JPH011939A - 糸条パッケ−ジの検査装置 - 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】 ［利用分野］ 本発明はバーン゛、チーズ、あるはいコーン等（以下パ
ッケージと称する）の製品形態をした合成繊維、とりわ
けてポリエステル繊維の表面の汚れを自動的に検査する
装置に関する。

［従来技術］ 従前から、パッケージに巻上げたポリエステルｍ維やポ
リアミド繊維の外観検査をｖ１械装置により、自動的に
行う為の技術開発かなされている６パツケ一ジ表面の汚
れ検出に関しても、可視光をパッケージに照射して汚れ
部分の明度差をテレビカメラで測定する方法が用いられ
る。油１手垢などによる黒い汚れは、明度差が大きい為
、この方法で十分実用的な検出力が得られる。

しかし上述の従来法では、検出が困難な以下の異常かあ
る。すなわち原料ポリマーに異常品が混入した場合であ
る。かがる場合、その異常が軽度であれば曳糸性には影
響がなくパッケージに巻き上げることはできるが、染色
性能には差が出て、商品価値が大いに損われる。こうし
た部分が含まれたパッケージを注意して観察すると、異
常部分か層状になって巻き付けられるので、その端部が
パッケージの表面に環状に現われ、地の部分と比較する
と極僅か色調が変化しているのがわかる６しかし、前述
の通りこれまでの方法では、僅かな色調異常のなめかか
る異常を自動的に検出することは、困難でありな、こう
した欠陥は極めて稀にしか発生しないか、その影響の大
きさから、現状は検査員が細心の注意を払って検査して
いるが検出率は必ずしも満足できるものではなかった。

Ｕ発明の目的コ 本発明はかかる現状に皿みなされたもので、前記像かな
色調異常を確実に検出できる糸条のパラゲージ検査装置
を提供することを目的とする乙のである。

し発明の構成・作用］ 本発明は、イメージセンサカメラにより糸条パッケージ
を撮影し、その検出信号に基いて異常を判定するように
した糸条パッケージの検査装置において、近紫外光をパ
ッケージに照射すると共に、該パッケージの照射面を青
色透過フィルターを介して撮影することを特徴とする糸
条パッケージの検査装置である。

上記本発明において糸条パッケージをその軸回りに回転
させると共にパッケージ表面を軸方向に走査するライン
センサーによって撮像する様にすると、構成の簡略化上
有利である。

又イメージセンサカメラから検出信号のレベルを調整す
るゲイン補償回路を設け、そのゲインを検査するパッケ
ージの初めのスキャンで定め、以後該バッゲージの検査
中は固定したまま測定することにより、銘柄変更、光源
変動等に対しても安定した検査かできる利点がある。

以上の本発明は以下のようにしてなされたものである。

本発明者等は、ポリエステル繊維においては、その生産
工程中で面かに生成する熱分解物が蛍光体になり、これ
か近紫外線により励起されて波長４００〜４２０ｎｌＵ
にピークを有する青い蛍光を発生することを着目して、
以下の通り十分実用的な自動検査装置の開発に成功した
。

即ち異常のないパッケージにおいては、近紫外線で照明
した場合の照射強度が一様であれば、蛍光発生は均質で
あるのに対し、ポリマーに異常がある場合にはその部分
の蛍光が弱くなり暗く見える。この明度の差は、肉眼で
観測しても可視光照明によるものより大きく、前述の蛍
光領域を含む短波長域透過フィルター（以下青色透過フ
ィルターと称す）を付属させたイメージセンサ−によっ
て測定すると、さらに容易に観測できることか判明した
。なお、この青色透過フィルターは具体的には５００ｎ
１以下、更に好ましくは４５０ｎ１以下の波長を透過さ
せるものであれば十分である。同じ方法によって、パッ
ケージ表面に付着した汚れを観測すると、同様に、従前
の方法より感度があがることも確認された。また、例え
ばオリゴマーの様な地の繊維より強い蛍光物質が含まれ
る場合には、逆に異常部分が明るくなるので、同じ構成
によって異常検出ができることも確認され、色調異常を
もたらす異物全般か容易に自動検出ができる本発明がな
されたのである。

