KR920003534B1 - 핀홀 광탐지 장치 - Google Patents

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에르빈 지크 게엠베하 옵티크-엘레크트로니크
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Abstract

내용 없음.

Description

핀홀 광탐지 장치
제1도는 이동웨브가 하나 이상의 편향 로울러를 돌아 안내되는 위치에 배설된 본 발명에 따른 핀홀 광탐지장치를 보인 개략 측면도.
제2도는 주사선(13 또는 16)의 영역에서 웨브의 평면을 보인 평면도.
제3도는 본 발명의 핀홀 광탐지장치에 사용되는 두 개의 레이저 주사장치와 전자평가 회로를 구비한, 수광장치를 보인 개략설명도.
본 발명은 길이방향으로 전진하는 웨브, 즉 밴드형 물체에서 핀홀과 같은 작은 구멍을 광학적으로 탐지하기 위한 핀홀광탐지장치에 관한 것으로, 이 장치는 웨브의 표면에 주사선을 따라서 그 길이방향에 대하여 횡방향으로 웨브를 주사하는 주사빔을 투사하는 레이저 주사장치와, 주사선으로부터 웨브의 핀홀에 의하여 영향을 받은 광선을 받아 전기적 신호를 전자평가회로에 보내는 주사선에 평행하게 배치된 선형의 광전수광장치로 구성되고, 전기적인 신호는 웨브에 존재하는 핀홀의 특징으로서 그 형상과 크기를 알아내도록 전자평가회로에 의하여 평가된다.
모든 종류와 모든 크기의 검은 반점을 탐지하기 위하여 레이저 주사장치와 선형의 수광장치로 작동되는 표면검사장치는 예를들어 독일공개특허 제28 57 076호와 제28 27 705호에서 보인 바와 같이 여러가지 형태로 알려진 바 있다.
이러한 광학적인 표면검사장치로서 핀홀을 탐지할 수는 있으나 핀홀로부터 다른 형태의 얼룩, 반점, 홈, 결함등을 구별해내는데 문제가 있다.
이를 이유로 하여 전용으로 핀홀탐지를 위한 핀홀탐지장치가 사용되어 왔으며, 그 예로서는 독일공개특허 제28 08 359호와 독일 공개특허 제29 34 554호가 있다. 일반적으로 이들 장치는 핀홀이 존재하는 경우 광선이 웨브를 통하여 수광장치측으로 통과하므로 확실하게 핀홀을 탐지할 수 있도록 하나 이들 공지된 핀홀탐지장치에 있어서는 웨브의 일측에 광선을 보내는 광전송장치가 설치되고 웨브의 타측에 수광장치가 착설되어야 한다.
이러한 장치는 웨브가 편향 로울러를 지나 안내될때에 이동하는 웨브에서 핀홀을 탐지하는것이 불가능하도록 한다. 따라서 광학수단에 의한 핀홀탐지는 편향로울러의 전후에서만 행하여지게 되는데, 편향 로울러 사이에서는 웨브가 고속으로 이동시에펄럭거리므로 핀홀식별 신호가 부정확할 것으로 예상된다.
다른 문제점은 비교적 예리하지 못한 광 비이트(light bead)에 원인이 있다. 만약 이러한 종류의 핀홀 탐지장치가 표면검사장치에 부가하여 설치된다면 구조적인 고장을 일으키게 될 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 전진하는 웨브가 광선이 투과할 수 없는 비투광성의 편향로울러상을 지나는 영역에서 광학적인 핀홀탐지가 이루어질 수 있는 신뢰가능한 핀홀확인능력을 갖춘 핀홀광탐지장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 만족시키기 본 발명은 광전수광장치가 레이저주사장치와 동일한 측에 배치되어 주사선으로부터 반사된 광선을 수광하고, 제2레어저주사장치가 웨브의 반대측에 놓인 제1레이저주사장치로부터 웨브전진방향으로 한정된 공간 A에서 웨브의 타측을 주사하며, 다른 선형의 광전수광장치가 제2주사선에 대하여 평행하게 연장되어 이 제2주사선으로부터 반사된 광선을 받아 전기적 신호를 전자처리회로에 보내고, 두 광전수광장치로부터 전자처리회로에 송신되 전기적 신호가 제1수신신호의 중간기억장치에 의하여 상관되며, 양측 수광장치가 웨브의 동일위치에서 동일신호를 발생할때에 핀홀신호가 송신되는 핀홀광탐지장치를 제공한다.
