JP3219071B2 - Infrared laser imaging device - Google Patents

Infrared laser imaging device

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JP3219071B2
JP3219071B2 JP3211699A JP3211699A JP3219071B2 JP 3219071 B2 JP3219071 B2 JP 3219071B2 JP 3211699 A JP3211699 A JP 3211699A JP 3211699 A JP3211699 A JP 3211699A JP 3219071 B2 JP3219071 B2 JP 3219071B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は赤外線レーザ撮像装
置に関し、特にレーザを用いて不可視ガスを可視化する
ガス可視化装置に用いられる赤外線レーザ撮像装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared laser imaging apparatus, and more particularly to an infrared laser imaging apparatus used in a gas visualization apparatus for visualizing an invisible gas using a laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、レーザを用いて不可視ガスを可視
化する試みが行われている。メタンガスやプロパンガス
等には赤外線3ミクロン帯で強い吸収バンドが存在す
る。この吸収波長に厳密に一致させたレーザとこの波長
域の赤外線撮像素子とを組合せると、高感度のガス可視
化装置が実現できる。
2. Description of the Related Art Conventionally, attempts have been made to visualize an invisible gas using a laser. Methane gas, propane gas and the like have a strong absorption band in the infrared 3 micron band. By combining a laser strictly matched to the absorption wavelength with an infrared imaging device in this wavelength range, a highly sensitive gas visualization device can be realized.

【0003】焦電型素子はその動作機構から赤外線の入
射の変化だけを取出すことができる。そこで、目標の赤
外線像を得る(パッシブ撮像)としても、目標からの赤
外線放射が一定だと応答しない。
[0003] A pyroelectric element can take out only a change in the incidence of infrared rays from its operating mechanism. Therefore, even if an infrared image of the target is obtained (passive imaging), there is no response if the infrared radiation from the target is constant.

【0004】このため、機械的チョッパーをカメラの前
に置いて、チョッパーの面と目標の像とを交互に(30
Hz程度で)入力させる。チョッパーが一定温度で目標
温度がやや高い時に、検知素子はチョッパーがオンから
オフになったタイミングで信号が上昇し始め、チョッパ
ーが再びオンになる直前で最大出力となる。
For this purpose, a mechanical chopper is placed in front of a camera, and the surface of the chopper and the target image are alternately (30).
(At about Hz). When the chopper is at a constant temperature and the target temperature is slightly higher, the signal of the detection element starts to rise at the timing when the chopper is turned off from on, and reaches the maximum output just before the chopper is turned on again.

【0005】つまり、チョッパーが検知素子の前面を遮
っている状態(遮断状態)からオープンの状態(非遮断
状態)になったタイミングで信号が上昇し始め、チョッ
パーが再び検知素子の前面を遮り始める直前で最大出力
となる。したがって、この上昇する直前の信号と再びチ
ョッパーがオンとなる直前の信号との差分を出力信号と
して読出せば、最も高感度の検出が可能である。
That is, the signal starts to rise at the timing when the chopper changes from a state in which the front surface of the sensing element is blocked (blocking state) to an open state (non-blocking state), and the chopper starts blocking the front surface of the sensing element again. The maximum output immediately before. Therefore, if the difference between the signal immediately before the rise and the signal immediately before the chopper is turned on again is read out as the output signal, the detection with the highest sensitivity is possible.

【0006】今、二次元の撮像デバイスで各画素につい
て、上記のようなタイミングでの読出しを行うには特別
な工夫が必要で、例えば図4に示すように、種々のチョ
ッパー形状が考えられている。このようなチョッピング
とそれに同期した読出し方法とで、最も高感度の信号読
出しを実現している。図4において、21はチョッパ
ー、22は検知素子である。
Now, special measures are required to read out each pixel at the above timing with a two-dimensional imaging device. For example, as shown in FIG. 4, various chopper shapes are considered. I have. With such chopping and the reading method synchronized therewith, the most sensitive signal reading is realized. In FIG. 4, 21 is a chopper, and 22 is a detection element.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のガス可
視化装置では、赤外域特有の強い背景光の存在が問題と
なる。レーザ光だけを撮像するためには背景光には応答
しない方が望ましい。焦電型の非冷却赤外素子は変化す
る赤外線にしか応答しないので、もし照射するレーザを
パルス的に照射すれば自然にレーザ反射光だけに応答す
るようにできる。
In the above-mentioned conventional gas visualization device, the presence of strong background light unique to the infrared region becomes a problem. In order to capture only laser light, it is desirable not to respond to background light. Since the pyroelectric type uncooled infrared element responds only to the changing infrared ray, if the irradiation laser is irradiated in a pulsed manner, it can naturally respond only to the laser reflected light.

