JPH0418164A - 長尺物検査方法 - Google Patents

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、織物、ニット、不織布などの繊維構造物ある
いはフィルム状物等の長尺物に内在す欠陥を検出する検
査方法に関する。さらに詳しくは、該繊維構造物、ある
いはフィルム状物において、光学的濃度の変調に起因す
る欠陥、ないしは、光学的濃度の変調をもたらす欠陥の
検出を行う検査方法に関する。より具体的に、本発明が
対象とする欠陥を例示すれば、特にこれを限定するもの
ではないが、「シみ」「シわ」　「よごれ」　「かすれ
」「すりきず」　「突起」　「ぼやけ」　「あな」　「
へこみ」　「にごり」　「異物」　「色むら」　「きず
」　「ポックマーク」　「クレータ−」　「つり糸」　
「織りむら」等々をあげることができる。

（従来の技術） 従来より、これら繊維構造物あるいはフィルム状物に内
在する欠陥の検査に関しては、もっばら熟練者の視覚な
いしは触覚に頼っていた。

熟練者による欠陥の存在の検出は、単に被検査物をある
一面的な方向から観察して得られた結果から判断されて
いるものではない。定量化するどころか、定性的に説明
することすら至難であるが、人間は非常に多次元的な情
報をもとに事象を認識していることが知られている。こ
れは欠陥の検出においても同様であって、欠陥という欠
陥の認識は非常に多角的に被検査物を観察した結果であ
る。

例えば、被検査物を連続的に搬送しながら検査を行なう
場合においては、人間の持つ視覚を中心とする感覚によ
れば、単にある瞬間における被検査物の画像をもって欠
陥を認識しているのではなく、搬送による振動、あるい
は照明のゆらぎ、等々により刻−刻と連続的に変化する
微妙な画像の動きから欠陥を読みとっているのである。

以上述べてきたように、人間の感覚による欠陥の検出メ
カニズムには驚嘆ナベきものがあり、神秘すら感じさせ
るものである。

しかしながら、人間の判断力、認識力、識別能力には優
れたものがある反面、人間の視覚、触覚による検査では
、検査を行なうものは熟練を要し、また能率、正確さの
点で必ずしも十分とはいえるものではない。これらの問
題点は多数の生産機にて大量に生産される繊維構造物あ
るいはフィルム状物を検反する際には致命的である。特
に繊維構造物においては、正常な部分においてもきわめ
て複雑な構造を宵しており、欠陥の検出とはこの複雑な
構造、言い換えるならば「ばらつき」のなかから、さら
にはそのほかの外乱ノイズ等による影響も加味した上で
、特に大きくはずれたものを抽出する作業である訳であ
り、本来それには一定の基準が設けられるべきものであ
る。しかしながら、たとえ経験をつんだ熟練者の目によ
るとしても、多くの繊維構造物を常に一定の基準でもっ
て検査することは事実上不可能である。

近年、撮像管にかわる固体映像素子として、ＣＯＤセン
サーが安価に入手できるようになったこと、ならびに信
号処理技術、画像処理技術の発達にともない、人間の視
覚に依存してきたこれらの感覚的な検査を、機械に置き
換えようという試みが盛んになされてきている。

しかしながら、前述したように人間は、多面的な情報よ
り総合的に判断、認識、識別、を行うのに比較し、機械
、例えば光学的センサー等により被検査物を観察した場
合に得られる情報は、文字どおりある一面から被検査物
を観察した結果にすぎず、得られる情報量は非常に少な
い。

このような少ない情報から、実用的な範囲で、実時間で
もって欠陥検出のような高度な判断を、機械でもって自
動的に行なうことは、現在の信号処理技術、コンピュー
タによる画像処理技術をもってしても、大変に困難を極
めるものである。

（発明が解決しようとする課題） すなわち、従来から行われてきた熟練者の視覚ないしは
触覚に頼った欠陥検出においては、検査を行なうものは
熟練を要し、また能率、正確さの点で必ずしも十分とは
いえるものではなく再現性等に問題が残されているもの
である。また、実用的な範囲で、実時間でもって機械で
もって自動的に欠陥検出を行うような検反装置に関して
も、いまだ実用的に渭足なレベルにおいて用いられるべ
きものは得られていない。

