JP6735189B2 - Gas sensor unit and gas detection device - Google Patents
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Description
この発明はガスセンサユニットおよびガス検出装置に関する。 The present invention relates to a gas sensor unit and a gas detection device.
周知の如く、赤外光領域には、ＣＯやＣＯ２、Ｈ２Ｓや水蒸気、エチルアルコールガス等の種々のガスの吸収波長があり、この吸収波長を検知することにより、各種ガスの有無の検出、あるいは測定を行うことが知られている（特許文献１〜３等）。
撮像対象の赤外光画像を撮像し、撮像対象における特定のＮ（≧１）種のガスの分布状態を可視画像として表示することも可能であり、例えば、火山から噴出されている噴煙中に含まれるガス種とその分布状態を可視画像化することも可能である。
ガスの検出は、このような場合のみならず種々の場合に有用である。例えば、マンホールや密閉された地下空間には、ＣＯ２ガスが高濃度で存在している場合があり、このような空間にＣＯ２ガスの存在を知らずに入るとＣＯ２ガス中毒を起こす恐れがある。このような場合に、上記空間内の状態と「ＣＯ２ガスの有無」を検出することが望まれる。
As is well known, there are absorption wavelengths of various gases such as CO, CO 2 , H 2 S, water vapor, and ethyl alcohol gas in the infrared light region. It is known to perform detection or measurement (Patent Documents 1 to 3 and the like).
It is also possible to capture an infrared light image of an imaged object and display the distribution state of a specific N (≧1) type gas in the imaged object as a visible image, for example, in a plume emitted from a volcano. It is also possible to visualize the contained gas species and the distribution state thereof.
Gas detection is useful not only in such cases but also in various cases. For example, the manhole or enclosed underground spaces, CO 2 may gases are present in high concentrations, is a risk of CO 2 gas poisoning enters without knowing the existence of CO 2 gas in such a space is there. In such a case, it is desired to detect the state in the space and "presence or absence of CO 2 gas".
この発明は、撮像対象の様子とともに、撮像対象における特定のガスの有無の検出に用いる新規なガスセンサユニットの実現を課題とする。 An object of the present invention is to realize a novel gas sensor unit used for detecting the presence or absence of a specific gas in an imaging target as well as the state of the imaging target.
この発明のガスセンサユニットは、撮像対象の赤外光画像の撮像と、前記撮像対象における特定のＮ（≧１）種のガスの有無の検出に用いるガスセンサユニットであって、中赤外光および遠赤外光に対して正レンズ機能を持つ赤外光レンズと、該赤外光レンズによる結像光束を複数の光束に分離する光束分離手段と、該光束分離手段により分離された一部の結像光束による赤外光画像を撮像する赤外光撮像素子と、前記Ｎ種のガスによる吸収波長：λｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の赤外光に対する受光感度を有する受光手段と、前記光束分離手段により分離された他の結像光束を前記受光手段に向けて導光する導光手段と、該導光手段により導光される光束から、前記吸収波長：λｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の赤外光を分離する波長分離手段と、を有し、前記導光手段は、Ｍ（１≦Ｍ）個の導光体であり、前記受光手段が２以上の受光素子を有し、前記導光体が、複数の受光素子に共通化されている。 A gas sensor unit of the present invention is a gas sensor unit used for capturing an infrared light image of an imaging target and detecting the presence or absence of a specific N (≧1) type gas in the imaging target. An infrared light lens having a positive lens function for infrared light, a light beam separating means for separating an image forming light beam by the infrared light lens into a plurality of light beams, and a part of the light beam separating means. An infrared light image pickup element for picking up an infrared light image by an image light flux, a light receiving means having a light receiving sensitivity to infrared light having an absorption wavelength: λi (i=1 to N) by the N kinds of gas, and the light flux separation. From the light guide means for guiding the other image-forming light flux separated by the means to the light receiving means, and the light flux guided by the light guide means, the absorption wavelength: λi (i=1 to N) possess a wavelength separating means for separating the infrared light, wherein the light guiding means is an M (1 ≦ M) pieces of the light guide, the light receiving means has at least two light receiving elements, said guide The light body is shared by a plurality of light receiving elements .
この発明によれば、撮像対象の様子と、撮像対象における特定のガスの有無の検出に用いる新規なガスセンサユニットを実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a novel gas sensor unit used for detecting the state of an imaging target and the presence or absence of a specific gas in the imaging target.
以下、実施の形態を説明する。
具体的な実施の形態を説明するのに先立って、用語等を簡単に説明する。
この明細書において「赤外光」は、赤外光領域の電磁波である。赤外光領域は「可視光の波長領域の上限よりも長波長側の波長領域」で、一般に、近赤外光、中赤外光、遠赤外光に分類される。近赤外光の波長域は「０．７〜２．５μｍ」、中赤外光の波長領域はその上限が必ずしも一義的には特定されていないが「２．５〜４．６μｍ程度」であり、これより長波長の領域の赤外光が遠赤外光であるとされる。
赤外光は一般に「赤外線」とも称されるが、この明細書では「赤外光」と称する。
この発明において用いられる「赤外光レンズ」は「中赤外光と遠赤外光に対して正レンズ機能を持つレンズ」である。
Hereinafter, embodiments will be described.
Prior to describing specific embodiments, terms and the like will be briefly described.
In this specification, "infrared light" is an electromagnetic wave in the infrared light region. The infrared light region is a “wavelength region on the longer wavelength side than the upper limit of the wavelength region of visible light” and is generally classified into near infrared light, mid infrared light, and far infrared light. The wavelength range of near-infrared light is “0.7 to 2.5 μm”, and the upper limit of the wavelength range of mid-infrared light is “2.5 to 4.6 μm”, although its upper limit is not necessarily specified. It is said that the infrared light in a wavelength region longer than this is far infrared light.
Infrared light is generally referred to as "infrared light", but is referred to as "infrared light" in this specification.
The “infrared light lens” used in the present invention is a “lens having a positive lens function for mid-infrared light and far-infrared light”.
この発明のガスセンサユニットは、撮像対象の赤外光画像の撮像と、前記撮像対象における特定のＮ（≧１）種のガスの有無の検出に用いられる。
撮像対象からの赤外光は「中赤外光成分と遠赤外光成分と」を含み得る。撮像対象からの赤外光は「赤外光レンズ」によるレンズ作用を受けて赤外光結像光束となる。
即ち、撮像対象が放射する赤外光は「赤外光レンズ」により「赤外光画像を結像する結像光束」となる。「赤外光画像」は、赤外光レンズにより結像される画像であり、中赤外光成分（中赤外光の波長領域に含まれる赤外光）の画像と遠赤外光成分（遠赤外光の波長領域に含まれる赤外光）の画像とを含む。
これらのうちで、遠赤外光成分が結像する赤外光画像を「遠赤外光画像」とも言う。
The gas sensor unit of the present invention is used for capturing an infrared light image of an imaging target and detecting the presence or absence of a specific N (≧1) type gas in the imaging target.
