KR20040012891A - Pin hole detector - Google Patents
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Abstract
Z축 방향을 따라 핀홀(P)을 통과한 광(L)은 광검출 소자(4)에 결합하게 되지만, 핀홀(P)의 투과광 이외의 노이즈광의 진행 방향은 Z축에 대하여 기울어져 있기 때문에, 이 노이즈광의 광검출 소자(4)로의 결합은 입사각을 제한하는 제 1 및 제 2 광학 수단(1, 2)에 의해서 제한된다. 따라서, 본 검출기는 검출 시에 반드시 폐쇄 공간을 필요로 하지 않고, 핀홀(P)을 용이하게 검출할 수 있게 된다.Since the light L passing through the pinhole P along the Z-axis direction is coupled to the photodetector 4, the traveling direction of noise light other than the transmitted light of the pinhole P is inclined with respect to the Z-axis. The coupling of this noise light to the photodetecting element 4 is limited by the first and second optical means 1, 2 which limit the angle of incidence. Therefore, this detector does not necessarily require a closed space at the time of detection, and can detect the pinhole P easily.
Description
종래, 금속 또는 수지 등의 필름에 형성된 핀홀의 유무의 검출이 행해지고 있다. 고무형 필름에 형성된 핀홀을 검출하기 위해서는 상기 필름으로 밀폐용기의 일부분을 구성하고, 이 용기 내에 액체를 충전하여, 용기로부터의 액 누출의 유무를 검출하면 좋다. 또한, 금속 필름에 형성된 핀홀을 검출하기 위해서는 밀폐된 암상자의 일부분을 상기 필름으로 구성하고, 핀홀을 투과하는 광의 유무를 암상자의 내측에서 검출하면 좋다. 즉, 어느쪽의 검출도, 폐쇄된 공간이 필요하다.Conventionally, the presence or absence of the pinhole formed in the film, such as a metal or resin, is performed. In order to detect the pinhole formed in the rubber-like film, a part of the airtight container is formed with the said film, a liquid is filled in this container, and it is good to detect the presence or absence of the liquid leak from the container. In addition, in order to detect the pinhole formed in the metal film, a part of the sealed dark box may be comprised by the said film, and the presence or absence of the light which permeate | transmits a pinhole may be detected inside a dark box. In other words, either detection requires a closed space.
본 발명은 핀홀 (pin hole) 검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a pin hole detector.
도 1은 실시예에 따른 핀홀 검출기의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of a pinhole detector according to an embodiment;
도 2는 핀홀 검출기를 일부 파단하여 도시하는 상기 핀홀 검출기의 사시도.Fig. 2 is a perspective view of the pinhole detector showing a part of the pinhole detector broken.
도 3은 XZ 평면 내에서의 개구(OP) 근방의 단면도.3 is a cross-sectional view near the opening OP in the XZ plane.
도 4는 라이트 컨트롤 필름(1b)의 사시도.4 is a perspective view of the light control film 1b.
도 5는 입사각(θx)과 투과율의 관계를 나타내는 그래프.5 is a graph showing the relationship between the incident angle [theta] x and the transmittance.
도 6은 격리 배치된 라이트 컨트롤 필름(1b, 1c)의 종단면도.6 is a longitudinal sectional view of the light control films 1b and 1c arranged in isolation.
도 7은 YZ 평면 내에서의 개구(OP) 근방의 단면도.7 is a cross-sectional view near the opening OP in the YZ plane.
도 8은 집광 렌즈(2a) 및 수광 영역(2b)을 포함하는 광섬유(F)의 사시도.8 is a perspective view of an optical fiber F including a light collecting lens 2a and a light receiving region 2b.
도 9는 Z축에 대한 집광렌즈(2a)로의 입사각(θy)과 수광 영역(2b)으로의 광의 입사율의 관계를 나타내는 그래프.Fig. 9 is a graph showing the relationship between the incident angle [theta] y to the condenser lens 2a with respect to the Z axis and the incident rate of light into the light receiving region 2b.
