JP4759023B2 - 製品ウェブを線形に照明するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動する製品ウェブを線形に照明するための装置であって、当該装置が、光を発する少なくとも１つの光源を有しており、該光源から発せられた光の少なくとも一部分が、少なくとも１つの反射器によって製品ウェブに対して反射され、該反射器が、少なくとも製品ウェブ寄りの領域に少なくとも１つの光進出スリットを有している形式のものに関する。

ＥＰ１５４２２５Ｂ１から移動する製品ウェブのための照明装置が公知である。この照明装置はカメラでの製品ウェブの最適な走査を可能にする。前記照明装置は配向された光源も拡散光源も有していて、これによって可能な限り種々異なる製品ウェブを走査することができる。この照明装置は実践では有効であることが証明され、当該発明の出発点を形成する。

ＤＥ−Ａ−３９２８１５８Ａ１から上位概念部記載のエッジセンサが公知である。このエッジセンサは光源とフォトディテクタとを有している。光源もフォトディテクタも反射器スクリーンによって取り囲まれている。これらの反射器スクリーンはそれぞれ製品ウェブに対して開放している。この配置形式は透過光方法の使用にとって十分である。しかしながら光源と受光器とが製品ウェブの同じ側に配置されている反射方法においては、強制的に鋭角での製品ウェブの照明が必要である。なぜならばそうでなければ製品ウェブから反射された光を検出することができないからである。
ＥＰ１５４２２５Ｂ１ ＤＥ−Ａ−３９２８１５８Ａ１

従って、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の移動する製品ウェブを線形に照明するための装置を改良して、高い輝度を拡散光において達成することである。

この課題を解決した本発明の構成では、反射器が管状であり、光進出スリットに、製品ウェブから反射された光の進出のための少なくとも１つの監視スリットが相対して位置しているようにした。

請求項１記載の装置は、移動する製品ウェブを線形に照明するために働く。当該装置は光を発する少なくとも１つの光源を有している。この場合、光源がどのような形式で光を形成するかは問題にならない。たとえば光源はハロゲンランプまたは発光ダイオード、ネオン管、白熱電球、レーザであってよい。しかしここで並べ挙げられるものはこれだけではないと解されたい。特に製品ウェブの最適な走査のために高い画素密度を有する現代のラインカメラを使用する場合には、良好に評価可能なフォトシグナルを得るために相当に大きな輝度を必要とする極めて小さいフォトダイオードが使用される。ラインカメラが使用される場合には、基本的に製品ウェブの線形の照明で十分である。なぜならばいずれにしてもカメラは製品ウェブの１つの線形の領域だけを評価することができるからである。この事例では、製品ウェブを可能な限り線形に僅かな線幅で照明することは有利である。これによって評価される小さな面に可能な限り高い輝度が実現される。基本的にこのことは、適切な光学系を介して製品ウェブに集束される極めて僅かな光で可能である。しかしこの手段は、拡散光を必要とする複数の製品ウェブをしっかりと走査することができないという欠点を有している。特にプリント像検出のために拡散光が必要不可欠である。高い輝度を有する拡散光を製品ウェブの線形の評価領域へともたらすために、本発明によれば、光源から発せられた光は少なくとも１つの管状の反射器によって製品ウェブに反射されるようになっている。管状の反射器内では光は有利には何重にも反射され、その結果、光は製品ウェブ寄りの光進出スリットに達する。この場合、この光進出スリットは高い輝度で照明され、ひいては小さな画素構造を備えた高分解能カメラによって良好に光学的に走査することもできる。この目的のために管状の反射器は少なくとも１つの監視スリットを有している。この監視スリットにおいて製品ウェブから反射された光が進出することができる。この監視スリットは光進出スリットに相対して位置している。従って、ラインカメラは監視スリットの上側に設けることができ、その結果、監視スリットを通って、照明された製品ウェブを観察する。監視スリットはこの事例では狭幅なままであり、その結果、光源の僅かな光だけしか直接監視スリットを通過しない。しかしながら製品ウェブが監視スリットに対して横方向で運動すると、製品ウェブを面状に走査することができる。こうして高い輝度を光進出スリットの領域に形成するために少なくとも１つの光源の極めて僅かな光度で十分である。これにより照明装置はエネルギに関して効果的であるだけでなく、光源の熱導出に関する問題も減じられる。監視スリットの上側でのカメラの照準規正のためには観察される明るさが最大となる点を探すことで十分である。従って、照明装置の監視スリットに対するカメラの正確な照準規正を極めて容易に達成することができる。

光進出スリットもしくは監視スリットを可変に形成したい場合、請求項２によれば各スリットが管状の反射器を完全に貫通していると有利である。両スリットが管状の反射器を貫通していると、反射器は互いに任意に調整可能な２つの部分から成る。これらの部分は適切な操作者により互いに調整可能である。これに対して１つのスリットだけが反射器を完全に貫通している場合、このスリットの幅は反射器の簡単な変形により調整することができる。有利には変形は弾性的に行われる。

