JPS6359100B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、走査光線によつて帯状体表面を掃引
し、その欠陥箇所を検知するための光学欠陥検出
装置に関し、特に帯状体表面における欠陥情報を
含む散乱光成分を極めて的確に検知できる帯状体
の光学欠陥検出装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、帯状体表面の欠陥箇所の検査において
は、例えば走査光線として特定周波数を有する可
干渉光のレーザー光線を用いて、帯状体表面を一
点ずつ走査する時、その表面状態によつて各々異
なる方向に散乱し円錐形の散乱光を発生する。特
に表面上の欠陥部分では、その分散範囲を増加す
るといつた現象がある。つまり、帯状体表面の異
なる点から同一角度にて反射する光ビームは、焦
面内の特定点に集束し、同一点から異なる角度に
て散乱する光ビームは、焦面内の異なる点に到達
するといつた現象がある。このような現象を利用
して、表面欠陥の情報のほとんどを含む所定角度
範囲外に存在する散乱光成分と欠陥の無い箇所で
正反射した所定角度範囲内に存在する比較的高い
光度の主光ビーム及びその近接する周辺域成分と
の両方を検出して、欠陥箇所からの光ビームの角
度識別をする光学走査装置が多く開示されてい
る。

ドイツ特許公告DE−AS 24 33 682において
は、走査面上の光線列に対して直角な面内での異
なる角度範囲の反射光ビームを識別するために、
数個の光伝導ロツドを相互に平行に配設した受光
装置を異なる受光面内に平行に配設した光学走査
装置が開示されている。

ドイツ特許公開DE−OS 21 15 979において
は、走査面からの散乱光を受光する如く配設され
た光導入面を有する光伝導ロツドが開示されてい
る。

また、ドイツ特許公告DE−AS 19 41 905にお
いては、極めて高屈折率の段状プリズム装置を有
する光伝導ロツドが開示されており、この光伝導
ロツド軸に対して直角に入射される光ビームが全
反射角度にてロツド内を複数回反射してロツドの
一端に設定された光検出器に到達する如く、段状
プリズムの個々のプリズム表面がロツド軸に対し
所定角度だけ傾斜して設定されている。

ドイツ特許公告DE−AS 25 32 603、DE−AS
27 27 927においては、走査面からの光ビームを
例えば扇状の異なつた角度にて走査面から反射し
て形成された受光面内になる角度で存在する光ビ
ームを検知するための受光装置が開示されてい
る。

更に、ドイツ特許公告DE−AS 28 00 351にお
いては、受光面における光ビームの角度識別のた
めに、光伝導ロツドの中心部に、主光ビーム及び
その近接する光ビームを遮断し、特定の受光器に
向けて偏向するための偏向鏡を配設した光学装置
が開示されている。この装置も上記した公知の光
学走査装置と同様に検知対象物である例えば織布
の全幅を覆うだけの極めて高品質で重量のある寸
法の大きな凹面鏡を用いている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の光学走査装置又は光ビーム反射角度検出
装置にあつては、走査対象物からの光ビームを所
定の受光装置にて受光するため、走査対象物であ
る織布等の全幅を覆うような細長い凹面鏡を介し
て受光装置に光ビームを投射していたために、こ
の凹面鏡の鏡面精度によつて、比較的低い光度を
有する散乱光を確実に受光装置に投射し、伝達す
ることは容易ではなかつた。また、極めて高精度
で重量ある寸法の大きな凹面鏡は、極めて高価で
ある。

また、受光装置として、光伝導ロツドを用いた
場合、同一の光伝導ロツドにて走査面からの光ビ
ームを受光すると、入射された光ビームのほとん
どが光伝導ロツド内を伝達し、光検知器に送り込
まれるために、入射光の角度識別をすることは不
可能である。このために、光伝導ロツドを受光装
置として使用する場合は、複数個の光伝導ロツド
を用いて入射光の角度識別をする必要がある。し
かしながら、例えば中心に主光ビームを受光する
ための光伝導ロツド、及びその両側に隣接して散
乱光を受光するための二個の光伝導ロツドを用い
た場合、極めて高い光度を有する主光ビームに影
響されて、散乱光が光伝導ロツドに十分に到達し
ないといつた問題を生じてしまい、角度識別が精
確、且つ効果的に実現できない。

更に、光伝導ロツド内に段状プリズム装置を使
用して、このロツド内に入射された入射光を光伝
導ロツド内のいずれか一端に配設した光検知器に
伝達するには、走査面表面の欠陥箇所からの比較
的低い光度の散乱光を確実に伝達できるように、
極めて高品質な段状プリズムを必要とする。