본 발명의 기본 개념은 이동웨브가 두개의 별도 광주사장치에 의하여 주사되고 양측에 이들로부터 종방향으로 광전수광장치가 일정한 간격을 두고 배치되며, 이들 주사과정에서 얻어진 수신신호는 상호상관되어 두 수신된 신호가 웨브의 동일지점을 상이한 시간에 주사하여 얻어진 즉시 전자적으로 비교되는 것에 있다.
얼룩, 반점, 홈등은 통계적 분포의 결과로 웨브의 양측에서거의 일치하지 아니하므로 웨브 양측면의 얼룩이나 다른 홈등에 의하여 발생된 수신신호는 기본적으로 상이한다. 그러나 웨브의 핀홀로부터 발생된 신호는 핀홀이 레이저주사장치와 이에 관련된 수광장치에 의하여 탐지되는 웨브의 측부로부터 독립적으로 수신된 것과 거의 동일하다.
따라서 만약에 두개의 유사 또는 동일한 결함신호가 웨브의 동일위치에서 전자상관장치에 의하여 확인된다면 이는 핀홀이 존재함을 거의 정확히 지시하는 것으로 볼 수 있다.
본 발명에 따라서 두개의 레이저주사장치와 수광장치는 정확히 동일한 구조이고 또한 이들은 웨브의 표면으로부터 동일한 거리에 동일한 각도로 배열된다.
특히 웨브가 일측 또는 타측방향으로 편향로울러의 주위에 배치된 레이저주사 장치와 수광장치의 위치로 이동될 때에 유리하다. 이와 같이 하므로서 로울러의 표면으로부터 반사된 광선이 핀홀신호원으로서 효과적이고 유리하게 이용될 수 있다. 이와 같은 경우 웨브가 로울러의 안내로 안정되고 요동없이 안내되는 웨브 위치에서 핀홀탐지가 행하여진다.
본 발명의 다른 개선점은 청구범위 3-12항에 기술되어 있다. 본 발명의 잇점은 웨브의 양측을 검사하므로서 전송수신기를 필요로 하지 않는 점이다. 로울러에서 직접 검사가 행하여질 수 있다. 기존의 웨브취급 라인 또는 생산라인에 본 발명 장치를 설치하는 문제점이 없다. 전송수신기를 필요로 하지 않으므로 기존의 웨브안내시스템만을 적절한 비용을 들여 개조하는 것이 가능하다.
웨브가 전진되는 기존의 장치에 본 발명에 따른 핀홀 탐지장치를 설치하기 위하여 개조하는 경우 관련된 수광장치를 구비한 두개의 레이저주사 장치가 이미 충분한 공간이 확보되어 있는 요구된 편향로울러에 배설될 수 있다.
웨브의 전진방향으로 두 장치의 간격을 유지하여 설치하는 것은 전자회로에서 적당한 상관관계가 유지될 수 있도록 고려될 수 있다. 따라서 이러한 간격을 지정하여 전자평가회로에 영구히 기억시키기 레어지주사장치와 수광장치의 설치후 즉시 이러한 간격을 정확히 측정하는 것이 필요하다.
웨브표면의 혹이나 홈은 핀홀탐지와 핀홀판정처리에 방해가 되지 않는다. 흠이나 혹과 같은 결함은 웨브의 양면에 거의 동시에 나타나나 이들은 핀홀신호의 상이한 결함신호를 발생하게 되므로 전자회로에서 다른 문제점없이 핀홀과 혹 그리고 홈을 구별하는 것이 가능하다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도에서 보인 바와 같이, 상이한 위치에 핀홀을 가질 수도 있는 웨브(17)가 화살표(F)(F')의 방향으로 연속 전진된다.
웨브(17)는 먼저 거의 90°의 각도로 편향로울러(19)를 돌아 안내되고 웨브(17)가 다시 다른 편향로울러(22)의 하측을 돌아 90°의 각도로 편향안내된다. 그리고 웨브(17)는 상하측으로 180°의 각도로 안내되는 편향로울러(20)를 지나게 된다. 이후에 웨브는 편향로울러(23)를 지나 수직방향으로 90°의 각도가 되게 편향되며 여기에서 웨브는 화살표(F')의 방향으로 상향 안내되어 나간다.
