JPH0455705A

JPH0455705A - 端部検出装置

Info

Publication number: JPH0455705A
Application number: JP16746190A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Shibukawa; 渋川　清; Noriaki Hiraiwa; 平岩　紀昭
Original assignee: Nireco Corp
Current assignee: Nireco Corp
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1992-02-24
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: JPH0629698B2

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〕本発明はウェブなどの端部位置を検出する端部検出装置
に係わり、特に端部の位置を正確に検出する端部検出装
置に関する。

【従来の技術〕

直線状に所定ピッチで光導電セル、フォト・ダイオード
、フォト・トランジスタなどの受光素子を配置した受光
センサーと、この受光センサーに平行光を照射する光源
との間にウェブなどの端部検出対象を配設し、ウェブに
よって遮光される受光素子の数からウェブ端の位置を計
測することが行われている。このウェブ端を正確に検出
するためには光源からの光を受光素子に平行に入射しな
ければならない、このため種々の装置が用いられている
がその一例を第７図で説明する。第７図は所定の平行な
長さを持った受光筒に各受光素子を取り付けた受光セン
サーを示す。（ａ）は平面図を示す、受光素子は不感帯
が生じないよう千鳥状に配置されるので、これに応じた
受光筒配置とする。

（ロ）は側面図であり（Ｃ）は断面図である。受光筒に
斜めに入射した光はカットされ平行入射光のみが受光素
子に到達するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで端部検出対象がｊｌｌ板などのように、光を完
全に遮光するものである場合は、端部検出は精度よく行
われるが、ある程度光を透過するような対象物である場
合、端部を正確に限定することが困難となる。第３図は
端部検出対象が光をある程度透過するような場合の受光
素子の出力を模式的に表したものである。（ａ）は光源
！、ウェブ２受光センサー３の位置関係を示し、（ハ）
は受光センサー３の各受光素子の出力の分布を示す、受
光素子の出力はら）に示すように３つのグループに分け
られる。ＮＡのグループはウェブ２の影響を受けないグ
ループである。このＮＡグループ内の出力にも多少のば
らつきがある。これは光源の平行光のばらつきなどによ
って生ずるものと思われる。

Ｎｃのグループは、ウェブ２の端部近傍の受光素子のグ
ループである。受光素子の出力は段階的に減少しており
、ウェブ端で明確に区別されない。

Ｎ、のグループはウェブ２で遮光される受光素子のグル
ープであるが暗電流およびＩＮ＋＠の外光並びに対象物
を透過した光により、ある程度の出力がある。

上記のような場合、従来は各受光素子の出力の和から平
均的な値を求めてウェブ端としていた。

このためＮ、グループの受光素子のように、ウェブ端部
の検出に参入してはならない出力も加算され正確な端部
を検出することが困鍵であった。この−例を第４図、第
５図を用いて説明する。

第４図はある程度光を透過する素材に横様の描かれたウ
ェブ２の端部を検出する説明図である。

第５図（ａ）はこの結果を示したもので、実線はウェブ
が完全に光を遮断する場合の、ウェブ端部位置とこれを
検出した位置信号の関係を表し、破線は第４図の場合を
示す、この破線は模様が変わると変化する。

また、ウェブ端を明瞭に検出するためには、ウェブに垂
直な平行光のみを検出する必要があり、第７図に示した
受光筒を設けるか、光源から照射する光の方向を規制す
るレンズ系を必要とする。