上記したように、従来の光学走査装置又は走査
面からの光ビームの角度識別装置においては、構
成要素として極めて高精度な凹面鏡、光伝導ロツ
ド等を必要とするために、高価であると共に、一
定限度の精度に限定されてしまう。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
のであり、全走査領域において、帯状体表面の欠
陥状報を含む散乱光が主光ビームによるクロスト
ークの影響を受けることなく、高い精度で検知で
きることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の帯状体の
光学欠陥検出装置においては、帯状体の走査面上
に光線列を形成する如く走査光線を発する送光装
置と、光線列に平行に配列された受光装置とから
なる帯状体の光学欠陥検出装置において、角度範
囲フイルター手段を受光装置に対して平行、且つ
受光装置と光線列との間に配設することによつ
て、受光面に対して所定角度範囲外の光ビームの
みが受光装置に入射されるように設定するもので
ある。

前記の角度範囲フイルター手段を帯状体の走査
面から投射された所定角度範囲内の光ビームを吸
収し、所定角度範囲外の光ビームを透過するか、
或は帯状体の走査面から投射された所定角度範囲
内の光ビームを偏向し、所定角度範囲外の光ビー
ムを直進するように設定した光吸収面を有する薄
板から形成し、この光吸収面と反対の面を鏡面形
成するものとする。

また、半透明の帯状体の場合、走査面を透過す
る透過光を受光する受光装置を光線列に平行に、
帯状体に対して透過側の入射平面上に配設すれば
よい。

前記の走査光線を相互に平行な光ビームから形
成すると共に、角度範囲フイルター手段をその全
長に渡つて一定なフイルター特性を有する如く設
定するか、或は角度範囲フイルター手段を入射光
平面内で相互に異なる角度の扇状光ビームから形
成すると共に、角度範囲フイルター手段を光線列
に沿つて相互に異なる入射角の走査光線に応じ
て、その長さ方向に沿つてフイルター特性を変え
ることにより、フイルターの全長に渡つて、光ビ
ームの所定の角度範囲を識別可能とする。

また、前記の角度範囲フイルター手段を干渉格
子のホログラムから形成し、複数のホログラムを
相互に独立した干渉格子として重ね合わせ、複数
の異なる角度範囲の光ビームを相互に異なる位置
に配設した複数の検出器にて同時に検知するよう
に設定することもできる。更に、前記の薄板から
形成した角度範囲フイルター手段をホログラムか
ら形成した角度範囲フイルター手段と受光装置の
間に配設することにより、角度範囲フイルターを
組み合わせ、高精度の角度範囲フイルターとする
こともできる。

前記の走査光線を直線偏光し、且つ前記の角度
範囲フイルターをクロスド・アナライザーから形
成し、所定角度範囲内の光ビームを偏向するよう
に設定することもできる。

また、前記の光伝導装置を光線の導入面に対し
て正反対の面に段状鏡面装置を配した光伝導ロツ
ドから形成し、この段状鏡面装置を全反射角で全
ての入射光を偏向する如く光伝導ロツド内に配列
すると共に、光検出器を光伝導ロツドの少なくと
も一端に配設するものとする。更に、この角度範
囲フイルター手段を光伝導装置とその光線導入面
側に配設した凸レンズとの間に配設することも効
果的である。

［作用］ 上記のように構成された帯状体の光学欠陥検出
装置の角度範囲フイルターは、受光面に対して所
定角度範囲内の主光ビーム及びその近接する周辺
域の光ビームを除去し、所定角度範囲外の散乱光
を確実に受光装置内に送り込むように働く。

前記の角度範囲フイルターを体積ホログラムの
形態を取つた干渉格子とし、特に数個のホログラ
ムを相互に独立して干渉格子の中に重ね合わせる
ことによつて、数個の異なる角度範囲の光ビーム
を同時に空間的に分離した数個の光検出器に向つ
て偏向するように働く。

また、光学欠陥検出装置の受光装置を光ビーム
導入面と正反対な面に配列した段状プリズム装置
及び光伝導装置内の少くとも一端に配設した光電
交換器から形成し、個々のプリズム表面の傾斜角
度を受光面に対して所定角度範囲内の光ビームを
透過して除去し、所定範囲外の光ビームを全反射
角度にて偏向し、光電変換器に到達するように働
く。

更に、光学欠陥検出装置の受光装置を選択的に
スイツチオンされる複数の受光器から形成し、こ
の受光器の少くとも一個が各々特定の瞬間にスイ
ツチオフされ、受光面の所定角度範囲内の光ビー
ムが投射された時にスイツチオフすると共に、こ
の所定角度範囲外の光ビームが投射された時にス
イツチオンするように設定することによつて、所
定角度範囲内に含まれる主光ビーム及びその近接
する周辺域の光ビームを検出対象から除去し、所
定角度範囲外の散乱光を含む光ビームを的確に検
出するように働く。

