(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カット面に対して所定の結晶格子面が傾斜しているような矩形の水晶板の方向を判別してこの水晶板を目的の方向に整列させる方向選別方法において、
（ア）光源から受光素子に至る光路の途中に、偏光方向が互いに直交する第１の偏光素子と第２の偏光素子とを配置して、これらの二つの偏光素子の間に水晶板を搬入する搬入段階。
（イ）前記光源を出て前記第１の偏光素子と前記水晶板と前記第２の偏光素子とを経由した光の強度を前記受光素子で検出して、検出した光の強度と所定のしきい値とを比較し、その比較結果に応じて２種類の判定信号のいずれかを出力し、この判定信号を記憶する判定段階。
（ウ）水晶板をそのカット面に垂直な軸の回りに９０°回転させて前記判定段階を繰り返す繰り返し段階。
（エ）少なくとも１回の前記繰り返し段階を実行することで、少なくとも２回の前記判定段階を実行し、記憶した複数の前記判定信号の種類とその出現順序とに基づいて水晶板の方向を判別して水晶板を目的の方向に向ける選別段階。
（オ）前記水晶板を前記光源と前記受光素子の間から搬出する搬出段階。
【請求項２】
請求項１に記載の方向選別方法において、前記（イ）の判定段階において、検出した光の強度が所定のしきい値よりも大きい場合をＨ信号、小さい場合をＬ信号とし、前記（エ）の選別段階において、Ｈ信号のあとにＬ信号を検出するか、または、Ｌ信号のあとにＬ信号を検出したら、選別条件を満足したものとして、Ｈ信号のあとにＬ信号を検出した場合にはそのＬ信号を検出したときに水晶板が目的の方向に向いていると判断し、Ｌ信号のあとにＬ信号を検出した場合には最初のＬ信号を検出したときに水晶板が目的の方向に向いていると判断することを特徴とする方向選別方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方向選別方法において、前記（イ）の判定段階において、検出した光の強度が所定のしきい値よりも大きい場合をＨ信号、小さい場合をＬ信号とし、前記（エ）の選別段階において、Ｌ信号のあとにＨ信号を検出するか、または、Ｌ信号のあとにＬ信号を検出したら、選別条件を満足したものとして、Ｌ信号のあとにＨ信号を検出した場合にはそのＬ信号を検出したときに水晶板が目的の方向に向いていると判断し、Ｌ信号のあとにＬ信号を検出した場合には２番目のＬ信号を検出したときに水晶板が目的の方向に向いていると判断することを特徴とする方向選別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、カット面に対して所定の結晶格子面が傾斜しているような矩形の水晶板（例えば、ＡＴカット板）の方向を選別する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水晶のＡＴカット板は、所定の結晶格子面がカット面に対して所定の角度だけ傾斜するように規定されている。この傾斜角を精度良く測定して、規定角度からどれくらいずれているのかを検査するために、Ｘ線回折測定が利用されている。ところで、上記傾斜角を測定するためには、例えば正方形のＡＴカット板を正しい方向に向けてからＸ線回折のための試料台にセットする必要がある。ＡＴカット板を間違った方向に向けてセットすると、回折Ｘ線を検出することができない。
【０００３】
従来、ＡＴカット板を所定の方向に揃えるためには、いくつかの方法が知られている。最も正確な方法は、方向選別用の別のＸ線回折装置を利用することである。この方向選別用のＸ線回折装置では、ＡＴカット板が正しい方向に向いたときだけ回折Ｘ線が検出されるようにＸ線光学系をセットしておく。
【０００４】
別の方向選別方法としては、ＡＴカット板に方向選別用の目印をつけておく方法がある。例えば正方形の四つの頂点のうち、隣り合う二つの頂点だけに面取りを形成しておく。これにより、作業者が肉眼で方向を判別をすることができる。そして、このような面取り付きのＡＴカット板を自動的に方向選別するには、光学的に上記面取りを検出してやればよい。
【０００５】
Ｘ線回折測定による方向選別方法は、方向選別だけのために、傾斜角測定とは別のＸ線源やＸ線検出器を必要とし、非常に高価なものとなる。また、ＡＴカット板に面取りを施して、これを光学的に検出するという方法は、ＡＴカット板に必ず面取りを形成しなければならないという制約があり、さらにＡＴカット板の頂点の欠けなどによって誤選別が起きやすい。
【０００６】
そこで、２枚の偏光素子を使った光学的検出方法が開発されてきた。特開平５−３４２７４号公報はそのような従来の方向選別方法を開示している。図２はその原理を示す斜視図である。第１の偏光板１０と第２の偏光板１２を互いにその偏光方向を９０°ずらした状態で平行に配置する。光源１４からの光は第１の偏光板１０と第２の偏光板１２を通過して、集光用のレンズ１６を通り、受光装置１８で検出される。光源１４を出た光は第１の偏光板１０によって直線偏光となり、水晶のＡＴカット板２０が存在しない状態では、この直線偏光が第２の偏光板１２で遮断されて、２枚の偏光板１０、１２を通過したあとの光の強度はほとんど零になる。
【０００７】
二つの偏光板１０、１２の間にＡＴカット板２０を挿入すると、第２の偏光板１２を通過して出てくる光の強度は必ずしも零にならない。その理由はＡＴカット板２０が光の偏光方向を旋回させるからであり、これを旋光という。そして、ＡＴカット板２０をそのカット面に垂直な軸の回りに回転させると、その回転角に応じて、第２の偏光板１２を通過してくる通過光の強度が変化する。すなわち、ＡＴカット板２０が二つの偏光板１０、１２に対してどちらの方向を向いているかによって旋光性能が異なる。
【０００８】
図２では光の進行方向とＡＴカット板のカット面（表面）とが直角になっているが、光の進行方向がＡＴカット板のカット面（表面）に対して直角以外の任意の角度で交差していても同様の旋光現象が生じる。図３は、光の進行方向がＡＴカット板２０のカット面に対して４０°の角度をなしている状態を示す正面図であるが、この場合でも同様の旋光現象が生じる。
【０００９】
図２または図３に示す光学系において、正方形のＡＴカット板を９０°ずつ回転して、それぞれの回転角度位置で通過光強度を検出すると、四つの回転位置のうち、三つの回転位置では通過光強度が大きく、ひとつの回転位置では通過光強度が小さくなる。そこで、小さい通過光強度を検出したときにＡＴカット板をその回転位置のままで方向選別装置から搬出すれば、ＡＴカット板を一定の方向に揃えることができる。具体的には、大きい通過光強度と小さい通過光強度の間にしきい値を設けて、ＡＴカット板を９０°ずつ回転させながら通過光強度を検出し、この通過光強度としきい値とを比較して、通過光強度がしきい値を下回ったらＡＴカット板が目的の方向に向いていると判断して、ＡＴカット板をそのままの姿勢で搬出すればよい。
【００１０】
このようにして、次々にＡＴカット板を偏光板の間に搬入していけば、図２の矢印１７の方向に出ていくＡＴカット板２０は、常に一定の方向に揃うことになる。図２の例では、選別の効果を肉眼で確認するために、面取りを施してあるＡＴカット板２０を使用したが、面取りを施してないＡＴカット板を用いても正確に目的の方向に揃えることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したような方法でＡＴカット板の向きを一定の方向に揃えることができる。しかしながら、多数のＡＴカット板を方向選別してみると、方向選別装置から搬出されてくるＡＴカット板の中に、まれに、目的の方向に向いていないＡＴカット板が混入することがあることが判明した。そして、いったん、このような誤選別が生じると、頻繁に誤選別が生じることも確認された。
