JP2002022660A - Multi wavelength fluorescent measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光発光状態の計
測装置に関し、特にレーザ励起により発光する海洋表面
の浮遊物からの蛍光計測装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring fluorescence emission, and more particularly to an apparatus for measuring fluorescence from a floating substance on the ocean surface which emits light by laser excitation.
【0002】[0002]
【従来の技術】海洋表面の流出油の位置情報あるいは成
分情報をいわゆる蛍光ライダーにより計測しようとする
試みが1970年代から継続されてきた(R.M.Me
asures,Laser Remote Sensi
ng Fundamentals and Appli
cations,John Wileys and S
ons,p424)。これは例えば航空機から海洋表面
にレーザを照射し浮遊している流出油を励起し、当核流
出油固有の蛍光を発光させ、これを光電子増倍管で検出
し発光分布を計測することにより流出油の漂流ルートや
その速度などの位置情報を取得し、蛍光の波長を把握す
ることにより油の成分情報を取得しようとするものであ
る。2. Description of the Related Art Attempts to measure positional information or component information of oil spilled on the ocean surface by a so-called fluorescent lidar have been continued since the 1970s (RMMe).
asures, Laser Remote Sensi
ng Fundamentals and Appli
sessions, John Wileys and S
ons, p424). This is, for example, by irradiating a laser from the aircraft to the ocean surface to excite the floating oil spill, emit the fluorescence unique to the spilled oil, detect this with a photomultiplier tube, and measure the light emission distribution. It is intended to acquire positional information such as an oil drift route and its speed, and acquire oil component information by grasping the wavelength of fluorescence.
【0003】蛍光の波長特性の計測においては、蛍光を
望遠鏡で受光し、光電子増倍管に導く光路に各種フィル
ターを順次挿入して検出電気信号の変化を計測する。挿
入したフィルターの透過波長域に対する検出信号の変化
が蛍光の波長特性を示すことになる。これにより浮遊物
の回収作業を有効に実施したり、また回収作業の完成度
評価を行ったり、流出油の時間的変質を探ろうとするも
のである。In the measurement of the wavelength characteristic of fluorescence, the fluorescence is received by a telescope, and various filters are sequentially inserted into an optical path leading to a photomultiplier tube to measure a change in a detected electrical signal. The change in the detection signal with respect to the transmission wavelength range of the inserted filter indicates the wavelength characteristic of the fluorescence. In this way, the operation of recovering suspended matters is effectively performed, the degree of completion of the recovery operation is evaluated, and the temporal deterioration of the oil spill is to be investigated.
【0004】同様に蛍光ライダーを使い、海洋表面およ
び海中のプランクトンの蛍光計測からその濃度および種
類の特定を行う試みも提案されている(特開平4−69
546号公報)。地球上に放出された2酸化炭素を炭素
同化作用により吸収する植物プランクトンは、地球の2
酸化炭素の低減に大きな寄与をしているといわれ、その
濃度分布の把握は地球温暖化対策として重要だからであ
る。[0004] Similarly, an attempt has been made to specify the concentration and type of the plankton by measuring the fluorescence of the ocean surface and the sea using a fluorescence lidar (Japanese Patent Laid-Open No. 4-69).
546). Phytoplankton, which absorbs carbon dioxide released on the earth by carbon assimilation,
It is said that it is greatly contributing to the reduction of carbon oxides, and understanding its concentration distribution is important as a measure against global warming.
【0005】しかしながら、これら蛍光ライダーはレー
ザ光を照射した海洋表面1点の蛍光を光電子増倍管で検
出するわけだから当該1点の対象物の特性しか得られな
い。However, since these fluorescent lidars detect the fluorescence at one point on the ocean surface irradiated with the laser beam with the photomultiplier, only the characteristics of the object at the one point can be obtained.
【0006】したがって、海洋に広がった流出油の2次
元的分布を求めるには、レーザ光を2次元的にスキャン
して計算機により2次元画像化することが必要である。Therefore, in order to determine the two-dimensional distribution of oil spills that have spread over the ocean, it is necessary to scan laser light two-dimensionally and to form a two-dimensional image with a computer.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上に掲げた用途、目的
は、いずれも地球環境保護のため重要な課題であるが、
いまだに実用の段階にいたらないのは、蛍光の波長特性
を把握しようとする際、透過波長域の異なるフィルター
の機械的交換作業を伴うことが一因となっている。The above uses and objects are all important issues for protecting the global environment.
