JPH0285750A - 狭周波数バンドの放射線および宝石の検知 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一般に９物体もしくは帯域の検査に関する。

一方では１本発明は、のびた線に沿ったどの点からも受
けることのできる光の選択されたせまい周波数バンドを
せまいスペクトルバンド濾過（せまいバンドパスフィル
ター手段）を用いて検出することに関する。本発明は、
さらに詳しくは、しかしながら、排他的にではなく、特
定の分離した物体もしくは物体の特定の帯域を確認する
ことに関する。本発明は、宝石、特にダイヤモンドを宝
石含有鉱石（仕方）から選別するために開発された。本
発明は、エメラルド、ルビーもしくはジルコンのような
他の宝石もしくは鉱石の選別に適用してもよい。しかし
ながら１本発明は大きな領域を検査するための一般的な
技術として用いることができ、かつ、より一般的ではな
いが、適当な個々の物体を確認するのに用いることがで
き。

あるいは、板紙材料の検査、もしくは、タービンブレー
ド鋳物の品質管理、もしくは、金属の不純物検査８例え
ば、鋼中のスラグの検査、もしくは。

ガラス上の反射防止被膜もしくは拡声′器コーン上のダ
イヤモンド膜内の裂は目の検出、もしくは。

茫く切った魚の鮮度もしくは骨の存在の検査（紫外線を
用いる）のような−船釣な検査技術に適用することがで
きる。

説明の残りの大部分は、特に、可視レーザー光線で励起
されたラマン光線の検出に関するが５本発明は、適当な
手段によって発生されたＸ線、可視光線、赤外線もしく
は紫外線のような適当な光線の励起に適用することがで
きる。放射は、入射光線に対していかなる方向にも１例
えば、同方向（背面照明）もしくは反対方向（正面照明
）において検出することができる。

（従来の技術） ある材料に光をあてると、入射光線の散乱の他に、材料
は、広バンド蛍光（励起波長よりも長い波長）の形で、
かつ、ラマン効果に原因を有する異なる不連続な周波数
で光を発する。ラマン周波数バンド（ストークスおよび
反ストークスと呼ばれる）は、入射光線の周波数とは異
なっており。

かつ、その両側に同様に配置される。そして、この周波
数の差は材料に特有のものである。このラマン発光は１
例えば２．ダイヤモンドをスピネル。

方解石およびジルコンのような他の材料から確認および
選別することを可能ならしめる。ラマン周波数は２゛つ
存在するけれども、１つは通常、普通の操作条件のもと
では強度が大であるので、低周波数（長波長）において
ストークス線が見られる。

通常、励起光線は、ダイヤモンドのラマン線を発生させ
るだけでなく、他の蛍光をも励起させる。

斑は、ダイヤモンドに特有の周波数変動を有するラマン
線を発生しない。しかしながら、有配石およびあるダイ
ヤモンドは他の波長の光もしくは蛍光を発する。そして
、これがラマン線、ひいては。

ダイヤモンドだけを確認する上でかなりの問題を生ずる
。ラマン線はきわめて弱く９発生した他の光によって完
全に圧倒される。

ダイヤモンドを選別もしくは確認するのにラマン効果を
使用する可能性は一般的な言葉で例えばＧＢ−Ａ−２，
１４０，５５５、ＧＢ−Ａ−２，１９９，６５７゜ＷＯ
８６１０７４５７およびＷＯ８８１０１３７８に記載さ
れている。

ラマン効果を用いることに関するもう１つの問題は、ラ
マン線はきわめて弱く、ラマン線をできるだけ多量に捕
捉するには大きな口径のレンズもしくはその他の集光手
段を使用しなければならず。

一般に２例えば工、以下のレンズが必要であることであ
る。さらにもう１つの問題点は１　この方法を経済的に
合うように使用しようとすると、多量の物体を単位時間
内に選別するか、あるいは、物体の大きな面積を単位時
間内に走査しなければならないことである。例えば、鉱
石を選別する時には。

少なくとも巾が０．３　ｍ、　−ＪＧには例えば１ｍも
しくは２ｍのベルト上で運ばれる鉱石を選別することが
できるようにしなければならない。鉱石の粒子は１例え
ば横滑り、落下もしくは自由飛行もしくは液体流として
運ばれるというような他の方法では広い進路を占有する
ことができる。きわめて一般的にではあるが、その巾を
粒子もしくは物体の数に適応させることのできる進路中
を移動する粒子もしくは物体を選別できるようにするこ
とが望ましい。−０８６１０７４５７は、宝石商による
ダイヤモンドの確認に関するので、この問題は取り扱わ
ない。ＣＢ−Ａ−２，１４０、５５５およびＧＢ−Ａ−
２゜１９９　、６５７は鉱石の選別を開示しているが、
使用される機械には、鉱石粒子が輸送方向に並び、かつ
２各粒子が観察手段の光軸を通過するように鉱石をせま
いベルトに沿って供給することが必要である。ＷＯ８８
１０１３７８は複数の光路を用いて広いコンヘーヤシュ
ートをカバーしている。各光路はせまく、それ自身検出
器である。

通常、励起光線はラマン線を発生させるだけでなく、全
般的な背景発光をも励起する。ラマン線もまたきわめて
せまいバンド内にあるので、せまいパスバンドを有する
商業的に人手し得るせまいバンドパスフィルターを用い
て全般的な背景発光を少なくすることができる。これに
関連して、「せまい」という言葉はこの技術分野で用い
られるような通常の意味を有する。しかしながら、もっ
と詳しく言うと、それは、エネルギー／波長曲線上でほ
ぼ検査されている放射の片側上の半振巾から他側上の半
振巾までのびる波長バンドを選択することを意味し得る
。本発明に対して、特にラマンに対しては、バンドは通
常Ｉｎｎのオーダー、例えば、Ｉｎｍもしくは２ｒ＋ｍ
であり、きわめて希ではあるが、　１０ｎｍより大きい
場合でさえある。他の蛍光に対しては、ハンドはほぼ２
０ｎｍ、　３０ｒ＋Ｉ１１もしくは４０ｎｍである。特
にせまいバンド濾過に使用される濾過器は通常バンドが
通過される干渉濾過器であろう。少なくとも、理論的に
は１反射されたせまいバンドを検出することができた。

せまいバンドパスフィルターもラインフィルターと呼ば
れる。

しかしながら、せまいバンドパスフィルターはその軸（
入射光に対する角度が０）上でその設計通過周波数を通
すが、その軸をはずれると、わずかに異なる周波数を通
す。このことは、添付図面のうちの第１図に示されてい
る。換言すれば、フィルターの通過周波数は５人射角に
よって左右され、すべての光線が軸に対してほぼ平行に
濾過器を通過することが必要である。１つの引用された
最大完敗は±４°である。実際に、特異角は検出の悪疫
によって左右され、より広いか、もしくは。

せまい発散でも許容し得る。光線がもっと大きい角度で
濾過器を通過すると、非ダイヤモンド材料がダイヤモン
ド材料として鑑定される可能性がある。このこと゛は、
物体が光軸上にある時には問題にならないが、物体がか
なり広い範囲にわたって分布している時には、かなり問
題となる。もっと一般的に言えば、物体を選別したり物
体の欠陥帯域に印をつける時に、物体又は帯域からの間
違っているが近い波長の斜めの光を拾い上げることによ
って間違った物体もしくは帯域が選択される危険性があ
る。

（発明の概略） 第一の見方によると１本発明は、物体もしくは物品を横
切って線を放射することに関する。そして、線を、一定
の入射角以内で検出中のすべての。

ただし、せまい周波数バンドを実質的に濾過除去するせ
まいバンドパスフィルター手段を含む観察システムで観
察する。検出手段は濾過手段を通過する光を検出し、前
記入射角外の光が濾過手段を通過して検出手段に達する
のを防止するための手段が存在する。物体もしくは物品
を走査するために１発光手段および観察手段は、物体も
しくは物品に対して一般に前記線を横切る方向に動かす
ことができる。

ある特定の配置では、前記入射角内にある光と前記入射
角外にある光の両方ともに濾過手段を通過させる集光手
段および前記入射角外にあり、濾過手段を通過したどの
光も遮断させるための手段が存在する。

使用に際しては、集光手段を検査されている線に沿って
、かつ、実質的にこの線に対して平行に（若干の非平行
性１例えば±４°までは許容されるけれども）のはずで
あろう。集光手段、もしくは、少なくとも、その第１成
分は、適当な成分でよい。簡単な細長い孔であってもよ
い。光の限られた部分（前記線に対して９０’を成す）
はせまいバンドパスフィルター手段を通過し、遮断され
ない。本発明は、検査されているすべての光にＯに近い
１例えば±４°以内の入射角でせまいバンドパスフィル
ター手段を通過することを可能ならしめる。せまいバン
ドパスフィルター手段の後には。

通常の光学装置を用いる。

ある集光手段はレンズのスタック又はアレイである。大
口径もしくは低工数システムを密に積み重ねることがで
きる。各レンズは、その長さに沿って０．５のｆ数を有
することができる。すなわち。

前記線に対して直角に、かつ、その巾を横切って７個積
み重ねることができる。ガラス製レンズのスタックを使
用することが可能であるが、フレネルのレンズは低工数
システムの設計を可能ならしめるので好ましい。集光手
段は別のもの１例えば鏡もしくはレーザー写真回折格子
のスタックであってもよい。このような回折格子は、す
べてが拘束されたＬ数円に落ちる複数個のレーザー写真
を作り、線に沿った多数の点から光を取り、あるビーム
角に沿って光を伝えることによって形成することができ
る。

スタック又はアレイはコンパクトで製造しやすいが２例
えば、レンズなどの接合部に重なりもしくは周期性が生
ずるというような欠点を有する。

周期性の影響を減少させるには、大きな塊が検査される
場合に重要な焦点の有効深さを限定してシステムをレン
ズの焦点からはずれさせるだけでよい。

レンズのアレイのかわりとして１円柱状レンズなどを用
いることがある。このこ七によって上記の欠点が防止さ
れる。円柱状レンズの効果は２通常のレンズ、フレネル
レンズ、鏡もしくはレーザー写真回折格子によって達成
することができた。

別の配置では１発光線に対して９０°の角度で見られる
ように、線上のどの点からの光も前記特定の入射角以内
では実質的に平行な光線に変え、かつ、この実質的に平
行な光線をして濾過手段を通過させる形成手段が存在す
る。

ここでは、線に沿って検査することがのべられているが
、理論的には、適当な集光手段を用いて実質的な巾なら
びに長さを有する帯域を検査することができる。この時
、線は、巾を形成する多（の線のうちのほんの１つてあ
る。一般に、線は直線である必要はない。

