JP4932053B1 - Raman scattering signal acquisition device, Raman scattering identification device, Raman scattering signal acquisition method, and Raman scattering identification method - Google Patents
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Abstract
【課題】黒色プラスチックのようなレーザ光を吸収しやすい対象物が含まれる場合であっても、対象物を破損または変質させることなく、強いラマン散乱信号を得ること。
【解決手段】ベルトコンベア４のベルト４ａの上面に載置された被識別プラスチックＰに対して励起用レーザ光を照射するとともに被識別プラスチックＰから散乱されたラマン散乱光を集光する採光光学系と、採光光学系をベルト４ａの上面に対して平行移動させる移動機構１０ａとを含むラマン散乱信号取得装置１０であり、採光光学系をベルト４ａの上面に対して励起用レーザ光のスポット径以上の範囲で平行移動させながらラマン散乱信号を得る。
【選択図】図１A strong Raman scattering signal is obtained without damaging or altering an object even when an object that easily absorbs laser light such as black plastic is included.
A daylighting optical system for irradiating an identification plastic P placed on the upper surface of a belt 4a of a belt conveyor 4 with an excitation laser beam and condensing Raman scattered light scattered from the identification plastic P. And a scattering mechanism 10a for moving the daylighting optical system parallel to the upper surface of the belt 4a, and the daylighting optical system is larger than the spot diameter of the excitation laser beam with respect to the upper surface of the belt 4a. Raman scattering signals are obtained while being translated in the range of.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、対象物から散乱されたラマン散乱信号を取得するラマン散乱信号取得装置およびラマン散乱信号取得方法、ならびに、取得されたラマン散乱信号に基づいて対象物を識別するラマン散乱識別装置およびラマン散乱識別方法に関する。 The present invention relates to a Raman scattering signal acquisition device and a Raman scattering signal acquisition method for acquiring a Raman scattering signal scattered from an object, and a Raman scattering identification device and a Raman for identifying an object based on the acquired Raman scattering signal. The present invention relates to a scattering identification method.
家庭ごみや産業廃棄物として廃棄されるプラスチックの処理に際して、廃棄プラスチックの材質が不明の場合がある。このような廃棄プラスチックの大部分は、粉砕後、焼却処理するしかない。しかしながら、プラスチックは、廃棄プラスチックの材質（原料の種類）が何であるかを識別することで、融解、再成形することが可能であるという特質を有するので、付加価値の高い製品に再利用することが可能である。また、焼却する場合でも、例えばポリ塩化ビニルが存在していれば有毒ガス発生の恐れがあるので、事前にその存在を検出する必要がある。 When processing plastics that are discarded as household waste or industrial waste, the material of the discarded plastic may be unknown. Most of such waste plastics can only be incinerated after pulverization. However, plastic has the property that it can be melted and remolded by identifying what the waste plastic material (type of raw material) is, so it can be reused for high value-added products. Is possible. Even in the case of incineration, for example, if polyvinyl chloride is present, toxic gas may be generated, so it is necessary to detect its presence in advance.
このような廃棄プラスチックの材質を識別する方法の１つとして、ラマン散乱スペクトルを利用した方法が提案されている。例えば、特許文献１には、レーザ光源から発した単色のレーザ光を、光ファイバを介してファイバヘッドに導き、このファイバヘッドを介してプラスチック素材にレーザ光をスポット状に集光照射し、ファイバヘッドに備えられるファイバヘッド対物レンズを介してプラスチック素材から散乱される光を集め、この集められた光を、光ファイバを介して分光器に導き、分光分析することによりラマン散乱スペクトルを決定し、データベースに格納された既知のバンドパターンと照合することによりプラスチック素材の種類を識別することが記載されている。また、特許文献２には、高速でプラスチックの材質を識別することが可能なラマン散乱に基づくプラスチックの識別装置が開示されている。 As a method for identifying the material of such waste plastic, a method using a Raman scattering spectrum has been proposed. For example, in Patent Document 1, monochromatic laser light emitted from a laser light source is guided to a fiber head via an optical fiber, and the laser light is condensed and irradiated in a spot shape onto a plastic material via the fiber head. The light scattered from the plastic material is collected through a fiber head objective lens provided in the head, the collected light is guided to a spectroscope through an optical fiber, and a Raman scattering spectrum is determined by spectroscopic analysis. It describes that the type of plastic material is identified by collating with known band patterns stored in a database. Patent Document 2 discloses a plastic identification device based on Raman scattering that can identify a plastic material at high speed.
ところで、対象物から散乱されるラマン散乱光は非常に弱いため、強い信号を得るためには照射するレーザ光の出力を上げる必要があるが、出力を上げると対象物が破損または変質する恐れがある。特に、対象物が黒色プラスチックの場合には、レーザ光を吸収しやすく燃えやすいためレーザ光の出力を低く抑える必要があり、さらにラマン散乱光が弱くなるため、プラスチックリサイクルの現場で要求される短い時間内にその材質の識別は不可能とされている。 By the way, the Raman scattered light scattered from the object is very weak, so in order to obtain a strong signal, it is necessary to increase the output of the laser beam to be irradiated. However, if the output is increased, the object may be damaged or altered. is there. In particular, when the object is black plastic, it is necessary to keep the output of the laser light low because it easily absorbs the laser light and burns easily. Further, since the Raman scattered light becomes weak, the short required in the plastic recycling field. The material cannot be identified in time.
そこで、本発明においては、黒色プラスチックのようなレーザ光を吸収しやすい対象物が含まれる場合であっても、対象物を破損または変質させることなく、強いラマン散乱信号を得ることが可能なラマン散乱信号取得装置およびラマン散乱信号取得方法、ならびに、この取得されたラマン散乱信号に基づいて対象物を識別するラマン散乱識別装置およびラマン散乱識別方法を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, even when an object that easily absorbs laser light such as black plastic is included, Raman capable of obtaining a strong Raman scattering signal without damaging or altering the object. It is an object of the present invention to provide a scattered signal acquisition device and a Raman scattered signal acquisition method, and a Raman scattering identification device and a Raman scattering identification method for identifying an object based on the acquired Raman scattered signal.
本発明のラマン散乱信号取得装置は、載置台の上面に載置された対象物に対して励起用レーザ光を照射するとともに対象物から散乱されたラマン散乱光を集光する採光光学系と、採光光学系を励起用レーザ光の前記対象物上のスポット径以上の範囲で載置台の上面に対して平行移動させる移動機構とを含むものである。 The Raman scattering signal acquisition apparatus of the present invention irradiates an excitation laser beam to an object placed on the upper surface of the mounting table and collects Raman scattered light scattered from the object, and a daylighting optical system. And a moving mechanism that translates the daylighting optical system with respect to the upper surface of the mounting table within a range equal to or larger than the spot diameter of the excitation laser beam on the object.
また、本発明のラマン散乱信号取得方法は、励起用レーザ光の照射により載置台の上面に載置された対象物から散乱されたラマン散乱光を集光してラマン散乱信号を得るラマン散乱信号取得方法であって、載置台の上面に載置された対象物に対して励起用レーザ光を、励起用レーザ光の前記対象物上のスポット径以上の範囲で照射するとともに対象物から散乱されたラマン散乱光を集光する採光光学系を、載置台の上面に対して平行移動させながら、ラマン散乱信号を得ることを特徴とする。 Further, the Raman scattering signal acquisition method of the present invention is a Raman scattering signal that collects Raman scattered light scattered from an object placed on the upper surface of the mounting table by irradiation with excitation laser light to obtain a Raman scattered signal. In this acquisition method, an excitation laser beam is applied to an object placed on the upper surface of the mounting table in a range equal to or larger than the spot diameter of the excitation laser beam on the object and scattered from the object. The Raman scattering signal is obtained while the daylighting optical system for condensing the Raman scattered light is translated with respect to the upper surface of the mounting table.
これらの発明では、励起用レーザ光の照射中に採光光学系を載置台の上面に対して励起用レーザ光の前記対象物上のスポット径以上の範囲で平行移動させながらラマン散乱信号を得るので、載置台の上面に載置された対象物の一箇所に励起用レーザ光が集中して照射されることがなく、対象物が破損または変質するのを防止することができる。また、１つの採光光学系でスポット径以上の広い範囲からラマン散乱信号を得ることができる。なお、採光光学系の平行移動について、励起用レーザ光は、焦点近くで径があまり変化しない部分があるため、この範囲で多少の上下運動があっても焦点距離を長くすることで、ラマン散乱信号を識別可能なＳＮ比で取得することが可能であり、この多少の上下運動を含む場合も本発明の範囲に含まれる。 In these inventions, the Raman scattering signal is obtained while the daylighting optical system is translated within the range of the spot diameter of the excitation laser beam on the object with respect to the upper surface of the mounting table during the irradiation of the excitation laser beam. Further, the excitation laser beam is not intensively applied to one place of the object placed on the upper surface of the placing table, and the object can be prevented from being damaged or altered. In addition, a Raman scattering signal can be obtained from a wide range of the spot diameter or more with a single daylighting optical system. As for the parallel movement of the daylighting optical system, the excitation laser beam has a portion where the diameter does not change much near the focal point. It is possible to acquire a signal with an S / N ratio that can be identified, and the case of including this slight vertical movement is also included in the scope of the present invention.
ここで、移動機構は、励起用レーザ光の対象物上のスポット径以上、より好ましくはスポット径の２倍以上、さらに好ましくはスポット径の３倍以上の範囲で採光光学系を平行移動させるものであることが望ましい。スポット径とは、励起用レーザ光が対象物上に当たったときの直径である。この励起用レーザ光のスポット径以上の範囲で採光光学系を平行移動させることで、励起用レーザ光が対象物上の同じ箇所に集中して照射されることがなくなり、対象物が破損または変質するのを防止することができる。 Here, the moving mechanism translates the daylighting optical system in a range that is not less than the spot diameter on the object of excitation laser light, more preferably not less than twice the spot diameter, and more preferably not less than three times the spot diameter. It is desirable that The spot diameter is a diameter when the excitation laser beam hits the object. By moving the daylighting optical system in a range that is equal to or greater than the spot diameter of the excitation laser beam, the excitation laser beam is not radiated at the same location on the object, and the object is damaged or altered. Can be prevented.