結果として、能率、正確さの点で必ずしも十分とはいえ
ず、再現性等に問題が残されているものであるとしても
、いまだ熟練者の視覚に負う検査が、現状においては、
行われているという実状である。

ＱＣ，すなわち品質管理の徹底により工業製品の品質を
高いレベルにおいて安定させることを実現ならしめてき
た近年、明確な検出基準を持つことなしに、このように
感覚的で定性的な検査にもとすいて品質の管理が行なわ
れてきたことに対しては驚きを隠しえない。

本発明者らはかかる状況に鑑み鋭意研究を重ねた結果、
欠陥検出を再現性良く、かつ一定の基準でもって行える
方法に関する、次なる発明に到達した。

（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、長尺物を連続的、あるいは断続的に
搬送しつつ、該長尺物を照明し、該照明による長尺物か
らの反射光もしくは透過光を異なる分光感度特性を有す
る複数の撮像素子を用いて欠陥を判定する長尺物検査方
法において、該長尺物の基準部分から読みとった分光反
射曲線をもとに、該長尺物の色調の補色関係にある色調
と最も近い分光感度特性を有する撮像素子を用いて欠陥
検出を行うことを特徴とする長尺物検査方法である。

本発明においては、例えば、被検査物である繊維構造物
あるいはフィルム状物を連続的に搬送するローラーシス
テムの一部において、該繊維構造物あるいはフィルム状
物を照明し、該繊維構造物あるいはフィルム状物に内在
する欠陥による光学的濃度の変調をセンサーにより観察
し、欠陥を検出しようとするものである。

本発明において用いられる「異なる分光感度特性を有す
る複数の撮像素子」とは、例えばＲＧＢの３原色に色分
解を行なった形態でもって信号出力を得ることができる
カラーセンサー等があげられる。カラーセンサーとして
は、例えばカラー撮像管、カラー〇〇Ｄ１カラーライン
センサー等を用いることができる。

また必要に応じては、可視光域に感度を育するセンサー
と例えば赤外域、あるいは紫外部に感度を有するセンサ
ーを組み合わせてもよい。さらに必要に応じては、これ
らのセンサーにさらに好ましい分光透過特性を有するフ
ィルターを組み合わせたものを用いてもよい。

本発明において特に好ましい分光感度の組合せとしては ３７０±　７５、ｎｍ好ましくは±５０ｎｍ４５０±　
７５、ｎｍ好ましくは±５０ｎｍ６５０±１００、ｎｍ
好ましくは±５０ｎｍに分光感度のピークをもつ３種の
センサーの組合せ、 または ３００±　７５、ｎｍ好ましくは±５０ｎｍ４５０±　
７５、ｎｍ好ましくは±５０ｎｍ１２００±１５０、ｎ
ｍ好ましくは±７５ｎｍに分光感度のピークをもつ３種
のセンサーの組合せ、 または ３θＯ〜７５０ｎｍに感度を有するＣＯＤセンサーと １２００〜３５００ｎｍに感度を有する赤外線センサー
との組合せ 等を用いることができる。

本発明においては、異なる分光特性を有する各々の撮像
素子は、必ずしも同じ場所に設置されることを必要とし
ない。また異なる分光特性を有するセンサーは、各１基
ずつ用いる必要はなく、複数個のセンサー（この場合同
じ分光特性を持つセンサーが含まれてもかまわない）に
より検知された、被検査物上の同一カ所に相当する信号
部分の「和」を求めることにより、ノイズ分を相殺し、
欠陥に起因する信号を強調する等の信号処理を行うこと
も可能である。

本発明においては、異なる分光感度特性をもつ複数の撮
像素子のうち単独の撮像素子を用いても良いし、また必
要によっては複数の撮像素子の和、差、積、商、論理和
、論理積などから欠陥検出をおこなうことも可能である
。

