JPS6336136A

JPS6336136A - 色むら等の検出方法

Info

Publication number: JPS6336136A
Application number: JP17963786A
Authority: JP
Inventors: Yukio Murata; 村田　幸男
Original assignee: MURAKAMI SHIKISAI GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: MURAKAMI SHIKISAI GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1986-07-30
Filing date: 1986-07-30
Publication date: 1988-02-16

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、所要速度で搬送される工業製品を被測定物体
とし、その表面や内部の色むら、汚染等を検出する方法
に関する。

［従来の技術］一１般に、仮、棒、布、糸等の工業製品、例えば着色プ
ラスチック板、あるいはプラスチックのベレットを製造
する際のストランド、又はコーンやスピンドルに捲かれ
る白糸は、その製造工程において顔料の不均一分散によ
る色むらが生じたり、あるいは過熱や異物混入による部
分的な着色を生じたり、又は油等によって褐色に着色す
る汚染が生じたりする。

かかる色むら、汚染等は、局部的かつ突発的に発生する
と共に、工業製品における外観上の致命的な欠陥とされ
るので、検査員が帛に全製品、全数に亘り目視によって
検査されているのが現状でおる。

このため、検査に要する労力が極めて大きく、その合理
化を図るため、従来、次の検出方法が知られている。

（１）光電色彩計又は分光光度計を所要速度で搬送され
る製品（被測定物体）の上方又は下方に配置し、製品の
表面の色を連続的に測色する。

（２）レーザー光線の光束を製品の搬送方向に対し直角
方向に高速度で走査し、異常部分の反則率が正常部分に
対して変化する点に看目し、キズ等を検出する。

（３）イメージセンサを用いたテレビカメラ類で、製品
の表面を走査し、画像信号を取出して処理し、色むら信
号を得る。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、上記従来の検出方法によれば、その原理に対応
した条件に対しては一応の目的を達し得るものの、生産
される製品の全面について常時検査できるものではなく
、特に色むらという微妙な色変化に対してはほとんど効
力がない。

すなわち、光電色彩計や分光光度計を用いる方法は、第
７図に示すように、製品１，１′の位置が変動すると、
製品１，１′と測色装置の反射率計２及び光源３，３′
との距離β＋、ｆ！２及びＳｚ　、３２の変化に従って
反射率計２の受光量が変化し、この受光量の変化が色の
濃さの変化に類似した結果を示ずので、邑むらを検出す
ることができない。図中４はフィルターである。

又、レーザー光線の光束を用いる方法は、レーザー光線
が単色光でおるため、光を散乱させるキズや内部の泡、
割れ目等は検出できるものの、色むらを検出することは
全くできない。

更に、イメージセンサを用いる方法は、画像解析装置を
用い、ソフトウェアによるデータ処理を必要とするので
、検出に要する時間が長くなり、かつ設備コストも高く
なると共に、テレビカメラ類は、色弁別の性能が不十分
で、人間の眼に匹敵するような検査ができない上、工程
の要求スピードにも対応できない。

そこで、本発明は、被測定物体がその搬送途中において
上下動したとしても、色むら、部分着色、汚染等を確実
かつ瞬時に検出し得る色むら等の検出方法を提供しよう
とするものである。

し問題点を解決するための手段］本発明は、前記問題点を解決するため、所要速度で搬送
される反射性又は透過性の被測定物体の色むら、汚染等
を検出する方法であって、前記色むら等の大きざに対応
して測色視野を任意に設定可能な複数の受光器を、被測
定物体の搬送方向に適宜の間隔で配置し、各受光器によ
って測定される反射光量又は透過光量を相互に同時比較
して色むら等を検出する方法である。

し作　用］被測定物体が搬送途中で上下動し、各受光器との距離が
変動したとしても、各受光器の受光量が一様に増減する
ので、各受光器の受光値相互間の差には、距離の変動に
よる影響がほとんど現われない。このため、受光値相互
間の所要］以上の差が生じたとぎに色むら等として検出
される。