上記のように１本発明は、励起放射線として可視光線を
使用すること、もしくは８物体あるいは帯域の確認にラ
マン線を利用することによって限定されない。例えば、
励起線はＸ線であってもよい。、例えば、前記線に沿っ
てエネルギーの広い扇形を与えるために規準したくさび
を用いること。

あるいは、かすり入射Ｘ線ミラーを有する流電気走査器
を用いて線に沿って走査することもよい。

あるいは、線に沿って走査される紫外線もしくは赤外線
であってもよい。もし、照射後に長い時間定数が存在す
る（例えばＸ線を照射したダイヤモンド）ならば、物体
もしくは物品が急速に観察領域から出ていってしまうよ
うな系においては、予備照射を用いて蛍光発生機構を予
備励起してもよい。

選択された周波数の放射線の検出手段によって指示され
る特定の物体（もしくは帯域）を選択。

確認もしくは指示するにはどんな手段を使用してもよい
。選別する場合に好ましい方法は、物体の通路を横切っ
て設けられた一連の空気噴出器を使用することであるが
、他の放出方法も使用することができる。また、インキ
その他の印づけ系も使用することができた。物品を点検
する場合には。

インキづけ系は適当な系である。物理的排除もしくは選
別は必須ではない。場合によっては２粒子を数えるだけ
が必要である。例えば１粒子の何％が存在するかを求め
るためであり、あるいは、何らかの方法で粒子に付は札
をしてもよい。

反ストークスラマン信号の強度は、室温でストークス信
号のほぼ３００分の１として計算される。

このことは、特にストークス信号自体がきわめて弱いと
いう事実にかんがみて１反ストークス信号をきわめて非
魅力的なものにした。物体の検査に対して十分なラマン
光を捕捉することは困難である。

第２の観点によると１反ストークス信号の使用は、宝石
２例えばダイヤモンドを確認する特別の場合、もしくは
、宝石を拾い上げるために殖石を検査する特別の場合に
便利であることがわかっている。例えばダイヤモンドか
らの背景競争蛍光自体は、入射光波長よりも短波長（高
エネルギー）側で著しく低下され、その結果、背景に対
するラマン信号の比が改善される。換言すれば、検出さ
れた波長においては、ダイヤモンド自体からの巾のせま
いバンドの蛍光は存在しない。不純物が少なくなると、
光学的検出系中にいくらか巾の広いハンド巾の光学的濾
過器を用いることを可能ならしめる。例えば、軸からは
ずれた入射光を避ける必要性の小さい光学的濾過器を用
いることを可能ならしめるのである。さらに、光増巾光
陰極のような検出機器が短波長における感度を増大した
。

選別されている材料を加熱し、それによって反ストーク
ス信号の相対的強度を増大することができる。

ラマン信号の両方を同時に見、このようにして付加的識
別を行なうことができるであろう。

第３の観点によると２本発明は、蛍光を励起させるため
に領域もしくは物品を横切る線に光を照射し、線の位置
と領域もしくは物品の間で相対運動させて領域もしくは
物品を走査し、かつ、蛍光が発生する場所に応答する検
出手段を用いて発生した蛍光を検出し、それによって特
定の物体もしくは領域の位置を確認することによって領
域全体にわたって分配された多数の物体を検査するか。

あるいは、物品を検査することを可能にする。

第１の観点および第２の観点は主として選別鉱石上分り
石からのダイヤモンドの選別に一般的に関連するけれど
も２特に、輻からダイヤモンド以外の鉱石を選別するた
めには、何らかの方法で鉱石に蛍光性を与えねばならな
い。

かくして１例えば、検出手段として作用する強力ＣＣＤ
　　（電荷連結装置）アレイ又は位置検出光電子倍増管
を用いてベルトを横切って像を作ることができ、かつ１
例えば、エジェクターのラインにダイヤモンド材料を放
出させるように作用するためのマイクロプロセッサ−に
位置情報を与えることができる。もし集光および変換の
効率が適当であり、かつ、応答時間が許容し得るもので
あるならば２例えば、蛍光だけの検出器として強力ＣＣ
Ｄアレイを使用することが可能である。これはコスト面
で効果的であり、かつ、メンテナンスが容易である。

この観点の利点は、それが、励起光が線を横切って走査
されずに９例えばＸ線回収機におけるように全線にずっ
と光が照射されているような配置で使用することができ
ることである。

励起放射線は１例えば、Ｘ線、紫外線もしくは可視レー
ザーのように適当な放射線でよく、検出される放出蛍光
は適当な蛍光でよく、かならずしも可視スペクトル内に
な（でもよい。Ｘ線を用いる場合には、得られる広バン
ド蛍光を広バンド濾過によって検査することができる。

例えばレンズが汚れたり、レーザーの出力が変化したり
、あるいは、光電子倍増管の作用が不正確になったため
に性能が変化しても信号が得られるようにオンラインも
しくは自己校正またはモニタリングを有することが強く
望まれる。このことは１本発明に適用可能であるだけで
はなく１例えば１色走査もしくは紫外線走査のようなラ
イン走査を始めとして適当な検査技術に適用することが
できる。

第４の観点によると１本発明は、ラインに沿って入射光
を走査するための走査手段を含むモニター手段を供給す
る。モニター手段は入射光を受けた時に光を発するライ
ン上の第１　ｐｆｆ域、入射光を受けた時に少なくとも
あらかじめ定められた一定の周波数バンドにおいてはほ
とんどすべての、もしくは、大部分の入射光を吸収して
光をほとんど発しないライン上の第２領域、および、第
１領域から発せられる光および第２領域から発せられる
光を検出して、どちらかの領域からの検出光があらかじ
め定められた一定の値と異なる時に信号を与えるための
検出手段を含む。

本発明の第５観点によると３本発明は、特定の蛍光の存
在を検出する手段と蛍光の位置を確認するための別の手
段を有することが可能である。後者の手段は、エジェク
ターの列にダイヤモンド材料を放出させるように作用す
るためのマイクロプロセッサ−に位置情報を与えること
ができる。このことは、単一のきわめて感度の高い検出
器を用いて特定の物体もしくは領域の存在を検出する検
出器としてせまいバンドパスフィルターを使用すること
を可能にし１位置を検出する検出手段として広いバンド
パスフィルターを使用することを可能にする。感度の高
い検出器は高いであろうが。

位置検出手段は比較的安価である。

この観点は、励起光がラインを横切って走査されないが
、全ラインにずっと光が照射される９例えばＸ線回収機
におけるような配置において使用することができる。

励起放射線は１例えばＸ線、紫外線もしくは可視レーザ
ーのような適当な光線でよく、検出される発生蛍光は適
当な蛍光でよく、かならずしも可視スペクトル内になく
てもよい。弱い蛍光は通常せまいバンド内にあるであろ
う。ダイヤモンドに対して好ましい蛍光は、−弱いがダ
イヤモンドに特有の弱い蛍光としてのラマン蛍光（スト
ークス光もしくは反ストークス光）およびもっと強いが
例えばジルコンによっても発せられる一般的な背景蛍光
である。

第６の観点については、それから発せられる光が検出さ
れる走査線内の位置を確認することが１つの問題である
。多数の並んだ検出器を使用することが可能であろうが
、これは高くつく。

第６の観点によると、刺激の変調周波数を変え。

応答を検知し、かつ、応答の周波数を検出することによ
って情報を変調励起刺激から得ることができる。もっと
詳細に言えば、これは、変調された光を射出して、入射
光の変調周波数をラインに沿って変えつつ、のびたライ
ンに沿って物体もしくは領域に衝突させることによって
物体もしくは物品の領域を確認するのに使用することが
できる。

第６観点の方法は、励起刺激に対する応答からどんな情
報が必要な場合にも広く使用可能である。

特に、応答が発光（例えば光学的）であるならば。

位置情報が必要な時にこの方法は特に有用である。

具体的実施例においては、入射光が変調され。

かつ、変調をラインに沿って変え、応答の周波数を確認
する。このことは、単一の検出器を用いて重要な光を発
する物体もしくは領域の位置の確認を可能にする。しか
しながら、ラインの成る長さに応答する検出器を多数並
べて使用することができる。本発明はエレクトロニ゛ン
クスを単純化することができ１時間分割多重化を使用す
ることができる。

この方法は１例えば、紫外線、レーザーもしくはＸ線の
ような適当な発光を用いて使用することができるが、変
調周波数は発光の立ち上がり／崩壊寿命もしくは寿命（
蛍光反応時間）に適合しなければならない。かくして、
ダイヤモンドおよびジルコンのような石を比較的長い寿
命を有する一般的な蛍光を用いて橢石から選別すること
ができるか、あるいは、ダイヤモンドだけをきわめて寿
命の短いラマン蛍光を用いて報石から選別することがで
きる。

入射光は単一源（例えば、走査線を与えるための回転多
角形ミラーを有するレーザー）によみて供給することが
でき、変調周波数はラインの端から端まで勾配をつける
ことができる（周波数は。

時と場所によって変化される）。また２例えば異なるパ
ルス周波数（周波数は場所によってのみ変化する）で作
動するレーザーダイオードのようなラインの短い長さを
発光する光源を多数使用することもできる。周波数が時
間によってのみ変化するならば、同じ位置からの異なる
応答は確認することができた。

本発明の第７の観点は、応答が蛍光を発する物体もしく
は領域の位置に応じて位置する検出手段を用いて発光蛍
光を検出し、かつ、そこから２発せられる蛍光の検出時
における走査位置によって５蛍光が発せられた位置を明
らかにするために検出手段の応答を走査することによっ
て特定の物体もしくは領域の確認を可能にする。

この観点は、特に、広いヘルド上（もしくはベルトの端
から射出された直後）での袖石からのダイアモンドその
他の蛍光性鉱物の選別に適用することができるが、一般
的にも適用可能である。この観点は１例えばＸ線が使用
されるようなラインを横切って励起光を走査することが
困難もしくは不可能であるような配置において特にを用
である。

励起線は１例えばＸ線、紫外線もしくは可視レーザーの
ような適当な放射線でよく、そして、検出される発光蛍
光は適当な蛍光でよく、かならずしも可視スペクトル内
にある必要はない。

特に、この観点では、蛍光機構を予備励起するために予
備照射を用いてもよい。

第８の観点は、入射又は励起放射線が問題の粒子上に投
射され２発せられた光が検出され、そして１発せられた
放射線により宝石が鑑定されるような宝石鑑定に関する
。この観点は、単一の粒子もしくはのびたラインに沿っ
て存在する多数の粒子の検査に用いることができる。し
かしながら。