蛍光性の物質の混入を検出する目的の場合には、ポリア
ミド繊維などの様に正常孔に蛍光体が含まれない対象に
対しても本発明が適用されることは言うまでもない。

以下、本発明の詳細をポリエステル繊維のバーンに適用
した実施例によって説明する。

第１図は、パーンについて測定する実施例の基本構成の
説明図であって、１がパーンであり、図示しない回転装
置によって回転している。１０は、ラインセンサーを受
光素子とするイメージセンサ−カメラであって、３台の
カメラを用いてパーン１の上部テーパ部、胴部、下部テ
ーバ部を夫々撮影するように配置し図中太線で撮影位置
Ｓを示すように夫々前記各部のパーン表面に焦点を合わ
せてあり、パーンの軸の方向に走査している。そして各
カメラ１０のレンズ系には蛍光領域を含む青色透過フィ
ルターを設備しである。

２は、近紫外線を発生するブラックライトで、２本の直
管のライト２を撮影位置Ｓの両側に平行に配置し、パー
ン表面のカメラ視野に当る部分を、照射している６本例
では波長３６０ｎｎを中心としたブラックライトを用い
た。１００は、カメラ１０の出力を信号処理してて汚れ
あるいは、色調の異常を判定する判定手段である。

以上の構成において、パーン表面に近紫外線を照射する
と、繊維に含まれる蛍光物質から蛍光か発する。

ポリエステル繊維の場合、製造工程中で一部が熱分解し
て蛍光物質になり、これが繊維内に万遍なく分布するの
で、パーン周囲を囲って薄暗くしたなかで波長３６０ｎ
１Ｍ近辺の近紫外線を当てると、肉眼でらパーン全体が
青く発色するのが観察される。

パーン表面に汚れが付着していると、蛍光発色が阻害さ
れ、暗くなる。また、ポリ−異常では、明度差は小さい
が、パーンを１周する縞の形になるので、容易に判定が
つく。

カメラ１０のランイセンサーは上記蛍光を検出するため
に短波長側にも十分な感度が必要で、さらに蛍光領域に
感度を限定し、パーン表面で反射する周囲からの迷光の
影響を遮断する為に、青色透過フィルターが仕込んであ
る。青色透過フィルターの遮断波長は５００ｎ１１とし
た。

カメラ１０具体的にその検出素子のラインセンサーの視
野は図示の通りパーンの表面の回転軸に沿っており、軸
回りの回転に伴って、パーン表面の隣り合せた部分をス
キャンし、１回転するとパーン全周面を撮影したことに
なる。

検出したい汚れの大きさも、光学系及びパーン回転系と
は密接な関係があり、小さい汚れを検出したければ、素
子数の多いセンサーを用い、倍率を小さく、スキャン頻
度を多く、回転速度を遅くする必要があるが、実施例で
は５１２素子のラインセンサーを用いたカメラ１０の夫
々でパーン上はぼ１５０市の長さが！！影できる様にセ
ットし、スキャン頻度を１００回／秒で行い、パーンを
１回転／秒で回転する様にしており、パーン表面３．６
度毎に撮影する様になっている。

パーンの全長を１台のカメラで測定するには、カメラ視
野長が不足する為、前述の通り３台のカメラ２をセット
して、パーン全長を測定するようにしている。

判定手段１００は各カメラ１０から得られる明度信号を
以下のように処理して汚れと色調の異常判定をしている
。すなわちカメラ１０からの明度信号は、スキャン時の
パーン表面の汚れあるいは色調異常を反映したもので、
例えば、第２図（２）のパーン表面にある汚れＡと色調
異常Ｂを測定するとき各スキャンａ、ｂ、ｃ、ｄ毎の出
力信号は夫々第２図（１）のａ、ｂ、ｃ、ｄの様になり
、汚れＡは一般に深く落ち込み、色調異常Ｂは落ち込み
が浅い。