また、採光光学系は、載置台の上面に対して平行に所定間隔で複数配列され、移動機構は採光光学系の配列ピッチ以上の範囲で採光光学系を平行移動させるものとすることができる。これにより、少ない採光光学系により載置台上の広い範囲からラマン散乱信号を得ることができる。 A plurality of the daylighting optical systems may be arranged in parallel with the upper surface of the mounting table at a predetermined interval, and the moving mechanism may translate the daylighting optical system in a range equal to or larger than the arrangement pitch of the daylighting optical systems. Thereby, a Raman scattering signal can be obtained from a wide range on the mounting table with a small number of daylighting optical systems.
また、移動機構は、１００ｍｍ／ｓ以上、より好ましくは２００ｍｍ／ｓ以上の速度で採光光学系を平行移動させるものであることが望ましい。これにより、励起用レーザ光が平行移動する間に、励起用レーザ光によって対象物が過熱するのを防止し、対象物が破損または変質するのを防止することができる。 Further, it is desirable that the moving mechanism is a mechanism that translates the daylighting optical system at a speed of 100 mm / s or more, more preferably 200 mm / s or more. Thereby, it is possible to prevent the object from being overheated by the excitation laser light while the excitation laser light is translated, and to prevent the object from being damaged or altered.
また、載置台は、対象物を載置して搬送するものであり、移動機構は、対象物の搬送方向とは異なる方向に移動させるものであることが望ましい。これにより、載置台に載置され搬送される対象物とこれに照射される励起用レーザ光が同じ方向に移動することがなく、励起用レーザ光の集中をさらに防止することができる。なお、移動機構が載置台を対象物の搬送方向と同じ方向に移動させるものである場合であっても、対象物と励起用レーザ光の移動速度が異なるものであれば、励起用レーザ光の集中を防止することが可能である。 In addition, the mounting table is for mounting and transporting an object, and the moving mechanism is preferably for moving in a direction different from the transport direction of the object. Thereby, the target object placed and transported on the mounting table and the excitation laser light irradiated thereon do not move in the same direction, and the concentration of the excitation laser light can be further prevented. Even if the moving mechanism moves the mounting table in the same direction as the direction in which the object is transported, if the moving speed of the object and the excitation laser light is different, the excitation laser light It is possible to prevent concentration.
また、採光光学系は、対象物から散乱されたラマン散乱光を励起用レーザ光の照射範囲から広く集光する集光レンズを含むものであり、本発明のラマン散乱信号取得装置は、さらに、採光光学系により集光されるラマン散乱光を分光する回折格子からなる分光器と、集光レンズにより集光される光を回折格子の向きに対応するスリット状に変換する変換レンズとを含むものであることが望ましい。 The daylighting optical system includes a condensing lens that condenses the Raman scattered light scattered from the target object widely from the irradiation range of the excitation laser beam, and the Raman scattered signal acquisition device of the present invention further includes: It includes a spectroscope composed of a diffraction grating that separates Raman scattered light collected by the daylighting optical system, and a conversion lens that converts light collected by the condenser lens into a slit shape corresponding to the direction of the diffraction grating. It is desirable.
これにより、励起用レーザ光の照射により対象物から発生したラマン散乱光が、励起用レーザ光の照射範囲から広く集光されて、変換レンズにより分光器の回折格子の向きに対応するスリット状に変換されて、分光器により分光されるので、より強いラマン散乱信号を得ることが可能となる。 As a result, the Raman scattered light generated from the target object by the irradiation of the excitation laser light is collected widely from the irradiation range of the excitation laser light, and is converted into a slit shape corresponding to the direction of the diffraction grating of the spectrometer by the conversion lens. Since it is converted and separated by the spectroscope, a stronger Raman scattering signal can be obtained.
また、本発明のラマン散乱識別装置は、上記ラマン散乱信号取得装置と、載置台の上面を撮像する撮像装置と、撮像装置により撮像された画像から載置台の上面に載置された対象物の有無を認識し、対象物が存在する位置でラマン散乱信号取得装置により取得されたラマン散乱信号から対象物を識別するデータ処理装置とを含むものである。 The Raman scattering identification device of the present invention includes the Raman scattering signal acquisition device, an imaging device that images the upper surface of the mounting table, and an object that is mounted on the upper surface of the mounting table from an image captured by the imaging device. A data processing device that recognizes the presence or absence and identifies the object from the Raman scattering signal acquired by the Raman scattering signal acquisition device at the position where the object exists.
また、本発明のラマン散乱識別方法は、励起用レーザ光の照射により載置台の上面に載置された対象物から散乱されたラマン散乱光を集光してラマン散乱信号を得るラマン散乱信号取得方法であって、載置台の上面に載置された対象物に対して励起用レーザ光を照射するとともに対象物から散乱されたラマン散乱光を集光する採光光学系を、励起用レーザ光の対象物上のスポット径以上の範囲で載置台の上面に対して平行移動させながら、ラマン散乱信号を得ること、載置台の上面を撮像装置により撮像すること、撮像装置により撮像された画像から載置台の上面に載置された対象物の有無を認識し、対象物が存在する位置で取得されたラマン散乱信号から対象物を識別することを特徴とする。 Further, the Raman scattering identification method of the present invention is a Raman scattering signal acquisition that collects Raman scattered light scattered from an object placed on the upper surface of the mounting table by irradiation with excitation laser light to obtain a Raman scattered signal. In this method, a daylighting optical system for irradiating an excitation laser beam to an object placed on the upper surface of the mounting table and condensing Raman scattered light scattered from the object is provided. While obtaining a Raman scattering signal while moving parallel to the upper surface of the mounting table within a range equal to or larger than the spot diameter on the object, imaging the upper surface of the mounting table with the imaging device, and mounting from the image captured by the imaging device. The present invention is characterized in that the presence or absence of an object placed on the upper surface of the mounting table is recognized, and the object is identified from a Raman scattering signal acquired at a position where the object exists.
これらの発明では、前述のように、採光光学系を載置台の上面に対して平行移動させながらラマン散乱信号を得るので、載置台の上面に載置された対象物の一箇所に励起用レーザ光が集中して照射されることがなく、対象物が破損または変質するのを防止することができるとともに、載置台の上面を撮像装置により撮像された画像から載置台の上面に載置された対象物の有無を認識して、対象物が明らかに存在する位置で取得されたラマン散乱信号から対象物を識別するので、精度良く対象物を識別することが可能となる。 In these inventions, as described above, the Raman scattering signal is obtained while the daylighting optical system is moved in parallel with respect to the upper surface of the mounting table. Therefore, the excitation laser is applied to one place of the object mounted on the upper surface of the mounting table. The light is not intensively irradiated, and the object can be prevented from being damaged or altered, and the upper surface of the mounting table is mounted on the upper surface of the mounting table from the image captured by the imaging device Since the presence or absence of the target object is recognized and the target object is identified from the Raman scattering signal acquired at the position where the target object is clearly present, the target object can be accurately identified.
また、本発明のラマン散乱識別装置は、上記ラマン散乱信号取得装置と、ラマン散乱信号取得装置により取得されたラマン散乱信号と、載置台の上面に対象物が載置されていない状態でラマン散乱信号取得装置により取得されたラマン散乱信号との差分データから対象物を識別するデータ処理装置とを含むものである。 Further, the Raman scattering identification device of the present invention includes the Raman scattering signal acquisition device, the Raman scattering signal acquired by the Raman scattering signal acquisition device, and the Raman scattering signal in a state where no object is placed on the upper surface of the mounting table. And a data processing device for identifying an object from difference data from the Raman scattering signal acquired by the signal acquisition device.
また、本発明のラマン散乱識別方法は、励起用レーザ光の照射により載置台の上面に載置された対象物から散乱されたラマン散乱光を集光してラマン散乱信号を得るラマン散乱信号取得方法であって、載置台の上面に載置された対象物に対して励起用レーザ光を照射するとともに対象物から散乱されたラマン散乱光を集光する採光光学系を、励起用レーザ光の対象物上のスポット径以上の範囲で載置台の上面に対して平行移動させながら、ラマン散乱信号を得ること、この取得されたラマン散乱信号と、載置台の上面に対象物が載置されていない状態で取得されたラマン散乱信号との差分データから対象物を識別することを特徴とする。 Further, the Raman scattering identification method of the present invention is a Raman scattering signal acquisition that collects Raman scattered light scattered from an object placed on the upper surface of the mounting table by irradiation with excitation laser light to obtain a Raman scattered signal. In this method, a daylighting optical system for irradiating an excitation laser beam to an object placed on the upper surface of the mounting table and condensing Raman scattered light scattered from the object is provided. The Raman scattering signal is obtained while being translated relative to the upper surface of the mounting table in a range equal to or larger than the spot diameter on the target object, and the acquired Raman scattering signal and the target object are mounted on the upper surface of the mounting table. It is characterized in that the object is identified from the difference data from the Raman scattering signal acquired in the absence.
これらの発明では、前述のように、採光光学系を載置台の上面に対して平行移動させながらラマン散乱信号を得るので、載置台の上面に載置された対象物の一箇所に励起用レーザ光が集中して照射されることがなく、対象物が破損または変質するのを防止することができるとともに、得られたラマン散乱信号のノイズを除去し、載置台の上面に載置された対象物のラマン散乱信号を強調して得ることができるので、より精度良く対象物を識別することが可能となる。 In these inventions, as described above, the Raman scattering signal is obtained while the daylighting optical system is moved in parallel with respect to the upper surface of the mounting table. Therefore, the excitation laser is applied to one place of the object mounted on the upper surface of the mounting table. The target is placed on the top surface of the mounting table, while it is possible to prevent the target from being damaged or altered without intensively irradiating light, and to remove noise from the obtained Raman scattering signal. Since the Raman scattering signal of the object can be obtained with emphasis, the object can be identified with higher accuracy.
