JP2002365228A - ピンホール検出器 - Google Patents
ピンホール検出器Info
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Abstract
を提供する。 【解決手段】 ピンホールPをZ軸方向に沿って通過し
た光Lは、光検出素子4に結合することとなるが、ピン
ホールPの透過光以外のノイズ光の進行方向はZ軸に対
して傾いているため、このノイズ光の光検出素子4への
結合は、入射角を制限する第1及び第2光学手段1,2に
よって制限される。したがって、本検出器は、検出の際
に必ずしも閉塞空間を必要とせず、ピンホールPを容易
に検出することができる。
Description
に関する。
されたピンホールの有無の検出が行われている。ゴム状
のフィルムに形成されたピンホールを検出するために
は、当該フィルムで密閉容器の一部分を構成し、この容
器内に液体を充填し、容器からの液漏れの有無を検出す
ればよい。また、金属フィルムに形成されたピンホール
を検出するためには、密閉された暗箱の一部分を当該フ
ィルムで構成し、ピンホールを透過する光の有無を暗箱
の内側で検出すればよい。すなわち、いずれの検出も、
閉塞した空間が必要である。
た空間を利用した検出は容易性が低く、また、閉塞した
空間では不可能な検出も多い。例えば、工場内で圧延さ
れたばかりのアルミフィルムが移動している場合、製造
直後のラテックスフィルムが移動している場合等であ
る。本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので
あり、検出の容易性を向上可能なピンホール検出器を提
供することを目的とする。
め、本発明に係るピンホール検出器は、被測定物のピン
ホールを透過した光を検出する光検出素子を備えたピン
ホール検出器において、XYZ直交座標系を設定した場
合、透過可能なXZ平面内における光の入射角を制限す
る第1光学手段と、前記光検出素子に光学的に結合可能
なYZ平面内における光の入射角を制限する第2光学手
段とを、前記被測定物と前記光検出素子との間の光路間
に、Z軸に沿って順次配置したことを特徴とする。
通過した光は、光検出素子に結合することとなるが、ピ
ンホールの透過光以外のノイズ光の進行方向はZ軸に対
して傾いているため、このノイズ光の光検出素子への結
合は第1及び第2光学手段によって制限される。したがっ
て、本検出器は、検出の際に必ずしも被測定物と検出器
との間に厳密な閉塞空間を必要とせず、ピンホールを容
易に検出することができる。
ルフィルムから構成することができる。ライトコントロ
ールフィルムにおけるルーバーの長手方向はY軸方向と
すればよい。この場合、X方向の入射角が制限される。
トコントロールフィルムをZ軸に沿って離隔配置してな
ることとしてもよい。この場合も、ルーバーの長手方向
はY軸方向とすればよく、この場合、前段のフィルム及
び後段のフィルムを共に透過可能な光の入射角は離隔距
離に応じて小さくなるため、当該離隔によって入射角の
制限性能を著しく向上させることができる。
トロールフィルムは、透明樹脂内に複数の不透明ルーバ
ーを平行に組込んだルーバーフィルムから構成すること
ができる。
う集光レンズと、前記集光レンズの集光位置に配置され
入射光束径を制限する受光領域から構成することができ
る。YZ平面内において、Z軸に沿って入射した光は集
光レンズによって受光領域上に集光するが、Z軸から大
きく傾いて第2光学手段に入射した光は、受光領域上に
は集光しないため、光検出素子に結合可能なYZ平面内
の光の入射角を制限することができる。
る。被測定物が大きい場合には、複数のホトダイオード
をX軸に沿って配置すればよい。すなわち、受光領域を
X軸に沿って複数配置すれば、被測定物がX軸方向に幅
を有する場合においても、幅内の領域に形成されたピン
ホールの検出を行うことができる。
し、前記光ファイバの他端を前記光検出素子に光学的に
結合させることもできる。光ファイバは入射光束径を制
限することができると共に任意の位置に光を伝達するこ
とができるので、これを用いた場合には、光検出素子を
適当な位置に配置することができると共に、光ファイバ
は束ねることができるため、これに結合させる光検出素
子の数を減少させることができる。
る光の立体角を著しく制限することにより、閉塞空間を
不要としたものであるため、ピンホール透過光の強度が
高くなければ、光検出素子は高感度のものが要求され
る。このような高感度の光検出素子としては光電子増倍
管を挙げることができ、これを用いれば実際にピンホー
ルを検出することができた。
ル検出器について説明する。同一要素には、同一符号を
用い、重複する説明は省略する。
の縦断面図、図2はピンホール検出器を一部破断して示
す当該ピンホール検出器の斜視図である。
が開口した暗箱10を有している。暗箱10の開口端面