従って、光源と受光素子の間に受光筒又はレンズ系を挿
入する間隔が必要で、端部検出装置のウェブに垂直な方
向の寸法も大きくなる。しかしこの端部検出装置を設置
するスペースは一般に十分とれない場合が多く、薄形の
端部検出装置を必要とする場合が多い。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、
端部検出対象がある程度光を透過する場合でも端部を精
度よく検出することのできる端部検出装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、２つのしきい値を設け、この
間の受光素子出力に基づき端部の位置決めをするように
したもので、本発明の端部検出装置は、直線状に所定ピ
ッチで受光素子を配置した受光センサーに光を照射する
光源と前記受光センサーの間に端部を検出する検査対象
を配設し、この検査対象により前記光を遮光された前記
受光素子から前記検査対象の端部位置を検出する端部検
出装置において、前記受光素子の出力範囲内の値で第１
しきい値を設定し、この第１しきい値より小さい債で第
２しきい値を設定するしきい値設定手段と、この第１し
きい値以下で第２しきい値以上の出力をする第１群受光
素子の数の計数値である第１計数値と前記第２しきい値
未満を出力する第２群受光素子の数の計数値である第２
計数値を演算する計数手段と、前記第１群の各受光素子
の出力について前記第１しきい値と各受光素子の出力と
の差に前記所定ピッチを乗じた素子遮光面積を演算し前
記第１群の各受光素子の前記素子遮光面積の和よりなる
第１群遮光面積と前記第１しきい値と前記第２しきい値
の差に前記所定ピッチと前記第１計数値を乗じてなる第
１群照射面積とを演算する面積演算手段と、前記第１群
遮光面積を前記第一群照射面積で除した値に前記所定ピ
ンチと前記第１計数値を乗してなる第１群遮光長と前記
第２計数値に前記所定ピッチを乗じてなる第２群遮光長
との和よりなる検出対象物遮光長を演算する端部演算手
段とを備えたものである。また、前記第１しきい値を前
記受光素子の最大出力より所定値小さい値とし、前記第
２しきい値として前記受光素子の最小出力より所定置値
大きい値とするようにしたものである。

また、前記光源より近赤外光をパルス点灯し、このパル
ス点灯を前記受光センサーで受光するようにしたもので
ある。

〔作　用〕

上記構成により、しきい値設定手段により、受光素子の
出力範囲内で、第１しきい値と、これより低い値の第２
しきい値を設定する。計数手段は受光素子の出力が第１
しきい値以下で第２しきい値以上の受光素子よりなる第
１群を選び、この第１群の受光素子の数を計数して第１
計数値を求め、さらに第２しきい値未満を出力する受光
素子よりなる第２群を選び、この第２群の受光素子の数
を計数して第２計数値を求める０面積演算手段は第１群
の受光素子について、第１しきい値と各受光素子の出力
との差に受光素子間のピッチを乗した受光素子毎の素子
遮光面積を求め、この面積を第１群の素子について合計
した第１群遮光面積と、第１しきい値と第２しきい値の
差に前記所定ピッチと第１群計数値とを乗じてなる第１
群照射面積を演算する。端部演算手段は第１群遮光面積
を第１群照射面積で除した値に所定ピッチと第１計数値
を乗じて第１群遮光長を得る。これは検査対象の端部を
確定する値である０次に第２計数値に所定ピッチを乗じ
て第２群遮光長を算出する。これは遮光部分の長さであ
る。この第１群遮光長と第２群遮光長の和が、受光セン
サーの端部から検査対象の端部までの長さを表す、また
、第１しきい値として受光素子の最大出力より所定値だ
け小さい値をとり、第２しきい値として受光素子の最小
出力より所定値だけ大きい値をとることにより光源より
の光の平行度の低下による影響を除去でき、また検出対
象を透過する光の影響および周囲の外光の影響を排除す
ることもできるので、端部の位置の検出精度が向上する
。

また光源より近赤外をパルス点灯し、このパルス点灯を
受光することにより可視光の影響およびパルス点灯して
いないときに入射する外光の影響を排除することができ
る。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本実施例の構成を示すブロック図である。第１
図において、１は光を照射する光源であり、２は検査対
象となるウェブである。３は受光センサーで受光素子が
直線状にピッチ！で配置されている。４はマルチプレク
サで受光センサー３の各受光素子の出力を切換えて出力
する。５はアナログ／ディジタル変換器で受光素子の出
力をディジタル値に変換する。６はコントローラでマイ
クロプロセッサを有し受光素子の出力からウェブの端部
を演算する。７はメモリで受光素子の出力やコントロー
ラ６の出力を記憶する。８はディジタル／アナログ変換
器でコントローラ６の出力をアナログ値として出力する
。

