(57)【要約】  複数の貫通した穿孔部を有する金属部材の金属材料の識別を精度よく行う金属識別装置の提供。本発明の金属識別装置は、被験物の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して測定値を得る測定部と、識別する金属組成を有する金属部材の前記特性を測定して得られる基準値と、測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定部と、前記測定値と前記閾値とを比較することによって前記被験物の金属組成を識別する比較識別部とを備える。
2008032834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材である被験物の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して測定値を得る測定部と、
識別する金属組成を有する金属部材の前記特性を測定して得られる基準値と、測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定部と、
前記測定値と前記閾値とを比較することによって前記被験物の金属組成を識別する比較識別部とを備える金属識別装置。
【請求項２】
前記測定部が、２つの測定プローブによって電気抵抗値を測定する測定部であり、
前記測定プローブは、金属部材に定電流を印加する電流印加端子と金属部材に当接し電位差を測定する電圧測定端子とで構成されており、
それぞれの測定プローブの電圧測定端子が所定の離間距離で位置するように２つの測定プローブが配置されている請求項１に記載の金属識別装置。
【請求項３】
前記離間距離が、５０ｍｍ以上である請求項２に記載の金属識別装置。
【請求項４】
前記測定部は、金属部材に放電を発生させる放電電極と、放電により励起された金属部材からの発光を集光し受光する発光受光部とを備える請求項１に記載の金属識別装置。
【請求項５】
前記測定部は、金属部材に対して光ビームを照射する光源と、金属部材からの反射光を受光する反射受光部とを備える請求項１に記載の金属識別装置。
【請求項６】
前記測定部は、金属部材に対して光ビームを照射する光源と、金属部材の光沢を受光する光沢受光部とを備える請求項１の記載の金属識別装置。
【請求項７】
前記測定部が、前記光源からの照射光を平行光線に変換するコリメートレンズを含む請求項５又は６に記載の金属識別装置。
【請求項８】
前記測定部が、前記光源を移動させて前記光ビームの中心軸と前記金属部材の表面とのなす角を変更させる角度変更部を含む請求項５から７のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項９】
前記測定部が、前記受光部で受光した光の分光スペクトルを生成する分光分析部を含む請求項４から８のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１０】
金属部材を載置するマウント部を含む請求項１から９のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１１】
前記マウント部及び前記測定部の少なくとも一方を移動させる移動制御部を含む請求項１０に記載の金属識別装置。
【請求項１２】
前記金属部材における測定位置を検出する測定位置検出部を含む請求項１から１１のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１３】
前記金属部材における穿孔部の位置を検出する穿孔部検出部を含む請求項１から１２のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１４】
前記金属部材が、ＣＲＴシャドウマスクである請求項１から１３のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１５】
前記金属部材が、使用済み電化製品のリサイクル処理ラインで得られる金属部材である請求項１から１４のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１６】
複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材である被験物の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して測定値を得る測定工程と、
識別する金属組成を有する金属部材の前記特性を測定して得られる基準値と、測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定工程と、
前記測定値と前記閾値とを比較することによって前記被験物の金属組成を識別する比較識別工程とを含む金属識別方法。
【請求項１７】
さらに、比較識別工程において得られる識別結果に応じて、金属部材を分別する金属部材分別工程を含む請求項１６に記載の金属識別方法。
【請求項１８】
前記金属部材が、使用済み電化製品のリサイクル処理ラインで得られる金属部材である請求項１６又は１７に記載の金属識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を識別する金属識別装置及び金属識別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、環境保全及び資源の有効利用の観点から、効率的な廃棄物の分類、再処理技術が求められている。稀少な金属資源の再利用は処理コストの削減にも繋がる。このため、ＴＶ、パソコンの表示装置として広く普及したＣＲＴディスプレイのシャドウマスク（以下、「ＣＲＴシャドウマスク」ともいう）を効率的に再処理する技術が求められている。シャドウマスクは、蜂の巣状に細かい孔を規則的に配列した金属板であって、ＣＲＴディスプレイにおいて電子銃からのビームを蛍光体に照射する際に余分なビームを遮蔽させて画素ピッチを小さくするために、電子銃と蛍光体との間に配置されている。ＣＲＴディスプレイのリサイクル工程において、このシャドウマスク及びその支持部材はＣＲＴから取り出され、金属資源として再資源化される。【０００３】
シャドウマスクは、主に、鉄又は鉄６４％ニッケル３６％の通称３６インバーと称されるインバー合金によって形成される。近年、ＣＲＴディスプレイの平坦化及び大画面化に伴い、インバー特性と称される熱膨張が少ない３６インバー（以下、「インバー」又は「インバー合金」と称す）がシャドウマスクに広く適用されている。インバー合金は有価性が高いニッケルを含有するため、インバー合金材のシャドウマスクを回収することは、金属再資源化、リサイクルコストの低減化において非常に有益である。したがって、シャドウマスクの金属組成の識別は金属リサイクルにおいて重要な課題である。従来、シャドウマスクの金属組成の識別は、例えば、目視、手触感などの熟練を伴う人的判断や、高度な技術や大がかりで高価な設備を要する蛍光Ｘ線等の分析装置によって行われている。【０００４】
一方、車両板金等の金属板の材質を識別する方法としては、例えば、電気抵抗を測定することにより識別する方法（例えば、特許文献１及び特許文献２）や、放電電極と金属試料との間でアーク放電させ、その放電に伴う発光をスペクトル分析することにより識別する方法（例えば、特許文献３）がある。また、その他には、製造過程における金属板製品の搬送ラインにおいて、金属板製品の表面被覆特性を光学的方法により識別する方法（例えば、特許文献４）や、半導体基板上の薄膜に不純物として含まれる鉄等の金属を蛍光Ｘ線により分析して識別する方法（例えば、特許文献５）、溶液中に含まれる異物のうち金属光沢のある異物と金属光沢のない異物とを画像処理により自動的に識別する方法（例えば、特許文献６）、吸収スペクトルに基づきワークの材質を識別する方法（例えば、特許文献７）等がある。
【特許文献１】特開２００２−２８７８９号公報
【特許文献２】特開昭６１−１０７５５号公報
【特許文献３】特開平７−３１８４９５号公報
【特許文献４】特表２００５−５３４９１５号公報
【特許文献５】特開２００６−５３０１２号公報
【特許文献６】特開平８−１７８８４３号公報
【特許文献７】特開２０００−１８０２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シャドウマスクのように複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を簡単に精度よく識別可能な装置はなかった。また、人的判断によってＣＲＴシャドウマスクを識別する場合、熟練者でなければ金属組成を識別できないという問題があった。さらに、人的判断の場合、たとえ熟練者であったとしても、例えば、疲労等による判断誤差が入るために識別の確度が十分ではなく、人によってばらつきが多いという問題があった。【０００６】
そこで、本発明は、このような状況に鑑み、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を精度よく識別可能な金属識別装置及び金属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】
本発明の金属識別装置は、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材である被験物の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して測定値を得る測定部と、識別する金属組成を有する金属部材の前記特性を測定して得られる基準値と測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定部と、前記測定値と前記閾値とを比較することによって前記被験物の金属組成を識別する比較識別部とを備える。【０００８】
本発明の金属識別方法は、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材である被験物の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して測定値を得る測定工程と、識別する金属組成を有する金属部材の前記特性を測定して得られる基準値と測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定工程と、前記測定値と前記閾値とを比較することによって前記被験物の金属組成を識別する比較識別工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の金属識別装置及び金属識別方法によれば、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を精度よく識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（Ａ）はプレスマスクの形状の一例を示す平面図であり、図１（Ｂ）はテンションマスクの形状の一例を示す平面図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明の実施の形態１−１における金属識別装置の構成の一例を概略的に示す構成図であり、図２（Ｂ）は本発明の実施の形態１−１における金属識別装置の構成のその他の例を概略的に示す構成図である。
【図３】図３は、４端子測定プローブの構造の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、電圧測定端子の離間距離（Ｘ）とシャドウマスクの電気抵抗値との関係の一例を示すグラフである。
【図５】図５（Ａ）はシャドウマスクの電気抵抗測定値の一例を示すグラフであり、図５（Ｂ）はシャドウマスクの電気抵抗測定値のその他の例を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１−１における比較演算アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１−２における比較演算アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１−２における比較演算アルゴリズムのその他の例を示すフローチャートである。
【図９】図９（Ａ）は本発明の実施の形態２−１における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図９（Ｂ）は上記金属識別装置のマウント部の構成の一例を示す上面図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態２−１における金属識別装置のマウント部のその他の例を示す概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２−１における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態２−１において得られる発光強度スペクトルの一例を示すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態２−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。
【図１５】図１５（Ａ）は本発明の実施の形態３−１における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図１５（Ｂ）及び（Ｃ）は金属部材の一例を示す平面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態３−１における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態３−１において得られる反射率の分光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図１８】図１８（Ａ）は本発明の実施の形態３−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図１８（Ｂ）は金属部材の一例を示す平面図であり、図１８（Ｃ）及び（Ｄ）はモニタ用金属部材の一例を示す平面図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態３−２における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。
【図２０】図２０（Ａ）は本発明の実施の形態３−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２０（Ｂ）は本発明の実施の形態３−３における金属識別装置の構成のその他の例を示す概略図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態３−４における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２２】図２２（Ａ）は本発明の実施の形態４−１における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２２（Ｂ）及び（Ｃ）はＣＲＴシャドウマスクの一例を示す平面図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施の形態４−１において得られる光沢強度の分光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図２４】図２４は、本発明の実施の形態４−１における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、本発明の実施の形態４−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２６】図２６は、本発明の実施の形態４−２において得られる光沢強度の分光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図２７】図２７は、本発明の実施の形態４−２における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。
【図２８】図２８（Ａ）は本発明の実施の形態４−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２８（Ｂ）は実施の形態４−３の金属識別装置における受発光部の構成の一例を示す概略図である。
【図２９】図２９（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、図２８（Ａ）の受光部４５５ａにおいて検出される反射検出光４５４ｃの大きさの一例を示す概略図である。
【図３０】図３０（Ａ）は穿孔部を有する金属部材の一例を示す平面図であり、図３０（Ｂ）は図３０（Ａ）の１０Ａ−１０Ａ線からの断面図であり、図３０（Ｃ）は１０Ａ−１０Ａ線に沿って測定した金属部材の金属部分及び穿孔部での検出信号の一例を示す模式図である。
【図３１】図３１は、本発明の実施の形態４−４における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。
【図３２】図３２は、本発明の実施の形態４−４において得られる光沢強度の分光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図３３】図３３は、本発明の実施の形態４−４における金属識別装置の構成のその他を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者等は、ＣＲＴシャドウマスク等の複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を、電気的特性や光学的特性を用いて識別するための研究過程で、金属組成が同一種類であっても、測定領域における被験物に占める穿孔部の割合、穿孔部の形状等によって上記特性の測定値が大きく異なる場合があるという知見を得た。そして、さらに研究を重ねた結果、上述の通り、測定領域における被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報と基準値とを用いて閾値を決定し、その閾値と被験物の測定値とを比較すれば、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成（以下、「材質」、「金属の種類」、「金属」ともいう）を高い精度で識別できることを見出し本発明に至った。【００１２】
本発明の金属識別装置は、上記測定部と、識別する金属組成を有する金属部材の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して得られる基準値と測定領域における被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定部と、測定値と閾値とを比較することによって被験物の金属組成を識別する比較識別部とを備える比較識別部とを備える。本発明の金属識別装置によれば、上記閾値決定部を備えるため、被験物である穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を高い精度で識別することができる。【００１３】
「金属部材」は、１種類の金属元素を主成分とするものであってもよいし、合金であってもよい。合金としては、２種類以上の金属元素を溶融・凝固させたものや、１種類以上の金属元素と非金属元素及び／又は半金属元素とを含むものが挙げられる。【００１４】
本発明において、「複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材」としては、ＣＲＴシャドウマスク等が挙げられる。「ＣＲＴシャドウマスク」とは、ＣＲＴディスプレイに用いられるシャドウマスクのことであり、一般的には、厚み０．１〜０．３ｍｍ程度の鋼板に数十万個〜数百万個の貫通した超微細な穿孔部が、エッチングで形成されているものをいう。シャドウマスクを構成する金属としては、前述したように、鉄及びインバー合金が使用されている。シャドウマスクは工法によって「テンションマスク」と「プレスマスク」との２種類に分類される。「プレスマスク」とは、プレス加工により箱状に成形したマスクを支持部材に嵌合させ固定したマスクのことをいい、「テンションマスク」とは、薄板状のマスクに張力を負荷した状態でその２端を支持部材に溶接して固定したマスクのことをいう。プレスマスク及びテンションマスクの形状の一例を図１（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ示す。プレスマスク１１０及びテンションマスク１１０のいずれも、金属部分１０２，１１２と金属部分１０２，１１２を貫通する複数の穿孔部１０１，１１１とで構成される。同図に示すように、穿孔部の形状、穿孔部の割合は工法及びＣＲＴディスプレイの画面サイズ等によって相違する。この相違によって、たとえ材料となる金属の種類（金属組成）が同じであっても、シャドウマスクの電気的特性の測定値及び光学的特性の測定値が相違することがある。穿孔部１０１，１１１は、上述のとおり、一般的にはエッチングで形成されるが、プレス成形等で金属部分１０２，１１２に孔を穿って穿孔部１０１，１１１を形成しても良い。穿孔部１０１，１１１の形状は、電子線を通過可能な形状又はパターンであれば特に制限されないが、楕円形、矩形、真円形等が挙げられる。【００１５】
本発明において「閾値」とは、被験物の測定値と比較して被験物の金属組成を識別するための基準となる値である。閾値は、識別する金属組成を有する金属部材の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して得られる基準値と、測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて決定される。なお、これらの「情報」には、後述する「被験物において穿孔部が配列する方向の情報」も含む。また、上記「穿孔部の割合の情報」、「穿孔部の配列方向の情報」及び「穿孔部の形状の情報」は、以降それぞれ単に「穿孔部の割合」、「穿孔部の配列方向」及び「穿孔部の形状」と称する場合もある。閾値としては、例えば、複数の基準値から選択された値、基準値を必要に応じて補正した値等が挙げられる。本発明において「電気的特性」としては、電気抵抗値等が挙げられる。「光学的特性」としては、発光、反射及び光沢等が挙げられ、具体例をあげると、発光スペクトル、発光強度、反射スペクトル、反射率（強度）、光沢スペクトル及び光沢強度等がある。【００１６】
本発明において「基準値」とは、閾値を決定するために使用する値であって、識別する金属組成を有する金属部材の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して得られる値である。「識別する金属組成」とは、被験物を構成する金属の種類であり、例えば、被験物の主成分となる金属元素又は合金等が挙げられる。被験物が合金である場合、識別する金属組成は、合金に含まれる少なくとも１種類の金属元素であってもよい。基準値としては、例えば、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて予め測定した電気的特性値及び／又は光学的特性値、識別する金属組成を有する金属板（穿孔部なし）の電気的特性値及び／又は光学的特性値等が挙げられる。したがって、基準値としては、後述するように、電気抵抗値、発光強度、発光スペクトル、反射率、反射スペクトル、光沢強度及び光沢スペクトル等を含む。基準値は、金属識別装置のメモリ部に記憶されていてもよいし、被験物の測定と同時に測定してもよい。基準値の個数は、識別する金属の組成の種類等によって適宜決定でき、１つであってもよいし複数であってもよい。【００１７】
本発明の金属識別装置において「閾値決定部」は、測定領域における被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報と基準値とを用いて閾値を決定する。閾値は、例えば、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報に応じた電気的特性の測定値及び／又は光学的特性の測定値（基準値）を複数個準備し、被験物の測定領域における穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報に基づき上記基準値の中から選択することによって決定できる。また、穿孔部の形状に基づく係数（形状係数）及び／又は穿孔部の割合に基づく係数（割合係数）を決定し、上記係数を用いて、識別する金属組成を有する金属板の電気的特性値及び／又は光学的特性値（基準値）を補正して閾値を決定してもよい。前者の場合には例えば工法、金属部材の材質（金属部材の金属組成）、穿孔割合のそれぞれが異なる新品のシャドウマスクについて予め測定した基準値から穿孔部の形状及び／又は割合に基づき決定できるため、閾値の決定が容易である。一方、後者の場合、例えば穿孔が穿たれていない金属板で測定した値を基準値とし、その基準値を形状係数及び／又は割合係数で補正することによって決定できるため、閾値の決定が簡便である。なお、被験物がシャドウマスクである場合、形状係数及び／又は割合係数はシャドウマスクの工法及び／又はシャドウマスクが配置されていたＣＲＴディスプレイの画面サイズによって一義的に決定できる。上述の説明では、基準値を補正する場合について説明したが、測定値を形状係数及び／又は割合係数等によって補正しても良く、また、測定値を増幅させた後上記係数等によって補正しても良い。信号増幅によるノイズ成分の重畳がなく、高い精度によって識別する観点から、基準値を補正するほうが好ましい。【００１８】
本発明の金属識別装置において「比較識別部」は、測定値と閾値とを比較することによって被験物の金属組成を識別する。「金属組成の識別」とは、被験物の金属組成（金属の種類）を判別することである。被験物が合金材である場合、合金に含まれる少なくとも１種類の金属元素のみを判別して被験物の金属組成を識別してもよいし、合金材を１つの金属として判別し、被験物の金属組成を識別してもよい。例えば、被験物が鉄材及びインバー合金材のいずれか一方で構成されていることが明らかである場合、インバー合金材を判別可能な閾値と測定値とを比較して被験物がインバー合金材であるか否かを判別してもよいし、ニッケルを判別可能な閾値と測定値とを比較することによってニッケル成分が含有されているか否かを判別し、インバー合金材であると識別してもよい。なお、本発明はこれに限定されるものではない。【００１９】
本発明の金属識別装置において「電気的特性を測定して測定値を得る測定部」としては、２つの測定プローブによって電気抵抗値を測定する測定部が挙げられる。好ましくは、前記測定プローブが、金属部材に定電流を印加する電流印加端子と金属部材に当接し電位差を測定する電圧測定端子とで構成されており、それぞれの測定プローブの電圧測定端子が所定の離間距離で位置するように２つの測定プローブが配置されている４端子測定プローブにより電気抵抗値を測定する４端子測定法を採用した抵抗測定器である。測定プローブによって電気抵抗値を測定する抵抗測定器によれば、例えば、プローブを金属部材に押圧するだけで被験物の金属組成を高い精度で識別することができる。４端子測定法を採用した抵抗測定器によれば、電流印加端子と電圧測定端子とが分離しているため、例えば、定電流を印加する電流印加端子と被験物の接触面との間に生じる接触抵抗の影響を取り除くことができるため、接触抵抗に影響されることなく高い精度で電気抵抗値を測定できる。電圧測定端子を所定の離間距離で配置することにより、例えば、安定した電気抵抗値の測定が可能となり、極めて高い精度で金属組成を識別できる。前記離間距離の下限は、例えば、被験物が複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材であっても、測定箇所や穿孔部の形状及び割合等に関らず安定した抵抗値の測定が可能となることから、５０ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは１００ｍｍ以上である。また、離間距離の上限は、被験物の測定限界の距離以下であればよい。【００２０】
電気抵抗値は金属部材の金属組成が同一であっても、金属部材に占める穿孔部の割合及び穿孔部の形状の他にも、金属部材における穿孔部が配列する方向によっても変化する。例えば被験物がシャドウマスクの場合には、上述したように蛍光体を励起する電子ビームを遮蔽するため、穿孔部の面積が広いほどＣＲＴディスプレイの輝度は向上する。一方、ＣＲＴディスプレイは公知のように所定のアスペクト比が存在するため、アスペクト比に適用した穿孔部を備える方が有利である。このため、穿孔部の形状は一般的に真円形ではなく、長方形又は長方形の角を面取りした長楕円形であることが多い。したがって、シャドウマスクでは、長方形又は長楕円形の穿孔部が、その長手方向（長軸）と短手方向（短軸）とがそれぞれ同一の方向となるように列を成して配列している。このようなシャドウマスクの金属部材の電気抵抗値を測定する方向は、例えば、穿孔部の長軸方向に平行に測定する場合と穿孔部の短軸方向に平行に測定する場合と二大別されるが、シャドウマスクの製法上、穿孔部の長軸方向に相隣接する穿孔部と穿孔部との間に存在する金属部材の幅は、穿孔部の短軸方向に相隣接する穿孔部と穿孔部との間に存在する金属部材の幅に比べ狭くなる。これにより、穿孔部の短軸方向に電気抵抗値を測定する際には、幅が狭い金属部材を介して測定するため、電流が流れる電流路（金属部材の断面積）が狭くなる。一方、穿孔部の長軸方向に測定する際には電流路が相対的に広くなる。この電流路の幅の差が測定する電気抵抗値の変化要因となるため、金属部材中に穿孔部が配列する配列方向も影響を及ぼす。但し、相隣接する穿孔部と穿孔部との間に存在する金属部材の幅は、金属部材に占める穿孔部の割合ともいえるため、本発明では特別の断りがない限り、「穿孔部の配列方向」は「被験物に占める穿孔部の割合」に含まれるものとする。【００２１】
本発明の金属識別装置において「光学的特性を測定して測定値を得る測定部」としては、発光強度を測定する発光測定部、反射率を測定する反射測定部及び光沢強度を測定する光沢測定部等が挙げられる。【００２２】
発光強度を測定する発光測定部としては、金属部材に放電を発生させる放電電極と、放電により励起された金属部材からの発光を集光し受光する発光受光部とを備える発光分光測定器が挙げられる。このように発光強度を用いた金属識別装置によれば、例えば、汚れや傷、変形により穿孔部のパターンにズレ等があったとしても、高い確度で効率的に被験物の金属組成を識別できる。【００２３】
反射率を測定する反射測定部としては、金属部材に対して光ビームを照射する光源と、金属部材からの反射光を受光する反射光受光部とを備える反射率測定器が挙げられる。また、光沢強度を測定する光沢測定部としては、金属部材に対して光ビームを照射する光源と、金属部材の光沢を受光する光沢受光部とを備える光沢度測定器が挙げられる。反射率及び光沢強度を測定する光沢測定部を備える金属識別装置によれば、測定部と被験物とを接触させる必要がなく、また被験物を破壊することなく被験物の金属組成を識別できる。【００２４】
光学的特性を測定する測定部は、例えば、光学的特性の測定値の強度を増加させて識別精度を向上させる観点から、前記光源からの照射光を平行光線に変換するコリメートレンズを備えることが好ましい。また、光学的特性を測定する測定部は、例えば、測定される光学的特性の強度を調整し、識別精度を向上させる観点から、前記光源を移動させて前記光ビームの中心軸と前記金属部材の表面とのなす角を変更させる角度変更部を備えることが好ましい。【００２５】
光学的特性を測定する測定部は、受光した光を波長ごとに分光し、その分光スペクトルを比較することによって識別精度を向上できることから、前記受光部で受光した光の分光スペクトルを生成する分光分析部を備えることが好ましい。【００２６】
本発明の金属識別装置は、金属部材（被験物）を載置するマウント部を含んでもよい。マウント部は、例えば、金属部材の変形等を補正して識別精度を向上させる観点から、固定治具を備えていてもよい。固定治具としては、例えば、永久磁石等が挙げられる。また、マウント部の表面には、例えば、電磁石を埋め込まれていてもよく、電磁石のコイルに電流を流すことによって、金属部材の固定や変形の補正等が可能になる。マウント部は、被験物に加えて、モニタ（対照）用の金属部材を載置可能であってもよい。このような構成であれば、被験物の測定と同時に、金属部材に含まれる金属の基準スペクトル等の閾値決定に使用される基準値を測定できるため、例えば、基準値をメモリ等に記憶させておく必要がない。また、被験物と同一条件で基準スペクトル等を測定できるため、識別精度をより向上できる。また、本発明の金属識別装置は、上記基準値等を記憶させるためのメモリ部をさらに含んでもよい。【００２７】
本発明の金属識別装置は、前記マウント部及び前記測定部の少なくとも一方を移動させる移動制御部を含んでもよい。その移動方向は特に制限されず、例えば、光学的特性の測定に際して被験物に照射する光ビームの光束がより多くの金属部材を照射するように移動可能であればよく、直線方向の移動であってもよいし、回転移動であってもよい。【００２８】
本発明の金属識別装置は、金属部材における測定位置を検出する測定位置検出部、金属部材における穿孔部の位置を検出する穿孔部検出部をさらに含んでもよい。測定位置検出部及び／又は穿孔部検出部を備えることによって、例えば、光源からの照射光等を金属部材（被験物）の金属部分に確実に照射させて識別精度を向上できる。特に、照射光の光束径が穿孔部の穿孔面積以下の場合には、上述の移動制御部と連動させることで、穿孔部周囲の金属部分を選択的に照射することができる。【００２９】
本発明の金属識別方法は、上述の通り、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材である被験物の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して測定値を得る測定工程と、識別する金属組成を有する金属部材の前記特性を測定して得られる基準値と測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定工程と、前記測定値と前記閾値とを比較することによって前記被験物の金属組成を識別する比較識別工程とを含む。本発明の金属識別方法は、例えば、本発明の金属識別装置を用いて行うことができる。【００３０】
閾値決定工程における閾値の決定は、上述の通り、例えば、穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合に応じた電気的特性値及び／又は光学的特性値を複数個準備し、その中から被験物である金属部材の穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合に基づき選択することによって決定してもよいし、識別する金属組成を有する金属部材を測定して得られる基準値を、穿孔部の形状及び／又は穿孔部の割合を用いて補正することによって決定してもよい。この閾値の決定は、例えば、コンピュータに実行させてもよいし、測定者自身が行ってもよい。金属部材における穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合は、例えば、目視により判別してもよいし、撮像装置や光学素子等によって決定してもよい。【００３１】