제1도와 제2도에서 보인 바와 같이, 레이저 주사장치(12)와 광전수광장치(11)는 편향로울러(19)에 인접하여 배설된다. 레이저 주사장치(12)는 편향로울러(19)상에 놓인 웨브에 주사광 비이드를 발생하고 이 주사광 비이드는 주사선(13)을 따라서 웨브를 주기적으로 주사하며, 변부로부터 변부까지의 주사선 방향은 편향로울러(19)의 축선과 평행하게 놓인다. 레이저주사장치(12)로부터 투사되고 도면의 평면에 대하여 수직인 평면에 평행하게 이동되는 주사빔(24)은 주사선(13)의 영역에서 웨브(17)에 대하여 수선으로부터 약간 벗어나나 비교적 가파른 각도로 충돌하므로 수광장치(11)는 핀홀(32)이 존재하는 경우 로울러(19)의 표면에서 반사되는 광선을 가능한 한 많이 수광하기 위한 반사각도에서 웨브의 표면에 대해 배설되어야 한다(제2도와 제3도 참조).
동일한 방법으로, 동일하게 구성된 제2의 레이저주사장치(15)가 편향로울러(20)상에 배치된다. 또한 수광장치(11)와 동일하게 구성된 제2의 광전수광장치(14)가 반사각도상에 배치된다.
레이저주사장치(12)(15)와 수광장치(11)(14)는 전자평가회로(18)에 연결되고 이에 전진감지기(21)로부터의 전진타이밍신호가 보내어지므로 전자평가회로(18)에는 웨브(17)의 전자정도가 그 순간순간마다 즉시 정보로 보내어진다.
제1도 및 제2도의 실시형태에서 보인 수광장치(11)(14)는 광전달봉의 형태로 구성되어 있고 이들의 단부에는 광전자증배기(25)가 배설되고 타측단부에는 코팅거울(26)이 형성되어 있거나 다른 방법으로 반사가 이루어지는 것이 배설되어 있다.
레이저 주사장치(12)(15)의 구성이 제3도에 개략적으로 도시되어 있다. 레이저(27)는 도시하지는 않았으나 선택적으로 사용될 수 있는 광학수단을 통하여 회전거울(28)을 조사하고 이 회전거울은 반사된 주사광선(29)을 스트립형태로 평면거울(30)에 편향시킨다. 주사광선은 이 평면거울(30)에서 반사되어 스트립형의 오목거울(31)측으로 보내어지며, 회전거울(28)의 반사면은 스트립형 오목거울(31)의 촛점상에 위치한다. 평행하게 이동되는 주사빔(24)은 이와 같이 하여 발생되고 레이저 주사장치(12)(15)의 하우징(31)하측에 형성된 슬로트를 통하여 투사되며 여기에서 웨브(17)의 표면에 조사된다. 이와 같이 하므로서 레이저 광 비이드가 주사선(13)을 따라서 주사된다.
예를들어 웨브에 있는 핀홀은 제3도에서 부호(32)로 표시하였다. 레이저 주사장치(12)가 상부로부터 웨브(17)를 조사하는 반면에 레이저 주사장치(15)는 레이저 주사장치(12)로 부터 거리 A(제1도)를 두고 웨브(17)의 하측에 배설되어 있다.
제3도에서는 레이저 주사장치(12)(15)에 대한 이해를 도모하기 위하여 광전달봉(11)(14)이 제3도의 측부에 옮겨져 도시되었다. 실제로 이들 광전달봉은 제1도와 제2도에 따라서 웨브(17)의 상하측에서 반사각도상에 배설된다.
두 주사선(13)(16)사이의 거리 A가 제1도에서 양단에 화살표를 표시하여 실선으로 표시되었다. 장치의 설치후에 이 거리는 정확히 측정되어 전자처리회로(18)에 기억시키므로서 상관관계가 정확히 확보되어야 한다.
제3도에서, 웨브는 레이저 주사장치(12)에서 보다 시간적으로 늦은 위치에서 우측의 레이저 주사장치(15)에 있음을 보이고 있다. 제3도에서 보인 두 위치사이에서 웨브(17)는 거리 A(제1도)를 통하여 주사선(13)으로부터 주사선(16)측으로 이동되었다. 제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 전자처리회로(18)는 각 수광장치(11)(14)에 연결된 신호처리단(33)(34)을 갖는다. 점선(35)을 따라서 웨브(17)의 전진을 나타내는 신호가 각 신호처리단으로 보내어지며 아울러 회전거울(28)의 순간위치를 나타내는 신호와 광전자중배기(25)로부터의 수신신호가 부가하여 보내어진다.
