JP3167329B2 - 低光損失材料の粒子における汚染を光学的に検出するための装置 - Google Patents
低光損失材料の粒子における汚染を光学的に検出するための装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、ポリマー粉末、ビーズ又はペレットの如
く、低光損失材料の粒子における光吸収汚染を光学的に
検出するための装置に関する。
く、低光損失材料の粒子における光吸収汚染を光学的に
検出するための装置に関する。
関連技術の説明 製造上使用されるポリマー、セラミックス及びフィラ
ー材料の如くエンジニアリング材料は、最終製品への処
理前に、ペレットとしての微粒子中間形式において販売
される。また、人と動物の消費のための多くの食物製品
は、微粒子形式において生産され、一般例としては、ペ
レット、粒子と小野菜が挙げられる。アスピリン錠剤、
粉末と類似の材料の如く医療製品がまた、中間微粒子形
式において製造される。
ー材料の如くエンジニアリング材料は、最終製品への処
理前に、ペレットとしての微粒子中間形式において販売
される。また、人と動物の消費のための多くの食物製品
は、微粒子形式において生産され、一般例としては、ペ
レット、粒子と小野菜が挙げられる。アスピリン錠剤、
粉末と類似の材料の如く医療製品がまた、中間微粒子形
式において製造される。
微粒子又はペレット形式における材料の製造と取扱い
中、多様な形態の汚染物質が材料に混入されることがあ
る。これらの汚染物質は、それら自体ペレットの形態で
あるか、又は所望のペレットに混入される。いずれの場
合にも、結果は、同じであり、最終製品の劣化である。
そのような微粒子材料が、中間形式において、汚染物質
のないことを保証することは、重要な品質制御の問題で
ある。
中、多様な形態の汚染物質が材料に混入されることがあ
る。これらの汚染物質は、それら自体ペレットの形態で
あるか、又は所望のペレットに混入される。いずれの場
合にも、結果は、同じであり、最終製品の劣化である。
そのような微粒子材料が、中間形式において、汚染物質
のないことを保証することは、重要な品質制御の問題で
ある。
上記の問題は、産業生産において広範であり、微粒子
材料の点検を自動化するために多くの試行が為され、い
ろいろな程度に成功している。材料取扱い上の問題と製
品取扱いと汚染の光学的検出の間の相互作用を含む、汚
染の微粒子材料を点検するシステムを開発する時、多数
の因子が考慮されなければならない。
材料の点検を自動化するために多くの試行が為され、い
ろいろな程度に成功している。材料取扱い上の問題と製
品取扱いと汚染の光学的検出の間の相互作用を含む、汚
染の微粒子材料を点検するシステムを開発する時、多数
の因子が考慮されなければならない。
上記の問題を克服する一つのアプローチは、適切な分
光内容のアーク灯の如く照明源と、微粒子材料から反射
された又はそれを透過した光束における変化を検出する
必要な電子回路を備えた、光電子増倍管又はPINダイオ
ード検出器の如く検出器を使用することであった。微粒
子材料は、照明ゾーンを通過される。光束に比例する電
気信号の形式における測定値は、品質判定を行うための
情報を設ける。汚染された微粒子材料が、こうして検出
される。汚染物質は、検出器の視野の小割合を占有し、
そして光束における比較的小さな割合の変化を生じさせ
る。このアプローチでは、システム設計者は比較的低い
信号対雑音比を有する信号を取扱わうことを余技なくさ
れる。低い信号対雑音比の問題は、通常、システム複雑
さと費用の増大を招き、システムの性能に悪影響を与え
る。信号対雑音問題のほかに、十分な汚染物質信号振幅
を獲得するためにシステムにおいて必要とされる光強度
は、加熱又は他の光誘導変化により、製品に損傷を生じ
させる。
光内容のアーク灯の如く照明源と、微粒子材料から反射
された又はそれを透過した光束における変化を検出する
必要な電子回路を備えた、光電子増倍管又はPINダイオ
ード検出器の如く検出器を使用することであった。微粒
子材料は、照明ゾーンを通過される。光束に比例する電
気信号の形式における測定値は、品質判定を行うための
情報を設ける。汚染された微粒子材料が、こうして検出
される。汚染物質は、検出器の視野の小割合を占有し、
そして光束における比較的小さな割合の変化を生じさせ
る。このアプローチでは、システム設計者は比較的低い
信号対雑音比を有する信号を取扱わうことを余技なくさ
れる。低い信号対雑音比の問題は、通常、システム複雑
さと費用の増大を招き、システムの性能に悪影響を与え
る。信号対雑音問題のほかに、十分な汚染物質信号振幅
を獲得するためにシステムにおいて必要とされる光強度
は、加熱又は他の光誘導変化により、製品に損傷を生じ
させる。
微粒子材料において汚染を光学的に検出する別のアプ
ローチは、線形又は２次元電荷結合素子（CCD）配列の
如く、検出器の配列を備え、上記のシステムにおいて使
用されたものと同様な照明概念を使用することであっ
た。このアプローチは、小視野領域を個々の感光点に結
像させ、信号対雑音比を改良させる。しかし、このアプ
ローチは、照明ゾーンにおける光散乱、結像光学系にお
けるフレア、及び検出器配列自体における感光点の間の
クロストークにより、信号劣化を受ける。さらに、この
技術は、鏡面反射を生じさせる粒子の形状と定位に感応
する。これらの鏡面反射は、汚染の存在に関連しない信
号レベルの大きな変化を生じさせる。複雑性は、検出器
のタイミングとデータフォーマットの必要条件により、
データ取扱い及び分析から生じ、この形式の光検出シス
テムに対して複雑性と費用を増大させる。
ローチは、線形又は２次元電荷結合素子（CCD）配列の
如く、検出器の配列を備え、上記のシステムにおいて使
用されたものと同様な照明概念を使用することであっ
た。このアプローチは、小視野領域を個々の感光点に結
像させ、信号対雑音比を改良させる。しかし、このアプ
ローチは、照明ゾーンにおける光散乱、結像光学系にお
けるフレア、及び検出器配列自体における感光点の間の
クロストークにより、信号劣化を受ける。さらに、この
技術は、鏡面反射を生じさせる粒子の形状と定位に感応
する。これらの鏡面反射は、汚染の存在に関連しない信
号レベルの大きな変化を生じさせる。複雑性は、検出器
のタイミングとデータフォーマットの必要条件により、
データ取扱い及び分析から生じ、この形式の光検出シス
テムに対して複雑性と費用を増大させる。
Hill他への米国特許第４、781、742号は、ガラス片中
の非所望の材料の存在のためにカレットを点検するため
の装置と方法を開示する。少なくとも２つの検出器の配
列が、カレットからの反射光を検出するために位置付け
られる。検出器は、カレットからの非一様散乱光と残骸
からの一般に一様な散乱光の間の差を取る。信号手段
が、点検中のカレットにおける残骸の存在を指示するた
めに、差分を信号で知らせるために設けられる。
の非所望の材料の存在のためにカレットを点検するため
の装置と方法を開示する。少なくとも２つの検出器の配
列が、カレットからの反射光を検出するために位置付け
られる。検出器は、カレットからの非一様散乱光と残骸
からの一般に一様な散乱光の間の差を取る。信号手段
が、点検中のカレットにおける残骸の存在を指示するた
めに、差分を信号で知らせるために設けられる。
Yamauchi他への米国特許第４、965、454号は、異物粒
子を検出するための方法と装置を開示し、この場合紫外
線ビームが、回路パターン又は配線パターンにおいて保
護膜を形成した試料に点の形式において放射される。点
と試料は、互いに関して走査される。紫外線は、保護膜
によって吸収される。保護膜に存在する異物粒子から生
じた回折光は、積分球によって集光される。集光は、異
物粒子の存在を指示する電気信号に変換するために光電
変換器によって検知される。
子を検出するための方法と装置を開示し、この場合紫外
線ビームが、回路パターン又は配線パターンにおいて保
護膜を形成した試料に点の形式において放射される。点
と試料は、互いに関して走査される。紫外線は、保護膜
によって吸収される。保護膜に存在する異物粒子から生
じた回折光は、積分球によって集光される。集光は、異
物粒子の存在を指示する電気信号に変換するために光電
変換器によって検知される。
通常の点灯条件下で、透明物体の如く低光損失材料
は、照明光の方向による光強度変動のために、容易に可
視であることが観察された。しかし、そのような低光損
失材料は、完全に一様な照明場において見た時、ほとん
ど非可視になることが示された（R.W.Wood、物理光学
（Physical Optics）、third ed.、The Macmillan
Company、New York、（1934）、p.98）。無損失又は透
明物体は、光積分室内に置かれ、全方向における等強度
の光で照射される。人が積分室における小開口を通して
物体を観察するならば、物体は、ほとんど非可視であ
る。
は、照明光の方向による光強度変動のために、容易に可
視であることが観察された。しかし、そのような低光損
失材料は、完全に一様な照明場において見た時、ほとん
ど非可視になることが示された（R.W.Wood、物理光学
（Physical Optics）、third ed.、The Macmillan
Company、New York、（1934）、p.98）。無損失又は透
明物体は、光積分室内に置かれ、全方向における等強度
の光で照射される。人が積分室における小開口を通して
物体を観察するならば、物体は、ほとんど非可視であ
る。
発明の要約 低光損失材料における汚染の検出に付随した前記の問
題は、低光損失材料の観察された光学性質を利用する本
発明により設計された装置によって克服される。本発明
は、光吸収汚染の存在を検出するために任意の時点にお
いて低光損失材料の小領域のみを照射する走査レーザー
ビームと組み合わせた光積分室を使用する。
題は、低光損失材料の観察された光学性質を利用する本
発明により設計された装置によって克服される。本発明
は、光吸収汚染の存在を検出するために任意の時点にお
いて低光損失材料の小領域のみを照射する走査レーザー
ビームと組み合わせた光積分室を使用する。
本発明は、多数のポリマー材料が、ある波長において
低光損失特性を示す、すなわち、ポリマー材料の表面に
入射する光はほとんど吸収されない、という事実を利用
する。ポリマー材料の表面に入射する光の大部分は、材
料によって反射されるか、又は材料を透過される。小光
点で走査された時、ポリマー材料は、非可視になる。材
料が光吸収汚染物質を含むならば、汚染物質は、一様な
背景における暗点として可視になり、そして汚染物質の
検出は、こうして向上される。
低光損失特性を示す、すなわち、ポリマー材料の表面に
入射する光はほとんど吸収されない、という事実を利用
する。ポリマー材料の表面に入射する光の大部分は、材
料によって反射されるか、又は材料を透過される。小光
点で走査された時、ポリマー材料は、非可視になる。材
料が光吸収汚染物質を含むならば、汚染物質は、一様な
背景における暗点として可視になり、そして汚染物質の
検出は、こうして向上される。
光検出器が、低光損失物体の反射光又は透過光を検出
するために、積分室の壁内に配置されるならば、検出さ
れた光レベルは、物体が室から除去されたとしても影響
されないことが判明した。そのような配置は、光の方向
ではなく、物体の反射又は透過全光量に専ら依存する検
出光レベルを生成する。この観察された現象は、本発明
の基礎をなす。
するために、積分室の壁内に配置されるならば、検出さ
れた光レベルは、物体が室から除去されたとしても影響
されないことが判明した。そのような配置は、光の方向
ではなく、物体の反射又は透過全光量に専ら依存する検
出光レベルを生成する。この観察された現象は、本発明
の基礎をなす。
従って、汚染物質が積分室に置かれて光を吸収し、積
分室の内壁から繰り返して散乱された光の強度の減少が
材料の光吸収汚染の関数となる、低光損失材料の粒子に
おける光吸収汚染を検出するための装置を設けることが
本発明の目的である。
分室の内壁から繰り返して散乱された光の強度の減少が
材料の光吸収汚染の関数となる、低光損失材料の粒子に
おける光吸収汚染を検出するための装置を設けることが
本発明の目的である。
さらに、粒子の表面特性と表面定位が未知である低光
損失材料を、積分室を通して輸送する装置を設けること
が、本発明の目的である。
損失材料を、積分室を通して輸送する装置を設けること
が、本発明の目的である。
上記の目的を達成するために、ここで具現され広く記
載された発明の目的により、低光損失材料の少なくとも
一つの粒子において光吸収汚染を光学的に検出するため
の装置が設けられる。装置は、粒子を含むための光積分
室を具備する。積分室は、内壁を有する。装置はまた、
粒子を照射するためのレーザービームを発するためのレ
ーザーと、レーザービームを反射させ光積分室における
粒子を走査させるためにレーザーと光整合して据え付け
られた走査組立品とを具備する。装置はまた、走査レー
ザービームを室における粒子に集束させるためにレーザ
ーと光整合して据え付けられた集束組立品を具備する。
集束組立品は、レーザービームからの光が粒子から反射
され、積分室の内壁に繰り返して散乱される如く、走査
組立品と関連して動作する。装置はまた、繰り返して散
乱された光の強度を指示する強度信号を発生するための
光検知組立品を具備し、この場合繰り返して散乱された
光の強度の減少は、微粒子材料における光吸収汚染の存
在の関数である。
載された発明の目的により、低光損失材料の少なくとも
一つの粒子において光吸収汚染を光学的に検出するため
の装置が設けられる。装置は、粒子を含むための光積分
室を具備する。積分室は、内壁を有する。装置はまた、
粒子を照射するためのレーザービームを発するためのレ
ーザーと、レーザービームを反射させ光積分室における
粒子を走査させるためにレーザーと光整合して据え付け
られた走査組立品とを具備する。装置はまた、走査レー
ザービームを室における粒子に集束させるためにレーザ
ーと光整合して据え付けられた集束組立品を具備する。
集束組立品は、レーザービームからの光が粒子から反射
され、積分室の内壁に繰り返して散乱される如く、走査
組立品と関連して動作する。装置はまた、繰り返して散
乱された光の強度を指示する強度信号を発生するための
光検知組立品を具備し、この場合繰り返して散乱された
光の強度の減少は、微粒子材料における光吸収汚染の存
在の関数である。
本発明は、光吸収汚染物質が走査レーザービームによ
って照射されないならば、光検知組立品における光レベ
ルを最小変動にし、この場合光検知組立品における光レ
ベルの強度は減少する。本発明では、許容品質の粒子
は、光検知組立品に非可視になる。室に侵入する全光
は、走査される各点に順次に指向され、集束される。集
束レーザービームは、走査される単一粒子よりもずっと
小さく、微粒子材料の吸光度における変動に高感度を示
す。汚染物質のない粒子に対する検出光レベルの変動
は、極めて小さいために、先行技術に対する信号対雑音
比の改良が達せられる。
って照射されないならば、光検知組立品における光レベ
ルを最小変動にし、この場合光検知組立品における光レ
ベルの強度は減少する。本発明では、許容品質の粒子
は、光検知組立品に非可視になる。室に侵入する全光
は、走査される各点に順次に指向され、集束される。集
束レーザービームは、走査される単一粒子よりもずっと
小さく、微粒子材料の吸光度における変動に高感度を示
す。汚染物質のない粒子に対する検出光レベルの変動
は、極めて小さいために、先行技術に対する信号対雑音
比の改良が達せられる。
本発明の装置は、ガラスカレット、ポリエステルテレ
フタレートの薄片、E.I.du Pont de Nemours and
Company（以後Du Pontと呼ぶ）により商標“TEFLOW"の
下で販売されるポリテトラフルオロエチレンのビーズ、
Du Pontにより商標“NORDEL"の下で販売される炭化水
素ゴムのクラム又はペレット、Du Pontにより商標“SU
RLYN"の下で販売されるイオノマー樹脂のペレット、Du
Pontにより商標“ZYTEL"の下で販売されるナイロン押
出成形樹脂のペレット、及びDu Pontにより商標“DELR
IN"の下で販売されるアセチル樹脂のペレットの如く、
材料を分析するために良く適することが判明した。
フタレートの薄片、E.I.du Pont de Nemours and
Company（以後Du Pontと呼ぶ）により商標“TEFLOW"の
下で販売されるポリテトラフルオロエチレンのビーズ、
Du Pontにより商標“NORDEL"の下で販売される炭化水
素ゴムのクラム又はペレット、Du Pontにより商標“SU
RLYN"の下で販売されるイオノマー樹脂のペレット、Du
Pontにより商標“ZYTEL"の下で販売されるナイロン押
出成形樹脂のペレット、及びDu Pontにより商標“DELR
IN"の下で販売されるアセチル樹脂のペレットの如く、
材料を分析するために良く適することが判明した。
発明の付加的な目的と利点は、次の説明において記載
され、部分的に説明から明らかになり、又は発明の実施
により習得される。発明の目的と利点は、添付のクレイ
ムにおいて特に指摘された手段と組み合わせを用いて実
現され、獲得される。
され、部分的に説明から明らかになり、又は発明の実施
により習得される。発明の目的と利点は、添付のクレイ
ムにおいて特に指摘された手段と組み合わせを用いて実
現され、獲得される。
図面の簡単な説明 明細書に組み込まれ明細書の一部を構成する添付の図
面は、発明の現在好ましい実施態様を示し、上記の一般
説明と下記の好ましい実施態様の詳細な説明とともに、
発明の原理を説明するために役立つ。
面は、発明の現在好ましい実施態様を示し、上記の一般
説明と下記の好ましい実施態様の詳細な説明とともに、
発明の原理を説明するために役立つ。
第１図は、本発明の第１実施態様による低光損失材料
の粒子において汚染を光学的に検出するための装置の等
角図である。
の粒子において汚染を光学的に検出するための装置の等
角図である。
第２図は、本発明の第１実施態様の光学サブシステム
の主要構成要素の概略図である。
の主要構成要素の概略図である。
第2A図は、第２図の線2A−2Aで取った本発明の積分室
の縦断面図である。
の縦断面図である。
第３図は、本発明の第１実施態様で使用される走査検
出回路のブロック図である。
出回路のブロック図である。
第４図は、本発明の第１実施態様による装置の汚染粒
子を分離するためのサブシステムの概略図である。
子を分離するためのサブシステムの概略図である。
第５図は、本発明の第１実施態様の装置のコンピュー
タサブシステムの構成要素のシステムブロック図であ
る。
タサブシステムの構成要素のシステムブロック図であ
る。
第６図は、第５図に示された本発明の第１実施態様の
コンピュータサブシステムの制御及びプロセッサーボー
ドのシステムブロック図である。
コンピュータサブシステムの制御及びプロセッサーボー
ドのシステムブロック図である。
第７図は、第５図と第６図に示された制御及びプロセ
ッサーボードのタイミング及び制御部のシステムブロッ
ク図である。
ッサーボードのタイミング及び制御部のシステムブロッ
ク図である。
第８図は、第５図と第６図に示された制御及びプロセ
ッサーボードの信号処理部の構成要素と、制御及びプロ
セッサーボードのタイミング及び制御部、自動利得制御
部、しきい部と事象プロセッサー部との関係を示すシス
テムブロック図である。
ッサーボードの信号処理部の構成要素と、制御及びプロ
セッサーボードのタイミング及び制御部、自動利得制御
部、しきい部と事象プロセッサー部との関係を示すシス
テムブロック図である。
第９図は、第５図と第６図に示された制御及びプロセ
ッサーボードの自動利得制御部のシステムブロック部で
ある。
ッサーボードの自動利得制御部のシステムブロック部で
ある。
第10図は、第６図と第８図に示された本発明の事象プ
ロセッサー部のシステムブロック図である。
ロセッサー部のシステムブロック図である。
第11図は、本発明の第２実施態様による低光損失材料
の粒子において汚染を検出するための装置の正面図であ
る。
の粒子において汚染を検出するための装置の正面図であ
る。
第12図は、本発明の光学サブシステムを示す第11図に
示された装置の部分断面図である。
示された装置の部分断面図である。
第13図は、第11図と第12図に示された本発明のトラフ
の拡大斜視図である。
の拡大斜視図である。
第14図は、本発明の第２実施態様による装置のコンピ
ュータサブシステムの構成要素のシステムブロック図で
ある。
ュータサブシステムの構成要素のシステムブロック図で
ある。
第15図は、透明ベルトを使用する本発明の第３実施態
様による低光損失材料の粒子において汚染を検出するた
めの装置の正面図である。
様による低光損失材料の粒子において汚染を検出するた
めの装置の正面図である。
第16図は、本発明の光学サブシステムを示す第15図に
示された装置の部分断面図である。
示された装置の部分断面図である。
第17図は、第15図と第16図に示された本発明のベルト
の拡大斜視図である。
の拡大斜視図である。
第18図は、本発明の第３実施態様による装置のコンピ
ュータサブシステムの構成要素のシステムブロック図で
ある。
ュータサブシステムの構成要素のシステムブロック図で
ある。
第19図は、本発明の第４実施態様による、積分室を部
分的に切欠きした、低光損失材料の粒子において汚染を
光学的に検出するための装置の等角略図である。
分的に切欠きした、低光損失材料の粒子において汚染を
光学的に検出するための装置の等角略図である。
第20図は、積分室の内部を示す、第19図の線20−20に
沿って取った第19図の装置の部分断面略図である。
沿って取った第19図の装置の部分断面略図である。
好ましい実施態様の詳細な説明 添付の図面において例示された本発明の好ましい実施
態様を詳細に説明する。可能な場合に、同一参照番号
が、同一又は類似部品を参照するために、図面を通じて
使用される。
態様を詳細に説明する。可能な場合に、同一参照番号
が、同一又は類似部品を参照するために、図面を通じて
使用される。
本発明の第１実施態様により、低光損失材料の少なく
とも一つの粒子において光吸収汚染を光学的に検出する
ための装置が設けられる。本発明の第１実施態様が、第
１〜10図に示される。第１図を参照すると、光低損失材
料の粒子において光吸収汚染を光学的に検出するための
装置が一般に10で示される。装置10は、一般に12で示さ
れた光学サブシステムと、一般に14で示されたコンピュ
ータサブシステムとを具備する。コンピュータサブシス
テム14は、第１図に示された如く、光学サブシステム12
に連結される。光学サブシステム12は、適切な支持枠組
16において据え付けてある。支持枠組16は、光学サブシ
ステム12の構成要素の大部分を密閉するための密閉箱16
aと密閉箱16aを支持するための台16bとを具備する。支
持枠組16は、光学サブシステムの構成要素のすべてを支
持するために十分に剛性であり、正確な定位とアライン
メントにおいてそれらを保持し、光学サブシステムから
振動を隔離する。
とも一つの粒子において光吸収汚染を光学的に検出する
ための装置が設けられる。本発明の第１実施態様が、第
１〜10図に示される。第１図を参照すると、光低損失材
料の粒子において光吸収汚染を光学的に検出するための
装置が一般に10で示される。装置10は、一般に12で示さ
れた光学サブシステムと、一般に14で示されたコンピュ
ータサブシステムとを具備する。コンピュータサブシス
テム14は、第１図に示された如く、光学サブシステム12
に連結される。光学サブシステム12は、適切な支持枠組
16において据え付けてある。支持枠組16は、光学サブシ
ステム12の構成要素の大部分を密閉するための密閉箱16
aと密閉箱16aを支持するための台16bとを具備する。支
持枠組16は、光学サブシステムの構成要素のすべてを支
持するために十分に剛性であり、正確な定位とアライン
メントにおいてそれらを保持し、光学サブシステムから
振動を隔離する。
第１実施態様の光吸収汚染を光学的に検出するための
装置は、少なくとも一つの粒子を含むための光積分室を
具備し、光積分室は、複数の内壁を有する。第２図に示
された如く、装置10は、粒子17を含むための積分室18を
具備する。積分室18は、第２図にさらに詳細に示され、
複数の内壁を有する。積分室18は、縦方向において伸長
し、縦軸を有し、そして一般に縦軸の回りで水平に対称
である。本発明の第１実施態様において、積分室18は、
粒子を含み、輸送する。積分室18は、上方部分18aと下
方部分18bを含む。第１実施態様において、上方部分18a
は、定置カバーを具備する。上方部分18aは、光を室18
に進入させるための狭い光進入スロット20を具備する。
上方部分18aの内壁は、それらに打ち当たる光を効果的
に乱反射及び散乱させるための材料で被覆してある。La
bsphere,Inc.、North Sutton,New Hampshireから入手
可能な、商標“DURAFLECT"の下で販売される擬似ランバ
ートの乱反射性の光散乱材料が、この目的のために適切
であることが判明した。下方部分18bの内壁もまた、上
方部分に類似の光学特性を有する耐久材料で被覆され
る。同様にLabsphere,Inc.から入手可能な商標“SPECTR
ALON"の下で販売される乱反射ポリテトラフルオロエチ
レンプラスチックの如く、擬似ランバートの乱反射性光
散乱材料が、本発明で使用されるために適切であること
が判明した。プラスチック被覆は、シリコン接着剤又は
エポキシセメントの如く、接着剤を使用して下方部分に
付着される。
装置は、少なくとも一つの粒子を含むための光積分室を
具備し、光積分室は、複数の内壁を有する。第２図に示
された如く、装置10は、粒子17を含むための積分室18を
具備する。積分室18は、第２図にさらに詳細に示され、
複数の内壁を有する。積分室18は、縦方向において伸長
し、縦軸を有し、そして一般に縦軸の回りで水平に対称
である。本発明の第１実施態様において、積分室18は、
粒子を含み、輸送する。積分室18は、上方部分18aと下
方部分18bを含む。第１実施態様において、上方部分18a
は、定置カバーを具備する。上方部分18aは、光を室18
に進入させるための狭い光進入スロット20を具備する。
上方部分18aの内壁は、それらに打ち当たる光を効果的
に乱反射及び散乱させるための材料で被覆してある。La
bsphere,Inc.、North Sutton,New Hampshireから入手
可能な、商標“DURAFLECT"の下で販売される擬似ランバ
ートの乱反射性の光散乱材料が、この目的のために適切
であることが判明した。下方部分18bの内壁もまた、上
方部分に類似の光学特性を有する耐久材料で被覆され
る。同様にLabsphere,Inc.から入手可能な商標“SPECTR
ALON"の下で販売される乱反射ポリテトラフルオロエチ
レンプラスチックの如く、擬似ランバートの乱反射性光
散乱材料が、本発明で使用されるために適切であること
が判明した。プラスチック被覆は、シリコン接着剤又は
エポキシセメントの如く、接着剤を使用して下方部分に
付着される。
積分室18の下方部分18bは、振動フィーダーとして技
術における当業者に公知の揺動形フィーダー組立品のト
ラフを形成する。第１実施態様の揺動形フィーダー組立
品のための適切な組立品は、Eriez Magnetics、Erie、
Pennsylvaniaからのモデル20Aとして市販される。下方
部分18bは、不図示の弾性支持部に据え付けてある。下
方部分18bは、往復ピストンモーターである第２図に示
されたモーター22によって揺動駆動される。モーターピ
ストンが往復運動する時、下方部分18bは、主に、積分
室の縦軸に沿い、小垂直成分で、揺動式に移動する。モ
ーターとこうして下方部分は、一般に、約60ヘルツの周
波数で、約１ミリメートルの振幅で揺動する。下方部分
18bは、積分室18の縦軸の回りで水平に対称である。下
方部分18は、粒子を含み輸送するための略平坦表面18
b′を含む。平坦表面18b′は、積分室の縦軸にほぼ平行
な第２図に示された縦軸Ｐを有し、水平であるか又はそ
の縦軸に沿って最大10゜の角度で傾斜される。材料の粒
子は、平坦表面18b′に沿って一様に分布される。モー
ターは、縦軸に沿って揺動式にトラフを駆動し、その結
果、粒子は、主に、下方部分18bの揺動により、そして
下方部分が傾斜されるならば重力により、下方部分の平
坦表面に沿って室を通って輸送される。
