JPH01129149A

JPH01129149A - 光学表面検査装置

Info

Publication number: JPH01129149A
Application number: JP63255746A
Authority: JP
Inventors: Klaus Weber; クラウス　ウェーバー; Klaus Ostertag; クラウス　オスターターク
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1988-10-11
Publication date: 1989-05-22
Also published as: DD274903A5; EP0311014A2; US4900153A; DE3734294A1; EP0311014B1; DE3734294C2; DE3883683D1; EP0311014A3

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】Ａ、産業上の利用分野本発明は特許請求の範囲第１項の記載による織物の光学
表面検査装置に関する。

Ｂ、従来技術織物の自動表面横蓋には通常、レーザー走査装置が使用
され、移動方向にたいして横方向に位置する偏向ローラ
ー上を移動する織物を走査して、表面の欠陥を探しそれ
らを識別し登録する０本発明は特に、欠陥認識が特に難
しい織物に関わるものである。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点本発明の目的は、光源としてレーザーを用いたり急速に
回転するミラー輪を使用することなく、織物製造中に発
生する最も不穏当な欠陥だけでも発見し識別できる、特
に織物を対照にする光学表面検出装置を提供することに
ある。欠陥を識別するため顛　様々な欠陥ができるだけ
区別できるように異なる信号や信号の組合せを供給しな
ければならない。

特許請求の範囲第１項に記載の特徴は、本目的を満たす
ために設けである。この方式では、汚れやオイル・スポ
ットを拡散反射が減少した点としく軽減：　レミッショ
ン）て認識し指示することができるだけでなく、観察角
度を浅くすることで、けば立ち、節玉または糸のゆるみ
など材料表面から上方に突出している欠陥を局所陰影部
分として認識することも可能である。

特許請求の範囲第１項ないし第５項には、織物の表面上
に突出する欠陥を認識するときに装置の感度を変更した
り最適化することが可能な測定装置が記載しである。

特許請求の範囲第６項の実施例により、給送中に発見で
きる織物の欠陥をすべて認識したり登録することもでき
る。これらの欠陥には、織物の厚くなったり薄くなった
りした部分や２ｆｆｉ糸や糸の抜けなどが含まれている
。織物の孔もこの方法で認識できる。

特許請求の範囲第７項に記載の実施例は、列カメラが暗
部に近づいて、実際の織物密度の映像が得られるので、
特に有益である。しかし、調査された織物は湯すぎるこ
ともなく、この目的のために黒く色を塗られてもない。

受光手段のかさばらない構成は、特許請求の範囲第８項
による構成から得られる。この構成では、偏光ミラー帯
の長さを特許請求の範囲第９項に記載の方式で選択する
のが便利である。

その構成は、その２台の列カメラの観察角度が、１１査
材料または一般的な欠陥間瓶に応じて欠陥の認識のため
の理想値に設定されると特に有益である。

本発明の表面検査装置の発光手段は、特許請求の範囲第
１１項ないし第１４項に基づいて構成されるのが好まし
い、ハロゲン・フィラメント・ランプまたは高圧ナトリ
ウム・ランプなどが光源として適当である。

特許請求の範囲第１５項に記載の構成は、織物機から巻
上げリールに連続して送られる織物の移動にふされしい
。

特許請求の範囲第１６項の実施例も有益であるが、それ
は、この方法では、検査ラインの領域に当たる織物に完
全にｆ８頼性のある織り部と欠陥のない糸道がｒｌられ
る一方で、給送中に帯状光内のｌｌ物の領域の観察は妨
げられないからである。

本発明によると、凹面鏡は、製造費が比較的安く軸方向
に大きな孔があるため有益な円筒状鏡でもよい。円筒軸
に垂直な方向には、凹面鏡の口径角度は約３０度であり
、陰影端が鋭くなる。

特に好ましい観察角度は特許請求第１８項により特徴付
けられている。

織物を観察中に織物の表面の状態を写す実際の偉を得る
には、特許請求の範囲第１９項にしたがってテレビ・モ
ニター上に偉を再生するのが有益である。この構成では
、複数のモニターが反射と透過用に設けである。しかし
、単一のモニターを設けてこれらの２つのイメージ間で
切り換えることにより反射または透過ｆ象を選択的に再
生することもできる。