従って、汚れＡの判定手段は、正常部分からの落ち込み
量が、適当に設定した闇値Ｔｈｄより大きいところをも
うて判定すれば十分である。一方色調異常Ｂの判定手段
は異常部分の落込み量が小さいのでこれを検出できる様
な閾値を決め゛ようとすると、正常部分での明度差ノイ
ズを過剰に検出する様になり、正しい判定は困几である
。ところが、第２図（１）のｅに示す様に適当なスキャ
ン回数分を積算すると正常部分でのノイズは、平均化し
て消滅するに対して、色調異常Ｂの部分は、全周にわた
って存在することから落込み量がはっきりする。

本例ではパーン−周のスキャン１００回分を積算後に適
当な閾値Ｔｈｓと比較して異常判定するようにし、正確
で感度の良い検出ができる様にした。

上述の判定手段１００の具体的な回路例を第３図に示す
、以下、その動作を説明する。カメラ１０に仕込まれた
ラインセンサー１１がスキャンされて、現在ｉ番目の素
子の出力か読出されているとする。

素子の出力はＡ１０変換器１１０で８ｂｉｔのデジタル
値に変換され、切換スイッチ１１３を介して４段８　ｂ
ｉｔシフトレジスタ１１４と８　ｂｉｔ減算器１１５に
入力される。′ＬＡＸ器１１５のもう一方の入力はシフ
トレジスタ１１４から出力される（ｉ−４）番目の素子
出力であって、減算器１１５でｉ番目と（ｉ−４）番目
の出力差を算出し、ラッチ１１６に予め設定されている
閾値Ｔｈｄと比較器１１８で比較される。

こうしてラインセンサ−４素子分離れた点での明度差が
閾値を越えていれば汚れＡと判定さ、れる。

パーン表面の明度が変動するときあるいは明度か場所に
よって異る場合にこの様にいくつか離れた点同士の差を
調べることは、安定な検出に有効である。一方、メモリ
ー１１２の内にはｉ番目の素子に対応してｉ番地にデー
タか収納される。このｉ番地に収納されている数値が読
み出されて、加算器１１１でＡ／Ｄ変換器１１０でデジ
タル値に変換されたｉ番目の素子出力と加算され、結果
は再びｉ番地に収納される。メモリー１２は各パーンの
測定前に内容がクリアされるようになっており、この為
、　１００回のスキャンが終了した時にはメモリー１１
２にはラインセンサー１１の各素子毎のパーンの一周分
の明度の積Ｘ値が各素子毎に記録されている。パーン−
周の測定か終了すると、切換スイッチ　１１３がメモリ
ー１１２側に切換わり、メモリー１１２に記憶されてい
る各素子毎の一周分具体的には　１００回の出力積算結
果かバーン全長に亘って具体的には０から５１２＃地ま
でＩｌｉ次読み出されてシフトシスター１１４と：ｇｘ
、器１１５に送られ、汚れＡの場合と同様に４素子毎の
差が算出される。

この出力差は、切換スイッチ１１３と同じ時に切換わっ
ている切換スイッチ１１９で選択されたラッチ１１７に
予め設定されている閾値Ｔｈｓと比較器１１８によって
比較され、閾値を越えていれば色調異常Ｂと判定される
。

なお蛍光の強さはポリエステル繊維原料に混入する添加
剤の割合により異る為、銘柄による差があるし、照射す
る近紫外光の強度が変れば変化する。正常部分の強度か
らの差で汚れＡを検出する様なアルゴリズムにすること
により、こうした強度差の影響をかなり抑制することが
できるが、信号出力の補償を適当に行えば、さらに判定
の信頼性を高めることかできるのは言うまでもない、照
射するブラックライトは経時により徐々に光度が落ちる
が、この変化を補償するには決められた場所における明
度が一定になる様に照射するブラックライトの電源電圧
を調整する方法が用いられる。

また銘柄差の補償の為には、予め銘柄毎にその強さを調
べておいて、検査対象銘柄に対応してその水準を選択設
定する。ただこの方法では、光源と、判定手段の測定系
あるいは信号処理系の２ケ所で調整する手間がいるので
、本発明者等は、新たに測定出力を直接用いて補償する
以下の方法を開発した。