電気的特性としては、電気抵抗値等が挙げられる。電気抵抗値を用いて金属を識別する場合、例えば、金属組成によって電気抵抗値が大きく相違するため、被験物の金属組成の識別が容易になる。光学的特性としては、発光スペクトル、発光強度、反射スペクトル、反射率（強度）、光沢スペクトル及び光沢強度等が挙げられる。発光を用いて金属を識別する場合、例えば、汚れや傷、変形により穿孔部のパターンにズレ等があったとしても、高い確度で効率的に被験物の金属組成を識別できる。また、反射及び光沢を用いて金属を識別する場合、被験物に接触させること及び被験物を破壊することなく被験物の金属組成を識別できる。さらに、ハンディタイプの測定器を用いた測定が可能であるため、容易に金属部材を識別できる。【００３２】
本発明の金属識別方法において、電気的特性及び光学的特性の双方を測定して測定値を得てもよいし、異なる光学的特性を組み合わせてそれぞれについて測定して測定値を得てもよい。異なる特性の測定値を用いて金属組成を判別することによって、識別の確度を向上できる。組み合わせとしては、例えば、まず電気抵抗値の測定後、発光等の光学的特性を測定すること、発光の測定前に反射及び／又は光沢を測定すること等が挙げられる。【００３３】
本発明の金属識別方法において、被験物が合金材である場合、合金に含まれる少なくとも１種類の金属元素のみを識別してもよいし、合金として識別してもよい。【００３４】
本発明の金属識別方法において、比較識別工程において得られる識別結果に応じて、金属部材を分別する金属部材分別工程をさらに含んでもよい。【００３５】
本発明の金属識別装置及び金属識別方法は、例えば、金属資源再利用のためのＣＲＴディスプレイのリサイクル処理で利用できる。具体的には、ＣＲＴディスプレイの筐体からＣＲＴとシャーシとを粗分解し、ついで、ＣＲＴからシャドウマスク及びその周辺支持部材等を分解して仕分けするＣＲＴディスプレイのリサイクルラインで利用できる。このため、本発明における金属部材（被験物）としては、例えば、使用済み電化製品のリサイクル処理ラインで得られる金属部材が挙げられる。【００３６】
以下、本発明の金属識別装置及び金属識別方法の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、被験物（金属部材）がＣＲＴディスプレイに供されるシャドウマスクである場合を例示して説明するが、この説明は本発明の適用対象を限定するものではない。【００３７】
まず、本発明の実施の形態１−１及び１−２として、電気抵抗値により被験物の金属組成を識別する金属識別装置及び金属識別方法について説明する。本実施の形態１−１及び１−２は、識別する金属組成を有する金属部材を測定して得られる基準値を準備し、その中から穿孔部の形状又は測定領域における金属部材（被験物）に占める穿孔部の割合によって閾値を決定する例である。【００３８】
（実施の形態１−１）
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態１−１における金属識別装置の一例を示す構成図である。本実施の形態１−１における金属識別装置は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、４端子測定プローブ１、抵抗測定器２、演算処理部３、識別結果表示手段４、起動入力手段５及びマスクタイプ入力手段６で構成されている。４端子測定プローブ１及び抵抗測定器２が上記測定部に相当し、演算処理部３が上記閾値決定部及び比較識別部に相当する。【００３９】
演算処理部３は、抵抗測定器２、識別結果表示手段４、起動入力手段５及びマスクタイプ入力手段６とそれぞれシリアル通信ケーブル等によって電気的に接続されている。抵抗測定器２には、ＣＲＴシャドウマスクに接触させて電気抵抗値を測定する４端子測定プローブ１が電気的に接続されている。演算処理部３は、例えば、図２（Ａ）に示すように、ＣＰＵ（パーソナルコンピューター）及びＭＣＵ（マイクロコントローラ）等によって構成されていてもよいし、演算処理部３をコンパクトで安価な構成とする観点から、図２（Ｂ）の演算処理部３０のように、ＭＣＵ（マイクロコントローラ）のみで構成されていてもよい。【００４０】
識別結果表示手段４は、演算処理部３の出力により金属の識別結果を表示する手段である。識別結果表示手段４としては、ＬＥＤやＬＣＤ等の視覚的表示手段、ブザー等の聴覚的表示手段等が挙げられる。【００４１】
起動入力手段５は、演算開始起動信号を入力して演算処理部３に送信する手段であり、例えば、プッシュスイッチ等で構成される。【００４２】
マスクタイプ入力手段６は、シャドウマスクに備える穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に穿孔部が占める割合の情報、穿孔部の形状に基づく形状係数及び穿孔部が占める割合に基づく割合係数等を入力する手段である。マスクタイプ入力手段６としては、１対のプッシュスイッチ、２極のトグルスイッチ、赤外線センサ及び超音波センサ等が挙げられる。マスクタイプ入力手段６が、プッシュスイッチ又はトグルスイッチ等である場合、測定者が目視によりシャドウマスクの工法の相違（以下、「マスクタイプ」と称す）を判別し、判別したマスクタイプを手動で入力すればよい。一方、マスクタイプ入力手段６が、赤外線センサ又は超音波センサ等である場合、例えば、これらのセンサが自動でマスクタイプを判別し、判別結果を自動で入力することができる。この構成であれば、手動によるマスクタイプの入力が不要になり、例えば、人的入力ミス等を軽減できることから、精度の高い識別が可能な金属識別装置を実現できる。【００４３】
図３に、４端子測定プローブ１の構成の一例を示す。図３に示すように、４端子測定プローブ１は、測定プローブＡ１０及び測定プローブＢ１１の２組の測定プローブ、基板１６、保護部材２０並びに２つのグリップホルダ１７を含み、基板１６の中央に測定プローブＡ１０及び測定プローブＢ１１、外側にグリップホルダ１７がそれぞれ位置するように配置されている。測定プローブＡ１０及び測定プローブＢ１１は、その先端が基板１６を貫通した状態で挟持カラー２１によって締結されており、基板１６から貫通した先端部には保護部材２０がそれぞれ嵌合固定されている。保護部材２０は、垂直方向に伸縮自在である。挟持カラー２１及びグリップホルダ１７は、それぞれ、ねじによって締結固定されている。一方のグリップホルダ１７には、起動入力手段５が配置されている。【００４４】
測定プローブＡ１０は、電流印加端子Ａ１２、電圧測定端子Ａ１３、ばね１９及びケーブル１８により構成されており、電流印加端子Ａ１２及び電圧測定端子Ａ１３が測定プローブの外方向に押圧するように摺動可能にばね１９によって支持され、これらの端子は各々ケーブル１８と電気的に接続されている。測定プローブＢ１１は、測定プローブＡ１０と同様に、電流印加端子Ｂ１４、電圧測定端子Ｂ１５、ばね１９及びケーブル１８により構成されており、電流印加端子Ｂ１４及び電圧測定端子Ｂ１５が測定プローブの外方向に押圧するように摺動可能にばね１９によって支持され、これらの端子は各々ケーブル１８と電気的に接続されている。ケーブル１８の他端は、抵抗測定器２（図２）と電気的に接続されている。電圧測定端子Ａ１３と電圧測定端子Ｂ１５とが所定の離間距離（Ｘ）で隣接し、その外側に電流印加端子Ａ１２及び電流印加端子Ｂ１４がそれぞれ位置するように基板１６に配置されている。図３の４端子測定プローブ１の形態ではグリップホルダ１７を２つ備えるが、この形態に限られるものではなく、例えば、測定プローブＡ１０と測定プローブＢ１１との間にグリップホルダが１つ配置され、片手で操作可能な形態であってもよい。また、４端子測定プローブ１の測定プローブＡ１０、Ｂ１０及びグリップホルダ１７の配置は、図３に限定されるものではなく、測定プローブＡ１０と測定プローブＢ１０との間隔等を一定に保つ配置であればよく、例えば、測定プローブＡ１０と測定プローブＡ１０側のグリップホルダ１７（図３の左側）とを入れ替えた配置、測定プローブＡ１０及び測定プローブＡ１０側のグリップホルダ１７と測定プローブＢ及び測定プローブＢ１０側のグリップホルダ１７とを対向させた配置等であってもよい。【００４５】
図３の４端子測定プローブ１を用いたシャドウマスクの電気抵抗値の測定方法は、例えば、以下のとおりである。一対のグリップホルダ１７を両手で掌握し、電流印加端子Ａ及びＢ（１２，１４）、電圧測定端子Ａ及びＢ（１３，１５）をシャドウマスクの表面に当接させ押圧する。このとき、保護部材２０が圧縮されることによって電流印加端子Ａ及びＢ（１２，１４）、電圧測定端子Ａ及びＢ（１３，１５）が露出し、ばね１９によって一定の圧力によりシャドウマスクに当接される。そして、電流印加端子Ａ１２と電流印加端子Ｂ１４とを通してシャドウマスクに定電流が印加されると、シャドウマスクの電気抵抗によって電圧測定端子Ａ１３と電圧測定端子Ｂ１５との間に電位差を生じさせる。印加された定電流の値と、電圧測定端子Ａ１３と電圧測定端子Ｂ１５との間の電位差とを測定することによって、シャドウマスクの電気抵抗値を測定できる。【００４６】
４端子測定法によれば、電流印加端子と電圧測定端子とが分離しているため、定電流を印加する電流印加端子とシャドウマスクとの接触面との間に生じる接触抵抗の影響を取り除くことができる。このため、例えば、接触抵抗に影響されることなく、高い精度で電気抵抗値を測定できる。また、電圧測定端子を一定の圧力を負荷した状態でシャドウマスクに当接させることから、シャドウマスクに波打ち等の変形や傷があった場合でも、シャドウマスクと端子とをより確実に接触させることができる。このため、電気抵抗値を高い精度で測定できる。【００４７】
図４のグラフは、離間距離（Ｘ）と電気抵抗値（測定値）との関係を示すグラフである。同図において、横軸が電圧測定端子の離間距離（Ｘ）、縦軸が電気抵抗測定値である。このグラフは、電圧測定端子の離間距離（Ｘ）を１５ｍｍから２００ｍｍの範囲で変化させ、上述と同様にしてシャドウマスクの電気抵抗値を測定した結果である。シャドウマスクは、鉄材又はインバー合金材のそれぞれについて２種類のマスクタイプのシャドウマスク（テンションマスク及びプレスマスク）を準備した。測定箇所（測定領域）は、シャドウマスクのほぼ中央部と端部との２箇所とした。なお、図４において、Ｆｅは鉄材、Ｉｎｖはインバー合金材、Ｔはテンションマスク、Ｐはプレスマスク、中央は測定箇所が中央部、端は測定箇所が端部であることを意味する。【００４８】
図４のグラフに示すように、得られた測定結果は、電気抵抗値が電圧測定端子間距離（離間距離）依存性を有することを示した。離間距離（Ｘ）が５０ｍｍ以上である場合、離間距離が変化することに伴う電気抵抗値の変化の割合が比較的穏やかであるため、安定した電気抵抗値の測定が可能であるといえる。また、離間距離（Ｘ）が５０ｍｍ以上である場合、マスクタイプ及び／又は測定箇所を用いて金属組成を特定するための閾値を容易に決定することができる。つまり、マスクタイプ及び／又は測定箇所によって穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に孔部が占める割合を特定できることから、例えば、穿孔部の形状及び／又は上記割合に応じた複数の基準値を予め設定しておけば、穿孔部の形状及び／又は割合を用いて基準値から閾値を選択し決定できる。そして、その閾値と測定値を比較することによって、被験物の金属組成を高い精度で識別できる。【００４９】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、シャドウマスクの画面サイズと電気抵抗値との関係を示すグラフであり、図５（Ａ）は、測定箇所が中央部の場合の電気抵抗値を示し、図５（Ｂ）は、測定箇所が端部の場合の電気抵抗値を示す。図５（Ａ）及び（Ｂ）のグラフは、電圧測定端子の離間距離（Ｘ）を１５０ｍｍとし、下記表１に示す１９型から３２型までの画面サイズのシャドウマスク（１６種類）について電気抵抗値を測定した結果である。【００５０】
【表１】
2008032834.tif 000003
【００５１】
図５（Ａ）に示すように、測定箇所が中央部の場合、電気抵抗測定値は、プレスマスクの鉄材、テンションマスクの鉄材、プレスマスクのインバー合金材、テンションマスクのインバー合金材の順で高くなった。このため、例えば、穿孔部の形状（テンションマスク／プレスマスク）、穿孔部の割合（測定箇所：中央部）及び穿孔部の配列方向に基づく基準値としてＴ１及びＴ２の２種類を設定し、目視等によりマスクタイプを判別してそれに基づき上記基準値の中から閾値を選択して決定し、閾値と測定値とを比較することによってシャドウマスクの金属組成を識別できる。【００５２】
また、図５（Ａ）のグラフから、測定箇所が中央部の場合、鉄材のテンションマスク（Ｎｏ．１〜４）とインバー合金材のプレスマスク（Ｎｏ．１３〜１６）とで、金属組成が異なるにも関らず、ほぼ同じ電気抵抗値が得られる場合があることが分かる。これは、テンションマスクとプレスマスクとではシャドウマスクの穿孔部の形状が相違することによるものと推測される。すなわち、テンションマスクでは、張力を生成せしめた方向（図１（Ｂ）におけるＹ軸方向）に対する強度の向上を図るため、Ｙ軸方向の格子断面（同図の１Ａ−１Ａ線の断面）は、同方向に直交する方向（同図のＸ軸方向）の格子断面（同図の１Ｂ−１Ｂ線の断面）と比較して金属部材の断面積（電流路）が大きい。このため、張力を生成せしめた方向に対して直交する方向（図１（Ｂ）のＸ軸方向）に電流を流して電気抵抗値を測定する場合、同図のＹ軸方向に対して電流を流して電気抵抗値を測定する場合と比較して得られる電気抵抗値が大きくなる。一方、プレスマスクはプレス加工により形成するため、Ｘ軸方向及びＹ軸方向（穿孔部の短手（短軸）方向・穿孔部の長手（長軸）方向）の双方とも、テンションマスクのＸ軸方向で電気抵抗値を測定した場合と比較して、得られる電気抵抗値が小さくなる。これらのことから、シャドウマスクの金属組成が同一であっても得られる電気抵抗値に差異が生じ、また、金属組成が相違していても得られる電気抵抗値がほぼ同じである場合があるものと考えられる。【００５３】
一方、図５（Ｂ）に示すように、測定箇所が端部の場合、測定箇所が中央部の場合と比較して、鉄材のテンションマスク及びインバー合金材のプレスマスクの電気抵抗値が小さい。また、閾値（基準値）Ｔ５で、鉄材のテンションマスクとインバー合金材のプレスマスクとを明確に識別することができる。これは、テンションマスクの構造によるものと考えられる。マスクに張力を生成せしめる支持部材は、マスクのその他の部分と同一の材質ではあるが、その他の部分と比較して金属部材の断面積が非常に大きく、電流が流れる電流路も広くなる。このため、支持部材（端部）を測定した場合、その他の部分と比較して電流が非常に流れやすくなり、得られる電気抵抗値が小さくなったためであると考えられる。【００５４】
以上のことに基づき、演算処理部３は、マスクタイプに応じて選択可能な基準値を少なくとも２個以上有し、その中から穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に穿孔部が占める割合を用いて閾値を選択し、閾値と測定値とを比較して被験物の金属組成を決定することが好ましい。また、穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に穿孔部が占める割合を用いて上記基準値を補正することによって閾値を決定し、その閾値と測定値と比較してよい。【００５５】
以下に、本実施形態１−１における金属識別方法を、図２及び図６を用いて説明する。図６は、閾値と測定した電気抵抗値とを比較して金属組成を識別する比較演算アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。【００５６】
まず、測定者は、４端子測定プローブ１の起動入力手段５を操作してシャドウマスクの測定をスタ−トする（Ｓ５０１）。つぎに、測定者は、測定領域における穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を目視等により判別した情報、例えば、マスクタイプをマスクタイプ入力手段６に入力する（Ｓ５０２）。入力された判別信号は演算処理部３に送信され、演算処理部３は受信した判別信号と、メモリ等に蓄積されている２以上の基準値とを用いて閾値（Ｔ１、Ｔ２）を決定する（Ｓ５０３）。このマスクタイプの判別及び入力は、目視により行うことに限定されるものではなく、上述の通り、赤外線センサや超音波センサ等のセンサを用いて判別して自動的に入力されてもよい。また、目視等によりマスクタイプを判別する場合、測定者は、マスクタイプの入力に替えて、測定者自身がマスクタイプに基づき閾値を決定し、それを入力してもよい。【００５７】
つぎに、被験物であるシャドウマスクのほぼ中央部に、電圧測定端子が穿孔部の長手（長軸）方向に直交する方向（図１（Ａ）及び（Ｂ）のＸ軸方向）に位置するように、４端子測定プローブ１を当接させて抵抗測定器２において４端子測定法に基づき電気抵抗値を測定する。測定プローブを当接させる方向は、電圧測定端子間の距離を十分に離間させる観点から、穿孔部の長手（長軸）方向に直交する方向が好ましい。なお、測定プローブを当接させる方向はこの方向に限られるものではなく、穿孔部の長手方向に平行な方向であってもよいし、その他の方向であってもよい。測定した電気抵抗値はシリアル信号として演算処理部３に送信される。演算処理部３は受信した電気抵抗値と決定した閾値とを比較演算し、シャドウマスクの金属組成を識別する（Ｓ５０４，Ｓ５０８）。金属の識別結果は、識別結果表示手段４に送信され、識別結果表示手段４は、受信した識別結果を予め設定された表示方法によって表示して測定者に報知する。【００５８】
具体的には、マスクタイプがテンションマスクである場合は閾値がＴ１に決定され、測定した電気抵抗値を閾値Ｔ１と比較する（Ｓ５０４）。電気抵抗値が閾値Ｔ１よりも大きい場合は、金属組成はインバー合金材であると識別し（Ｓ５０５）、識別結果表示手段４において分解を指示表示した後（Ｓ５０６）、終了する（Ｓ５０７）。電気抵抗値が閾値Ｔ１よりも小さい場合は、金属組成は鉄材であると識別し（Ｓ５０９）、識別結果表示手段４において仕分けを指示表示した後（Ｓ５１０）、終了する（Ｓ５０７）。一方、マスクタイプがプレスマスクである場合は閾値がＴ２に決定され、測定した電気抵抗値を閾値Ｔ２と比較する（Ｓ５０８）。電気抵抗値が閾値Ｔ２よりも大きい場合は、金属組成はインバー合金材であると識別し（Ｓ５０５）、識別結果表示手段４において分解を指示表示した後（Ｓ５０６）、終了する（Ｓ５０７）。電気抵抗値が閾値Ｔ２よりも小さい場合は、金属組成は鉄材であると識別し（Ｓ５０９）、識別結果表示手段４において仕分けを指示表示した後（Ｓ５１０）、終了する（Ｓ５０７）。なお、測定値が閾値（Ｔ１，Ｔ２）と一致した場合は、例えば、電気抵抗値を再度測定するか、閾値を再度決定しなおせばよい。【００５９】
以上のように、予め判別したマスクタイプ（穿孔部の形状等）を用いて準備した基準値から閾値を選択して決定し、その閾値と測定値の大小を比較することによってシャドウマスクの金属組成が鉄材かインバー合金材かを識別できる。【００６０】
なお、上述の通り、金属組成が相違していても電気抵抗値の測定値がほぼ同じである場合がある。具体的には、図５において、測定した電気抵抗値が閾値Ｔ３とＴ４との間に含まれる場合、目視やセンサ等によってマスクタイプ（穿孔部の形状等）を判別していないと金属を識別できない場合がある。このような場合は、例えば、後述する実施形態１−２のようにして金属を識別できる。【００６１】
（実施の形態１−２）
本発明の実施の形態１−２は、シャドウマスクの中央部と端部とでは穿孔部の割合が異なることから電気抵抗値の測定値が相違することに基づき、中央部及び端部の双方において電気抵抗値を測定してシャドウマスクの金属組成を識別する方法である。この方法によれば、マスクタイプの入力が不要であるため、例えば、マスクタイプの誤入力による誤認識を減らすことができる。以下に、本実施形態１−２における金属識別方法を図７及び８を用いて説明する。図７及び８は、本実施形態１−２における閾値と測定した電気抵抗値とを比較して金属組成を識別する比較演算アルゴリズムの一例を示すフローチャートであり、図７は、比較演算アルゴリズムの前半部分の一例を示すフローチャートであり、図８は、後半部分の一例を示すフローチャートである。【００６２】
まず、測定者は、４端子測定プローブ１の起動入力手段５を操作してシャドウマスクの測定をスタ−トする（Ｓ７０１）。つぎに、４端子測定プローブ１を用いてシャドウマスクの中央部の電気抵抗値を測定し、穿孔部の割合（測定箇所：中央部）を用いて基準値から閾値Ｔ２を決定し、閾値Ｔ２と得られた電気抵抗値を比較する（Ｓ７０２）。電気抵抗値が閾値Ｔ２より小さい場合は、プレスマスクの鉄材であると識別し（Ｓ７０３）、識別結果表示手段４において仕分けを指示表示した後（Ｓ７０４）、終了する（図８  Ｓ７０５）。電気抵抗値が閾値Ｔ２より大きい場合は、さらに、電気抵抗値を閾値Ｔ３と比較する（Ｓ７０６）。電気抵抗値が閾値Ｔ３より小さい場合は、テンションマスクの鉄材であると識別し（Ｓ７０７）、識別結果表示手段４において仕分けを指示表示した後（Ｓ７０４）、終了する（図８  Ｓ７０５）。電気抵抗値が閾値Ｔ３より大きい場合は、さらに、閾値Ｔ４と比較する（Ｓ７０８）。電気抵抗値が閾値Ｔ４より小さい場合は、再識別ルーチンに移行する（Ｓ７０９）。上述の通り、閾値Ｔ３と閾値Ｔ４との間は、マスクタイプ等が判別できない限り金属組成を識別することが困難であるため、再識別ルーチンに移行する必要がある。【００６３】
再識別ルーチンに移行した場合（Ｓ７０９）、図８に示すように、まず、４端子測定プローブ１を用いて４端子測定法よってシャドウマスクの端部において電気抵抗値を測定する（Ｓ７１５）。そして、測定箇所が端部であることに基づき基準値の中から決定された閾値Ｔ５と得られた電気抵抗値を比較する（Ｓ７１６）。電気抵抗値が閾値Ｔ５より小さい場合、テンションマスクの鉄材であると識別し（Ｓ７１７）、仕分け指示表示をした後（Ｓ７１８）、終了する（Ｓ７０５）。電気抵抗値が閾値Ｔ５より大きい場合は、プレスマスクのインバー合金であると識別し（Ｓ７１９）、プレスマスク仕様による分解を指示表示した後（Ｓ７２０）、終了する（Ｓ７０５）。【００６４】
一方、閾値Ｔ４と比較し（Ｓ７０８）、電気抵抗値が閾値Ｔ４より大きい場合は、さらに、閾値Ｔ１と比較する（Ｓ７１０）。電気抵抗値が閾値Ｔ１より小さい場合、プレスマスクのインバー合金材であると識別し（Ｓ７１１）、プレスマスク仕様による分解を指示表示した後（Ｓ７１２）、終了する（図８  Ｓ７０５）。電気抵抗値が閾値Ｔ１より大きい場合は、テンションマスクのインバー合金材であると識別し（Ｓ７１３）、テンションマスク仕様による分解を指示表示した後（Ｓ７１４）、終了する（図８  Ｓ７０５）。【００６５】
以上のように、図７及び図８に示すフローチャートのような金属の識別方法によれば、穿孔部の割合が異なる２箇所の測定箇所（中央部及び端部）と、準備された基準値（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）とを用いて５つの閾値を決定し、閾値と測定値を比較することによって４種類のシャドウマスク（テンションマスクの鉄材、テンションマスクのインバー合金材、プレスマスクの鉄材及びプレスマスクのインバー合金材）の材質を識別できる。【００６６】
つぎに、本発明の実施形態２−１〜２−３として、発光により被験物の金属組成を識別する金属識別装置及び金属識別方法について説明する。【００６７】
（実施の形態２−１）
図９（Ａ）は本発明の実施の形態２−１における金属識別装置の概略図であり、図９（Ｂ）は金属識別装置のマウント部（試料載置台）の一例を示す上面図である。【００６８】
図９（Ａ）の金属識別装置２００は、マウント部２０２、放電電極２０３、移動機構部２０４、位置検出部２０５、集光導光部２０６、受光分析部２０７及び識別演算部２０８を主要構成要素とする。この形態では、マウント部２０２、放電電極２０３、集光導光部２０６及び受光分析部２０７が測定部に相当し、識別演算部２０８が閾値決定部及び比較識別部に相当し、移動機構部２０４が移動制御部に相当し、位置検出部２０５が測定位置検出部及び穿孔部検出部に相当する。なお、図９（Ａ）では、各部材間、各機能部間を結線する電気配線は省略している。【００６９】
図９（Ａ）に示すように、移動機構部２０４上にマウント部２０２が配置され、マウント部２０２の上方には、放電電極２０３がアーム２１０に取り付けられた状態で配置されている。マウント部２０２には金属部材（被験物）２０１が載置可能であり、固定治具２０９等によって金属部材（被験物）を固定できる（図９（Ｂ））。マウント部２０２は移動機構部２０４と連結して配置され、リニアモータ２１３によって平面方向（例えば、左右、３６０度方向）に移動可能である。マウント部２０２は、ノイズ成分を除去して識別精度を向上させる観点から、放電により発光を励起させない材質で形成されていることが好ましい。マウント部２０２の構成は、図９（Ａ）の構成に限られるものではない。例えば、図１０（Ａ）に示すように、マウント部２０２を鉄等の磁性体で形成し、固定治具２０９として永久磁石２１６を使用して金属部材２０１を磁石の吸引力によって固定可能な構成であってもよい。また、図１０（Ｂ）に示すように、マウント部２０２の表面に電磁石２１７を埋め込み、電磁石２１７のコイルに電流を流すことによって金属部材２０１を固定可能な構成であってもよい。電磁石２１７を用いて固定する場合、例えば、電磁石２１７の吸引力を強くすることによって薄板状のシャドウマスクの波打ち変形等を補正してもよい。この変形の補正により、シャドウマスクと放電電極２０３との距離をより正確に保持でき、その結果シャドウマスクの全領域において放電及び／又は発光強度の測定を安定して行うことができる。また、コイル電流を遮断することによってマウント部２０２から金属部材２０１を容易に脱着することができる。【００７０】
位置検出部２０５は、撮像装置２１１及び画像認識装置２１２を備え、マウント部２０２の上方に位置するようにアーム２１０に取り付けられている。撮像装置２１１によって金属部材２０１の表面を撮像し、その画像を画像認識装置２１２で認識することによって、例えば、金属部材２０１の穿孔部の位置座標を検出できる。位置検出部２０５を用いて放電に伴う発熱により形成された貫通孔等の放電損傷部又は穿孔部の位置座標を検出することにより、放電電極２０３の延長線Ｌと金属部材２０１との交点Ｐが穿孔部及び放電損傷部以外の場所となるような状態で容易に放電させることができる。【００７１】
集光導光部２０６は、放電電極２０３と金属部材２０１との間に放電電圧を印加することによって発生した発光を集光し受光分析部２０７に導く。受光分析部２０７は、グレーティング２１４と光電変換素子２１５とを含み、集光導光部２０６を通過した光をグレーティング２１４においてスペクトル分解し、スペクトル分解された回折光を光電変換素子２１５において受光して電気信号に変換する。光電変換素子２１５としては、例えば、光電子倍増管、リニアイメージセンサ等が使用できる。【００７２】
識別演算部２０８は、例えば、ＣＰＵやメモリ等によって構成されるデジタル信号処理装置であって、金属部材２０１の穿孔部の形状及び／又は割合に基づき、識別する金属特有の波長におけるスペクトル強度の閾値を決定し、その閾値と得られたスペクトル強度とを比較することによって金属部材２０１の材質を識別できる。閾値は，金属部材２０１の穿孔部の形状及び／又は割合と識別する金属組成特有の波長におけるスペクトル強度とを用いて決定することが好ましい。金属部材がシャドウマスクである場合、この識別演算部２０８によって、金属が鉄材であるか、インバー合金材であるかを識別できる。【００７３】
つぎに、本実施の形態２−１における金属識別方法を図９及び１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態２−１におけるシャドウマスクの金属識別方法の一例を示すフローチャートである。【００７４】
まず、シャドウマスク２０１をマウント部２０２に載置し、周辺部を固定治具２０９で固定する（ＳＴＰ１）。ついで、撮像装置２１１によってシャドウマスク２０１表面を撮像し、画像認識装置２１２によって穿孔部の位置座標を検出する（ＳＴＰ２）。検出した穿孔部の位置座標データに基づき、移動機構部２０４を用いてマウント部２０２を移動させて、放電電極２０３の延長線Ｌとシャドウマスク２０１との交点Ｐが穿孔部以外の場所、つまり、金属部分となるようにする（ＳＴＰ３）。つぎに、放電電極２０３とシャドウマスク２０１との間に放電電圧を印加してアーク放電を生じさせる（ＳＴＰ４）。これにより、シャドウマスク２０１の材質に応じた特有の発光が起こる。そして、放電により発生した発光を集光導光部２０６によって集光し、受光分析部２０７に導光する（ＳＴＰ５）。【００７５】
集光導光部２０６を通して入射された光を受光分析部２０７のグレーティング２１４によってスペクトル分解（分光）することによってシャドウマスクを構成する金属特有の分光スペクトルが得られる（ＳＴＰ６）。得られた分光スペクトルは、受光分析部２０７に内蔵された光電変換素子２１５によって波長領域ごとに電気信号に変換される。このようにして、金属特有のスペクトル強度に比例した電気信号が得られる。閾値は、シャドウマスクに供される鉄材のスペクトル強度及びシャドウマスクに供されるインバー合金材のスペクトル強度の基準分光スペクトル強度に比例した電気信号として又は後述の補正等した値として得られる。この閾値と光電変換素子２１５により得られた電気信号とを比較することによって金属部材２０１の材質を識別できる（ＳＴＰ７）。ここで、閾値は、基準分光スペクトル強度を測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数準備し、その中から金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を用いて選択して使用してもよいし、各金属固有の基準分光スペクトルを金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を用いて補正して得てもよい。【００７６】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）に、金属部材がシャドウマスクである場合の発光強度のグラフを示す。図１２（Ａ）が、鉄材のシャドウマスクの発光強度を示すグラフであり、図１２（Ｂ）が、インバー合金材のシャドウマスクの発光強度を示すグラフである。図１２（Ａ）及び（Ｂ）から分かるように、シャドウマスクがインバー合金材である場合、波長３１３ｎｍ近傍に特有のピークＡが存在することが分かる。このピークはニッケル由来のピークである。シャドウマスクは、一般的に、鉄材又はインバー合金材で構成されている。インバー合金材は鉄とニッケルとの合金であることから、例えば、ニッケル固有の波長における発光強度を調べることによって、インバー合金であるか鉄材であるかを識別できる。例えば、３００ｎｍ〜３２０ｎｍの波長領域についてスペクトル分析を行い、波長３１３ｎｍ近傍における発光強度の大きさに着目することにより、鉄材とインバー合金材とを識別し分別してもよい。【００７７】
また、シャドウマスク１枚において複数箇所（例えば、約１０点程度）で放電を行い、それぞれの発光スペクトルを採取し、得られるそれぞれの発光強度を閾値と比較することによって、さらに高い確度で金属を識別できる。このため、識別演算部２０８で金属組成を識別した後、測定を行った回数をカウントし、その数が１０未満であれば、マウント部２０２を移動させて放電位置を代えて再度発光強度の測定を行い、一方、その数が１０以上であれば、識別結果に基づき区分けするようにしてもよい。この場合、位置検出部２０５で検出した穿孔部の位置座標データに基づき移動機構部２０４を動作させてシャドウマスクを移動させながら、別の箇所でアーク放電を発生させてスペクトルを採取することが好ましい。これにより、識別確度をさら向上できる。【００７８】
（実施の形態２−２）
図１３は、本発明の実施の形態２−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。なお、図９（Ａ）と同一箇所には同一の符号を付している。【００７９】
図１３の金属識別装置２００は、マウント部２０２、放電電極２０３、移動機構部２０４、集光導光部２０６、受光分析部２０７、識別演算部２０８及び放電位置検出部２２１を主要構成要素とする。マウント部２０２、移動機構部２０４、受光分析部２０７及び識別演算部２０８は、実施の形態２−１と同様である。放電位置検出部２２１は、測定位置検出部及び穿孔部検出部に相当する。【００８０】
放電位置検出部２２１は、拡大レンズ付き撮像装置２２２と画像認識装置２２３とを備え、マウント部２０２の上方に位置するようにアーム２１０に取り付けられている。撮像装置２２２は、放電電極２０３の延長線Ｌと金属部材２０１との交点Ｐに焦点を合致させた状態でこの領域を撮像し、その画像パターンが穿孔部であるか否かを画像認識装置２２３において判定する。本実施の形態２−２の場合、撮像装置２２２は、金属試料２０１上の放電位置Ｐ周辺のみを撮像すればよいので、例えば、視野の狭い撮像装置２２２で十分である。【００８１】
集光導光部２０６は、導光用の光ファイバー又は石英ロッドと集光レンズとを含み、放電電極２０３の側に位置するようにアーム２１０に取り付けられている。集光導光部２０６は、放電電極２０３と金属部材２０１との間での放電に伴う発光を集光し、受光分析部２０７に導く。集光導光部２０６が導光用の光ファイバー又は石英ロッドを含む場合、発光の採取位置又は受光分析部２０７の配置の自由度が大きくなり好ましい。光ファイバーは光の通路を曲げることができるため、例えば、受光分析部２０７の配置箇所の自由度が大きくなる。一方、石英ロッドは融点が高く耐熱性に優れるため放電部位に近づけることが可能となり、例えば、発光を高輝度で集光することができる。【００８２】
本実施の形態２−２の金属識別装置を用いたシャドウマスクの材質の識別方法は、例えば、下記のとおりである。まず、シャドウマスク２０１をマウント部２０２に載置して固定する。固定は実施の形態２−１と同様にして行うことができる。ついで、撮像装置２２２によってシャドウマスク２０１を撮像し、得られた画像信号を画像認識装置２２３に入力する。画像認識装置２２３において、得られた画像信号と予め記憶させた穿孔パターンデータとを照合することにより、放電電極２０３の直下が穿孔部であるか否かを判定する。直下が穿孔部でなければ、そのままの状態で放電電極２０３とシャドウマスク２０１との間に放電電圧を印加してアーク放電を発生させる。一方、放電電極２０３の直下が穿孔部である場合は、直下が穿孔部とならないように移動機構部２０４を用いてマウント部２０２を移動させた後、アーク放電を発生させる。受光分析部２０７は、この放電に伴う発光を集光導光部２０６を通して受光し、その発光をスペクトル分解し、最終的にスペクトル強度に比例した電気信号に変換する。この電気信号と実施の形態２−１のようにして得られる閾値と比較することによってシャドウマスク２０１の材質を識別できる。【００８３】