上には開口OPを覆うように被測定物20が配置され、
被測定物20上には光源30が位置する。
ルミニウムのフィルムであることとし、このフィルムは
Y軸方向に沿って移動させられるものとする。
20に形成されたピンホールP、暗箱10の開口端より
も内側に配置された第1光学手段1、暗箱10内であっ
て第1光学手段1の後段に配置された第2光学手段2を
介して、ライトガイド3に入射する。ライトガイド3
は、入射光を光検出素子4に結合させる。
4には光源30からの光Lが入射することとなるので、
光検出素子4の出力の大きさに基づいて、ピンホールP
の有無や大きさを検出することができる。すなわち、こ
のピンホール検出器は、被測定物20のピンホールPを
透過した光Lを検出する光検出素子4を備えたピンホー
ル検出器である。
する。
平面内における光の入射角を制限する第1光学手段1
と、光検出素子4に光学的に結合可能なYZ平面内にお
ける光の入射角を制限する第2光学手段2とを、被測定
物20と光検出素子4との間の光路間に、Z軸に沿って
順次配置したものである。
光Lは、光検出素子4に結合することとなるが、ピンホ
ールPの透過光以外のノイズ光の進行方向はZ軸に対し
て傾いているため、このノイズ光の光検出素子4への結
合は第1及び第2光学手段1,2によって制限される。し
たがって、本検出器は、検出の際に必ずしも閉塞空間を
必要とせず、暗箱10と被測定物20との間に若干の隙
間が存在しても、ピンホールPを容易に検出することが
できるものである。
ールフィルム1b,1cから構成されている。ライトコ
ントロールフィルム1b,1cにおけるルーバーの長手
方向はY軸方向である。この場合、X方向の入射角が制
限される。また、各ライトコントロールフィルム1b,
1cは、保護ガラス1a及びフィルター1dによってそ
れぞれ支持されている。なお、保護ガラス1aは、暗箱
10の開口OPを封止し、粉塵の暗箱10内部への導入
を抑制している。また、フィルター1dはガラス板とす
ることもできるが、ここでは光源30の出射光を選択的
に透過させるバンドパスフィルターであることとする。
足説明する。
断面図である。同図は、XZ平面で切って示される。図
示の如く、ピンホールPに垂直に入射した光源30から
の光Lは、ピンホールPを通過してZ軸方向に沿って進
行するが、暗箱10と被測定物20との間から入射する
ノイズ光LNは、Z軸に対して入射角θx’を有して暗
箱10内部へと進行する。
斜視図である。ライトコントロールフィルム1bは、ポ
リエチレンテレフタレートからなる2つの透明樹脂膜1
b1,1b2と、これらの間に平行配置された複数のルー
バー1b3からなる。要するに、ライトコントロールフ
ィルム1bは、透明樹脂1b1,1b2内に複数の不透明
ルーバー1b3を平行に組込んだルーバーフィルムであ
る。このようなフィルムは、住友スリーエム株式会社に
おいて販売されており、また、他のものとしては、例え
ば、特開平05-215908号公報等に記載されているものが
ある。
グラフである。同グラフに示されるように、XZ平面内
におけるライトコントロールフィルム1bへの光の入射
角θxが0度を基準として所定範囲内にある場合、入射
光は当該フィルム1bを透過するが、所定範囲外の場
合、これを透過しない。すなわち、光源30からライト
コントロールフィルム1bに入射した光Lは、これを透
過するが、上述のノイズ光LNは不透過となる。以上の
構成により、ライトコントロールフィルム1bは、XZ
平面内における入射角制限機能を有することとなる。
構成及び機能はライトコントロールフィルム1bのもの
と同一であり、ポリエチレンテレフタレートからなる2
つの透明樹脂膜1c1,1c2と、これらの間に平行配置
された複数のルーバー1c3からなる(図6参照)。
2枚用いている。すなわち、 第1光学手段1は、2以
上のライトコントロールフィルム1b,1cをZ軸に沿
って離隔配置してなる。
ルフィルム1b,1cの縦断面図である。ルーバー1b
3,1c3の長手方向は共にY軸方向である。このように
配置した場合、前段のフィルム1b及び後段のフィルム
1cを共に透過可能な光の入射角は離隔距離Dに応じて
小さくなる。前段のフィルム1bのみの場合の入射角は
最大でθ1まで許容されるが、これを後段のフィルム1
cと組み合わせた場合には、その入射角はθ2(<θ1)
までしか許容されない。このように、フィルムの離隔に
よって入射角の制限性能を著しく向上させることができ
る。
て説明する。第2光学手段2は、Y軸方向にのみ集光を
行う集光レンズ(シリンドリカルレンズ)2aと、集光
レンズ2aの集光位置に配置され入射光束径を制限する
受光領域(入射開口)2bから構成されている。YZ平
面内において、Z軸に沿って入射した光は集光レンズ2
aによって受光領域2b上に集光するが、Z軸から大き
く傾いて第2光学手段2に入射した光は、受光領域2b
上には集光しないため、光検出素子4に結合可能なYZ