術における当業者に公知の揺動形フィーダー組立品のト
ラフを形成する。第１実施態様の揺動形フィーダー組立
品のための適切な組立品は、Eriez Magnetics、Erie、
Pennsylvaniaからのモデル20Aとして市販される。下方
部分18bは、不図示の弾性支持部に据え付けてある。下
方部分18bは、往復ピストンモーターである第２図に示
されたモーター22によって揺動駆動される。モーターピ
ストンが往復運動する時、下方部分18bは、主に、積分
室の縦軸に沿い、小垂直成分で、揺動式に移動する。モ
ーターとこうして下方部分は、一般に、約60ヘルツの周
波数で、約１ミリメートルの振幅で揺動する。下方部分
18bは、積分室18の縦軸の回りで水平に対称である。下
方部分18は、粒子を含み輸送するための略平坦表面18
b′を含む。平坦表面18b′は、積分室の縦軸にほぼ平行
な第２図に示された縦軸Ｐを有し、水平であるか又はそ
の縦軸に沿って最大10゜の角度で傾斜される。材料の粒
子は、平坦表面18b′に沿って一様に分布される。モー
ターは、縦軸に沿って揺動式にトラフを駆動し、その結
果、粒子は、主に、下方部分18bの揺動により、そして
下方部分が傾斜されるならば重力により、下方部分の平
坦表面に沿って室を通って輸送される。
積分室18の上方部分18aと下方部分18bは、粒子が妨害
されずに室を通過することができるために十分なすき間
がある如く、構成され据え付けられる。上方部分と下方
部分の各々は、垂直方向において重なり合う上方周縁と
下方周縁を含む。具体的に、上方部分18aの下方周縁
は、下方部分18bの上方周縁に重なり合う。上方部分18a
の下方周縁は、第１下方周縁18a′と第２下方周縁18a″
を含む。下方部分18bの上方周縁は、第１上方周縁18b″
と第２上方周縁18bを含む。第２図に示された如く、
入口ホッパー19は、材料の粒子を下方部分18bに送り出
すためにモーター22に隣接して設けてある。第2A図に示
された入口開口24と出口開口26は、下方部分18bの平坦
表面18b′と上方部分18aのそれぞれ下方周縁18a′と18
a″によって、室の縦端部において形成してある。流量
調節ゲート23は、積分室18のホッパー19と入口開口24の
間の下方部分18bの平坦表面18b′の上に配設してある。
流量調節ゲート23は、ノブ23aを調整することにより手
動で調整可能である。流量調節ゲート23は、材料の制御
厚の一様層が、下方部分18bの平坦表面18b′に沿って広
げられることを保証する。材料の粒子は、積分室18に入
る時、入口開口24を通過し、出口開口26を通って室を出
て、積分室18を出た粒子を捕獲するレセプタクル27にい
たる。
されずに室を通過することができるために十分なすき間
がある如く、構成され据え付けられる。上方部分と下方
部分の各々は、垂直方向において重なり合う上方周縁と
下方周縁を含む。具体的に、上方部分18aの下方周縁
は、下方部分18bの上方周縁に重なり合う。上方部分18a
の下方周縁は、第１下方周縁18a′と第２下方周縁18a″
を含む。下方部分18bの上方周縁は、第１上方周縁18b″
と第２上方周縁18bを含む。第２図に示された如く、
入口ホッパー19は、材料の粒子を下方部分18bに送り出
すためにモーター22に隣接して設けてある。第2A図に示
された入口開口24と出口開口26は、下方部分18bの平坦
表面18b′と上方部分18aのそれぞれ下方周縁18a′と18
a″によって、室の縦端部において形成してある。流量
調節ゲート23は、積分室18のホッパー19と入口開口24の
間の下方部分18bの平坦表面18b′の上に配設してある。
流量調節ゲート23は、ノブ23aを調整することにより手
動で調整可能である。流量調節ゲート23は、材料の制御
厚の一様層が、下方部分18bの平坦表面18b′に沿って広
げられることを保証する。材料の粒子は、積分室18に入
る時、入口開口24を通過し、出口開口26を通って室を出
て、積分室18を出た粒子を捕獲するレセプタクル27にい
たる。
積分室における光進入スロットと入口及び出口開口の
全領域は、積分室が光学的に効率的な方法で機能するた
めに最小に保持されなければならない。光進入スロット
と入口及び出口開口の全領域は、一般に、積分室の全内
部領域のわずか数パーセントである。所望ならば、この
パーセントは、積分室を大きくすることにより縮小され
る。さらに、室の上方部分には、第２図と第2a図に示さ
れた如く、積分室の縦端部において、それぞれ、入口開
口24と出口開口26の高さを縮小する第１及び第２下降端
部18aと18′を構成してあり、これにより、積分室
からの光漏れを最小にする。
全領域は、積分室が光学的に効率的な方法で機能するた
めに最小に保持されなければならない。光進入スロット
と入口及び出口開口の全領域は、一般に、積分室の全内
部領域のわずか数パーセントである。所望ならば、この
パーセントは、積分室を大きくすることにより縮小され
る。さらに、室の上方部分には、第２図と第2a図に示さ
れた如く、積分室の縦端部において、それぞれ、入口開
口24と出口開口26の高さを縮小する第１及び第２下降端
部18aと18′を構成してあり、これにより、積分室
からの光漏れを最小にする。
さらに、本発明の第１実施態様により、光吸収汚染を
光学的に検出するための装置はまた、少なくとも一つの
粒子に照射するためのレーザービームを発するレーザー
34を具備する。レーザー34は、第１図に示された如く、
密閉箱16aに据え付けてある。レーザー34は、レーザー
ビームを発し、粒子により反射されるか、又は粒子を透
過する。本発明の第１実施態様において使用されたレー
ザーは、市販される既製品目である。本発明での使用に
適するレーザーの例は、Melles Griot、Irvine、Calif
orniaにより製造される、ヘリウムネオンレーザー、モ
デル05LHR321である。このモデルのレーザーは、低発散
であり、632.8ナノメートルの波長において、ほぼ単色
であるビームを発する。代替的に、457ナノメートルに
おいて動作するアルゴンイオンレーザー、670−950ナノ
メーターの範囲において動作するダイオードレーザー又
は1064ナノメーターにおいて動作するネオジムYAGレー
ザーの如く、他の可視又は赤外波長において動作するレ
ーザーが使用される。レーザー34は、好ましくは、レー
ザービームを視準及び拡大させるための入れ子式レンズ
組立品36を含む。Melles Griotからモデル09LBM011の
如く、本発明の第１実施態様で使用される適切な入れ子
式レンズ組立品は、約３ミリメートルの直径にレーザー
ビームを拡大及び視準させるために使用される。
光学的に検出するための装置はまた、少なくとも一つの
粒子に照射するためのレーザービームを発するレーザー
34を具備する。レーザー34は、第１図に示された如く、
密閉箱16aに据え付けてある。レーザー34は、レーザー
ビームを発し、粒子により反射されるか、又は粒子を透
過する。本発明の第１実施態様において使用されたレー
ザーは、市販される既製品目である。本発明での使用に
適するレーザーの例は、Melles Griot、Irvine、Calif
orniaにより製造される、ヘリウムネオンレーザー、モ
デル05LHR321である。このモデルのレーザーは、低発散
であり、632.8ナノメートルの波長において、ほぼ単色
であるビームを発する。代替的に、457ナノメートルに
おいて動作するアルゴンイオンレーザー、670−950ナノ
メーターの範囲において動作するダイオードレーザー又
は1064ナノメーターにおいて動作するネオジムYAGレー
ザーの如く、他の可視又は赤外波長において動作するレ
ーザーが使用される。レーザー34は、好ましくは、レー
ザービームを視準及び拡大させるための入れ子式レンズ
組立品36を含む。Melles Griotからモデル09LBM011の
如く、本発明の第１実施態様で使用される適切な入れ子
式レンズ組立品は、約３ミリメートルの直径にレーザー
ビームを拡大及び視準させるために使用される。
第１実施態様において、光吸収汚染を光学的に検出す
るための装置はまた、レーザービームを反射させ光積分
室における粒子を走査させるためにレーザーと光整合し
て据え付けた走査組立品を具備する。第１実施態様にお
いて、走査組立品は、第２図に示された如く、積分室に
隣接して据え付けた回転鏡28を含む。鏡28は、少なくと
も一つの反射面を周囲に配設し、反射面に一般に垂直な
回転軸を有する。鏡28の回転軸は、積分室の縦軸にほぼ
平行であり、下方部分18bの平坦表面18b′にほぼ直交し
ている。本発明の第１実施態様による走査組立品はま
た、第２図に示された如く、モータードライブ30とシャ
フト32を具備する。鏡28は、シャフト32に回転可能に支
持され、モーターにより回転軸の回りで回転可能であ
る。ビーム反射鏡35は、レーザーを鏡28の面29に指向さ
せるためにレーザー34の経路において設けてある。第２
図から見られる如く、レーザー34は、レーザービームが
回転鏡の反射表面から反射し、扇走査において走査する
如く、回転鏡28の回転平面において据え付けられる。走
査は、積分室の下方部分18bの平坦表面にほぼ垂直な方
向に向けられる。本発明の第１実施態様において使用さ
れた走査組立品は、市販される既製品目である。本発明
の第１実施態様で使用されるために適する走査組立品は
Lincoln Laser Company、Phoenix、Arizonaから入手
可能なモデルM225−015−XLIMである。代替的に、本発
明の第１実施態様において、走査組立品は、検流計駆動
回転鏡、共振トーショナルスキャナー、ホログラフィー
スキャナー又は音響偏光器である。
るための装置はまた、レーザービームを反射させ光積分
室における粒子を走査させるためにレーザーと光整合し
て据え付けた走査組立品を具備する。第１実施態様にお
いて、走査組立品は、第２図に示された如く、積分室に
隣接して据え付けた回転鏡28を含む。鏡28は、少なくと
も一つの反射面を周囲に配設し、反射面に一般に垂直な
回転軸を有する。鏡28の回転軸は、積分室の縦軸にほぼ
平行であり、下方部分18bの平坦表面18b′にほぼ直交し
ている。本発明の第１実施態様による走査組立品はま
た、第２図に示された如く、モータードライブ30とシャ
フト32を具備する。鏡28は、シャフト32に回転可能に支
持され、モーターにより回転軸の回りで回転可能であ
る。ビーム反射鏡35は、レーザーを鏡28の面29に指向さ
せるためにレーザー34の経路において設けてある。第２
図から見られる如く、レーザー34は、レーザービームが
回転鏡の反射表面から反射し、扇走査において走査する
如く、回転鏡28の回転平面において据え付けられる。走
査は、積分室の下方部分18bの平坦表面にほぼ垂直な方
向に向けられる。本発明の第１実施態様において使用さ
れた走査組立品は、市販される既製品目である。本発明
の第１実施態様で使用されるために適する走査組立品は
Lincoln Laser Company、Phoenix、Arizonaから入手
可能なモデルM225−015−XLIMである。代替的に、本発
明の第１実施態様において、走査組立品は、検流計駆動
回転鏡、共振トーショナルスキャナー、ホログラフィー
スキャナー又は音響偏光器である。
第１実施態様の粒子における光吸収汚染を光学的に検
出するための装置はまた、走査レーザービームを室にお
ける少なくとも一つの粒子に集束させるためにレーザー
に光整合して据え付けた集束組立品を具備する。集束組
立品は、レーザービームからの光が、粒子から反射さ
れ、積分室の内壁に繰り返して散乱される如く、走査組
立品と結合して動作する。本発明の第１実施態様によ
り、集束組立品は、枠組16の密閉箱16aに配設した走査
レンズ38を具備する。第２図にさらに詳細に示された如
く、走査レンズ38は、積分室18と回転鏡28の間に据え付
けてある。走査レンズ38は、扇走査をテレセントリック
走査に変換し、走査レーザービームを積分室18における
粒子に集束させる。走査レンズ38は、レーザーからの光
が粒子から反射され、積分室の内壁に繰り返して散乱さ
れる如く、走査組立品と結合して動作する。走査レンズ
38の垂直位置は、テレセントリック走査を正確に調整す
るために、積分室18に関して調整可能である。こうし
て、レーザービームは、下方部分18bの全幅で一様に集
束されている。本発明の第１実施態様で使用されるため
に適する走査レンズは、Edmund Scientific Compan
y、Barrington、New Jerseyから部品番号SN72055とし
て入手可能な、227ミリメートル径、526ミリメートル焦
点距離の走査レンズである。代替的に、ｆゼータレンズ
が、集束走査レーザービームをｆデータパターンにおい
て走査させるために使用される。走査レンズ38は、走査
視準ビームが、レンズの中央コードに沿ってレンズを通
過する如く、回転鏡28に関して据え付けられる。レーザ
ービームは、レンズの第１焦点面を通過する時に視準さ
れるために、レンズは、ビームをレンズの第２焦点面に
おいて集束させる。走査ビームの見かけの原点は、レン
ズの第１焦点面にあり、こうして、レンズは、扇走査を
テレセントリック走査に変換する。テレセントリック走
査は粒子への走査レーザービームの一定入射角を維持
し、汚染物質への装置の感度が、下方部分18bの幅で一
様であることを保証する。代替的に、集束組立品は、レ
ーザーと走査組立品の間に据え付けた入れ子式レンズ組
立品を具備する。この代替配置において、走査レンズは
省略される。入れ子式レンズ組立品は、レーザービーム
を積分室の平坦表面における粒子に集束させるように調
整される。そのような配置において、回転鏡と表面にお
ける粒子の間の距離は、レーザービームの焦点における
弓状ビームパスの効果を最小にするために十分に大きく
なければならない。
出するための装置はまた、走査レーザービームを室にお
ける少なくとも一つの粒子に集束させるためにレーザー
に光整合して据え付けた集束組立品を具備する。集束組
立品は、レーザービームからの光が、粒子から反射さ
れ、積分室の内壁に繰り返して散乱される如く、走査組
立品と結合して動作する。本発明の第１実施態様によ
り、集束組立品は、枠組16の密閉箱16aに配設した走査
レンズ38を具備する。第２図にさらに詳細に示された如
く、走査レンズ38は、積分室18と回転鏡28の間に据え付
けてある。走査レンズ38は、扇走査をテレセントリック
走査に変換し、走査レーザービームを積分室18における
粒子に集束させる。走査レンズ38は、レーザーからの光
が粒子から反射され、積分室の内壁に繰り返して散乱さ
れる如く、走査組立品と結合して動作する。走査レンズ
38の垂直位置は、テレセントリック走査を正確に調整す
るために、積分室18に関して調整可能である。こうし
て、レーザービームは、下方部分18bの全幅で一様に集
束されている。本発明の第１実施態様で使用されるため
に適する走査レンズは、Edmund Scientific Compan
y、Barrington、New Jerseyから部品番号SN72055とし
て入手可能な、227ミリメートル径、526ミリメートル焦
点距離の走査レンズである。代替的に、ｆゼータレンズ
が、集束走査レーザービームをｆデータパターンにおい
て走査させるために使用される。走査レンズ38は、走査
視準ビームが、レンズの中央コードに沿ってレンズを通
過する如く、回転鏡28に関して据え付けられる。レーザ
ービームは、レンズの第１焦点面を通過する時に視準さ
れるために、レンズは、ビームをレンズの第２焦点面に
おいて集束させる。走査ビームの見かけの原点は、レン
ズの第１焦点面にあり、こうして、レンズは、扇走査を
テレセントリック走査に変換する。テレセントリック走
査は粒子への走査レーザービームの一定入射角を維持
し、汚染物質への装置の感度が、下方部分18bの幅で一
様であることを保証する。代替的に、集束組立品は、レ
ーザーと走査組立品の間に据え付けた入れ子式レンズ組
立品を具備する。この代替配置において、走査レンズは
省略される。入れ子式レンズ組立品は、レーザービーム
を積分室の平坦表面における粒子に集束させるように調
整される。そのような配置において、回転鏡と表面にお
ける粒子の間の距離は、レーザービームの焦点における
弓状ビームパスの効果を最小にするために十分に大きく
なければならない。
走査組立品、レーザー、入れ子式レンズ組立品、ビー
ム反射鏡と走査レンズは、外光が装置に侵入するのを防
止し、ほこりをシステムに入れないように、第１図に示
された如く、枠組16の密封箱16aにおいて密閉される。
適切な密閉箱は、Hoffman Engineering Company、Ano
ka、MinnesotaからモデルＤ−L48H3616LPBとして入手可
能なNEMA−４密閉箱である。密閉箱16aの底面において
形成された光出口スリットは、ビームを密閉箱16aから
出るようにし、積分室18の上方部分18aの光進入スロッ
ト20に侵入させる。
ム反射鏡と走査レンズは、外光が装置に侵入するのを防
止し、ほこりをシステムに入れないように、第１図に示
された如く、枠組16の密封箱16aにおいて密閉される。
適切な密閉箱は、Hoffman Engineering Company、Ano
ka、MinnesotaからモデルＤ−L48H3616LPBとして入手可
能なNEMA−４密閉箱である。密閉箱16aの底面において
形成された光出口スリットは、ビームを密閉箱16aから
出るようにし、積分室18の上方部分18aの光進入スロッ
ト20に侵入させる。
本発明の第１実施態様により、本発明の装置はまた、
走査レーザービームが所定点に達した時を検出し、それ
に応答して走査検出信号を発生させるために、走査組立
品に固定関係において据え付けたレーザービーム位置表
示組立品を具備する。好ましくは、第１実施態様のレー
ザービーム位置表示組立品は、走査組立品に対して、又
は具体的に、この実施態様において、回転鏡28に対して
固定関係において据え付けた光検出器組立品40を具備す
る。代替的に、レーザービーム位置表示組立品は、第２
図において41で示された如く、走査組立品の角度位置を
検出するための磁気検出器を具備する。第１図と第２図
に見られた如く、走査検出組立品の開始とも呼ばれる光
検出器組立品40は、密閉箱16aにおいて積分室18に隣接
して据え付けられる。この文脈において、隣接は、内、
上又は近くを意味する。光検出器組立品40は、光検出器
40aと走査検出回路40bを含む。光検出器組立品40の光検
出器は、好ましくは、第１及び第２部分に分割されたフ
ォトダイオードである。本発明の第１実施態様のレーザ
ービーム位置表示組立品の光検出器として使用される適
切なスプリットフォトダイオードは、Silicon Detecto
r Corporation、Camarillo、CaliforniaからモデルSD
−113−24−21−021として入手可能である。光検出器組
立品40は、走査レーザービームが光検出器40aにおける
所定点に達し、それに応答して走査検出信号を発生した
時を検出する。走査検出信号は、レーザービームがスプ
リットフォトダイオードの第１部分を交差し、第２部分
を照射し始める時発生する前縁と、レーザービームが第
１部分から移行した時発生する後縁とを有する。
走査レーザービームが所定点に達した時を検出し、それ
に応答して走査検出信号を発生させるために、走査組立
品に固定関係において据え付けたレーザービーム位置表
示組立品を具備する。好ましくは、第１実施態様のレー
ザービーム位置表示組立品は、走査組立品に対して、又
は具体的に、この実施態様において、回転鏡28に対して
固定関係において据え付けた光検出器組立品40を具備す
る。代替的に、レーザービーム位置表示組立品は、第２
図において41で示された如く、走査組立品の角度位置を
検出するための磁気検出器を具備する。第１図と第２図
に見られた如く、走査検出組立品の開始とも呼ばれる光
検出器組立品40は、密閉箱16aにおいて積分室18に隣接
して据え付けられる。この文脈において、隣接は、内、
上又は近くを意味する。光検出器組立品40は、光検出器
40aと走査検出回路40bを含む。光検出器組立品40の光検
出器は、好ましくは、第１及び第２部分に分割されたフ
ォトダイオードである。本発明の第１実施態様のレーザ
ービーム位置表示組立品の光検出器として使用される適
切なスプリットフォトダイオードは、Silicon Detecto
r Corporation、Camarillo、CaliforniaからモデルSD
−113−24−21−021として入手可能である。光検出器組
立品40は、走査レーザービームが光検出器40aにおける
所定点に達し、それに応答して走査検出信号を発生した
時を検出する。走査検出信号は、レーザービームがスプ
リットフォトダイオードの第１部分を交差し、第２部分
を照射し始める時発生する前縁と、レーザービームが第
１部分から移行した時発生する後縁とを有する。
走査検出回路40bの詳細は、第３図に示される。スプ
リットフォトダイオードの各部分は、コンピュータサブ
システム14における電源から供給される一般に＋15VのD
C電圧だけバイアスされ、入射レーザービームの強度に
比例する電流を導通させる。スプリットフォトダイオー
ドの各部分からの電流は、第１アナログ比較器45、第２
アナログ比較器47、及び複数の抵抗器49a−49eに送くら
れ、比較される。集束レーザービームが走査する時、そ
れは、スプリットフォトダイオードの第１部分と、それ
から第２部分を照射する。第１アナログ比較器45の出力
は、フォトダイオードの第１部分から生ずる入力電圧が
フォトダイオードの第２部分から生ずる電圧を超える
時、OFF状態からON状態に変化する。レーザービームが
スプリットフォトダイオードの第１及び第２部分の間の
境界を走査し続ける時、第１部分に当たる光の強度とそ
こから生ずる対応する電圧は、降下し始める。ビームが
第２部分を照射し始める時、スプリットフォトダイオー
ドの第２部分に当たる光強度は増大し、そこから生ずる
電圧は、増大する。第２比較器47の出力は、入力電圧が
抵抗器49aと49bによって形成した電圧分割器によって生
成されたしきい電圧レベルを超える時、OFF状態からON
状態に変化する。第１部分における光強度が第２部分よ
りも降下する時、第１アナログ比較器45の出力は、OFF
状態に変更させる。論理ANDゲート53は、それぞれ、第
１及び第２アナログ比較器45と47から２つの出力信号を
受信する。両比較器の出力がONである時、ANDゲートの
出力は、ON状態を取り、そして走査検出信号が発生され
る。
リットフォトダイオードの各部分は、コンピュータサブ
システム14における電源から供給される一般に＋15VのD
C電圧だけバイアスされ、入射レーザービームの強度に
比例する電流を導通させる。スプリットフォトダイオー
ドの各部分からの電流は、第１アナログ比較器45、第２
アナログ比較器47、及び複数の抵抗器49a−49eに送くら
れ、比較される。集束レーザービームが走査する時、そ
れは、スプリットフォトダイオードの第１部分と、それ
から第２部分を照射する。第１アナログ比較器45の出力
は、フォトダイオードの第１部分から生ずる入力電圧が
フォトダイオードの第２部分から生ずる電圧を超える
時、OFF状態からON状態に変化する。レーザービームが
スプリットフォトダイオードの第１及び第２部分の間の
境界を走査し続ける時、第１部分に当たる光の強度とそ
こから生ずる対応する電圧は、降下し始める。ビームが
第２部分を照射し始める時、スプリットフォトダイオー
ドの第２部分に当たる光強度は増大し、そこから生ずる
電圧は、増大する。第２比較器47の出力は、入力電圧が
抵抗器49aと49bによって形成した電圧分割器によって生
成されたしきい電圧レベルを超える時、OFF状態からON
状態に変化する。第１部分における光強度が第２部分よ
りも降下する時、第１アナログ比較器45の出力は、OFF
状態に変更させる。論理ANDゲート53は、それぞれ、第
１及び第２アナログ比較器45と47から２つの出力信号を
受信する。両比較器の出力がONである時、ANDゲートの
出力は、ON状態を取り、そして走査検出信号が発生され
る。
光学サブシステム12の構成要素をコンピュータサブシ
ステム14に連結し、コンピュータサブシステム14の構成
要素を相互連結するためのケーブルはすべて、参照番号
42によって指定される。第３図に示された如く、光検出
器組立品40の走査検出回路によって発生された走査検出
信号は、第１図、第２図と第５図に示された如く、ケー
ブル42を介してコンピュータサブシステム14に送信され
る。
ステム14に連結し、コンピュータサブシステム14の構成
要素を相互連結するためのケーブルはすべて、参照番号
42によって指定される。第３図に示された如く、光検出
器組立品40の走査検出回路によって発生された走査検出
信号は、第１図、第２図と第５図に示された如く、ケー
ブル42を介してコンピュータサブシステム14に送信され
る。
本発明の第１実施態様の装置はまた、繰り返して散乱
された光の強度を指示する強度信号を発生するための光
検出組立品を具備し、この場合繰り返して散乱された光
の強度の減少は、材料における光吸収汚染の存在の関数
である。光検知組立品は、室において繰り返して散乱さ
れた光を受信するために積分室に隣接して据え付けた光
検出器組立品を具備する。この文脈において、隣接は、
内、上又は近くを意味する。第１実施態様において、光
検知組立品は、第１図、第２図と第８図に示された如
く、光検出器組立品14を具備する。第１図と第２図に示
された如く、光検出器組立品44は、積分室18の上方部分
18aに据え付けられ、そして上方部分18aは、光検出器組
立品44が貫通する開口を構成される。第１実施態様の光
検出器組立品44は、好ましくは、光電子増倍管と光電子
増倍管のための高圧電源とを含む。本発明で使用される
適切な光電子増倍管は、Burle Industries、Lancaste
r、Pennsylvaniaからのモデル8654である。本発明で使
用されるために適切な高圧電源は、Bertan Associate
s,Inc.、Hicksville、New YorkからのモデルPMT−10C/
Nである。光電子増倍管が本発明で使用されるが、代替
的に、光検知組立品は、フォトダイオード又は真空フォ
トダイオードの如く、別の形式の光検出器を具備する。
された光の強度を指示する強度信号を発生するための光
検出組立品を具備し、この場合繰り返して散乱された光
の強度の減少は、材料における光吸収汚染の存在の関数
である。光検知組立品は、室において繰り返して散乱さ
れた光を受信するために積分室に隣接して据え付けた光
検出器組立品を具備する。この文脈において、隣接は、
内、上又は近くを意味する。第１実施態様において、光
検知組立品は、第１図、第２図と第８図に示された如
く、光検出器組立品14を具備する。第１図と第２図に示
された如く、光検出器組立品44は、積分室18の上方部分
18aに据え付けられ、そして上方部分18aは、光検出器組
立品44が貫通する開口を構成される。第１実施態様の光
検出器組立品44は、好ましくは、光電子増倍管と光電子
増倍管のための高圧電源とを含む。本発明で使用される
適切な光電子増倍管は、Burle Industries、Lancaste
r、Pennsylvaniaからのモデル8654である。本発明で使
用されるために適切な高圧電源は、Bertan Associate
s,Inc.、Hicksville、New YorkからのモデルPMT−10C/
Nである。光電子増倍管が本発明で使用されるが、代替
的に、光検知組立品は、フォトダイオード又は真空フォ
トダイオードの如く、別の形式の光検出器を具備する。
光検出器組立品44は、室において繰り返して散乱され
た光を受信し、強度信号を生成し、前置増幅器にケーブ
ル42を介して送信する。前置増幅器は、第２図と第６図
に示された如く、前置増幅器モジュール46の一部であ
る。前置増幅器モジュール46は、光検出器組立品44によ
って発生された強度信号を増幅し、それを電圧に変換
し、コンピュータサブシステム14に送信する。レーザー
波長のみを実質的に通過させる光フィルター（不図示）
は、入口開口24又は出口開口26に侵入し、光検出器組立
品44に達する環境又は背景光量を低減させるために光検
出器組立品44の前面に据え付けられ、これにより、強度
信号の信号対雑音比を改良する。
た光を受信し、強度信号を生成し、前置増幅器にケーブ
ル42を介して送信する。前置増幅器は、第２図と第６図
に示された如く、前置増幅器モジュール46の一部であ