なお、本実施の形態２−２においても実施の形態２−１と同様に、識別確度を向上させるために、放電位置を代えてアーク放電を複数回行うことが好ましい。この場合、既に放電を行った箇所には貫通孔等の放電損傷が存在する場合がある。さらに、放電損傷が貫通孔である場合は、貫通孔の孔径はシャドウマスクの穿孔部よりもはるかに大きく、貫通孔の外周縁には溶融後のランダムな固化によって形成されるバリ状の突起が見受けられる場合がある。バリ状の突起の近傍で放電を行った場合、アーク放電がこの突起に集中して発生することから、アーク放電を複数回行うことによって識別確度が低下する場合も想定される。しかしながら、本実施の形態２−２の金属識別装置によれば、放電位置検出部２２１によって放電損傷部を避けてアーク放電を行うことができるため、たとえアーク放電を複数回行ったとしても、高い確度で金属組成を識別できる。【００８４】
（実施の形態２−３）
図１４は、本発明の実施の形態２−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。なお、図９（Ａ）及び図１３と同一箇所には同一の符号を付している。【００８５】
図１４の金属識別装置２００は、マウント部２０２、放電電極２０３、回転移動機構部２３０、位置検出部２０５、集光導光部２０６、受光分析部２０７、識別演算部２０８及び筐体２３１を主要構成要素とする。マウント部２０２、位置検出部２０５及び識別演算部２０８は実施の形態２−１と同様であり、集光導光部２０６及び受光分析部２０７は実施の形態２−２と同様である。【００８６】
筐体２３１は、モータで駆動される回転移動機構部２３０と回転軸２３２とを備え、回転軸２３２を介してアーム２３３と連結している。アーム２３３には、放電電極２０３、位置検出部２０５、集光導光部２０６及び受光分析部２０７が配置され、筐体２３１の側面には識別演算部２０８が配置されている。放電電極２０３は、回転移動機構部２３０によって、マウント部２０２に対して平面方向（例えば、円弧方向）に移動可能である。このため、例えば、穿孔部の位置座標データに基づき放電電極２０３をシャドウマスク２０１の上方で回転移動させ、放電位置を決定することができる。【００８７】
集光導光部２０６は、放電位置に追随できるようにアーム２３３の側方に取り付けられている。集光導光部２０６は、光の採取位置や受光分析部２０７の位置の自由度を増加させる観点から、実施の形態２−２と同様に、集光レンズと導光用の光ファイバー又は石英ロッドとを含む形態であってもよい。また、本実施の形態２−３においても、実施の形態２−２と同様に、少なくとも放電位置の周辺のみを撮像可能であればよいため、位置検出部２０５に替えて、実施の形態２−２の放電位置検出部２２１をアーム２３３に取り付けてもよい。【００８８】
本実施の形態２−３の金属識別装置は、マウント部２０２に替えて放電電極２０３を移動させる以外は、実施の形態２−１及び２−２と同様にして被験物の金属組成を識別することができる。また、本発明の金属識別装置の形態は、上記形態に限られるものではなく、例えば、マウント部２０２と放電電極２０３の双方が移動可能な形態であってもよい。【００８９】
つぎに、本発明の実施の形態３−１〜３−４として、反射によって被験物の金属組成を識別する金属識別装置及び金属識別方法について説明する。【００９０】
（実施の形態３−１）
図１５（Ａ）は、本発明の実施の形態３−１における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。図１５（Ａ）の金属識別装置３００は、光源３０２、位置検出部３０３、マウント部（試料載置部）３０４、移動機構部３０５、受光部３０９、コントローラ３１６を主要構成要素とする。コントローラ３１６は、位置検出記憶部３０６、移動機構制御部３１１及びスペクトル比較部３１２を含む。この形態では、光源３０２及び受光部３０９が測定部に相当し、コントローラ３１６が閾値決定部及び比較識別部に相当し、位置検出部３０３が測定位置検出部及び穿孔部検出部に相当し、移動機構部３０５が移動制御部に相当する。【００９１】
マウント部３０４は、移動機構部３０５の上部に配置され、移動機構部３０５を制御することによって平面方向に移動可能である。マウント部３０４は、複数の貫通した穿孔部を有する金属部材（被験物）３０１を把持する。光源３０２は、金属部材３０１に光ビーム３１８を照射可能である。光源３０２としては、可視光の波長範囲を全てカバーできることから、白色光のビームを照射する光源が好ましい。白色光の光源としては、例えば、可視光領域で比較的波長依存性の少ない発光特性を有し、発光輝度が大きいことから、キセノン放電光等が使用できる。位置検出部３０３は、画像認識装置３１４及び撮像装置３１３を備え、マウント部３０４の上部に配置されている。撮像装置３１３が金属部材３０１を撮像し、画像認識装置３１４がその画像を処理して金属部材３０１の穿孔部の位置座標等を検出する。この位置座標は２次元の位置情報として位置検出記憶部３０６に記憶可能である。移動機構制御部３１１は、検出記憶部３０６に記憶された位置情報に基づき、光ビーム３１８が金属部材３０１の穿孔部以外の部分に選択的に照射されるように、光源３０２及び／又はマウント部３０４の位置を制御する。また、光ビーム３１８の光束面積が穿孔部の面積よりも大きい場合は、例えば、上記位置情報に基づき測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を求め、それにより基準値（基準分光スペクトル強度）を補正及び／又は選択して閾値を決定することができる。また、上記位置情報と移動機構部３０５とを連動させることにより、被験物である金属部材３０１を照射する光ビーム３１８の光束面積中に、穿孔部３５１が最小（金属部材３０１が最大）となるように選択することができる。【００９２】
受光部３０９は、分光生成部３０７及びリニアイメージセンサ３０８を含み、金属部材３０１で反射した反射光３９１を受光可能である。受光部３０９の分光生成部３０７が、反射光３９１を可視光の領域で波長成分ごとに角度を変えて分散させる反射型の回折格子を配置している場合、反射光３９１は回折格子で反射され、その反射光３９２，３９３は波長成分ごとに分散された状態でリニアイメージセンサ３０８に受光される。例えば、反射光３９１から分光された波長４００ｎｍ未満の紫外光３９３がリニアイメージセンサ３０８の右端で受光され、波長８００ｎｍ以上の赤外光３９２がリニアイメージセンサ３０８の左端で受光され、波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の可視光領域の光がリニアイメージセンサ３０８の中央部分で受光される。分光生成部３０７において生成した分光スペクトルを、スペクトル比較部３１２に記憶させた基準分光スペクトルと比較することによって金属部材３０１の金属組成を識別可能である。基準分光スペクトルとしては、金属組成が予め判明している金属部材に光ビーム３１８を照射し、その反射光３９１から得られた各金属固有の分光スペクトル、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数個準備したスペクトルの中から金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき選択されたスペクトル、各金属固有の分光スペクトルを金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき補正して得られるスペクトル等が挙げられる。スペクトル比較部３１２において、光ビーム３１８の光量データとリニアイメージセンサ３０８で受光した波長成分ごとの光量データとを用いて波長成分ごとの反射率を求めることができる。また、スペクトル比較部３１２において、複数の被験物の測定値（反射率）を比較して、それぞれの被験物の金属組成を識別してもよい。スペクトル比較部３１２には、例えば、光ビーム３１８が金属部材３５３に照射された場合の波長成分ごとの光量データが記憶されていてもよい。【００９３】
マウント部３０４及び移動機構部３０５は、例えば、実施の形態２−１と同様に、図１０（Ａ）又は（Ｂ）に示す構成であってもよい。また、シャドウマスク２０１に照射した光ビーム３１８が穿孔部を通過し、マウント部表面で反射した反射光を受光部３０９で受光すると、マウント部からの反射光はノイズ光となる。このため、ノイズ光を除去して識別精度を向上させる観点から、例えば、金属部材に張力を付与するとともに金属部材の周辺を把持し、さらに、金属部材とマウント部との間に空間を形成するか又はマウント部表面に無反射コート処理等を施すことが好ましい。表面に突起物がない金属部材３０１を識別するためには、金属部材３０１に張力を付与しながら把持した状態で金属部材３０１をマウント部３０４に配置することで、例えば、迷光を低減した状態で金属部材の反射率を測定することができる。【００９４】
位置検出部３０３は、撮像装置３１３及び画像認識装置３１４を備える構成に替えて、簡単な発光素子と受光素子とを含む光学的なユニットであってもよい。このような構成の場合、例えば、発光素子から金属部材に垂直方向に光を照射し、その反射光の光量の変化を受光素子により検出することによって金属部材の穿孔部と金属部分とを認識することができる。【００９５】
本実施の形態３−１の金属識別装置３００は、例えば、図１５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような構成の金属部材３０１の種類を識別することができる。図１５（Ｂ）及び（Ｃ）は、金属部材３０１の形状の一例を示す概略図である。図１５（Ｂ）の金属部材３０１は、すべての穿孔部３５１が金属部分３５２で囲まれた構成であり、すべての穿孔部３５１がほぼ同一の形状である。一方、図１５（Ｃ）の金属部材３０１は、金属部材の外周部に位置する穿孔部３５４の一部が金属部材３５２で囲まれていない構成であり、外周部に位置する穿孔部３５４と内側に位置する穿孔部３５４が異なっている。【００９６】
本実施の形態３−１における金属識別方法を、図１５及び１６を用いて説明する。図１６は、本実施の形態３−１における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態３−１の識別方法は、反射光測定ステップ（ＳＡ）、スペクトル生成ステップ（ＳＢ）及びスペクトル比較ステップ（ＳＣ）を含む。反射光測定ステップ（ＳＡ）は、試料載置ステップ（Ａ１）、位置検出記憶ステップ（Ａ２）、照射ステップ（Ａ３）及び受光ステップ（Ａ４）を含み、スペクトル生成ステップ（ＳＢ）は、移動機構ステップ（Ｂ１）、移動機構制御ステップ（Ｂ２）及び分光生成ステップ（Ｂ３）を含む。【００９７】
まず、マウント部３０４に金属部材（被験物）３０１を配置する（Ａ１）。つぎに、撮像装置３１３及び画像認識装置３１４を用いて金属部材３０１における穿孔部３５１，３５４と金属部分３５２，３５５の位置とを検出し、それらの位置情報を位置検出部３０６に記憶する（Ａ２）。この位置情報に基づき、移動機構制御部３１１によって光源３０２及び移動機構部３０５の少なくとも一方を移動させて光ビーム３１８が金属部材３０１の金属部分３５２，３５５に照射されるように調整する。そして、光源３０２から、例えば、直径１ｍｍ程度の光ビーム３１８が金属部材３０１に向けて照射される（Ａ３）。金属部材３０１で反射した反射光３９１は、受光部３０９で受光される（Ａ４）。【００９８】
つぎに、スペクトル生成ステップ（ＳＢ）に移行する。移動機構ステップ（Ｂ１）において、受光部３０９及び光源３０２並びにマウント部３０４のいずれか一方を移動させ、移動機構制御ステップ（Ｂ２）において光ビーム３１８が金属部材３０１の金属部分３５２，３５５を選択的に照射するように制御する。分光生成ステップ（Ｂ３）において受光部３０９受光した反射光３９１の分光スペクトルを生成する。位置検出記憶ステップ（Ａ２）と移動機構ステップ（Ｂ１）及び移動機構制御ステップ（Ｂ２）とによれば、照射光の光束面積が穿孔部の面積よりも小さい場合であっても、上記位置情報に基づき光源３０２及び／又はマウント部３０４等を移動させることによって、照射光のスポットにできる限り多くの金属部分が含まれるように照射光を照射できる。これにより、反射光の強度をより大きくできるため、識別精度を向上できる。【００９９】
スペクトル比較ステップ（ＳＣ）に移行する。測定により得られた分光スペクトルと、例えば、基準分光スペクトルとを比較することによって、金属部材３０１の金属組成を識別できる。ここで、基準分光スペクトルは、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数準備し、その中から穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を用いて選択したものを使用してもよいし、各金属固有の分光スペクトルを穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき補正することによって決定してもよい。すなわち、複数の貫通した穿孔部を有する金属部材を被験物とする場合、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合によって得られる反射率が相違する。このため、例えば、穿孔部の割合に基づき係数（割合係数）を決定し、この割合係数を金属固有の基準反射率（基準値）に付与して閾値を決定する。このように基準値を補正する場合、信号増幅によるノイズ成分の重畳がなく、識別精度が向上できることから好ましい。また、上記係数等を用いて、被験物の反射率（測定値）を補正してもよい。このように測定値を補正した場合、例えば、測定値の数値を増幅することによって基準反射率と直接比較できる。また、測定値を補正する方法は、例えば金属部材の穿孔割合が高い場合、すなわち、金属部材に占める金属部分の割合が低い場合に有用である。【０１００】
図１７に、本実施の形態３−１の金属識別装置を用いて得られたＣＲＴシャドウマスクの反射率の分光スペクトルを示す。図１７において、実線で表したスペクトルが、鉄材の分光スペクトルであり、点線で表したスペクトルが、インバー合金材の分光スペクトルである。いずれにおいても、表面反射率は１％前後と非常に小さいが、鉄材とインバー合金材とで反射率の分光スペクトルは大きく異なることが分かる。波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの領域における反射率を比較すると、鉄材の反射率は１％前後でほぼ一定であるが、インバー合金材の反射率は４００ｎｍから長波長側に向かって単調に増加している。このため、例えば、被験物が鉄材及びインバー合金材のいずれかである場合、測定波長をほぼ可視光領域をカバーする４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲で測定し、その範囲を比較することによって、上記スペクトルの相違に基づき被験物の金属組成を識別できる。【０１０１】
なお、以上の例では、反射率の測定を例にとって説明したが、例えば、金属部材３０１の位置に、反射率が１００％に近く、波長依存性の少ない参照板（図示せず）を配置することによって、光強度の分光スペクトルを測定することができる。【０１０２】
（実施の形態３−２）
図１８（Ａ）は、本発明の実施の形態３−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。図１８（Ａ）の金属識別装置３２０は、マウント部３０４がモニタ用金属部材載置部３２２を含み、金属部材（被験物）３０１に加えて、モニタ用金属部材３５７，３５９が配置可能である以外は、実施の形態３−１の金属識別装置３００と同様の構成である。このモニタ用金属部材３５７，３５９は、例えば、被験物である金属部材３０１を構成する金属であろうと想定される金属で構成されている。本実施の形態３−２の金属識別装置によれば、金属部材３０１の横にモニタ用金属部材３５７，３５９を配置可能であるため、被験物である金属部材３０１とモニタ用金属部材３５７，３５９との双方に光ビームを照射することによって被験物の金属部材３０１と同様の条件で、モニタ用金属部材３５７，３５９から金属固有の分光スペクトルを測定できる。そして、それぞれから得られる分光スペクトルは全て同一条件で測定された分光スペクトルであることから、それぞれの反射分光スペクトルを比較分析することによって金属の識別精度を向上できる。また、被験物の測定と、基準となる分光スペクトル（以下、「金属固有の分光スペクトル」ともいう）の測定とを同時にできるため、基準値として使用する分光スペクトルを予め測定しておく必要がなく、被験物の金属組成を簡単かつ迅速に識別できる。なお、本実施の形態ではモニタ用金属部材として２種類の金属部材を用いる場合について説明したが、モニタ用金属部材の数は、識別したい金属組成の種類に応じて適宜決定すればよい。【０１０３】
本実施の形態３−２の金属識別装置３２０においては、まず、移動機構部３０５を用いてマウント部３０４を移動させ、光源３０２から光ビーム３１８をモニタ用金属部材３５７，３５９のそれぞれの表面に照射する。受光部３０９が反射光３２３を受光し、分光生成部３０７においてモニタ用金属部材３５７，３５９のそれぞれについて金属組成の分光スペクトルを生成する。つぎに、移動機構部３０５を用いてマウント部３０４を移動させ、光源３０２から光ビーム３１８を金属部材３０１に向けて照射し、その反射光３９１に基づき分光生成部３０７において分光スペクトルを生成する。スペクトル比較部３１２において、金属部材３０１の反射光３９１に基づく分光スペクトルと基準分光スペクトルとを比較することによって、金属部材３０１の金属組成を識別できる。基準分光スペクトルとしては、モニタ用金属部材３５７，３５９から得られた分光スペクトル、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数個準備されたスペクトルの中から金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき選択されたスペクトル、上記モニタ用金属部材から得られた分光スペクトルを金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき補正して得られるスペクトル等が挙げられる。また、移動機構制御部３１１は、実施の形態３−１と同様に、各機能部等を活用連携させて金属識別装置３２０の全体を制御する。【０１０４】
本実施の形態３−２の金属識別装置３２０を用いた金属識別方法を、図１８及び１９を用いて説明する。図１９は、本実施の形態３−２の金属識別装置３２０を用いた金属の識別方法の一例を示すフローチャートである。この識別方法は、反射光測定ステップ（ＳＡ）において被験物（識別対象）又はモニタ用の金属部材載置ステップ（Ａ１’）を含み、スペクトル比較ステップ（ＳＣ）においてモニタ用金属部材の金属固有の分光スペクトル（強度）を基準値として使用し金属組成を識別する以外は、実施形態３−１の金属識別装置３００を用いた識別方法と同様である。【０１０５】
すなわち、まず、マウント部３０４に金属部材３０１、モニタ用金属部材３５７，３５９をそれぞれ配置する（Ａ１、Ａ１’）。金属部材３０１に加えてモニタ用金属部材３５７，３５９についても測定を行う以外は実施形態３−１と同様に、位置検出記憶ステップ（Ａ２）、照射ステップ（Ａ３）、受光ステップ（Ａ４）及びスペクトル生成ステップ（ＳＢ）を行う。スペクトル比較ステップ（ＳＣ）に移行し、得られた分光スペクトル（強度）とモニタ用金属部材の分光スペクトル（強度）とを比較することによって金属部材３０１の金属組成を識別できる。【０１０６】
例えば、被験物である金属部材３０１が、ＣＲＴシャドウマスクである場合、モニタ用金属部材３５７，３５９として、鉄材の金属部材及びインバー合金材の金属部材を準備する。これらのモニタ用金属部材の分光スペクトルは、例えば、図１７のグラフと同様のスペクトルとなる。被験物である金属部材３０１の分光スペクトルを上述のようにして測定し、得られた分光スペクトルとモニタ用金属部材の分光スペクトルとを比較して、インバー合金材の分光スペクトルの形状と近い場合は、金属部材３０１（被験物）の金属組成はインバー合金材であると識別できる。一方、鉄材の分光スペクトルの形状と近い場合は、金属部材３０１（被験物）の金属組成は鉄材であると識別できる。なお、金属部材（被験物）の金属組成は鉄及びインバー合金に限られるわけではなく、反射率に基づく分光スペクトルが異なる金属であれば、どのような金属であっても識別することができる。【０１０７】
受光部３０７又は分光スペクトル３０８において測定する波長の範囲又はスペクトル比較部３１２において比較する分光スペクトルの波長の範囲を、ある特定の波長範囲としてもよい。また、特定の波長範囲を２種類以上組み合わせてもよい。被験物を構成する金属が特有のスペクトル形状又は反射率を示す波長の範囲を有する場合、この範囲についてのみ比較することによって、より迅速かつ高い精度で金属組成を識別できる。例えば、鉄材とインバー合金材との場合、図１７のグラフに示すように、波長６００ｎｍを境に、長波長側では反射率の差が少なく、一方、短波長側では短波長になればなるほどその差が顕著に大きくなっている。つまり、波長４００ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲では、鉄材の反射率とインバー合金材の反射率との差がより明確である。このため、例えば、ＣＲＴシャドウマスクのように、その金属組成が鉄材及びインバー合金材のいずれかである場合、この波長範囲について反射率を比較することによっても金属組成を識別できる。また、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合に基づき補正することが好ましい。【０１０８】
（実施の形態３−３）
図２０（Ａ）は本発明の実施の形態３−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２０（Ｂ）は本発明の実施の形態３−３における金属識別装置の構成のその他の例を示す概略図である。図２０（Ａ）の金属識別装置３３０及び図２０（Ｂ）の金属識別装置３４０は、受光部３０９が受光素子又は積分球である以外は、いずれも、実施の形態３−２の金属識別装置３２０と同様の構成である。【０１０９】
図２０（Ａ）に示す金属識別装置３３０の受光部３０９は、ダイクロイックミラー３２４と、受光素子３２５（３２５ａ，３２５ｂ）とを含む。２種類の受光素子３２５ａ，３２５ｂを含むことにより、可視光領域の全範囲における反射率の分光スペクトルの測定に替えて、ある特定の波長領域における分光スペクトルを簡便かつ迅速に測定することができる。これの構成は、例えば、鉄材とインバー合金材のようにある特定の波長領域の反射率で明確な差がある金属組成の被験物を識別する場合、特に有用である。鉄材とインバー合金材とを識別する場合、受光素子３２５ａにおいて波長４５０ｎｍ近傍の帯域のみの反射光を受光し、受光素子３２５ｂにおいて他の長波長領域の反射光を受光し、それぞれの領域の分光スペクトルと基準分光スペクトルとを比較することによって鉄材であるかインバー合金材であるかを識別できる。ダイクロイックミラー３２４としては、例えば、波長４５０ｎｍ近傍の帯域の光のみを透過し、その他の領域の光は反射する誘電体多層膜で表面をコーティングしたダイクロイックミラーが使用できる。【０１１０】
図２０（Ｂ）に示す金属識別装置３４０の受光部３０９は、ダイクロイックミラー３２４と、積分球３２８（３２８ａ，３２８ｂ）とを含み、それぞれの積分球３２８ａ，３２８ｂには受光素子３２５ａ，３２５ｂがそれぞれ配置されている。積分球の内部に受光素子を配置することによって、受光素子で反射した光も積分球の内部で反射して再び受光素子に受光されるため、受光素子の感度を向上できる。このため、例えば、金属部材からの反射光が少ない場合、すなわち、反射率が低い場合であっても、高精度で簡単かつ迅速に金属を識別できる。【０１１１】
本実施の形態３−３の金属識別装置３３０及び３４０はいずれも、実施の形態３−１及び３−２の識別方法と同様にして金属を識別できる。【０１１２】
（実施の形態３−４）
図２１は本発明の実施の形態３−４における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。図２１の金属識別装置３５０は、光源３０２及び受光部３０９以外は、実施の形態３−２の金属識別装置３２０と同様の構成である。【０１１３】
光源３０２は、赤色光源（Ｒ光源）３３２Ｒ、緑色光源（Ｇ光源）３３２Ｇ及び青色光源（Ｂ光源）３３２Ｂを含む高輝度光源３３２と、ダイクロイックミラー３２９，３３１とを含む。光源３０２において、３つの波長の異なる光源（Ｒ光源３３２Ｒ、Ｇ光源３３２Ｇ及びＢ光源３３２Ｂ）から照射された光は、ダイクロイックミラー３２９，３３１によって１つの光軸の光ビーム３１８に集束され金属部材３０１やモニタ用金属部材３５７，３５９に照射される。Ｒ光源３３２Ｒ、Ｇ光源３３２Ｇ及びＢ光源３３２Ｂとしては、例えば、ＬＥＤや半導体レーザ等のレーザ光源が使用できる。光源３０２がＬＥＤや半導体レーザである場合、例えば、簡単な光学部材によって、直径１００μｍ以下の高輝度の光ビームを容易に得ることができ、識別精度も向上できる。また、光源を小型化できるため、金属識別装置を小型化できる。Ｒ光源３３２Ｒ、Ｇ光源３３２Ｇ及びＢ光源３３２Ｂとしては、光ビーム３１８を微小スポットに絞ることができ、識別精度をさらに向上する観点からＬＥＤが好ましい。また、Ｒ光源３３２ＲやＢ光源３３２Ｂとしては、小型で効率が高く、消費電力が低く安価である観点から、半導体レーザが好ましい。なお、光源３０２として、Ｒ光源３３２Ｒ、Ｇ光源３３２Ｇ及びＢ光源３３２Ｂの３種類を含む光源を例にとり説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも１つの光源を含んでいればよい。【０１１４】
受光部３０９は、ダイクロイックミラー３２７（３２７ａ，３２７ｂ）と、受光素子３２６（３２６ａ，３２６ｂ，３２６ｃ）とを含む。このような受光部３０９によれば、Ｒ光源３３２Ｒ、Ｇ光源３３２Ｇ及びＢ光源３３２Ｂの各光源から照射された波長帯域の反射光を、それぞれ別の受光素子３２６ａ，３２６ｂ，３２６ｃで受光できる。例えば、受光部３０９に到達した反射光３９１のうち波長４５０ｎｍ近傍の青色光のみがダイクロイックミラー３２７ａにおいて反射され、受光部３２６ｃに受光される。ダイクロイックミラー３２７ａを透過した光のうち波長５３０ｎｍ近傍の緑色光のみがダイクロイックミラー３２７ｂにおいて反射され、受光部３２６ｂに受光される。ダイクロイックミラー３２７ｂを透過した緑色光よりも長い波長帯域の光は受光素子３２６ａに受光される。【０１１５】
本実施の形態３−４の金属識別装置３５０によれば、特定の波長領域の光を照射する光源３０２とその波長領域の光を受光可能な受光素子３２６とを備えるため、例えば、光ビームの波長範囲を限定して測定でき、高い精度で簡単・迅速に金属組成を識別できる。また、本実施の形態３−４の金属識別装置３５０は、例えば、実施の形態３−１及び３−２の識別方法と同様にして金属を識別できる。【０１１６】
つぎに、本発明の実施の形態４−１〜４−４として、光沢によって被験物の金属組成を識別する金属識別装置及び金属識別方法について説明する。【０１１７】
（実施の形態４−１）
図２２（Ａ）は、本発明の実施の形態４−１における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２２（Ｂ）及び（Ｃ）はマウント部４１３に配置したプレスマスクの一例を示す平面図である。図２２（Ａ）におけるマウント部４１３及び金属部材４１１は、図２２（Ｂ）の１Ａ−１Ａ線からの断面図に相当する。【０１１８】
図２２（Ａ）の金属識別装置４１０は、マウント部４１３、照射部４１４、光沢強度測定部４１７及びコントローラ４２５を主要構成要素とする。この形態では、照射部４１４及び光沢強度測定部４１７が測定部に相当し、コントローラ４２５が閾値決定部及び比較識別部に相当する。【０１１９】
マウント部４１３は、支持部４２２ａ上に配置されており、マウント部４１３には複数の貫通した穿孔部を有する金属部材（被験物）４１１を固定し、把持可能である。照射部４１４は、光源４１５とコリメートレンズ４１４ｃとを備え、光源４１５から照射された放射光４１４ａをコリメートレンズ４１４ｃで平行光線４１４ｂに変換して光ビーム４１６ａを所定の角度θｒで金属部材４１１に照射可能である。マウント部４１３と支持部４２２ａとの間には光検出部４２０が配置されており、光源４１５から照射される光ビーム４１６ａを光検出部４２０において受光することによって、金属部材４１１の照射領域４１１ｄに占める穿孔部４１１ｂの割合（穿孔割合）Ｒｈを検出可能である。光沢強度測定部４１７は、集光レンズ４１７ａと受光部４１７ｂとを備え、金属部材４１１からの反射光４１６ｂを集光レンズ４１７ａで集光した後、受光部４１７ｂで受光することによって光沢強度を測定する。【０１２０】
コントローラ４２５は、比較回路部４１８、比較識別部４１９、データ部４２１、方向変更部４２２、角度変更部４２３、制御部４２４を備える。これらはケーブル等によって接続されている。角度変更部４２３は照射部４１４と、比較回路部４１８は光沢強度測定部４１７と、制御部４２４は光検出部４２０と、方向変更部４２２は支持部４２２ａとケーブル４２７等によって接続している。比較回路部４１８は、得られた光沢強度と閾値とを比較し、比較識別部４１９においてこの比較結果に基づき金属部材の金属組成を識別する。データ部４２１は、比較回路部４１８で使用される基準値等を蓄積できる。基準値としては、金属部材４１１の金属組成に由来する光沢強度、基準光沢強度等が挙げられる。基準光沢強度としては、金属組成が予め判明している金属部材に光ビーム４１６ａを照射し、その反射光４１６ｂから得られた各金属固有の光沢強度、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数個準備されていた光沢強度から穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき選択された光沢強度、各金属固有の発光強度を測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を用いて補正して得られる光沢強度等が挙げられる。【０１２１】
光検出部４２０は、図２２（Ａ）に示すように、金属部材４１１を介して光源４１５と反対側に配置してもよいし、光源４１５側に配置してもよい。光検出部４２０を光源４１５と反対側に配置した場合、例えば、金属部材４１１の表面４１１ｃに対して垂直方向に光ビーム４１６ａを照射し、穿孔部４１１ｂを透過した光ビーム４１６ｃを受光することによって穿孔割合Ｒｈを検出することができる。具体的には、まず、マウント部４１３に金属部材４１１を配置しない状態で光ビーム４１６ａを照射しその強度を測定する。ついで、金属部材４１１をマウント部４１３に配置した状態で光ビーム４１６ａを照射しその強度を測定する。金属部材４１１の配置前後の強度を用いて定量的に穿孔割合Ｒｈを算出することができる。また、図２０（Ａ）のように、光検出部４２０を複数個配置することで、例えば、光ビーム４１６ａの照射角θｒが相違する場合であっても、照射部４１４等を移動させることなく検出することができる。一方、光検出部４２０を光源４１５側に配置した場合、例えば、金属部材４１１の表面４１１ｃに光ビーム４１６ａを照射し、金属部材４１１の金属部分４１１で反射した反射光４１６ｂを受光することによって穿孔割合Ｒｈを検出することができる。この場合、光検出部４２０を光沢強度測定部４１７に配置し、光検出部４２０を光源４１５側に配置する形態とすることによって、例えば、金属部材４１１の穿孔割合Ｒｈ検出時と光沢強度測定時とで光源４１５の角度等を変化させることなくいずれの測定も行うことができる。【０１２２】
上述のようにして得られる穿孔割合Ｒｈは、比較回路部４１８で使用される閾値の決定、光源４１５に供給する電流の制御及び光検出部４２０や光沢強度測定部４１７で検出した信号を制御部４２４において増幅する際の増幅度最適化等に利用できる。すなわち、被験物が複数の貫通した穿孔部を有する金属部材である場合、穿孔割合Ｒｈによって得られる光沢強度が相違する。このため、金属固有の基準光沢強度をそのまま閾値として使用した場合、十分に金属組成を識別できない場合がある。このため、本実施の形態４−１の金属識別装置４１０では、比較回路部４１８において、穿孔割合Ｒｈ等に基づき金属固有の基準光沢強度を補正等することによって閾値を決定する。この決定の方法としては、例えば、穿孔部の形状や穿孔割合Ｒｈ（シャドウマスクの種類）に基づき、予め算出された補正データ（閾値）を決定してもよいし、金属固有の基準光沢強度に付与する係数を決定し、固有の光沢強度と係数から閾値を算出してもよい。また、上記係数等を用いて、被験物の光沢強度（測定値）を補正してもよい。このように測定値を補正する方法は、例えば、測定値の数値を増幅することによって基準光沢強度と比較できが、信号増幅によるノイズ成分の重畳がなく識別精度を向上できるため、通常は基準値を補正する方が好ましい。測定値を補正する方法は、例えば金属部材の穿孔割合Ｒｈが高い場合、すなわち、金属部材に占める金属部分の割合が低い場合に有用である。【０１２３】
図２２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、プレスマスクは、使用されるＣＲＴディスプレイの画面のサイズによって穿孔部４１１ｂの大きさや穿孔割合Ｒｈが相違する。このため、照射光のスポット（照射領域）４１６ｄ中の穿孔部４１１ｂの数、穿孔割合Ｒｈは、画面サイズ、すなわち、シャドウマスクの大きさによっても相違する。【０１２４】
マウント部４１３は、例えば、張力等を印加することによって金属部材４１１を把持する機能を備えていてもよいし、単に載置する構成（載置台）であってもよい。マウント部４１３が把持する機能を備える場合、金属部材４１１の穿孔部４１１ｂを通過した光ビーム４１６ｃの反射光に伴い、光沢強度測定部４１７においてノイズ成分が検出されることを抑制できる。一方、マウント部４１３が載置台である場合、上記ノイズ成分を除去して識別精度を向上させる観点から、例えば、載置台に無反射コートを施すか、又は、載置台の色を黒色等にすることが好ましい。また、金属部材がＣＲＴシャドウマスクである場合、ＣＲＴの分解後に金属組成を識別するため、識別時では被験物は変形し平坦性に劣ることから、光沢強度測定部４１７に受光する光量が低くなる場合がある。このため、光沢強度測定部４１７に受光する光量を増加させて測定精度を向上させる観点から、マウント部４１３は金属部材４１１に張力を印加する構成を備えることが好ましい。【０１２５】
方向変更部４２２は、例えば、矢印４２２ｂの方向にマウント部４１３を回転させて得られる光沢強度が最大となるように金属部材４１１の面方向４１１ｅを調整できる。このような方向変更部４２２によれば、金属部材の穿孔割合Ｒｈが大きく反射光４１６ｂの強度が弱い場合であっても、金属部材４１１の面方向を調整することによって光沢強度を大きくすることができることから、安定した光沢強度の測定が可能になる。この面方向の調整は、回転移動によるものに限られず、金属部材の表面に平行な面内のＸ、Ｙ方向に移動させることによって調整してもよい。【０１２６】