신호처리단(33)(34)에서 수신신호와 결함탐지의 역치평가가 행하여진다. 신호처리단(33)(34)의 출력측에는 예를들어 병렬인터페이스로 연결된 두 컴퓨터(38)(39)를 위한 인터페이스(36)(37)가 구비되어 있다. 컴퓨터(38)(39)의 출력(40)(41)측에는 프린터나 모니터와 같은 적당한 출력장치가 착설된다. 컴퓨터에서 전체 결함신호를 형성하기 위하여 두 레이저 주사장치(12)의 각 주사과정에서 얻어져 기억된 결합신호의 상관여부가 확인된다. 결함정보가 핀홀이 있는가 하는 것을 확인하기 위하여 조사되며 또한 이로써 이러한 결함의 특성과 최소크기를 확인하는 것이 가능하다. 더우기 컴퓨터(38)(39)사이에는 핀홀에러정보의 교환이 이루어진다. 핀홀정보는 종축 및 횡축좌표상에 프린트되어 나올 수도 있다. 탐지된 핀홀은 적당한 신호형태로 출력(40)(41)을 통하여 적당한 출력장치로 전송된다.
전자처리회로(18)에 있어서 길이연관은 정확한 길이 명령문(전진타이밍부합) 작성이 가능하도록 레이저 주사장치(12)(15)의 각 주사관정이 웨브속도와 하드웨어상으로 동기화되게 하여 이루어진다. 이를 위하여 전진 타이밍 발생기가 설치되거나 예를들어 제1도와 제3도에서 점선(35)으로 보인 바와 같이 전진을 나타내는 신호가 웨브로부터 유도될 수 있다. 상하측 검사를 위한 검사시스템이 동일한 전진타이밍 발생기에 연결되는 것이 좋다. 따라서 동일한 타이밍이 역학적 관점으로부터 항상 존재한다. 길이연관은 측정된 길이의 차이를 기초로하고 전진타이밍 발생기가 사용되는 한 매우 정확히 현실화될 수 있다. 탐지영역을 지정하기 위하여 처리를 위한 가변입력 타라메타로써 윈도우(window)가 정의될 수 있다.
횡방향 연관은 양 레이저 주사장치를 웨브의 동일변부에서부터 주사하기 시작하므로서 이루어질 수 있다.
이를 위하여 두 회전거울(28)의 기계적이고 전자적인 동기화를 이용할 수 있다. 횡좌표의 카운트는 하드웨어형태인 자동변부확인장치를 통하여 웨브의 변부에서 시작한다. 따라서 횡방향 연관이 직접적으로 이루어질 수 있다.
또한 윈도우는 탐지영역을 지정하기 위하여 횡좌표에 대한 가변입력타라메타로써 정의될 수 있다.
핀홀의 보다 정확한 확인을 위하여 폭역치와 진폭역치가 결함확인을 위한 전자평가회로(18)에 지정될 수 있다.
최소핀홀크기는 입력가능한 선택성의 파라메타이며 이에 의하여 특정의 최소핀홀 크기가 지정될 수 있다.
상기 언급된 4가지의 기준은 이와 같이 핀홀이 확인될 수 있도록 만족되어야 한다.
확인될 최소핀홀 크기는 주사선(13)(16)상에서 주사빔(24)에 의하여 발생된 레이저광 비이드의 크기와, 웨브속도 주사속도에 의하여 달라질 수 있다. 확인될 수 있는 최소핀홀크기는 광비이드크기의 약 1.5배이다

Claims (12)

  1. 길이방향으로 전진하는 웨브에서 핀홀을 광학적으로 탐지하기 위한 핀홀광탐지장치로서, 이 장치가 웨브의 표면에 주사선을 따라서 그 길이방향에 대하여 횡방향으로 웨브를 주사하는 주사빔을 투사하는 레이저 주사장치와, 주사선으로부터 웨브의 핀홀에 의하여 영향을 받는 광선을 받아 전기적 신호를 전자평가회로에 보내는 주사선에 평행하게 배치된 선형의 광전수광장치로 구성되고, 전기적인 신호가 웨브에 존재하는 핀홀의 특징으로서 그 형상과 크기를 알아내도록 전자평가회로에 의하여 평가되는 핀홀광탐지장치에 있어서, 광전수광장치(11)가 레이저주사장치(12)와 동일한 측에 배치되어 주사선(13)으로부터 반사된 광선을 수광하고, 제2레이저주사장치(15)가 웨브(17)의 반대측에 놓인 제1레이저주사장치(12)로부터 웨브전진방향으로 한정된 공간(A)에 배치되어 제1주사선(13)에 평행한 주사선(16)으로 한정된 공간(A)에서 웨브(17)의 타측을 주사하며, 다른 선형의 광선수광장치가 제2주사선(16)에 대하여 평행하게 연장되어 이 제2주사선으로부터 반사된 광선을 받아 전기적 신호를 전자처리회로(18)에 보내고, 두 광정수광장치(11, 14)로부터 전자처리회로에 송신된 전기적 신호가 제1수신신호의 중간기억장치에 의하여 상관되며, 양측 수광장치(11, 14)가 웨브의 동일위치에서 동일신호를 발생할 때에 핀홀신호가 송신됨을 특징으로 하는 핀홀 광탐지장치.