次にコントローラ６の構成および動作について第２図、
第３図を用いて説明する。第２図はコントローラの構成
を示すブロック図であり、第３図はウェブ２により光源
１からの光を一部遮光された受光センサー３の各受光素
子の出力を模式的に表した図である。第２図においてし
きい値設定部は受光センサー３の出力に基づき、第１し
きい値と第２しきい値を決定する。第３図（ａ）は光源
１とウェブ２と受光センサー３との位置関係を示す。

（１））は（ａ）に示す位置関係にあるときの各受光素
子の出力を模式的に表したもので図中ｌは各受光素子間
のピッチを示し、Ｈは第１しきい値、Ｌは第２しきい値
を示す、ＮＡはウェブ２の影響を受けない受光素子の数
を示し、Ｎｃはウェブ２の端部近傍の受光素子の数を示
し、Ｎ、はウェブ２により遮光される受光素子の数を示
している　ＮＡの受光素子のグループでも受光素子の出
力には多少のばらつきがある。これは光源ｌの端部なと
は光が少なく、また斜めに入ってくる光の量は場所によ
って異なることに起因するものと思われる。Ｎｃの受光
素子のグループはウェブ２の端部の影響により受光素子
の出力が変化する。ｃｌで示すようにもしも平行光だけ
を受けるのであれば出力が減少しないところでも出力の
減少が生じ、Ｃ２，ｃｎのように平行光だけならば出力
がＮ１グループと同様となるようなところもかなりの出
力がある。

これは斜めに入ってくる光とともに、ウェブを透過する
光もあるものと思われる。Ｎ、の受光素子のグループは
ウェブ２により遮光される範囲であるがウェブ２の透過
光により多少の出力がある。

このような受光素子の出力分布より第１しきい値１１を
決める方法として、まずＮ、グループのようにウェブ２
の影響を受けないグループの受光素子の出力を考え、こ
れらのうちの最小値（ａｌの値）より少し小さい値とす
る。次に第２しきい値しはウェブ２による遮光範囲とな
るＮ、グループの受光素子の出力のうちの最大値（ｂ２
の値）よりも少し大きな値とする。このように第２しき
い値りを決めるとウェブ２がある程度光を透過するもの
で、これに絵や模様などが印刷され透過光が変動するよ
うな場合でもこの変化量は（ｂ）において下る方向なの
で第２しきい値りの値には影響を与えない０次に第２図
に戻り、計数部６２は第１しきい値Ｈと第２しきい値り
の間にある出力の受光素子の合計値つまり第３図のＮ、
と、第２しきい値り未満の出力をする受光素子の合計値
つまりＮ。

を算出する。面積演算部６３はＮ、グループの各受光素
子について第１しきい（ａＨから各受光素子の出力を引
いた値にピッチｌを掛けた値である素子遮光面積を求め
、この面積をＮ、グループの受光素子の全部について加
えた第１遮光面積、つまり第３図（ロ）の斜線で示す面
積と、第１しきい値１１と第２しきい値りの差にピッチ
ｅとＮ、（Ｎ、グループの受光素子の数）を掛けた第１
群照射面積、つまり、第１しきい値Ｈと第２しきい値り
とＮ。

で囲まれる長方形の面積を求める。端部演算部６４は第
１群照射面積に対する第１群遮光面積の割合にｌとＮｃ
を乗じた第１群遮光長とＮ１にピッチ！を乗じた第２群
遮光長を算出し、この両遮光長の和からウェブ２の端部
位置を算出する。

次に本実施例の効果を第４図、第５図を用いて説明する
。第４図はウェブ２として光をある程度透過し、かつ模
様の印刷されたものを用いる。光１１からの平行光をウ
ェブ２と受光センサー３に照射する。第５図は端部位置
の検出結果を示す図で（ａ）は従来の装置、（ｂ）は本
実施例の結果を示す。

（ａ）において実線はウェブが鋼板などの光を透過しな
い場合を示し、破線が第４図に示すウェブ２である。鋼
板などのように光を透過しないものはウェブ２の端位置
と端部検出装置の出力信号である位置信号は比例し端部
の検出が精度よく行われることを示す、しかし第４図の
ような場合ウェブ２の透過光があり、しかもこの透過光
が模様によって変化するため、破線で示すように端部の
位置が不明確に検出される。（ｂ）は本実施例の場合で
、第４図のウェブ２でも鋼板でも同一の実線で検出され
る。なおら）に示す本実施例では第７図で説明した受光
筒を用いずに行ったものであり、このような光学的補助
部品を用いなくても精度よく端部を検出できる。

