JPH07503533A - 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

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 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。

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。

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。

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。

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、加熱又は池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。

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、はとんど非可視になることが 示された（Ｒ，Ｗ、　Ｗｏ　ｏ　ｄ、物理光学（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　０ｐｔｉｃ ｓ）、ｔｈｉｒｄ　ｅｄ、、ＴｈｅＭａｃｍｉ　１　ｆａｎ　Ｃｏｍｐａｎｙｌ 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、は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。

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。

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。

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 。

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。

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。

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。

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、１ ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ　（以後Ｄ ｕ　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“Ｎ０ＲＤＥＬ”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″５ ＵＲＬＹＮ”の下で販売されるイオノマー…脂のペレット、Ｄｕ　Ｐｏｎｔによ り商標“ＺＹ置”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“ＤＥＬＲＩＮ”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、添付のフ 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、発明の詳細な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。

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。

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。

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 。

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。

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。

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。

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。

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一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。

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一部のシステム 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。

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。

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 。

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。

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。

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。

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 。

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。

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。

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１ ９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−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において据え付けである。支持枠組１６は、光学サブシステム１ ２の構成要素の大部分を密閉するための密閉箱１６ａ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１ｏ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人スロット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 である。Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ、Ｉｎｃ、　、ＮｏｒｔｈＳｕｔｔｏｎ、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″５ＰＥＣＴＲＡＬＯＮ”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、ＥｒｉｅｚＭａｇｎｅｔ　ｉｃｓ、Ｅｒ１ ｅ、Ｐｅｎｎ５ｙｌｖａｎｉａからのモデル２ＯＡ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である。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、小垂直動成分で、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１８ｂ°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１００の角度で傾斜される。材料の粒子は、平坦表面１８ ｂ°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−１９は、材料の粒子を下方部分１ ８ｂに送り出すためにモーター２２に隣接して設けである。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１８ａ”によって、室の縦端部において形 成しである。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°の上に配設しである。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２ ４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人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。光進人スロ 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 据え付けである。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、Ｍｅ ｌｌｅｓ　Ｇｒｊｏｔ、Ｉｒｖｉｎｅ、Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａにより製造される 、ヘリラムネオンレーザー、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、はぼ単色であ るビームを発する。代替的に、４５７ナノメードルにおいて動作するアルゴンイ オンレーザ−１６７０−９５０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−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、レーザービームを規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０９ＬＢＭＯ１１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規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（、積分室に隣接して据え付けた回転鏡２８を含む。鏡２ ８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（、モータードライブ３ｏ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である。

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　Ｌａ５ｅｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｐｈｏｅｎｉｘ％Ａｒ１ｚｏ ｎａ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−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（、走査レンズ ３８は、積分室１８と回転鏡２８の間に据え付けである。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１ ８ｂ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　ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＣｏｍｐａｎｙ、Ｂ ａｒｒｉｎｇｔｏｎＳＮｅｗ　Ｊｅｒｓｅｙから部品番号５Ｎ７２０５５として 入手可能な、２２７ミリメードル径、５２６ミリメ一ド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ゼータパタ 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、走査規準ビーム 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規準され 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１８ ｂ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、は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の密閉箱１６ａにおいて密閉される。適切な密閉箱は 、Ｈｏｆｆｍａｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ、ＡｎｏｋａｌＭ ｉｎｎｅｓｏｔａからモデルＤ−Ｌ４８Ｈ３６１６ＬＰＢとして入手可能なＮＥ ＭＡ−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１６ ａから出るようにし、積分室１８の上方部分１８ａの光進人スロット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４ｏ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４ｏは、光検出器４０ａと走査検出回路４０ｂを含 む。光検出器組立品４ｏ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、５ｉ ｌｉｃｏｎ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｃａｍａｒｉｌｌｏ ＳＣａｌｉｆｏｒｎｉａからモデル５Ｄ−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夛イオードの第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ＤＣ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状態に変更される。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４ ０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、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 （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、Ｂｕｒｌ ｅ　ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＳＬａｎｃａｓｔｅｒ、Ｐｅｎｎ５ｙｌｖａｎｉａ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、Ｂｅ ｒｔａｎ　Ａｓ５ｏｃｉａｔｅｓ、Ｉｎｃ、　、Ｈｉｃｋｓｖｉ　Ｉ　ｌｅＳＮ ｅｗ　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イルタ−（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４ ４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（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、擬似ランパート、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 十分にランパートであるならば、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（、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ボードに位置する続出専用メモ 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、Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａからのモデル５ＹＳ６８に／ＣＰ　Ｕ−２ ９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、ＣＰＵ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、ＭａｙｎａｒｄｌＭａｓｓａ ｃｈｕｓｅｔｔｓ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。

