JPH04328449A - Measuring method and apparatus for moisture - Google Patents

Measuring method and apparatus for moisture

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JPH04328449A
JPH04328449A JP3125051A JP12505191A JPH04328449A JP H04328449 A JPH04328449 A JP H04328449A JP 3125051 A JP3125051 A JP 3125051A JP 12505191 A JP12505191 A JP 12505191A JP H04328449 A JPH04328449 A JP H04328449A
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JP
Japan
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light
measurement
image
comparison
image data
Prior art date
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Pending
Application number
JP3125051A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Nitta
秀一 新田
Hiroki Yamaboshi
浩樹 山星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the two-dimensional distribution of moisture or the local moisture of an object to be measured. CONSTITUTION:An object 1 to be measured is photographed by a photographing device 8 with use of the measuring light in the absorption band of water in the near infrared region which is reflected or permeated at the object 1. The measuring image data corresponding to the dark and bright of the image is stored in a memory 15 for every plurality of pixels constituting the two-dimensional image. Then, the object 1 is photographed by the photographing device 8 with use of the comparison light in the non-absorption band of water in the near infrared region reflected or permeated at the object 1, and the comparison image data corresponding to the dark and bright of the two-dimensional image is stored in a memory 16 for every plurality of pixels constituting the image. Thereafter, the moisture of the object 1 is obtained for every pixel based on the stored measuring image data and comparison image data.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、石鹸、紙、フィルム、
錠剤、粉体等の水分を含んだ物質の水分を、近赤外線を
用いて測定する方法および装置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention is applicable to soap, paper, film,
The present invention relates to a method and apparatus for measuring the moisture content of water-containing substances such as tablets and powder using near-infrared rays.

【0002】0002

【従来の技術】水分を含んだ物質に近赤外線を照射する
ことにより、その水分を測定することが従来より行われ
ている(特開昭58‐204336号公報、特開昭59
‐174739号公報、特開昭58‐7547号公報参
照)。
[Prior Art] It has been conventionally carried out to measure the moisture content of a substance containing moisture by irradiating it with near-infrared rays (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-204336, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-1999).
-174739, JP-A-58-7547).

【0003】これは、特定の波長の近赤外線は水による
エネルギー吸収率が大きいことを利用したものである。 すなわち、図7は近赤外線を水に照射した場合の波長と
反射率との関係を示し、波長が1.43μm、1.94
μm、3.0μm付近においては反射率が小さく、水に
よるエネルギー吸収率が高いことを示す。この水による
近赤外線のエネルギー吸収は物質の水分量が多いほど大
きくなることから、測定対象物に水の吸収波長の測定光
を照射し、その反射光または透過光のエネルギーを測定
することで測定対象物の水分を測定することができる。
[0003] This method takes advantage of the fact that near-infrared rays of a specific wavelength have a high energy absorption rate by water. That is, FIG. 7 shows the relationship between wavelength and reflectance when water is irradiated with near-infrared rays, and the wavelength is 1.43 μm and 1.94 μm.
The reflectance is small near 3.0 μm and 3.0 μm, indicating that the energy absorption rate by water is high. Near-infrared energy absorption by water increases as the water content of the substance increases, so it can be measured by irradiating the measurement target with measurement light at the absorption wavelength of water and measuring the energy of the reflected or transmitted light. The moisture content of objects can be measured.

【0004】しかし、水の吸収波長帯の測定光のみによ
る測定では、測定対象物の表面状態、色、組成等の地合
いの変化が外乱となるために測定値に変動がある。この
ような外乱の影響を除去するため、水の非吸収波長帯の
比較光を測定対象物に照射し、その比較光の反射光また
は透過光のエネルギーを、測定光の反射光または透過光
のエネルギーと比較することで、外乱を除去することが
行われている。
However, in measurements using only measurement light in the water absorption wavelength range, changes in the surface condition, color, composition, etc. of the object to be measured act as disturbances, resulting in fluctuations in the measured values. In order to eliminate the effects of such disturbances, the measurement target is irradiated with comparison light in the non-absorbing wavelength band of water, and the energy of the reflected or transmitted light of the comparison light is combined with the reflected or transmitted light of the measurement light. Disturbances are removed by comparing energy.

【0005】例えば、図8および図9に示す2色赤外線
方式が採用されている。これは、水の吸収波長λ2 の
測定光が測定対象物において反射または透過される前の
エネルギーをES 、反射または透過された後のエネル
ギーをS、水の非吸収波長λ1 の比較光が測定対象物
において反射または透過される前のエネルギーをER 
、反射後または透過された後のエネルギーをR、水によ
るエネルギー吸収率をmとした場合、S/R=(1−m
)ES /ER となる。この式より、光電変換素子等
を用いて測定対象物において反射または透過された後の
測定光および比較光のエネルギーS、Rを測定すれば、
測定対象物の水分によるエネルギー吸収率を前記外乱の
影響を除去して求めることができる。よって、予め求め
たエネルギー吸収率と水分との関係から水分を算出する
ことができる。そのエネルギー吸収率と水分との関係は
、例えば図9に示すように横軸に測定エネルギーの比R
/Sの対数をとり、縦軸に水分W(%)を取った場合に
、W=A+Bln(R/S)の一次近似式で表される検
量線で示すことができる。なお、A、Bは予めキャリブ
レーションにより設定される係数である。
For example, a two-color infrared system shown in FIGS. 8 and 9 has been adopted. This means that ES is the energy of the measuring light with absorption wavelength λ2 of water before it is reflected or transmitted by the object to be measured, S is the energy after reflection or transmission, and comparison light with non-absorption wavelength λ1 of water is the object to be measured. ER is the energy before being reflected or transmitted by an object.
, if the energy after reflection or transmission is R, and the energy absorption rate by water is m, then S/R=(1-m
) ES /ER. From this formula, if the energies S and R of the measurement light and comparison light after being reflected or transmitted through the measurement object are measured using a photoelectric conversion element or the like,
The energy absorption rate due to moisture in the object to be measured can be determined by removing the influence of the disturbance. Therefore, the moisture content can be calculated from the relationship between the energy absorption rate and moisture determined in advance. The relationship between the energy absorption rate and moisture can be expressed, for example, as shown in FIG.
When the logarithm of /S is taken and the vertical axis is the water content W (%), it can be shown by a calibration curve expressed by the linear approximation formula W=A+Bln(R/S). Note that A and B are coefficients set in advance through calibration.

【0006】また、水の非吸収波長帯の比較光を複数用
いることで、水分の測定精度を向上させることも行われ
ている。これは、測定対象物の表面状態、色、組成等の
地合いの変化により分光特性が変化し、測定対象物にお
いて反射または透過された後の比較光のエネルギーが変
動する場合があることから、その変動を除去することで
測定精度を向上させるものである。
[0006] Furthermore, it has been attempted to improve the accuracy of moisture measurement by using a plurality of comparison lights in wavelength bands in which water does not absorb water. This is because the spectral characteristics may change due to changes in the surface condition, color, composition, etc. of the measurement target, and the energy of the comparison light after being reflected or transmitted through the measurement target may fluctuate. This improves measurement accuracy by removing fluctuations.

