JPH04127564U - 欠陥検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 照射範囲内において十分な光量を均一に照射
することができ、検出対象物の正確な欠陥検出を行うこ
とができる欠陥検出器の提供を目的とする。 【構成】 各投光ファイバ21〜29は、図示するように千
鳥状に配置されている。つまり、投光ファイバ21、22の
接触部P1近傍に生じる間隙部に投光ファイバ26が位置さ
せることにより、接触部P1における弱い光量を補い、照
射効率を向上させている。受光部も同様の構造とし十分
な受光量を確保する。尚、織物を検出対象とする場合
は、投光及び受光側に所定角度の光成分を透過する偏光
フィルタを取り付け、透過時の拡散による偏光角度の変
化に基づき、受光量変化による検出を行ってもよい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はファイバを備えた欠陥検出器の構造に関し、特に投光ファイバ及び受 光ファイバの配置構造に関する考案である。

【０００２】

【従来の技術】

欠陥検出としては、例えばシート材等に生じた穴等の欠陥を判別、認識する光 学センサがある。図５は、センサヘッド部の投光部の正面図であり、複数の投光 ファイバ71、72、73、74、75が一体となって形成されている。これらの各投光フ ァイバからは、検出対象となるシート材（図示せず）に向けて照射光が投射され 、その反射光又は透過光が別途設けられた受光部（図示せず）に受光される。尚 、受光部も同様に複数の受光ファイバが配列されて形成されている。

【０００３】 このような投受光動作を行いつつ、センサヘッド部はシート材上を矢印90方向 に移動、走査する。そして、受光部からの受光量は所定の検出回路に与えられ、 受光の有無や光量変化が監視される。シート材に穴等の欠陥があるか否か応じて 受光量等が変化し、検出回路はシート材の欠陥の有無を判別する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来のシート材等の欠陥検出器には次のような問題があった。光ファイバ は通常、その断面が円形に形成されており、各投光ファイバを近接して配置した としても、その接触部P9においてはファイバ中心部に比べて弱い光量しか照射で きない。そして、このような部分については、本来的に照射光量が低い為、シー ト材に穴等が生じていても受光量や光量変化は相対的に小さくなってしまう。

【０００５】 この欠陥検出器は上述のように受光の有無や光量変化に基づいて欠陥判別を行 おうとするものであり、受光量自体が減衰すると検出精度の低下を招くことにな る。特に、シート材に形成されている穴等が比較的小さい場合、その検出を行う ことができない。又、受光部においても、各受光ファイバの接触部近辺では十分 に光量を取り込むことができず、同様に正確な検出を行うことができないという 問題を生じる。

【０００６】 この為、各ファイバのファイバ径を小さくし、照射領域H9の範囲内での照射効 率を向上させることも考えられる。しかし、ファイバ径の小さなファイバを特別 に製造すると、費用が係り製品のコストが上昇するという新たな問題を生じる。 又、仮にファイバ径を小さくしても各ファイバの接触部近辺では同様に光量は弱 く、前記問題が十分に解決されるとはいえない。

【０００７】 そこで本考案は、ファイバ径を維持しつつ、照射範囲内において十分な光量を 均一に照射することができ、検出対象物の正確な欠陥検出を行うことができる欠 陥検出器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る欠陥検出器は、 検出対象物に向けて照射光を発する投光ファイバであって、互いに隣接して複 数配置され、第一の投光ファイバと第二の投光ファイバとの接触部近傍に生じる 間隙部に、第三の投光ファイバが位置するよう各投光ファイバは配列されている 投光ファイバ、 検出対象物からの反射光又は透過光を受光する受光ファイバであって、互いに 隣接して複数配置され、第一の受光ファイバと第二の受光ファイバとの接触部近 傍に生じる間隙部に、第三の受光ファイバが位置するよう各受光ファイバは配列 されている受光ファイバ、 受光ファイバの受光量変化に応じて、検出対象物の欠陥の有無を検出する検出 回路、 を備えたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】 本考案に係る欠陥検出器においては、投光ファイバは互いに隣接して複数配置 されており、第一の投光ファイバと第二の投光ファイバとの接触部近傍に生じる 間隙部に、第三の投光ファイバが位置するよう各投光ファイバは配列されている 。そして、受光ファイバも互いに隣接して複数配置されており、投光ファイバと 同様に、第一の受光ファイバと第二の受光ファイバとの接触部近傍に生じる間隙 部に、第三の受光ファイバが位置するよう各受光ファイバは配列されている。

【００１０】 このように、間隙部にも投光ファイバ、受光ファイバが位置することにより、 接触部近傍における弱い照射光量を補うことができる。すなわち、照射領域にお ける照射光量を平均化し、全領域で十分な光量を確保することができる。

【００１１】

【実施例】

本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。まず、図１Ａにセンサヘッド部 の投光部２の側面図を示す。投光部２は複数の投光ファイバ（ファイバ束）21、 26等が隣接し一体となって形成されている。そして、各投光ファイバからは、検 出対象となるシート材10に向けて照射光L1が照射され、この透過光や反射光が受 光部（図示せず）に受光される。この受光部も隣接する複数の受光ファイバ（フ ァイバ束）から形成されており、投光部２とほぼ同様の構造を備えている。