【００１２】
この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、２枚の偏光素子を有する光学系を用いて水晶板の方向を選別する方法において、選別アルゴリズムを工夫することによって誤選別をなくすことにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
水晶板の方向に応じて旋光性能が異なることを利用した上述の従来技術を利用すれば、水晶板を所定の方向に正しく揃えることができるはずであり、原理的には誤選別は生じないはずである。それなのに、まれに誤選別が発生し、しかも、いったん誤選別が生じると頻繁に誤選別が生じるようになるのである。その原因について発明者が鋭意研究した結果、水晶板の旋光性能の方向依存特性には、実は、２種類のものが存在することが判明した。すなわち、ほとんどのＡＴカット板は、９０°ずつの四つの回転角度位置で通過光強度を検出すると、大きな強度が三つ、小さな強度がひとつ検出されるが（これを標準特性と定義する）、まれに、大きな強度が二つ、小さな強度が二つ検出されることがある（これを特異特性と定義する）。そして、同じ製造ロットに属する（すなわち、同じ水晶棒から切り出された）ＡＴカット板は、同種の方向依存特性を示すようである。標準特性のＡＴカット板しか考慮していない従来の方向選別方法で特異特性のＡＴカット板を選別すると、かなりの確率で誤選別を生じることになる。特異特性のＡＴカット板が出現する確率（そのようなロットが見つかる確率）は、経験的に、千分の１から１万分の１ぐらいのオーダーである。出現確率がこのように低いので、特異特性のＡＴカット板が存在することが知られていなかったのも無理はない。しかしながら、いったん特異特性のＡＴカット板が出現して誤選別が生じるようになると、同じ製造ロットに属するＡＴカット板は皆、特異特性を示すことになるので、誤選別が頻繁に生じることとなる。したがって、特異特性のＡＴカット板が出現する確率が低くても、いったん特異特性のＡＴカット板が出現すれば、その影響は重大である。
【００１４】
以上の点をまとめると、この発明は、次のような課題の発見に基づいてなされたものである。（１）水晶板の中には、旋光性能の方向依存特性が上述のように特異特性を示すようなものがまれに存在する。（２）このような特異特性の水晶板を従来の方向選別装置で選別すると誤選別が生じる。
【００１５】
このような認識に基づいて、この発明は次のような構成を採用したものである。すなわち、カット面に対して所定の結晶格子面が傾斜しているような矩形の水晶板の方向を判定してこの水晶板を目的の方向に整列させる方向選別方法において、次の（ア）〜（オ）の段階を実施する。（ア）光源から受光素子に至る光路の途中に、偏光方向が互いに直交する第１の偏光素子と第２の偏光素子とを配置して、これらの二つの偏光素子の間に水晶板を搬入する搬入段階。（イ）前記光源を出て前記第１の偏光素子と前記水晶板と前記第２の偏光素子とを経由した光の強度を前記受光素子で検出して、検出した光の強度と所定のしきい値とを比較し、その比較結果に応じて２種類の判定信号のいずれかを出力し、この判定信号を記憶する判定段階。（ウ）水晶板をそのカット面に垂直な軸の回りに９０°回転させて前記判定段階を繰り返す繰り返し段階。（エ）少なくとも１回の前記繰り返し段階を実行することで、少なくとも２回の前記判定段階を実行し、記憶した複数の前記判定信号の種類とその出現順序とに基づいて水晶板の方向を判別して水晶板を目的の方向に向ける選別段階。（オ）前記水晶板を前記光源と前記受光素子の間から搬出する搬出段階。
【００１６】
ところで、試料の方向選別の技術分野においては、試料を回転させていって検出信号の強度の種類とその「出現順序」とに基づいて試料の方向を選別すること自体は公知である。特開平１１−１４５６０号公報は、円筒状のシリコン・インゴットのオリフラ加工位置を決定する方法において、シリコン・インゴットの外周面にＸ線を照射して、そこで回折する回折Ｘ線の強度をＸ線検出器で検出し、シリコン・インゴットを回転させていったときに検出される回折Ｘ線のピーク強度の大小とその出現順序とに基づいて、シリコン・インゴットの目的の方向を見つけることを開示している。したがって、判定信号の種類とその出現順序とに基づいて試料の目的の方向を見つけるというアイデア自体に進歩性はないと考えられる。
【００１７】
しかしながら、本件発明は、上述のような特異特性を示す水晶板がまれに存在するという現象を発見したことに基づいており、そのような現象を発見したことに価値がある。そして、そのような特異特性の水晶板であっても誤選別を生じないように、判定信号の種類とその出現順序とに基づいて、水晶板を目的の方向に向けるようにしたものである。ゆえに、課題の発見から、その課題を解決するための特定手段の採用に至るまでの創造活動が、本件発明の中核を成しているものと言える。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図４はこの発明の方向選別方法のひとつの実施形態で使用した方向選別装置に関するものであり、その試料台付近を示した斜視図である。試料台３０は水晶のＡＴカット板２０を水平状態で載せることができる。そして、ＡＴカット板２０を載せた状態で上から見て反時計方向及び時計方向のいずれの方向にも回転できる。この試料台３０には四つの光通過溝３２が９０°の角度間隔で形成されている。光通過溝３２の底面３３は水平面に対して６０°の角度で傾斜している。試料台３０の上面の中央には、ＡＴカット板２０を真空吸着して試料台３０に固定するための吸引孔３８があいている。ＡＴカット板２０は、真空吸着パッドで吸着されて試料台３０まで搬送される。また、選別完了後のＡＴカット板２０は、真空吸着パッドで吸着されて搬出される。
【００１９】
使用したＡＴカット板２０は、９ｍｍ×９ｍｍの正方形で、厚さが０．１ｍｍである。肉眼で判別しやすいように、図２に示すように、正方形の四つの頂点のうちの隣り合う二つの頂点に面取りを施してある。
【００２０】
図４において、光源２６から受光装置２８に至る光学系の光軸は、水平面に対して６０°の角度だけ傾斜している。すなわち、光学系の光軸は、ＡＴカット板２０のカット面（表面）に対して６０°の角度をなしている。この傾斜角をどのような値にするかによって、後述する「旋光性能の方向依存特性」のグラフの形状が異なってくる。発明者の実験によれば、傾斜角を６０°付近に設定したときが、方向選別に最も適した「旋光性能の方向依存特性」となる。
【００２１】
図４において、右下の光源２６から出た光は左上の受光装置２８に到達する。光源２６と試料台３０の間には第１の偏光板２２が配置され、試料台３０と受光装置２８の間には第２の偏光板２４が配置されている。光源２６には波長７８０ｎｍの半導体レーザを用い、受光装置２８にはフォトトランジスタを用いた。この光源２６にはレーザビームを集光するためのレンズが組み込まれている。
【００２２】
