JPH05332924A - Measuring apparatus of absorbance of infrared ray of object - Google Patents
Measuring apparatus of absorbance of infrared ray of objectInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は赤外線吸収物質を含む被
測定物の赤外線吸収度の画像測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image measuring apparatus for infrared absorption of an object to be measured containing an infrared absorbing substance.
【0002】[0002]
【従来の技術】物体の赤外線吸収度を測定すると、この
物体(被測定物)の材質を判定することが可能となる。
このような従来技術としては、複数波長の赤外光を照射
して、その反射光散乱光などを検出する方法があり、そ
のための装置が提案されている。2. Description of the Related Art Measuring the infrared absorption of an object makes it possible to determine the material of the object (measurement object).
As such a conventional technique, there is a method of irradiating infrared light of a plurality of wavelengths and detecting reflected light scattered light thereof, and an apparatus therefor is proposed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の測定装
置では、感度のある波長が異なる2台のカメラで被測定
物を撮像したり、あるいは1台のカメラを用いて、これ
にセットされたフィルタを取り換えて別のタイミングで
別の波長の像を撮像することが必要となるため、同時測
定ができない欠点があった。However, in the conventional measuring apparatus, the object to be measured is imaged by two cameras having different wavelengths having sensitivity, or one camera is used to set the object to be measured. Since it is necessary to replace the filter and capture an image of another wavelength at another timing, there is a drawback that simultaneous measurement cannot be performed.
【0004】特に、被測定物が生体であるときには、例
えば時点T1 で波長λ1 の撮像をし、時点T2 で波長λ
2 の撮像をすることになるため、この時間差(T1 −T
2 )で生体が移動すると、画像の対比や画像間の演算が
正確に実行できない。Particularly, when the object to be measured is a living body, for example, an image of wavelength λ 1 is taken at time T 1 and wavelength λ 1 at time T 2.
Since that will the second imaging, the time difference (T 1 -T
When the living body moves in 2 ), the comparison of images and the calculation between images cannot be executed accurately.
【0005】本発明は、かかる問題点を解決することを
目的としたもので、本発明者による下記の知見を前提と
して完成されたものである。すなわち、H−O−H、R
−O−H、O−D、C−H、N−H結合は、赤外光域に
ある伸縮振動、変角振動の倍音、結合音が、近赤外域に
おいてそれぞれ特徴的な吸収スペクトルを示す。The present invention is intended to solve such a problem, and was completed on the premise of the following knowledge by the present inventor. That is, H-O-H, R
-OH, O-D, C-H, and N-H bonds exhibit stretching spectra in the infrared light region, overtones of bending vibrations, and bond sounds, each exhibiting a characteristic absorption spectrum in the near infrared region. ..
【0006】これを具体的に示したのが、図1および図
2である。本発明者は、波長1100nmから2600
nmの範囲において、水、重水、エタノール、ベンゼ
ン、石油エーテル、n−ヘキシルアミンについて、その
吸収度の波長依存制を調べた。なお、水および重水以外
の物質については、縦軸のスケールが5倍になってい
る。This is specifically shown in FIGS. 1 and 2. The present inventor has found that the wavelength is from 1100 nm to 2600.
In the range of nm, water, heavy water, ethanol, benzene, petroleum ether, and n-hexylamine were examined for the wavelength dependence of the absorbance. For substances other than water and heavy water, the scale on the vertical axis is 5 times.
【0007】これから明らかなことは、赤外光の波長を
適切に選択すれば、吸光度が大きく異なる条件下で被測
定物の観測ができるという事であり、これは二重の意味
を持つ。第1は、測定の二波長を、吸光度の微分係数の
大きい領域に設定し、かつ上記の二波長を近接させれ
ば、Mieの散乱理論により散乱度は略同等にできるの
で、赤外線の吸光度を高精度に測定できることである。
第2は、吸光度に大きな差のある二波長を選択すれば、
低吸光度の赤外光は被測定物の深い領域まで到達し、高
吸光度の赤外光は浅い領域にしか届かないので、いわゆ
る深さ情報を得ることが可能になる点である。What is clear from this is that if the wavelength of infrared light is appropriately selected, the object to be measured can be observed under the condition that the absorbance is significantly different, which has a double meaning. First, if the two wavelengths for measurement are set in a region where the differential coefficient of absorbance is large and the above two wavelengths are close to each other, the scattering degree can be made substantially equal by Mie's scattering theory, so the infrared absorbance It is possible to measure with high accuracy.