【0007】例えば、図10及び図11に示す3色赤外
線方式が採用されている。これは、測定対象物の地合い
の影響による分光特性の変化が一次線形であるとし、水
の非吸収波長λ1 の比較光が測定対象物において反射
または透過された後のエネルギーをR1 +r、異なっ
た水の非吸収波長λ3 の比較光が測定対象物において
反射または透過された後のエネルギーをR2 −r、各
比較光が測定対象物において反射または透過される前の
エネルギーをER1、ER2とした場合、2S/(R1
 +R2 )=2S/(R1 +r+R2 −r)=(
1−m)2ES /(ER1+ER2)となる。これよ
り、測定対象物において反射または透過される比較光の
エネルギー変動分rが除去されるので、光電変換素子等
を用いて測定対象物において反射または透過された後の
測定光および各比較光のエネルギーS、R1 +r、R
2 −rを測定すれば、測定対象物の水分によるエネル
ギー吸収率を前記地合いの影響を除去して求めることが
できる。よって、予め求めたエネルギー吸収率と水分と
の関係から水分を算出することができる。そのエネルギ
ー吸収率と水分との関係は、例えば図11に示すように
、横軸に測定エネルギーの比(R1 +R2 )/2S
の対数をとり、縦軸に水分W(%)を取った場合に、W
=C+Dln〔(R1 +R2 )/2S〕の一次近似
式で表される検量線で示すことができる。なお、C、D
は予めキャリブレーションにより設定される係数である
For example, a three-color infrared system shown in FIGS. 10 and 11 has been adopted. This assumes that the change in spectral characteristics due to the influence of the topography of the object to be measured is first-order linear, and the energy after the comparison light with the non-absorption wavelength λ1 of water is reflected or transmitted through the object to be measured is R1 + r, When the energy after the comparison light with the non-absorption wavelength λ3 of water is reflected or transmitted by the measurement object is R2 - r, and the energy before each comparison light is reflected or transmitted by the measurement object is ER1 and ER2. , 2S/(R1
+R2 )=2S/(R1 +r+R2 -r)=(
1-m)2ES/(ER1+ER2). As a result, the energy fluctuation r of the comparison light reflected or transmitted by the measurement object is removed, so the measurement light and each comparison light after being reflected or transmitted by the measurement object using a photoelectric conversion element etc. are removed. Energy S, R1 +r, R
By measuring 2-r, the energy absorption rate due to moisture in the object to be measured can be determined by removing the influence of the formation. Therefore, the moisture content can be calculated from the relationship between the energy absorption rate and moisture determined in advance. The relationship between the energy absorption rate and moisture is, for example, as shown in FIG.
When taking the logarithm of and plotting the moisture W (%) on the vertical axis, W
It can be shown by a calibration curve expressed by the linear approximation formula: =C+Dln[(R1 +R2)/2S]. In addition, C, D
is a coefficient set in advance by calibration.

【0008】また、比較光を多数用いることで、測定精
度を向上させることも行なわれている。
[0008] Furthermore, measurement accuracy has been improved by using a large number of comparison lights.

【0009】図12は、上記の2色赤外線方式を利用し
た水分測定装置を示す。この水分測定装置は、近赤外領
域の連続スペクトルを有する光を出射する光源101と
、凹面鏡102と、レンズ103と、反射鏡104と、
回転盤105と、この回転盤105を回転駆動するモー
ター106とを備えている。その回転盤105には、近
赤外領域にある水の吸収波長帯の測定光のみを透過させ
るフィルター105aと、近赤外領域にある水の非吸収
波長帯の比較光のみを透過させるフィルター105bと
が取付けられている。また、反射鏡107と、凹面鏡1
09と、光電変換素子を内蔵した検出器110と演算装
置111とを備えている。
FIG. 12 shows a moisture measuring device using the two-color infrared method described above. This moisture measuring device includes a light source 101 that emits light having a continuous spectrum in the near-infrared region, a concave mirror 102, a lens 103, a reflecting mirror 104,
It includes a rotary disk 105 and a motor 106 that rotates the rotary disk 105. The rotary disk 105 includes a filter 105a that transmits only the measurement light in the water absorption wavelength band in the near-infrared region, and a filter 105b that transmits only the comparison light in the water non-absorption wavelength region in the near-infrared region. is installed. In addition, a reflecting mirror 107 and a concave mirror 1
09, a detector 110 containing a photoelectric conversion element, and an arithmetic unit 111.

【0010】その光源101から出射した光は凹面鏡1
02とレンズ103により集束され、反射鏡104によ
り反射されてフィルター105aを通過する。これによ
り、水の吸収波長帯の測定光が反射鏡107により反射
されて測定対象物108に照射される。この測定光は、
測定対象物の水分含有率に応じ、その一部が吸収される
と共に残部が反射される。この反射された測定光は凹面
鏡109により集束されて検出器110に入光する。こ
れにより、測定対象物108により反射されたは測定光
のエネルギーに応じた信号を検出器110は演算装置1
11に出力する。
The light emitted from the light source 101 is transmitted to the concave mirror 1.
02 and a lens 103, is reflected by a reflecting mirror 104, and passes through a filter 105a. As a result, the measuring light in the absorption wavelength band of water is reflected by the reflecting mirror 107 and irradiated onto the measuring object 108 . This measurement light is
Depending on the moisture content of the object to be measured, part of it is absorbed and the rest is reflected. This reflected measurement light is focused by concave mirror 109 and enters detector 110 . As a result, the detector 110 detects a signal corresponding to the energy of the measurement light reflected by the measurement object 108 and the arithmetic unit 1
Output to 11.

【0011】また、モーター106により回転円盤10
5を回転させることにより、光源101からの光は凹面
鏡102、レンズ103、反射鏡104を介してフィル
ター105bを通過し、水の非吸収波長帯の比較光が測
定対象物108に照射される。この測定対象物に照射さ
れた比較光は、測定対象物108の水分に吸収されるこ
となく反射され、この反射された比較光は凹面鏡109
により集束されて検出器110に入光される。これによ
り、検出器110は測定対象物108により反射された
比較光のエネルギーに応じた信号を演算装置111に出
力する。そして演算装置111は、測定対象物108に
おいて反射された測定光と比較光のエネルギーから測定
対象物8の水分を算出する。
[0011] Furthermore, the rotating disk 10 is rotated by the motor 106.
5, the light from the light source 101 passes through the filter 105b via the concave mirror 102, the lens 103, and the reflecting mirror 104, and the measurement object 108 is irradiated with comparative light in a wavelength band that is not absorbed by water. The comparison light irradiated to the measurement object is reflected without being absorbed by the moisture of the measurement object 108, and the reflected comparison light is reflected by the concave mirror 109.
The light is focused by the detector 110 and enters the detector 110. Thereby, the detector 110 outputs a signal corresponding to the energy of the comparison light reflected by the measurement object 108 to the calculation device 111. Then, the calculation device 111 calculates the moisture content of the measurement object 8 from the energy of the measurement light and comparison light reflected on the measurement object 108.

【0012】0012

【発明が解決しようとする課題】従来の近赤外線を用い
た水分測定は、測定対象物に測定光および比較光を照射
する測定領域全体における平均水分を求めるものであり
、測定領域の水分分布や局所的な水分を求めることはで
きなかった。例えば石鹸にあっては、水分分布に偏りが
あると均一に溶けないため、品質管理を行なう上で測定
領域における水分分布や局所的な水分の測定が望まれる
が、従来の近赤外線を用いた水分測定では対応すること
ができなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventional moisture measurement using near-infrared rays is to find the average moisture content in the entire measurement area where the measuring object is irradiated with measurement light and comparison light. It was not possible to determine local moisture. For example, soap will not dissolve uniformly if the moisture distribution is uneven, so it is desirable to measure the moisture distribution and local moisture in the measurement area for quality control. It was not possible to respond by measuring moisture.

