JPH06103256B2 - Environmental measuring device - Google Patents
Environmental measuring deviceInfo
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- JPH06103256B2 JPH06103256B2 JP63201542A JP20154288A JPH06103256B2 JP H06103256 B2 JPH06103256 B2 JP H06103256B2 JP 63201542 A JP63201542 A JP 63201542A JP 20154288 A JP20154288 A JP 20154288A JP H06103256 B2 JPH06103256 B2 JP H06103256B2
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- laser light
- reflecting mirror
- white
- computer
- white laser
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大気の流れや汚染状態、水の汚染状態を測定
する環境測定装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an environment measuring device for measuring the flow of air, the state of pollution, and the state of water pollution.
自然環境の変化は、生物に大きな影響を与え、人間にと
っても例外でない。特に、近年、人類の生産、消費活動
に伴う各種廃棄物による大気、水の汚染は、大きな問題
となっており、法的規制により廃棄物の環境中への放出
をできるだけ少なくするとともに、大気や水質等を検査
して環境の汚染状態を監視している。Changes in the natural environment have a great impact on living things, and humans are no exception. In recent years, in particular, the pollution of air and water by various kinds of waste associated with human production and consumption activities has become a big problem. Water quality is inspected to monitor the environmental pollution status.
従来、大気の汚染状態を観測する場合、多数の測定点に
測定器を設置して、所定時間ごとにその点における大気
の成分を測定し、各点におけるデータを電話回線などを
利用して収集していた。また、水質を調べる場合、所定
の個所から水を採取して持ち帰り、その水を分析するの
が一般的である。Conventionally, when observing the state of air pollution, measuring instruments are installed at many measurement points, the atmospheric components at that point are measured every predetermined time, and data at each point is collected using a telephone line, etc. Was. In addition, when investigating the water quality, it is common to collect water from a predetermined place, take it home, and analyze the water.
一方、近年、大気汚染の観測にレーザ光を利用すること
が試みられている。この方法は、いわゆるレーザレーダ
の原理を応用したもので、アルゴン（Ar）レーザのビー
ムを大気中に出射し、大気中のスモッグや霧、さらには
大気自体により散乱されて戻ってきたレーザ光を分析し
て、汚染の状態を調べるものである。On the other hand, in recent years, it has been attempted to use laser light for observation of air pollution. This method is based on the principle of so-called laser radar, in which a beam of an argon (Ar) laser is emitted into the atmosphere, and smog and fog in the atmosphere, as well as laser light scattered by the atmosphere itself and returned. It analyzes and examines the state of pollution.
しかし、上記した大気汚染を監視するために、多数の地
点に測定器を設置する方法は、測定点が限られているた
め、広い範囲にわたって満遍なく汚染の程度、汚染区域
を正確に把握することが困難である。また、水質検査の
場合のように、サンプルを採取して持ち帰り分析する方
法は、作業が面倒で時間がかかり、即時性に欠けるばか
りでなく、正確な汚染の状態を把握するのが困難である
欠点を有していた。さらに、レーザレーダを応用した大
気汚染の観測は、汚染の広がり具合等を求めるのが困難
であり、汚染物質を特定するためには、波長の異なる複
数のレーザビームを使用して、各ビームについての測定
をする必要があり、測定が容易でない。However, the method of installing measuring instruments at multiple points in order to monitor air pollution as described above has a limited number of measuring points, so it is possible to accurately grasp the degree of pollution and the contaminated area evenly over a wide range. Have difficulty. In addition, as in the case of water quality inspection, the method of collecting a sample and carrying it back for analysis is not only laborious and time-consuming, lacks immediacy, but it is difficult to grasp the exact state of pollution. It had drawbacks. Furthermore, it is difficult to obtain the degree of pollution spread when observing air pollution using laser radar.To identify pollutants, use multiple laser beams with different wavelengths. It is not easy to measure.
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、レーザ光を一度走査するだけで複数のコンピ
ュータ断層像（CT）を得ることができる環境測定装置を
提供することを目的としている。The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to provide an environment measuring apparatus capable of obtaining a plurality of computer tomographic images (CT) by scanning laser light once. There is.