One of the reasons for not yet reaching the practical stage is that when trying to grasp the wavelength characteristics of fluorescence, it is necessary to mechanically replace filters having different transmission wavelength ranges.
【0008】すなわち、蛍光を励起させるレーザはパル
ス幅数ナノ秒の短パルス高出力レーザで、この照射によ
る流出油の蛍光持続時間は100ナノ秒未満であるか
ら、この間にフィルターの機械的交換を行って蛍光の波
長特性を求めることは不可能であるからである。That is, the laser that excites fluorescence is a short-pulse high-power laser with a pulse width of several nanoseconds, and the duration of fluorescence of oil spilled by this irradiation is less than 100 nanoseconds. This is because it is impossible to determine the wavelength characteristics of the fluorescent light by performing the measurement.
【0009】したがって、n個フィルターを順次交換し
ながら受光路に挿入して蛍光波長特性を計測する場合、
リアルタイムで波長ごとに分光された蛍光信号を検出す
ることは不可能であり、少なくともある対象点の計測時
間として、フィルター交換時間のn倍の時間がかかる。
この間レーザ光の試料上の照射位置は固定されているこ
とが要求される。同一場所の蛍光を分光しなければ試料
上の特性に分布がある場合真の計測をしたことにならな
いからである。Therefore, when measuring the fluorescence wavelength characteristic by inserting the filter into the light receiving path while sequentially replacing the n filters,
It is impossible to detect a fluorescence signal spectrally separated for each wavelength in real time, and it takes at least n times the filter replacement time as the measurement time at a certain target point.
During this time, the irradiation position of the laser beam on the sample is required to be fixed. This is because if the fluorescence at the same location is not spectrally separated, the true measurement is not performed when the characteristics on the sample have a distribution.
【0010】一方、航空機に蛍光ライダー装置を搭載し
て海洋表面に照射する場合、航空機と洋上の試料との位
置関係を1個のフィルター交換時間のn倍できまる計測
時間にわたって一定に保つことはできない。このフィル
ターの交換の煩雑さを避けるため図4のように、受光し
ようとする入射蛍光4を受光光学系6で整形しビームス
プリッタ12により複数個に分割し、分割後の各光路に
透過波長域の異なるフィルター5a、5b、5c、5d
を挿入し光検出器7で所望の分光蛍光特性を計測するこ
とも行われている。On the other hand, when a fluorescent lidar device is mounted on an aircraft to irradiate the ocean surface, it is not possible to keep the positional relationship between the aircraft and the offshore sample constant over a measurement time that is n times as long as one filter exchange time. Can not. As shown in FIG. 4, the incident fluorescent light 4 to be received is shaped by a light receiving optical system 6 and divided into a plurality of beams by a beam splitter 12. Different filters 5a, 5b, 5c, 5d
Is inserted, and a desired spectral fluorescence characteristic is measured by the photodetector 7.
【0011】しかし、この場合、信号光の分割すること
と、分割に用いるビームスプリッタでの損失による信号
レベルの低下は致命的となる場合があり好ましい方法と
は言えない。However, in this case, the division of the signal light and the reduction of the signal level due to the loss in the beam splitter used for the division may be fatal, and cannot be said to be a preferable method.
【0012】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、リアルタイムで波長ごとの蛍光信号を信号レベル
の低減なしに同時に取得し、真の分光波長特性を取得す
ることのできる多波長蛍光計測装置を提供することであ
る。Accordingly, an object of the present invention is to provide a multi-wavelength fluorescence measuring apparatus capable of simultaneously acquiring a fluorescence signal for each wavelength in real time without reducing the signal level and acquiring a true spectral wavelength characteristic. To provide.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたもので、レーザ光源とこれを海洋
表面へ導く出射光学系とからなる1組のレーザ光照射手
段と、海洋上の流出油などの浮遊物からの蛍光を受光す
るフィルターを含む受光光学系と光電子増倍管、CCD
カメラなどの光検出器とからなる受光系を複数個配置す
るように構成したものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and comprises a set of laser light irradiation means including a laser light source and an emission optical system for guiding the laser light to the ocean surface. Light receiving optics including filter to receive fluorescence from suspended matter such as oil spills above, photomultiplier tube, CCD
It is configured such that a plurality of light receiving systems including photodetectors such as cameras are arranged.