Ｄ、実施例・第１図に示すように、ハウジング４０内に収容された
発光手段１１と受光手段１３は、角度ｔＲ整波装置８に
接続されている。受光手段１２は、おのおの２台の列カ
メラ１４、１４′と２台の偏光鏡帯２６．２７をもつ２
台の底浅ハウジング２９から構成される。この角度調整
装置２８は、織物１８の２つの端部に沿って構成された
２つの案内リングの形を取り、これらの案内リングは角
度調整装置２８の中心軸（１２）を中心に旋回可能であ
る。

検査をする織物１８は、矢印ｆの方向に角度調整装置２
２８と同軸上に並んだ２本の案内リングの間を走行する
ので、いつでも、織物１８の表面１９上の横方向線は角
度調整装Ｍ２８の中実軸（１２）と一致する。

織物は、上方向に凸状の湾曲した透明円筒部３７により
この領域の下から支持されており、方向ｆによどみなく
送られる。

第１図と第３図に示しであるように、発光手段１１は、
直進スロット・ダイアフラム３６のスロットのすぐ前に
配置された直線光源３４を含む。

帯状の凹面鏡３５はランプ３４に平行に、焦点距離より
長い距離分スロット・ダイアフラム３６まで延在してい
る。帯状の凹面鏡３５は、反射集束光線２１がハウジン
グ４０の基板の窓部４２を介して光源３４とスロット３
６を通過するように中央長手方向軸（第１図の時計方向
の意味）を中心に傾いている。第３図の表示には、第１
図の背面から斜方向に見られた透視図で発光手段１１を
示しである。

発光手段１１の映像化条件は、円債形鏡として形成され
るのが好ましい帯状凹状！Ｊ１３５が、織物１８の表面
１９上の幅が狭くくっきりと境界付られた帯として、ス
ロット・ダイアフラム３６の開口部の縁部により境界付
けられた第２光源の映像を形成するものである。スロッ
ト・ダイアフラム３６と凹面＃ａ３５の光源３４の長手
方向は、移動ｆの方向に重直に、織物に平行に延在する
。織物は平坦に延在するので、生成される帯状光は織物
１８の進行方向に垂直に延在する。

第３図によると、光源２４とそれに関連するスロット・
ダイアフラム３６は帯状凹面ｗ１３５より短く、その凹
面鏡３５は光源が生成する帯状光より短い、しかし、帯
状光１２は凹面＃１１３５の両端部を越えても生成され
るが、それは凹面５Ｊ１３５の両端部を越えて配置され
る織物の表面１９の領域も凹面鏡３５上の光源３４から
出るいく分類いた光により囲まれるからである。

しかし、光の長さは、凹面鏡３５の両噛を越えるといく
分弱くなる。複数の発光装置１１を凹面１３５から間隔
を保って、−列に、端部から端部に並べる場合、個々の
隣接する凹面鏡３５の発光領域は、帯状光１２のほぼ均
一な発光がその全長にわたってＩ　ＰＩされるように隙
間に重なり合う。

光電子受光手段１３はそれぞれ、底の浅いハウジング２
９に第１図と第２図にしたがって並べられている。入光
スロット３０は、帯状光１２に並列に延在し窓部により
閉じられるのが好ましい幅の狭い壁部３１の帯状光１２
の正反対に位置している。第２図に示すように、第１偏
光帯状鏡２６は、入光スロット３０に並列に隔置された
ハウジングの一方の側に配置され、帯状光１２より短く
なっている。より短い形の偏光鏡帯２７が入光スロット
３０に沿って備えてあり、第１偏光鋺帯２６から列カメ
ラ１４または１４’に反射された光を偏光させる。偏光
鏡帯２６．２７の長さとそれらの構成は、帯状光１２か
ら列カメラ１４または１４′の対物レンズ３２に延在す
る光線全体が採光できるように選択されている。おのお
のの場合、帯状光１２に並列に延在するダイオード列１
５は列カメラ１４．１４°内に配置されて、第１図に示
すように、それは電子処理回路１６に接続されている。

織物速度測定装置４３から誘導される同期信号も電子処
理回路１６に供給される。テレビ・モニター１６が電子
処理回路１６に接続されており、列カメラ１４のダイオ
ード列１５または列カメラ１４′のダイオード列による
切換えスイッチ３９で選択的に制御できる。

