[發明專利]辨別過濾裝置、對象辨別方法、以及辨別過濾裝置的過濾器的設計方法

無效

• 申請號: 200980112052.5
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101983329A
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發明（設計）人: 巖崎孝;茂木昌春;中內茂樹
• 申請（專利權）人: 國立大學法人豐橋技術科學大學;住友電氣工業株式會社
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;G01J3/28;G01N21/35
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張天舒

技術領域

本發明涉及一種反射率的光譜測量技術，具體地說，涉及一種基于光譜結果在多種類型的樣品之間進行辨別的技術。

背景技術

已經開發了用于檢查樣品特性和/或用于在多種類型的樣品之間進行辨別的各種方案。

例如，日本專利公開No.2003-169788(專利文獻1)以及日本專利公開No.10-99288(專利文獻2)公開了一種用于測量皮膚的水分含量的設備。這些文獻所公開的設備利用皮膚的靜電電容隨著皮膚的水分含量而變化這一事實，測量了皮膚中的含水量。

此外，日本專利公開No.63-161935(專利文獻3)公開了一種用于對皮膚圖片進行圖像處理以便對皮膚失調進行量化的設備。

日本專利公開No.2002-345760(專利文獻4)公開了一種用于基于三種波長中的光譜圖像的組合來估計黑色素所在位置距離皮膚表面的相對深度的方法和設備。

專利文獻1：日本專利公開No.2003-169788

專利文獻2：日本專利公開No.10-99288

專利文獻3：日本專利公開No.63-161935

專利文獻4：日本專利公開No.2002-345760

發明內容

本發明所要解決的技術問題

光譜技術的使用允許多種類型的樣品被辨別出來，這不僅僅限于前述皮膚情況的測量。

下面將參考圖1來描述利用光譜技術的樣品辨別。圖1示出了四個不同樣品的反射光譜1a、1b、1c和1d。

圖1中，這些光譜在波長λ₁附近呈現了不同的反射率。因此，通過在波長λ₁處測量樣品，可根據理想情況中得到的測量來識別樣品類型。

實際上，測量結果中通常會產生由于周圍環境產生的變化(干擾)，這種變化通常大到可以觀察到樣品之間的光譜中的差別。在這種情況下不能通過前述簡單方法執行樣品辨別。

在傳統樣品辨別方案中，需要復雜的處理來消除這種變化的影響。例如，通過獲取各個波長的測量，隨后得到針對光譜中的波長的第一導數和第二導數，或者通過使用被認為在根據樣品的測量結果中將不存在差別的反射波長(圖1中的波長λ₂)的測量結果，來補償變化。

本發明旨在解決前述問題。本發明的一個目標是提供一種很容易地實現對象辨別分析的裝置。

解決問題的手段

根據本發明的一個方面，一種辨別過濾裝置包括：具有第一通帶的第一過濾器；具有第二通帶的第二過濾器，所述第二通帶包含所述第一通帶；檢測單元，用于檢測從所關注對象輸出的并且傳播通過所述第一過濾器和所述第二過濾器之一的電磁波，從而輸出與來自所述所關注對象的電磁波的強度相對應的第一信號和第二信號；以及分析單元，用于根據利用所述第二信號的積分而歸一化的所述第一信號來對所述所關注對象執行辨別分析。

優選地，所述分析單元根據所述第一信號積分的對數與所述第二信號積分的對數之差來執行對所述所關注對象的辨別分析。

優選地，所述分析單元根據通過將所述第一信號和所述第二信號代人根據所述第一通帶和所述第二通帶確定的辨別函數而獲取的值，執行對所述所關注對象的辨別分析。

優選地，所述第一通帶和所述第二通帶包括近紅外范圍。

優選地，所述分析單元識別以類型歸類的兩個或更多類型的物質。

優選地，所述分析單元將水與另一物質識別開。

優選地，所述分析單元估計并識別物質表面或者內部的水分含量。

優選地，辨別過濾裝置還包括用于發射電磁波的波源。檢測單元檢測從接收所述波源所輸出的所述電磁波的所述所關注對象輸出的電磁波。

并且優選地，所述波源包括LED。

并且優選地，所述檢測單元檢測從所述波源輸出的并且傳播通過所述所關注對象的電磁波。

并且優選地，所述檢測單元檢測從所述波源輸出的并且從所述所關注對象反射的電磁波。

并且優選地，所述檢測單元包括將電磁波轉換成電信號的至少一個元件。

并且優選地，所述檢測單元包括多個元件，其中每個元件都將電磁波轉換成電信號。所述多個元件的每一個一維對齊。

并且優選地，所述檢測單元包括具有二維對齊的多個元件的圖像感應元件。每個元件都將電磁波轉換成電信號。