［実施例］ 第１図乃至第３図において、鮮明な単周波数の
可干渉性レーザー走査光線３７を発する走査光線
発生装置４４は、第２図に示した走査面上の矢印
ｆの方向に沿つて、走査面を周期的に掃引する。
この走査光線発生装置４４は、レーザー光源、走
査運動を起こすためのミラーホイール、及び走査
光線を平行光線に変換する凹面鏡から形成され
る。本発明に適した走査光線発生装置の例がドイ
ツ特許公開DE−24 33 682に開示されている。

第１図より明らかなように、走査光線発生装置
４４を走査光線３７が帯状体、例えば織布４７の
表面に対して入射角αで照射される如く配設し、
走査面上に光線列をなすための走査光ビード３１
を形成する。走査面を漏れなく確実に走査するた
めに、織布４７を二個のローラー４８の回転運動
に従つて、前記の走査方向ｆに対し垂直に交わる
第１図の矢印Ｆの方向に送り出す一定の送り速度
と走査光線３７の掃引周期が同調して、織布面を
漏れなく走査するように設定する。

走査光線３７の主光束は、入射角αに等しい反
射角αで受光装置３２，３３の方向へ反射され
る。第１図において、鏡面反射に相当する完全反
射する主光ビームを実線で示し、織布表面での大
小の散乱によつて完全反射角αから外れた散乱光
を破線で示すものとする。

第１図の参照符号３４は、本発明に従つて配設
されたホログラムを示すが、仮にこのホログラム
３４を取り除いた場合、織布４７の走査面上で反
射した光ビームは、破線で示したように凸レンズ
３２を介して光伝導ロツド３３へと偏向され、こ
の光伝導ロツド３３の光ビーム導入面と正反対側
に配設された段状鏡面装置４６（第３図参照）の
鏡面で反射され、複数回の反射を繰り返してこの
ロツド３３のいずれか一端に設置された光電変換
器４９（第３図参照）に到達する。また、同様に
この光電変換器４９の設定してある方向と反対方
向に進む光ビームも光伝導ロツド３３の光電変換
器４９と反対側に配設された鏡面５０によつて反
射され、結果的には光電変換器４９に到達する。

前記の凸レンズ３２及び光伝導ロツド３３の
各々の中心軸は、走査方向ｆに対して平行に設定
するものとする。

更に、第１図において、ホログラム３４を取り
除いた場合、織布４７表面の欠陥箇所のために、
完全反射角αで反射された主光ビームによつて形
成される受光面に対してかなり大きな角度で外れ
た所定角度範囲外の散乱光は、第１図の参照符号
３３′で示した他の受光装置で受光される。逆に、
この受光面内に拡がる方向での主光ビームと散乱
光との角度識別を第３図に示した光伝導ロツド３
３にて実施しようとしても、この光伝導ロツド３
３内に入射された光ビームは主光ビームと散乱光
の区別無く光電変換器４９にて検知されてしまう
ので、事実上、角度識別はできない。

本発明においては、第３図に示した受光面内で
の角度識別を実現するために、ホログラム３４を
走査光ビード３１と受光装置３２，３３との間に
配設した。

この場合、ホログラム３４は、完全反射光３５
（以下、主光ビーム）及びその近接する周辺域の
光ビームを第１図に示した受光面から外すように
働く。この所定の受光面から外れた主光ビーム３
５を受光する必要がある場合は、ホログラム３４
による偏向方向に対する凸レンズ３２″及び光伝
導ロツド３３″から形成する受光装置にて受光で
きる。また、逆に第３図に示した受光面内であつ
て、織布４７表面からの所定散乱角度以上の散乱
光は、ほこり等の障害物に妨げられることがなけ
れば、ホログラム３４を通過して光伝導ロツド３
３に投射され、このロツド３３内に設定された段
状鏡面装置４６により偏向され光電交換器４９に
到達する。このように、本発明によると、主光ビ
ーム及びその近接する周辺域の光ビームを所定の
受光装置へ至る受光面から除去し、その他の所定
角度範囲外の散乱光からなる光束を受光装置の光
伝導ロツド３３内の光電変換器４９へ到達するこ
とができる。

本発明において、ホログラム３４は、第２図に
示した光源から走査面に向つて照射される走査光
線によつて形成される走査光線平面又は入射光線
平面内に拡がる平面波（参照波）と第１図に示し
た主光ビーム３５の方向の平面波（物体波）との
重ね合わせによつて形成される。このホログラム
３４により偏向された角度範囲は、ブラツグ条件
（Bragg condition）に従い、ホログラムの厚さ
によつて決定される。また、この角度範囲は、ホ
ログラムを形成するための参照波として、有効開
口部で光量を調整した参照波を用いることによつ
て調整できる。

