JP2012145390A - 多波長蛍光計測装置及び対象物識別方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】海面100上の漂流物200にこのレーザー光12が照射されると、漂流物200の表面でこのレーザー光12が反射された反射光13の他に、漂流物200の表面を構成する物質は、蛍光14を発する。光電子増倍管21a〜21cは、各々がフィルター22a〜22d、受光光学系23a〜23dを介して蛍光14を受光し、これを電気信号として出力する。この4つのフィルター22a〜22dとしては、帯域の中心をそれぞれ400nm、450nm、500nm、550nmとし、その半値幅を40nm以上とした広帯域のフィルターが用いられている。
【選択図】図1
Description
本発明の請求項1に係る多波長蛍光計測装置は、レーザー光を対象物の側に向かって照射し、前記対象物の側から戻る前記レーザー光と異なる波長をもつ光を受光することによって前記対象物を検出する多波長蛍光計測装置であって、前記レーザー光を発振するレーザー光照射部と、各々がフィルターで制限された波長帯域の前記レーザー光と異なる波長の光を同時に受光する4つ以上の受光部と、前記4つ以上の受光部のうちの1つの受光部の出力に対する他の受光部のそれぞれの出力の比率を算出することによって前記対象物を検出する算出部と、を具備し、前記4つ以上の受光部における各フィルターの透過波長帯域は、中心波長が異なる4つ以上の帯域であり、当該4つの帯域において隣接するいずれの帯域同士においても端部で重複部分が存在する、ことを特徴とする。
この発明においては、レーザー光とは異なる波長をもち、対象物の側から発せられた光が4つ以上の受光部で同時に検出される。このうち、1つの受光部の出力に対する他の受光部の出力の比率を用いた出力が、この多波長蛍光計測装置からなされる。
本発明の請求項2に係る多波長蛍光計測装置は、前記レーザー光照射部における発振タイミングと、前記受光部における検出タイミングが同期して行われることを特徴とする。
この発明においては、レーザー光の発振と光検出とが同期して行われる。ここで、同期とは、必ずしも同時ではなく、例えばレーザー光の発振から一定時間経過後に光検出を行う場合も含む。
本発明の請求項3に係る多波長蛍光計測装置において、前記受光部は、イメージインテンシファイアと半導体撮像素子とで構成されたことを特徴とする。
この発明においては、各受光部において、CCDの半導体撮像素子が光を検出する。この際、微弱な光信号を増倍するために、イメージインテンシファイアが用いられる。
この発明においては、特に水上あるいは水中に存在する対象物を検出する際に、1つの受光部が水のラマン散乱光を検出し、この出力が他の受光部の出力の参照値として用いられる。
本発明の請求項5に係る多波長蛍光計測装置は、前記受光部を4つ具備し、前記レーザー光の波長は350〜370nmの範囲であり、前記4つの受光部における各フィルターの透過波長帯域は、それぞれ400nm、450nm、500nm、550nmを中心波長とし、それぞれの半値幅を40nm以上としたことを特徴とする。
この発明においては、この範囲内のレーザー光の発振波長に応じて、この4つの透過波長帯域をもったフィルターが各受光部で用いられる。
本発明の請求項6に係る多波長蛍光計測装置において、前記算出部は、前記1つの受光部の出力に対する他の3つの受光部のそれぞれの出力の比率をそれぞれRGB値に換算し、色信号として出力することを特徴とする。
この発明においては、1つの受光部の出力に対する他の3つの受光部のそれぞれの出力の比率が、それぞれRGBのR(赤色)信号強度、G(緑色)信号強度、B(青色)信号強度に変換して出力される。
本発明の請求項7に係る多波長蛍光計測装置において、前記算出部は、前記1つの受光部の出力をI0、前記他の3つの受光部のそれぞれの出力をI1、I2、I3とし、(I1÷I0)max、(I2÷I0)max、(I3÷I0)maxをそれぞれ測定データにおける(I1÷I0)の最大値、(I2÷I0)の最大値、(I3÷I0)の最大値として、RGBの各信号強度を以下の式で算出することを特徴とする。
この発明においては、予め特定物質に対応する色信号が作成され、これを用いて、前記の多波長蛍光計測装置によって対象物の識別が行われる。