即ち、パーンの測定を始める前に１回スキャンして得ら
れた蛍光強度から直接妥当な増ｒＩＪ度を算出し、測定
中その値に固定する方法である。

以下、第４図によりそのゲイン補償回路の構成を説明す
る。第４図（１）はその作用を説明する基本構成のブロ
ックであり、第４図（２）はその回路例のブロック図で
ある１図示の通りカメラ１０のラインセンサ１１と判定
手段１００のＡ／Ｄ変換器１１０との間にゲイン補償回
路具体的にはゲインを自動設定するためのゲイン設定回
路１２１と増［ｔＪ器１２２を設ける。この増ｒｉＪ器
１２２の出力は、前述のＡ／Ｄ変換器１１０と比較増巾
器１２３に供給されており、ここで適当な目標値Ｖｒと
の差かとられ増ｒｌされる。

検査の為の測定に入る前に１回のスキャンの内、ライン
センサ１１の中央部の素子具体的には第１２８画素から
第３８３画素の区間に於いて、この差が零になる様に、
増ｌＪ器１２２の入力分割比か電子制御式ポテンシオメ
ータからなるゲイン設定回路１２１により自動調節され
る。

ゲイン設定回路１２１の可動端子は調整口Ｒ１２４によ
って１個のパーンの検査の間、即ち１００回スキャンす
る間固定される。こうした作用を実施する為に採用した
回路についてて第４図（２）を用いてさらに具体的に説
明する。

ラインセンサー１１の出力はゲイン設定回路１２１で入
力分割された上、増ｒｔＩ器１２２を通してＡ／Ｄ変換
器１１０に供給される。

補償回路の目的は、正常部分を測定する場合に照明の変
化や銘柄の差があるときでもこのＡ／Ｄ変換器１１０の
入力がある適当な設定した値Ｖｒの電圧水準にして判定
の安定化を計るものである。この為、増巾器１２２の出
力は比教増巾器１２３で基準電圧Ｖｒとの差が増巾され
、サンプルホールド回路１２４ａに送られる。サンプル
ボールド回路１２４ａではラインセンサー１１のスキャ
ンタイミングｔと同期したタイミングでサンプルホール
ドしてラインセンサーの素子毎に出力が安定した部分の
みを連結し、連続化する。

こうして連続化した信号を符号検出器１２４ｂ及び絶対
値回路１２４Ｃに供給する。絶対値回路１２４Ｃの出力
はＶ／Ｆ変換器１２４ｄで電圧に比例した周波数をもつ
矩形パルス列信号に変換される。Ｖ／Ｆ変換器１２４ｄ
には動作を禁止するゲートがあって禁止信号Ｓｉによっ
て発振を停止する。この矩形パルス列信号と符号検出器
１２４ｂの出力は、ゲイン設定回路１２１具体的には計
測アンプの入力抵抗の一部として組み込まれた電子制御
式ポテンシオメータの可変抵抗端子の位置制御に用いら
れる。電子制御式ポテンシオメータは入力端子に印加さ
れるパルス１ケ毎に１／１００ずつ可変抵抗端子のブラ
シ位置が変化するもので、その変化方向は別端子に印加
する信号のオン／オフで決まる構造となっている。

本例では市販のＸＩ　ＣＯＲ社製Ｒ２ＰＯ’ｒ’を用い
た。これによればパーン１０が定位置に収まった時に、
Ｓｉ信号によってゲートを開きＶ／Ｆ変換器１２４ｄを
動作させ、その時の増巾器１２２の出力と設定電圧Ｖｒ
の差に比例した周波数のパルス列をゲイン設定回路１２
１に送り込む、この時測定出力かＶｒより大きいときに
は抵抗値が増大し増巾率が下がる方向に、Ｖ「より小さ
いときには増巾率が上げる方向になるように符号検出器
１２４ｂの出力によって制御される。