角度変更部４２３は、照射部４１４及び光沢強度測定部４１７をそれぞれ４２３ａ及び４２３ｂ方向に移動させることによって、光ビーム４１６ａの照射角θｒ及び反射角θｒの角度を変更させ、得られる光沢強度を調整することができる。照射角θｒ及び反射角θｒの角度を調整することによって、例えば、金属部材４１１からの反射光４１６ｂを大きくし、それに伴い光沢強度を大きくすることができる。【０１２７】
制御部４２４は、照射部４１４等の各機能部と相互に配線４２７によって電気的に接続され、これらの機能部を統括して制御可能であり、例えば、光沢強度に応じて、光沢強度測定部４１７及び光源４１５の少なくとも一方を制御することができる。制御部４２４において、得られる光沢強度が最適な強度となるように調整することによって、例えば、金属部材を高精度で、簡単かつ迅速に識別することができる。【０１２８】
このように、本実施の形態４−１の金属識別装置４１０は、穿孔割合Ｒｈを検出可能な光検出部４２０を備えているため、例えば、この穿孔割合Ｒｈと基準値とを用いて最適な閾値を容易に決定できる。本実施の形態４−１の金属識別装置４１０によれば、被験物の金属組成を高い精度で簡単・迅速に識別することができる。また、図２２（Ａ）では、照射部４１４と光沢強度測定部４１７とが個別に配置されているが、同図の破線で囲むように照射部４１４と光沢強度測定部４１７とが同一の筐体に配置され光沢計４２６として構成していてもよい。【０１２９】
図２３に、本実施の形態４−１の金属識別装置４１０を用いて得られたＣＲＴシャドウマスクの光沢強度の分光スペクトルを示す。これは、光沢強度測定部４１７で測定された光沢強度を、例えば、光沢強度測定部４１７と比較回路部４１８との間に配置された分光生成部（図示せず）において、波長成分ごとに分解して得られた分光スペクトルである。図２３において、実線で表したスペクトルが鉄材の分光スペクトルであり、点線で表したスペクトルがインバー合金材の分光スペクトルである。光源４１５として白色光源を使用し、２００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域で光沢強度を測定した。図２３に示すように、波長５５０ｎｍよりも短波長の領域と波長６００ｎｍよりも長波長の領域とを比較した場合、波長６００ｎｍよりも長波長の領域の方が、鉄材の光沢強度とインバー合金材の光沢強度との差が大きいことが分かる。このため、識別精度を向上させる観点から、例えば、閾値の光沢強度を１．０ａ．ｕ．とし、波長６００ｎｍよりも長波長の領域における光沢強度を比較して被験物の金属組成を識別することが好ましい。この場合、得られた光沢強度が閾値よりも大きい場合がインバー合金材、小さい場合が鉄材であると識別することができる。より簡便に金属組成を識別する観点から、光源４１５として、例えば、波長６５０ｎｍの赤色ＬＥＤや赤色レーザを使用して、波長６５０ｎｍ付近の波長領域の光沢強度を比較することによってＣＲＴシャドウマスクの金属組成を識別できる。なお、２種類の金属組成を比較識別する場合、それらの中間の値を閾値としてもよいし、いずれか一方の金属組成の光沢強度近傍の値を閾値としてもよい。【０１３０】
本実施の形態４−１の金属識別装置４１０を用いた金属識別方法を、図２２及び２４を用いて説明する。図２４は、本実施の形態４−１の金属識別装置４１０を用いた金属の識別方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態４−１の識別方法は、試料保持ステップ（ＳＡ）、照射ステップ（ＳＢ）、光沢強度測定ステップ（ＳＣ）及び比較識別ステップ（ＳＤ）を含む。【０１３１】
まず、試料保持ステップ（ＳＡ）において、金属部材４１１をマウント部４１３に配置する。つぎに、照射ステップ（ＳＢ）において、放射光４１４ａを照射する光源４１５と放射光４１４ａを平行光線４１４ｂに変換するコリメートレンズ４１４ｃとを備える照射部４１４から金属部材４１１に対して光ビーム４１６ａを所定の角度θｒで照射する。そして、光沢強度測定ステップ（ＳＣ）において、金属部材４１１の金属部分４１１ａからの反射光４１６ｂに基づき光沢強度を光沢強度測定部４１７によって測定する。最後に、比較識別ステップ（ＳＤ）において、金属部材４１１の金属組成の基準光沢強度を、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき補正又は選択することによって閾値を決定する。その閾値と得られた光沢強度とを比較回路部４１８で比較し、比較識別部４１９で金属部材（被験物）４１１の金属組成を識別する。このような方法によれば、上記閾値と得られた光沢強度を比較識別するため、被験物の金属組成を精度よく簡単かつ迅速に識別することができる。【０１３２】
照射ステップ（ＳＢ）は、識別精度を向上させ、簡単かつ迅速な識別を可能とする観点から、例えば、穿孔割合検出ステップ（ＳＢ１）を含んでもよい。この工程では、光ビーム４１６ａと光検出部４２０とを用いて、金属部材４１１に対して穿孔部４１１ｂが占める割合Ｒｈを検出する。この穿孔割合Ｒｈは、上述した閾値の決定や得られる光沢強度の補正等に使用することができ、識別精度の向上に有用である。【０１３３】
光沢強度測定ステップ（ＳＣ）は、光沢強度測定部４１７において測定される光沢強度の強度を調整して識別精度の向上及び簡単かつ迅速な識別を可能とする観点から、例えば、方向変更ステップ（ＳＣ１）や角度変更ステップ（ＳＣ２）を含んでもよい。方向変更ステップ（ＳＣ１）は、方向変更部４２２を用いて金属部材４１１の面方向４１１ｅを変更する工程であって、これにより、光沢強度測定部４１７において測定される光沢強度の強度を調整することができる。また、角度変更ステップ（ＳＣ２）は、角度変更部４２３によって金属部材４１１に対する光ビーム４１６ａの照射角θｒの角度を変更する工程であって、これにより、光沢強度測定部４１７において測定される光沢強度の強度を調整することができる。【０１３４】
（実施の形態４−２）
図２５は、本発明の実施の形態４−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。図２５の金属識別装置４３０は、マウント部４３１、照射部４３４、位置検出部４４７、移動機構部４３６、光沢強度測定部４３５、コントローラ４４６を主要構成要素とする。マウント部４３１は、複数の貫通した穿孔部を有する金属部材（被験物）４０１を載置できる。マウント部４３１は移動機構部４３６の上部に配置されている。このため、移動機構部４３６を制御することによってマウント部４３１を平面方向に移動可能である。光度強度測定部４３５は、分光生成部４３９、リニアイメージセンサ４４３及びアパーチャ４４１ｃを備える。コントローラ４４６は、位置検出記憶部４３２、移動機構制御部４３７及びスペクトル比較部４４０を備える。位置検出部４４７は、画像認識装置４４５及び撮像装置４４４を備え、マウント部４３１の上部に配置されている。アパーチャ４４１ａが照射部４３４と金属部材４０１との間に、アパーチャ４４１ｂが金属部材４０１と光沢強度測定部４３５との間に配置されている。【０１３５】
照射部４３４は、金属部材４０１に光ビーム４３３を照射可能である。照射部４３４の光源（図示せず）からの照射光の一部は照射部４３４内で平行光に変換され、その光ビーム４３３はアパーチャ４４１ａを通過する。光ビーム４３３が金属部材４０１の表面に、例えば、楕円形状に照射されることによって光沢４３８が生じ、この光沢４３８は、アパーチャ４４１ｂ、光度強度測定部４３５内のアパーチャ４４１ｃを通過して分光生成部４３９に到達する。光沢４３８がアパーチャ４４１ｂ及び４４１ｃを通過することによって、金属部材４０１の表面で散乱した光ビームが除去される。アパーチャ４４１ａの直径は、光ビーム４３３のビーム径よりも大きいことが好ましい。また、アパーチャ４４１ｂ，４４１ｃは、アパーチャ４４１ａと同じ大きさのビーム径を透過可能であることが好ましい。照射部４３４における光源は、可視光領域で比較的波長依存性が少ない発光特性を有し、発光輝度が大きいことから、キセノン放電光等の白色光の光ビームを照射可能な光源等が使用できる。光ビーム４３３を照射して光沢４３８を生じさせる場合の角度θｒは、一般的に、６０度又は２０度に設定されている。【０１３６】
光沢強度測定部４３５の分光生成部４３９は、入射した光沢４３８に基づき分光スペクトル４４２を生成し、その光沢は波長ごとに分散された状態でリニアイメージセンサ４４３に受光され、スペクトル比較部４４０に記憶される。【０１３７】
位置検出部４４７の撮像装置４４４は、金属部材４０１を撮像し、画像認識装置４４５がその画像を処理して、例えば、金属部材４０１の穿孔部の位置座標を検出する。この位置座標は２次元の位置情報として位置検出記憶部４３２に記憶可能である。移動機構制御部４３７は、位置検出記憶部４３２に記憶された位置情報に基づき、光ビーム４３３が金属部材４０１の穿孔部以外の部分に選択的に照射されるように、照射部４３４及びマウント部４３１のいずれか一方を制御する。また、位置検出部４４７は、撮像装置４４４及び画像認識装置４４５を備える構成に替えて、簡単な発光素子と受光素子とを含む光学的なユニットであってもよい。このような構成の場合、例えば、発光素子から金属部材に垂直方向に光を照射し、その反射光の光量の変化を受光素子によって検出することによって金属部材の穿孔部と金属部分の位置とを認識することができる。【０１３８】
マウント部４３１及び移動機構部４３６は、例えば、実施の形態２−１と同様に、図１０（Ａ）又は（Ｂ）に示すような構成であってもよい。このような構成であれば、リニアモータ２１３によってマウント部２０２を容易に左右に移動することができる。このため、例えば、位置検出記憶部で検出された穿孔部の位置情報に基づき、照射部やマウント部の位置の移動を移動させ、光ビームを被験物の穿孔部を避けて照射させることが容易になる。このような構成であれば、例えば、コイル電流を遮断することによってマウント部から被験物を容易に脱着することができる。電磁石の強度を調節することによって被験物の変形を平坦化できるため、分析精度を向上できる。さらに、表面に突起物がない被験物の金属組成を識別する場合、筐体の底部に密着した状態で金属部材を配置することができるため、例えば、迷光を低減した状態で被験物の光沢強度を測定することができる。【０１３９】
本実施の形態４−２の金属識別装置４３０は、実施の形態３−１と同様に、例えば、図１５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような構成のＣＲＴシャドウマスクの金属組成を識別することができる。以下に、図１５（Ｃ）に示す構成のＣＲＴシャドウマスクの識別を例にとり、本実施の形態４−２の金属識別装置４３０を用いた金属の識別方法を説明する。【０１４０】
まず、マウント部４３１に、金属部材４０１を載置する。ついで、撮像装置４４４及び画像認識装置４４５を用いて、金属部材４０１の穿孔部と金属部分の位置を検出してコントローラ４４６内の位置検出記憶部４３２に記憶させる。【０１４１】
この位置情報に基づいて、コントローラ４４６内の移動機構制御部４３７によって照射部４３４と金属部材４０１との位置関係を移動機構部４３６によって調整する。直径１ｍｍ程度に絞られた平行ビームとしての光ビーム４３３が、照射部４３４からアパーチャ４４１ａを通過して金属部材４０１に照射される。アパーチャ４４１ａの直径は、例えば、１ｍｍ程度である。金属部材４０１からの光沢４３８は、アパーチャ４４１ａと同じサイズのビーム径の光ビームを通すアパーチャ４４１ｂ、アパーチャ４４１ｃを通過して光沢強度測定部４３５で測定される。光沢強度測定部４３５内の分光生成部４３９として、例えば、反射型の回折格子が配置されていてもよい。反射型の回折格子としては、例えば、光沢４３８を可視光周辺の領域（２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の領域）で波長成分ごとに角度を変えて分散させる反射型の回折格子が挙げられる。この場合、分光生成部４３９で反射された光沢４３８は、波長成分ごとにリニアイメージセンサ４４３の一端から他端まで分散されて分光スペクトルとして受光される。例えば、光沢４３８から分光された波長２００ｎｍ近傍の紫外光の分光スペクトル４４２ａがリニアイメージセンサ４４３の右端に、同じく分光された波長１０００ｎｍ近傍の赤外光の分光スペクトル４４２ｂが左端に到達する。また、２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の可視光及びその周辺の領域の光を含む分光スペクトルは、リニアイメージセンサ４４３の中央部分であって、分光スペクトル４４２ａと分光スペクトル４４２ｂとが受光された領域に挟まれた領域に到達する。【０１４２】
図２６に、本実施の形態４−２の金属識別装置４３０を用いて得られたＣＲＴシャドウマスクの光沢強度の分光スペクトルを示す。図２６において、実線で表したスペクトルが鉄材の分光スペクトルであり、点線で表したスペクトルがインバー合金材の分光スペクトルである。図２６に示すように、鉄材とインバー合金材とでは、波長依存性として示される光沢強度の分光スペクトルが大きく異なることが分かる。鉄材のＣＲＴシャドウマスクの光沢強度は、波長５００ｎｍ近傍にピークを有するが、波長２００ｎｍから１０００ｎｍの範囲で大きな変化はない。一方、インバー合金材のＣＲＴシャドウマスクの光沢強度は、波長２００ｎｍから４００ｎｍの範囲では大きな変化はなく、４００ｎｍから５００ｎｍの範囲で大きく増加し、５００ｎｍを超えるとほぼ一定になっている。５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長領域では、鉄材の光沢強度に比べてインバー合金材の光沢強度は明らかに大きい。したがって、例えば、閾値を光沢強度１０ａ．ｕ．に決定することによって鉄材とインバー合金材とを識別することができる。【０１４３】
このように閾値を決定することによって、スペクトル比較部４４０において、得られる光沢強度が閾値を超えるか否かを比較することによって、高い精度で簡単かつ迅速に金属組成を識別できる。【０１４４】
また、識別する金属組成の光沢の分光スペクトルを基準分光スペクトルとして予め記憶させていてもよいし、被験物の測定前に基準分光スペクトルの測定を行ってもよい。この基準分光スペクトルを閾値とし、被験物から得られる分光スペクトルと閾値とを比較して被験物の金属組成を識別できる。ここで、基準分光スペクトルは、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数準備し、その中から穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき選択して使用してもよいし、各金属固有の分光スペクトルを穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき補正して得られる基準分光スペクトルであってもよい。【０１４５】
本実施の形態４−２の金属識別装置４３０を用いた金属識別方法を、図２５及び２７を用いて説明する。図２７は、本実施の形態４−２の金属識別装置４３０を用いた金属の識別方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態４−２の識別方法は、試料保持ステップ（ＳＡ）、照射ステップ（ＳＢ）、光沢強度測定ステップ（ＳＣ）及び比較識別ステップ（ＳＤ）を含み、これらの工程は実施の形態４−１と同様に行うことができる。【０１４６】
試料保持ステップ（ＳＡ）は、さらに、位置検出記憶ステップ（ＳＡ１）、移動機構ステップ（ＳＡ２）及び移動機構制御ステップ（ＳＡ３）を含んでいてもよい。位置検出記憶ステップ（ＳＡ１）は、金属部材４０１における穿孔部の位置を検出し、得られた位置情報を位置検出記憶部４３２により記憶する工程である移動機構ステップ（ＳＡ２）は、光沢強度測定部４３５と、照射部４３４及びマウント部４３１との少なくとも一方を移動機構部４３６によって移動させる工程である。移動機構制御ステップ（ＳＡ３）は、位置検出記憶部４３２が記憶した位置情報に基づき、光ビーム４３３が金属部材４０１の金属部分を選択的に照射するように、移動機構制御部４３７によって照射部４３４及び／又はマウント部４３１の位置を制御する工程である。これらの工程を含むことによって、例えば光ビーム４３３の光束面積が穿孔部の面積よりも小さい場合では、上記位置情報に基づき照射部４３４等を移動させることによって、照射光のスポットの中心が金属部材４０１の金属部分上に光ビーム４３３を選択的に照射することができる。それにより得られる光沢４３８を閾値と比較することによって、より高い精度で、簡単かつ迅速に金属を識別できる。【０１４７】
光沢強度測定ステップ（ＳＣ）は、さらに、分光生成ステップ（ＳＣ３）を含んでいてもよい。分光生成ステップ（ＳＣ３）では、分光生成部４３９において光沢強度をスペクトル分解して分光スペクトルを生成する。分光スペクトルを生成することにより、比較識別ステップ（ＳＤ）の比較回路部４１８又はスペクトル比較部４４０において、分光スペクトルの強度によって比較することができる。これにより、高い精度で簡単かつ迅速に金属を識別できる。【０１４８】
（実施の形態４−３）
図２８（Ａ）は、本発明の実施の形態４−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２８（Ｂ）は、上記金属識別装置における受発光部の構成の一例を示す概略図である。図２８（Ａ）の金属識別装置４５０は、照射部と受光部とが一体化した受発光部４５１である以外は、実施の形態４−２の金属識別装置４３０と同様の構成である。【０１４９】
図２８（Ａ）に示すように、受発光部４５１は、発光部４５１ａ、光沢強度測定部４５１ｂ、光ファイバ４５１ｃ及び光沢入射部４５１ｄによって構成されている。発光部４５１ａは、図２８（Ｂ）に示すように、照射部４５２と光検出部４５５とを備える。照射部４５２は、光源４５２ａ、レンズ４５２ｂ、ハーフミラー４５２ｃ、ビーム変換レンズ４５２ｄ及びアパーチャ４５２ｅを備える。光検出部４５５は、受光部４５５ａ、ハーフミラー４５５ｃ及び可動光学部材４５５ｅを備える。可動光学部材４５５ｅとしては、例えば、レンズアクチュエータ等が使用できる。【０１５０】
図２８（Ｂ）に示すように、照射部４５２では、光源４５２ａから光ビーム４５４ａが照射され、その光ビーム４５４ａがビーム変換レンズ４５２ｂを通過することによって平行光線４５４ｆに変換される。平行光線４５４ｆの一部は、ハーフミラー４５２ｃによって光検出部４５５の方に反射される。ハーフミラー４５２ｃを透過した平行光線４５４ｆは、ビーム変換レンズ４５２ｄによってビーム径が１ｍｍ以下に縮小され、アパーチャ４５２ｃを通過して平行光である光ビーム４５４ａとして金属部材４０１に照射される。【０１５１】
図２８（Ｂ）に示すように、光検出部４５５では、ハーフミラー４５２ｃによって反射された平行光線４５４ｆの一部である光ビーム４５５ｂがハーフミラー４５５ｃで反射されて検出光４５４ｂとなる。可動光学部材４５５ｅによって検出光４５４ｂの焦点が金属部材４０１の表面に位置するように検出光４５４ｂが金属部材４０１に照射される。検出光４５４ｂが金属部材で反射し、その反射検出光４５４ｃを受光部４５５ａにおいて受光することによって、金属部材４０１における穿孔部の有無を検出する。金属部材４０１からの光沢４３８ａは、ビーム変換レンズ４５２ｄを通過した後、ハーフミラー４５２ｃによって光沢強度測定部４５１ｂの方に反射され、アパーチャ４５１ｅ及びレンズ４５３ｂを経て光ファイバ４５１ｃに入射する。光沢４３８ｂは、平行な光ビームとして、光沢強度測定部４５１内の光沢入射部４５１ｄから分光生成部４３９に入射する。【０１５２】
本実施の形態４−３の金属識別装置４５０によれば、穿孔部を有する金属部材に光ビームを照射して、金属部材からの光沢の分光スペクトルを取得して、予め設定した分光スペクトルの閾値と比較することにより、簡単に精度よく迅速に金属材料の識別を行うことができる。金属部材に微細な凹凸がある場合及び異物が付着していた場合であっても、金属部材の平坦な部分を自ら選択すること等によって、さらに簡単に精度よく迅速に金属材料の識別を行うことができる。本実施の形態４−３において、検出光４５４ｂの光束面積が金属部材の穿孔部の面積よりも大きい場合は、実施の形態４−１と同様にして、金属部材の穿孔割合Ｒｈを検出してもよい。【０１５３】
図２９（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、受光部４５５ａに入射する反射検出光４５４ｃの大きさの一例を示す概略図である。図２９（Ａ）は、検出光４５４ｂが金属部材４０１の表面で焦点を結んだ場合における反射検出光４５４ｃが入射する大きさ様子を示す概略図である。図２９（Ｂ）及び（Ｃ）は、焦点の位置が金属部材４０１の表面からずれている場合の光検出光４５４ｃが入射する大きさ様子を示す概略図であって、図２９（Ｂ）が光検出部４５５から遠い場合、図２９（Ｃ）が光検出部４５５から近い場合を示す。【０１５４】
図２９（Ａ）から（Ｃ）に示すように、受光部４５５ａは、受光素子４５５ｆ，４５５ｇ，４５５ｈによって３分割されている。検出光４５４ｂが金属部材４０１の表面で焦点を結んだ場合、受光素子４５５ｆで検出される反射検出光４５４ｃによる信号出力と４５５ｇで検出される反射検出光４５４ｃによる信号出力との和と、受光素子４５５ｇで検出される反射検出光４５４ｃによる信号出力との差は、ほぼ一定の値となる。この値となる可動式光学部材４５５ｅの移動距離４５７を、例えば、発光部４５１ａと配線４５８によって電気的に接続された駆動部４５９に記憶させる。図２９（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、焦点の位置が金属部材４０１の表面からずれている場合は、上述のようにして得られる信号出力の差が上記一定の値と大きくなるか、又は、小さくなる。この信号出力の差の相違に基づき、光検出部４５５と金属部材４０１との位置関係、可動式光学部材４５５ｅの移動距離４５７等を検出することができる。その結果、容易に、検出光４５４ｂの焦点の位置を金属部材４０１の表面とすることができる。検出光４５４ｂの照射位置に穿孔部がある場合又は照射位置の金属部材の表面が平坦でない場合は、反射検出光４５４ｃの光量が大きく低下するため、信号出力が極めて小さくなる。このため、この信号出力の相違に基づき、穿孔部の有無や金属部材４０１表面の凹凸及び異物等を検出することができる。マウント部４３１の表面の場合、この信号出力の相違に基づき、穿孔部の深さを検出することもできる。このようにして、受光部４５５ａにおける反射検出光４５４ｃの大きさに基づき、可動光学部材４５５ｅの移動距離５７の決定及び金属部材４０１表面の凹凸の検出、穿孔部の有無の検出等を容易に行うことができる。【０１５５】
本実施の形態４−３の金属識別装置４５０を用いた信号出力に基づく穿孔部の検出方法について、図２８及び３０（Ａ）から（Ｃ）を用いて説明する。図３０（Ａ）は、穿孔部を有する金属部材の平面図である。図３０（Ｂ）は、図３０（Ａ）の１０Ａ−１０Ａ線からの断面図である。図３０（Ｃ）は、１０Ａ−１０Ａ線に沿って測定した金属部材の金属部分及び穿孔部での検出信号の一例を示す模式図である。図３０（Ｃ）に示すように、マウント部４３１の表面は金属部材４０１の表面と比較して凹凸が多い。このため、穿孔部に相当する箇所の信号出力は非常に小さくなり、一方、金属部分からの信号出力は大きくなる。【０１５６】
以上のことから、まず、撮像装置４４４及び画像認識装置４４５によって金属部材における穿孔部の大まかな位置を把握し、つぎに、受発光部４５１の発光部４５１ａによって金属部材表面の詳細な状態を把握することによって、極めて高い精度で金属部材の光沢４３８ａを測定することが可能になり、金属の識別精度を向上できる。【０１５７】
（実施の形態４−４）
図３１は、本発明の実施の形態４−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。図３１の金属識別装置４６０は、マウント部４３１が、モニタ用金属部材載置部４６１を含み、金属部材４０１に加えて、モニタ用金属部材４７７，４７９が配置可能である以外は、実施の形態４−２の金属識別装置４３０と同様の構成である。このモニタ用金属部材４７７，４７９としては、実施の形態４−２と同様のものが使用できる。【０１５８】
本実施の形態４−４の金属識別装置４６０は、まず、移動機構部４３６を用いてマウント部４３１を移動させ、照射部４３４から光ビーム４３３をモニタ用金属部材４７７及び４７９のそれぞれに照射する。光沢強度測定部４３５が光沢４３８を受光し、分光生成部４３９においてモニタ用金属部材４７７及び４７９のそれぞれについて分光スペクトルを生成する。つぎに、移動機構部４３６を用いてマウント部４３１を移動させ、照射部４３４から光ビーム４３３を金属部材４０１に照射し、その光沢４３８に基づき分光生成部４３９において分光スペクトルを生成する。スペクトル比較部４４０において、金属部材４０１の光沢４３８に基づく分光スペクトルと基準分光スペクトルとを比較する。以上のようにして、金属部材（被験物）４０１の金属組成を識別できる。【０１５９】
本実施の形態４−４の金属識別装置４６０によれば、例えば、金属部材４０１の横にモニタ用金属部材４７７，４７９を配置可能であるため、被験物である金属部材４０１とモニタ用金属部材４７７，４７９との双方に光ビームを照射することによって被験物の金属部材４０１と同様の条件で、モニタ用金属部材の分光スペクトルを測定できる。それぞれから得られる光沢の分光スペクトルを比較分析することによって、金属の識別精度を向上できる。また、被験物の分光スペクトル測定と同時に比較対照となる基準分光スペクトルを測定できるため、例えば、金属固有の分光スペクトル等を予め測定しておく必要がない。このため、被験物の金属組成を簡単かつ迅速に識別できる。【０１６０】
図３２に、本実施の形態４−４の金属識別装置４６０を用いて得られたモニタ用金属部材の光沢強度の分光スペクトルを示す。図３２において、実線で表したスペクトルが鉄材の分光スペクトルであり、点線で表したスペクトルがインバー合金材の分光スペクトルである。図３２から、例えば、比較する波長範囲を４００ｎｍから８００ｎｍ、閾値Ｔｈを９．５に設定できる。金属部材の光沢強度を測定して、得られた光沢強度が波長範囲を４００ｎｍから８００ｎｍにおいて閾値Ｔｈを超えている場合は、被験物の金属組成はインバー合金材であると識別できる。一方、閾値Ｔｈ以下である場合は、被験物の金属組成は鉄材であると識別できる。また、特定の波長（例えば、４１０ｎｍや６５０ｎｍ）における光沢強度に基づき識別してもよいし、特定の波長間における光沢強度の差に基づき識別してもよい。前者の場合は、特定の波長（例えば、４１０ｎｍや６５０ｎｍ）において閾値を設定し、その波長おいて閾値と得られた光沢強度とを比較することによって金属を識別できる。後者の場合は、例えば、４１０ｎｍにおける光沢強度と６５０ｎｍにおける光沢強度との差をそれぞれ算出し、その差と閾値とを比較することによって金属を識別できる。具体的には、図３２のグラフでは、インバー合金材の場合、光沢強度の差（Ｂ２−Ｂ１）が１．５程度であり、鉄材の場合、光沢強度の差（Ａ２−Ａ１）が０．２程度である。このことから、閾値Ｔｈを例えば１に設定し、得られた光沢強度の差とこの閾値を比較し、その大小関係によって金属を識別できる。【０１６１】
以上のように、スペクトル比較部４４０において、例えば、赤外光から紫外光の波長範囲における特定の波長範囲や特定の波長においてのみ光沢強度を比較することによって、被験物の金属組成をより簡単かつ迅速に高い精度で識別できる。【０１６２】
図３３は、本発明の実施の形態４−４における金属識別装置のその他の例を示す概略図である。図３３の金属識別装置４８０は、光沢強度測定部４３５が受光素子４８１ａ，４８１ｂとダイクロイックミラー４８２とによって構成されている以外は、金属識別装置４６０と同様の構成である。【０１６３】
金属識別装置４８０の光沢強度測定部４３５は、受光素子４８１（４８１ａ，４８１ｂ）と、ダイクロイックミラー４８２とを備える。このように受光素子４８１ａ，４８１ｂの２種類の受光素子を備えることにより、例えば、可視光領域の全範囲における光沢の分光スペクトルを測定するのではなく、ある特定の波長領域における分光スペクトルを簡便かつ迅速に測定することができる。これは、例えば、鉄材とインバー合金材のように、ある特定の波長領域の反射率で明確な差がある場合、特に有用である。鉄材とインバー合金材とを識別する場合、受光素子４８１ａにおいて波長６５０ｎｍ近傍の帯域のみの光沢を受光し、受光素子４８１ｂにおいて他の長波長領域の反射光を受光する。それぞれの領域の分光スペクトルと基準分光スペクトルとを比較することによって鉄材であるかインバー合金材であるかを識別することができる。ダイクロイックミラー４８２としては、例えば、波長６５０ｎｍ近傍の帯域の光のみを透過し、その他の領域の光は反射する誘電体多層膜で表面をコーティングしたダイクロイックミラーが使用できる。本発明の実施の形態４−４における金属識別装置４８０によれば、より高精度で簡単かつ迅速に金属を識別できる。【０１６４】
また、実施の形態４−１から４−４において、光源や照射部が、実施の形態３−４と同様に、赤色光源、緑色光源及び青色光源を少なくとも１つずつ含んでいてもよい。また、必要に応じて、これらの光源を独立又は複数同時に使用してもよい。これらの光源としては、実施の形態３−４と同様のものが使用できる。【０１６５】
また、上述の通り、光沢強度の分光スペクトルは、穿孔部の形状及び／又は穿孔部の割合によって相違するため、金属組成ごとに複数の閾値を備えることによって、識別精度をさらに向上できる。さらに、実施の形態４−１において説明したように、識別精度を向上させる観点から、その他の形態においても、金属部材の穿孔割合Ｒｈや補正データに基づき閾値や、光沢強度の実測値を補正してもよい。このように実測値を補正する方法は、例えば、実測値の数値が増幅され、閾値設定の自由度が増加することから、金属部材の穿孔割合Ｒｈが高い場合、すなわち、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合が低い場合に特に有用である。【０１６６】
上述の実施の形態では、被験物の金属組成を識別する際に単一の測定手段を適用した場合について述べた。一方、リサイクル過程における被験物は一般的に押圧や剥離等で分解されるため、例えば穿孔部を形成する金属の部分の破断、平面性の欠如、分解過程で塵埃等の付着による表面汚染等、判別時における被験物の状態は極めて劣悪な状態のものが極めて多い。また、テンションマスクでは図１（Ｂ）に示したようにＸ軸方向に延びる金属部分のＹ軸方向の幅は極めて狭いことから強度が弱い。このため、シャドウマスクのように複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材を判別する際の特有の問題（測定誤差等）が生じる場合がある。例えば電気抵抗を測定する場合、４端子測定プローブを金属部材に当接すると、金属部材にたわみが発生する場合がある。そのたわみの発生に起因して測定プローブを金属部材に十分に接触させることができない場合も考えられる。また、放電による発光スペクトルを測定する場合、例えば放電させる金属部材の絶対量が少ないため、発光強度が弱くなり、十分に識別可能なピーク値及び／又はピーク形状が得られない場合が考えられる。【０１６７】
このような場合、金属部材の異なる特性を複数測定することによって、識別精度をさらに向上させることができる。すなわち、上記実施の形態には、電気抵抗値、発光スペクトル、反射スペクトル及び光沢強度がある。そして、これらは、例えば金属部材との接触の有無、金属部材の破壊の有無によって大別できる。すなわち、電気抵抗値を適用した測定手段は金属部材に４端子測定プローブを接触させて測定を行う接触型測定であるのに対し、反射スペクトル、光沢強度及び発光スペクトルのそれぞれを適用した測定手段は、金属部材からの光ビームを検出することによって測定を行う非接触型測定である。また、発光スペクトルを適用した手段は、放電に伴い穿孔部の周りを構成する金属部材が溶融するため破壊型測定であるのに対し、電気抵抗値、反射スペクトル及び発光強度のそれぞれを適用した測定手段は、上述のような金属部材の破壊等はないため非破壊型測定であるといえる。すなわち、接触型測定と非接触型測定との組み合わせ（例えば、電気抵抗値測定と発光強度測定との組み合わせ）や、非破壊型測定と破壊型測定との組み合わせ（反射強度測定又は光沢強度測定のいずれかと発光強度測定との組み合わせ）が挙げられる。このように性質が相違することから、性質が異なるものを組み合わせることによって識別精度をより向上させて、高信頼性を有する識別性能を確保することができる。なお、これらの組み合わせた形態の具体的測定値は、上述の実施の形態において詳述した各値と変化するものではなく、また具体的な手法についても上述の実施の形態に基づきそれぞれ行うことができるため、具体的手法についての説明は割愛する。【０１６８】
以上の実施の形態では、ＣＲＴシャドウマスクを例にとり、本発明の金属識別装置及び金属識別方法をＣＲＴディスプレイの金属部品の分解仕分けラインに適合した場合について説明した。しかしながら、本発明の金属識別装置及び金属識別方法は、ＣＲＴディスプレイの金属部品分解仕分けラインにて使用することに限られるものではなく、ＣＲＴシャドウマスクの材質の識別を必要とするあらゆる工程や、複数の貫通した穿孔部を有する金属部材の金属組成の識別を必要とするあらゆる工程において利用することができる。上記実施の形態のようにＣＲＴディスプレイの筺体やＣＲＴの粗分解工程後にシャドウマスクの材質を識別するだけでなく、シャドウマスクの電気抵抗値等を測定できる状態であれば、例えば、分解や組立工程の途中工程等のどのような工程であっても材質を識別可能である。【０１６９】
また、上記実施の形態では、被験物の金属組成が鉄材とインバー合金材の２種類である場合を例にとり説明したが、本発明の金属識別装置及び金属識別方法は、識別する材質の種類が３種類以上であっても有効である。また、アルミニウム等の非鉄金属材等といった上記以外の金属であってもその種類を識別することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７０】
本発明の金属識別装置は、例えば、シャドウマスク及びその支持部材等を分解して仕分けするＣＲＴディスプレイのリサイクルライン等に設置して使用でき、金属資源再利用において極めて有用である。また、本発明の金属識別装置は、金属の再処理工程等において金属を識別するにあたって利用価値が大きく、地球環境の保護や資源の有効利用に大いに役立つ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年3月13日(2009.3.13)
【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】
複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材である被験物の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して測定値を得る測定部と、