【0014】すなわち、複数個の受光系においてはそれ
ぞれ透過波長領域の異なるフィルターが挿入されている
ので、各受光系はある波長域の蛍光出力を計測しこれを
総合することにより蛍光の波長特性をリアルタイムで把
握することができる。That is, in each of the plurality of light receiving systems, a filter having a different transmission wavelength region is inserted, so that each light receiving system measures the fluorescence output in a certain wavelength region and integrates the outputs to measure the fluorescence wavelength characteristics. Can be grasped in real time.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施例を示
すもので、例えばNd:YAGレーザの第3高調波(波
長355nm)のようなレーザ発振器1から短パルス出
力2を出射光学系3を経由して海洋表面を照射する。こ
の照射により海洋表面の流出油などの浮遊物から発した
蛍光4の一部はフィルター5aの透過波長域を透過する
ものだけが、受光光学系6aを経由して集光され光電子
増倍管7aに到達し、その電気出力7aaは信号処理装
置8により処理されて、例えばオシロスコープのような
データ出力装置34の画面上に当該波長域の蛍光パルス
時間波形9aを計測できる。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. For example, a short pulse output 2 is emitted from a laser oscillator 1 such as a third harmonic (wavelength: 355 nm) of an Nd: YAG laser. The marine surface is irradiated via the optical system 3. Only a part of the fluorescent light 4 emitted from floating substances such as oil spills on the ocean surface by this irradiation is transmitted through the transmission wavelength range of the filter 5a and condensed via the light receiving optical system 6a, and is collected by the photomultiplier tube 7a. , And the electrical output 7aa is processed by the signal processing device 8 to measure the fluorescence pulse time waveform 9a of the wavelength range on the screen of the data output device 34 such as an oscilloscope.
【0016】図1には4個の受光系が示してあるが、同
様にして光電子増倍管7bの電気出力7bbからフィル
ター5bの透過波長域に関わる蛍光パルス時間波形9
b、フィルター5cの透過波長域に関わる蛍光パルス時
間波形9c、フィルター5dの透過波長域に関わる蛍光
パルス時間波形9dが得られる。そして、信号処理装置
8の動作を制御するコントローラー35から指示を与え
れば、これら4ケの蛍光パルス時間波形を同時に描くこ
とができる。FIG. 1 shows four light receiving systems, and similarly, a fluorescent pulse time waveform 9 relating to the transmission wavelength region of the filter 5b from the electric output 7bb of the photomultiplier tube 7b.
b, a fluorescence pulse time waveform 9c relating to the transmission wavelength range of the filter 5c and a fluorescence pulse time waveform 9d relating to the transmission wavelength range of the filter 5d are obtained. Then, if an instruction is given from the controller 35 that controls the operation of the signal processing device 8, these four fluorescent pulse time waveforms can be simultaneously drawn.
【0017】また、信号処理装置8に対してコントロー
ラ35から指示することにより、各蛍光パルスの時間軸
を与えれば、ある時間t1における蛍光の波長特性10
をオシロスコープやプリンタ等の出力装置34に描かせ
ることもできる。Further, by instructing the controller 35 to the signal processing device 8, it is given a time axis of each fluorescent pulses, fluorescence wavelength characteristic at a time t 1 10
Can be drawn on an output device 34 such as an oscilloscope or a printer.
【0018】このように本発明によれば、フィルターの
交換を行うことなく、リアルタイムで蛍光の波長特性を
取得することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain the fluorescence wavelength characteristics in real time without replacing the filter.
【0019】上述の計測ではレーザ光を照射した海洋上
の1点の蛍光情報が得られただけだから、2次元的に広
がる洋上浮遊物の動向を把握するにはレーザ光を海洋表
面に対して、スキャンを行う必要がある。位置情報11
と各蛍光パルス時間波形9を信号処理装置8で対応させ
ると、それぞれの波長域に関する2次元蛍光画像を創出
することができる。In the above-mentioned measurement, only the fluorescence information of one point on the ocean irradiated with the laser light is obtained. Need to do a scan. Location information 11
And the respective fluorescent pulse time waveforms 9 are made to correspond to each other by the signal processing device 8, it is possible to create a two-dimensional fluorescent image for each wavelength range.