  2. 청구 범위 제1항에 있어서, 웨브(17)가 편향로울러(19, 20)의 주위를 상호 다른방향에 배치된 레이저 주사장치(12, 15)와 수광장치(11, 14)측으로 안내됨을 특징으로 하는 핀홀 광탐지장치.
  3. 청구 범위 2항에 있어서, 편향로울러(19, 20)의 표면이 웨브(17)와 현저한 콘트라스트 대조를 보이거나 일방적으로 어둡거나, 또는 광택성 웨브(17)에 대하여 비광택성이며 비광택성 웨브(17)에 대하여 광택성임을 특징으로 하는 핀홀 광탐지장치.
  4. 청구 범위 1항 내지 3항중 한 항에 있어서, 전자타이밍신호가 전진감지기(23)으로부터 전자평가회로(18)에 공급됨을 특징으로 하는 핀홀 광탐지장치.
  5. 청구 범위 1항 내지 3항중 한 항에 있어서, 광전수광장치가 단부면에 광전자중배기(25)가 배설된 광전달봉(11, 14)임을 특징으로 하는 핀홀 광탐지장치.
  6. 청구 범위 1항 내지 3항중 한 항에 있어서, 레이저주사장치(12, 15)의 주사빔평면이 주사선(13, 16)의 영역에서 웨브(17)의 접선평면에 대해 경사지게 배치되고, 수광장치(11, 14)가 레이저주사장치(12, 15)에 대하여 반사각도상에 배설됨을 특징으로 하는 핀홀 광탐지장치.
  7. 청구 범위 1항 내지 3항중 한 항에 있어서, 웨브(17)가 비광택성이거나 어둡고 편향로울러(19, 20)가 반사특성을 가지고 레이저주사장치(12, 15)의 주사빔평면이 주사선(13, 16)의 영역에서 웨브(17)에 대한 접선 평면에 대하여 가파르게 배치되어 웨브(17)의 핀홀을 통하여 로울러(19, 20)측으로 통과하는 광선이 수광장치(11, 14)에 반사됨을 특징으로 하는 핀홀 광탐지장치.
  8. 청구범위 1항 내지 3항중 한 항에 있어서, 양측 레이저주사장치(12, 15)가 웨브의 동일변부에서 주사싸이클을 시작하고 횡좌표의 카운트가 하드웨어형태인 자동변부확인장치에 의하여 웨브의 적당한 변부에서 시작함을 특징으로 하는 핀홀광탐지장치.
  9. 청구범위 1항 내지 3항중 한 항에 있어서, 횡좌표를 위하여 윈도우가 탐지영역의 지정을 위해 가변입력파라메타로서 정의됨을 특징으로 하는 핀홀 광탐지장치.
  10. 청구범위 1항 내지 3항중 한 항에 있어서, 역치회로가 각 결함신호의 평가를 위한 전자평가회로(18)에 제공되고 폭역치와 진폭역치가 결함확인처리를 위해 지정될 수 있음을 특징으로 하는 핀홀 광탐지장치.
  11. 청구범위 1항 내지 3항중 한 항에 있어서, 최소핀홀크기에 대한 선택가능한 파라메타가 전자처리회로(18)에 공급될 수 있고 특정의 최소핀홀크기가 지정될 수 있음을 특징으로 하는 핀홀 광탐지장치.
  12. 청구범위 1항 내지 3항중 한 항에 있어서, 두 레이저 주사장치(11, 15)의 길이연관이 이루어질 수 있도록 하기 위하여 전진타이밍 발생기가 사용되며, 윈도우가 탐지영역의 지정을 위하여 전자평가회로의 가변입력파라메타로서 정의됨을 특징으로 하는 핀홀 광탐지장치.
KR1019880015245A 1987-11-20 1988-11-19 핀홀 광탐지 장치 KR920003534B1 (ko)

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DE3739436A DE3739436C1 (de) 1987-11-20 1987-11-20 Optisches Lochsuchgeraet
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