第３ａ図において、前記の第１図乃至第３図の
光学走査装置に適したホログラムの形成を詳述す
る。

第３ａ図に示すように、レーザー発生装置５７
から発せられた鮮明な光ビーム５８は、レンズ系
５９を介して拡大され、ビームデバイダー６０に
よつて二つの光ビーム部分に分けられる。このビ
ームデバイダー６０を単に通過する平面波は、一
般に参照波５５と呼ばれる平面波であり、他方、
ビームデバイダー６０によつて偏向された平面波
は、偏向鏡６１で反射され、角度βをなして参照
波５５を横切る一般に物体波（信号波）５６と呼
ばれる平面波である。第３ａ図から明らかなよう
に、後にホログラム３４を形成する感光材料を参
照波５５と物体波５６との交差面に配置すると、
この感光材料に記録される固定干渉場が生じる。
このようにして、感光材料に干渉潜像を記録した
後に、この感光材料に参照波５５を照射すると、
この参照波５５を物体波５６に変換して感光材料
上にホログラムが形成されている。これは、ホロ
グラム３４を通過する参照波５５がこの参照波の
光路に対して角度βだけ偏向されたことに相当す
る。

本発明に従つて、ホログラム３４を用いると、
参照波５５は、受光面に対して所定角度範囲内の
光線列５４から発せられた光ビームからなる平面
波に相当し、この光ビームが偏向されて形成され
た平面波が物体波５６に相当する。

仮に、参照波５５として球面波を用いると、ホ
ログラムは反射角度より大きな角度範囲で光ビー
ムを偏向することができる。

第１図にて、織布表面を特定角度で反射する反
射光を検知する帯状体の光学欠陥検出装置を示し
たが、第１ａ図にて、半透明の織布又は透過性箔
４７を透過する透過光を検知する帯状体の光学欠
陥検出装置を示す。この場合、主光ビームは、ホ
ログラム３４によつて偏向されるが、透過性箔４
７内の不均質部分で散乱された散乱光は、ほこり
等の障害物がなければ、そのまま受光装置３２，
３３に到達し、検知される。

第１ｂ図は、織布４７に平行に配列された蛍光
管６２を光源として用いた場合を示す。この場
合、蛍光管６２と走査面との間に配設された凸レ
ンズ６３によつて、走査光線が集束されて、光線
列５４を形成する。このように走査光線として一
連の光線列５４を用いることによつて、例えばミ
ラーホイール（図示せず）のような可動要素を使
用しなくて済む。この場合も、ホログラム３４を
介して受光面の所定角度範囲内の光ビームを受光
装置３２，３３から外し、所定角度範囲外の光ビ
ームのみを受光装置に到達させることができる。

第１ｃ図は、同一の光線列から発せられた各々
二個の受光面６４及び６５内の光ビームが相互に
隣接した二個の光伝導ロツド３３及び３３′に
各々対応する角度範囲フイルター、特にホログラ
ム３４，３４′を覆う如くその前方に配設された
一個の凸レンズ３２によつて分けられた状態を示
している。この場合も、ホログラム３４を介して
受光面６５及び６４内に拡がる所定角度範囲外の
散乱光成分のみが光伝導ロツド３３及び３３′に
到達する。第１ｃ図において、矢印で示したよう
に、第一のホログラム３４にて偏向された受光面
６５内の所定角度範囲内の主光ビーム及びその近
接する周辺域の光ビームを第一の光伝導ロツド３
３の上方に偏向し、第二のホログラム３４′にて
偏向された受光面６４内の所定角度範囲内の主光
ビーム及びその近接する周辺域の光ビームを第二
の光伝導ロツド３３′の下方に偏向して受光装置
から除去している。

第３ｂ図は、複数のホログラムを重ね合わせて
形成した複式角度範囲フイルター３４を示したも
のであり、複数の相互に異なる干渉場がこのホロ
グラムを形成するための感光材料に記録される。
従つて、この複式角度範囲フイルター３４を用い
ることによつて、同時に各々異なる角度範囲の光
ビームを各々別々の受光装置３３，３３′、及び
３３″へ偏向することができる。

また、ホログラム３４は、感光材料の中に干渉
場を記録中に、円柱波を重ね合わせることによつ
て、集合効果を同時に与えることができる。この
ホログラム３４によつて、偏向された光ビーム成
分を所望しない角度範囲に存在する光ビーム成分
から分離することができる。即ち、偏向しないで
そのまま透過する光ビーム成分を所望しない角度
範囲の光ビームとしてフイルター選別するホログ
ラム３４を設定すればよい。