【0020】以上説明したように、本発明によれば、こ
のようにして1点の蛍光情報をリアルタイムで取得し、
レーザのスキャンにより2次元蛍光画像を創出できたわ
けである。As described above, according to the present invention, one point of fluorescence information is thus obtained in real time,
Thus, a two-dimensional fluorescent image could be created by scanning with the laser.
【0021】しかし、レーザ出力が大きく海洋面におい
てある程度レーザビームを拡大させても蛍光信号が得ら
れるならば、光検出器として光電子増倍管ではなく、た
とえばイメージインテンシファイアを付加して画像を増
強したCCDカメラのような撮像装置を用いれば、いき
なり2次元蛍光分光画像を得ることができる。However, if the laser output is large and a fluorescent signal can be obtained even when the laser beam is expanded to some extent on the ocean surface, an image intensifier may be added instead of a photomultiplier as a photodetector, and an image may be added. If an imaging device such as an enhanced CCD camera is used, a two-dimensional fluorescence spectroscopic image can be obtained immediately.
【0022】図2はその実施例を示すもので、レーザ発
振器1からの短パルス出力は出射光学系23を経由して
海洋表面のある領域を照射する。この照射により海洋表
面の浮遊物から発した広がりをもつ入射蛍光24の一部
はフィルター25aの透過波長域を透過するものだけ
を、受光光学系26aを経由してイメージインテンシフ
ァイア28の光電面29に結像させ、画像増強させてそ
の蛍光面30に映像化しCCDカメラ31に到達するよ
うにしてある。これによりフィルター25aの透過波長
域に関わる2次元の広がりをもつ蛍光画像をCCDカメ
ラ31aにおいて計測できる。FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, in which a short pulse output from the laser oscillator 1 irradiates an area on the ocean surface via an emission optical system 23. By this irradiation, only a part of the incident fluorescent light 24 having a spread generated from a floating substance on the ocean surface is transmitted through the transmission wavelength range of the filter 25a, and is transmitted through the light receiving optical system 26a to the photoelectric surface of the image intensifier 28. An image is formed on the fluorescent screen 30, an image is formed on the fluorescent screen 30, and the image reaches the CCD camera 31. As a result, a fluorescent image having a two-dimensional spread related to the transmission wavelength range of the filter 25a can be measured by the CCD camera 31a.
【0023】図2には4個の受光系が示してあるが、同
様にしてフィルター25b、25c、25dの透過波長
域に関わる蛍光画像をCCDカメラ31b、31c、3
1dにおいて計測することができる。FIG. 2 shows four light receiving systems. Similarly, fluorescent images relating to the transmission wavelength range of the filters 25b, 25c and 25d are similarly captured by the CCD cameras 31b, 31c and 3c.
It can be measured at 1d.
【0024】したがって、図2の実施例の場合、各CC
Dカメラで捕らえた4つの映像32a、32b、32
c、32dは、4個の画像表示装置33a、33b、3
3c、33dの上に表示されるわけであるが、浮遊物の
放出する蛍光を4つの異なる波長域にリアルタイムで分
光したものである。この場合、受光系はナノ秒レベルの
高速応答性は無いから光電子増倍管によるような蛍光パ
ルス波形は得られないが、パルス波形の積分値に比例し
た電気信号としてCCDカメラの画像が形成されてい
る。Therefore, in the case of the embodiment of FIG.
Four images 32a, 32b, 32 captured by the D camera
c, 32d are four image display devices 33a, 33b, 3
Although displayed on 3c and 33d, the fluorescence emitted by the suspended matter is spectrally separated in real time into four different wavelength ranges. In this case, since the light receiving system does not have a high-speed response at the nanosecond level, a fluorescent pulse waveform as in a photomultiplier tube cannot be obtained, but an image of a CCD camera is formed as an electric signal proportional to the integral value of the pulse waveform. ing.
