JPH09250991A - 光学的検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 糸状の構造物における異なる状態の変化を検
出することができ、小型化した光学的検出装置を提供す
る。 【構成】 試料物質である糸状の構造物４に光を照射
し、物質の状態変化に伴う光の変化を光電変換素子によ
って検出する光学的検出装置において、発光源５を設け
た投光部１と、投光部１から発生した光を反射する反射
体２と、光を受ける受光部３とを備え、投光部１と反射
体２は糸状の構造物４を挟んで対向する位置に配置され
るとともに、受光部３は投光部１の側に配置され、発光
源５から発生される光が、糸状の構造物４或いは反射体
２により反射して受光部３に入光し、この受光部３に入
光した反射光の光量変化を、糸状の構造物４の状態変化
によってもたらされる変化として検出される光学的検出
装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投光部と受光部と
を備え、試料物質である糸状の構造物を照射した光を前
記受光部が受け、該受光部を構成している受光素子等に
より、受けた光を信号に変換して、試料物質の状態変化
を検出する光学的検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、糸には製造段階で毛羽、太さの違
い、色むら及び汚れ等の欠陥が発生する場合があり、そ
れらの欠陥を検出する装置として、糸に光を照射し、照
射した光の反射光及び散乱光等によって糸の欠陥を検出
する光学的検出装置が知られている。この光学的検出装
置は、一般的に光を発生させる発光部分と、光を受けて
その光を解析する受光部分とから構成されており、発光
部分に設けた光源から光を発生させて試料物質を照射
し、光が試料物質にあたって反射及び散乱し、その反射
光及び散乱光を受光部分に受光して受光素子によって信
号に変換し、光量の変化を試料物質の欠陥等よってもた
らされる変化として検出する装置である。これら検出装
置の発光部分の発光源としては、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）や赤外線発光ダイオード（ＩＲＥＤ）、その他レー
ザー等の光源が用いられている。

【０００３】例えば、糸の毛羽を検出する装置として
は、図３に示すように、発光器１０から発生した光が集
交レンズ１１を通過して試料である糸１２を照射し、照
射された光が糸の毛羽に当たることにより散乱及び屈折
し、これら散乱及び屈折した光を受光光学系１３を通し
て受光器１４が受け、受光器１４において前述した散乱
及び屈折する光が信号に変換して増幅され、計算機によ
り評価される装置が知られている（特開昭６２−１４７
３４８号）。

【０００４】また、糸の太さ変化を検出する装置として
は、２つの発光体から発生した光が、装置に設けられた
拡散板によって試料の全面を均一に照射し、その照射光
を光電池で解析して糸の太さ変化を検出する装置や、２
つの発光器から発生した光をプリズムを用いて平行ビー
ムとし、前記平行ビーム中に糸状構造物を通過させて、
多方向から光を照射して、その光量変化から試料物質の
太さ変化を検出する装置が知られている（特開昭５７−
１４８２０５号、特開平３−２３８３０８号）。

【０００５】また、色むらや、汚れ等の色変化を検出す
る装置としては、２つ以上の発光体を設けて光を試料に
照射し、光の反射強度から試料の汚れ等の色変化及び試
料の直径を検出する装置や、或いは、２つの発光体を交
互に点灯させ、発光体から照射される光が試料に反射
し、その反射光を一つの受光体に受けて検出する装置が
知られている（特表平６−５０７９７９号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
糸状の構造物の状態変化を検出する光学的検出装置は、
試料物質である糸状の構造物に当たって反射或いは散乱
等する光の光量変化によって試料物質の状態変化を検出
するために、複数の発光体を設けて多方面から試料物質
を照射する必要があった。そして、他方面から照射され
た光の反射光、散乱光及び拡散光等の光の光路も同一で
はないため、複数の受光部を設ける必要のある場合が多
く、部品点数が増大していた。また、従来の光学的検出
装置は、発光部から発生した光を受けるために、光の光
路関係から受光部を発光部と対向して設置する場合が多
く、発光部と受光部は一つのユニットに収められないこ
とが多かった。これらのことから装置が大型化する問題
があり、製造コスト及びエネルギーコストが高騰する問
題が生じていた。