（１）載置台の上面に載置された対象物に対して励起用レーザ光を照射するとともに対象物から散乱されたラマン散乱光を集光する採光光学系を、励起用レーザ光の対象物上のスポット径以上の範囲で載置台の上面に対して平行移動させながら、ラマン散乱信号を得る構成により、載置台の上面に載置された対象物の一箇所に励起用レーザ光が集中して照射されることがなく、対象物が破損または変質するのを防止することができるので、対象物に照射する励起用レーザ光の出力を上げることができ、より強いラマン散乱信号を得ることが可能となる。また、対象物が黒色プラスチックのようなレーザ光を吸収しやすい対象物が含まれる場合であっても、対象物を破損または変質させることなく、励起用レーザ光を照射することが可能となる。特に、静止した載置台上の対象物に対して好適である。 (1) A daylighting optical system for irradiating an object placed on the upper surface of the placing table with excitation laser light and condensing Raman scattered light scattered from the object is used as an object of excitation laser light. The structure in which the Raman scattering signal is obtained while moving in parallel with the upper surface of the mounting table within the range of the upper spot diameter allows the excitation laser light to concentrate on one place on the target mounted on the upper surface of the mounting table. Therefore, it is possible to prevent the object from being damaged or altered, so that the output of the excitation laser light to be irradiated onto the object can be increased, and a stronger Raman scattering signal can be obtained. It becomes possible. Further, even when the object includes an object that easily absorbs laser light such as black plastic, it is possible to irradiate the excitation laser light without damaging or altering the object. It is particularly suitable for an object on a stationary table.
（２）移動機構が励起用レーザ光の対象物上のスポット径の２倍以上の範囲で採光光学系を平行移動させるものであることにより、励起用レーザ光が対象物上の同じ箇所に集中して照射されることがなくなり、対象物が破損または変質するのを防止することができる。 (2) Since the moving mechanism translates the daylighting optical system in a range that is at least twice the spot diameter of the excitation laser light on the object, the excitation laser light is concentrated at the same location on the object. Thus, it is possible to prevent the object from being damaged or altered.
（３）採光光学系が、載置台の上面に対して平行に所定間隔で複数配列され、移動機構は採光光学系の配列ピッチ以上の範囲で採光光学系を平行移動させるものであることにより、少ない採光光学系により載置台上の広い範囲からラマン散乱信号を得ることができる。特に、移動する載置台上の対象物からラマン散乱信号を得る際に好適である。 (3) A plurality of daylighting optical systems are arranged at predetermined intervals in parallel to the upper surface of the mounting table, and the moving mechanism moves the daylighting optical system in a range equal to or larger than the arrangement pitch of the daylighting optical systems. A Raman scattering signal can be obtained from a wide range on the mounting table with a small number of daylighting optical systems. In particular, it is suitable for obtaining a Raman scattering signal from an object on a moving mounting table.
（３）移動機構が１００ｍｍ／ｓ以上の速度で採光光学系を平行移動させるものであることにより、励起用レーザ光が平行移動する間に、励起用レーザ光によって対象物が過熱するのを防止し、対象物が破損または変質するのを防止することができる。 (3) Since the moving mechanism translates the daylighting optical system at a speed of 100 mm / s or more, the object is not overheated by the excitation laser beam while the excitation laser beam is translated. In addition, the object can be prevented from being damaged or altered.
（４）載置台が対象物を載置して搬送するものであり、移動機構が対象物の搬送方向とは異なる方向に移動させるものであることにより、載置台に載置され搬送される対象物とこれに照射される励起用レーザ光が同じ方向に移動することがなく、励起用レーザ光の集中をさらに防止することができる。 (4) The object to be placed and transported by the placing table on which the object is placed and transported, and the moving mechanism moves the object in a direction different from the transport direction of the object. The object and the excitation laser light applied to the object do not move in the same direction, and the concentration of the excitation laser light can be further prevented.
（５）採光光学系が対象物から散乱されたラマン散乱光を励起用レーザ光の照射範囲から広く集光する集光レンズを含むものであり、さらに、採光光学系により集光されるラマン散乱光を分光する回折格子からなる分光器と、集光レンズにより集光される光を回折格子の向きに対応するスリット状に変換する変換レンズとを含む構成により、励起用レーザ光の照射により対象物から発生したラマン散乱光が、励起用レーザ光の照射範囲から広く集光されて、変換レンズにより分光器の回折格子の向きに対応するスリット状に変換されて、分光器により分光されるので、より強いラマン散乱信号を得ることが可能となり、識別対象物を高精度に識別することが可能となる。 (5) The daylighting optical system includes a condensing lens for condensing the Raman scattered light scattered from the object widely from the irradiation range of the excitation laser beam, and further Raman scattering collected by the daylighting optical system. Subjected to irradiation with excitation laser light with a configuration that includes a spectroscope comprising a diffraction grating that splits light and a conversion lens that converts light condensed by the condenser lens into a slit shape corresponding to the direction of the diffraction grating Because the Raman scattered light generated from the object is condensed widely from the irradiation range of the excitation laser light, converted into a slit shape corresponding to the direction of the diffraction grating of the spectrometer by the conversion lens, and then dispersed by the spectrometer Thus, it becomes possible to obtain a stronger Raman scattering signal and to identify the identification object with high accuracy.
（６）載置台の上面に載置された対象物に対して励起用レーザ光を照射するとともに対象物から散乱されたラマン散乱光を集光する採光光学系を、励起用レーザ光の照射中に励起用レーザ光が対象物の一箇所に集中して対象物が破損または変質しないように、載置台の上面に対して平行移動させながら、ラマン散乱信号を得て、載置台の上面を撮像装置により撮像し、撮像装置により撮像された画像から載置台の上面に載置された対象物の有無を認識し、対象物が存在する位置で取得されたラマン散乱信号から対象物を識別する構成により、載置台の上面を撮像装置により撮像された画像から載置台の上面に載置された対象物の有無を認識して、対象物が明らかに存在する位置で取得されたラマン散乱信号から対象物を識別するので、精度良く対象物を識別することが可能となる。 (6) During the irradiation of the excitation laser light, the light collection optical system that irradiates the object placed on the upper surface of the placing table with the excitation laser light and collects the Raman scattered light scattered from the object. In order to prevent the excitation laser beam from concentrating on one part of the target object and damaging or altering the target object, the Raman scattering signal is obtained while moving in parallel with the upper surface of the target table, and the upper surface of the target table is imaged. A configuration in which an image is picked up by an apparatus, the presence / absence of an object placed on the upper surface of the mounting table is recognized from an image taken by the image pickup apparatus, and the object is identified from a Raman scattering signal acquired at a position where the object is present By recognizing the presence or absence of an object placed on the upper surface of the mounting table from the image captured by the imaging device on the upper surface of the mounting table, the object is obtained from the Raman scattering signal acquired at the position where the object is clearly present. High accuracy because it identifies the object It is possible to identify objects.
（７）載置台の上面に載置された対象物に対して励起用レーザ光を照射するとともに対象物から散乱されたラマン散乱光を集光する採光光学系を、励起用レーザ光の照射中に励起用レーザ光が対象物の一箇所に集中して対象物が破損または変質しないように、載置台の上面に対して平行移動させながら、ラマン散乱信号を得て、この取得されたラマン散乱信号と、載置台の上面に対象物が載置されていない状態で取得されたラマン散乱信号との差分データから対象物を識別する構成により、得られたラマン散乱信号のノイズを除去し、載置台の上面に載置された対象物のラマン散乱信号を強調して得ることができるので、より精度良く対象物を識別することが可能となる。 (7) During the irradiation of the excitation laser light, a light collecting optical system that irradiates the object placed on the upper surface of the mounting table with the excitation laser light and collects the Raman scattered light scattered from the object. In order to prevent the excitation laser beam from concentrating on one part of the target object and damaging or altering the target object, the Raman scattering signal is obtained while being translated with respect to the upper surface of the mounting table, and this acquired Raman scattering is obtained. The configuration for identifying the target object from the difference data between the signal and the Raman scattering signal acquired when the target object is not placed on the upper surface of the mounting table removes the noise of the obtained Raman scattered signal, Since the Raman scattering signal of the target object placed on the upper surface of the mounting table can be emphasized and obtained, the target object can be identified with higher accuracy.
図１は本発明の実施の形態におけるプラスチック識別装置の概略構成図、図２は図１のベルトコンベアのベルト上面に対するラマン散乱信号取得装置の配置状態を示す説明図、図３は図１のラマン散乱識別装置のブロック図、図４は図３のラマン散乱信号取得装置の構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plastic identification device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an arrangement state of a Raman scattered signal acquisition device on the belt upper surface of the belt conveyor of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of the scattering identification device, and FIG. 4 is a block diagram of the Raman scattering signal acquisition device of FIG.
図１において、本発明の実施の形態におけるラマン散乱に基づく識別装置としてのプラスチック識別装置１は、搬入された粉砕プラスチックを異物とプラスチック片とに選別する風力選別や比重選別のような前処理設備２と、前処理設備２により選別されたプラスチック片を振動させて整列させる振動整列フィーダ３と、振動整列フィーダ３により整列させたプラスチック片を載置台としてのベルト４ａ上面に載置して搬送する搬送装置としてのベルトコンベア４と、ベルトコンベア４上のプラスチック片、すなわち識別対象物である被識別プラスチックＰにレーザ光を照射し、この被識別プラスチックＰから散乱されたラマン散乱光を得て被識別プラスチックＰの材質を識別するラマン散乱識別装置５とを備える。 In FIG. 1, a plastic identification device 1 as an identification device based on Raman scattering in an embodiment of the present invention is a pre-processing facility such as wind sorting or specific gravity sorting that sorts crushed plastic into foreign substances and plastic pieces. 2, a vibration alignment feeder 3 that vibrates and aligns the plastic pieces selected by the pretreatment facility 2, and the plastic pieces aligned by the vibration alignment feeder 3 are placed on the upper surface of the belt 4 a as a placement table and conveyed. The belt conveyor 4 as a conveying device and the plastic piece on the belt conveyor 4, that is, the identification target plastic P, which is an identification target, are irradiated with laser light, and the Raman scattered light scattered from the identification target plastic P is obtained. And a Raman scattering identification device 5 for identifying the material of the identification plastic P.