る。前置増幅器モジュール46は、光検出器組立品44によ
って発生された強度信号を増幅し、それを電圧に変換
し、コンピュータサブシステム14に送信する。レーザー
波長のみを実質的に通過させる光フィルター（不図示）
は、入口開口24又は出口開口26に侵入し、光検出器組立
品44に達する環境又は背景光量を低減させるために光検
出器組立品44の前面に据え付けられ、これにより、強度
信号の信号対雑音比を改良する。
粒子から反射され又は粒子を透過した光の強度は、こ
の点において粒子の光学特性の関数である。材料が低光
損失特性を有する、すなわち、高度に透明又は高度に反
射性であるならば、粒子に当たる光は、積分室の内壁か
ら繰り返して散乱される。光検出器組立品44によって発
生された強度信号は、積分室の内壁から繰り返して散乱
された光の強度を指示する。レーザービームによって照
射された積分室の領域が入射走査レーザービームの部分
を吸収する汚染粒子又は汚染物質を含むならば、光検出
器組立品44からの信号の合成振幅は、減少する。その領
域が非汚染粒子を含む又は汚染粒子を含まないならば、
光はほとんど吸収されず、そして光検出器組立品44から
の信号の合成振幅は、実質的に不変である。さらに、点
検される粒子の材料が低光損失粒子を有するならば、繰
り返して散乱された光のみが光検出器組立品に達するた
めに、粒子の形状は、光検出器組立品44によって受信さ
れた光の強度にほとんど影響しない。粒子から発現する
ほとんどすべての光が収集され、すべての角度において
発現する光が、光検出器組立品44に達する光に等しく寄
与するために、本発明による装置は、粒子における光吸
収の局所変動に高度に感応し、粒子の形状又は方位にほ
んのわずかしか感応しない。
の点において粒子の光学特性の関数である。材料が低光
損失特性を有する、すなわち、高度に透明又は高度に反
射性であるならば、粒子に当たる光は、積分室の内壁か
ら繰り返して散乱される。光検出器組立品44によって発
生された強度信号は、積分室の内壁から繰り返して散乱
された光の強度を指示する。レーザービームによって照
射された積分室の領域が入射走査レーザービームの部分
を吸収する汚染粒子又は汚染物質を含むならば、光検出
器組立品44からの信号の合成振幅は、減少する。その領
域が非汚染粒子を含む又は汚染粒子を含まないならば、
光はほとんど吸収されず、そして光検出器組立品44から
の信号の合成振幅は、実質的に不変である。さらに、点
検される粒子の材料が低光損失粒子を有するならば、繰
り返して散乱された光のみが光検出器組立品に達するた
めに、粒子の形状は、光検出器組立品44によって受信さ
れた光の強度にほとんど影響しない。粒子から発現する
ほとんどすべての光が収集され、すべての角度において
発現する光が、光検出器組立品44に達する光に等しく寄
与するために、本発明による装置は、粒子における光吸
収の局所変動に高度に感応し、粒子の形状又は方位にほ
んのわずかしか感応しない。
本発明の第１実施態様により、本発明の装置はまた、
繰り返して散乱された光のみが光検知組立品の光検出器
組立品に入射することを保証するために、積分室の内側
に据え付けたバッフルを具備する。第１実施態様におい
て、少なくとも一つの光バッフル48は、第２図に示され
た如く、好ましくは、照射領域と光検出器組立品44の間
の積分室18の上方部分18aに据え付けられ、繰り返して
散乱された光のみが光検出器組立品に達することを保証
する。光バッフルの表面は、積分室の他の内面と同一の
光学特性（すなわち、擬似ランバート、乱反射と光散
乱）を有する。ポリマー立方体の如く、平坦表面を有す
る粒子が、走査される時、バッフルは、これらの表面か
らの鏡面反射光が光検出器組立品44に直接に当たるのを
防止し、これにより、粒子光吸収よりも粒子定位の関数
である光強度変動を生じさせる。そのような光強度変動
は、光検知組立品の光検出器組立品からの信号において
「雑音」成分を生成し、汚染物質の存在を検出するシス
テムの能力を低下させる。走査される粒子が平坦表面を
有さず、又は光散乱特性において十分にランバートであ
るならば、バッフル48は、省略しても良い。
繰り返して散乱された光のみが光検知組立品の光検出器
組立品に入射することを保証するために、積分室の内側
に据え付けたバッフルを具備する。第１実施態様におい
て、少なくとも一つの光バッフル48は、第２図に示され
た如く、好ましくは、照射領域と光検出器組立品44の間
の積分室18の上方部分18aに据え付けられ、繰り返して
散乱された光のみが光検出器組立品に達することを保証
する。光バッフルの表面は、積分室の他の内面と同一の
光学特性（すなわち、擬似ランバート、乱反射と光散
乱）を有する。ポリマー立方体の如く、平坦表面を有す
る粒子が、走査される時、バッフルは、これらの表面か
らの鏡面反射光が光検出器組立品44に直接に当たるのを
防止し、これにより、粒子光吸収よりも粒子定位の関数
である光強度変動を生じさせる。そのような光強度変動
は、光検知組立品の光検出器組立品からの信号において
「雑音」成分を生成し、汚染物質の存在を検出するシス
テムの能力を低下させる。走査される粒子が平坦表面を
有さず、又は光散乱特性において十分にランバートであ
るならば、バッフル48は、省略しても良い。
本発明の装置はまた、コンピュータサブシステムから
の分離制御信号に応答して、積分室における材料から汚
染粒子を分離するためのサブシステムを具備する。汚染
粒子を分離するためのサブシステムは、第２図に一般に
50で示され、そしてサブシステムの詳細は第４図に示さ
れる。第４図から示される如く、分離サブシステムは、
分離制御回路52を含む。分離制御回路52は、好ましく
は、ソレノイド弁54の動作を制御する固体リレーであ
る。汚染物質が検出される時、コンピュータサブシステ
ム14は、分離制御回路52を作動させるために分離制御信
号を発生させる。分離制御回路52は、ソレノイド弁54を
開かせる。ソレノイド弁54は、汚染物質が検出される
時、第２の小部分に対して一般に開である。ソレノイド
弁54は、開である時、第４図に一般に56で示された加圧
空気供給からの空気を許容し、加圧空気供給56a、レギ
ュレータ56bとフィルター56cを含み、圧力増幅器58に伝
達する。圧力増幅器58は、吸引を起こすために使用さ
れ、汚染物質の近傍におけるすべての粒子を積分室の下
方部分に沿った粒子の正常流から分離させる。
の分離制御信号に応答して、積分室における材料から汚
染粒子を分離するためのサブシステムを具備する。汚染
粒子を分離するためのサブシステムは、第２図に一般に
50で示され、そしてサブシステムの詳細は第４図に示さ
れる。第４図から示される如く、分離サブシステムは、
分離制御回路52を含む。分離制御回路52は、好ましく
は、ソレノイド弁54の動作を制御する固体リレーであ
る。汚染物質が検出される時、コンピュータサブシステ
ム14は、分離制御回路52を作動させるために分離制御信
号を発生させる。分離制御回路52は、ソレノイド弁54を
開かせる。ソレノイド弁54は、汚染物質が検出される
時、第２の小部分に対して一般に開である。ソレノイド
弁54は、開である時、第４図に一般に56で示された加圧
空気供給からの空気を許容し、加圧空気供給56a、レギ
ュレータ56bとフィルター56cを含み、圧力増幅器58に伝
達する。圧力増幅器58は、吸引を起こすために使用さ
れ、汚染物質の近傍におけるすべての粒子を積分室の下
方部分に沿った粒子の正常流から分離させる。
第５図は、第１図に一般に14で示された本発明のコン
ピュータサブシステムの簡略ブロック図である。第５図
を参照すると、コンピュータサブシステム14は、コンピ
ュータサブシステムを制御するための中央処理装置（CP
U）ボード60を含む。具体的に、CPUボードは、CPUボー
ドに位置する読出専用メモリ（ROM）において記憶され
たコンパイルされたコンピュータプログラムに応答して
制御及びデータ信号を発生させる。代替的に、ROMは、
分離サポートボードにある。ケーブル42は、第５図に示
された如く、コンピュータサブシステム14の構成要素の
間で制御及びデータ信号を送信する。本発明で使用され
るために適するCPUボードは、Force Computer Inc.、
Los Gatos、CaliforniaからのモデルSYS68K/CPU−29で
ある。
ピュータサブシステムの簡略ブロック図である。第５図
を参照すると、コンピュータサブシステム14は、コンピ
ュータサブシステムを制御するための中央処理装置（CP
U）ボード60を含む。具体的に、CPUボードは、CPUボー
ドに位置する読出専用メモリ（ROM）において記憶され
たコンパイルされたコンピュータプログラムに応答して
制御及びデータ信号を発生させる。代替的に、ROMは、
分離サポートボードにある。ケーブル42は、第５図に示
された如く、コンピュータサブシステム14の構成要素の
間で制御及びデータ信号を送信する。本発明で使用され
るために適するCPUボードは、Force Computer Inc.、
Los Gatos、CaliforniaからのモデルSYS68K/CPU−29で
ある。
CPUボード60は、キーボード64を含む端末62にケーブ
ル42によって連結される。端末62により、使用者は、CP
Uボード60と対話することにより、装置の動作を制御す
ることができる。本発明のコンピュータサブシステムで
使用された端末は、一般に、ビデオモニターとキーボー
ドを含む、Digital Equipment Corporation、Maynar
d、Massachusettsからのモデル330である。
ル42によって連結される。端末62により、使用者は、CP
Uボード60と対話することにより、装置の動作を制御す
ることができる。本発明のコンピュータサブシステムで
使用された端末は、一般に、ビデオモニターとキーボー
ドを含む、Digital Equipment Corporation、Maynar
d、Massachusettsからのモデル330である。
CPUボード60は、VMEバス66を介してコンピュータサブ
システムの残部に連結される。VMEバス66は、第５図に
示された如く、コンピュータサブシステム14における他
のボードにCPUボード60によって発生された制御及びデ
ータ信号を送信する。さらに、VMEバス66は、第５図に
示された如く密閉箱にすべて据え付けられた、光検出器
組立品40、光検出器組立品44と分離サブシステム50に連
結される。
システムの残部に連結される。VMEバス66は、第５図に
示された如く、コンピュータサブシステム14における他
のボードにCPUボード60によって発生された制御及びデ
ータ信号を送信する。さらに、VMEバス66は、第５図に
示された如く密閉箱にすべて据え付けられた、光検出器
組立品40、光検出器組立品44と分離サブシステム50に連
結される。
VMEバス66は、メモリボード70に連結される。メモリ
ボード70は、ランダムアクセスメモリ（RAM）、又は非
揮発性RAMあるいはROM、ないしはそれらの組み合わせを
含む。メモリボード70は、VMEバス66を介して受信され
たCPUボード60からのデータを記憶する。本発明で使用
されるために適するメモリボードは、Logical Design
Group,Inc.、Raleigh、North CarolinaからRAMボー
ド、モデルVME9100Dである。
ボード70は、ランダムアクセスメモリ（RAM）、又は非
揮発性RAMあるいはROM、ないしはそれらの組み合わせを
含む。メモリボード70は、VMEバス66を介して受信され
たCPUボード60からのデータを記憶する。本発明で使用
されるために適するメモリボードは、Logical Design
Group,Inc.、Raleigh、North CarolinaからRAMボー
ド、モデルVME9100Dである。
本発明の装置はまた、強度信号を増幅し濾波するため
に、光検出組立品の光検出器組立品に連結された信号処
理組立品を含む。信号処理組立品は、光検出器組立品44
によって発生された信号を受信し、増幅し、かつ濾波す
るために光検出器組立品44にケーブル42によって連結さ
れた制御及びプロセッサーボード72を含む。制御及びプ
ロセッサーボードはまた、VMEバス66を介してCPUボード
60に連結される。
に、光検出組立品の光検出器組立品に連結された信号処
理組立品を含む。信号処理組立品は、光検出器組立品44
によって発生された信号を受信し、増幅し、かつ濾波す
るために光検出器組立品44にケーブル42によって連結さ
れた制御及びプロセッサーボード72を含む。制御及びプ
ロセッサーボードはまた、VMEバス66を介してCPUボード
60に連結される。
本発明の装置は、さらに、増幅及び濾波された信号を
表示するために信号処理組立品に連結されたビデオ表示
部を含む。第１実施態様において、ビデオ表示部は、第
５図に示された如く、表示ボード74と像の形式において
増幅及び濾波された信号を表示するビデオモニター76を
具備する。本発明で使用されるために好適なビデオ表示
ボードは、Data Translation、Marlboro、Massachuset
tsからのモデルDT1451である。本発明で使用されるため
に好適なビデオモニターは、Burle Industries、Lanca
ster、PennsylvaniaからのモデルTC1910Aである。第５
図に示された如く、CPUボード60は、VMEバス66を介し
て、ビデオ表示ボード74に連結される。ビデオ表示ボー
ド74は、４つのケーブル42を介して、制御及びプロセッ
サーボード72に連結される。これらのケーブルの各々
は、５図に示された如く、異なる信号、具体的に、BUF
PMT信号と、３つの同期信号、VSYNC、HSYNCとPIXEL
CLKを送信する。BUF PMT信号は、光検出器組立品44に
よって発生された信号の緩衝コピーである。ビデオ表示
ボード74は、制御及びプロセッサーボード72からのBUF
PMT信号をデジタル化して記憶し、表示のために記憶
されたBUF PMT信号をフォーマット化する。ビデオ表示
ボード74はまた、制御及びプロセッサーボード72からケ
ーブル42を介して同期化信号VSYNC、HSYNCとPIXEL CLK
を受信する。これらの信号は、ビデオ表示ボードがBUF
PMT信号をデジタル化しフォーマット化する速度を制
御する。ビデオ表示ボード74は、ビデオモニター76にケ
ーブル42によって連結され、デジタル化かつフォーマッ
ト化信号をRS−170標準ビデオ信号に変換し、ビデオモ
ニター76に送信する。ビデオモニター76は、ビデオ信号
から走査される粒子の絵画表示を設ける。
表示するために信号処理組立品に連結されたビデオ表示
部を含む。第１実施態様において、ビデオ表示部は、第
５図に示された如く、表示ボード74と像の形式において
増幅及び濾波された信号を表示するビデオモニター76を
具備する。本発明で使用されるために好適なビデオ表示
ボードは、Data Translation、Marlboro、Massachuset
tsからのモデルDT1451である。本発明で使用されるため
に好適なビデオモニターは、Burle Industries、Lanca
ster、PennsylvaniaからのモデルTC1910Aである。第５
図に示された如く、CPUボード60は、VMEバス66を介し
て、ビデオ表示ボード74に連結される。ビデオ表示ボー
ド74は、４つのケーブル42を介して、制御及びプロセッ
サーボード72に連結される。これらのケーブルの各々
は、５図に示された如く、異なる信号、具体的に、BUF
PMT信号と、３つの同期信号、VSYNC、HSYNCとPIXEL
CLKを送信する。BUF PMT信号は、光検出器組立品44に
よって発生された信号の緩衝コピーである。ビデオ表示
ボード74は、制御及びプロセッサーボード72からのBUF
PMT信号をデジタル化して記憶し、表示のために記憶
されたBUF PMT信号をフォーマット化する。ビデオ表示
ボード74はまた、制御及びプロセッサーボード72からケ
ーブル42を介して同期化信号VSYNC、HSYNCとPIXEL CLK
を受信する。これらの信号は、ビデオ表示ボードがBUF
PMT信号をデジタル化しフォーマット化する速度を制
御する。ビデオ表示ボード74は、ビデオモニター76にケ
ーブル42によって連結され、デジタル化かつフォーマッ
ト化信号をRS−170標準ビデオ信号に変換し、ビデオモ
ニター76に送信する。ビデオモニター76は、ビデオ信号
から走査される粒子の絵画表示を設ける。
第６図は、制御及びプロセッサーボード72のシステム
ブロック図である。第６図に示された如く、制御及びプ
ロセッサーボード72は、VMEバス66に連結されたVMEイン
ターフェース部78を含む。VMEインターフェース部78
は、CPUボード60からの制御及びデータ信号を解釈し、
バス66においてCPUボード60と通信を行う。VMEインター
フェース部は、Altera Corporation、Santa Clare、C
aliforniaからモデル5128−２の如く、プログラマブル
回路で実現される。
ブロック図である。第６図に示された如く、制御及びプ
ロセッサーボード72は、VMEバス66に連結されたVMEイン
ターフェース部78を含む。VMEインターフェース部78
は、CPUボード60からの制御及びデータ信号を解釈し、
バス66においてCPUボード60と通信を行う。VMEインター
フェース部は、Altera Corporation、Santa Clare、C
aliforniaからモデル5128−２の如く、プログラマブル
回路で実現される。
VMEインターフェース部78はまた、CPUボード60からの
制御及びデータ信号により、光検出器組立品40によって
発生された走査検出信号の後縁に応答して、タイミング
信号を発生させるタイミング及び制御部80に連結する。
タイミング及び制御部80の詳細は、第７図を参照して以
下に記載される。タイミング及び制御部はまた、上記の
VMEインターフェース部に対して使用されたモデル5128
−２の如く、プログラマブル回路で実現される。タイミ
ング及び制御信号は、第７図と第８図に示された如く、
HOLD信号、ADCONV信号、DACREFRW信号とHBLANK信号を含
む。
制御及びデータ信号により、光検出器組立品40によって
発生された走査検出信号の後縁に応答して、タイミング
信号を発生させるタイミング及び制御部80に連結する。
タイミング及び制御部80の詳細は、第７図を参照して以
下に記載される。タイミング及び制御部はまた、上記の
VMEインターフェース部に対して使用されたモデル5128
−２の如く、プログラマブル回路で実現される。タイミ
ング及び制御信号は、第７図と第８図に示された如く、
HOLD信号、ADCONV信号、DACREFRW信号とHBLANK信号を含
む。
タイミング及び制御信号は、信号処理部82を制御す
る。信号処理部82は、粒子を含まないことが既知の積分
室における点がレーザービームによって照射される時発
生するペデスタル参照信号を発生させる。ペデスタル参
照信号は、デジタル形式において、VMEインターフェー
ス部78に送信され、その結果、それはCPUボード60によ
って読み出され、又は制御される。タイミング及び制御
信号はまた、装置によって検出された汚染物質の数を計
数する事象プロセッサー部84を制御する。事象プロセッ
サー部84によって累算された計数値は、VMEインターフ
ェース部78によって読み出される。タイミング及び制御
信号はまた、第５図に示された如く、ビデオ表示ボード
74によって必要とされる、同期化信号VSYNC、HSYNCとPI
XEL CLKを発生させるために、ビデオ表示制御部86によ
って処理される。同期化信号は、光検出器組立品540に
よって発生された走査検出信号に同期される。タイミン
グ及び制御信号がビデオ表示制御部86によって処理され
る方法は、VMEインターフェース部78を介してCPUボード
78によって送信された制御及びデータ信号によって制御
される。VMEインターフェース部78はまた、しきい部88
に連結し、信号処理部82からの処理ビデオ信号の信号レ
ベルを複数の所定基準電圧レベルと比較する。これらの
所定基準電圧レベルは、CPUボード60からの制御及びデ
ータ信号に応答して設定される。
る。信号処理部82は、粒子を含まないことが既知の積分
室における点がレーザービームによって照射される時発
生するペデスタル参照信号を発生させる。ペデスタル参
照信号は、デジタル形式において、VMEインターフェー
ス部78に送信され、その結果、それはCPUボード60によ
って読み出され、又は制御される。タイミング及び制御
信号はまた、装置によって検出された汚染物質の数を計
数する事象プロセッサー部84を制御する。事象プロセッ
サー部84によって累算された計数値は、VMEインターフ
ェース部78によって読み出される。タイミング及び制御
信号はまた、第５図に示された如く、ビデオ表示ボード
74によって必要とされる、同期化信号VSYNC、HSYNCとPI
XEL CLKを発生させるために、ビデオ表示制御部86によ
って処理される。同期化信号は、光検出器組立品540に
よって発生された走査検出信号に同期される。タイミン
グ及び制御信号がビデオ表示制御部86によって処理され
る方法は、VMEインターフェース部78を介してCPUボード
78によって送信された制御及びデータ信号によって制御
される。VMEインターフェース部78はまた、しきい部88
に連結し、信号処理部82からの処理ビデオ信号の信号レ
ベルを複数の所定基準電圧レベルと比較する。これらの
所定基準電圧レベルは、CPUボード60からの制御及びデ
ータ信号に応答して設定される。
本発明の装置はまた、レーザーから室に侵入する光パ
ワー量、積分室の散乱効率又は光検出器組立品44の感度
の少なくとも一つにおける変化に応答して、制御信号を
発生させるために信号処理組立品に連結された、第６
図、第８図と第９図に示された自動利得制御部90を含
む。VMEインターフェース部78はまた、自動利得制御部9
0に連結される。自動利得制御部90は、信号処理部82か
らのペデスタル基準信号を受信する。自動利得制御部90
は、VMEバス66とケーブル42を介して、光検出器組立品4
4の高圧電源に送信される自動利得制御信号を発生させ
る。自動利得制御信号は、こうして、単独又は組み合わ
せた、次の因子における変化によって生じたペデスタル
基準信号における変動に応答して、光検出器組立品44の
感度を制御する。すなわち、レーザーから室に侵入する
光パワー量、積分室の散乱効率又は光検知組立品の光検
出器組立品の感度である。
ワー量、積分室の散乱効率又は光検出器組立品44の感度
の少なくとも一つにおける変化に応答して、制御信号を
発生させるために信号処理組立品に連結された、第６
図、第８図と第９図に示された自動利得制御部90を含
む。VMEインターフェース部78はまた、自動利得制御部9
0に連結される。自動利得制御部90は、信号処理部82か
らのペデスタル基準信号を受信する。自動利得制御部90
は、VMEバス66とケーブル42を介して、光検出器組立品4
4の高圧電源に送信される自動利得制御信号を発生させ
る。自動利得制御信号は、こうして、単独又は組み合わ
せた、次の因子における変化によって生じたペデスタル
基準信号における変動に応答して、光検出器組立品44の
感度を制御する。すなわち、レーザーから室に侵入する
光パワー量、積分室の散乱効率又は光検知組立品の光検
出器組立品の感度である。
第７図は、タイミング及び制御部80の構成要素を示す
ブロック図である。タイミング及び制御部80は、信号処
理部82と自動利得制御部90のための制御信号を発生させ
る。タイミング及び制御部80は、水晶制御クロック92、
フリップフロップ94、第１、第２及び第３ダウンカウン
ター96、98と100、第１及び第２遅延回路102と104、及
び第１、第２及び第３入力レジスター106、108と110を
含む。クロック92の出力は、それぞれ、ダウンカウンタ
ー96、98と100のクロック（CLK）入力に送信される。走
査検出信号は、それぞれ、第１及び第３ダウンカウンタ
ー96と100の開始入力に送信される。各ダウンカウンタ
ー96、98と100に対する所定の時間遅れは、VMEインター
フェース部78を介してCPUボード60によってセットさ
れ、それぞれ、入力レジスター106、108と110において
記憶される。ダウンカウンター96の出力は、ダウンカウ
ンター98を起動させる。ダウンカウンター96と98のそれ
ぞれの出力は、HBLANK信号を発生させるためにフリップ
フロップ94をセットし、リセットする。ダウンカウンタ
ー100は、HOLD信号を発生させるために使用される。ダ
ウンカウンター100はまた、ADCONV信号を発生させるた
めに第１遅延回路102と組み合わせて使用され、そして
さらに、DACREFRW信号を発生させるために第２遅延回路
104と組み合わせて使用される。
ブロック図である。タイミング及び制御部80は、信号処
理部82と自動利得制御部90のための制御信号を発生させ
る。タイミング及び制御部80は、水晶制御クロック92、
フリップフロップ94、第１、第２及び第３ダウンカウン
ター96、98と100、第１及び第２遅延回路102と104、及
び第１、第２及び第３入力レジスター106、108と110を
含む。クロック92の出力は、それぞれ、ダウンカウンタ
ー96、98と100のクロック（CLK）入力に送信される。走
査検出信号は、それぞれ、第１及び第３ダウンカウンタ
ー96と100の開始入力に送信される。各ダウンカウンタ
ー96、98と100に対する所定の時間遅れは、VMEインター
フェース部78を介してCPUボード60によってセットさ
れ、それぞれ、入力レジスター106、108と110において
記憶される。ダウンカウンター96の出力は、ダウンカウ
ンター98を起動させる。ダウンカウンター96と98のそれ
ぞれの出力は、HBLANK信号を発生させるためにフリップ
フロップ94をセットし、リセットする。ダウンカウンタ
ー100は、HOLD信号を発生させるために使用される。ダ
ウンカウンター100はまた、ADCONV信号を発生させるた
めに第１遅延回路102と組み合わせて使用され、そして
さらに、DACREFRW信号を発生させるために第２遅延回路
104と組み合わせて使用される。
第８図は、信号処理部82の構成要素と、制御及びプロ
セッサーボード72のタイミング及び制御部80、自動利得
制御部90、しきい部88と事象プロセッサー部86に対する
関係とを示す主に示すブロック図である。第８図に示さ
れた如く、信号処理部82は、前置増幅器モジュール46を
介して光検出器組立品44と光検出器組立品40に連結した
タイミング及び制御部80に連結される。第１組立品40に
よって発生された走査検出信号に応答してタイミング及
び制御部80によって発生されたHBLANK、DACREFRW、ADCO
NV及びHOLD信号は、第８図に示された如く、信号処理部
82に送信される。信号処理部82はまた、第８図に示され
た如く、自動利得制御信号を制御するための自動利得制
御部90としきい部88に連結される。しきい部88の出力
は、事象プロセッサー部84に送信される。
セッサーボード72のタイミング及び制御部80、自動利得
制御部90、しきい部88と事象プロセッサー部86に対する
関係とを示す主に示すブロック図である。第８図に示さ
れた如く、信号処理部82は、前置増幅器モジュール46を
介して光検出器組立品44と光検出器組立品40に連結した
タイミング及び制御部80に連結される。第１組立品40に
よって発生された走査検出信号に応答してタイミング及
び制御部80によって発生されたHBLANK、DACREFRW、ADCO
NV及びHOLD信号は、第８図に示された如く、信号処理部
82に送信される。信号処理部82はまた、第８図に示され
た如く、自動利得制御信号を制御するための自動利得制
御部90としきい部88に連結される。しきい部88の出力
は、事象プロセッサー部84に送信される。
第８図の詳細を参照すると、信号処理部82は、前置増
幅器モジュール46から受信された入力信号を緩衝するた
めの第１非反転緩衝増幅器114を含む。この緩衝信号
は、第５図の説明に関して上述された如くBUF PMT信号
である。第１緩衝増幅器114の出力は、サンプル及びホ
ールド増幅器116と増幅器118に連結される。本発明で使
用されるために好適なサンプル及びホールド増幅器は、
Comlinear Corporation、Fort Collins、Coloradoか