【0008】但し、非冷却検知器は低速応答性のため、
最も高感度に応答できるスピードはTVフレームレート
の30Hz程度に限られているので、各検知素子からみ
た時、30Hz程度でレーザの照射のオンオフ(ON、
OFF)が繰返され、その変化が最大になるタイミング
で信号が読出されることが必要であり、上記のようなチ
ョッピングとそれに同期した読出し方法とを用いなけれ
ばならない。
However, the uncooled detector has a low-speed response,
Since the speed that can respond with the highest sensitivity is limited to the TV frame rate of about 30 Hz, the laser irradiation is turned on and off (ON,
OFF) is repeated, and it is necessary to read out the signal at the timing when the change becomes maximum, and the above-described chopping and the reading method synchronized therewith must be used.

【0009】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、チョッパーを必要とすることなく、背景の赤外放
射を除去しかつレーザ反射のみで撮像することができる
赤外線レーザ撮像装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an infrared laser image pickup apparatus capable of removing background infrared radiation and picking up an image only by laser reflection without requiring a chopper. Is to do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による赤外線レー
ザ撮像装置は、赤外線レーザのレーザビームを目標面上
に走査し、その走査で得られたレーザ反射光をレーザビ
ームスキャナに同期した電子走査によって焦電型の非冷
却2次元赤外線撮像素子から映像信号として読出すよう
にしている。
An infrared laser imaging apparatus according to the present invention scans a laser beam of an infrared laser on a target surface, and uses the laser reflected light obtained by the scanning by electronic scanning synchronized with a laser beam scanner. The image is read out as a video signal from a pyroelectric uncooled two-dimensional infrared imaging device.

【0011】本発明による他の赤外線レーザ撮像装置
は、目標面上に照射するレーザビームを出射する赤外線
レーザ発振器と、前記赤外線レーザ発振器から出射され
たレーザビームを目標面上に走査する走査光学系と、前
記走査光学系による前記レーザビームの走査で得られた
レーザ反射光が結像する焦電型の非冷却赤外線撮像素子
と、前記走査光学系による走査タイミングと前記焦電型
の非冷却赤外線撮像素子の電子スキャンの走査タイミン
グとを同期させる手段と、前記焦電型の非冷却赤外線撮
像素子への結像内容を映像信号として読出す手段とを備
えている。
Another infrared laser imaging apparatus according to the present invention is an infrared laser oscillator for emitting a laser beam for irradiating a target surface, and a scanning optical system for scanning the laser beam emitted from the infrared laser oscillator on the target surface. A pyroelectric uncooled infrared imaging element on which laser reflected light obtained by the scanning of the laser beam by the scanning optical system forms an image; a scanning timing by the scanning optical system; and the pyroelectric uncooled infrared imaging element. There are provided means for synchronizing the scanning timing of the electronic scan of the imaging device with the electronic scanning, and means for reading out the image formed on the pyroelectric type uncooled infrared imaging device as a video signal.

【0012】すなわち、本発明の赤外線レーザ撮像装置
は、赤外線レーザと2次元固体撮像素子とによる赤外線
カメラを用いてレーザ光の反射強度を撮像するアクティ
ブ赤外イメージング技術に関し、特に焦電素子による非
冷却型の2次元赤外線撮像素子による赤外線カメラに関
する。
That is, the infrared laser imaging apparatus according to the present invention relates to an active infrared imaging technique for imaging the reflection intensity of a laser beam using an infrared camera including an infrared laser and a two-dimensional solid-state imaging device, and more particularly, to an infrared laser imaging device using a pyroelectric element. The present invention relates to an infrared camera using a cooled two-dimensional infrared imaging device.

