(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のアクリルで形成した光伝達性部材の表面の円柱軸方向にわたり、所定幅を有する光反射帯を有し、この光反射帯を除いた前記光伝達性部材の表面から入射する光を伝達する導光部材であって、
前記入射する光は、検査対象を透過または反射した光であり、
前記光反射帯は粒子をアプリケータ塗布することによって形成され、この粒子は平均粒径が０．２〜０．３μｍであり、
前記光反射帯は、酸化チタンの粒子を主成分として形成されることを特徴とする導光部材。
【請求項２】
前記請求項１に記載の導光部材と、
前記導光部材の前記光反射帯に対向した面に光を到達させうる光学系と、
前記導光部材の円柱軸方向の少なくとも一方の端面に相対して配置され、前記導光部材により前記端面に導光される光を検出する光検出手段と、
を有することを特徴とする光検出装置。
【請求項３】
前記円柱状の光伝達性部材はアクリルロッドであり、
前記光学系は、検査対象物上を所定の方向に走査する光を投光可能であり、
前記光検出手段は、前記検査対象を透過した後に前記光伝達性部材の表面から入射して前記導光部材により前記端面に導光される光、及び／又は、前記検査対象で反射した後に光伝達性部材の表面から入射して前記導光部材により前記端面に導光される光を検出し、検出した光に応じた電気信号を出力する
ことを特徴とする請求項２記載の光検出装置。
【請求項４】
円柱状のアクリルで形成した光伝達性部材の表面の円柱軸方向にわたり、所定幅を有する光反射帯を有し、この光反射帯を除いた前記光伝達性部材の表面から入射する光を伝達する導光部材であって、
前記入射する光は、検査対象を透過または反射した光であり、
前記光反射帯は粒子をアプリケータ塗布することによって形成され、この粒子は平均粒径が０．２〜０．３μｍであり、
前記光反射帯は、酸化チタンの粒子を主成分として形成され、
前記光反射帯は、前記円柱軸方向に対して直交または所定角度に所定の間隔を隔てて連続的にかつ平行に溝が形成され、溝断面形状が三角形または曲面で、前記溝の最深部が円柱軸方向から視て略直線状である溝状帯と、この溝状帯に密着した鏡面部とから構成したことを特徴とする導光部材。
【請求項５】
前記鏡面部は金属蒸着によって形成されることを特徴とする請求項４記載の導光部材。
【請求項６】
前記鏡面部は別体ミラーを密着させることによって形成されることを特徴とする請求項４記載の導光部材。
【請求項７】
前記請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の導光部材と、
前記導光部材の前記光反射帯に対向した面に光を到達させうる光学系と、
前記導光部材の円柱軸方向の少なくとも一方の端面に相対して配置され、前記導光部材により前記端面に導光される光を検出する光検出手段と、
を有することを特徴とする光検出装置。
【請求項８】
前記円柱状の光伝達性部材はアクリルロッドであり、
前記光学系は、検査対象物上を所定の方向に走査する光を投光可能であり、
前記光検出手段は、前記検査対象を透過した後に前記光伝達性部材の表面から入射して前記導光部材により前記端面に導光される光、及び／又は、前記検査対象で反射した後に前記光伝達性部材の表面から入射して前記導光部材により前記端面に導光される光を検出し、検出した光に応じた電気信号を出力することを特徴とする請求項７記載の光検出装置。
【請求項９】
検査対象を透過した光、及び／又は前記検査対象で反射した光の光軸上に設けられた第１の光検出装置と、
前記光軸上において、前記光学系から視て、前記第１の光検出装置よりも先方に位置する第２の光検出装置と、
前記第１の光検出装置と前記第２の光検出装置との間に配置された集光レンズとを有し、
前記第１の光検出装置の入射光のうち、入射口の対面に設けた光反射帯で受けて検出し、前記光反射帯で集光されず、前記集光レンズを通して、前記第２の光検出装置に入射した光を、入射口の対面に設けた光反射帯で受けて検出することを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項１０】
前記第１の光検出装置及び前記第２の光検出装置は、共に請求項２または請求項３記載の光検出装置であることを特徴とする請求項９記載の欠陥検出装置。
【請求項１１】
前記第１の光検出装置は請求項２または請求項３記載の光検出装置であり、前記第２の光検出装置は請求項７または請求項８記載の光検出装置であることを特徴とする請求項９記載の欠陥検出装置。
【請求項１２】
検査対象を正透過した光の光軸上に設けられた請求項２または請求項３記載の第３の光検出装置と、前記検査対象を拡散透過した光を受光する請求項７または請求項８記載の第４の光検出装置とを有することを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項１３】
検査対象を正反射した光の光軸上に設けられた請求項２または請求項３記載の第５の光検出装置と、前記検査対象で拡散反射した光を受光する講求項７または請求項８記載の第６の光検出装置とを有することを特徴とする欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、導光部材及び光検出装置並びに欠陥検出装置に関するもので、さらに詳しくは、一次元または二次元の入射光を一点または、二点に導光する導光部材、及び一次元または二次元の入射光を一点または、二点に導光し検出する光検出器、並びに欠陥情報を含んだ光を検知する欠陥検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、フライングスポット方式の光学系で、各走査位置での光量を検出する場合、特公昭５４−３９７５３号、実公平６−４３７６２号などで知られるように円柱状の光伝達用透明部材の円柱軸方向に拡散反射帯を形成し、その円柱軸方向に沿って入射する光をその一端又は両端に設けた光検出器へと導光する導光部材、または導光部材を使用する光検出装置が知られている。
【０００３】