らのモデルCLC940である。サンプル及びホールド増幅器
116は、タイミング及び制御部80によって発生されたHOL
D信号の制御下で増幅器114からのBUF PMT信号をサンプ
リングする。
幅器モジュール46から受信された入力信号を緩衝するた
めの第１非反転緩衝増幅器114を含む。この緩衝信号
は、第５図の説明に関して上述された如くBUF PMT信号
である。第１緩衝増幅器114の出力は、サンプル及びホ
ールド増幅器116と増幅器118に連結される。本発明で使
用されるために好適なサンプル及びホールド増幅器は、
Comlinear Corporation、Fort Collins、Coloradoか
らのモデルCLC940である。サンプル及びホールド増幅器
116は、タイミング及び制御部80によって発生されたHOL
D信号の制御下で増幅器114からのBUF PMT信号をサンプ
リングする。
サンプル及びホールド増幅器116の出力は、アナログ
対デジタル（A/D）変換器120に送信される。A/D変換器1
20は、タイミング及び制御部80によって発生されたADCO
NV信号に応答して、サンプル及びホールド増幅器116か
らの入りアナログ信号をデジタル形式に変換する。ADCO
NV信号は、自動利得制御シーケンスにおける第２信号で
あり、HOLD信号が第１である。A/D変換器120は、タイミ
ング及び制御部80によって発生されたDACREFRW信号に応
答して、サンプル及びホールド増幅器116からの保持信
号のデジタル表現を出力する。DACREFRW信号は、自動利
得制御シーケンスにおける第３信号である。本発明で使
用されるために好適なA/D変換器は、Burr−Brown Corp
oration、Tuscon、ArizonaからのモデルADC774である。
対デジタル（A/D）変換器120に送信される。A/D変換器1
20は、タイミング及び制御部80によって発生されたADCO
NV信号に応答して、サンプル及びホールド増幅器116か
らの入りアナログ信号をデジタル形式に変換する。ADCO
NV信号は、自動利得制御シーケンスにおける第２信号で
あり、HOLD信号が第１である。A/D変換器120は、タイミ
ング及び制御部80によって発生されたDACREFRW信号に応
答して、サンプル及びホールド増幅器116からの保持信
号のデジタル表現を出力する。DACREFRW信号は、自動利
得制御シーケンスにおける第３信号である。本発明で使
用されるために好適なA/D変換器は、Burr−Brown Corp
oration、Tuscon、ArizonaからのモデルADC774である。
A/D変換器120の出力は、第１デジタル対アナログ（D/
A）変換器122のデータ入力とVMEインターフェース部78
に送信される。タイミング及び制御部80は、DACREFRW信
号の反転バージョンを第1D/A変換器122に設ける。第1D/
A変換器122は、反転DACREFRW信号に応答して、A/D変換
器120からデータを捕獲する。代替的に、VMEインターフ
ェース部78は、第1D/A変換器122に対してデータ入力を
設ける。第１デジタル対アナログ変換器として本発明で
使用されるために好適なD/A変換器は、Analog Device
s、Norwood、MassachusettsからのモデルAD767である。
A）変換器122のデータ入力とVMEインターフェース部78
に送信される。タイミング及び制御部80は、DACREFRW信
号の反転バージョンを第1D/A変換器122に設ける。第1D/
A変換器122は、反転DACREFRW信号に応答して、A/D変換
器120からデータを捕獲する。代替的に、VMEインターフ
ェース部78は、第1D/A変換器122に対してデータ入力を
設ける。第１デジタル対アナログ変換器として本発明で
使用されるために好適なD/A変換器は、Analog Device
s、Norwood、MassachusettsからのモデルAD767である。
第1D/A変換器122の出力信号は、第８図に示された如
く、第１低域フィルター124に送信される。第１低域フ
ィルター124は、第1D/A変換器122によって設けられた信
号における小変動を除去する。第１低域フィルター124
の出力は、増幅器118の入力に送信される。増幅器118
は、第１低域フィルター124から出力された濾波された
デジタル対アナログ信号と第１緩衝増幅器114からの出
力の合計を反転させる。第1D/A変換器122の出力信号は
また、第９図に示された如く、自動利得制御部90の積分
増幅器126に送信される。第９図は、自動利得制御部90
の構成要素を示すブロック図である。自動利得制御部90
は、積分増幅器126、第１アナログスイッチ127と反転増
幅器128を具備する。
く、第１低域フィルター124に送信される。第１低域フ
ィルター124は、第1D/A変換器122によって設けられた信
号における小変動を除去する。第１低域フィルター124
の出力は、増幅器118の入力に送信される。増幅器118
は、第１低域フィルター124から出力された濾波された
デジタル対アナログ信号と第１緩衝増幅器114からの出
力の合計を反転させる。第1D/A変換器122の出力信号は
また、第９図に示された如く、自動利得制御部90の積分
増幅器126に送信される。第９図は、自動利得制御部90
の構成要素を示すブロック図である。自動利得制御部90
は、積分増幅器126、第１アナログスイッチ127と反転増
幅器128を具備する。
本発明の装置はまた、複数のDC基準電圧を発生するた
めに自動利得制御部に連結したデジタル対アナログ変換
器を含む。第８図を参照すると、複数のDC基準電圧を発
生させるためのデジタル対アナログ（D/A）変換器が、1
38で示される。D/A変換器138は、本発明の装置において
第2D/A変換器を具備し、電圧基準レベル、HVREFを決定
する。積分増幅器126は、電圧基準レベル、HVREFから第
1D/A変換器122によって設けられた信号を減算し、差を
積分する。第2D/A変換器138はまた、下記のしきい部88
によって使用される複数のDC基準電圧を発生する。第２
デジタル対アナログ（D/A）変換器138は、多重ポートD/
A変換器である。第2D/A変換器として使用に好適な多重
ポートD/A変換器は、Analog Devicesから市販されるモ
デルAD722である。正常動作において、第１アナログス
イッチ127は、積分増幅器126の出力を反転増幅器128に
伝達する。障害探索のために、CPUボード60は、VMEイン
ターフェース部78を介して、HVSEL信号を表明し、装置
の操作者は第１アナログスイッチ127の動作を手動制御
することができる。CPUボード60はまた、第2D/A変換器1
38によって発生され、光検出器組立品44の高圧電源によ
って生成された高圧レベルを所定レベルにセットするた
めに使用されるたHVSEL信号を制御する。反転増幅器128
は、アナログスイッチ127からの信号を反転し、高圧レ
ベルを制御する。
めに自動利得制御部に連結したデジタル対アナログ変換
器を含む。第８図を参照すると、複数のDC基準電圧を発
生させるためのデジタル対アナログ（D/A）変換器が、1
38で示される。D/A変換器138は、本発明の装置において
第2D/A変換器を具備し、電圧基準レベル、HVREFを決定
する。積分増幅器126は、電圧基準レベル、HVREFから第
1D/A変換器122によって設けられた信号を減算し、差を
積分する。第2D/A変換器138はまた、下記のしきい部88
によって使用される複数のDC基準電圧を発生する。第２
デジタル対アナログ（D/A）変換器138は、多重ポートD/
A変換器である。第2D/A変換器として使用に好適な多重
ポートD/A変換器は、Analog Devicesから市販されるモ
デルAD722である。正常動作において、第１アナログス
イッチ127は、積分増幅器126の出力を反転増幅器128に
伝達する。障害探索のために、CPUボード60は、VMEイン
ターフェース部78を介して、HVSEL信号を表明し、装置
の操作者は第１アナログスイッチ127の動作を手動制御
することができる。CPUボード60はまた、第2D/A変換器1
38によって発生され、光検出器組立品44の高圧電源によ
って生成された高圧レベルを所定レベルにセットするた
めに使用されるたHVSEL信号を制御する。反転増幅器128
は、アナログスイッチ127からの信号を反転し、高圧レ
ベルを制御する。
増幅器118の出力は、第８図に示された如く、第２ア
ナログスイッチ132に送信される。アナログスイッチ132
の動作は、タイミング及び制御部80によって生成された
HBLANK信号によって制御される。HBLANK信号が論理高で
ある時、スイッチは開であり、自動利得制御部90からの
総和及び反転信号が他の回路に達するのを防止する。HB
LANK信号が論理低である時、スイッチは閉であり、第２
非反転緩衝増幅器134は総和及び反転信号を受信する。
ナログスイッチ132に送信される。アナログスイッチ132
の動作は、タイミング及び制御部80によって生成された
HBLANK信号によって制御される。HBLANK信号が論理高で
ある時、スイッチは開であり、自動利得制御部90からの
総和及び反転信号が他の回路に達するのを防止する。HB
LANK信号が論理低である時、スイッチは閉であり、第２
非反転緩衝増幅器134は総和及び反転信号を受信する。
本発明の装置はまた、複数のDC基準電圧を増幅及び濾
波信号と比較するための複数の比較器を具備するしきい
部を含む。しきい部は、第８図において88で示される。
第２緩衝増幅器134の出力は、しきい部88のしきいグル
ープ88″と第２低域フィルター136に送信される。第２
低域フィルター136は、さらに、信号から高周波数成分
を除去し、増幅を設けるために、第２緩衝増幅器134か
らの信号を処理する。第２低域フィルター136からの濾
波信号は、それから、しきい部88のしきいグループ88′
に送信される。しきい部は、複数のDC基準電圧を増幅及
び濾波信号と比較するための複数の比較器を具備する。
第１実施態様の好ましい構成において、５つの比較器88
a′−88e′と88a″−88e″の２つのグループがある。比
較器88a′−88e′は、第２低域フィルター136の出力に
連結され、そして比較器88a″−88e″は、第２緩衝増幅
器134の出力に連結される。好ましい実施態様におい
て、10個の独立制御基準電圧レベルがある。D/A変換器1
38の各出力ポートは、基準電圧レベルをそれぞれの比較
器88a′−88e′と88a″−88e″に設ける。比較器88a′
は、CPUボード60の制御下で、第２低域フィルター136か
ら受信された信号レベルを第2D/A変換器138によって設
けられた第１基準電圧レベルと比較する。各後続の比較
器88b′−88e′は、CPUボード60の制御下で、第２低域
フィルター136から受信された信号レベルを第2D/A変換
器138によって設けられた対応する所定基準電圧レベル
と比較する。比較器88a″は、VMEインターフェース部78
を介してCPUボード60の制御下で、第２緩衝増幅器134か
ら受信された信号レベルを第２デジタル対アナログ変換
器138によって設けられた第１基準電圧レベルと比較す
る。各後続の比較器88b″−88e″は、CPUボード60の制
御下で、第２緩衝増幅器134から受信された信号レベル
を第2D/A変換器138によって設けられた対応する所定基
準電圧レベルと比較する。比較器88a″−88e″の出力
は、緩衝増幅器134からの信号が対応する基準電圧レベ
ルを超える時論理高になる。比較器88a′−88e′の出力
は、第２低域フィルター136からの濾波信号が対応する
基準電圧レベルを超える時、論理高になる。各比較器88
a′−88e′の出力は、事象プロセッサー部84の事象プロ
セッサーグループ84′におけるそれぞれの事象プロセッ
サー84a′−84e′に送信され、そして各比較器88a″−8
8e″の出力は、事象プロセッサー部84の事象プロセッサ
ーグループ84″におけるそれぞれの事象プロセッサー84
a″−84e″に送信される。
波信号と比較するための複数の比較器を具備するしきい
部を含む。しきい部は、第８図において88で示される。
第２緩衝増幅器134の出力は、しきい部88のしきいグル
ープ88″と第２低域フィルター136に送信される。第２
低域フィルター136は、さらに、信号から高周波数成分
を除去し、増幅を設けるために、第２緩衝増幅器134か
らの信号を処理する。第２低域フィルター136からの濾
波信号は、それから、しきい部88のしきいグループ88′
に送信される。しきい部は、複数のDC基準電圧を増幅及
び濾波信号と比較するための複数の比較器を具備する。
第１実施態様の好ましい構成において、５つの比較器88
a′−88e′と88a″−88e″の２つのグループがある。比
較器88a′−88e′は、第２低域フィルター136の出力に
連結され、そして比較器88a″−88e″は、第２緩衝増幅
器134の出力に連結される。好ましい実施態様におい
て、10個の独立制御基準電圧レベルがある。D/A変換器1
38の各出力ポートは、基準電圧レベルをそれぞれの比較
器88a′−88e′と88a″−88e″に設ける。比較器88a′
は、CPUボード60の制御下で、第２低域フィルター136か
ら受信された信号レベルを第2D/A変換器138によって設
けられた第１基準電圧レベルと比較する。各後続の比較
器88b′−88e′は、CPUボード60の制御下で、第２低域
フィルター136から受信された信号レベルを第2D/A変換
器138によって設けられた対応する所定基準電圧レベル
と比較する。比較器88a″は、VMEインターフェース部78
を介してCPUボード60の制御下で、第２緩衝増幅器134か
ら受信された信号レベルを第２デジタル対アナログ変換
器138によって設けられた第１基準電圧レベルと比較す
る。各後続の比較器88b″−88e″は、CPUボード60の制
御下で、第２緩衝増幅器134から受信された信号レベル
を第2D/A変換器138によって設けられた対応する所定基
準電圧レベルと比較する。比較器88a″−88e″の出力
は、緩衝増幅器134からの信号が対応する基準電圧レベ
ルを超える時論理高になる。比較器88a′−88e′の出力
は、第２低域フィルター136からの濾波信号が対応する
基準電圧レベルを超える時、論理高になる。各比較器88
a′−88e′の出力は、事象プロセッサー部84の事象プロ
セッサーグループ84′におけるそれぞれの事象プロセッ
サー84a′−84e′に送信され、そして各比較器88a″−8
8e″の出力は、事象プロセッサー部84の事象プロセッサ
ーグループ84″におけるそれぞれの事象プロセッサー84
a″−84e″に送信される。
第10図は、事象プロセッサー部84における単一事象プ
ロセッサーの詳細を示すブロック図である。グループ8
4′における各事象プロセッサー84a′−84e′は、第２
低域フィルター136からの信号が、CPUボード60の制御下
で、第2D/A変換器138によって設けられた基準電圧レベ
ルを超える回数を計数する。グループ84″における各事
象プロセッサー84a″−84e″は、緩衝増幅器134からの
非濾波信号が、CPUボード60の制御下で、第2D/A変換器1
38によって設けられた所定の基準電圧レベルを超える回
数を計数する。事象プロセッサーグループ84′と84″に
おける各事象プロセッサーは、遅延回路140と累算器カ
ウンター142を具備する。遅延回路140は、フリップフロ
ップ144、第４ダウンカウンター146と入力レジスター14
8を具備する。非常に短い持続時間のパルスである各比
較器88a′−88e′又は88a″−88e″からの出力信号は、
フリップフロップ144によって捕獲される。フリップフ
ロップ144の出力は、第４ダウンカウンター146をイネー
ブルし、所定数のHBLANK信号を計数し、第４ダウンカウ
ンター146の出力がゼロのカウントに達した時単一出力
パルスを発生させる。出力パルスは、線150を介して累
算器カウンター142とフリップフロップ144のリセット入
力に送信される。所定数のHBLANK信号は、VMEインター
フェース部78とデータバス152を介してCPUボード60によ
ってセットされ、入力レジスター148に記憶される。VME
インターフェース78はまた、累算器カウンター142の動
作を制御し、カウンター142によって計数された汚染物
質の累算器カウントを読み取る。VMEインターフェース
部78は、データバス152と制御線154と156を介して累算
器カウンター142に連結される。制御線154は、累算器カ
ウンター142が各入力パルスに対してカウントアップす
るか又はカウントダウンするかを制御し、そして制御線
156は、累算器カウンター142をゼロにリセットする。デ
ータバス152により、VMEインターフェース部78とCPUボ
ード60は累算器カウントを読み取る。累算カウント数
は、単一事象が多重カウントを発生する尤度を縮小する
ために、遅延回路140によって制御される。
ロセッサーの詳細を示すブロック図である。グループ8
4′における各事象プロセッサー84a′−84e′は、第２
低域フィルター136からの信号が、CPUボード60の制御下
で、第2D/A変換器138によって設けられた基準電圧レベ
ルを超える回数を計数する。グループ84″における各事
象プロセッサー84a″−84e″は、緩衝増幅器134からの
非濾波信号が、CPUボード60の制御下で、第2D/A変換器1
38によって設けられた所定の基準電圧レベルを超える回
数を計数する。事象プロセッサーグループ84′と84″に
おける各事象プロセッサーは、遅延回路140と累算器カ
ウンター142を具備する。遅延回路140は、フリップフロ
ップ144、第４ダウンカウンター146と入力レジスター14
8を具備する。非常に短い持続時間のパルスである各比
較器88a′−88e′又は88a″−88e″からの出力信号は、
フリップフロップ144によって捕獲される。フリップフ
ロップ144の出力は、第４ダウンカウンター146をイネー
ブルし、所定数のHBLANK信号を計数し、第４ダウンカウ
ンター146の出力がゼロのカウントに達した時単一出力
パルスを発生させる。出力パルスは、線150を介して累
算器カウンター142とフリップフロップ144のリセット入
力に送信される。所定数のHBLANK信号は、VMEインター
フェース部78とデータバス152を介してCPUボード60によ
ってセットされ、入力レジスター148に記憶される。VME
インターフェース78はまた、累算器カウンター142の動
作を制御し、カウンター142によって計数された汚染物
質の累算器カウントを読み取る。VMEインターフェース
部78は、データバス152と制御線154と156を介して累算
器カウンター142に連結される。制御線154は、累算器カ
ウンター142が各入力パルスに対してカウントアップす
るか又はカウントダウンするかを制御し、そして制御線
156は、累算器カウンター142をゼロにリセットする。デ
ータバス152により、VMEインターフェース部78とCPUボ
ード60は累算器カウントを読み取る。累算カウント数
は、単一事象が多重カウントを発生する尤度を縮小する
ために、遅延回路140によって制御される。
以下に、上記の装置の要素を参照して、本発明の装置
の動作を記載する。本発明の装置は、動作状態にあると
仮定され、レーザーはオンであり、回転鏡は回転し、積
分室の下方部分は揺動し、そしてコンピュータサブシス
テムは動作していることを意味する。
の動作を記載する。本発明の装置は、動作状態にあると
仮定され、レーザーはオンであり、回転鏡は回転し、積
分室の下方部分は揺動し、そしてコンピュータサブシス
テムは動作していることを意味する。
ホッパー19からの低光損失材料の粒子は、粒子が、一
般に一粒子の深さと平均粒径のせいぜい数倍である薄層
において平坦底面18b′を覆うような速度においてゲー
ト23を通して導入される。微粒子材料は、それから、入
口開口24を通って積分室18に侵入する。積分室18の長さ
に沿った薄層の深さの中心は、室における粒子の平面を
規定する。積分室の下方部分は、微粒子材料が下方部分
18bの一方の端部において制御速度において導入され、
走査ビームを一般に横断する方向において、室の縦軸に
沿った下方部分18bの揺動により移動させられるように
位置する。積分室の下方部分18bは、走査レンズの第２
焦点面が粒子の平面と一致する如く位置付けられる。レ
ーザービームは、毎秒約5000回、積分室の下方部分を走
査する。集束レーザービームの焦点深さは、一般に、粒
子層の深さよりも数倍大きく、その結果、すべての粒子
は、同一サイズのレーザービームを照射される。粒子の
平面と回転鏡28の回転平面との交差部分は、集束走査ビ
ームが横断する線を規定する。分析される粒子における
汚染物質により吸収されないビームの部分は、粒子、積
分室の下方部分18b又は室の上方部分18aによって乱反射
される。
般に一粒子の深さと平均粒径のせいぜい数倍である薄層
において平坦底面18b′を覆うような速度においてゲー
ト23を通して導入される。微粒子材料は、それから、入
口開口24を通って積分室18に侵入する。積分室18の長さ
に沿った薄層の深さの中心は、室における粒子の平面を
規定する。積分室の下方部分は、微粒子材料が下方部分
18bの一方の端部において制御速度において導入され、
走査ビームを一般に横断する方向において、室の縦軸に
沿った下方部分18bの揺動により移動させられるように
位置する。積分室の下方部分18bは、走査レンズの第２
焦点面が粒子の平面と一致する如く位置付けられる。レ
ーザービームは、毎秒約5000回、積分室の下方部分を走
査する。集束レーザービームの焦点深さは、一般に、粒
子層の深さよりも数倍大きく、その結果、すべての粒子
は、同一サイズのレーザービームを照射される。粒子の
平面と回転鏡28の回転平面との交差部分は、集束走査ビ
ームが横断する線を規定する。分析される粒子における
汚染物質により吸収されないビームの部分は、粒子、積
分室の下方部分18b又は室の上方部分18aによって乱反射
される。
検査される粒子は、フィードホッパー19から積分室の
下方部分18bに導入される。フィーダー組立品の揺動の
振幅は、流量調節ゲート23によって決定された、入力送
り速度と一貫性のある粒子の安定流量を設けるようにセ
ットされる。粒子は、積分室を通って流れ、そして室か
ら出ることによりレセプタクル27に落下する。分離制御
信号は、走査レーザービームによって照射された積分室
の領域において汚染の検出の結果として発生される。汚
染として識別された粒子は、分離サブシステムによって
別個に収集される。
下方部分18bに導入される。フィーダー組立品の揺動の
振幅は、流量調節ゲート23によって決定された、入力送
り速度と一貫性のある粒子の安定流量を設けるようにセ
ットされる。粒子は、積分室を通って流れ、そして室か
ら出ることによりレセプタクル27に落下する。分離制御
信号は、走査レーザービームによって照射された積分室
の領域において汚染の検出の結果として発生される。汚
染として識別された粒子は、分離サブシステムによって
別個に収集される。
各走査で、光検出器組立品40の走査検出回路は、レー
ザービームがその上を通過する時、信号を発生させる。
この信号は、第３ダウンカウンター100を開始させるた
めに使用される。クロック92からのクロックパルスは、
第３ダウンカウンター100をソフトウェア制御値からカ
ウントダウンさせる。ソフトウェア制御値は、操作者に
よって規定され、CPUボード60からVMEインターフェース
部78を介して第３入力レジスター110に送信され、時間
遅延を発生させる。第３ダウンカウンター100がゼロの
カウントに達した時、それは、各走査検出信号の後に発
生する３つの信号からなる自動利得制御シーケンスを起
動するために、その出力において信号を生成させる。上
記の如く、HOLD信号は、自動利得制御シーケンスにおけ
る第１信号である。HOLD信号は、サンプル及びホールド
増幅器116に前置増幅器モジュール46からの信号のサン
プルを取得させる。自動利得制御シーケンスにおける第
２信号は、ADCONV信号であり、サンプル及びホールド増
幅器116によって保持された信号をデジタル化させる。
自動利得制御シーケンスにおける第３信号は、DACREFRW
信号であり、その入力におけるデジタル信号を第2D/A変
換器138によりアナログ形式に変換させる。
ザービームがその上を通過する時、信号を発生させる。
この信号は、第３ダウンカウンター100を開始させるた
めに使用される。クロック92からのクロックパルスは、
第３ダウンカウンター100をソフトウェア制御値からカ
ウントダウンさせる。ソフトウェア制御値は、操作者に
よって規定され、CPUボード60からVMEインターフェース
部78を介して第３入力レジスター110に送信され、時間
遅延を発生させる。第３ダウンカウンター100がゼロの
カウントに達した時、それは、各走査検出信号の後に発
生する３つの信号からなる自動利得制御シーケンスを起
動するために、その出力において信号を生成させる。上
記の如く、HOLD信号は、自動利得制御シーケンスにおけ
る第１信号である。HOLD信号は、サンプル及びホールド
増幅器116に前置増幅器モジュール46からの信号のサン
プルを取得させる。自動利得制御シーケンスにおける第
２信号は、ADCONV信号であり、サンプル及びホールド増
幅器116によって保持された信号をデジタル化させる。
自動利得制御シーケンスにおける第３信号は、DACREFRW
信号であり、その入力におけるデジタル信号を第2D/A変
換器138によりアナログ形式に変換させる。
自動利得制御部90は、アナログ値を高圧基準レベルと
比較する。高圧基準レベルは、第2D/A変換器138によっ
て発生される。高圧基準レベルは、CPUボード60を介
し、そしてVMEインターフェース部78と第2D/A変換器138
を介して、操作者によって制御される。第1D/A変換器12
2からのアナログ信号は、第2D/A変換器138からの高圧基
準レベルと比較される。第1D/A変換器122からのアナロ
グ信号と第2D/A変換器138からの高圧基準レベルの間の
差は、積分増幅器126によって積分される。積分増幅器1
26は、アナログスイッチ127と反転増幅器128を介して、
光検出器組立品44に送信された高圧レベルを制御し、こ
うして、一定出力信号レベルを設けるために、組立品44
の利得を制御する。
比較する。高圧基準レベルは、第2D/A変換器138によっ
て発生される。高圧基準レベルは、CPUボード60を介
し、そしてVMEインターフェース部78と第2D/A変換器138
を介して、操作者によって制御される。第1D/A変換器12
2からのアナログ信号は、第2D/A変換器138からの高圧基
準レベルと比較される。第1D/A変換器122からのアナロ
グ信号と第2D/A変換器138からの高圧基準レベルの間の
差は、積分増幅器126によって積分される。積分増幅器1
26は、アナログスイッチ127と反転増幅器128を介して、
光検出器組立品44に送信された高圧レベルを制御し、こ
うして、一定出力信号レベルを設けるために、組立品44
の利得を制御する。
走査検出信号はまた、第１ダウンカウンター96に送信
される。第１ダウンカウンター96は、第３ダウンカウン
ター100をロードするための前述と類似の方法でロード
される。走査検出信号が発生される時、第１ダウンカウ
ンター96は、ゼロのカウントに達するまで、初期値から
カウントダウンを始める。第１ダウンカウンター96にロ
ードされた初期値は、走査レーザービームが積分室の下
方部分18bの第１縁18b″に進んだ時、ダウンカウンター
96がゼロのカウントに達する如くである。第２ダウンカ
ウンター98にロードされた初期値は、走査レーザービー
ムが積分室の下方部分18bの第２縁18b″に進んだ時、ダ
ウンカウンター98がゼロのカウントに達する如くであ
る。第１ダウンカウンター96の出力は、フリップフロッ
プ94をセットし、そして第２ダウンカウンター98の出力
は、フリップフロップをリセットし、第２アナログスイ
ッチ132の動作を制御するHBLANK信号を発生させる。
される。第１ダウンカウンター96は、第３ダウンカウン
ター100をロードするための前述と類似の方法でロード
される。走査検出信号が発生される時、第１ダウンカウ
ンター96は、ゼロのカウントに達するまで、初期値から
カウントダウンを始める。第１ダウンカウンター96にロ
ードされた初期値は、走査レーザービームが積分室の下