The infrared light from the imaging target may include “a mid-infrared light component and a far-infrared light component”. Infrared light from the imaging target is subjected to a lens action by the “infrared light lens” to become an infrared light image forming light flux.
That is, the infrared light radiated by the imaging target becomes “imaging light flux for forming an infrared light image” by the “infrared light lens”. An “infrared light image” is an image formed by an infrared light lens, and includes an image of a mid-infrared light component (infrared light included in the wavelength region of mid-infrared light) and a far-infrared light component ( Image of infrared light included in the wavelength region of far infrared light).
Among these, the infrared light image on which the far infrared light component forms an image is also referred to as a “far infrared light image”.
遠赤外光および中赤外光に対して正レンズ機能を有する赤外光レンズとしては、従来から、Ｇｅ（ゲルマニウム）やＺｎＳｅ（セルシウム化亜鉛）、ＭｇＦ２（２フッ化マグネシウム）を材料とするレンズが知られている。
なお、可視光領域から遠赤外光領域までの波長領域の電磁波に対してレンズ作用を持つレンズも知られており（例えば、特許文献１記載の「赤外線および可視光線の何れをも透過させるレンズ」）、このようなレンズも赤外光レンズとして用い得る。
赤外光は「肉眼では不可視」であるから、赤外光画像自体は目視できない。
赤外光画像は、赤外光画像を撮像する赤外光撮像素子の出力に画像処理を施すことにより、各種のディスプレイ手段（印刷用紙、液晶等の各種の表示パネル等）に目視可能な画像として表示可能である。
As an infrared light lens having a positive lens function for far-infrared light and mid-infrared light, conventionally, Ge (germanium), ZnSe (zinc cerium oxide), and MgF 2 (magnesium difluoride) have been used as materials. There is a known lens that does.
A lens having a lens action with respect to electromagnetic waves in the wavelength region from the visible light region to the far infrared light region is also known (for example, "a lens that transmits both infrared rays and visible light rays described in Patent Document 1). )), such a lens may also be used as an infrared light lens.
Since the infrared light is “invisible to the naked eye,” the infrared light image itself cannot be viewed.
An infrared light image is an image that can be viewed on various display means (print paper, various display panels such as liquid crystal, etc.) by performing image processing on the output of an infrared light image pickup device that captures an infrared light image. Can be displayed as.
図１は、ガス検出装置を説明するための図である。
図１に示すガス検出装置は、特定の１種類（Ｎ＝１）のガスの有無を検出するものである。説明の具体性のため、以下、図１の実施の形態のガス検出装置は、検出対象とするガスを「ＣＯ２ガス」とし、前述のマンホール等の地下空間の画像と、該空間内におけるＣＯ２ガスの有無を検出するものであるとする。
図１において、符号ＬＩは「赤外光レンズ」を示し、符号ＯＬＩは「撮像対象（マンホールや地下空間）」からの赤外光成分を示す。
赤外光レンズＬＩは、赤外光成分ＯＬＩに含まれる中赤外光成分と遠赤外光成分に対して正レンズ作用を有する。即ち、赤外光成分ＯＬＩは赤外光レンズＬＩに入射すると、その正レンズ作用により「結像光束」となり、「光束分離手段」であるダイクロイックフィルタＳＰに入射する。
ダイクロイックフィルタＳＰは、入射してくる結像光束中の遠赤外光成分（波長：５μｍ以上）は透過させ、中赤外光成分（波長：２．５〜５μｍ）は反射する。
FIG. 1 is a diagram for explaining the gas detection device .
The gas detection device shown in FIG. 1 detects the presence or absence of a specific one type (N=1) of gas. For the sake of concreteness of description, hereinafter, in the gas detection device of the embodiment of FIG. 1, the gas to be detected is “CO 2 gas”, and the image of the underground space such as the manhole and the CO in the space are described. It is assumed that the presence or absence of two gases is detected.
In FIG. 1, reference numeral LI indicates an “infrared light lens”, and reference numeral OLI indicates an infrared light component from an “imaging target (manhole or underground space)”.
The infrared light lens LI has a positive lens action for the mid-infrared light component and the far-infrared light component included in the infrared light component OLI. That is, when the infrared light component OLI enters the infrared light lens LI, it becomes an "image forming light beam" due to its positive lens action, and enters the dichroic filter SP which is a "light beam separating means".
The dichroic filter SP transmits the far-infrared light component (wavelength: 5 μm or more) in the incident image-forming light flux and reflects the mid-infrared light component (wavelength: 2.5 to 5 μm).
ダイクロイックフィルタＳＰを透過した遠赤外光成分は、赤外光撮像素子１０Ａの受光面上に「遠赤外光画像」として結像し、赤外光撮像素子１０Ａにより撮像される。赤外光撮像素子１０Ａは「遠赤外光の波長領域に感度を有する受光素子」を２次元にアレイ配列した撮像素子であり、市販のものを適宜用いることができる。
従って、赤外光撮像素子１０Ａにより「赤外光画像」として遠赤外光画像が撮像される。
The far-infrared light component that has passed through the dichroic filter SP is imaged as a “far-infrared light image” on the light-receiving surface of the infrared-
Therefore, the far-infrared light image is captured as the “infrared-light image” by the infrared-
一方、ダイクロイックフィルタＳＰにより反射された中赤外光成分は、導光手段２０に入射し、導光手段２０により受光手段１０Ｂに向けて導光され、結像することなく波長分離手段Ｆ１を介して受光手段１０Ｂに入射する。
導光手段２０は「截頭円錐状の導光体」であり、大きい開口部をダイクロイックフィルタＳＰの側に向け、小径の開口部を波長分離手段Ｆ１に近接もしくは接触させており、ダイクロイックフィルタＳＰ側から入射する「中赤外光成分の結像光束」を、円錐面をなす周面部で反射させつつ波長分離手段Ｆ１側へ導光する。導光の途上で、中赤外光成分は反射を繰り返すことにより強度を均一化される。
以下、導光手段２０を導光体２０と呼ぶ。図１に示す実施の形態では、１個の導光体２０により「導光手段」が構成されている。
波長分離手段Ｆ１は、この実施の形態において「バンドパスフィルタ」である。説明中の実施の形態において、唯一種の検出対象であるガスは「ＣＯ２ガス」である。ＣＯ２ガスは、中赤外光の波長領域に吸収波長：４．２６μｍを有する。
即ち、撮像対象が放射する赤外光は、撮像対象がＣＯ２ガスを含むときは「赤外光中の波長：４．２６μｍの中赤外光」がＣＯ２ガスに吸収される。
波長分離手段Ｆ１であるバンドパスフィルタは、上記吸収波長：４．２６μｍと、その近傍の波長領域（波長バンド：例えば、４．００μｍ〜４．５０μｍ）の中赤外光を選択的に透過させ、他の波長の中赤外光は透過させない。
以下、波長分離手段Ｆ１を「バンドパスフィルタＦ１」と呼ぶ。図１に示す実施の形態では、１個のバンドパスフィルタＦ１により「波長分離手段」が構成されている。
On the other hand, the mid-infrared light component reflected by the dichroic filter SP enters the light guiding
The light guide means 20 is a "conical light guide body", and has a large opening directed toward the dichroic filter SP, and a small diameter opening is brought close to or in contact with the wavelength separation means F1. The “imaging light flux of the mid-infrared light component” incident from the side is guided to the wavelength separation means F1 side while being reflected by the peripheral surface portion forming the conical surface. The intensity of the mid-infrared light component is made uniform by repeating reflection during the light guide.