그러나, 폐쇄된 공간을 이용한 검출은 용이성이 낮고, 또한, 폐쇄된 공간에서는 불가능한 검출도 많다. 예를 들면, 공장 내에서 막 압연된 알루미늄 필름이 이동하고 있는 경우나, 제조 직후의 라텍스 필름이 이동하고 있는 경우 등이다. 본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 검출의 용이성을 향상시킬 수있는 핀홀 검출기를 제공하는 것을 목적으로 한다.However, detection using a closed space is low in ease, and many detections are impossible in a closed space. For example, when the aluminum film just rolled in a factory is moving, the latex film just after manufacture is moving, etc. This invention is made | formed in view of such a subject, and an object of this invention is to provide the pinhole detector which can improve the ease of detection.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 핀홀 검출기는 피측정물의 핀홀을 투과한 광을 검출하는 광검출 소자를 구비한 핀홀 검출기에 있어서, XYZ 직교 좌표계를 설정한 경우, 투과 가능한 XZ 평면 내에서의 광의 입사각을 제한하는 제 1 광학 수단과, 상기 광검출 소자에 광학적으로 결합 가능한 YZ 평면 내에서의 광의 입사각을 제한하는 제 2 광학 수단을 상기 피측정물과 상기 광검출 소자 사이의 광로 간에, Z축을 따라서 순차적으로 배치한 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems, the pinhole detector according to the present invention is a pinhole detector having a photodetecting element for detecting light transmitted through a pinhole of an object to be measured. A first optical means for limiting the angle of incidence of the light at and a second optical means for limiting the angle of incidence of the light in a YZ plane optically coupled to the photodetector element between the optical path between the object to be measured and the photodetector element. , Characterized in that arranged sequentially along the Z axis.
이 경우, Z축 방향을 따라 핀홀을 통과한 광은 광검출 소자에 결합하게 되지만, 핀홀의 투과광 이외의 노이즈광의 진행 방향은 Z축에 대하여 기울어져 있기 때문에, 이 노이즈광의 광검출 소자로의 결합은 제 1 및 제 2 광학 수단에 의해서 제한된다. 따라서, 본 검출기는 검출 시에 반드시 피측정물과 검출기 사이에 엄밀한 폐쇄 공간을 필요로 하지 않고, 핀홀을 용이하게 검출할 수 있다.In this case, the light passing through the pinhole along the Z-axis direction is coupled to the photodetecting device. However, since the advancing direction of the noise light other than the transmitted light of the pinhole is inclined with respect to the Z axis, the coupling of the noise light to the photodetecting device. Is limited by the first and second optical means. Therefore, the present detector can easily detect the pinhole without necessarily requiring a strictly closed space between the object under test and the detector at the time of detection.
또한, 제 1 광학 수단은 라이트 컨트롤 필름으로 구성할 수 있다. 라이트 컨트롤 필름에 있어서의 루버(louver)의 긴변 방향은 Y축 방향으로 하면 좋다. 이 경우, X 방향의 입사각이 제한된다.Moreover, a 1st optical means can be comprised by a light control film. The long side direction of the louver in a light control film may be made into the Y-axis direction. In this case, the incident angle in the X direction is limited.
또한, 이 제 1 광학 수단은 Z축을 따라 2개 이상의 라이트 컨트롤 필름을 격리 배치하여 이루어지는 것으로 하여도 좋다. 이 경우도, 루버의 긴변 방향은 Y축 방향으로 하면 좋고, 이 경우, 전단의 필름 및 후단의 필름을 함께 투과시킬 수 있는 광의 입사각은 격리 거리에 따라서 작아지기 때문에, 상기 격리에 의해서 입사각의 제한성능을 현저하게 향상시킬 수 있다.The first optical means may be formed by separating two or more light control films along the Z axis. Also in this case, the long side direction of the louver may be in the Y-axis direction. In this case, since the incident angle of light that can pass through the film at the front end and the film at the rear end becomes smaller according to the isolation distance, the incident angle is limited by the isolation. It can significantly improve performance.