次に、標準特性のＡＴカット板の旋光性能について説明する。図５は標準特性のＡＴカット板の旋光性能についての方向依存特性を示すグラフである。このグラフは図４の装置で測定したものである。横軸はＡＴカット板のカット面に垂直な回転軸の回りのＡＴカット板の回転角度θ（上から見て時計方向に回転させたときの回転角度）である。縦軸は受光装置の検出電圧（受光電圧）である。この受光電圧は第２の偏光板を通過してくる通過光の強度に比例している。図５のグラフを作成するに当たっては、あらかじめ、次のような偏光板の調整をしておく。図４において、ＡＴカット板２０（標準特性を有するもの）を図４に示す向きで（すなわち、二つの面取りに挟まれた辺が、図４の左手前にくるような向きで）矢印１５の方向から搬入して、これを試料台３０に載せて真空吸着する。そして、そのときの受光電圧を検出する。次に、二つの偏光板２２、２４を、その偏光方向が互いに９０°ずれた状態を保ったまま、光学系の光軸の回りに回転させていって、受光電圧が最小になるような位置を探す。最小位置が見つかったら、その位置で二つの偏光板２２、２４を固定する。これで偏光板の調整が完了する。
【００２３】
このような調整をしたあとでは、ＡＴカット板の旋光性能は図５のグラフに示すような方向依存性（回転角度依存性）を示す。ＡＴカット板の表と裏を反対にして試料台に置いても同じグラフになる。回転角度θの原点については、方向選別装置に搬入されたままの状態のＡＴカット板の回転角度を０°としている。なお、この明細書では、回転角度θについて、その原点を基準にして、上から見て時計方向にＡＴカット板を回転させた場合にθを正（プラス）とし、反時計方向に回転させた場合には負（マイナス）としている。
【００２４】
図５のグラフから次のことが分かる。
（１）受光電圧はＡＴカット板の回転角度θに依存して大きく変化する。
（２）回転角度θが０°のときの受光電圧は非常に小さい（零に近い）が、９０°、１８０°、２７０°のときの受光電圧は非常に大きい。したがって、受光電圧強度に基づいて、０°の位置とほかの三つの角度位置とを区別できる。
【００２５】
次に、従来の方向選別方法を用いて標準特性のＡＴカット板を方向選別する手順を説明する。図４において、まず、上述のように偏光板の調整をしておく。そして、受光電圧について図５の破線３４で示すしきい値を設定する。そして、この受光電圧がしきい値３４より小さいときに判定回路から２種類の信号の一方（以下、Ｌ信号という）を出力するようにし、しきい値３４より大きいときには２種類の信号の他方（以下、Ｈ信号という）を出力するようにする。以上で、準備が完了する。
【００２６】
次に、図４において、方向選別をしたいＡＴカット板２０を、２枚の偏光板２２と２４の間に矢印１５の方向から方向選別装置に搬入する。このとき、ＡＴカット板２０は、正方形の任意の一辺が矢印１５の向きに平行になった状態で搬送されてくる。すなわち、ＡＴカット板２０は、互いに９０°ずつ角度がずれた４種類の方向のうちのいずれかの方向を向いて搬入される。この状態で最初の受光電圧を測定する。もし、ＡＴカット板２０が図４に示す姿勢になっているとすれば、検出電圧は図５の回転角度θが０°のときの値となる。すなわち、受光電圧はしきい値３４を下回り、判定回路からはＬ信号が出力される。これにより、ＡＴカット板２０は所定の正しい方向を向いていると判定され、そのままの向きで図４の矢印１７の方向に搬出される。
【００２７】
もし、ＡＴカット板２０の向きが図４に示す向き以外の三つの向きのいずれかならば、そのときの受光電圧は、図５のグラフの回転角度θが９０°、１８０°、２７０°のときの電圧のいずれかに等しくなり、このときは、受光電圧がしきい値３４を上回る。したがって、判定回路からはＨ信号が出力される。判定回路からＨ信号が出力されたら、ＡＴカット板２０が載っている試料台３０を時計方向に９０°回転させて、同様に受光電圧を測定する。そして、判定回路からＬ信号が出力されるまで、回転と判定とを繰り返す。最大でも４回の判定を行えば、必ずＬ信号を得ることができる。Ｌ信号が得られたときは、そのときにＡＴカット板２０は図４に示す向きの状態にあることになる。したがって、Ｌ信号が得られたときに、ＡＴカット板２０を図４の矢印１７の方向に搬出すれば、ＡＴカット板は所定の方向に揃うことになる。
【００２８】
以上のようにして標準特性のＡＴカット板は問題なく方向選別できるが、特異特性のＡＴカット板ではこの方法では誤選別が生じる。次に、特異特性のＡＴカット板の旋光性能について説明する。図７は特異特性のＡＴカット板の旋光性能についての方向依存特性を示すグラフであり、図５と同様に図４の装置で測定したものである。この図７の特性が図５の特性と異なる点は、回転角度θが０°のときのほかに、２７０°のときにも受光電圧が非常に小さくなる（零に近い）ことである。破線３６で示すしきい値を設定すると、回転角度θが０°と２７０°のときにはＬ信号が出力され、９０°と１８０°のときにはＨ信号が出力される。したがって、ＡＴカット板２０を図４に示す向きで搬入すると、最初の判定信号はＬとなり、そこから９０°ずつ回転させていくにつれて、判定信号はＨ、Ｈ、Ｌと変化する。
【００２９】
すなわち、図４の姿勢で搬入した特異特性のＡＴカット板の判定信号は、０°〜２７０°まで９０°おきに回転したときに、Ｌ、Ｈ、Ｈ、Ｌの順番で出現する。この場合、回転角度０°の状態だけが目的の方向を向いている状態であり、残りの三つの状態は間違った方向（目的の方向以外の方向）を向いているものである。図７のグラフ上でＬ信号には２種類あり、両者を区別するために、ＡＴカット板が目的の方向を向いているときのＬ信号（図７におけるθ＝０°の位置で現れるＬ信号）をＬ１と呼び、間違った方向を向いているときのＬ信号（図７におけるθ＝２７０°の位置で現れるＬ信号）をＬ２と呼ぶことにする。そうすると、図４の姿勢で搬入されたときのＡＴカット板は、９０°ずつ回転させていくと、その判定信号は、Ｌ１、Ｈ、Ｈ、Ｌ２のような出現順序となる。
【００３０】
次に、特異特性のＡＴカット板の搬入姿勢と判定信号の出現順序とを説明する。図６はＡＴカット板が方向選別装置に搬入されるときの四つの可能な姿勢を示している。Ａ状態は図４に示す姿勢と同じである。Ｂ状態は、二つの面取りに挟まれた辺が、図６の右手前にくるような姿勢である。Ｃ状態は、面取りに挟まれた辺が、図６の右奥にくるような姿勢であり、Ｄ状態は、面取りに挟まれた辺が、図６の左奥にくるような姿勢である。ＡＴカット板はこの四つのいずれかの姿勢で方向選別装置に搬入されてくる。換言すれば、矩形のＡＴカット板は、そのいずれかの一辺が進行方向に平行になるように整列された状態で搬送されてくる。
【００３１】
図８は方向選別装置に搬入されるときのＡＴカット板の姿勢と、判定信号の出現順序との関係を示したものである。この図面では、上から見てＡＴカット板を時計方向に９０°ずつ回転させたときの受光電圧を模式的に示してあり、その受光電圧に対応する判定信号を記号Ｌ１、Ｌ２、Ｈのいずれかで表示してある。これまで説明してきたように、特異特性のＡＴカット板が図６のＡ状態で搬入されると、図８のＡに示すように、判定信号の出現順序はＬ１、Ｈ、Ｈ、Ｌ２となる。図６のＢ状態で搬入された特異特性のＡＴカット板は、図８のＢに示すように、判定信号の出現順序はＬ２、Ｌ１、Ｈ、Ｈのようになる。すなわち、図８のＡに示した特性を９０°分だけシフトしたものになる。同様に、Ｃ状態で搬入されたときの判定信号の出現順序はＨ、Ｌ２、Ｌ１、Ｈとなり、Ｄ状態で搬入されたときの判定信号の出現順序はＨ、Ｈ、Ｌ２、Ｌ１となる。
【００３２】