Second, if you select two wavelengths that have a large difference in absorbance,
Infrared light of low absorbance reaches a deep region of the object to be measured, and infrared light of high absorbance reaches only a shallow region, so that it is possible to obtain so-called depth information.
【0008】本発明は、これらの測定を、生体のように
動きのある被測定物に対しても、応答性よく正確に実行
できるようしたものである。The present invention makes it possible to perform these measurements accurately and responsively even on an object to be measured which is moving like a living body.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に係る被測定物の
赤外線吸収度の測定装置は、赤外線吸収物質による吸光
度が十分に差異のある少なくとも二波長の赤外光を被測
定物に照射する照明手段と、少なくとも二波長の赤外光
をそれぞれ選択的に透過する波長ごとの複数の透過領域
を略一様に位置的に分布して形成されたフィルタと、受
光面がフィルタに対向して配置され、フィルタの透過光
を複数の透過領域ごとに受光面で検出して出力するイメ
ージセンサと、イメージセンサの出力を波長ごとに分別
して複数の透過領域ごとに出力する分別手段と、分別手
段の出力を少なくとも二波長ごとに出力表示する出力表
示手段とを備えることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A measuring device for infrared absorption of an object to be measured according to the present invention irradiates the object to be measured with infrared light of at least two wavelengths which have sufficiently different absorptions by infrared absorbing substances. Illuminating means, a filter formed by substantially uniformly spatially distributing a plurality of transmission regions for each wavelength that selectively transmits at least two wavelengths of infrared light, and a light-receiving surface facing the filter. An image sensor that is arranged and detects the transmitted light of the filter for each of a plurality of transmission areas on the light-receiving surface and outputs it, a separation means that separates the output of the image sensor for each wavelength and outputs the plurality of transmission areas, and a separation means. Output display means for displaying the output of at least every two wavelengths.
【0010】[0010]
【作用】本発明によれば、フィルタをストライプ状ある
いはモザイク状とし、複数波長の光をそれぞれ透過する
領域を分散させ、しかも透過光をイメージセンサで撮像
している。そして、このイメージセンサの出力を、分別
手段によって波長ごとに分別し、再構成しているので、
複数波長の撮像タイミングは同時となり、したがって被
測定物の動きにより正確性が失なわれない。According to the present invention, the filter is formed into a stripe shape or a mosaic shape, the regions that transmit light of a plurality of wavelengths are dispersed, and the transmitted light is imaged by the image sensor. Then, the output of this image sensor is sorted by wavelength by the sorting means and reconstructed.
The imaging timings of a plurality of wavelengths are the same, so that the accuracy is not lost due to the movement of the measured object.
【0011】[0011]
【実施例】以下、添付図面により、本発明の実施例を詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0012】図3は、実施例装置の要部構成を示してい
る。被測定物(図示せず)は照明手段としての光源(図
示せず)により照明され、この被測定物からの散乱、反
射光は赤外線ビジコンカメラ1により撮像される。ここ
で、赤外線ビジコンカメラ1の受光面の前面には、被測
定物の表面散乱光を除去するための偏光フィルタ2と、
波長λ1 ,λ2 ,λ3 の赤外光を選択的に透過する波長
選択フィルタ3がマウントされている。FIG. 3 shows the main configuration of the apparatus of the embodiment. An object to be measured (not shown) is illuminated by a light source (not shown) as an illumination unit, and scattered and reflected light from the object to be measured is imaged by the infrared vidicon camera 1. Here, on the front surface of the light receiving surface of the infrared vidicon camera 1, a polarization filter 2 for removing surface scattered light of the object to be measured,
Wavelength λ 1, λ 2, the wavelength selection filter 3 which selectively transmits infrared light of lambda 3 is mounted.