また、シート状物の表面検査の場合、シート状物の透過光または、反射光の光量分布は、鋭いピーク（拡がり角度＝狭い範囲）、ブロードな領域（拡がり角度＝ある角度以上の範囲）があり、これら鋭いピークとブロードな領域、両者の光量変化検出を行うことで、欠陥検査に必要な情報（異物等の存在による光量変化、透過／反射光分布変化）を得る。
【０００４】
フライングスポット方式の光学系で、各走査位置での検査対象の透過／反射光の拡がり角度の大小各成分の光量変化を検知する欠陥検出器として、特開昭５９−２２０６３６号、特開昭５５−４６００号などが知られている。
【０００５】
例えば、特開昭５９−２２０６３６号は、図８に示すように、スリットを形成するミラー１００を、シート状物１０１の幅方向に所定の角度で配置し、シート状物の正透過光を、このスリットを通して正透過光受光手段１０２で、拡散透過光は、ミラー１００で反射して他の拡散透過光受光手段１０３でそれぞれ検出するようになしたシート状物の欠陥検出装置である。
【０００６】
また、例えば、フライングスポット方式の光学系で、各走査位置での光量検出する場合、特公昭５４−３９７５３号、実公平６−４３７６２号などで知られるように円柱状の光伝達用透明部材の円柱軸方向に拡散反射帯を形成したり、段付きミラーを形成し、その円柱軸方向に沿って入射する光をその一端又は両端に設けた光検出器へと導光する導光部材、または導光部材を使用する光検出装置が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようする課題】
ところで、導光部材の拡散反射帯は、例えば、サンドブラスト等による粗面に硫酸バリウムで形成されていた。これは、二つの理由による。一つは、サンドブラストなどで形成した粗面中のロッド内全反射伝搬可能な角度の面の反射のみでは透過光成分が多いので、透過光成分をロッド内部に戻すように、高反射率の白色顔料を塗布し、拡散反射帯を形成していた。また、一つは、白色顔料を塗布する際に、ぬれ性、付着強度を増すために、塗布面をサンドブラスト等で荒らして白色顔料を塗布していた。また、この白色顔料を塗布するには、スプレー塗布や、染毛塗りが、用いられてきたが、スプレー塗布の場合、液滴を噴霧し、液滴の集合体としての帯を形成するため、気泡、ダマ等ができやすく、従来、これらを混入しないように塗布することは、容易ではなかった。また、刷毛塗りの場合、刷毛の運びや、アクリル界面に対する刷毛の触れの有無により、塗布、乾燥ムラを引き起こしていた。
【０００８】
このような、拡散反射帯にある程度拡散性のある光が、入射しているうちはよいが、シャープな光（例えば拡がり角が片側５°以内の光）が、入射する場合、検査対象でなく、拡散反射帯自身の凹凸や、ピンホール等の欠陥を検出するようになり、検査対象の検査にとっては、ノイズとなり、検査能力を落とす要因となってきた。ここで、拡がり角が片側５°以内、とは、図９に示すような範囲に透過光・反射光が収まっていることを示す。ここで、シャープな光とは、例えば、集光されたレーザー光（ビーム径１ｍｍφくらい）が、検査対象を透過または反射した後も、あまり拡散されず、その光量分布形状に大きな変化がないような場合をいう。
【０００９】
ところで、光電変換器信号出力は、サンドブラストなどによる粗面に起因する拡散反射帯固有の地合ノイズに支配されている。殊にシャープな入射光の微少光量変化を検出する際の検出力は、拡散反射帯固有の地合ノイズレベルの大小に依存する。拡散反射帯製作方法として、白色顔料塗布には、スプレー塗布や、刷毛塗りが、用いられてきたが、スプレー塗布の場合、液滴を噴霧し、液滴の集合体としての帯を形成するため、気泡、ダマ等ができやすく、大気中の塵なども巻き込むため、ピンホールや、異物核等が形成され、平均的な地合ノイズからは、かけ離れた特異的なノイズの原因となっていた。また、染毛塗りの場合、刷毛の運びやアクリル界面に対する刷毛の触れの有無により、塗布ムラや、抜けた刷毛が付着して、やはり特異的なノイズの原因となっていた。これら、拡散反射帯の特異点は、拡散光入射時には、問題ないが、シャープな入射光の場合には、特異的なノイズとなり、検査機としての検査能力を落とす原因となっていた。加えて、例えばビームスポット径１ｍｍの場合、これら特異点ヘの入射を避けるための光学的レイアウトの微調整に困難を極めていた。
【００１０】
また、従来のフライングスポット方式の光学系で、各走査位置での検査対象の透過／反射光の拡がり角度の大小各成分の光量変化を検知する欠陥検出器では、その構成上、受光部筐体は正反射受光部、拡散反射受光部の計２個となり、広い設置スペースを必要とする間題があった。また、受光部筐体を１個で構成できた場合でも、筐体が大きくなり設置スペースの問題は、常に存在した。
【００１１】
さらに、例えば、特開昭５５−４６００号などのように、３個の光ガイドと３個の円柱レンズを組み合わせている方式において、入射光を各円柱レンズに分けて取り入れるには、光学系レイアウト上、検査対象から、距離を十分に取る必要があり、設置スペースの問題があった。また、欠陥検出器筐体も大きくなり操作性や設置スペースの問題があった。
【００１２】
また、拡散反射光の存在は、シャープな入射光の第一回目の反射において、端面方向への伝搬成分を得る上で効果的である。しかし、拡散光入射時には、拡散反射帯への集光率が、悪いため、拡散反射帯の幅を広くする必要があるが、第一回目以降の反射において再入射する確率が高まり、結果として、光伝達送効率を落とす。拡散光とは、例えばレーザー光を三菱レイヨン製アクリライトＳ、乳半板の色調Ｎｏ．４２２、Ｎｏ．４３２を透過させて得られる光である。
【００１３】
段付きミラーの場合も、透明部材（石英ガラス、アクリル等）をフライス加工してミラー面を得て、空気との界面による全反射を利用しているため、入射光の角度条件が、整わないと入射光の第一回目の反射が、十分得られず、透過光成分の割合が多かった。
【００１４】