Hereinafter, the light guide means 20 will be referred to as the
The wavelength separating means F1 is a "bandpass filter" in this embodiment. In the embodiment being described, the only gas to be detected is “CO 2 gas”. CO 2 gas has an absorption wavelength of 4.26 μm in the wavelength range of mid-infrared light.
That is, in the infrared light emitted from the imaging target, when the imaging target includes CO 2 gas, “wavelength in infrared light: 4.26 μm mid-infrared light” is absorbed by the CO 2 gas.
The bandpass filter which is the wavelength separation means F1 selectively transmits the absorption wavelength: 4.26 μm and the mid-infrared light in the wavelength region (wavelength band: 4.00 μm to 4.50 μm) in the vicinity thereof. , Mid infrared light of other wavelengths is not transmitted.
Hereinafter, the wavelength separation means F1 is referred to as "bandpass filter F1". In the embodiment shown in FIG. 1, the "wavelength separation means" is constituted by one bandpass filter F1.
受光手段１０Ｂは、吸収波長：４．２６μｍの中赤外光に対して受光感度を有する。
受光手段１０Ｂとしては、波長：４．２６μｍの中赤外光に対して受光感度を有する適宜の受光素子、例えば、フォトダイオードやＣＭＳセンサ、焦電センサ等を用いることができる。
以下、受光手段１０Ｂを「受光素子１０Ｂ」と呼ぶ。図１に示す例では、１個の受光素子１０Ｂが「受光手段」を構成している。
撮像対象に検出対象であるＣＯ２ガスが含まれていると、撮像対象から放射されて赤外光レンズＬＩに入射する赤外光成分ＯＬＩにおける「波長：４．２６μｍ」の中赤外光の光強度は、ＣＯ２ガスにより吸収されるから「ＣＯ２ガスが含まれない場合に比して減少」している。即ち、撮像対象のＣＯ２ガス含有量（濃度）が大きいほど、受光素子１０Ｂの受光出力は減少する。
そこで、予め「ＣＯ２ガスがない場合における受光素子１０Ｂの出力の値」を基準値：０として校正（キャリブレーション）しておけば、受光素子１０Ｂの出力と基準値：０との差により、撮像対象に「どれほどのＣＯ２ガスが含まれているか」を検出できる。
図１において、赤外光レンズＬＩ、ダイクロイックフィルタＳＰ、赤外光撮像素子１０Ａ、導光体２０、バンドパスフィルタＦ１、受光素子１０Ｂは「ガスセンサユニットの要部」を構成する。
The light receiving means 10B has a light receiving sensitivity for mid-infrared light having an absorption wavelength of 4.26 μm.
As the
Hereinafter, the light receiving means 10B will be referred to as "
When the imaging target contains the CO 2 gas as the detection target, the mid-infrared light of “wavelength: 4.26 μm” in the infrared light component OLI emitted from the imaging target and incident on the infrared light lens LI. light intensity, are from being absorbed by the CO 2 gas "decreases in comparison with the case does not contain a CO 2 gas". That is, the larger the CO 2 gas content (concentration) of the imaging target, the smaller the light receiving output of the
Therefore, if the “value of the output of the
In FIG. 1, the infrared light lens LI, the dichroic filter SP, the infrared light
図１に示す「ガス検出装置」は、撮像対象におけるＣＯ２ガスの有無の検出と、撮像対象の赤外光画像の撮像とを行う装置である。
ガス検出装置は、上に説明したガスセンサユニットに加えて、制御部１００とディスプレイ手段としてのディスプレイ１１０を有する。
制御部１００は、判定手段と、画像処理手段と、制御手段とを含んでいる。
「判定手段」は、ガスセンサユニットの受光素子１０Ｂの出力に基づき、特定のガスであるＣＯ２ガスの有無を判定して出力する。判定手段は、ＣＯ２ガスが「有」と判定するときは、ＣＯ２ガスの濃度も出力する。
The “gas detection device” illustrated in FIG. 1 is a device that detects the presence or absence of CO 2 gas in an imaging target and captures an infrared light image of the imaging target.
