JPH01162138A - 光学孔検知装置 - Google Patents

光学孔検知装置

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JPH01162138A
JPH01162138A JP63294476A JP29447688A JPH01162138A JP H01162138 A JPH01162138 A JP H01162138A JP 63294476 A JP63294476 A JP 63294476A JP 29447688 A JP29447688 A JP 29447688A JP H01162138 A JPH01162138 A JP H01162138A
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laser scanning
hole detection
scanning
optical hole
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ヨハネス　エデール
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Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、長手方向に搬送される帯状体の光学的孔を検
知する光学孔検知装置に関する。かかる光学孔検知装置
は、当該帯状体の表面に走査ビームを照射して当該帯状
体の長手方向をよぎる走査線に沿って当該帯状体を走査
するレーザ走査装置を含み、更に、上記走査線に平行に
配置されて当該帯状体上の走査線から反射光を受けてこ
れに応じた電気信号を発する直線状光電変換受光装置を
も含み、当該電気信号は、存在する光学的孔の形状及び
大きさを知る判別回路によって判別される。
背景技術 種々の光陽を検知するためのレーザ走査装置及び直線状
受光装置を含む表面検査装置が知られている。例えば、
西独公開第２８５７０７６号及び西独公開第２８２７７
０５号に開示された装置である。
かかる表面検査装置は、孔（欠陥）の検出をなすことが
出来るが、当該欠陥のタイプ（斑点、汚れ、ひび割れ等
）の識別について問題があった。
かかる点に鑑みて、゛光学孔検知の目的のために透過形
の光学孔検知装置が開発された。例えば西独公開第２８
０８３５９号及び西独公開第２９３４５５４号に開示さ
れた装置である。これらの装置は、光学孔の存在時にの
み受光装置へ光を通過せしめるので光学孔の検知は正確
である。しかし乍ら、これらの従来装置は帯状体の一方
の側に発光装置を他方の側に受光装置を要する。
このことは、帯状体が変向ローラに案内されている箇所
においては孔検知が不可能である。従って、光学的手段
による孔検知は変向ローラの前方又は後方においてのみ
なされ得る。しかし乍ら、帯状体の変向ローラの前後に
おいては特に高速で移動している場合、大きく振動して
孔検知信号の信頼性が期待出来ない。
また、光ビードがぼやけてしまうという問題もあった。
また、かかる孔検知装置が表面検査装置と共に配置され
る場合、配置上の問題もあった。
発明の概要 そこで、本発明の目的は帯状体が不透明な変向ローラを
通る領域においても光学釣札検知をなし得る光学孔検知
能力を有する光学孔検知装置を提供することである。
かかる目的ヰを達成するために、本発明装置においては
、光電受光アセンブリが第１レーザ走査装置と帯状体の
同じ側に配置されて第１走査線からの反射光を受光し、
該帯状体の進行方向において第１レーザ走査装置から所
定距離Ａだけ離れた位置に第２レーザ走査装置を配置し
て該帯状体の反対側の面を第１レーザ走査装置の走査方
向に平行な第２走査方向に走査し、該第２走査線に平行
に延在する直線状光電受光アセンブリによってこの第２
走査線からの反射光を受光して電気信号を電子処理回路
に供給し、当該２つの光電受光アセンブリから発せられ
る電気信号の相関をバッファメモリを用いて知り、両電
気信号が帯状体の同一箇所において実質的に同一である
ことが判明した場合孔検知信号を発する。
本発明の依拠する基本概念は、移動する帯状体が２つの
別々の光走査装置によって走査され、帯状体の進行方向
において互いに離間した２つの光電受光アセンブリが該
帯状体の両側からの反射光を各々受光し、該光電受光ア
センブリから発せられる電気信号の相関を検知する。当
該相関を検知するに当っては、２つの電気信号は異なる
時刻において生ずるものの同一箇所に対応する部分にお
いて互いに比較される。
ところで、斑点、しみ等の欠陥は、一般に統計的分布か
らして帯状体の両面において一致せず、該両面の欠陥か
ら発する信号は基本的に異なる。
しかし乍ら、孔からの反射光は帯状のいずれの側からの
反射光かに拘らず両信号は互いに等しくなる。
よって、２つの略等しいか同一の欠陥信号が同一位置に
あることが電子相関装置によって検知されたならば、孔
の存在の信頼性ある標示である。
本発明によれば、２つのレーザ走査装置及び受光アセン
ブリは各々互いに同一構造でありかつ各々が等しい距離