例えば、感光性材料の表面検査の場合、光被りを生じないような微小光量で、検査を行う必要がある。また、写真用印画紙表面拡散反射光は、完全拡散に近い分布形状を有しているため、拡散反射帯の利用は、不向きなので、段付きミラー方式を採用するが、段付きミラーの場合も、空気との界面による全反射を利用しているため、入射光の角度条件が、整わないと入射光の第一回目の反射が、十分得られず、透過光成分の割合が、多かった。
【００１５】
また、個々の段付きミラー同士が、互いに、端面ヘの導光に対して、障害とならないこと、写真用印画紙表面への走査光の走査位置による光検出装置の受光量変化が、５％以内となること、特に、欠陥検出を目的とする光検出装置の場合、例えば∨字状溝帯の各山頂と谷底部で生じる光量増減を抑える。また、例えば、アクリルロッドヘの段付きミラーの製作の過程で形成される切削工具によるスジ目等は、全てをバフ研磨仕上げ等で、取り除ききれるものではなく、微視的には、粗面となっていた。また、バイトによる切削や、バフ研磨により、油脂が焼き付いたりして、全体に安定金属蒸着面は安易には、得られない等の問題がある。
【００１６】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、粗面を形成せずに、高反射、高拡散性な光反射帯を形成可能で、且つ、光学的特異点のない、塗布性、付着強度に優れる導光部材及び光検出装置、並びに操作性や設置スペースの改善を図る欠陥検出装置を提供することを目的としている。
【００１７】
また、この発明は、検査対象の地合ノイズレベルを超えることのない光検出が可能であり、かつ微少光量での拡散性表面の欠陥検査が可能となる導光部材及び光検出装置、並びに操作性や設置スペースの改善を図る欠陥検出装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
請求項１記載の発明は、円柱状のアクリルで形成した光伝達性部材の表面の円柱軸方向にわたり、所定幅を有する光反射帯を有し、この光反射帯を除いた前記光伝達性部材の表面から入射する光を伝達する導光部材であって、
前記入射する光は、検査対象を透過または反射した光であり、
前記光反射帯は粒子をアプリケータ塗布することによって形成され、この粒子は平均粒径が０．２〜０．３μｍであり、
前記光反射帯は、酸化チタンの粒子を主成分として形成されることを特徴とする。
光反射帯の粒子は、平均粒径が０．２〜０．３μｍであることにより、高反射及び高拡散性に優れ、一次元または二次元の入射光を一点または、二点に導光することができる。
【００１９】
前記光反射帯が、前記粒子をアプリケータ塗布することによって形成され、この光反射帯をアプリケータ塗布することによって形成することで、光学的特異点のない、塗布性、付着強度に優れ、一次元または二次元の入射光を一点または、二点に導光することができる。
【００２０】
前記光反射帯が、酸化チタンの粒子を主成分として形成され、この光反射帯を、酸化チタンの粒子を主成分として形成することで、硫酸バリウムよりも光を透過させないので、アクリルで形成した光伝達性部材内に戻す光量が増え、さらに界面が整っていれば、特異点ノイズやシェーディングへの影響が軽減でき、一次元または二次元の入射光を一点または、二点に導光することができる。
【００２３】
請求項２記載の発明の光検出装置は、請求項１に記載の導光部材と、
前記導光部材の前記光反射帯に対向した面に光を到達させうる光学系と、
前記導光部材の円柱軸方向の少なくとも一方の端面に相対して配置され、前記導光部材により前記端面に導光される光を検出する光検出手段と、
を有することを特徴とする。
導光部材の光反射帯の対面から軸方向に入射する光を、導光部材の端面に導光し、導光部材の軸方向の両端部に配置された光検出手段により光を検出し、検査対象の地合ノイズレベルを超えることのない光検出装置を得ることができる。
【００２４】
請求項３記載の発明の光検出装置は、前記円柱状の光伝達性部材はアクリルロッドであり、
前記光学系は、検査対象物上を所定の方向に走査する光を投光可能であり、
前記光検出手段は、前記検査対象を透過した後に前記光伝達性部材の表面から入射して前記導光部材により前記端面に導光される光、及び／又は、前記検査対象で反射した後に光伝達性部材の表面から入射して前記導光部材により前記端面に導光される光を検出し、検出した光に応じた電気信号を出力する
ことを特徴とする。
導光部材の円柱状の光伝達性部材にアクリルロッドを用い、入射光をアクリルロッド内伝搬可能なべクトル成分に変換し、アクリルロッド端面に導光し光電変換器で受けて、電気信号に変換し、検査対象の地合ノイズレベルを超えることのない光検出装置を得ることができる。
【００２５】
請求項４記載の発明は、円柱状のアクリルで形成した光伝達性部材の表面の円柱軸方向にわたり、所定幅を有する光反射帯を有し、この光反射帯を除いた前記光伝達性部材の表面から入射する光を伝達する導光部材であって、
前記入射する光は、検査対象を透過または反射した光であり、
前記光反射帯は粒子をアプリケータ塗布することによって形成され、この粒子は平均粒径が０．２〜０．３μｍであり、
前記光反射帯は、酸化チタンの粒子を主成分として形成され、
前記光反射帯は、前記円柱軸方向に対して直交または所定角度に所定の間隔を隔てて連続的にかつ平行に溝が形成され、溝断面形状が三角形または曲面で、前記溝の最深部が円柱軸方向から視て略直線状である溝状帯と、この溝状帯に密着した鏡面部とから構成したことを特徴とする。
入射光の角度によらず光反射帯から高反射率で、一次元または二次元の光の入射光を一点または、二点に導光することができる。
【００２６】
請求項５記載の発明の導光部材は、前記鏡面部は金属蒸着によって形成されることを特徴とする。鏡面部が溝に金属蒸着によって、簡単にかつ確実に密着して形成することができる。
【００２７】
請求項６記載の発明の導光部材は、前記鏡面部が別体ミラーを密着させることによって形成されることを特徴とする。鏡面部が溝に別体ミラーの密着によって、簡単にかつ確実に密着して形成することができる。
【００２９】
請求項７記載の発明の光検出装置は、前記請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の導光部材と、
前記導光部材の前記光反射帯に対向した面に光を到達させうる光学系と、