上記目的を達成するために、本発明に係る環境測定装置
は、本発明に係る環境測定装置は、白色レーザ光を出射
するレーザ光源と、被測定領域の周囲に複数配置され、
前記レーザ光源が出射した白色レーザ光を被測定領域の
周方向に沿って周回反射すべく反射方向が設定されると
ともに前記被測定領域の周囲に複数配置された反射鏡
と、前記白色レーザ光源から末端の反射鏡に至る周回白
色レーザ光の光路中に複数配置される分割手段とレンズ
系を有し分割した白色レーザ光を前記被測定領域に向け
て出射する偏向装置と、この偏向装置から出射され前記
被測定領域を透過した前記白色レーザ光を赤色、緑色、
青色に分光手段を有するとともに各色に対応した光の強
度または位相を検出するセンサを備えた検出部と、これ
ら各検出部の検出信号を取り込み、コンピュータ断層像
再生アルゴリズムに基づいて、前記被測定領域について
の複数のコンピュータ断層像を求めるコンピュータとを
有することを特徴としている。In order to achieve the above object, the environment measuring apparatus according to the present invention, the environment measuring apparatus according to the present invention, a laser light source for emitting a white laser light, a plurality of arranged around the area to be measured,
From the white laser light source, the reflecting direction is set to reflect the white laser light emitted from the laser light source in a circular direction along the circumferential direction of the measurement area and a plurality of reflecting mirrors arranged around the measurement area. A deflecting device that emits the divided white laser light toward the measurement region, which has a plurality of dividing means and a lens system arranged in the optical path of the circulating white laser light that reaches the reflecting mirror at the end, and emits from this deflecting device. The white laser light transmitted through the measured region is red, green,
Based on a computer tomographic image reproduction algorithm, a detection unit having a sensor for detecting the intensity or phase of light corresponding to each color and having a spectroscopic unit for blue color, and the measured area based on a computer tomographic image reproduction algorithm And a computer that obtains a plurality of computer tomographic images of.
レーザ光源が出射する白色レーザ光は、赤色レーザ光と
緑色レーザ光と青色レーザ光とを合成して形成してもよ
いが、単一の発光源から発生させた白色レーザ光を用い
ることが望ましい。また、偏向装置は、ビームスプリッ
タとファンビームを出射するレンズ系とからなるもの
や、回動してレーザ光を走査させる反射鏡などを用いる
ことができる。The white laser light emitted from the laser light source may be formed by combining the red laser light, the green laser light, and the blue laser light, but it is desirable to use the white laser light generated from a single light emitting source. . Further, the deflecting device may be one that is composed of a beam splitter and a lens system that emits a fan beam, or a reflecting mirror that rotates to scan the laser beam.
現在、大気中におけるレーザ光の伝播距離は、Arレーザ
を用いた場合、約60〜70kmに達している。したがって、
レーザ光を用いて大気等の広い環境領域の断層像を得る
ことができる。そこで、本発明では、被測定領域の大気
周辺部を、単一のレーザ光源から白色レーザ光出射し、
これを反射鏡を利用して環境領域の周囲を周回させるこ
とができる。そして、周回光路の途中で白色レーザ光を
分割して大気中にこの分割した白色レーザ光を偏向出射
させるので、被測定領域の周辺にあたかも複数の白色レ
ーザ光源を設置したのと同様な作用が得られる。分割出
射されたレーザ光は大気を透過し、やはり測定領域の周
辺に置かれた複数の検出部に向けて出射される。レーザ
光源または各偏向装置のそれぞれが出射した白色レーザ
光を各検出部で受光して赤、緑、青の三原色に分け、各
色についての検出信号をコンピュータに入力することに
より、レーザ光を一度走査するだけで、被測定領域の複
数のコンピュータ断層像を得ることができる。そして、
汚染物質の吸収波長の相違に基づく異なった複数のコン
ピュータ断層像が一度に得られるところから、広い地域
における汚染範囲、汚染物質の種類、濃度などの詳細な
大気汚染の状態を容易に知ることができる。At present, the propagation distance of laser light in the atmosphere reaches about 60 to 70 km when an Ar laser is used. Therefore,
A laser beam can be used to obtain a tomographic image of a wide environment region such as the atmosphere. Therefore, in the present invention, the atmosphere peripheral portion of the measured region is emitted from the single laser light source as white laser light,
This can be circulated around the environment area using a reflecting mirror. Then, since the white laser light is divided in the middle of the circulating optical path and the divided white laser light is deflected and emitted into the atmosphere, the same operation as if a plurality of white laser light sources is installed in the vicinity of the measurement area is performed. can get. The laser beams that have been divided and emitted are transmitted through the atmosphere, and are also emitted toward a plurality of detection units placed around the measurement region. The white laser light emitted from each of the laser light source or each deflection device is received by each detection unit, divided into three primary colors of red, green, and blue, and the detection signal for each color is input to the computer to scan the laser light once. Simply, the plurality of computer tomographic images of the measured region can be obtained. And
Since multiple different computer tomographic images based on different absorption wavelengths of pollutants can be obtained at one time, it is possible to easily know the detailed air pollution state such as the pollution range, pollutant type, and concentration in a wide area. it can.
また、例えば、東京湾や大阪湾の海中にレーザ光を出射
してコンピュータ断層像を求めることにより、海の詳細
な汚染状態を迅速、かつ正確に知ることができる。Further, for example, by emitting a laser beam into the sea of Tokyo Bay or Osaka Bay to obtain a computer tomographic image, it is possible to quickly and accurately know the detailed pollution state of the sea.
本発明に係る環境測定装置の実施例を、添付図面に従っ
て詳説する。An embodiment of an environment measuring apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図は、本発明に係る環境測定装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an environment measuring device according to the present invention.