さて、ここで、従来の方向選別方法を用いて特異特性のＡＴカット板を方向選別することを考える。従来方法ではＬ信号が出力されたときに正しい方向に向いていると判定するものであるから、従来方法を使うと次のような判定結果となる。図８を参照すると、（１）図６のＡ状態で搬入されたＡＴカット板は、そのままの状態でＬ信号が出力されるから、正しい方向にあるとして、そのままの姿勢で搬出される。このときはＬ１信号に相当するから、正しい方向に向いた状態で搬出される。（２）図６のＢ状態で搬入されたＡＴカット板は、そのままの状態でＬ信号が出力されるから、そのままの姿勢で搬出される。このときはＬ２信号に相当するから、間違った方向に向いた状態で搬出される。（３）図６のＣ状態で搬入されたＡＴカット板は、そのままの状態ではＨ信号が出力され、９０°回転したときにＬ信号が出力される。したがって、搬入状態から９０°回転した姿勢で搬出される。このときもＬ２信号に相当するから、間違った方向に向いた状態で搬出される。（４）図６のＤ状態で搬入されたＡＴカット板は、そのままの状態ではＨ信号が出力される。そこで、９０°回転すると、またＨ信号が出力され、１８０°回転して、Ｌ信号が出力される。したがって、搬入状態から１８０°回転した姿勢で搬出される。このときもＬ２信号に相当するから、間違った方向に向いた状態で搬出される。
【００３３】
このように、特異特性のＡＴカット板が従来の方向選別装置に搬入されたときには、かなりの確率で誤選別が生じることとなる。
【００３４】
そこで、発明者は、二つのＬ信号のうちのＬ１だけを正しく認識する方法を考えた。原理的には、次のような選別アルゴリズムを用いることができる。図８を参照すると分かるように、次の二つの条件のいずれかを先に満たせば、その時点で、Ｌ１信号を見つけたと判断できる。第１の条件は、Ｌ信号を検出したあとに（すなわち、Ｌ信号を検出してからＡＴカット板を時計方向に９０°回転したときに）Ｈ信号が出現したら、そのＨ信号の前のＬ信号がＬ１信号であると判断するものである。第２の条件は、Ｌ信号のあとにＬ信号が出現したら、２番目のＬ信号がＬ１信号であると判断するものである。
【００３５】
以下に示す表１は、このような選別アルゴリズムを用いて、特異特性および標準特性のＡＴカット板を方向選別するときの、各回転位置での判定信号の種類と選別完了までの回転回数とを示すものである。特異特性と標準特性のそれぞれについて、搬入状態が図６のＡ〜Ｄの４種類があるので、合計で８種類の搬入条件が考えられる。この表の中で、ＣＷ回転とは時計方向の回転を意味し、ＣＣＷ回転とは反時計方向の回転を意味する。そして、「９０°」回転したときの回転動作を「１回」と数えている。
【００３６】
【表１】
0003734398.tif 000002
【００３７】
この選別アルゴリズムをコンピュータで実施するためのフローチャートを図１に示す。このフローチャートでは、三つのレジスタを用いている。すなわち、前回の判定信号の種類を格納するレジスタ（以下、前回レジスタという）と、今回の判定信号の種類を格納するレジスタ（以下、今回レジスタという）と、回転角度θの情報を格納するレジスタ（以下、θレジスタという）とを用いる。このフローチャートを実施する場合、前回レジスタには、クリア状態とＬ信号の２種類の情報のいずれかが格納される。今回レジスタには、Ｈ信号とＬ信号の２種類の情報のいずれかが格納される。θレジスタには、０°、９０°、１８０°、２７０°の４種類の情報のいずれかが格納される。
【００３８】
まず、特異特性のＡＴカット板が図６のＡ状態の姿勢で搬入されてきたものと仮定して、このフローチャートの動作を説明する。ＡＴカット板の１枚ごとに、図１のフローチャートに示す手順をその都度実行することになる。最初に初期状態を設定する。図１において、前回レジスタをクリア状態にし、θレジスタを０°にする（ステップＳ１）。今回レジスタは、どのような記憶内容になっていても構わない。ＡＴカット板を時計方向に回転させていくと、判定信号の出現順序は表１の「特異のＡ」の行に示すように、Ｌ１、Ｈ、Ｈ、Ｌ２となるはずである。まず、搬入された姿勢のままで（すなわちθ＝０°）、受光電圧を検出する（ステップＳ２）。この「受光電圧検出」というステップは、受光電圧を検出する作業と、その受光電圧と所定のしきい値とを比較してＬ信号かＨ信号かを判定して、その値を今回レジスタに格納する作業とを含んでいる。次のステップＳ３では、今回レジスタの値がＬ信号であるか否かを判断する。図６のＡ状態の姿勢で搬入されたＡＴカット板はθ＝０°でＬ信号となるので、ステップ３はＹＥＳとなって、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、θが２７０°に達したか否かを判断する。まだθ＝０°なので、ＮＯとなり、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、前回の判定信号がＬ信号か否かを判断する。このステップＳ５とステップＳ３の組み合わせによって「Ｌ信号後のＬ信号」を満足するか否かを判断している。θ＝０°のときは、初めての判定なので、前回の判定信号は存在しない。したがって、前回レジスタの記憶内容はクリア状態のままである。ゆえに、ステップＳ５での判定はＮＯとなり、今回の判定信号であるところのＬ信号の情報を、前回レジスタに格納する（ステップＳ６）。これでθ＝０°での処理は終了する。次に、ステップＳ７でＡＴカット板を時計方向に９０°回転して（このとき、θレジスタの内容は９０°だけ増加する）、ステップＳ２に戻る。
【００３９】
２回目のステップＳ２では、θ＝９０°での受光電圧を検出する。図６のＡ状態の姿勢で搬入されたＡＴカット板は、９０°だけ時計方向に回転したときにはＨ信号となる。したがって、ステップＳ３はＮＯとなり、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、前回の判定信号がＬ信号か否かを判断する。このステップＳ８とＳ３の組み合わせによって「Ｌ信号後のＨ信号」を満足するか否かを判断している。ステップＳ８では前回がＬ信号なので、ＹＥＳとなって、この条件を満足する。そこで、ステップＳ９に進み、ＡＴカット板を反時計方向に９０°だけ戻して（すなわち、Ｌ信号を検出したときの姿勢にして）、選別完了となる。選別が完了したＡＴカット板は、真空吸着パッドによって試料台から搬出される。
【００４０】
このように、図６のＡ状態の姿勢で搬入されたＡＴカット板は、時計方向に１回回転し、次に反時計方向に１回回転したところで、選別完了となる。この点が表１の「選別完了までの回転回数」の欄に示されている。
【００４１】
次に、特異特性のＡＴカット板が図６のＢ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合は、θ＝０°でＬ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７と進む。θ＝９０°でもＬ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５と進んで、ステップＳ５で「Ｌ信号後のＬ信号」を満たし、選別完了となる。したがって、時計方向に１回回転しただけで選別完了となる。
【００４２】
次に、特異特性のＡＴカット板が図６のＣ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合は、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８、Ｓ１０と進む。ステップＳ１０ではθが２７０°に達したか否かを判断している。このステップＳ１０ではＮＯとなって、ステップＳ７に進み、ステップＳ２に戻る。２回目のステップＳ２（このとき、θ＝９０°）に来ると、今度はＬ信号となり、ステップＳ３、Ｓ４と通過して、ステップＳ５でＮＯとなる。そして、ステップＳ６、Ｓ７を通過して、ステップＳ２に戻る。３回目のステップＳ２（このとき、θ＝１８０°）でもＬ信号となり、ステップＳ３、Ｓ４と通過して、ステップＳ５で今度はＹＥＳとなり、選別完了となる。この場合は、ＡＴカット板は時計方向に２回回転して選別完了となる。
