JP2006258769A - 光検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、簡単な装置構成により仕様の異なる複数種類の光回折媒体を検査できる光検出装置を提供することを課題とする。
【解決手段】光検出装置１０は、開閉可能なスクリーンＳを有する暗箱２内にレーザ光源４および光吸収部材６を有する。光源４からのレーザ光が透明な底面２ａを介してホログラムＦに照射されて回折される。このとき、回折されずに反射された反射光が光吸収部材６にて吸収され、オペレータの目に直接入射することが防止される。
【選択図】 図５

Description

この発明は、ホログラムなどの光回折媒体に光を当ててその回折光を検出する光検出装置に関する。

従来、光検出装置として、ホログラムの回折光を検査する検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置は、検査対象となるホログラムの特定部位にレーザ光を照射し、その回折光を受光センサで受光して、ホログラムの有無やその仕様、出来栄えなどを検査する。

この装置では、予め仕様が決まっているホログラムだけを検査することを想定しているため、予め予想可能な回折光の光軸上に受光センサを固定的に配置している。

このため、検査対象となるホログラムの仕様が不明である場合、例えば、流通している有価証券に付与されているホログラムを検査するような場合、回折光の方向を予想できないので、この装置でこの種のホログラムを検査することはできない。

また、上述した従来の検査装置は、装置構成が大掛かりであり、例えば、上述した流通後の有価証券の検査などには不適当である。
特開２００２−２２１４９６号公報

この発明の目的は、簡単な装置構成により仕様の異なる複数種類の光回折媒体を検査できる光検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の光検出装置は、光回折媒体に光を照射する光源と、上記光回折媒体で回折された回折光を検出する検出部と、上記光回折媒体で回折されずに反射された反射光を選択的に遮って上記検出部へ伝達されることを防止する光学部材と、を有する。

上記発明によると、光回折媒体で回折されずに反射された最も光強度の強い反射光を光学部材で遮るため、検出部に反射光が伝達されることを防止できる。これにより、検出部において検出の対象となる±ｎ次回折光に上記反射光が干渉することがなく、Ｓ／Ｎ比を高めることができる。特に、この反射光は、光回折媒体の仕様に関わりなく一定の経路を通るため、仕様の異なる複数種類の光回折媒体の検査に対応できる。

この発明の光検出装置は、上記のような構成および作用を有しているので、簡単な装置構成により仕様の異なる複数種類の光回折媒体を検査できる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１（ａ）には、この発明の第１の実施の形態に係る光検出装置１０（以下、単に装置１０と称する）の要部の構造を模式的に示してあり、図１（ｂ）には、装置１０を矢印Ｂ方向から見た平面図を示してある。この装置１０は、例えば、有価証券などの媒体に貼り付けられたホログラムＦ（光回折媒体）に光を当ててその回折光を検出し、ホログラムＦの有無や真偽を検査するために用いられる。

装置１０は、装置の筐体となる暗箱２を有する。暗箱２は、検査対象となるホログラムＦに重ねる透明な底面２ａ、および内部を開閉可能なドーム状のスクリーンＳを有する。スクリーンＳは、例えばすりガラスなどの半透明な拡散板により構成されており、後述する回折光を投影して目視可能とするための検出部として機能する。

暗箱２の内部には、底面２ａを介してホログラムＦに対してレーザ光を照射する光源４、およびホログラムＦで回折されずに反射された反射光（０次光）がスクリーンＳに伝達されないように選択的に遮る光吸収部材６（光学部材）が配設されている。光源４は、ホログラムＦに対してレーザ光が特定の角度で照射されるように、暗箱２に対して固定的に取り付けられている。

一方、光吸収部材６は、ホログラムＦで反射された反射光の光路上で、且つスクリーンＳに近接して、暗箱２に対して固定的に取り付けられている。ホログラムＦで反射される反射光の方向は略予想できるため、光吸収部材６の取付位置は、光源４の位置、すなわちレーザ光の方向に応じて概ね決まるが、ホログラムＦの状態、すなわち表面形状や材質、厚さ方向の高さ位置などが変わった場合、微調整が必要となる。

例えば、図２に示すように、ホログラムＦがカード表面などの比較的平面度の高い部位に貼り付けられている場合、光源４からの入射光の入射角度θｉｎと反射光の反射角度θｏｕｔは略同じ角度になる。この場合、光源４からのレーザ光がホログラムＦの微小領域に照射されるため、その反射光も同程度の微小領域で検出できる。つまり、この場合、光吸収部材６の位置調整は殆ど必要なく、光吸収部材６の図示しない受光部を極めて小さくすることができ、光吸収部材６の設置場所の制約も殆どなくなる。