【0013】ここで波長選択フィルタ3は、遮光領域と
してのブラックストライプBSと、ストライプ状の透過
領域とが、交互に一様にかつ位置的に分布することで構
成されている。そして、このストライプの長手方向は赤
外線ビジコンカメラ1の走査方向と直交し、したがって
赤外線ビジコンカメラ1からの出力信号は、ブラックス
トライプBS、λ1 透過領域、λ2 透過領域、λ3 透過
領域の順番になる。Here, the wavelength selection filter 3 is composed of black stripes BS serving as light-shielding areas and stripe-shaped transmission areas alternately and uniformly and spatially distributed. The longitudinal direction of this stripe is orthogonal to the scanning direction of the infrared vidicon camera 1, and therefore the output signal from the infrared vidicon camera 1 is in the order of black stripe BS, λ 1 transmissive region, λ 2 transmissive region, λ 3 transmissive region. become.
【0014】赤外線ビジコンカメラ1の出力はプリアン
プ4で増幅され、分別回路5に入力される。分別回路5
はスレッショルドレベルVthでプリアンプ4の出力を二
値化するコンパレータ51と、この出力パルスφ0 に応
じて一定時間遅延したパルスφ1 〜φ3 を出力する移相
回路52と、この出力パルスφ1 〜φ3 によりそれぞれ
ONとなるMOSトランジスタQ1 ,Q2 ,Q3 と、こ
れらに直列接続された操作スイッチS1 ,S2 ,S3 と
を有している。The output of the infrared vidicon camera 1 is amplified by the preamplifier 4 and input to the classification circuit 5. Sorting circuit 5
Is a comparator 51 that binarizes the output of the preamplifier 4 at the threshold level V th , a phase shift circuit 52 that outputs pulses φ 1 to φ 3 delayed by a certain time according to the output pulse φ 0 , and this output pulse φ It has a MOS transistor Q 1, Q 2, Q 3 of the 1 to [phi] 3 becomes oN, respectively, and an operation switch S 1, S 2, S 3 of these connected in series.
【0015】この分別回路5の動作は、図4のタイミン
グチャートのようになっている。ここで、I0 はプリア
ンプ4の出力、すなわち赤外線ビジコンカメラ1の受光
面(光導電面)を電子ビームで走査(ストライプと直交
方向に走査)したときの映像出力に対応しており、φ0
はコンパレータ51の出力、すなわち電子ビームがブラ
ックストライプBSを走査したタイミングで立ち下るパ
ルス出力である。The operation of the classification circuit 5 is as shown in the timing chart of FIG. Here, I 0 corresponds to the output of the preamplifier 4, that is, the image output when the light receiving surface (photoconductive surface) of the infrared vidicon camera 1 is scanned with an electron beam (scanning in the direction orthogonal to the stripe), and φ 0
Is the output of the comparator 51, that is, the pulse output that falls at the timing when the electron beam scans the black stripe BS.
【0016】φ1 〜φ3 は移相回路52の出力パルスで
あり、パルスφ0 に対して、それぞれ時間t1 〜t3 づ
つ遅延している。この移相回路52による遅延量は、赤
外線ビジコンカメラ1の電子ビームの走査速度と対応し
ており、パルスφ1 〜φ3 の立ち下り期間が、λ1 〜λ
3 透過領域の走査タイミングと合致している。このた
め、MOSトランジスタQ1 〜Q3 はそれぞれ、パルス
φ1 〜φ3 によってλ1〜λ3 透過領域の走査タイミン
グでONとなる。Φ 1 to φ 3 are output pulses of the phase shift circuit 52, which are delayed from the pulse φ 0 by time t 1 to t 3 , respectively. The amount of delay by the phase shift circuit 52 corresponds to the scanning speed of the electron beam of the infrared vidicon camera 1, and the falling periods of the pulses φ 1 to φ 3 are λ 1 to λ.
3 It matches the scanning timing of the transparent area. Therefore, each MOS transistor Q 1 to Q 3 is turned ON by the scanning timing of lambda 1 to [lambda] 3 transmission region by a pulse phi 1 to [phi] 3.
【0017】いま、λ1 〜λ3 透過領域を走査したとき
のプリアンプ4の出力レベル(輝度レベル)がI10,I
20,I30であるとすると、MOSトランジスタQ1 〜Q
3 の出力レベルはI10〜I30となる。したがって、操作
スイッチS1 を手動でONとすれば、分別回路5からは
λ1 透過領域に対応する映像信号が出力され、操作スイ
ッチS1 ,S2 を同時にONとすれば分別回路5からは
λ1 ,λ2 透過領域に対応する映像信号が出力される。Now, the output level (luminance level) of the preamplifier 4 when the λ 1 to λ 3 transmissive region is scanned is I 10 , I.