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、 、ＲａｌｅｉｇｈｌＮｏｒｔｈ　ＣａｒｏｌｉｎａからＲＡＭボード、モデルＶ ＭＥ９１００Ｄ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、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、Ｍａｒｌｂｏｒ ｏ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ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、 Ｌａｎｃａｓｔｅｒ、Ｐｅｎｎ５ｙｌｖａｎｉａ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、第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、ＶＳＹＮＣＳＨＳＹＮＣ（！：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　ＰＭ Ｔ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ＶＳＹＮＣＳＨ３ＹＮＣとＰＩＸＥ Ｌ　ＣＬＫを受信スル。コレラノ信号は、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Ｒ３−１７０１１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ＣＰ Ｕボード６０と通信を行う。ＶＭＥインターフェース部は、Ａｌｔｅｒａ　Ｃｏ ｒｐｏｒａｔｉｏｎＳＳａｎｔａ　Ｃ１ａｒａ、Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａからモデ ル５１２８−２の如（、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、Ｄ ＡＣＲＥＦＲＷ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一部 ８４を制御する。

事象プロセッサ一部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， Ｈ３ＹＮＣとＰＩＸＥＬ　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７ ８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（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９０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４４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−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人力レジスター１ ０６．１０８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−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−９６と１００の開始入力に送信さ れる。各ダウンカウンタ−９６，９８と１００に対する所定の時間遅れは、ＶＭ Ｅ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−９６の出力は、ダウンカウンタ−９８を起動させる。ダウンカウンタ−９ ６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−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−１００はまた、ＡＤＣＯＮ Ｖ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 一部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８ ０によって発生されたＨＢＬＡＮＫＳＤＡＣＲＥＦＲＷ、、ＡＤＣＯＮＶ及びＨ ＯＬＤ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 セッサ一部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１ １８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、Ｃｏｍ１ｉｎｅａｒ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｆｏｒｔ　Ｃｏｆｆ１ｎ ｓＳＣｏｌｏｒａｄｏ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ＨＯＬＤ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１２０は、タイミング及び制御部８０に よって発生されたＡＤＣＯＮＶ信号に応答して、サンプル及びホールド増幅器１ １６からの入りアナログ信号をデジタル形式に変換する。ＡＤＣＯＮＶ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ＤＡＣＲ ＥＦＲＷ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、Ｂｕ ｒｒ−Ｂｒｏｗｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｔｕｓｃｏｎ。

Ａｒ　ｉ　ｚｏｎａ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 適なり／Ａ変換器は、ＡｎａｌｏｇＤｅｖｉｃｅｓ、ＮｏｒｗｏｏｄＳＭａｓｓ ａｃｈｕｓｅｔ　ｔｓ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低域フイル ター１２４に送信される。第１低域フイルター１２４は、第１Ｄ／Ａ変換器１２ ２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低域フイルター１２ ４の出力は、増幅器１１８の入力に送信される。増幅器１１８は、第１低域フイ 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アナログスイツチ１２７と反転増幅器１２ ８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、１３８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、ＨＶ　ＲＥ　Ｆ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／Δ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、 多重ボート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ボー ）Ｄ／Ａ変換器は、Ａｎａｌｏｇ　Ｄｅｖｉｃｅｓから市販されるモデルＡＤ７ ２２である。正常動作において、第１アナログスイツチ１２７は、積分増幅器１ ２６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６ ０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アナログスイツチ１２７の動作を手動制御することができる。Ｃ ＰＵボード６０はまた、第２０／Ａ変換器１３８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アナログスイツチ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。

ＨＢＬＡＮＫ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低域フイルター１３６に送信される。

第２低域フイルター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低域フイルタ 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８８ａ’−８８ｅ’と８８ａ”−８８ｅ”の２つのグループがある。比較 器８８ａ’−８８ｅ’は、第２低域フイルター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 １３８の各出力ボートは、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低域フイルター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８８ ｂ’−８８ｅ’は、ＣＰＵボード６０の制御下で、第２低域フイルター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 域フイルター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８８ａ’−８８ｅ’の出力は、事象プロセッサ一部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”−８８ｅ”の出力は、事象プロセ ッサ一部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”に送信される。