また、このプラスチック識別装置１は、ラマン散乱識別装置５による識別の結果に応じて圧縮空気を噴出することにより被識別プラスチックＰを材質ごとに選別する選別用エアガン６と、選別用エアガン６を駆動するエアガン駆動装置７と、ラマン散乱識別装置５とエアガン駆動装置７との動作を同期させて制御する同期制御装置８とを備える。また、このプラスチック識別装置１は、ベルトコンベア４の搬送速度を調整するコンベア速度調整装置９を備えており、同期制御装置８は、ラマン散乱識別装置５とエアガン駆動装置７とともにコンベア速度調整装置９の動作を同期させて制御する。 The plastic identification device 1 also drives a sorting air gun 6 that sorts the plastic P to be identified for each material by ejecting compressed air according to the result of identification by the Raman scattering identification device 5 and the sorting air gun 6. An air gun driving device 7 that performs the operation, and a synchronous control device 8 that controls the operations of the Raman scattering identification device 5 and the air gun driving device 7 in synchronization with each other. In addition, the plastic identification device 1 includes a conveyor speed adjustment device 9 that adjusts the conveyance speed of the belt conveyor 4, and the synchronization control device 8 includes the Raman scattering identification device 5 and the air gun driving device 7, and the conveyor speed adjustment device 9. The operation is controlled in synchronization.
ラマン散乱識別装置５は、図３に示すように、被識別プラスチックＰから散乱されたラマン散乱信号を取得するラマン散乱信号取得装置１０と、ラマン散乱信号取得装置１０により取得したラマン散乱信号を処理するデータ処理装置２０とから構成される。ラマン散乱信号取得装置１０は、以下に説明する採光光学系３０、光ファイバ束４０、分光光学系５０および半導体レーザ駆動電源６０とを有する。 As shown in FIG. 3, the Raman scattering identification device 5 processes a Raman scattering signal acquisition device 10 that acquires a Raman scattering signal scattered from the plastic P to be identified, and a Raman scattering signal acquired by the Raman scattering signal acquisition device 10. And a data processing device 20 that performs the processing. The Raman scattering signal acquisition apparatus 10 includes a daylighting optical system 30, an optical fiber bundle 40, a spectroscopic optical system 50, and a semiconductor laser driving power source 60 described below.
図４に示すように、採光光学系３０は、レーザ光Ｌをベルト４ａ上に載置された被識別プラスチックＰに照射するとともに、この被識別プラスチックＰから散乱されたラマン散乱光および被識別プラスチックにより反射されたレーザ光を採光するものである。採光光学系３０により集光された光は、光ファイバ束４０によって分光光学系５０に導かれる。分光光学系５０から出力される電気信号はデータ処理装置２０に入力され、データ処理される。半導体レーザ駆動電源６０は、後述の半導体レーザ発生装置３１を駆動するための電源である。 As shown in FIG. 4, the daylighting optical system 30 irradiates the identified plastic P placed on the belt 4a with the laser light L, and the Raman scattered light scattered from the identified plastic P and the identified plastic. The laser beam reflected by is collected. The light condensed by the daylighting optical system 30 is guided to the spectroscopic optical system 50 by the optical fiber bundle 40. The electrical signal output from the spectroscopic optical system 50 is input to the data processing device 20 and processed. The semiconductor laser drive power source 60 is a power source for driving a semiconductor laser generator 31 described later.
採光光学系３０は、識別対象物である被識別プラスチックＰに照射する励起用レーザ光Ｌを発生させる半導体レーザ発生装置３１と、平凸レンズにより構成され、レーザ光Ｌを被識別プラスチックＰに照射するとともに被識別プラスチックＰから散乱されたラマン散乱光Ｒを集光する集光レンズ３２と、半導体レーザ発生装置３１により発生したレーザ光Ｌを反射して集光レンズ３２まで導くとともに、ラマン散乱光Ｒを透過するダイクロイックミラー３３と、平凸レンズにより構成され、ダイクロイックミラー３３を透過したラマン散乱光Ｒを集光して光ファイバ束４０へ入射させる入射レンズ３４とを備える。半導体レーザ発生装置３１により発生したレーザ光Ｌは光ファイバ３５によってダイクロイックミラー３３へ導かれる。 The daylighting optical system 30 includes a semiconductor laser generator 31 that generates an excitation laser beam L for irradiating the identification target plastic P that is an identification target, and a plano-convex lens, and irradiates the identification target plastic P with the laser beam L. At the same time, the condensing lens 32 that condenses the Raman scattered light R scattered from the plastic P to be identified, and the laser light L generated by the semiconductor laser generator 31 is reflected and guided to the condensing lens 32, and the Raman scattered light R , And an incident lens 34 that condenses the Raman scattered light R transmitted through the dichroic mirror 33 and makes it incident on the optical fiber bundle 40. Laser light L generated by the semiconductor laser generator 31 is guided to the dichroic mirror 33 by the optical fiber 35.
集光レンズ３２は、半導体レーザ発生装置３１により発生したレーザ光Ｌを被識別プラスチックＰが黒色であってもダメージを受けないように広くしたスポット径（例えば、直径１ｍｍ以上）で照射するとともに、このレーザ光Ｌの照射形状に合わせて広い範囲から集光するように照射距離を調整したものである。なお、半導体レーザ発生装置３１は通常のレーザ光を発生するものを使用することができるが、黒色の被識別プラスチックＰを識別する場合には、レーザ光の波長を絞った狭帯域化レーザ光を発生するものを使用することが望ましい。また、レーザ光Ｌはラマン散乱光Ｒを集光する集光レンズ３２により同軸で照射しているが、同軸で照射する必要はなく、他の方向から照射する構成とすることも可能である。 The condenser lens 32 irradiates the laser light L generated by the semiconductor laser generator 31 with a wide spot diameter (for example, a diameter of 1 mm or more) so as not to be damaged even if the identified plastic P is black. The irradiation distance is adjusted so as to collect light from a wide range according to the irradiation shape of the laser light L. The semiconductor laser generator 31 can use a device that generates a normal laser beam. However, when identifying the black plastic P, a narrow-band laser beam with a narrowed laser beam wavelength is used. It is desirable to use what is generated. The laser light L is irradiated coaxially by the condensing lens 32 that collects the Raman scattered light R. However, it is not necessary to irradiate the laser light L coaxially, and it is possible to irradiate from other directions.
なお、採光光学系３０は、上記構成の他、集光レンズ３２および入射レンズ３４をそれぞれ複数の平凸レンズにより構成したり、半導体レーザ発生装置３１とダイクロイックミラー３３との間に光ファイバ３５に代えてミラーを設けたり、ダイクロイックミラー３３を、レーザ光Ｌを反射し、かつラマン散乱光Ｒを透過するハーフミラーに代えたり、さらにバンドパスフィルタやロングパスフィルタを介在させたりして構成することも可能である。 In addition to the above-described configuration, the daylighting optical system 30 includes a condensing lens 32 and an incident lens 34, each of which includes a plurality of plano-convex lenses, or an optical fiber 35 between the semiconductor laser generator 31 and the dichroic mirror 33. The dichroic mirror 33 can be replaced with a half mirror that reflects the laser light L and transmits the Raman scattered light R, and further includes a band-pass filter or a long-pass filter. It is.
光ファイバ束４０は、入射レンズ３４により集光される光を分光光学系５０に導くものであり、複数の光ファイバを束ねたものである。また、光ファイバ束４０の出射端には、この光ファイバ束４０の出射端から出射される光を、後述する分光器５２の回折格子（スリット）の向きに対して平行なスリット状に変換する変換レンズ４１が設けられている。また、この変換レンズ４１の出射側に回折格子の向きに対して平行なスリット４２を設け、変換レンズ４１によりスリット状に変換された光を、このスリット４２を通すことで、より多くの光が分光光学系５０に導かれるようにすることができる。 The optical fiber bundle 40 guides the light collected by the incident lens 34 to the spectroscopic optical system 50, and is a bundle of a plurality of optical fibers. Further, at the exit end of the optical fiber bundle 40, the light emitted from the exit end of the optical fiber bundle 40 is converted into a slit shape parallel to the direction of a diffraction grating (slit) of the spectroscope 52 described later. A conversion lens 41 is provided. Further, a slit 42 parallel to the direction of the diffraction grating is provided on the exit side of the conversion lens 41, and light converted into a slit shape by the conversion lens 41 passes through the slit 42, so that more light can be obtained. It can be guided to the spectroscopic optical system 50.
分光光学系５０は、光ファイバ束４０から出射される光を平行な光束に調整するコリメート鏡５１と、コリメート鏡５１により調整された光を分光する透過型回折格子等の分光器５２と、分光器５２により分光された光を反射する反射鏡５３と、反射鏡５３により反射された光を光検出器５５上に合焦させる合焦レンズ５４と、光を検出して電気信号へ変換する光検出器５５とから構成される。変換レンズ４１から出射される光は、コリメート鏡５１の放物面の光軸を外した一部に入射されるようになっている。 The spectroscopic optical system 50 includes a collimator mirror 51 that adjusts the light emitted from the optical fiber bundle 40 to a parallel light beam, a spectroscope 52 such as a transmission diffraction grating that splits the light adjusted by the collimator mirror 51, A reflecting mirror 53 that reflects the light dispersed by the light detector 52, a focusing lens 54 that focuses the light reflected by the reflecting mirror 53 on the photodetector 55, and a light that detects the light and converts it into an electrical signal. And a detector 55. The light emitted from the conversion lens 41 is incident on a part of the parabolic surface of the collimator mirror 51 excluding the optical axis.