第１図において、例えば大気の汚染状態を観測しようと
する被測定領域10の周囲には、反射鏡12a〜12nが設置し
てある。反射鏡12aには、レーザ光源14から白色レーザ
光からなる細く絞られた、いわゆるペンシルビーム16が
入射するようになっている。そして、反射鏡12aは、レ
ーザ光源14から入射してきたペンシルビーム16を反射鏡
12bに反射し、反射鏡12bは反射鏡12aからのペンシルビ
ーム16を反射鏡12cに反射し、反射鏡12cは反射鏡12bか
らのペンシルビーム16を反射鏡12dに反射する。すなわ
ち、ペンシルビーム16は、レーザ光源14から出射される
と各反射鏡によって反射され、被測定領域１レーザの周
囲を巡回させられる如くして反射鏡12nに到達するよう
になっている。In FIG. 1, for example, reflecting mirrors 12a to 12n are installed around the measured region 10 where the state of air pollution is to be observed. A so-called pencil beam 16 made of white laser light, which is narrowed and narrowed, is incident on the reflecting mirror 12a from the laser light source 14. The reflecting mirror 12a reflects the pencil beam 16 incident from the laser light source 14.
Reflecting to 12b, the reflecting mirror 12b reflects the pencil beam 16 from the reflecting mirror 12a to the reflecting mirror 12c, and the reflecting mirror 12c reflects the pencil beam 16 from the reflecting mirror 12b to the reflecting mirror 12d. That is, when the pencil beam 16 is emitted from the laser light source 14, the pencil beam 16 is reflected by each reflecting mirror and reaches the reflecting mirror 12n so as to be circulated around the laser under measurement region 1.
レーザ光源14と反射鏡12aとの間、および各反射鏡12a〜
12（ｎ−１）のそれぞれの間のペンシルビーム16の光路
には、偏向装置17a〜17（ｎ−１）が配設してある。各
偏向装置17a〜17（ｎ−１）は、ビームスプリッタ18a〜
18（ｎ−１）とレンズ系20a〜20（ｎ−１）とからな
り、ビームスプリッタ18a〜18（ｎ−１）は、入射して
きたペンシルビーム16の一部を分割して、レンズ系20a
〜20（ｎ−１）に入射するようになっている。そして、
レンズ系20a〜20（ｎ−１）は、ビームスプリッタ18a〜
18（ｎ−１）から入射してきた白色レーザ光のペンシル
ビーム16を、扇形ビーム（ファンビーム）22に拡げて検
出部24a〜24nに向けて出射する。このレンズ系20a〜20
（ｎ−１）が出射したファンビーム22は、各反射鏡12a
〜12nの近くに設けた検出部24a〜24nにより検出され
る。また、反射鏡12nは、入射してきたペンシルビーム1
6をレンズ系20nに反射し、レンズ系20nが入射してきた
ペンシルビームをファンビーム22にして、検出部24a〜2
4nに向けて出射するようになっており、反射鏡12nとレ
ンズ系20nとで偏向装置を構成している。なお、各偏向
装置、検出部は、後述するコンピュータによる処理の容
易さなどを考慮して、同一円周上に等角度間隔に設置す
るのが望ましいが、これらの要件を満たさなくともよ
い。Between the laser light source 14 and the reflecting mirror 12a, and each reflecting mirror 12a ~.
Deflection devices 17a to 17 (n-1) are arranged in the optical path of the pencil beam 16 between each of the 12 (n-1). Each of the deflecting devices 17a to 17 (n-1) includes a beam splitter 18a to
18 (n-1) and lens systems 20a to 20 (n-1), and the beam splitters 18a to 18 (n-1) split a part of the pencil beam 16 that has been incident, and the lens system 20a.
It is designed to be incident on up to 20 (n-1). And
The lens systems 20a to 20 (n-1) are beam splitters 18a to
The pencil beam 16 of the white laser light that has entered from 18 (n-1) is expanded into a fan-shaped beam (fan beam) 22 and emitted toward the detection units 24a to 24n. This lens system 20a-20
The fan beam 22 emitted from (n-1) is reflected by each reflecting mirror 12a.
It is detected by the detection units 24a to 24n provided near to 12n. In addition, the reflecting mirror 12n receives the pencil beam 1
6 is reflected by the lens system 20n, and the pencil beam incident on the lens system 20n is converted into the fan beam 22 and the detection units 24a-2
The light is emitted toward 4n, and the reflecting mirror 12n and the lens system 20n constitute a deflecting device. It should be noted that it is desirable that the respective deflecting devices and the detecting units are installed at equal angular intervals on the same circumference in consideration of the ease of processing by a computer, which will be described later, but these requirements may not be satisfied.