【0013】非冷却赤外線素子は画素数(例えば、25
6×256画素)だけの焦電型赤外素子を2次元に配列
し、電子的に内部スキャンすることによって、時系列の
赤外映像信号を出力することが可能となり、従来の冷却
型の赤外線カメラを小型化及び軽量化させることが可能
となる。
The number of pixels (for example, 25
By arranging pyroelectric infrared elements of only 6 × 256 pixels) two-dimensionally and electronically scanning them internally, it is possible to output a time-series infrared video signal. It is possible to reduce the size and weight of the camera.

【0014】赤外線レーザと組合せてレーザビームを目
標に照射し、そのレーザビームの反射を赤外線カメラで
撮像すれば、その反射光の空間分布を測定することが可
能となる。レーザ光の波長を特定のガスの吸収波長に合
わせて照射すれば、目には見えないガスの存在を可視化
することも可能になる。
By irradiating a target with a laser beam in combination with an infrared laser and imaging the reflection of the laser beam with an infrared camera, the spatial distribution of the reflected light can be measured. By irradiating the wavelength of the laser light in accordance with the absorption wavelength of a specific gas, it becomes possible to visualize the presence of an invisible gas.

【0015】従来の赤外線カメラはレーザを照射しない
で、目標からの赤外輻射を捉えて映像化することで、暗
闇でも目標の視認を可能とし、赤外放射量が目標の温度
に比例することから目標の温度分布を2次元的に捉える
のに使用されている。
A conventional infrared camera captures and visualizes infrared radiation from a target without irradiating a laser to enable visual recognition of the target even in darkness, and that the amount of infrared radiation is proportional to the temperature of the target. Is used to capture the target temperature distribution two-dimensionally.

【0016】焦電型非冷却素子はその素子の動作原理か
ら赤外放射の変化量しか映像化することができない。し
たがって、従来、機械的なチョッパーを用い、常温で一
様な温度にあるチョッパーブレードと目標とを交互に見
せることによって撮像している。この場合、チョッパー
の形状を工夫し、焦電素子列に垂直にブレードを切りな
がら、電子スキャンによる列スキャンとチョッパーブレ
ードの回転とがその列をチョップするタイミングを同期
させて最も高感度になるように信号の読出しを行ってい
る。
The pyroelectric uncooled element can visualize only the variation of infrared radiation due to the operation principle of the element. Therefore, conventionally, an image is taken by using a mechanical chopper to alternately display a chopper blade and a target at a uniform temperature at room temperature. In this case, while devising the shape of the chopper and cutting the blade perpendicular to the pyroelectric element row, the row scan by electronic scan and the rotation of the chopper blade synchronize the timing of chopping the row so that the highest sensitivity is obtained. The signal is being read.

【0017】本発明はレーザを用いたアクティブ赤外撮
像において、焦電型非冷却撮像素子を最も高感度に使用
できるよう工夫した使用法を提供する。つまり、本発明
のレーザ照射との同期によるスキャンニングは、レーザ
照射による変化だけを最も高感度で撮像しながら目標
(背景)からの赤外線放射に対して応答させないことが
可能となる。この方法を用いれば、チョッパーを用いる
ことなく、背景赤外放射に応答せず、レーザ光のみを高
感度に検出することが可能となる。
The present invention provides a use method in which a pyroelectric uncooled image pickup device can be used with the highest sensitivity in active infrared imaging using a laser. That is, the scanning according to the present invention in synchronization with laser irradiation makes it possible not to respond to infrared radiation from a target (background) while capturing only the change due to laser irradiation with the highest sensitivity. By using this method, it is possible to detect only laser light with high sensitivity without using a chopper and without responding to background infrared radiation.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例によ
る赤外線レーザ撮像装置を示す構成図である。図におい
て、本発明の一実施例による赤外線レーザ撮像装置は赤
外線レーザ発振器1と、レーザ走査光学系2と、撮像カ
メラの結像レンズ3と、焦電型の非冷却撮像素子4と、
信号処理部5と、赤外線カメラのカメラヘッド6と、制
御装置7とから構成されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an infrared laser imaging apparatus according to one embodiment of the present invention. In the figure, an infrared laser imaging device according to one embodiment of the present invention includes an infrared laser oscillator 1, a laser scanning optical system 2, an imaging lens 3 of an imaging camera, a pyroelectric uncooled imaging device 4,
It comprises a signal processing unit 5, a camera head 6 of an infrared camera, and a control device 7.