特に、分光反射曲線、照明光の放射分光特性、と各撮像
素子の分光感度特性との積を求めた結果が最も大きい組
合せと、その次に大きい組合せとの差が１０％以下の場
合においては両者から得られる出力の「和」を用いても
よい。

本発明においては、特に照明の手段について限定するも
のではない。しかしながら、好ましい照明方法としては
、異なる分光特性を有する各々のセンサーについて、好
ましい分光放射特性を持つ異なる照明手段を組み合わせ
て用いる方法を用いることができる。

カラーセンサーを用いる場合においては、Ｒ出力を用い
る場合においては「発熱体より生ずる光」、より具体的
には、ハロゲンランプ、白熱球、レフランプ等の使用が
好ましく、特に長波長側に延びた波長分布を有する照明
器具を用いることが好ましく、また光源の色温度におい
ては３１００に以上のものが好ましい。またＧ出力ない
しはＢ出力を用いる場合においては、たとえば「青白色
蛍光灯」のような、特に短波長側に延びた波長分布を有
する照明器具を用いることが好ましい。

また特殊な場合においてはレーザー光等のような極めて
狭い分光放射特性を有する光源を用いてもよいし、これ
らを用いる場合においてはレーザー光をスキャニングす
るような照明方法を用いてもよい。

さらに好ましくは、これらの照明手段は、被検査物の色
調、反射分光特性、検出したい欠陥のレベルなどとも考
えあわせ、最も好ましい方法を切り換えることができる
ように設定されるべきである。

本発明において前記照明手段を設ける位置については、
特に限定される物ではないが、被検査物の垂直な方向に
設けることが好ましい。しかしながら、特に特定の種類
の欠陥の検出を主体とする場合にはこの限りではなく、
例えば、被検査物である繊維構造物あるいはフィルム状
物の水平方向から０〜１５度の角度に該繊維構造物ある
いはフィルムを照明する器具の中心が位置するように配
されことが１好ましい場合もある。好ましくは、本発明
における照明手段は、複数の方向からの照明手段を必要
に応じて切り替え、ないしは併用が可能なように配置さ
れるべきである。

本発明において好ましい信号処理手段は「異なる分光特
性を有する複数のセンサー」から得られた出力を適当な
スレッシールドレベルにおいて２値化し欠陥を検出する
方法である。本発明においては、欠陥の検出力を高める
ために、センサーの信号出力のシェーディング補正とγ
（ガンマ）補正を行った後にスレッシヨルドをかけるこ
とにより検出する方法をとることも可能である。またこ
の場合、被検査物の色調、表面杖態などにより、被検査
物毎にγ（ガンマ）補正レベルおよびスレッシヨルド・
レベルを設定する方法を用いてもよい。またさらに異な
るアルゴリズムを持ったシグナル・エクスパンジーンを
行ってもよい。

複数の撮像素子を組み合わせて用いた場合には、最終的
には、それらの出力を信号処理して得られた結果の論理
和を取り欠陥判定を行ってもよい。

（作用） 本発明が対象とする被検査物、すなわち、織物、ニット
、不織布などの繊維構造物あるいはフィルム状物におけ
る、本発明が検出しようとする欠陥は、光学的濃度の変
調に起因する欠陥、ないしは、光学的濃度の変調をもた
らす欠陥である。

これらの検、出においては、前述したように、熟練者の
視覚による場合には、単に被検査物をある一面的な方向
から観察して得られた結果から判断されているものでは
なく、多次元的、多角的に被検査物を観察した結果にお
いて判断を行なっている。

しかしながら、機械でもって得られる一面的な情報から
、さらにはそのほかの外乱ノイズ等による影響も加味し
たうえで欠陥の自動検出を行なう場合においては、なん
らかのフィルタリングならびにエンハンスならびに観察
条件のオプティマイズが必須である。

本発明においては、特に被検査物の色調、すなわち色座
標に着目し、観察条件のオプティマイズを行なうことが
、結果として欠陥検出に非常に大きな効果をもたらすこ
とを示した物である。また、本発明においては、前述し
たフィルタリングとエンハンスの効果をも同時に実現す
るものでもある。