各検出部24a〜24n（符号24により代表して示す）には、
第２図に示したようにビームスプリッタ26とミラー28、
30、32とが直列に配置してある。そして、ビームスプリ
ッタ26は、入射したきたファンビーム22の一部を分割
し、白色レーザ光の光度を検出するフォトセンサ34に導
く。また、ミラー28は、ビームスプリッタ26を透過した
白色レーザ光から赤色のレーザ光を分光し、フォトセン
サ36に導く。さらに、ミラー30はミラー28を透過してき
たレーザ光から緑色のレーザ光を分光してフォトセンサ
38に導き、ミラー32は青色のレーザ光をフォトセンサ40
に導く。Each of the detection units 24a to 24n (represented by the reference numeral 24) includes
As shown in FIG. 2, the beam splitter 26 and the mirror 28,
30 and 32 are arranged in series. Then, the beam splitter 26 splits a part of the incident fan beam 22 and guides it to the photosensor 34 which detects the luminous intensity of the white laser light. Further, the mirror 28 disperses the red laser light from the white laser light transmitted through the beam splitter 26 and guides it to the photo sensor 36. Further, the mirror 30 disperses the green laser light from the laser light transmitted through the mirror 28 to form a photo sensor.
The mirror 32 guides the blue laser light to the photo sensor 40.
Lead to.
各検出部24a〜24nのフォトセンサ34a〜34n、36a〜36n、
38a〜38n、40a〜40nは、増幅器42a〜42nに接続されてお
り（第３図参照）、各フォトセンサの検出信号が増幅器
42a〜42nで増幅されて後、制御部44a〜44nに入力され
る。制御部44a〜44nは、それぞれ電話回線または専用の
通信回線などによりコンピュータ46に接続され、増幅器
42a〜42nが増幅した各フォトセンサの検出信号をコンピ
ュータ46に送る。コンピュータ46には、フロッピディス
クや磁気ディスクなどの記憶装置48、および外部入出力
装置であるプリンタ50、ディスプレイ52、キーボード54
が接続してある。Photosensors 34a to 34n, 36a to 36n of the respective detection units 24a to 24n,
38a to 38n and 40a to 40n are connected to amplifiers 42a to 42n (see FIG. 3), and the detection signal of each photosensor is an amplifier.
After being amplified by 42a to 42n, it is input to the control units 44a to 44n. The control units 44a to 44n are connected to the computer 46 by a telephone line or a dedicated communication line, respectively, and have amplifiers.
The detection signal of each photosensor amplified by 42a to 42n is sent to the computer 46. The computer 46 includes a storage device 48 such as a floppy disk or a magnetic disk, a printer 50 which is an external input / output device, a display 52, and a keyboard 54.
Is connected.
上記の如く構成した実施例の作用は、次のとおりであ
る。The operation of the embodiment configured as described above is as follows.
まず、レーザ光源14から白色レーザ光のペンシルビーム
16を反射鏡12aに向けて出射する。ペンシルビーム16
は、偏向装置17aのビームスプリッタ18aを介して反射鏡
12bに入射し、反射鏡12aにより反射鏡12bに向けて反射
される。そして、反射鏡12bは、偏向装置17bのビームス
プリッタ18bを介して入射してきたペンシルビーム16を
反射鏡12cに反射し、反射鏡12cはビームスプリッタ18c
を介して入射してきたペンシルビーム16を反射鏡12dに
反射する。以下、同様にしてレーザ光源14が出射したペ
ンシルビーム16は、反射鏡12nに到達する。First, the pencil beam of white laser light from the laser light source 14
16 is emitted toward the reflecting mirror 12a. Pencil beam 16
Is a reflecting mirror via the beam splitter 18a of the deflecting device 17a.
It is incident on 12b and is reflected by the reflecting mirror 12a toward the reflecting mirror 12b. Then, the reflecting mirror 12b reflects the pencil beam 16 incident via the beam splitter 18b of the deflecting device 17b to the reflecting mirror 12c, and the reflecting mirror 12c is the beam splitter 18c.
The pencil beam 16 that has entered through the mirror is reflected by the reflecting mirror 12d. Thereafter, the pencil beam 16 emitted from the laser light source 14 similarly reaches the reflecting mirror 12n.
一方、偏向装置17aのビームスプリッタ18aは、反射鏡12
aに入射するペンシルビーム16を分割し、一部をレンズ
系20aに入射する。レンズ系20aは、入射してきたペンシ
ルビーム16をファンビーム22に拡げて検出部24a〜24nに
向けて出射する。このとき、他のレンズ系20b〜20nは、
ファンビーム22を出射しないようにすることが望まし
い。On the other hand, the beam splitter 18a of the deflecting device 17a includes a reflecting mirror 12a.
The pencil beam 16 incident on a is split and a part thereof is incident on the lens system 20a. The lens system 20a spreads the incident pencil beam 16 into a fan beam 22 and emits it toward the detection units 24a to 24n. At this time, the other lens systems 20b to 20n are
It is desirable not to emit the fan beam 22.
レンズ系20aが出射したファンビーム22は、被測定領域1
0を透過して各検出部24a〜24nに入射する。各検出部24a
〜24nは、白色レーザ光からなるファンビーム22が被測
定領域10を介して入射してくると、ビームスプリッタ26
がファンビーム22の一部を分割し、フォトセンサ34に入
射する。フォトセンサ34は、入射してきた白色レーザ光
の強さ（光度）を電流などの電気信号に変換し、増幅器
42に出力する。増幅器42は、フォトセンサ34の出力信号
を増幅して制御部44に送る。The fan beam 22 emitted from the lens system 20a is the measured area 1
It passes through 0 and enters each of the detection units 24a to 24n. Each detector 24a
When the fan beam 22 made of white laser light enters through the measured region 10, the beam splitter 26 to
Split a part of the fan beam 22 and enter the photo sensor 34. The photo sensor 34 converts the intensity (luminous intensity) of the incident white laser light into an electric signal such as an electric current, and an amplifier.