【0019】赤外線レーザ発振器1は可視化しようとす
るガスの共鳴吸収波長に合わせた波長でレーザビームを
発振させている。レーザ走査光学系2は赤外線レーザ発
振器1からのレーザビームを目標面上に垂直方向が長手
方向となるような矩形ビームの形にして水平方向にスキ
ャン照射するためのものである。撮像カメラの結像レン
ズ3は赤外域のカメラレンズである。
The infrared laser oscillator 1 oscillates a laser beam at a wavelength corresponding to the resonance absorption wavelength of the gas to be visualized. The laser scanning optical system 2 is for scanning and irradiating the laser beam from the infrared laser oscillator 1 in the form of a rectangular beam whose longitudinal direction is perpendicular to the target surface in the horizontal direction. The imaging lens 3 of the imaging camera is an infrared camera lens.

【0020】焦電型の非冷却撮像素子4は信号処理部5
によって赤外映像信号が読出される。赤外線カメラのカ
メラヘッド6は従来の非冷却赤外線カメラと、チョッパ
ーがない点を除けば変わりがない。制御装置7はレーザ
走査光学系2の水平スキャンタイミングと非冷却撮像素
子4の電子スキャンの水平走査タイミングとを同期させ
ている。
The pyroelectric type uncooled image sensor 4 includes a signal processor 5
Thereby, an infrared video signal is read. The camera head 6 of the infrared camera is the same as the conventional uncooled infrared camera except that there is no chopper. The control device 7 synchronizes the horizontal scan timing of the laser scanning optical system 2 with the horizontal scan timing of the electronic scan of the uncooled image sensor 4.

【0021】赤外線レーザ発振器1からのレーザビーム
は、可視化しようとするガスの共鳴吸収スペクトルのピ
ーク近くに波長が調整されている。レーザ走査光学系2
はレーザビームを矩形の均一な照射パターンに整形して
目標板8に照射するとともに、水平方向に繰返し走査さ
れている。
The wavelength of the laser beam from the infrared laser oscillator 1 is adjusted near the peak of the resonance absorption spectrum of the gas to be visualized. Laser scanning optical system 2
The laser beam is shaped into a rectangular uniform irradiation pattern, irradiates the target plate 8, and is repeatedly scanned in the horizontal direction.

【0022】レーザビームの走査の制御は制御装置7か
らの同期信号によって非冷却撮像素子4の電子走査のタ
イミングと同期して行われている。照射されたレーザビ
ームは目標板8で反射されてその拡散された光が撮像カ
メラの結像レンズ3によって非冷却撮像素子4上に結像
され、信号処理部5によって非冷却撮像素子4から映像
信号として読出される。
The scanning of the laser beam is controlled in synchronization with the electronic scanning timing of the uncooled image pickup device 4 by a synchronization signal from the control device 7. The irradiated laser beam is reflected by the target plate 8 and the diffused light is imaged on the uncooled image sensor 4 by the imaging lens 3 of the imaging camera, and the image is output from the uncooled image sensor 4 by the signal processor 5. Read as a signal.

【0023】これはレーザ光に照射された目標板8(例
えば、壁)が、レーザ光によって照らし出されているよ
うな映像としてテレビ表示することができる。もし、途
中の空間にガスの漏洩等があると、その光路上で強い減
衰を受けるため、ガスの存在する場所が影絵のように可
視化される。
In this case, the target plate 8 (for example, a wall) irradiated with the laser light can be displayed on a television as an image as if the target plate 8 is illuminated by the laser light. If there is a gas leak or the like in the space on the way, the gas is strongly attenuated on the optical path, and the location where the gas exists is visualized as a shadow picture.

【0024】ここで、焦電型の非冷却撮像素子4は赤外
線の変化にしか応答しないので、定常的な背景からの赤
外線輻射には応答しないが、レーザビームで照射された
目標板8からの反射光はパルス的に入射するため、レー
ザ反射分だけが信号として読出される。
Here, since the pyroelectric type uncooled image pickup device 4 responds only to a change in infrared rays, it does not respond to infrared radiation from a stationary background, but the target plate 8 irradiated with a laser beam. Since the reflected light enters in a pulsed manner, only the laser reflection is read out as a signal.