【0013】本発明は上記従来技術の課題を解決するこ
とを目的とする。
[0013] An object of the present invention is to solve the problems of the prior art described above.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明による水分測定方
法の特徴とするところは、測定対象物において反射また
は透過された近赤外領域にある水の吸収波長帯の測定光
によって測定対象物を撮像し、その2次元画像を構成す
る複数の画素毎に、画像の明暗に応じた測定画像データ
を記憶すると共に、測定対象物において反射または透過
された近赤外領域にある水の非吸収波長帯の比較光によ
って測定対象物を撮像し、その2次元画像を構成する複
数の画素毎に、画像の明暗に応じた比較画像データを記
憶し、しかる後に、その記憶した測定画像データと比較
画像データとから画素毎に測定対象物の水分を求める点
にある。
[Means for Solving the Problems] The moisture measuring method according to the present invention is characterized in that the measuring object is measured by measuring light in the absorption wavelength band of water in the near-infrared region that is reflected or transmitted by the measuring object. For each of the multiple pixels that make up the two-dimensional image, measurement image data is stored according to the brightness of the image, and the non-absorption wavelength of water in the near-infrared region that is reflected or transmitted by the measurement object is stored. An image of the object to be measured is taken using a band of comparative light, and comparative image data corresponding to the brightness of the image is stored for each of a plurality of pixels constituting the two-dimensional image, and then the stored measurement image data and the comparative image are stored. The point is to determine the moisture content of the object to be measured for each pixel from the data.

【0015】本発明による水分測定方法において、近赤
外領域の連続スペクトルを有する光を測定対象物に向け
て照射し、この照射光が測定対象物において反射または
透過される前または後に、水の吸収波長帯の測定光のみ
を透過させるフィルターを用いて照射光から測定光を選
別し、この選別された測定光により測定対象物を撮像す
ると共に、近赤外領域の連続スペクトルを有する光を測
定対象物に向けて照射し、この照射光が測定対象物にお
いて反射または透過される前または後に、水の非吸収波
長帯の比較光のみを透過させるフィルターを用いて照射
光から比較光を選別し、この選別された比較光により測
定対象物を撮像するのが好ましい。
In the moisture measurement method according to the present invention, light having a continuous spectrum in the near-infrared region is irradiated toward the object to be measured, and before or after the irradiated light is reflected or transmitted through the object, water is detected. The measurement light is selected from the irradiation light using a filter that transmits only the measurement light in the absorption wavelength band, and the selected measurement light is used to image the object to be measured, and the light having a continuous spectrum in the near-infrared region is measured. The irradiated light is irradiated toward the target object, and before or after the irradiated light is reflected or transmitted by the target object, the comparative light is separated from the irradiated light using a filter that transmits only the comparative light in the wavelength range that water does not absorb. It is preferable that the object to be measured be imaged using the selected comparison light.

【0016】本発明による水分測定装置の特徴とすると
ころは、近赤外線の照射手段と、近赤外領域にある水の
吸収波長帯の測定光と水の非吸収波長帯の比較光とによ
り測定対象物を撮像可能な撮像手段と、その測定光によ
り撮像された2次元画像を構成する複数の画素毎に、画
像の明暗に応じた測定画像データを記憶する測定画像記
憶手段と、その比較光により撮像された2次元画像を構
成する複数の画素毎に、画像の明暗に応じた比較画像デ
ータを記憶する比較画像記憶手段と、その記憶した測定
画像データと比較画像データとから画素毎に水分を演算
する演算手段とを備える点にある。
The moisture measuring device according to the present invention is characterized by the use of near-infrared irradiation means, measurement light in the water absorption wavelength range in the near-infrared region, and comparison light in the water non-absorption wavelength range. An imaging device capable of capturing an image of a target object, a measurement image storage device that stores measurement image data corresponding to the brightness of the image for each of a plurality of pixels constituting a two-dimensional image captured using the measurement light, and a comparison light for the measurement image. a comparison image storage means for storing comparison image data corresponding to the brightness and darkness of the image for each of a plurality of pixels constituting a two-dimensional image captured by the method; The present invention is characterized in that it includes a calculation means for calculating .

【0017】本発明による水分測定装置が、近赤外領域
の連続スペクトルを有する光を測定対象物に向けて照射
可能な光源と、近赤外領域にある水の吸収波長帯の測定
光のみを透過させるフィルターと、近赤外領域にある水
の非吸収波長帯の比較光のみを透過させるフィルターと
を備えるのが好ましい。
The moisture measuring device according to the present invention includes a light source capable of irradiating a measuring object with light having a continuous spectrum in the near-infrared region, and a measuring light source that emits only measurement light in the water absorption wavelength band in the near-infrared region. It is preferable to include a filter that transmits light and a filter that transmits only comparison light in a wavelength band in which water is not absorbed in the near-infrared region.

【0018】[0018]

【作用】本発明は以下の原理に基づく。[Operation] The present invention is based on the following principle.

【0019】測定対象物において反射または透過された
水の吸収波長帯の測定光によって測定対象物を撮像する
と、その2次元画像は測定対象物の水分分布に対応した
明暗の分布を有する。これは、測定対象物の水分の多い
部分においては測定光のエネルギー吸収が大きいことか
ら、測定対象物において反射または透過された測定光に
よる2次元画像は暗くなり、また、水分の少ない部分に
おいては測定光のエネルギー吸収が小さいことから、測
定対象物において反射または透過された測定光による2
次元画像は明るくなることによる。よって、その2次元
画像を複数の画素に分割した場合、画像の明暗に応じた
各画素毎の測定画像データは、測定対象物の水分分布に
対応したデータとなる。
When an image of the object to be measured is taken using measuring light in the absorption wavelength band of water that is reflected or transmitted through the object, the two-dimensional image has a distribution of brightness and darkness corresponding to the water distribution of the object to be measured. This is because the energy absorption of the measurement light is large in areas with a lot of moisture in the measurement object, so the two-dimensional image created by the measurement light reflected or transmitted by the measurement object becomes dark, and in areas with less moisture, the two-dimensional image is dark. Because the energy absorption of the measurement light is small, the measurement light reflected or transmitted by the measurement object is
Due to the fact that the dimensional image becomes brighter. Therefore, when the two-dimensional image is divided into a plurality of pixels, the measurement image data for each pixel according to the brightness of the image becomes data corresponding to the moisture distribution of the measurement object.

【0020】一方、測定対象物において反射または透過
された水の非吸収波長帯の比較光によって測定対象物を
撮像すると、その2次元画像は測定対象物の水分の影響
は受けないが、測定対象物の表面状態、色、組成等の地
合いに応じた明暗を有する。この2次元画像を複数の画
素に分割した場合、画像の明暗に応じた各画素毎の比較
画像データは、対応する画素における測定画像データと
同様に、測定対象物の地合いの影響を受けたデータとな
る。よって、測定画像データと比較画像データを用いる
ことで、画素毎に測定対象物の水分を、測定対象物の地
合いの影響を除去して求めることができる。
On the other hand, when the measurement object is imaged using comparison light in the non-absorbing wavelength band of water that is reflected or transmitted through the measurement object, the two-dimensional image is not affected by the water content of the measurement object, but It has brightness and darkness depending on the surface condition, color, composition, etc. of the object. When this two-dimensional image is divided into multiple pixels, the comparison image data for each pixel according to the brightness and darkness of the image is data that is affected by the texture of the object to be measured, similar to the measurement image data for the corresponding pixel. becomes. Therefore, by using the measurement image data and the comparison image data, the moisture content of the measurement object can be determined for each pixel while removing the influence of the texture of the measurement object.

【0021】なお、測定画像データを求めてから比較画
像データを求めるようにしてもよく、あるいは比較画像
データを求めてから測定画像データを求めるようにして
もよい。
Note that the comparison image data may be obtained after the measurement image data is obtained, or the measurement image data may be obtained after the comparison image data is obtained.