このように、ホログラムを本発明に従つて、角
度範囲フイルターとして用いる場合、ホログラム
は、透過率、反射率、及び屈折率の正弦変化の結
果、単一次数の偏向を実行するように、用いられ
ている。このホログラムの透過率、反射率、及び
屈折率の正弦変化は、感光材料上にホログラムを
形成するための参照波と物体波の光度を調整する
ことによつて実行できる。しかしながら、感光材
料の感光特性の非線形部分の影響により生ずる二
次の回折光を除去するために、二次の回折光の理
論偏向角度を回折格子面の法線に対して90゜以上
にする必要がある。

更に、相互に所定の距離をおいて設定された少
くとも二個の反射面からなる干渉計も角度範囲フ
イルターとして使用できるが、例えばこの種の干
渉計として、二枚の鏡を組み込んだフアブリーペ
ロー干渉計を用いると、透過率が光ビームの所定
の波長に従つて変化する。

従つて、角度範囲フイルターとして干渉格子を
用いる場合は、その格子定数に適した単色光を用
いる必要がある。

第４図は、第１図の類型図であり、同一部分に
は同一の番号を用いている。第１図に示した実施
例との相違点は、走査光線３７が直線偏光器５１
を介して織布４７表面に照射される点である。こ
の直線偏光器５１の偏光方向を第４図に示した矢
印の方向に設定すると光源から発せられた光ビー
ムは、直線偏光された状態で織布の走査面に照射
される。走査面で正反射された主光ビーム３５及
びその近接する周辺域の光ビームの場合は、その
まま直線偏向光線として受光装置に向かおうとす
るが、走査面上の光ビード３１と受光装置３２，
３３との間にクロスド・アナライザー３８を配設
することによつて、受光装置から外すことができ
る。逆に、走査面上の欠陥箇所により所定角度範
囲外の比較的強く散乱した散乱光は、この散乱に
起因して多少の偏光が加えられているために、ク
ロスド・アナライザー３８を通過して受光装置３
２，３３に到達し、受光装置内に配設された光電
変換器４９にて検知される。この時、光電変換器
４９によつて、受光した散乱光の光度に基づく電
気信号特性からその欠陥程度の評価をすることが
可能である。

第５図には、織布からの反射光を受光する特別
な形態の光伝導ロツド３３からなる受光装置を示
す。この光伝導ロツド３３は、複数の屋根状又は
鋸歯状のプリズム表面４０から形成された段状プ
リズム装置３９を光導入面と反対側の面に配設し
たものである。このプリズム表面４０の光伝導ロ
ツド３３の中心軸に対する傾斜角度を選定するこ
とによつて、本発明の意図する主光ビーム３５及
びその近接する周辺域の光ビームと、欠陥箇所の
情報を含む散乱光とを識別できる。第５図に示し
た如く、主光ビーム３５に対して散乱角度γで反
射する散乱光３６の場合を一例に取ると、プリズ
ム表面４０の所定の傾斜角度に従つて、受光面内
の所定角度範囲内の主光ビーム３５及びその近接
する周辺域の光ビームは、プリズム表面４０を透
過し、第二の光伝導ロツド３３で受光され、この
ロツド３３内に配設した光電交換器によつて電気
信号に変換され検知される。また、受光面内の所
定角度範囲外の散乱光３６は、プリズム表面４０
で全反射し、ロツド内で複数回反射を繰り返した
後、光電交換器４９へ到達する。このようにし
て、比較的低い光度の散乱光３６は、主光ビーム
３５によるクロストークの影響もなく、光電変換
器４９に到達することができる。しかしながら、
この装置の場合、プリズム表面４０の傾斜角度を
選定することにより決定される入射光の全反射す
るための限界角度を下回る角度範囲内に入射され
た主光ビーム及びその近接する周辺域の光ビーム
ばかりでなく、僅かにその範囲内に入射された散
乱光成分をも透過し、損失してしまうが、装置全
体としての検知精度に対しては、無視できる程度
である。

第６図においては、第１図乃至第３図に記載し
た光伝導ロツドと同一のものを再び記述し、凸レ
ンズ３２を図の簡略化のために省略してある。

第６図より明らかなように、薄板４２から形成
された格子４１を走査面上の走査光ビード３１と
光伝導ロツド３３との間に、薄板４２の配列が相
互に平行に傾斜する如く設置する。この時、薄板
４２の相互の間隔、長さ、及び傾斜角度を主光ビ
ーム３５及びその近接する周辺域の光ビームがこ
の薄板格子４１を通過せず、散乱光３６がこの格
子４１を通過するように設定するものとする。

このような薄板格子４４を用いた構造の場合、
走査動作の実行中に、光束の周期的変調を来す。
この変調の強さは、薄板の相互の間隔と散乱光を
生ずる面から薄板格子までの距離に依存するが、
散乱光を生ずる面から薄板格子までの距離に比べ
て薄板相互の間隔が極端に小さければ、一般的に
この変調は無視できる。例えば、散乱光を生ずる
面から薄板格子までの距離を20cm、薄板相互の間
隔を１cmに設定するのが好ましい。