以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明はこれらになんら限定される物ではない。

（実施例） 実施例　１ 第１図は本発明における検反装置の検出部分を示した概
略説明図である。被検査物である繊維構造物あるいはフ
ィルム状物を連続的に搬送するローラーシステムの一部
に図に示したごとく２本の送りローラーを設け、２本の
ローラーの中央部において繊維構造物あるいはフィルム
状物を照明し、カラーリニアセンサーでもって繊維構造
物あるいはフィルム状物を観察し、欠陥検出を行うもの
である。

照明にはＤｌｉｉ５標準光源を用い、光源は被検査物の
中央に垂直な位置に設けられている。ローラー幅は１９
０ｃ■、繊維構造物あるいはフィルム状物の送り速度は
搬送系の駆動モーターをインバータ制御することにより
０〜７５ｍ／分の間でもって可変とした。

本検反装置は第４図に示されたフローチャートに基づい
て動作する。被検査物の基準部分の「色座標値」は、被
検査物をセツティングする毎に被検査物の導入部の適当
なる部分において、色彩色度計にて測定される。測定値
はオンラインにてＣＰＵに読み込まれ、あらかじめ求め
られた数表をもとにＲＧＢのうちいずれの出力を用いる
べきかがＣＰＵにおいて判断され、自動的に切り換えが
行なわれる。

カラーリニアセンサーの出力のうち、欠陥検出に用いら
れる信号は、シェーディング補正回路とγ（ガンマ）補
正回路を経た後に所定のスレッショルドにより２値化さ
れ、欠陥の有無の判定が行なわれる。

第２図は、被検査物が無地の織物である場合に、欠陥の
無い、正常な部分から得られた信号の一例である。織物
特有のノイズ成分を見ることができる。第３図は欠陥。

この場合「しみ」がある箇所から得られた信号の一例で
ある。欠陥に起因する被検査物の濃度変化が極めて明瞭
にとらえられており、織物特有のノイズの中であっても
、欠陥の検出に支障をきたすものではない。

全４０種類、全長のべ５０００ｍの反物について、平均
搬送速度５０ｍ／分でもって本検反装置と、熟練検査員
とで別々に欠陥の検出を行なった。

試験に用いられた反物は、あらかじめ複数の熟練検査員
により繰り返し丹念に検査されており、その欠陥はマツ
プ化されている。

さて、検反装置の欠陥検出率は８７％、熟練検査員の欠
陥検出率は９１％であった。検出された欠陥の位置は、
少なくともあらかじめ得られていた欠陥マツプと一致し
た。

比較例　１ 実施例と同じ装置を用い、カラーリニアセンサー出力を
Ｂ出力に固定して、以下は実施例と同様に試験を行った
。欠陥検出率は６７％にすぎず、実用にはとうてい値し
ないと判断されるべき結果であった。

（発明の効果） 本発明によると、人間の視覚による検査に比較して、熟
練を要すことなく、また能率、正確さの点で優れ、しか
も判定基準を定量的に定めることを可能にした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における検反装置の概略説明図である。 第２図は実施例において、欠陥がない部分から得られる
信号例である。 第３図は実施例において、欠陥がある部分から得られる
信号例である。 第４図は本発明における検反装置の動作フローチャート
例である。 ■　繊維構造物ないしはフィルム状物 ■　送りローラー ■　標準光源 ■　カラーリニアセンサー ■　スイッチ ■　シェーディング補正回路 ■　ガンマ補正回路 ■　判定および表示部 ■　色彩色度計 ＠ＩｃＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）長尺物を連続的、あるいは断続的に搬送しつつ、
   該長尺物を照明し、該照明による長尺物からの反射光も
   しくは透過光を異なる分光感度特性を有する複数の撮像
   素子を用いて欠陥を判定する長尺物検査方法において、
   該長尺物の基準部分から読みとった分光反射曲線をもと
   に、該長尺物の色調の補色関係にある色調と最も近い分
   光感度特性を有する撮像素子を用いて欠陥検出を行うこ
   とを特徴とする長尺物検査方法。