Output to 42. The amplifier 42 amplifies the output signal of the photo sensor 34 and sends it to the control unit 44.
また、ビームスプリッタ26を透過したファンビーム22
は、ミラー28により赤色のレーザ光が分光され、フォト
センサ36に入射する。そして、フォトセンサ36は、入射
してきた赤色のレーザ光の光度に対応した電気信号を増
幅器42に出力する。同様にして、フォトセンサ38は、ミ
ラー30によって分光された緑色のレーザ光の光度に対応
した電気信号を増幅器42に出力し、フォトセンサ40は青
色のレーザ光の光度に対応した電気信号を増幅器42に出
力する。In addition, the fan beam 22 transmitted through the beam splitter 26
The red laser light is dispersed by the mirror 28 and is incident on the photo sensor 36. Then, the photo sensor 36 outputs an electric signal corresponding to the luminous intensity of the incident red laser light to the amplifier 42. Similarly, the photosensor 38 outputs an electric signal corresponding to the luminous intensity of the green laser light dispersed by the mirror 30 to the amplifier 42, and the photosensor 40 amplifies the electric signal corresponding to the luminous intensity of the blue laser light. Output to 42.
コンピュータ46は、各検出部24a〜24nの制御部44a〜44n
に順次データの送出命令を送り、各フォトセンサが検出
し、増幅器が増幅した検出データを制御部を介して受け
取り、内部メモリに記憶しておく。The computer 46 includes control units 44a to 44n for the detection units 24a to 24n.
To each photo sensor, the detection data amplified by the amplifier is received via the control unit, and stored in the internal memory.
反射鏡12aにより反射鏡12bに向けて反射されたペンシル
ビーム16の一部は、偏向装置17bのビームスプリッタ18b
で分割されてレンズ系20bに導かれ、ファンビーム22に
拡げられて検出部24a〜24nに向けて出射される。レンズ
系20bから出射されたファンビーム22は、レンズ系20aが
出射したファンビーム22と同様に被測定領域10を透過し
た後、各検出部24a〜24nにより検出され、検出信号が増
幅器42a〜42nで増幅された後、制御部44a〜44nを介して
コンピュータ46に送られる。なお、レンズ系20bがファ
ンビーム22を出射するときは、前記と同様に他のレンズ
系からファンビーム22が出射しないようにする。A part of the pencil beam 16 reflected by the reflecting mirror 12a toward the reflecting mirror 12b is a beam splitter 18b of the deflecting device 17b.
Is divided by, is guided to the lens system 20b, is expanded by the fan beam 22, and is emitted toward the detection units 24a to 24n. The fan beam 22 emitted from the lens system 20b, after passing through the measured region 10 similarly to the fan beam 22 emitted by the lens system 20a, is detected by the respective detection units 24a to 24n, and the detection signals are detected by the amplifiers 42a to 42n. After being amplified by, the signal is sent to the computer 46 via the control units 44a to 44n. When the lens system 20b emits the fan beam 22, the fan beam 22 is prevented from being emitted from the other lens system as described above.
以下、同様にして各検出部24a〜24nは、レンズ系20c〜2
0nが順次出射したファンビーム22の白色、赤色、緑色、
青色の光度を検出し、検出データをコンピュータ46に送
る。コンピュータ46は、これらのデータを内部メモリに
格納し、すべてのデータの収集を終えると、コンピュー
タ断層像（CT）の再生アルゴリズムに基づき、内部メモ
リに格納してあるデータを用いて、被測定領域10につい
て白色、赤色、緑色、青色のそれぞれのコンピュータ断
層像を求めてディスプレイ52に表示する。また、コンピ
ュータ46は、各フォトセンサの検出信号から大気中の汚
染物質の種類、濃度を算出する。そして、コンピュータ
46は、キーボード54から入力された命令に基づき、内部
メモリに記憶してあるデータや求めたコンピュータ断層
像、物質の種類、濃度をプリンタ50によりプリントアウ
トし、記憶装置48に格納する。Thereafter, similarly, each of the detection units 24a to 24n includes the lens systems 20c to 2n.
0n sequentially emitted white, red, green of the fan beam 22,
The blue light intensity is detected and the detection data is sent to the computer 46. The computer 46 stores these data in the internal memory, and after collecting all the data, the computer 46 uses the data stored in the internal memory based on the reconstruction algorithm of the computer tomographic image (CT) to measure the region to be measured. White, red, green, and blue computer tomographic images of 10 are obtained and displayed on the display 52. The computer 46 also calculates the type and concentration of pollutants in the atmosphere from the detection signals of the photosensors. And the computer
The printer 46 prints out the data stored in the internal memory, the calculated computer tomographic image, the type of the substance, and the concentration by the printer 50 based on the command input from the keyboard 54, and stores them in the storage device 48.