前記導光部材の円柱軸方向の少なくとも一方の端面に相対して配置され、前記導光部材により前記端面に導光される光を検出する光検出手段とを有することを特徴とする。
導光部材の光反射帯の対面から軸方向に入射する光を、導光部材の端面に導光し、導光部材の軸方向の両端部に配置された光検出手段により光を検出し、検査対象の地合ノイズレベルを超えることのない光検出装置を得ることができる。
【００３０】
請求項８記載の発明の光検出装置は、前記円柱状の光伝達性部材はアクリルロッドであり、
前記光学系は、検査対象物上を所定の方向に走査する光を投光可能であり、
前記光検出手段は、前記検査対象を透過した後に前記光伝達性部材の表面から入射して前記導光部材により前記端面に導光される光、及び／又は、前記検査対象で反射した後に前記光伝達性部材の表面から入射して前記導光部材により前記端面に導光される光を検出し、検出した光に応じた電気信号を出力することを特徴とする。
導光部材の円柱状の光伝達性部材にアクリルロッドを用い、入射光をアクリルロッド内伝搬可能なべクトル成分に変換し、アクリルロッド端面に導光し、電気信号に変換し、検査対象の地合ノイズレベルを超えることのない光検出装置を得ることができる。
【００３１】
請求項９記載の発明の欠陥検出装置は、検査対象を透過した光、及び／又は前記検査対象で反射した光の光軸上に設けられた第１の光検出装置と、
前記光軸上において、前記光学系から視て、前記第１の光検出装置よりも先方に位置する第２の光検出装置と、
前記第１の光検出装置と前記第２の光検出装置との間に配置された集光レンズとを有し、
前記第１の光検出装置の入射光のうち、入射口の対面に設けた光反射帯で受けて検出し、前記光反射帯で集光されず、前記集光レンズを通して、前記第２の光検出装置に入射した光を、入射口の対面に設けた光反射帯で受けて検出することを特徴とする。
第１の導光部材を有する第１の光検出装置と、第１の光検出装置の光軸上に配置された第２の導光部材を有する第２の光検出装置を備えており、それぞれ光軸上に配置されていることから、透過光または、反射光の光量を正確且つ簡単に分離して、受光部に導くことができ、構成が簡単になり、保守の簡易化が可能であり、操作性や設置スペースが改善され、小型化になる。
【００３２】
請求項１０記載の発明の欠陥検出装置は、前記第１の光検出装置及び前記第２の光検出装置は、共に請求項２または請求項３記載の光検出装置であることを特徴とする。第１の光検出装置と第２の光検出装置を用い、第２の光検出装置が、第１の光検出装置で検出できない光を検出するので、確実に検査ができる。
【００３３】
請求項１１記載の発明の欠陥検出装置は、前記第１の光検出装置は請求項２または請求項３記載の光検出装置であり、前記第２の光検出装置は請求項７または請求項８記載の光検出装置であることを特徴とする。第１の光検出装置に請求項２または請求項３記載に記載の散乱型の導光部材、第２の光検出装置に請求項７または請求項８記載に記載の溝型の導光部材を用いてもよく、この場合は第２の導光部材が、第１の導光部材で検出できない光を検出するので、確実に検査ができる。また、第２の光検出装置の導光部材には、散乱型の反射帯が、円柱軸方向に２本平行に設けられているタイプのものを用いることもできる。
【００３４】
請求項１２記載の発明の欠陥検出装置は、検査対象を正透過した光の光軸上に設けられた請求項２または請求項３記載の第３の光検出装置と、前記検査対象を拡散透過した光を受光する請求項７または請求項８記載の第４の光検出装置とを有することを特徴とする。
第３の光検出装置と、第３の光検出装置の光軸上に配置された第４の光検出装置を備えており、それぞれ光軸上に配置されていることから、透過光または、反射光の光量を正確且つ簡単に分離して、受光部に導くことができ、構成が簡単になり、保守の簡易化が可能であり、操作性や設置スペースが改善され、小型化になる。
【００３５】
第３の光検出装置に散乱型、第４の光検出装置に溝型を用いてもよく、この場合は第４の導光部材が、第３の導光部材で検出できない光を検出するので、確実に検査ができる。また、第４の光検出装置の導光部材には、散乱型の反射帯が、円柱軸方向に２本平行に設けられているタイプのものを用いることもできる。
【００３６】
請求項１３記載の発明の欠陥検出装置は、検査対象を正反射した光の光軸上に設けられた請求項２または請求項３記載の第５の光検出装置と、前記検査対象で拡散反射した光を受光する講求項７または請求項８記載の第６の光検出装置とを有することを特徴とする。
第５の光検出装置と、第５の光検出装置の光軸上に配置された第６の光検出装置を備えており、それぞれ光軸上に配置されていることから、透過光または、反射光の光量を正確且つ簡単に分離して、受光部に導くことができ、構成が簡単になり、保守の簡易化が可能であり、操作性や設置スペースが改善され、小型化になる。
【００３７】
第５の光検出装置に散乱型、第６の光検出装置に溝型を用いてもよく、この場合は第６の導光部材が、第５の導光部材で検出できない光を検出するので、確実に検査ができる。また、第６の光検出装置の導光部材には、散乱型の反射帯が、円柱軸方向に２本平行に設けられているタイプのものを用いることもできる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の導光部材及び光検出装置並びに欠陥検出装置の実施例を、図面に基づいて説明する。
【００３９】
まず、図１は欠陥検出装置の概略図である。この欠陥検出装置１では、検査対象２が矢印方向に搬送され、この検査対象２に対して例えばフライングスポット方式の光学系３により幅方向に走査される。フライングスポット方式の光学系３は、レーザー光源４、集光レンズ群８とポリゴンミラー５から構成され、上述のように検査対象２に光を投光、走査する。検査対象２として、シート状物があり、例えばフィルム、印画紙などのハロゲン化銀感光材料を製造する過程で、支持体の欠陥、あるいは支持体に塗布された乳剤の欠陥等の検査に用いられる。
【００４０】