識別する金属組成を有する金属部材の前記特性を測定して得られる基準値と、測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定部と、
前記測定値と前記閾値とを比較することによって前記被験物の金属組成を識別する比較識別部とを備える金属識別装置。
【請求項２】
前記測定部が、２つの測定プローブによって電気抵抗値を測定する測定部であり、
前記測定プローブは、金属部材に定電流を印加する電流印加端子と金属部材に当接し電位差を測定する電圧測定端子とで構成されており、
それぞれの測定プローブの電圧測定端子が所定の離間距離で位置するように２つの測定プローブが配置されている請求項１に記載の金属識別装置。
【請求項３】
前記離間距離が、５０ｍｍ以上である請求項２に記載の金属識別装置。
【請求項４】
前記測定部は、金属部材に放電を発生させる放電電極と、放電により励起された金属部材からの発光を集光し受光する発光受光部とを備える請求項１に記載の金属識別装置。
【請求項５】
前記測定部は、金属部材に対して光ビームを照射する光源と、金属部材からの反射光を受光する反射受光部とを備える請求項１に記載の金属識別装置。
【請求項６】
前記測定部は、金属部材に対して光ビームを照射する光源と、金属部材の光沢を受光する光沢受光部とを備える請求項１の記載の金属識別装置。
【請求項７】
前記測定部が、前記光源からの照射光を平行光線に変換するコリメートレンズを含む請求項５又は６に記載の金属識別装置。
【請求項８】
前記測定部が、前記光源を移動させて前記光ビームの中心軸と前記金属部材の表面とのなす角を変更させる角度変更部を含む請求項５から７のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項９】
前記測定部が、前記受光部で受光した光の分光スペクトルを生成する分光分析部を含む請求項４から８のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１０】
金属部材を載置するマウント部を含む請求項１から９のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１１】
前記マウント部及び前記測定部の少なくとも一方を移動させる移動制御部を含む請求項１０に記載の金属識別装置。
【請求項１２】
前記金属部材における測定位置を検出する測定位置検出部を含む請求項１から１１のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１３】
前記金属部材における穿孔部の位置を検出する穿孔部検出部を含む請求項１から１２のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１４】
前記金属部材が、ＣＲＴシャドウマスクである請求項１から１３のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１５】
前記金属部材が、使用済み電化製品のリサイクル処理ラインで得られる金属部材である請求項１から１４のいずれか一項に記載の金属識別装置。
【請求項１６】
複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材である被験物の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して測定値を得る測定工程と、
識別する金属組成を有する金属部材の前記特性を測定して得られる基準値と、測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定工程と、
前記測定値と前記閾値とを比較することによって前記被験物の金属組成を識別する比較識別工程とを含む金属識別方法。
【請求項１７】
さらに、比較識別工程において得られる識別結果に応じて、金属部材を分別する金属部材分別工程を含む請求項１６に記載の金属識別方法。
【請求項１８】
前記金属部材が、使用済み電化製品のリサイクル処理ラインで得られる金属部材である請求項１６又は１７に記載の金属識別方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を識別する金属識別装置及び金属識別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、環境保全及び資源の有効利用の観点から、効率的な廃棄物の分類、再処理技術が求められている。稀少な金属資源の再利用は処理コストの削減にも繋がる。このため、ＴＶ、パソコンの表示装置として広く普及したＣＲＴディスプレイのシャドウマスク（以下、「ＣＲＴシャドウマスク」ともいう）を効率的に再処理する技術が求められている。シャドウマスクは、蜂の巣状に細かい孔を規則的に配列した金属板であって、ＣＲＴディスプレイにおいて電子銃からのビームを蛍光体に照射する際に余分なビームを遮蔽させて画素ピッチを小さくするために、電子銃と蛍光体との間に配置されている。ＣＲＴディスプレイのリサイクル工程において、このシャドウマスク及びその支持部材はＣＲＴから取り出され、金属資源として再資源化される。
【０００３】
シャドウマスクは、主に、鉄又は鉄６４％ニッケル３６％の通称３６インバーと称されるインバー合金によって形成される。近年、ＣＲＴディスプレイの平坦化及び大画面化に伴い、インバー特性と称される熱膨張が少ない３６インバー（以下、「インバー」又は「インバー合金」と称す）がシャドウマスクに広く適用されている。インバー合金は有価性が高いニッケルを含有するため、インバー合金材のシャドウマスクを回収することは、金属再資源化、リサイクルコストの低減化において非常に有益である。したがって、シャドウマスクの金属組成の識別は金属リサイクルにおいて重要な課題である。従来、シャドウマスクの金属組成の識別は、例えば、目視、手触感などの熟練を伴う人的判断や、高度な技術や大がかりで高価な設備を要する蛍光Ｘ線等の分析装置によって行われている。
【０００４】
一方、車両板金等の金属板の材質を識別する方法としては、例えば、電気抵抗を測定することにより識別する方法（例えば、特許文献１及び特許文献２）や、放電電極と金属試料との間でアーク放電させ、その放電に伴う発光をスペクトル分析することにより識別する方法（例えば、特許文献３）がある。また、その他には、製造過程における金属板製品の搬送ラインにおいて、金属板製品の表面被覆特性を光学的方法により識別する方法（例えば、特許文献４）や、半導体基板上の薄膜に不純物として含まれる鉄等の金属を蛍光Ｘ線により分析して識別する方法（例えば、特許文献５）、溶液中に含まれる異物のうち金属光沢のある異物と金属光沢のない異物とを画像処理により自動的に識別する方法（例えば、特許文献６）、吸収スペクトルに基づきワークの材質を識別する方法（例えば、特許文献７）等がある。
【特許文献１】特開２００２−２８７８９号公報
【特許文献２】特開昭６１−１０７５５号公報
【特許文献３】特開平７−３１８４９５号公報
【特許文献４】特表２００５−５３４９１５号公報
【特許文献５】特開２００６−５３０１２号公報
【特許文献６】特開平８−１７８８４３号公報
【特許文献７】特開２０００−１８０２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シャドウマスクのように複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を簡単に精度よく識別可能な装置はなかった。また、人的判断によってＣＲＴシャドウマスクを識別する場合、熟練者でなければ金属組成を識別できないという問題があった。さらに、人的判断の場合、たとえ熟練者であったとしても、例えば、疲労等による判断誤差が入るために識別の確度が十分ではなく、人によってばらつきが多いという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような状況に鑑み、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を精度よく識別可能な金属識別装置及び金属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】
本発明の金属識別装置は、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材である被験物の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して測定値を得る測定部と、識別する金属組成を有する金属部材の前記特性を測定して得られる基準値と測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定部と、前記測定値と前記閾値とを比較することによって前記被験物の金属組成を識別する比較識別部とを備える。
【０００８】
本発明の金属識別方法は、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材である被験物の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して測定値を得る測定工程と、識別する金属組成を有する金属部材の前記特性を測定して得られる基準値と測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定工程と、前記測定値と前記閾値とを比較することによって前記被験物の金属組成を識別する比較識別工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の金属識別装置及び金属識別方法によれば、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を精度よく識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明者等は、ＣＲＴシャドウマスク等の複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を、電気的特性や光学的特性を用いて識別するための研究過程で、金属組成が同一種類であっても、測定領域における被験物に占める穿孔部の割合、穿孔部の形状等によって上記特性の測定値が大きく異なる場合があるという知見を得た。そして、さらに研究を重ねた結果、上述の通り、測定領域における被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報と基準値とを用いて閾値を決定し、その閾値と被験物の測定値とを比較すれば、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成（以下、「材質」、「金属の種類」、「金属」ともいう）を高い精度で識別できることを見出し本発明に至った。
【００１１】
本発明の金属識別装置は、上記測定部と、識別する金属組成を有する金属部材の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して得られる基準値と測定領域における被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定部と、測定値と閾値とを比較することによって被験物の金属組成を識別する比較識別部とを備える比較識別部とを備える。本発明の金属識別装置によれば、上記閾値決定部を備えるため、被験物である穿孔部を有する板状の金属部材の金属組成を高い精度で識別することができる。
【００１２】
「金属部材」は、１種類の金属元素を主成分とするものであってもよいし、合金であってもよい。合金としては、２種類以上の金属元素を溶融・凝固させたものや、１種類以上の金属元素と非金属元素及び／又は半金属元素とを含むものが挙げられる。
【００１３】
本発明において、「複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材」としては、ＣＲＴシャドウマスク等が挙げられる。「ＣＲＴシャドウマスク」とは、ＣＲＴディスプレイに用いられるシャドウマスクのことであり、一般的には、厚み０．１〜０．３ｍｍ程度の鋼板に数十万個〜数百万個の貫通した超微細な穿孔部が、エッチングで形成されているものをいう。シャドウマスクを構成する金属としては、前述したように、鉄及びインバー合金が使用されている。シャドウマスクは工法によって「テンションマスク」と「プレスマスク」との２種類に分類される。「プレスマスク」とは、プレス加工により箱状に成形したマスクを支持部材に嵌合させ固定したマスクのことをいい、「テンションマスク」とは、薄板状のマスクに張力を負荷した状態でその２端を支持部材に溶接して固定したマスクのことをいう。プレスマスク及びテンションマスクの形状の一例を図１（Ａ）及び（Ｂ）にそれぞれ示す。プレスマスク１１０及びテンションマスク１１０のいずれも、金属部分１０２，１１２と金属部分１０２，１１２を貫通する複数の穿孔部１０１，１１１とで構成される。同図に示すように、穿孔部の形状、穿孔部の割合は工法及びＣＲＴディスプレイの画面サイズ等によって相違する。この相違によって、たとえ材料となる金属の種類（金属組成）が同じであっても、シャドウマスクの電気的特性の測定値及び光学的特性の測定値が相違することがある。穿孔部１０１，１１１は、上述のとおり、一般的にはエッチングで形成されるが、プレス成形等で金属部分１０２，１１２に孔を穿って穿孔部１０１，１１１を形成しても良い。穿孔部１０１，１１１の形状は、電子線を通過可能な形状又はパターンであれば特に制限されないが、楕円形、矩形、真円形等が挙げられる。
【００１４】
本発明において「閾値」とは、被験物の測定値と比較して被験物の金属組成を識別するための基準となる値である。閾値は、識別する金属組成を有する金属部材の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して得られる基準値と、測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて決定される。なお、これらの「情報」には、後述する「被験物において穿孔部が配列する方向の情報」も含む。また、上記「穿孔部の割合の情報」、「穿孔部の配列方向の情報」及び「穿孔部の形状の情報」は、以降それぞれ単に「穿孔部の割合」、「穿孔部の配列方向」及び「穿孔部の形状」と称する場合もある。閾値としては、例えば、複数の基準値から選択された値、基準値を必要に応じて補正した値等が挙げられる。本発明において「電気的特性」としては、電気抵抗値等が挙げられる。「光学的特性」としては、発光、反射及び光沢等が挙げられ、具体例をあげると、発光スペクトル、発光強度、反射スペクトル、反射率（強度）、光沢スペクトル及び光沢強度等がある。
【００１５】
本発明において「基準値」とは、閾値を決定するために使用する値であって、識別する金属組成を有する金属部材の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して得られる値である。「識別する金属組成」とは、被験物を構成する金属の種類であり、例えば、被験物の主成分となる金属元素又は合金等が挙げられる。被験物が合金である場合、識別する金属組成は、合金に含まれる少なくとも１種類の金属元素であってもよい。基準値としては、例えば、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて予め測定した電気的特性値及び／又は光学的特性値、識別する金属組成を有する金属板（穿孔部なし）の電気的特性値及び／又は光学的特性値等が挙げられる。したがって、基準値としては、後述するように、電気抵抗値、発光強度、発光スペクトル、反射率、反射スペクトル、光沢強度及び光沢スペクトル等を含む。基準値は、金属識別装置のメモリ部に記憶されていてもよいし、被験物の測定と同時に測定してもよい。基準値の個数は、識別する金属の組成の種類等によって適宜決定でき、１つであってもよいし複数であってもよい。
【００１６】
本発明の金属識別装置において「閾値決定部」は、測定領域における被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報と基準値とを用いて閾値を決定する。閾値は、例えば、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報に応じた電気的特性の測定値及び／又は光学的特性の測定値（基準値）を複数個準備し、被験物の測定領域における穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報に基づき上記基準値の中から選択することによって決定できる。また、穿孔部の形状に基づく係数（形状係数）及び／又は穿孔部の割合に基づく係数（割合係数）を決定し、上記係数を用いて、識別する金属組成を有する金属板の電気的特性値及び／又は光学的特性値（基準値）を補正して閾値を決定してもよい。前者の場合には例えば工法、金属部材の材質（金属部材の金属組成）、穿孔割合のそれぞれが異なる新品のシャドウマスクについて予め測定した基準値から穿孔部の形状及び／又は割合に基づき決定できるため、閾値の決定が容易である。一方、後者の場合、例えば穿孔が穿たれていない金属板で測定した値を基準値とし、その基準値を形状係数及び／又は割合係数で補正することによって決定できるため、閾値の決定が簡便である。なお、被験物がシャドウマスクである場合、形状係数及び／又は割合係数はシャドウマスクの工法及び／又はシャドウマスクが配置されていたＣＲＴディスプレイの画面サイズによって一義的に決定できる。上述の説明では、基準値を補正する場合について説明したが、測定値を形状係数及び／又は割合係数等によって補正しても良く、また、測定値を増幅させた後上記係数等によって補正しても良い。信号増幅によるノイズ成分の重畳がなく、高い精度によって識別する観点から、基準値を補正するほうが好ましい。
【００１７】
本発明の金属識別装置において「比較識別部」は、測定値と閾値とを比較することによって被験物の金属組成を識別する。「金属組成の識別」とは、被験物の金属組成（金属の種類）を判別することである。被験物が合金材である場合、合金に含まれる少なくとも１種類の金属元素のみを判別して被験物の金属組成を識別してもよいし、合金材を１つの金属として判別し、被験物の金属組成を識別してもよい。例えば、被験物が鉄材及びインバー合金材のいずれか一方で構成されていることが明らかである場合、インバー合金材を判別可能な閾値と測定値とを比較して被験物がインバー合金材であるか否かを判別してもよいし、ニッケルを判別可能な閾値と測定値とを比較することによってニッケル成分が含有されているか否かを判別し、インバー合金材であると識別してもよい。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
本発明の金属識別装置において「電気的特性を測定して測定値を得る測定部」としては、２つの測定プローブによって電気抵抗値を測定する測定部が挙げられる。好ましくは、前記測定プローブが、金属部材に定電流を印加する電流印加端子と金属部材に当接し電位差を測定する電圧測定端子とで構成されており、それぞれの測定プローブの電圧測定端子が所定の離間距離で位置するように２つの測定プローブが配置されている４端子測定プローブにより電気抵抗値を測定する４端子測定法を採用した抵抗測定器である。測定プローブによって電気抵抗値を測定する抵抗測定器によれば、例えば、プローブを金属部材に押圧するだけで被験物の金属組成を高い精度で識別することができる。４端子測定法を採用した抵抗測定器によれば、電流印加端子と電圧測定端子とが分離しているため、例えば、定電流を印加する電流印加端子と被験物の接触面との間に生じる接触抵抗の影響を取り除くことができるため、接触抵抗に影響されることなく高い精度で電気抵抗値を測定できる。電圧測定端子を所定の離間距離で配置することにより、例えば、安定した電気抵抗値の測定が可能となり、極めて高い精度で金属組成を識別できる。前記離間距離の下限は、例えば、被験物が複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材であっても、測定箇所や穿孔部の形状及び割合等に関らず安定した抵抗値の測定が可能となることから、５０ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは１００ｍｍ以上である。また、離間距離の上限は、被験物の測定限界の距離以下であればよい。
【００１９】
電気抵抗値は金属部材の金属組成が同一であっても、金属部材に占める穿孔部の割合及び穿孔部の形状の他にも、金属部材における穿孔部が配列する方向によっても変化する。例えば被験物がシャドウマスクの場合には、上述したように蛍光体を励起する電子ビームを遮蔽するため、穿孔部の面積が広いほどＣＲＴディスプレイの輝度は向上する。一方、ＣＲＴディスプレイは公知のように所定のアスペクト比が存在するため、アスペクト比に適用した穿孔部を備える方が有利である。このため、穿孔部の形状は一般的に真円形ではなく、長方形又は長方形の角を面取りした長楕円形であることが多い。したがって、シャドウマスクでは、長方形又は長楕円形の穿孔部が、その長手方向（長軸）と短手方向（短軸）とがそれぞれ同一の方向となるように列を成して配列している。このようなシャドウマスクの金属部材の電気抵抗値を測定する方向は、例えば、穿孔部の長軸方向に平行に測定する場合と穿孔部の短軸方向に平行に測定する場合と二大別されるが、シャドウマスクの製法上、穿孔部の長軸方向に相隣接する穿孔部と穿孔部との間に存在する金属部材の幅は、穿孔部の短軸方向に相隣接する穿孔部と穿孔部との間に存在する金属部材の幅に比べ狭くなる。これにより、穿孔部の短軸方向に電気抵抗値を測定する際には、幅が狭い金属部材を介して測定するため、電流が流れる電流路（金属部材の断面積）が狭くなる。一方、穿孔部の長軸方向に測定する際には電流路が相対的に広くなる。この電流路の幅の差が測定する電気抵抗値の変化要因となるため、金属部材中に穿孔部が配列する配列方向も影響を及ぼす。但し、相隣接する穿孔部と穿孔部との間に存在する金属部材の幅は、金属部材に占める穿孔部の割合ともいえるため、本発明では特別の断りがない限り、「穿孔部の配列方向」は「被験物に占める穿孔部の割合」に含まれるものとする。
【００２０】
本発明の金属識別装置において「光学的特性を測定して測定値を得る測定部」としては、発光強度を測定する発光測定部、反射率を測定する反射測定部及び光沢強度を測定する光沢測定部等が挙げられる。
【００２１】
発光強度を測定する発光測定部としては、金属部材に放電を発生させる放電電極と、放電により励起された金属部材からの発光を集光し受光する発光受光部とを備える発光分光測定器が挙げられる。このように発光強度を用いた金属識別装置によれば、例えば、汚れや傷、変形により穿孔部のパターンにズレ等があったとしても、高い確度で効率的に被験物の金属組成を識別できる。
【００２２】
反射率を測定する反射測定部としては、金属部材に対して光ビームを照射する光源と、金属部材からの反射光を受光する反射光受光部とを備える反射率測定器が挙げられる。また、光沢強度を測定する光沢測定部としては、金属部材に対して光ビームを照射する光源と、金属部材の光沢を受光する光沢受光部とを備える光沢度測定器が挙げられる。反射率及び光沢強度を測定する光沢測定部を備える金属識別装置によれば、測定部と被験物とを接触させる必要がなく、また被験物を破壊することなく被験物の金属組成を識別できる。
【００２３】
光学的特性を測定する測定部は、例えば、光学的特性の測定値の強度を増加させて識別精度を向上させる観点から、前記光源からの照射光を平行光線に変換するコリメートレンズを備えることが好ましい。また、光学的特性を測定する測定部は、例えば、測定される光学的特性の強度を調整し、識別精度を向上させる観点から、前記光源を移動させて前記光ビームの中心軸と前記金属部材の表面とのなす角を変更させる角度変更部を備えることが好ましい。
【００２４】
光学的特性を測定する測定部は、受光した光を波長ごとに分光し、その分光スペクトルを比較することによって識別精度を向上できることから、前記受光部で受光した光の分光スペクトルを生成する分光分析部を備えることが好ましい。
【００２５】
本発明の金属識別装置は、金属部材（被験物）を載置するマウント部を含んでもよい。マウント部は、例えば、金属部材の変形等を補正して識別精度を向上させる観点から、固定治具を備えていてもよい。固定治具としては、例えば、永久磁石等が挙げられる。また、マウント部の表面には、例えば、電磁石を埋め込まれていてもよく、電磁石のコイルに電流を流すことによって、金属部材の固定や変形の補正等が可能になる。マウント部は、被験物に加えて、モニタ（対照）用の金属部材を載置可能であってもよい。このような構成であれば、被験物の測定と同時に、金属部材に含まれる金属の基準スペクトル等の閾値決定に使用される基準値を測定できるため、例えば、基準値をメモリ等に記憶させておく必要がない。また、被験物と同一条件で基準スペクトル等を測定できるため、識別精度をより向上できる。また、本発明の金属識別装置は、上記基準値等を記憶させるためのメモリ部をさらに含んでもよい。
【００２６】
本発明の金属識別装置は、前記マウント部及び前記測定部の少なくとも一方を移動させる移動制御部を含んでもよい。その移動方向は特に制限されず、例えば、光学的特性の測定に際して被験物に照射する光ビームの光束がより多くの金属部材を照射するように移動可能であればよく、直線方向の移動であってもよいし、回転移動であってもよい。
【００２７】
本発明の金属識別装置は、金属部材における測定位置を検出する測定位置検出部、金属部材における穿孔部の位置を検出する穿孔部検出部をさらに含んでもよい。測定位置検出部及び／又は穿孔部検出部を備えることによって、例えば、光源からの照射光等を金属部材（被験物）の金属部分に確実に照射させて識別精度を向上できる。特に、照射光の光束径が穿孔部の穿孔面積以下の場合には、上述の移動制御部と連動させることで、穿孔部周囲の金属部分を選択的に照射することができる。
【００２８】
本発明の金属識別方法は、上述の通り、複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材である被験物の電気的特性及び／又は光学的特性を測定して測定値を得る測定工程と、識別する金属組成を有する金属部材の前記特性を測定して得られる基準値と測定領域における前記被験物に占める穿孔部の割合の情報及び／又は穿孔部の形状の情報とを用いて閾値を決定する閾値決定工程と、前記測定値と前記閾値とを比較することによって前記被験物の金属組成を識別する比較識別工程とを含む。本発明の金属識別方法は、例えば、本発明の金属識別装置を用いて行うことができる。
【００２９】
閾値決定工程における閾値の決定は、上述の通り、例えば、穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合に応じた電気的特性値及び／又は光学的特性値を複数個準備し、その中から被験物である金属部材の穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合に基づき選択することによって決定してもよいし、識別する金属組成を有する金属部材を測定して得られる基準値を、穿孔部の形状及び／又は穿孔部の割合を用いて補正することによって決定してもよい。この閾値の決定は、例えば、コンピュータに実行させてもよいし、測定者自身が行ってもよい。金属部材における穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合は、例えば、目視により判別してもよいし、撮像装置や光学素子等によって決定してもよい。
【００３０】
電気的特性としては、電気抵抗値等が挙げられる。電気抵抗値を用いて金属を識別する場合、例えば、金属組成によって電気抵抗値が大きく相違するため、被験物の金属組成の識別が容易になる。光学的特性としては、発光スペクトル、発光強度、反射スペクトル、反射率（強度）、光沢スペクトル及び光沢強度等が挙げられる。発光を用いて金属を識別する場合、例えば、汚れや傷、変形により穿孔部のパターンにズレ等があったとしても、高い確度で効率的に被験物の金属組成を識別できる。また、反射及び光沢を用いて金属を識別する場合、被験物に接触させること及び被験物を破壊することなく被験物の金属組成を識別できる。さらに、ハンディタイプの測定器を用いた測定が可能であるため、容易に金属部材を識別できる。
【００３１】
本発明の金属識別方法において、電気的特性及び光学的特性の双方を測定して測定値を得てもよいし、異なる光学的特性を組み合わせてそれぞれについて測定して測定値を得てもよい。異なる特性の測定値を用いて金属組成を判別することによって、識別の確度を向上できる。組み合わせとしては、例えば、まず電気抵抗値の測定後、発光等の光学的特性を測定すること、発光の測定前に反射及び／又は光沢を測定すること等が挙げられる。
【００３２】
本発明の金属識別方法において、被験物が合金材である場合、合金に含まれる少なくとも１種類の金属元素のみを識別してもよいし、合金として識別してもよい。
【００３３】
本発明の金属識別方法において、比較識別工程において得られる識別結果に応じて、金属部材を分別する金属部材分別工程をさらに含んでもよい。
【００３４】
本発明の金属識別装置及び金属識別方法は、例えば、金属資源再利用のためのＣＲＴディスプレイのリサイクル処理で利用できる。具体的には、ＣＲＴディスプレイの筐体からＣＲＴとシャーシとを粗分解し、ついで、ＣＲＴからシャドウマスク及びその周辺支持部材等を分解して仕分けするＣＲＴディスプレイのリサイクルラインで利用できる。このため、本発明における金属部材（被験物）としては、例えば、使用済み電化製品のリサイクル処理ラインで得られる金属部材が挙げられる。
【００３５】
以下、本発明の金属識別装置及び金属識別方法の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、被験物（金属部材）がＣＲＴディスプレイに供されるシャドウマスクである場合を例示して説明するが、この説明は本発明の適用対象を限定するものではない。
【００３６】
まず、本発明の実施の形態１−１及び１−２として、電気抵抗値により被験物の金属組成を識別する金属識別装置及び金属識別方法について説明する。本実施の形態１−１及び１−２は、識別する金属組成を有する金属部材を測定して得られる基準値を準備し、その中から穿孔部の形状又は測定領域における金属部材（被験物）に占める穿孔部の割合によって閾値を決定する例である。
【００３７】
（実施の形態１−１）
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態１−１における金属識別装置の一例を示す構成図である。本実施の形態１−１における金属識別装置は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、４端子測定プローブ１、抵抗測定器２、演算処理部３、識別結果表示手段４、起動入力手段５及びマスクタイプ入力手段６で構成されている。４端子測定プローブ１及び抵抗測定器２が上記測定部に相当し、演算処理部３が上記閾値決定部及び比較識別部に相当する。
【００３８】
演算処理部３は、抵抗測定器２、識別結果表示手段４、起動入力手段５及びマスクタイプ入力手段６とそれぞれシリアル通信ケーブル等によって電気的に接続されている。抵抗測定器２には、ＣＲＴシャドウマスクに接触させて電気抵抗値を測定する４端子測定プローブ１が電気的に接続されている。演算処理部３は、例えば、図２（Ａ）に示すように、ＣＰＵ（パーソナルコンピューター）及びＭＣＵ（マイクロコントローラ）等によって構成されていてもよいし、演算処理部３をコンパクトで安価な構成とする観点から、図２（Ｂ）の演算処理部３０のように、ＭＣＵ（マイクロコントローラ）のみで構成されていてもよい。
【００３９】
識別結果表示手段４は、演算処理部３の出力により金属の識別結果を表示する手段である。識別結果表示手段４としては、ＬＥＤやＬＣＤ等の視覚的表示手段、ブザー等の聴覚的表示手段等が挙げられる。
【００４０】
起動入力手段５は、演算開始起動信号を入力して演算処理部３に送信する手段であり、例えば、プッシュスイッチ等で構成される。
【００４１】
マスクタイプ入力手段６は、シャドウマスクに備える穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に穿孔部が占める割合の情報、穿孔部の形状に基づく形状係数及び穿孔部が占める割合に基づく割合係数等を入力する手段である。マスクタイプ入力手段６としては、１対のプッシュスイッチ、２極のトグルスイッチ、赤外線センサ及び超音波センサ等が挙げられる。マスクタイプ入力手段６が、プッシュスイッチ又はトグルスイッチ等である場合、測定者が目視によりシャドウマスクの工法の相違（以下、「マスクタイプ」と称す）を判別し、判別したマスクタイプを手動で入力すればよい。一方、マスクタイプ入力手段６が、赤外線センサ又は超音波センサ等である場合、例えば、これらのセンサが自動でマスクタイプを判別し、判別結果を自動で入力することができる。この構成であれば、手動によるマスクタイプの入力が不要になり、例えば、人的入力ミス等を軽減できることから、精度の高い識別が可能な金属識別装置を実現できる。
【００４２】
図３に、４端子測定プローブ１の構成の一例を示す。図３に示すように、４端子測定プローブ１は、測定プローブＡ１０及び測定プローブＢ１１の２組の測定プローブ、基板１６、保護部材２０並びに２つのグリップホルダ１７を含み、基板１６の中央に測定プローブＡ１０及び測定プローブＢ１１、外側にグリップホルダ１７がそれぞれ位置するように配置されている。測定プローブＡ１０及び測定プローブＢ１１は、その先端が基板１６を貫通した状態で挟持カラー２１によって締結されており、基板１６から貫通した先端部には保護部材２０がそれぞれ嵌合固定されている。保護部材２０は、垂直方向に伸縮自在である。挟持カラー２１及びグリップホルダ１７は、それぞれ、ねじによって締結固定されている。一方のグリップホルダ１７には、起動入力手段５が配置されている。
【００４３】
測定プローブＡ１０は、電流印加端子Ａ１２、電圧測定端子Ａ１３、ばね１９及びケーブル１８により構成されており、電流印加端子Ａ１２及び電圧測定端子Ａ１３が測定プローブの外方向に押圧するように摺動可能にばね１９によって支持され、これらの端子は各々ケーブル１８と電気的に接続されている。測定プローブＢ１１は、測定プローブＡ１０と同様に、電流印加端子Ｂ１４、電圧測定端子Ｂ１５、ばね１９及びケーブル１８により構成されており、電流印加端子Ｂ１４及び電圧測定端子Ｂ１５が測定プローブの外方向に押圧するように摺動可能にばね１９によって支持され、これらの端子は各々ケーブル１８と電気的に接続されている。ケーブル１８の他端は、抵抗測定器２（図２）と電気的に接続されている。電圧測定端子Ａ１３と電圧測定端子Ｂ１５とが所定の離間距離（Ｘ）で隣接し、その外側に電流印加端子Ａ１２及び電流印加端子Ｂ１４がそれぞれ位置するように基板１６に配置されている。図３の４端子測定プローブ１の形態ではグリップホルダ１７を２つ備えるが、この形態に限られるものではなく、例えば、測定プローブＡ１０と測定プローブＢ１１との間にグリップホルダが１つ配置され、片手で操作可能な形態であってもよい。また、４端子測定プローブ１の測定プローブＡ１０、Ｂ１０及びグリップホルダ１７の配置は、図３に限定されるものではなく、測定プローブＡ１０と測定プローブＢ１０との間隔等を一定に保つ配置であればよく、例えば、測定プローブＡ１０と測定プローブＡ１０側のグリップホルダ１７（図３の左側）とを入れ替えた配置、測定プローブＡ１０及び測定プローブＡ１０側のグリップホルダ１７と測定プローブＢ及び測定プローブＢ１０側のグリップホルダ１７とを対向させた配置等であってもよい。
