを出力する。なお、前記３つのフィル
タ部分は、集光レンズ２２を通過した赤外光を全てカバ
ーする程度の大きさに設定されている。Behind the infrared transmission lens 21, an infrared filter 23 for passing only infrared light in a specific wavelength region and an infrared image sensor 24 for receiving only infrared light are provided in this order. An outer optical system IR is formed. Although not shown, the infrared filter 23 is provided with three filter parts for measuring CO 2 concentration, measuring moisture, and measuring temperature on a disk rotated by a motor. It is formed. The infrared image sensor 24 includes a plurality of pixel sensors such as a plurality of thermopiles or pyro sensors arranged two-dimensionally, and outputs an infrared signal a. The three filter portions are set to a size that covers all the infrared light that has passed through the condenser lens 22.
【００２６】また、可視光線透過レンズ２２の後方には
可視画像センサ２５が設けられており、可視光学系Ｖｉ
が形成されている。そして、この可視画像センサ２５
は、例えば複数のフォトダイオードを二次元的に配置し
て構成されており、可視信号ｂを出力する。In addition, a visible image sensor 25 is provided behind the visible light transmitting lens 22, and the visible optical system Vi is provided.
Are formed. And this visible image sensor 25
Is configured by, for example, two-dimensionally arranging a plurality of photodiodes, and outputs a visible signal b.
【００２７】なお、他の構成は第１の発明における赤外
・可視一体型カメラと同じであるので、同一部材に同じ
符号を付してその説明を省略する。The other structure is the same as that of the infrared / visible integrated camera according to the first aspect of the invention, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【００２８】上述のように、光学系が赤外光学系ＩＲと
可視光学系Ｖｉとから構成された赤外・可視一体型カメ
ラ１００Ａにおいては、赤外フィルタ２３をモータによ
って回転させることにより、赤外画像センサ２４からは
ＣＯ2 濃度測定用、水分測定用、温度測定用の３つのフ
ィルタ部分にそれぞれ起因する赤外信号ａが出力され
る。そこで、これらの信号を演算制御部７に取り込む
際、赤外フィルタ２３の切替えに同期して各信号を取り
込む。一方、可視画像センサ２５からの信号ｂは、その
まま演算制御部７に取り込まれる。そして、演算制御部
７においてソフト的に画像処理することにより、前記第
１の発明と同様に、表示部９の同一の表示画面上に赤外
画像と可視画像とを、各別に、または同時に表示するこ
とができる。なお。９ａ，９ｂは赤外画像、可視画像を
それぞれ表示するための画素を示している。As described above, in the infrared-visible integrated camera 100A in which the optical system is composed of the infrared optical system IR and the visible optical system Vi, the infrared filter 23 is rotated by the motor to thereby control the red color. The outside image sensor 24 outputs infrared signals a caused by three filter portions for CO 2 concentration measurement, moisture measurement, and temperature measurement, respectively. Therefore, when these signals are taken into the arithmetic and control unit 7, each signal is taken in synchronization with the switching of the infrared filter 23. On the other hand, the signal b from the visible image sensor 25 is taken into the arithmetic and control unit 7 as it is. Then, by performing image processing in software in the arithmetic control unit 7, the infrared image and the visible image are displayed separately or simultaneously on the same display screen of the display unit 9 as in the first invention. can do. In addition. Reference numerals 9a and 9b denote pixels for displaying an infrared image and a visible image, respectively.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１および２
に記載の画像解析装置によれば、可視領域における肉眼
による画像と、同じ視野における赤外二次元画像とを選
択により同時にまたは各別に得ることができる。そし
て、この画像解析装置によれば、ハンディで小型・軽量
であるから、フィールド測定を簡単に行うことができ、
必要な場所で必要な時間においてリアルタイムに計測す
ることができる。そして、二次元での赤外波長分析（分
光分析）を行っているので、赤外フィルタがＣＯ2測定
用、Ｈ2 Ｏ測定用、温度測定用のフィルタに区画されて
いるような場合、肉眼で観察できる視野における赤外領
域での温度分布のみならず、ＣＯ2 濃度分布や水分濃度
分布などを測定することができる。As described above, claims 1 and 2
According to the image analysis device described in (1), an image with the naked eye in the visible region and an infrared two-dimensional image in the same field of view can be simultaneously or separately obtained by selection. And, according to this image analysis device, since it is handy and small and lightweight, field measurement can be easily performed,
It can be measured in real time at the required place and at the required time. Since two-dimensional infrared wavelength analysis (spectral analysis) is performed, when the infrared filter is divided into filters for CO 2 measurement, H 2 O measurement, and temperature measurement, It is possible to measure not only the temperature distribution in the infrared region in the field of view that can be observed with, but also the CO 2 concentration distribution and the water concentration distribution.
【００３０】特に、第２の発明においては、光学的構成
がシンプルであり、全く同一の測定対象を一つのレンズ
によって可視領域と赤外領域においてそれぞれ観察する
ことができ、より精度の高い測定を行うことができる。In particular, in the second invention, the optical configuration is simple, and exactly the same object to be measured can be observed in the visible region and the infrared region with one lens. It can be carried out.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】第１の発明の波長分析型赤外画像および可視画
像解析装置の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a wavelength analysis type infrared image and visible image analysis device of the first invention.
【図２】前記装置の外観と、表示部に表示される画像と
を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an appearance of the device and an image displayed on a display unit.
【図３】前記装置の測定対象の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a measurement target of the device.
【図４】第２の発明の波長分析型赤外画像および可視画
像解析装置の構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a wavelength analysis type infrared image and visible image analysis device according to the second invention.