請求項３によれば択一的に、光進出スリットもしくは監視スリットは少なくとも１つのウェブによって橋絡されていると有利である。有利にはこのウェブは管状の反射器の少なくとも１つの端部領域に設けられている。従って、カメラは、ウェブ領域を走査しないように調節することができ、従って、ウェブが製品ウェブの光学的な測定を決して妨害することはない。しかしウェブ自体は管状の反射器の安定性を高めるので、反射器は寄り簡単に取り扱うことができる。

特に管状の反射器の端面側の端部において単に１つの光源だけを使用する場合、または反射器の長さにわたって分割して反射器を照明する場合に請求項４によれば、反射器が少なくとも１つの端部において反射するように閉じられていると有利である。この反射する終端部は管状の反射器の端部における光の進出を防ぎ、従って、光進出スリットでの輝度は高まる。

請求項５によれば特にカメラによる製品ウェブの検出を妨げないようにするために、少なくとも１つの光源が反射器の少なくとも１つの端部に設けられていると有利である。従って光源自体はカメラの検出領域の外側に位置していて、さらに問題なく交換することができる。択一的または付加的には、反射器の端部への光源の入力結合が考慮されていて、これによって光源を取り付けるための構造的に比較的大きな遊びが残される。特に、たとえばプラスチックシートといった感熱性の製品ウェブにおいては、光源を製品ウェブからさらに離間して配置することが有利である。

請求項６によれば光源の入力結合のために、グラスファイバまたはプラスチックファイバおよびミラーが有効であることが実証された。グラスファイバまたはプラスチックファイバおよびミラーは光源から管状の反射器に放出された光の効果的な入力結合を可能にする。

製品ウェブの高い照明強度を獲得するために、製品ウェブは管状の反射器の光進出スリットに可能な限り接近して通過することが重要である。請求項７によればこの配置を容易にするために、反射器が製品ウェブ側で扁平化されていると有利である。従って製品ウェブは反射器の材料肉厚だけ、反射器の光進出スリットにより接近することができる。

基本的に反射器は衝突する光を拡散反射することができる。しかし請求項８によれば、反射器が鏡面反射するように構成されていると有利である。こうして基本的に比較的高い反射性が達成可能であり、その結果、輝度の減少は反射器における反射度によって比較的僅かなままである。さらに鏡面反射面は拡散反射面よりも汚染に対する耐性が高い。反射度をさらに高めるために光学的に焼き入れされた反射器を使用することも考慮されている。

最後に請求項９によれば、反射器が横断面でほぼ円形または楕円形に形成されていると有利である。この形状は高い輝度を光進出スリットにおいて保証する。

本発明に係る移動する製品ウェブを線形に照明するための装置は、当該装置が、光を発する少なくとも１つの光源を有しており、該光源から発せられた光の少なくとも一部分が、少なくとも１つの反射器によって製品ウェブに対して反射され、該反射器が、少なくとも製品ウェブ寄りの領域に少なくとも１つの光進出スリットを有している形式のものにおいて、反射器が管状であり、光進出スリットに、製品ウェブから反射された光の進出のための少なくとも１つの監視スリットが相対して位置していることを特徴とする。

本発明に係る装置は、有利には、光進出スリットおよび／または監視スリットが、管状の反射器を完全に貫通している。

本発明に係る装置は、有利には、光進出スリットおよび／または監視スリットが、好ましくは反射器の少なくとも１つの端部領域において、少なくとも１つのウェブによって橋絡されている。

本発明に係る装置は、有利には、反射器が、少なくとも１つの端部において反射するように閉じられている。

本発明に係る装置は、有利には、少なくとも１つの光源が、反射器の少なくとも１つの端部に設けられているおよび／または入力結合される。

本発明に係る装置は、有利には、光源が、グラスファイバおよび／またはプラスチックファイバおよび／または少なくとも１つの変向ミラーを介して反射器に入力結合される。

本発明に係る装置は、有利には、反射器が、製品ウェブ側で扁平化されている。

本発明に係る装置は、有利には、反射器が内面で鏡面反射性である。

本発明に係る装置は、有利には、反射器が、ほぼ円形または楕円形の横断面を有している。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１には照明装置１の立体的で概略的な分解図が示されている。照明装置１にはラインカメラ２が対応配置されている。このラインカメラ２はシリンダレンズの形状の対物レンズ３を有している。シリンダレンズは撮影した像をラインカメラ２に集束する。

照明装置１は２つの光源４を有している。これらの光源４は、管状の反射器５の両端面側の端部９に設けられている。２つの光源４の周囲に反射器４′が設けられている。これらの反射器４′は反射器５の両端面を閉じている。

管状の反射器５は方向６′で延びている製品ウェブ寄りの側に光進出スリット７を有している。この光進出スリット７は反射器５を完全に貫通している。光進出スリット７の領域では、反射器５は製品ウェブ側で扁平化されている。これによって製品ウェブ６は反射器５により接近することができる。光進出スリット７に監視スリット８が相対して設けられている。この監視スリット８は反射器５を同様に完全に貫通している。従って、２つのスリット７，８は反射器５を２つの別体の部分に分割し、これらの別体の部分は、適切に互いに製品ウェブ６に対して相対的に保持する必要がある。