第１０図は、事象プロセッサ一部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８４゛における各事象プロセッサー８４ａ’−８ ４ｅ’は、第２低域フイルター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１３８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−１４６と入力レジスター１４８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８８ ａ”−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−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−１４６の出力が ゼロのカウントに達した時車−出力パルスを発生させる。出力パルスは、線１５ ０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インターフェース部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１５ ４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ツプするか又 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１ ４２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。

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。

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。

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−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−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人力レジスター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−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、モしてＶＭＥインターフェース部７８と第２Ｄ／Ａ変換器１ ３８を介して、操作者によって制御される。

第１Ｄ／Ａ変換器１２２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１２６は、アナログスイッチ１２７と反転増幅器１ ２８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−９６に送信される。第１ダウンカウ ンタ−９６は、第３ダウンカウンタ−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−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−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−９６がゼロのカウン トに達する如（である。第２ダウンカウンタ−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−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− 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− ９８の出力は、フリップフロップをリセットし、第２アナログスイツチ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低域フイルター１２４の出 力と第１緩衝増幅器１１４の出力の間の差である。第２アナログスイツチ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アナログスイツチ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８ ８ａ’　−８８ｅ’　と８８ａ”−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’　−８８８’　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低域フイルター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−１４６をイネーブ ルする。第４ダウンカウンタ−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６ｏ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７ｏ において維持される。制御パラメータは、事象プロセッサ一部８４の各事象プロ セッサー８４ａ′−８４ｅ“　と８４ａ”−８４ｅ“の第４ダウンカウンタ−１ ４６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−１００ の入力値、第２アナログスイツチ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−９６と９８の入力値、第１Ｄ／Ａ変換器１２２のた めの入力値、及び第２Ｄ／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１２ １０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、はぼ球形の形状である。積分室２１８は、一般半球形上方部分２１８ ａ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　Ｙｏｒｋから入手可能な白反 射被覆（Ｗｈｉｔｅ　Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　Ｃｏａｔｉｎｇ）、部品番号６０ ８０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２ １８ａ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２２ ０ｃ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Ｅｒ１ｅｚ　Ｍａｇｎ ｅｔｉｃｓ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２２０ｄを含む。ダンパー２２０ｄは、一般に、Ｃａｂｏｔ　５ａｆｅｔｙ 　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ、ＩｎｄｉａｎａのＥＡ Ｒ５ｐｅｃｉａｌｔｙ”　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オ 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２ ２０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。振動フィ 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２２ ６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的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（、Ｅｒ１ｅｚ　Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ、Ｅｒ１ｅ、Ｐｅｎｎ５ｙｌｖ ａｎｉａ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２１８　ａ’を含み、 そして下方部分は、上方周縁２１８　ｂ’　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 部において形成しである。トラフ２２０は、第１１図と第１２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である。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の上に配設しである。流量調節ゲート２２ ３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 Ｉこめに第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（、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規準させるため に、規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０９ＬＢＭＯ１１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規準させ るために使用される。

ここで具現された如（、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２２８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、モーター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 おいて設けである。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−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の間に据え付けであ 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２２０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、Ａｐｐｌｉａｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｉｎｃ、、Ｈｏｒｓｈａ ｍ、Ｐｅｎｎ５ｙｌｖａｎ　ｉ　ａ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（、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、走査規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規準されるために、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 、は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２２０ａにおいて積分室２１８の内側に据え付けである。光検出器組立品２ ４０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２ ４０ａ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２１ ４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、 Ｐｅｎｎ５ｙｌｖａｎｉａ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　Ａｓ５ｏｃｉａｔｅｓ、 Ｉｎｃ、、Ｈｉｃｋｓｖｉｌｌｅ、Ｎｅｗ　ＹｏｒｋからのモデルＰＭＴ−１０ Ｃ／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。