このように、実施例によれば、レーザ光源14から白色レ
ーザ光を出射し、検出部で三原色に分けることにより、
広い被測定領域10の白色レーザ、赤色レーザ、緑色レー
ザ、青色レーザに基づく４枚のコンピュータ断層像を一
度に得ることができ、汚染物質の吸収波長の相違に基づ
く汚染物質の特定、濃度、汚染範囲などの大気汚染の詳
細を即座に知ることができる。しかも、汚染物質の特定
などのために、一々レーザ光源の発光色を変える必要が
なく、迅速な測定をすることができる。また、反射鏡を
用いてペンシルビーム16を被測定領域10の周囲を巡回さ
せる如く順次反射させるとともに、ペンシルビーム16の
一部を偏向装置のビームスプリッタでレンズ系に導き、
ファンビーム22に拡げて出射することにより、レーザ光
源を多数設けたり、移動させる必要がなく、低コストの
コンピュータ断層像が高速で得られ、連続的な観測が可
能であって、大気汚染の時間経緯のデータを得ることが
できる。そして、レーザ光の使用は、マイクロ波（電
波）を使用するのと異なり、電波法による規制を受けた
り電磁波障害を与えるおそれがなく、レーザ光源14や検
出部を任意の場所に設置することができる。As described above, according to the embodiment, by emitting the white laser light from the laser light source 14 and dividing the light into three primary colors by the detection unit,
It is possible to obtain four computer tomographic images based on white laser, red laser, green laser, and blue laser of a wide measured region 10 at a time, and to identify, concentrate, and contaminate pollutants based on the difference in absorption wavelength of pollutants. You can immediately know the details of air pollution such as range. In addition, it is not necessary to change the emission color of the laser light source one by one to specify contaminants, and quick measurement can be performed. Further, while using a reflector to sequentially reflect the pencil beam 16 so as to circulate around the measured region 10, a part of the pencil beam 16 is guided to a lens system by a beam splitter of a deflecting device,
By diverging and emitting to the fan beam 22, it is not necessary to install or move many laser light sources, low-cost computer tomographic images can be obtained at high speed, and continuous observation is possible. It is possible to obtain historical data. The use of laser light differs from the use of microwaves (radio waves) in that there is no risk of being regulated by the Radio Law or electromagnetic interference, and the laser light source 14 and the detection unit can be installed at any place. it can.
前記実施例においては、大気汚染の測定について説明し
たが、、レーザ光を湖沼や海中などの水中に出射するこ
とにより、大気の場合と同様に水中のコンピュータ断層
像を容易に得ることができ、水質の汚染状態を観測する
ことができる。しかも、例えば東京湾のような広い範囲
であっても、湾全体のコンピュータ断層像が容易に得ら
れ、従来の１個所または数個所におてい採取したサンプ
ルに基づいて、湾の全域を評価する方式に比較して、詳
細かつ正確な水質の測定を容易、迅速に行うことができ
る。In the embodiment, the measurement of air pollution was described, but by emitting laser light into water such as a lake or the sea, a computer tomographic image in water can be easily obtained as in the case of the atmosphere, Water pollution status can be observed. Moreover, for example, even in a wide area such as Tokyo Bay, a computer tomographic image of the entire bay can be easily obtained, and the entire area of the bay is evaluated based on the conventional samples collected at one or several locations. Compared with the method, detailed and accurate water quality can be measured easily and quickly.
なお、前記実施例においては、ビームスプリッタを用い
てペンシルビーム16をレンズ系に導く場合について説明
したが、ビームスプリッタ18a〜18（ｎ−１）の代わり
にペンシルビーム16の光路に挿脱できる鏡を設け、必要
な鏡だけをペンシルビーム16の光路に挿入して、ペンシ
ルビーム16をレンズ系に導くようにしてもよい。また、
偏向装置17a〜17（ｎ−１）は、反射鏡12a〜12（ｎ−
１）の近くに設けてもよい。そして、前記実施例におい
ては、白色レーザ、赤色レーザ、緑色レーザ、青色レー
ザに基づく４枚のコンピュータ断層像を得る場合につい
て説明したが、三原色の任意の二色を組み合わせたコン
ピュータ断層像を求めてもよい。In the above embodiment, the case where the pencil beam 16 is guided to the lens system by using the beam splitter has been described, but a mirror that can be inserted into and removed from the optical path of the pencil beam 16 instead of the beam splitters 18a to 18 (n-1). May be provided, and only the necessary mirror may be inserted into the optical path of the pencil beam 16 to guide the pencil beam 16 to the lens system. Also,
The deflecting devices 17a to 17 (n-1) include reflecting mirrors 12a to 12 (n-
It may be provided near 1). Then, in the above-described embodiment, the case where four computer tomographic images based on the white laser, the red laser, the green laser, and the blue laser are obtained has been described, but a computer tomographic image obtained by combining two arbitrary three primary colors is obtained. Good.
第４図は、他の実施例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of another embodiment.
