JP2003014648A - 発光検出装置 - Google Patents
発光検出装置Info
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Abstract
き、異なる発光波長特性をもつ複数の発光物質を1ステ
ージで検知することを可能にした発光検出装置を提供す
る。 【解決手段】 蛍光物質1の移動方向に沿って配列さ
れ、それぞれ固有の波長感度特性が付与された複数の光
検出部で構成される多分割カラーセンサ9を用いて、定
速搬送される蛍光物質1の発光を検出し、信号処理部1
5で、多分割カラーセンサ9を構成する各光検出部の出
力の時間ずれを補正後、蛍光物質1の発光波長特性を判
別する。
Description
表面にある蛍光物質、燐光物質等の発光物質の発光を検
出する発光検出装置に関するものである。
には、たとえば特開平9−127000号公報や特開平
6−333125号公報の「蛍光検出装置」に開示され
るように、検知対象物に紫外光線を照射し、その反射光
の可視光全域を受光検知する方法がある。また、検知対
象の蛍光発光特性を精度良く検知しようとする場合に
は、検知対象の蛍光特性に合致した光学フィルタを紙葉
類と受光センサ間に配置し、特定波長の可視光のみを受
光センサにて受光検知する方法がとられる。
葉類に印刷された、異なる発光波長特性をもつ蛍光物質
を複数検知する場合、1ステージで実現しようとすると
可視光全域を検出することになり、高い検知精度は望め
ない。ステージを複数設け、夫々のステージにて異なる
特定波長の可視光を受光センサにて検知することによっ
て問題は解消されるが、この場合、ステージ数の増加に
よって装置の大型化が免れない。また、このようにステ
ージ毎に異なる特定波長の可視光を検知する方法では、
各波長の可視光の検知結果が同時に得られないことか
ら、紙葉類の真偽判定に有効な情報が得られるとは言え
なかった。さらに、検知対象の変更や増加に対し、光学
フィルタの変更やステージの追加といったハードウェア
の変更が必要となるなど、柔軟性に欠けるという問題が
あった。
れる場合の蛍光物質の発光特性と燐光物質の残光特性を
夫々検知する方法には、たとえば、実公昭62−269
1号に開示されるように、紫外線照明によって蛍光を検
知するステージと、このステージの後段で燐光物質の残
光を受光検知するステージとを設け、後段のステージに
て前ステージで紫外線照明を受けた燐光物質の残光を受
光検知する方法がある。
送路上に2つのステージを設ける必要があり、装置の大
型化を免れない。また、燐光物質の残光特性は燐光物質
の種類によって異なるため、搬送速度が一定の場合、燐
光物質の種類ごとに、燐光物質の残光特性を検知するス
テージの長さを最適に選定する必要があり、さらに異な
る特性を有する燐光物質を共通に処理する場合には3つ
以上のステージを必要になるなど、ハードウェアの構成
の変更に対して柔軟性を欠くという問題がある。
燐光物質の残光特性を検知する方法として特公平8−3
0785号がある。これは、照明を断続的に照射しなが
ら点灯時に蛍光物質の蛍光特性を、消灯時に燐光物質の
残光特性を検知するものである。
複雑になり高価になること、照明の点灯周波数と残光特
性の制約によって検知対象の移動速度が制限され、高速
化の壁があるという問題があった。
ので、発光物質の発光波長特性を高精度に判別すること
ができるとともに、異なる発光波長特性をもつ複数の発
光物質を1ステージで検知することのできる発光検出装
置を提供しようとするものである。
対応することの可能な発光検出装置を提供しようとする
ものである。
高精度に判別することのできる発光検出装置を提供しよ
うとするものである。
に、第1の発明である発光検出装置は、表面に発光物質
の領域を有する物品を搬送する搬送路と、この搬送路を
搬送中の物品に光を照射する光照射手段と、前記搬送路
の搬送方向に沿って配列され、それぞれ異なる波長感度
特性を有する複数の光検出部と、これら複数の光検出部
の出力に基づいて前記搬送路を搬送された物品の前記発
光物質の発光波長特性を判別する判別手段とを具備した
ものである。
なる波長感度特性を有する複数の光検出部を搬送路の搬
送方向に沿って配列したことで、各光検出部の出力に発
光物質の発光波長特性を得ることが可能になる。予め、
検知対象である発光物質に関する発光波長特性の情報を
基準情報として用意しておくことで、この基準情報と各