【００４４】
図３の４端子測定プローブ１を用いたシャドウマスクの電気抵抗値の測定方法は、例えば、以下のとおりである。一対のグリップホルダ１７を両手で掌握し、電流印加端子Ａ及びＢ（１２，１４）、電圧測定端子Ａ及びＢ（１３，１５）をシャドウマスクの表面に当接させ押圧する。このとき、保護部材２０が圧縮されることによって電流印加端子Ａ及びＢ（１２，１４）、電圧測定端子Ａ及びＢ（１３，１５）が露出し、ばね１９によって一定の圧力によりシャドウマスクに当接される。そして、電流印加端子Ａ１２と電流印加端子Ｂ１４とを通してシャドウマスクに定電流が印加されると、シャドウマスクの電気抵抗によって電圧測定端子Ａ１３と電圧測定端子Ｂ１５との間に電位差を生じさせる。印加された定電流の値と、電圧測定端子Ａ１３と電圧測定端子Ｂ１５との間の電位差とを測定することによって、シャドウマスクの電気抵抗値を測定できる。
【００４５】
４端子測定法によれば、電流印加端子と電圧測定端子とが分離しているため、定電流を印加する電流印加端子とシャドウマスクとの接触面との間に生じる接触抵抗の影響を取り除くことができる。このため、例えば、接触抵抗に影響されることなく、高い精度で電気抵抗値を測定できる。また、電圧測定端子を一定の圧力を負荷した状態でシャドウマスクに当接させることから、シャドウマスクに波打ち等の変形や傷があった場合でも、シャドウマスクと端子とをより確実に接触させることができる。このため、電気抵抗値を高い精度で測定できる。
【００４６】
図４のグラフは、離間距離（Ｘ）と電気抵抗値（測定値）との関係を示すグラフである。同図において、横軸が電圧測定端子の離間距離（Ｘ）、縦軸が電気抵抗測定値である。このグラフは、電圧測定端子の離間距離（Ｘ）を１５ｍｍから２００ｍｍの範囲で変化させ、上述と同様にしてシャドウマスクの電気抵抗値を測定した結果である。シャドウマスクは、鉄材又はインバー合金材のそれぞれについて２種類のマスクタイプのシャドウマスク（テンションマスク及びプレスマスク）を準備した。測定箇所（測定領域）は、シャドウマスクのほぼ中央部と端部との２箇所とした。なお、図４において、Ｆｅは鉄材、Ｉｎｖはインバー合金材、Ｔはテンションマスク、Ｐはプレスマスク、中央は測定箇所が中央部、端は測定箇所が端部であることを意味する。
【００４７】
図４のグラフに示すように、得られた測定結果は、電気抵抗値が電圧測定端子間距離（離間距離）依存性を有することを示した。離間距離（Ｘ）が５０ｍｍ以上である場合、離間距離が変化することに伴う電気抵抗値の変化の割合が比較的穏やかであるため、安定した電気抵抗値の測定が可能であるといえる。また、離間距離（Ｘ）が５０ｍｍ以上である場合、マスクタイプ及び／又は測定箇所を用いて金属組成を特定するための閾値を容易に決定することができる。つまり、マスクタイプ及び／又は測定箇所によって穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に孔部が占める割合を特定できることから、例えば、穿孔部の形状及び／又は上記割合に応じた複数の基準値を予め設定しておけば、穿孔部の形状及び／又は割合を用いて基準値から閾値を選択し決定できる。そして、その閾値と測定値を比較することによって、被験物の金属組成を高い精度で識別できる。
【００４８】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、シャドウマスクの画面サイズと電気抵抗値との関係を示すグラフであり、図５（Ａ）は、測定箇所が中央部の場合の電気抵抗値を示し、図５（Ｂ）は、測定箇所が端部の場合の電気抵抗値を示す。図５（Ａ）及び（Ｂ）のグラフは、電圧測定端子の離間距離（Ｘ）を１５０ｍｍとし、下記表１に示す１９型から３２型までの画面サイズのシャドウマスク（１６種類）について電気抵抗値を測定した結果である。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
図５（Ａ）に示すように、測定箇所が中央部の場合、電気抵抗測定値は、プレスマスクの鉄材、テンションマスクの鉄材、プレスマスクのインバー合金材、テンションマスクのインバー合金材の順で高くなった。このため、例えば、穿孔部の形状（テンションマスク／プレスマスク）、穿孔部の割合（測定箇所：中央部）及び穿孔部の配列方向に基づく基準値としてＴ１及びＴ２の２種類を設定し、目視等によりマスクタイプを判別してそれに基づき上記基準値の中から閾値を選択して決定し、閾値と測定値とを比較することによってシャドウマスクの金属組成を識別できる。
【００５１】
また、図５（Ａ）のグラフから、測定箇所が中央部の場合、鉄材のテンションマスク（Ｎｏ．１〜４）とインバー合金材のプレスマスク（Ｎｏ．１３〜１６）とで、金属組成が異なるにも関らず、ほぼ同じ電気抵抗値が得られる場合があることが分かる。これは、テンションマスクとプレスマスクとではシャドウマスクの穿孔部の形状が相違することによるものと推測される。すなわち、テンションマスクでは、張力を生成せしめた方向（図１（Ｂ）におけるＹ軸方向）に対する強度の向上を図るため、Ｙ軸方向の格子断面（同図の１Ａ−１Ａ線の断面）は、同方向に直交する方向（同図のＸ軸方向）の格子断面（同図の１Ｂ−１Ｂ線の断面）と比較して金属部材の断面積（電流路）が大きい。このため、張力を生成せしめた方向に対して直交する方向（図１（Ｂ）のＸ軸方向）に電流を流して電気抵抗値を測定する場合、同図のＹ軸方向に対して電流を流して電気抵抗値を測定する場合と比較して得られる電気抵抗値が大きくなる。一方、プレスマスクはプレス加工により形成するため、Ｘ軸方向及びＹ軸方向（穿孔部の短手（短軸）方向・穿孔部の長手（長軸）方向）の双方とも、テンションマスクのＸ軸方向で電気抵抗値を測定した場合と比較して、得られる電気抵抗値が小さくなる。これらのことから、シャドウマスクの金属組成が同一であっても得られる電気抵抗値に差異が生じ、また、金属組成が相違していても得られる電気抵抗値がほぼ同じである場合があるものと考えられる。
【００５２】
一方、図５（Ｂ）に示すように、測定箇所が端部の場合、測定箇所が中央部の場合と比較して、鉄材のテンションマスク及びインバー合金材のプレスマスクの電気抵抗値が小さい。また、閾値（基準値）Ｔ５で、鉄材のテンションマスクとインバー合金材のプレスマスクとを明確に識別することができる。これは、テンションマスクの構造によるものと考えられる。マスクに張力を生成せしめる支持部材は、マスクのその他の部分と同一の材質ではあるが、その他の部分と比較して金属部材の断面積が非常に大きく、電流が流れる電流路も広くなる。このため、支持部材（端部）を測定した場合、その他の部分と比較して電流が非常に流れやすくなり、得られる電気抵抗値が小さくなったためであると考えられる。
【００５３】
以上のことに基づき、演算処理部３は、マスクタイプに応じて選択可能な基準値を少なくとも２個以上有し、その中から穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に穿孔部が占める割合を用いて閾値を選択し、閾値と測定値とを比較して被験物の金属組成を決定することが好ましい。また、穿孔部の形状及び／又は測定領域における金属部材に穿孔部が占める割合を用いて上記基準値を補正することによって閾値を決定し、その閾値と測定値と比較してよい。
【００５４】
以下に、本実施形態１−１における金属識別方法を、図２及び図６を用いて説明する。図６は、閾値と測定した電気抵抗値とを比較して金属組成を識別する比較演算アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【００５５】
まず、測定者は、４端子測定プローブ１の起動入力手段５を操作してシャドウマスクの測定をスタ−トする（Ｓ５０１）。つぎに、測定者は、測定領域における穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を目視等により判別した情報、例えば、マスクタイプをマスクタイプ入力手段６に入力する（Ｓ５０２）。入力された判別信号は演算処理部３に送信され、演算処理部３は受信した判別信号と、メモリ等に蓄積されている２以上の基準値とを用いて閾値（Ｔ１、Ｔ２）を決定する（Ｓ５０３）。このマスクタイプの判別及び入力は、目視により行うことに限定されるものではなく、上述の通り、赤外線センサや超音波センサ等のセンサを用いて判別して自動的に入力されてもよい。また、目視等によりマスクタイプを判別する場合、測定者は、マスクタイプの入力に替えて、測定者自身がマスクタイプに基づき閾値を決定し、それを入力してもよい。
【００５６】
つぎに、被験物であるシャドウマスクのほぼ中央部に、電圧測定端子が穿孔部の長手（長軸）方向に直交する方向（図１（Ａ）及び（Ｂ）のＸ軸方向）に位置するように、４端子測定プローブ１を当接させて抵抗測定器２において４端子測定法に基づき電気抵抗値を測定する。測定プローブを当接させる方向は、電圧測定端子間の距離を十分に離間させる観点から、穿孔部の長手（長軸）方向に直交する方向が好ましい。なお、測定プローブを当接させる方向はこの方向に限られるものではなく、穿孔部の長手方向に平行な方向であってもよいし、その他の方向であってもよい。測定した電気抵抗値はシリアル信号として演算処理部３に送信される。演算処理部３は受信した電気抵抗値と決定した閾値とを比較演算し、シャドウマスクの金属組成を識別する（Ｓ５０４，Ｓ５０８）。金属の識別結果は、識別結果表示手段４に送信され、識別結果表示手段４は、受信した識別結果を予め設定された表示方法によって表示して測定者に報知する。
【００５７】
具体的には、マスクタイプがテンションマスクである場合は閾値がＴ１に決定され、測定した電気抵抗値を閾値Ｔ１と比較する（Ｓ５０４）。電気抵抗値が閾値Ｔ１よりも大きい場合は、金属組成はインバー合金材であると識別し（Ｓ５０５）、識別結果表示手段４において分解を指示表示した後（Ｓ５０６）、終了する（Ｓ５０７）。電気抵抗値が閾値Ｔ１よりも小さい場合は、金属組成は鉄材であると識別し（Ｓ５０９）、識別結果表示手段４において仕分けを指示表示した後（Ｓ５１０）、終了する（Ｓ５０７）。一方、マスクタイプがプレスマスクである場合は閾値がＴ２に決定され、測定した電気抵抗値を閾値Ｔ２と比較する（Ｓ５０８）。電気抵抗値が閾値Ｔ２よりも大きい場合は、金属組成はインバー合金材であると識別し（Ｓ５０５）、識別結果表示手段４において分解を指示表示した後（Ｓ５０６）、終了する（Ｓ５０７）。電気抵抗値が閾値Ｔ２よりも小さい場合は、金属組成は鉄材であると識別し（Ｓ５０９）、識別結果表示手段４において仕分けを指示表示した後（Ｓ５１０）、終了する（Ｓ５０７）。なお、測定値が閾値（Ｔ１，Ｔ２）と一致した場合は、例えば、電気抵抗値を再度測定するか、閾値を再度決定しなおせばよい。
【００５８】
以上のように、予め判別したマスクタイプ（穿孔部の形状等）を用いて準備した基準値から閾値を選択して決定し、その閾値と測定値の大小を比較することによってシャドウマスクの金属組成が鉄材かインバー合金材かを識別できる。
【００５９】
なお、上述の通り、金属組成が相違していても電気抵抗値の測定値がほぼ同じである場合がある。具体的には、図５において、測定した電気抵抗値が閾値Ｔ３とＴ４との間に含まれる場合、目視やセンサ等によってマスクタイプ（穿孔部の形状等）を判別していないと金属を識別できない場合がある。このような場合は、例えば、後述する実施形態１−２のようにして金属を識別できる。
【００６０】
（実施の形態１−２）
本発明の実施の形態１−２は、シャドウマスクの中央部と端部とでは穿孔部の割合が異なることから電気抵抗値の測定値が相違することに基づき、中央部及び端部の双方において電気抵抗値を測定してシャドウマスクの金属組成を識別する方法である。この方法によれば、マスクタイプの入力が不要であるため、例えば、マスクタイプの誤入力による誤認識を減らすことができる。以下に、本実施形態１−２における金属識別方法を図７及び８を用いて説明する。図７及び８は、本実施形態１−２における閾値と測定した電気抵抗値とを比較して金属組成を識別する比較演算アルゴリズムの一例を示すフローチャートであり、図７は、比較演算アルゴリズムの前半部分の一例を示すフローチャートであり、図８は、後半部分の一例を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、測定者は、４端子測定プローブ１の起動入力手段５を操作してシャドウマスクの測定をスタ−トする（Ｓ７０１）。つぎに、４端子測定プローブ１を用いてシャドウマスクの中央部の電気抵抗値を測定し、穿孔部の割合（測定箇所：中央部）を用いて基準値から閾値Ｔ２を決定し、閾値Ｔ２と得られた電気抵抗値を比較する（Ｓ７０２）。電気抵抗値が閾値Ｔ２より小さい場合は、プレスマスクの鉄材であると識別し（Ｓ７０３）、識別結果表示手段４において仕分けを指示表示した後（Ｓ７０４）、終了する（図８  Ｓ７０５）。電気抵抗値が閾値Ｔ２より大きい場合は、さらに、電気抵抗値を閾値Ｔ３と比較する（Ｓ７０６）。電気抵抗値が閾値Ｔ３より小さい場合は、テンションマスクの鉄材であると識別し（Ｓ７０７）、識別結果表示手段４において仕分けを指示表示した後（Ｓ７０４）、終了する（図８  Ｓ７０５）。電気抵抗値が閾値Ｔ３より大きい場合は、さらに、閾値Ｔ４と比較する（Ｓ７０８）。電気抵抗値が閾値Ｔ４より小さい場合は、再識別ルーチンに移行する（Ｓ７０９）。上述の通り、閾値Ｔ３と閾値Ｔ４との間は、マスクタイプ等が判別できない限り金属組成を識別することが困難であるため、再識別ルーチンに移行する必要がある。
【００６２】
再識別ルーチンに移行した場合（Ｓ７０９）、図８に示すように、まず、４端子測定プローブ１を用いて４端子測定法よってシャドウマスクの端部において電気抵抗値を測定する（Ｓ７１５）。そして、測定箇所が端部であることに基づき基準値の中から決定された閾値Ｔ５と得られた電気抵抗値を比較する（Ｓ７１６）。電気抵抗値が閾値Ｔ５より小さい場合、テンションマスクの鉄材であると識別し（Ｓ７１７）、仕分け指示表示をした後（Ｓ７１８）、終了する（Ｓ７０５）。電気抵抗値が閾値Ｔ５より大きい場合は、プレスマスクのインバー合金であると識別し（Ｓ７１９）、プレスマスク仕様による分解を指示表示した後（Ｓ７２０）、終了する（Ｓ７０５）。
【００６３】
一方、閾値Ｔ４と比較し（Ｓ７０８）、電気抵抗値が閾値Ｔ４より大きい場合は、さらに、閾値Ｔ１と比較する（Ｓ７１０）。電気抵抗値が閾値Ｔ１より小さい場合、プレスマスクのインバー合金材であると識別し（Ｓ７１１）、プレスマスク仕様による分解を指示表示した後（Ｓ７１２）、終了する（図８  Ｓ７０５）。電気抵抗値が閾値Ｔ１より大きい場合は、テンションマスクのインバー合金材であると識別し（Ｓ７１３）、テンションマスク仕様による分解を指示表示した後（Ｓ７１４）、終了する（図８  Ｓ７０５）。
【００６４】
以上のように、図７及び図８に示すフローチャートのような金属の識別方法によれば、穿孔部の割合が異なる２箇所の測定箇所（中央部及び端部）と、準備された基準値（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）とを用いて５つの閾値を決定し、閾値と測定値を比較することによって４種類のシャドウマスク（テンションマスクの鉄材、テンションマスクのインバー合金材、プレスマスクの鉄材及びプレスマスクのインバー合金材）の材質を識別できる。
【００６５】
つぎに、本発明の実施形態２−１〜２−３として、発光により被験物の金属組成を識別する金属識別装置及び金属識別方法について説明する。
【００６６】
（実施の形態２−１）
図９（Ａ）は本発明の実施の形態２−１における金属識別装置の概略図であり、図９（Ｂ）は金属識別装置のマウント部（試料載置台）の一例を示す上面図である。
【００６７】
図９（Ａ）の金属識別装置２００は、マウント部２０２、放電電極２０３、移動機構部２０４、位置検出部２０５、集光導光部２０６、受光分析部２０７及び識別演算部２０８を主要構成要素とする。この形態では、マウント部２０２、放電電極２０３、集光導光部２０６及び受光分析部２０７が測定部に相当し、識別演算部２０８が閾値決定部及び比較識別部に相当し、移動機構部２０４が移動制御部に相当し、位置検出部２０５が測定位置検出部及び穿孔部検出部に相当する。なお、図９（Ａ）では、各部材間、各機能部間を結線する電気配線は省略している。
【００６８】
図９（Ａ）に示すように、移動機構部２０４上にマウント部２０２が配置され、マウント部２０２の上方には、放電電極２０３がアーム２１０に取り付けられた状態で配置されている。マウント部２０２には金属部材（被験物）２０１が載置可能であり、固定治具２０９等によって金属部材（被験物）を固定できる（図９（Ｂ））。マウント部２０２は移動機構部２０４と連結して配置され、リニアモータ２１３によって平面方向（例えば、左右、３６０度方向）に移動可能である。マウント部２０２は、ノイズ成分を除去して識別精度を向上させる観点から、放電により発光を励起させない材質で形成されていることが好ましい。マウント部２０２の構成は、図９（Ａ）の構成に限られるものではない。例えば、図１０（Ａ）に示すように、マウント部２０２を鉄等の磁性体で形成し、固定治具２０９として永久磁石２１６を使用して金属部材２０１を磁石の吸引力によって固定可能な構成であってもよい。また、図１０（Ｂ）に示すように、マウント部２０２の表面に電磁石２１７を埋め込み、電磁石２１７のコイルに電流を流すことによって金属部材２０１を固定可能な構成であってもよい。電磁石２１７を用いて固定する場合、例えば、電磁石２１７の吸引力を強くすることによって薄板状のシャドウマスクの波打ち変形等を補正してもよい。この変形の補正により、シャドウマスクと放電電極２０３との距離をより正確に保持でき、その結果シャドウマスクの全領域において放電及び／又は発光強度の測定を安定して行うことができる。また、コイル電流を遮断することによってマウント部２０２から金属部材２０１を容易に脱着することができる。
【００６９】
位置検出部２０５は、撮像装置２１１及び画像認識装置２１２を備え、マウント部２０２の上方に位置するようにアーム２１０に取り付けられている。撮像装置２１１によって金属部材２０１の表面を撮像し、その画像を画像認識装置２１２で認識することによって、例えば、金属部材２０１の穿孔部の位置座標を検出できる。位置検出部２０５を用いて放電に伴う発熱により形成された貫通孔等の放電損傷部又は穿孔部の位置座標を検出することにより、放電電極２０３の延長線Ｌと金属部材２０１との交点Ｐが穿孔部及び放電損傷部以外の場所となるような状態で容易に放電させることができる。
【００７０】
集光導光部２０６は、放電電極２０３と金属部材２０１との間に放電電圧を印加することによって発生した発光を集光し受光分析部２０７に導く。受光分析部２０７は、グレーティング２１４と光電変換素子２１５とを含み、集光導光部２０６を通過した光をグレーティング２１４においてスペクトル分解し、スペクトル分解された回折光を光電変換素子２１５において受光して電気信号に変換する。光電変換素子２１５としては、例えば、光電子倍増管、リニアイメージセンサ等が使用できる。
【００７１】
識別演算部２０８は、例えば、ＣＰＵやメモリ等によって構成されるデジタル信号処理装置であって、金属部材２０１の穿孔部の形状及び／又は割合に基づき、識別する金属特有の波長におけるスペクトル強度の閾値を決定し、その閾値と得られたスペクトル強度とを比較することによって金属部材２０１の材質を識別できる。閾値は，金属部材２０１の穿孔部の形状及び／又は割合と識別する金属組成特有の波長におけるスペクトル強度とを用いて決定することが好ましい。金属部材がシャドウマスクである場合、この識別演算部２０８によって、金属が鉄材であるか、インバー合金材であるかを識別できる。
【００７２】
つぎに、本実施の形態２−１における金属識別方法を図９及び１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態２−１におけるシャドウマスクの金属識別方法の一例を示すフローチャートである。
【００７３】
まず、シャドウマスク２０１をマウント部２０２に載置し、周辺部を固定治具２０９で固定する（ＳＴＰ１）。ついで、撮像装置２１１によってシャドウマスク２０１表面を撮像し、画像認識装置２１２によって穿孔部の位置座標を検出する（ＳＴＰ２）。検出した穿孔部の位置座標データに基づき、移動機構部２０４を用いてマウント部２０２を移動させて、放電電極２０３の延長線Ｌとシャドウマスク２０１との交点Ｐが穿孔部以外の場所、つまり、金属部分となるようにする（ＳＴＰ３）。つぎに、放電電極２０３とシャドウマスク２０１との間に放電電圧を印加してアーク放電を生じさせる（ＳＴＰ４）。これにより、シャドウマスク２０１の材質に応じた特有の発光が起こる。そして、放電により発生した発光を集光導光部２０６によって集光し、受光分析部２０７に導光する（ＳＴＰ５）。
【００７４】
集光導光部２０６を通して入射された光を受光分析部２０７のグレーティング２１４によってスペクトル分解（分光）することによってシャドウマスクを構成する金属特有の分光スペクトルが得られる（ＳＴＰ６）。得られた分光スペクトルは、受光分析部２０７に内蔵された光電変換素子２１５によって波長領域ごとに電気信号に変換される。このようにして、金属特有のスペクトル強度に比例した電気信号が得られる。閾値は、シャドウマスクに供される鉄材のスペクトル強度及びシャドウマスクに供されるインバー合金材のスペクトル強度の基準分光スペクトル強度に比例した電気信号として又は後述の補正等した値として得られる。この閾値と光電変換素子２１５により得られた電気信号とを比較することによって金属部材２０１の材質を識別できる（ＳＴＰ７）。ここで、閾値は、基準分光スペクトル強度を測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数準備し、その中から金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を用いて選択して使用してもよいし、各金属固有の基準分光スペクトルを金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を用いて補正して得てもよい。
【００７５】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）に、金属部材がシャドウマスクである場合の発光強度のグラフを示す。図１２（Ａ）が、鉄材のシャドウマスクの発光強度を示すグラフであり、図１２（Ｂ）が、インバー合金材のシャドウマスクの発光強度を示すグラフである。図１２（Ａ）及び（Ｂ）から分かるように、シャドウマスクがインバー合金材である場合、波長３１３ｎｍ近傍に特有のピークＡが存在することが分かる。このピークはニッケル由来のピークである。シャドウマスクは、一般的に、鉄材又はインバー合金材で構成されている。インバー合金材は鉄とニッケルとの合金であることから、例えば、ニッケル固有の波長における発光強度を調べることによって、インバー合金であるか鉄材であるかを識別できる。例えば、３００ｎｍ〜３２０ｎｍの波長領域についてスペクトル分析を行い、波長３１３ｎｍ近傍における発光強度の大きさに着目することにより、鉄材とインバー合金材とを識別し分別してもよい。
【００７６】
また、シャドウマスク１枚において複数箇所（例えば、約１０点程度）で放電を行い、それぞれの発光スペクトルを採取し、得られるそれぞれの発光強度を閾値と比較することによって、さらに高い確度で金属を識別できる。このため、識別演算部２０８で金属組成を識別した後、測定を行った回数をカウントし、その数が１０未満であれば、マウント部２０２を移動させて放電位置を代えて再度発光強度の測定を行い、一方、その数が１０以上であれば、識別結果に基づき区分けするようにしてもよい。この場合、位置検出部２０５で検出した穿孔部の位置座標データに基づき移動機構部２０４を動作させてシャドウマスクを移動させながら、別の箇所でアーク放電を発生させてスペクトルを採取することが好ましい。これにより、識別確度をさら向上できる。
【００７７】
（実施の形態２−２）
図１３は、本発明の実施の形態２−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。なお、図９（Ａ）と同一箇所には同一の符号を付している。
【００７８】
図１３の金属識別装置２００は、マウント部２０２、放電電極２０３、移動機構部２０４、集光導光部２０６、受光分析部２０７、識別演算部２０８及び放電位置検出部２２１を主要構成要素とする。マウント部２０２、移動機構部２０４、受光分析部２０７及び識別演算部２０８は、実施の形態２−１と同様である。放電位置検出部２２１は、測定位置検出部及び穿孔部検出部に相当する。
【００７９】
放電位置検出部２２１は、拡大レンズ付き撮像装置２２２と画像認識装置２２３とを備え、マウント部２０２の上方に位置するようにアーム２１０に取り付けられている。撮像装置２２２は、放電電極２０３の延長線Ｌと金属部材２０１との交点Ｐに焦点を合致させた状態でこの領域を撮像し、その画像パターンが穿孔部であるか否かを画像認識装置２２３において判定する。本実施の形態２−２の場合、撮像装置２２２は、金属試料２０１上の放電位置Ｐ周辺のみを撮像すればよいので、例えば、視野の狭い撮像装置２２２で十分である。
【００８０】
集光導光部２０６は、導光用の光ファイバー又は石英ロッドと集光レンズとを含み、放電電極２０３の側に位置するようにアーム２１０に取り付けられている。集光導光部２０６は、放電電極２０３と金属部材２０１との間での放電に伴う発光を集光し、受光分析部２０７に導く。集光導光部２０６が導光用の光ファイバー又は石英ロッドを含む場合、発光の採取位置又は受光分析部２０７の配置の自由度が大きくなり好ましい。光ファイバーは光の通路を曲げることができるため、例えば、受光分析部２０７の配置箇所の自由度が大きくなる。一方、石英ロッドは融点が高く耐熱性に優れるため放電部位に近づけることが可能となり、例えば、発光を高輝度で集光することができる。
【００８１】
本実施の形態２−２の金属識別装置を用いたシャドウマスクの材質の識別方法は、例えば、下記のとおりである。まず、シャドウマスク２０１をマウント部２０２に載置して固定する。固定は実施の形態２−１と同様にして行うことができる。ついで、撮像装置２２２によってシャドウマスク２０１を撮像し、得られた画像信号を画像認識装置２２３に入力する。画像認識装置２２３において、得られた画像信号と予め記憶させた穿孔パターンデータとを照合することにより、放電電極２０３の直下が穿孔部であるか否かを判定する。直下が穿孔部でなければ、そのままの状態で放電電極２０３とシャドウマスク２０１との間に放電電圧を印加してアーク放電を発生させる。一方、放電電極２０３の直下が穿孔部である場合は、直下が穿孔部とならないように移動機構部２０４を用いてマウント部２０２を移動させた後、アーク放電を発生させる。受光分析部２０７は、この放電に伴う発光を集光導光部２０６を通して受光し、その発光をスペクトル分解し、最終的にスペクトル強度に比例した電気信号に変換する。この電気信号と実施の形態２−１のようにして得られる閾値と比較することによってシャドウマスク２０１の材質を識別できる。
【００８２】
なお、本実施の形態２−２においても実施の形態２−１と同様に、識別確度を向上させるために、放電位置を代えてアーク放電を複数回行うことが好ましい。この場合、既に放電を行った箇所には貫通孔等の放電損傷が存在する場合がある。さらに、放電損傷が貫通孔である場合は、貫通孔の孔径はシャドウマスクの穿孔部よりもはるかに大きく、貫通孔の外周縁には溶融後のランダムな固化によって形成されるバリ状の突起が見受けられる場合がある。バリ状の突起の近傍で放電を行った場合、アーク放電がこの突起に集中して発生することから、アーク放電を複数回行うことによって識別確度が低下する場合も想定される。しかしながら、本実施の形態２−２の金属識別装置によれば、放電位置検出部２２１によって放電損傷部を避けてアーク放電を行うことができるため、たとえアーク放電を複数回行ったとしても、高い確度で金属組成を識別できる。
【００８３】
（実施の形態２−３）
図１４は、本発明の実施の形態２−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。なお、図９（Ａ）及び図１３と同一箇所には同一の符号を付している。
【００８４】
図１４の金属識別装置２００は、マウント部２０２、放電電極２０３、回転移動機構部２３０、位置検出部２０５、集光導光部２０６、受光分析部２０７、識別演算部２０８及び筐体２３１を主要構成要素とする。マウント部２０２、位置検出部２０５及び識別演算部２０８は実施の形態２−１と同様であり、集光導光部２０６及び受光分析部２０７は実施の形態２−２と同様である。
【００８５】
筐体２３１は、モータで駆動される回転移動機構部２３０と回転軸２３２とを備え、回転軸２３２を介してアーム２３３と連結している。アーム２３３には、放電電極２０３、位置検出部２０５、集光導光部２０６及び受光分析部２０７が配置され、筐体２３１の側面には識別演算部２０８が配置されている。放電電極２０３は、回転移動機構部２３０によって、マウント部２０２に対して平面方向（例えば、円弧方向）に移動可能である。このため、例えば、穿孔部の位置座標データに基づき放電電極２０３をシャドウマスク２０１の上方で回転移動させ、放電位置を決定することができる。
【００８６】
集光導光部２０６は、放電位置に追随できるようにアーム２３３の側方に取り付けられている。集光導光部２０６は、光の採取位置や受光分析部２０７の位置の自由度を増加させる観点から、実施の形態２−２と同様に、集光レンズと導光用の光ファイバー又は石英ロッドとを含む形態であってもよい。また、本実施の形態２−３においても、実施の形態２−２と同様に、少なくとも放電位置の周辺のみを撮像可能であればよいため、位置検出部２０５に替えて、実施の形態２−２の放電位置検出部２２１をアーム２３３に取り付けてもよい。
【００８７】
本実施の形態２−３の金属識別装置は、マウント部２０２に替えて放電電極２０３を移動させる以外は、実施の形態２−１及び２−２と同様にして被験物の金属組成を識別することができる。また、本発明の金属識別装置の形態は、上記形態に限られるものではなく、例えば、マウント部２０２と放電電極２０３の双方が移動可能な形態であってもよい。
【００８８】
つぎに、本発明の実施の形態３−１〜３−４として、反射によって被験物の金属組成を識別する金属識別装置及び金属識別方法について説明する。
【００８９】
（実施の形態３−１）
図１５（Ａ）は、本発明の実施の形態３−１における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。図１５（Ａ）の金属識別装置３００は、光源３０２、位置検出部３０３、マウント部（試料載置部）３０４、移動機構部３０５、受光部３０９、コントローラ３１６を主要構成要素とする。コントローラ３１６は、位置検出記憶部３０６、移動機構制御部３１１及びスペクトル比較部３１２を含む。この形態では、光源３０２及び受光部３０９が測定部に相当し、コントローラ３１６が閾値決定部及び比較識別部に相当し、位置検出部３０３が測定位置検出部及び穿孔部検出部に相当し、移動機構部３０５が移動制御部に相当する。
【００９０】
マウント部３０４は、移動機構部３０５の上部に配置され、移動機構部３０５を制御することによって平面方向に移動可能である。マウント部３０４は、複数の貫通した穿孔部を有する金属部材（被験物）３０１を把持する。光源３０２は、金属部材３０１に光ビーム３１８を照射可能である。光源３０２としては、可視光の波長範囲を全てカバーできることから、白色光のビームを照射する光源が好ましい。白色光の光源としては、例えば、可視光領域で比較的波長依存性の少ない発光特性を有し、発光輝度が大きいことから、キセノン放電光等が使用できる。位置検出部３０３は、画像認識装置３１４及び撮像装置３１３を備え、マウント部３０４の上部に配置されている。撮像装置３１３が金属部材３０１を撮像し、画像認識装置３１４がその画像を処理して金属部材３０１の穿孔部の位置座標等を検出する。この位置座標は２次元の位置情報として位置検出記憶部３０６に記憶可能である。移動機構制御部３１１は、検出記憶部３０６に記憶された位置情報に基づき、光ビーム３１８が金属部材３０１の穿孔部以外の部分に選択的に照射されるように、光源３０２及び／又はマウント部３０４の位置を制御する。また、光ビーム３１８の光束面積が穿孔部の面積よりも大きい場合は、例えば、上記位置情報に基づき測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を求め、それにより基準値（基準分光スペクトル強度）を補正及び／又は選択して閾値を決定することができる。また、上記位置情報と移動機構部３０５とを連動させることにより、被験物である金属部材３０１を照射する光ビーム３１８の光束面積中に、穿孔部３５１が最小（金属部材３０１が最大）となるように選択することができる。
【００９１】
受光部３０９は、分光生成部３０７及びリニアイメージセンサ３０８を含み、金属部材３０１で反射した反射光３９１を受光可能である。受光部３０９の分光生成部３０７が、反射光３９１を可視光の領域で波長成分ごとに角度を変えて分散させる反射型の回折格子を配置している場合、反射光３９１は回折格子で反射され、その反射光３９２，３９３は波長成分ごとに分散された状態でリニアイメージセンサ３０８に受光される。例えば、反射光３９１から分光された波長４００ｎｍ未満の紫外光３９３がリニアイメージセンサ３０８の右端で受光され、波長８００ｎｍ以上の赤外光３９２がリニアイメージセンサ３０８の左端で受光され、波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の可視光領域の光がリニアイメージセンサ３０８の中央部分で受光される。分光生成部３０７において生成した分光スペクトルを、スペクトル比較部３１２に記憶させた基準分光スペクトルと比較することによって金属部材３０１の金属組成を識別可能である。基準分光スペクトルとしては、金属組成が予め判明している金属部材に光ビーム３１８を照射し、その反射光３９１から得られた各金属固有の分光スペクトル、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数個準備したスペクトルの中から金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき選択されたスペクトル、各金属固有の分光スペクトルを金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき補正して得られるスペクトル等が挙げられる。スペクトル比較部３１２において、光ビーム３１８の光量データとリニアイメージセンサ３０８で受光した波長成分ごとの光量データとを用いて波長成分ごとの反射率を求めることができる。また、スペクトル比較部３１２において、複数の被験物の測定値（反射率）を比較して、それぞれの被験物の金属組成を識別してもよい。スペクトル比較部３１２には、例えば、光ビーム３１８が金属部材３５３に照射された場合の波長成分ごとの光量データが記憶されていてもよい。