第４図に示した実施例は、各反射鏡12a〜12nが回動自在
に設けられ、駆動装置60a〜60nにより矢印Ａの如く回動
させられるようになっている。また、本実施例において
は、先の実施例に示したビームスプリッタ18a〜18（ｎ
−１）とレンズ系20a〜20（ｎ−１）からなる偏向装置1
7a〜17（ｎ−１）が省略さ、反射鏡12a〜12nが偏向装置
の役割をなしている。そして、本実施例による大気汚染
の観測は、次の如くして行う。In the embodiment shown in FIG. 4, each of the reflecting mirrors 12a to 12n is rotatably provided and can be rotated by the drive devices 60a to 60n as shown by an arrow A. Further, in this embodiment, the beam splitters 18a to 18 (n) shown in the previous embodiment are used.
-1) and lens system 20a to 20 (n-1)
7a to 17 (n-1) are omitted, and the reflecting mirrors 12a to 12n serve as a deflecting device. Then, the observation of air pollution according to the present embodiment is performed as follows.
まず、レーザ光源14から白色レーザ光のペンシルビーム
16を、反射鏡12aに向けて出射する。そして、反射鏡12a
の駆動装置60aを作動させ、反射鏡12aを矢印Ａのように
回動し、ペンシルビーム16を偏向して出射し、被測定領
域10を扇状に走査する。反射鏡12aによって被測定領域1
0を走査したペンシルビーム16は、検出部24b〜24nで検
出され、前記実施例と同様に白色、赤色、緑色、青色の
各データがコンピュータ46に送られ、コンピュータ46の
内部メモリに格納される。First, the pencil beam of white laser light from the laser light source 14
16 is emitted toward the reflecting mirror 12a. And the reflector 12a
The driving device 60a is operated to rotate the reflecting mirror 12a as shown by an arrow A, deflect the pencil beam 16 and emit the pencil beam 16, and scan the measured region 10 in a fan shape. Area to be measured 1 by reflecting mirror 12a
The pencil beam 16 scanned by 0 is detected by the detectors 24b to 24n, and white, red, green, and blue data are sent to the computer 46 and stored in the internal memory of the computer 46 as in the above-described embodiment. .
反射鏡12aによるペンシルビーム16の走査を終了した後
は、レーザ光源14からのペンシルビーム16を反射鏡12a
により反射鏡12bに反射する。そして、反射鏡12aのとき
と同様に、反射鏡12bによりペンシルビーム16を偏向し
て被測定領域10を走査し、検出部24a〜24nが検出したデ
ーダをコンピュータ46に格納する。以下、同様にして反
射鏡12c〜12nによりペンシルビーム16を順次走査してデ
ータを得ることにより、前記実施例と同様な効果を得る
ことができる。しかも、本実施例においては、レーザ光
の減衰を防ぐことができる。After the scanning of the pencil beam 16 by the reflecting mirror 12a is completed, the pencil beam 16 from the laser light source 14 is reflected by the reflecting mirror 12a.
Is reflected by the reflecting mirror 12b. Then, as in the case of the reflecting mirror 12a, the pencil beam 16 is deflected by the reflecting mirror 12b to scan the measured region 10, and the data detected by the detecting units 24a to 24n is stored in the computer 46. Hereinafter, in the same manner, the pencil mirror 16 is sequentially scanned by the reflecting mirrors 12c to 12n to obtain data, and the same effect as that of the above embodiment can be obtained. Moreover, in this embodiment, it is possible to prevent the laser light from being attenuated.
なお、当然のことながら、前記手法により水平方向のス
ライス断面を多重に計測することにより、垂直方向の断
層像を得ることも可能である。Of course, it is also possible to obtain a tomographic image in the vertical direction by multiple measurement of slice sections in the horizontal direction by the above method.
以上説明したように、本発明によれば、単一光源から白
色レーザ光が被測定領域周囲を周回するように構成し、
この周回光路の途中で分割して取り出した白色レーザ光
を被測定領域の多方向から被測定領域中に向けて出射さ
せることができ、さらに被測定領域周辺の複数箇所で透
過白色レーザ光を受光検出する構成としたので、白色レ
ーザ光源の設置箇所が１カ所でありながら、被測定領域
を取り囲む複数の周辺箇所に当該光源を各々設置したの
と同様な効果が得られ、しかも被測定領域への出射箇所
が被測定領域の周辺複数箇所に設定されるので、単純に
１カ所から被測定領域をスキャンする場合に比較して精
度の高い環境のコンピュータ断層像を得ることができる
とともに、受光検出部では、透過白色レーザ光を三原色
に分光して検出する構成としたので、レーザ光を被測定
領域周辺の複数箇所から出射させるだけで、汚染物質の
吸収波長の相違に基づき、汚染種類に応じた複数のコン
ピュータ断層像を得ることができる。As described above, according to the present invention, the white laser light from the single light source is configured to circulate around the measured region,
White laser light that is split and taken out in the middle of this circuit can be emitted from multiple directions of the measured area toward the measured area, and the transmitted white laser light can be received at multiple points around the measured area. Since the configuration is such that the white laser light source is installed in one place, the same effect as installing each of the light sources in a plurality of peripheral locations surrounding the measurement area can be obtained. Since the emission locations of are set at multiple locations around the measurement area, it is possible to obtain a computer tomographic image of the environment with higher accuracy compared to when simply scanning the measurement area from one location, and to detect received light. In this section, the transmitted white laser light is split into three primary colors and detected, so that the laser light can be emitted from multiple locations around the measured area to reduce the absorption wavelength of contaminants. Hazuki, it is possible to obtain a plurality of computed tomography images corresponding to pollution type.
