JP2004309481A - 透明材料中の欠陥の検出方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透明材料の一定の容積部分を第一放射光源で照射する工程と、第二放射光源の光を前記透明材料中へ照射結合させて前記容積部分中の前記光の光路が前記透明材料の内部だけに拡がるようにする工程と、前記透明材料の前記容積部分中の前記欠陥の存在を検出するため、前記容積部分中の欠陥からの散乱光、前記容積部分中の前記欠陥からの明度視野吸収、及び/または前記容積部分中の前記欠陥による前記第一放射光源の光の偏向を検出する工程から構成される透明材料中の欠陥の検出方法。
【選択図】図1
Description
a)前記透明材料の一定容積部分へ第一放射光源からの光を照射する工程と、
b)前記容積部分中の光路が前記透明材料内部に進むように第二放射光源からの光を前記透明材料中へ伝搬する工程と、
c)前記容積部分中の欠陥からの散乱光、前記容積部分中の欠陥からの明度視野吸収、及び/または前記容積部分中の欠陥による前記第一放射光源からの光の偏向を検出して前記容積部分中の欠陥の存在を検出する工程、から構成される。
かかる理解に基づき、本発明は前記明度視野方法と透明材料内部の一定容積中の欠陥だけを感知できる第二の方法を組み合わせることを基本概念としている。双方の方法が同一の欠陥を検出できることを確実にするために、同一容積部分の透明材料のみについて双方の方法で試験を行うように注意を払うことが必要である。両方法を組み合わせることにより、明度視野信号と前記第二の方法の信号の一致性を試験することが可能であり、また一致する場合には明度視野信号の原因が材料内部にあることが示される。一致しない場合は、欠陥が測定された容積中には存在せず、表面上にあることが示される。後者の場合の殆どは例えば埃の影響によるものである。
上記考慮すべき点に基づき、前記技術的課題を解決する透明材料中の欠陥の検出方法の一実施態様は、透明材料の一定容積部分を第一放射光源を用いた明度視野照明下に置き及び第二放射光源を用いて透明材料中へ光を照射させ、それによって部分的容積内の光路が透明材料内のみに進むようにすることから構成される。本実施態様による方法によれば、欠陥を示す吸収が明度視野中に検出され、また欠陥によって散乱された第二放射光源の光が検出された時に、前記容積部分中に欠陥が存在することが検出される。
ここで、前記後続して光の散乱によって生成された信号を散乱光信号と呼ぶ。
このさらなる発明概念に基づき、本願発明に係る透明材料中の欠陥の検出方法のさらに別の実施態様は、前記一定容積部分を第一放射光源を用いて照射し、また第二放射光源を用いて一定容積部分を通る光路が透明材料の内部だけに限られるように光を透明材料中へ導入あるいは結合させるように構成されている。この実施態様によれば、前記一定容積部分中の欠陥は前記一定容積部分からの散乱光と第一放射光源からの光によって生ずる偏向あるいは屈曲の双方を検出することによって検出される。
ここで、前記偏向光から生成された信号を以下偏向信号と呼ぶ。
a)欠陥から散乱された前記第二放射光源の散乱光、及び/または
b)欠陥によって生じた前記第一放射光源の光の吸収を伴った明度視野光、及び/または
c)欠陥によって偏向された前記第一放射光源光。
前記透明材料中の欠陥あるいはきず部分で散乱される前記第二放射光源の光を検出するための検出器が配置される。この検出器は前記第一放射光源の光を検出する検出器と同一であってもよいし、あるいは異なるものであってもよい。
このような放射偏向を検出するために、前記第一放射光源を二部分構成の放射光源とすることが可能である。これにより、2つの異なる強度または色をもつ光をかかる放射光源のそれぞれの部分から発することができる。例えば、赤色または緑色の2色の光を発した場合、欠陥あるいはきずによる放射偏向作用によって検出される赤色または緑色光の光量が変化する。検出器における各電圧信号U1及びU2が対応する色と相関関係にあるならば、これらの電圧信号U1及びU2の変化は放射偏向に一致する。双方の電圧の差異は偏向量の尺度となる。
比、Upos=(U1−U2)/(U1+U2)を用いて欠陥を検出することが可能である。従って、振幅Uposは欠陥あるいはきずによってひき起こされる偏向量の尺度となる。
散乱光信号、放射偏向信号及び明度視野信号を同時に操作することも可能である。表面上の放射偏向性部位をこの手法で検出し、かつ材料の品質管理検査中においてこれを無視することも可能である。これら3つの信号が同時に一致するかあるいは肯定的である場合、これは材料内部またはバルク中に放射偏向性及び放射吸収性の欠陥が存在することを示すものである。この欠陥がさらに放射偏向も起こす状況では、前記したような欠陥のより広範かつ向上した類別化が可能となる。
一方において前記散乱光の検出が可能であるが、他方において偏向放射及び/または明度視野信号の検出は異なる検出器を用いても可能である。
前記したように、2部分構成の第一放射光源が選択されたならば、これは1光源が他の光源のパルス間の合間に光を放射する限り、3光源を備えた実施態様に相当するものとなる。
また分析あるいは評価装置を備えて、検出信号を処理し明度視野信号、散乱光信号及び/または偏向信号を確認することも行われる。