【0025】CCDカメラの信号からは蛍光画像32
a、32b、32c、32dを取り出すことができるほ
かに、データコントローラ35から指示を与え信号処理
装置8において処理することにより、ある時刻の蛍光画
像のある指定したポイントの波長別信号レベルから蛍光
の波長特性10を取り出し、データ出力装置34に表示
することもできる。一般に油の種類に固有の蛍光特性が
知られており、これを参照することにより流出油の成分
を推定できる。The fluorescent image 32 is obtained from the signal of the CCD camera.
a, 32b, 32c, and 32d can be taken out and processed by the signal processing unit 8 by giving an instruction from the data controller 35 to obtain the fluorescence intensity from the wavelength-specific signal level at a certain point in the fluorescence image at a certain time. The wavelength characteristic 10 can be extracted and displayed on the data output device 34. Generally, a fluorescent characteristic unique to the type of oil is known, and by referring to this, the component of the spilled oil can be estimated.
【0026】さて、図2においては画像化のためのデバ
イスとして、イメージインテンシファイアならびにCC
Dカメラをそれぞれ4個用いていた実施例を示した。装
置のローコスト化および各チャンネルの素子のレベル調
整を簡略化するためにはイメージインテンシファイアな
らびにCCDカメラをそれそれぞれ1個だけ用いること
が可能である。FIG. 2 shows an image intensifier and a CC as devices for imaging.
An example in which four D cameras were used was shown. In order to reduce the cost of the apparatus and simplify the level adjustment of the elements of each channel, it is possible to use only one image intensifier and one CCD camera.
【0027】図3はその実施例を示すもので、レーザ発
振器1からの短パルス出力22は出射光学系23を経由
して海洋表面のある領域を照射する。この照射により海
洋表面の浮遊物から発した広がりをもつ入射蛍光24の
一部は、フィルター26aの透過波長域を透過するもの
だけが、受光光学系26aを経由して折り返しミラー2
7により位置を変えてイメージインテンシファイア28
の光電面29の1部に結像させ画像増強させ、その蛍光
面30に映像化しCCDカメラ31の有効領域の1部に
到達するようにしてある。これによりフィルター25a
の透過波長域に関わる2次元の広がりをもつ蛍光画像を
CCDカメラ31の有効領域の1部で計測できる。FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, in which a short pulse output 22 from the laser oscillator 1 irradiates an area on the ocean surface via an emission optical system 23. Only a part of the incident fluorescent light 24 that has spread from the floating material on the ocean surface due to this irradiation and that transmits through the transmission wavelength range of the filter 26a passes through the light receiving optical system 26a and is turned back to the mirror 2.
Change the position by 7 and use the image intensifier 28
The image is intensified by forming an image on a part of the photoelectric surface 29, and the image is formed on the fluorescent surface 30 so as to reach a part of the effective area of the CCD camera 31. This allows the filter 25a
A fluorescent image having a two-dimensional spread related to the transmission wavelength range can be measured by a part of the effective area of the CCD camera 31.
【0028】図3には4個の受光系が示してあるが、同
様にしてフィルター25b、25c、25dに関わる蛍
光画像をCCDカメラの残りの有効部分に計測すること
ができる。FIG. 3 shows four light receiving systems. In the same manner, the fluorescent images relating to the filters 25b, 25c and 25d can be measured on the remaining effective portion of the CCD camera.
【0029】したがって、図3の実施例の場合、1個の
CCDカメラで捕らえられた1画面上の4つの映像は、
浄遊物の放出する蛍光を4つの異なる波長域にリアルタ
イムで分光したものである。この場合も図2の第2の実
施例と同様に各波長域の蛍光量に比例したパルス波形の
積分値を電気信号として画像が形成されている。Therefore, in the case of the embodiment shown in FIG. 3, four images on one screen captured by one CCD camera are:
Fluorescence emitted by the purified substance is spectrally separated in real time into four different wavelength ranges. Also in this case, similarly to the second embodiment of FIG. 2, an image is formed using an integral value of a pulse waveform proportional to the amount of fluorescence in each wavelength region as an electric signal.