第１図は本発明に係る環境測定装置の実施例の説明図、
第２図は前記実施例の白色レーザ光を分光する方法の説
明図、第３図は前記実施例のデータ収集システムの説明
図、第４図は他の実施例の説明図である。 10……被測定領域、12a〜12n……反射鏡、14……レーザ
光源、16……ペンシルビーム、17a〜17（ｎ−１）……
偏向装置、18a〜18（ｎ−１）……ビームスプリッタ、2
0a〜20n……レンズ系、22……ファンビーム、24a〜24n
……検出部、46……コンピュータ。FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of an environment measuring device according to the present invention,
FIG. 2 is an explanatory view of the method for spectrally splitting the white laser light of the above-mentioned embodiment, FIG. 3 is an illustration of the data collection system of the above-mentioned embodiment, and FIG. 10: Area to be measured, 12a to 12n: Reflecting mirror, 14: Laser light source, 16: Pencil beam, 17a to 17 (n-1):
Deflection device, 18a-18 (n-1) ... Beam splitter, 2
0a to 20n …… Lens system, 22 …… Fan beam, 24a to 24n
…… Detector, 46 …… Computer.
Claims (1)
測定領域の周囲に複数配置され、前記レーザ光源が出射
した白色レーザ光を被測定領域の周方向に沿って周回反
射すべく反射方向が設定されるとともに前記被測定領域
の周囲に複数配置された反射鏡と、前記白色レーザ光源
から末端の反射鏡に至る周回白色レーザ光の光路中に複
数配置される分割手段とレンズ系を有し分割した白色レ
ーザ光を前記被測定領域に向けて出射する偏向装置と、
この偏向装置から出射され前記被測定領域を透過した前
記白色レーザ光を赤色、緑色、青色に分光手段を有する
とともに各色に対応した光の強度または位相を検出する
センサを備えた検出部と、これら各検出部の検出信号を
取り込み、コンピュータ断層像再生アルゴリズムに基づ
いて、前記被測定領域についての複数のコンピュータ断
層像を求めるコンピュータとを有することを特徴とする
環境測定装置。1. A laser light source that emits white laser light, and a plurality of laser light sources that are arranged around the measurement area and reflect the white laser light emitted by the laser light source along the circumferential direction of the measurement area. And a plurality of reflecting mirrors arranged around the region to be measured, and a plurality of dividing means and a lens system arranged in the optical path of the circulating white laser light from the white laser light source to the end reflecting mirror. A deflecting device that emits the divided white laser light toward the measurement area,
The white laser light emitted from the deflecting device and transmitted through the measured region is provided with a red, green, and blue spectroscopic means, and a detection unit having a sensor for detecting the intensity or phase of light corresponding to each color, and these. An environment measuring apparatus, comprising: a computer that receives a detection signal of each detection unit and obtains a plurality of computer tomographic images of the measured region based on a computer tomographic image reproduction algorithm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63201542A JPH06103256B2 (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Environmental measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63201542A JPH06103256B2 (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Environmental measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251046A JPH0251046A (en) | 1990-02-21 |
| JPH06103256B2 true JPH06103256B2 (en) | 1994-12-14 |
Family
ID=16442774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63201542A Expired - Lifetime JPH06103256B2 (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | Environmental measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103256B2 (en) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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| FR2846742B1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-12-17 | Commissariat Energie Atomique | DEVICE FOR DETERMINING THE INTENSITY AND PHASE OF A COHERENT LIGHT BEAM IN A BEAM CUTTING PLANE |
| JP3861059B2 (en) * | 2003-01-17 | 2006-12-20 | 三菱重工業株式会社 | Gas concentration monitoring system |
| FR2965916A1 (en) * | 2010-10-11 | 2012-04-13 | Noveltis | METHOD FOR DETECTING AND MEASURING EMISSIONS OF POLLUTANT SPECIES IN THE VICINITY OF INDUSTRIAL AND / OR AGRICULTURAL AND / OR STRATEGIC SITES |
Family Cites Families (5)
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| JPS58213236A (en) * | 1982-06-04 | 1983-12-12 | Fujitsu Ltd | Gas concentration measuring device |
| JPS5989042A (en) * | 1982-11-12 | 1984-05-23 | Nec Corp | Satellite communication system |
| JPS6235303A (en) * | 1985-08-09 | 1987-02-16 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Illuminating device for remote visual observing device |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP63201542A patent/JPH06103256B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0251046A (en) | 1990-02-21 |
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