【００４３】
ところで、上述のステップＳ１０は選別不能を検出するためのものである。表１の通りに判定信号が出現するならば、「θ＝２７０°のときにステップＳ１０に到達する」前に、必ず、選別完了に行くはずである。しかし、何らかの異常が発生して、θ＝０°〜２７０°の四つの回転位置のすべてでＨ信号となる場合には、ステップＳ１０がＹＥＳとなる。このような場合は選別不能と判断して、選別処理を終了する。
【００４４】
次に、特異特性のＡＴカット板が図６のＤ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合は、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ７と進んで、ステップＳ２に戻る。θ＝９０°でもＨ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ７と進んで、ステップＳ２に戻る。θ＝１８０°に来ると、今度はＬ信号となり、ステップＳ３、Ｓ４と通過して、ステップＳ５でＮＯとなり、ステップＳ６、Ｓ７と通過して、ステップＳ２に戻る。θ＝２７０°でもＬ信号となり、ステップＳ３、Ｓ４と通過して、ステップＳ５でＹＥＳとなり、選別完了となる。この場合は、ＡＴカット板は時計方向に３回回転して選別完了となる。
【００４５】
次に、標準特性のＡＴカット板（ほとんどのＡＴカット板は、この標準特性である）の場合の動作を説明する。標準特性ではＬ信号は１回しか現れないので「Ｌ信号後のＬ信号」の条件を満たすことはない。「Ｌ信号後のＨ信号」が生じたら、ＡＴカット板を９０°だけ反時計方向に戻して、選別完了ということになる。
【００４６】
まず、標準特性のＡＴカット板が図６のＡ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合は、θ＝０°でＬ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７と進んでステップＳ２に戻る。θ＝９０°ではＨ信号となるので、ステップＳ３、Ｓ８と進んで「Ｌ信号後のＨ信号」が見つかり、Ｓ９を経て選別完了となる。この場合は、時計方向に１回、反時計方向に１回回転して、選別完了となる。
【００４７】
次に、標準特性のＡＴカット板が図６のＢ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合は、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ７と進んでステップＳ２に戻る。θ＝９０°ではＬ信号となるので、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７と進んで、ステップＳ２に戻る。θ＝１８０°ではＨ信号となるので、ステップＳ３、Ｓ８、Ｓ９と進んで選別完了となる。この場合は、時計方向に２回、反時計方向に１回回転して、選別完了となる。
【００４８】
次に、標準特性のＡＴカット板が図６のＣ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合は、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ７と進んでステップＳ２に戻る。θ＝９０°でもＨ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ７と進んで、ステップＳ２に戻る。θ＝１８０°ではＬ信号となるので、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７と進んでステップＳ２に戻る。θ＝２７０°ではＨ信号となるので、ステップＳ３、Ｓ８、Ｓ９と進んで選別完了となる。この場合は、時計方向に３回、反時計方向に１回回転して、選別完了となる。
【００４９】
次に、標準特性のＡＴカット板が図６のＤ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合は、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ７と進んでステップＳ２に戻る。θ＝９０°でもＨ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ７と進んで、ステップＳ２に戻る。θ＝１８０°でもＨ信号となるので、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ７と進んで、ステップＳ２に戻る。θ＝２７０°ではＬ信号となるので、ステップＳ３からステップＳ４に進む。このとき、ステップＳ４はＹＥＳとなり、そのまま選別完了としている。この場合だけは、「Ｌ信号後のＬ信号」も「Ｌ信号後のＨ信号」も見つけないで、選別完了としている。本来ならば、θ＝２７０°で初めてＬ信号になった場合、さらに９０°だけ時計方向に回転してＨ信号を確認し（すなわち、Ｌ信号後のＨ信号を確認し）、それから９０°だけ反時計方向に戻して、選別完了とすべきものである。しかし、そのような経過をたどる（すなわち、θ＝２７０°の位置に戻る）のは明らかであるから、θ＝２７０°で初めてＬ信号になった時点で選別完了としているものである。これにより、無駄な動作を省略している。この場合は、時計方向に３回回転して、選別完了となる。
【００５０】
以上で、表１に示した８種類の搬入条件のすべてについて図１のフローチャートの動作を説明した。ところで、表１の「選別完了までの回転回数」を見ると分かるように、８種類の搬入条件のうちの４種類では、時計方向に回転したあとに反時計方向に９０°戻して選別完了している。特に標準特性のＡＴカット板では４種類の搬入条件のうちの３種類でそのような動作になる。ＡＴカット板のほとんどは標準特性なので、多数のＡＴカット板を選別していく過程では、この「９０°戻して選別完了」という動作が頻繁に起こることになる。このような動作が生じるのは、「Ｌ信号後のＨ信号」を見つけてＬ信号の位置まで戻す、というアルゴリズムを採用しているからである。そこで、次のような第２の選別アルゴリズムを考えた。
【００５１】
第２の選別アルゴリズムでは、ＡＴカット板を時計方向ではなくて反時計方向に９０°ずつ回転させる方法を採用した。以下に示す表２は第２の選別アルゴリズムを採用したときの表１と同様の一覧表である。「各回転位置での判定信号」の欄には、０°からマイナス２７０°までの９０°ずつの回転位置での判定信号が示されている。０°から反時計方向に回転する場合は角度位置θの値はマイナスになる。ＡＴカット板を反時計方向に回転させていく場合は、Ｌ１信号を見つけるアルゴリズムは次のようになる。すなわち、次の二つの条件のいずれかを先に満たせば、その時点で、Ｌ１信号を見つけたと判断できる。第１の条件は、Ｈ信号を検出したあとにＬ信号が出現したら、そのＬ信号がＬ１信号であると判断するものである。第２の条件は、Ｌ信号のあとにＬ信号が出現したら、１番目のＬ信号がＬ１信号であると判断するものである。このような選別アルゴリズムを採用すると、表２の「選別完了までの回転回数」の欄を見ると分かるように、反時計方向に回転させてから時計方向に９０°だけ戻すという動作がほとんどなくなる。特異特性のＡ状態の場合だけ、そのような９０°戻す動作が生じるだけである。
【００５２】
【表２】
0003734398.tif 000003
【００５３】