方部分18bの第１縁18b″に進んだ時、ダウンカウンター
96がゼロのカウントに達する如くである。第２ダウンカ
ウンター98にロードされた初期値は、走査レーザービー
ムが積分室の下方部分18bの第２縁18b″に進んだ時、ダ
ウンカウンター98がゼロのカウントに達する如くであ
る。第１ダウンカウンター96の出力は、フリップフロッ
プ94をセットし、そして第２ダウンカウンター98の出力
は、フリップフロップをリセットし、第２アナログスイ
ッチ132の動作を制御するHBLANK信号を発生させる。
粒子によって散乱及び／又は吸収される走査レーザー
ビームから生ずる光検出器組立品44によって発生された
信号は、緩衝増幅器114を介して増幅器118に送信され
る。増幅器118からの出力信号は、第１低域フィルター1
24の出力と第１緩衝増幅器114の出力の間の差である。
第２アナログスイッチ132は、走査レーザービームが積
分室の下方部分18bの平坦表面18b′を走査している時間
中のみ、増幅器118からの信号がさらに処理される如く
制御される。
ビームから生ずる光検出器組立品44によって発生された
信号は、緩衝増幅器114を介して増幅器118に送信され
る。増幅器118からの出力信号は、第１低域フィルター1
24の出力と第１緩衝増幅器114の出力の間の差である。
第２アナログスイッチ132は、走査レーザービームが積
分室の下方部分18bの平坦表面18b′を走査している時間
中のみ、増幅器118からの信号がさらに処理される如く
制御される。
第２アナログスイッチ132からの出力信号の電圧レベ
ルは、汚染物質のない場合に、公称ゼロボルトである。
レーザービームが、光を吸収する汚染物質上を走査する
時、アナログスイッチ132からの信号の電圧レベルは増
大する。電圧の増大の振幅は、汚染物質のサイズと光吸
収に対応する。動作において、比較器88a′−88e′と88
a″−88e″は、各々、しきい電圧レベルを設けられ、各
比較器のしきい電圧レベルは、先行する比較器のしきい
電圧レベルよりも高い。各比較器88a′−88e′と88a″
−88e″は対応する高位しきい電圧レベルを有するため
に、比較器の出力状態（すなわち、論理高と論理低）の
変化に基づいて、汚染物質をサイズ分別することができ
る。比較器88a′−88e′は、第２低域フィルター136か
ら低域濾波信号を受信するために、それらは、変色粒子
の如く、大形汚染物質にのみ応答する。また、汚染物質
をサイズ分別するための付加方法として、所与のしきい
レベルを超える信号の時間持続を決定することもでき
る。
ルは、汚染物質のない場合に、公称ゼロボルトである。
レーザービームが、光を吸収する汚染物質上を走査する
時、アナログスイッチ132からの信号の電圧レベルは増
大する。電圧の増大の振幅は、汚染物質のサイズと光吸
収に対応する。動作において、比較器88a′−88e′と88
a″−88e″は、各々、しきい電圧レベルを設けられ、各
比較器のしきい電圧レベルは、先行する比較器のしきい
電圧レベルよりも高い。各比較器88a′−88e′と88a″
−88e″は対応する高位しきい電圧レベルを有するため
に、比較器の出力状態（すなわち、論理高と論理低）の
変化に基づいて、汚染物質をサイズ分別することができ
る。比較器88a′−88e′は、第２低域フィルター136か
ら低域濾波信号を受信するために、それらは、変色粒子
の如く、大形汚染物質にのみ応答する。また、汚染物質
をサイズ分別するための付加方法として、所与のしきい
レベルを超える信号の時間持続を決定することもでき
る。
汚染物質が、比較器88a′−88e′又は88a″−88e″の
一つのしきい電圧レベルの一つを超える電圧レベルの増
大を生じさせるならば、比較器出力は、信号レベルがし
きい電圧レベルよりも上である間、論理低から論理高に
変化する。小汚染物質粒子に対して、この状態変化は、
非常に短く、一般に、１マイクロ秒よりも小さく、多分
数ナノ秒の持続時間である。比較器の状態変化は、フリ
ップフロップ144によって捕獲され、第４ダウンカウン
ター146をイネーブルする。第４ダウンカウンター146が
ゼロのカウントに達する時、それは、累算器カウンター
142のカウントを１だけ増大させる。計数されなければ
ならないHBLANK信号数の遅延は、単一汚染物質が２回以
上計数される可能性を縮小する。累算器142の累算カウ
ントは、VMEインターフェース部78を介してCPUボード60
によって周期的に読み取られ、CPUボードのメモリボー
ド70に記憶され、そして端末62に表示される。
一つのしきい電圧レベルの一つを超える電圧レベルの増
大を生じさせるならば、比較器出力は、信号レベルがし
きい電圧レベルよりも上である間、論理低から論理高に
変化する。小汚染物質粒子に対して、この状態変化は、
非常に短く、一般に、１マイクロ秒よりも小さく、多分
数ナノ秒の持続時間である。比較器の状態変化は、フリ
ップフロップ144によって捕獲され、第４ダウンカウン
ター146をイネーブルする。第４ダウンカウンター146が
ゼロのカウントに達する時、それは、累算器カウンター
142のカウントを１だけ増大させる。計数されなければ
ならないHBLANK信号数の遅延は、単一汚染物質が２回以
上計数される可能性を縮小する。累算器142の累算カウ
ントは、VMEインターフェース部78を介してCPUボード60
によって周期的に読み取られ、CPUボードのメモリボー
ド70に記憶され、そして端末62に表示される。
CPUボード60に記憶されたソフトウェアは、使用者か
らの入力の後、経過時間、各事象プロセッサーからの汚
染物質カウント等の測定情報と検査製品の単位重量等の
計算値とともに、製品形式と重量の如く使用者情報を含
むファイルを発生させる。結果のデータベースは、非揮
発性メモリボード70において維持される。制御パラメー
タファイルのファイルデータベースもまた、メモリボー
ド70において維持される。制御パラメータは、事象プロ
セッサー部84の各事象プロセッサー84a′−84e′と84
a″−84e″の第４ダウンカウンター146の入力値と、自
動利得制御のために使用される第３ダウンカウンター10
0の入力値、第２アナログスイッチ132を制御するために
それぞれ使用される第１及び第２ダウンカウンター96と
98の入力値、第1D/A変換器122のための入力値、及び第2
D/A変換器138とHVSEL状態のための多重入力値を含む。
らの入力の後、経過時間、各事象プロセッサーからの汚
染物質カウント等の測定情報と検査製品の単位重量等の
計算値とともに、製品形式と重量の如く使用者情報を含
むファイルを発生させる。結果のデータベースは、非揮
発性メモリボード70において維持される。制御パラメー
タファイルのファイルデータベースもまた、メモリボー
ド70において維持される。制御パラメータは、事象プロ
セッサー部84の各事象プロセッサー84a′−84e′と84
a″−84e″の第４ダウンカウンター146の入力値と、自
動利得制御のために使用される第３ダウンカウンター10
0の入力値、第２アナログスイッチ132を制御するために
それぞれ使用される第１及び第２ダウンカウンター96と
98の入力値、第1D/A変換器122のための入力値、及び第2
D/A変換器138とHVSEL状態のための多重入力値を含む。
第11〜14図は、本発明の低光損失材料の少なくとも一
つの粒子における光吸収汚染を光学的に検出するための
装置の第２実施態様を示す。低光損失材料の粒子におけ
る汚染を光学的に検出するための装置は、第11図に一般
に210で示される。装置210は、一般に212で示された光
学サブシステムと一般に214で示されたコンピュータサ
ブシステムを具備する。装置210は、少なくとも一つの
粒子を含むための光積分室218を具備する。光積分室218
は、光学サブシステムの一部である。第11図に示された
如く、積分室218は、ほぼ球形の形状である。積分室218
は、一般半球形上方部分218aと一般半球形下方部分218b
を具備する。第２実施態様において、上方部分218aは、
定置カバーを具備する。積分室218は、擬似ランバー
ト、乱反射性、光散乱材料で被覆された複数の内壁を有
する。Eastman Kodak Company、Rochester、New Yor
kから入手可能な白反射被覆（White Reflective Coat
ing）、部品番号6080の如く、硫酸バリウム含有塗料
が、本発明の第２実施態様の積分室の内壁を被覆するた
めに好適であることが判明した。
つの粒子における光吸収汚染を光学的に検出するための
装置の第２実施態様を示す。低光損失材料の粒子におけ
る汚染を光学的に検出するための装置は、第11図に一般
に210で示される。装置210は、一般に212で示された光
学サブシステムと一般に214で示されたコンピュータサ
ブシステムを具備する。装置210は、少なくとも一つの
粒子を含むための光積分室218を具備する。光積分室218
は、光学サブシステムの一部である。第11図に示された
如く、積分室218は、ほぼ球形の形状である。積分室218
は、一般半球形上方部分218aと一般半球形下方部分218b
を具備する。第２実施態様において、上方部分218aは、
定置カバーを具備する。積分室218は、擬似ランバー
ト、乱反射性、光散乱材料で被覆された複数の内壁を有
する。Eastman Kodak Company、Rochester、New Yor
kから入手可能な白反射被覆（White Reflective Coat
ing）、部品番号6080の如く、硫酸バリウム含有塗料
が、本発明の第２実施態様の積分室の内壁を被覆するた
めに好適であることが判明した。
本発明の第２実施態様による装置は、さらに、粒子を
含み輸送するための透明トラフを具備する。第11図と第
12図に示された如く、粒子を含み輸送するためのトラフ
220は、積分室218の中心を通って延びており、半球形上
方部分218aと半球形下方部分218bの間に配設される。ト
ラフ220は、伸長し、縦軸を有し、その縦軸の回りで一
般対称（すなわち、左右相称の平面）であり、そして揺
動のために適合される。第13図に示された如く、トラフ
220は、第１上方周縁220a、第２上方周縁220と材料の粒
子が載上する平坦表面220cを含む。第11〜14図に示され
た実施態様において、低光損失材料の粒子は、第１〜10
図の実施態様における如く、底面ではなく、積分室の中
心に配設される。透明トラフが、第１実施態様において
使用されたEriez Magneticsからのモデル20Aの振動フ
ィーダーの金属トラフの代わりに、据え付けられる。ト
ラフは、商標“LUCITE"の下でDu Pontにより販売され
るポリメチルメタクリレートのブロックから作製され、
光学的に研磨され、こうして透明にされる。
含み輸送するための透明トラフを具備する。第11図と第
12図に示された如く、粒子を含み輸送するためのトラフ
220は、積分室218の中心を通って延びており、半球形上
方部分218aと半球形下方部分218bの間に配設される。ト
ラフ220は、伸長し、縦軸を有し、その縦軸の回りで一
般対称（すなわち、左右相称の平面）であり、そして揺
動のために適合される。第13図に示された如く、トラフ
220は、第１上方周縁220a、第２上方周縁220と材料の粒
子が載上する平坦表面220cを含む。第11〜14図に示され
た実施態様において、低光損失材料の粒子は、第１〜10
図の実施態様における如く、底面ではなく、積分室の中
心に配設される。透明トラフが、第１実施態様において
使用されたEriez Magneticsからのモデル20Aの振動フ
ィーダーの金属トラフの代わりに、据え付けられる。ト
ラフは、商標“LUCITE"の下でDu Pontにより販売され
るポリメチルメタクリレートのブロックから作製され、
光学的に研磨され、こうして透明にされる。
本発明の第２実施態様により、トラフ220は、トラフ
の垂直振動を縮小し、材料の粒子が垂直に弾むのを防止
するために、一方の縦端部において配設したダンパー22
0dを含む。ダンパー220dは、一般に、Cabot Safety C
orporation、Indianapolis、IndianaのEAR Specialty
TM Composites Divisionにより商標“ISODAMP"の下で
販売されるＣ−3000シリーズエネルギー吸収フォームか
ら成る。
の垂直振動を縮小し、材料の粒子が垂直に弾むのを防止
するために、一方の縦端部において配設したダンパー22
0dを含む。ダンパー220dは、一般に、Cabot Safety C
orporation、Indianapolis、IndianaのEAR Specialty
TM Composites Divisionにより商標“ISODAMP"の下で
販売されるＣ−3000シリーズエネルギー吸収フォームか
ら成る。
本発明の第２実施態様の装置はまた、制御速度におい
て粒子をトラフに送るために、第11図と第12図において
一般に216で示された振動フィーダー組立品を具備す
る。振動フィーダー組立品216は、ホッパー221と流量調
節ゲート223を具備する。振動フィーダー組立品216はま
た、揺動においてトラフ220を駆動するモーター222を含
む。モーターは、往復ピストンモーターである。モータ
ーピストンが往復運動する時、トラフ220は、主に縦軸
に沿って、小垂直動成分により、揺動式で移動する。モ
ーターと、こうしてトラフは、一般に、約60ヘルツの周
波数で、約１ミリメートルの振幅で揺動する。揺動フィ
ーダー組立品は、水平であるか、又は縦軸に沿って傾斜
される如く位置付けられる。振動フィーダー組立品216
は、第11図と第12図に示された如く脚226を調整するこ
とにより調整可能であり、角度を低送り速度に対して最
大約10゜、あるいは高送り速度においてより小さく変化
させる。材料の粒子は、平坦表面220cに沿って分散さ
れ、揺動と重力によりトラフを通って輸送される。本発
明の第２実施態様による適切なフィーダー組立品は、第
１実施態様において使用された如く、Eriez Magnetic
s、Erie、Pennsylvaniaから市販される振動フィーダー
組立品モデル20Aを修正することにより作られる。
て粒子をトラフに送るために、第11図と第12図において
一般に216で示された振動フィーダー組立品を具備す
る。振動フィーダー組立品216は、ホッパー221と流量調
節ゲート223を具備する。振動フィーダー組立品216はま
た、揺動においてトラフ220を駆動するモーター222を含
む。モーターは、往復ピストンモーターである。モータ
ーピストンが往復運動する時、トラフ220は、主に縦軸
に沿って、小垂直動成分により、揺動式で移動する。モ
ーターと、こうしてトラフは、一般に、約60ヘルツの周
波数で、約１ミリメートルの振幅で揺動する。揺動フィ
ーダー組立品は、水平であるか、又は縦軸に沿って傾斜
される如く位置付けられる。振動フィーダー組立品216
は、第11図と第12図に示された如く脚226を調整するこ
とにより調整可能であり、角度を低送り速度に対して最
大約10゜、あるいは高送り速度においてより小さく変化
させる。材料の粒子は、平坦表面220cに沿って分散さ
れ、揺動と重力によりトラフを通って輸送される。本発
明の第２実施態様による適切なフィーダー組立品は、第
１実施態様において使用された如く、Eriez Magnetic
s、Erie、Pennsylvaniaから市販される振動フィーダー
組立品モデル20Aを修正することにより作られる。
第12図に示された如く、上方部分218aは、下方周縁21
8a′を含み、そして下方部分は、上方周縁218b′を含
む。入口開口224と出口開口226は、粒子が妨害されずに
室を通過するように、下方部分218bの平坦表面と上方部
分218aの下方周縁218a′によって上方及び下方部分の縦
端部において形成してある。トラフ220は、第11図と第1
2図に示された如く開口224と226を通って延びている。
8a′を含み、そして下方部分は、上方周縁218b′を含
む。入口開口224と出口開口226は、粒子が妨害されずに
室を通過するように、下方部分218bの平坦表面と上方部
分218aの下方周縁218a′によって上方及び下方部分の縦
端部において形成してある。トラフ220は、第11図と第1
2図に示された如く開口224と226を通って延びている。
ホッパー221は、モーター222aと入口開口224の間のト
ラフ220の上に所定距離をおいて位置付けられる。ホッ
パー221の出口は、トラフ220の平坦表面220cの幅よりも
わずかに狭い。モーター222に隣接したホッパー出口の
縁は、粒子の逃げを防止するために、トラフ220の平坦
表面から一般に平均粒子のサイズの半分の距離に配設し
てある。ホッパー出口の幅の次元は、一般に、ホッパー
出口幅の約４分の１ないし半分である。そのような構成
は、トラフの平坦表面の一様な覆いを保証するために、
ホッパー出口において粒子の貯蔵器を作り出す。材料の
粒子は、入口開口224を通って積分室に侵入し、そして
レセプタクル227につながる出口開口226を通って積分室
を出る。
ラフ220の上に所定距離をおいて位置付けられる。ホッ
パー221の出口は、トラフ220の平坦表面220cの幅よりも
わずかに狭い。モーター222に隣接したホッパー出口の
縁は、粒子の逃げを防止するために、トラフ220の平坦
表面から一般に平均粒子のサイズの半分の距離に配設し
てある。ホッパー出口の幅の次元は、一般に、ホッパー
出口幅の約４分の１ないし半分である。そのような構成
は、トラフの平坦表面の一様な覆いを保証するために、
ホッパー出口において粒子の貯蔵器を作り出す。材料の
粒子は、入口開口224を通って積分室に侵入し、そして
レセプタクル227につながる出口開口226を通って積分室
を出る。
流量調節ゲート223は、トラフへの入口において粒子
の流量を調節する。流量調節ゲート223は、入口開口224
に隣接したホッパー221の出口の縁においてトラフ220の
平坦表面220cの上に配設してある。流量調節ゲート223
は、ノブ223aを調整することにより手動で調整可能であ
る。流量調整ゲート223は、制御厚の粒子の一様層が、
トラフの平坦表面に沿って広げられることを保証する。
の流量を調節する。流量調節ゲート223は、入口開口224
に隣接したホッパー221の出口の縁においてトラフ220の
平坦表面220cの上に配設してある。流量調節ゲート223
は、ノブ223aを調整することにより手動で調整可能であ
る。流量調整ゲート223は、制御厚の粒子の一様層が、
トラフの平坦表面に沿って広げられることを保証する。
さらに、本発明の第２実施態様により、低光損失材料
の粒子における光吸収汚染を光学的に検出するための装
置はまた、粒子を照射するレーザービームを発するため
に第11図と第12図に示された如くレーザー234を具備す
る。レーザービームからの光は、低光損失材料で作られ
た粒子から反射されるか、又は粒子を透過する。本発明
の第２実施態様において使用されたレーザーは、第１実
施態様において使用されたレーザーの如く、市販される
既製品目である。しかし、種々の形式のレーザーが、点
検される材料により、汚染を検出するために使用され
る。レーザー234は、好ましくは、レーザービームを拡
大及び視準させるために、視準レンズとビーム拡大器を
具備する入れ子式レンズ組立品236を含む。第１実施態
様において使用されたと同様のMelles Griotからのモ
デル09LBM011の如く、本発明の第２実施態様で使用され
る適切な入れ子式レンズ組立品は、約３ミリメートルの
直径にレーザービームを拡大及び視準させるために使用
される。
の粒子における光吸収汚染を光学的に検出するための装
置はまた、粒子を照射するレーザービームを発するため
に第11図と第12図に示された如くレーザー234を具備す
る。レーザービームからの光は、低光損失材料で作られ
た粒子から反射されるか、又は粒子を透過する。本発明
の第２実施態様において使用されたレーザーは、第１実
施態様において使用されたレーザーの如く、市販される
既製品目である。しかし、種々の形式のレーザーが、点
検される材料により、汚染を検出するために使用され
る。レーザー234は、好ましくは、レーザービームを拡
大及び視準させるために、視準レンズとビーム拡大器を
具備する入れ子式レンズ組立品236を含む。第１実施態
様において使用されたと同様のMelles Griotからのモ
デル09LBM011の如く、本発明の第２実施態様で使用され
る適切な入れ子式レンズ組立品は、約３ミリメートルの
直径にレーザービームを拡大及び視準させるために使用
される。
ここで具現された如く、第２実施態様により光吸収汚
染を光学的に検出するための装置はまた、レーザービー
ムを反射させ光積分室における粒子を走査させるために
レーザーと光整合して据え付けられた走査組立品を具備
する。走査組立品は、第11図と第12図において一般に22
8に示される。走査組立品228は、積分室に隣接して据え
付けた回転鏡229、コーター230とシャフト232を含む。
鏡229は、少なくとも一つの反射面をその周囲に配設
し、トラフの縦軸（すなわち、側方対称の平面）にほぼ
平行な回転軸を有する。鏡229は、シャフト232において
回転可能に支持され、モーターによりその回転軸の回り
で回転可能である。回転鏡の回転平面は、トラフ220の
平坦表面220cにほぼ直交するが、所望ならば、直交から
傾斜される。ビーム反射鏡235は、レーザービームを回
転鏡229の面229aに指向させるためにレーザー234の経路
において設けてある。レーザー234は、レーザービーム
が回転鏡の反射面から反射し、扇走査において走査する
如く、回転鏡229の回転平面において据え付けられる。
扇走査は、平坦表面220cにほぼ垂直な方向に向けられ、
回転鏡の回転平面にある。本発明において使用された走
査組立品は、第１実施態様で使用されたものの如く市販
される既製品目である。代替的に、本発明の第２実施態
様において、走査組立品は、検流計駆動回転鏡、共振ト
ーショナルスキャナー、ホログラフィースキャナー又は
音響偏光器である。
染を光学的に検出するための装置はまた、レーザービー
ムを反射させ光積分室における粒子を走査させるために
レーザーと光整合して据え付けられた走査組立品を具備
する。走査組立品は、第11図と第12図において一般に22
8に示される。走査組立品228は、積分室に隣接して据え
付けた回転鏡229、コーター230とシャフト232を含む。
鏡229は、少なくとも一つの反射面をその周囲に配設
し、トラフの縦軸（すなわち、側方対称の平面）にほぼ
平行な回転軸を有する。鏡229は、シャフト232において
回転可能に支持され、モーターによりその回転軸の回り
で回転可能である。回転鏡の回転平面は、トラフ220の
平坦表面220cにほぼ直交するが、所望ならば、直交から
傾斜される。ビーム反射鏡235は、レーザービームを回
転鏡229の面229aに指向させるためにレーザー234の経路
において設けてある。レーザー234は、レーザービーム
が回転鏡の反射面から反射し、扇走査において走査する
如く、回転鏡229の回転平面において据え付けられる。
扇走査は、平坦表面220cにほぼ垂直な方向に向けられ、
回転鏡の回転平面にある。本発明において使用された走
査組立品は、第１実施態様で使用されたものの如く市販
される既製品目である。代替的に、本発明の第２実施態
様において、走査組立品は、検流計駆動回転鏡、共振ト
ーショナルスキャナー、ホログラフィースキャナー又は
音響偏光器である。
ここで具現された如く、本発明の第２実施態様の装置
はまた、走査レーザービームを室における粒子に集束さ
せるためにレーザーに光整合して据え付けた集束組立品
を具備し、集束組立品は、レーザービームからの光が、
粒子から反射され、積分室の内壁に繰り返して散乱され
る如く、走査組立品と結合して動作する。第12図に示さ
れた如く、装置210は、走査レンズ238を含む集束組立品
を具備する。走査レンズ238は、積分室218と回転鏡229
の間に据え付けてある。走査レンズ238は、扇走査をテ
レセントリック走査に変換し、走査レーザービームをト
ラフ220における粒子に集束させる。走査レンズ238は、
レーザービームからの光が粒子を透過し又は粒子から反
射され、積分室の内壁に繰り返して散乱される如く、回
転鏡229と結合して動作する。走査レンズ238の垂直位置
は、ビームを粒子に正確に集束させるために、トラフ22
0に関して調整可能である。こうして、レーザービーム
は、トラフ220の平坦表面220cの全幅で一様に集束され
ている。本発明の第２実施態様で使用されるために適す
る走査レンズは、Applied Products,Inc.、Horsham、P
ennsylvaniaから入手可能な、８インチ径、８インチ焦
点距離のカスタム双曲レンズである。代替的に、集束組
立品は、第１実施態様に関して記載された如く、レーザ
ーと走査組立品の間に据え付けた入れ子式レンズ組立品
を具備する。
はまた、走査レーザービームを室における粒子に集束さ
せるためにレーザーに光整合して据え付けた集束組立品
を具備し、集束組立品は、レーザービームからの光が、
粒子から反射され、積分室の内壁に繰り返して散乱され
る如く、走査組立品と結合して動作する。第12図に示さ
れた如く、装置210は、走査レンズ238を含む集束組立品
を具備する。走査レンズ238は、積分室218と回転鏡229
の間に据え付けてある。走査レンズ238は、扇走査をテ
レセントリック走査に変換し、走査レーザービームをト
ラフ220における粒子に集束させる。走査レンズ238は、
レーザービームからの光が粒子を透過し又は粒子から反
射され、積分室の内壁に繰り返して散乱される如く、回
転鏡229と結合して動作する。走査レンズ238の垂直位置
は、ビームを粒子に正確に集束させるために、トラフ22
0に関して調整可能である。こうして、レーザービーム
は、トラフ220の平坦表面220cの全幅で一様に集束され
ている。本発明の第２実施態様で使用されるために適す
る走査レンズは、Applied Products,Inc.、Horsham、P
ennsylvaniaから入手可能な、８インチ径、８インチ焦
点距離のカスタム双曲レンズである。代替的に、集束組
立品は、第１実施態様に関して記載された如く、レーザ
ーと走査組立品の間に据え付けた入れ子式レンズ組立品
を具備する。
走査レンズ238は、走査視準ビームがレンズの中央コ
ードに沿ってレンズを通過する如く回転鏡229に関して
据え付けられる。レーザービームは、レンズの第１焦点
面を通過する時視準されるために、レンズは、ビームを
レンズの第２焦点面において集束させる。走査ビームの
見かけの原点は、レンズの第１焦点面にあり、こうし
て、レンズは扇走査をテレセントリック走査に変換す
る。テレセントリック走査は粒子への走査レーザービー
ムの一定入射角を維持し、汚染物質への感度が、下方部
分の幅で一様であることを保証する。第２実施態様のレ
ーザー、走査組立品、ビーム反射鏡と走査レンズは、外
光が装置に侵入するのを防止し、ほこりをシステムに入
れないように、適切な金属密閉箱（不図示）において密
閉される。
ードに沿ってレンズを通過する如く回転鏡229に関して
据え付けられる。レーザービームは、レンズの第１焦点
面を通過する時視準されるために、レンズは、ビームを
レンズの第２焦点面において集束させる。走査ビームの
見かけの原点は、レンズの第１焦点面にあり、こうし
て、レンズは扇走査をテレセントリック走査に変換す
る。テレセントリック走査は粒子への走査レーザービー
ムの一定入射角を維持し、汚染物質への感度が、下方部
分の幅で一様であることを保証する。第２実施態様のレ
ーザー、走査組立品、ビーム反射鏡と走査レンズは、外
光が装置に侵入するのを防止し、ほこりをシステムに入
れないように、適切な金属密閉箱（不図示）において密
閉される。
本発明の第２実施態様の装置はまた、走査レーザービ
ームが所定点に達した時を検出し、それに応答して走査
検出信号を発生させるために、走査組立品に固定関係に
おいて据え付けたレーザービーム位置表示組立品を具備
する。第４図に示された如く、装置210は、好ましくは
光検出器又は走査検出組立品240の開始であるレーザー
ビーム位置表示組立品を具備する。代替的に、レーザー
ビーム位置表示組立品は、走査組立品の角度位置を検出
するための磁気検出器を具備する。光検出器組立品240
は、第13図に示された如く、トラフ220の第１上方周縁2
20aにおいて積分室218の内側に据え付けてある。光検出
器組立品240は、第12図と第13図に示された如く光検出