【0030】このようにして、CCDカメラの信号から
は1個の表示装置33の上に4個の蛍光画像32a、3
2b、32c、32dを表示することが出来る。また、
図2の実施例と同様に信号処理装置8において処理にあ
たり、データコントローラ35を介して指定することに
より、ある時刻の蛍光画像のある指定したポイントの波
長別信号レベルから蛍光の波長特性10をデータ出力装
置34に出力することもでき、流出油の成分推定に有効
である。In this way, the four fluorescent images 32a, 3a,
2b, 32c, and 32d can be displayed. Also,
As in the case of the embodiment of FIG. 2, the signal processing device 8 performs the processing by designating the wavelength characteristic 10 of the fluorescence from the signal level by wavelength at a specified point of the fluorescent image at a certain time by specifying the data via the data controller 35. The output can also be output to the output device 34, which is effective for estimating the component of the spilled oil.
【0031】フィルターの透過波長を選択する場合、対
象の蛍光特性を把握して計測系の規格化、校正に便利な
透過波長域を選んでおくことも有効である。すなわち、
蛍光発光のため励起光としてNd:YAGレーザの第3
高調波の波長356nmが用いられた場合、水のラマン
散乱光として407mmのスペクトルが受光されること
がある。このスペクトルの受信信号のレベルを本装置に
おいて海水の諸条件と励起光のレベルによって検定して
おけば、装置のレベル調整、チャンネル間のレベル調
整、ゲートのタイミング調整などに有効である。When selecting the transmission wavelength of the filter, it is also effective to grasp the fluorescence characteristics of the target and to select a transmission wavelength range convenient for standardization and calibration of the measurement system. That is,
Third excitation of Nd: YAG laser as excitation light for fluorescence emission
When a higher wavelength of 356 nm is used, a 407 mm spectrum may be received as Raman scattering light of water. If the level of the received signal of this spectrum is verified by the present apparatus based on various conditions of seawater and the level of excitation light, it is effective for level adjustment of the apparatus, level adjustment between channels, gate timing adjustment, and the like.
【0032】CCDカメラを用いた図2および図3の構
成においては、背景としての海面、海岸、岩礁、建造物
などに浮かび上がる蛍光分光画像が得られるので、画像
を解析、分析する上で即時性があり、緊急を要する流出
油回収の指針として非常に有効である。In the configuration shown in FIGS. 2 and 3 using a CCD camera, a fluorescence spectroscopic image emerges on the sea surface, coast, rocky reef, building, or the like as a background, so that the image can be analyzed and analyzed immediately. It is very effective as a guideline for recovering oil spills that require urgency.
【0033】なお、説明に用いた図1、図2、図3各の
実施例において、受光系を4個としたが、必要に応じて
これを増減できることは言うまでも無い。ある2つの波
長域の蛍光強度を把握しておけばいい場合は、CCDカ
メラにより2つの映像を捕らえればよく、装置のローコ
スト化ができる。逆に波長分解能を高めたい場合はより
多くの受光系を配置することになる。In each of the embodiments shown in FIGS. 1, 2 and 3, the number of the light receiving systems is four. However, it is needless to say that the number of the light receiving systems can be increased or decreased as needed. When it is sufficient to grasp the fluorescence intensities in certain two wavelength ranges, it is sufficient to capture two images with a CCD camera, and the cost of the apparatus can be reduced. Conversely, if it is desired to increase the wavelength resolution, more light receiving systems will be arranged.
【0034】また、図2、図3の実施例においてイメー
ジインテンシファイアを用い受光対象となる蛍光のレベ
ルを増強して電気信号に変換しているが、これは航空機
に搭載し流出油からの微弱な蛍光を計測する場合を想定
したためである。計測装置を船舶に搭載し流出油からの
蛍光レベルが確保できる場合はイメージインテンシファ
イアを省略でき、CCDカメラだけで計測可能である。
特に電子冷却された「冷却CCDカメラ」と呼ばれるも
のを用いれば、低雑音で大きなダイナミックレンジを有
する画像を得ることができる。本発明の思想を実現する
際、光検出器についてはほかにもいくつかのデバイスが
あげられる。In the embodiments shown in FIGS. 2 and 3, the level of the fluorescent light to be received is increased by using an image intensifier and converted into an electric signal. This is because a case in which weak fluorescence is measured is assumed. If the measuring device is mounted on a ship and the level of fluorescence from the spilled oil can be ensured, the image intensifier can be omitted and the measurement can be performed only with a CCD camera.