20 and I 30 , the MOS transistors Q 1 to Q
The output level of 3 is I 10 to I 30 . Therefore, if the operation switch S 1 is manually turned on, the video signal corresponding to the λ 1 transmission area is output from the classification circuit 5, and if the operation switches S 1 and S 2 are simultaneously turned on, the classification circuit 5 outputs. Video signals corresponding to the λ 1 and λ 2 transmission areas are output.
【0018】分別回路5の出力(波長λ1 〜λ3 ごとの
画像データ、あるいは複数波長を合成した画像データ)
は、画像処理装置6に与えられて記憶部61に格納され
る。そして、演算部62により後述の演算処理がされ、
出力装置7に送られる。出力装置7はCRTディスプレ
イあるいはビデオプリンタ(共に図示せず)を有し、上
記の画像データが出力表示される。Output of the classification circuit 5 (image data for each wavelength λ 1 to λ 3 or image data obtained by combining a plurality of wavelengths)
Are provided to the image processing apparatus 6 and stored in the storage unit 61. Then, the calculation unit 62 performs a calculation process described later,
It is sent to the output device 7. The output device 7 has a CRT display or a video printer (both not shown), and the above image data is output and displayed.
【0019】図5(a)はCCDイメージセンサ11で
構成した例を示している。波長選択フィルタ3はモザイ
ク状に配置されたλ1 〜λ4 透過領域を含み、これに対
応してCCDイメージセンサ11は多数の画素(ホトダ
イオード)を有している。この場合にはCCDイメージ
センサ11の走査クロックを同期信号とすることで、各
波長λ1 〜λ4 ごとに、画像データを分別して出力でき
る。なお、波長選択フィルタ3の前面には偏光フィルタ
2がマウントされている。FIG. 5A shows an example constituted by the CCD image sensor 11. The wavelength selection filter 3 includes λ 1 to λ 4 transmission regions arranged in a mosaic pattern, and the CCD image sensor 11 correspondingly has a large number of pixels (photodiodes). In this case, by using the scanning clock of the CCD image sensor 11 as a synchronizing signal, the image data can be separately output for each wavelength λ 1 to λ 4 . The polarization filter 2 is mounted on the front surface of the wavelength selection filter 3.
【0020】図5(b)はリニアイメージセンサ12で
構成された例であり、波長選択フィルタ3はλ1 ,λ2
の二波長分の透過領域を含んでいる。そして、この透過
領域に対応して、ホトダイオードがアレイ状にリニアイ
メージセンサ12に配置されている。この場合も、走査
クロックを同期信号とすればよく、また偏光フィルタ2
によって表面散乱成分の影響が低減されている。FIG. 5B shows an example in which the linear image sensor 12 is used. The wavelength selection filter 3 has λ 1 and λ 2
The transmission area for two wavelengths is included. Then, photodiodes are arranged in an array on the linear image sensor 12 corresponding to the transmissive regions. Also in this case, the scanning clock may be used as the synchronization signal, and the polarization filter 2
As a result, the influence of the surface scattering component is reduced.
【0021】次に、上記の実施例装置を使用する測定の
態様を説明する。Next, a mode of measurement using the apparatus of the above embodiment will be described.
【0022】第1の態様 被測定物の内部には測定すべき吸収物質および散乱物質
が含まれるものと仮定し、これに光源から波長(λ1 、
λ2 )の赤外光が照射されたとする。ここで、赤外光λ
1 ,λ2 の散乱かつ吸収する被測定物による減衰係数は
k1 、k2 であり、これらは区別可能な程度に差がある
ものとする。この波長λ1 ,λ2 光の照射により、当然
に波長λ1 ,λ2 の散乱反射光がストライプあるいはモ
ザイクパターンのフィルタを介して、イメージセンサに
より検出されるが、この検出光量をD1 ,D2 とする。 First Embodiment It is assumed that the inside of an object to be measured contains an absorbing substance and a scattering substance to be measured, and a wavelength (λ 1 ,
It is assumed that infrared light of λ 2 ) is irradiated. Where infrared light λ
It is assumed that the attenuation coefficients due to the DUT that scatters and absorbs 1 and λ 2 are k 1 and k 2 , and that they are distinguishable from each other. The wavelength lambda 1, by irradiation of lambda 2 light, the wavelength lambda 1 of course, through the filter of the scattered reflected light stripe or mosaic pattern of lambda 2, are detected by the image sensor, the detected light intensity D 1, Let it be D 2 .