図９はこの第２の選別アルゴリズムを実施するためのフローチャートである。このフローチャートを実施するには、前回レジスタと今回レジスタとθレジスタと過去レジスタを使っている。前回レジスタには、クリア状態、Ｈ信号、Ｌ信号の３種類の情報のいずれかが格納される。今回レジスタには、Ｈ信号とＬ信号の２種類の情報のいずれかが格納される。θレジスタには、０°、−９０°、−１８０°、−２７０°の４種類の情報のいずれかが格納される。過去レジスタには、クリア状態とＬ信号の２種類の情報のいずれかが格納される。この過去レジスタは、１枚のＡＴカット板を選別していく過程のどこかでＬ信号が現れたらこのＬ信号をずっと格納しておくためのものである。
【００５４】
まず、特異特性のＡＴカット板が図６のＡ状態の姿勢で搬入されてきたものと仮定して、この図９のフローチャートの動作を説明する。最初に初期状態を設定する。図９において、前回レジスタと過去レジスタをクリア状態にし、θレジスタを０°にする（ステップＳ２１）。今回レジスタは、どのような記憶内容になっていても構わない。ＡＴカット板を反時計方向に回転させていくと、判定信号の出現順序は表２の「特異のＡ」の行に示すように、Ｌ１、Ｌ２、Ｈ、Ｈとなるはずである。まず、搬入された姿勢のままで受光電圧を検出し、その受光電圧と所定のしきい値とを比較してＬ信号とＨ信号のいずれかを今回レジスタに格納する（ステップＳ２２）。次に、今回レジスタがＬ信号であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。図６のＡ状態の姿勢で搬入されたＡＴカット板はθ＝０°でＬ信号となるので、ステップＳ２３はＹＥＳとなって、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、前回の判定信号がＨ信号か否かを判断する。このステップＳ２４とステップＳ２３の組み合わせによって「Ｈ信号後のＬ信号」をまんぞくするか否かを判断している。θ＝０°のときは、初めての判定なので、前回の判定信号は存在しない。したがって、前回レジスタの記憶内容はクリア状態のままである。ゆえに、ステップＳ２４での判定はＮＯとなり、ステップＳ２５に進む。ステップ２５では、前回の判定信号がＬ信号か否かを判断する。このステップＳ２５とステップＳ２３の組み合わせによって「Ｌ信号後のＬ信号」を満足するか否かを判断している。θ＝０°のときは初めての判定なので、前回の判定信号は存在せず、このステップ２５もＮＯとなる。そして、今回の判定信号であるところのＬ信号の情報を、前回レジスタに格納する（ステップＳ２６）。また過去レジスタにもＬ信号を格納する（ステップ３０）。これでθ＝０°での処理が終了する。次に、ステップ２７でＡＴカット板を反時計方向に９０°回転して（このとき、θレジスタの内容はマイナス方向に９０°だけ増加する）、ステップＳ２２に戻る。
【００５５】
２回目のステップＳ２では、θ＝−９０°での受光電圧を検出する。図６のＡ状態の姿勢で搬入されたＡＴカット板は、９０°反時計方向に回転したときに、またＬ信号となる。したがって、ステップＳ２３はＹＥＳとなり、ステップＳ２４はＮＯとなって、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では前回の判定信号がＬなのでＹＥＳとなり、「Ｌ信号後のＬ信号」を満たして、ステップＳ２８に進む。第２の選別アルゴリズムでは、「Ｌ信号後のＬ信号」における１番目のＬ信号がＬ１信号であるから、ステップＳ２８で、ＡＴカット板を９０°だけ時計方向に回転して（すなわち、Ｌ１信号の位置に戻して）、選別完了となる。このように、図６のＡ状態の姿勢で搬入されたＡＴカット板は、反時計方向に１回回転し、さらに時計方向に１回回転したところで、選別完了となる。
【００５６】
次に、図９のフローチャートにおいて、特異特性のＡＴカット板が図６のＢ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＬ信号となるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６、Ｓ３０、Ｓ２７と進み、ＡＴカット板を反時計方向に９０°回転して、ステップＳ２２に戻る。θ＝−９０°ではＨ信号となるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進む。途中のステップＳ２９では、今回の判定信号であるところのＨ信号の情報を前回レジスタに格納している。θ＝−１８０°でもＨ信号であり、同様に、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進む。θ＝−２７０°ではＬ信号になるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４と進む。ステップＳ２４では前回がＨ信号なのでＹＥＳとなり、「Ｈ信号後のＬ信号」を満たして、選別完了となる。この場合は、反時計方向に３回回転して選別完了となる。
【００５７】
次に、図９のフローチャートにおいて、特異特性のＡＴカット板が図６のＣ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進み、ステップＳ２２に戻る。θ＝−９０°でもＨ信号となり、同様に、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進み、ステップＳ２に戻る。θ＝−１８０°ではＬ信号になるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４と進んで、選別完了となる。この場合は、反時計方向に２回回転して選別完了となる。
【００５８】
次に、図９のフローチャートにおいて、特異特性のＡＴカット板が図６のＤ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進んで、ステップＳ２２に戻る。θ＝−９０°ではＬ信号になるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４と進んで、選別完了となる。この場合は、反時計方向に１回回転して選別完了となる。
【００５９】
次に、図９のフローチャートにおいて、標準特性のＡＴカット板の場合の動作を説明する。標準特性ではＬ信号は１回しか現れないので「Ｌ信号後のＬ信号」の条件を満たすことはなく、「Ｈ信号後のＬ信号」が生じたら、その時点で選別完了ということになる。
【００６０】
まず、標準特性のＡＴカット板が図６のＡ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合は、θ＝０°でＬ信号となるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６、Ｓ３０、Ｓ２７と進み、ステップＳ２２に戻る。θ＝−９０°ではＨ信号となるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進み、ステップＳ２２に戻る。θ＝−１８０°でもＨ信号であり、同様に、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進み、ステップＳ２２に戻る。θ＝−２７０°でもＨ信号であり、同様に、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８まで進む。ステップＳ２８ではＹＥＳとなるので、ステップＳ３１に進む。ステップ３１では、このＡＴカット板について過去にＬ信号が１度でも現れたかどうかを判断する。今回の場合は、θ＝０°のときにＬ信号が現れているので、そのときにステップＳ３０を通過していて、過去レジスタがＬ信号になっている。したがって、ステップＳ３１はＹＥＳとなって、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２ではＡＴカット板を９０°反時計方向に回転して、これで選別完了となる。この点を説明すると、上述の表２において、「標準のＡ」の行では、θ＝−２７０°でＨ信号となり、それをさらに反時計方向に回転するとＡＴカット板は最初の０°の位置に戻り、そこではＬ信号となる。すなわち、もう１回反時計方向に回転させれば「Ｈ信号後のＬ信号」を満たすことは明らかである。したがって、フローチャート上でθ＝−２７０°に到達してＨ信号ならば、次のＬ信号を見つけることなく（すなわち、さらに反時計方向に９０°回転して受光電圧を検出することなく）、単に９０°反時計方向に回転して選別完了としている。これにより、受光電圧の検出作業が省略できる。