だけ離間しかつ帯状体に対して同一角度に配置される。
特に、レーザ走査装置及び受光アセンブリの近傍にて変
向ローラによって帯状体が案内されるようになっている
のが望ましい。このようにして、変向ローラの表面から
反射した光を孔検知信号として有効に用い得る。この場
合、孔検知は帯状体が変向ローラによる案内の故に素足
してバタつかない状態においてなされる。
なお、本発明の改良は、従属請求項２ないし１２におい
て示される。
本発明の利点は帯状体の両面を検査するので、別の透過
受光器の追加を必要としないことである。
表面検査は変向ローラの上で直接なされる。従って、既
存の帯状体処理又は製造ラインへの装置の組み込みにお
ける問題点が回避される。透過受光器を必要としないの
で、既存の帯状体案内システムの改変が低コストにてな
される。
孔検知装置を、本発明に従って既存の帯状体搬送のプラ
ントに組み入れる際には、既存の変向ローラの近傍に２
組のレーザ走査装置及び受光アセンブリを配置するだけ
なので十分なスペースが確保出来る。
帯状体の進行方向における２組の装置の距離は、適当な
相関を取ることによって電子回路において考慮される。
よって、レーザ走査装置及び受光装置の設置の後、この
距離を正確に測定するだけで良く、この距離を測定しか
つその情報を判別回路に常に供給する。
帯状体の表面の凹凸は、孔検知及び孔測定動作に影響し
ない。凹凸の如き欠陥は、帯状体の両面において同時に
表れて、欠陥信号を生ずることになる。しかし乍ら、か
かる欠陥信号は孔についての欠陥信号とは大きく異なる
故、孔と凹凸とは判別回路にて問題なく識別可能である
。
実施例 第１図において、孔を有する可能性のある帯状体１７が
矢印Ｆ、Ｆ’の方向において継続的に搬送される。帯状
体１７は、まず、変向ローラ１９の回りに案内されて、
約９０″だけ変向せしめられた後、変向ローラ２２に向
って下方に伸長し、変向ローラ２２によって今度は反対
側に９０″変向せしめられる。帯状体１７は、次いで、
変向ローラ２０を経て１８０’だけ変向せしめられる。
この後、帯状体１７は変向ローラ２３を経て９０＠変向
し方向Ｆ′に沿って上方に向う。
第１図及び第２図から明らかなように、レーザ走査装置
１２及び光電受光アセンブリ１１は変向ローラ１９の近
傍に配置されている。レーザ走査装置１２は、変向ロー
ラ１９上にある帯状体１７上に走査光ビード（ｂｅａｄ
）を投射し、当該走査ビードは走査線１３に沿って帯状
体１７を周期的に走査する。走査線１３は変向ローラ１
９の回転軸に平行である。レーザ走査装置１２から発せ
られかつ第１図の紙面に対して垂直な面において平行移
動する走査ビーム２４は、帯状体１７の表面における法
線からやや偏位して帯状体１７上の走査線１３の領域を
照射する。よって、受光アセンブリ１１は帯状体１７の
表面上の反射角上に配置され、孔３２の存在の際は変向
ローラ１９の表面からの反射光を受光するようになって
いる（特に、第２及び第３図参照）。
レーザ走査装置１２及び受光アセンブリ１１と同様に構
成された第２レーザ走査装置１５及び受光アセンブリ１
４が変向ローラ２０の近傍に配設されている。
レーザ走査装置１２．１５及び受光アセンブリ１１．１
４は判別回路１８に接続されている。判別回路１８には
、搬送センサ２１からの搬送タイミング信号が供給され
、判別回路１８は帯状体３７の搬送度合を常時知り得る
。
第１図及び第２図において、受光アセンブリは、光伝導
ロッド１１及び１４を含み、光伝導ロッド１１及び１４
の一端には光電変換手段としてのフォトマルチプライヤ
２５が設けられ、光伝導ロッド１１及び１４の各々の他
端にはミラーコーティング２６等の反射手段が設けられ
ている。
レーザ走査装置１２．１５の全体的構成は第３図から明
らかである。すなわち、レーザ２７は図示しない光学手
段を経るなどしてミラーホイール２８に入射する。ミラ
ーホイール２８は、反射ビーム２９をストリップ状の平
面ミラー３０に向けて偏向させる。反射ビーム２９はこ
の平面ミラー３０においてストリップ状の凹面ミラー３
１に向けて反射する。ミラーホイール２８の反射面は凹
面ミラー３１の焦点に位置する。平行移動する走査ビー
ム２４はこうして形成されてレーザ走査装置１２．１５
のハウジング３１の下端部のスロットから射出されて帯
状体１７の表面を照射する。
このようにして、レーザ光ビードが走査線１３に沿って
走査をなす。第３図において帯状体１７の孔３２が例と
して示されている。レーザ装置１２は、帯状体１７の上
面を走査し、レーザ走査装置１２は帯状体１７の下面を
走査しかつレーザ走査装置１２から距離Ａ（第１図）だ
け離間している。
第３図において、光伝導ロッド１１．１４は横に変位し
て示されているが、これは単にレーザ走査装置１２．１
５についての理解を容易にするためだけである。実際に
は、第１図及び第２図から明らかな如く光伝導ロッドは
、反射角に合わせて配置されている。
第１図示の２つの走査線１３．１６の間の距離Ａは両端
矢印の線によって示されている。装置の設置の後に、こ
の距離Ａは精確に測定されて判別回路１８に供給され正