光検出部の出力を元に取得した情報との比較によって検
知対象である発光物質の有無を検出したり、発光物質の
種類の判別を行うことができる。
いて、物品の表面にある個々の発光物質毎に複数の光検
出部の出力の位相を合わせる位相調整手段を設けること
で、一つの物品に異なる発光波長特性の発光物質の領域
が設けられている場合に、それぞれの発光物質の領域の
発光波長特性の情報を区別して検出できる。したがっ
て、異なる発光波長特性の発光物質を1ステージで検出
することができる。
象を判定するための基準情報を変更することで、検知対
象である蛍光物質の種類をハードウェアの変更無しで変
更することができる。加えて、検知対象である複数の蛍
光物質の夫々の位置関係を検知することも可能である。
表面に発光物質の領域を有する物品を搬送する搬送路
と、この搬送路の搬送方向に沿って配列された複数の光
検出部と、前記複数の光検出部に各々対応する前記搬送
路上の複数の受光感度エリアのうち上流側の1以上の受
光感度エリアに光を照射する光照射手段と、前記複数の
光検出部の出力に基づいて前記搬送路を搬送された物品
の前記発光物質の残光特性を判別する判別手段とを具備
したものである。
以上の受光感度エリアに光を照射すると、発光物質が燐
光物質ならば、その照射エリアより下流側のエリアに対
応する複数の光検出部の出力にその燐光物質特有の残光
特性が現われる。このことにより、発光物質が燐光物質
であるか、或いは燐光物質以外の発光物質であるかを1
ステージで判別することが可能となる。また、予め、様
々な種類の燐光物質の残光特性の基準情報を用意してお
くことで、これらの基準情報と各光検出部の出力を元に
取得した情報との比較によって、検知対象の燐光物質の
種類判別を行うことも可能になる。さらに、この発明に
よっても、検知対象を判定するための基準情報を変更す
ることで、検知対象である蛍光物質の種類をハードウェ
アの変更無しで変更することができる。
送路の搬送方向に受光感度エリアの隙間を有することな
く連続して配列されているので、発光波長特性や残光特
性の検出を高密に行うことができ、高い検出精度を期待
できる。
に基づき説明する。
ある蛍光発光検出装置の構成を示す図である。
走行される紙葉類の表面に印刷された蛍光物質の発光波
長特性を1ステージで検知することを可能としたもので
ある。
刷、あるいは塗布、あるいは貼り付けられた紙葉類3
は、図示しない搬送機構によって移動される搬送路上を
一定の速度で一方向(矢印X方向)へ走行される。搬送
路の上方には、紫外線光源5、結像レンズ7および多分
割カラーセンサ9などが配設されている。
ランプ等が使用される。このような光源5から紫外光線
のみを透過させて検知対象である蛍光物質1に照射する
ために、紫外線光源5と搬送路との間には光学フィルタ
11が配置されている。
紫外光線が紙葉類3の蛍光物質1に照射されると蛍光物
質1が励起し発光する。結像レンズ7は、この蛍光物質
1の発光を多分割カラーセンサ9の受光面に結像させ
る。
蛍光物質1の移動方向(X方向)に沿って隙間無く配列
された複数の光検出部と、これら光検出部に各々固有の
波長感度特性を付与する光学フィルタとの組み合わせで
構成される。多分割カラーセンサ9に用いられる光学フ
ィルタは光検出部毎に異なる透過波長域をもち、この例
では、たとえば可視光波長を16分割して長波長から短
波長へ順に並ぶようにして各光検出部に透過波長域がユ
ニークに割り当てられている。
々の光検出部に対応する紙葉類3上での受光感度エリア
A1−A16の配置例が示されている。同図に示すよう
に、紙葉類3の移動(X)方向から見て最初の(最上流
の)受光感度エリアA1の通過波長域の中心は700n
m、次の受光感度エリアA2の通過波長域の中心は68
0nmであり、以下同様に受光感度エリアA3−A16
の通過波長域の中心が20nmずつ小さくなっている。
は、たとえば、浜松ホトニクス社製の多分割フォトマル
R5900−L16シリーズ等がある。
た16チャンネルの電気信号は増幅部13によって夫々
増幅された後、信号処理部15にて、各光検出部の位置
の違いによる時間ずれが補正された後、蛍光物質1の発
光波長特性の判別処理が行われるようになっている。
の受光感度エリアA5(中心波長が620nm)が赤
を、9番目の受光感度エリアA9(中心波長が540n
m)が緑を、そして14番目の受光感度エリアA14
