JPS5828211Y2 - ヘンチヨウシガイセンリヨウ ノ ケイコウタイケンシユツソウチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は一定の周波数で点滅する紫外線ランプの光を
照射することによって螢光体の存在を検出する装置に関
する。

紙や布のシートを自動裁断したり、木材や金属の表面に
きす等の欠陥を自動的に検出するためにこれら目的物の
表面に光を照射し、その反射光をフォトトランジスタ等
の光電変換素子に受光してチェックマークや表面欠隔等
（以下チェックマーク等という）を検出することが従来
から広（行なわれている。

しかし、反射光を利用するチェックマーク等の検出は対
象物の表面の凹凸や色採の影響を受は易く、検出が困難
または不可能な場合が少くない。

たとえば、各種の色採および織目の布地が混在するとき
、これを自動裁断するためのチェックマークの検出、表
面状態が種々異なる木材表面の欠陥ケ所を切断除去する
ためのチェックマークの検出、研摩された金属表面のき
すの検出等はその例である。

そこでこのような場合にもチェックマーク等を確実に検
出する方法が考えられた。

すなわち、チェックマーク等を通常の塗料、染料、イン
ク等ではなく、予め螢光物を被検出局部につげておき、
該螢光体に紫外線を照射すると、紫外線のエネルギが吸
収され、より波長の長い可視光線が放射されることを利
用して、チェックマーク等を検出するのである。

この方法においては、照射光は不可視の紫外線であるか
ら、被挟物表面からは紫外線が反射されるのみであるの
に対して、螢光体ノチェックマーク等からは一定波長の
可視光が放射される。

そこで、光学フィルタを用いて可視光のみを通過せしめ
るようにすれば、被挟物表面の状態（凹凸９色採なと）
の影響を受けることなく、きわめて明瞭にチェックマー
ク等を検出することができるのである。

チェックマーク等を螢光体で付ける方法としては、布地
や木材の表面に通常の螢光チョークでマーキングすれば
良いのであるが、その他特殊な方法として、たとえば生
地の場合には織布の段階で螢光体を付着せしめられた糸
を所定の位置に織り込んでおく方法が考えられ、研摩さ
れた金属面のキズの発見等のためには、まず全面に螢光
体を塗布し、その後螢光体を拭き取ればキズの中にのみ
螢光体を残すことができるなどの方法が考えられる。

さて、本考案は前記方法の実施に必要な螢光体検出装置
を提供することを目的としてなされたものである。

該螢光体検出装置は、発光部Ｔと受光検出部Ｒとから成
り、該発光部は紫外線ランプと該紫外線ランプを一定の
周期で点滅せしめる手段とを含み、−力受光検出部は紫
外線をカットする光学フィルタおよび集光レンズから成
る光学系と、光電変換素子と、帯域ろ波、増巾、検波等
の電気回路とを含んでおり、自然光、照明光など検出環
境周囲の外乱光の影響を受けることなく、チェックマー
ク等の螢光体を確実に検出し得るものである。

つぎに本考案の構成、作用および効果について、その一
実施例を示す図面にもとすいて記述する。

第１図は本考案の螢光体検出装置の概要を示すフロック
図であり、第２図は発光部Ｔの実際の回路の一例を示す
回路図、第３図は向じく受光検出部Ｒの回路図である。

第１図における各ブロックの出力波形を示す第４図を参
照しながら、本装置の概要を説明する。

まずＤＣ−ＡＣコンバータで一定周期のパルスを発生せ
しめ、ランプドライブ回路でこれを微分して得た駆動出
力で紫外線ランプ１（この部分については後に詳述する
。

）を駆動せしめ、一定の周期（たとえば５ＫＨｚ程度）
で明暗を繰返す紫外線（変調紫外線）を被検物表面へ照
射する。

以上が発光部Ｔである。

さて、照射された紫外線は被検物表面で反射されるが、
被検物弐面に螢光体が存在すると、該螢光体は紫外線を
吸収して可視光線を放射する。

したがって螢光体から放射された可視光線と１反射紫外
線と、外乱光線とが受光検出部のフォトトランジスタ２
に到達することになるが、実際には光学フィルタＡを用
いて紫外線および赤外線をカットし、可視光線のみをフ
ォトトランジスタ２に受光せしめるようにする（この部
分については後に詳述する。

）フォトトランジスタ２で光信号を電気信号に変え、帯
域ろ波回路で自然光、照明光等外乱光に相当する電気信
号をカットし、発光部から照射される変調紫外線と同一
の周波数の電気信号のみを取り出し、これを増巾し、検
波すると第４図に示すように、螢光体から放射された可
視光線を受光している時間中は大きな出力が得られ、螢
光体を検出することができる。

