【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走行するウェブ等の表面の光学情報を高速に収集する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙等のウェブの製造に際しては、例えばβ線坪量計等のようなセンサ−を走行するウェブの幅方向に走査し、得られた結果を制御手段にフィ−ドバックするという事は古くから行われていた。白色度のような光学情報もウェブをフレームに取り付けられ、ウェブの巾方向を往復する移動体に白色度計または色彩計を組み込み測定されていた。
【０００３】
しかしながら、近年向上し続ける製造速度に比較してセンサ−の走査速度は遅く（ある程度以上の大きさになってしまう測色装置を水平方向に往復運動させるため高速には出来ない）、同じ幅方向の位置のデ−タが流れ方向で数百ｍ以上離れてしまい、色彩をリアルタイムで制御するための前提条件すら整っていなかった。
【０００４】
得られる情報の発信場所は幅広いウェブ上の、流れ方向に引き延ばされた幅の狭いサインカーブ型の帯状の部分だけであり、他の大部分の場所の情報は実際には未知のままであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、高速で走行するウェブ上の大部分の位置の光学情報を効率よく収集する手段を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、ガルバノミラー（１）を用い、該ミラー（１）の角度を変えることで、違う方向からの入射光（６）を反射し固定した二重スリット（４）に順次向け、光束を絞り、同じく固定した回折格子（２）で分光し光検知器列（３）に入射させる分光特性を高速に収集する装置によって達成される。
【０００７】
本発明の課題は、ガルバノミラーのミラーとして回折格子（２）を用い、該回折格子（２）と共に動く二重スリット（４）を該ガルバノミラ−である回折格子（２）より前方に配置し、該二重スリット（４）を通った光（６）を該ガルバノミラ−である回折格子（２）で分光し、同じく該回折格子（２）と共に動く光検知器列（３）に入射させる分光特性を高速に収集する装置によって達成される。
【０００８】
本発明の課題は、ガルバノミラー（１）のミラー（１）を用い、該ガルバノミラー（１）と共に動く二重スリット（４）を該がるばのみら−（１）より前方に配置し、該二重スリット（４）を通った光を反射し、同じくガルバノミラー（１）と共に動く回折格子（２）に入射させ分光し、同じくガルバノミラーと共に動く光検知器列（３）に入射させる分光特性を高速に収集する装置によって達成される。
【０００９】
本発明の課題は、上記スリット（４）、回折格子（２）及び光検知器列（３）がガルバノミラー（１）と共に動く分光特性を高速に収集する装置に置いて、二重スリット（４）がガルバノミラー（１）に於ける反射の前後に分割されている分光特性を高速に収集する装置によって効果的に達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施に用いるガルバノミラー（１）とは、検流計の針の代わりに鏡を取り付けたものであり、電磁力により回転軸を回そうという力が働き、一方で回転軸はコイルバネと結びつけられており回転に抵抗する構造となっており、電流を流すと電流値に比例する磁力とコイルバネの歪み応力が釣り合う位置まで回転軸が捻れるので、電流値の変化により鏡の向きを変化させることが出来る。
写真製版における刷版や版下の製作に用いるイメージセッター等ではレーザー光等の光源光を走査し、広い範囲を像様露光するのに用いている。
【００１１】
電流値を直線的に変化させると、理想的には角速度一定となるが、ミラーと対象面の位置関係から予め計算された関数で変化させると線速度一定にも原理的には出来る。増減を繰り返すことで往復させる事も出来るし、鋸波形を与える事で実質的に常に一定方向の走査をさせることも可能である。
【００１２】
本発明の実施に用いる回折格子（２）は通常、鏡面に直線平行な筋を付けた構造であり、反射光の反射方向が波長の変化に伴って連続的に変化するようになっている。
従って回折格子自体（２）をガルバノミラー（１）とすることも出来る。この場合は回折格子（２）に入射する光は予め線束を絞っておかねばならないこと、光束の当たった位置から波長毎に決まった方向に反射されることから、回折格子（２）であるガルバノミラー（１）に対して固定された二重スリット（４）により光束を絞り、同じくガルバノミラー（１）に対して固定された光検知器列（３）で検知する構造にしなければならない。
【００１３】
本発明の実施に用いる二重スリット（４）は通常の遮光板に線状の穴を開けたスリットを二組用いるが、互いの距離が長いほど、光源の方向の分解能が高くなる。（相反して利用出来る光量が下がる。）
【００１４】
従って可動部分はガルバノミラー（１）のみとし、二重スリット（４）、回折格子（２）及び光検知器列（３）を固定式とする構造がスリット（４）間距離を自由に設計出来、有利である。