この観点は５一般的検査技術として用いることができる
とともに、適当な不連続な物体を確認、もしくは、一般
的な点検技術に適用することができる。

第８の観点は、宝石に変調放射線を照射して短かい立ち
上りおよび／もしくは崩壊寿命を有する放射線を発しさ
せ、かつ、励起線の変調周波数に対応する周波数で変調
される信号を検出することによって宝石を鑑定する方法
を供給する。これは。

通路を横切ってラインに光を照射することによって、広
い通路内を移動しつつある斑粒子の中から宝石を見分け
るのに用いることができる。

この観点は、競争蛍光（例えばジルコンからダイヤモン
ドを選別するための）と背景蛍光をよく区別することが
できる。背景蛍光を検出したり除去したりするのに例え
ばビームスプリンターを必要としない。観察系中に大き
な孔もしくは大きなバスバンド、ひいては、大きな光捕
捉を有することも可能である。

ラマン線（ストークスもしくは反ストークス）は、ラマ
ン線のきわめて迅速な立ち上りおよび崩壊時間もしくは
寿命によって他の放射線から区別される。立ち上り時間
と崩壊時間はほぼ同じであり、この速度では１両時間は
ダイヤモンド自体の通過時間、ひいては、ダイヤモンド
の大きさによって実質的な影響を受けるけれども、はぼ
３ピコ秒であり５ダイヤモンドおよびダイヤモンド含有
１中に存在すると予測される成る種の鉱物に対する蛍石
立ち上りおよび崩壊時間もしくは寿命は３ナノ秒と１０
マイクロ秒の間である。このような値に限定されないけ
れども、この観点は１例えば実施されつつある選別の種
類および検出されるべき光の種類に応じて寿命が３ピコ
秒から１００７４２０秒の間の放射線を検出するのに使
用することができる。蛍光の寿命は、一般に２ナノ秒の
オーダーであって、最長でも何十ナノ秒のオーダーであ
ろう。ダイヤモンドその他の物体および領域に対しては
、競争材料によって発せられる蛍光よりも短い立ち上り
時間、崩壊時間もしくは寿命を有し、いかなる濾過も通
過するであろうような蛍光はどれも検出することができ
る。この観点からして２例えば権石からダイヤモンドを
選別する時には、枯菌の塊もダイヤモンドといっしょに
選別されることもあることに留意すべきである。

試料の検査における遅延時間の使用は、　ｕｓｐ４．６
３２，５５０　、　ＵＳＰ４，７８６，１７０．　　”
＾ｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉ−ｓｔｒｙ”　、　
Ｖｏｌ、　４６　、　Ｎｏ、２＋　ｐｐ２１３−２２２
にあるＶａｎＤｕｙｎｅ　ｅｔ　ａｌ、の論文、　　”
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｍａｎ　５ｐｅｃｔｒｏｓ
ｃｏｐｙ　’　、　Ｖｏｌ、　１？、ｐｐ４１４−４２
３にあるＥｖｅｒａｌｌｅｔ　ａｔ、の論文、　　”Ｒ
ｅｖｉｅｗ　ｏｆ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｉｎｓｔｒ
ｕｍｅｎｔｓ”　、　５６（６）、　ｐｐＨ９５−１１
９８にあるＷａｔａｎａｂｅ　ｅｔａｌ、の論文および
”Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄＳ
ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ”　、　
１９＋　ｐｐ９３４−９４３にあるｌｌｏｗａｒｄ　ｅ
ｔ　ａｌ、の論文に開示されている。

（以下余白） 実際問題として、励起放射線を５例えば１０Ｍ１ｌｚ〜
ＩＧＩＩｚの周波数で変調してもよい。調査される物体
または帯域から発せられる放射線は、変調された励起放
射線を試し、かつそれに従うであろうし、これは例えば
約０．２　ｎｓの立ち上がり時間応答を有する検出器で
検出される。従って本発明は。

例えば他の発光方法の比較的長い寿命と比較して。

例えばラマン信号の非常に短い寿命を活用する。

他の発光はその比較的長い立ち上がり時間定数によって
、十分な活性があるわけではないので、ラマン放射から
は良好な信号が得られるであろうし。

他の発光からはより低い信号が得られるであろう。

好ましい装置においては、励起放射線は、変調の時間間
隔が１発光放射の立ち上がり時間または消滅時間と比較
して短くなるように変調される。検出系および関連する
エレクトロニクスは、信号を処理し１発光の立ち上がり
／消滅時間または寿命基準に従って、材料を選択し、か
つはじきだすことができる。−船釣な意味で、検出器は
、入射放射線周波数に対応する周波数で変調される信号
を生じるべきである。これを行なうためには、検出器そ
れ自体は、理論的にはスイッチを入れたり切ったりでき
るものであるか、あるいは有効または非有効にされるこ
とができるものであり、またはそのアウトプット信号は
、正常には入射放射線周波数と等しい周波数でチョップ
されることができるものであろう（例えば、多重のパル
ス周波数が理論的に可能であるが）。実際には、検出器
を作動させたままにしておき、かつそれが入射放射線周
波数で変調バーストを含む信号を発して−いるかどうか
決定することが好ましい。変調バーストは。

例えばラマン放射に従う、事実上９位相敏感およびその
他の検出技術を用いることによって、信号のＡＣ成分と
してラマン放射を検出することが可能である。背景蛍光
は、検出された信号のＤＣ成分であろう。

存在するその他の材料も同様な寿命であるが別の波長で
の発光を有するので、なんらかの形態の狭帯パスフィル
タリングが必要であろう。しかしながら一般に１発せら
れた放射線を、はるかに多く２本発明を用いて集めるこ
とができる。狭帯パスフィルター手段上の入射角が、許
容しうる範囲内に入るように、広い開口の観察装置を配
置してもよい。

励起放射線は、パルス修正（チョッピング）によって２
例えば正弦または三角波に変調されてもよい。これは外
部変調器またはモードロックレーザを用いて成しうる。

一般に励起放射線は、適切であればどのような形態を有
していてもよい。

種々の消滅または寿命モードをベースとして。

多重選別（または物体または帯域識別）あるいはその代
わりに補強弁別を実施するために、１つ以上の変調周波
数および／またはレーザ波長をもって操作を行なうこと
もできる。多重選別は１例えばダイヤモンド、エメラル
ドおよびルビーにも用いられることができるである。こ
れは、単一の励起放射線源を用いて、あるいは同じ場所
を照射する１つ以上の源を用いて、および種々の周波数
（励起放射線は種々の波長を有していてもよい）を検出
する。ビーム分割を用いて９例えば２つの異なるレーザ
での投射によって実施されうる。あるいはその代わりに
物体または帯域は、連続的に照射および／または検出さ
れてもよい。

本発明の９番目の観点によれば、特定の物体または帯域
は１例えば相対的に動いている時に、−回目に放射され
た発光を検出し、−回目の後に。

二回目の放射された発光を検出し、これら２つの時に放
射された発光の差を怒出することによって識別されうる
９ この観点は１時間によるスペクトルアウトプットの変動
、および特にダイヤモンドおよび脈石と関連した種々の
立ち上がり／消滅時間または寿命のメカニズムを活用す
る時間の分離が必要であり。

例えばタイムスインチ検出器が単一の粒子系に使用でき
るが、これは好ましくは移動によってなされる。従って
ただ１つの位置から連続的に発光を検出することも可能
であろう。物体または粒子がベルトに沿って移動するな
らば、同じ粒子を見るためであるが、既知の時間間隔に
等しい距離だけ離れた。ベルトの下方の異なる点に２つ
の光学装置が配置されてもよい。各光学装置は適切な検
出器を有している。第一検出器からの信号は、適切な粒
子が通過する時に記録され、第二信号は、ベルトに沿っ
てさらに、同じ粒子からとらえられる。

その時８時間の関数としての閾値／比信号における変動
が計算でき２粒子が例えばダイヤモンドであるかどうか
を識別するために使用できる。例えば、第一検出器が信
号を発し、第二検出器が発しないならば、消滅時間は短
く、放射はダイヤモンドと関連したラマン放射であるら
しい（これは時間間隔による。すなわち１種々の発光２
例えば１０ｎｓまたは１０ｍ５に対して、様々な分離が
使用できる）。

この方法は積極的にはダイヤモンＩ？を識別しないかも
しれないが、経済的には非常に価値がある精鉱を生じう
る。

その最も単純な形態において、この観点は、２つの単純
な光学装置のついた■ベルトを用いて材料を運搬するこ
とによって実施されうる。すなわち粒子は、ただ１つの
直線に沿って移動する。しかしながら、広いベルトが適
切な光学装置と共に使用できよう。ベルト上の材料の位
置安定性が要求されるが、これは例えば縦方向の分節に
分けられた溝を用いて得られる。粒子が十分な位置安定
性を有するならば、検出はフライトでなされることもで
きよう。

（例えば重選機前および後の脈石送り材料と関連した）
様々な立ち上がり／消滅時間が有用な選別を成すのに十
分なほど異なるならば、適切などんな発光照射を使用し
てもよい。放射線は可視スペクトル内にある必要はない
。励起放射線は、あらゆる適切な放射線１例えばＸ線、
紫外線、赤外線または可視レーザであってもよい。

この観点は９時間の関数゛として、絶対信号レベルにお
ける変化、またはスペクトルコンテントにおける変化、
あるいは両方に鎖っていてもよい。

本発明のスペクトルはどれも、適切であれば組合わせれ
てもよい。

庇１旦とス崖凰様 下記の本発明の実施態様において、多数の物質が１つの
地域に分散されている。この地域は、事実上長方形であ
り、物体は別の方向へ移動させられることもできるが、
ベルトの表面として示されている。ベルトが照射された
線に対して（およびこれと直角に）動くので、全地域が
走査される。

１つの物を調べる時にも同じ効果が生じる。

本発明は７例えば下記のような添付図面を参照してさら
に記載される。

全体として、同じ参照番号は同じまたは同様な部材を示
す。いずれの実施態様に関連して議論された変動も、適
切であれば他の実施態様にも適用できる。

員土凹 第１図は図面の説明の項で議論されている。

工にｌ２ 第２および３図において、（励起周波数、すなわちレー
ザの周波数では発光しない材料製の）移動ベルト（１）
は、単一層の鉱石または脈石粒子または物体（２）を運
ぶ。粒子（２）は、ロールクラツシングによって形成さ
れ、かつスクリーニングされたものであり、従ってこれ
は予め決められた大きさの範囲内にある。−船釣な用語
では１粒子（２）は、パイリングおよびシールディング
の効果を減少させるために、大体同様の大きさであり、
かつ適切な（平面図）占有率のものであるのが好ましい
。１つの適当な占有率は５％であるが２例えば４％〜８
０％の様々なものであってもよい。大きさの決定および
占有率は、既知の機械的手段を用いて決定されてもよい
。