또한, 상기 1 광학 수단 또는 상기 라이트 컨트롤 필름은 투명 수지 내에 다수의 불투명 루버를 평행하게 설치한 루버 필름으로 구성할 수 있다.In addition, the said 1 optical means or the said light control film can be comprised by the louver film in which many opaque louvers were installed in parallel in transparent resin.
제 2 광학 수단은 Y축 방향으로만 집광하는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈의 집광 위치에 배치되어 입사 광속 직경을 제한하는 수광 영역으로 구성할 수 있다. YZ 평면 내에서, Z축을 따라서 입사한 광은 집광 렌즈에 의해서 수광 영역 상에 집광하지만, Z축으로부터 크게 기울어 제 2 광학 수단에 입사한 광은 수광 영역 상에는 집광하지 않기 때문에, 광검출 소자에 결합 가능한 YZ 평면 내의 광의 입사각을 제한할 수 있다.The second optical means may comprise a condensing lens condensing only in the Y-axis direction and a light receiving region disposed at the condensing position of the condensing lens to limit the incident light beam diameter. In the YZ plane, light incident along the Z axis is focused on the light receiving region by the condensing lens, but light incident on the second optical means at a great inclination from the Z axis is not condensed on the light receiving region, so it is coupled to the photodetecting element. It is possible to limit the angle of incidence of light in the YZ plane as much as possible.
수광 영역은 예를 들면 포토다이오드로 이루어진다. 피측정물이 큰 경우에는 다수의 포토다이오드를 X축을 따라 배치하면 좋다. 즉, X축을 따라 수광 영역을 다수 배치하면, 피측정물이 X축 방향으로 폭을 갖는 경우에 있어서도, 폭 내의 영역에 형성된 핀홀을 검출할 수 있다.The light receiving region is made of, for example, a photodiode. If the object to be measured is large, a plurality of photodiodes may be arranged along the X axis. That is, by arranging a large number of light receiving regions along the X axis, even when the measured object has a width in the X axis direction, the pinhole formed in the area within the width can be detected.
또한, 상기 수광 영역을 광섬유의 일단으로 하여, 상기 광섬유의 타단을 상기 광검출 소자에 광학적으로 결합시킬 수도 있다. 광섬유는 입사 광속 직경을 제한할 수 있는 동시에 임의의 위치에 광을 전달할 수 있기 때문에, 이것을 사용한 경우에는 광검출 소자를 적당한 위치에 배치할 수 있는 동시에, 광섬유는 묶일 수 있기 때문에, 이것에 결합되는 광검출 소자의 수를 감소시킬 수 있다.Further, the light receiving region may be one end of an optical fiber, and the other end of the optical fiber may be optically coupled to the light detecting element. Since the optical fiber can limit the incident light beam diameter and transmit the light at any position, when the optical fiber is used, the optical detection element can be placed at an appropriate position, and the optical fiber can be bundled so that it is coupled to this. The number of photodetecting elements can be reduced.
상술한 핀홀 검출기는 검출에 기여하는 광의 입체각을 현저하게 제한함으로써, 폐쇄 공간이 불필요하게 되므로, 핀홀 투과 광의 강도가 높지 않으면, 광검출 소자는 고감도인 것이 요구된다. 이러한 고감도의 광검출 소자로서는 광전자 증배관을 들 수 있고, 이것을 사용하면 실제로 핀홀을 검출할 수 있었다.The above-mentioned pinhole detector significantly limits the solid angle of the light that contributes to the detection, thereby eliminating the need for a closed space. Therefore, unless the intensity of the pinhole transmitted light is high, the photodetecting element is required to have high sensitivity. The photosensitive multiplication tube can be mentioned as such a highly sensitive photodetecting element, and when it used, the pinhole was actually detected.
실시예에 따른 핀홀 검출기에 관해서 설명한다. 동일 요소에는 동일 부호를 사용하였고, 중복되는 설명은 생략한다.A pinhole detector according to an embodiment will be described. The same sign is used for the same element, and overlapping description is omitted.
