JPS63255648A - 光量分布の測定方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、光量分布の測定方法に関する。さらに詳しく
は、光量分布を利用して不織布、撒布。

編み物２紙、フェルト、フィルム、汎布などの如きシー
ト状物の斑の定量化や高速移動物体の検知。

細菌、ごみ、欠点などのカウント、水中魚群の探知など
にも適する光量分布の測定方法に関する。

［従莱の技術］ 従来より不織布、織布２編み物９紙、フェルト。

フィルム、汎布などのシーＩ・状物（以下被測定物とい
う）の厚さの均一性を定量化する方法として。

被測定物に光を照射して厚さに応じて透過してくる光量
を測定し９斑を測定することはよく知られている。例え
ば、前記の被測定物を光源と光センサー間に配置し、光
源と光センサーの一対と被測定物とを相対移動させたと
きの透過光量の分布を測定するものである。透過光量の
分布を精度良く測定するためには、光源と光センサーを
被測定物の幅方向あるいは長さ方向に対して何回も機械
的に移動させる必要がある。

まず、被測定物を静止させて光源と光センサーの一対を
移動させる場合は、光センサーを正確に何回も機械的に
移動させることは測定に長時間を要し２作業も困難であ
った。一方、被測定物の製造中すなわち被測定物を移動
させる場合は、製造速度か早けれは早いほど、あるいは
被測定物の幅が大きければ大きいほど、精度良く測定す
るためには、光源と光センサーを高速度で、かつ正確に
移動させる必要かある。ところが、光源と一対の光セン
サーを高速度で移動させようとしても、微動するため測
定精度上限度がある。

したがって、光センサーの移動速度は、被測定物の移動
速度に対して遅くなるため、ジグザグに測定してしまう
のが大きな欠点で、これは測定できない場所が大部分と
なるものであった。

このジグザグに測定することから回避するため他の方法
においては、被測定物を３Ｘ３ｃｍ角に連続的に切取っ
てはその重量を測定し１重量分布を調べることもあった
が１作業がより困難であるたけてなく、被測定物を切断
しないと斑が測定できないという欠点があった。これは
、製品として出荷するものにおいては２斑の有無がわか
らないまま市場に出ることになり問題である。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明者らは、上記欠点に鑑み、不織布、織布。

編み物２紙、フェルト、フィルム、汎布などのシート状
物の斑の定量化をするに際し、被測定物を非破壊で光量
を精度良く測定する方法を提供せんとして鋭意検討した
結果２本発明に到達したものである。

すなわち２本発明の目的とするところは、光センサーと
光ファイバを組合せることにより、被測定物のほぼ全面
にわたる各部分の光量を高速でかつ高精度で測定し、そ
の光量分布によってシート状物の斑の定量化やその他、
高速移動物体の検知。

細菌、ごみ、欠点などのカウント、水中魚群の探知など
にも広く利用できる光量分布の測定方法を提供すること
にある。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明の目的は、受光面か固定配置された複数の光ファ
イバの他端を複数の光センサーに接続し。

該光センサー間をスキャンすることを特徴とする光量分
布の測定方法により達成される。

また、該光センサーを電気的にスキャンさせることによ
り高速度で測定することができる。

以下本発明の詳細を図面を参照して説明する。

第１図および第２図は本発明に係る光量分布の測定方法
のうち、特に斑の定量化方法の１例を示す概略図である
。図において１は、一端１ａをライン状と成し、他端１
ｂを束ねた光ファイバ。２は。

束ねた光フアイバ端面と連結した光センサ−。Ａ。

Ｂ、Ｃはこれらを複数個並列配置させた受光部、３は光
源、４は信号切替器、５は電流電圧変換器。

６はＡ／Ｄ変換器、７はコンピュータ、８は被測定物で
ある。

第１図について説明する。静止させた受光部Ａ。

Ｂ、Ｃおよび光源３との関係において、他端Ｍｉを拡開
してライン状と成した光ファイバ１と光源の間を横切る
ように被測定物８を導いて移動させる。被測定物８を透
過してきた光源３の光をライン状と成した光ファイバの
先端１ａに導き、他端１１〕を束ねた光フアイバ端面か
らの出射光を連結した光センサ−２て光電変換する。光
電変換した電流は、コンピュータ７からの信号により信
号切替器４を制御して受光部Ａ、Ｂ、Ｃの順番で電気的
にスキャンさせて取り出す。これを変換器５て＠流電圧
変換し、ざら（こ変換器６てＡ／Ｄ変換してコンピュー
タでデ一夕を読取る。