【００１２】 投射された照射光のうち、透過光に基づいて検出を行う場合はシート材10の背 面側に受光部を位置させ、シート材10の穴の部分を透過した透過光を受光して検 出を行う。他方、反射光に基づいて検出する場合は、シート材10に対して投光部 ２と同じ側に受光部を位置させる。この場合、穴の部分では照射光は透過してし まい反射光が生じない為、受光量が低下し、これに基づき検出を行う。

【００１３】 受光部の受光量は検出回路に取り込まれ、受光の有無や光量変化が監視されて シート材10の欠陥が認識される。尚、投光部及び受光部によって形成されるセン サヘッド部は、シート材10上を矢印90方向に移動、走査して検出を行う。

【００１４】 図１Ｂに投光部２の正面図を示す。この実施例において投光部２は、投光ファ イバ21、22、23、24、25、26、27、28、29の９本のファイバで構成されている。 そして、例えば投光ファイバ21、22の接触部P1近傍に生じる間隙部に投光ファイ バ26が位置するように、各投光ファイバは配置されている。すなわち、投光ファ イバ21、22の接触部P1付近からは弱い光量の照射光しか照射できないが、この接 触部P1近傍の間隙部に投光ファイバ26のほぼ中心が位置して十分な光量を補充し ている。

【００１５】 こうして、照射領域H1の範囲内での照射光量を均一化し、全域において十分な 照射光量を確保することができる。ファイバには、通常、直径１mmのものが多く 使用され、本考案においてはファイバ径を例えば0.5mmとしなくても照射効率を 向上させることができる。又、仮にファイバ径を小さくし0.5mmのものを用いた としても、各ファイバの接触部近辺における弱い光量を補うことはできない。す なわち、本考案によればファイバ径を維持しつつ、照射領域H1においてより確実 に照射効率を向上させることが可能となる。

【００１６】 受光部の受光ファイバも同様に配列されており、受光範囲において十分かつ確 実な受光を行えるようになっている。尚、投光ファイバ及び受光ファイバは、９ 本より多く又は少なく設けてもよい。

【００１７】 次に、検出回路の一実施例を図２に示す。検出回路50は、増幅器52、比較器54 及びシュミット回路56を備えている。この実施例ではシート材10からの透過光の 有無に基づいて検出を行う回路を例に説明する。受光ファイバ４からの光は増幅 器52に与えられ、増幅された受光信号が出力される。そして、この受光信号は比 較器54に与えられ、予め設定されているしきい値Thと比較される。

【００１８】 比較の結果、受光信号がしきい値Thを越えた場合、比較器54は、受光ファイバ ４によって導かれた光はシート材10を透過した透過光でありシート材10に穴が形 成されていると判断して比較信号を出力する。この比較信号はシュミット回路56 に取り込まれ、所定長さのパルスが欠陥信号として１パルス出力される。この欠 陥信号が出力されたとき、欠陥の発生が認識され、以後所定の処理が行われる。 欠陥検出器は、織物を検出対象とし、織物に生じた穴等の欠陥を判別する場合 にも用いられる。但しこの場合、織物は織糸自体や織目に微細な空間を多数備え て形成されており、織物に穴等の欠陥が生じていないときでも照射光を遮断せず 透過してしまう。この為、図３に示すような構造のセンサヘッド部を用いて透過 光を受光し欠陥判別を行うとよい。

【００１９】 投光部２と織物15との間には、投光側偏光フィルタ2Fが位置しており、織物15 の背面側には受光側偏光フィルタ4Fと受光部４とが位置している。まず、各投光 ファイバからの照射光L1はこの投光側偏光フィルタ2Fを通して織物15に投射され る。偏光フィルタは、受けた光のうち特定の光成分のみを透過するものであり、 例えば本実施例における投光側偏光フィルタ2Fは０度（180度）の偏光角度の光 成分を透過するものとする。すなわち、織物15には、投光側偏光フィルタ2Fによ り０度（180度）の偏光角度に加工された照射光L1のみが投射される。

【００２０】 照射光L1は織物15を透過する際、織物15の表面や内部で織糸に反射し、拡散さ れる。この織物15における拡散作用により、０度（180度）に加工された照射光L 1の偏光角度には変化が生じ、種々の偏光角度を含む光に転化される。こうして 、偏光角度が変化した照射光L1は、透過光L2として織物15を透過し、次いで受光 側偏光フィルタ4Fに入射する。この受光側偏光フィルタ4Fは、投光側偏光フィル タ2Fとほぼ同様の偏光角度、つまり０度（180度）の光成分のみを透過するよう になっている。