しい相関が保証される。
第３図においては、レーザ走査装置１２より時間遅れ点
にあるレーザ走査装置１５が右方に示されている。第３
図において、２つの位置の間において帯状体１７は、走
査線１３から１６に亘って距離Ａだけ移動する。第３図
からも明らかなように、判別回路１８は、受光アセンブ
リ１１．１４に接続した信号処理段３３．３４を含んで
いる。
破線３５によって示される如く、帯状体３７の搬送を示
す信号がミラーホイール３８の位置信号及びフォトマル
チプライヤ２５の出力信号と共に各信号処理段３３．３
４に供給される。
受光信号の閾値評価及び欠陥検知が信号処理段３３．３
４においてなされる。信号処理段３３゜３４の出力端は
インタフェース回路３６．３７を介しコンピュータ３８
．３９と接続している。コンピュータ３８．３９の間に
は、例えば、並列インターフェースの如きインターフェ
ース回路が配置される。プリンタ、モニタ等の適当な出
力装置がコンピュータ３８．３９の出力端４０．４１に
接続される。
コンピュータ３８．３９においては、各レーザ走査装置
１２．１５から得られかつ記憶された欠陥情報の相関が
取られ、最終欠陥信号が形成される。欠陥情報は、単な
る孔の検知のために用いられるのみならず、欠陥の性質
、最小孔径、等の判別にも用いられる。更に、孔検知情
報の交換がコンピュータ３８．３９の間においてなされ
る。孔検知情報は、縦方向及び横方向座標と共にプリン
トアウトされ得る。孔検知情報は出力端４０，４１を介
して適当な信号形式にし出力装置に供給される。
信号処理回路１８において、搬送方向の連携は、レーザ
走査装置１２．１５の各走査と帯状体の搬送速度とをハ
ードウェア的に同期させて精確な距離情報を得る（搬送
タイミングマツチング）ことによりなされる。この目的
のために、搬送タイミング発生器を用いたり、帯状体か
ら搬送信号を得ることがなされ、これは、第１及び３図
の破線３５によって示される。ここで重要なことは上面
検査系と下面検査系とが同一の搬送タイミング発生器に
接続している点である。こうして、動的観点からして常
に同一タイミングが得られる。
搬送方向の連携は、実測距離及び搬送タイミング発生器
に基づいて精確に実現される。窓は入力のパラメータと
して定義され、走査領域を画定する。
横方向の連携は、レーザ走査装置がその走査を帯状体の
同じ側のエツジから開始することによってなされる。こ
のために、２つのミラーホイール２８の電気的又は機械
的同期手段が用いられる。
帯状体エツジにおける横方向座標のカウント開始は自動
エツジハードウェアとして得られる検知装置によってな
される。こうして、横方向連携は実現出来る。
窓を横方向座標の可変人力パラメータとしてサーチ領域
を特定することも出来る。
孔検知をより高い信頼性の下になさんとすれば、幅の閾
値及び振幅の閾値を判別回路１８に設けることが出来る
。
最小孔径は、選定可能なパラメータであり、この最小径
パラメータにより単位最小孔径が特定出来る。
上記した４つの条件が充足されると、孔検知が良好に行
なわれる。
最小孔径は、走査ビーム２４によって形成される走査光
ビードのサイズ、帯状体の搬送速度及び走査速度に依存
することが解る。例えば、検知し得る最小孔径は、光ビ
ードのサイズの１．５倍である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、搬送帯状体が変向ローラによって案内されて
いる状態を示す本発明による光学内孔検知装置の全体側
面、第２図は走査線１３．１６近傍における第１図の装
置の平面図、第３図は、第１図の装置における２つのレ
ーザ走査装置及びこれらと協働する受光アセンブリ、並
びに受光アセンブリに接続した判別回路を示すブロック
図である。 主要部分の符号の説明 １１．１４・・・・・・受光アセンブリ１２．１５・・
・・・・レーザ走査装置１７・・・・・・帯状体 １８・・・・・・判別回路

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）長手方向に搬送される帯状体（１７）に存在する
    光学的孔を検知する光学的孔検知装置であって、前記帯
    状体の長手方向をよぎる横方向の走査線に沿って前記帯
    状体を走査するレーザ走査装置と、前記走査線からの反
    射光を受けてこれに対応する電気信号を判別回路に供給
    する直線的光電受光アセンブリとからなり、前記判別回
    路は前記帯状体の孔の形状及び大きさを判別する装置で
    あって、前記帯状体に関して第１レーザ走査装置（１２
    ）と同じ側にあって走査線（１３）からの反射光を受光
    してこれに対応した電気信号を発する受光アセンブリを
    備え、前記帯状体に関して前記第１レーザ走査装置とは
    反対側にあって、前記帯状体の搬送方向において前記第
    １レーザ走査装置から距離（Ａ）の位置に配置されて前
    記第１走査線（１３）に平行な第２走査線（１６）に沿
    って走査をなす第２レーザ走査装置（１５）を備え、前