【0022】単一の比較光を用いる場合は、各画素毎に
前述の2色赤外線方式により水分を求めることができる
。複数の比較光を用いる場合は、各画素毎に前述の3色
赤外線方式等により水分を求めることができる。
When a single comparison light is used, the water content can be determined for each pixel by the two-color infrared method described above. When using a plurality of comparison lights, the water content can be determined for each pixel using the aforementioned three-color infrared method or the like.

【0023】測定対象物が非透光性の場合、測定対象物
において反射された測定光および比較光により測定対象
物を撮像するが、紙やフィルム等の透光性の測定対象物
の場合、測定対象物において透過された測定光および比
較光により測定対象物を撮像することができる。
When the object to be measured is non-transparent, the object to be measured is imaged using the measurement light and comparison light reflected from the object. However, in the case of an object to be measured that is transparent, such as paper or film, The measurement object can be imaged using the measurement light and the comparison light that are transmitted through the measurement object.

【0024】近赤外領域にある水の吸収波長帯の測定光
のみを透過させるフィルターを用いることで、近赤外領
域の連続スペクトルを有する光から測定光を選別するこ
とができ、近赤外領域にある水の非吸収波長帯の比較光
のみを透過させるフィルターを用いることで、近赤外領
域の連続スペクトルを有する光から比較光を選別するこ
とができる。このフィルターによる測定光および比較光
の選別は、連続スペクトルを有する光が測定対象物にお
いて反射または透過される前に行なってもよく、測定対
象物において反射または透過された後に行なってもよい
。連続スペクトルを有する光が測定対象物において反射
または透過される前に選別を行なう場合は、フィルター
を光源と測定対象物との間に配置し、連続スペクトルを
有する光が測定対象物において反射または透過された後
に選別を行なう場合は、フィルターを測定対象物と撮像
素子との間に配置する。
By using a filter that transmits only the measuring light in the water absorption wavelength band in the near-infrared region, it is possible to select the measuring light from light having a continuous spectrum in the near-infrared region. By using a filter that transmits only the comparison light in the non-absorption wavelength band of water in the area, the comparison light can be selected from the light having a continuous spectrum in the near-infrared region. The selection of measurement light and comparison light using this filter may be performed before the light having a continuous spectrum is reflected or transmitted through the measurement object, or after the light having a continuous spectrum is reflected or transmitted through the measurement object. When sorting light with a continuous spectrum before it is reflected or transmitted through the measurement target, a filter is placed between the light source and the measurement target, and the light with a continuous spectrum is filtered before it is reflected or transmitted through the measurement target. If sorting is to be performed after the object has been measured, a filter is placed between the object to be measured and the image sensor.

【0025】測定対象物の撮像手段としては、測定光お
よび比較光の波長に対し分光感度のある撮像管や固体画
像素子といった撮像素子を有するテレビカメラを用いる
のが好ましい。また、画像を構成する複数の画素毎に画
像データを記憶する記憶手段としては、アナログ画像信
号をAD変換器でデジタル信号に変換して得られる画素
毎のデジタル画像信号を記憶することができるコンピュ
ータに内蔵された画像用メモリが挙げられる。またアナ
ログ画像信号をデジタル信号に変換するとともに画素毎
のデジタル画像信号として記憶可能なフレームメモリが
挙げられる。また、画素毎に水分を演算する演算手段と
しては、画素数に対応したメモリ領域を有するコンピュ
ータが好ましい。これにより、近赤外線に分光感度を有
する撮像素子を用いて、水分による吸収を経た近赤外線
により測定対象物を2次元画像として採取し、この画像
信号をコンピュータによる演算処理が可能なデジタル信
号として画像を構成する各画素毎の画像データとして上
記記憶手段に記憶することにより、従来技術では困難で
あった測定対象物の局所的な水分や水分の分布状態の測
定ができる。
As the imaging means for the object to be measured, it is preferable to use a television camera having an imaging element such as an imaging tube or a solid-state image element that has spectral sensitivity to the wavelengths of the measurement light and comparison light. Further, as a storage means for storing image data for each of a plurality of pixels constituting an image, a computer capable of storing a digital image signal for each pixel obtained by converting an analog image signal into a digital signal with an AD converter is used. An example of this is the built-in image memory. Another example is a frame memory that can convert an analog image signal into a digital signal and store it as a digital image signal for each pixel. Furthermore, as the calculating means for calculating the moisture content for each pixel, a computer having a memory area corresponding to the number of pixels is preferable. As a result, an imaging device with spectral sensitivity to near-infrared rays is used to capture a two-dimensional image of the object to be measured using near-infrared rays that have been absorbed by moisture, and this image signal is converted into a digital signal that can be processed by a computer. By storing the image data in the storage means as image data for each pixel constituting the image data, it is possible to measure the local moisture or moisture distribution state of the measurement object, which has been difficult with conventional techniques.

【0026】[0026]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0027】図1は本発明の実施例に係る水分測定装置
の構成を示す。この水分測定装置は、測定対象物1に近
赤外領域の連続スペクトルを有する光を均一に照射する
光源2を備えている。その光源2としては例えばハロゲ
ンランプが用いられる。その光源2から照射される光の
測定対象物1からの反射光の光路途中に、回転円盤5が
配置されている。この回転円盤5には、近赤外領域にあ
る水の吸収波長帯の測定光のみを透過するフィルター3
と、近赤外領域にある水の非吸収波長帯の比較光のみを
透過するフィルター4とが取付けられている。この回転
円盤5がモーター(図示省略)により回転駆動されるこ
とで、フィルター3とフィルター4とは測定対象物1か
らの反射光を透過する透過位置(図1において左方位置
)と、その反射光の光路から外れる非透過位置とに位置
変更される。
FIG. 1 shows the configuration of a moisture measuring device according to an embodiment of the present invention. This moisture measuring device includes a light source 2 that uniformly irradiates an object 1 to be measured with light having a continuous spectrum in the near-infrared region. As the light source 2, for example, a halogen lamp is used. A rotating disk 5 is disposed in the optical path of the light emitted from the light source 2 and the reflected light from the measurement object 1 . This rotating disk 5 includes a filter 3 that transmits only measurement light in the water absorption wavelength band in the near-infrared region.
and a filter 4 that transmits only comparative light in the non-absorption wavelength band of water in the near-infrared region. By rotationally driving this rotating disk 5 by a motor (not shown), the filters 3 and 4 are arranged at a transmission position (the left position in FIG. 1) where the reflected light from the measurement object 1 is transmitted, and at which the reflected light is reflected. The position is changed to a non-transmissive position out of the optical path of the light.

【0028】そのフィルター3およびフィルター4を透
過した光により測定対象物1を撮像するため、レンズ6
と、撮像素子8を有するテレビカメラ7とが設けられて
いる。そのレンズ6は測定対象物1の2次元像を撮像素
子8の撮像面上に結像させる。その結像倍率はレンズ6
の選定により所望の倍率とすることができる。
In order to image the measurement object 1 using the light transmitted through the filters 3 and 4, a lens 6 is used.
and a television camera 7 having an image sensor 8 are provided. The lens 6 forms a two-dimensional image of the object 1 to be measured on the imaging surface of the image sensor 8 . Its imaging magnification is lens 6
A desired magnification can be obtained by selecting .