The gas detection device has a
The
The "determination unit" determines and outputs the presence or absence of CO 2 gas, which is a specific gas, based on the output of the
ディスプレイ１１０は、ガスセンサユニットの赤外光撮像素子１０Ａの出力と、判定手段の出力に基づき、撮像対象のイメージ情報と、特定のガス（ＣＯ２ガス）の有無に関する情報とを画像として画像表示する。
「画像処理手段」は、ディスプレイ１１０に画像表示する画像を生成する。
The
The “image processing means” generates an image to be displayed on the
「制御手段」は、上述のガスセンサユニットと、判定手段とディスプレイ１１０と画像処理手段を制御する。
制御部１００に含まれる「判定手段」、「画像処理手段」、「制御手段」は、例えば、ＣＰＵ等として構成できる。例えば、判定手段と画像処理手段を、独立したＣＰＵで構成し、これらのＣＰＵを、制御手段として別個に構成されたＣＰＵにより制御して、各手段の機能を実行させるようにすることができる。
あるいはまた、制御部１００を「マイクロコンピュータ」として構成し、このマイクロコンピュータに機能領域として、判定手段、画像処理手段、制御手段を設定し、制御手段により機能手段や画像処理手段の制御を行うようにすることもできる。
The “control means” controls the gas sensor unit, the determination means, the
The “determination unit”, “image processing unit”, and “control unit” included in the
Alternatively, the
図１に示されたように、赤外光撮像素子１０Ａの出力、受光素子１０Ｂの出力は、制御部１００に入力する。制御部１００の制御手段は、赤外光撮像素子１０Ａの出力により赤外光画像を構成する。説明中の例では、マンホール等の地下空間が撮像対象であるので、上記の如く構成される赤外光画像は「地下空間の画像」である。
制御部１００に含まれる判定手段は、制御部１００に入力する受光手段１０Ｂの出力に基づき、前記地下空間におけるＣＯ２ガスの有無を判定する。
この判定は、１例として以下のように行われる。即ち、前述の如く、受光素子１０Ｂの出力が「ＣＯ２ガスがない場合における値を基準値：０として校正」されているものとすると、受光素子１０Ｂの出力（≦０）の絶対値をＳＢとすれば、該絶対値：ＳＢの大きさにより、ＣＯ２ガスの濃度（％）がわかる。
空気中に自然に存在するＣＯ２ガスの濃度は０．０３８％程度であることが知られており、前述した「ＣＯ２ガス中毒」を引き起こす濃度は３％〜５％以上とされている。
As shown in FIG. 1, the output of the infrared
The determination unit included in the
This determination is performed as follows as an example. That is, as described above, assuming that the output of the
It is known that the concentration of CO 2 gas that naturally exists in the air is about 0.038%, and the concentration causing the above-mentioned “CO 2 gas poisoning” is set to 3% to 5% or more.
そこで、例えば、予め、ＣＯ２濃度のレベル：ＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３を、
ＬＶ１ １％未満 安全
ＬＶ２ １％以上２％未満 注意
ＬＶ３ ３％以上 危険
の如く定め、レベル：ＬＶ１に対して緑色、レベル：ＬＶ２に対してオレンジ色、レベル：ＬＶ３に対して赤色を用意する。
そして、判定手段は「濃度レベルＬＶ１ １％未満 安全」、「濃度レベルＬＶ２ １％以上２％未満 注意」、「濃度レベルＬＶ３ ３％以上 危険」の３種のメッセージを用意し、これらのメッセージの何れかと各レベルに対応する色を判定結果に応じて出力する。
Therefore, for example, the levels of CO 2 concentration: LV1, LV2, and LV3 are previously set as follows.
LV1 less than 1% safe
LV2 1% or more and less than 2% Caution
LV3 3% or more dangerous
As described above, green is prepared for the level: LV1, orange is prepared for the level: LV2, and red is prepared for the level: LV3.
Then, the determination means prepares three kinds of messages of “safety of concentration level LV1 less than 1%”, “attention of concentration level LV2 of 1% or more and less than 2%”, and “danger of concentration level LV3 of 3% or more”. A color corresponding to any of the levels is output according to the determination result.
制御部１００の制御手段は、画像処理手段を制御して、ディスプレイ１１０に画像表示する画像を生成する。
画像処理手段では、赤外光撮像素子１０Ａの出力に応じて得られる赤外光画像（マンホール等の地下空間の状態）と、判定手段の出力とに基づき「撮像対象のイメージ情報と、特定のガス（ＣＯ２ガス）の有無に関する情報」とを画像として生成する。
The control unit of the
In the image processing means, based on the infrared light image (state of the underground space such as a manhole) obtained according to the output of the infrared light
１例を挙げれば、判定手段の出力が「濃度レベルＬＶ１ １％未満 安全」である場合には、前記赤外光画像を「緑色画像」として表示し、この緑色画像に重ね合わせて「濃度レベルＬＶ１ １％未満 安全」の文字によるメッセージを表示する。
同様に、判定手段の出力が「濃度レベルＬＶ２ １％以上２％未満 注意」である場合には、前記赤外光画像を「オレンジ色画像」として表示し、このオレンジ色画像に重ね合わせて「濃度レベルＬＶ２ １％以上２％未満 注意」の文字によるメッセージを表示する。また、判定手段の出力が「濃度レベルＬＶ３ ３％以上 危険」である場合には、前記赤外光画像を「赤色画像」として表示し、この赤色画像に重ね合わせて「濃度レベルＬＶ３ ３％以上 危険」の文字によるメッセージを表示する。
ディスプレイ１１０に表示される上記の画像のうち、緑色、オレンジ色、赤色の各色画像は「撮像対象のイメージ情報」であり、これらの画像に重畳される各メッセージは「ＣＯ２ガスの有無に関する情報」である。
なお、ディスプレイ１１０に表示される画像の「コントラストや輝度、生成された画像の表示形態」は、図示を省略された操作パネルの操作により制御手段を介して画像処理手段を制御することにより、適宜に調整できる。
また、図１に示すガス検出装置に「送信手段」を組み込み、画像処理手段により生成される画像を、外部装置に送信して外部装置のディスプレイに表示するように構成することもできる。
As an example, when the output of the determination unit is “density level LV1 less than 1% safe”, the infrared light image is displayed as a “green image” and is superimposed on the green image to display “density level”. LV1 Less than 1% Safe” is displayed.
Similarly, when the output of the determination means is "density level LV2 1% or more and less than 2% caution", the infrared light image is displayed as an "orange image" and is superimposed on the orange image. Display the message in the form of "Density level LV2 1% or more and less than 2% Caution". Further, when the output of the judging means is "density level LV3 3% or more dangerous", the infrared light image is displayed as a "red image" and is superimposed on the red image "density level LV3 3% or more". Display a message with the word "danger".
Of the above-mentioned images displayed on the
The “contrast, brightness, and display form of the generated image” of the image displayed on the
It is also possible to incorporate the "transmitting means" in the gas detection device shown in FIG. 1 and transmit the image generated by the image processing means to the external device and display it on the display of the external device.
上に説明したガス検出装置において、導光手段として「截頭円錐状の導光体２０」を例示したが、導光手段は、これに限らず、図２、図３に例示するような種々のものが使用可能である。
なお、繁雑を避けるため、図２以下の図においても、混同の恐れがないと思われるものについては図１におけると同じ符号を用いる。
例えば、図２（ａ）に示す導光手段は「反射面をなす部分が回転放物面をなす導光体２０ａ」であり、大口径の側から入射する光束ＬＦＸ（光束分離手段により分離された中赤外光の結像光束）を、周面部で反射させつつ波長分離手段Ｆ１側へ導光する。
また、図２（ｂ）に示す導光手段は所謂「導光ロッド２０ｂ」であり、側面から入射する光束ＬＦＸを「斜面部２０ｂ１」で、ロッドの長手方向へ反射し、反射された光束を、ロッドの長手方向をなす側面で反射させつつ、バンドパスフィルタＦ１の側へ導光し、波長分離手段Ｆ１により波長分離された赤外光を受光素子１０Ｂで受光する。
In the above-described gas detection device , the "conical
In order to avoid complication, the same reference numerals as those in FIG. 1 are used in the drawings after FIG.