【００１５】
コンパクトな設計が必要な場合は、可動部と固定部を分けるより一体化して全体を動かす方が有利であるが、その場合のスリット（４）間距離を大きくする方法としては第１スリット（４）、ガルバノミラー（１）、第２スリット（４）、回折格子（２）及び光検知器列（３）を一体化し、この順に光を通す構造とし、全体を可動式にするのが有利である。
【００１６】
可動部が多くなると重量が増大し慣性モーメントが大きくなるので不利であるが、やむを得ず重量が大きくなる場合は構造全体を補強し駆動力の源である検流計本体も大型化すると同時に方向転換部にショックアブソーバーを設ける等対策が必要である。
【００１７】
本発明の実施に用いられる光検知器列（３）としては、ラインＣＣＤが性能、入手し易さ及びコンパクトな点で現状では最も有利である。
【００１８】
本発明の装置により得られる分光特性情報は測定対象物の色相計算のために用いられる。
【００１９】
【実施例】
本発明を更に詳しく説明するため図を用いて説明する。
図１は二重スリット（４）、回折格子（２）及び光検知器列（３）が固定でガルバノミラーのみが可動式の場合である。
【００２０】
二重スリット（４）の開口方向は一直線であるので入射光（６）の方向はガルヴァノミラー（１）の角度変化に伴いその倍の角度で変化する。反射光（７）は回折格子（２）に対し一定角で入射するため、分光（８）は波長毎に常に一定の角度で回折される。従って、光検知器列の夫々の素子に入射する光の波長は常に一定である。
【００２１】
図２は回折格子（２）自体がガルバノミラーとなっている場合であり、前置二重スリット及び光検知器列（３）が回折格子（２）と一体になって角度変化する構造を示している図であり、図２ａは俯瞰図、図２ｂは側面図である。
入射光（６）は前置二重スリット（図示せず）を通り回折格子（ガルバノミラー）に一定角度で入射するため分光（８）は回折格子に対して波長毎に一定角度で回折される。
【００２２】
入射光（６）が入射して来る方向は前置二重スリット（４）が回折格子（２）に固定されているため、回折格子（２）の角度変化に対し同じ角度で変化する。
【００２３】
図３は前置第１スリット（４）、後置第２スリット（４）回折格子（２）及び光検知器列（３）がガルバノミラーと一体になって角度変化する構造を示している図であり、図３ａは俯瞰図、図３ｂは側面図である。
【００２４】
入射光（６）は第１スリット（４）で方向を絞られガルバノミラー（１）に入射し、反射される。反射光（７）は第２スリット（４）により更に絞られ方向の分解能を高め、回折格子（２）に入射する。回折格子（２）により回折され分光した光（８）は光検知器列（３）に入射し測定される。
【００２５】
【発明の効果】
可動部がコンパクトで軽いため、高速に角度変化する事が可能なため、短時間で広い範囲の分光特性データを収集可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガルバノミラーのみが可動となっている設計例。
【図２】図２ａ
スリット、回折格子及び光検知器列が一体となって角度変化する場合の俯瞰図。
図２ｂ
同側面図。共にスリットは図示せず。
【図３】図３ａ
スリット、ガルバノミラー、回折格子及び光検知器列が一体となって角度変化する場合の俯瞰図。
図３ｂ
同側面図。スリットをガリバノミラーの前後に置く場合。
【符号の説明】
１ ガルバノミラー
２ 回折格子
３ 光検知器列
４ スリット
５ ガルバノミラー或いは一体構造物の角度変化の向き
６ 入射光
７ 反射光
８ 回折され分光した光
９ 一体となって角度変化する構造物の範囲[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for collecting optical information on a surface of a running web or the like at a high speed.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in the production of webs such as paper, it has long been practiced to scan in a width direction of a running web with a sensor such as a β-ray basis weight meter and feed back the obtained result to a control unit. Was done from Optical information such as whiteness was also measured by mounting a web on a frame and incorporating a whiteness meter or colorimeter into a moving body that reciprocates in the width direction of the web.