器240aと、第11図に示された如く走査検出回路240bとを
含む。光検出器組立品240の光検出器240aは、好ましく
は、第１及び第２部分に分割されたフォトダイオードで
ある。本発明の第２実施態様のレーザービーム位置表示
組立品の光検出器として使用される適切なスプリットフ
ォトダイオードは、第１実施態様において使用されたも
のと同一である。
ームが所定点に達した時を検出し、それに応答して走査
検出信号を発生させるために、走査組立品に固定関係に
おいて据え付けたレーザービーム位置表示組立品を具備
する。第４図に示された如く、装置210は、好ましくは
光検出器又は走査検出組立品240の開始であるレーザー
ビーム位置表示組立品を具備する。代替的に、レーザー
ビーム位置表示組立品は、走査組立品の角度位置を検出
するための磁気検出器を具備する。光検出器組立品240
は、第13図に示された如く、トラフ220の第１上方周縁2
20aにおいて積分室218の内側に据え付けてある。光検出
器組立品240は、第12図と第13図に示された如く光検出
器240aと、第11図に示された如く走査検出回路240bとを
含む。光検出器組立品240の光検出器240aは、好ましく
は、第１及び第２部分に分割されたフォトダイオードで
ある。本発明の第２実施態様のレーザービーム位置表示
組立品の光検出器として使用される適切なスプリットフ
ォトダイオードは、第１実施態様において使用されたも
のと同一である。
本発明の第２実施態様による光吸収汚染を光学的に検
出するための装置はまた、繰り返して散乱された光の強
度を指示する強度信号を発生させるための光検知組立品
を具備し、この場合繰り返して散乱された光の強度の減
少は、材料における光吸収汚染の存在の関数である。好
ましくは、第２実施態様において、光検知組立品は、室
において繰り返して散乱された光を受信するために積分
室に隣接して据え付けた、第14図に示された如く、検出
器組立品244を具備する。この文脈において、隣接は、
内、上又は近くを意味する。光検出器組立品244は、光
学サブシステム212の一部である。光検出器組立品244
は、トラフ220の下の積分室218の下方部分218bの外側に
据え付けられる。代替的に、光検出器組立品244は、積
分室218の上方半球形部分218aに据え付けられる。第２
実施態様の光検出器組立品244は、好ましくは、第12図
と第13図に示された如く、光電子増倍管244aと、光電子
増倍管のための第11図に示された高圧電源244bを具備す
る。高圧電源244bは、第11図に示された如く、コンピュ
ータサブシステム214にある。本発明の第２実施態様で
使用される適切な光電子増倍管は、第１実施態様におけ
る如く、Burle Industries、Lancaster、pennsylvania
からのモデル8654である。本発明の第２実施態様で使用
されるために適切な高圧電源は、Bertan Associates,I
nc.、Hicksville、New YorkからのモデルPMT−10C/Nで
ある。光電子増倍管が本発明の第２実施態様で使用され
るが、代替的に、光検知組立品は、フォトダイオード又
は真空フォトダイオードの如く、別の形式の光検出器を
具備する。
出するための装置はまた、繰り返して散乱された光の強
度を指示する強度信号を発生させるための光検知組立品
を具備し、この場合繰り返して散乱された光の強度の減
少は、材料における光吸収汚染の存在の関数である。好
ましくは、第２実施態様において、光検知組立品は、室
において繰り返して散乱された光を受信するために積分
室に隣接して据え付けた、第14図に示された如く、検出
器組立品244を具備する。この文脈において、隣接は、
内、上又は近くを意味する。光検出器組立品244は、光
学サブシステム212の一部である。光検出器組立品244
は、トラフ220の下の積分室218の下方部分218bの外側に
据え付けられる。代替的に、光検出器組立品244は、積
分室218の上方半球形部分218aに据え付けられる。第２
実施態様の光検出器組立品244は、好ましくは、第12図
と第13図に示された如く、光電子増倍管244aと、光電子
増倍管のための第11図に示された高圧電源244bを具備す
る。高圧電源244bは、第11図に示された如く、コンピュ
ータサブシステム214にある。本発明の第２実施態様で
使用される適切な光電子増倍管は、第１実施態様におけ
る如く、Burle Industries、Lancaster、pennsylvania
からのモデル8654である。本発明の第２実施態様で使用
されるために適切な高圧電源は、Bertan Associates,I
nc.、Hicksville、New YorkからのモデルPMT−10C/Nで
ある。光電子増倍管が本発明の第２実施態様で使用され
るが、代替的に、光検知組立品は、フォトダイオード又
は真空フォトダイオードの如く、別の形式の光検出器を
具備する。
光検出器組立品244は、積分室の内壁から繰り返して
散乱された光を受信し、強度信号を生成する。本発明の
第２実施態様の装置は、第１実施態様に関して上述され
たと同一の光学原理により動作する。こうして、光検知
組立品の光検出器組立品によって発生された強度信号
は、積分室の内壁から繰り返して散乱された光の強度を
指示する。
散乱された光を受信し、強度信号を生成する。本発明の
第２実施態様の装置は、第１実施態様に関して上述され
たと同一の光学原理により動作する。こうして、光検知
組立品の光検出器組立品によって発生された強度信号
は、積分室の内壁から繰り返して散乱された光の強度を
指示する。
本発明の第２実施態様の装置はまた、強度信号を増幅
及び濾波するために光検知組立品の光検出器組立品に連
結した信号処理組立品をさらに含む。第２実施態様の処
理信号組立品は、第11図に示された如く前置増幅器246
を具備する。前置増幅器モジュール246は、光検出器組
立品244によって発生された強度信号を増幅し、それを
電圧に変換し、コンピュータサブシステム214に送信す
る。
及び濾波するために光検知組立品の光検出器組立品に連
結した信号処理組立品をさらに含む。第２実施態様の処
理信号組立品は、第11図に示された如く前置増幅器246
を具備する。前置増幅器モジュール246は、光検出器組
立品244によって発生された強度信号を増幅し、それを
電圧に変換し、コンピュータサブシステム214に送信す
る。
光学サブシステム212の構成要素をコンピュータサブ
システム214に連結し、コンピュータサブシステム214の
構成要素を相互連結するためのケーブルはすべて、参照
番号242によって指定される。光検出器組立品240の走査
検出回路によって発生された走査検出信号と光検出器組
立品244によって発生された強度信号は、第11図と第14
図に示された如く、コンピュータサブシステム214にケ
ーブル242を介して送信される。
システム214に連結し、コンピュータサブシステム214の
構成要素を相互連結するためのケーブルはすべて、参照
番号242によって指定される。光検出器組立品240の走査
検出回路によって発生された走査検出信号と光検出器組
立品244によって発生された強度信号は、第11図と第14
図に示された如く、コンピュータサブシステム214にケ
ーブル242を介して送信される。
本発明の第２実施態様の装置はまた、繰り返して散乱
された光のみが光検知組立品の光検出器組立品に入射す
ることを保証するために、積分室の内側に据え付けたバ
ッフル248を具備する。第12図に示された如く、バッフ
ル248は、積分室218の下方部分218bに据え付けられる。
光バッフルの表面は、積分室の上方部分218aと下方部分
218bの内壁と同一の、Eastman Kodak Companyから入
手可能な白反射被覆、部品番号6080で被覆され、こうし
て同一の光学特性（すなわち、擬似ランバート、乱反射
性と光散乱）を有する。バッフルは、第１実施態様に関
して記載された光学原理により動作する。第14図は、本
発明の第２実施態様により使用されたコンピュータサブ
システム214の簡略ブロック図である。第14図を参照す
ると、コンピュータサブシステム214は、コンピュータ
サブシステムを制御するための中央処理装置（CPU）ボ
ード260を含む。具体的に、CPUボードは、CPUボードに
位置する読出専用メモリ（ROM）において記憶されたコ
ンパイルされたコンピュータプログラムに応答して制御
及びデータ信号を発生させる。代替的に、ROMは、分離
サポートボードにある。本発明で使用されるために適す
るCPUボードは、Force Computer Inc.、Los Gatos、
CaliforniaからのモデルSYS68K/CPU−29である。
された光のみが光検知組立品の光検出器組立品に入射す
ることを保証するために、積分室の内側に据え付けたバ
ッフル248を具備する。第12図に示された如く、バッフ
ル248は、積分室218の下方部分218bに据え付けられる。
光バッフルの表面は、積分室の上方部分218aと下方部分
218bの内壁と同一の、Eastman Kodak Companyから入
手可能な白反射被覆、部品番号6080で被覆され、こうし
て同一の光学特性（すなわち、擬似ランバート、乱反射
性と光散乱）を有する。バッフルは、第１実施態様に関
して記載された光学原理により動作する。第14図は、本
発明の第２実施態様により使用されたコンピュータサブ
システム214の簡略ブロック図である。第14図を参照す
ると、コンピュータサブシステム214は、コンピュータ
サブシステムを制御するための中央処理装置（CPU）ボ
ード260を含む。具体的に、CPUボードは、CPUボードに
位置する読出専用メモリ（ROM）において記憶されたコ
ンパイルされたコンピュータプログラムに応答して制御
及びデータ信号を発生させる。代替的に、ROMは、分離
サポートボードにある。本発明で使用されるために適す
るCPUボードは、Force Computer Inc.、Los Gatos、
CaliforniaからのモデルSYS68K/CPU−29である。
CPUボード260は、キーボード264を含む端末262にケー
ブル242によって連結される。端末262により、使用者
は、CPUボード260と対話することにより、装置の動作を
制御することができる。本発明の第２実施態様のコンピ
ュータサブシステムで使用された端末は、一般に、ビデ
オモニターとキーボードを含む、Digital Equipment
Corporation、Maynard、Massachusettsからのモデル330
である。CPUボード260は、VMEバス266を介してコンピュ
ータサブシステムの残部に連結される。VMEバス266は、
コンピュータサブシステム214における他のボードにCPU
ボート260によって発生された制御及びデータ信号を送
信する。VMEバス266は、第14図に示された如く、ビーム
位置表示組立品240と光検知組立品244に連結される。
ブル242によって連結される。端末262により、使用者
は、CPUボード260と対話することにより、装置の動作を
制御することができる。本発明の第２実施態様のコンピ
ュータサブシステムで使用された端末は、一般に、ビデ
オモニターとキーボードを含む、Digital Equipment
Corporation、Maynard、Massachusettsからのモデル330
である。CPUボード260は、VMEバス266を介してコンピュ
ータサブシステムの残部に連結される。VMEバス266は、
コンピュータサブシステム214における他のボードにCPU
ボート260によって発生された制御及びデータ信号を送
信する。VMEバス266は、第14図に示された如く、ビーム
位置表示組立品240と光検知組立品244に連結される。
本発明の第２実施態様による装置はまた、強度信号を
増幅及び濾波するために、光検知組立品の光検出器組立
品に連結された信号処理組立品を含む。信号処理組立品
は、制御及びプロセッサーボード272を具備する。制御
及びプロセッサーボード272はまた、VMEバス266を介し
てCPUボード260に連結される。制御及びプロセッサーボ
ード272はまた、発生された強度信号を受信し、増幅
し、かつ濾波するために光検出器組立品244にケーブル2
42により連結される。
増幅及び濾波するために、光検知組立品の光検出器組立
品に連結された信号処理組立品を含む。信号処理組立品
は、制御及びプロセッサーボード272を具備する。制御
及びプロセッサーボード272はまた、VMEバス266を介し
てCPUボード260に連結される。制御及びプロセッサーボ
ード272はまた、発生された強度信号を受信し、増幅
し、かつ濾波するために光検出器組立品244にケーブル2
42により連結される。
本発明の第２実施態様のコンピュータサブシステムの
残部は、第１実施態様に関して示され、記載されたもの
とほぼ同一であり、こうして、簡単性のために、再び示
されない。しかし、第14図に示された如く、制御及びプ
ロセッサーボード272は、第５図に示されたBUF PMT、H
SYNC、VSYNCとPXL CLK信号を発生させず、第４図と第
５図に示された第１実施態様とは異なり、第２実施態様
において分離制御回路はない。第２実施態様のコンピュ
ータサブシステム214の残部は、本発明の第１実施態様
の第６〜10図を参照して記載されたものとほぼ同一であ
る。第２実施態様の装置の動作は、上記の差のほかに、
粒子が、第１実施態様における如く積分室の下方部分の
揺動によるよりも、透明トラフの揺動により積分室を通
って移動されることを除いて、第１実施態様に対して記
載されたものとほぼ同一である。
残部は、第１実施態様に関して示され、記載されたもの
とほぼ同一であり、こうして、簡単性のために、再び示
されない。しかし、第14図に示された如く、制御及びプ
ロセッサーボード272は、第５図に示されたBUF PMT、H
SYNC、VSYNCとPXL CLK信号を発生させず、第４図と第
５図に示された第１実施態様とは異なり、第２実施態様
において分離制御回路はない。第２実施態様のコンピュ
ータサブシステム214の残部は、本発明の第１実施態様
の第６〜10図を参照して記載されたものとほぼ同一であ
る。第２実施態様の装置の動作は、上記の差のほかに、
粒子が、第１実施態様における如く積分室の下方部分の
揺動によるよりも、透明トラフの揺動により積分室を通
って移動されることを除いて、第１実施態様に対して記
載されたものとほぼ同一である。
本発明の第３実施態様が、第15〜18図に示される。第
３実施態様による低光損失材料の少なくとも一つの粒子
における汚染を光学的に検出するための装置は、第15図
において一般に310で示される。装置310は、第15図にお
いて、一般に312で示された光学サブシステムと一般に3
14で示されたコンピュータサブシステムを具備する。装
置210はまた、少なくとも一つの粒子を含むための光積
分室318を具備する。光積分室318は、光学サブシステム
312の一部である。第15図に示された如く、積分室318
は、ほぼ球形の形状である。積分室318は、一般半球形
上方部分318aと一般半球形下方部分318bを具備する。第
３実施態様において、上方部分318aは、定置カバーを具
備する。積分室318は、擬似ランバート、乱反射性、光
散乱材料で被覆された複数の内壁を有する。第２実施態
様の積分室に対して使用されたものの如く、硫酸バリウ
ム含有塗料が、本発明の第３実施態様の積分室の内壁を
被覆するために好適である。
３実施態様による低光損失材料の少なくとも一つの粒子
における汚染を光学的に検出するための装置は、第15図
において一般に310で示される。装置310は、第15図にお
いて、一般に312で示された光学サブシステムと一般に3
14で示されたコンピュータサブシステムを具備する。装
置210はまた、少なくとも一つの粒子を含むための光積
分室318を具備する。光積分室318は、光学サブシステム
312の一部である。第15図に示された如く、積分室318
は、ほぼ球形の形状である。積分室318は、一般半球形
上方部分318aと一般半球形下方部分318bを具備する。第
３実施態様において、上方部分318aは、定置カバーを具
備する。積分室318は、擬似ランバート、乱反射性、光
散乱材料で被覆された複数の内壁を有する。第２実施態
様の積分室に対して使用されたものの如く、硫酸バリウ
ム含有塗料が、本発明の第３実施態様の積分室の内壁を
被覆するために好適である。
本発明の第３実施態様による装置は、さらに、粒子を
保持及び輸送するための第15〜17図に示された透明ベル
ト320を具備する。ベルト320は、積分室の上方部分と下
方部分の間に配設され、第15図に示された如く、複数の
プーリ320a−ｄと透明支持物325において支持される。
ベルトは、縦軸を有し、それに沿った移動のために適合
される。ベルトは、水平であるか、又はその縦軸に沿っ
て傾斜される如く位置付けられる。第17図に示された如
く、ベルト320は、平坦表面320cを含む。ベルトは、商
標“MYLAR"の下でDu Pontによって販売される、透明な
ポリエチレンテレフタレートフィルムで作られる。第３
実施態様において、第１及び第２実施態様におけるより
も積分室の高送り速度は、材料の粒子をベルトにおいて
平坦に維持しながら達せられる。粒子がベルトに関して
定置しているために、汚染物質の位置は、より正確に決
定され、汚染物質は、許容粒子の最小損失により、ベル
トを出る粒子流から続いて除去される。回転式エンコー
ダの如くベルト位置付け組立品が、ベルト動作信号を発
生するために使用される。
保持及び輸送するための第15〜17図に示された透明ベル
ト320を具備する。ベルト320は、積分室の上方部分と下
方部分の間に配設され、第15図に示された如く、複数の
プーリ320a−ｄと透明支持物325において支持される。
ベルトは、縦軸を有し、それに沿った移動のために適合
される。ベルトは、水平であるか、又はその縦軸に沿っ
て傾斜される如く位置付けられる。第17図に示された如
く、ベルト320は、平坦表面320cを含む。ベルトは、商
標“MYLAR"の下でDu Pontによって販売される、透明な
ポリエチレンテレフタレートフィルムで作られる。第３
実施態様において、第１及び第２実施態様におけるより
も積分室の高送り速度は、材料の粒子をベルトにおいて
平坦に維持しながら達せられる。粒子がベルトに関して
定置しているために、汚染物質の位置は、より正確に決
定され、汚染物質は、許容粒子の最小損失により、ベル
トを出る粒子流から続いて除去される。回転式エンコー
ダの如くベルト位置付け組立品が、ベルト動作信号を発
生するために使用される。
本発明の第３実施態様の装置はまた、粒子を制御速度
でベルトに送るためのスクリューフィーダー組立品を具
備する。スクリューフィーダー組立品は、第15図と第16
図に一般に350で示される。スクリューフィーダー組立
品350は、ホッパー321、オプションの流量調節ゲート32
3とモーター（不図示）を具備する。フィーダー組立品3
50はまた、粒子を制御率でベルトに送るために、モータ
ーの速度によって調整可能である。材料の粒子は、平坦
表面320cに沿って分散され、ベルトの移動により積分室
を通って輸送される。Accurate,Inc.、Whitewater、Wis
consinからのモデル600乾燥材料フィーダーの如く、市
販されるスクリューフィーダー組立品が、本発明の第３
実施態様による装置での使用のために好適である。
でベルトに送るためのスクリューフィーダー組立品を具
備する。スクリューフィーダー組立品は、第15図と第16
図に一般に350で示される。スクリューフィーダー組立
品350は、ホッパー321、オプションの流量調節ゲート32
3とモーター（不図示）を具備する。フィーダー組立品3
50はまた、粒子を制御率でベルトに送るために、モータ
ーの速度によって調整可能である。材料の粒子は、平坦
表面320cに沿って分散され、ベルトの移動により積分室
を通って輸送される。Accurate,Inc.、Whitewater、Wis
consinからのモデル600乾燥材料フィーダーの如く、市
販されるスクリューフィーダー組立品が、本発明の第３
実施態様による装置での使用のために好適である。
積分室318の上方部分318aは、下方周縁318a′を含
み、そして下方部分318bは、上方周縁318b′を含む。入
口開口324と出口開口326は、粒子が妨害されずに室を通
過するように、下方部分318bの平坦表面と上方部分318a
の下方周縁318a′によって上方及び下方部分の縦端部に
おいて形成してある。ベルト320は、第15図と第16図に
示された如く開口324と326を通って延びている。スクリ
ューフィーダー組立品350は、入口開口324の前のベルト
320の上に所定距離をおいて位置付けられる。フィーダ
ー組立品350の出口は、ベルト320の平坦表面220cの幅と
等しいか又はわずかに狭い。スクリューフィーダー組立
品350の出口開口は、ベルト320の平坦表面320cを横切っ
て延びているスロットである。
み、そして下方部分318bは、上方周縁318b′を含む。入
口開口324と出口開口326は、粒子が妨害されずに室を通
過するように、下方部分318bの平坦表面と上方部分318a
の下方周縁318a′によって上方及び下方部分の縦端部に
おいて形成してある。ベルト320は、第15図と第16図に
示された如く開口324と326を通って延びている。スクリ
ューフィーダー組立品350は、入口開口324の前のベルト
320の上に所定距離をおいて位置付けられる。フィーダ
ー組立品350の出口は、ベルト320の平坦表面220cの幅と
等しいか又はわずかに狭い。スクリューフィーダー組立
品350の出口開口は、ベルト320の平坦表面320cを横切っ
て延びているスロットである。
オプションの流量調節ゲート323は、ベルトへの入口
において粒子の流量を調節する。流量調節ゲート323
は、スクリューフィーダー組立品350と入口開口324の間
のベルト320の平坦表面320cの上に配設してある。流量
調節ゲート323は、ノブ323aを調整することにより手動
で調整可能である。流量調整ゲート323は、制御厚の粒
子の一様層が、ベルトの平坦表面に沿って広げられるこ
とを保証する。材料の粒子は、入口開口324を通って積
分室に侵入し、レセプタクル327へつながる出口開口326
を通って積分室を出る。
において粒子の流量を調節する。流量調節ゲート323
は、スクリューフィーダー組立品350と入口開口324の間
のベルト320の平坦表面320cの上に配設してある。流量
調節ゲート323は、ノブ323aを調整することにより手動
で調整可能である。流量調整ゲート323は、制御厚の粒
子の一様層が、ベルトの平坦表面に沿って広げられるこ
とを保証する。材料の粒子は、入口開口324を通って積
分室に侵入し、レセプタクル327へつながる出口開口326
を通って積分室を出る。
さらに、本発明の第３実施態様により、低光損失材料
の少なくとも一つの粒子における光吸収汚染を光学的に
検出するための装置はまた、第15図と第16図に示された
如く、粒子を照射するためのレーザービームを発するレ
ーザー334を具備する。レーザービームからの光は、低
光損失材料で作られた粒子から反射されるか、又は粒子
を透過する。本発明の第３実施態様において使用された
レーザーは、最初の２つの実施態様において使用された
レーザーの如く、市販される既製品目である。しかし、
種々の形式のレーザーが、点検される材料により、汚染
を検出するために使用される。レーザー334は、好まし
くは、レーザービームを視準及び拡大させるための視準
レンズとビーム拡大器を具備する入れ子式レンズ組立品
336を含む。最初の２つの実施態様において使用された
入れ子式レンズ組立品が、約３ミリメートルの直径にレ
ーザービームを拡大及び視準させるために、本発明の第
３実施態様での使用のために好適である。
の少なくとも一つの粒子における光吸収汚染を光学的に
検出するための装置はまた、第15図と第16図に示された
如く、粒子を照射するためのレーザービームを発するレ
ーザー334を具備する。レーザービームからの光は、低
光損失材料で作られた粒子から反射されるか、又は粒子
を透過する。本発明の第３実施態様において使用された
レーザーは、最初の２つの実施態様において使用された
レーザーの如く、市販される既製品目である。しかし、
種々の形式のレーザーが、点検される材料により、汚染
を検出するために使用される。レーザー334は、好まし
くは、レーザービームを視準及び拡大させるための視準
レンズとビーム拡大器を具備する入れ子式レンズ組立品
336を含む。最初の２つの実施態様において使用された
入れ子式レンズ組立品が、約３ミリメートルの直径にレ
ーザービームを拡大及び視準させるために、本発明の第
３実施態様での使用のために好適である。
ここで具現された如く、第３実施態様により光吸収汚
染を光学的に検出するための装置はまた、レーザービー
ムを反射させ光積分室における粒子を走査させるために
レーザーと光整合して据え付けられた、第15図と第16図
に328で示された走査組立品を具備する。走査組立品328
は、回転鏡329、モーター330とシャフト332を含む。鏡3
29は、少なくとも一つの反射面329aをその周囲に配設
し、ベルト320の縦軸にほぼ平行な回転軸を有する。鏡3
29は、シャフト332において回転可能に支持され、モー
ターによりその回転軸の回りで回転可能である。回転鏡
の回転平面は、ベルト320の平坦表面320cにほぼ直交す
るが、所望ならば、直交から傾斜される。第15図に示さ
れた如く、ビーム反射鏡335は、レーザービームを回転
鏡329の面329aに指向させるためにレーザー334の経路に
おいて設けてある。レーザー334は、レーザービームが
回転鏡の反射面から反射し、扇走査において走査する如
く、回転鏡329の回転平面において据え付けられる。扇
走査は、平坦表面320cにほぼ垂直な方向に向けられ、回
転鏡の回転平面にある。本発明において使用された走査
組立品は、最初の２つの実施態様で使用されたものの如
く市販される既製品目である。代替的に、本発明の第３
実施態様において、走査組立品は、検流計駆動回転強、
共振トーショナルスキャナー、ホログラフィースキャナ
ー又は音響偏光器である。
染を光学的に検出するための装置はまた、レーザービー
ムを反射させ光積分室における粒子を走査させるために
レーザーと光整合して据え付けられた、第15図と第16図
に328で示された走査組立品を具備する。走査組立品328
は、回転鏡329、モーター330とシャフト332を含む。鏡3
29は、少なくとも一つの反射面329aをその周囲に配設
し、ベルト320の縦軸にほぼ平行な回転軸を有する。鏡3
29は、シャフト332において回転可能に支持され、モー
ターによりその回転軸の回りで回転可能である。回転鏡
の回転平面は、ベルト320の平坦表面320cにほぼ直交す
るが、所望ならば、直交から傾斜される。第15図に示さ
れた如く、ビーム反射鏡335は、レーザービームを回転
鏡329の面329aに指向させるためにレーザー334の経路に
おいて設けてある。レーザー334は、レーザービームが
回転鏡の反射面から反射し、扇走査において走査する如
く、回転鏡329の回転平面において据え付けられる。扇
走査は、平坦表面320cにほぼ垂直な方向に向けられ、回
転鏡の回転平面にある。本発明において使用された走査
組立品は、最初の２つの実施態様で使用されたものの如
く市販される既製品目である。代替的に、本発明の第３
実施態様において、走査組立品は、検流計駆動回転強、
共振トーショナルスキャナー、ホログラフィースキャナ
ー又は音響偏光器である。
ここで具現された如く、本発明の第３実施態様の装置
はまた、走査レーザービームを室における粒子に集束さ
れるためにレーザーと光整合して据え付けた集束組立品
を具備し、集束組立品は、レーザービームからの光が、
粒子を透過するか、又は粒子から反射され、積分室の内
壁に繰り返して散乱される如く、走査組立品と結合して
動作する。第15図に示された如く、装置310は、走査レ
ンズ338を含む集束組立品を具備する。走査レンズ338
は、光学サブシステム312の一部である。走査レンズ338
は、積分室318と回転鏡329の間に据え付けてある。走査
レンズ338は、扇走査をテレセントリック走査に変換
し、走査レーザービームをベルト320における粒子に集
束させる。走査レンズ338は、レーザービームからの光
が粒子から反射され、積分室の内壁に繰り返して散乱さ
れる如く、回転鏡329と結合して動作する。走査レンズ3