【0023】ここで、波長λ1 、λ2 の間には、散乱係
数にあまり大きな差異がないと仮定すると、検出光量D
1 、D2 は吸収が支配的な減衰係数に対応した値とな
り、かつ減衰係数の小さい波長(λ1 と仮定する)の検
出光量D1 は深い位置の情報を相対的により多く持ち、
減衰係数の大きい波長(λ2 と仮定する)の検出光量D
2 は浅い位置の情報を相対的により多く持つことにな
る。Assuming that there is not a large difference in the scattering coefficient between the wavelengths λ 1 and λ 2 , the detected light amount D
1 , D 2 has a value corresponding to an attenuation coefficient in which absorption is dominant, and the detected light amount D 1 of a wavelength with a small attenuation coefficient (assumed to be λ 1 ) has a relatively large amount of deep position information.
Detected light intensity D for wavelengths with a large attenuation coefficient (assumed to be λ 2 ).
2 will have relatively more information on shallow locations.
【0024】これを示したのが図6である。実線で示す
曲線a1 、a2 は、深さ:xにおける波長λ1 、λ2 の
照明光の強度であり、減衰係数の小さい波長λ1 の照明
光が、波長λ2 の照明光に比べて深い位置まで到達して
いることがわかる。この照明光が散乱物質で散乱されて
被測定物の表面まで戻ってくる散乱反射光は、点線で示
す曲線b1 、b2 のようになり、 b1 =a1 ×a1 、b2 =a2 ×a2 として求められる。すなわち、波長λ1 の検出光量D1
は被測定物の浅い位置だけでなく深い位置の散乱情報も
多く含み、波長λ2 の検出光量D2 は主として浅い位置
の散乱情報を多く含むことがわかる。This is shown in FIG. Curves a 1 and a 2 shown by solid lines are the intensities of the illumination light of wavelengths λ 1 and λ 2 at the depth: x, and the illumination light of wavelength λ 1 having a small attenuation coefficient is compared to the illumination light of wavelength λ 2. You can see that it has reached a deep position. The scattered reflected light that is the illumination light scattered by the scattering substance and returns to the surface of the object to be measured is as shown by the curved lines b 1 and b 2 , and b 1 = a 1 × a 1 and b 2 = It is calculated as a 2 × a 2 . That is, the detection light amount D 1 of the wavelength lambda 1
It is understood that includes not only a shallow position of the object to be measured but also a large amount of scattering information at a deep position, and the detected light amount D 2 of the wavelength λ 2 mainly includes a large amount of shallow position scattering information.
【0025】したがって、これらの差cを c=b1 −b2 =a1 ×a1 −a2 ×a2 として求めると、cは検出光量差D1 −D2 であり、散
乱かつ吸収する被測定物内の各深さから寄与している散
乱反射光量の分布を示していることがわかる。ここにお
いて、波長λ1 、λ2 の検出タイミングは同時であり、
被測定物の動きにより正確性が損われることはない。Therefore, when these differences c are calculated as c = b 1 -b 2 = a 1 × a 1 -a 2 × a 2 , c is the detected light amount difference D 1 -D 2, which is scattered and absorbed. It can be seen that the distribution of the amount of scattered reflected light that contributes from each depth in the measured object is shown. Here, the detection timings of the wavelengths λ 1 and λ 2 are the same,
The movement of the DUT does not impair the accuracy.
【0026】ここで被測定物からの散乱反射光量の差が
持っている平均的重心値としての深さ情報dは、例えば
下記の式Here, the depth information d as an average barycentric value that the difference in the amount of scattered reflection light from the object to be measured has, for example, the following equation:
【0027】[0027]
【数1】 [Equation 1]
【0028】により定量的に求める。Quantitatively determined by
【0029】第2の態様 被測定物は散乱体としての植物繊維に、吸光物質として
の水分が含浸されて形成されているものと仮定し、これ
に互いに近似した二波長(λ1 、λ2 )の赤外光が照射
されたとする。すなわち、Mieの散乱理論によれば散
乱度は略均等であり、水の有するO−H結合の吸収スペ
クトル曲線のうち、極大波長〔λ0 〕前後の微分係数の
最も大きい波長領域の単調に連続した任意の2点の波長
とする。 Second Embodiment It is assumed that the object to be measured is formed by impregnating plant fiber as a scatterer with water as a light-absorbing substance, and two wavelengths (λ 1 , λ 2) close to each other are formed. ) Infrared light is irradiated. That is, according to Mie's scattering theory, the degree of scattering is substantially equal, and the absorption spectrum of the O—H bond contained in water is monotonically continuous in the wavelength region with the largest differential coefficient around the maximum wavelength [λ 0 ]. The wavelengths are set to two arbitrary points.