【0029】その撮像素子8としては、例えば撮像管や
固体画像素子であって、近赤外領域にある水の吸収波長
帯の測定光と水の非吸収波長帯の比較光に対して感度を
有するものを用いる。テレビカメラ7は、撮像素子8に
より撮像した測定対象物1の画像信号を出力する。この
画像信号をデジタル化するためのAD変換器9が設けら
れている。また、テレビカメラ7により撮像された2次
元画像をモニターするため、モニターテレビ10が設け
られている。
The image pickup device 8 is, for example, an image pickup tube or a solid-state image device, and is sensitive to measurement light in the water absorption wavelength band in the near-infrared region and comparison light in the water non-absorption wavelength band. Use what you have. The television camera 7 outputs an image signal of the measurement object 1 captured by the image sensor 8 . An AD converter 9 is provided to digitize this image signal. Further, a monitor television 10 is provided to monitor the two-dimensional image captured by the television camera 7.

【0030】AD変換器9によりデジタル信号とされた
画像信号はマイクロコンピュータ11に入力される。こ
のマイクロコンピュータ11は、入出力インターフェイ
ス12と、中央処理装置13と、主記憶装置14と、測
定画像用メモリ15と、比較画像用メモリ16とを備え
ている。
The image signal converted into a digital signal by the AD converter 9 is input to the microcomputer 11. The microcomputer 11 includes an input/output interface 12, a central processing unit 13, a main storage 14, a measurement image memory 15, and a comparison image memory 16.

【0031】中央処理装置13は、入出力インターフェ
イス12から入力されるデジタル化された画像信号を主
記憶装置14に記憶されたプログラムに従って処理する
。まず、測定対象物1において反射された測定光によっ
て撮像された測定対象物1の画像信号を、その2次元画
像を構成する複数の画素毎に、画像の明暗に応じた測定
画像データとして測定画像用メモリ15に記憶させる。 また、測定対象物1において反射された比較光によって
撮像された測定対象物1の画像信号を、その2次元画像
を構成する複数の画素毎に、明暗に応じた比較画像デー
タとして比較画像用メモリ16に記憶させる。
The central processing unit 13 processes the digitized image signal input from the input/output interface 12 according to a program stored in the main storage device 14. First, an image signal of the measurement object 1 captured by the measurement light reflected from the measurement object 1 is converted into a measurement image data for each of a plurality of pixels constituting the two-dimensional image as measurement image data according to the brightness of the image. memory 15 for use. In addition, the image signal of the measurement object 1 captured by the comparison light reflected on the measurement object 1 is stored in a comparison image memory as comparison image data according to the brightness and darkness for each of the plurality of pixels constituting the two-dimensional image. 16 to be memorized.

【0032】また、中央処理装置13は主記憶装置14
に記憶されたプログラムに従い、比較画像用メモリ16
と測定画像用メモリ15とに記憶された画像データによ
り、2次元画像を構成する画素毎に水分を演算する。こ
の演算された画素毎の水分は、インターフェイス12に
接続された表示装置17により表示される。また、測定
画像用メモリ15や比較画像用メモリ16に記憶された
データを記憶するためのフロッピーディスク等の外部記
憶装置19がインターフェイス12に接続されている。
[0032] The central processing unit 13 also has a main memory 14.
According to the program stored in the comparison image memory 16
Moisture content is calculated for each pixel constituting the two-dimensional image using the image data stored in the measurement image memory 15 and the image data stored in the measurement image memory 15. This calculated moisture content for each pixel is displayed on a display device 17 connected to the interface 12. Further, an external storage device 19 such as a floppy disk for storing data stored in the measurement image memory 15 and the comparison image memory 16 is connected to the interface 12 .

【0033】図2に示すフローチャートを参照して上記
水分測定装置による水分測定方法を説明する。
The moisture measuring method using the moisture measuring device described above will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

【0034】まず、回転円盤5を回転させることにより
、水の吸収波長帯の測定光のみを透過させるフィルター
3を透過位置に位置させる。次に、照明スイッチをON
することで光源2からの光を測定対象物1に照射する。 この照射光は測定対象物1において反射されてフィルタ
ー3を透過するので、その照射光から測定光が選別され
、この選別された測定光による測定対象物1の像がレン
ズ6によりテレビカメラ7の撮像素子8の撮像面上に結
像される。その結像の際の焦点調節は、モニターテレビ
10を目視しながらレンズ6の位置を変位させることで
行なう。この撮像された2次元画像の明暗は、測定対象
物1において反射された測定光のエネルギーの大きさに
対応することから、測定対象物1の水分分布に対応する
。この撮像された測定対象物1の画像信号はAD変換器
9によりデジタル信号に変換され、マイクロコンピュー
タ11に画像の明暗に応じた測定画像データとして入力
される。この測定画像データは測定画像用メモリ15に
、画像を構成する複数の画素毎に記憶される。その画素
数は測定精度やメモリ15の容量に応じて定める。 本実施例では画像を512×512の画素に分割して記
憶する。また、画像の明暗の程度は256階調で記憶さ
れる。
First, by rotating the rotary disk 5, the filter 3, which transmits only the measuring light in the wavelength band absorbed by water, is positioned at the transmitting position. Next, turn on the light switch
By doing so, the measurement object 1 is irradiated with light from the light source 2. This irradiation light is reflected from the measurement object 1 and passes through the filter 3, so the measurement light is selected from the irradiation light, and an image of the measurement object 1 created by the selected measurement light is captured by the lens 6 and captured by the television camera 7. An image is formed on the imaging surface of the image sensor 8. Focus adjustment during image formation is performed by displacing the position of the lens 6 while visually viewing the monitor television 10. The brightness of this captured two-dimensional image corresponds to the magnitude of the energy of the measurement light reflected on the measurement object 1, and therefore corresponds to the moisture distribution of the measurement object 1. This image signal of the imaged object to be measured 1 is converted into a digital signal by the AD converter 9, and is input to the microcomputer 11 as measurement image data corresponding to the brightness and darkness of the image. This measurement image data is stored in the measurement image memory 15 for each of a plurality of pixels forming the image. The number of pixels is determined depending on the measurement accuracy and the capacity of the memory 15. In this embodiment, an image is divided into 512×512 pixels and stored. Further, the degree of brightness and darkness of the image is stored in 256 gradations.

【0035】次に、回転円盤5を回転させ、水の非吸収
波長帯の比較光のみを透過させるフィルター4を透過位
置に位置させる。これにより、光源2から照射された光
が測定対象物1において反射されてフィルター4を透過
するので、その照射光から比較光が選別され、この選別
された比較光による測定対象物1の像がレンズ6により
テレビカメラ7の撮像素子8の撮像面上に結像される。 この撮像された測定対象物1の画像信号はAD変換器9
によりデジタル信号に変換され、マイクロコンピュータ
11に画像の明暗に応じた比較画像データとして入力さ
れる。この比較画像データは比較画像用メモリ16に画
像を構成する複数の画素毎に記憶される。その画素数は
測定画像データを記憶する場合と同一とされる。
Next, the rotary disk 5 is rotated, and the filter 4, which transmits only the comparative light in the wavelength band that water does not absorb, is positioned at the transmitting position. As a result, the light irradiated from the light source 2 is reflected by the measurement object 1 and transmitted through the filter 4, so that the comparison light is selected from the irradiation light, and the image of the measurement object 1 is created by the selected comparison light. An image is formed by the lens 6 onto the imaging surface of the image sensor 8 of the television camera 7 . This image signal of the object to be measured 1 is sent to an AD converter 9.
The digital signal is converted into a digital signal and inputted to the microcomputer 11 as comparison image data corresponding to the brightness and darkness of the image. This comparison image data is stored in the comparison image memory 16 for each of a plurality of pixels forming an image. The number of pixels is the same as when storing measurement image data.