レーザ（３）は、ベルト（１）を横断して伸びる線に沿
って励起放射線を投射する。これは適切なあらゆる方法
で行なってもよい。碗えば、レーザ（３）は。

走査装置（４）を用いて、線に沿って走査されてもよい
。この場合レーザ（３）は１例えば２ワツトレーザであ
ってもよい。例えばたくさんのレーザダイオードの直線
プレイを用いて、その他の代替手段も可能であろう。光
学部品はどのような適切な方法で配列されてもよい。第
３図は、概略的なものにすぎない。好ましくはレーザ（
３）は、効果的には下記の観察装置と同じ光学軸上にあ
る。従って各鉱石粒子（２）において、同じ点が照らさ
れ、かつ調べられる。例えば狭い横断鏡（５）が使用さ
れてもよい。

その他の可能性が以下に議論される。異なる焦点距離お
よびレンズ幅が必要とされるかもしれないが例えば入射
放射線に対して９０°で調べるため。

例えば大きい方の塊の鉱石の側でダイヤモンドを検出す
るために、別の観察装置が加えられてもよい。

マルチレンズアレイ（６）、ビーム分割器（７）　（８
）　、　狭帯パスまたはラインフィルター（９）、集光
レンズθ０゜テレセントリックストップ（Ｉ＋）、視野
レンズθり、レーゼブロッキングフィルター面、および
ＰＭＴ　０４］の形態の収集手段を有する観察装置で、
線を調べる。

ＰＭＴ　０４）は検出手段であり１粒子（２）によって
発せられる選択された周波数の放射線を検知する。

フィルター（９）は、ストークス信号または反ストーク
ス信号を通すように選ばれてもよい。２ｎｍまたはｌｎ
ｍバンドが通され２問題の信号に集中されうる。脈石が
、　５１４．５ｎｍで操作されるアルゴンイオンレーザ
（３）で照射されるならば、ダイヤモンドの主要ラマン
放射は、　５５２．４ｎｍ　　（ストークス信号）およ
び４８１．５ｎｍ　　（反ストークス信号）の２つのシ
ャープな綿から成る。もし６３２．８ｎｍで操作される
ヘリウムネオンレーザ（３）が使用されるならば、ダイ
ヤモンドの主要ラマン放射は、　６９１．１ｎｍおよび
５８３．６ｎｍの２つのシャープな線から成る。

（以下余白） 集光手段は１通常、ベル）１上の照射ラインに平行に延
出し、実際に、多レンズアレイ６を形成する横に並んだ
収束レンズ１５のアレイで構成された別のセクションを
備えている。各レンズ１５は長方形で、光軸に対して直
角の平面に配置され、レンズ１５の主軸は照射ラインに
対して９０″である。

鉱石粒子２はレンズ１５のほぼ焦点の位置にあるので各
レンズ１５は粒子２の点からほぼ平行な光線を与える。

第３図から分かるように、この場合、各レンズ１５は、
ベルト１の移動方向に平行に寸法が長いので各目標物２
からくる多量の光線をとらえ。

ｆ数が１以下である。第２図かられかるように。

この場合、各レンズ１５はベル＋−ｉを横切る細長い形
で、ｆ数が７以上である。はぼ平行の光線が。

収束レンズ１０によって、テレセントリック絞り１１の
平面にほぼ焦点を合わせられている。第２図に概略示す
ように、この効果は、（理想的にいえば）粒゛子２の真
上ではないレンズ１５を通過する光線は絞り１１によっ
て遮断されるということである。また第２図は、二つの
レンズ１５の境界上の近くにある目標物２からの光束１
６．７を示し、目標物２の上のレンズ１５からの光束１
６は遮断されないが、隣接するレンズ１５からの光束１
７は遮断される。実際には、少しオーバーラツプがあり
、境界上の近くの目標物２は二つのレンズ１５によって
検出され、これは上記のように周期的に起こるが１問題
にはならない。したがって２　フィルタ９に対する入射
角が大きい光束が遮断され、検査系は、±４°より大き
い入射角（またはいずれかの特定の選択された角度）を
有する光線が遮断されるよう配置されている。このよう
に、照射線に対して９０°の角度で見た場合、照射線の
各部分からの光線のごく限定された比較的細い扇形部が
検出され分析される。

検査領域をカバーするのに必要な各レンズ１５の幅とレ
ンズ１５の数は、上記の幾何学的制約によって決定され
るが、焦点距離７０Ｉｎ１１のレンズ１５を用い。

容認可能なフィルタの入射角として±４°を選んだ場合
、ベルトの１ｍ幅当り１００個のレンズ１５が望ましい
。個々のレンズ１５の光軸は、フィルタ９に対して実質
的に垂直である。絞り１１は、長方形の穴を有し１例え
ば、　３００　ｍｍ幅のベルトを検査するには１０ｍｍ
幅の穴を有する。

他の平面において、前記照射線をたどって見た場合（第
３図）、照射線がベルト１を横切る一つの走査線から発
せられ、すなわち、走査線の両側の粒子２が照射されず
、オフアキシス（ｏｆｆ　ａｘｉｓ）像がないので、フ
ィルタ９を通過する入射角の大きい光線については問題
がない。

検査系統は、ラマン強度に匹敵する非常に大きな強度の
レーザー光線の正反射をピックアップする。レーザーブ
ロンキングフィルタ１３は、大きな波長のレーザーがフ
ィルタ９を通過するときに設けられる。レーザーブロッ
キングフィルタ１３は。

角度に依存せず光学系のどこに置いてもよいが。

ＰＭＴ１４の直前に置くのが好ましい。なぜならばこの
平面では小さな直径しか必要としないからである。レー
ザーブロッキングフィルタ１３は、ガラス製吸光フィル
タであってもよく、ブロンキング量は１正しいグラス厚
を選ぶことによって選択することができる。

特別の目的で照射線の一部を抜取るために、いくつかの
ビームスプリッタ−を光学系に用いてもよい。ダイヤモ
ンドによる励起光線の発光時の強度（Ｄ対周波数（ｆ）
のグラフである第４ａ図、第４ｂ図および４０図のいず
れかに示すように、ラマン周波数ｆ、（ストークス信号
または反ストークス信号のいずれかが選択される）は、
同じ周波数でバックグランドの照射強度ｉｂを含んでい
る。すなわちこのラマン光線は２発光スペクトル中のご
く小さなブリップである。バックグランド光線を差引く
ことは必須ではないが、これを差引くと、検出が良好に
なりかつ精度が上昇する。実際に、バックグランド光線
は、ラマン周波数ｒＩの両側に近接して二つの異なる周
波数ｒ、、ｒ、で検出され、ｆ、、ｆ２および【、の多
くの関係は、処理アルゴリズムに用いられ、そのひとつ
は１周波数ｆ、、ｆ、の信号が平均され５その平均値を
周波数（ｒで検出された信号から差引き、その結果ラマ
ン信号をバックグランド信号から区別する方法である。

周波数ｆ、、ｆ３は１例えば各側１５ｎｍである。ビー
ムスプリンター７．８と関連の鏡１８゜１９ヲ用いて、
ビームの一部が、それぞれのハンドフィルタ９”、９”
、収束レンズ１０“、１０”、テレセンドリンク絞り１
１°、１１″、視野レンズ１２“。

１２ｍ、レーザーブロッキングフィルタ１３°、　１３
”およびＰＭＴ　１４”、　１４”に誘導される。しか
しいずれの適切な幾何学的制約でも利用できる。バンド
フィルタ９゛、９”は１周波数ｆｚ、ｒｓを通過する。

周波数ｒ、、ｒ、が臨界的でない場合、比較的広い帯域
１例えば１０ｎｍの幅の帯域が検出可能で、帯域フィル
タ９，９”は対応する広い帯域の周波数を通過させるが
、その帯域は、フィルタ９を通過した帯域の倍数になる
。この配列は、ビームスプリッタ−７，８が２例えば光
線の４％もしくは５％のようなごく少部分を分離する必
要があるだけであることを意味する。

ラマン光線を発する粒子を表示もしくは同定するには各
種の方法を用いることができる。

第１の方法では、たとえベルト１が非常に幅が広くても
単一のＰＭＴを用いることができ、ベルトの幅と速度、
および粒子の大きさに依存する走査周波数で、励起放射
線が走査される。代わりに。

多数のモジュールを、対応する数のＰＭＴと共に用いて
もよく、この場合、同じ原理が各モジュールに採用され
る。励起放射線が単に走査される場合。

または励起放射線が、走査ラインに沿って、多数の時分
割多重化レーザーを間隔をおいて配列することによって
有効に走査される場合、単一時間ドメイン法によって、
どの粒子２がラマン光線を発したかが表示もしくは識別
される。第５図はＰＭＴ１４からの信号を示す。標識Ｓ
は、調節可能な物理的な遮断または発光トレサーでもよ
いが、照射ラインの両端を定義しく第６図参照）、出力
信号を開始させ終端の位置合わせを行う。標識Ｓによっ
て、走査の開始と終端を知れば、特定の粒子２の位置が
決定される。

ひとつの−船釣な方法として、特に励起放射線が、走査
されない場合（例えばＸ線）、ダイヤモンドが発光する
一般的バツクグランド発光（強い発光）のような放射線
に感受性の位置感受性検知手段２０を組込んで、別の検
知手段２０が、フィルタ９を通過しなかった放射線を検
知するように配置することができる。ＰＭＴ　１４で検
出された粒子２からのいずれのラマン信号（弱い発光）
も１選別されるべき特定の粒子２が照射ライン内に存在
することを示す。ＰＭＴ　１４からの信号が、　（例え
ば増幅器を）を通過して、モジュール３９に至り、検知
手段２０゛（または２０）からの位置信号が増幅器を通
過して位置合わせモジュールに至り、この位置合わせモ
ジュールが、検知手段２０°　（または２０）からの信
号の、ベルト幅に対する位置を分析し、モジュール３９
に９時間と位置を含む信号を送る。ＰＭＴ　１４と検知
手段２０゛（または２０）とから同時に信号が受信され
ると、エアージェット制御部４１（以下の説明参照）が
、モジュール３９°からの位置信号にしたがって適当な
エアージェット２３を作動させ、特定の粒子２がその通
常の通路から吹きとばされる。