また、薄板４２に限らず、チユーブ状、円錐
状、又は格子状の幾何学的遮光手段を用いること
によつて、主光ビームを除去することもできる。

第７図は、前記の格子４１を形成する薄板４２
の表面処理状態を示しており、光ビームの衝突面
には光吸収層４２ａを設け、その反対面には鏡面
反射層４２ｂを設けるものとする。これにより、
主光ビーム３５及びその近接する周辺域の光ビー
ムを効果的に吸収すると共に、主光ビーム３５に
比べて極端に大きな散乱角の反射光３６′（第６
図参照）をも効果的に光伝導ロツド３３に向けて
投射することができる。このように薄板格子を設
定すると、より広い範囲の散乱光成分を的確に光
伝導ロツド内に送り込むことができる。

第６ａ図には、第２図の破線で示した扇状の走
査運動を実行するための走査光線発生装置４４′
を用いて、走査面上を掃引する実施例を示す。

走査光線発生装置４４′から発する扇状の走査
光線３７′が走査面上に形成する走査光ビードが
走査方向を掃引することにより形成される光線列
５４に対する入射光平面内において、走査光線３
７′は、凹面鏡を使用して走査光線を平行光線に
変換する従来技術の光学走査装置の場合と相違し
て、個々に連続的な異なる角度で照射されるため
に、織布表面で反射された主光ビームもまた各々
連続的な異なる角度で受光平面内に投射される。
従つて、この場合においても、確実に主光ビーム
を偏向して受光装置への入射光から除去するため
に、薄板格子４１を第６ａ図に示すような薄板４
２の配列にすることによつて、各薄板４２が異な
るフイルター特性を有する如く設定できる。この
ような薄板格子４１を用いると、扇状の走査光線
３７′の走査面上で反射された連続的な異なる角
度の各々の主光ビームに対して一様なフイルター
作用を施すことができる。

上記した如く、第６ａ図のような扇状に走査運
動を実行する走査光線発生装置４４′を用いるこ
とによつて、従来技術の光学走査装置に使用され
ている寸法の大きな重量のある凹面鏡を使用しな
いで済む。

また、前記の連続的な異なるフイルター特性を
有する薄板格子４２に代わつて、第３ａ図に記述
したホログラム３４を形成する参照波に球面波を
用いることによつて、扇状に照射される走査光線
３７′の走査面上にて反射された連続的な異なる
角度の主光ビームに対して一定の偏向作用を施す
ことができる。しかしながら、このホログラム３
４は、90％に達する特有の偏向効率を有するため
に、偏向すべき主光ビームの一部を常時透過して
しまう。従つて、第１図に示したホログラム３４
と第６図及び第７図に示した薄板格子４１を組み
合わせることによつて、より高い確率で主光ビー
ムを偏向でき、散乱光が受光装置へ入射する光路
に主光ビームが混入することによつて生ずるクロ
ストークを回避することができるために、織布表
面の欠陥情報を含む散乱光を極めて高い精度で検
知できる。

第８図は、複数の光電変換器１〜３０を走査光
ビード３１が織布表面を掃引する走査方向に平
行、且つ織布４７表面の走査線の長さに相当する
長さで、受光面内に連続的に配列した光電変換器
群から形成された受光装置を示す。各々の光電変
換器は、欠陥の有無を表示する表示器５２と結線
された電子回路装置４５と各々の接続線を介して
結線されている。第８図において、光ビード３１
を点と仮定すると、主光ビーム３５及びその近接
する周辺域の光ビームは、内側に設定された光電
変換器１４〜１７にて受光され、逆に所定角度範
囲外の散乱光３６は、光電変換器１〜１３及び１
８〜３０にて受光される。この時、光電変換器群
１〜３０が正常に作動していると、主光ビーム３
５及びその近接する周辺域の光ビームを受光した
瞬間に、光電変換器１４〜１７をスイツチオフ
し、不感領域とする如く電子回路装置４５が機能
する。従つて、電子回路装置４５の表示器５２
は、散乱光３６成分のみに反応する。