［実施例］以下、本発明の実施例を第１図〜第Ｇ図により説明する
。

第１図は第１実施例の検出方法を示す概略説明図で、第
１実施例の検出方法は、棒状の製品（被測定物体）の表
面における大きざ及び濃度勾配のほぼ同じな１種類の色
むら等を検出する方法である。

すなわち、コンベヤ５により矢印方向に所要速度で搬送
される棒状の製品６、例えばストランド等の色むら等６
ａを検出するには、２本の光フ７−イバー７，８の一端
の受光部７ａ、８ａを、製品６の上方に測色視野を任意
に設定すべく上下動可能にしてかつ製品６の１娘送方向
に適宜間隔で配置する。

各光ファイバー７．８は、それぞれの測色視野を均等に
照射する白色光源（図示せず〉から放射され、製品６に
よって反射された光を受光する受光器の一部を構成する
もので、それぞれの他端部が３分岐ハンドル部７ｂ、　
７ｃ、　７ｄ、８ｂ、　８Ｃ，８ｄニ形成されている。

各光ファイバー７．８の受光部７ａ、　８ａにｄういて
受光され、３分岐ハンドル部７ａ、　７ｃ、　７ｄ、８
ｂ、　８Ｃ，８ｄから射出された光は、分光用フィルタ
ー９ａ、９ｂ、９ｃ。

１０ａ、　１０ｂ、　ＩＯＣによって分光され、受光用
フォトトランジスタ又は）第１〜ダイオード等の光−電
気変換器１１ａ、１１ｂ、ＩＩＣ，１２ａ、１２ｂ、１
２Ｃに受光されて電流に変換された後、増巾慢能をもつ
電流電圧変換Ｊ１３ａ、１３ｂ、１３Ｃ，１４ａ、１４
ｂ、１４Ｃにより受光量に応じた電圧に変換される。

電圧に変換された光電信号は、コンパレーター１５ａ、
　１５ｂ、　１５ｃに入力され、同種の分光用フィルタ
ー９ａ、９ｂ、９ｃ、　１０ａ、１０ｂ、１０ｃを通過
した光電信号同士の信号の強さの比較が行われ、一定の
電圧差（しきいｌａ）を越えた際、すなわち図示のよう
に一方の光ファイバー７の受光部７ａが製品６の色むら
等６ａからの反射光を受光している際に作動信号が出力
され、゛この作動信号は、電力増巾回路１６ａ。

１６ｂ、　１６ｃにより増巾されてソリッドステートリ
レー　１７ａ、　１７ｂ、　１７ｃを作動（ＯＮ＞させ
る。

ソリッドステートリレー１７ａ、　１７ｂ、　１７Ｃは
、出力接点が並列接続されているので、いずれかの分光
用フィルター９ａ、９ｂ、９ｃ、　１０ａ、１０ｂ、１
０ｃを通過した光に異常があれば接点がＯＮされて本回
路より異常信号としてパルスカウンター１８に入力され
、パルスカウンター１８において色むら等ｊ６ａに比例
した（直としてカウントされる。

ここで、光ファイバー７．８の受光部７ａ、８ａの測色
視野は、製品６の色むら等６ａの大きざにより小さくす
ることが望ましく、このようにすることにより検出精度
を高めることができる。

又、各光ファイバー７．８の受光部７ａ、８ａの間隔は
、製品６の色むら等６ａの濃度勾配を考慮し、色むら等
６ａの大きさとほぼ同程度の大きざとすることが望まし
い。

更に、分光用フィルター９ａ、９ｂ、９ｃ、　１０ａ、
１０ｂ。

１０ｃは通常赤、緑、青のスペクトル帯を通す３種類の
ものを使用するのがよいが、その目的によっては１種類
又は２種類でもよく、かつかかるフィルターとしては、
分光用干渉フィルターあるいは透過バンドが人間の目の
３原色刺激にマツチするＲ、Ｇ、Ｂフィルター等が用い
られる。

第２図は第２実施例の検出方法を示す概略説明図で、第
２実施例の検出方法は、棒状の製品の表面にあける大き
ざ及び濃度勾配の異なる多種類の色むら等を検出する方
法で必る。