別の検知手段２０は、特定の粒子２の存在を検出するの
みならず、その位置を示す信号を与える。

従って特定の粒子２は、　ＰＭＴ　１４と検知手段２０
とが同時に検知した時に表示される。鉱石からダイヤモ
ンドを選別する場合、上記の方法によれば、高信頼性で
粒子を選別することができる。

別の検知手段２０が、　ＣＣＯカメラまたはＣＣＤアレ
イもしくは位置感受性ＰＭＴであってもよい。

好ましい装置には、走査される１０２４エレメントＣＣ
ロアレイ２０（または２０゛）が、マイクロチャネル板
信号増強器の後に配置されており、その情報は、走査も
しくは多重使用によって単一チャネルに沿って取り除か
れる。非常に正確な位置情報が与えられるが、非常に単
純な光学装置しか必要としない。標識Ｓによって走査の
開始と終端が分かれば、ベルト１は、　ＣＣＤ画素の群
によって、トラックに区分することができ、この画素群
によって個々のエアージェット２３を作動させることが
できる（以下参照）。

検知手段２０は、レーザー励起光に対するレーザーライ
ン（狭帯域）除去フィルタ、または、Ｘ線励起光に対す
るＸ発光帯域（例えば２８０〜３０Ｏｎ＋ｎ　）の通過
フィルタを備えていてもよい。しかし、オキュパンシイ
（ｏｃｃｕｐａｎｃｙ　）が監視されている場合、レー
ザー通過フィルタはレーザー励起光に用いられ、そのレ
ーザー波長を採用する。

第３図に示すように、検知手段２０は、（第３図に、別
の装置として２０’で示すように）レンズアレイ６の後
の観察系内に適切なビームスプリッタ−１８とともに配
置することができるが、第３図に示すように、観察系の
外側に設けるのが好ましい。

さらに別の態様として、検知手段２０°は、検知手段２
０と同様に組込んで、異なる目的の作用、すなわちベル
ト１のオキュパンシイを監視するためにベルト１の幅を
横切って検査することができるが。

このオキュパンシイは、公知の方法で供給を自動的に変
えることによって変えることができる。

第２の方法を用いる場合は、非走査の例えばＸ線源３が
、ベルト１を横切るラインを照射するのに用いられる。

この場合、モジュール６．９−１４の三つのモジュール
が１又は２ｎｍＯ幅のフィルタ９．９　’、９“を備え
ていてもよく１発光ピークと、半値幅エネルギー点にお
ける波長とを通過させるが、ダイヤモンドの発光が、半
ガウス発光であることによって識別される場合、少なく
とも特定タイプのダイヤモンドを識別することができる
。

ピークは、　（特定タイプのダイヤモンドの発光機構に
よるが）４００〜５００　ｎ＋＋＋の間にあり、フィル
タ９′、９”は、ピークの両側１５０　ｎｍのところに
ある。

第３の方法によれば、検知手段の２０もしくは２０’を
省略することができる。走査ラインは、単一レーザー３
で走査されるが、レーザー３が、走査ラインを横切って
、ある種のし方で変動するパルス周波数でパルスされて
いる。例えば、走査ラインの一方端から他方端へ、ＩＭ
ｔ（ｚから２ＧＨｚへとランプされている。ダイヤモン
ド２が検出されると。

変調バーストが、ダイヤモンド２からのラマン光の発光
によって、主ＰＭＴ　１４の信号に重畳される。

主ＰＭＴ　１４の応答の周波数は、ラマン光が発生する
走査ラインの位置に対応している。この応答周波数は、
　ＰＭＴ信号を復調し、その信号を１発光信号源すなわ
ちダイヤモンド２の位置を示す位置信号と比較する適切
な電子装置を備えたマイクロプロセッサで測定される。

ヘテロゲイン検出法が１以下に説明するモジュール３９
で用いられる。

第４．５および６の方法によれば、第１２図と１３図、
　１４図〜１７図および１８図〜２０図それぞれについ
て以下に説明する方法を利用することができる。

（以下余白） 第２〜第７図に示す系には３つのチャンネルがある。即
ち、ラマン周波数のいずれか一つの周波数に合わせた主
要検出チャンネルが一つとサイドチャンネルが２つてあ
る。より精度の高いソーティングを行うために、もっと
多くのチャンネルを使用することも可能である。例えば
、前のものとは異なる周波数を発振する信号を検出する
ための主要チャンネルをもう一つとそれに伴うサイドチ
ャンネル２つを併せて用いたりすることができる。

ある構成では、背景放射線を除去することを目的とした
ビーム・スブリフタやその他の装置構成を必要どしない
場合もある。タイプｎｂ以外の全てのダイヤモンドはそ
のルミネセンスによって区別できる場合がある（タイプ
ｎｂのダイヤモンドはルミネセンスを示さないがラマン
放射を生じる）。

広いめの帯域フィルタ９　（入射角の問題が残ったまま
であるが）とレーザー・ブロッキング・フィルタ１３を
用いれば、全てのダイヤモンドの表示と識別は可能であ
る。

狭帯域フィルタ９．９”、９”の前に広帯域フィルタを
置くことは可能である。つまり、真ん中のラマン周波数
で広帯域を選択することができる。

観察系の構成部品はどんなものでも等価部品と交換する
ことが出来る。例えば１通常のレンズやフレスネル・レ
ンズの代わりに、ホログラフィック・プレートや放物面
集光装置を使用してもよいし、フィールド・レンズ１２
．　１２°、　１２″”に代わる物として傾斜したミラ
ーや光チューブを使用することも出来る。正確なフォー
カシングは不要で。

必要十分な光子を集めるだけでよい。

レーザー３の光学系も異なってもよい。例えば。

ミラー５は集光レンズ１５の後ろにきてもよいし。

アルミ処理した細片をミラー１８内で形成されたギャッ
プを持たせてビーム・スプリッタ７上に配置してもよい
が、そのような場合には、集光レンズ・アレー６の中に
長いスロットが形成されるか。

或いはまた。そのレンズ・アレー６を用いて走査線に沿
って円筒状にレーザービームの焦点あわせをおこなう。

第６図は、オンライン（つまりソーティングを中止しな
いで）自己校正を行ったり、誤動作があることを表示す
る信号を送ったりする場合のモニターを行う方法を図示
したものである。線Ｓ−８はベルト１を点Ｓから点Ｓま
で走査したものである。

ベルトｌのどちらの側にもトレーサー・ストーン２１で
表わされる第一ゾーンがあり、それはエポキシ樹脂を混
合した合成ダイヤで作っても構わない。

またベルト１の一方の側には、全放射線を吸収するホー
ル２２の形をとった二つの第二ゾーンまたはビーム、・
ダンプがある。第３図に示したＣＣＤカメラ２０°のよ
うな適切な検出装置を用いて、トレーサー・ストーン２
１やホール２２からの放射線を検知し、それを処理して
例えば光電子増倍管１４．１４’。

１４″のゲインを上げたり下げたりして自動的に信号を
送ることができる。トレーサー・ストーン２１とホール
２２によって生じた信号は６秒間程度積分されてランダ
ム効果を減少させる。

第３図は、ダイヤモンドを非ダイヤモンド材２”が辿っ
た軌跡から吹き飛ばすことによって選別（つまり、指示
または識別）するためのエアジェツト列２３を示してお
り、ダイヤモンドビン２４も図示している。当然のこと
ながらこの選別基準を満足しているその他の粒子も選別
されることになる。

第７図は、識別および制御システムを示している。第７
図にはこの他にも次のような装置が描かれているが、そ
れらの機能および相互接続を詳述する必要はない：レー
ザー・ドライブおよびシャッター制御装置３１．スキャ
ン（ポリゴン）モーター・ドライブ３２．ビームスプリ
ッタ３３１回折格子３４と関連レンズ・システム、光セ
ンサー３５．スキャン開始検出装置３６とスキャン終了
検出装置３７゜ベルト速度エンコーダ３８．測定および
試験モジュール３９（マイクロプロセッサ）、試験用発
光ダイオード４０．およびエアジェツト制御システム４
１゜放射線には、適切ならばどのようなスキャン周波数
でも使用可能である。スキャンは１通常フライバックを
伴わず単一方向に行われる。例えば。

回転している６４面カットのミラーを走査ユニット４に
使用して行う。合焦点を定め（ベルトの上に予想する粒
子の高さの半分程度の間隔を空けた平面上にくる）、ベ
ルト速度１．６ｍ／ｓおよびスキャン幅３００ｎ＋ｍで
１３３Ｈｚのスキャンを行うと１　ｍｍの粒子に敵した
１／２ｍｍの解像度が得られる。ベルト速度５　ｍ／ｓ
およびスキャン長１０００ｍｍで４００Ｈｚのスキャン
を行うと３ａｕｎの粒子に適した１　ｍｍの解像度が得
られる。

ベル）１の幅が相当広い場合は、２個以上のレーザー３
や２個以上の光学モジュール６〜１４を隣接して並べて
使用してもよい。

第８図および第９図 第８図は第２図に相当し、同じ機能を果たしている装置
は同じ番号で参照しているため、これ以上の説明は行わ
ない。最も大きく異なる点は１円筒形のレンズ３１が第
２図および第３図に示した多レンズ・アレー６の代わり
に使用されていることである。第３図はラインに沿って
見れば分かるように第８図の構成を示している。このレ
ンズ３１は。

非球面または第９図に示すようなフレズネルのレンズで
もよく、収差を修正し、　ｆ番号を大きくする。

ストップ１１はレンズ１０の焦点面にあるが、これは標
準の球面レンズである。これは、前述のラインにそって
見れば（第３図）分かるように、光線はストップ１１の
平面上に焦点を結び、前述のラインに対して９０度の所
から見れば（第８図）分かるように、光線はストップ１
１の平面の後°ろに焦点を結ぶことを意味している。そ
れにも拘わらず第８図に示した光束から見られるように
ストップ１１は狭帯域フィルタ９について前もって定め
た最大値を上回る入射角を有する光線があればそれを阻
止する。