(中心波長が440nm)が青をそれぞれ検出するもの
として説明を行う。
ように、蛍光発光しない紙葉類3の上に、紙葉類3の移
動(X)方向の先端側より、白色発光領域3a、赤色発
光領域3b、緑色発光領域3cを順に配置したものを想
定する。
つつ、紫外線光源5から紫外光線を紙葉類3の表面に照
射し、これによる白、赤および緑の各領域3a,3b,
3cの蛍光発光を多分割カラーセンサ9で検出すること
によって得られた信号波形を図3に示す。
ぞれ、その蛍光発光が複数の受光感度エリアで時間差を
もって検出されることにより、互いに位相(時間)がず
れた複数の信号として得られる。実際には、この例では
16分割のカラーセンサを用いているため、個々の蛍光
発光に対して位相のずれた最大16個の信号が得られる
ことになる。信号処理部15は、図4に示すように、こ
のような複数の信号の位相ずれを補正し、蛍光物質1の
発光波長特性を判別する処理を行うものである。
理する信号処理部15の構成を示す。
得られた電気信号は、A1〜A16の受光感度エリア毎
に設けられた電流電圧増幅器(I−V)13で増幅さ
れ、信号処理部15の中の信号選択回路17に入力され
る。信号選択回路17は、電流電圧増幅器13の出力を
時系列に並べてA/D変換器18に与える。A/D変換
器18は信号選択回路17を通して入力されたセンサ出
力をディジタルデータに変換して位相調整回路19に与
える。位相調整回路19はA/D変換器18からディジ
タルデータとして与えられたセンサ出力の位相ずれを補
正し、この情報を判別処理回路20に与える。判別処理
回路20は、蛍光物質1を判別するための基準情報をメ
モリ14から参照し、位相調整回路19より与えられた
センサ出力情報と基準情報とから検知対象である蛍光物
質1の発光波長特性を判別する。
に対するセンサ出力毎、たとえば図2〜図4の例では、
白、赤および緑の個々の領域3a,3b,3c毎の蛍光
発光に対するセンサ出力毎に行われる。この例では、説
明の簡単のため、3つの受光感度エリアA5,A9,A
14の出力のみを取りあげており、これら3つの受光感
度エリアA5,A9,A14の出力に対する位相合わせ
の様子が示されている。
の位相差は固定であるから、信号選択回路17は全時間
の受光感度エリアA1−A16の出力から、一つ一つの
蛍光物質の蛍光発光(図2〜図4の例では白、赤および
緑の個々の領域3a,3b,3c)に対する出力の組み
合わせを分類することが可能である。この信号選択回路
17によって選択された一つ一つの蛍光物質の蛍光発光
に対する出力の組み合わせが位相調整回路19での位相
合わせの対象として扱われることになる。
ついて、その蛍光発光の波長特性を個別に判別すること
が可能になるとともに、各蛍光物質の移動(X)方向で
の位置関係も測定することが可能になる。
構成されているので、異なる発光波長特性の発光物質を
1ステージで検出することができる。また、検知対象を
判定するための基準情報を変更することで、検知対象で
ある蛍光物質の種類をハードウェアの変更無しで変更す
ることができる。また、検知対象である複数の蛍光物質
の夫々の位置関係を検知することも可能である。
明する。
出装置の構成を示す図である。
速走行される紙葉類の表面にともに印刷された、もしく
は別々に印刷された蛍光物質の発光特性ならびに燐光物
質の残光特性を1ステージで検知することを可能とした
ものである。
質21が表面に印刷された紙葉類23は、図示しない搬
送路上を一定の速度で一方向(矢印X方向)へ走行され
る。搬送路の上方には、紫外線光源25、結像レンズ2
7および多分割センサ29などが配設されている。
ンランプ等をライン状に配置してなるファイバー照射装
置や紫外線蛍光管などの主光源31と、集光器33と、
光学フィルタ35との組み合わせによって構成される紫
外線照明装置等が使用される。光学フィルタ35は主光
源31と集光器33との間に配置され、主光源31の光
の紫外光線のみを透過させるためのものである。光学フ
ィルタ35を透過した紫外光線は紙葉類23表面の、移
動(X)方向から見て最初の(最上流側の)受光感度エ
リアA1に相当する部分にスリット光37として照射さ
れるよう集光器33によって集束される。
蛍光物質または燐光物質21に照射されると、蛍光物質
が蛍光発光あるいは燐光物質が残光発光する。結像レン
ズ27は、この蛍光物質が蛍光発光あるいは燐光物質が
残光発光を多分割センサ29の受光面に結像させる。