도 1은 실시예에 따른 핀홀 검출기의 종단면도이고, 도 2는 핀홀 검출기를 일부 파단하여 도시하는 상기 핀홀 검출기의 사시도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view of a pinhole detector according to an embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the pinhole detector showing a part of the pinhole detector broken.
이 핀홀 검출기는 일측면(상면)이 개구된 암상자(10)를 갖고 있다.암상자(10)의 개구 단면 상에는 개구(OP)를 덮도록 피측정물(20)이 배치되고, 피측정물(20)상에는 광원(30)이 위치한다.The pinhole detector has a dark box 10 with one side (upper surface) opened. An object to be measured 20 is disposed on the open end face of the box 10 so as to cover the opening OP. On the light source 30 is located.
또, 본 예의 피측정물(20)은 압연 후의 알루미늄의 필름이며, 이 필름은 Y축 방향을 따라서 이동되게 한다.Moreover, the to-be-measured object 20 of this example is a film of aluminum after rolling, and this film is made to move along a Y-axis direction.
광원(30)으로부터 출사된 광(L)은 피측정물(20)에 형성된 핀홀(P), 암상자(10)의 개구단보다도 내측에 배치된 제 1 광학 수단(1), 암상자(10) 내에서 제 1 광학 수단(1)의 후단에 배치된 제 2 광학 수단(2)을 통해, 라이트 가이드(3)에 입사한다. 라이트 가이드(3)는 입사광을 광검출 소자(4)에 결합시킨다.The light L emitted from the light source 30 is located inside the pinhole P formed in the measurement target object 20, the first optical means 1 and the dark box 10 disposed inside the open end of the dark box 10. Is incident on the light guide 3 via the second optical means 2 arranged at the rear end of the first optical means 1. The light guide 3 couples incident light to the photodetecting element 4.
핀홀(P)이 존재하는 경우, 광검출 소자(4)에는 광원(30)으로부터의 광(L)이 입사하게 되기 때문에, 광검출 소자(4)의 출력의 크기에 기초하여, 핀홀(P)의 유무나 크기를 검출할 수 있다. 즉, 이 핀홀 검출기는 피측정물(20)의 핀홀(P)을 투과한 광(L)을 검출하는 광검출 소자(4)를 구비한 핀홀 검출기이다.When the pinhole P is present, since the light L from the light source 30 is incident on the photodetector 4, the pinhole P is based on the magnitude of the output of the photodetector 4. The presence or absence of a can be detected. That is, this pinhole detector is a pinhole detector provided with the light-detecting element 4 which detects the light L which permeate | transmitted the pinhole P of the to-be-measured object 20. FIG.
또, 도시하는 바와 같이 XYZ 직교 좌표계를 설정한다.In addition, as shown in the drawing, an XYZ rectangular coordinate system is set.
이 핀홀 검출기는 투과 가능한 XZ 평면 내에서의 광의 입사각을 제한하는 제 1 광학 수단(1)과, 광검출 소자(4)에 광학적으로 결합 가능한 YZ 평면 내에서의 광의 입사각을 제한하는 제 2 광학 수단(2)을 피측정물(20)과 광검출 소자(4) 사이의 광로 간에, Z축을 따라 순차적으로 배치한 것이다.This pinhole detector comprises first optical means 1 for limiting the angle of incidence of light in the transmissive XZ plane and second optical means for limiting the angle of incidence of light in the YZ plane optically coupled to the photodetecting element 4. (2) is sequentially arranged along the Z axis between the optical paths between the measurement object 20 and the photodetecting element 4.