38の垂直位置は、ビームを粒子に正確に集束させるため
に、ベルト320に関して調整可能である。こうして、レ
ーザービームは、ベルト320の平坦表面320cの全幅で一
様に集束されている。本発明の第３実施態様で使用され
るために適する走査レンズは、Applied Products,In
c.、Horsham、Pennsylvaniaから入手可能な、８インチ
径、８インチ焦点距離のカスタム双曲レンズである。代
替的に、集束組立品は、第１実施態様に関して記載され
た如く、レーザーと走査組立品の間に据え付けた入れ子
式レンズ組立品を具備する。
はまた、走査レーザービームを室における粒子に集束さ
れるためにレーザーと光整合して据え付けた集束組立品
を具備し、集束組立品は、レーザービームからの光が、
粒子を透過するか、又は粒子から反射され、積分室の内
壁に繰り返して散乱される如く、走査組立品と結合して
動作する。第15図に示された如く、装置310は、走査レ
ンズ338を含む集束組立品を具備する。走査レンズ338
は、光学サブシステム312の一部である。走査レンズ338
は、積分室318と回転鏡329の間に据え付けてある。走査
レンズ338は、扇走査をテレセントリック走査に変換
し、走査レーザービームをベルト320における粒子に集
束させる。走査レンズ338は、レーザービームからの光
が粒子から反射され、積分室の内壁に繰り返して散乱さ
れる如く、回転鏡329と結合して動作する。走査レンズ3
38の垂直位置は、ビームを粒子に正確に集束させるため
に、ベルト320に関して調整可能である。こうして、レ
ーザービームは、ベルト320の平坦表面320cの全幅で一
様に集束されている。本発明の第３実施態様で使用され
るために適する走査レンズは、Applied Products,In
c.、Horsham、Pennsylvaniaから入手可能な、８インチ
径、８インチ焦点距離のカスタム双曲レンズである。代
替的に、集束組立品は、第１実施態様に関して記載され
た如く、レーザーと走査組立品の間に据え付けた入れ子
式レンズ組立品を具備する。
走査レンズ338は、走査視準ビームがレンズの中央コ
ードに沿ってレンズを通過する如く回転鏡229に関して
据え付けてある。レーザービームは、レンズの第１焦点
面を通過する時視準されるために、レンズは、ビームを
レンズの第２焦点面に集束させる。走査ビームの見かけ
の原点は、レンズの第１焦点面にあり、こうして、レン
ズは扇走査をテレセントリック走査に変換する。テレセ
ントリック走査は粒子への走査レーザービームの一定入
射角を維持し、汚染物質への感度が、下方部分の幅で一
様であることを保証する。第３実施態様のレーザー、走
査組立品、ビーム反射鏡と走査レンズは、外光が装置に
侵入するのを防止し、ほこりをシステムに入れないよう
に適切な金属密閉箱（不図示）において密閉される。
ードに沿ってレンズを通過する如く回転鏡229に関して
据え付けてある。レーザービームは、レンズの第１焦点
面を通過する時視準されるために、レンズは、ビームを
レンズの第２焦点面に集束させる。走査ビームの見かけ
の原点は、レンズの第１焦点面にあり、こうして、レン
ズは扇走査をテレセントリック走査に変換する。テレセ
ントリック走査は粒子への走査レーザービームの一定入
射角を維持し、汚染物質への感度が、下方部分の幅で一
様であることを保証する。第３実施態様のレーザー、走
査組立品、ビーム反射鏡と走査レンズは、外光が装置に
侵入するのを防止し、ほこりをシステムに入れないよう
に適切な金属密閉箱（不図示）において密閉される。
本発明の第３実施態様の装置はまた、走査レーザービ
ームが所定点に達した時を検出し、それに応答して走査
検出信号を発生させるために、走査組立品に固定関係に
おいて据え付けたレーザービーム位置表示組立品を具備
する。好ましくは、レーザービーム位置表示組立品は、
第18図に示された如く、光検出器又は走査検出組立品34
0の開始である。組立品340は、光学サブシステム312の
一部である。代替的に、レーザービーム位置表示組立品
は、走査組立品の角度位置を検出するための磁気検出器
を具備する。そのような検出器は、磁気標識の通過を検
知することにより回転鏡の位置を検知する。光検出器組
立品340は、第17図に示された如く、積分室318の内側に
据え付けてある。光検出器組立品340は、第16図と第17
図に示された如く光検出器340aと、第15図に示された如
く走査検出回路340bとを含む。光検出器組立品340の光
検出器は、好ましくは、第１及び第２部分に分割された
フォトダイオードである。本発明の第３実施態様のレー
ザービーム位置表示組立品の光検出器として使用される
適切なスプリットフォトダイオードは、最初の２つの実
施態様において使用されたと同様のスプリットフォトダ
イオードである。
ームが所定点に達した時を検出し、それに応答して走査
検出信号を発生させるために、走査組立品に固定関係に
おいて据え付けたレーザービーム位置表示組立品を具備
する。好ましくは、レーザービーム位置表示組立品は、
第18図に示された如く、光検出器又は走査検出組立品34
0の開始である。組立品340は、光学サブシステム312の
一部である。代替的に、レーザービーム位置表示組立品
は、走査組立品の角度位置を検出するための磁気検出器
を具備する。そのような検出器は、磁気標識の通過を検
知することにより回転鏡の位置を検知する。光検出器組
立品340は、第17図に示された如く、積分室318の内側に
据え付けてある。光検出器組立品340は、第16図と第17
図に示された如く光検出器340aと、第15図に示された如
く走査検出回路340bとを含む。光検出器組立品340の光
検出器は、好ましくは、第１及び第２部分に分割された
フォトダイオードである。本発明の第３実施態様のレー
ザービーム位置表示組立品の光検出器として使用される
適切なスプリットフォトダイオードは、最初の２つの実
施態様において使用されたと同様のスプリットフォトダ
イオードである。
本発明の第３実施態様による光吸収汚染を光学的に検
出するための装置はまた、繰り返して散乱された光の強
度を指示する強度信号を発生させるための光検知組立品
を具備し、この場合繰り返して散乱された光の強度の減
少は、材料における光吸収汚染の存在の関数である。好
ましくは、第３実施態様において、上記の実施態様にお
ける如く、光検知組立品は、室において繰り返して散乱
された光を受信するために積分室に隣接して据え付けた
光検出器組立品を具備する。この文脈において、隣接
は、内、上又は近くを意味する。第15図に示された如
く、装置310は、光検出器組立品344を具備する。光検出
器組立品344は、光学サブシステム312の一部である。光
検出器組立品344は、ベルト320の下の積分室318の下方
部分318bの外側に据え付けられる。代替的に、光検出器
組立品344は、積分室318の上方半球形部分318aに据え付
けられる。光検出器組立品は、一般に、光電子増倍管34
4aと、光電子増倍管のための高圧電源344bを具備する。
高圧電源344bは、第15図に示された如く、コンピュータ
サブシステム314にある。本発明の第３実施態様で使用
される適切な光電子増倍管は、第１実施態様における如
く、Burle Industries、Lancaster、Pennsylvaniaから
のモデル8654である。本発明の第３実施態様で使用され
るために適切な高圧電源は、Bertan Associates,In
c.、Hicksville、New YorkからのモデルPMT−10C/Nで
ある。光電子増倍管が本発明の第３実施態様で使用され
るが、代替的に、光検知組立品は、フォトダイオード又
は真空フォトダイオードの如く、別の形式の光検出器を
具備する。光検出器組立品344は、積分室の内壁から繰
り返して散乱された光を受信し、強度信号を生成する。
本発明の第３実施態様の装置は、第１実施態様に関して
上述されたと同一の光学原理により動作し、その結果、
光検出器組立品344によって発生された強度は、積分室
の内壁から繰り返して散乱された光の強度を指示する。
出するための装置はまた、繰り返して散乱された光の強
度を指示する強度信号を発生させるための光検知組立品
を具備し、この場合繰り返して散乱された光の強度の減
少は、材料における光吸収汚染の存在の関数である。好
ましくは、第３実施態様において、上記の実施態様にお
ける如く、光検知組立品は、室において繰り返して散乱
された光を受信するために積分室に隣接して据え付けた
光検出器組立品を具備する。この文脈において、隣接
は、内、上又は近くを意味する。第15図に示された如
く、装置310は、光検出器組立品344を具備する。光検出
器組立品344は、光学サブシステム312の一部である。光
検出器組立品344は、ベルト320の下の積分室318の下方
部分318bの外側に据え付けられる。代替的に、光検出器
組立品344は、積分室318の上方半球形部分318aに据え付
けられる。光検出器組立品は、一般に、光電子増倍管34
4aと、光電子増倍管のための高圧電源344bを具備する。
高圧電源344bは、第15図に示された如く、コンピュータ
サブシステム314にある。本発明の第３実施態様で使用
される適切な光電子増倍管は、第１実施態様における如
く、Burle Industries、Lancaster、Pennsylvaniaから
のモデル8654である。本発明の第３実施態様で使用され
るために適切な高圧電源は、Bertan Associates,In
c.、Hicksville、New YorkからのモデルPMT−10C/Nで
ある。光電子増倍管が本発明の第３実施態様で使用され
るが、代替的に、光検知組立品は、フォトダイオード又
は真空フォトダイオードの如く、別の形式の光検出器を
具備する。光検出器組立品344は、積分室の内壁から繰
り返して散乱された光を受信し、強度信号を生成する。
本発明の第３実施態様の装置は、第１実施態様に関して
上述されたと同一の光学原理により動作し、その結果、
光検出器組立品344によって発生された強度は、積分室
の内壁から繰り返して散乱された光の強度を指示する。
本発明の第３実施態様の装置は、さらに、強度信号を
増幅及び濾波するために光検知組立品の光検出器組立品
に連結した信号処理組立品を含む。第２実施態様の処理
信号組立品は、第15図に示された如く前置増幅器モジュ
ール346を具備する。前置増幅器モジュール346は、光検
出器組立品344によって発生された強度信号を増幅し、
それを電圧に変換し、コンピュータサブシステム214に
送信する。
増幅及び濾波するために光検知組立品の光検出器組立品
に連結した信号処理組立品を含む。第２実施態様の処理
信号組立品は、第15図に示された如く前置増幅器モジュ
ール346を具備する。前置増幅器モジュール346は、光検
出器組立品344によって発生された強度信号を増幅し、
それを電圧に変換し、コンピュータサブシステム214に
送信する。
光学サブシステム312の構成要素をコンピュータサブ
システム314に連結し、コンピュータサブシステム314の
構成要素を相互連結するためのケーブルはすべて、参照
番号342によって指定される。光検出器組立品340の走査
検出回路によって発生された走査検出信号と光検出器組
立品344によって発生された信号は、第18図に示された
如く、コンピュータサブシステム314にケーブル342を介
して送信される。
システム314に連結し、コンピュータサブシステム314の
構成要素を相互連結するためのケーブルはすべて、参照
番号342によって指定される。光検出器組立品340の走査
検出回路によって発生された走査検出信号と光検出器組
立品344によって発生された信号は、第18図に示された
如く、コンピュータサブシステム314にケーブル342を介
して送信される。
本発明の第３実施態様の装置はまた、繰り返して散乱
された光のみが光検知組立品の光検出器組立品に入射す
ることを保証するために、積分室の内側に据え付けたバ
ッフル348を具備する。バッフル348は、第16図に示され
た如く、積分室318の下方部分318bに据え付けられる。
光バッフルの表面は、この実施態様の積分室の内壁を被
覆するために使用されたもの、及び第２実施態様におい
て使用されたものと同一の白反射被覆で被覆される。表
面の光学特性は、こうして、最初の２つの実施態様に関
して上述されたものと同一である。
された光のみが光検知組立品の光検出器組立品に入射す
ることを保証するために、積分室の内側に据え付けたバ
ッフル348を具備する。バッフル348は、第16図に示され
た如く、積分室318の下方部分318bに据え付けられる。
光バッフルの表面は、この実施態様の積分室の内壁を被
覆するために使用されたもの、及び第２実施態様におい
て使用されたものと同一の白反射被覆で被覆される。表
面の光学特性は、こうして、最初の２つの実施態様に関
して上述されたものと同一である。
第18図は、第15図において一般に314で示され、本発
明の第２実施態様により使用されたコンピュータサブシ
ステムの簡略ブロック図である。第18図を参照すると、
コンピュータサブシステム314は、コンピュータサブシ
ステムを制御するための中央処理装置（CPU）ボード360
を含む。具体的に、CPUボードは、CPUボードに位置する
読出専用メモリ（ROM）において記憶されたコンパイル
されたコンピュータプログラムに応答して制御及びデー
タ信号を発生させる。代替的に、ROMは、分離サポート
ボードにある。本発明で使用されるために適するCPUボ
ードは、Force Computer Inc.、Los Gatos、Califor
niaからのモデルSYS68K/CPU−29である。
明の第２実施態様により使用されたコンピュータサブシ
ステムの簡略ブロック図である。第18図を参照すると、
コンピュータサブシステム314は、コンピュータサブシ
ステムを制御するための中央処理装置（CPU）ボード360
を含む。具体的に、CPUボードは、CPUボードに位置する
読出専用メモリ（ROM）において記憶されたコンパイル
されたコンピュータプログラムに応答して制御及びデー
タ信号を発生させる。代替的に、ROMは、分離サポート
ボードにある。本発明で使用されるために適するCPUボ
ードは、Force Computer Inc.、Los Gatos、Califor
niaからのモデルSYS68K/CPU−29である。
CPUボード360は、キーボード364を含む端末362にケー
ブル342によって連結される。端末362により、使用者
は、CPUボード360と対話することにより、装置の動作を
制御することができる。本発明の第３実施態様のコンピ
ュータサブシステムで使用された端末は、最初の２つの
実施態様で使用されたものと同一である。CPUボード360
は、VMEバス366を介してコンピュータサブシステムの残
部に連結される。VMEバス366は、コンピュータサブシス
テム314の他のボードにCPUボード360によって発生され
た制御及びデータ信号を送信する。VMEバス366は、第18
図に示された如く、ビーム位置表示組立品340、光検知
組立品344、ベルト位置表示組立品360、及び分離制御組
立品370に連結される。分離制御組立品370は、第15図と
第16図において380で示された汚染粒子を分離するため
のサブシステムを制御する。
ブル342によって連結される。端末362により、使用者
は、CPUボード360と対話することにより、装置の動作を
制御することができる。本発明の第３実施態様のコンピ
ュータサブシステムで使用された端末は、最初の２つの
実施態様で使用されたものと同一である。CPUボード360
は、VMEバス366を介してコンピュータサブシステムの残
部に連結される。VMEバス366は、コンピュータサブシス
テム314の他のボードにCPUボード360によって発生され
た制御及びデータ信号を送信する。VMEバス366は、第18
図に示された如く、ビーム位置表示組立品340、光検知
組立品344、ベルト位置表示組立品360、及び分離制御組
立品370に連結される。分離制御組立品370は、第15図と
第16図において380で示された汚染粒子を分離するため
のサブシステムを制御する。
制御及びプロセッサーボード372はまた、VMEバス366
を介してCPUボード360に連結される。制御及びプロセッ
サーボード372はまた、光検出器組立品344によって発生
された信号を受信し、増幅し、かつ濾波するために光検
出器組立品344にケーブル342により連結される。
を介してCPUボード360に連結される。制御及びプロセッ
サーボード372はまた、光検出器組立品344によって発生
された信号を受信し、増幅し、かつ濾波するために光検
出器組立品344にケーブル342により連結される。
本発明の第３実施態様のコンピュータサブシステム
は、最初の２つの実施態様とほぼ同一である。しかし、
第18図に示された如く、制御及びプロセッサーボード37
2は、第５図に示されたBUF PMT、HSYNC、VSYNCとPXL
CLK信号を発生させない。しかし、本発明の第３実施態
様の装置は、第４図と第５図に示された第１実施態様の
分離制御回路52と同一の分離制御回路370を含むことが
注目される。ベルト位置表示組立品360は、ベルト位置
信号を発生させ、ケーブル343を介してVMEバス366とCPU
ボード360に送信する。CPUボードは、ベルト位置信号を
使用して、汚染物質が到来する時分離サブシステム380
を作動させるために分離制御回路へ制御信号を発生させ
る。粒子がベルトに関して定置しているために、汚染物
質の位置は、より正確に知られ、そしてより少量の粒子
しか、汚染物質とともに除去されない。第３実施態様の
コンピュータサブシステム314の残部は、本発明の第１
実施態様の第６〜10図を参照して記載されたものとほぼ
同一である。第３実施態様の装置の動作は、上記の差の
ほかに、粒子が、第１実施態様における如く積分室の揺
動によるか、又は第２実施態様における如くトラフの揺
動によるよりも、ベルトの揺動により積分室を通って移
動されることを除いて、第１及び第２実施態様に対して
記載されたものとほぼ同一である。
は、最初の２つの実施態様とほぼ同一である。しかし、
第18図に示された如く、制御及びプロセッサーボード37
2は、第５図に示されたBUF PMT、HSYNC、VSYNCとPXL
CLK信号を発生させない。しかし、本発明の第３実施態
様の装置は、第４図と第５図に示された第１実施態様の
分離制御回路52と同一の分離制御回路370を含むことが
注目される。ベルト位置表示組立品360は、ベルト位置
信号を発生させ、ケーブル343を介してVMEバス366とCPU
ボード360に送信する。CPUボードは、ベルト位置信号を
使用して、汚染物質が到来する時分離サブシステム380
を作動させるために分離制御回路へ制御信号を発生させ
る。粒子がベルトに関して定置しているために、汚染物
質の位置は、より正確に知られ、そしてより少量の粒子
しか、汚染物質とともに除去されない。第３実施態様の
コンピュータサブシステム314の残部は、本発明の第１
実施態様の第６〜10図を参照して記載されたものとほぼ
同一である。第３実施態様の装置の動作は、上記の差の
ほかに、粒子が、第１実施態様における如く積分室の揺
動によるか、又は第２実施態様における如くトラフの揺
動によるよりも、ベルトの揺動により積分室を通って移
動されることを除いて、第１及び第２実施態様に対して
記載されたものとほぼ同一である。
本発明の第４実施態様が、第19図と第20図に関して示
され、記載される。本発明の第４実施態様による低光損
失材料の少なくとも一つの粒子における光吸収汚染を光
学的に検出するための装置は、第19図において一般に41
0で示される。装置410は、光学サブシステム412とフレ
ーム記憶モジュール414とを具備する。光学サブシステ
ム412は、粒子における光吸収汚染を光学的に検出し、
そして第19図に示された如く、光学テーブル416におい
て据え付けられる。フレーム記憶モジュール414は、粒
子の光学像をデジタル化し、記憶し、かつ表示する。フ
レーム記憶モジュールは、同軸ケーブル420によりモジ
ュール414に連結した制御パネル418を含む。制御パネル
418により、操作者は、モジュール414の動作を制御する
ことができる。本発明で使用されるフレーム記憶モジュ
ールは、市販される備品である。本発明で使用されるた
めに好適なフレーム記憶モジュールは、Quantex Lt
d.、Palo Alto、Californiaにより商標"CRYSTAL"の下
で販売されるイメージプロセッサーである。
され、記載される。本発明の第４実施態様による低光損
失材料の少なくとも一つの粒子における光吸収汚染を光
学的に検出するための装置は、第19図において一般に41
0で示される。装置410は、光学サブシステム412とフレ
ーム記憶モジュール414とを具備する。光学サブシステ
ム412は、粒子における光吸収汚染を光学的に検出し、
そして第19図に示された如く、光学テーブル416におい
て据え付けられる。フレーム記憶モジュール414は、粒
子の光学像をデジタル化し、記憶し、かつ表示する。フ
レーム記憶モジュールは、同軸ケーブル420によりモジ
ュール414に連結した制御パネル418を含む。制御パネル
418により、操作者は、モジュール414の動作を制御する
ことができる。本発明で使用されるフレーム記憶モジュ
ールは、市販される備品である。本発明で使用されるた
めに好適なフレーム記憶モジュールは、Quantex Lt
d.、Palo Alto、Californiaにより商標"CRYSTAL"の下
で販売されるイメージプロセッサーである。
本発明の装置はまた、少なくとも一つの粒子を含むた
めの光積分室を具備する。第19図に示された如く、装置
410は、複数の内壁を有する積分室422を具備する。第19
図に示された積分室は、半球形端部を備えた一般円筒形
状である。しかし、本発明の第４実施態様の積分室の構
成は、発明の範囲又は精神に反することなく修正され
る。例えば、積分室は、伸長、矩形箱の如く構成され
る。積分室422は、金属（例えば、ステンレス鋼）又は
プラスチック（例えば、ポリ塩化ビニル）の如く適切な
材料で作られる。積分室の内壁は、擬似ランバート、乱
反射性、光散乱材料で被覆される。第２又は第３実施態
様で使用されたものの如く、硫酸バリウム含有塗料が、
この目的のために好適である。第19図と第20図に示され
た如く、積分室422には棒426をつり下げるためのアパー
チャー424を形成してある。低光損失材料の粒子428は、
棒426の端部につるされる。
めの光積分室を具備する。第19図に示された如く、装置
410は、複数の内壁を有する積分室422を具備する。第19
図に示された積分室は、半球形端部を備えた一般円筒形
状である。しかし、本発明の第４実施態様の積分室の構
成は、発明の範囲又は精神に反することなく修正され
る。例えば、積分室は、伸長、矩形箱の如く構成され
る。積分室422は、金属（例えば、ステンレス鋼）又は
プラスチック（例えば、ポリ塩化ビニル）の如く適切な
材料で作られる。積分室の内壁は、擬似ランバート、乱
反射性、光散乱材料で被覆される。第２又は第３実施態
様で使用されたものの如く、硫酸バリウム含有塗料が、
この目的のために好適である。第19図と第20図に示され
た如く、積分室422には棒426をつり下げるためのアパー
チャー424を形成してある。低光損失材料の粒子428は、
棒426の端部につるされる。
本発明の装置はまた、第19図に示された如く、少なく
とも一つの粒子を照射するためのレーザービームを発す
るレーザー434を具備する。レーザービームからの光
は、低光損失材料の粒子を透過するか、又は粒子から反
射される。本発明において使用されたレーザーは、最初
の３つの実施態様において使用されたレーザーの如く、
市販される既製品目である。しかし、他の形式のレーザ
ーも、本発明の範囲又は精神に反することなく、本発明
の第４実施態様の装置で使用される。レーザー436は、
好ましくは、レーザービームを視準させるために、視準
レンズとビーム拡大器を具備する入れ子式レンズ組立品
438を含む。Tropel,Inc.、Rochester、New Yorkからの
3Xビーム拡大器、モデルT81−3Xの如く、本発明の第４
実施態様での使用のための好適な入れ子式レンズ組立品
が、約３ミリメートルの直径にレーザービームを拡大及
び視準させるために使用される。
とも一つの粒子を照射するためのレーザービームを発す
るレーザー434を具備する。レーザービームからの光
は、低光損失材料の粒子を透過するか、又は粒子から反
射される。本発明において使用されたレーザーは、最初
の３つの実施態様において使用されたレーザーの如く、
市販される既製品目である。しかし、他の形式のレーザ
ーも、本発明の範囲又は精神に反することなく、本発明
の第４実施態様の装置で使用される。レーザー436は、
好ましくは、レーザービームを視準させるために、視準
レンズとビーム拡大器を具備する入れ子式レンズ組立品
438を含む。Tropel,Inc.、Rochester、New Yorkからの
3Xビーム拡大器、モデルT81−3Xの如く、本発明の第４
実施態様での使用のための好適な入れ子式レンズ組立品
が、約３ミリメートルの直径にレーザービームを拡大及
び視準させるために使用される。
本発明の第４実施態様による装置は、さらに、レーザ
ービームを反射させ光積分室における粒子を走査させる
ためにレーザーと光整合して据え付けられた走査組立品
を具備する。第４実施態様において、走査組立品は、第
19図に示された如く、積分室422に隣接して据え付けた
回転鏡430を含む。回転鏡430は、少なくとも一つの反射
面430aをその周囲に配設し、反射面に一般に垂直の回転
軸を有する。鏡430は、第19図に示された如く、シャフ
ト432において支持され、モーター434により回転可能で
ある。レーザー436は、レーザービームが回転鏡430の反
射面430aから反射し、扇走査において走査する如く、回
転鏡430の回転平面における光学テーブル416において据
え付けてある。装置の空間要求条件を縮小するために、
レーザー436からの拡大ビームは、最初に、第19図に示
された如くビーム反射鏡440から上方に回転鏡の反射面
の一つに反射される。レーザービームは、こうして、垂
直方向に扇走査において反射面430aから反射される。本
発明の第４実施態様で使用されるために好適な走査組立
品は、Lincoln Laser Company、Phoenix、Arizonaか
ら市販されるモデル18875H−23ND−２−100である。代
替的に、本発明の第４実施態様において、走査組立品
は、検流計駆動回転鏡、共振トーショナルスキャナー、
ホログラフィースキャナー又は音響偏光器である。
ービームを反射させ光積分室における粒子を走査させる
ためにレーザーと光整合して据え付けられた走査組立品
を具備する。第４実施態様において、走査組立品は、第
19図に示された如く、積分室422に隣接して据え付けた
回転鏡430を含む。回転鏡430は、少なくとも一つの反射
面430aをその周囲に配設し、反射面に一般に垂直の回転
軸を有する。鏡430は、第19図に示された如く、シャフ
ト432において支持され、モーター434により回転可能で
ある。レーザー436は、レーザービームが回転鏡430の反
射面430aから反射し、扇走査において走査する如く、回
転鏡430の回転平面における光学テーブル416において据
え付けてある。装置の空間要求条件を縮小するために、
レーザー436からの拡大ビームは、最初に、第19図に示
された如くビーム反射鏡440から上方に回転鏡の反射面
の一つに反射される。レーザービームは、こうして、垂
直方向に扇走査において反射面430aから反射される。本
発明の第４実施態様で使用されるために好適な走査組立
品は、Lincoln Laser Company、Phoenix、Arizonaか
ら市販されるモデル18875H−23ND−２−100である。代
替的に、本発明の第４実施態様において、走査組立品
は、検流計駆動回転鏡、共振トーショナルスキャナー、
ホログラフィースキャナー又は音響偏光器である。
本発明による装置は、扇走査をラスター扇走査に変換
するためにレーザーと光整合して据え付けた光学組立品
を具備する。光学組立品は、リレーレンズ組立品と検流
計組立品を具備す。リレーレンズ組立品は、扇走査をテ
レセントリック走査に変換するための第１両凸レンズ44
2と、テレセントリック走査を収束扇走査に変換するた
めの第２両凸レンズ444とを具備する。検流計組立品