In particular, if an electronically cooled “cooled CCD camera” is used, an image having low noise and a large dynamic range can be obtained. In realizing the idea of the present invention, there are several other devices for the photodetector.
【0035】すなわち、図1の光電子増倍管にあたる点
に関する固体光検出器としてフォトダイオードあるいは
アバランシェダイオードなどがあり、図2,図3のCC
Dカメラに相当する2次元フォトダイオードアレイもあ
る。また図2,図3で単にCCDカメラとして表現して
いるが、上述の冷却を施したCCDカメラの他にも背面
照射型CCDカメラなどがあり対象とする蛍光の波長
域、蛍光出力レベルを勘案して選択することとなる。That is, there is a photodiode or an avalanche diode as a solid-state photodetector relating to the point corresponding to the photomultiplier tube in FIG.
There is also a two-dimensional photodiode array corresponding to a D camera. 2 and 3, the CCD camera is simply represented as a CCD camera. In addition to the above-mentioned cooled CCD camera, there is a back-illuminated CCD camera and the like. To select.
【0036】[0036]
【発明の効果】本発明により、従来フィルターの交換と
いう作業により計測能率が悪く、正確さに乏しかった蛍
光分光画像計測を、正確かつリアルタイムで実行できる
ようになる。これにより流出油の環境汚染対策を迅速
に、効率よく、戦略的に実施できる。According to the present invention, it becomes possible to accurately and in real time perform fluorescence spectroscopic image measurement, which has been inefficient and inaccurate due to the work of replacing the filter in the past. As a result, environmental pollution countermeasures against spilled oil can be implemented quickly, efficiently, and strategically.
【図1】本発明の第1の実施例を示すもので、(a)は
要部構成を示すブロック図、(b)はA−A視図。FIGS. 1A and 1B show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a block diagram showing a main part configuration, and FIG.
【図2】本発明の第2の実施例を示すもので、(a)は
要部構成を示すブロック図、(b)はB−B視図。FIGS. 2A and 2B show a second embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a block diagram showing a main part configuration, and FIG.
【図3】本発明の第3の実施例を示すもので、(a)は
要部構成を示すブロック図、(b)はC−C視図。FIGS. 3A and 3B show a third embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a block diagram showing a main part configuration, and FIG.
【図4】従来の実施例のブロック図。FIG. 4 is a block diagram of a conventional embodiment.
1レーザ発振器 2短パルス出力 3出射光学系 4浮遊物からの蛍光 5a,5b,5c,5dフィルター 6a,6b,6c,6d受光光学系 7a,7b,7c,7d光電子増倍管 8信号処理装置 9a,9b,9c,9d蛍光パルス時間波形 10蛍光の波長特性 11スキャン位置情報 12ビームスプリツタ 22短パルス出力 23出射光学系 24浮遊物からの蛍光 26a,26b,26c,26dフィルター 26受光光学系 27折り返しミラー 28イメージインテンシファイア 29イメージインテンシファイアの光電面 30イメージインテンシファイアの蛍光面 31CCDカメラ 32蛍光画像 33画像表示装置 34データ出力装置 35データコントローラ Reference Signs List 1 laser oscillator 2 short pulse output 3 emission optical system 4 fluorescence from floating matter 5a, 5b, 5c, 5d filter 6a, 6b, 6c, 6d light receiving optical system 7a, 7b, 7c, 7d photomultiplier tube 8 signal processing device 9a, 9b, 9c, 9d Fluorescence pulse time waveform 10 Fluorescence wavelength characteristic 11 Scan position information 12 Beam splitter 22 Short pulse output 23 Emission optical system 24 Fluorescence from suspended matter 26a, 26b, 26c, 26d filter 26 Receiving optical system 27 folding mirror 28 image intensifier 29 image intensifier photoelectric surface 30 image intensifier fluorescent surface 31 CCD camera 32 fluorescent image 33 image display device 34 data output device 35 data controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G020 AA04 CB23 CB43 CC26 CC47 CD23 CD24 CD52 2G043 AA03 AA04 BA14 BA15 CA03 EA01 EA03 FA01 FA05 FA06 GA02 GA04 GA21 GB01 GB21 HA01 HA02 JA03 KA02 KA05 KA08 KA09 LA02 LA03 NA06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G020 AA04 CB23 CB43 CC26 CC47 CD23 CD24 CD52 2G043 AA03 AA04 BA14 BA15 CA03 EA01 EA03 FA01 FA05 FA06 GA02 GA04 GA21 GB01 GB21 HA01 HA02 JA03 KA02 KA05 KA08 KA09 LA02 NA03
Claims (6)
照射手段と、それぞれが異なる透過波長域をもつ複数個
のフィルター、複数個の受光光学系、複数個の光検出器
とからなる受光手段と、複数個の前記光検出器からの複
数個の受信信号から蛍光分光特性を形成させる信号処理
装置とからなることを特徴とする多波長蛍光計測装置。1. A laser beam irradiation means comprising a laser light source and an emission optical system, a plurality of filters each having a different transmission wavelength range, a plurality of light receiving optical systems, and a plurality of light detectors. And a signal processing device for forming fluorescence spectral characteristics from a plurality of received signals from the plurality of photodetectors.