検査対象２に対向して導光部材１０が配置され、この導光部材１０は、円柱状の光伝達性部材１１の円柱軸方向が検査対象２の幅方向に一致している。検査対象２を走査した透過光または反射光が光伝達性部材１１の表面の円柱軸方向から入射され、フライングスポット方式の光学系３は、導光部材１０の光反射帯１２の対向した面に光を到達させることができる。
【００４１】
光伝達性部材１１の表面の円柱軸方向にわたり、所定幅を有する光反射帯１２が設けられ、光反射帯１２に入射する光が、シャープな光である。光反射帯１２に入射する光は、拡がり角片側５゜以内の光であり、光反射帯１２に入射する光が、シャープな光であり、このシャープな光を光反射帯１２により一次元または二次元の入射光を一点または、二点に導光する。
【００４２】
光反射帯１２は粒子によって形成され、この粒子は、平均粒径が０．２〜０．３μｍである。光反射帯１２の粒子は、平均粒径が０．２〜０．３μｍであることにより、高反射及び高拡散性に優れている。光反射帯１２は、例えばアプリケータ塗布することによって形成され、光学的特異点がなく、塗布性、付着強度に優れている。
【００４３】
また、光反射帯１２が、酸化チタンの粒子を主成分として形成され、硫酸バリウムよりも遮光性が高く、界面が整っていれば、特異点ノイズやシェーディングへの影響が軽減でき、一次元または二次元の入射光を一点または、二点に導光することができる。また、光反射帯１２が、高反射率且つ高拡散性を有することで、一次元または二次元の入射光を一点または、二点に効率的に導光することができる。
【００４４】
また、溝状帯の光反射帯１２は、図２及び図３に示すように形成される。図３（ａ）は光反射帯１２の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図３（ｄ）は光反射帯１２の他の実施例を示す断面図である。
【００４５】
光反射帯１２は、溝状帯１２ａと、この溝状帯１２ａに密着した鏡面部１２ｂとから構成されている。溝状帯１２ａは、図３（ａ）に示すように、軸方向Ｌ１に対して直交または所定角度に所定の間隔を隔てて連続的にかつ平行に溝が形成され、溝断面形状が図３（ｂ）に示すように三角形に形成されている。また、溝状帯１２ａの溝断面形状は、図３（ｄ）に示すように曲面に形成しても良い。
【００４６】
溝状帯１２ａの最深部が、図３（ｃ）に示すように軸方向から視て略直線であり、この溝状帯１２ａに鏡面部１２ｂが密着されている。
【００４７】
このように、光反射帯１２を溝状帯１２ａに鏡面部１２ｂを密着させて形成することで、入射光の角度によらず光反射帯１２から高反射低拡散で、光反射帯への再入射確率が低いため、効率よく、一次元または二次元の光の入射光を一点または、二点に導光することができる。
【００４８】
溝状帯１２ａの溝に鏡面部１２ｂが、金属蒸着によって形成され、例えばアルミニウム蒸着によって形成され、簡単にかつ確実に密着して形成することができる。
【００４９】
また、鏡面部１２ｂは、溝状帯１２ａの溝に別体ミラーを密着して、簡単にかつ確実に密着して形成することができる。
【００５０】
光反射帯１２が、高反射低拡散で、光反射帯への再入射確率が低いため、効率よく、一次元または二次元の光の入射光を一点または、二点に導光することができる。
【００５１】
導光部材１０は、光反射帯に入射する光が、広拡散性光の場合に、光反射帯１２で、低拡散高反射し、且つ、光反射帯への再入射確率が低いため、効率よく、一次元または二次元の入射光を一点または、二点に効率的に導光することができる。検査対象２の広拡散性光は、片側１０度以上の広がり角度であり、この角度で効率的に導光する効果が大きい。
【００５２】
光反射帯１２は、切削加工して仕上げでは、微視的には、粗面であったために、光入射時に、角度条件が合わないと透過する光成分があったが、溝状帯１２ａに密着した鏡面部１２ｂを設けることで、入射光の角度によらず、高反射率が得られ、透過光もない。また、従来の鏡面仕上げ加工においては、細部に対して行なえない、工数がかかる等の問題もあったが、これらの諸問題も解決できた。
【００５３】
また、Ｖ字状溝の頂角を１２０〜１３０゜の範囲で製作し、溝状帯１２ａを形成し、Ｖ字状溝の数を、入射光の拡がり角度範囲の中に２０個以上とすることで、光伝送効率が向上し、走査光の移動に伴うシェーディングも減少した。また、この頂角は、アルミ蒸着時のムラを減らす上でも役立った。印画紙表面拡散反射光にあっては、光電変換器信号出力において、検査対象の地合ノイズレベルを超えることのない光検出器を得ることができ、感光材料にとって安全な、微少光量での拡散性表面の欠陥検査が可能となった。
【００５４】
ここに、製作の一例を示すが、この発明の範囲から逸脱しない範囲において、種々変更することはできる。アクリルロッド表面の軸方向に、直交して、刃先角度１２５゜のバイトで、複数回に分けて真剣バイト切削加工し、Ｖ溝面を得た。このとき、切削油等は、極力使わないほうがよい。Ｖ溝の頂角仕上がり値は、１２０±１゜くらいとなった。中性洗剤等で、油脂分を除去した後、アンダーコート後、アルミ蒸着し、酸化防止等の保護膜を施した。この方法によると、フライス等による、切削加工して仕上げ加工のみでは、得られない平滑面が得られ、且つ、透過成分もないため、製作された光検出装置は、微小光量、且つ高拡散光入射時であっても、表面検査可能能な光伝送効率をもつ。印画紙表面拡散反射光にあっては、５０ｍｍφのアクリルロッドの場合、溝深さ０．９ｍｍ、溝ピッチ３ｍｍくらいが、適当だった。
【００５５】
導光部材１０の軸方向の両端部には、導光部材１０により端面に導光される光を検出する光検出手段２０が配置され、この光検出手段２０により光を検出する。光検出手段２０は、例えば光電変換器で構成され、電気信号に変換する。
【００５６】
導光部材１０の円柱状の光伝達性部材１１には、例えばアクリルロッドを用い、検査対象幅手に走査される光を、アクリルロッド側面から取り入れ、対面の光反射帯１２で、入射光をアクリルロッド内伝搬可能なべクトル成分に変換し、アクリルロッド端面に導光し、端部に配置した光検出手段２０を構成する光電変換器で受けて電気信号に変換し、それぞれ所定の出力波形２１を得る。このそれぞれの光検出手段２０の出力は、加算器２２に入力され、この加算器２２で光検出手段２０の出力をそれぞれ加算して所定の合成出力２３を得、検査対象２の地合ノイズレベルを超えることのない光検出装置３０を得ることができる。