反面、図３に示すように、ホログラムＦが和紙や梨地状の媒体などに貼り付けられているような場合、レーザ光の入射角度θｉｎと反射角度θｏｕｔが同じにならない場合がある。また、例えば、装置１０の底面２ａとホログラムＦとの間に透明フィルムなどが介在してホログラムＦの高さ位置が変化した場合、反射光の光軸にずれを生じる。このような場合、反射光の方向にばらつきを生じ、光吸収部材６の取付位置を微調整する必要が生じる。

このため、本実施の形態の装置１０は、光吸収部材６を暗箱２に対して位置合わせするための図示しない取付ネジなどの調整機構を有する。或いは、光吸収部材６の図示しない受光部に、ホログラムＦの状態が変化した場合における反射光の位置ずれを許容するマージンを持たせてもよい。具体的には、受光部の面積を大きくしたり、光吸収部材６の取付位置をホログラムＦから遠ざけたりすることでマージンを持たせることができる。

しかしながら、光吸収部材６は、ホログラムＦによる反射光だけを選択的に吸収する必要があるため、±１次光に干渉しない位置に配置する必要がある。この目的のため、光吸収部材６は、±１次光に干渉しない配置場所として余裕のあるスクリーンＳの近くに配置することが望ましい。

上記構造の装置１０を用いてホログラムＦの回折光を検出する場合、まず、図４に示すように、スクリーンＳを開放した状態で、底面２ａをホログラムＦに重ね、底面２ａを介してホログラムＦにレーザ光を照射する。このとき、オペレータは、ホログラムＦの特定位置にレーザ光が照射されるように、暗箱２を移動して、位置合わせをする。この際、スクリーンＳを開放することで、レーザ照射位置の目視確認が容易となる。

本実施の形態の装置１０は、ホログラムＦからの反射光を遮る光吸収部材６を有するため、図４のようにレーザ照射位置を確認する際、最も光強度の強い反射光が直接オペレータの目に入ることを防止でき、オペレータの安全性を確保できる。反射光以外の±ｎ次光は、反射光に比べて光強度が大幅に落ちるため、直接オペレータの目に入っても問題はない。言い換えると、本実施の形態のように反射光を遮る光吸収部材６を設けることで、検出に十分な強度を有する±ｎ次光を得るために光源４から射出するレーザ光の強度を必要なだけ高めることができ、検出信号のＳ／Ｎ比を高めることができる。

上記のように位置合わせが終了すると、図５に示すように、スクリーンＳを閉塞し、反射光以外の±ｎ次光をスクリーンＳに投影する。このとき、上述したようにレーザ強度を高くできるため、スクリーンＳに投影される±ｎ次光の像を明確に表示できる。また、このとき、光吸収部材６が反射光を遮るため、スクリーンＳに反射光が投影されることがなく、反射光がスクリーンＳ上で±ｎ次光と干渉することがなく、例えば、０次光を±１次光と間違えてしまうような不具合をも防止できる。特に、＋１次光と−１次光との間の幅を検出するような場合、０次光を無くすことで、目視確認をきわめて容易にできる。

以上のように、本実施の形態によると、光吸収部材６を配置するだけの簡単な構成によりホログラムＦの反射光を遮ることで、スクリーンＳに投影される回折光の検出精度を高めることができ、オペレータに対する安全性も確保できる。また、ホログラムＦからの反射光の光路が光源４の位置に応じて予め決まるため、仕様の異なるホログラムＦに対しても本装置１０を適用でき、汎用性の高い装置を提供できる。

図６には、この発明の第２の実施の形態に係る光検出装置２０（以下、単に装置２０と称する）の構造を模式的に示した正面図を示してある。この装置２０は、反射光を遮る光学部材として、上述した光吸収部材６の代わりに反射光の光路上にミラー２２（反射部材）を配置し、反射光の光路から外れた位置にミラー２２で反射された反射光を吸収する別の光吸収部材２４を配置した構造を有する。これ以外の構造は、上述した第１の実施の形態の装置１０と同様の構造を有するため、ここでは同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