この際、レーザー光照射部における発振タイミングと、受光部における検出タイミングを同期させれば、蛍光の検出効率が高くなるため、更に高い識別性を得ることができる。
また、受光部に、イメージインテンシファイアと半導体撮像素子を用いれば、発散したレーザー光を用いた場合でも対象物に対する2次元データを得ることができる。
また、1つの受光部で水によるラマン散乱光を検出するようなフィルターの設定とすれば、この出力を参照値として用いることができるため、特に水上又は水中の対象物に対する識別性が高くなる。
また、レーザー光の波長を350〜370nmの範囲とし、4つの受光部における各フィルターの透過波長帯域において、400nm、450nm、500nm、550nmをそれぞれの中心波長とし、それぞれの半値幅を40nm以上とした場合には、実際に存在する固形形状の水上又は水中の対象物に特に広く対応することが可能である。
また、1つの受光部の出力に対する他の3つの受光部のそれぞれの出力の比率をそれぞれRGB値に換算して、色信号として出力した場合には、利用者にとって特に容易にその識別が可能となる。この際、(I1÷I0)max、(I2÷I0)max、(I3÷I0)maxを用いた場合には、常にこの色信号の作成が適正に行われる。
また、予め特定物質の色信号を測定しておけば、これを用いて対象物を識別することが特に容易となる。
11 レーザー発振器(レーザー光照射部)
12 レーザー光
13 反射光
14 蛍光
20a〜20d 受光部
21a〜21d 光電子増倍管(受光部)
22a〜22d フィルター(受光部)
23a〜23d 受光光学系(受光部)
30 制御部(算出部)
31 表示部
100 海面
200 漂流物(対象物)
Claims (8)
- レーザー光を対象物の側に向かって照射し、前記対象物の側から戻る前記レーザー光と異なる波長をもつ光を受光することによって前記対象物を検出する多波長蛍光計測装置であって、
前記レーザー光を発振するレーザー光照射部と、
各々がフィルターで制限された波長帯域の前記レーザー光と異なる波長の光を同時に受光する4つ以上の受光部と、
前記4つ以上の受光部のうちの1つの受光部の出力に対する他の受光部のそれぞれの出力の比率を算出することによって前記対象物を検出する算出部と、
を具備し、
前記4つ以上の受光部における各フィルターの透過波長帯域は、中心波長が異なる4つ以上の帯域であり、当該4つ以上の帯域において隣接するいずれの帯域同士においても端部で重複部分が存在する、
ことを特徴とする多波長蛍光計測装置。 - 前記レーザー光照射部における発振タイミングと、前記受光部における検出タイミングが同期して行われることを特徴とする請求項1に記載の多波長蛍光計測装置。
- 前記受光部は、イメージインテンシファイアと半導体撮像素子とで構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の多波長蛍光計測装置。
- 前記対象物は、水上あるいは水中に存在し、
前記1つの受光部は、前記レーザー光の水によるラマン散乱光を検出することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の多波長蛍光計測装置。 - 前記受光部を4つ具備し、
前記レーザー光の波長は350〜370nmの範囲であり、
前記4つの受光部における各フィルターの透過波長帯域は、それぞれ400nm、450nm、500nm、550nmを中心波長とし、それぞれの半値幅を40nm以上としたことを特徴とする請求項4に記載の多波長蛍光計測装置。 - 前記算出部は、前記1つの受光部の出力に対する他の3つの受光部のそれぞれの出力の比率をそれぞれRGB値に換算し、色信号として出力することを特徴とする請求項5に記載の多波長蛍光計測装置。
- 前記算出部は、前記1つの受光部の出力をI0、前記他の3つの受光部のそれぞれの出力をI1、I2、I3とし、(I1÷I0)max、(I2÷I0)max、(I3÷I0)maxをそれぞれ測定データにおける(I1÷I0)の最大値、(I2÷I0)の最大値、(I3÷I0)の最大値として、RGBの各信号強度を以下の式で算出することを特徴とする請求項6に記載の多波長蛍光計測装置。
- 請求項6又は7に記載の多波長蛍光計測装置を用いて予め特定物質の色信号を測定し、対象物を識別することを特徴とする対象物識別方法。
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