平面内の光の入射角を制限することができる。
ることもできる。被測定物20が大きい場合には、複数
のホトダイオードをX軸に沿って配置すればよい。すな
わち、受光領域2bをX軸に沿って複数配置すれば、被
測定物20がX軸方向に幅を有する場合においても、幅
内の領域に形成されたピンホールの検出を行うことがで
きる。
イド3を構成する光ファイバFの一端とする。この光フ
ァイバFの他端は光検出素子4に光学的に結合してい
る。光ファイバFは入射光束径を制限することができる
と共に任意の位置に光を伝達することができるので、光
検出素子4を適当な位置に配置することができる。光フ
ァイバFは束ねられているので、これに結合させる光検
出素子4の数はホトダイオードを直接配置する場合より
も減少させることができる。
る光の立体角を著しく制限することにより、閉塞空間を
不要としたものであるため、ピンホール透過光の強度が
高くなければ、光検出素子4は高感度のものが要求され
る。高感度の光検出素子4として、本例では光電子増倍
管(PMT)を用いている。
足説明する。
断面図である。同図は、YZ平面で切って示される。図
示の如く、ピンホールPに垂直に入射した光源30から
の光Lは、ピンホールPを通過してZ軸方向に沿って進
行するが、暗箱10と被測定物20との間から入射する
ノイズ光LNは、Z軸に対して入射角θy’を有して暗
箱10内部へと進行する。
含む光ファイバFの斜視図である。受光領域2bは、集
光レンズ2aの集光位置、より詳細には、集光レンズ2
aの焦点位置に配置されている。受光領域2bはX軸に
沿って複数配列している。光源30から集光レンズ2a
に垂直に入射した光Lは、受光領域2b上に集光する
が、上述のノイズ光LNは受光領域2bから外れた位置
に入射する。以上の構成により、集光レンズ2a及び受
光領域2bは、YZ平面内における入射角制限機能を有
することとなる。
入射角θyと受光領域2bへの光の入射率の関係を示す
グラフである。同グラフに示されるように、YZ平面内
における入射角θyが0度を基準として所定範囲内にあ
る場合、受光領域2bに光は入射するが、所定範囲外の
場合、これを入射しない。
出器は、検出の際に必ずしも閉塞空間を必要とせず、ピ
ンホールPを容易に検出することができ、被測定物20
が工場等で生産されつつ高速で移動している場合におい
ても、そのピンホールを検出することが可能となる。
ンホールPを容易に検出することができる。
である。
ホール検出器の斜視図である。
る。
る。
る。
b,1cの縦断面図である。
る。
イバFの斜視図である。
受光領域2bへの光の入射率の関係を示すグラフであ
る。
ム、1c…ライトコントロールフィルム、1b…ライト
コントロールフィルム、1b3…ルーバー、1c3…ルー
バー、1…第1光学手段、1a…保護ガラス、2…第2
光学手段、2b…受光領域、2a…集光レンズ、1
b1,1b2…透明樹脂、3…ライトガイド、4…光検出
素子、10…暗箱、20…被測定物、30…光源、F…
光ファイバ、L…光、LN…ノイズ光、OP…開口、P
…ピンホール。
Claims (8)
- 【請求項1】 被測定物のピンホールを透過した光を検
出する光検出素子を備えたピンホール検出器において、
XYZ直交座標系を設定した場合、透過可能なXZ平面
内における光の入射角を制限する第1光学手段と、前記
光検出素子に光学的に結合可能なYZ平面内における光
の入射角を制限する第2光学手段とを、前記被測定物と
前記光検出素子との間の光路間に、Z軸に沿って順次配
置したことを特徴とするピンホール検出器。 - 【請求項2】 前記第1光学手段は、ライトコントロー
ルフィルムからなることを特徴とする請求項1に記載の
ピンホール検出器。 - 【請求項3】 前記第1光学手段は、2以上のライトコ
ントロールフィルムをZ軸に沿って離隔配置してなるこ
とを特徴とする請求項1に記載のピンホール検出器。 - 【請求項4】 前記第1光学手段又は前記ライトコント
ロールフィルムは、透明樹脂内に複数の不透明ルーバー
を平行に組込んだルーバーフィルムであることを特徴と
する請求項2又は3に記載のピンホール検出器。 - 【請求項5】 前記第2光学手段は、Y軸方向にのみ集
光を行う集光レンズと、前記集光レンズの集光位置に配
置され入射光束径を制限する受光領域からなることを特
徴とする請求項1に記載のピンホール検出器。 - 【請求項6】 前記受光領域は光ファイバの一端であ
り、前記光ファイバの他端は前記光検出素子に光学的に
結合していることを特徴とする請求項5に記載のピンホ
ール検出器。 - 【請求項7】 前記受光領域はX軸に沿って複数配置さ
れていることを特徴とする請求項5に記載のピンホール
検出器。 - 【請求項8】 前記光検出素子は、光電子増倍管である
ことを特徴とする請求項1に記載のピンホール検出器。
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