【００５７】
検査対象２に欠陥が発生している場合には、合成出力２３に凸部２３ａ、或は凹部２３ｂのような歪み部分が生じ、この合成出力２３の波形から欠陥を検出することができる。
【００５８】
さらに、具体的な実施例として、フライングスポット方式の光学系３の光源４に、ＨｅＮｅレーザ（ビーム径＝０．５〜１ｍｍ）を用いて走査し、この走査光により光反射帯１２を形成する粒子を表１に示すように変化させて検出した。
【００５９】
【表１】
0003582678.tif 000002
表１に明らかなように、硫酸バリウムの試料▲１▼，▲２▼は、光学的に透明であり、高反射、高拡散性を有しない。また、硫酸バリウムの試料▲３▼，▲４▼は、塗料一次粒径及び塗膜厚み変化が、検出信号に反映され、信号レベルの平滑性が低く、欠陥検出に向かない。
【００６０】
また、酸化チタンの試料▲５▼は、信号レベルの平滑性は高いが、レベルが酸化チタンの試料▲６▼よりも低い。酸化チタンの試料▲６▼は、高反射と高拡散性を有し、信号レベルの平滑性も高く、酸化チタンの光反射帯１２の粒子は、平均粒径が０．２〜０．３μｍが欠陥検査に好ましい。
【００６１】
また、光反射帯１２に入射する光が、シャープな光であり、実施例として、例えば、感光材料の支持体（ＰＥＴベース）や印刷用感光フィルムの正透過光で片側４度以内の拡がり角度で、効果大であった。
【００６２】
また、光伝達性部材１１のアクリルロッドの粗面に硫酸バリウムの光反射帯での、光電変換器信号は、光反射帯光の地合ノイズが支配的あり、信号レベル／ノイズ比（Ｌ／Ｎ比）を悪く（小さく）し、且つ欠陥検査等の場合には、欠陥信号レベル／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）も悪く（小さく）なっていたが、酸化チタン（平均粒径が０．２〜０．３μｍ）を主成分とした塗料をアクリルロッドに、塗布乾燥させて光反射帯を形成することで、例えば、写真感光フィルムの透過光や、印画紙表面の正反射光にあっては、光電変換器信号出力において、検査対象の地合ノイズレベルを超えることのない光検出器を得ることができ、感光材料にとって安全な、より微少光量での欠陥検査が可能となった。
【００６３】
また、地合ノイズヘの影響を取り除きつつ、拡散性を維持させるため、顔料の粒径を制御したが、この際、従来使用されてきた硫酸バリウムは、平均粒径≦０．５μｍで、光学的に透過率が増し、透明に近づき、高反射と高拡散性の目的に合わないことが判った。酸化チタンは、硫酸バリウムよりも遮光性が高く、界面が整っていれば、特異点ノイズやシェーディングへの影響はないことが判った。
【００６４】
塗布方法としては、種々ある中で、アクリルロッド外周に曲率を合わせたブレードをもつアプリケータ塗布が、効果的だった。
【００６５】
アプリケータ塗布は、アプリケータを使用してウェット膜厚２０μｍ〜２００μｍの範囲に均一塗布乾燥させて酸化チタンの光反射帯を形成する。
【００６６】
以下に、酸化チタン塗料の一製作例を示すが、所望の光反射帯を製作可能であれば、その製法は、これにとらわれるものではない。以下に示す、成分、割合、操作手順は、この発明の範囲から逸脱しない範囲において、種々変更することができる。
【００６７】
酸化チタン（平均粒径０．２５μｍ）                      １００部
スルホン酸カリウム基含有塩化ビニル系樹脂                  １０部
スルホン酸ナトリウム基含有ポリウレタン樹脂                １０部
シクロヘキサノン                                        １００部
メチルエチルケトン                                      １００部
トルエン                                                １００部
このようにして、作成された塗料を、アクリルロッドに塗布乾燥する。作成された塗料のアクリルロッドへの塗布乾燥は、作成された塗料にガラスビーズを入れて分散器で分散する。分散器による分散は、ブェッセルの内壁が削れ、塗料へのコンタミが生じるため、１時間以内とする。セラミックビーズは、ガラスビーズよりも分散するため酸化チタン粒子との衝突エネルギーを大きくとれるが、ガラスビーズよりも短時間でステンレス製分散器の内壁を削ってしまうので適さない。アプリケータのブレード厚３ｍｍ程度以下でないと、塗料との接触面積が大きいために、塗布済み膜を引っ張るため、均一塗布の障害となる。送液速度は、０．２〜２ｍｌ／ｓｅｃ程度が、人手で塗布膜を均一に手引ける速度としては適当であった。塗布後は、常温による自然乾燥で良いが、一昼夜以上経過しないと溶媒の抜けが安定せず、光伝送効率が安定しない。
【００６８】
このようにして、製作した光検出装置は、シャープな光の入射時であっても、光反射帯が、光伝送に必要な拡散性を保った状態で、平滑なため光伝変換器信号の地合ノイズが低減され、且つ特異的なノイズも存在しなかった。
【００６９】
ここで、検査対象となる光の拡がり角度について説明すると、これは先に述ベたように、図９に示すような領域に反射光または透過光が収まっているかどうか、であるが、反射光の拡がり角度が片側５゜以内である場合は、粒子を塗布することによって形成した散乱帯を用いることにより、効果的に光を受光し、欠陥検出を行うことができる。逆に、このようなシャープな光の場合、溝状帯に鏡面部を設けたタイプの導光部材を用いると、検出した光の信号波形に溝形状が反映されてしまい、欠陥検出の用途に耐えない。
【００７０】
また、拡がり角度が片側５°以上である場合には、逆に溝状帯に鏡画部を設けたタイプの導光部材を用いることが好ましい。このようなシャープでない光の場合に、反射帯として粒子タイプを用いると、粒子帯自身への再入射確率が鏡面タイプを用いた場合よりも高くなってしまい、実用上好ましくない。また、溝状タイプの方が粒子タイプよりも光の伝達効率がすぐれていることからも、シャープでない光を検出する場合は鏡面タイプの導光部材を用いることが好ましい。