すなわら、コンベヤ５により矢印方向に所要速度で搬送
されるストランド等の棒状の製品６の大きさ等の異なる
２種類の色むら等６ａ、６ｂを検出するには、３本の光
ファイバー１９．２０．２１の一端の受光部１９ａ、　
２０ａ、　２１ａを、色むら等６ａ、６ｂの大きざより
小さな測色視野となるように製品６の上方の同一高さに
配置すると共に、第１と第２の光ファイバー１９．２０
の受光部１９ａ、　２Ｏａ間の間隔を一方の色むら等６
ａの大きさに対応させ、かつ第２と第３の光ファイバー
２０．２１の受光部２０ａ、２１ａ闇の間隔を他方の色
むら等６ｂの大きざに対応させて製品６の搬送方向に配
置する。

各光ファイバー１９．２０．２１の受光部１９ａ、　２
０ａ、　２１ａの測色視野を均等に照射すべく白色光源
（図示せず）から放射され、製品６によって反射されて
各光ファイバー１９．２０．２１の受光部１９ａ、　２
０ａ、　２１ａにおいて受光された光は、それぞれの他
端部の射出部１９ｂ、　２０ｂ、　２１ｂから射出され
、分光用フィルター２２ａ、　２２ｂ、　２２ｃによっ
て分光され、受光用フォトトランジスタ等の光−電気変
換器２３ａ、　２３ｂ、　２３ｃに受光されて電流に変
換された後、電流電圧変換器２４ａ、　２４ｂ、　２４
ｃにより受光量に応じた電圧に変換され、３つの信号と
なる。

この３つの信号のうち２つずつの信号の組合せを３個の
コンパレーター２５ａ、　２５ｂ、　２５ｃにより比較
し、反射光量の差が必らかしめ設定されている一定の電
圧（しきい値）を越えた際、コンパレーター　２５ａ、
　２５ｂ、　２５ｃから異常信号としてのパルスが出力
され、このパルスが電力増巾器２６ａ、　２６ｂ、　２
６ｃにより増巾されてソリッドステー１〜リレー２７ａ
、　２７ｂ。

２７ｃを１乍動させ、パルスカウンター２８によりカラ
ン［−される。

なお、パルスカウンター２８を（面々のコンパレーター
２５ａ、　２５ｂ、　２５ｃに対応させて３個用いると
、色むら等＆ａ、６ｂを大ぎさによって分類して集計す
ることができる。

第３図は第３実施例の検出方法を示すＷＸＸ略説同図第
３実施例の検出方法は、板状の製品（被測定物体）の表
面におＣプる大きさ及び濃度勾配のほぼ同じな１種類の
色むら等を検出する方法て必る。

すなわち、コンベヤ（図示せず）により矢印方向に所要
速度で搬送される板状の製品２９、例えば着色プラスチ
ック板等の色むら等を検出するには、多数の光ファイバ
ー３０を近接して直線状に漸えた第１受光器３１を、製
品２９の上方にその１ｆｆＪ送方向と直角方向にしてか
つ各光ファイバー３０の測色視野３０ａが製品２９の色
むら等より小さくなるように上下動可能に配置すると共
に、同様に多数の光ファイバー３２を近接して直線状に
備えた第２受光器３３を、製品２つの上方に第１受光器
３３と平行にしてかつ各光ファイバー３２の測色視野３
２ａが第１受光器３１の各光ファイバー３０の測色視野
３０ａと同等となるように上下動可能に配置し、第１受
光器３１と第２受光器３３との間隔ｄを色むら等の大き
ざに対応させる。

ここで、第１、第２受光器３１．３３の各光ファイバー
３０．３２の測色視野３０ａ、　３２ａの配置は、通常
、第４図ａに示すように製品の搬送方向（図示矢印方向
）に１対１で対応する方式でもよいが、例えば第４図す
に示すように千鳥状にしてもよく、このにうにすること
により光ファイバー３０．３２の数を減少することがで
きる。反射性の製品２９の色むら等を検出する場合、対
をなす第１、第２受光器３１．３３の各光ファイバー３
０．３２の測色視野３０ａ　。