光検出器５５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やリニアアレイフォトダイオード等の例えば１０２４画素の２次元の光検出器である。分光器５２により分光されたラマン散乱光Ｒは、光検出器５５の大部分である一部の画素群へ入射されるように調整されている。光検出器５５に入射されたラマン散乱光Ｒは、光検出器５５により電気信号へ変換され、データ処理装置２０へ入力される。 The photodetector 55 is a two-dimensional photodetector having, for example, 1024 pixels such as a CCD (Charge Coupled Device) or a linear array photodiode. The Raman scattered light R separated by the spectroscope 52 is adjusted so as to be incident on a part of the pixel group which is the majority of the photodetector 55. The Raman scattered light R incident on the photodetector 55 is converted into an electrical signal by the photodetector 55 and input to the data processing device 20.
なお、分光光学系５０は、上記構成の他、コリメート鏡５１をコリメートレンズに代えたり、分光器５２を反射型回折格子としたり、さらに１つまたは複数のミラーやレンズを介在させたりして構成することも可能である。なお、分光器５２を反射型回折格子とする場合であっても、光ファイバ束４０から出射される光は回折格子（溝）の向きに合わせて平行なスリット状に変換して分光光学系５０に導くようにする。 In addition to the above-described configuration, the spectroscopic optical system 50 is configured by replacing the collimating mirror 51 with a collimating lens, using the spectroscope 52 as a reflective diffraction grating, and interposing one or more mirrors or lenses. It is also possible to do. Even when the spectroscope 52 is a reflection type diffraction grating, the light emitted from the optical fiber bundle 40 is converted into a parallel slit shape according to the direction of the diffraction grating (groove), and the spectroscopic optical system 50. To lead to.
上記構成のラマン散乱信号取得装置１０は、図１および図２に示すように、ベルトコンベア４のベルト４ａ上を搬送される被識別プラスチックＰの搬送方向Ｘに対して直角方向Ｙに複数個配列されている。また、これらのラマン散乱信号取得装置１０は、移動機構１０ａによってベルト４ａ上面に対し、被識別プラスチックＰの搬送方向Ｘに対して直角方向Ｙに往復平行移動するように構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of Raman scattering signal acquisition devices 10 having the above-described configuration are arranged in a direction Y perpendicular to the conveying direction X of the plastic P to be identified conveyed on the belt 4a of the belt conveyor 4. Has been. Further, these Raman scattered signal acquisition devices 10 are configured to reciprocally translate in the direction Y perpendicular to the conveyance direction X of the plastic P to be identified with respect to the upper surface of the belt 4a by the moving mechanism 10a.
データ処理装置２０は、パーソナルコンピュータやＣＰＵボード等であり、ラマン散乱信号取得装置１０は、例えばＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）インタフェースにより接続される。図３に示すように、データ処理装置２０は、予め設定された基準値等を記憶する記憶手段２１と、ラマン散乱情報に基づいて被識別プラスチックＰの材質を識別する識別手段２２と、識別結果を出力する出力手段２３とを有する。 The data processing device 20 is a personal computer, a CPU board, or the like, and the Raman scattered signal acquisition device 10 is connected by, for example, a PCI (Peripheral Component Interconnect) interface. As shown in FIG. 3, the data processing device 20 includes a storage unit 21 that stores preset reference values and the like, an identification unit 22 that identifies the material of the plastic P to be identified based on Raman scattering information, and an identification result. Output means 23 for outputting.
記憶手段２１に記憶される基準値は、識別したいプラスチック、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）やＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）等の既知のプラスチックの材質ごとに予めラマン散乱スペクトルを測定することにより設定した１点以上の既知ピーク位置および既知ベースライン位置のそれぞれのラマン散乱強度である。 The reference values stored in the storage means 21 are plastics to be identified, for example, PC (polycarbonate), PS (polystyrene), PP (polypropylene), PET (polyethylene terephthalate), PVC (polyvinyl chloride), ABS resin (acrylonitrile. One or more known peak positions set by measuring a Raman scattering spectrum in advance for each known plastic material such as butadiene / styrene copolymer synthetic resin), LDPE (low density polyethylene) and HDPE (high density polyethylene), and The Raman scattering intensity at each known baseline position.
図５は本実施形態におけるプラスチック識別装置１により参照資料としての既知のプラスチック（アクリル、ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＶＣ）のそれぞれのラマン散乱スペクトルを取得した結果を示している。図５の横軸はラマンシフトの波数（ｃｍ-1）、縦軸はラマン散乱強度（任意強度）である。 FIG. 5 shows the result of acquiring the Raman scattering spectrum of each known plastic (acrylic, PC, ABS, PS, PVC) as a reference material by the plastic identification device 1 in the present embodiment. The horizontal axis in FIG. 5 represents the Raman shift wavenumber (cm −1 ), and the vertical axis represents the Raman scattering intensity (arbitrary intensity).
図５において、ＰＳを例に説明すると、ＰＳでは点Ａ1と点Ａ2の位置にピークがあるので、これらの２点Ａ1，Ａ2またはその近傍をＰＳ識別のためのピーク位置とする。また、これらのピーク位置Ａ1，Ａ2間にベースライン上の点Ｂがあるので、この点ＢをＰＳ識別のためのベースライン位置とする。なお、ベースラインの位置と強度には、ピーク位置からあまり離れていないラマン散乱強度が弱く、底になった部分の値を用いることが望ましい。また、強度の算出には、ピーク位置やベースライン位置を含む近傍の測定点の平均値を算出して、これを用いることでＳＮ比の向上を図ることができる。 5, when describing the PS as an example, there is a peak at a position of the point in the PS A 1 and point A 2, these two points A 1, A 2 or the vicinity thereof to the peak position for the PS identification . Since there is a point B on the baseline between these peak positions A 1 and A 2 , this point B is set as a baseline position for PS identification. For the baseline position and intensity, it is desirable to use the value of the bottom portion because the Raman scattering intensity that is not so far from the peak position is weak. In calculating the intensity, the average value of the measurement points in the vicinity including the peak position and the baseline position is calculated, and this can be used to improve the SN ratio.
識別手段２２は、識別したいプラスチックの材質ごとの既知ピーク位置（ＰＳの例では２点Ａ1，Ａ2）に対応するラマンシフトの波数におけるラマン散乱強度および既知ベースライン位置（ＰＳの例では点Ｂ）に対応するラマンシフトの波数におけるラマン散乱強度を、ラマン散乱信号取得装置１０から得る。なお、ラマン散乱スペクトルは、レーザ光Ｌの波長および強度の変化に応じて変化するので、識別手段２２は、ラマン散乱信号取得装置１０から入力された電気信号から所定のラマンシフトの波数におけるラマン散乱強度と、レーザ光の波長および強度を得て、ラマン散乱強度を補正する。識別手段２２は、これらの得られたラマン散乱強度と記憶手段２１に記憶された基準値とに基づいて被識別プラスチックの材質を識別するものである。 The discriminating means 22 detects the Raman scattering intensity and the known baseline position (points in the PS example) corresponding to the known peak positions (two points A 1 and A 2 in the PS example) for each plastic material to be identified. The Raman scattering intensity at the wave number of the Raman shift corresponding to B) is obtained from the Raman scattering signal acquisition device 10. Since the Raman scattering spectrum changes according to changes in the wavelength and intensity of the laser light L, the identification means 22 performs Raman scattering at a predetermined Raman shift wave number from the electrical signal input from the Raman scattering signal acquisition device 10. The intensity, the wavelength and intensity of the laser light are obtained, and the Raman scattering intensity is corrected. The identification unit 22 identifies the material of the plastic to be identified based on the obtained Raman scattering intensity and the reference value stored in the storage unit 21.
例えば、識別手段２２は、識別したいプラスチックの材質ごとの既知ピーク位置（２点
Ａ1，Ａ2）に対応するラマンシフトの波数におけるラマン散乱強度ＲA1，ＲA2と既知ベースライン位置（点Ｂ）に対応するラマンシフトの波数におけるラマン散乱強度ＲBとのそれぞれの差（ＲA1−ＲB），（ＲA2−ＲB）と、基準値としての既知のプラスチックの既知ピーク位置のラマン散乱強度ＲA10，ＲA20と既知ベースライン位置のラマン散乱強度ＲB0との差（ＲA01−ＲB0），（ＲA20−ＲB0）とを、直接またはそれぞれの比（ＲA1−ＲB）／（ＲA2−ＲB），（ＲA10−ＲB0）／（ＲA20−ＲB0）によって比較することにより被識別プラスチックの材質を識別する。なお、直接比較する際の基準値（ＲA10−ＲB0），（ＲA20−ＲB0）、または、比によって比較する際の基準値（ＲA10−ＲB0）／（ＲA20−ＲB0）は、予め記憶手段２１に記憶しておく。
For example, the discriminating means 22 uses the Raman scattering intensities R A1 and R A2 at the wave number of Raman shift corresponding to the known peak positions (two points A 1 and A 2 ) for each plastic material to be identified, and the known baseline position (point B). each of the difference between the Raman scattering intensity R B at a wave number of the corresponding Raman shift in) (R A1 -R B), ( and R A2 -R B), the Raman scattering of the known peak positions of the known plastic as a reference value The difference between the intensities R A10 and R A20 and the Raman scattering intensity R B0 at the known baseline position (R A01 −R B0 ) and (R A20 −R B0 ) can be directly or ratioed (R A1 −R B ). The material of the plastic to be identified is identified by comparing with / (R A2 -R B ), (R A10 -R B0 ) / (R A20 -R B0 ). The reference value for comparing directly (R A10 -R B0), ( R A20 -R B0), or, the reference value for comparing the ratio (R A10 -R B0) / ( R A20 -R B0) Is stored in the storage means 21 in advance.