【００７１】
次に、図４は欠陥検出装置の他の実施例の概略図である。この実施例の欠陥検出装置４０には、第１の光検出装置４１、集光レンズ４２及び第２の光検出装置４３が備えられ、これらは前記した光検出装置３０と同様に構成される。また、前記図１の部材と同じ符号を付した部材は同様に構成されるから詳細な説明は省略する。
【００７２】
フライングスポット方式の光学系３により検査対象２を走査し、この透過光または反射光が第１の導光部材１０の表面の入射口１０ａから入射する。第１の導光部材１０の表面から入射した光を、入射口１０ａの対面に設けた光反射帯１２で受けて、第１の導光部材１０内を伝搬する光成分に変換し、端面まで導光し、第１の光検出装置４１で検出する。
【００７３】
第１の光検出装置４１の入射光のうち、光反射帯１２に集光されず、第１の導光部材１０を透過してくる成分を、第１の光検出装置４１の光軸上の後方に配置した集光レンズ４２を通して、第１の光検出装置４１の光軸上の後方に配置した第２の導光部材１０の表面から入射した光を、入射口１２ａの対面に設けた光反射帯１２で受けて、第２の導光部材１０内を伝搬する光成分に変換し、端面まで導光する第２の光検出装置４３で検出する。
【００７４】
このように、欠陥検出装置４０は、第１の導光部材１０を有する第１の光検出装置４１と、第１の光検出装置４１の光軸上の後方に配置された第２の導光部材１０を有する第２の光検出装置４３を備えており、それぞれ光軸上に配置され、検査対象２のシート状物の透過光または、反射光の光量分布のうち、鋭いピーク例えば拡がり角度が狭い範囲）、ブロードな領域、例えば拡がり角度がある角度以上の範囲のそれぞれを、正確且つ簡単に分離して、受光部に導くことができる。このため、構成が簡単になり、保守の簡易化が可能であり、操作性や設置スペースが改善され、小型化が可能になる。
【００７５】
第１の光検出装置４１に散乱型、第２の光検出装置４３に溝型を用いてもよく、この場合は第２の導光部材１０が、第１の導光部材１０で検出できない光を検出するので、確実に検査ができる。
【００７６】
また、図５に示すように、欠陥検出装置４０は、第１の導光部材１０を有する第１の光検出装置４１と、第１の光検出装置４１の光軸上の後方に配置された第２の導光部材１０を有する第２の光検出装置４３を同様に備えているが、第２の光検出装置４３の導光部材１０には、散乱型の反射帯１２が、円柱軸方向に２本平行に設けられているタイプのものを用いることもできる。
【００７７】
本願発明に関わる導光部材を用いた光検出装置を用いて検査対象の表面検査を行う場合、検出する光が透過光または反射光の場合、粒子を塗布することによって形成した光反射帯を有するタイプのものと、溝状帯に密着した鏡面部によって形成した光反射帯を有するタイプのものとを同時に組み合わせて用いることができる。
【００７８】
例えば、表２に示すような適用の仕方が可能である。
【００７９】
【表２】
0003582678.tif 000003
図６に示すように、光学系によって検査対象２を走査した後、この検査対象２を透過した光を検出する場合、正透過光と拡散透過光とを検出するために、図６に示すような配置で散乱帯タイプの導光部材２００と鏡面タイプの導光部材２０１とを配置する。この場合は、正透過光を受光する位置に散乱帯タイプの導光部材２００、拡散透過光を受光する位置に鏡面タイプの導光部材２０１を配置する。
【００８０】
また、図７に示すように、光学系によって検査対象２を走査した後、この検査対象２から反射した光を検出する場合、正反射光と拡散反射光とを検出するために、図７に示すような配置で散乱帯タイプの導光部材２００と鏡面タイプの導光部材２０１とを配置する。この場合は、正反射光を受光する位置に散乱帯タイプの導光部材２００、拡散反射光を受光する位置に鏡面タイプの導光部材２０１を配置する。なお、光学系には、フライングスポット方式を用い、図１と同様に構成され、図１の部材と同じ符号を付し詳細な説明は省略するが、図６に示す実施例では、ポリゴンミラー５の光を凹面鏡９により平行光にして検査対象２を走査する。
【００８１】
このような配置にすれば、検査対象２を走査した光を多く測定することができるようになるので、検査効率が向上するので、欠陥検出装置としての性能も向上する。
【００８２】
【発明の効果】
前記したように、請求項１記載の発明は、円柱状のアクリルで形成した光伝達性部材の表面の円柱軸方向にわたり、所定幅を有する光反射帯を有し、この光反射帯を除いた前記光伝達性部材の表面から入射する光を伝達する導光部材であって、光反射帯は粒子によって形成され、この粒子は平均粒径が０．２〜０．３μｍであることにより、高反射及び高拡散性に優れ、一次元または二次元の入射光を一点または、二点に導光することができる。
【００８３】
また、光反射帯を、アプリケータ塗布することによって形成するから、光学的特異点のない、塗布性、付着強度に優れ、一次元または二次元の入射光を一点または、二点に導光することができる。
【００８４】
また、光反射帯を、酸化チタンの粒子を主成分として形成するから、硫酸バリウムよりも光を透過させないので、アクリルで形成した光伝達性部材内に戻す光量が増え、さらに界面が整っていれば、特異点ノイズやシェーディングへの影響が軽減でき、一次元または二次元の入射光を一点または、二点に導光することができる。
【００８７】
請求項２記載の発明の光検出装置は、請求項１に記載の導光部材の光反射帯の対面から軸方向に入射する光を、導光部材の端面に導光し、導光部材の軸方向の両端部に配置された光検出手段により光を検出することで、検査対象の地合ノイズレベルを超えることのない光検出装置を得ることができる。
【００８８】
請求項３記載の発明の光検出装置は、導光部材の円柱状の光伝達性部材にアクリルロッドを用い、入射光をアクリルロッド内伝搬可能なべクトル成分に変換し、アクリルロッド端面に導光し光電変換器で受けて、電気信号に変換することで、検査対象の地合ノイズレベルを超えることのない光検出装置を得ることができる。