物質または燐光物質21の移動(X)方向に沿って配列
された複数の光検出部(センサ)で構成され、これらの
光検出部と結像レンズ27との間には、たとえば紫外光
線を除く可視光を透過させたり、特定の色の波長域(検
知対象である蛍光物質または燐光物質21の発光波長
域)のみを透過させる光学フィルタ39が配置されてい
る。
数チャンネルの電気信号は増幅部43によって夫々増幅
された後、信号処理部45にて蛍光物質の発光波長特性
と燐光物質の残光波長特性の判別処理が行われるように
なっている。
の動作原理を説明する。
れた燐光物資の残光特性を、図8に蛍光物質の発光特性
を示す。この例は、光検出部が6分割された多分割セン
サ29を使用した場合の出力例である。
力は、前述した最初の受光感度エリアA1の残光発光の
強度を示しており、以下、センサ2−6の順すなわち時
間の経過とともに残光発光の強度が二次関数的に低下し
て行くことが分かる。これに対して図8に示す蛍光物質
の場合、センサ1にしか出力は現われない。このことか
ら検知対象が蛍光物質であるか燐光物資であるかを判別
することができる。更には、燐光物資はその種類によっ
て残光特性(残光時間など)に違いがあるから、各セン
サの出力を基に燐光物質の種類を判別することも可能で
ある。
ンサ29の出力を処理する信号処理部45の構成を示
す。
6)で得られた電気信号は、センサ毎に設けられた電流
電圧増幅器(I−V増幅)43で増幅され、信号処理部
45の中の信号選択回路47に入力される。信号選択回
路47は、電流電圧増幅器43の出力を時系列に並べて
A/D変換器48に与える。A/D変換器48は信号選
択回路47を通して入力されたセンサ出力をディジタル
データに変換して判別処理回路50に与える。判別処理
回路50は、検知対象を判別するための基準情報をメモ
リ44から参照し、A/D変換器48より与えられた情
報と基準情報とを基に、検知対象が蛍光物質であるか燐
光物資であるかを判別するとともに、燐光物資の残光特
性からその種類の判別を行う。
ように構成されるため、検知対象を発光物質と燐光物質
との判別処理を1ステージで行うことができる。また、
燐光物資の残光特性から燐光物資の種類を判別すること
も可能で、しかもその燐光物資の種類判別を1ステージ
で行うことができる。さらに、本実施形態によれば、検
知対象を判定するための基準情報を変更することで、検
知対象の種類をハードウェアの変更無しに変更すること
が可能である。
のTCD2561D(製品番号)のような複数の光検出
部を有するラインセンサ51を使用した例である。この
ようなラインセンサ51を紙葉類搬送(X)方向の先頭
側に赤色センサが、後端側にモノクロセンサが来るよう
に配置することで、蛍光物質の発光特性を赤色センサで
検知し、燐光物資の残光特性をモノクロセンサで検知す
ることが可能である。
分割されたセンサ間に隙間(無感度領域)が存在しない
のに対し、ラインセンサを用いた場合にはセンサ間に隙
間ができることにある。したがって、検知対象の発光波
長特性や残光特性の検出を高密に行うことができ、高い
検出精度を期待できる。また、検知対象の移動速度に対
する制約の点では多分割センサを用いた方が有利であ
る。
形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論
である。
したものを搬送して、その蛍光物質や燐光物質の発光波
長特性や残光特性の検出を行う発光検出装置を説明した
が、本発明は紙葉類以外の様々な物品に印刷、塗布、貼
り付けられた蛍光物質や燐光物質の発光波長特性や残光
特性の検出を行う発光検出装置を含むものである。
源25からのスリット光は、紙葉類23表面の、移動
(X)方向から見て最初の(最上流側の)受光感度エリ
アA1に相当する部分にだけ照射されるものとしたが、
最上流側の2以上の受光感度エリアに照射するようにし
てもかまわない。
装置は、
別することができるとともに、異なる発光波長特性をも
つ複数の発光物質を1ステージで検知することができ
る。
うことなく柔軟に対応するができる。
る。という優れた効果を奏し得るものである。
検出装置の構成を示す図である。
す図である。
を多分割カラーセンサで検出することによって得られた
信号波形を示す図である。
である。
検出装置の構成を示す図である。
資の残光特性)を示す図である。
である。
の構成を示す図である。