し、前記複数個の受信信号およびスキャン状態信号を前
記信号処理装置に供給することによりディスプレイ装置
に分光された蛍光画像を表示させることを特徴とする請
求項1記載の多波長蛍光計測装置。2. The method according to claim 1, wherein the scanning device scans a laser light source and supplies the plurality of received signals and the scan state signal to the signal processing device to display a spectrally-fluorescent image on a display device. The multi-wavelength fluorescence measurement device according to claim 1.
照射手段と、それぞれが異なる透過波長域をもつ複数個
のフィルター、複数個の受光光学系、数個のイメージイ
ンテンシファイアと複数個のCCDカメラとからなる受
光手段と、前記複数個のCCDカメラからの受信信号を
信号処理装置に供給することにより複数個または単一の
ディスプレイ装置に分光された蛍光画像を表示させるこ
とが可能または/および蛍光分光特性とを形成させるこ
とが可能な多波長蛍光計測装置。3. A laser light irradiation means comprising a laser light source and an emission optical system, a plurality of filters each having a different transmission wavelength range, a plurality of light receiving optical systems, several image intensifiers and a plurality of image intensifiers. A light receiving means comprising a CCD camera and a signal processing device supplying received signals from the plurality of CCD cameras to a plurality of or a single display device to display the separated fluorescent images. And a multi-wavelength fluorescence measuring device capable of forming fluorescence spectral characteristics.
鏡を配置することにより入射光を光路変換し単一のイメ
ージインテンシファイアへ導いてCCDカメラにより撮
像し、この受信信号を、信号処理装置に供給することに
より単一のディスプレイ装置に分光された蛍光画像を表
示させることが可能または/および蛍光分光特性とを形
成させることが可能な請求項3記載の多波長蛍光計測装
置。4. A method according to claim 1, further comprising the step of arranging folding mirrors in said plurality of light receiving optical systems to convert an incident light into an optical path, guide the light to a single image intensifier, and take an image with a CCD camera. 4. The multi-wavelength fluorescence measurement device according to claim 3, wherein the multi-wavelength fluorescence measurement device is capable of displaying a separated fluorescence image on a single display device and / or being capable of forming fluorescence spectral characteristics.
射手段の周辺に同心状に配置された請求項1乃至請求項
4のいずれかに記載の多波長蛍光計測装置。5. The multi-wavelength fluorescence measuring apparatus according to claim 1, wherein said plurality of light receiving optical systems are arranged concentrically around said laser beam irradiation means.
数個のフィルターにおいて、その1個の透過域を水のラ
マン散乱スペクトルに合致させた請求項1乃至請求項4
のいずれかに記載の多波長蛍光計測装置。6. A plurality of filters each having a different transmission wavelength range, wherein one of the transmission ranges matches the Raman scattering spectrum of water.
The multi-wavelength fluorescence measurement device according to any one of the above.
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JP2010517043A (en) * | 2007-01-29 | 2010-05-20 | カンブリアス,インコーポレイテッド | Chemical analyzers for industrial process control |
JP2009156723A (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Hitachi High-Technologies Corp | Fluorescence detection device |
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