なお、上述説明では受光部Ａ、Ｂ、Ｃを１列３分割した
場合を説明したが、勿論被測定物の大きさに応じて受光
部の光ファイバは、複数列、幾分側したものでも設ける
ことができるし、特に検出対象物か小さいものにおいて
は９分解能を向上させるため、光ファイバの１本うつに
光センサーを取り１１けてもよい。また、ライン状と成
した光ファイバは、場合によっては直線でなくても良く
、ジグリグ状または隣同士が離れていても良いのはゆう
までもない。

さらに５本発明の別な利用方法としては、光か透過しに
くい厚手試料においては、第２図に示したように、光の
照射を工夫して反射光を測定すれは、光を透過させなく
ても外観斑の測定が可能となる。また９斑測定以夕ｌに
も、受光量を２値化することにより、揺れ動く物や高速
度で移動する物などの物体検知あるいは物体の通過個数
を数える高速カウンター、水中における魚群探知１分解
能を向上させれば細菌の個数あるいはシート状物の６一 こみや欠点の個数を数えるカウンター、文字や図面の読
取りなどへの応用が可能となる。

本発明で用いる光ファイバは、特に限定されるものでは
ないが、受光部の形状を複雑に曲げたり。

可動機構に構成したい場合には、取り扱いが容易である
プラスチック系光ファイバか好ましいし。

高温下で使用する場合は、ガラス系光ファイバ。

耐熱性プラスチック光ファイバなどが使用できる。

光源としては、蛍光灯、白色光源、ハロゲンランプ、発
光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）
、固体レーザー、気体レーザーなどを用いることができ
るが、光センサーのスキャン速度が特に早い場合は、直
流点灯型とするのが好ましい。さらに、昼間の太陽光で
十分な光量が得られる場合や暗闇で光る物体を見る場合
などのように、光源を設けなくても光センサーか光重を
測定できるものについては、特に光源は不要に出来る。

［実施例］ 以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ 直径が５００ミクロン、長さ１７ｃｎ＋のプラスチック
光フアイバ９６０本を隙間なくライン状（４８ｃｍ）に
並べ。

ざらに他端を４０本つづ束ねたものを２４個つくり。

１束の端面の直径を約４ミリとした。光センサーは。

有効受光面が４Ｘ４ミｌＪのフォトダイオードを使用し
。

該フォトダイオードと光ファイバ束の端面とをそれぞれ
連結した受光部を制作した。フォトダイオードの出力電
流を取り出すのは、信号切替器、マルチプレクサ−を使
用した。１個のマルチプレクサ−に８個のフォトダイオ
ードを接続させたものを３組制作し、この３組をもう１
個のマルチプレク４ノーに接続した。さらにこの４個の
マルチプレクサ−とコンピュータを接続した。フォトダ
イオードの電気的スキャン方法は、コンピュータから４
個のマルチプレクサーを制御し、２４個のうちから所望
するフォトダイオードの電流をマルチプレクサ−を通じ
て出力させた。一方、マルチプレクサ−の電流出力部は
１台の電流電圧変換器と接続し。

この変換器の電圧出力部とコンピュータに内蔵したＡ／
Ｄ変換器とを接続してコンピュータにデータを取込める
ようにした。すなわち、マルチプレクサ−とＡ／Ｄ変換
器の同期がとれるようにした。

データの採取方法は、フォトダイオ−１司個につき１０
回を平均し、１〜２４番目まで４８ｃｍを電気的にスキ
ャンした。被測定物は、　５０ｃｍ幅の不織布を一定速
度、　５ｍ／ｍｉｎて移動させ、１分間測定した。光源
は、直流点灯型の蛍光灯を使用した。

比較例１ 光センサーは１個のフ第１・ダイオードと光源は１個の
白色電球を一対とし、この一対を１．３ｍ／ｍｉｎの速
度で１機械的に連続往復移動させた。移動幅は片道４８
ｃｍ、本発明の装置と同幅とし、光センサーからのアナ
ログ出力をペンレコーダーで記録した。