Z축 방향을 따라서 핀홀(P)을 통과한 광(L)은 광검출 소자(4)에 결합하게 되지만, 핀홀(P)의 투과광 이외의 노이즈광의 진행 방향은 Z축에 대하여 기울어지고 있기 때문에, 이 노이즈광의 광검출 소자(4)로의 결합은 제 1 및 제 2 광학 수단(1, 2)에 의해서 제한된다. 따라서, 본 검출기는 검출 시에 반드시 폐쇄 공간을 필요로 하지 않고, 암상자(10)와 피측정물(20) 사이에 약간의 틈이 존재하더라도, 핀홀(P)을 용이하게 검출할 수 있게 된다.Since the light L passing through the pinhole P along the Z-axis direction is coupled to the photodetector 4, the traveling direction of noise light other than the transmitted light of the pinhole P is inclined with respect to the Z-axis. The coupling of the noise light to the photodetecting element 4 is limited by the first and second optical means 1, 2. Therefore, the present detector does not necessarily require a closed space at the time of detection, and even if a slight gap exists between the dark box 10 and the object 20 to be detected, the pinhole P can be easily detected.
본 예의 제 1 광학 수단(1)은 라이트 컨트롤 필름(1b, 1c)으로 구성되어 있다. 라이트 컨트롤 필름(1b, 1c)에서의 루버의 긴변 방향은 Y축 방향이다. 이 경우, X 방향의 입사각이 제한된다. 또한, 각 라이트 컨트롤 필름(1b, 1c)은 보호유리(1a) 및 필터(1d)에 의해서 각각 지지되어 있다. 또, 보호 유리(1a)는 암상자 (10)의 개구(OP)를 밀봉하여, 분진의 암상자(10) 내부로의 도입을 억제하고 있다. 또한, 필터(1d)는 유리판으로 할 수도 있지만, 여기서는 광원(30)의 출사광을 선택적으로 투과시키는 밴드패스 필터로 한다.The 1st optical means 1 of this example is comprised from the light control films 1b and 1c. The long side direction of the louver in the light control films 1b and 1c is a Y-axis direction. In this case, the incident angle in the X direction is limited. In addition, each light control film 1b, 1c is supported by the protective glass 1a and the filter 1d, respectively. Moreover, the protective glass 1a seals the opening OP of the dark box 10, and suppresses the introduction of dust into the dark box 10 inside. In addition, although the filter 1d can also be made into a glass plate, it is set as the bandpass filter which selectively transmits the emission light of the light source 30 here.
여기서, 제 1 광학 수단(1)의 기능에 관해서 보충 설명한다.Here, the function of the first optical means 1 will be described further.
도 3은 XZ 평면 내에서의 개구(OP) 근방의 단면도이다. 상기 도면은 XZ 평면으로 절단하여 도시된다. 도시하는 바와 같이, 핀홀(P)에 수직으로 입사한 광원(30)으로부터의 광(L)은 핀홀(P)을 통과하여 Z축 방향을 따라 진행하지만, 암상자(10)와 피측정물(20) 사이에서 입사하는 노이즈광(LN)은 Z축에 대하여 입사각(θx′)을 갖고 암상자(10) 내부로 진행한다.3 is a cross-sectional view near the opening OP in the XZ plane. The figure is shown cut in the XZ plane. As shown, the light L from the light source 30 incident perpendicularly to the pinhole P travels along the Z-axis direction through the pinhole P, but the dark box 10 and the object 20 are measured. The noise light LN incident between the two beams has an incident angle θx 'with respect to the Z axis and proceeds into the dark box 10.
도 4는 라이트 컨트롤 필름(1b)의 사시도이다. 라이트 컨트롤 필름(1b)은 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 2개의 투명 수지막(1b1, 1b2)과, 이들 사이에 평행하게 배치된 다수의 루버(1b3)로 이루어진다. 결국, 라이트 컨트롤필름(1b)은 투명 수지(1b1, 1b2) 내에 다수의 불투명 루버(1b3)를 평행하게 조립한 루버 필름이다. 이러한 필름은 스미토모 쓰리엠 주식회사에서 판매되고 있고, 또한, 다른 것으로서는, 예를 들면, 일본 특개평05-215908호 공보 등에 기재되어 있는 것이 있다.4 is a perspective view of the light control film 1b. The light control film 1b consists of two transparent resin films 1b 1 and 1b 2 made of polyethylene terephthalate and a plurality of louvers 1b 3 arranged in parallel therebetween. As a result, the light control film 1b is a louver film in which a plurality of opaque louvers 1b 3 are assembled in parallel in the transparent resins 1b 1 and 1b 2 . Such films are sold by Sumitomo 3M Corporation, and others are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-215908.