１…ケース、２…レンズ、３…赤外・可視一体型画像セ
ンサ、３Ａ…赤外受光部、３Ｂ…可視受光部、４…光学
フィルタ、４Ａ…赤外フィルタ、４Ｂ…可視フィルタ、
７…制御演算部、９…表示部、１３…信号処理装置、１
４…表示部、２１…赤外線透過レンズ、２３…赤外フィ
ルタ、２４…赤外画像センサ、２２…可視光線透過レン
ズ、２５…可視画像センサ、ａ…赤外信号、ｂ…可視信
号。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case, 2 ... Lens, 3 ... Integrated infrared and visible image sensor, 3A ... Infrared light receiving part, 3B ... Visible light receiving part, 4 ... Optical filter, 4A ... Infrared filter, 4B ... Visible filter,
7: control operation unit, 9: display unit, 13: signal processing device, 1
4 display unit, 21 infrared transmission lens, 23 infrared filter, 24 infrared image sensor, 22 visible light transmission lens, 25 visible image sensor, a infrared signal, b visible signal.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富永 浩二 京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地 株式会社堀場製作所内 Ｆターム(参考） 2G020 AA03 AA04 BA02 CA02 CB42 CB43 CC26 CD06 CD13 CD24 CD26 CD34 CD36 CD37 CD51 2G059 AA05 BB20 CC04 CC09 EE01 EE11 FF01 HH01 HH02 HH06 JJ02 KK04 KK09 MM01 MM09 MM10 PP04 2G066 AC20 BA04 BA08 BA09 BA23 BC15 BC21 CA02 CA04 CA11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koji Tominaga 2 Higashi-cho, Kichijoin-gu, Minami-ku, Kyoto, Kyoto F-term in HORIBA, Ltd. (Reference) 2G020 AA03 AA04 BA02 CA02 CB42 CB43 CC26 CD06 CD13 CD24 CD26 CD34 CD36 CD37 CD51 2G059 AA05 BB20 CC04 CC09 EE01 EE11 FF01 HH01 HH02 HH06 JJ02 KK04 KK09 MM01 MM09 MM10 PP04 2G066 AC20 BA04 BA08 BA09 BA23 BC15 BC21 CA02 CA04 CA11
Claims (4)
いずれをも透過させるレンズを設け、このレンズの後方
に、特定波長領域の赤外光線のみを通過させる赤外フィ
ルタと可視光線のみを通過させる可視フィルタとを同一
平面内に備えた光学フィルタと、赤外光線のみを受光す
る赤外受光部と可視光線のみを受光する可視受光部とを
同一平面内に備えた赤外・可視一体型画像センサとをこ
の順で設け、前記赤外・可視一体型画像センサからの赤
外信号および可視信号を前記光学フィルタの切替えに同
期して、ケース内に設けられた制御演算部に取り込み、
この制御演算部においてソフト処理された可視画像およ
び分光赤外画像を各別にまたは同時に、ケースに設けら
れた表示部に表示するようにしたことを特徴とする波長
分析型赤外画像および可視画像解析装置。1. A lens that transmits both infrared light and visible light is provided on the front surface of a case, and an infrared filter that transmits only infrared light in a specific wavelength region and an infrared filter that transmits only visible light are provided behind the lens. An optical filter with a visible filter in the same plane, an infrared / visible integrated image with an infrared light receiving unit that receives only infrared light and a visible light receiving unit that receives only visible light in the same plane And a sensor in this order, synchronizing the infrared signal and the visible signal from the infrared-visible integrated image sensor with the switching of the optical filter, and taking in the control operation unit provided in the case,
A wavelength analysis type infrared image and a visible image analysis, wherein the visible image and the spectral infrared image that have been soft-processed in the control operation unit are displayed separately or simultaneously on a display unit provided in a case. apparatus.
それぞれ透過させるレンズを設け、赤外線透過レンズの
後方には特定波長領域の赤外光線のみを通過させる赤外
フィルタと、赤外光線のみを受光する赤外画像センサを
この順で設ける一方、可視光線透過レンズの後方には可
視画像センサを設け、前記両画像センサからそれぞれ出
力される赤外信号および可視信号をケース内に設けられ
た制御演算部に取り込み、この制御演算部においてソフ
ト処理された可視画像および分光赤外画像を各別にまた
は同時に、ケースに設けられた表示部に表示するように
したことを特徴とする波長分析型赤外画像および可視画
像解析装置。2. A lens for transmitting infrared light and visible light respectively on a front surface of the case, and an infrared filter for passing only infrared light of a specific wavelength region behind the infrared transmitting lens, and receiving only infrared light. While the infrared image sensor to be provided is provided in this order, a visible image sensor is provided behind the visible light transmitting lens, and the infrared signal and the visible signal output from the two image sensors are respectively provided in a control operation provided in the case. The wavelength analysis type infrared image characterized in that the visible image and the spectral infrared image soft-processed in the control operation unit are displayed separately or simultaneously on a display unit provided in a case. And visible image analyzer.
定用、温度測定用のフィルタに区画されてなる請求項１
または２に記載の波長分析型赤外画像および可視画像解
析装置。3. The infrared filter is divided into filters for measuring CO 2, measuring H 2 O, and measuring temperature.
Or the wavelength analysis type infrared image and visible image analyzer according to 2.
し、この信号処理装置においてソフト処理を行い、この
ソフト処理された可視画像および分光赤外画像を個別に
または同時に、信号処理装置に接続された表示部に表示
するようにしてなる請求項１〜３のいずれかに記載の波
長分析型赤外画像および可視画像解析装置。4. An external signal processing device is connected to the control operation unit, and the signal processing device performs software processing. The software-processed visible image and spectral infrared image are individually or simultaneously transmitted to the signal processing device. The wavelength analysis type infrared image and visible image analyzer according to claim 1, wherein the image is displayed on a connected display unit.
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