【００９２】
マウント部３０４及び移動機構部３０５は、例えば、実施の形態２−１と同様に、図１０（Ａ）又は（Ｂ）に示す構成であってもよい。また、シャドウマスク２０１に照射した光ビーム３１８が穿孔部を通過し、マウント部表面で反射した反射光を受光部３０９で受光すると、マウント部からの反射光はノイズ光となる。このため、ノイズ光を除去して識別精度を向上させる観点から、例えば、金属部材に張力を付与するとともに金属部材の周辺を把持し、さらに、金属部材とマウント部との間に空間を形成するか又はマウント部表面に無反射コート処理等を施すことが好ましい。表面に突起物がない金属部材３０１を識別するためには、金属部材３０１に張力を付与しながら把持した状態で金属部材３０１をマウント部３０４に配置することで、例えば、迷光を低減した状態で金属部材の反射率を測定することができる。
【００９３】
位置検出部３０３は、撮像装置３１３及び画像認識装置３１４を備える構成に替えて、簡単な発光素子と受光素子とを含む光学的なユニットであってもよい。このような構成の場合、例えば、発光素子から金属部材に垂直方向に光を照射し、その反射光の光量の変化を受光素子により検出することによって金属部材の穿孔部と金属部分とを認識することができる。
【００９４】
本実施の形態３−１の金属識別装置３００は、例えば、図１５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような構成の金属部材３０１の種類を識別することができる。図１５（Ｂ）及び（Ｃ）は、金属部材３０１の形状の一例を示す概略図である。図１５（Ｂ）の金属部材３０１は、すべての穿孔部３５１が金属部分３５２で囲まれた構成であり、すべての穿孔部３５１がほぼ同一の形状である。一方、図１５（Ｃ）の金属部材３０１は、金属部材の外周部に位置する穿孔部３５４の一部が金属部材３５２で囲まれていない構成であり、外周部に位置する穿孔部３５４と内側に位置する穿孔部３５４が異なっている。
【００９５】
本実施の形態３−１における金属識別方法を、図１５及び１６を用いて説明する。図１６は、本実施の形態３−１における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態３−１の識別方法は、反射光測定ステップ（ＳＡ）、スペクトル生成ステップ（ＳＢ）及びスペクトル比較ステップ（ＳＣ）を含む。反射光測定ステップ（ＳＡ）は、試料載置ステップ（Ａ１）、位置検出記憶ステップ（Ａ２）、照射ステップ（Ａ３）及び受光ステップ（Ａ４）を含み、スペクトル生成ステップ（ＳＢ）は、移動機構ステップ（Ｂ１）、移動機構制御ステップ（Ｂ２）及び分光生成ステップ（Ｂ３）を含む。
【００９６】
まず、マウント部３０４に金属部材（被験物）３０１を配置する（Ａ１）。つぎに、撮像装置３１３及び画像認識装置３１４を用いて金属部材３０１における穿孔部３５１，３５４と金属部分３５２，３５５の位置とを検出し、それらの位置情報を位置検出部３０６に記憶する（Ａ２）。この位置情報に基づき、移動機構制御部３１１によって光源３０２及び移動機構部３０５の少なくとも一方を移動させて光ビーム３１８が金属部材３０１の金属部分３５２，３５５に照射されるように調整する。そして、光源３０２から、例えば、直径１ｍｍ程度の光ビーム３１８が金属部材３０１に向けて照射される（Ａ３）。金属部材３０１で反射した反射光３９１は、受光部３０９で受光される（Ａ４）。
【００９７】
つぎに、スペクトル生成ステップ（ＳＢ）に移行する。移動機構ステップ（Ｂ１）において、受光部３０９及び光源３０２並びにマウント部３０４のいずれか一方を移動させ、移動機構制御ステップ（Ｂ２）において光ビーム３１８が金属部材３０１の金属部分３５２，３５５を選択的に照射するように制御する。分光生成ステップ（Ｂ３）において受光部３０９で受光した反射光３９１の分光スペクトルを生成する。位置検出記憶ステップ（Ａ２）と移動機構ステップ（Ｂ１）及び移動機構制御ステップ（Ｂ２）とによれば、照射光の光束面積が穿孔部の面積よりも小さい場合であっても、上記位置情報に基づき光源３０２及び／又はマウント部３０４等を移動させることによって、照射光のスポットにできる限り多くの金属部分が含まれるように照射光を照射できる。これにより、反射光の強度をより大きくできるため、識別精度を向上できる。
【００９８】
スペクトル比較ステップ（ＳＣ）に移行する。測定により得られた分光スペクトルと、例えば、基準分光スペクトルとを比較することによって、金属部材３０１の金属組成を識別できる。ここで、基準分光スペクトルは、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数準備し、その中から穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を用いて選択したものを使用してもよいし、各金属固有の分光スペクトルを穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき補正することによって決定してもよい。すなわち、複数の貫通した穿孔部を有する金属部材を被験物とする場合、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合によって得られる反射率が相違する。このため、例えば、穿孔部の割合に基づき係数（割合係数）を決定し、この割合係数を金属固有の基準反射率（基準値）に付与して閾値を決定する。このように基準値を補正する場合、信号増幅によるノイズ成分の重畳がなく、識別精度が向上できることから好ましい。また、上記係数等を用いて、被験物の反射率（測定値）を補正してもよい。このように測定値を補正した場合、例えば、測定値の数値を増幅することによって基準反射率と直接比較できる。また、測定値を補正する方法は、例えば金属部材の穿孔割合が高い場合、すなわち、金属部材に占める金属部分の割合が低い場合に有用である。
【００９９】
図１７に、本実施の形態３−１の金属識別装置を用いて得られたＣＲＴシャドウマスクの反射率の分光スペクトルを示す。図１７において、実線で表したスペクトルが、鉄材の分光スペクトルであり、点線で表したスペクトルが、インバー合金材の分光スペクトルである。いずれにおいても、表面反射率は１％前後と非常に小さいが、鉄材とインバー合金材とで反射率の分光スペクトルは大きく異なることが分かる。波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの領域における反射率を比較すると、鉄材の反射率は１％前後でほぼ一定であるが、インバー合金材の反射率は４００ｎｍから長波長側に向かって単調に増加している。このため、例えば、被験物が鉄材及びインバー合金材のいずれかである場合、測定波長をほぼ可視光領域をカバーする４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲で測定し、その範囲を比較することによって、上記スペクトルの相違に基づき被験物の金属組成を識別できる。
【０１００】
なお、以上の例では、反射率の測定を例にとって説明したが、例えば、金属部材３０１の位置に、反射率が１００％に近く、波長依存性の少ない参照板（図示せず）を配置することによって、光強度の分光スペクトルを測定することができる。
【０１０１】
（実施の形態３−２）
図１８（Ａ）は、本発明の実施の形態３−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。図１８（Ａ）の金属識別装置３２０は、マウント部３０４がモニタ用金属部材載置部３２２を含み、金属部材（被験物）３０１に加えて、モニタ用金属部材３５７，３５９が配置可能である以外は、実施の形態３−１の金属識別装置３００と同様の構成である。このモニタ用金属部材３５７，３５９は、例えば、被験物である金属部材３０１を構成する金属であろうと想定される金属で構成されている。本実施の形態３−２の金属識別装置によれば、金属部材３０１の横にモニタ用金属部材３５７，３５９を配置可能であるため、被験物である金属部材３０１とモニタ用金属部材３５７，３５９との双方に光ビームを照射することによって被験物の金属部材３０１と同様の条件で、モニタ用金属部材３５７，３５９から金属固有の分光スペクトルを測定できる。そして、それぞれから得られる分光スペクトルは全て同一条件で測定された分光スペクトルであることから、それぞれの反射分光スペクトルを比較分析することによって金属の識別精度を向上できる。また、被験物の測定と、基準となる分光スペクトル（以下、「金属固有の分光スペクトル」ともいう）の測定とを同時にできるため、基準値として使用する分光スペクトルを予め測定しておく必要がなく、被験物の金属組成を簡単かつ迅速に識別できる。なお、本実施の形態ではモニタ用金属部材として２種類の金属部材を用いる場合について説明したが、モニタ用金属部材の数は、識別したい金属組成の種類に応じて適宜決定すればよい。
【０１０２】
本実施の形態３−２の金属識別装置３２０においては、まず、移動機構部３０５を用いてマウント部３０４を移動させ、光源３０２から光ビーム３１８をモニタ用金属部材３５７，３５９のそれぞれの表面に照射する。受光部３０９が反射光３２３を受光し、分光生成部３０７においてモニタ用金属部材３５７，３５９のそれぞれについて金属組成の分光スペクトルを生成する。つぎに、移動機構部３０５を用いてマウント部３０４を移動させ、光源３０２から光ビーム３１８を金属部材３０１に向けて照射し、その反射光３９１に基づき分光生成部３０７において分光スペクトルを生成する。スペクトル比較部３１２において、金属部材３０１の反射光３９１に基づく分光スペクトルと基準分光スペクトルとを比較することによって、金属部材３０１の金属組成を識別できる。基準分光スペクトルとしては、モニタ用金属部材３５７，３５９から得られた分光スペクトル、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数個準備されたスペクトルの中から金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき選択されたスペクトル、上記モニタ用金属部材から得られた分光スペクトルを金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき補正して得られるスペクトル等が挙げられる。また、移動機構制御部３１１は、実施の形態３−１と同様に、各機能部等を活用連携させて金属識別装置３２０の全体を制御する。
【０１０３】
本実施の形態３−２の金属識別装置３２０を用いた金属識別方法を、図１８及び１９を用いて説明する。図１９は、本実施の形態３−２の金属識別装置３２０を用いた金属の識別方法の一例を示すフローチャートである。この識別方法は、反射光測定ステップ（ＳＡ）において被験物（識別対象）又はモニタ用の金属部材載置ステップ（Ａ１'）を含み、スペクトル比較ステップ（ＳＣ）においてモニタ用金属部材の金属固有の分光スペクトル（強度）を基準値として使用し金属組成を識別する以外は、実施形態３−１の金属識別装置３００を用いた識別方法と同様である。
【０１０４】
すなわち、まず、マウント部３０４に金属部材３０１、モニタ用金属部材３５７，３５９をそれぞれ配置する（Ａ１、Ａ１'）。金属部材３０１に加えてモニタ用金属部材３５７，３５９についても測定を行う以外は実施形態３−１と同様に、位置検出記憶ステップ（Ａ２）、照射ステップ（Ａ３）、受光ステップ（Ａ４）及びスペクトル生成ステップ（ＳＢ）を行う。スペクトル比較ステップ（ＳＣ）に移行し、得られた分光スペクトル（強度）とモニタ用金属部材の分光スペクトル（強度）とを比較することによって金属部材３０１の金属組成を識別できる。
【０１０５】
例えば、被験物である金属部材３０１が、ＣＲＴシャドウマスクである場合、モニタ用金属部材３５７，３５９として、鉄材の金属部材及びインバー合金材の金属部材を準備する。これらのモニタ用金属部材の分光スペクトルは、例えば、図１７のグラフと同様のスペクトルとなる。被験物である金属部材３０１の分光スペクトルを上述のようにして測定し、得られた分光スペクトルとモニタ用金属部材の分光スペクトルとを比較して、インバー合金材の分光スペクトルの形状と近い場合は、金属部材３０１（被験物）の金属組成はインバー合金材であると識別できる。一方、鉄材の分光スペクトルの形状と近い場合は、金属部材３０１（被験物）の金属組成は鉄材であると識別できる。なお、金属部材（被験物）の金属組成は鉄及びインバー合金に限られるわけではなく、反射率に基づく分光スペクトルが異なる金属であれば、どのような金属であっても識別することができる。
【０１０６】
受光部３０７又は分光スペクトル３０８において測定する波長の範囲又はスペクトル比較部３１２において比較する分光スペクトルの波長の範囲を、ある特定の波長範囲としてもよい。また、特定の波長範囲を２種類以上組み合わせてもよい。被験物を構成する金属が特有のスペクトル形状又は反射率を示す波長の範囲を有する場合、この範囲についてのみ比較することによって、より迅速かつ高い精度で金属組成を識別できる。例えば、鉄材とインバー合金材との場合、図１７のグラフに示すように、波長６００ｎｍを境に、長波長側では反射率の差が少なく、一方、短波長側では短波長になればなるほどその差が顕著に大きくなっている。つまり、波長４００ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲では、鉄材の反射率とインバー合金材の反射率との差がより明確である。このため、例えば、ＣＲＴシャドウマスクのように、その金属組成が鉄材及びインバー合金材のいずれかである場合、この波長範囲について反射率を比較することによっても金属組成を識別できる。また、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合に基づき補正することが好ましい。
【０１０７】
（実施の形態３−３）
図２０（Ａ）は本発明の実施の形態３−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２０（Ｂ）は本発明の実施の形態３−３における金属識別装置の構成のその他の例を示す概略図である。図２０（Ａ）の金属識別装置３３０及び図２０（Ｂ）の金属識別装置３４０は、受光部３０９が受光素子又は積分球である以外は、いずれも、実施の形態３−２の金属識別装置３２０と同様の構成である。
【０１０８】
図２０（Ａ）に示す金属識別装置３３０の受光部３０９は、ダイクロイックミラー３２４と、受光素子３２５（３２５ａ，３２５ｂ）とを含む。２種類の受光素子３２５ａ，３２５ｂを含むことにより、可視光領域の全範囲における反射率の分光スペクトルの測定に替えて、ある特定の波長領域における分光スペクトルを簡便かつ迅速に測定することができる。これの構成は、例えば、鉄材とインバー合金材のようにある特定の波長領域の反射率で明確な差がある金属組成の被験物を識別する場合、特に有用である。鉄材とインバー合金材とを識別する場合、受光素子３２５ａにおいて波長４５０ｎｍ近傍の帯域のみの反射光を受光し、受光素子３２５ｂにおいて他の長波長領域の反射光を受光し、それぞれの領域の分光スペクトルと基準分光スペクトルとを比較することによって鉄材であるかインバー合金材であるかを識別できる。ダイクロイックミラー３２４としては、例えば、波長４５０ｎｍ近傍の帯域の光のみを透過し、その他の領域の光は反射する誘電体多層膜で表面をコーティングしたダイクロイックミラーが使用できる。
【０１０９】
図２０（Ｂ）に示す金属識別装置３４０の受光部３０９は、ダイクロイックミラー３２４と、積分球３２８（３２８ａ，３２８ｂ）とを含み、それぞれの積分球３２８ａ，３２８ｂには受光素子３２５ａ，３２５ｂがそれぞれ配置されている。積分球の内部に受光素子を配置することによって、受光素子で反射した光も積分球の内部で反射して再び受光素子に受光されるため、受光素子の感度を向上できる。このため、例えば、金属部材からの反射光が少ない場合、すなわち、反射率が低い場合であっても、高精度で簡単かつ迅速に金属を識別できる。
【０１１０】
本実施の形態３−３の金属識別装置３３０及び３４０はいずれも、実施の形態３−１及び３−２の識別方法と同様にして金属を識別できる。
【０１１１】
（実施の形態３−４）
図２１は本発明の実施の形態３−４における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。図２１の金属識別装置３５０は、光源３０２及び受光部３０９以外は、実施の形態３−２の金属識別装置３２０と同様の構成である。
【０１１２】
光源３０２は、赤色光源（Ｒ光源）３３２Ｒ、緑色光源（Ｇ光源）３３２Ｇ及び青色光源（Ｂ光源）３３２Ｂを含む高輝度光源３３２と、ダイクロイックミラー３２９，３３１とを含む。光源３０２において、３つの波長の異なる光源（Ｒ光源３３２Ｒ、Ｇ光源３３２Ｇ及びＢ光源３３２Ｂ）から照射された光は、ダイクロイックミラー３２９，３３１によって１つの光軸の光ビーム３１８に集束され金属部材３０１やモニタ用金属部材３５７，３５９に照射される。Ｒ光源３３２Ｒ、Ｇ光源３３２Ｇ及びＢ光源３３２Ｂとしては、例えば、ＬＥＤや半導体レーザ等のレーザ光源が使用できる。光源３０２がＬＥＤや半導体レーザである場合、例えば、簡単な光学部材によって、直径１００μｍ以下の高輝度の光ビームを容易に得ることができ、識別精度も向上できる。また、光源を小型化できるため、金属識別装置を小型化できる。Ｒ光源３３２Ｒ、Ｇ光源３３２Ｇ及びＢ光源３３２Ｂとしては、光ビーム３１８を微小スポットに絞ることができ、識別精度をさらに向上する観点からＬＥＤが好ましい。また、Ｒ光源３３２ＲやＢ光源３３２Ｂとしては、小型で効率が高く、消費電力が低く安価である観点から、半導体レーザが好ましい。なお、光源３０２として、Ｒ光源３３２Ｒ、Ｇ光源３３２Ｇ及びＢ光源３３２Ｂの３種類を含む光源を例にとり説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも１つの光源を含んでいればよい。
【０１１３】
受光部３０９は、ダイクロイックミラー３２７（３２７ａ，３２７ｂ）と、受光素子３２６（３２６ａ，３２６ｂ，３２６ｃ）とを含む。このような受光部３０９によれば、Ｒ光源３３２Ｒ、Ｇ光源３３２Ｇ及びＢ光源３３２Ｂの各光源から照射された波長帯域の反射光を、それぞれ別の受光素子３２６ａ，３２６ｂ，３２６ｃで受光できる。例えば、受光部３０９に到達した反射光３９１のうち波長４５０ｎｍ近傍の青色光のみがダイクロイックミラー３２７ａにおいて反射され、受光部３２６ｃに受光される。ダイクロイックミラー３２７ａを透過した光のうち波長５３０ｎｍ近傍の緑色光のみがダイクロイックミラー３２７ｂにおいて反射され、受光部３２６ｂに受光される。ダイクロイックミラー３２７ｂを透過した緑色光よりも長い波長帯域の光は受光素子３２６ａに受光される。
【０１１４】
本実施の形態３−４の金属識別装置３５０によれば、特定の波長領域の光を照射する光源３０２とその波長領域の光を受光可能な受光素子３２６とを備えるため、例えば、光ビームの波長範囲を限定して測定でき、高い精度で簡単・迅速に金属組成を識別できる。また、本実施の形態３−４の金属識別装置３５０は、例えば、実施の形態３−１及び３−２の識別方法と同様にして金属を識別できる。
【０１１５】
つぎに、本発明の実施の形態４−１〜４−４として、光沢によって被験物の金属組成を識別する金属識別装置及び金属識別方法について説明する。
【０１１６】
（実施の形態４−１）
図２２（Ａ）は、本発明の実施の形態４−１における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２２（Ｂ）及び（Ｃ）はマウント部４１３に配置したプレスマスクの一例を示す平面図である。図２２（Ａ）におけるマウント部４１３及び金属部材４１１は、図２２（Ｂ）の１Ａ−１Ａ線からの断面図に相当する。
【０１１７】
図２２（Ａ）の金属識別装置４１０は、マウント部４１３、照射部４１４、光沢強度測定部４１７及びコントローラ４２５を主要構成要素とする。この形態では、照射部４１４及び光沢強度測定部４１７が測定部に相当し、コントローラ４２５が閾値決定部及び比較識別部に相当する。
【０１１８】
マウント部４１３は、支持部４２２ａ上に配置されており、マウント部４１３には複数の貫通した穿孔部を有する金属部材（被験物）４１１を固定し、把持可能である。照射部４１４は、光源４１５とコリメートレンズ４１４ｃとを備え、光源４１５から照射された放射光４１４ａをコリメートレンズ４１４ｃで平行光線４１４ｂに変換して光ビーム４１６ａを所定の角度θｒで金属部材４１１に照射可能である。マウント部４１３と支持部４２２ａとの間には光検出部４２０が配置されており、光源４１５から照射される光ビーム４１６ａを光検出部４２０において受光することによって、金属部材４１１の照射領域４１１ｄに占める穿孔部４１１ｂの割合（穿孔割合）Ｒｈを検出可能である。光沢強度測定部４１７は、集光レンズ４１７ａと受光部４１７ｂとを備え、金属部材４１１からの反射光４１６ｂを集光レンズ４１７ａで集光した後、受光部４１７ｂで受光することによって光沢強度を測定する。
【０１１９】
コントローラ４２５は、比較回路部４１８、比較識別部４１９、データ部４２１、方向変更部４２２、角度変更部４２３、制御部４２４を備える。これらはケーブル等によって接続されている。角度変更部４２３は照射部４１４と、比較回路部４１８は光沢強度測定部４１７と、制御部４２４は光検出部４２０と、方向変更部４２２は支持部４２２ａとケーブル４２７等によって接続している。比較回路部４１８は、得られた光沢強度と閾値とを比較し、比較識別部４１９においてこの比較結果に基づき金属部材の金属組成を識別する。データ部４２１は、比較回路部４１８で使用される基準値等を蓄積できる。基準値としては、金属部材４１１の金属組成に由来する光沢強度、基準光沢強度等が挙げられる。基準光沢強度としては、金属組成が予め判明している金属部材に光ビーム４１６ａを照射し、その反射光４１６ｂから得られた各金属固有の光沢強度、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数個準備されていた光沢強度から穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき選択された光沢強度、各金属固有の発光強度を測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状を用いて補正して得られる光沢強度等が挙げられる。
【０１２０】
光検出部４２０は、図２２（Ａ）に示すように、金属部材４１１を介して光源４１５と反対側に配置してもよいし、光源４１５側に配置してもよい。光検出部４２０を光源４１５と反対側に配置した場合、例えば、金属部材４１１の表面４１１ｃに対して垂直方向に光ビーム４１６ａを照射し、穿孔部４１１ｂを透過した光ビーム４１６ｃを受光することによって穿孔割合Ｒｈを検出することができる。具体的には、まず、マウント部４１３に金属部材４１１を配置しない状態で光ビーム４１６ａを照射しその強度を測定する。ついで、金属部材４１１をマウント部４１３に配置した状態で光ビーム４１６ａを照射しその強度を測定する。金属部材４１１の配置前後の強度を用いて定量的に穿孔割合Ｒｈを算出することができる。また、図２０（Ａ）のように、光検出部４２０を複数個配置することで、例えば、光ビーム４１６ａの照射角θｒが相違する場合であっても、照射部４１４等を移動させることなく検出することができる。一方、光検出部４２０を光源４１５側に配置した場合、例えば、金属部材４１１の表面４１１ｃに光ビーム４１６ａを照射し、金属部材４１１の金属部分４１１で反射した反射光４１６ｂを受光することによって穿孔割合Ｒｈを検出することができる。この場合、光検出部４２０を光沢強度測定部４１７に配置し、光検出部４２０を光源４１５側に配置する形態とすることによって、例えば、金属部材４１１の穿孔割合Ｒｈ検出時と光沢強度測定時とで光源４１５の角度等を変化させることなくいずれの測定も行うことができる。
【０１２１】
上述のようにして得られる穿孔割合Ｒｈは、比較回路部４１８で使用される閾値の決定、光源４１５に供給する電流の制御及び光検出部４２０や光沢強度測定部４１７で検出した信号を制御部４２４において増幅する際の増幅度最適化等に利用できる。すなわち、被験物が複数の貫通した穿孔部を有する金属部材である場合、穿孔割合Ｒｈによって得られる光沢強度が相違する。このため、金属固有の基準光沢強度をそのまま閾値として使用した場合、十分に金属組成を識別できない場合がある。このため、本実施の形態４−１の金属識別装置４１０では、比較回路部４１８において、穿孔割合Ｒｈ等に基づき金属固有の基準光沢強度を補正等することによって閾値を決定する。この決定の方法としては、例えば、穿孔部の形状や穿孔割合Ｒｈ（シャドウマスクの種類）に基づき、予め算出された補正データ（閾値）を決定してもよいし、金属固有の基準光沢強度に付与する係数を決定し、固有の光沢強度と係数から閾値を算出してもよい。また、上記係数等を用いて、被験物の光沢強度（測定値）を補正してもよい。このように測定値を補正する方法は、例えば、測定値の数値を増幅することによって基準光沢強度と比較できが、信号増幅によるノイズ成分の重畳がなく識別精度を向上できるため、通常は基準値を補正する方が好ましい。測定値を補正する方法は、例えば金属部材の穿孔割合Ｒｈが高い場合、すなわち、金属部材に占める金属部分の割合が低い場合に有用である。
【０１２２】
図２２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、プレスマスクは、使用されるＣＲＴディスプレイの画面のサイズによって穿孔部４１１ｂの大きさや穿孔割合Ｒｈが相違する。このため、照射光のスポット（照射領域）４１６ｄ中の穿孔部４１１ｂの数、穿孔割合Ｒｈは、画面サイズ、すなわち、シャドウマスクの大きさによっても相違する。
【０１２３】
マウント部４１３は、例えば、張力等を印加することによって金属部材４１１を把持する機能を備えていてもよいし、単に載置する構成（載置台）であってもよい。マウント部４１３が把持する機能を備える場合、金属部材４１１の穿孔部４１１ｂを通過した光ビーム４１６ｃの反射光に伴い、光沢強度測定部４１７においてノイズ成分が検出されることを抑制できる。一方、マウント部４１３が載置台である場合、上記ノイズ成分を除去して識別精度を向上させる観点から、例えば、載置台に無反射コートを施すか、又は、載置台の色を黒色等にすることが好ましい。また、金属部材がＣＲＴシャドウマスクである場合、ＣＲＴの分解後に金属組成を識別するため、識別時では被験物は変形し平坦性に劣ることから、光沢強度測定部４１７に受光する光量が低くなる場合がある。このため、光沢強度測定部４１７に受光する光量を増加させて測定精度を向上させる観点から、マウント部４１３は金属部材４１１に張力を印加する構成を備えることが好ましい。
【０１２４】
方向変更部４２２は、例えば、矢印４２２ｂの方向にマウント部４１３を回転させて得られる光沢強度が最大となるように金属部材４１１の面方向４１１ｅを調整できる。このような方向変更部４２２によれば、金属部材の穿孔割合Ｒｈが大きく反射光４１６ｂの強度が弱い場合であっても、金属部材４１１の面方向を調整することによって光沢強度を大きくすることができることから、安定した光沢強度の測定が可能になる。この面方向の調整は、回転移動によるものに限られず、金属部材の表面に平行な面内のＸ、Ｙ方向に移動させることによって調整してもよい。
【０１２５】
角度変更部４２３は、照射部４１４及び光沢強度測定部４１７をそれぞれ４２３ａ及び４２３ｂ方向に移動させることによって、光ビーム４１６ａの照射角θｒ及び反射角θｒの角度を変更させ、得られる光沢強度を調整することができる。照射角θｒ及び反射角θｒの角度を調整することによって、例えば、金属部材４１１からの反射光４１６ｂを大きくし、それに伴い光沢強度を大きくすることができる。
【０１２６】
制御部４２４は、照射部４１４等の各機能部と相互に配線４２７によって電気的に接続され、これらの機能部を統括して制御可能であり、例えば、光沢強度に応じて、光沢強度測定部４１７及び光源４１５の少なくとも一方を制御することができる。制御部４２４において、得られる光沢強度が最適な強度となるように調整することによって、例えば、金属部材を高精度で、簡単かつ迅速に識別することができる。
【０１２７】
このように、本実施の形態４−１の金属識別装置４１０は、穿孔割合Ｒｈを検出可能な光検出部４２０を備えているため、例えば、この穿孔割合Ｒｈと基準値とを用いて最適な閾値を容易に決定できる。本実施の形態４−１の金属識別装置４１０によれば、被験物の金属組成を高い精度で簡単・迅速に識別することができる。また、図２２（Ａ）では、照射部４１４と光沢強度測定部４１７とが個別に配置されているが、同図の破線で囲むように照射部４１４と光沢強度測定部４１７とが同一の筐体に配置され光沢計４２６として構成していてもよい。
【０１２８】
図２３に、本実施の形態４−１の金属識別装置４１０を用いて得られたＣＲＴシャドウマスクの光沢強度の分光スペクトルを示す。これは、光沢強度測定部４１７で測定された光沢強度を、例えば、光沢強度測定部４１７と比較回路部４１８との間に配置された分光生成部（図示せず）において、波長成分ごとに分解して得られた分光スペクトルである。図２３において、実線で表したスペクトルが鉄材の分光スペクトルであり、点線で表したスペクトルがインバー合金材の分光スペクトルである。光源４１５として白色光源を使用し、２００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域で光沢強度を測定した。図２３に示すように、波長５５０ｎｍよりも短波長の領域と波長６００ｎｍよりも長波長の領域とを比較した場合、波長６００ｎｍよりも長波長の領域の方が、鉄材の光沢強度とインバー合金材の光沢強度との差が大きいことが分かる。このため、識別精度を向上させる観点から、例えば、閾値の光沢強度を１．０ａ．ｕ．とし、波長６００ｎｍよりも長波長の領域における光沢強度を比較して被験物の金属組成を識別することが好ましい。この場合、得られた光沢強度が閾値よりも大きい場合がインバー合金材、小さい場合が鉄材であると識別することができる。より簡便に金属組成を識別する観点から、光源４１５として、例えば、波長６５０ｎｍの赤色ＬＥＤや赤色レーザを使用して、波長６５０ｎｍ付近の波長領域の光沢強度を比較することによってＣＲＴシャドウマスクの金属組成を識別できる。なお、２種類の金属組成を比較識別する場合、それらの中間の値を閾値としてもよいし、いずれか一方の金属組成の光沢強度近傍の値を閾値としてもよい。
【０１２９】
本実施の形態４−１の金属識別装置４１０を用いた金属識別方法を、図２２及び２４を用いて説明する。図２４は、本実施の形態４−１の金属識別装置４１０を用いた金属の識別方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態４−１の識別方法は、試料保持ステップ（ＳＡ）、照射ステップ（ＳＢ）、光沢強度測定ステップ（ＳＣ）及び比較識別ステップ（ＳＤ）を含む。
【０１３０】
まず、試料保持ステップ（ＳＡ）において、金属部材４１１をマウント部４１３に配置する。つぎに、照射ステップ（ＳＢ）において、放射光４１４ａを照射する光源４１５と放射光４１４ａを平行光線４１４ｂに変換するコリメートレンズ４１４ｃとを備える照射部４１４から金属部材４１１に対して光ビーム４１６ａを所定の角度θｒで照射する。そして、光沢強度測定ステップ（ＳＣ）において、金属部材４１１の金属部分４１１ａからの反射光４１６ｂに基づき光沢強度を光沢強度測定部４１７によって測定する。最後に、比較識別ステップ（ＳＤ）において、金属部材４１１の金属組成の基準光沢強度を、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき補正又は選択することによって閾値を決定する。その閾値と得られた光沢強度とを比較回路部４１８で比較し、比較識別部４１９で金属部材（被験物）４１１の金属組成を識別する。このような方法によれば、上記閾値と得られた光沢強度を比較識別するため、被験物の金属組成を精度よく簡単かつ迅速に識別することができる。
【０１３１】
照射ステップ（ＳＢ）は、識別精度を向上させ、簡単かつ迅速な識別を可能とする観点から、例えば、穿孔割合検出ステップ（ＳＢ１）を含んでもよい。この工程では、光ビーム４１６ａと光検出部４２０とを用いて、金属部材４１１に対して穿孔部４１１ｂが占める割合Ｒｈを検出する。この穿孔割合Ｒｈは、上述した閾値の決定や得られる光沢強度の補正等に使用することができ、識別精度の向上に有用である。
【０１３２】
光沢強度測定ステップ（ＳＣ）は、光沢強度測定部４１７において測定される光沢強度の強度を調整して識別精度の向上及び簡単かつ迅速な識別を可能とする観点から、例えば、方向変更ステップ（ＳＣ１）や角度変更ステップ（ＳＣ２）を含んでもよい。方向変更ステップ（ＳＣ１）は、方向変更部４２２を用いて金属部材４１１の面方向４１１ｅを変更する工程であって、これにより、光沢強度測定部４１７において測定される光沢強度の強度を調整することができる。また、角度変更ステップ（ＳＣ２）は、角度変更部４２３によって金属部材４１１に対する光ビーム４１６ａの照射角θｒの角度を変更する工程であって、これにより、光沢強度測定部４１７において測定される光沢強度の強度を調整することができる。
【０１３３】
（実施の形態４−２）
図２５は、本発明の実施の形態４−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。図２５の金属識別装置４３０は、マウント部４３１、照射部４３４、位置検出部４４７、移動機構部４３６、光沢強度測定部４３５、コントローラ４４６を主要構成要素とする。マウント部４３１は、複数の貫通した穿孔部を有する金属部材（被験物）４０１を載置できる。マウント部４３１は移動機構部４３６の上部に配置されている。このため、移動機構部４３６を制御することによってマウント部４３１を平面方向に移動可能である。光度強度測定部４３５は、分光生成部４３９、リニアイメージセンサ４４３及びアパーチャ４４１ｃを備える。コントローラ４４６は、位置検出記憶部４３２、移動機構制御部４３７及びスペクトル比較部４４０を備える。位置検出部４４７は、画像認識装置４４５及び撮像装置４４４を備え、マウント部４３１の上部に配置されている。アパーチャ４４１ａが照射部４３４と金属部材４０１との間に、アパーチャ４４１ｂが金属部材４０１と光沢強度測定部４３５との間に配置されている。
【０１３４】