도 5는 입사각(θx)과 투과율의 관계를 나타내는 그래프이다. 상기 그래프에 나타내는 바와 같이, XZ 평면 내에서의 라이트 컨트롤 필름(1b)으로의 광의 입사각(θx)이 0도를 기준으로 하여 소정 범위 내에 있는 경우, 입사광은 상기 필름(1b)을 투과하지만, 소정 범위 외의 경우, 이것을 투과하지 않는다. 즉, 광원(30)으로부터 라이트 컨트롤 필름(1b)에 입사한 광(L)은 이것을 투과하지만, 상술한 노이즈광(LN)은 불투과가 된다. 이상과 같은 구성에 의해, 라이트 컨트롤 필름(1b)은 XZ 평면 내에서의 입사각 제한 기능을 갖게 된다.5 is a graph showing the relationship between the incident angle θx and the transmittance. As shown in the graph, when the incident angle θx of light to the light control film 1b in the XZ plane is within a predetermined range on the basis of 0 degree, the incident light passes through the film 1b, but If it is out of range, it does not transmit. That is, the light L incident on the light control film 1b from the light source 30 transmits it, but the noise light LN described above becomes opaque. With the above configuration, the light control film 1b has an incident angle limiting function in the XZ plane.
또, 라이트 컨트롤 필름(1c)의 구성 및 기능은 라이트 컨트롤 필름(1b)과 동일하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 2개의 투명 수지막(1c1, 1c2)과, 이들 사이에 평행 배치된 다수의 루버(1c3)로 이루어진다(도 6 참조).Moreover, the structure and the function of the light control film 1c are the same as the light control film 1b, and the two transparent resin films 1c 1 and 1c 2 which consist of polyethylene terephthalate, and many arranged in parallel between them It consists of a louver 1c 3 (see FIG. 6).
본 예에서는 라이트 컨트롤 필름을 2개 사용하고 있다. 즉, 제 1 광학 수단(1)은 Z축을 따라서 2개 이상의 라이트 컨트롤 필름(1b, 1c)을 격리 배치하여 이루어진다.In this example, two light control films are used. That is, the first optical means 1 is formed by separating two or more light control films 1b and 1c along the Z axis.
도 6은 격리 배치된 라이트 컨트롤 필름(1b, 1c)의 종단면도이다. 루버(1b3, 1c3)의 긴변 방향은 모두 Y축 방향이다. 이와 같이 배치한 경우, 전단의필름(1b) 및 후단의 필름(1c)을 함께 투과할 수 있는 광의 입사각은 격리 거리(D)에 따라서 작아진다. 전단의 필름(1b) 뿐인 경우의 입사각은 최대로 5까지 허용되지만, 이것을 후단의 필름(1c)과 조합한 경우에는 그 입사각은 θ2(<θ1)까지 밖에 허용되지 않는다. 이와 같이, 필름의 격리에 의해서 입사각의 제한 성능을 현저하게 향상시킬 수 있다.6 is a longitudinal cross-sectional view of the light control films 1b and 1c arranged in isolation. The long side directions of the louvers 1b 3 and 1c 3 are all Y-axis directions. When arrange | positioned in this way, the incident angle of the light which can permeate | transmit the film 1b of the front end and the film 1c of the rear end becomes small according to the isolation distance D. The incident angle in the case of only the film 1b at the front end is allowed up to 5, but when it is combined with the film 1c at the rear end, the incident angle is only allowed up to θ 2 (<θ 1 ). In this way, the limiting performance of the incident angle can be remarkably improved by the isolation of the film.