しかしながら、実際に走査光線が走査方向ｆに
沿つて、走査面上を周期的に掃引する場合、走査
光ビード３１は、連続的に一定周期で走査面上を
移動するために、光ビード３１から発せられた主
光ビーム３５も同様な周期で受光面内を移動す
る。このために、走査光線発生装置４４と電子回
路装置４５とを制御ライン５３を介して接続する
ことによつて、主光ビーム３５の移動と同調して
光電変換器の不感領域も一定周期で移動するよう
に設定できる。主光ビーム３５及びその近接する
周辺域の光ビームによつて形成される所定角度範
囲は、一連の不感領域を形成する光電変換器の数
を適当に選定することによつて微妙に変化でき
る。例えば、第８図に示した不感領域を形成して
いる４個の光電変換器群１４〜１７に更に連続す
る光電変換器１３及び１８を接続することによ
り、６個の光電変換器群１３〜１８を不感領域に
設定できる。逆に、不感領域を狭めて、２個の連
続する光電変換器とすることもできる。不感領域
の最小単位としては、１個の光電変換器を不感領
域とした場合である。また、光電変換器群に代わ
つて、複数の光伝導ロツドを連続的に配列して受
光装置として用いることも同様に可能である。

また、第６図、第６ａ図、及び第７図に示した
薄板格子４１を用いた実施例においては、光電変
換器４９からの電気出力信号に変調周波数が含ま
れているが、この変調周波数は、各薄板４２間の
間隔を各々適当に変更し、選定することによつ
て、走査速度が一定でない場合でも容易に一定変
調周波数とすることができ、適当なフイルターを
用いることにより、出力信号から容易に除去でき
る。

［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。

本発明による帯状体の光学欠陥検出装置の場
合、受光装置に走査面からの反射光である主光ビ
ーム及びその近接する周辺域の光ビームと、欠陥
情報を含む散乱光とが入射する前に、角度範囲フ
イルターを介して、受光面に対する所定角度範囲
に基づき、その範囲内に含まれる主光ビーム及び
その近接する周辺域の光ビームを偏向又は吸収す
ることにより、検知対象から容易に除去すること
ができる。従つて、主光ビームの散乱光に対する
クロストークの影響を回避でき、高い精度の欠陥
箇所の検知が可能となる。また、角度範囲フイル
ターとして、ホログラム及び薄板格子の両方を結
合して用いると、ホログラムでは除去できなかつ
た主光ビーム成分の一部を薄板格子によつて更に
除去でき、極めて高い精度の欠陥箇所の検知が可
能となる。更に、受光装置として、しばしば用い
られる極めて高い屈折率の透明物質を使用した高
価な光伝導ロツドを必ずしも必要としない。