For example, the light guide means shown in FIG. 2A is "a
Further, the light guide means shown in FIG. 2B is a so-called "
図１に即して実施の形態を説明したガス検出装置は、検出すべきガスが「ＣＯ２ガス」唯一種であるが、この発明のガスセンサユニット、ガス検出装置は、検出対象としてのガスが２種あるいは３種類以上であっても実施可能であることは言うまでもない。 In the gas detection device of which the embodiment has been described with reference to FIG. 1, the only gas to be detected is the “CO 2 gas”, but in the gas sensor unit and gas detection device of the present invention, the gas to be detected is Needless to say, two or more types can be used.
一般に、検出すべきガスの種類をＮ（≧２）とし、その吸収波長をλｉ（ｉ＝１〜Ｎ）とする。
このような場合、例えば、図１や図２に示した「導光体とバンドパスフィルタと受光素子の組み合わせ」をＮ組用意する。そして、各組に用いられるバンドパスフィルタは「組ごとに異なる吸収波長：λｉの赤外光を波長分離」するものとし、このバンドパスフィルタと組み合わせられる受光素子は波長：λｉに受光感度を有するものを用いる。
図３（ａ）に示す例では、「図１に示した導光体とバンドパスフィルタと受光素子の組み合わせ」と同様のものが３種類組み合わせられている。
導光体２０１に組み合わせられたバンドパスフィルタＦ１１は、吸収波長：λ１の赤外光を波長分離し、受光素子１０Ｂ１は波長：λ１の赤外光に受光感度を有する。
導光体２０２に組み合わせられたバンドパスフィルタＦ１２は、吸収波長：λ２の赤外光を波長分離し、受光素子１０Ｂ２は波長：λ２の赤外光に受光感度を有する。
導光体２０３に組み合わせられたバンドパスフィルタＦ１３は、吸収波長：λ３の赤外光を波長分離し、受光素子１０Ｂ３は波長：λ３の赤外光に受光感度を有する。
各吸収波長：λ１、λ２、λ３の赤外光の強度を検出することにより、これらの吸収波長を有する３種類のガスが撮像対象に含まれるか否かを、図１に即して説明した実施の形態と同様にして検出できる。
Generally, the type of gas to be detected is N (≧2), and its absorption wavelength is λi (i=1 to N).
In such a case, for example, N sets of “combination of the light guide, the bandpass filter, and the light receiving element” shown in FIGS. 1 and 2 are prepared. The band-pass filter used for each set "separates the wavelength of infrared light having a different absorption wavelength: λi for each set", and the light-receiving element combined with this band-pass filter has a light-receiving sensitivity at a wavelength: λi. Use one.
In the example shown in FIG. 3A, three kinds of the same as the “combination of the light guide body, the bandpass filter, and the light receiving element shown in FIG. 1” are combined.
The bandpass filter F11 combined with the
The bandpass filter F12 combined with the
The bandpass filter F13 combined with the
By detecting the intensity of infrared light of each absorption wavelength: λ1, λ2, λ3, whether or not three kinds of gases having these absorption wavelengths are included in the imaging target was described with reference to FIG. It can be detected in the same manner as in the embodiment.
図３（ａ）に示す例では、導光体２０１、２０２、２０３が「導光手段」を構成し、バンドパスフィルタＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３が「波長分離手段」を構成し、受光素子１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｂ３が「受光手段」を構成する。 In the example shown in FIG. 3(a), the light guides 201, 202, and 203 constitute "light guide means", the bandpass filters F11, F12, and F13 constitute "wavelength separation means", and the light receiving element 10B1, 10B2 and 10B3 form a "light receiving means".
図３（ｂ）に示す例では、吸収波長：λ１、λ２の波長分離を行う「波長分離手段」がバンドパスフィルタＦ１４、Ｆ１５により構成され、これらの波長：λ１、λ２に受光感
度を有する受光素子１０Ｂ４、１０Ｂ５により「受光手段」が構成されている。
単一の導光体２０４は、これら波長分離手段、受光手段に光束ＬＦＸを導光する「導光手段」を構成する。この例は、この発明のガス検出装置の実施の1形態である。
逆に、図３（ｃ）に示す例では、１つの吸収波長の波長分離を行うバンドパスフィルタＦ１６と、この波長の赤外光に対して受光感度を有する受光素子１０Ｂ６の組み合わせに対して、２つの導光体２０５、２０６を組み合わせて光束ＬＦＸの導光を行うようにしている。即ち、この場合、導光体２０５、２０６が「導光手段」を構成し、バンドパスフィルタＦ１６は単独で「波長分離手段」を構成し、受光素子１０Ｂ６は単独で「受光手段」を構成する。
In the example shown in FIG. 3B, the “wavelength separating means” for separating the wavelengths of the absorption wavelengths λ1 and λ2 is composed of bandpass filters F14 and F15, and the light receiving sensitivity to these wavelengths λ1 and λ2 is received. The elements 10B4 and 10B5 form a “light receiving means”.
The single
On the contrary, in the example shown in FIG. 3C, for the combination of the bandpass filter F16 that performs wavelength separation of one absorption wavelength and the light receiving element 10B6 that has a light receiving sensitivity for infrared light of this wavelength, The two
導光手段としては、上に例示したもののほか、従来から知られた各種の導光手段、例えば、コーンレンズやロッドレンズ、光ファイバ、集光ミラー等およびこれらの組み合わせを適宜に用いることができる。
「導光手段と波長分離手段、受光手段の組み合わせ」として、図２（ａ）、（ｂ）に示すものや、図３（ａ）〜（ｃ）に示すものを、図１に示す「導光手段２０、波長分離手段Ｆ１、受光手段１０Ｂ」の組み合わせに代えて、適宜用いることができることは言うまでもない。
As the light guide means, in addition to those exemplified above, various conventionally known light guide means, for example, a cone lens, a rod lens, an optical fiber, a condenser mirror, or the like, and a combination thereof can be appropriately used. ..