は、収束扇走査を発散ラスター走査に変換するためのガ
ルバミラー446と、ガルバミラーを前後に移動させるた
めの検流計448と、収束扇走査を発散ラスター走査に変
換するためのガルバ制御モジュール450とを具備する。
ガルバ制御モジュールの動作は、参照によりここに取り
入れた米国特許第４、972、258号において記載される。
第１両凸レンズ442は、視準扇走査をテレセントリック
走査に変換し、レーザービームは、それぞれ、第１及び
第２両凸レンズ442の中間の線に集束される。第２両凸
レンズ444は、レーザービームを再視準させ、ガルバミ
ラー446に位置する定置点に向けられ、垂直入射角がビ
ームが走査する時変化する如く、入りテレセントリック
走査を収束扇走査に変換する。定置点は、ガルバミラー
446に位置する。レーザービームの中心は、ガルバミラ
ー446の垂直中心において検流計448の垂直軸に交差す
る。検流計448は、一般に矩形面を有するガルバミラー4
46を鏡の前面と一致する垂直軸の回りで前後に回転させ
る。検流計448は、回転揺動シャフトを含み、そして検
流計シャフトの回転前後移動により、ガルバミラー446
は、回転鏡430によって生成された垂直方向においてガ
ルバミラー446に入射するレーザービームの動作と組み
合わされた時、視準レーザービームが発散ラスター扇走
査において移動するような角度において水平方向にビー
ムを反射させる。それから、ラスター走査レーザービー
ムは、積分室422に侵入する。検流計は、検流計制御モ
ジュール450からケーブル452で保持された電気制御信号
に応答して動作する。本発明の第４実施態様で使用され
るために好適な検流計は、General Scanning Corpora
tion、Watertown、Massachusettsから部品番号G120Dと
して市販される。適切なガルバミラーは、５ミリメート
ル高、５ミリメートル幅と１ミリメートル厚であり、こ
の場合５ミリメートル対５ミリメートル面が垂直平面に
位置付けられる。本発明の第４実施態様で使用される好
適なガルバミラーは、Spectro−Film Company、Winche
ster、Massachusettsから獲得される。
するためにレーザーと光整合して据え付けた光学組立品
を具備する。光学組立品は、リレーレンズ組立品と検流
計組立品を具備す。リレーレンズ組立品は、扇走査をテ
レセントリック走査に変換するための第１両凸レンズ44
2と、テレセントリック走査を収束扇走査に変換するた
めの第２両凸レンズ444とを具備する。検流計組立品
は、収束扇走査を発散ラスター走査に変換するためのガ
ルバミラー446と、ガルバミラーを前後に移動させるた
めの検流計448と、収束扇走査を発散ラスター走査に変
換するためのガルバ制御モジュール450とを具備する。
ガルバ制御モジュールの動作は、参照によりここに取り
入れた米国特許第４、972、258号において記載される。
第１両凸レンズ442は、視準扇走査をテレセントリック
走査に変換し、レーザービームは、それぞれ、第１及び
第２両凸レンズ442の中間の線に集束される。第２両凸
レンズ444は、レーザービームを再視準させ、ガルバミ
ラー446に位置する定置点に向けられ、垂直入射角がビ
ームが走査する時変化する如く、入りテレセントリック
走査を収束扇走査に変換する。定置点は、ガルバミラー
446に位置する。レーザービームの中心は、ガルバミラ
ー446の垂直中心において検流計448の垂直軸に交差す
る。検流計448は、一般に矩形面を有するガルバミラー4
46を鏡の前面と一致する垂直軸の回りで前後に回転させ
る。検流計448は、回転揺動シャフトを含み、そして検
流計シャフトの回転前後移動により、ガルバミラー446
は、回転鏡430によって生成された垂直方向においてガ
ルバミラー446に入射するレーザービームの動作と組み
合わされた時、視準レーザービームが発散ラスター扇走
査において移動するような角度において水平方向にビー
ムを反射させる。それから、ラスター走査レーザービー
ムは、積分室422に侵入する。検流計は、検流計制御モ
ジュール450からケーブル452で保持された電気制御信号
に応答して動作する。本発明の第４実施態様で使用され
るために好適な検流計は、General Scanning Corpora
tion、Watertown、Massachusettsから部品番号G120Dと
して市販される。適切なガルバミラーは、５ミリメート
ル高、５ミリメートル幅と１ミリメートル厚であり、こ
の場合５ミリメートル対５ミリメートル面が垂直平面に
位置付けられる。本発明の第４実施態様で使用される好
適なガルバミラーは、Spectro−Film Company、Winche
ster、Massachusettsから獲得される。
本発明の第４実施態様による装置は、さらに、走査レ
ーザービームを室における粒子に集束させるためにレー
ザーに光整合して据え付けた集束組立品を具備する。集
束組立品は、レーザービームからの光が、粒子から反射
され、積分室の内壁に繰り返して散乱される如く、走査
組立品と結合して動作する。集束組立品は、積分室422
と検流計448の間に据え付けられた、第19図と第20図に
示された走査レンズ454を具備する。走査レンズは、発
散ラスター走査をテレセントリックラスター走査に変換
する。走査レンズ454は、積分室422の一方の端部におけ
る開口に配設される。走査レンズは、粒子428が位置す
る平面における積分室422の内側の小点にビームを集束
させる。平面は、レンズから１焦点距離に位置する。積
分室422はガルバミラー446とビームの交差点が、走査レ
ンズから走査レンズの１焦点距離にある如く位置付けら
れる。光学サブシステム412の構成要素をそのように位
置付けると、走査組立品からの発散ラスター扇走査は、
ビームが走査レンズを通過した後、テレセントリックラ
スター走査に変換される。
ーザービームを室における粒子に集束させるためにレー
ザーに光整合して据え付けた集束組立品を具備する。集
束組立品は、レーザービームからの光が、粒子から反射
され、積分室の内壁に繰り返して散乱される如く、走査
組立品と結合して動作する。集束組立品は、積分室422
と検流計448の間に据え付けられた、第19図と第20図に
示された走査レンズ454を具備する。走査レンズは、発
散ラスター走査をテレセントリックラスター走査に変換
する。走査レンズ454は、積分室422の一方の端部におけ
る開口に配設される。走査レンズは、粒子428が位置す
る平面における積分室422の内側の小点にビームを集束
させる。平面は、レンズから１焦点距離に位置する。積
分室422はガルバミラー446とビームの交差点が、走査レ
ンズから走査レンズの１焦点距離にある如く位置付けら
れる。光学サブシステム412の構成要素をそのように位
置付けると、走査組立品からの発散ラスター扇走査は、
ビームが走査レンズを通過した後、テレセントリックラ
スター走査に変換される。
本発明の第４実施態様による装置は、さらに、走査レ
ーザービームが所定点に達した時を検出し、それに応答
して走査検出信号を発生させるために、走査組立品に固
定関係において据え付けたレーザービーム位置表示組立
品を具備する。好ましくは、レーザービーム位置表示組
立品は、光検出器組立品456を具備する。第19図に示さ
れた如く、光検出器組立品456は、第１両凸レンズ442と
第２両凸レンズ444の間に積分室442に隣接して据え付け
られる。この文脈において、隣接は、内、上又は近くを
意味する。光検出器組立品456は、光検出器456aと走査
検出回路456bとを含む。走査検出回路の詳細は、第３図
における第１実施態様に関して上述されたものと同一で
ある。第４実施態様の光検出器組立品456の光検出器
は、第１実施態様において記載されたと同一のスプリッ
トフォトダイオードである。光検出器組立品456は、第
１両凸レンズ442からの走査レーザービームが、光検出
器456aを交差する時、レーザービームの走査端近くの所
定点に達する時を検出し、それに応答して走査検出信号
を発生させるために、回転鏡に固定関係において据え付
けてある。代替的に、レーザービーム位置表示組立品
は、走査組立品の角度位置を検出するための磁気検出器
を具備する。
ーザービームが所定点に達した時を検出し、それに応答
して走査検出信号を発生させるために、走査組立品に固
定関係において据え付けたレーザービーム位置表示組立
品を具備する。好ましくは、レーザービーム位置表示組
立品は、光検出器組立品456を具備する。第19図に示さ
れた如く、光検出器組立品456は、第１両凸レンズ442と
第２両凸レンズ444の間に積分室442に隣接して据え付け
られる。この文脈において、隣接は、内、上又は近くを
意味する。光検出器組立品456は、光検出器456aと走査
検出回路456bとを含む。走査検出回路の詳細は、第３図
における第１実施態様に関して上述されたものと同一で
ある。第４実施態様の光検出器組立品456の光検出器
は、第１実施態様において記載されたと同一のスプリッ
トフォトダイオードである。光検出器組立品456は、第
１両凸レンズ442からの走査レーザービームが、光検出
器456aを交差する時、レーザービームの走査端近くの所
定点に達する時を検出し、それに応答して走査検出信号
を発生させるために、回転鏡に固定関係において据え付
けてある。代替的に、レーザービーム位置表示組立品
は、走査組立品の角度位置を検出するための磁気検出器
を具備する。
本発明の装置は、さらに、繰り返して散乱された光の
強度を指示する強度信号を発生させるための光検知組立
品を具備し、この場合繰り返して散乱された光の強度の
減少は、材料における光吸収汚染の存在の関数である。
光検知組立品は、積分室422に隣接して据え付けられ
た、第19図と第20図に示された光検出器組立品466を具
備する。この文脈において、隣接は、内、上又は近くを
意味する。積分室422には、光検出器組立品466が貫通し
ている開口を構成してある。本発明において、光検出器
組立品466のための開口と棒425のための開口を含む、積
分室における開口領域は、光学的に効率的な方法で機能
するように積分室に対して最小に保持されなければなら
ない。光検出器組立品466は、材料における汚染を検出
するために、粒子から繰り返して散乱された光の強度に
おける変動を連続的に検知する。光検知組立品の光検出
器組立品は、一般、光電子増倍管466aと、光電子増倍管
のための高圧電源466bを具備する。光検出器組立品466
の利得は、高圧電源466bの高電圧を手動で制御すること
により制御される。本発明の第４実施態様の光検知組立
品の光検出器組立品として使用される適切な光電子増倍
管は、Burle Industries、Lancaster、Pennsylvaniaか
らのモデル8654である。本発明の第４実施態様で使用さ
れるために適切な高圧電源は、Bertan Associates,In
c.、Hicksville、New YorkからのモデルPMT−10C/Nで
ある。光電子増倍管が本発明の第４実施態様で使用され
るが、代替的に、光検知組立品は、フォトダイオード又
は真空フォトダイオードの如く、別の形式の光検出器を
具備する。本発明の第４実施態様の装置は、最初の３つ
の実施態様に関して上述されたと同一の光学原理により
動作し、その結果、光検出器組立品466によって発生さ
れた強度は、積分室の内壁から繰り返して散乱された光
の強度を指示する。
強度を指示する強度信号を発生させるための光検知組立
品を具備し、この場合繰り返して散乱された光の強度の
減少は、材料における光吸収汚染の存在の関数である。
光検知組立品は、積分室422に隣接して据え付けられ
た、第19図と第20図に示された光検出器組立品466を具
備する。この文脈において、隣接は、内、上又は近くを
意味する。積分室422には、光検出器組立品466が貫通し
ている開口を構成してある。本発明において、光検出器
組立品466のための開口と棒425のための開口を含む、積
分室における開口領域は、光学的に効率的な方法で機能
するように積分室に対して最小に保持されなければなら
ない。光検出器組立品466は、材料における汚染を検出
するために、粒子から繰り返して散乱された光の強度に
おける変動を連続的に検知する。光検知組立品の光検出
器組立品は、一般、光電子増倍管466aと、光電子増倍管
のための高圧電源466bを具備する。光検出器組立品466
の利得は、高圧電源466bの高電圧を手動で制御すること
により制御される。本発明の第４実施態様の光検知組立
品の光検出器組立品として使用される適切な光電子増倍
管は、Burle Industries、Lancaster、Pennsylvaniaか
らのモデル8654である。本発明の第４実施態様で使用さ
れるために適切な高圧電源は、Bertan Associates,In
c.、Hicksville、New YorkからのモデルPMT−10C/Nで
ある。光電子増倍管が本発明の第４実施態様で使用され
るが、代替的に、光検知組立品は、フォトダイオード又
は真空フォトダイオードの如く、別の形式の光検出器を
具備する。本発明の第４実施態様の装置は、最初の３つ
の実施態様に関して上述されたと同一の光学原理により
動作し、その結果、光検出器組立品466によって発生さ
れた強度は、積分室の内壁から繰り返して散乱された光
の強度を指示する。
本発明の第４実施態様による装置は、さらに、強度信
号を増幅及び濾波するために光検知組立品の光検出器組
立品に連結された信号処理組立品を含む。処理信号組立
品は、前置増幅器モジュール470を具備する。光検出器
組立品466によって発生された強度信号は、好ましくは
同軸遮蔽ケーブルであるケーブル468を介して前置増幅
器モジュール470に送信される。前置増幅器モジュール4
70は、光検出器組立品466によって発生された強度信号
を増幅し、電圧強度信号に変換し、フレーム記憶制御モ
ジュール414に送信する。レーザービーム位置表示組立
品の光検出器組立品456の走査検出回路によって発生さ
れた走査検出信号はまた、HSYNC信号に対してフレーム
記憶制御モジュール414における入力ジャックに送信さ
れ、そしてフレーム記憶制御モジュール414に光検出器
組立品466によって発生された電圧強度信号をデジタル
化させる。
号を増幅及び濾波するために光検知組立品の光検出器組
立品に連結された信号処理組立品を含む。処理信号組立
品は、前置増幅器モジュール470を具備する。光検出器
組立品466によって発生された強度信号は、好ましくは
同軸遮蔽ケーブルであるケーブル468を介して前置増幅
器モジュール470に送信される。前置増幅器モジュール4
70は、光検出器組立品466によって発生された強度信号
を増幅し、電圧強度信号に変換し、フレーム記憶制御モ
ジュール414に送信する。レーザービーム位置表示組立
品の光検出器組立品456の走査検出回路によって発生さ
れた走査検出信号はまた、HSYNC信号に対してフレーム
記憶制御モジュール414における入力ジャックに送信さ
れ、そしてフレーム記憶制御モジュール414に光検出器
組立品466によって発生された電圧強度信号をデジタル
化させる。
本発明の第４実施態様による装置は、さらに、増幅及
び濾波信号を表示するために信号処理組立品に連結され
たビデオ表示部を含む。ビデオ表示モジュール478は、
第18図に示される。光検出器組立品466によって発生さ
れた強度信号は、フレーム記憶モジュール414からケー
ブル476を介してビデオ表示モジュール478に送信され
る。ビデオ表示モジュール478は、積分室の内側の汚染
粒子を表示する。フレーム記憶モジュール414は、前置
増幅器モジュール470からビデオ信号を受信し、所定サ
ンプル率においてビデオ信号をサンプリングし、アナロ
グ対デジタル変換器を使用してサンプルをデジタル値に
変換し、そしてデジタル値を記憶する能力を有する。検
流計制御モジュール450によって発生されたVSYNC信号と
走査検出信号は、ビデオ表示モジュール478によって使
用され、記憶デジタル値を同期化し、点検される粒子の
光吸収変動を表現する像を生成する。
び濾波信号を表示するために信号処理組立品に連結され
たビデオ表示部を含む。ビデオ表示モジュール478は、
第18図に示される。光検出器組立品466によって発生さ
れた強度信号は、フレーム記憶モジュール414からケー
ブル476を介してビデオ表示モジュール478に送信され
る。ビデオ表示モジュール478は、積分室の内側の汚染
粒子を表示する。フレーム記憶モジュール414は、前置
増幅器モジュール470からビデオ信号を受信し、所定サ
ンプル率においてビデオ信号をサンプリングし、アナロ
グ対デジタル変換器を使用してサンプルをデジタル値に
変換し、そしてデジタル値を記憶する能力を有する。検
流計制御モジュール450によって発生されたVSYNC信号と
走査検出信号は、ビデオ表示モジュール478によって使
用され、記憶デジタル値を同期化し、点検される粒子の
光吸収変動を表現する像を生成する。
本発明の装置は、さらに、繰り返して散乱された光の
みが光検知組立品の光検出器組立品に入射することを保
証するために、積分室の内側に据え付けたバッフル472
を具備する。バッフル472は、第19図と第20図に示され
た如く、光検出器組立品466か設けられた開口の前方
で、そこから離間した積分室422の内側に据え付けてあ
る。バッファの表面は、積分室の内壁を被覆するために
使用された硫酸バリウム含有塗料の如く、擬似ランバー
ト、乱反射性、光散乱材料で被覆される。バッフル472
は、最初の３つの実施態様に関して上述された如く、繰
り返し散乱された光のみが、光検出器組立品466に達す
ることを保証する。
みが光検知組立品の光検出器組立品に入射することを保
証するために、積分室の内側に据え付けたバッフル472
を具備する。バッフル472は、第19図と第20図に示され
た如く、光検出器組立品466か設けられた開口の前方
で、そこから離間した積分室422の内側に据え付けてあ
る。バッファの表面は、積分室の内壁を被覆するために
使用された硫酸バリウム含有塗料の如く、擬似ランバー
ト、乱反射性、光散乱材料で被覆される。バッフル472
は、最初の３つの実施態様に関して上述された如く、繰
り返し散乱された光のみが、光検出器組立品466に達す
ることを保証する。
以下に、第19図と第20図を参照して、本発明の第４実
施態様の動作を説明する。動作において、モーター434
は、鏡430の回転を開始させるためにオンにされ、そし
てレーザー436が、オンにされ、レーザービームを発出
し始める。回転鏡430とレーザー436は共に、連続的に動
作する。レーザー436によって発せられたレーザービー
ムは、ビーム反射鏡440から回転鏡430の反射面に反射さ
れる。レーザービームは、回転鏡430の反射面430aから
第１両凸レンズ442に反射する時、扇走査において走査
し、そしてレーザービーム位置表示組立品の光検出器45
6に走査する時テレセントリックである。それから、テ
レセントリック走査レーザービームは、第２両凸レンズ
444を通過し、収束扇走査に変換され、ガルバ制御モジ
ュール450の制御で前後に回転するガルバミラー446にお
ける点に収束する。扇走査のビームないし収束扇走査の
走査レーザービームは、こうして、ラスター走査におい
て収束され、走査レンズ454に達するまで、ガルバミラ
ー446から発散する。走査レンズ454は、発散ラスター走
査をテレセントリックラスター走査に変換する。
施態様の動作を説明する。動作において、モーター434
は、鏡430の回転を開始させるためにオンにされ、そし
てレーザー436が、オンにされ、レーザービームを発出
し始める。回転鏡430とレーザー436は共に、連続的に動
作する。レーザー436によって発せられたレーザービー
ムは、ビーム反射鏡440から回転鏡430の反射面に反射さ
れる。レーザービームは、回転鏡430の反射面430aから
第１両凸レンズ442に反射する時、扇走査において走査
し、そしてレーザービーム位置表示組立品の光検出器45
6に走査する時テレセントリックである。それから、テ
レセントリック走査レーザービームは、第２両凸レンズ
444を通過し、収束扇走査に変換され、ガルバ制御モジ
ュール450の制御で前後に回転するガルバミラー446にお
ける点に収束する。扇走査のビームないし収束扇走査の
走査レーザービームは、こうして、ラスター走査におい
て収束され、走査レンズ454に達するまで、ガルバミラ
ー446から発散する。走査レンズ454は、発散ラスター走
査をテレセントリックラスター走査に変換する。
モーター434とレーザー436の両方が動作し始めるとす
ぐに、光検出器組立品456は、複数の反復走査検出信号
を発生し始める。走査検出信号は、ガルバミラー446を
回転鏡430と同期して移動させるガルバ制御モジュール4
50に連続的に送信される。ガルボ制御モジュール450
は、代わって、VSYNC信号をフレーム記憶モジュール414
に送信する。走査検出信号はまた、モジュール動作を鏡
430の回転と同期させるために、HSYNC信号としてフレー
ム記憶モジュール414に送信される。
ぐに、光検出器組立品456は、複数の反復走査検出信号
を発生し始める。走査検出信号は、ガルバミラー446を
回転鏡430と同期して移動させるガルバ制御モジュール4
50に連続的に送信される。ガルボ制御モジュール450
は、代わって、VSYNC信号をフレーム記憶モジュール414
に送信する。走査検出信号はまた、モジュール動作を鏡
430の回転と同期させるために、HSYNC信号としてフレー
ム記憶モジュール414に送信される。
点検される材料の粒子は、テレセントリックラスター
走査の焦点面において保持される。反復連続走査検出信
号は、HSYNC信号を発生させる。レーザービームが粒子
を掃引する時、粒子から反射され、粒子を通過する光の
強度は、光検出器組立品466によって検知される。光検
出器組立品466は、検知信号を、積分室の内壁からの繰
り返して散乱された光の強度を指示する強度信号に変換
する。汚染の光吸収は、積分室内の繰り返して散乱され
た光の強度において減少を生じさせる。繰り返して散乱
された光の強度における減少は、こうして、材料におけ
る光強度汚染の存在の関数である。
走査の焦点面において保持される。反復連続走査検出信
号は、HSYNC信号を発生させる。レーザービームが粒子
を掃引する時、粒子から反射され、粒子を通過する光の
強度は、光検出器組立品466によって検知される。光検
出器組立品466は、検知信号を、積分室の内壁からの繰
り返して散乱された光の強度を指示する強度信号に変換
する。汚染の光吸収は、積分室内の繰り返して散乱され
た光の強度において減少を生じさせる。繰り返して散乱
された光の強度における減少は、こうして、材料におけ
る光強度汚染の存在の関数である。
付加的な利点と修正は、技術における当業者に容易に
行われる。このため、発明は、その広い見地において、
示され、記載された特定の詳細と表現装置に限定されな
い。従って、添付の請求の範囲とそれらの等価物によっ
て規定された一般発明の概念の精神又は範囲に反するこ
となく、そのような詳細から逸脱が行われる。
行われる。このため、発明は、その広い見地において、
示され、記載された特定の詳細と表現装置に限定されな
い。従って、添付の請求の範囲とそれらの等価物によっ
て規定された一般発明の概念の精神又は範囲に反するこ
となく、そのような詳細から逸脱が行われる。
フロントページの続き (31)優先権主張番号 ８６３，９６１ (32)優先日 平成４年４月10日(1992．4．10) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (72)発明者 ドレイフアス， デイビツド・ダニエル アメリカ合衆国オハイオ州45429ケター リング・タム−オー−シヤンターウエイ 4385 (72)発明者 マジエスキ， ジヨン・ジヨセフ， ザ サード アメリカ合衆国ペンシルベニア州19014 アストン・サウススプリングハウスレイ ン2201 (72)発明者 パレツキ， ユージーン・フランシス アメリカ合衆国デラウエア州19808ウイ ルミントン・フエアヒルドライブ126 (72)発明者 シンプソン， トーマス・ウイリアム, ザサード アメリカ合衆国ペンシルベニア州19061 ブースウイン・ギヤレイストリート1813 (56)参考文献 特開 平２−49147（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−201143（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−165791（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958
Claims (8)
- 【請求項１】低光損失材料の少なくとも一つの粒子にお
ける光吸収汚染を光学的に検出するための装置におい
て、 （ａ）複数の内壁を有する、粒子を包含するための光積
分室であって、該壁が乱反射材料で裏張りされており、
少なくとも１つの粒子が通過する第１の開口と第２の開
口を形成するように配置された、上方部分及び下方部分
を具備し、該下方部分が該粒子を包含し輸送するための
略平坦な表面を有する光積分室と、 （ｂ）粒子を照射するレーザービームを発するためのレ
ーザーと、 （ｃ）レーザービームを反射させ光積分室における粒子
を走査させるために、レーザーと光整合して据え付けら
れた走査組立品と、 （ｄ）走査レーザービームを室における粒子に集束させ
るためにレーザーと光整合して据え付けた集束組立品で
あり、レーザービームからの光が、粒子から反射され、
積分室の内壁に繰り返して散乱される如く、走査組立品
と結合して動作する集束組立品と、 （ｅ）繰り返して散乱された光の強度を指示する強度信
号を発生させるための光検知組立品とを具備し、繰り返
して散乱された光の強度における減少は、材料における
光吸収汚染の存在の関数である装置。 - 【請求項２】該光積分室の下方部分が、揺動フィーダー
組立品のトラフを具備する請求の範囲１に記載の装置。 - 【請求項３】粒子が下方部分の平坦表面に沿って室を通
って輸送される如く、積分室の縦軸に沿って揺動式にト
ラフを駆動するためのモーターをさらに含む請求の範囲
２に記載の装置。 - 【請求項４】光検知組立品が、室において繰り返して散
乱された光を受信するために積分室に隣接して据え付け
た光検出器組立品を具備し、該光積分室が、繰り返して
散乱された光のみが光検出器組立品に入射することを保
証するバッフルを含む請求の範囲１に記載の装置。 - 【請求項５】ａ）強度信号を増幅及び濾波するために、
光検知組立品の光検出器組立品に連結した信号処理組立
品と、 ｂ）増幅及び濾波された信号を表示するために、信号処
理組立品に連結したビデオ表示部と、 ｃ）レーザーから室に侵入する光パワー量と、積分室の
散乱効率と、光検出器組立品の感度の少なくとも一つに
おける変化に応答して、制御信号を発生させるために信
号処理組立品に連結した自動利得制御部と、 ｄ）複数のDC基準電圧を増幅及び濾波された信号と比較
するための複数の比較器を具備するしきい部と を含む請求の範囲４に記載の装置。 - 【請求項６】積分室の上方部分と下方部分の間に配され
た粒子を保持及び輸送するための透明ベルトをさらに含
み、ベルトが縦軸を有し、それに沿った移動のために適
合される請求の範囲１に記載の装置。 - 【請求項７】制御率において粒子をベルトに送るための
スクリュー送りシステムをさらに含む請求の範囲１に記
載の装置。 - 【請求項８】ベルトへの入口における粒子の流量を調節
するための流量調節ゲートをさらに含む請求の範囲１に
記載の装置。
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US69352391A | 1991-04-30 | 1991-04-30 | |
| US69352491A | 1991-04-30 | 1991-04-30 | |
| US693,524 | 1991-04-30 | ||
| US693,523 | 1991-04-30 | ||
| US07/863,961 US5256886A (en) | 1991-04-30 | 1992-04-10 | Apparatus for optically detecting contamination in particles of low optical-loss material |
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