図６はこの識別手段２２によるＰＳの識別例を示している。図６に示すように、ＰＳの２点Ａ1，Ａ2の既知ピーク位置に対応するラマンシフトの波数におけるラマン散乱強度ＲA1，ＲA2と点Ｂの既知ベースライン位置に対応するラマンシフトの波数におけるラマン散乱強度ＲBとのそれぞれの差（ＲA1−ＲB），（ＲA2−ＲB）の比（ＲA1−ＲB）／（ＲA2−ＲB）は、他の材質のものとは大きく相違している。したがって、ＰＳの既知ピーク位置のラマン散乱強度ＲA10，ＲA20と既知ベースライン位置のラマン散乱強度ＲB0との差（ＲA01−ＲB0），（ＲA20−ＲB0）の比（ＲA10−ＲB0）／（ＲA20−ＲB0）から設定した基準値としての閾値ＳPSによってフィルタリング（図示例では（ＲA10−ＲB0），（ＲA20−ＲB0）＞ＳPS＝２．５のみ抽出）することにより、ＰＳ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥが混在した試料からＰＳのみを識別して抽出することが可能である。 FIG. 6 shows an example of PS identification by the identification means 22. As shown in FIG. 6, the Raman scattering intensities R A1 and R A2 at the wave number of the Raman shift corresponding to the known peak positions at the two points A 1 and A 2 of PS and the Raman shift corresponding to the known baseline position at the point B The ratio (R A1 -R B ) / (R A2 -R B ) of the difference (R A1 -R B ) and (R A2 -R B ) from the Raman scattering intensity R B at the wave number is the same as that of other materials. It is very different from the thing. Therefore, the ratio (R A10 ) of the difference (R A01 −R B0 ) and (R A20 −R B0 ) between the Raman scattering intensities R A10 and R A20 at the known peak position of PS and the Raman scattering intensity R B0 at the known baseline position. -R B0) / (the filtering (shown example by thresholding S PS as a reference value set from R A20 -R B0) (R A10 -R B0), (R A20 -R B0)> S PS = 2.5 By extracting only PS), it is possible to identify and extract only PS from a sample in which PS, PP, PET, LDPE, and HDPE are mixed.
なお、図示しないが、他の種類のプラスチックにおいても同様にそれぞれのプラスチックの既知ピーク位置に対応するラマンシフトの波数におけるラマン散乱強度と既知ベースライン位置に対応するラマンシフトの波数におけるラマン散乱強度とのそれぞれの差や比等に基づいて被識別プラスチックＰの材質を識別することが可能である。また、識別手段２２は、ラマン散乱信号取得装置１０から得たラマン散乱信号からラマン散乱スペクトルを測定し、既知のプラスチックの材質ごとに予め測定したラマン散乱スペクトルと直接比較することにより、被識別プラスチックＰの材質を識別する構成とすることも可能である。 Although not shown, in other types of plastics, similarly, the Raman scattering intensity at the Raman shift wave number corresponding to the known peak position of each plastic and the Raman scattering intensity at the Raman shift wave number corresponding to the known baseline position It is possible to identify the material of the plastic P to be identified based on the respective differences and ratios. The identifying means 22 measures the Raman scattering spectrum from the Raman scattering signal obtained from the Raman scattering signal acquisition device 10 and directly compares it with the Raman scattering spectrum measured in advance for each known plastic material, thereby identifying the identified plastic. A configuration for identifying the material of P is also possible.
また、本実施形態におけるプラスチック識別装置１では、レーザ光の照射中にラマン散乱信号取得装置１０を移動機構１０ａにより、ベルト４ａ上面に対し、被識別プラスチックＰの搬送方向Ｘに対して直角方向Ｙに往復平行移動させる。すなわち、移動機構１０ａは、レーザ光の照射中にレーザ光が被識別プラスチックＰの一箇所に集中して被識別プラスチックＰを破損または変質しないように採光光学系３０を、ベルト４ａの上面に対して平行移動させるため、黒色プラスチックのようなレーザ光を吸収しやすい被識別プラスチックＰであっても、その一箇所にレーザ光が集中して照射されることがない。そのため、黒色プラスチックのようなレーザ光を吸収しやすい被識別プラスチックＰがレーザ光を吸収して発熱し、破損または変質するのを防止することができる。したがって、本実施形態におけるプラスチック識別装置１では、黒色プラスチックのようなレーザ光を吸収しやすい被識別プラスチックＰであっても、レーザ光Ｌの出力を上げて、強いラマン散乱信号を得ることが可能である。 Further, in the plastic identification device 1 according to the present embodiment, the Raman scattered signal acquisition device 10 is moved by the moving mechanism 10a during the laser light irradiation to the upper surface of the belt 4a in the direction Y perpendicular to the conveyance direction X of the plastic P to be identified. To reciprocally translate. That is, the moving mechanism 10a moves the daylighting optical system 30 with respect to the upper surface of the belt 4a so that the laser light is not concentrated on one place of the identified plastic P during the irradiation of the laser light and is damaged or altered. Therefore, even if the plastic P to be identified, such as black plastic, which easily absorbs laser light, the laser light is not concentrated and irradiated at one place. Therefore, it is possible to prevent the identified plastic P that easily absorbs the laser light such as black plastic from absorbing the laser light and generating heat to be damaged or deteriorated. Therefore, in the plastic identification device 1 according to the present embodiment, it is possible to increase the output of the laser light L and obtain a strong Raman scattering signal even for the identification plastic P that easily absorbs the laser light such as black plastic. It is.
なお、移動機構１０ａは、レーザ光の被識別プラスチックＰ上のスポット径以上の範囲（スポット径１ｍｍに対して、例えば、５ｍｍ以上）で採光光学系３０を平行移動させる。このように、レーザ光のスポット径以上の範囲で採光光学系３０を平行移動させることで、レーザ光が被識別プラスチックＰ上の同じ箇所に集中して照射されることがなくなり、被識別プラスチックＰが破損または変質するのを防止している。なお、スポット径の２倍以上とすれば、レーザ光照射による発熱をより効率良く放熱および伝熱することができ、正常なラマン散乱光が得られるので、種々の色のプラスチックの測定が可能となる。また、３倍以上とすれば、さらに効率良く放熱および伝熱することが容易となるので、さらに安定したラマン散乱光を得ることが可能である。 The moving mechanism 10a translates the daylighting optical system 30 in a range equal to or larger than the spot diameter of the laser light on the identification plastic P (for example, 5 mm or more with respect to the spot diameter of 1 mm). In this way, by moving the daylighting optical system 30 in parallel within a range equal to or larger than the spot diameter of the laser light, the laser light is not radiated in the same place on the identified plastic P, and the identified plastic P Is prevented from being damaged or altered. If the spot diameter is set to be twice or more the spot diameter, the heat generated by the laser light irradiation can be radiated and transferred more efficiently, and normal Raman scattered light can be obtained, so that plastics of various colors can be measured. Become. Further, if it is 3 times or more, it becomes easier to efficiently dissipate and transfer heat, so that more stable Raman scattered light can be obtained.
また、本実施形態においては、移動機構１０ａによる採光光学系３０の移動速度は、１００ｍｍ／ｓ以上としている。これにより、レーザ光が平行移動する間に、レーザ光によって被識別プラスチックＰが過熱するのを防止し、被識別プラスチックＰが破損または変質するのを防止している。なお、移動速度を２００ｍｍ／ｓ以上とすれば、さらにプラスチックの破損または変質を防止することができるので、さらに安定的なラマン散乱光を得ることが可能となる。 In the present embodiment, the moving speed of the daylighting optical system 30 by the moving mechanism 10a is 100 mm / s or more. This prevents the identified plastic P from being overheated by the laser beam while the laser beam is translated, and prevents the identified plastic P from being damaged or altered. If the moving speed is set to 200 mm / s or more, the plastic can be further prevented from being damaged or deteriorated, so that more stable Raman scattered light can be obtained.
図７は白色ＰＳおよび黒色ＰＳについて、同じレーザ出力でラマン散乱信号を得た結果を示している。図７に示すように、白色ＰＳでは図５に示す例と同様にピーク位置が明確に現れているが、黒色ＰＳではピーク位置が不明確となっている。一方、図８は本実施形態におけるプラスチック識別装置１により、ラマン散乱信号取得装置１０を移動させながらレーザ出力を上げてラマン散乱信号を得た結果を示している。図８から分かるように、黒色ＰＳであっても、白色ＰＳと同じピーク位置でピークが明確に現れており、これらのピーク位置に基づいて前述と同様に、被識別プラスチックＰの材質を識別することが可能である。 FIG. 7 shows the results of obtaining Raman scattering signals with the same laser output for white PS and black PS. As shown in FIG. 7, in the white PS, the peak position clearly appears as in the example shown in FIG. 5, but in the black PS, the peak position is unclear. On the other hand, FIG. 8 shows a result of obtaining a Raman scattering signal by raising the laser output while moving the Raman scattering signal acquisition device 10 by the plastic identification device 1 in the present embodiment. As can be seen from FIG. 8, even in the case of black PS, peaks clearly appear at the same peak positions as in white PS, and the material of the plastic P to be identified is identified based on these peak positions in the same manner as described above. It is possible.
また、本実施形態におけるプラスチック識別装置１では、採光光学系３０が、被識別プラスチックＰから散乱されたラマン散乱光をレーザ光Ｌの照射範囲から集光レンズ３２により広く集光し、変換レンズ４１により分光器５２の回折格子の向きに対して平行なスリット状に変換して分光光学系５０に導くので、より強いラマン散乱信号を得ることができる。さらに、本実施形態においてはスリット４２を通すので、より多くのラマン散乱光を分光光学系５０に導くことができ、さらに強いラマン散乱信号を得ることが可能となっている。 Further, in the plastic identification device 1 according to the present embodiment, the daylighting optical system 30 widely collects the Raman scattered light scattered from the identification plastic P by the condenser lens 32 from the irradiation range of the laser light L, and converts the conversion lens 41. Thus, the light is converted into a slit shape parallel to the direction of the diffraction grating of the spectroscope 52 and guided to the spectroscopic optical system 50, so that a stronger Raman scattering signal can be obtained. Furthermore, since the slit 42 is passed through in the present embodiment, more Raman scattered light can be guided to the spectroscopic optical system 50, and a stronger Raman scattered signal can be obtained.