【0025】焦電型の非冷却撮像素子4は2次元に配列
された焦電素子と、2次元的に電気信号を電子スキャン
で読出すIC(集積回路)(例えば、CCD:Char
geCoupled Device)とからなるが、レ
ーザ走査光学系2と電子スキャンとのタイミングを同期
させることが高感度に信号を検出する上で重要である。
The pyroelectric type uncooled image pickup device 4 includes a two-dimensionally arranged pyroelectric device and an IC (integrated circuit) (for example, CCD: Char) for reading out electric signals two-dimensionally by electronic scanning.
geCoupled Device), it is important to synchronize the timing between the laser scanning optical system 2 and the electronic scan in order to detect a signal with high sensitivity.

【0026】つまり、矩形照射ビームを水平にスキャン
する場合、焦電型の非冷却撮像素子4の垂直列走査を高
速に行い、水平列スキャンをレーザビームの水平スキャ
ンと同期させ、焦電素子の赤外入射変化からの信号変化
が最大のタイミングで信号を読出すことによって、最も
高感度で信号を読出しているのである。
That is, when scanning a rectangular irradiation beam horizontally, the vertical column scanning of the pyroelectric type uncooled imaging element 4 is performed at high speed, the horizontal column scanning is synchronized with the horizontal scanning of the laser beam, and the pyroelectric element is scanned. By reading the signal at the timing when the signal change from the infrared incident change is the largest, the signal is read with the highest sensitivity.

【0027】図2は本発明の一実施例による赤外線レー
ザ撮像装置における矩形ビームの水平方向へのスキャン
照射の一例を示す図である。図において、垂直方向を長
手方向とする矩形ビーム11は撮像領域12上を矢印A
の方向(水平方向)に順次スキャンされる。
FIG. 2 is a diagram showing an example of horizontal scanning irradiation of a rectangular beam in the infrared laser imaging apparatus according to one embodiment of the present invention. In the figure, a rectangular beam 11 having a vertical direction as a longitudinal direction is indicated by an arrow A on an imaging region 12.
(Horizontal direction).

【0028】図3は本発明の一実施例による赤外線レー
ザ撮像装置における矩形ビームの水平方向へのスキャン
照射の他の例を示す図である。図において、光ファイバ
14にてファイバ変換された矩形ビーム13は撮像領域
12上を矢印Aの方向(水平方向)に順次スキャンされ
る。
FIG. 3 is a diagram showing another example of scanning irradiation of a rectangular beam in the horizontal direction in the infrared laser imaging apparatus according to one embodiment of the present invention. In the figure, a rectangular beam 13 converted into a fiber by an optical fiber 14 is sequentially scanned in the direction of arrow A (horizontal direction) on the imaging area 12.

【0029】この場合、撮像領域12をn分割(nは正
の整数)したとすると、矩形ビーム13はn分割された
撮像領域12のうち、例えば1番目〜5番目の領域、2
番目〜6番目の領域、……、n番目の領域と1番目〜4
番目の領域というように順次スキャンされる。この方法
であれば、撮像領域12以外の領域にレーザビームが照
射されることがなく、使用されるエネルギに無駄が生ず
ることはない。尚、15はプリズムである。
In this case, assuming that the imaging region 12 is divided into n (n is a positive integer), the rectangular beam 13 is, for example, the first to fifth regions of the n-divided imaging region 12,
The sixth to sixth areas,..., The n-th area, and the first to fourth areas
The area is scanned sequentially, such as the second area. According to this method, the laser beam is not irradiated to an area other than the imaging area 12, and the energy used is not wasted. Incidentally, reference numeral 15 denotes a prism.

【0030】このように、赤外線レーザ発振器1から可
視化しようとするガスの共鳴吸収波長に合わせた波長で
発振されるレーザビームを、レーザ走査光学系2で目標
板8上に垂直方向が長手方向となるような矩形ビームの
形にして照射するとともに、水平方向に繰返し走査し、
レーザ走査光学系2の水平スキャンタイミングと非冷却
撮像素子4の電子スキャンの水平走査タイミングとを制
御装置7によって同期させ、目標板8で反射したレーザ
ビームを撮像カメラの結像レンズ3で非冷却撮像素子4
上に結像し、信号処理部5によって非冷却撮像素子4か
ら映像信号として読出すことによって、背景の赤外放射
を除去し、レーザ反射だけを撮像することができる。
As described above, the laser beam emitted from the infrared laser oscillator 1 at a wavelength corresponding to the resonance absorption wavelength of the gas to be visualized is directed by the laser scanning optical system 2 onto the target plate 8 in a direction perpendicular to the longitudinal direction. While irradiating in the form of a rectangular beam, and repeatedly scanning in the horizontal direction,
The horizontal scanning timing of the laser scanning optical system 2 and the horizontal scanning timing of the electronic scanning of the uncooled image sensor 4 are synchronized by the control device 7, and the laser beam reflected by the target plate 8 is not cooled by the imaging lens 3 of the imaging camera. Image sensor 4
By forming an image on the top and reading it out as a video signal from the uncooled imaging device 4 by the signal processing unit 5, it is possible to remove infrared radiation from the background and capture only laser reflection.