域、3b・…赤色発光領域、3c・…緑色発光領域、5・・
・・紫外線光源、7・・・・結像レンズ、9・・・・多分割カラー
センサ、14・・・・メモリ、15・・・・信号処理部、17・・
・・信号選択回路、18・・・・A/D変換器、19・・・・位相
調整回路、20・・・・判別処理回路、23・・・・紙葉類、2
5・・・・紫外線光源、27・・・・結像レンズ、29・・・・多分
割センサ、37・・・・スリット光、44・・・・メモリ、45
・・・・信号処理部、47・・・・信号選択回路、50・・・・判別
処理回路、A1−A16・・・・受光感度エリア
Claims (5)
- 【請求項1】 表面に発光物質の領域を有する物品を搬
送する搬送路と、 この搬送路を搬送中の物品に光を照射する光照射手段
と、 前記搬送路の搬送方向に沿って配列され、それぞれ異な
る波長感度特性を有する複数の光検出部と、 これら複数の光検出部の出力に基づいて前記搬送路を搬
送された物品の前記発光物質の発光波長特性を判別する
判別手段とを具備することを特徴とする発光検出装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の発光検出装置において、 前記物品の表面にある個々の発光物質毎に前記複数の光
検出部の出力の位相を合わせる位相調整手段をさらに有
することを特徴とする発光検出装置。 - 【請求項3】 表面に発光物質の領域を有する物品を搬
送する搬送路と、 この搬送路の搬送方向に沿って配列された複数の光検出
部と、 前記複数の光検出部に各々対応する前記搬送路上の複数
の受光感度エリアのうち上流側の1以上の受光感度エリ
アに光を照射する光照射手段と、 前記複数の光検出部の出力に基づいて前記搬送路を搬送
された物品の前記発光物質の残光特性を判別する判別手
段とを具備することを特徴とする発光検出装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の発光検出装置において、 前記判別手段が、判別した前記発光物質の残光特性に基
づいて、前記物品の前記発光物質が燐光物質であるか否
かを判別することを特徴とする発光検出装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし4記載のいずれかの発光
検出装置において、前記複数の光検出部が前記搬送路の
搬送方向に隙間無く連続して配置されていることを特徴
とする発光検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001199862A JP4673509B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 発光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2001199862A JP4673509B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 発光検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003014648A true JP2003014648A (ja) | 2003-01-15 |
JP4673509B2 JP4673509B2 (ja) | 2011-04-20 |
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ID=19037084
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001199862A Expired - Lifetime JP4673509B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 発光検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4673509B2 (ja) |
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- 2001-06-29 JP JP2001199862A patent/JP4673509B2/ja not_active Expired - Lifetime
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