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公開番号2024085526
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-27
出願番号2022200073
出願日2022-12-15
発明の名称組成識別装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 21/65 20060101AFI20240620BHJP(測定;試験)
要約【課題】
物体の組成を高速に識別可能な組成識別装置を提供する。
【解決手段】
組成識別装置において、光を射出する複数の光射出部と、前記複数の光射出部からの光を、物体の夫々異なる位置に、前記光が重ならないように投影する投影光学系と、前記異なる位置からの夫々の散乱光を採光するための採光光学系と、前記採光光学系により採光された夫々の前記散乱光を分光するための分光素子と、前記分光素子によって分光された夫々の前記散乱光を受光して夫々の分光信号を取得する受光素子と、前記受光素子により取得された夫々の前記分光信号に基づき前記物体の組成を判定する信号処理部と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光を射出する複数の光射出部と、
前記複数の光射出部からの光を、物体の夫々異なる位置に、前記光が重ならないように投影する投影光学系と、
前記異なる位置からの夫々の散乱光を採光するための採光光学系と、
前記採光光学系により採光された夫々の前記散乱光を分光するための分光素子と、
前記分光素子によって分光された夫々の前記散乱光を受光して夫々の分光信号を取得する受光素子と、
前記受光素子により取得された夫々の前記分光信号に基づき前記物体の組成を判定する信号処理部と、を有することを特徴とする組成識別装置。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記異なる位置からの夫々の前記散乱光を、前記採光光学系の共役位置に、互いに重ならないように導光し、夫々の前記散乱光を前記分光素子にて分光し、前記分光された夫々の前記散乱光を、前記受光素子上の重ならない位置で受光することを特徴とする請求項１に記載の組成識別装置。
【請求項３】
前記採光光学系は、前記共役位置に配置された複数のファイバに、前記夫々の前記散乱光を導光することを特徴とする請求項２に記載の組成識別装置。
【請求項４】
前記投影光学系は、前記複数の光射出部からの光を前記物体の夫々異なる位置に、夫々スポット形状で投影することを特徴とする請求項１に記載の組成識別装置。
【請求項５】
前記複数の光射出部の夫々は、半導体レーザのエミッタを有することを特徴とする請求項１に記載の組成識別装置。
【請求項６】
前記複数の光射出部からの光を夫々別々のファイバを介して前記投影光学系まで伝送することを特徴とする請求項１に記載の組成識別装置。
【請求項７】
前記複数の光射出部の夫々は、半導体レーザのエミッタを有し、前記複数のエミッタからの光を夫々別々のファイバを介して前記投影光学系まで伝送し、前記投影光学系は、前記複数の光射出部からの光を前記物体の夫々異なる位置に投影することを特徴とする請求項１に記載の組成識別装置。
【請求項８】
前記投影光学系は、前記複数の光射出部からの光を前記物体の夫々異なる位置に、前記光が重ならないように投影するための共通のレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載の組成識別装置。
【請求項９】
前記投影光学系に含まれるレンズは、前記採光光学系の一部として用いられることを特徴とする請求項１に記載の組成識別装置。
【請求項１０】
夫々の前記分光信号を合成する信号処理手段を有することを特徴とする請求項１に記載の組成識別装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は物体の組成を識別するための組成識別装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題に対する関心の高まりを受け、自動車や家電の廃棄において生じる樹脂廃材のマテリアルリサイクルが注目されている。マテリアルリサイクルの為に、自動車や家電の破砕品に含まれる様々な樹脂の材種を正確に、かつ、高速に識別することが求められている。
【０００３】
樹脂識別の方法の１つに、レーザを照射したときに材料の分子構造特有のスペクトル遷移をするラマン散乱のスペクトルのピークを分析する方法がある。一般的にラマン散乱光は微弱あることが知られている。この為、必要な信号強度のラマンスペクトル信号を得ようとすると時間がかかり高速な処理ができない。又、ラマン散乱光を強くする為に、高出力レーザを照射すると樹脂が加熱変性してしまうことも知られている。
【０００４】
特許文献１では、樹脂が加熱変性をしないように樹脂上の広い範囲を一括照明し、広い範囲からのラマン散乱光を複数の光導波路で受光しラマン散乱スペクトル取得を行うことで、樹脂識別する識別装置が提案されている。
【０００５】
特許文献２では、１つの光源を分割し投影し、分割した投影スポットをずらしながら散乱光を取得することで、面内の散乱分布特性を取得することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許５２６５６３２号公報
特許５９０５１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら特許文献１では、複数の導波路で受光している為に、導波路間の隙間や、投影スポット形状に対する複数導波路のアウトラインの差によりラマン信号の取りこぼしが発生する。従って効率が悪く、取得ラマン信号強度が低下してしまい、高速な識別ができない課題があった。
【０００８】
又、特許文献２では、１つの光源を分岐して面内照明し、面内の散乱分布特性を取得しているが、１つの樹脂サンプルの樹脂種を識別する場合においては、樹脂サンプル上の照射強度は減ってしまう。その為、取得ラマン信号強度が低下してしまい、高速な樹脂識別ができない課題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的の１つは、物体の組成を高速に識別可能な組成識別装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
組成識別装置において、
光を射出する複数の光射出部と、
前記複数の光射出部からの光を、物体の夫々異なる位置に、前記光が重ならないように投影する投影光学系と、
前記異なる位置からの夫々の散乱光を採光するための採光光学系と、
前記採光光学系により採光された夫々の前記散乱光を分光するための分光素子と、
前記分光素子によって分光された夫々の前記散乱光を受光して夫々の分光信号を取得する受光素子と、
前記受光素子により取得された夫々の前記分光信号に基づき前記物体の組成を判定する信号処理部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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