[0003]
However, the scanning speed of the sensor is slower than the manufacturing speed which has been improving in recent years (it cannot be made high-speed because the colorimeter, which becomes a certain size or more, is reciprocated in the horizontal direction), and the scanning direction is the same. The data at the position is separated by several hundred meters or more in the flow direction, and the preconditions for controlling the color in real time have not been established.
[0004]
The source of the information obtained is only a narrow sine-curve strip stretched in the flow direction on the wide web, and the information of most other places is actually unknown. there were.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a means for efficiently collecting optical information of most positions on a web running at high speed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to use a galvanometer mirror (1) and change the angle of the mirror (1) so that incident light (6) from different directions is reflected and directed to a fixed double slit (4) sequentially. This is achieved by an apparatus that collects a high-speed spectral characteristic in which a light beam is stopped, split by a diffraction grating (2) which is also fixed, and is incident on a photodetector array (3).
[0007]
An object of the present invention is to use a diffraction grating (2) as a mirror of a galvanomirror, and arrange a double slit (4) that moves together with the diffraction grating (2) ahead of the diffraction grating (2) that is a galvanomirror; Light (6) passing through the double slit (4) is split by the diffraction grating (2), which is a galvanomirror, and is also incident on a photodetector array (3) that moves together with the diffraction grating (2). Is achieved by a device that collects data at high speed.
[0008]
An object of the present invention is to use a mirror (1) of a galvanometer mirror (1), and dispose a double slit (4) that moves together with the galvanometer mirror (1) ahead of the galvanometer mirror (1), The light that has passed through the double slit (4) is reflected, incident on a diffraction grating (2) that also moves together with the galvanomirror (1), splits the light, and then splits into a photodetector array (3) that also moves with the galvanomirror. This is achieved by a device that collects the characteristics at high speed.
[0009]
An object of the present invention is to provide a device for rapidly collecting spectral characteristics in which the slit (4), the diffraction grating (2) and the photodetector array (3) move together with the galvanomirror (1), and provide a double slit (4). ) Can be effectively achieved by a device for quickly collecting the spectral characteristics divided before and after reflection at the galvanomirror (1).
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The galvanomirror (1) used in the embodiment of the present invention is a galvanometer in which a mirror is attached in place of the needle of the galvanometer, and a force for rotating the rotating shaft by an electromagnetic force acts, while the rotating shaft is formed by a coil spring. It is connected and has a structure that resists rotation.When a current is applied, the rotating shaft is twisted to a position where the magnetic force proportional to the current value and the distortion stress of the coil spring balance, so the direction of the mirror changes due to the change in the current value Can be made.
An image setter or the like used in the production of a printing plate or a printing plate in photolithography scans a light source light such as a laser beam and uses it for imagewise exposure over a wide range.
[0011]
If the current value is changed linearly, the angular velocity becomes ideally constant. However, if the current value is changed by a function calculated in advance from the positional relationship between the mirror and the target surface, the linear velocity can be made constant in principle. It is possible to reciprocate by repeating the increase and decrease, and it is also possible to substantially always scan in a fixed direction by giving a sawtooth waveform.
[0012]
The diffraction grating (2) used in the embodiment of the present invention usually has a structure in which a streak parallel to a mirror surface is provided so that the direction of reflection of reflected light changes continuously with a change in wavelength.