この様に制御ループを組み、差動増［ｔＪ器１２３の増
巾率、Ｖ／Ｆ変換器１２４ｄの変換率等ループのゲイン
を適当に選択すると、ラインセンサー１１を前述素子を
スキャンする間にゲイン設定回路１２１のゲインを適当
な点に十分整定させ、増巾器１２２の出力をＶｒと一致
させることができる。ループゲインの選定には、あまり
応答速度を上げすぎると検出信号に含まれるノイズに過
敏になりすぎるので適当に鈍くすることが必要である。

適当に整定する時間を見計らって前述の素子具体的に第
３８３画素子の走査終了時点でＳｉ信号によってゲート
を閉じるとＶ／Ｆ変換器１２４ｄの発振が止まり、ゲイ
ン設定回路１２１の抵抗値は変化しなくなるためセンサ
ー出力の分割比は固定される。

この後ラインセンサーを１００回スキャンした結果から
前述の信号処理によって汚れＡまたは色調異常Ｂを検出
する。上述の方法によって光源の劣化と、銘柄差を同時
に補償することが可能である。

以上の構成によりポリエステル繊維のパーンを検査した
ところ、汚れについては直径０．５ｍｍのものまで検出
できることを確認しな、又色調異常については、中２閣
の肉眼では非常に注意してはじめて検出できる薄い色調
異常が検出できることを確認した。

なお、以上の実施例においては、カメラ１０の夫々に対
して判定手段１００の各回路を設けたものを示したが、
カメラ１０に対して共通の回路で処理するようにしても
良く、判定手段１００はディジタルコンピュータで構成
しても良い。

検査に用いるカメラの台数も何ら限定されず、検査する
糸条パッケージの形状・大きさ等から適宜設計すべきで
ある。

以上の通り、本発明は、近紫外光の光源を用い、青色フ
ィルターを介してイメージセンサ−で糸条パッケージを
撮影する構成により従来機械的検査で困雌であった糸条
バラゲージの微少汚れ、色調異常の検査もできる検査装
置を実現したもので、検査作業の合理化に大きな寄与を
なすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の基本構成の説明図、第２図
（１１ｉ２］は実施例での判定手段の処理内容の説明図
、第３図は該判定手段の処理回路のブロック図、第４図
（１１，（２＋は該判定手段のゲイン補償回路の基本ｒ
４成及び具体的構成のブロック図である。 １：パーン　　　　　２ニブラックライト１０：カメラ
　　　　　１００：判定手段１１０：Ａ／Ｄ変換器　１
２１ニゲイン設定回路１２２：増ｒｉ器 （１］　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（−一一一−Ｉづ（７２日　　　　　　　　　　　　
　　　　　（コラオ３０・

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）イメージセンサカメラにより糸条パッケージを撮
   影し、その検出信号に基いて異常を判定するようになし
   た糸条パッケージの検査装置において、近紫外光をパッ
   ケージに照射すると共に、該パッケージの照射面を青色
   透過フィルターを介して撮影することを特徴とする糸条
   パッケージの検査装置
2. （２）パッケージをその軸回りに回転させると共に、パ
   ッケージ表面を軸方向に走査するように配置したイメー
   ジセンサーカメラによって撮像する特許請求の範囲第１
   項記載の糸条パッケージの検査装置。
3. （３）検出信号に基いて異常を判定する判定手段は、パ
   ッケージの軸方向の一定位置の１回転の検出信号の積算
   値より色調異常を判定する色調異常判定手段と、前記一
   定位置の現在の検出値と所定時間前の検出値との差によ
   り汚れを判定する汚れ判定手段とからなる特許請求の範
   囲第２項記載の糸条パッケージの検査装置。
4. （４）前記判定手段がイメージセンサーからの検出信号
   のレベルを調整するゲイン補償回路を具備した特許請求
   の範囲第１項〜第３項記載のいずれかの糸条パッケージ
   の検査装置。
5. （５）前記ゲイン補償回路は、検査するパッケージ毎に
   該パッケージの最初のスキャンの検出信号に基いてゲイ
   ンを定め、該パッケージ検査中は定めたゲインに保持す
   る回路である特許請求の範囲第４項記載の糸条パッケー
   ジの検査装置。