扇状の走査運動をする走査光線発生装置を本発
明の帯状体の光学欠陥検出装置に使用した場合
は、平行走査光線に変換するために、走査線の長
さに相当する寸法の大きな重い極めて精度の高い
凹面鏡を必要とせず、その代わりに角度範囲フイ
ルターとして機能する薄板格子を形成している各
薄板の設定角度を個々に選定するか、或は角度範
囲フイルターとして機能するホログラムを形成す
る参照波として球面波を用いることによつて、扇
状の走査光線で欠陥検知ができ、従来の走査線の
長さに相当する走査光線発生装置や、掃引運動を
実行するための回転ミラーホイールや、前記した
凹面鏡を必要としない。このように、本発明の光
学欠陥検出装置は、コンパクトであり、且つ帯状
体の欠陥箇所を極めて高い精度で検知できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従つてホログラムを角度範
囲フイルターに用いた帯状体の光学欠陥検出装置
の走査方向に対して直角な概略側面図であり、第
１ａ図は、光透過性の織布からの透過光を検知す
るホログラムを角度範囲フイルターに用いた帯状
体の光学欠陥検出装置の概略側面図であり、第１
ｂ図は、前述の実施例に示した点光源ではなく、
連続する光線列、例えば光源として蛍光管を用い
た実施例の側面図であり、第１ｃ図は、相互に平
行に配列した二個の角度範囲フイルターを用いた
実施例の側面図であり、第１ｃ図は、相互に平行
に配列した二個の角度範囲フイルターを用いた実
施例の側面図であり、第２図は、第１図及び第１
ａ図の−断面図であり、第３図は、第１図及
び第１ａ図の−断面図であり、第３ａ図は、
本発明による角度範囲フイルターとして用いるホ
ログラムを形成するための好ましい光路を示した
図であり、第３ｂ図は、同時に種々の角度範囲に
対応するように調整されたホログラムを用いた実
施例を示した図であり、第４図は、第１図に示し
たホログラムに代わつて偏光フイルターを角度範
囲フイルターとして用いた第１図の類型図であ
り、第５図は、第３図の段状鏡面装置に代わつて
非鏡面の段状プリズム装置を有する光伝導ロツド
を用いた第３図の類型図であり、第６図は、第３
図のホログラムに代わつて薄板格子を角度範囲フ
イルターとして用いた第３図の類型図であり、第
６ａ図は、扇状の走査光線に適応するように、第
６図に示した一定のフイルター特性を有する薄板
格子に代わつて走査方向に沿い異なるフイルター
特性を有する薄板格子を用いた実施例を示した図
であり、第７図は、第６図で示した薄板格子を形
成している薄板の拡大側面図であり、第８図は、
第３図の角度範囲フイルター及び光伝導ロツドに
代わつて連続して配列され、周期的にスイツチオ
ン／オフ動作可能な複数の受光器から形成された
受光装置を示した図である。 （符号の簡単な説明）、３１……光走査ビード、
３２，３３……受光装置、３４……ホログラム、
３５……主光ビーム、３６……散乱光、３７……
走査光線、３８……クロスド・アナライザー、４
１……薄板格子、４４……走査光線発生装置、４
６……段状鏡面装置、４７……織布、４８……ロ
ーラー、４９……光電変換器、５０……鏡面、５
１……直角偏光子、５４……光線列、５５……参
照波、５６……物体波。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 帯状体の走査面上に光線列を形成する如く走
   査光線を発する送光装置と、光線列に平行に配列
   された受光装置とからなる帯状体の光学欠陥検出
   装置において、角度範囲フイルター手段を受光装
   置に対して平行、且つ受光装置と光線列との間に
   配設することによつて、受光面に対して所定角度
   範囲外の光ビームのみが受光装置に入射されるよ
   うに設定したことを特徴とする帯状体の光学欠陥
   検出装置。 ２ 前記の角度範囲フイルター手段が帯状体の走
   査面から投射された所定角度範囲内の光ビームを
   吸収し、所定角度範囲外の光ビームを透過するよ
   うに設定したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の帯状体の光学欠陥検出装置。 ３ 前記の角度範囲フイルター手段が帯状体の走
   査面から投射された所定角度範囲内の光ビームを
   偏向し、所定角度範囲外の光ビームを直進するよ
   うに設定したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の帯状体の光学欠陥検出装置。 ４ 前記の帯状体の走査面を透過する透過光を受
   光する受光装置を光線列に平行に、帯状体に対し
   て透過側の入射平面上に配設したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項に記載の帯状
   体の光学欠陥検出装置。 ５ 前記の走査光線を相互に平行な光ビームから
   形成すると共に、角度範囲フイルター手段をその
   全長に渡つて一定なフイルター特性を有する如く
   設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第４項に記載の帯状体の光学欠陥検出装置。 ６ 前記の光ビームを入射光平面内で相互に異な
   る角度の扇状の光ビームから形成すると共に、角
   度範囲フイルター手段を光線列に沿つて相互に異
   なる入射角の走査光線に応じて、その長さ方向に
   沿つてフイルター特性を変えることにより、フイ
   ルターの全長に渡つて、光ビームの所定の角度範
   囲を識別可能としたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第５項に記載の帯状体の光学欠陥
   検出装置。 ７ 前記の角度範囲フイルター手段を干渉格子の
   ホログラムから形成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第６項に記載の帯状体の光学
   欠陥検出装置。 ８ 複数のホログラムを相互に独立した干渉格子
   として重ね合わせ、複数の異なる角度範囲の光ビ
   ームを相互に異なる位置に配設した複数の検出器
   にて同時に検知するように設定したことを特徴と
   する特許請求の範囲第７項に記載の帯状体の光学
   欠陥検出装置。 ９ 前記の角度範囲フイルター手段を光吸収面を
   有する薄板から形成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第６項に記載の帯状体の光学
   欠陥検出装置。 １０ 前記の薄板の光吸収面と反対の面が鏡面形
   成されたことを特徴とする特許請求の範囲第９項
   に記載の帯状体の光学欠陥検出装置。 １１ 前記の薄板から形成した角度範囲フイルタ
   ー手段をホログラムから形成した角度範囲フイル
   ター手段と受光装置の間に配設することにより、
   角度範囲フイルターを組み合わせたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１０項に記載の帯状体の光
   学欠陥検出装置。 １２ 前記の走査光線を直線偏光し、且つ前記の
   角度範囲フイルターをクロスド・アナライザーか
   ら形成し、所定角度範囲内の光ビームを偏向する
   ように設定したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第６項に記載の帯状体の光学欠陥検出
   装置。 １３ 前記の光伝導装置を光線の導入面に対して
   正反対の面に段状鏡面装置を配した光伝導ロツド
   から形成し、この段状鏡面装置を全反射角で全て
   の入射光を偏向する如く光伝導ロツド内に配列す
   ると共に、光検出器を光伝導ロツドの少なくとも
   一端に配設したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第１２項に記載の帯状体の光学検出装
   置。 １４ 前記の角度範囲フイルター手段を光伝導装
   置とその光線導入面側に配設した凸レンズとの間
   に配設したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ３項に記載の帯状体の光学欠陥検出装置。