【００８９】
請求項４記載の発明は、導光部材の光反射帯が、円柱軸方向に対して直交または所定角度に所定の間隔を隔てて連続的にかつ平行に溝が形成され、溝断面形状が三角形または曲面で、溝の最深部が円柱軸方向から視て略直線状である溝状帯と、この溝状帯に密着した鏡面部とから構成したから、入射光の角度によらず光反射帯から高反射率で、一次元または二次元の光の入射光を一点または、二点に導光することができる。
【００９０】
請求項５記載の発明の導光部材は、鏡面部が溝に金属蒸着によって、簡単にかつ確実に密着して形成することができる。
【００９１】
請求項６記載の発明の導光部材は、鏡面部が溝に別体ミラーの密着によって、簡単にかつ確実に密着して形成することができる。
【００９３】
請求項７記載の発明の光検出装置は、請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の導光部材の光反射帯の対面から軸方向に入射する光を、導光部材の端面に導光し、導光部材の軸方向の両端部に配置された光検出手段により光を検出することで、検査対象の地合ノイズレベルを超えることのない光検出装置を得ることができる。
【００９４】
請求項８記載の発明の光検出装置は、導光部材の円柱状の光伝達性部材にアクリルロッドを用い、入射光をアクリルロッド内伝搬可能なべクトル成分に変換し、アクリルロッド端面に導光し、電気信号に変換することで、検査対象の地合ノイズレベルを超えることのない光検出装置を得ることができる。
【００９５】
請求項９記載の発明の欠陥検出装置は、第１の導光部材を有する第１の光検出装置と、第１の光検出装置の光軸上に配置された第２の導光部材を有する第２の光検出装置を備えており、それぞれ光軸上に配置されていることから、透過光または、反射光の光量を正確且つ簡単に分離して、受光部に導くことができ、構成が簡単になり、保守の簡易化が可能であり、操作性や設置スペースが改善され、小型化になる。
【００９６】
請求項１０記載の発明の欠陥検出装置は、第１の光検出装置と第２の光検出装置を用い、第２の光検出装置が、第１の光検出装置で検出できない光を検出するので、確実に検査ができる。
【００９７】
請求項１１記載の発明の欠陥検出装置は、第１の光検出装置は請求項２または請求項３記載の光検出装置であり、第２の光検出装置は請求項７または請求項８記載の光検出装置であり、第１の光検出装置に請求項２または請求項３記載に記載の散乱型の導光部材、第２の光検出装置に請求項７または請求項８記載に記載の溝型の導光部材を用いてもよく、この場合は第２の導光部材が、第１の導光部材で検出できない光を検出するので、確実に検査ができる。また、第２の光検出装置の導光部材には、散乱型の反射帯が、円柱軸方向に２本平行に設けられているタイプのものを用いることもできる。
【００９８】
請求項１２記載の発明の欠陥検出装置は、検査対象を正透過した光の光軸上に設けられた請求項２または請求項３記載の第３の光検出装置と、前記検査対象を拡散透過した光を受光する請求項７または請求項８記載の第４の光検出装置とを有し、第３の光検出装置と、第３の光検出装置の光軸上に配置された第４の光検出装置を備えており、それぞれ光軸上に配置されていることから、透過光または、反射光の光量を正確且つ簡単に分離して、受光部に導くことができ、構成が簡単になり、保守の簡易化が可能であり、操作性や設置スペースが改善され、小型化になる。また、第３の光検出装置に散乱型、第４の光検出装置に溝型を用いてもよく、この場合は第４の導光部材が、第３の導光部材で検出できない光を検出するので、確実に検査ができる。また、第４の光検出装置の導光部材には、散乱型の反射帯が、円柱軸方向に２本平行に設けられているタイプのものを用いることもできる。
【００９９】
請求項１３記載の発明の欠陥検出装置は、検査対象を正反射した光の光軸上に設けられた請求項２または請求項３記載の第５の光検出装置と、検査対象で拡散反射した光を受光する講求項７または請求項８記載の第６の光検出装置とを有し、第５の光検出装置と、第５の光検出装置の光軸上に配置された第６の光検出装置を備えており、それぞれ光軸上に配置されていることから、透過光または、反射光の光量を正確且つ簡単に分離して、受光部に導くことができ、構成が簡単になり、保守の簡易化が可能であり、操作性や設置スペースが改善され、小型化になる。
【０１００】
第５の光検出装置に散乱型、第６の光検出装置に溝型を用いてもよく、この場合は第６の導光部材が、第５の導光部材で検出できない光を検出するので、確実に検査ができる。また、第６の光検出装置の導光部材には、散乱型の反射帯が、円柱軸方向に２本平行に設けられているタイプのものを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】欠陥検出装置の概略図である。
【図２】導光部材の光反射帯の構成を示す概念図である。
【図３】光反射帯の構成を示す図である。
【図４】欠陥検出装置の他の実施例の概略図である。
【図５】欠陥検出装置のさらに他の実施例の概略図である。
【図６】欠陥検出装置の他の実施例の概略図である。
【図７】欠陥検出装置のさらに他の実施例の概略図である。
【図８】従来のシート状物の欠陥検出装置を示す図である。
【図９】拡がり角が片側５°以内の範囲に透過光・反射光が収まる状態を示す図である。
【符号の説明】
１０  導光部材
１１  光伝達性部材
１２  光反射帯
１２ａ  溝状帯
１２ｂ  鏡面部
【図１】
0003582678.tif 000004
【図２】
0003582678.tif 000005
【図３】
0003582678.tif 000006
【図４】
0003582678.tif 000007
【図５】
0003582678.tif 000008
【図６】
0003582678.tif 000009
【図７】
0003582678.tif 000010
【図８】
0003582678.tif 000011
【図９】
0003582678.tif 000012