Therefore, the diffraction grating itself (2) can be used as the galvanomirror (1). In this case, the light incident on the diffraction grating (2) must be focused in advance, and the light is reflected in a direction determined for each wavelength from the position where the light hits. The beam must be stopped by a double slit (4) fixed to the mirror (1) and detected by a photodetector array (3) also fixed to the galvanomirror (1).
[0013]
As the double slit (4) used in the embodiment of the present invention, two sets of slits each having a linear hole formed in an ordinary light-shielding plate are used. The longer the distance between the slits, the higher the resolution in the direction of the light source. (In contrast, the amount of light that can be used decreases.)
[0014]
Therefore, the movable part has only the galvanometer mirror (1), and the structure in which the double slit (4), the diffraction grating (2) and the photodetector array (3) are fixed can freely design the distance between the slits (4). Is advantageous.
[0015]
When a compact design is required, it is more advantageous to move the whole as a unit than to separate the movable part and the fixed part. In this case, the distance between the slits (4) is increased by using the first slit (4). ), The galvanomirror (1), the second slit (4), the diffraction grating (2), and the photodetector array (3) are integrated, and the light is transmitted in this order. is there.
[0016]
If the number of movable parts increases, the weight increases and the moment of inertia increases. It is necessary to take countermeasures such as installing shock absorbers.
[0017]
As the photodetector array (3) used in the practice of the present invention, a line CCD is currently the most advantageous in terms of performance, availability, and compactness.
[0018]
The spectral characteristic information obtained by the apparatus of the present invention is used for calculating the hue of the measurement object.
[0019]
【Example】
The present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a case where the double slit (4), the diffraction grating (2) and the photodetector array (3) are fixed and only the galvanomirror is movable.
[0020]
Since the opening direction of the double slit (4) is straight, the direction of the incident light (6) changes at twice the angle with the change of the angle of the galvanomirror (1). Since the reflected light (7) enters the diffraction grating (2) at a constant angle, the spectroscopy (8) is always diffracted at a constant angle for each wavelength. Therefore, the wavelength of light incident on each element of the photodetector row is always constant.
[0021]
FIG. 2 shows a structure in which the diffraction grating (2) itself is a galvanomirror, and shows a structure in which the front double slit and the photodetector array (3) change in angle integrally with the diffraction grating (2). 2a is an overhead view and FIG. 2b is a side view.
Since the incident light (6) passes through the front double slit (not shown) and enters the diffraction grating (galvanometer mirror) at a constant angle, the spectral light (8) is diffracted at a constant angle with respect to the diffraction grating for each wavelength. .
[0022]
Since the front double slit (4) is fixed to the diffraction grating (2), the direction in which the incident light (6) is incident changes at the same angle as the angle of the diffraction grating (2) changes.
[0023]
FIG. 3 shows a structure in which the front first slit (4), the rear second slit (4), the diffraction grating (2) and the photodetector array (3) change in angle integrally with the galvanometer mirror. 3a is an overhead view, and FIG. 3b is a side view.
[0024]
The incident light (6) is narrowed down by the first slit (4), enters the galvanomirror (1), and is reflected. The reflected light (7) is further narrowed down by the second slit (4) to increase the resolution in the direction, and is incident on the diffraction grating (2). The light (8) diffracted and split by the diffraction grating (2) enters the photodetector array (3) and is measured.
[0025]
【The invention's effect】
Since the movable portion is compact and light, the angle can be changed at a high speed, so that a wide range of spectral characteristic data can be collected in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a design example in which only a galvanometer mirror is movable.
FIG. 2a
The bird's-eye view when a slit, a diffraction grating, and a photodetector row change angle integrally.
FIG.
FIG. The slit is not shown in both figures.
FIG. 3a
FIG. 5 is a bird's-eye view when the angle of the slit, the galvanometer mirror, the diffraction grating, and the photodetector array changes integrally.
FIG.
FIG. When the slits are placed before and after the Gulliver mirror.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Galvano mirror 2 Diffraction grating 3 Photodetector row 4 Slit 5 Direction of angle change of galvanomirror or integral structure 6 Incident light 7 Reflected light 8 Diffracted and split light 9 Range of structure that changes angle integrally