【0030】ここで、赤外光λ1 、λ2 の散乱度を
S1 ,S2 とし、吸収度はA1 ,A2 であるものとす
る。この波長λ1 、λ2 光の照射により、当然に波長λ
1 、λ2 のの散乱反射光がモザイクあるいはストライプ
の波長選択フィルタを介して検出されるが、この検出光
のエネルギーをE1,E2とする。照射光エネルギーをE
0 、反射光エネルギーをEとしたとき、散乱度をS、吸
収度をAで代表させると、 E=E0 ・e-(A+S)…(1) となるから、 ln(E1/E0)=−(A1 +S1 )…(2) ln(E2/E0 )=−(A1 +S2 )…(3) となる。(2)式と(3)式の差を求めると、 ln(E1/E0 )−1n(E2/E0 ) =−(A1 +S1 )+(A2 +S2 )…(4) となる。Here, it is assumed that the scattering degrees of the infrared light λ 1 and λ 2 are S 1 and S 2 , and the absorption degrees thereof are A 1 and A 2 . By irradiating this wavelength λ 1 and λ 2 light, the wavelength λ
The scattered reflected lights of 1 and λ 2 are detected through a mosaic or stripe wavelength selection filter, and the energies of the detected lights are E 1 and E 2 . Irradiation light energy is E
Letting S be the degree of scattering and A be the degree of absorption, where 0 is the reflected light energy and E is E = E 0 · e − (A + S) (1), ln (E 1 / E0) = - a (a 1 + S 2) ... (3) - (a 1 + S 1) ... (2) ln (E 2 / E 0) =. When determining the difference between (2) and (3), ln (E 1 / E 0 ) -1n (E 2 / E 0) = - (A 1 + S 1) + (A 2 + S 2) ... (4 ) Becomes.
【0031】ここで、散乱度S1 ,S2 については、波
長λ1 、λ2 が近似しているために同等であるとする
と、S1 =S2 とすることができ、(4)式は ln(E1/E2)=−(A1 +A2 )…(5) となる。これは、吸光度のみの差であって、同一タイミ
ングで測定されたデータにもとづく(5)式の演算によ
り、散乱情報を実質的に消去した吸収情報が得られるこ
とを意味する。Here, if the scattering degrees S 1 and S 2 are equivalent because the wavelengths λ 1 and λ 2 are similar, then S 1 = S 2 can be obtained, and the equation (4) is obtained. the ln (E 1 / E 2) = - a (a 1 + a 2) ... (5). This is a difference only in the absorbance, and means that the absorption information in which the scattering information is substantially deleted can be obtained by the calculation of the equation (5) based on the data measured at the same timing.
【0032】図7により、上記の原理を図解しながら説
明する。The above principle will be described with reference to FIG.