【０００７】また、従来の光学的検出装置においては、
太さ変化及び糸の直径等の近似する変化を検出すること
は可能であったが、太さ変化と色変化等の状態の異なる
変化を同時に検出することはできなかった。

【０００８】そこで、本発明の光学的検出装置は、一つ
の発光体及び一つの受光体で、試料物質の色変化及び太
さ変化のいずれかを同時に検出できるように構成し、部
品点数を低減して装置の小型化を可能とするとともに、
製造コスト及びエネルギーコストの低減を可能とする光
学的検出装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、糸状の構造物
に光を照射し、前記構造物の状態変化に伴う光の変化
を、光電変換素子により検出する光学的検出装置におい
て、糸状の構造物を照明する発光源を設けた投光部と、
投光部から発生した光を反射する反射体と、光を受ける
受光部とを備え、前記投光部と前記反射体は前記糸状の
構造物を挟んで対向する位置に配置されるとともに、前
記受光部は前記投光部の側に配置され、前記発光源から
発生される光が、前記糸状の構造物或いは前記反射体に
より反射して受光部に入光し、この受光部に入光した反
射光の光量変化を、糸状の構造物の状態変化によっても
たらされる変化として検出される構成の光学的検出装置
である。

【００１０】従って、投光部から照射された光は、試料
物質に当たり試料物質の表面を反射し、或いは、反射体
によって反射する。そして、前記反射光が受光部に到達
し、これらの反射光の光量を例えば受光素子によって変
換して、その光量の変化を認識することにより、試料物
質における表面の色変化と太さ変化のいずれかの異なる
状態変化を同時に検出することができる。このため、従
来のように、複数の投光部及び複数の受光部から装置を
構成する必要がなくなり、一つの投光部及び一つの受光
部から構成される光学的検出装置で、試料物質の異なる
状態変化を同時に検出することができる。このように、
部品数を低減できることから検出装置を小型化すること
ができ、製造コスト及びエネルギーコストを低減するこ
とが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。

【００１２】図１は、本発明の具体例に係る光学的検出
装置の概略構成図を示す。尚、図中の矢印は、光線方向
を示す。

【００１３】図１に示すように、本発明の光学的検出装
置は、投光部を構成する投光器１と、投光器１から照射
される光を反射するように設置された鏡面等の反射体２
と、反射体２からの反射光を受光できるように設置され
た、受光部を構成する受光器３とを備えている。

【００１４】投光器１と反射体２の間に試料物質４、本
具体例においては、糸状構造物を通過或いは設置し、前
記糸状の構造物に向かって投光器１から光を照射する。
すなわち、投光部と反射体は糸状の構造物を挟んで対向
する位置に配置されるとともに、受光部は投光部の側に
配置されている。

【００１５】投光器１から照射された光は、先ず、試料
物質４の表面を反射し、受光器３に入る。また、投光器
１から照射された光は、試料物質４を通過し、その通過
した光が反射体２によって反射し、この反射した光が受
光器３に入る。

【００１６】投光器１から照射され、試料物質４の表面
に反射して受光器３に到達した光は、主に、試料物質４
の表面反射によるものであり、その光量変化は試料物質
の表面の汚れ等による色変化を示すものである。他方、
試料物質４を透過した光が反射体２によって反射して、
受光器３に到達した光の光量変化は、試料物質４の太さ
変化を示すものである。

【００１７】この場合、試料物質４の表面を反射する反
射光と、反射体２によって反射する反射光との光量レベ
ルは差があるため、反射体２の反射率を、反射体２の反
射面の大きさを変えたり、反射体２にスリットを設ける
ことによって調整し、反射体２を反射する反射光の光量
レベルと、試料物質の表面を反射する反射光の光量レベ
ルとを同等程度にして検出する。また、必要に応じて、
投光部分及び受光部分にレンズ等の光学系を設け、光を
集光して光量を高めて照射或いは受光することや、レン
ズとともにスリットを設けて、光量を高めると同時に測
定区域を制限して検出することも可能である。

【００１８】このように試料物質の表面反射によって受
光器３に到達する反射光と、反射体２によって反射して
受光器３に到達する反射光との光量変化を、後述する受
光素子によって検出することにより、試料物質の色変化
と太さ変化の異なる状態変化を一つの投光器及び一つの
受光器によって同時に検出することができる。