前記ガラス体3は、波長λ2の光を発する第二放射光源5によって横方向あるいは該ガラス体3の側縁部から照射される。前記第二放射光源5からの光は、図1中の左横方向の矢印で示される一定の容積部分2において一部散乱される。前記ガラス体3は左から右へと横方向へ速度vで移動する。
波長λ2の光も、図3の左から右へ横方向に縁部を通ってガラス体3中へ一緒に入る。この縁部からの光は右から左へと泡(欠陥)を通過し、この泡によって光が前記照射を受けた領域中へと散乱される。
本発明の要旨は上記において十分に開示されているため、さらに詳細な分析を必要とせずとも、第三者は先行技術の見地に立って本発明の包括的あるいは特有の態様を構成する必須の特徴を漏らすことなく現在の知識を適用し本発明の要旨を種々用途へ容易に適合させることが可能である。
Claims (26)
- a)透明材料の一定容積部分を第一放射光源で照射する工程と、
b)第二放射光源の光を前記透明材料中へ照射させ、前記容積部分中のこの光の光路が前記透明材料の内部だけに進むようにする工程と、
c)前記透明材料の前記容積部分中の前記欠陥の存在を検出するため、前記容積部分中の欠陥からの散乱光、前記容積部分中の前記欠陥からの明度視野吸収、及び/または前記容積部分中の前記欠陥による前記第一放射光源からの光の偏向を検出する工程から構成される、透明材料中の欠陥の検出方法。 - 局部空間解析能によって前記材料を測定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 明度視野信号の散乱光信号に対する比、あるいは偏向信号の前記散乱光信号に対する比から前記欠陥の欠陥型を判定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 前記第二放射光源が単色光を発することを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 前記第二放射光源からの前記光が板ガラス薄板あるいは板ガラス板中へ照射結合されることを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 前記第二放射光源が緑色光を発することを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 前記緑色光の波長が532nmであることを特徴とする請求項6項記載の方法。
- 前記第二放射光源が赤色光を発することを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 前記透明材料中へ照射結合された前記第二放射光源からの光の前記透明材料の縁部における強度が前記透明材料の中心における前記光の強度より約10倍強いことを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 前記第二放射光源の光が透明材料内部において全反射されるように前記光が前記透明材料中へ照射結合されることを特徴とする請求項9項記載の方法。
- 前記第二放射光源からの光が透明材料内部において全反射されるように前記光が板ガラス薄板または板ガラス板中へ照射結合されることを特徴とする請求項5項記載の方法。
- 前記第二放射光源からの光透明液状物を介して透明材料中へ照射結合されることを特徴とする請求項5項記載の方法。
- 前記放射光源の双方がパルス光を発し、前記放射光源の一方が、他方の放射光源から発せられるパルスが途切れる合間にだけ前記パルス光のパルスを発することを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 前記第一放射光源が2つの部分に分割され、前記2つの部分がそれぞれ異なる色の光を発することを特徴とする請求項1項記載の方法。
- a)透明材料の一定容積部分の照明を行う第一放射光源と、
b)前記容積部分から生じた光を検出する検出器と、
c)光路が透明材料内部だけに進むように、透明材料に対する位置関係に配置された第二放射光源から構成される、透明材料中の欠陥の検出装置。 - 前記第一放射光源が2つの部分から構成され、前記2つの部分がそれぞれ異なる強度または波長の光を発することを特徴とする請求項15項記載の装置。
- 前記第一放射光源の2つの部分が異なる色のLEDから成ることを特徴とする請求項16項記載の装置。
- 前記第一放射光源がパルス化されていることを特徴とする請求項15項記載の装置。
- 前記検出器が前記第一放射光源の2つの部分の双方からの放射を検出するように明度視野光の検出のために配置されていることを特徴とする請求項16項記載の装置。
- 前記第一放射光源及び前記第二放射光源の一方が緑色波長域の光を発することを特徴とする請求項15項記載の装置。
- 前記第二放射光源がレーザであることを特徴とする請求項15項記載の装置。
- 前記レーザの放出周波数が532nmであることを特徴とする請求項21項記載の装置。
- 前記レーザがパルスレーザであることを特徴とする請求項21項記載の装置。
- 前記第一放射光源及び前記第二放射光源が時間交替性の光だけを発するように前記第一放射光源及び前記第二放射光源を制御する電子機器をさらに含むことを特徴とする請求項15項記載の装置。
- 前記検出器が明度視野信号、散乱光信号、及び/または偏向信号を検出することを特徴とする請求項15項記載の装置。
- 前記検出器がCCDカメラであることを特徴とする請求項15項記載の装置。
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