【0036】次に、画像を構成する各画素毎に、従来技
術で説明した2色赤外線方式により、測定対象物1の表
面状態、色、組成等の地合いの影響を除去するための補
正演算がマイクロコンピュータにより行われる。具体的
には512×512の各画素毎に、測定画像用メモリ1
5には測定対象物1において反射された測定光のエネル
ギーに応じた測定画像データS1,1 、S1,2 ・
・・S512,512 が記憶され、比較画像用メモリ
16には、測定対象物1において反射された比較光のエ
ネルギーに応じた比較画像データR1,1 、R1,2
 ・・・R512,512 が記憶されていることから
、測定対象物1の同一部分の画素毎にRi,j /Si
,j (i=1〜512、j=1〜512)が演算され
る。
Next, for each pixel constituting the image, a correction calculation is performed to remove the influence of the surface condition, color, composition, etc. of the measurement object 1 using the two-color infrared method described in the prior art. This is done by a microcomputer. Specifically, for each pixel of 512 x 512, measurement image memory 1
5 includes measurement image data S1,1, S1,2 according to the energy of the measurement light reflected on the measurement object 1.
...S512,512 are stored, and the comparison image memory 16 stores comparison image data R1,1, R1,2 corresponding to the energy of the comparison light reflected on the measurement object 1.
... Since R512,512 are stored, Ri,j /Si
, j (i=1-512, j=1-512) are calculated.

【0037】しかる後に、マイクロコンピュータ11に
より画像を構成する各画素毎に水分が算出される。例え
ば、従来技術で説明した一次近似式で表される検量線を
用いて算出される。具体的には、Wi,j =A+BI
n(Ri,j /Si,j )(i=1〜512、j=
1〜512)により各画素毎の水分Wi,j (%)が
算出される。
Thereafter, the microcomputer 11 calculates the moisture content for each pixel forming the image. For example, it is calculated using a calibration curve expressed by the linear approximation formula described in the related art. Specifically, Wi,j =A+BI
n(Ri,j/Si,j)(i=1~512,j=
1 to 512), the moisture Wi,j (%) for each pixel is calculated.

【0038】このようにして求められた各画素毎の水分
は表示装置17により表示される。この表示装置17は
、例えば、図5、図6に示すような水分分布のヒストグ
ラム、水分分布の明暗画像、測定対象物1の局所的な数
値として表示するCRTディスプレイやプリンターとす
ることができる。その図5、図6に示す水分分布のヒス
トグラムは、上記水分測定装置を用いて水分分布の異な
る紙の水分を測定した結果を示す。横軸は含水率(%)
を示し、縦軸は同一の含水率の画素が表れる頻度を全画
素数に対する百分率で示す。これより、図5により表さ
れる紙の方が図6により表される紙よりも水分分布が均
一であることがわかる。
The moisture content of each pixel determined in this way is displayed on the display device 17. This display device 17 can be, for example, a CRT display or a printer that displays a histogram of moisture distribution, a contrast image of moisture distribution, or a local numerical value of the measurement object 1 as shown in FIGS. 5 and 6. The histograms of moisture distribution shown in FIGS. 5 and 6 show the results of measuring the moisture of papers with different moisture distributions using the moisture measuring device described above. The horizontal axis is moisture content (%)
The vertical axis shows the frequency at which pixels with the same water content appear as a percentage of the total number of pixels. From this, it can be seen that the paper shown in FIG. 5 has a more uniform moisture distribution than the paper shown in FIG. 6.

【0039】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments.

【0040】例えば、マイクロコンピュータ11に第2
比較画像用メモリ20を設け、回転円盤5に近赤外領域
にある水の非吸収波長の第2比較光のみを透過するフィ
ルター21を設けることにより、従来技術で説明した3
色赤外線方式採用して測定対象物1の水分を求めること
ができる。図3に示すフローチャートを参照し、3色赤
外線方式を採用する場合の測定方法を説明する。
For example, the microcomputer 11 has a second
By providing a comparison image memory 20 and providing a filter 21 on the rotating disk 5 that transmits only the second comparison light having a non-absorption wavelength of water in the near-infrared region, three
The moisture content of the measurement object 1 can be determined by employing a color infrared method. A measurement method using the three-color infrared method will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0041】まず、回転円盤5を回転させることにより
、水の吸収波長帯の測定光のみを透過させるフィルター
3を透過位置に位置させる。次に、照明スイッチをON
することで光源2からの光を測定対象物1に照射する。 この照明光は測定対象物1において反射されてフィルタ
ー3を透過するので、その照射光から測定光が選別され
、この選別された測定光による測定対象物1の像がレン
ズ6によりテレビカメラ7の撮像素子8の撮像面上に結
像される。これにより撮像された測定対象物1の画像信
号はAD変換器9によりデジタル信号に変換され、マイ
クロコンピュータ11に画像の明暗に応じた測定画像デ
ータとして入力される。この測定画像データは測定画像
用メモリ15に、画像を構成する複数の画素毎に記憶さ
れる。
First, by rotating the rotary disk 5, the filter 3, which transmits only the measurement light in the wavelength band absorbed by water, is positioned at a transmitting position. Next, turn on the light switch
By doing so, the measurement object 1 is irradiated with light from the light source 2. This illumination light is reflected by the measurement object 1 and passes through the filter 3, so that the measurement light is selected from the irradiation light, and the image of the measurement object 1 created by the selected measurement light is captured by the lens 6 on the television camera 7. An image is formed on the imaging surface of the image sensor 8. The image signal of the object to be measured 1 thus imaged is converted into a digital signal by the AD converter 9, and inputted to the microcomputer 11 as measurement image data corresponding to the brightness and darkness of the image. This measurement image data is stored in the measurement image memory 15 for each of a plurality of pixels forming the image.

【0042】次に、回転円盤5を回転させ、水の非吸収
波長帯の第1比較光のみを透過させるフィルター4を透
過位置に位置させる。これにより、光源2から照射され
た光が測定対象物1において反射されてフィルター4を
透過するので、その照射光から第1比較光が選別され、
この選別された第1比較光による測定対象物1の像がレ
ンズ6によりテレビカメラ7の撮像素子8の撮像面上に
結像される。これにより撮像された測定対象物1の画像
信号はAD変換器9によりデジタル信号に変換され、マ
イクロコンピュータ11に画像の明暗に応じた第1比較
画像データとして入力される。この第1比較画像データ
は第1比較画像用メモリ16に、画像を構成する複数の
画素毎に記憶される。その画素数は測定画像データを記
憶する場合と同一とされる。
Next, the rotary disk 5 is rotated, and the filter 4, which transmits only the first comparative light in the wavelength band in which water is not absorbed, is positioned at the transmitting position. As a result, the light emitted from the light source 2 is reflected by the measurement object 1 and transmitted through the filter 4, so that the first comparison light is selected from the emitted light,
An image of the object to be measured 1 based on the selected first comparison light is formed by a lens 6 onto an image pickup surface of an image pickup element 8 of a television camera 7. The image signal of the object to be measured 1 thus imaged is converted into a digital signal by the AD converter 9, and inputted to the microcomputer 11 as first comparative image data according to the brightness and darkness of the image. This first comparison image data is stored in the first comparison image memory 16 for each of a plurality of pixels constituting the image. The number of pixels is the same as when storing measurement image data.