【００６１】
ただし、１枚のＡＴカット板を選別していく過程で１度もＬ信号が現れずにθ＝−２７０°に到達したら、ステップＳ３１がＮＯとなり、そのときは何らかの異常が生じたものとして選別不能と判断し、処理を終了する。
【００６２】
以上説明したように、図９のフローチャートでは、標準特性のＡＴカット板が図６のＡ状態の姿勢で搬入された場合には、ステップＳ２７を３回通過し、ステップＳ３２を１回通過して選別完了となる。したがって、ＡＴカット板は反時計方向に４回回転して（ちょうど３６０°回転して）選別完了となる。最初のθ＝０°の位置が目的の正しい姿勢だった訳である。
【００６３】
次に、図９のフローチャートにおいて、標準特性のＡＴカット板が図６のＢ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進み、ステップＳ２２に戻る。θ＝−９０°と−１８０°でもＨ信号であり、同様に、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進み、ステップＳ２２に戻る。θ＝−２７０°ではＬ信号になるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４と進んで、ステップＳ２４でＹＥＳとなり、「Ｈ信号後のＬ信号」を満足して選別完了となる。この場合は、反時計方向に３回回転して選別完了となる。
【００６４】
次に、図９のフローチャートにおいて、標準特性のＡＴカット板が図６のＣ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進み、ステップＳ２２に戻る。θ＝−９０°でもＨ信号であり、同様に、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進み、ステップＳ２２に戻る。θ＝−１８０°ではＬ信号になるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４と進んで、ステップＳ２４でＹＥＳとなり、「Ｈ信号後のＬ信号」を満足して選別完了となる。この場合は、反時計方向に２回回転して選別完了となる。
【００６５】
次に、図９のフローチャートにおいて、標準特性のＡＴカット板が図６のＤ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ２７と進み、ステップＳ２２に戻る。θ＝−９０°ではＬ信号になるので、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４と進んで選別完了となる。この場合は、反時計方向に１回回転して選別完了となる。これで、８種類の搬入条件のすべてについて図９のフローチャートの動作を説明した。
【００６６】
上述の表１と表２を比べると、次のことが分かる。表１の選別アルゴリズムでは、特異特性のＡＴカット板についての４種類の搬入条件の「選別完了までの回転回数」を合計すると８回になり、平均値は２回となる。ＡＴカット板がＡ〜Ｄ状態のどの姿勢で搬入されてくるかはランダムであるから、特異特性のＡＴカット板を多数選別すれば、その「選別完了までの回転回数」の平均値は実際にほぼ２回になる。表１の選別アルゴリズムにおいて標準特性のＡＴカット板の場合は、「選別完了までの回転回数」の平均値は３回である。
【００６７】
一方、表２の選別アルゴリズムでは、特異特性のＡＴカット板の場合は「選別完了までの回転回数」の平均値は２回であり、表１と同じである。標準特性のＡＴカット板の場合は「選別完了までの回転回数」の平均値は２.５回であり、表１よりも回転回数が少なくなる。したがって、表２と図９に示す第２の選別アルゴリズムの方が、表１と図１に示す第１の選別アルゴリズムよりも優れている。
【００６８】
次に、第３の選別アルゴリズムを説明する。このアルゴリズムは、第２の選別アルゴリズムよりも選別完了までの回転回数をさらに少なくしたものである。この第３の選別アルゴリズムは、ＡＴカット板を反時計方向に９０°ずつ回転していく点は第２の選別アルゴリズムと同じである。違うところは、搬入状態で（すなわち、θ＝０°で）Ｌ信号になったら、最初だけＡＴカット板を時計方向に回転することである。以下に示す表３は第３の選別アルゴリズムを採用したときの表２と同様の一覧表である。「各回転位置での判定信号」の欄には、０°からマイナス２７０°までの９０°ずつの回転位置のほかに、０°の左側にプラス９０°の回転位置の判定信号も示されている。この判定信号はマイナス２７０°のときの判定信号と全く同じものである。
【００６９】
【表３】
0003734398.tif 000004
【００７０】
図１０はこの第３の選別アルゴリズムを実施するためのフローチャートである。このフローチャートを実施するには、今回レジスタとθレジスタを使っている。今回レジスタには、Ｈ信号とＬ信号の２種類の情報のいずれかが格納される。θレジスタには、９０°、０°、−９０°、−１８０°、−２７０°の５種類の情報のいずれかが格納される。
【００７１】
まず、特異特性のＡＴカット板が図６のＡ状態の姿勢で搬入されてきたものと仮定して、この図１０のフローチャートの動作を説明する。最初に初期状態を設定する。図１０において、θレジスタを０°にする（ステップＳ４１）。今回レジスタは、どのような記憶内容になっていても構わない。まず、搬入された姿勢のままで受光電圧を検出し、Ｌ信号とＨ信号のいずれかを今回レジスタに格納する（ステップＳ４２）。図６のＡ状態の姿勢で搬入された特異特性のＡＴカット板はθ＝０°でＬ信号となるので、今回レジスタはＬ信号になる。ステップＳ４３はＹＥＳとなって、ステップＳ４４に進む。ステップＳ４４では、ＡＴカット板を反時計方向ではなくて時計方向に９０°回転する。したがって、θ＝９０°になる。この回転位置で、もう一度受光電圧を検出する（ステップＳ４５）。θ＝９０°ではＨ信号となるので、これを今回レジスタに格納する。ステップＳ４６で今回レジスタがＬ信号かどうかを判断し、これはＮＯとなるので、ステップＳ４７に進む。ステップＳ４７ではＡＴカット板を９０°反時計方向に回転して（すなわち、θ＝０°の位置に戻って）選別完了となる。この点を説明すると、ステップＳ４６がＮＯということは、ステップＳ４３とＳ４６の組み合わせから、Ｌ信号のあとにＨ信号となった訳であるが、これを反時計方向の回転方向から見れば、「Ｈ信号後のＬ信号」の条件を満たすことになる。したがって、そのときのＬ信号の位置になるように、ステップＳ４７でＡＴカット板を９０°反時計方向に回転させている。この場合、時計方向に１回、反時計方向に１回回転して、選別完了となる。
【００７２】