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 。

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。

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　Ｋｏ ｄａｋ　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（Ｃ Ｐ　Ｕ）ボード２６０を含む。具体的に、ＣＰＵボードは、ＣＰＵボードに位置 する続出専用メモリ（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、Ｃａ１ｉｆ ｏｒｎｉａからのモデル５ＹＳ６８に／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ボード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２４２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　ＰＭＴＳＨ５ＹＮＣＳＶＳＹＮＣ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３１４で示されたコンピュ ータサブシステムを具備する。装置３１０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、はぼ球形の形状である。積分室３１ ８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３ １８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（、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図と第１６図に示された如（、複 数のプーリ３２０ａ−ｄと透明支持物３２１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ＤｕＦｏｎｔ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は組立品が、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３２３とモーター（不図示）を具 備する。フィーダー組立品３５０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。Ａｃｃｕｒａｔ ｅ、Ｉｎｃｏ、Ｗｈｉｔｅｗａｔｅｒ、Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎからのモデル６００ 乾燥材料フイーダーの如（、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 いて形成しである。ベルト３２０は、第１５図と第１６図に示された如く開口３ ２４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３２ ０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の上に配設しである。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、粒子を照射するだ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（、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、レーザービームを規準及び拡大 させるための規準レンズとビーム拡大器を具備する入れ予成レンズ組立品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予成レンズ組立品が、約 ３ミリメートルの直径にレーザービームを拡大及び規準させるために、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３３ ０とシャフト３３２を含む。鏡３２９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３２９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である。

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、検流計駆動回転鏡、共振トーンヨナルスキャナー、ホログラフィ− 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３３ ８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の間に据え付けである。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３３８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、Ａｐｐｌ ｉｅｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｉｎｃ、　、Ｈｏｒｓｈａｍ、Ｐｅｎｎ５ｙｌｖａ ｎｉａ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予成レンズ組立品を具備する。

走査レンズ３３８は、走査規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に関して据え付けである。レーザービームは、レンズの 第１焦点面を通過する時規準されるために、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、 は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３４０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（、積分室３１ ８の内側に据え付けである。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３４４ａ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、Ｐｅｎｎ５ｙｌｖａｎｉａ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　Ａｓ５ｏｃｉａｔｅｓ、　Ｉｎｃ、、　Ｈｉｃｋｓｖｉｌ 　夏　ｅｌＮｅｗ　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。

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。

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−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ボードに位置する続出専用メモリ（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、、Ｌ ｏｓ　ＧａｔｏｓＳＣａｌｉｆｏｒｎｉａからのモデル５ＹＳ６８に／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１ ８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。

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３７２は、第５図に示されたＢＵＦ　ＰＭＴ、Ｈ３ＹＮＣ，ＶＳＹＮＣとＰＸ Ｌ　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３ ７０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３４２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４１０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　Ｌｔｄ、、Ｐａ１ｏ　Ａｌｔ ｏ、Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ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（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（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２ ０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を形成しである。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、レーザービームを規準させ るために、規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（、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 ビームを拡大及び規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（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（、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において据え付けであ 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、Ｌｉｎｃｏｉｎ 　Ｌａ５ｅｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｐｈｏｅｎｉｘ、Ａｒ１ｚ。

ｎａ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−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４４２と、テレセントリック走査を収束用走査 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、収束用 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、収束用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、規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規準させ、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（、入りテレセントリック走査を収束用走査に変換する。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４４６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、規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　Ｓｃａｎｎｉ ｎｇ　ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＳＷａｔｅｒｔｏｗｎＳＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔ ｔｓ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 、Ｗｉｎｃｈｅｓｔｅｒ、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（、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４４ ２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。

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であ 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、一般に、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、Ｌａｎ ｃａｓｔｅｒ、Ｐｅｎｎ５ｙｌｖａｎｉａ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、Ｂｅ　ｒ　ｔ　ａｎＡｓ ｓｏｃ　ｆａｔｅｓ、Ｉｎｃ、　、Ｈｉｃｋｓｖｉ　１１ｅ、ＮｅｗＹｏｒｋ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、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４７０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、Ｈ３ＹＮＣ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４７ ８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４ ７０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（、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 の内側に据え付けである。バッフルの表面は、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４５６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、 収束用走査に変換され、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用走査の走 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４ ５４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４５０ に連続的に送信される。ガルバ制御モジュール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、Ｈ３ＹＮＣ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、Ｈ８ＹＮＣ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 。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、１３ ＦＩＧ、１７ 補正書の写しく翻訳文）提出口　（特許法第１８４条の８）平成５年ＩＯ月２６ 日