次に第２実施例を第６図を用いて説明する。なお、第１
図と同一符号のものは同一機能を有する。

本実施例は光源として、半導体発光素子をパルス点灯さ
せたもので第６図において、パルス発生回路１１により
発生したパルス波をドライバ１２を介して半導体発光素
子（ＬＥＤ）に印加し、近赤外光をパルス状に出射する
。受光センサー３の各受光素子からの出力はマルチプレ
クサ４でパルス周期に同期して切換えて出力される。以
降は第１実施例と同様である。

本実施例によれば、光源としてＬＥＤにより近赤外光を
パルス点灯し、これと同期して受光素子の出力を取り込
むことにより、可視光や連続的な周囲外光の影響を除去
し、平均的には小さな点灯エネルギーでありながら、同
期中は大きな信号出力を得ることができる。

以上説明した第１実施例および第２実施例においては、
光源としてＬＥＤの出射光をそのまま用い、前述した受
光筒とか、レンズなどを用いて平行光とするような補助
手段を用いていない、従ってウェブ等の検査対象物の垂
直方向のスペースが狭いような所でも本発明になる端部
検出装置を設置することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は受光素子の出
力を上、下２つのしきい値で区分して演算処理して検出
対象の端部を求めるので精度よく端部を検出でき、さら
に検出対象が多少光を透過する場合、またこの検出対象
に模様などが印刷されている場合でも精度よく端部を検
出することができる。また検出光を平行光だけに限定す
るための受光筒やレンズ系が不用であるから、ウェブに
垂直な方向のスペースが小さな場合でも本発明の端部検
出装置を設置することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第２
図は第１図に示すコントローラの詳細構成を示すブロッ
ク図、第３図は受光センサーの出力を示す模式図、第４
図は模様の印刷されたウェブを検出する状況を説明する
図、第５図は本実施例と従来例の検出結果を示す図、第
６図は光源の光のうち平行光のみを受光素子が受光する
ようにする受光筒の説明図である。光源受光センサーコントローラドライバしきい値設定部面積演算部ｍ− ウェブマルチプレクサパルス発生回路ＬＥＤ計数部端部演算部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）直線状に所定ピッチで受光素子を配置した受光セ
ンサーに光を照射する光源と前記受光センサーの間に端
部を検出する検査対象を配設し、この検査対象により前
記光を遮光された前記受光素子から前記検査対象の端部
位置を検出する端部検出装置において、前記受光素子の
出力範囲内の値で第１しきい値を設定し、この第１しき
い値より小さい値で第２しきい値を設定するしきい値設
定手段と、この第１しきい値以下で第２しきい値以上の
出力をする第１群受光素子の数の計数値である第１計数
値と前記第２しきい値未満を出力する第２群受光素子の
数の計数値である第２計数値を演算する計数手段と、前
記第１群の各受光素子の出力について前記第１しきい値
と各受光素子の出力との差に前記所定ピッチを乗じた素
子遮光面積を演算し前記第１群の各受光素子の前記素子
遮光面積の和よりなる第１群遮光面積と前記第１しきい
値と前記第２しきい値の差に前記所定ピッチと前記第１
計数値を乗じてなる第１群照射面積とを演算する面積演
算手段と、前記第１群遮光面積を前記第一群照射面積で
除した値に前記所定ピッチと前記第１計数値を乗じてな
る第１群遮光長と前記第２計数値に前記所定ピッチを乗
じてなる第２群遮光長との和よりなる検出対象物遮光長
を演算する端部演算手段とを備えたことを特徴とする端
部検出装置。
（２）前記第１しきい値を前記受光素子の最大出力より
所定値小さい値とし、前記第２しきい値として前記受光
素子の最小出力より所定量値大きい値とすることを特徴
とする請求項１記載の端部検出装置。
（３）前記光源より近赤外光をパルス点灯しこのパルス
点灯を前記受光センサーで受光することを特徴とする請
求項１または２記載の端部検出装置。