列カメラ１４は織物１９上に配置され、その観察角度α
は約２０度である０列カメラ１４″は織物１８の下に、
発光光線２３と一定の角度を維持して配置されている。

この発光光線２３は、列カメラ１４’がない場合には織
物１８の下の領域の発光手ａｌｌにより生成される。給
送中に動作する列カメラ１４’は、はとんど真暗な領域
で動作している。したがって、列カメラ１４’の概略的
に図示された＊素光２２は発光光線２３にまっすぐ沿っ
て進む。

第１図に示すように発光手段１１が上方から垂直に織物
に光を当てる限り、ダイオード列カメラ１４°またはそ
のハウジング２９は、垂直方向に対して約１５度の観察
角度βを取るように配置されるのが好ましい。

第１図ないし第３図によると、列カメラ１４．１４′は
、帯状光１２内に配置されている織物の表面の検査ライ
ン１７のダイオード列１５上に映像を形成する。

第１４図は、拡散反射で動作する列カメラ１４の動作方
式を示す、光が透過しないまたは部分的にしか透過しな
い欠陥２０が織物の表面１９上は突出していると仮定す
る。検査ライン１７は、帯状光の両側部の境界を定める
陰影縁部２４．２５と同じ方法で図面に垂直に延在して
いるようＩ：想像できる０発光手段１１から到来する集
束発光光線２１は同様に、第４図に示しである。２つの
観察光線またはｆｉ察中心方向２２゛または２２”は、
概略的に図示された列カメラ１４に向かう１点鎖線で示
してあり、その中１つは発光帯１２の中心、すなわち、
検査ライン１７に向けられ、池の１本２２″は、破線で
示しであるだけの列カメラ１４に隣接する帯状光１２の
陰影縁部１４に向けられている。

観察光線２２゛に沿って列カメラ１４を調整すると、欠
陥２０は、列カメラ１４が観察光ｌｌ５２２２に沿って
比較的明確な陰影縁部２４上に並べられているとき欠陥
２０は最も明確に認識される。

欠陥認識は、それが検査ライン１７上に並べられている
ときより、ａＷＩ光１ｓ２２″にしたがっている列カメ
ラ１４の構成の方が敏感である。望ましい欠陥検出感度
は、位Ｗ１２２°と２２″の間の調整の変更はより実現
できる。

記載の検査装置の動作方式は以下の通りである。

２つの列カメラ１４、１４’がそれぞれ、帯状光１８の
領域の１１８の表面にたいして適切な角度αとβに設定
された後、発光手段１１と列カメラ１４、１４°がオン
になり、織物１８も矢印ｆの方向へ進行するようになる
。電子処理回路１６は、織物１８の構造と欠陥にしたが
って形成された列カメラ１４、１４′のダイオード列１
５から信号を受信する。これらの信号はビデオ信号と呼
ばれるが、それは、それらがビデオ信号に対応する方式
で評価されるからである。織物１８の進行ｆの速度は、
ダイオード列１５の走査速度に関連して選択されている
ので織物１８の表面１９は横方向に抜けのないように走
査される。

テレビ・モニター３８の線の飛越しは、織物速度測定袋
ｆｆ！４３から到来する同期信号により１ＩｌｌｆＪ４
されるので、ダイオード列１５により織物１８の線状走
査にしたがって複数の線がテレビ・モニター上でオンに
なる。テレビ・モニターに供給されたビデオ信号の振幅
はダイオード列１５の出力信号により制御されるので、
第４図に示しであるように、欠陥２０により陰影があら
れれたとき暗信号が生成される。この方式で、織物の所
定の長芋方向の領域の映像がテレビ・モニター３８上に
形成され、頂部から底部またはその逆に走行する。

個々の欠陥４４は明背景の晴位置としてこの映像で認識
できる。２台のテレビ・モニター３８を電子評価回路１
６に接続して、テレビ・モニターのおのおのはおのおの
の列カメラ１４．１４’に接続される。しかし、２つの
列カメラ１４、１４゜の１方または他方が単一テレビ・
モニター３８に選択的に１１続できる切換えスイッチ３
９を電子評価回路１６に備えることも可能である。