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. 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、粒子を含むための光積分室と、（ｂ）粒子を照射す るために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。
2. ２．積分室が、乱反射材料で裏張りされる請求の範囲１に記載の装置。
3. ３．積分室が、上方部分と下方部分を具備する請求の範囲１に記載の装置。
4. ４．積分室の上方部分が、定置カバーを具備する請求の範囲３に記載の装置。
5. ５．下方部分が、粒子を含み輸送するための略平坦な表面を含む請求の範囲３に 記載の装置。
6. ６．上方部分と下方部分の各々は、上方周縁と下方周縁を含み、そして開口が、 下方部分の平坦表面と上方部分の下方周縁によって、上方及び下方部分の各縦端 部において形成される請求の範囲５に記載の装置。
7. ７．積分室が、ほぼ伸長し、かつ縦軸を有し、そして平坦表面が、縦軸を有し、 積分室の縦軸と平坦表面の縦軸がほぼ平行である請求の範囲５に記載の装置。
8. ８．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７に記載 の装置。
9. ９．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８ に記載の装置。
10. １０．レーザーが、ビームを視準させるための入れ子式レンズ組立品を含む請求 の範囲１に記載の装置。
11. １１．走査組立品が、積分室に隣接して据え付けた回転鏡を含み、鏡は、少なく とも一つの反射面を有する請求の範囲１に記載の装置。
12. １２．レーザーが、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、回転鏡の回転平面において据え付けられる請求の範囲１１に記 載の装置。
13. １３．集束組立品が、積分室と回転鏡の間に据え付けた走査レンズを具備し、扇 走査をテレセントリック走査に変換する請求の範囲１２に記載の装置。
14. １４．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さらに含む請求の範囲１に記載の装置。
15. １５．レーザービーム位置表示組立品が、光検出器組立品と走査検出回路を具備 する請求の範囲１６に記載の装置。
16. １６．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する請求の範囲１に記載の装置 。
17. １７．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 ために、積分室の内側に据え付けたバッフルをさらに含む請求の範囲１６に記載 の装置。
18. １８．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具備する請求の範囲１６に記載の装置。
19. １９．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 デオ表示部をさらに含む請求の範囲１８に記載の装置。
20. ２０．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をさらに含む請求の範囲１９に 記載の装置。
21. ２１．複数のＤＣ基準電圧を発生させるために自動利得制御部に連結されたデジ タル対アナログ変換器をさらに具備する請求の範囲２０に記載の装置。
22. ２２．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をさらに含む請求の範囲２１に記載の装置。
23. ２３．積分室が、略球形の形状である請求の範囲３に記載の装置。
24. ２４．積分室の上方部分と下方部分の間に配した粒子を含み輸送するための透明 トラフをさらに含み、トラフは縦軸を有し、揺動のために適合される請求の範囲 ３に記載の装置。
25. ２５．積分室の下方部分が、平坦表面を有し、そして積分室の上方部分が、下方 周縁を有し、この場合開口が、下方部分の平坦表面と上方部分の下方周縁によっ て上方及び下方部分の各縦端部において形成される請求の範囲２４に記載の装置 。
26. ２６．トラフが、トラフの垂直振動を縮小し、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を含む請求の範囲２５に記載の装 置。
27. ２７．トラフヘの入口において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２５に記載の装置。
28. ２８．制御率において粒子をトラフに送るための振動フィーダー組立品をさらに 含む請求の範囲２４に記載の装置。
29. ２９．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３に記載の装置。
30. ３０．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２９に記載の装置。
31. ３１．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２９に記載の装置。
32. ３２．集束組立品が、扇走査を発散ラスター走査に変換するためのレーザーと光 整合して据え付けられた光学組立品を具備する請求の範囲１２に記載の装置。
33. ３３．光学組立品が、リレーレンズ組立品と検流計組立品を具備する請求の範囲 ３２に記載の装置。
34. ３４．リレーレンズ組立品が、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 レンズを具備する請求の範囲３３に記載の装置。
35. ３５．光検出器組立品と走査検出回路を含むレーザービーム位置表示組立品をさ らに含み、この場合光検出器組立品が、第１及び第２両凸レンズの間に位置付け られる請求の範囲３４に記載の装置。
36. ３６．検流計組立品が、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 ミラーと、ガルバミラーを前後に移動させるための検流計と、検流計の動作を制 御するためのガルバ制御モジュールとを具備する請求の範囲３４に記載の装置。
37. ３７．集束組立品が、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 するために、積分室と検流計の間に据え付けた走査レンズを含む請求の範囲３６ に記載の装置。