【0043】次に、回転円盤5を回転させ、水の非吸収
波長帯の第2比較光のみを透過させるフィルター21を
透過位置に位置させる。これにより、光源2から照射さ
れた光が測定対象物1において反射されてフィルター2
1を透過するので、その照射光から第2比較光が選別さ
れ、この選別された第2比較光による測定対象物1の像
がレンズ6によりテレビカメラ7の撮像素子8の撮像面
上に結像される。これにより撮像された測定対象物1の
画像信号はAD変換器9によりデジタル信号に変換され
、マイクロコンピュータ11に画像の明暗に応じた第2
比較画像データとして入力される。この第2比較画像デ
ータは第2比較画像用メモリ20に画像を構成する複数
の画素毎に記憶される。その画素数は測定画像データを
記憶する場合と同一とされる。
Next, the rotary disk 5 is rotated, and the filter 21, which transmits only the second comparison light in the wavelength band in which water is not absorbed, is positioned at the transmitting position. As a result, the light irradiated from the light source 2 is reflected by the measurement object 1 and the filter 2
1, the second comparison light is selected from the irradiation light, and an image of the measurement object 1 based on the selected second comparison light is focused by the lens 6 on the imaging surface of the image sensor 8 of the television camera 7. imaged. The image signal of the object to be measured 1 thus imaged is converted into a digital signal by the AD converter 9, and the microcomputer 11 receives a second signal corresponding to the brightness and darkness of the image.
It is input as comparison image data. This second comparison image data is stored in the second comparison image memory 20 for each of a plurality of pixels forming an image. The number of pixels is the same as when storing measurement image data.

【0044】次に、画像を構成する各画素毎に、従来技
術で説明した3色赤外線方式により、測定対象物1の表
面状態、色、組成等の地合いの影響を除去するための補
正演算がマイクロコンピュータ11により行われる。具
体的には512×512の各画素毎に、測定画像用メモ
リ15には測定対象物1において反射された測定光のエ
ネルギーに応じた測定画像データS1,1 、S1,2
 ・・・S512,512 が記憶され、第1比較画像
用メモリ16には、測定対象物1において反射された第
1比較光のエネルギーに応じた第1比較画像データR1
1,1 、R11,2 ・・・R1512,512 が
記憶され、第2比較画像用メモリ20には、測定対象物
1において反射された第2比較光のエネルギーに応じた
第2比較画像データR21,1 、R21,2 ・・・
R2512,512 が記憶されていることから、測定
対象物1の同一部分の画素毎に(R1i,j +R2i
,j )/2Si,j (i=1〜512、j=1〜5
12)が演算される。
Next, for each pixel constituting the image, a correction calculation is performed to remove the influence of the surface condition, color, composition, etc. of the object to be measured 1 using the three-color infrared method described in the prior art. This is performed by the microcomputer 11. Specifically, for each pixel of 512 x 512, the measurement image memory 15 stores measurement image data S1,1, S1,2 corresponding to the energy of the measurement light reflected on the measurement object 1.
... S512, 512 are stored, and the first comparison image memory 16 stores first comparison image data R1 corresponding to the energy of the first comparison light reflected on the measurement object 1.
1,1, R11,2...R1512,512 are stored, and the second comparison image memory 20 stores second comparison image data R21 corresponding to the energy of the second comparison light reflected on the measurement object 1. ,1 ,R21,2...
Since R2512,512 is stored, (R1i,j +R2i
,j)/2Si,j (i=1~512, j=1~5
12) is calculated.

【0045】しかる後に、マイクロコンピュータ11に
より画像を構成する各画素毎に水分が算出される。例え
ば、従来技術で説明した一次近似式で表される検量線を
用いて算出される。具体的には、Wi,j =A+BI
n((R1i,j +R2i,j )/2Si,j )
(i=1〜512、j=1〜512)により各画素毎の
水分Wi,j (%)が算出される。
Thereafter, the microcomputer 11 calculates the moisture content for each pixel forming the image. For example, it is calculated using a calibration curve expressed by the linear approximation formula described in the related art. Specifically, Wi,j =A+BI
n((R1i,j +R2i,j)/2Si,j)
(i=1 to 512, j=1 to 512), the moisture content Wi,j (%) of each pixel is calculated.

【0046】また、上記実施例では測定対象物1におい
て反射された光によって測定対象物を撮像するようにし
たが、透光性の測定対象物1にあっては、図1において
破線で示すように、光源2′を測定対象物1を挟んで撮
像素子8と対向する位置に設け、測定対象物1を透過す
る光によって測定対象物1を撮像するようにしてもよい
Furthermore, in the above embodiment, the object to be measured is imaged using the light reflected from the object to be measured 1, but in the case of the object to be measured 1 which is translucent, as shown by the broken line in FIG. Alternatively, the light source 2' may be provided at a position facing the image sensor 8 with the measurement object 1 in between, and the measurement object 1 may be imaged by light transmitted through the measurement object 1.

【0047】また、連続して長時間の測定を行なうと画
像素子8の感度が熱により変化する場合がある。この変
化分が誤差とならないように、マイクロコンピュータ1
1にバックグラウンド画像用メモリ22を設けると共に
、図4に示すように画像データの修正を行なうようにし
てもよい。
[0047] Furthermore, if measurements are made continuously over a long period of time, the sensitivity of the image element 8 may change due to heat. To prevent this change from becoming an error, the microcomputer 1
1 may be provided with a background image memory 22, and the image data may be modified as shown in FIG.

【0048】まず、測定光あるいは比較光のみを透過さ
せるフィルターを透過位置に位置させる。次に、照明ス
イッチをONすることで光源2からの光を測定対象物1
に照射する。この照射光は測定対象物1において反射さ
れてフィルターを透過するので、測定光あるいは比較光
による測定対象物1の像がレンズ6によりテレビカメラ
7の撮像素子8の撮像面上に結像される。これにより撮
像された測定対象物1の画像信号はAD変換器9により
デジタル信号に変換され、マイクロコンピュータ11に
画像の明暗に応じた画像データとして入力される。この
画像データは画像用メモリに画像を構成する複数の画素
毎に記憶される。
First, a filter that transmits only measurement light or comparison light is positioned at a transmission position. Next, by turning on the lighting switch, the light from the light source 2 is transmitted to the measurement target 1.
irradiate. This irradiation light is reflected by the measurement object 1 and passes through the filter, so that an image of the measurement object 1 by the measurement light or comparison light is formed by the lens 6 on the imaging surface of the image sensor 8 of the television camera 7. . The image signal of the object to be measured 1 thus imaged is converted into a digital signal by the AD converter 9, and inputted to the microcomputer 11 as image data corresponding to the brightness and darkness of the image. This image data is stored in the image memory for each of a plurality of pixels forming an image.

【0049】次に、照明をOFFして撮像素子8により
バックグラウンドの画像を撮像し、その画像信号をAD
変換器9によりデジタル信号に変換し、マイクロコンピ
ュータ11にバックグラウンド画像データとして入力す
る。このバックグラウンド画像データをバックグランド
画像用メモリ22に、画像を構成する複数の画素毎に記
憶させる。
Next, the illumination is turned off, a background image is captured by the image sensor 8, and the image signal is sent to the AD.
The converter 9 converts it into a digital signal and inputs it to the microcomputer 11 as background image data. This background image data is stored in the background image memory 22 for each of a plurality of pixels forming the image.

【0050】次に、画像を構成する複数の画素毎に画像
用メモリに記憶した画像データを修正する。具体的には
、画像用メモリに記憶した画素毎の画像データと、バッ
クグラウンド画像用メモリ22に記憶した画素毎のバッ
クグラウンド画像データとの差を修正後の測定画像デー
タあるいは比較画像データとし、新たに画像用メモリに
記憶させる。これにより、撮像素子8の熱による感度変
化の影響なく水分を求めることができる。
Next, the image data stored in the image memory is corrected for each of the plurality of pixels constituting the image. Specifically, the difference between the pixel-by-pixel image data stored in the image memory and the pixel-by-pixel background image data stored in the background image memory 22 is set as corrected measured image data or comparison image data, A new image is stored in the image memory. Thereby, moisture can be determined without being affected by sensitivity changes due to heat of the image sensor 8.