다음에, 도 1로 되돌아가, 제 2 광학 수단에 관해서 설명한다. 제 2 광학 수단(2)은 Y축 방향으로만 집광하는 집광 렌즈(실린드리컬 렌즈; 2a)와, 집광 렌즈(2a)의 집광 위치에 배치되어 입사 광속 직경을 제한하는 수광 영역(입사 개구; 2b)으로 구성되어 있다. YZ 평면 내에 있어서, Z축을 따라 입사한 광은 집광 렌즈(2a)에 의해서 수광 영역(2b)상에 집광하지만, Z축으로부터 크게 기울어 제 2 광학 수단(2)에 입사한 광은 수광 영역(2b)상에는 집광하지 않기 때문에, 광검출 소자(4)에 결합 가능한 YZ 평면 내의 광의 입사각을 제한할 수 있다.Next, returning to FIG. 1, the second optical means will be described. The second optical means 2 includes a condensing lens (cylindrical lens) 2a condensing only in the Y-axis direction, and a light receiving region (incident opening) arranged at a condensing position of the condensing lens 2a to limit the incident light beam diameter; 2b). In the YZ plane, the light incident along the Z axis is focused on the light receiving region 2b by the condensing lens 2a, but the light incident on the second optical means 2 inclined greatly from the Z axis is received on the light receiving region 2b. Since the light is not focused on the light beam, the incident angle of light in the YZ plane that can be coupled to the photodetecting element 4 can be limited.
또한, 수광 영역(2b)은 포토다이오드로 할 수도 있다. 피측정물(20)이 큰 경우에는 다수의 포토다이오드를 X축을 따라 배치하면 좋다. 즉, 수광 영역(2b)을 X축을 따라 다수 배치하면, 피측정물(20)이 X축 방향에 폭을 갖는 경우에 있어서도, 폭 내의 영역에 형성된 핀홀을 검출할 수 있다.In addition, the light receiving region 2b may be a photodiode. When the measured object 20 is large, a plurality of photodiodes may be arranged along the X axis. That is, when a large number of light receiving regions 2b are disposed along the X axis, even when the measured object 20 has a width in the X axis direction, pinholes formed in the region within the width can be detected.
본 예에 있어서 수광 영역(2b)은 라이트 가이드(3)를 구성하는 광섬유(F)의 일단으로 한다. 이 광섬유(F)의 타단은 광검출 소자(4)에 광학적으로 결합하고 있다. 광섬유(F)는 입사광속 직경을 제한할 수 있는 동시에 임의의 위치에 광을 전달할 수 있기 때문에, 광검출 소자(4)를 적당한 위치에 배치할 수 있다. 광섬유(F)는 묶여지기 때문에, 이것에 결합시키는 광검출 소자(4)의 수는 포토다이오드를 직접 배치하는 경우보다도 감소시킬 수 있다.In this example, the light receiving region 2b is one end of the optical fiber F constituting the light guide 3. The other end of the optical fiber F is optically coupled to the photodetecting element 4. Since the optical fiber F can limit the incident light beam diameter and can transmit light to any position, the photodetecting element 4 can be disposed at an appropriate position. Since the optical fiber F is bundled, the number of the photodetecting elements 4 to be coupled thereto can be reduced compared with the case where the photodiode is directly arranged.
상술한 핀홀 검출기는 검출에 기여하는 광의 입체각을 현저하게 제한함으로써, 폐쇄 공간을 불필요로 한 것이기 때문에, 핀 홀 투과광의 강도가 높지 않으면, 광검출 소자(4)는 고감도인 것이 요구된다. 고감도의 광검출 소자(4)로서, 본 예로서는 광전자 증배관(PMT)을 사용하고 있다.Since the above-described pinhole detector significantly limits the solid angle of light contributing to the detection, thereby eliminating the need for a closed space, the photodetecting element 4 is required to be highly sensitive unless the intensity of the pinhole transmitted light is high. As the highly sensitive photodetecting element 4, a photomultiplier tube (PMT) is used in this example.