【００２１】 ここで、透過光L2は上述のように織物15を透過する際の拡散作用によって、そ の偏光角度に変化が生じている。この為、透過光L2の多くは受光側偏光フィルタ 4Fによって排除され、０度（180度）の偏光角度を有する光のみが受光側偏光フ ィルタ4Fを透過する。そして、受光側偏光フィルタ4Fを透過した透過光L2は受光 部４で受光される。すなわち、織物15を透過した直後の透過光L2に比べ、受光部 ４には光量が減少した状態の透過光L2が受光されることになる。

【００２２】 尚、投光ファイバ２、投光側偏光フィルタ2F、受光側偏光フィルタ4F及び受光 ファイバ４一体として、矢印90方向に移動し、織物15の両面上を走査して検出を 行う。次に、照射光L1が、織物15の欠陥箇所、穴19に投射された場合の状態を図 ３Ｂに基づいて説明する。

【００２３】 織物15の穴19に投射された照射光L1は、そのまま穴19から織物15を通過し、透 過光L2として受光側偏光フィルタ4Fに入射する。この場合、透過光L2は織物15で の拡散の影響を受けないので、偏光角度には変化が生じず、０度（180度）の偏 光角度を有する光成分のままで受光側偏光フィルタ4Fに入射することになる。す なわち、織物15を透過した透過光L2は、その光量をほぼ維持した状態で受光側偏 光フィルタ4Fを透過し、受光部４に受光される。

【００２４】 以上のように、穴19が発生している場合は、織物15に穴19が発生していない場 合に比較し、受光部４に受光される透過光L2の受光量は増加する。そして、受光 部４が受光した光量は検出回路に取り込まれ、その光量変化が監視されて、受光 量が増加したとき織物15に穴19等の欠陥が発生していることが認識される。

【００２５】 尚、受光側偏光フィルタ4Fとして、投光側偏光フィルタ2Fが透過する偏光角度 に対し90度異なる偏光角度のもの、すなわち90度（270度）の偏光フィルタを用 いてもよい。この場合は、逆に穴等の欠陥のない正常箇所の検出時は受光量は多 く、欠陥箇所を検出すると受光量が減少することになる。

【００２６】 図４に織物15を透過した透過光L2の受光信号波形データを示す。図４Ａは織物 15の欠陥のない部分を検出したときの波形であり（図３Ａ参照）、図４Ｂは穴19 を検出したときの波形データである(図３Ｂ参照)。図４Ｂに示されるように、織 物15の穴19の部分では波形データに大幅な変化が生じ、変化波形19Wが形成され る。そして、この変化波形W19は、比較器54においてしきい値Thと比較されるこ とによって認識され、比較信号が出力される（図２参照）。

【００２７】 増幅器52と比較器54との間に微分回路を設けることもできる（図示せず）。微 分回路を設けることにより受光信号の変化量を検出し、より明瞭な波形データを 得ることができる。この為、検出の精度を向上させることが可能となる。尚、図 ４において示されているデータは、実験において、検出ヘッド部を織物の同一箇 所で繰り返し往復走査させたものであり、図中には一定幅の同一波形が反復して 示されている。

【００２８】

【考案の効果】

本考案に係る欠陥検出器においては、間隙部にも投光ファイバ、受光ファイバ が位置することにより、照射領域における照射光量を平均化し、全領域で十分な 光量を確保することができる。この為、ファイバ径を維持した状態で、照射範囲 内において十分な光量を均一に照射することができる。すなわち、有効な投光及 び受光により検出対象物の正確な欠陥検出が可能となり、小さな穴等の欠陥をも 確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の欠陥検出器の一実施例に係る投光部を
示す図であり、各々Ａは投光部の側面図、Ｂは投光部の
正面図である。

【図２】本発明の欠陥検出器の検出回路の一実施例を示
す図である。

【図３】本発明の欠陥検出器の他の実施例に係るヘッド
部を示す図であり、各々Ａは正常な織物面を検出してい
る状態を示す側面図、Ｂは穴を有する織物面を検出して
いる状態を示す側面図である。

【図４】図２に示す増幅器からの受光信号の波形データ
であり、各々Ａは正常な織物面での波形、Ｂは穴のある
織物面での波形である。

【図５】従来の投光部を示す正面図である。

【符号の説明】

２・・・・・投光部 ４・・・・・受光部 10・・・・・シート材 19・・・・・穴 L1・・・・・照射光 P1・・・・・接触部 21、22、23、24、25、26、27、28、29・・・・・投光フ
ァイバ 50・・・・・検出回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】検出対象物に向けて照射光を発する投光フ
   ァイバであって、互いに隣接して複数配置され、第一の
   投光ファイバと第二の投光ファイバとの接触部近傍に生
   じる間隙部に、第三の投光ファイバが位置するよう各投
   光ファイバは配列されている投光ファイバ、検出対象物
   からの反射光又は透過光を受光する受光ファイバであっ
   て、互いに隣接して複数配置され、第一の受光ファイバ
   と第二の受光ファイバとの接触部近傍に生じる間隙部
   に、第三の受光ファイバが位置するよう各受光ファイバ
   は配列されている受光ファイバ、受光ファイバの受光量
   変化に応じて、検出対象物の欠陥の有無を検出する検出
   回路、を備えたことを特徴とする欠陥検出器。