コンピュータ方式の動作欠陥分析機４５も電子処理回路
１６に接続できる。この電子処理回路によって、発生す
る欠陥はクラス別に検出でき、たとえばプリント・アウ
トして再生できる。そうすると、２つの列カメラ１４、
１４’のダイオード列の両信号並びに２つの出力信号か
ら結合された信号も使用できる０列カメラ１４．１４゛
は５０ｍｍ対物レンズ３２を備えるのが好ましい。

２つの列カメラ１４または１４°とそれに関連する要素
２６．２７．２９は同様に構成されるとより有益になる
。

窓部４２と入光スロット３０に絞けである窓部（オプシ
ョン）は、　２重映像を回避するために本発明に従って
やや傾斜して配置されている。それらの窓部はハウジン
グから突出するように装着されており、清掃が容易であ
る０列カメラ１４、１４゛は焦点及びダイアフラム調整
機能をもつ、このため、１示してないハウジングの開口
部が設けられである。

凹面Ｍ１３５の映像化率は約１：１に達するが、やや拡
大率の高い１：１．５が好ましい。

記載された表面検出装置の実際の表示では、寸法は以下
の通りである。

ハウジング２９の入力窓部までの距ｌｌｌ１：０ｃｍ対物レンズ３２からハウシング２９の入力窓部への距離
：　　１３０−１４０ｃｍ光線経路方向のハウジング２９の深さ８５０ｃｍ折り返し光線経路の結果、ハウジングの長さを光線経路
の長さの約１／３に縮小できる。

本発明の検査装置の表面にはミラー・ホイールは不必要
であり、　レーザーの代わりに、眼には安全な庁ながら
の光源が使用できるので、視覚検査のための商品観察台
にこの装置を装着することも可能である。このようにし
て、検査官の訓練または自動検査システムの調整が容易
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、織物平面に平行かつその進行方向に垂直な方
向から見た織物の光学表面検査装置の概略図である。第２図は、第１図の線ＩＩ−ＩＩに従って第１図に使用
された受光手段の概略図である。第３図は、第１図に使用された発光手段の概略投影図で
ある。第４図は、本発明による欠陥認識を図示するために、織
物上で生成された帯状光の領域における、第１図ないし
第３図の表面検査装置でｉＡ査された織物の概略拡大断
面図である。ＦＩＧ、２ＦＩＧ、４