【0051】また、画像を構成する画素の数、ひとつの
画素に対応する測定対象物の面積、画像信号をデジタル
信号とする際の符号化のレベル、光源の出力強度、撮像
する際のテレビカメラの開口絞りは測定精度に応じて変
更するのが好ましい。
[0051] Also, the number of pixels constituting the image, the area of the object to be measured corresponding to one pixel, the level of encoding when converting the image signal into a digital signal, the output intensity of the light source, and the television camera used when capturing the image. It is preferable to change the aperture stop according to measurement accuracy.

【0052】また、外部記憶装置19に記憶させた画像
データを用いて水分を算出するようにしてもよい。
Furthermore, the moisture content may be calculated using image data stored in the external storage device 19.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明による水分測定方法および水分測
定装置によれば、測定対象物の2次元的な水分分布や局
所的な水分を求めることができる。
According to the moisture measuring method and moisture measuring device according to the present invention, it is possible to determine the two-dimensional moisture distribution and local moisture of the object to be measured.

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

【図1】本発明の実施例に係る水分測定装置の構成説明
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of a moisture measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例に係る水分測定方法を示すフロ
ーチャート
FIG. 2 is a flowchart showing a moisture measurement method according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の異なった実施例に係る水分測定方法を
示すフローチャート
FIG. 3 is a flowchart showing a moisture measurement method according to different embodiments of the present invention.

【図4】本発明の実施例に係る画像データの修正方法を
示すフローチャート
FIG. 4 is a flowchart showing a method for correcting image data according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明による水分測定方法により求めた測定対
象物の水分分布を示すヒストグラム
[Fig. 5] Histogram showing the moisture distribution of the measurement object determined by the moisture measurement method according to the present invention.

【図6】本発明による水分測定方法により求めた測定対
象物の水分分布を示すヒストグラム
[Fig. 6] Histogram showing the moisture distribution of the measurement object determined by the moisture measurement method according to the present invention.

【図7】赤外線の波長と反射率の関係を示す図[Figure 7] Diagram showing the relationship between infrared wavelength and reflectance

【図8】
2色赤外線方式の説明図
[Figure 8]
Diagram of two-color infrared system

【図9】2色赤外線方式の検量線を示す図[Figure 9] Diagram showing the calibration curve of the two-color infrared method

【図10】3
色赤外線方式の説明図
[Figure 10] 3
Explanation diagram of color infrared method

【図11】3色赤外線方式の検量線を示す説明図[Figure 11] Explanatory diagram showing the calibration curve of the three-color infrared method

【図1
2】従来の水分測定装置の構成説明図
[Figure 1
2] Explanatory diagram of the configuration of a conventional moisture measuring device

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  測定対象物 2  光源 8  撮像素子 15  測定画像用メモリ 16  比較画像用メモリ 1 Object to be measured 2. Light source 8 Image sensor 15 Memory for measurement images 16 Comparison image memory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  測定対象物において反射または透過さ
れた近赤外領域にある水の吸収波長帯の測定光によって
測定対象物を撮像し、その2次元画像を構成する複数の
画素毎に、画像の明暗に応じた測定画像データを記憶す
ると共に、測定対象物において反射または透過された近
赤外領域にある水の非吸収波長帯の比較光によって測定
対象物を撮像し、その2次元画像を構成する複数の画素
毎に、画像の明暗に応じた比較画像データを記憶し、し
かる後に、その記憶した測定画像データと比較画像デー
タとから画素毎に測定対象物の水分を求めることを特徴
とする水分測定方法。
Claim 1: An image of the measurement object is captured using measurement light in the absorption wavelength band of water in the near-infrared region that is reflected or transmitted by the measurement object, and an image is captured for each of a plurality of pixels constituting the two-dimensional image. In addition to storing measurement image data according to the brightness and darkness of the measurement object, the measurement object is imaged using comparison light in the near-infrared non-absorbing wavelength range of water that is reflected or transmitted by the measurement object, and the two-dimensional image is created. It is characterized by storing comparative image data corresponding to the brightness and darkness of the image for each of the plurality of constituent pixels, and then determining the moisture content of the object to be measured for each pixel from the stored measurement image data and comparative image data. Moisture measurement method.
【請求項2】  近赤外領域の連続スペクトルを有する
光を測定対象物に向けて照射し、この照射光が測定対象
物において反射または透過される前または後に、水の吸
収波長帯の測定光のみを透過させるフィルターを用いて
照射光から測定光を選別し、この選別された測定光によ
り測定対象物を撮像すると共に、近赤外領域の連続スペ
クトルを有する光を測定対象物に向けて照射し、この照
射光が測定対象物において反射または透過される前また
は後に、水の非吸収波長帯の比較光のみを透過させるフ
ィルターを用いて照射光から比較光を選別し、この選別
された比較光により測定対象物を撮像することを特徴と
する請求項1に記載の水分測定方法。
2. Light having a continuous spectrum in the near-infrared region is irradiated toward the measurement object, and measurement light in the water absorption wavelength band is applied before or after the irradiation light is reflected or transmitted by the measurement object. The measurement light is selected from the irradiation light using a filter that only transmits light, and the object to be measured is imaged using the selected measurement light, and light with a continuous spectrum in the near-infrared region is irradiated toward the object to be measured. Then, before or after this irradiated light is reflected or transmitted through the measurement object, the comparative light is selected from the irradiated light using a filter that transmits only the comparative light in the non-absorbing wavelength band of water, and this selected comparison 2. The moisture measuring method according to claim 1, wherein the measuring object is imaged using light.
【請求項3】  近赤外線の照射手段と、近赤外領域に
ある水の吸収波長帯の測定光と水の非吸収波長帯の比較
光とにより測定対象物を撮像可能な撮像手段と、その測
定光により撮像された2次元画像を構成する複数の画素
毎に、画像の明暗に応じた測定画像データを記憶する測
定画像記憶手段と、その比較光により撮像された2次元
画像を構成する複数の画素毎に、画像の明暗に応じた比
較画像データを記憶する比較画像記憶手段と、その記憶
した測定画像データと比較画像データとから画素毎に水
分を演算する演算手段とを備えることを特徴とする水分
測定装置。
3. An imaging means capable of imaging an object to be measured using near-infrared irradiation means, measurement light in a water absorption wavelength range in the near-infrared region, and comparison light in a water non-absorption wavelength range; measurement image storage means for storing measurement image data corresponding to the brightness and darkness of the image for each of a plurality of pixels forming a two-dimensional image captured by the measurement light; It is characterized by comprising a comparison image storage means for storing comparison image data according to the brightness and darkness of the image for each pixel, and a calculation means for calculating moisture for each pixel from the stored measurement image data and comparison image data. moisture measuring device.
【請求項4】  近赤外領域の連続スペクトルを有する
光を測定対象物に向けて照射可能な光源と、近赤外領域
にある水の吸収波長帯の測定光のみを透過させるフィル
ターと、近赤外領域にある水の非吸収波長帯の比較光の
みを透過させるフィルターとを備えることを特徴とする
請求項3に記載の水分測定装置。
4. A light source capable of emitting light having a continuous spectrum in the near-infrared region toward a measurement target, a filter that transmits only measurement light in the water absorption wavelength band in the near-infrared region, and 4. The moisture measuring device according to claim 3, further comprising a filter that transmits only comparative light in a non-absorbing wavelength band of water in an infrared region.
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