焦点距離が７０ｍｍの円柱形レンズ３１を用いれば約±
１０碓の焦点深度を持たせることが可能である。

光学系の長さと大きさを大きくすればこの焦点深度も深
くすることができる。

第１Ｏ図および第１１図 ベルト１の照射ラインに平行に延び１円柱形レンズ５１
とアクリル製のバイブ５２（光チューブ、ライン・アレ
ー・システム、または集光アセンブリとしても知られて
いる）で構成されている集光装置がある。この円柱形レ
ンズ５１はフレズネル・レンズでもよく、必ずしも断面
が円形である必要はない。レンズ６はライン上のオブジ
ェクト２から放出される光を集め一点に集中させ、ライ
ト・ガイドとして作用しているライト・バイブ５２の入
力端に線形像を形成する。このライト・バイブ５２は単
に反射用の仕切板を扇形にならべその上面と下面を覆っ
ただけのものである。これによって、ライト・バイブ５
２の出力側では線形像が円形像に変換されることになる
が、ライト・バイブ５２を出てくる光は全ての入射角に
おいて出てくることになる。従って１円柱形レンズ５１
と粒子２との距離が。

ライト・バイブ５２へのエネルギーの収集が（第１１図
の平面に於いて見られるように）最大になるような距離
になるように円柱形レンズを設置することが必要である
。光は、放物面型複合コンセントレータ−（ＣＰＣ）５
３によって集められるが、これは第２図で示したように
一つの焦点５４からの光を集め、　ｃｐｃ内でそれを平
行にしくつまり、はぼ平行な光線の東を作り）、その線
束を第二の焦点５５に集中させる。狭帯域フィルタまた
はライン・フィルタ９はＣＰＣ８の中央平面で光軸に直
角に、即ち。

はぼ平行な光線の領域の内部に設置する。

第２〜第７図に関連して、このフィルター９は上記のよ
うなものであると言える。

先程のＣＰＣ８の後段にはレーザー・ブロッキング・フ
ィルタ１３と光電子増倍管（ＰＭＴ）１４が来ることに
なっている。

第２〜第７図にあるように、ｉｌ１図で示したその池の
面においては、ラインフィルタ１１を通過した入射角の
大きな光線には何の問題もない。

第２〜第７図にあるように、光学系にはビーム・スプリ
ッタを幾つでも使用して特定の目的のために放射の一部
を取り出しても構わないし、また。

形状面でも適切ならばどのような構成のものを用いても
構わない。

より精度の高いソーティングを行うために、より多くの
チャンネルを使用することも可能である。

例えば、前のものとは異なる周波数を発振する信号を検
出するための主要チャンネルをもう一つとそれに伴うサ
イドチャンネル２つを併せて用いたりすることが出来る
。

前にも説明したように、背景放射線を除去することを目
的としたビーム・スプリッタやその他の装置構成を必要
としない場合もある。

さまざまな手法を用いてラマン放射を行った粒子２を指
示し識別することができるが、それは第２〜第７図を用
いて前に説明したとおりである。

第２〜第７図に関連して述べたように、狭帯域フィルタ
９．９’９”の前に広帯域フィルタを置くことは可能で
ある。つまり、真ん中のラマン周波数で広帯域を選択す
ることが出来る。

観察系の構成部品はどんなものでも等価部品と交換する
ことが出来る。例えば１通常のレンズやフレズネル・レ
ンズの代わりに、ホログラフィック・プレートやミラー
や放物面形コンセントレータ−を使用してもよい。ライ
ト・バイブ７．７’。

７パの代替品としては内部の扇形の壁がなくてもよいし
、二枚の傾斜したミラーや東になったファイバーなど、
即ち断面積が減少するもので置き換えることも出来る。

ＣＰ［：８．　８’、８″″は、フィルタ９．９°、９
”の後ろで使用されているもう一つの光学系であるそれ
ぞれの後ろ半分を省略してもよい。ＣＰＣ８，８’、８
°゛は単に第３図に示す二枚の平行なプレートでも構わ
ない。正確なフォーカシングは不要で、必要十分な光子
を集めるだけでよい。

第２〜第７図に関連して述べたように、レーザー装置３
の光学系は異なったものであってもよい。

第２〜第７図に関連して説明したように、オンラインで
自己校正を行う際のモニター装置が含まれていてもよい
。

第１２および１３図 代替システムにおいて１例えばＸ線放射に関して、第２
〜第７図に関連して今までに説明してきた感知装置２０
を残りの光学システムを除いた状態で単独で用いても構
わないが、それには適切なフィルタを取付け、ラマン周
波数に限らない広範囲のルミネセンスを対象としたルミ
ネセンスの検出を目的とする場合に限る。第１２図およ
び第１３図に推奨できるシステムを示す。

第１２および１３図に示した表現は第２へ７図で詳述し
たものよりずっと簡単なものである。

Ｘ線放射のラインは、適切なＸ線装置３がある場合はそ
れを用いることにより、ベルトｌを横切るように投影さ
れ１粒子２がベル）１の終わりまで第１２図に示すライ
ンＳ−８に沿って投影された後で粒子２のルミネセンス
が検出される。（存在する場合）。この検出には第１３
図に示すレンズ・システム６１と光電子増倍管６２で構
成された簡単な光学装置を用いる。光電子増倍管６２は
アンプ６３を介してマイクロプロセッサ−３９に接続さ
れ、マイクロプロセッサ−は粒子２のバス幅全体に分布
した沢山のエアジェツト２３中の一つを駆動するエアジ
ェツトドライブに接続されていて、マイクロプロセッサ
−３９が選択した粒子がパスから吹き飛ばされてビンに
入るようになっている。

第１３図に表示されているように、ルミネセンスう示す
粒子２の像は光電子増倍管６２の検出平面に焦点を結ぶ
。光電子増倍管６２は走査して検出平面上に像があるか
どうかを決定する。つまり、検出手段は粒子２を走査し
単純なタイムドメイン手法がどの粒子２がルミネセンス
を放射したかを指示または識別するのである。光電子増
倍管６２からの信号は通常第５図に示されている通りで
ある。

走査周波数はそれが適切であればどれでも光電子増倍管
６を走査するのに使用することが出来る。

例えば３ｍ／ｓで移動している１メートル幅のコンベヤ
ーについては４００Ｈｚが適切であり、　１．６ｍ／ｓ
で移動する３００　ｍｍ幅のコンベヤーでは１３３１１
ｚが適切である。

走査光電子増倍管６を使用する方法の代替案として走査
（１’（’Ｄアレー例えば、マイクロチャンネルプレー
ト信号インテンシファイヤの後ろに走査用の１０２４素
子ＣＣＤアレーを使用する事ができる。走査開始と終わ
りをマーカーＳを介して知ると、ｒ！。

子２のバスはＣＣＯ画素のグループ毎にトラックに区分
したり分割したり出来、そのグループは個々のエアージ
ェット２３を駆動することが出来る。ＣＣＤアレーは固
定された内部時計を持っており９例えば２ＭＨｚで走査
することが出来る。

第１４．　１５図 第１４図に時間を横軸に、入射励起放射を表すＲ１゜放
出放射を表すＲｅ、および検出を表す口を縦軸にとった
グラフを示す。Ｒｅ／ｌのグラフでは、　Ｒｅｌはラマ
ン放射でありＲｅ２は螢光である。

励起放射はＲｉ／ｌのグラフのようにパルスを発し検出
器を作動させあるいは出力信号をＤ／ｌのグツのように
チョップする。ラマン放射Ｒｅｌが上限に近く他のルミ
ネセンスの放射Ｒｅ２がラマン放射Ｒｅｌの検出を邪魔
しない程度まで上昇していない時、検出器が効果的であ
ることが分かる。つまり。

検出器はラマン放射Ｒｅｌより実質的に長い立ち上がり
時間をもつ放出放射を効果的に検出することが出来ない
。パルス長さをパルス周波数に対し短く保持することに
より他のルミネセンス強度を低くしラマン放射強度を他
のルミネセンスより大きくするかあるいは少なくとも検
出に十分な強度を持たせることが出来る。

第１５図はより長い時間スケールｔに対しダイヤモンド
が検出された時、つまり検出器の走査光がダイヤモンド
を通過した時の励起放射Ｒ１と放射放射Ｒｅを示してい
る。検出器の信号は放出放射と類似したものとなる。変
調バーストはラマン放出つまりダイヤモンドの存在を示
している。ラマン放射は他のルミネセンスが原因となっ
て起こるバックグラウンド信号を取り除く適切な閾値を
設定することにより識別することが可能であるし、又。

ヘテロダイン検出または何らかの適切な電子変調装置に
より識別することが出来る。

（以下余白） 第１６図 第１６図は簡単な実用的な機器の配置を示しており、■
ベルト７１が単一粒子フィーダ（ピックアップホイール
のような類似の単一粒子フィーダを使用してもよい）と
して使用されている。対象物つまり粒子２は適切な方法
でベルト７１上に供給され。

ベルトの終わりでは光学レーザービーム変調装置３１の
レーザー３により投射されるビームを通過する。変調装
置３１はビームを一般的な正弦波に変調する。ビームが
粒子２に当たる地点では粒子２は光電子増倍管の形を取
った光学捕集システム７２とは検出器１４により検査さ
る。適切なフィルターが組み込まれており、この図では
レーザー波長ブロッキングフィルター１３と狭帯域フィ
ルター９が示されている。粒子２はベルト１の終端から
放出されるので、エアージェット２３として示される適
切な排出手段を通過する。不合格粒子２は（脈石選別の
場合にはその大部分となるであろうが）エアージェット
２３を作動させず不合格ビン７３の中にはまり込む。選
ばれた粒子はエアージェット２３を作動させた通常の軌
道から外れてソーティングビン７４の中に吹き飛ばされ
る。

２ワットアルゴンイオンレーザ−３を用いた一つの好ま
しい実施例では、レーザー波長は５１４．５ｎｍでＩＧ
Ｈ，の周波数で変調されている。５５２．４ｎｍラマン
放出（ダイヤモンドストークス放射）ハフイルター８に
ｌ　ｎｍの広いスリットを用いて観察することが出来る
。但しバックグランドは本特許出願で記載されているよ
うに一般的に５３７　ｎｍと５６７ｎｍにバックグラン
ドを比例配分することにより減することを条件とする。

代替案として、５ｎｍ帯域をバックグランドを減算する
ことなしに帯域フィルター８に使用することが出来る。

４８１．５　ｎｍの反ストークス放射を同様の方法で観
察することが出来ると考えられているし、そうすること
が望ましいといえる。変調装置３１はブラッグセルでも
良く。

またレーザー３と変調装置３１はモード同期されたレー
ザーと取り替えることが出来る。ＰＭＴ１４は高速の立
上がり時間を持つマイクロチャネルプレート光電子増倍
管を用いることが出来る。

もう一つの実施例６３２．８　ｎｍで作動するヘリウム
ネオンレーザ−を用い、ダイヤモンドに対するその主要
なラマン放射は６９１．　ｌ　ｎｍ　（ストークス）と
５３８．６　ｎｍ　（反ストークス）の鋭い勾配の２本
のラインから構成されている。