여기서, 제 2 광학 수단(2)의 기능에 관해서 보충 설명한다.Here, the function of the second optical means 2 will be described further.
도 7은 YZ 평면 내에서의 개구(OP) 근방의 단면도이다. 상기 도면은 YZ 평면으로 절단하여 도시된다. 도시하는 바와 같이, 핀홀(P)에 수직으로 입사한 광원(30)으로부터의 광(L)은 핀홀(P)을 통과하여 Z축 방향을 따라 진행하지만, 암상자(10)와 피측정물(20) 사이에서 입사하는 노이즈광(LN)은 Z축에 대하여 입사각(θy′)을 갖고 암상자(10) 내부로 진행한다.7 is a cross-sectional view near the opening OP in the YZ plane. The figure is shown cut in the YZ plane. As shown, the light L from the light source 30 incident perpendicularly to the pinhole P travels along the Z-axis direction through the pinhole P, but the dark box 10 and the object 20 are measured. The noise light LN incident between the two beams has an incident angle θy 'with respect to the Z axis and proceeds into the dark box 10.
도 8은 집광렌즈(2a) 및 수광 영역(2b)을 포함하는 광섬유(F)의 사시도이다. 수광 영역(2b)은 집광렌즈(2a)의 집광 위치, 보다 상세하게는 집광렌즈(2a)의 초점 위치에 배치되어 있다. 수광 영역(2b)은 X축을 따라 다수 배열하고 있다. 광원(30)으로부터 집광렌즈(2a)에 수직으로 입사한 광(L)은 수광 영역(2b) 상에 집광하지만, 상술한 노이즈광 LN은 수광 영역(2b)으로부터 벗어난 위치에 입사한다. 이상의 구성에 의해, 집광렌즈(2a) 및 수광 영역(2b)은 YZ 평면 내에서의 입사각 제한 기능을 갖는 것이 된다.8 is a perspective view of an optical fiber F including a light collecting lens 2a and a light receiving region 2b. The light receiving area 2b is disposed at a light collecting position of the light collecting lens 2a, and more specifically, at a focal position of the light collecting lens 2a. The light receiving area 2b is arranged along a large number along the X axis. The light L incident from the light source 30 perpendicularly to the condensing lens 2a is focused on the light receiving region 2b, but the noise light LN described above is incident at a position away from the light receiving region 2b. With the above configuration, the condensing lens 2a and the light receiving region 2b have an incident angle limiting function in the YZ plane.
도 9는 Z축에 대한 집광렌즈(2a)로의 입사각(θy)과 수광 영역(2b)으로의 광의 입사율의 관계를 나타내는 그래프이다. 상기 그래프에 나타내는 바와 같이, YZ 평면 내에서의 입사각(θy)이 0도를 기준으로서 소정 범위 내에 있는 경우, 수광 영역(2b)에 광은 입사하지만, 소정 범위 외의 경우, 이것을 입사하지 않는다.9 is a graph showing the relationship between the incident angle [theta] y to the condensing lens 2a with respect to the Z axis and the incident rate of light into the light receiving region 2b. As shown in the graph, when the incident angle θy in the YZ plane is within a predetermined range on the basis of 0 degrees, light is incident on the light receiving region 2b, but when it is outside the predetermined range, it is not incident.
이상 설명한 바와 같이, 상술한 핀홀 검출기는 검출 시에 반드시 폐쇄 공간을 필요로 하지 않고, 핀홀(P)을 용이하게 검출할 수 있고, 피측정물(20)이 공장 등에서 생산되면서 고속으로 이동하고 있는 경우에 있어서도, 그 핀홀을 검출하는 것이 가능해진다.As described above, the above-described pinhole detector does not necessarily require a closed space at the time of detection, and can easily detect the pinhole P. The object 20 to be measured is produced at a factory or the like and moves at a high speed. Even in this case, the pinhole can be detected.
본 발명은 핀홀 검출기에 이용할 수 있다.The present invention can be used for a pinhole detector.
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