As the "combination of the light guide means, the wavelength separating means, and the light receiving means", the one shown in FIGS. 2(a) and 2(b) and the one shown in FIGS. 3(a) to 3(c) are shown in FIG. It goes without saying that the combination of the
上には波長分離手段として「バンドパスフィルタ」を用いる例を示したが、これに限らず「回折を利用する波長分離手段」を用いてもよい。
図１に即して説明した例では、光束分離手段Ｆ１として「ダイクロイックフィルタ」を用い、赤外光レンズＬＩによる結像赤外光を遠赤外光成分と中赤外光成分とに分け、中赤外光成分を導光手段２０により受光手段１０Ｂに導光した。このように構成した理由は、有無を検出すべきガスがＣＯ２ガスであり、その吸収波長：４．２６μｍが中赤外光の波長領域に含まれるからである。
Although the example in which the "bandpass filter" is used as the wavelength separating means has been shown above, the "wavelength separating means utilizing diffraction" may be used instead.
In the example described with reference to FIG. 1, a “dichroic filter” is used as the light beam separating means F1, and the imaged infrared light by the infrared light lens LI is divided into a far infrared light component and a mid infrared light component, The mid-infrared light component was guided to the light receiving means 10B by the light guiding means 20. The reason for such a configuration is that the gas whose presence is to be detected is CO 2 gas, and its absorption wavelength: 4.26 μm is included in the wavelength region of mid-infrared light.
例えば、２．５μｍ〜７μｍ程度（中赤外光と遠赤外光の波長領域を含む。）の波長領域において、上記ＣＯ２ガス以外に、遠赤外光の波長領域に吸収波長：λＡを持つガス（仮にＡガスと称する。）をも「有無の検出対象」とする場合も考えられる。
この場合には、光束分離手段として「通常の半透鏡」を用い、中赤外光成分と遠赤外光成分を含む赤外光全体を、反射と透過により光束分離し、光束分離された赤外光光束を、例えば、図３（ｂ）に示す如き導光手段２０４により導光する。
「波長分離手段」を構成するバンドパスフィルタＦ１４、Ｆ１５のうち、バンドパスフィルタＦ１４には「４．２６μｍとその近傍の波長の赤外光（中赤外光）を選択的に透過させるバンドパスフィルタ」を用い、バンドパスフィルタＦ１５には「Ａガスの吸収波長：λＡμｍとその近傍の波長の赤外光（遠赤外光）を選択的に透過させるバンドパスフィルタ」を用いる。
For example, in the wavelength range of about 2.5 μm to 7 μm (including the wavelength range of mid-infrared light and far-infrared light), the absorption wavelength: λA in the wavelength range of far-infrared light other than the CO 2 gas. It is also conceivable that the gas that it has (probably referred to as A gas) is also set as the “presence/absence detection target”.
In this case, an "ordinary semi-transparent mirror" is used as the light beam separating means, and the entire infrared light including the mid-infrared light component and the far-infrared light component is separated by light reflection and transmission, and the red light separated by the light is separated. The external light flux is guided by, for example, a light guide means 204 as shown in FIG.
Of the bandpass filters F14 and F15 forming the “wavelength separation means”, the bandpass filter F14 has a bandpass filter for selectively transmitting “infrared light (mid-infrared light) having a wavelength of 4.26 μm and its vicinity. "A filter" is used, and a bandpass filter F15 is a "bandpass filter that selectively transmits infrared light (far-infrared light) having an absorption wavelength of A gas: [lambda]A[mu]m and its vicinity".
また「受光手段」を構成する受光素子１０Ｂ４、１０Ｂ５のうち、受光素子１０Ｂ４としては波長：４．２６μｍの中赤外光に受光感度を有するものを用い、受光素子１０Ｂ５としては波長：λＡμｍの遠赤外光に受光感度を有するものを用いる。 Further, of the light receiving elements 10B4 and 10B5 constituting the “light receiving means”, as the light receiving element 10B4, one having a light receiving sensitivity to mid-infrared light of a wavelength of 4.26 μm is used, and as the light receiving element 10B5, a wavelength of λA μm is used. A material having sensitivity to infrared light is used.
この場合、「赤外光撮像素子」は、遠赤外光のみに感度を有するものを用いてもよいし、遠赤外光と中赤外光とに感度を有するものを用いてもよい。 In this case, as the "infrared light imaging element", one having sensitivity to far infrared light only may be used, or one having sensitivity to far infrared light and mid infrared light may be used.
上には、図１を参照して、マンホール等の地下空間の状態を撮像対象とし、地下空間にＣＯ２ガスがどの程度存在するかを検出する場合を説明した。
この発明のガス検出装置は、このような場合に限定されるものでないことは勿論であり、種々の用途に使用できる。
例えば「火山から噴出される噴煙中に含まれるガスの種類や濃度を検出」する用途を持ったガス検出装置も実施可能である。
図４に、このような場合のガス検出装置の１例を示す。
繁雑を避けるため、混同の恐れがないと思われるものについては、図４においても図１〜図３におけると同一の符号を用いている。
火山から噴出する噴煙に含まれているガスは種々のものがあるが、水蒸気、Ｈ２Ｓ（硫化水素）ガス、ＣＯ２ガスが代表的である。図４に実施の形態を示すガス検出装置は、噴煙中の水蒸気、Ｈ２Ｓガス、ＣＯ２ガスの有無、濃度を検出するものである。
水蒸気の吸収波長は２．６６μｍ、ＣＯ２ガスの吸収波長は４．２６μｍ、Ｈ２Ｓガスの吸収波長は３．８１μｍであり、これらのガスは何れも「中赤外光の波長領域」に吸収波長を有している。
The case where the state of the underground space such as a manhole is imaged and the amount of CO 2 gas existing in the underground space is detected has been described above with reference to FIG. 1.
The gas detector of the present invention is not limited to such a case, and can be used for various purposes.
For example, a gas detection device having an application of “detecting the type and concentration of gas contained in the smoke emitted from a volcano” can be implemented.
Figure 4 shows an example of a gas detector in such a case.
In order to avoid complication, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 are used in FIG.
There are various gases contained in the fumes emitted from the volcano, but steam, H 2 S (hydrogen sulfide) gas, and CO 2 gas are typical. The gas detection apparatus according to the embodiment shown in FIG. 4 detects the presence or absence and concentration of water vapor, H 2 S gas, and CO 2 gas in fumes.
The absorption wavelength of water vapor is 2.66 μm, the absorption wavelength of CO 2 gas is 4.26 μm, and the absorption wavelength of H 2 S gas is 3.81 μm. All of these gases are in the “infrared wavelength range”. It has an absorption wavelength.