電子回路にはビーム変調装置４用の復調装置ドライブ７
５．アンプ／電源ユニット７６、光電子増倍管１４から
の信号用の復調装置７７、および９例えば。

ダイヤモンドからのラマン放射を識別しジェット２３を
作動させるのに必要なロジックを持ったマイクロプロセ
ッサ７８が含まれている。

第１７図 第１７図ではレーザー３からのビームが適切な走査シス
テム４　（例、ガルバノメーターまたは回転ポリゴン）
を用いてワイドベルト１を走査する。

このようにしてレーザービームは粒子２がベルトから放
り出される直前にベルト１を走査する。適切な集光シス
テム８１が使用される。システム８１は広い開口部とフ
ィルターへの入射角が許容限界内となるように配置され
た光学的緒特性を持った狭帯域フィルターを持っている
。上記第２図から第７図は適切な一つのシステムを表し
ている。

第１８図から第２０図 一般的にいって、各実施例には２個の光学検出モジュー
ル９１．９１°が使われており、その一つ一つが９２．
９２’　で図示されている効率的な光学信号集合システ
ム狭帯域フィルター９，９°、励起放射用のブロッキン
グフィルター１３．そして検出器１４、１４’　から成
り立っている。光学信号集合システムは第２図から第７
図に関して説明したシステムを使用することが出来る。

検出器１４．１４°は光電子増倍管又はダイオードのよ
うな適切な検出器であればどのようなものでも構わない
。各検出器１４、１４°はその時間分解能特性を向上さ
せるように選択され操作される。各検出器１４．１４’
　はアンプ９２．９２“を介してマイクロプロセッサ３
９に接続される。マイクロプロセッサの出力信号はエア
ージエ−／　）ロジック４１に渡され一つ又はそれ以上
のエアージェット２３を作動させてその通常の軌跡から
必要な粒子２を排出する。

第１のモジュール９１は励起中に粒子２によって与えら
れる信号を検出する。第２のモジュール９１゛はもしあ
れば粒子２が励起放射を通過した後信号を検出する。粒
子２が興味あるか排出すべきかどうかマイクロプロセッ
サ３９内の２個の信号に関し決定を行う。一つの特定の
配置において、ラマンルミネセンス（反ストークスが使
用可能でより良いとしてもストークスが望ましい）は第
１のモジュール９１により検出され、広帯域蛍光バック
グラウンドは第２のモジュール９１により検出される。

第２のモジュール９１“により与えられる信号は第１の
モジュール９１により与えられる信号から減算され、ラ
マン放射が第１のモジュール９１によす検出される信号
に関し存在するかどうかを決定する。

異なった狭帯域フィルター９，９°を用いた代替案とし
ての配置では、異なった波長を第１と第２モジュール９
１．９１’　によって検出する事が出来る。

第１８図は高速で移動するＶベルト１が直線（平面図に
示されているように）に沿って移動するようにベルト１
上に脈石２を閉じ込める配置を示している。照射手段３
はレーザーでも良（、ベルト１の中央をスポット照射す
る。

第１９図は広いベルト１を使用した配置を示している。

ベルトを横断するラインはマイクロプロセッサ３９に接
続されたエンコーダが取り付けられたスキャナーを用い
た手段４により照射されるか。

或いは（放射がＸ線１例えば４０ｋｅＶで作動するター
ゲット式Ｘ線管である場合は特に）横ラインに沿って放
射を単に分散させる。光学モジュール９１゜９２″はベ
ルト１の全幅を調べ、ベルト中の必要な粒子２の位置を
検出し、適切なエアージェット２３を駆動する。

第２０図は光学システム９１．９１’　をより一層簡略
化出来る配置を示しており、検出器１４．１４”は強化
ＣＣＤアレーとし、各検出器はベルト１の一部分又はそ
のコースを検査し、他の光学システムの関連するＣＣＤ
素子と位置合わせされている。個々のＣＣＤ素子は位置
信号を提供することが出来るように従来の方法でアンプ
９２を介して接続されている。

２個の検出モジュール９１．９１’　の時間間隔は検出
分析されるルミネセンスに支配されるが、ひとつの配置
ではベルト速度が１−５ｍ５でモジュールが０．５ｍ離
れている時０．１−０．５秒の間隔が取られている。時
間間隔は装置を設計する際の物理的限界にも支配される
。距離間隔は５０ｎｍまで可能でありこれは鏡を用いて
行うことが出来る。

ビーム分割器はここに示されていないが付随的な光学チ
ャンネルと共に組み込んで、幾つかの。

例えば３種の、異なった波長帯域を調査し減衰していな
いかどうかを調べることが出来る。

実施例 第１８図の装置を使用してこの例を実施することが出来
る。第１のモジュール９１はダイヤモンド”から反スト
ークスラマンを検出し第２モジユール９１’はダイヤモ
ンドからの広帯域ルミネセンスを検出する。ベルト速度
は例１では１．６ｍ／ｓであり例２では３　ｍ／ｓであ
る。レーザー（アルゴンイオン）の波長は５１４．５ｎ
ｍである。フィルター９．９゛　は帯域が１又は２ｎｍ
の時、　５５２．４ｎｍに集中している。

ソーティングをする場合には第１のモジュール９１であ
って第２のモジュール９１°ではないが信号がラマン、
つまり、ダイヤモンドを指示する。つまり第１のモジュ
ール９１と第２のモジュール９１“の信号がルミネセン
スを指示するのであって（通常）はダイヤモンドを指示
しているのではない。多くのダイヤモンドは脈石材のそ
れと比べると短いルミネセンスを持ってい柩。