【0033】図7(a)のように、被測定物の吸収度A
は波長λ0 でピーク値、波長λ3 でボトム値になってい
るとすると、その間の波長λ1 、λ2 では吸収曲線の微
分係数は大きい。これに対し、図7(b)のように、散
乱度Sは波長λ0 →λ1 →λ2 →λ3 にわたって緩やか
に変化し、近似した波長λ1 、λ2 では略同等になって
いる。したがって、散乱度Sの寄与分を差し引いて、吸
収度A寄与分のみを得ることができる。この吸収度Aに
対応する測定データは、被測定物2に含まれる物質(吸
光物質)の濃度に対応しており、したがって濃度の定量
が可能になる。しかも、本発明では波長λ1 、λ2 の測
定タイミングは同一時点なので、生体試料についても、
極めて応答性よく赤外線吸光度が測定できる。As shown in FIG. 7A, the absorbance A of the object to be measured is
Has a peak value at the wavelength λ 0 and a bottom value at the wavelength λ 3 , the absorption curve has a large differential coefficient at the wavelengths λ 1 and λ 2 therebetween. On the other hand, as shown in FIG. 7B, the scattering degree S gradually changes over the wavelength λ 0 → λ 1 → λ 2 → λ 3 and is approximately equal at the approximated wavelengths λ 1 and λ 2 . .. Therefore, by subtracting the contribution of the scattering degree S, only the contribution of the absorption degree A can be obtained. The measurement data corresponding to the absorbance A corresponds to the concentration of the substance (light absorbing substance) contained in the DUT 2, and therefore the concentration can be quantified. Moreover, in the present invention, since the measurement timings of the wavelengths λ 1 and λ 2 are the same time,
Infrared absorbance can be measured with extremely high responsiveness.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上の通り、フィルタをストライプ状あ
るいはモザイク状とし、複数波長の光をそれぞれ透過す
る領域を分散させ、しかも透過光をイメージセンサンで
撮像している。そして、このイメージセンサの出力を、
分別手段によって波長ごとに分別し、再構成しているの
で、複数波長の撮像タイミングは同時となり、したがっ
て被測定物の動きにより正確性が失なわれない。このた
め、極めて応答性よく、赤外線吸収度の測定が可能にな
る。As described above, the filter is formed into a stripe shape or a mosaic shape, the regions that transmit light of a plurality of wavelengths are dispersed, and the transmitted light is imaged by the image sensor. Then, the output of this image sensor is
Since the wavelengths are separated and reconstructed by the separating means, the imaging timings of a plurality of wavelengths are the same, and therefore the accuracy is not lost due to the movement of the measured object. Therefore, the infrared absorption can be measured with extremely high responsiveness.
【図1】赤外線の吸光度の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of infrared absorbance.
【図2】赤外線の吸光度の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of infrared absorbance.
【図3】実施例装置の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of an apparatus according to an embodiment.
【図4】動作を示すタイミングチャート。FIG. 4 is a timing chart showing the operation.
【図5】別の実施例装置の概要図。FIG. 5 is a schematic view of an apparatus according to another embodiment.
【図6】第1の使用態様の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a first usage mode.
【図7】第2の使用態様の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a second usage mode.
1…赤外線ビジコンカメラ、11…CCDイメージセン
サ、12…リニアイメージセンサ、2…偏光フィルタ、
3…波長選択フィルタ、4…プリアンプ、5…分別回
路、51…コンパレータ、52…移相回路、6…画像処
理装置、61…記憶部、62…演算部、7…出力装置。1 ... Infrared vidicon camera, 11 ... CCD image sensor, 12 ... Linear image sensor, 2 ... Polarization filter,
3 ... Wavelength selection filter, 4 ... Preamplifier, 5 ... Separation circuit, 51 ... Comparator, 52 ... Phase shift circuit, 6 ... Image processing device, 61 ... Storage unit, 62 ... Arithmetic unit, 7 ... Output device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 光夫 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuo Hiramatsu 1126-1, Nomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Hamamatsu Photonics KK
Claims (8)
吸収度の測定装置において、 前記赤外線吸収物質による吸光度が十分に差異のある少
なくとも二波長の赤外光を前記被測定物に照射する照明
手段と、 前記少なくとも二波長の赤外光をそれぞれ選択的に透過
する波長ごとの複数の透過領域が略一様に位置的に分布
して形成されたフィルタと、 受光面が前記フィルタに対向して配置され、前記フィル
タの透過光を前記複数の透過領域ごとに前記受光面で検
出して出力するイメージセンサと、 前記イメージセンサの出力を前記少なくとも二波長ごと
に分別して前記複数の透過領域ごとに出力する分別手段
と、 前記分別手段の出力を前記少なくとも二波長ごとに出力
表示する出力表示手段とを備えることを特徴とする被測
定物の赤外線吸収度の測定装置。1. An apparatus for measuring the infrared absorption of an object to be measured containing an infrared absorbing substance, the illumination irradiating the object to be measured with infrared light of at least two wavelengths, the absorbances of which are sufficiently different. Means, a filter formed by a plurality of transmission regions for each wavelength selectively transmitting infrared light of at least two wavelengths are formed in a substantially uniform positional distribution, the light-receiving surface is opposed to the filter. An image sensor that is arranged in a plurality and that detects the light transmitted through the filter on the light receiving surface for each of the plurality of transmission regions and outputs the light, and separates the output of the image sensor for each of the at least two wavelengths from each of the plurality of transmission regions. And an output display unit for displaying the output of the separation unit for each of the at least two wavelengths. Measuring device.