そこで、図４の実施の形態において、光束分離手段ＳＰとしては「遠赤外光成分を透過させ、中赤外光成分を反射するダイクロイックミラー」を用いる。また、赤外光撮像素子１０Ａとしては、遠赤外光に対して受光感度を有するものを用いる。
Therefore, in the embodiment of FIG. 4, a “dichroic mirror that transmits a far infrared light component and reflects a mid infrared light component” is used as the light beam separating means SP. Further, as the infrared light
図４において、符号２００で示すのは「導光手段と波長分離手段と受光手段」の部分であり、便宜上、以下において検出部２００と称する。
検出部２００は、図３（ａ）に示すタイプのものである。以下、図３（ａ）を参照して検出部２００の説明を行う。
図３（ａ）において導光体２０１に組み合わせられたバンドパスフィルタＦ１１は、吸収波長：２．６６μｍ（λ１とする。）の赤外光を波長分離し、受光素子１０Ｂ１は波長：２．６６μｍの赤外光に受光感度を有する。導光体２０２に組み合わせられたバンドパスフィルタＦ１２は、吸収波長：３.８１μｍ（λ２とする。）の赤外光を波長分離し、受光素子１０Ｂ２は波長：３．８１μｍの赤外光に受光感度を有する。
導光体２０３に組み合わせられたバンドパスフィルタＦ１３は、吸収波長：４．３６μｍ（λ３とする。）の赤外光を波長分離し、受光素子１０Ｂ３は波長：４．３６μｍの赤外光に受光感度を有する。
吸収波長：λ１（＝２．６６μｍ）、λ２（＝３．８１μｍ）、λ３（＝４．３６μｍ）の赤外光の強度を検出することにより、これらの吸収波長を有する３種類のガス（水蒸気、Ｈ２Ｓガス、ＣＯ２ガス）が撮像対象に含まれるか否かを、図１に即して説明した実施の形態と同様にして検出できる。
即ち、図４に示すように、検出部２００の受光手段（受光素子１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｂ３）からの出力を、制御部１００に取り込み、受光手段の各受光素子の出力に対して設定された基準値：０に対する相対的な差により、各ガスの有無、濃度を検出できる。
そして、このように検出された各ガスの濃度値と、赤外光撮像素子１０Ａにより撮像された遠赤外光画像に対し、検出された各ガスの濃度を重畳させてディスプレイ１１０に画像表示させる。
In FIG. 4, reference numeral 200 is a portion of “light guide means, wavelength separating means, and light receiving means”, and is hereinafter referred to as a detection unit 200 for convenience.
The detection unit 200 is of the type shown in FIG. Hereinafter, the detection unit 200 will be described with reference to FIG.
In FIG. 3A, the bandpass filter F11 combined with the
The bandpass filter F13 combined with the
Absorption wavelength: λ1 (=2.66 μm), λ2 (=3.81 μm), λ3 (=4.36 μm) By detecting the intensity of infrared light, three types of gas (water vapor) having these absorption wavelengths are detected. , H 2 S gas, CO 2 gas) can be detected as in the embodiment described with reference to FIG.
That is, as shown in FIG. 4, the output from the light receiving means (light receiving elements 10B1, 10B2, 10B3) of the detecting section 200 is taken into the
Then, the concentration value of each gas detected in this way and the far-infrared light image captured by the infrared
図５は、ディスプレイの表示部１１０Ａに表示された画像の１例である。火山ＶＯＬから噴出された噴煙ＧＳが含む、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、炭酸ガス（ＣＯ２）、硫化水素ガス（Ｈ２Ｓ）の濃度が％単位で表示されている。
FIG. 5 is an example of an image displayed on the
判定は、例えば、上述した例の場合と同様に行うことができる。即ち、受光素子１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｂ３の各出力に対し、それぞれ、水蒸気、Ｈ２Ｓガス、ＣＯ２ガスがない場合における値を基準値：０として、それぞれ校正しておけば、受光素子１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｂ３の出力（≦０）の絶対値：ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３の大きさにより、水蒸気、Ｈ２Ｓガス、ＣＯ２ガスの濃度（％）がわかる。
ところで、撮像対象が放射する輻射の強度は、撮像対象の温度：Ｔの４乗に比例して変化する。上に説明した地下空間の場合、大深度と呼ばれる程の深さになると、空間内の温度は四季を通じて略一定しており、撮像対象の温度は一定と考えられ、このような場合には上記「基準値：０」は、定数として扱うことができる。
The determination can be performed, for example, in the same manner as in the case of the above example. That is, for each output of the light receiving elements 10B1, 10B2, 10B3, if the values in the absence of water vapor, H 2 S gas, and CO 2 gas are set to the reference value: 0, and calibrated, the light receiving elements 10B1, Absolute values of outputs (≦0) of 10B2 and 10B3: Concentrations (%) of water vapor, H 2 S gas, and CO 2 gas can be known from the sizes of SB1, SB2, and SB3.
By the way, the intensity of the radiation emitted by the imaging target changes in proportion to the temperature T of the imaging target: the fourth power of T. In the case of the underground space described above, when it reaches a depth called a large depth, the temperature in the space is almost constant throughout the four seasons, and it is considered that the temperature of the imaging target is constant. "Reference value: 0" can be treated as a constant.
地下空間の場合でも、マンホールのように比較的浅い場合には、その温度は四季を通じて変化する。上に説明した火山ガスが撮像対象であるような場合には、撮像対象の温度は数百度ないしそれ以上の温度範囲で変化する。 Even in the case of an underground space, if it is relatively shallow like a manhole, its temperature changes throughout the four seasons. In the case where the volcanic gas described above is the imaging target, the temperature of the imaging target changes in the temperature range of several hundred degrees or more.
このように、撮像対象の温度が「撮像状況により変化する」場合には、上記基準値：０は「撮像対象の温度：Ｔ」の関数として扱う必要がある。 As described above, when the temperature of the imaging target “changes depending on the imaging condition”, the reference value :0 needs to be treated as a function of the “temperature of the imaging target: T”.
例として、噴煙中の水蒸気の場合を説明すると、噴煙温度：Ｔの水蒸気から放射される赤外光の「吸収波長における強度」を予め実測値として測定し、基準値：０（Ｔ）として「温度：Ｔの関数式もしくはテーブル」として、制御手段のメモリに記憶させておく。 As an example, the case of water vapor in fumes will be described. The “intensity at the absorption wavelength” of the infrared light emitted from the water vapor at the fumes temperature: T is measured in advance as a measured value, and the reference value is 0 (T). "Temperature: T functional expression or table" is stored in the memory of the control means.
そして、噴煙中の水蒸気の温度：Ｔを測定して、測定された温度：Ｔに応じた基準値：０（Ｔ）を用いて、噴煙中の水蒸気の濃度を測定することができる。
撮像対象の温度の測定には、公知の適宜の温度測定手段を用いて行うことができるが、赤外光撮像素子１０Ａ等を「遠赤外光に受光感度を有するサーモパイルの素子を２次元的に配置したもの」で構成すれば赤外光撮像素子の出力から「撮像対象の温度：Ｔ（必要に応じて、平均演算により平均温度として求める。）」を特定することができ、この温度：Ｔにより基準値：０（Ｔ）を特定して、撮像対象における各種ガスの有無・濃度を測定することができる。
Then, it is possible to measure the temperature of steam in the smoke, T, and use the reference value: 0 (T) corresponding to the measured temperature: T to measure the concentration of steam in the smoke.