本発明は単に例を用いて上記に説明され、変更は本発明
の精神の範囲内で行うことが可能である。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図は、波長（ｎｍ）に対する透過エネルギーの割合
（Ｔ％）のグラフであり、最大透過率の半分において、
公称バンド幅１．４ｎｍでの公称値λｎｍの狭帯バスフ
ィルターに対する種々の入射角についての１組の曲線を
表わす。 第２図は１本発明装置の一例を示す概略側面図である。 第３図は、第２図の図面に対して直角方向から見た概略
図である。 ’１４ａ、　４ｂ、および４Ｏ図は、３つのいずれが１
つの放射線スペクトルを示すグラフである。 第５図は、第２図のＰＵＴ　（光電子増倍管）の出力を
示すチャートである。 第６図は、第２図のベルトの末端の概略平面図である。 第７図は、第２図の装置のダイヤグラムおよび関連する
電子構成部分を示す概略図である。 第８図は、第２図に対応するが、第二の例の装置を表わ
す概略図である。 第９図は、第８図における収集手段の一例を示す等角斜
視図である。 第１０図は１本発明装置の第三の例の概略図である。 第１１図は、第１Ｏ図の図面に対して直角方向から見た
概略図である。 第１２図は９本発明装置の第四の例の一部分を示す概略
等色画である。 第１３図は、第１２図の光学装置に電子構成部分をも示
した平面図である。 第１４図（ａ）〜（Ｃ）は、第１６および第１７図の装
置の原理を示す概略ダイヤグラムである。 第１５図（ａ）（ｂ）は、第１６および第１７図の装置
の操作原理を例証する概略ダイヤグラムである。 第１６図は１本発明装置の第五の例を示す説明図。 第１７図は１本発明装置の第六の例を示す説明図。 第１８図は１本発明装置の第七の例の概略図である。 第１９図は９本発明装置の第への例の概略図である。 第２０図は、第１９図の装置に組込まれつる９代替配置
の概略図である。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対象もしくは物品を検査するための装置であって、 該対象もしくは物品を横切ってある線を照射する手段；
   および 該線の全部もしくは延長部分を観察しかつ放射線により
   励起状態にある特定の対象もしくは物品の地域により放
   射される狭いバンドの放射線を検知する観察手段、を有
   し、該観察系は、特定の入射角内で該狭い周波バンド以
   外はすべてを実質的に濾去する狭いバンドパスフィルタ
   ー手段と、該フィルター手段を透過した放射線を検知す
   る検知手段と、該フィルター手段を透過しかつ該検知手
   段に到達する該入射角外の光を阻止するための手段とを
   有する装置。 ２、前記観察手段が該入射角内の光線と該入射角外の光
   線とを該フィルター手段に通す集光手段角外の光線とを
   該フィルター手段に通す集光手段と、該フィルター手段
   を通過した該特定の入射角外のあらゆる光線を停止させ
   る手段と、を有する請求項１の装置。 ３、ある領域に分布した多数の対象を検査するためのも
   しくは物品を検査するための装置であって、 特定の入射角内で狭い周波バンド以外はすべてを実質的
   に濾去する狭いバンドパスフィルター手段； 該入射角内の光線と該入射角外の光線とを該フィルター
   手段に通す集光手段；および 該フィルター手段を通過した該特定の入射角外のあらゆ
   る光線を停止させる手段、を有する装置。 ４、前記線に沿って観察すると、該集光手段は集光レン
   ズと実質的に等しい効果を提供する請求項２もしくは３
   の装置。 ５、前記線に沿って観察すると、該集光手段は該線から
   の放射線を実質的に平行な光線に形成する請求項４の装
   置。 ６、前記集光手段が該線に対し９０°で観察すると、該
   線上のどの点からの放射線をも実質的に平行な光線束に
   形成し、かつ該光線束のうちの少くとも一本の光線を該
   特定の入射角内で該フィルター手段に通す請求項２もし
   くは３の装置。 ７、前記集光手段は並列集光レンズアレイに実質的に等
   しい効果を提供し、それゆえこれら集光レンズは該点に
   より放射される放射線をほぼ平行な光線に形成する請求
   項６の装置。 ８、前記効果は、光軸に沿って観察すると細長く延びた
   形状のレンズであって光軸に垂直な平面内で該レンズの
   主軸がほぼ互いに平行であるように配置されたレンズに
   等しい請求項７の装置。 ９、前記集光手段は複数の要素であるアレイを有し、該
   アレイは該線に実質的に平行に延び、各アレイ要素は個
   々の要素と実質的に対立する該各点からの放射線を受け
   、そしてその放射線を前記停止手段により停止されない
   実質的に平行な光線に形成すると共に、さらに他の該点
   からの放射線を受け、そしてその放射線を該停止手段に
   より停止される実質的に平行な光線に形成するものであ
   る請求項６の装置。 １０、前記各要素は、三次元のセクターを受け、該セク
   ターは該線に沿って観察すると、該線に対し９０°で観
   察したときのセクターよりも大きい請求項９の装置。 １１、前記集光手段は円柱状集光レンズに実質的に等し
   い効果を提供する請求項２もしくは３の装置。 １２、前記集光手段は、該線に沿って観察すると、該点
   からの放射線を実質的に平行な光線に形成し、そして該
   線に対し９０°で観察すると該点からの放射線の方向を
   実質的に変更しない請求項２〜４の装置。 １３、前記停止手段は、該線に対し９０°で観察すると
   、該点からの放射線を集光する集光手段と、該フィルタ
   ーを通過した該特定の入射角外のあらゆる光線を停止さ
   せる遠隔中心フィールド・ストップとを有する請求項３
   〜１２の装置。 １４、前記集光手段は該線に対し９０°で観察すると、
   該点からの放射線を該ストップの横軸平面上に実質的に
   集中させる請求項１３の装置。 １５、前記集光手段は該線に対し９０°で観察すると、
   該点からの放射線を該ストップ背後の横軸平面上に実質
   的に集中させる請求項１３の装置。 １６、前記観察手段は形成手段を有し、該形成手段は該
   線に対し９０°で観察すると、該線上のあるいはその延
   長部分上のあらゆる点からの放射線を実質的に平行な光
   線に形成し、そして該実質的に平行な光線を該フィルタ
   ー手段に通す請求項１の装置。 １７、延長線に沿ってあらゆる点から受けられ得る選択
   された狭い周波数バンドの放射線を検知する装置であっ
   て、 特定の入射角内で該狭い周波数バンド以外はすべてを実
   質的に濾去する狭いバンドパスフィルター手段；および 該線に対し９０°で観察すると、該線上もしくはその延
   長部分上のあらゆる点からの放射線を該特定の入射角内
   の実質的に平行な光線に形成し、そして該実質的に平行
   な光線を該フィルター手段に通す形成手段、を有する装
   置。 １８、前記形成手段がコンセントレイターを有し、前記
   フィルター手段が該コンセントレイターの平行光線地域
   内にある請求項１７の装置。 １９、前記形成手段は放物線状のコンセントレイターの
   うちの少くとも最初の半分を有する請求項１８の装置。 ２０、請求項１６〜１９のいずれかに記載の装置であっ
   て、さらに前記形成手段内に放射線を通す前に該放射線
   を実質的により小さな横断面領域内に集中させる集光手
   段を有する装置。 ２１、前記集光手段が光パイプを有する請求項２０の装
   置。 ２２、前記集光手段が円柱状レンズ手段を含む請求項２
   ０もしくは２１の装置。 ２３、前述いずれかの請求項の装置であって、さらに該
   線に沿って励起放射線を供給するための手段を有し、該
   励起放射線が検査される放射線の放射を引き起こす装置
   。 ２４、前記選択された周波数の放射線がラマン放射の放
   射線である請求項２３の装置。 ２５、前記選択された周波数の放射線が反ストークス放
   射の放射線である請求項２３の装置。 ２６、前記選択された周波数の放射線がダイヤモンドの
   放射線である請求項２３〜２５の装置。 ２７、前述のいずれかの請求項の装置であって、さらに
   対象もしくは物品と該線との間の相対運動を該線に対し
   ほぼ横方向に包含する手段を有する装置。 ２８、移動コンベア上の不連続な対象を区別するための
   請求項２７の装置であって、該線は該コンベアを横切っ
   て延びている装置。 ２９、前述のいずれかの請求項の装置であって、さらに
   該フィルター手段をすでに通過したがまだ停止していな
   い放射線を検知するための手段を有する装置。 ３０、前述のいずれかの請求項の装置であって、さらに
   放射線が該狭いバンドパスフィルター手段に達する前に
   その放射線を、該狭いバンドパスフィルター手段に向う
   一つのビームおよび該選択された周波数に近いが異なる
   第二の周波数の該放射線の一部を通す第二のバンドパス
   フィルター手段に向う別のビームを含む形に、分割する
   ためのビーム・スプリッター手段と；該第二の周波数の
   放射線を検知するための第二の検知手段と；そして前記
   第一の検知手段により検知される該選択された周波数放
   射線と該第二の検知手段により検知される該第二の周波
   数放射線とを比較して該選択された周波数におけるあら
   ゆる下地放射線を実質的に除去するための手段と、を有
   する装置。 ３１、請求項３０の装置であって、さらに放射線が前記
   狭いバンドパスフィルター手段に達する前にその放射線
   を、該狭いバンドパスフィルター手段に向う第一ビーム
   と第二バンドパスフィルター手段に向う第二ビームと第
   三バンドパスフィルター手段に向う第三ビームとを含む
   形に、分割するためのビーム・スプリッター手段と；該
   第二および第三バンドパスフィルター手段は該選択され
   た周波数に近いが異なりかつ該選択された周波数のいず
   れか側にある第二および第三周波数をもつ放射線の一部
   を通し；該第二および第三周波数の放射線を検知するた
   めの第二および第三検知手段と；そして前記第一の検知
   手段により検知される選択された周波数放射線と該第二
   および第三検知手段により検知される第二および第三の
   平均の周波数の放射線とを比較して該選択された周波数
   におけるあらゆる下地放射線を実質的に除去するための
   手段と、を有する装置。 ３２、第一ビームが複数の他のビームの複合エネルギー
   もしくは複数の他のビームの各々の複合エネルギーであ
   り、かつ該第二もしくは第二および第三のバンドパスフ
   ィルター手段が該狭いバンドパスフィルター手段により
   透過した周波数バンドの巾よりも実質的に大きい巾をも
   った周波数バンドを通すように前記ビーム・スプリッタ
   ー手段を配置した請求項３０もしくは３１の装置。 ３３、前述のいずれかの請求項の装置であって、さらに
   前記選択された周波数の放射線を放射した該線上の特定
   の不連続な対象もしくは地域を表示するための手段を包
   含する装置。 ３４、前記表示手段はさらに該線からの放射線に感度を
   有する検知手段を有し、該放射線は該狭いバンドパスフ
   ィルター手段を通ることなく該付加的検知手段に達し、
   該付加的検知手段は該線に沿った位置に応答する信号を
   与えるためのものであり、該表示手段は該選択された周
   波数の検知手段と該付加的検知手段とが同時に検知する
   ときに対象もしくは地域を表示する、請求項３３の装置
   。 ３５、対象を区別するための請求項３３もしくは３４の
   装置であって、前記表示手段が該選択された周波数放射
   線を放射した複数の対象を異なる路へ吹き込むための手
   段を有する装置。 ３６、ラマン放射を励起する放射線で宝石を照射する手
   段と共に用いるための、宝石を検査もしくは検出するた
   めの装置であって、該石の抗ストークス放射線特性の放
   射を検出するための手段を有する装置。 ３７、ルミネッセンスを放射することにより励起放射線
   に応答する特定の対象もしくは地域を識別するために、
   ある領域に分布する多数の対象を検査しもしくはある物
   品を検査するための装置であって、 該対象もしくは地域のルミネッセンスを励起するために
   該領域もしくは物品を横切ってある線を照射するための
   手段； 該線の位置および該領域もしくは物品間の相対運動を包
   含しそれにより該領域もしくは物品を走査するための手
   段；および 放射ルミネッセンスを検出するための検出手段を有し、 該検出手段は該ルミネッセンスが放射される場所に応答
   しそれにより該特定の対象もしくは地域の場所を識別す
   る、装置。 ３８、対象を検査もしくは物品を検査する方法であって
   、 該対象もしくは物品を横切ってある線を照射すること；
   および 該線のすべてもしくは該線の延長部分を観察しそして狭
   いバンドパスフィルター手段を用いて該放射線による励
   起上の特定の対象もしくは物品の地域により放射された
   狭いバンドの放射線を検知すること、を包含し、 該狭いバンドパスフィルター手段は特定の入射角内で該
   狭いバンド以外はすべてを濾去し、該フィルター手段を
   通った放射線は検知されそして該入射角の外の光線は該
   フィルター手段を通過するのを阻止されて該検知手段に
   達する、方法。 ３９、請求項３８の方法であって、さらに請求項２〜３
   ７のいずれかの装置を用いて行う方法。 ４０、宝石を検査もしくは検出する方法であって、ラマ
   ン放射を励起する放射線で該石を照射すること、および
   識別もしくは検出されるべき石の反ストークス放射線特
   性の存在その他を検出すること、を包含する方法。 ４１、ルミネッセンスを放射することにより励起放射線
   に応答する特定の対象もしくは物品の地域を識別するた
   めに、ある領域に分布する多数の対象を検査もしくはあ
   る物品を検査する方法であって、 該対象もしくは地域においてルミネッセンスを励起する
   ために該領域もしくは物品を横切ってある線を照射する
   こと； 該線と該領域もしくは物品間の相対運動を包含しそれに
   より該領域もしくは物品を走査すること；該ルミネッセ
   ンスが放射される場所に応答する検出手段を用いて放射
   ルミネッセンスを検出し、それにより該特定の対象もし
   くは地域の場所を識別すること、 を包含する方法。 ４２、請求項３８〜４１のいずれかの方法であって、さ
   らに、多数のひ石粒子を収容し得る巾をもった路におい
   て移動するひ石粒子中に宝石を識別するのに用いられる
   方法。 ４３、検査用装置に用いられかつある線に沿って入射放
   射線を走査するための走査手段を包含する監視手段であ
   って、 該線上の第一地域、該第一地域はそれが該入射放射線を
   受けるとき放射線を放射する； 該線上の第二地域、該第二地域はそれが入射放射線を受
   けるとき該入射放射線の実質的にすべてもしくはその大
   半を吸収し、そして少くとも所定の周波数バンドでは実
   質的に何ら放射線を放射しない；および 該第一地域からそして該第二地域から放射された放射線
   を検知し、かついずれかの地域からの検知された該放射
   線が所定値と異なるとき信号を出す検知手段、 を有する監視手段。 ４４、ある線に沿って入射放射線を走査することを包含
   する手順によりある検査を行う装置を監視する方法であ
   って、 該線上の第一地域および該線上の第二地域から放射され
   る放射線を検知すること、該第一地域はそれが該入射放
   射線を受けるとき放射線を放射し、そして該第二地域は
   それが入射放射線を受けるとき該入射放射線の大半もし
   くは実質的にすべてを吸収しそして少くとも所定の周波
   数バンドでは実質的に何ら放射線を放射せず；そして 該第一地域からのもしくは該第二地域からの検知された
   放射線が個々の所定値と異なるとき信号を出すこと、 を包含する方法。 ４５、添付図面のいずれかに関して述べられた装置。 ４６、添付図面のいずれかに関して述べられた方法。