３２ａを均等に照射すべく、それぞれの受光器３１゜３
３の両側方に配置した白色光源３４から放射された光は
、製品２９の表面によって反射されて各光ファイバー３
０．３２に入射され、又、透過性の製品２９の色むら等
を検出する場合、製品２９の下方に配置した透過用白色
光源３４′及び拡散板３５を通過した光は、製品２９を
透過して各光ファイバー３０．３２に入射され、これら
の反射光又は透過光が第５図に示す電子回路により処理
されて、色むら等としてカウントされる。

すなわら、パルス発生器３６により高周波交流点灯され
る白色光源３４．３４’　から放射される光は、製品２
９の表面によって反射又は透過され、第１、第２受光器
３１　、３３の光ファイバー３０．３２に入射された俊
、分光用フィルター（図示せず〉を通過してフォトダイ
オード３７．３８により受光され、電流に変換される。

各フォトダイオード３７．３８から出力される電流は、
電流電圧変換器３９．４０により電圧変換と増巾が行わ
れ、同期整流回路４１　、４２に送られて光源パルスに
同期され、ノイズを除去してバッファ４３．４４に送ら
れる。

一方（図においては上方）のフォトダイオード３７がら
の信号は、バランス調整回路４５に入力されて位相が反
転され、他方のフォトダイオード３８からの信号と重ね
合わされて加算器４６に入力される。

加算器４６より電圧差が出力され、ウィンド型コンパレ
ーター４７に入力される。そして、しきい値（±）の限
界に対する大小を判断し、ソリッドステーｌへリレー４
８．４．９の一方を作動させ、カウンター５０で色むら
等の数がカウントされる。

なお、ウィンド型コンパレーター４７の識別電圧差は、
士の一定電圧（基準電圧）により指定されるものであり
、一定電圧は、可変抵抗器５１．５２を介装することに
より任意に設定でき、色むら等の濃度に合わせてしきい
値を変えることができる。

図中５３はバランス表示回路でおる。

又、板状の製品の表面又は内部における大きさ及び濃度
勾配の異なる多種類の色むら等を検出するには、受光器
を３個とし、それぞれの間隔を第２実施例の検出方法と
同様に離隔配置すればよい。

この場合、色むら等の大きい方と対応する１対の受光器
は、光ファイバーを製品の幅方向仝而に亘って近接配置
し、色むら等の小さい方と対応する受光器は、光ファイ
バーを製品の幅方向に適宜間隔で配置してもよい。

第６図は第４実施例の検出方造を示′す）既略説明図で
、第４実施例の検出方法は、表面か曲面状をなす製品の
表面における色むら等を検出する方法である。

すなわら、２個の計測位置保持ローラー５４．５５と１
個のつづみ形ローラー５６とによって挟持されて矢印方
向に所要速度で搬送される表面か曲面状をなす製品５７
、例えばスピンドル５８に捲かれた白糸５９の色むら等
５９ａを検出するには、２本の光ファイバー６０．ら１
の上端の受光部６０ａ、６１ａを、測色視野を任意に設
定すべく製品５７の下方に上下動可能にしてかつ製品６
の１般送方向に適宜間隔で配置する。各光ファイバー６
０．６１の受光部６０ａ、６１ａの測色視野を均等に照
射すべく白色光源６２から放射され、製品５７によって
反射されてそれぞれの受光部６０ａ、　６１ａにおいて
受光された光は、下端部の分岐バンドル部６０ｂ、６０
ｃ、６０ｄ　、　６１ｂ、６１ｃ、６１ｄから射出され
、分光用フィルター６３ａ、６３ｂ、６３ｃ　、６４ａ
。