さらにこの出力を積分し、シュミツ、ト回路で波形整形
し、さらに増巾すれば外部制御器機のリレー等の駆動出
力を得ることが可能となる。

次に発光部と受光検出部Ｒの光学系について詳述する。

近紫外線領域（波長３２０〜３８０ｎｍ）の紫外線を照
射したとき波長５５０ ｎｍ付近の可視光線（緑色）を
放射する螢光体を使用する場合を例に取って説明する。

まず発光部であるが、近紫外領域に発光特性を有する紫
外線ランプとしては、たとえば第５図に示すような分光
エネルギ分布を有する巾販のランプ（螢光ケミカルラン
プ）を使用すればよい。

発光部の外形を第６図および第１図に示す。

紫外線ランプは取外し可能であり、主要部は密閉構造と
なっている。

次に受光検出部の光学系について第８図にもとすいて詳
述する。

フォトトランジスタ２がケース７の一端に取付けられて
おり、その直前には赤外線カットフィルタ６が、さらに
その前方には集光レンズ５、近紫外線カットフィルタ４
、−次フィルタ３が装着されている。

これらフィルタはすべて市販のものを選択使用すればよ
く、その透過特性の一例を第９図にそれぞれの特性曲線
にそれぞれの番号を付して示すが、ちょうど螢光体から
放射される可視光の波長５５０ｎｍにおいて最大の透過
率を有している。

さて、前記紫外線ランプから照射された近紫外線１０は
被検物８０表面で反射されるが、被検物表面に螢光体９
が存在すると、該螢光体から５５０ｎｍ付近の可視光１
１が放射される。

したがって螢光体９から放射された可視光１１は反射近
紫外線１２および自然光、照明光等の外乱光と共に受光
部へ到達する。

しかしフォトトランジスタ２の前には近紫外線カットフ
ィルタ４と赤外線カットフィルタ６が装着されているの
で、螢光体から放射された可視光１１と外乱光のうち可
視部のみが集光レンズ５で集光されてフォトトランジス
タ２に受光される。

なお近紫外線カットフィルタ４に波長の短い紫外線が照
射されると近紫外線カットフィルタ４自身が螢光を発す
る性質を有し、目的とする螢光体９の検出が困難となっ
てしまうので、あらかじめ波長の短い紫外線を除いてお
く必要がある。

−次フィルタ３はそのために装着されている。

結局、螢光体９から放射された可視光１１と外乱可視光
はフォトトランジスタ２で電気信号１３に変換されるが
、前述のごとく帯域ろ波回路で外乱可視光に相当する電
気信号はカットされ、螢光体９から放射された可視光１
１に対応する電気信号のみが得られることとなる。

したがって本螢光体検出装置と被検物を一定間隔を保っ
て対向せしめながら相対的に移動せしめれば、螢光体が
存在する場合にのみ十分な大きさの電気信号を得ること
が可能であり、必要に応じて外部制御機器の駆動出力を
得ることも可能である。

本考案は、以上詳記したように、紫外線を照射したとき
螢光体から放射される可視光を利用してチェックマーク
等を検出するものであるので、被検出物表面の状態（凹
凸９色採等）の影響を受けることが少なく、反射を利用
した検出装置では検出が困難な被検物表面のチェックマ
ーク等を容易に検出することができる顕著な効果を有す
るものである。

また、変調紫外線を使用するので、外乱光の電気信号を
分離排除することが容易であり、使用環境の制約が非常
に少い特徴をも有する。

さらに、ある種の食品（たとえばスープ）は雑菌が混入
すると螢光を発する性質を有するので、本装置をその不
良検出に利用できるなど、一般的に螢光体の検出に使用
できる特長をも併せ有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の螢光体検出装置の概要を示すブロック
図、第２図は発光部の電気回路の一例を示す図、第３図
は同じく受光検出部の回路図、第４図は第１図の各ブロ
ックの出力波形を示す図、第５図は本装置に使用できる
市販紫外線ランプの発光特性図、第６図は検出器の正面
図、第７図は同じく平面図、第８図は受光検出部の光学
系の概略図、第９図は第８図の各光学フィルタの透過特
性図である。 １・・・・・・紫外線ランプ、２・・・・・・フォトト
ランジスタ、３・・・・・・−次フィルタ、４・・・・
・・近紫外線カットフィルタ、５・・・・・・集光レン
ズ、６・・・・・・赤外線カットフィルタ、７・・・・
・・ケース、Ｔ・・・・・・発光部、Ｒ・・・・・・受
光検出部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 分光エネルギの分布を近紫外線領域内に集中せしめた紫
   外線発生手段と該紫外線発生手段を一定周期をもって明
   滅せしめる手段とを含む発光部Ｔと、可視光線のみを透
   過せしめる光学フィルタ手段と光電変換素子と帯域濾波
   回路、増幅回路および検波回路とを含む受光検出部Ｒと
   の２部分から成る変調紫外線利用の螢光体検出装置。