ラインカメラ２と対物レンズ３とは、精確に監視スリット８に配向されていて、ラインカメラ２が反射器５を抜けて製品ウェブ６を光進出スリット７において確認するように、反射器５に対して相対的に調整される。反射器５の内側にある２つの光源４の光の何重もの反射により、光進出スリット７の領域における輝度がもたらされる。光進出スリット７も監視スリット８も、２つの反射器半部の相互調整により光進出スリット７および監視スリット８の幅において変化することができる。

図２には、図１の照明装置１の択一的な実施例が示されている。以下、図１の実施例との相異のみを扱う。全ての実施例で、同じ部分には同じ符号を使用する。

図２の実施例では、監視スリット８は反射器５をもはや完全には貫通していないので、両端部９にそれぞれ１つのウェブ１０が残されている。これらのウェブ１０は反射器５の改良された機械的な安定性を提供する。この場合、監視スリット８（ウェブ１０により制限されている）はもはやその幅においては調整可能ではない。しかし反射器５の弾性的な変形により、光進出スリット７の幅を変更することができる。

図２の実施例に対して択一的には、ウェブ１０が光進出スリット７の領域にも設けることができるので、光進出スリット７の幅は不変である。この事例では、監視スリット８の幅は反射器５の変形により可変である。

図３には別の択一的な実施例が示されている。この実施例では光進出スリット７も監視スリット８も反射器５をもはや完全には貫通していない。２つの端部９ではウェブ１０が光進出スリット７および監視スリット８を橋絡している。

この手段により、全反射器５を機械的に安定してひいては容易に取り扱うことができる。しかし光進出スリット７と監視スリット８との幅は、この事例では予め設定されていて、もはや可変ではない。

図４には照明装置のさらに別の実施例の概略的な断面図が示されている。この照明装置１は実質的に図３の実施例に対応している。この場合、１つの光源４しか設けられていない。光源４に相対している端部９には、反射器５の軸線方向の反射終端部１１が設けられている。これによって光進出はこの個所では防がれる。終端部１１は拡散反射および鏡面反射するように形成することもできる。

この手段は図１または図２の反射器５によって実現することもできる。

図５には図４の照明装置１の別の実施例が示されている。この実施例では光源４は変向ミラー１２を介して反射器５に入力結合される。こうして製品ウェブ６と光源４との間隔を拡大することができる。このことは特に感熱性の製品ウェブ６の場合には重要である。

光源４のこの配置は図１または図２の反射器５によっても実現することができる。

図６にはさらに別の択一的な実施例が示されている。この実施例では光源４は繊維束１３を介して反射器５に入力結合される。この繊維束１３により製品ウェブ６からの光源４のさらに大きな間隔が可能になる。この場合、付加的に熱線は抑制される。従って、反射器５は常温のままであり、製品ウェブ６はもはや熱的に負荷はかけられない。

照明のこの実施例も図１または図２の反射器５によって実現することもできる。

最後に図７には照明装置１のさらに別の概略的な断面図が示されている。この照明装置１の場合には、光源４は発光ダイオード１４によって実現される。発光ダイオード１４は有利には白色光ＬＥＤとして形成されている。択一的には別のＬＥＤを使用することもできる。特にＧａＡｓＬＥＤである赤外線ＬＥＤが使用されている。このことは主として実施したい診断の目的に関連している。従って、白色光がプリントパターンの分析時に適している一方で、赤外線は主としてウェブパターンおよび基本的な糸構造の分析に適している。

発光ダイオード１４が反射器５の内側に位置しているので、反射器５は両面でミラー１１により閉じられている。

この照明装置１は図１または図２の反射器５によって実現することができる。

照明装置の第１実施例の概略的な立体図である。 照明装置の第２実施例の概略的な立体図である。 照明装置の第３実施例の概略的な立体図である。 第４実施例の概略的な断面図である。 第５実施例の概略的な断面図である。 第６実施例の概略的な断面図である。 第７実施例の概略的な断面図である。

符号の説明

１ 照明装置、 ２ ラインカメラ、 ３ 対物レンズ、 ４ 光源、 ４′，５ 反射器、 ６ 製品ウェブ、 ７ 光進出スリット、 ８ 監視スリット、 ９ 端部、 １０ ウェブ、 １１ 終端部、 １２ 変向ミラー、 １３ 繊維束、 １４ 発光ダイオード

Claims (1)

1. 移動する製品ウェブ（６）を線形に照明するための装置であって、当該装置（１）が、光を発する少なくとも１つの光源（４）を有している形式のものにおいて、光源（４）から発せられた光の少なくとも一部分が、少なくとも１つの管状の反射器（５）によって製品ウェブ（６）に対して反射され、該反射器（５）が、少なくとも製品ウェブ（６）寄りの領域に少なくとも１つの光進出スリット（７）を有しており、製品ウェブ（６）から反射された光の進出のための少なくとも１つの監視スリット（８）が光進出スリット（７）に相対して位置しており、少なくとも１つの光源（４）が、反射器（５）の少なくとも１つの端部（９）に設けられているおよび／または入力結合されることを特徴とする、移動する製品ウェブを線形に照明するための装置。

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