X−D(但し、X=C、N、O)基を有する物質である
請求項1記載の被測定物の赤外線吸収度の測定装置。2. The apparatus for measuring infrared absorption of an object to be measured according to claim 1, wherein the infrared absorbing substance is a substance having an X—H or X—D (where X = C, N, O) group. ..
よびこれに含まれる散乱体による散乱度が十分に近似し
た少なくとも二波長の赤外光を出力する請求項1記載の
被測定物の赤外線吸収度の測定装置。3. The object to be measured according to claim 1, wherein the illuminating unit outputs infrared light of at least two wavelengths whose scattering degrees by the surface of the object to be measured and scatterers contained therein are sufficiently approximate. Infrared absorption measuring device.
過領域を前記少なくとも二波長ごとに交互に配置して構
成されている請求項1記載の被測定物の赤外線吸収度の
測定装置。4. The apparatus for measuring infrared absorption of an object to be measured according to claim 1, wherein the filter is configured by alternately arranging the striped transmission regions for each of the at least two wavelengths.
領域を前記少なくとも二波長ごとに交互にモザイク状に
配置して構成されている請求項1記載の被測定物の赤外
線吸収度の測定装置。5. The apparatus for measuring infrared absorption of an object to be measured according to claim 1, wherein the filter l is configured by arranging the dot-shaped transmission regions alternately in a mosaic pattern for each of the at least two wavelengths. ..
して配置された複数の遮光領域を有し、 前記分別手段は、前記イメージセンサの出力から前記遮
光領域の走査タイミングを抽出し、この走査タイミング
にもとづいて前記少なくとも二波長ごとに前記複数の透
過領域の出力を分別する請求項1記載の被測定物の赤外
線吸収度の測定装置。6. The filter has a plurality of light-shielding regions arranged in a substantially uniform positional distribution, and the classification unit extracts a scan timing of the light-shielding region from an output of the image sensor. The apparatus for measuring infrared absorption of an object to be measured according to claim 1, wherein the outputs of the plurality of transmission regions are separated for each of the at least two wavelengths based on the scanning timing.
走査信号にもとづいて前記少なくとも二波長ごとに前記
複数の透過領域の出力を分別する請求項1記載の被測定
物の赤外線吸収度の測定装置。7. The apparatus for measuring infrared absorption of an object to be measured according to claim 1, wherein the classification means classifies outputs of the plurality of transmission regions for each of the at least two wavelengths based on a scanning signal of the image sensor. ..
長ごとの出力の相互間で所定の画像演算を行なう演算手
段を更に備え、 前記出力表示手段は、前記演算手段の演算結果を出力表
示する請求項1記載の被測定物の赤外線吸収度の測定装
置。8. A calculation means for performing a predetermined image calculation between outputs of said at least two wavelengths from said classification means, said output display means outputting and displaying a calculation result of said calculation means. Item 1. A device for measuring infrared absorption of an object to be measured according to item 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14295092A JPH05332924A (en) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | Measuring apparatus of absorbance of infrared ray of object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14295092A JPH05332924A (en) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | Measuring apparatus of absorbance of infrared ray of object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05332924A true JPH05332924A (en) | 1993-12-17 |
Family
ID=15327424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14295092A Pending JPH05332924A (en) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | Measuring apparatus of absorbance of infrared ray of object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05332924A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08184555A (en) * | 1994-12-29 | 1996-07-16 | Agency Of Ind Science & Technol | Method for inspecting distribution of moisture |
JP2010513878A (en) * | 2006-12-18 | 2010-04-30 | エアバス フランス | On-line sensor for monitoring chemical contamination in hydraulic fluid |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS55125436A (en) * | 1979-03-22 | 1980-09-27 | Toshiba Corp | Multi-item chemical analyzer |
JPS58113736A (en) * | 1981-12-28 | 1983-07-06 | Masaaki Motoi | Method and apparatus for photometry |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP14295092A patent/JPH05332924A/en active Pending
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