Claims

【特許請求の範囲】１、検査される織物の表面上に帯状光を生成する発光手
段と帯状光により発光された表面領域から乱反射された
光を受け入れ、その光を受光構成に導く光電子受光手段
を含み、前記受光構成は織物の欠陥を表す信号を電子処
理回路におくる光学表面検査装置において、受光装置（
１３）がダイオード列（１５）をもち受光構成として作
用する少なくとも１つの列カメラ（１４）を含み、前記
列カメラ（１４）は帯状光（１２）が当たつた表面上の
線から送られた光を受信しダイオード列（１５）上に線
のイメージを形成し、前記列カメラは帯状光（１２）の
位置にある表面の接平面にたいして浅い観察角度αで配
置され、織物（１８）の表面（１９）から突出する低い
欠陥（２０）が帯状光（１２）の明るい背景にたいして
浅い輪郭として列カメラ（１４）に現れ、そのため対応
する電気信号がダイオード列（１５）から電子処理回路
（１６）送られることを特徴とする前記光学表面検査装
置。２、前記線が帯状光（１２）のほぼ中心にある検査ライ
ン（１７）であることを特徴とする請求項１に記載の装
置。３、前記線が列カメラ（１４）に向かって配置された帯
状光の陰影縁部であることを特徴とする請求項１に記載
の装置。４、前記線カメラ（１４）は検査ライン映像化位置（２
２’）と浅い縁部の映像化位置（２２”）の間で調整可
能であることを特徴とする請求項２または３に記載の装
置。５、前記検査ライン映像化位置と浅い縁部の映像化位置
の間の中間位置も選択できることを特徴とする請求項４
に記載の装置。６、前記帯状光により発光された表面領域により送られ
た光も受光する前記受光手段において、前記受光手段が
、受光構成としてダイオード列（１５）をもつ別の列カ
メラ（１４’）をもち、前記列カメラ（１４’）は帯状
光（１２）により発光された線、特に検査ライン（１７
）から織物を透過した光を受光して、前記線をダイオー
ド列（１５）上に映像化することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。７、給送中に観察している前記列カメラ（１４’の観察
光線（２２）が、織物（１８）を通過する想像上の発光
光線（２３）の一定の角度をもった範囲のすぐ外側にあ
ることを特徴とする請求項６に記載の装置。８、列カメラ（１４、１４’）は、帯状光（１２）の反
対側に配置された幅の狭い壁（３１）をもつ浅いハウジ
ングに配置されて、前記幅の狭い壁（３１）は帯状光に
平行に延在し検査ライン（１７）とほぼ同じ長さの入光
スリット（３０）をもち、さらに、入光スロット（３０
）から隔置された領域において、入光スロットに平行に
延在する第１偏光鏡帯（２６）をもち、前記第１偏光鏡
帯（２６）は受け入れた光を前記第１偏光鏡帯に平行し
て構成された第２偏光鏡帯（２７）に偏光し、前記第２
偏光鏡帯（２７）は入光スロット（３０）により近い位
置に配置されているが、後者からは側面が離され、前記
第１偏光鏡帯（２６）に近い他端に装着されているが前
記帯からは側面が離されている列カメラ（１４、１４’
）に前記受け入れた光を方向付けることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。９、前記第１および第２偏光鏡帯（２６、２７）は、前
記列カメラ（１４、１４’）の対物レンズ（３２）に集
束する受信光線（３３）にしたがって連続的に短くなる
ことを特徴とする請求項８の装置。１０、帯状光（１２）の位置の表面（１９）の接平面に
関して列カメラ（１４、１４’）の観察角度（α、β）
は、角度調節装置（２８）上に列カメラ（１４、１４’
）を配置することにより調整可能であることを特徴とす
る請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。１１、発光手段（１１）は、共通直線上に配置された１
つまたは複数の直線状の光源をもち、前記光源は、前記
直線に並列に配置された帯状凹面鏡（３５）により、好
ましくは１：１の映像化規模で帯状に映像化され、帯状
光を形成することを特徴とする請求項１乃至１０のいず
れかに記載の装置。１２、光源（３４）の幅およびオプションとして長さは
光源のすぐ前に配置されたスロット・ダイアフラム（３
６）により限定されて、スロット・ダイアフラムの縁部
は、織物（１８）上に生成された帯状光（１２）を区切
り、２つの陰影縁部（２４、２５）を形成することを特
徴とする請求項１１に記載の装置。１３、スロット・ダイアフラム（３６）をもつ複数の凹
面鏡（３５）と光源（３４）は、互いに列状に配列され
、複数の光の帯から成る光の通過帯を形成することを特
徴とする請求項１１または１２に記載の装置。１４、光源とスロット・ダイアフラム（３６）は凹面鏡
（３５）よりほぼ短いことと、凹面鏡（３５）は帯状光
（１２）よりほぼ短いことを特徴とする請求項１１乃至
１３のいずれかに記載の装置。１５、織物（１８）はその平面に平行な方向に移動可能
で、帯状光（１２）はその移動方向にたいして横方向に
配置されていることを特徴とする装置。１６、織物（１８）は硬化ガラスから成る浅い円筒部分
（３７）上の検査ライン（１７）に案内され、その円筒
軸は検査ライン（１７）に平行に延在することを特徴と
する請求項１乃至１５のいずれかに記載の装置。１７、前記凹面鏡が円筒形鏡（３５）であり、その横断
面は部分的に円筒形（右側円筒形）または部分的に楕円
形状であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の装置。１８、乱反射で作動する列カメラ（１４）の浅い観察角
度（α）が１０度ないし３０度、特に１５度ないし２５
度、好ましくは２０度に達することを特徴とする請求項
１乃至１７のいずれかに記載の装置。１９、テレビ・モニター（３８）は電子処理回路（１６
）に接続され、ダイオード列の出力信号が線変調信号と
してテレビ・モニターに供給されて、テレビ・モニター
の線周波数はダイオード列（１５）の走査周波数と前記
織物の速度により線の進行と同期して、テレビ画面が、
テレビ・モニター（３８）状にある線の数に応じて帯状
の線（１２）の下で移動する織物の表面（１９）から生
成され、前記テレビ画面は暗位置として欠陥を再生する
ことを特徴とする請求項乃至１８のいずれかに記載の装
置。