被測定物は実施例１と同様の５０ｃｍ幅の不織布を使用
して一定速度、　５ｍ／ｍｉｎて移動させて１分間測定
した。

実施例１および比較例１の光七ン→ノー移動速度。

回数およびジグザク距離の結果を第１表に示した。

ジグリフ距離は、第３図（ａ）および（１〕）に示した
。

第１表かられかるように９本発明の如く光ファイバを使
用し、フォトダイオードを電気的にスキャンさせた場合
は、第３図（ａ）に示したようにジグザグ距踊が約５．
４ｃｍであったのに対し、比較例のフＡｌ・ダイオード
を機械的ζこ移動させた場合は。

第３図（ｂ）に示したようにジグザグ距離は約１８４．
６ｃｍであった。

第１表 本発明は、比較例１の約３．！１倍もの高速度でスキャ
ンしたことになり、シート状物の斑の定員化に際し・、
極めて精度の良い測定をするので、優れた効果がある二
とかわかった。

［発明の効果］ 本発明の光量分布の測定方法は、上述のように構成され
ているので、被測定物全幅の光量分布を光ファイバか全
面で受け、光センサーが電気的に高速度でスキャンする
ためジクサグ測定になる割合いか少ない。しかも、光源
と受光部か静止しているため揺れ動くことはなく利用す
ることかでき。

確実に受光できるので得られるデータの信頼性か極めて
高い。

一方、光ファイバを利用せず光センサーたけをつないて
も同様に高速度でスキャンはできるが。

一般的に光センサー二よケースに入っていて有効受光面
どうしか連続した構造には成り得ないし、有効受光面が
連続した比較的長いライン光センサーもあるが、極めて
高価格であるうえ広幅物に対応するのはやはり困難であ
る。

さらに、特に静電気を帯びた被測定物においては、光セ
ンサーを直接被測定物に接近させると光センサーに向か
って放電を生じ、計測系が破壊する危険性があるだけで
なく、電界中ての計測はノイス障害を受けやすい。

また、測定雰囲気の温度か変（ヒし易い環境や高温度下
あるいは低温度下では、光センサーの光電変換率が変動
する。その点、光ファイバを利用したことにより、被測
定物と光センサーとの間に距離を設けることか出来、特
に測定環境か悪い場合は、光フアイバ部分を延長して光
センサ一部分を環境の影響を受けない場所に置くことも
でき、ノイズフィルターや温度補償回路などが不要とな
る。

すなわち、精度の良い測定ができるのは勿論。

測定環境を選ばず、構造的にも簡単かつ安価となる利点
かある。

上述の利点に加え、広幅測定物への対応は、受光部を構
成する光ファイバの本数を増加すれば良いし９分解能は
、光ファイバのライン部の分割数を増加して１束の本数
を減少することにより簡単に変更できろ。

したがって、最大幅、最小分解能の受光部を作っておけ
はハードウェアの変更をせず、コンピュータのソフトウ
ェアを工夫するたけで、どのようなサイズの測定物や分
解能にも対応が可能となるたけでなく、測定したい場所
を任意に選択できる。

例えは、測定物の両端のデータが不要である場合や逆に
９両端と中央だけを測定してスキャン回数を多くシ、長
さ方向の精度を向上させたい場合などのように自由自在
に測定箇所の選択か可能となる。そのため、長さ方向お
よび幅方向などの統計的解析、異なる分解能による測定
１斑のクラフィック処理などがリアルタイムでてきるた
め、製造中に不良箇所を容易に発見して製造プロセスに
フィードバックすることなどが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光量分布の測定方法の一例を示す
概略図、第２図は他の例を示す概略図。 第３図（ａ）および（ｂ）は、ジグザク距雑の説明図で
ある。 １：光ファイバ ２：光センサ− ３：光源 ４：信号切替器 ５：電流電圧変換器 ６：Ａ／Ｄ変換器 ７；コンピュータ ８：被測定物 特許出願人　　東　し　株　式　会　社第１図 Ｙ２ｚ 第３ （ｂ） 沼

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受光面が固定配置された複数の光ファイバの他端
   を複数の光センサーに接続し、該光センサー間をスキャ
   ンすることを特徴とする光量分布の測定方法。
2. （２）光センサーのスキャンが電気的におこなわれるも
   のである特許請求の範囲第（１）項に記載の光量分布の
   測定方法。