つまり、この装置２０においても、ホログラムＦで反射された反射光がスクリーンＳに伝達されることがないため、上述した第１の実施の形態と同様に、±ｎ次光だけを選択的にスクリーンＳに投影でき、スクリーンＳの開閉状態によらずオペレータの目に直接反射光が入ることを防止できる。また、反射光がスクリーンＳ上で±ｎ次光に干渉することがないため、検出精度を高めることができる。さらに、仕様の異なる複数種類のホログラムＦを検査できる。なお、上述した光吸収部材２４は必須の構成要件ではなく、少なくとも反射光の光路上にミラー２２を配置すればよい。

図７には、この発明の第３の実施の形態に係る光検出装置３０（以下、単に装置３０と称する）の構造を模式的に示した正面図を示してある。この装置３０は、反射光を吸収する光吸収部材３２をスクリーンＳ’に取り付けた以外、上述した第１の実施の形態の装置１０と略同じ構造を有する。この装置３０では、スクリーンＳ’を開放した場合に反射光の光路上から光吸収部材３２も同時に退避してしまうため、スクリーンＳ’は開閉不能となっている。その代わりに、暗箱２の位置決めの際にレーザ照射位置を容易に目視可能なように、スクリーンＳ’を透明な部材により形成した。

つまり、本実施の形態においても反射光を遮ることができるため、光源４から射出するレーザ光の強度を高く設定でき、±ｎ次光の強度も高くできる。このため、スクリーンＳ’を透明な部材によって形成しても、±ｎ次光を容易に目視確認できる。さらに、本実施の形態の構造を採用すると、スクリーンＳ’を開閉するためのヒンジ機構等の構成が不要となり、装置構成を簡略化でき、装置の製造コストを低減できる。なお、図７では、光吸収部材３２をスクリーンＳ’の外側面に取り付けた場合を示したが、光吸収部材３２の取付位置は任意に変更可能であり、少なくとも反射光の光路上に配置すればよい。例えば、スクリーンＳ’から離間させて取り付けてもよく、スクリーンＳ’と別体に設けてもよい。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

例えば、上述した実施の形態では、ホログラムＦからの反射光をスクリーンＳ、Ｓ’に投影して目視により検出する場合について説明したが、これに限らず、スクリーンＳ、Ｓ’の位置に±ｎ次光を撮影する図示しないカメラ（撮影装置）を配置して±ｎ次光を検出するようにしても良い。この場合も、上述した実施の形態のように、反射光を遮ることで、カメラに強度の高い反射光が入射することを防止でき、撮像素子を破壊してしまうような不具合を防止できる。

この発明の第１の実施の形態に係る光検出装置の概略構造を示す正面図（ａ）および平面図（ｂ）。 入射角度と反射角度が等しい場合の説明図。 入射角度と反射角度が等しくない場合の説明図。 図１の装置のスクリーンを開放した状態を示す動作説明図。 図１の装置のスクリーンを閉じた状態を示す動作説明図。 この発明の第２の実施の形態に係る光検出装置の概略構造を示す正面図。 この発明の第３の実施の形態に係る光検出装置の概略構造を示す正面図。

符号の説明

２…暗箱、２ａ…底面、４…光源、６、２４、３２…光吸収部材、１０、２０、３０…光検出装置、Ｆ…ホログラム、Ｓ、Ｓ’…スクリーン。

Claims (10)

1. 光回折媒体に光を照射する光源と、
   上記光回折媒体で回折された回折光を検出する検出部と、
   上記光回折媒体で回折されずに反射された反射光を選択的に遮って上記検出部へ伝達されることを防止する光学部材と、
   を有することを特徴とする光検出装置。
2. 上記光学部材は、上記反射光を吸収する光吸収部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
3. 上記光学部材は、上記反射光を反射する反射部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
4. 上記反射部材で反射された反射光を吸収する光吸収部材をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の光検出装置。
5. 上記光学部材は、上記検出部に近接して設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光検出装置。
6. 上記検出部は、上記回折光を投影して目視可能にするためのスクリーンを有することを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
7. 上記光学部材は、上記スクリーンに取り付けられた上記反射光を吸収する光吸収部材を含むことを特徴とする請求項６に記載の光検出装置。
8. 上記検出部は、上記回折光を撮影する撮影装置を有することを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
9. 上記光回折媒体の位置に応じて上記光学部材の位置を調整する調整機構をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
10. 上記光学部材は、上記光回折媒体の状態が変化した場合における上記反射光の位置ずれを許容するマージンを有することを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。

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