(57)【要約】【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１
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【特許請求の範囲】
【請求項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と、
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の範囲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。
【請求項２】
前記移動機構は、前記励起用レーザ光の前記対象物上のスポット径の２倍以上の範囲で前記採光光学系を平行移動させるものである請求項１記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項３】
前記採光光学系は、前記載置台の上面に対して平行に所定間隔で複数配列され、前記移動機構は前記採光光学系の配列ピッチ以上の範囲で前記採光光学系を平行移動させるものである請求項１または２に記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項４】
前記移動機構は、１００ｍｍ／ｓ以上の速度で前記採光光学系を平行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。
【請求項５】
前記載置台は、前記対象物を載置して搬送するものであり、
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４のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項６】
前記移動機構は、前記載置台の上面に平行な面内で円軌道、往復軌道または楕円軌道を描くように前記採光光学系を移動させるものである請求項１から５のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項７】
前記採光光学系は、前記対象物から散乱されたラマン散乱光を前記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、
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６のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置と、
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。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置と、
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。
【請求項１０】
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の範囲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。
【請求項１１】
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、
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の範囲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。
【請求項１２】
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、
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の範囲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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５６５９５号公報
【特許文献２】特許第４２０３９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【発明の効果】
【００２２】
（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。
【００２３】
（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。
【００２４】
（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。
【００２５】
（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。
【００２６】
（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。
【００２７】
（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。
【００２８】
（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。
【００２９】
（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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】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である。
【図２】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である。
【図３】図１のラマン散乱識別装置のブロック図である。
【図４】図３のラマン散乱信号取得装置の構成図である。
【図５】既知のプラスチックのラマン散乱スペクトルの例を示す図である。
【図６】識別手段によるＰＳの識別例を示す図である。
【図７】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スペクトルを測定した結果を示す図である。
【図８】ラマン散乱信号所得装置を移動させながらレーザ出力を上げてラマン散乱スペクトルを測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
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。
【符号の説明】
【００６９】
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
【図２】
2013036971.tif 000003
【図３】
2013036971.tif 000004
【図４】
2013036971.tif 000005
【図５】
2013036971.tif 000006
【図６】
2013036971.tif 000007
【図１】
2013036971.tif 000008
【図７】
2013036971.tif 000009
【図８】
2013036971.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月13日(2011.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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と、
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。
【請求項２】
前記対象物は、プラスチックである請求項１記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項３】
前記対象物は、レーザ光を吸収しやすいものである請求項１または２に記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項４】
前記採光光学系は、前記載置台の上面に対して平行に所定間隔で複数配列され、前記移動機構は前記採光光学系の配列ピッチ以上の範囲で前記採光光学系を平行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。
【請求項５】
前記載置台は、前記対象物を載置して搬送するものであり、
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４のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項６】
前記移動機構は、前記載置台の上面に平行な面内で円軌道、往復軌道または楕円軌道を描くように前記採光光学系を移動させるものである請求項１から５のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項７】
前記採光光学系は、前記対象物から散乱されたラマン散乱光を前記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、
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６のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置と、
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。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置と、
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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、
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。
【請求項１２】
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、
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。
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月23日(2012.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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と、
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。
【請求項２】
前記対象物は、プラスチックである請求項１記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項３】
前記採光光学系は、前記載置台の上面に対して平行に所定間隔で複数配列され、前記移動機構は前記採光光学系の配列ピッチ以上の範囲で前記採光光学系を平行移動させるものである請求項１または２に記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項４】
前記載置台は、前記対象物を載置して搬送するものであり、
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。
【請求項５】
前記移動機構は、前記載置台の上面に平行な面内で円軌道、往復軌道または楕円軌道を描くように前記採光光学系を移動させるものである請求項１から４のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置。
【請求項６】
前記採光光学系は、前記対象物から散乱されたラマン散乱光を前記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、
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。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置と、
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。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載のラマン散乱信号取得装置と、
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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、
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。
【請求項１１】
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、
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。