次に、図１０のフローチャートにおいて、特異特性のＡＴカット板が図６のＢ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＬ信号となるので、ステップＳ４２、Ｓ４３、Ｓ４４、Ｓ４５、Ｓ４６と進む。θ＝９０°でもＬ信号となるので、ステップＳ４６はＹＥＳとなり、選別完了となる。この場合は、ステップＳ４３とＳ４６の組み合わせから、Ｌ信号のあとにＬ信号となった訳であるが、これは、反時計方向の回転方向から見ても「Ｌ信号後のＬ信号」（その場合の１番目のＬ信号がＬ１）の条件を満たすことになる。したがって、ステップＳ４６でＹＥＳになれば、そのまま選別完了となる。この場合、時計方向に１回回転しただけで選別完了となる。
【００７３】
次に、図１０のフローチャートにおいて、特異特性のＡＴカット板が図６のＣ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ４３はＮＯとなり、ステップＳ４８に進む。ステップ４８ではＡＴカット板を本来の反時計方向に９０°回転する。したがって、θ＝−９０°になる。この回転位置で、もう一度受光電圧を検出する。θ＝−９０°ではＨ信号となるので、これを今回レジスタに格納する（ステップＳ４９）。そして、ステップＳ５０で今回レジスタがＬ信号かどうかを判断する。ここでＮＯとなってステップＳ５１に進み、θ＝−２７０°かどうかを判断する。ここでＮＯとなって、θ＝−９０°での処理が終了する。次に、ステップＳ４８に戻って、ＡＴカット板を反時計方向に９０°回転する。ステップＳ４９に進む。θ＝−１８０°ではＬ信号となるので、ステップＳ５０でＹＥＳとなり、ここで選別完了となる。すなわち、「Ｈ信号後のＬ信号」の条件を満たしたことになる。この場合、反時計方向に２回回転して選別完了となる。なお、ステップＳ５１は、四つの回転位置のすべてでＨ信号となるような場合に選別不能と判断するためのものである。
【００７４】
次に、図１０のフローチャートにおいて、特異特性のＡＴカット板が図６のＤ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ４２、Ｓ４３、Ｓ４８、Ｓ４９、Ｓ５０と進む。θ＝９０°ではＬ信号となるので、ステップＳ５０はＹＥＳとなり、選別完了となる。この場合、反時計方向に１回回転して選別完了となる。
【００７５】
次に、図１０のフローチャートにおいて、標準特性のＡＴカット板が図６のＡ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＬ信号となるので、ステップＳ４２、Ｓ４３、Ｓ４４、Ｓ４５、Ｓ４６と進む。θ＝９０°ではＨ信号となるので、ステップＳ４６はＮＯとなって、ステップＳ４７を経てから、選別完了となる。この場合、時計方向に１回、反時計方向に１回回転して、選別完了となる。
【００７６】
次に、図１０のフローチャートにおいて、標準特性のＡＴカット板が図６のＢ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ４２、Ｓ４３、Ｓ４８、Ｓ４９と進む。θ＝−９０°でもＨ信号となるので、ステップＳ５０、Ｓ５１、Ｓ４８、Ｓ４９と進む。θ＝−１８０°でもＨ信号となるので、ステップＳ５０、Ｓ５１、Ｓ４８、Ｓ４９と進む。θ＝−２７０°ではＬ信号となるので、ステップＳ５０はＹＥＳとなり、ここで選別完了となる。この場合、反時計方向に３回回転して選別完了となる。
【００７７】
次に、図１０のフローチャートにおいて、標準特性のＡＴカット板が図６のＣ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ４２、Ｓ４３、Ｓ４８、Ｓ４９と進む。θ＝−９０°でもＨ信号となるので、ステップＳ５０、Ｓ５１、Ｓ４８、Ｓ４９と進む。θ＝−１８０°ではＬ信号となるので、ステップＳ５０はＹＥＳとなり、ここで選別完了となる。この場合、反時計方向に２回回転して選別完了となる。
【００７８】
次に、図１０のフローチャートにおいて、標準特性のＡＴカット板が図６のＤ状態の姿勢で搬入されたときの動作を説明する。この場合、θ＝０°でＨ信号となるので、ステップＳ４２、Ｓ４３、Ｓ４８、Ｓ４９と進む。θ＝−９０°ではＬ信号となるので、ステップＳ５０はＹＥＳとなり、ここで選別完了となる。この場合、反時計方向に１回回転して選別完了となる。これで、８種類の搬入条件のすべてについて図１０のフローチャートの動作を説明した。
【００７９】
ここで、表３の選別アルゴリズムでの「選別完了までの回転回数」の平均値を計算すると、特異特性のＡＴカット板の場合は「選別完了までの回転回数」の平均値は１.５回であり、標準特性のＡＴカット板の場合は「選別完了までの回転回数」の平均値は２回である。したがって、表３と図１０に示す第３の選別アルゴリズムを用いると、表２と図９に示す第２の選別アルゴリズムよりもさらに回転回数が少なくなる。
【００８０】
この発明は上述の実施形態に限定されず、次のような変更が可能である。
（１）上述の実施形態では、選別の効果を肉眼で確認するために、面取りを施してあるＡＴカット板を使用したが、面取りを施してないＡＴカット板を用いても正確にＡＴカット板を目的の方向に揃えることができる。
（２）ＡＴカット板の表面に対する光の入射角は６０°付近が最適であるが、図５や図７のようなグラフが得られれば６０°以外の入射角でも構わない。
【００８１】
【発明の効果】
この発明は、２枚の偏光素子の間に矩形の水晶板を配置して、この光学系を通過した光の強度を所定のしきい値と比較して判定信号の種類を求め、水晶板の９０°ごとの回転に伴って判定信号の種類の出現順序がどのようになるかに基づいて水晶板の方向を選別するようにしたので、水晶板の旋光特性が特異特性であっても標準特性であっても、誤選別を起こすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方向選別方法のひとつの実施形態（第１アルゴリズム）のフローチャートである。
【図２】従来の方向選別方法の原理を示す斜視図である。
【図３】従来の方向選別方法の別の例を示す正面図である。
【図４】この発明の方向選別方法のひとつの実施形態で使用した方向選別装置の試料台付近を示す斜視図である。
【図５】標準特性のＡＴカット板の旋光性能についての方向依存特性を示すグラフである。
【図６】ＡＴカット板が方向選別装置に搬入されるときの四つの可能な姿勢を示す斜視図である。
【図７】特異特性のＡＴカット板の旋光性能についての方向依存特性を示すグラフである。
【図８】方向選別装置に搬入されるときのＡＴカット板の姿勢と、判定信号の出現順序との関係を示した説明図である。
【図９】この発明の方向選別方法の別の実施形態（第２アルゴリズム）のフローチャートである。
【図１０】この発明の方向選別方法のさらに別の実施形態（第３アルゴリズム）のフローチャートである。
【符号の説明】
２０  ＡＴカット板
２２  第１の偏光板
２４  第２の偏光板
２６  光源
２８  受光装置
３０  試料台
【図１】
0003734398.tif 000005
【図２】
0003734398.tif 000006
【図３】
0003734398.tif 000007
【図４】
0003734398.tif 000008
【図５】
0003734398.tif 000009
【図６】
0003734398.tif 000010
【図７】
0003734398.tif 000011
【図８】
0003734398.tif 000012
【図９】
0003734398.tif 000013
【図１０】
0003734398.tif 000014