上記構成のプラスチック識別装置１では、搬入された粉砕プラスチック（異物が含まれている場合もある。）を前処理風選機２により異物とプラスチック片とに選別し、この選別されたプラスチック片を振動整列フィーダ３により振動させて整列させ、ベルトコンベア４により搬送する。そして、ラマン散乱識別装置５によりベルトコンベア４のベルト４ａ上の被識別プラスチックＰにレーザ光を照射してプラスチックの材質を識別し、識別結果に応じて選別用エアガン６により選別して材質ごとに回収する。また、識別結果は出力手段２３にも出力される。 In the plastic identification device 1 having the above-described configuration, the crushed plastic (which may contain foreign matter) is sorted into the foreign matter and the plastic piece by the pretreatment wind sorter 2, and the sorted plastic piece is separated. Vibrating and aligning is performed by the vibration alignment feeder 3 and conveyed by the belt conveyor 4. Then, the Raman scattering identification device 5 irradiates the plastic P to be identified on the belt 4a of the belt conveyor 4 with laser light to identify the material of the plastic, and sorts it by the sorting air gun 6 according to the identification result. to recover. The identification result is also output to the output means 23.
また、前述のように、このプラスチック識別装置１では、ラマン散乱信号取得装置１０を移動機構１０ａにより、ベルト４ａ上面に対し、被識別プラスチックＰの搬送方向Ｘに対して直角方向Ｙに往復平行移動させることで、黒色プラスチックのようなレーザ光を吸収しやすい被識別プラスチックＰであってもレーザ光の出力を上げることで、識別可能となっており、識別結果に応じて選別用エアガン６により選別して回収することが可能である。このとき、プラスチック識別装置１は、同期制御装置８により移動機構１０ａとラマン散乱信号取得装置１０とエアガン駆動装置７とを同期させることで、識別した被識別プラスチックＰごとに選別用エアガン６により回収する。 Further, as described above, in this plastic identification device 1, the Raman scattered signal acquisition device 10 is reciprocally translated in the direction Y perpendicular to the conveying direction X of the plastic P to be identified with respect to the upper surface of the belt 4a by the moving mechanism 10a. This makes it possible to identify even a plastic P to be identified, such as black plastic, that easily absorbs laser light by increasing the output of the laser light, and sorting by the sorting air gun 6 according to the identification result And can be recovered. At this time, the plastic identification device 1 is recovered by the sorting air gun 6 for each identified plastic P to be identified by synchronizing the moving mechanism 10a, the Raman scattered signal acquisition device 10 and the air gun driving device 7 with the synchronization control device 8. To do.
また、このプラスチック識別装置１では、移動機構１０ａにより、ベルト４ａ上面に対し、被識別プラスチックＰの搬送方向Ｘに対して直角方向Ｙに往復平行移動させることで、被識別プラスチックＰへのレーザ光の集中を防止しているため、被識別プラスチックＰを破損または変質させることなく、ベルトコンベア４の速度を落とすことが可能である。したがって、ベルトコンベア４の速度を落とすことで、より強いラマン散乱信号を得て精度良く識別したり、識別した被識別プラスチックＰを選別用エアガン６により精度良く選別したりすることが可能である。 Further, in the plastic identification device 1, the laser beam to the identification plastic P is reciprocally translated in the direction Y perpendicular to the conveyance direction X of the identification plastic P with respect to the upper surface of the belt 4a by the moving mechanism 10a. Therefore, it is possible to reduce the speed of the belt conveyor 4 without damaging or altering the identified plastic P. Therefore, by reducing the speed of the belt conveyor 4, it is possible to obtain a stronger Raman scattering signal and identify it with high accuracy, or to select the identified plastic P to be identified with high accuracy using the air gun 6 for sorting.
なお、上記実施形態においては、ラマン散乱信号取得装置１０を移動機構１０ａによって移動する構成としたが、本実施形態におけるラマン散乱信号取得装置１０は、採光光学系３０と分光光学系５０とが光ファイバ束４０により接続されており、採光光学系３０と半導体レーザ発生装置３１とが光ファイバ３５により接続されているので、採光光学系３０のみを移動機構１０ａによって移動可能な構成とすることも可能である。 In the above embodiment, the Raman scattering signal acquisition device 10 is moved by the moving mechanism 10a. However, in the Raman scattering signal acquisition device 10 in this embodiment, the daylighting optical system 30 and the spectroscopic optical system 50 are light beams. Since it is connected by the fiber bundle 40 and the lighting optical system 30 and the semiconductor laser generator 31 are connected by the optical fiber 35, it is possible to adopt a configuration in which only the lighting optical system 30 can be moved by the moving mechanism 10a. It is.
このように採光光学系３０のみを移動機構１０ａによって移動可能な構成とすることで、より狭い間隔で採光光学系３０を数多く配置し、ベルト４ａ上の死角を減らし、より効率良く被識別プラスチックＰの識別および選別を行うことが可能となる。また、本実施形態におけるプラスチック識別装置１では、ラマン散乱信号取得装置１０が所定間隔で配置されているが、ラマン散乱信号取得装置１０の配置間隔を移動機構１０ａの移動範囲でカバーすることにより、ベルト４ａ上の死角をなくすことが可能である。 In this way, by making only the daylighting optical system 30 movable by the moving mechanism 10a, a large number of daylighting optical systems 30 are arranged at narrower intervals, the blind spot on the belt 4a is reduced, and the identified plastic P is more efficiently identified. Can be identified and sorted. Moreover, in the plastic identification device 1 in the present embodiment, the Raman scattered signal acquisition device 10 is arranged at a predetermined interval, but by covering the arrangement interval of the Raman scattered signal acquisition device 10 with the moving range of the moving mechanism 10a, It is possible to eliminate the blind spot on the belt 4a.
また、本実施形態におけるプラスチック識別装置１では、移動機構１０ａによりベルト４ａの上面に平行な面内で往復軌道を描くように採光光学系３０を移動させるものであるが、円軌道や楕円軌道を描くように移動させる構成とすることも可能である。要するに、レーザ光Ｌが被識別プラスチックＰの一箇所に集中しないように照射できる軌道を描くように移動させれば良い。 In the plastic identification device 1 according to the present embodiment, the daylighting optical system 30 is moved by the moving mechanism 10a so as to draw a reciprocating orbit in a plane parallel to the upper surface of the belt 4a. It is also possible to adopt a configuration that moves as drawn. In short, the laser beam L may be moved so as to draw a trajectory that can be irradiated so as not to concentrate on one place of the identified plastic P.
また、本実施形態におけるプラスチック識別装置１は、ベルトコンベア４によって被識別プラスチックＰを搬送しながら識別するものであるが、被識別プラスチックＰを移動させずに載置台上に載置した状態で識別する構成とすることも可能である。この場合も上記プラスチック識別装置１と同様に、採光光学系３０をこの被識別プラスチックＰが載置された載置台上で往復軌道、円軌道や楕円軌道を描くように移動させながら識別することが可能である。 Further, the plastic identification device 1 in the present embodiment is for identifying the plastic P to be identified while being conveyed by the belt conveyor 4, but the identification is performed in a state where the plastic P to be identified is placed on the mounting table without being moved. It is also possible to adopt a configuration. Also in this case, as in the plastic identification device 1, the daylighting optical system 30 can be identified while moving so as to draw a reciprocating orbit, a circular or elliptical orbit on the mounting table on which the identified plastic P is placed. Is possible.
また、ラマン散乱信号の取得に関して、ベルト４ａ等の載置台上の上面を撮像装置１１（図１および図２参照。）により撮像し、データ処理装置２０は、この撮像装置１１により撮像された画像から載置台上の上面に載置された被識別プラスチックＰの有無を認識し、被識別プラスチックＰが存在する位置でラマン散乱信号取得装置１０によりラマン散乱信号を取得し、この取得されたラマン散乱信号から被識別プラスチックＰを識別する構成とすることが可能である。 Further, regarding the acquisition of the Raman scattering signal, the upper surface on the mounting table such as the belt 4a is imaged by the imaging device 11 (see FIGS. 1 and 2), and the data processing device 20 is an image captured by the imaging device 11. To recognize the presence or absence of the identified plastic P placed on the upper surface of the mounting table, acquire the Raman scattered signal by the Raman scattering signal acquisition device 10 at the position where the identified plastic P is present, and the acquired Raman scattering. It is possible to adopt a configuration for identifying the identified plastic P from the signal.
これにより、被識別プラスチックＰが明らかに存在する位置でラマン散乱信号を取得し、この取得されたラマン散乱信号から被識別プラスチックＰを識別するので、精度良く被識別プラスチックＰを識別することが可能となる。また、被識別プラスチックＰが存在するときのみ、ラマン散乱信号を取得することで、この取得したラマン散乱信号に基づいてデータ処理装置２０により処理を行う時間に余裕ができ、より正確な識別を行うことが可能となる。 As a result, the Raman scattered signal is acquired at a position where the identified plastic P is clearly present, and the identified plastic P is identified from the acquired Raman scattered signal. Therefore, it is possible to identify the identified plastic P with high accuracy. It becomes. Further, by acquiring the Raman scattering signal only when the plastic P to be identified is present, the time for processing by the data processing device 20 based on the acquired Raman scattering signal can be afforded, and more accurate identification is performed. It becomes possible.
また、ラマン散乱識別装置５は、予めベルト４ａ等の載置台の上面に被識別プラスチックＰが載置されていない状態でラマン散乱信号取得装置１０によりラマン散乱信号を取得しておき、被識別プラスチックＰの識別の際に、ラマン散乱信号取得装置１０により取得されたラマン散乱信号と、載置台の上面に対象物が載置されていない状態でラマン散乱信号取得装置により取得されたラマン散乱信号との差分データを用いて前述と同様に被識別プラスチックＰを識別する構成とすることが可能である。 Further, the Raman scattering identification device 5 acquires a Raman scattering signal by the Raman scattering signal acquisition device 10 in a state where the identification plastic P is not placed on the upper surface of the mounting table such as the belt 4a in advance, and the identification plastic is obtained. The Raman scattering signal acquired by the Raman scattering signal acquisition device 10 at the time of identification of P, and the Raman scattering signal acquired by the Raman scattering signal acquisition device in a state where the object is not placed on the upper surface of the mounting table, The identification plastic P can be identified using the difference data as described above.