The temperature of the object to be imaged can be measured by using a known appropriate temperature measuring means. However, the infrared
以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、図１に示す実施の形態において、光束分離手段ＳＰとして、中赤外光成分を反射し、遠赤外光成分を透過させるダイクロイックフィルタを用いたが、これに限らず、例えば半透鏡のように、結像光束を単純に透過と反射とにより分離せてもよい。この場合には、赤外光撮像素子１０Ａに結像する赤外光は、遠赤外光成分も中赤外光成分も含むことになるし、導光手段に入射する光束も遠赤外光成分と中赤外光成分を含む。
Although the preferred embodiments of the invention have been described above, the invention is not limited to the specific embodiments described above, and the invention described in the scope of claims unless otherwise specified. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.
For example, in the embodiment shown in FIG. 1, a dichroic filter that reflects a mid-infrared light component and transmits a far-infrared light component is used as the light beam separation means SP, but the invention is not limited to this, and a semi-transparent mirror, for example. As described above, the imaging light flux may be simply separated by transmission and reflection. In this case, the infrared light imaged on the infrared light
あるいはまた、鏡面内に「赤外光透過部やスリット等の開口部」を有する「孔あきミラー」等を光束分離手段として用いてもよい。 Alternatively, a “perforated mirror” or the like having “an infrared light transmitting portion or an opening such as a slit” in the mirror surface may be used as the light beam separating means.
この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。 The effects described in the embodiments of the present invention are merely enumerations of suitable effects resulting from the invention, and the effects according to the invention are not limited to "the effects described in the embodiments".
ＬＩ 赤外光レンズ
ＳＰ 光束分離手段
１０Ａ 赤外光撮像素子
１０Ｂ 受光手段（受光素子）
Ｆ１ 波長分離手段
２０、２０ａ、２０ｂ 導光手段（導光体）
２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６ 導光体
LI infrared lens
SP luminous flux separation means
10A infrared light image sensor
10B Light receiving means (light receiving element)
F1 wavelength separation means
20, 20a, 20b Light guide means (light guide)
201, 202, 203, 204, 205, 206 Light guide
Claims (5)
中赤外光および遠赤外光に対して正レンズ機能を持つ赤外光レンズと、
該赤外光レンズによる結像光束を複数の光束に分離する光束分離手段と、
該光束分離手段により分離された一部の結像光束による赤外光画像を撮像する赤外光撮像素子と、
前記Ｎ種のガスによる吸収波長：λｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の赤外光に対する受光感度を有する受光手段と、
前記光束分離手段により分離された他の結像光束を前記受光手段に向けて導光する導光手段と、
該導光手段により導光される光束から、前記吸収波長：λｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の赤外光を分離する波長分離手段と、
を有し、
前記導光手段は、Ｍ（１≦Ｍ）個の導光体であり、
前記受光手段が２以上の受光素子を有し、前記導光体が、複数の受光素子に共通化されているガスセンサユニット。 A gas sensor unit used for capturing an infrared light image of an imaging target and detecting the presence or absence of a specific N (≧1) type gas in the imaging target,
An infrared light lens with a positive lens function for mid-infrared light and far infrared light,
A light beam separating means for separating the image forming light beam by the infrared light lens into a plurality of light beams,
An infrared light image pickup device for picking up an infrared light image by a part of the image forming light beam separated by the light beam separating means;
A light receiving means having a light receiving sensitivity to infrared light having an absorption wavelength of λi (i=1 to N) by the N kinds of gases;
Light guide means for guiding the other imaging light flux separated by the light flux separation means toward the light receiving means,
Wavelength separating means for separating the infrared light of the absorption wavelength: λi (i=1 to N) from the light beam guided by the light guiding means,
Have a,
The light guide means is M (1≦M) light guides,
A gas sensor unit in which the light receiving unit has two or more light receiving elements, and the light guide body is shared by a plurality of light receiving elements .
前記Ｎ（≧１）種のガスは、中赤外光の波長領域に吸収波長：λｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を有するガスセンサユニット。 The gas sensor unit according to claim 1,
The N (≧1) type gas is a gas sensor unit having an absorption wavelength: λi (i=1 to N) in the wavelength region of mid-infrared light.
前記光束分離手段は、前記赤外光レンズによる結像光束を、遠赤外光成分と中赤外光成分に分離するフィルタであるガスセンサユニット。 The gas sensor unit according to claim 2, wherein
The light flux separating means is a gas sensor unit which is a filter for separating the image-forming light flux by the infrared light lens into a far infrared light component and a mid infrared light component.
前記受光手段は、受光素子Ｐｄｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を有し、受光素子Ｐｄｉは前記吸収波長：λｉに受光感度を有するガスセンサユニット。 The gas sensor unit according to any one of claims 1 to 3,
The light receiving unit has a light receiving element Pdi (i=1 to N), and the light receiving element Pdi has a light receiving sensitivity at the absorption wavelength: λi.
請求項１〜４の何れか１項に記載のガスセンサユニットと、
前記ガスセンサユニットの前記受光手段の出力に基づき前記特定のＮ種のガスの有無を判定して出力する判定手段と、
該ガスセンサユニットの前記赤外光撮像素子の出力と、前記判定手段の出力に基づき、前記撮像対象のイメージ情報と、前記特定のＮ（≧１）種のガスの有無に関する情報とを画像表示するディスプレイ手段と、
該ディスプレイ手段に画像表示する画像を生成する画像処理手段と、
前記ガスセンサユニットと前記判定手段と前記ディスプレイ手段と前記画像処理手段を制御する制御手段と、を有するガス検出装置。 A gas detector for detecting an infrared light image of an imaging target and detecting the presence or absence of a specific N (≧1) type gas in the imaging target,
A gas sensor unit according to any one of claims 1 to 4 ,
Determination means for determining and outputting the presence or absence of the specific N type gas based on the output of the light receiving means of the gas sensor unit;
Based on the output of the infrared imaging device of the gas sensor unit and the output of the determination means, image information of the imaging target and information regarding the presence or absence of the specific N (≧1) kinds of gas are displayed as an image. Display means,
Image processing means for generating an image to be displayed on the display means;
A gas detection device comprising: the gas sensor unit, the determination means, the display means, and a control means for controlling the image processing means.
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