６４ｂ、　６４ｃによって赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ
）の光に分光され、フォトダイオード６５ａ、　６５ｂ
、　６５ｃ、６６ａ、　６６ｂ、　６６ｃに受光されて
電流に変換された後、電流電圧変換器６７ａ、６７ｂ、
６７ｃ　、　６８ａ、６８ｂ、６８ｃにより増巾されて
電圧信号となる。各電圧信号は、コンパレーター６９ａ
、　６９ｂ、　６９ｃに入力され、同種の分光用フィル
ター６３ａ、６３ｂ、６３ｃ　、　６４ａ、６４ｂ、６
４ｃを通過した信号同士の比較が行われ、色むら等５９
ａの有無がチエツクされ、反射光量の差が必らかしめ設
定したしきい値以上となった場合、色むら等５９ａの色
相の差異にかかわらず異常信号として電力増巾器７０ａ
、　７０ｂ、　７０ｃに出力される。

電力増巾器７０ａ、　７０ｂ、　７０ｃによって増巾さ
れた異常信号は、ソリッドステートリレー７１ａ、　７
ｔｈ、　７１ｃを作動させて不良製品排除信号を排除装
置７２に送出し、排除装置７２によって不良製品が生産
ラインから除去される。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、搬送途中での被測定物体
の上下動等により、被測定物体と光源及び各受光器との
距離が変動したとしても、各受光器相互の受光量が一様
に増減し、受光量相互間の差には、距離の変動による影
響がほとんど現われないので、受光量相互間の差が所要
量以上となった際に色むら等とすることにより、色むら
、部分的な着色、汚染等を確実かつ瞬時に検出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明に係る検出方法の実施例を示す
もので、第１図、第２図及び第３図はそれぞれ第１実施
例、第２実施例及び第３実施例の概略説明図、第４図ａ
、ｂは光ファイバーの配買方式の説明図、第５図は第３
実施例の電子回路図、第６図は第４実施例の概略説明図
、第７図は従来の検出方法の説明図でおる。６・・・製品（被測定物体）　　６ａ、６ｂ・・・色む
ら等７．８・・・光ファイバー９ａ、　９ｂ、　９ｃ、　１０ａ、　１０ｂ、　１０ｃ
ｍ・・分光用フィルター１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２
ａ、１２ｂ、１２ｃ　−・・光−電気変換器１３ａ、　
１３ｂ、　１３ｃ、　１４ａ、　１４．ｂ、　１４ｃ　
−・・電流電圧変換器１５ａ、１５ｂ、１５ｃｍ：］ン
パレーター１８・・・パルスカウンター１９、２０．２１・・・光ファイバー２２ａ、　２２ｂ、　２２ｃ・・・分光用フィルター２
３ａ、２３ｂ、２３ｃ　−・・光−電気変換器２４ａ、
２４ｂ、２４Ｃ−・・電流電圧変換器２５ａ、２５ｂ、
２５Ｃ・＞ンパレーター２８・・・パルスカウンター　
２つ・・・製品３０・・・光ファイバー　　　３１・・
・第１受光器３２・・・光ファイバー　　　３３・・・
第２受光器３７、３８・・・フォトダイオード３９．４０・・・電流電圧変換器４７・・・ウィンド型コンパレーター５０・・・カウンター　　　　５７・・・製品５９ａ　
−０９色むら等　　　　６０．６１・・・光ファイバー
６５ａ、　６５ｂ、　［３５ｃ、　６６ａ、　６６ｂ、
　６６ｃｍ・・フォトダイオード６７ａ、６７ｂ、６７
ｃ、６８ａ、６８ｂ、６８ｃ　＝−・電流電圧変換器６
９ａ、６９ｂ、６９ｃ　−・・コンパレーター第３図第４図（ａ）　　　　　　　　　（ｂ）第６図

Claims

【特許請求の範囲】

所要速度で搬送される反射性又は透過性の被測定物体の
色むら、汚染等を検出する方法であつて、前記色むら等
の大きさに対応して測色視野を任意に設定可能な複数の
受光器を、被測定物体の搬送方向に適宜の間隔で配置し
、各受光器によつて測定される反射光量又は透過光量を
相互に同時比較して色むら等を検出することを特徴とす
る色むら等の検出方法。