【0031】また、焦電型の非冷却撮像素子4を使用す
ることによって、検知器の冷却が不要になるので、赤外
線レーザ撮像装置の小型化及び低消費電力化することが
でき、ひいては軽量化及び低価格化を実現することがで
きる。この場合、従来必要としたチョッパーが不要とな
るので、普通の焦電型の非冷却撮像素子4を用いた赤外
線カメラよりもさらに簡略化及び小型化することができ
る。
Further, by using the pyroelectric type uncooled image pickup device 4, the cooling of the detector becomes unnecessary, so that the infrared laser image pickup device can be reduced in size and power consumption, and the weight can be reduced. And cost reduction can be realized. In this case, since a chopper conventionally required is not required, it is possible to further simplify and reduce the size of the infrared camera using an ordinary pyroelectric type uncooled imaging device 4.

【0032】さらに、レーザ走査光学系2によるレーザ
の照射ビームの走査と、焦電型の非冷却撮像素子4の電
子走査とを同期することによって、レーザの反射光の検
出を最も高感度に行うことができる。
Further, by synchronizing the scanning of the laser irradiation beam by the laser scanning optical system 2 and the electronic scanning of the pyroelectric type uncooled image pickup device 4, the reflected light of the laser is detected with the highest sensitivity. be able to.

【0033】尚、本発明の一実施例では水平方向に走査
させているが、垂直方向に走査し、撮像素子の電子走査
をTVラスタスキャンと同様に行っても、上記と同様の
効果が得られる。
Although the scanning is performed in the horizontal direction in the embodiment of the present invention, the same effect as described above can be obtained by performing the scanning in the vertical direction and performing the electronic scanning of the image pickup device in the same manner as the TV raster scan. Can be

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、赤
外線レーザのレーザビームを目標面上に走査し、その走
査で得られたレーザ反射光をレーザビームスキャナに同
期した電子走査によって焦電型の非冷却2次元赤外線撮
像素子から映像信号として読出すことによって、チョッ
パーを必要とすることなく、背景の赤外放射を除去しか
つレーザ反射のみで撮像することができるという効果が
ある。
As described above, according to the present invention, a laser beam of an infrared laser is scanned on a target surface, and the laser reflected light obtained by the scanning is pyroelectrically scanned by electronic scanning synchronized with the laser beam scanner. By reading as a video signal from the uncooled two-dimensional infrared imaging device of the mold, there is an effect that the infrared radiation of the background can be removed and an image can be captured only by laser reflection without requiring a chopper.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例による赤外線レーザ撮像装置
を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an infrared laser imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例による赤外線レーザ撮像装置
における矩形ビームの水平方向へのスキャン照射の一例
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of scanning irradiation of a rectangular beam in the horizontal direction in the infrared laser imaging device according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例による赤外線レーザ撮像装置
における矩形ビームの水平方向へのスキャン照射の他の
例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating another example of scan irradiation of a rectangular beam in the horizontal direction in the infrared laser imaging device according to one embodiment of the present invention.