これにより、ラマン散乱信号取得装置１０による得られるラマン散乱信号のノイズを除去し、載置台の上面に載置された被識別プラスチックＰのラマン散乱信号を強調して得ることができるので、より精度良く対象物を識別することが可能となる。 Thereby, the noise of the Raman scattering signal obtained by the Raman scattering signal acquisition device 10 can be removed, and the Raman scattering signal of the identified plastic P placed on the upper surface of the mounting table can be emphasized and obtained. It is possible to identify the object well.
本発明のラマン散乱信号取得装置およびラマン散乱信号取得方法は、対象物から散乱されたラマン散乱信号を取得する装置および方法として、本発明のラマン散乱識別装置およびラマン散乱識別方法は、取得されたラマン散乱信号に基づいて対象物を識別する装置および方法として有用である。 The Raman scattering signal acquisition apparatus and the Raman scattering signal acquisition method of the present invention are acquired as the apparatus and method of acquiring the Raman scattering signal scattered from the object, and the Raman scattering identification apparatus and the Raman scattering identification method of the present invention are acquired. It is useful as an apparatus and method for identifying an object based on a Raman scattering signal.
１ プラスチック識別装置
２ 前処理設備
３ 振動整列フィーダ
４ ベルトコンベア
４ａ ベルト
５ ラマン散乱識別装置
６ 選別用エアガン
７ エアガン駆動装置
８ 同期制御装置
９ コンベア速度調整装置
１０ ラマン散乱信号取得装置
１０ａ 移動機構
２０ データ処理装置
２１ 記憶手段
２２ 識別手段
２３ 出力手段
３０ 採光光学系
３１ 半導体レーザ発生装置
３２ 集光レンズ
３３ ダイクロイックミラー
３４ 入射レンズ
３５ 光ファイバ
４０ 光ファイバ束
４１ 変換レンズ
４２ スリット
５０ 分光光学系
５１ コリメート鏡
５２ 分光器
５３ 反射鏡
５４ 合焦レンズ
５５ 光検出器
６０ 半導体レーザ駆動電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plastic identification device 2 Pre-processing equipment 3 Vibration alignment feeder 4 Belt conveyor 4a Belt 5 Raman scattering identification device 6 Sorting air gun 7 Air gun drive device 8 Synchronous control device 9 Conveyor speed adjustment device 10 Raman scattering signal acquisition device 10a Moving mechanism 20 Data Processing device 21 Storage means 22 Identification means 23 Output means 30 Daylighting optical system 31 Semiconductor laser generator 32 Condensing lens 33 Dichroic mirror 34 Incident lens 35 Optical fiber 40 Optical fiber bundle 41 Conversion lens 42 Slit 50 Spectroscopic optical system 51 Collimating mirror 52 Spectroscope 53 Reflector 54 Focusing lens 55 Photodetector 60 Semiconductor laser drive power supply
Claims (11)
前記採光光学系を前記載置台の上面に対して前記励起用レーザ光の前記対象物上のスポット径以上であって５ｍｍ以上の範囲で、かつ１００ｍｍ／ｓ以上の速度で平行移動させる移動機構と
を含むラマン散乱信号取得装置。 A daylighting optical system for irradiating an excitation laser beam to an object placed on the upper surface of the stage and condensing Raman scattered light scattered from the object;
A moving mechanism that translates the daylighting optical system with respect to the upper surface of the mounting table in a range not less than the spot diameter of the excitation laser beam on the object and not less than 5 mm and at a speed not less than 100 mm / s; A Raman scattering signal acquisition apparatus including:
前記移動機構は、前記対象物の搬送方向とは異なる方向に移動させるものである
請求項１から３のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置。 The mounting table is for mounting and transporting the object,
The moving mechanism, Raman scattering signal acquisition device according to any one of claims 1-3 is intended to move in a direction different from the conveying direction of the object.
さらに、
前記採光光学系により集光されるラマン散乱光を分光する回折格子からなる分光器と、
前記集光レンズにより集光される光を前記回折格子の向きに対応するスリット状に変換する変換レンズと
を含む請求項１から５のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置。 The daylighting optical system includes a condensing lens that condenses Raman scattered light scattered from the object widely from an irradiation range of the excitation laser light,
further,
A spectroscope composed of a diffraction grating that splits Raman scattered light collected by the daylighting optical system;
Raman scattering signal acquisition apparatus according to any one of claims 1 to 5, including a conversion lens for converting the light collected by the condenser lens in a slit shape corresponding to the orientation of the diffraction grating.
前記載置台の上面を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により撮像された画像から前記載置台の上面に載置された対象物の有無を認識し、前記対象物が存在する位置で前記ラマン散乱信号取得装置により取得されたラマン散乱信号から前記対象物を識別するデータ処理装置と
を含むラマン散乱識別装置。 The Raman scattering signal acquisition device according to any one of claims 1 to 6 ,
An imaging device for imaging the upper surface of the mounting table;
Recognizing the presence or absence of an object placed on the upper surface of the mounting table from an image captured by the imaging device, the Raman scattering signal acquired by the Raman scattering signal acquisition device at the position where the object exists A Raman scattering identification device including a data processing device for identifying an object.
前記ラマン散乱信号取得装置により取得されたラマン散乱信号と、前記載置台の上面に前記対象物が載置されていない状態で前記ラマン散乱信号取得装置により取得されたラマン散乱信号との差分データから前記対象物を識別するデータ処理装置と
を含むラマン散乱識別装置。 The Raman scattering signal acquisition device according to any one of claims 1 to 6 ,
From the difference data between the Raman scattering signal acquired by the Raman scattering signal acquisition device and the Raman scattering signal acquired by the Raman scattering signal acquisition device in a state where the object is not placed on the upper surface of the mounting table. A Raman scattering identification device including a data processing device for identifying the object.
載置台の上面に載置された対象物に対して励起用レーザ光を照射するとともに前記対象物から散乱されたラマン散乱光を集光する採光光学系を、前記励起用レーザ光の前記対象物上のスポット径以上であって５ｍｍ以上の範囲で、かつ１００ｍｍ／ｓ以上の速度で前記載置台の上面に対して平行移動させながら、前記ラマン散乱信号を得ることを特徴とするラマン散乱信号取得方法。 A Raman scattering signal acquisition method for collecting a Raman scattered signal by collecting Raman scattered light scattered from an object placed on the upper surface of a mounting table by irradiation with an excitation laser beam,
A daylighting optical system for irradiating the target object placed on the upper surface of the mounting table with the excitation laser light and condensing the Raman scattered light scattered from the target object is provided with the target object of the excitation laser light. Raman scattering signal acquisition characterized in that the Raman scattering signal is obtained while being translated with respect to the upper surface of the mounting table at a speed of 100 mm / s or more in a range of 5 mm or more above the upper spot diameter. Method.
前記載置台の上面に載置された前記対象物に対して前記励起用レーザ光を照射するとともに前記対象物から散乱されたラマン散乱光を集光する採光光学系を、前記励起用レーザ光の前記対象物上のスポット径以上であって５ｍｍ以上の範囲で、かつ１００ｍｍ／ｓ以上の速度で前記載置台の上面に対して平行移動させながら、前記ラマン散乱信号を得ること、
前記載置台の上面を撮像装置により撮像すること、
前記撮像装置により撮像された画像から前記載置台の上面に載置された対象物の有無を認識し、前記対象物が存在する位置で取得された前記ラマン散乱信号から前記対象物を識別すること
を特徴とするラマン散乱識別方法。 A Raman scattering signal acquisition method for collecting a Raman scattered signal by collecting Raman scattered light scattered from an object placed on the upper surface of a mounting table by irradiation with an excitation laser beam,
A daylighting optical system that irradiates the target laser beam placed on the upper surface of the mounting table with the excitation laser beam and collects Raman scattered light scattered from the target object is provided on the excitation laser beam. Obtaining the Raman scattering signal while being translated with respect to the upper surface of the mounting table at a speed of not less than a spot diameter on the object and not less than 5 mm and not less than 100 mm / s,
Imaging the upper surface of the mounting table with an imaging device;
Recognizing the presence or absence of an object placed on the upper surface of the mounting table from an image captured by the imaging device, and identifying the object from the Raman scattering signal acquired at a position where the object exists A method for identifying Raman scattering.
前記載置台の上面に載置された前記対象物に対して前記励起用レーザ光を照射するとともに前記対象物から散乱されたラマン散乱光を集光する採光光学系を、前記励起用レーザ光の前記対象物上のスポット径以上であって５ｍｍ以上の範囲で、かつ１００ｍｍ／ｓ以上の速度で前記載置台の上面に対して平行移動させながら、前記ラマン散乱信号を得ること、
この取得されたラマン散乱信号と、前記載置台の上面に前記対象物が載置されていない状態で取得されたラマン散乱信号との差分データから前記対象物を識別すること
を特徴とするラマン散乱識別方法。 A Raman scattering signal acquisition method for collecting a Raman scattered signal by collecting Raman scattered light scattered from an object placed on the upper surface of a mounting table by irradiation with an excitation laser beam,
A daylighting optical system that irradiates the target laser beam placed on the upper surface of the mounting table with the excitation laser beam and collects Raman scattered light scattered from the target object is provided on the excitation laser beam. Obtaining the Raman scattering signal while being translated with respect to the upper surface of the mounting table at a speed of not less than a spot diameter on the object and not less than 5 mm and not less than 100 mm / s,
Raman scattering characterized in that the object is identified from difference data between the acquired Raman scattering signal and the Raman scattering signal acquired in a state where the object is not placed on the upper surface of the mounting table. Identification method.
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