照射部４３４は、金属部材４０１に光ビーム４３３を照射可能である。照射部４３４の光源（図示せず）からの照射光の一部は照射部４３４内で平行光に変換され、その光ビーム４３３はアパーチャ４４１ａを通過する。光ビーム４３３が金属部材４０１の表面に、例えば、楕円形状に照射されることによって光沢４３８が生じ、この光沢４３８は、アパーチャ４４１ｂ、光度強度測定部４３５内のアパーチャ４４１ｃを通過して分光生成部４３９に到達する。光沢４３８がアパーチャ４４１ｂ及び４４１ｃを通過することによって、金属部材４０１の表面で散乱した光ビームが除去される。アパーチャ４４１ａの直径は、光ビーム４３３のビーム径よりも大きいことが好ましい。また、アパーチャ４４１ｂ，４４１ｃは、アパーチャ４４１ａと同じ大きさのビーム径を透過可能であることが好ましい。照射部４３４における光源は、可視光領域で比較的波長依存性が少ない発光特性を有し、発光輝度が大きいことから、キセノン放電光等の白色光の光ビームを照射可能な光源等が使用できる。光ビーム４３３を照射して光沢４３８を生じさせる場合の角度θｒは、一般的に、６０度又は２０度に設定されている。
【０１３５】
光沢強度測定部４３５の分光生成部４３９は、入射した光沢４３８に基づき分光スペクトル４４２を生成し、その光沢は波長ごとに分散された状態でリニアイメージセンサ４４３に受光され、スペクトル比較部４４０に記憶される。
【０１３６】
位置検出部４４７の撮像装置４４４は、金属部材４０１を撮像し、画像認識装置４４５がその画像を処理して、例えば、金属部材４０１の穿孔部の位置座標を検出する。この位置座標は２次元の位置情報として位置検出記憶部４３２に記憶可能である。移動機構制御部４３７は、位置検出記憶部４３２に記憶された位置情報に基づき、光ビーム４３３が金属部材４０１の穿孔部以外の部分に選択的に照射されるように、照射部４３４及びマウント部４３１のいずれか一方を制御する。また、位置検出部４４７は、撮像装置４４４及び画像認識装置４４５を備える構成に替えて、簡単な発光素子と受光素子とを含む光学的なユニットであってもよい。このような構成の場合、例えば、発光素子から金属部材に垂直方向に光を照射し、その反射光の光量の変化を受光素子によって検出することによって金属部材の穿孔部と金属部分の位置とを認識することができる。
【０１３７】
マウント部４３１及び移動機構部４３６は、例えば、実施の形態２−１と同様に、図１０（Ａ）又は（Ｂ）に示すような構成であってもよい。このような構成であれば、リニアモータ２１３によってマウント部２０２を容易に左右に移動することができる。このため、例えば、位置検出記憶部で検出された穿孔部の位置情報に基づき、照射部やマウント部の位置の移動を移動させ、光ビームを被験物の穿孔部を避けて照射させることが容易になる。このような構成であれば、例えば、コイル電流を遮断することによってマウント部から被験物を容易に脱着することができる。電磁石の強度を調節することによって被験物の変形を平坦化できるため、分析精度を向上できる。さらに、表面に突起物がない被験物の金属組成を識別する場合、筐体の底部に密着した状態で金属部材を配置することができるため、例えば、迷光を低減した状態で被験物の光沢強度を測定することができる。
【０１３８】
本実施の形態４−２の金属識別装置４３０は、実施の形態３−１と同様に、例えば、図１５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような構成のＣＲＴシャドウマスクの金属組成を識別することができる。以下に、図１５（Ｃ）に示す構成のＣＲＴシャドウマスクの識別を例にとり、本実施の形態４−２の金属識別装置４３０を用いた金属の識別方法を説明する。
【０１３９】
まず、マウント部４３１に、金属部材４０１を載置する。ついで、撮像装置４４４及び画像認識装置４４５を用いて、金属部材４０１の穿孔部と金属部分の位置を検出してコントローラ４４６内の位置検出記憶部４３２に記憶させる。
【０１４０】
この位置情報に基づいて、コントローラ４４６内の移動機構制御部４３７によって照射部４３４と金属部材４０１との位置関係を移動機構部４３６によって調整する。直径１ｍｍ程度に絞られた平行ビームとしての光ビーム４３３が、照射部４３４からアパーチャ４４１ａを通過して金属部材４０１に照射される。アパーチャ４４１ａの直径は、例えば、１ｍｍ程度である。金属部材４０１からの光沢４３８は、アパーチャ４４１ａと同じサイズのビーム径の光ビームを通すアパーチャ４４１ｂ、アパーチャ４４１ｃを通過して光沢強度測定部４３５で測定される。光沢強度測定部４３５内の分光生成部４３９として、例えば、反射型の回折格子が配置されていてもよい。反射型の回折格子としては、例えば、光沢４３８を可視光周辺の領域（２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の領域）で波長成分ごとに角度を変えて分散させる反射型の回折格子が挙げられる。この場合、分光生成部４３９で反射された光沢４３８は、波長成分ごとにリニアイメージセンサ４４３の一端から他端まで分散されて分光スペクトルとして受光される。例えば、光沢４３８から分光された波長２００ｎｍ近傍の紫外光の分光スペクトル４４２ａがリニアイメージセンサ４４３の右端に、同じく分光された波長１０００ｎｍ近傍の赤外光の分光スペクトル４４２ｂが左端に到達する。また、２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の可視光及びその周辺の領域の光を含む分光スペクトルは、リニアイメージセンサ４４３の中央部分であって、分光スペクトル４４２ａと分光スペクトル４４２ｂとが受光された領域に挟まれた領域に到達する。
【０１４１】
図２６に、本実施の形態４−２の金属識別装置４３０を用いて得られたＣＲＴシャドウマスクの光沢強度の分光スペクトルを示す。図２６において、実線で表したスペクトルが鉄材の分光スペクトルであり、点線で表したスペクトルがインバー合金材の分光スペクトルである。図２６に示すように、鉄材とインバー合金材とでは、波長依存性として示される光沢強度の分光スペクトルが大きく異なることが分かる。鉄材のＣＲＴシャドウマスクの光沢強度は、波長５００ｎｍ近傍にピークを有するが、波長２００ｎｍから１０００ｎｍの範囲で大きな変化はない。一方、インバー合金材のＣＲＴシャドウマスクの光沢強度は、波長２００ｎｍから４００ｎｍの範囲では大きな変化はなく、４００ｎｍから５００ｎｍの範囲で大きく増加し、５００ｎｍを超えるとほぼ一定になっている。５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長領域では、鉄材の光沢強度に比べてインバー合金材の光沢強度は明らかに大きい。したがって、例えば、閾値を光沢強度１０ａ．ｕ．に決定することによって鉄材とインバー合金材とを識別することができる。
【０１４２】
このように閾値を決定することによって、スペクトル比較部４４０において、得られる光沢強度が閾値を超えるか否かを比較することによって、高い精度で簡単かつ迅速に金属組成を識別できる。
【０１４３】
また、識別する金属組成の光沢の分光スペクトルを基準分光スペクトルとして予め記憶させていてもよいし、被験物の測定前に基準分光スペクトルの測定を行ってもよい。この基準分光スペクトルを閾値とし、被験物から得られる分光スペクトルと閾値とを比較して被験物の金属組成を識別できる。ここで、基準分光スペクトルは、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に応じて複数準備し、その中から穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき選択して使用してもよいし、各金属固有の分光スペクトルを穿孔部の割合及び／又は穿孔部の形状に基づき補正して得られる基準分光スペクトルであってもよい。
【０１４４】
本実施の形態４−２の金属識別装置４３０を用いた金属識別方法を、図２５及び２７を用いて説明する。図２７は、本実施の形態４−２の金属識別装置４３０を用いた金属の識別方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態４−２の識別方法は、試料保持ステップ（ＳＡ）、照射ステップ（ＳＢ）、光沢強度測定ステップ（ＳＣ）及び比較識別ステップ（ＳＤ）を含み、これらの工程は実施の形態４−１と同様に行うことができる。
【０１４５】
試料保持ステップ（ＳＡ）は、さらに、位置検出記憶ステップ（ＳＡ１）、移動機構ステップ（ＳＡ２）及び移動機構制御ステップ（ＳＡ３）を含んでいてもよい。位置検出記憶ステップ（ＳＡ１）は、金属部材４０１における穿孔部の位置を検出し、得られた位置情報を位置検出記憶部４３２により記憶する工程である。移動機構ステップ（ＳＡ２）は、光沢強度測定部４３５と、照射部４３４及びマウント部４３１との少なくとも一方を移動機構部４３６によって移動させる工程である。移動機構制御ステップ（ＳＡ３）は、位置検出記憶部４３２が記憶した位置情報に基づき、光ビーム４３３が金属部材４０１の金属部分を選択的に照射するように、移動機構制御部４３７によって照射部４３４及び／又はマウント部４３１の位置を制御する工程である。これらの工程を含むことによって、例えば光ビーム４３３の光束面積が穿孔部の面積よりも小さい場合では、上記位置情報に基づき照射部４３４等を移動させることによって、照射光のスポットの中心が金属部材４０１の金属部分上に光ビーム４３３を選択的に照射することができる。それにより得られる光沢４３８を閾値と比較することによって、より高い精度で、簡単かつ迅速に金属を識別できる。
【０１４６】
光沢強度測定ステップ（ＳＣ）は、さらに、分光生成ステップ（ＳＣ３）を含んでいてもよい。分光生成ステップ（ＳＣ３）では、分光生成部４３９において光沢強度をスペクトル分解して分光スペクトルを生成する。分光スペクトルを生成することにより、比較識別ステップ（ＳＤ）の比較回路部４１８又はスペクトル比較部４４０において、分光スペクトルの強度によって比較することができる。これにより、高い精度で簡単かつ迅速に金属を識別できる。
【０１４７】
（実施の形態４−３）
図２８（Ａ）は、本発明の実施の形態４−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２８（Ｂ）は、上記金属識別装置における受発光部の構成の一例を示す概略図である。図２８（Ａ）の金属識別装置４５０は、照射部と受光部とが一体化した受発光部４５１である以外は、実施の形態４−２の金属識別装置４３０と同様の構成である。
【０１４８】
図２８（Ａ）に示すように、受発光部４５１は、発光部４５１ａ、光沢強度測定部４５１ｂ、光ファイバ４５１ｃ及び光沢入射部４５１ｄによって構成されている。発光部４５１ａは、図２８（Ｂ）に示すように、照射部４５２と光検出部４５５とを備える。照射部４５２は、光源４５２ａ、レンズ４５２ｂ、ハーフミラー４５２ｃ、ビーム変換レンズ４５２ｄ及びアパーチャ４５２ｅを備える。光検出部４５５は、受光部４５５ａ、ハーフミラー４５５ｃ及び可動光学部材４５５ｅを備える。可動光学部材４５５ｅとしては、例えば、レンズアクチュエータ等が使用できる。
【０１４９】
図２８（Ｂ）に示すように、照射部４５２では、光源４５２ａから光ビーム４５４ａが照射され、その光ビーム４５４ａがビーム変換レンズ４５２ｂを通過することによって平行光線４５４ｆに変換される。平行光線４５４ｆの一部は、ハーフミラー４５２ｃによって光検出部４５５の方に反射される。ハーフミラー４５２ｃを透過した平行光線４５４ｆは、ビーム変換レンズ４５２ｄによってビーム径が１ｍｍ以下に縮小され、アパーチャ４５２ｃを通過して平行光である光ビーム４５４ａとして金属部材４０１に照射される。
【０１５０】
図２８（Ｂ）に示すように、光検出部４５５では、ハーフミラー４５２ｃによって反射された平行光線４５４ｆの一部である光ビーム４５５ｂがハーフミラー４５５ｃで反射されて検出光４５４ｂとなる。可動光学部材４５５ｅによって検出光４５４ｂの焦点が金属部材４０１の表面に位置するように検出光４５４ｂが金属部材４０１に照射される。検出光４５４ｂが金属部材で反射し、その反射検出光４５４ｃを受光部４５５ａにおいて受光することによって、金属部材４０１における穿孔部の有無を検出する。金属部材４０１からの光沢４３８ａは、ビーム変換レンズ４５２ｄを通過した後、ハーフミラー４５２ｃによって光沢強度測定部４５１ｂの方に反射され、アパーチャ４５１ｅ及びレンズ４５３ｂを経て光ファイバ４５１ｃに入射する。光沢４３８ｂは、平行な光ビームとして、光沢強度測定部４５１内の光沢入射部４５１ｄから分光生成部４３９に入射する。
【０１５１】
本実施の形態４−３の金属識別装置４５０によれば、穿孔部を有する金属部材に光ビームを照射して、金属部材からの光沢の分光スペクトルを取得して、予め設定した分光スペクトルの閾値と比較することにより、簡単に精度よく迅速に金属材料の識別を行うことができる。金属部材に微細な凹凸がある場合及び異物が付着していた場合であっても、金属部材の平坦な部分を自ら選択すること等によって、さらに簡単に精度よく迅速に金属材料の識別を行うことができる。本実施の形態４−３において、検出光４５４ｂの光束面積が金属部材の穿孔部の面積よりも大きい場合は、実施の形態４−１と同様にして、金属部材の穿孔割合Ｒｈを検出してもよい。
【０１５２】
図２９（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、受光部４５５ａに入射する反射検出光４５４ｃの大きさの一例を示す概略図である。図２９（Ａ）は、検出光４５４ｂが金属部材４０１の表面で焦点を結んだ場合における反射検出光４５４ｃが入射する大きさ様子を示す概略図である。図２９（Ｂ）及び（Ｃ）は、焦点の位置が金属部材４０１の表面からずれている場合の光検出光４５４ｃが入射する大きさ様子を示す概略図であって、図２９（Ｂ）が光検出部４５５から遠い場合、図２９（Ｃ）が光検出部４５５から近い場合を示す。
【０１５３】
図２９（Ａ）から（Ｃ）に示すように、受光部４５５ａは、受光素子４５５ｆ，４５５ｇ，４５５ｈによって３分割されている。検出光４５４ｂが金属部材４０１の表面で焦点を結んだ場合、受光素子４５５ｆで検出される反射検出光４５４ｃによる信号出力と４５５ｇで検出される反射検出光４５４ｃによる信号出力との和と、受光素子４５５ｇで検出される反射検出光４５４ｃによる信号出力との差は、ほぼ一定の値となる。この値となる可動式光学部材４５５ｅの移動距離４５７を、例えば、発光部４５１ａと配線４５８によって電気的に接続された駆動部４５９に記憶させる。図２９（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、焦点の位置が金属部材４０１の表面からずれている場合は、上述のようにして得られる信号出力の差が上記一定の値と大きくなるか、又は、小さくなる。この信号出力の差の相違に基づき、光検出部４５５と金属部材４０１との位置関係、可動式光学部材４５５ｅの移動距離４５７等を検出することができる。その結果、容易に、検出光４５４ｂの焦点の位置を金属部材４０１の表面とすることができる。検出光４５４ｂの照射位置に穿孔部がある場合又は照射位置の金属部材の表面が平坦でない場合は、反射検出光４５４ｃの光量が大きく低下するため、信号出力が極めて小さくなる。このため、この信号出力の相違に基づき、穿孔部の有無や金属部材４０１表面の凹凸及び異物等を検出することができる。マウント部４３１の表面の場合、この信号出力の相違に基づき、穿孔部の深さを検出することもできる。このようにして、受光部４５５ａにおける反射検出光４５４ｃの大きさに基づき、可動光学部材４５５ｅの移動距離５７の決定及び金属部材４０１表面の凹凸の検出、穿孔部の有無の検出等を容易に行うことができる。
【０１５４】
本実施の形態４−３の金属識別装置４５０を用いた信号出力に基づく穿孔部の検出方法について、図２８及び３０（Ａ）から（Ｃ）を用いて説明する。図３０（Ａ）は、穿孔部を有する金属部材の平面図である。図３０（Ｂ）は、図３０（Ａ）の１０Ａ−１０Ａ線からの断面図である。図３０（Ｃ）は、１０Ａ−１０Ａ線に沿って測定した金属部材の金属部分及び穿孔部での検出信号の一例を示す模式図である。図３０（Ｃ）に示すように、マウント部４３１の表面は金属部材４０１の表面と比較して凹凸が多い。このため、穿孔部に相当する箇所の信号出力は非常に小さくなり、一方、金属部分からの信号出力は大きくなる。
【０１５５】
以上のことから、まず、撮像装置４４４及び画像認識装置４４５によって金属部材における穿孔部の大まかな位置を把握し、つぎに、受発光部４５１の発光部４５１ａによって金属部材表面の詳細な状態を把握することによって、極めて高い精度で金属部材の光沢４３８ａを測定することが可能になり、金属の識別精度を向上できる。
【０１５６】
（実施の形態４−４）
図３１は、本発明の実施の形態４−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。図３１の金属識別装置４６０は、マウント部４３１が、モニタ用金属部材載置部４６１を含み、金属部材４０１に加えて、モニタ用金属部材４７７，４７９が配置可能である以外は、実施の形態４−２の金属識別装置４３０と同様の構成である。このモニタ用金属部材４７７，４７９としては、実施の形態４−２と同様のものが使用できる。
【０１５７】
本実施の形態４−４の金属識別装置４６０は、まず、移動機構部４３６を用いてマウント部４３１を移動させ、照射部４３４から光ビーム４３３をモニタ用金属部材４７７及び４７９のそれぞれに照射する。光沢強度測定部４３５が光沢４３８を受光し、分光生成部４３９においてモニタ用金属部材４７７及び４７９のそれぞれについて分光スペクトルを生成する。つぎに、移動機構部４３６を用いてマウント部４３１を移動させ、照射部４３４から光ビーム４３３を金属部材４０１に照射し、その光沢４３８に基づき分光生成部４３９において分光スペクトルを生成する。スペクトル比較部４４０において、金属部材４０１の光沢４３８に基づく分光スペクトルと基準分光スペクトルとを比較する。以上のようにして、金属部材（被験物）４０１の金属組成を識別できる。
【０１５８】
本実施の形態４−４の金属識別装置４６０によれば、例えば、金属部材４０１の横にモニタ用金属部材４７７，４７９を配置可能であるため、被験物である金属部材４０１とモニタ用金属部材４７７，４７９との双方に光ビームを照射することによって被験物の金属部材４０１と同様の条件で、モニタ用金属部材の分光スペクトルを測定できる。それぞれから得られる光沢の分光スペクトルを比較分析することによって、金属の識別精度を向上できる。また、被験物の分光スペクトル測定と同時に比較対照となる基準分光スペクトルを測定できるため、例えば、金属固有の分光スペクトル等を予め測定しておく必要がない。このため、被験物の金属組成を簡単かつ迅速に識別できる。
【０１５９】
図３２に、本実施の形態４−４の金属識別装置４６０を用いて得られたモニタ用金属部材の光沢強度の分光スペクトルを示す。図３２において、実線で表したスペクトルが鉄材の分光スペクトルであり、点線で表したスペクトルがインバー合金材の分光スペクトルである。図３２から、例えば、比較する波長範囲を４００ｎｍから８００ｎｍ、閾値Ｔｈを９．５に設定できる。金属部材の光沢強度を測定して、得られた光沢強度が波長範囲を４００ｎｍから８００ｎｍにおいて閾値Ｔｈを超えている場合は、被験物の金属組成はインバー合金材であると識別できる。一方、閾値Ｔｈ以下である場合は、被験物の金属組成は鉄材であると識別できる。また、特定の波長（例えば、４１０ｎｍや６５０ｎｍ）における光沢強度に基づき識別してもよいし、特定の波長間における光沢強度の差に基づき識別してもよい。前者の場合は、特定の波長（例えば、４１０ｎｍや６５０ｎｍ）において閾値を設定し、その波長おいて閾値と得られた光沢強度とを比較することによって金属を識別できる。後者の場合は、例えば、４１０ｎｍにおける光沢強度と６５０ｎｍにおける光沢強度との差をそれぞれ算出し、その差と閾値とを比較することによって金属を識別できる。具体的には、図３２のグラフでは、インバー合金材の場合、光沢強度の差（Ｂ２−Ｂ１）が１．５程度であり、鉄材の場合、光沢強度の差（Ａ２−Ａ１）が０．２程度である。このことから、閾値Ｔｈを例えば１に設定し、得られた光沢強度の差とこの閾値を比較し、その大小関係によって金属を識別できる。
【０１６０】
以上のように、スペクトル比較部４４０において、例えば、赤外光から紫外光の波長範囲における特定の波長範囲や特定の波長においてのみ光沢強度を比較することによって、被験物の金属組成をより簡単かつ迅速に高い精度で識別できる。
【０１６１】
図３３は、本発明の実施の形態４−４における金属識別装置のその他の例を示す概略図である。図３３の金属識別装置４８０は、光沢強度測定部４３５が受光素子４８１ａ，４８１ｂとダイクロイックミラー４８２とによって構成されている以外は、金属識別装置４６０と同様の構成である。
【０１６２】
金属識別装置４８０の光沢強度測定部４３５は、受光素子４８１（４８１ａ，４８１ｂ）と、ダイクロイックミラー４８２とを備える。このように受光素子４８１ａ，４８１ｂの２種類の受光素子を備えることにより、例えば、可視光領域の全範囲における光沢の分光スペクトルを測定するのではなく、ある特定の波長領域における分光スペクトルを簡便かつ迅速に測定することができる。これは、例えば、鉄材とインバー合金材のように、ある特定の波長領域の反射率で明確な差がある場合、特に有用である。鉄材とインバー合金材とを識別する場合、受光素子４８１ａにおいて波長６５０ｎｍ近傍の帯域のみの光沢を受光し、受光素子４８１ｂにおいて他の長波長領域の反射光を受光する。それぞれの領域の分光スペクトルと基準分光スペクトルとを比較することによって鉄材であるかインバー合金材であるかを識別することができる。ダイクロイックミラー４８２としては、例えば、波長６５０ｎｍ近傍の帯域の光のみを透過し、その他の領域の光は反射する誘電体多層膜で表面をコーティングしたダイクロイックミラーが使用できる。本発明の実施の形態４−４における金属識別装置４８０によれば、より高精度で簡単かつ迅速に金属を識別できる。
【０１６３】
また、実施の形態４−１から４−４において、光源や照射部が、実施の形態３−４と同様に、赤色光源、緑色光源及び青色光源を少なくとも１つずつ含んでいてもよい。また、必要に応じて、これらの光源を独立又は複数同時に使用してもよい。これらの光源としては、実施の形態３−４と同様のものが使用できる。
【０１６４】
また、上述の通り、光沢強度の分光スペクトルは、穿孔部の形状及び／又は穿孔部の割合によって相違するため、金属組成ごとに複数の閾値を備えることによって、識別精度をさらに向上できる。さらに、実施の形態４−１において説明したように、識別精度を向上させる観点から、その他の形態においても、金属部材の穿孔割合Ｒｈや補正データに基づき閾値や、光沢強度の実測値を補正してもよい。このように実測値を補正する方法は、例えば、実測値の数値が増幅され、閾値設定の自由度が増加することから、金属部材の穿孔割合Ｒｈが高い場合、すなわち、測定領域における金属部材に占める穿孔部の割合が低い場合に特に有用である。
【０１６５】
上述の実施の形態では、被験物の金属組成を識別する際に単一の測定手段を適用した場合について述べた。一方、リサイクル過程における被験物は一般的に押圧や剥離等で分解されるため、例えば穿孔部を形成する金属の部分の破断、平面性の欠如、分解過程で塵埃等の付着による表面汚染等、判別時における被験物の状態は極めて劣悪な状態のものが極めて多い。また、テンションマスクでは図１（Ｂ）に示したようにＸ軸方向に延びる金属部分のＹ軸方向の幅は極めて狭いことから強度が弱い。このため、シャドウマスクのように複数の貫通した穿孔部を有する板状の金属部材を判別する際の特有の問題（測定誤差等）が生じる場合がある。例えば電気抵抗を測定する場合、４端子測定プローブを金属部材に当接すると、金属部材にたわみが発生する場合がある。そのたわみの発生に起因して測定プローブを金属部材に十分に接触させることができない場合も考えられる。また、放電による発光スペクトルを測定する場合、例えば放電させる金属部材の絶対量が少ないため、発光強度が弱くなり、十分に識別可能なピーク値及び／又はピーク形状が得られない場合が考えられる。
【０１６６】
このような場合、金属部材の異なる特性を複数測定することによって、識別精度をさらに向上させることができる。すなわち、上記実施の形態には、電気抵抗値、発光スペクトル、反射スペクトル及び光沢強度がある。そして、これらは、例えば金属部材との接触の有無、金属部材の破壊の有無によって大別できる。すなわち、電気抵抗値を適用した測定手段は金属部材に４端子測定プローブを接触させて測定を行う接触型測定であるのに対し、反射スペクトル、光沢強度及び発光スペクトルのそれぞれを適用した測定手段は、金属部材からの光ビームを検出することによって測定を行う非接触型測定である。また、発光スペクトルを適用した手段は、放電に伴い穿孔部の周りを構成する金属部材が溶融するため破壊型測定であるのに対し、電気抵抗値、反射スペクトル及び発光強度のそれぞれを適用した測定手段は、上述のような金属部材の破壊等はないため非破壊型測定であるといえる。すなわち、接触型測定と非接触型測定との組み合わせ（例えば、電気抵抗値測定と発光強度測定との組み合わせ）や、非破壊型測定と破壊型測定との組み合わせ（反射強度測定又は光沢強度測定のいずれかと発光強度測定との組み合わせ）が挙げられる。このように性質が相違することから、性質が異なるものを組み合わせることによって識別精度をより向上させて、高信頼性を有する識別性能を確保することができる。なお、これらの組み合わせた形態の具体的測定値は、上述の実施の形態において詳述した各値と変化するものではなく、また具体的な手法についても上述の実施の形態に基づきそれぞれ行うことができるため、具体的手法についての説明は割愛する。
【０１６７】
以上の実施の形態では、ＣＲＴシャドウマスクを例にとり、本発明の金属識別装置及び金属識別方法をＣＲＴディスプレイの金属部品の分解仕分けラインに適合した場合について説明した。しかしながら、本発明の金属識別装置及び金属識別方法は、ＣＲＴディスプレイの金属部品分解仕分けラインにて使用することに限られるものではなく、ＣＲＴシャドウマスクの材質の識別を必要とするあらゆる工程や、複数の貫通した穿孔部を有する金属部材の金属組成の識別を必要とするあらゆる工程において利用することができる。上記実施の形態のようにＣＲＴディスプレイの筺体やＣＲＴの粗分解工程後にシャドウマスクの材質を識別するだけでなく、シャドウマスクの電気抵抗値等を測定できる状態であれば、例えば、分解や組立工程の途中工程等のどのような工程であっても材質を識別可能である。
【０１６８】
また、上記実施の形態では、被験物の金属組成が鉄材とインバー合金材の２種類である場合を例にとり説明したが、本発明の金属識別装置及び金属識別方法は、識別する材質の種類が３種類以上であっても有効である。また、アルミニウム等の非鉄金属材等といった上記以外の金属であってもその種類を識別することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
本発明の金属識別装置は、例えば、シャドウマスク及びその支持部材等を分解して仕分けするＣＲＴディスプレイのリサイクルライン等に設置して使用でき、金属資源再利用において極めて有用である。また、本発明の金属識別装置は、金属の再処理工程等において金属を識別するにあたって利用価値が大きく、地球環境の保護や資源の有効利用に大いに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】図１（Ａ）はプレスマスクの形状の一例を示す平面図であり、図１（Ｂ）はテンションマスクの形状の一例を示す平面図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明の実施の形態１−１における金属識別装置の構成の一例を概略的に示す構成図であり、図２（Ｂ）は本発明の実施の形態１−１における金属識別装置の構成のその他の例を概略的に示す構成図である。
【図３】図３は、４端子測定プローブの構造の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、電圧測定端子の離間距離（Ｘ）とシャドウマスクの電気抵抗値との関係の一例を示すグラフである。
【図５】図５（Ａ）はシャドウマスクの電気抵抗測定値の一例を示すグラフであり、図５（Ｂ）はシャドウマスクの電気抵抗測定値のその他の例を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１−１における比較演算アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１−２における比較演算アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１−２における比較演算アルゴリズムのその他の例を示すフローチャートである。
【図９】図９（Ａ）は本発明の実施の形態２−１における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図９（Ｂ）は上記金属識別装置のマウント部の構成の一例を示す上面図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態２−１における金属識別装置のマウント部のその他の例を示す概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２−１における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態２−１において得られる発光強度スペクトルの一例を示すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態２−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。
【図１５】図１５（Ａ）は本発明の実施の形態３−１における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図１５（Ｂ）及び（Ｃ）は金属部材の一例を示す平面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態３−１における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態３−１において得られる反射率の分光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図１８】図１８（Ａ）は本発明の実施の形態３−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図１８（Ｂ）は金属部材の一例を示す平面図であり、図１８（Ｃ）及び（Ｄ）はモニタ用金属部材の一例を示す平面図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態３−２における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。
【図２０】図２０（Ａ）は本発明の実施の形態３−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２０（Ｂ）は本発明の実施の形態３−３における金属識別装置の構成のその他の例を示す概略図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態３−４における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２２】図２２（Ａ）は本発明の実施の形態４−１における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２２（Ｂ）及び（Ｃ）はＣＲＴシャドウマスクの一例を示す平面図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施の形態４−１において得られる光沢強度の分光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図２４】図２４は、本発明の実施の形態４−１における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、本発明の実施の形態４−２における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２６】図２６は、本発明の実施の形態４−２において得られる光沢強度の分光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図２７】図２７は、本発明の実施の形態４−２における金属識別方法の一例を示すフローチャートである。
【図２８】図２８（Ａ）は本発明の実施の形態４−３における金属識別装置の構成の一例を示す概略図であり、図２８（Ｂ）は実施の形態４−３の金属識別装置における受発光部の構成の一例を示す概略図である。
【図２９】図２９（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、図２８（Ａ）の受光部４５５ａにおいて検出される反射検出光４５４ｃの大きさの一例を示す概略図である。
【図３０】図３０（Ａ）は穿孔部を有する金属部材の一例を示す平面図であり、図３０（Ｂ）は図３０（Ａ）の１０Ａ−１０Ａ線からの断面図であり、図３０（Ｃ）は１０Ａ−１０Ａ線に沿って測定した金属部材の金属部分及び穿孔部での検出信号の一例を示す模式図である。
【図３１】図３１は、本発明の実施の形態４−４における金属識別装置の構成の一例を示す概略図である。
【図３２】図３２は、本発明の実施の形態４−４において得られる光沢強度の分光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図３３】図３３は、本発明の実施の形態４−４における金属識別装置の構成のその他を示す概略図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008032834.tif 000038
【図２】
2008032834.tif 000039
【図３】
2008032834.tif 000040
【図４】
2008032834.tif 000041
【図５】
2008032834.tif 000042
【図６】
2008032834.tif 000043
【図７】
2008032834.tif 000044
【図８】
2008032834.tif 000045
【図９】
2008032834.tif 000046
【図１０】
2008032834.tif 000047
【図１１】
2008032834.tif 000048
【図１２】
2008032834.tif 000049
【図１３】
2008032834.tif 000050
【図１４】
2008032834.tif 000051
【図１５】
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【図１６】
2008032834.tif 000053
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2008032834.tif 000059
【図２３】
2008032834.tif 000060
【図２４】
2008032834.tif 000061
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【国際調査報告】
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