【図4】従来のチョッパー形状を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional chopper shape.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 赤外線レーザ発振器 2 レーザ走査光学系 3 撮像カメラの結像レンズ 4 焦電型の非冷却撮像素子 5 信号処理部 6 赤外線カメラのカメラヘッド 7 制御装置 8 目標板 11,13 矩形ビーム 12 撮像領域 14 光ファイバ REFERENCE SIGNS LIST 1 infrared laser oscillator 2 laser scanning optical system 3 imaging lens of imaging camera 4 pyroelectric uncooled imaging element 5 signal processing unit 6 camera head of infrared camera 7 control device 8 target plate 11, 13 rectangular beam 12 imaging area 14 Optical fiber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 G01J 1/00 - 1/60 G01V 3/16 G01J 5/00 - 5/62 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/01 G01N 21/17-21/61 G01J 1/00-1/60 G01V 3 / 16 G01J 5/00-5/62

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 赤外線レーザのレーザビームを目標面上
に走査し、その走査で得られたレーザ反射光をレーザビ
ームスキャナに同期した電子走査によって焦電型の非冷
却2次元赤外線撮像素子から映像信号として読出すよう
にしたことを特徴とする赤外線レーザ撮像装置。
1. A laser beam of an infrared laser is scanned on a target surface, and a laser reflected light obtained by the scanning is imaged from a pyroelectric uncooled two-dimensional infrared imaging device by electronic scanning synchronized with a laser beam scanner. An infrared laser imaging device characterized by reading out as a signal.
【請求項2】 目標面上に照射するレーザビームを出射
する赤外線レーザ発振器と、前記赤外線レーザ発振器か
ら出射されたレーザビームを目標面上に走査する走査光
学系と、前記走査光学系による前記レーザビームの走査
で得られたレーザ反射光が結像する焦電型の非冷却赤外
線撮像素子と、前記走査光学系による走査タイミングと
前記焦電型の非冷却赤外線撮像素子の電子スキャンの走
査タイミングとを同期させる手段と、前記焦電型の非冷
却赤外線撮像素子への結像内容を映像信号として読出す
手段とを有することを特徴とする赤外線レーザ撮像装
置。
2. An infrared laser oscillator for emitting a laser beam for irradiating a target surface, a scanning optical system for scanning a laser beam emitted from the infrared laser oscillator on a target surface, and the laser by the scanning optical system. Pyroelectric uncooled infrared imaging element in which laser reflected light obtained by beam scanning forms an image, scanning timing by the scanning optical system, and scanning timing of electronic scanning by the pyroelectric uncooled infrared imaging element An infrared laser imaging apparatus, comprising: means for synchronizing image data; and means for reading out the image formed on the pyroelectric type uncooled infrared imaging element as a video signal.
【請求項3】 前記赤外線レーザ発振器は、可視化しよ
うとするガスの共鳴吸収波長に合わせた波長で前記レー
ザビームを発振するよう構成したことを特徴とする請求
項2記載の赤外線レーザ撮像装置。
3. The infrared laser imaging apparatus according to claim 2, wherein the infrared laser oscillator oscillates the laser beam at a wavelength corresponding to a resonance absorption wavelength of a gas to be visualized.
【請求項4】 前記走査光学系は、前記レーザビームを
前記目標面の垂直方向及び水平方向の一方を長手方向と
する矩形ビームに整形しかつ前記矩形ビームを前記目標
面の垂直方向及び水平方向の他方に走査するよう構成し
たことを特徴とする請求項2または請求項3記載の赤外
線レーザ撮像装置。
4. The scanning optical system shapes the laser beam into a rectangular beam having one of a vertical direction and a horizontal direction of the target surface as a longitudinal direction, and converts the rectangular beam into a vertical direction and a horizontal direction of the target surface. 4. An infrared laser imaging apparatus according to claim 2, wherein the infrared laser imaging apparatus is configured to scan the other side.
【請求項5】 前記レーザ反射光を前記焦電型の非冷却
赤外線撮像素子上に結像させる結像レンズを含むことを
特徴とする請求項2から請求項4のいずれか記載の赤外
線レーザ撮像装置。
5. An infrared laser imaging apparatus according to claim 2, further comprising an imaging lens for imaging said laser reflected light on said pyroelectric type uncooled infrared imaging device. apparatus.
【請求項6】 前記走査光学系は、n分割(nは正の整
数)された前記目標面の撮像領域のうちの複数の分割領
域毎に順次走査するよう構成したことを特徴とする請求
項2から請求項5のいずれか記載の赤外線レーザ撮像装
置。
6. The scanning optical system according to claim 1, wherein the scanning optical system is configured to sequentially scan each of a plurality of divided areas among the imaging areas of the target surface divided into n (n is a positive integer). The infrared laser imaging device according to any one of claims 2 to 5.
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