    記第２走査線（１６）に平行に伸長しかつ前記第２走査
    線（１６）からの反射光を受光してこれに対応した電気
    信号を発する受光アセンブリを備え、判別回路（１８）
    は前記２つの受光アセンブリ（１１、１４）からの電気
    信号について相関を取り、当該電気信号同士が前記帯状
    体上の同一箇所において同一の値を取ったことを判別し
    たとき孔検知信号を発することを特徴とする光学的孔検
    知装置。
  2. （２）前記帯状体（１７）が前記レーザ走査装置（１２
    、１５）及び前記受光アセンブリ（１１、１４）の近傍
    において変向ローラ（１９、２０）によって異なる方向
    に案内されることを特徴とする請求項１記載の光学的孔
    検知装置。
  3. （３）前記変向ローラ（１９、２０）の表面は、前記帯
    状体（１７）の表面に対して良いコントラストを有し、
    さもなくば、前記帯状体（１７）の表面が光沢を有する
    ときは前記変向ローラの表面はつや消しされ、前記帯状
    体の表面が光沢を有しないときは前記変向ローラの表面
    が光沢を有することを特徴とする光学的孔検知装置。
  4. （４）搬送センサからの搬送タイミング信号が前記判別
    回路に供給されることを特徴とする先の請求項のいずれ
    か１に記載の光学的孔検知装置。
  5. （５）前記受光アセンブリの各々は、光伝導ロッド（１
    １、１４）とその端面に設けられた光電変換素子（２５
    ）とを含むことを特徴とする先の請求項のいずれか１に
    記載の光学的孔検知装置。
  6. （６）前記走査線（１３、１６）域において、前記レー
    ザ走査装置の走査ビーム移動面は、前記帯状体の接平面
    に対して傾斜しており、前記受光アセンブリ（１１、１
    ４）は前記レーザ走査装置（１２、１５）による走査ビ
    ームの反対方向において配置されていることを特徴とす
    る先の請求項のいずれか１に記載の光学的孔検知装置。
  7. （７）前記帯状体（１７）の表面には光沢がなく、前記
    変向ローラ（１９、２０）の表面は反射率が高く、前記
    レーザ走査装置（１２、１５）の走査ビーム面は走査領
    域（１３、１６）おいて前記帯状体の接平面に対して傾
    斜して配置され、前記帯状体に存在する孔を経て前記変
    向ローラに達した光ビームが反射して前記受光アセンブ
    リ（１１、１４）に達することを特徴とする先の請求項
    のいずれか１に記載の光学的孔検知装置。
  8. （８）前記レーザ走査装置（１２、１５）は、その走査
    サイクルを前記帯状体の同じ側から開始し、ハードウェ
    アとして設けられた自動エッジ検知装置により、対応す
    るエッジから横方向座標のカウントを開始することを特
    徴とする先の請求項のいずれか１に記載の光学的孔検知
    装置。
  9. （９）横方向の座標において、可変入力パラメータとし
    ての窓を画定して走査域を特定することを特徴とする先
    の請求項のいずれか１に記載の光学的孔検知装置。
  10. （１０）前記判別回路（１８）は、欠陥検知のための幅
    の閾値及び振幅の閾値を設定する閾値回路を含むことを
    特徴とする先の請求項のいずれか１に記載の光学的孔検
    知装置。
  11. （１１）前記判別回路（１８）は最小孔径を定める指令
    を受けて特定最小孔径を定めることを特徴とする先の請
    求項のいずれか１に記載の光学的孔検知装置。
  12. （１２）前記２つのレーザ走査装置（１１、１５）間の
    距離を精確に得るための搬送タイミング発生器を含み、
    可変入力パラメータとしての窓が前記判別回路において
    定められて走査領域が画定されることを特徴とする先の
    請求項のいずれか１に記載の光学的孔検知装置。
JP63294476A 1987-11-20 1988-11-21 光学孔検知装置 Pending JPH01162138A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3739436.3 1987-11-20
DE3739436A DE3739436C1 (de) 1987-11-20 1987-11-20 Optisches Lochsuchgeraet

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JPH01162138A true JPH01162138A (ja) 1989-06-26

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US (1) US5095214A (ja)
EP (1) EP0316746B1 (ja)
JP (1) JPH01162138A (ja)
KR (1) KR920003534B1 (ja)
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