【００１９】また、試料物質４の表面反射によって反射
する光と反射体２によって反射する光は、どちらも投光
器１から発生される光の反射光であるため、前記反射光
の光路方向は同一となり、受光器３は投光器１の側に設
置することができる。このため、投光器１と受光器３
を、一つの投受光ユニット９に形成することが可能とな
る。

【００２０】図２は、本発明の具体例に係る光学的検出
装置の機能ブロック図を示す。尚、図中の矢印は光線方
向を示す。

【００２１】図２に示すように、投光器１は、発光源５
を備えている。発光源５は、例えば、発光ダイオード
（ＬＥＤ）、レーザーダイオード、或いは、蛍光管ラン
プ等をを用いることができる。

【００２２】発光源５から照射された光は、前述したよ
うに試料物質４によって反射し、或いは、反射体２によ
って反射し、受光器３に入る。

【００２３】受光器３は、受光素子６、光電変換部７及
び検出回路８等から構成されている。前記受光素子６
は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、
ＡＰＤ等を用いることができる。

【００２４】受光器３に反射光が入ると、前記反射光が
受光素子６によって変換されて光電流が発生し、この光
電流は光電変換部７によって比例する電圧に変換されて
増幅され、増幅された信号を検出回路８で予め設定され
ている基準値とを比較することにより、試料物質におけ
る色変化及び太さ変化のいずれかの状態変化が同時に認
識される。

【００２５】このように、反射体２を設置することによ
って、一つの投光器１で試料物質４を照射することがで
き、そして試料物質の表面反射による反射光と、反射体
２によって反射した反射光を受光器３に受け、受光器３
に設けられた受光素子６等によって前記反射光の光量を
信号に変換し、基準値と比較して試料物質の変化を認識
することにより、一つの受光器によって、試料物質の表
面の色変化と、太さ変化のいずれかの状態変化を同時に
検出することができる。このため、検出装置の部品数を
低減することができ、光学的検出装置を小型化すること
が可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学的検
出装置によれば、発光源を設けた投光部及び受光素子等
から構成される受光部を備えるとともに、発光源からの
光を反射する反射体を備えた構成により、一つの発光源
で試料物質を両面から照射することができ、試料物質で
ある糸状の構造物に当たって変化した光の光量変化を受
光部で認識することによって、前記糸状の構造物におけ
る色変化と太さ変化の異なる状態の変化を同時に検出す
ることができる。このため、従来のように、複数の投光
部及び受光部等を設ける必要がなくなり、部品数が低減
するため、小型化した検出装置を提供することが可能と
なる。

【００２７】また、本発明の光学的検出装置は、受光部
が投光部の側に配置されているので、装置の小型化が可
能になるとともに、発光源も一つで済むため、光学的検
出装置の製造コスト及びエネルギーコストを低減するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体例に係り、光学的検出装置の概略
構成図である。

【図２】本発明の具体例に係り、光学的検出装置の機能
ブロック図である。

【図３】従来例に係り、光学的検出装置の概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 投光器 ２ 反射体 ３ 受光器 ４ 試料物質 ５ 発光源 ６ 受光素子 ７ 光電変換部 ８ 検出回路 ９ 投受光ユニット １０ 発光器 １１ 集光レンズ １２ 糸状構造物 １３ 受光光学系 １４ 受光器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 糸状の構造物に光を照射し、前記構造物
   の状態変化に伴う光の変化を、光電変換素子により検出
   する光学的検出装置において、 糸状の構造物を照明する発光源を設けた投光部と、投光
   部から発生した光を反射する反射体と、光を受ける受光
   部とを備え、 前記投光部と前記反射体は前記糸状の構造物を挟んで対
   向する位置に配置されるとともに、前記受光部は前記投
   光部の側に配置され、 前記発光源から発生される光が、前記糸状の構造物或い
   は前記反射体により反射して受光部に入光し、この受光
   部に入光した反射光の光量変化を、糸状の構造物の状態
   変化によってもたらされる変化として検出されることを
   特徴とする光学的検出装置。