JP2000027067A - ストランド形状の繊維製品の無接触測定方法およびこの方法を実施するための装置 - Google Patents

ストランド形状の繊維製品の無接触測定方法およびこの方法を実施するための装置

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JP2000027067A
JP2000027067A JP11193183A JP19318399A JP2000027067A JP 2000027067 A JP2000027067 A JP 2000027067A JP 11193183 A JP11193183 A JP 11193183A JP 19318399 A JP19318399 A JP 19318399A JP 2000027067 A JP2000027067 A JP 2000027067A
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measurement
shaped
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ヘンツェ ヘルベルト
Gerhard Rienas
リーナス ゲールハルト
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W Schlafhorst AG and Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ストランド形状の繊維製品の無接触測定方法
であって、被検物４をビーム源１の測定領域内において
照射し、センサセルを有している受信装置５のセンサ領
域に結像し、個々のセンサセルによって発生された信号
を被検物の寸法に対する測定値に変換する形式の方法
を、精度が高められるようにする。 【解決手段】 被検物の像によって部分的にしか被覆さ
れていない、エッジピクセル１２，１３，１４，１５と
称されるセンサセルの信号が、被覆度に応じてないし比
例して測定結果に反映されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念に記載のストランド形状の繊維製品、例えば糸状の繊
維製品を無接触に測定するための方法に関する。さらに
本発明は、この方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばヤーン等のようなストランド形状
の製品では、一連の生産または処理プロセスにおいて特
性が連続的に測定または監視されなければならない。そ
れぞれの被検物の直径およびその変動のような特別な特
性では高い精度を有する測定が要求される。
【０００３】直径を決定するために、スイス国特許第６
４３０６０号明細書から、糸状の物体を光源によって照
射しかつ該物体が原因で生じた露光状態を画像検出器を
用いて受信することが公知であり、ここでは画像検出器
のホトセンサを個別にスキャンしかつそれぞれのホトセ
ンサによって検出された局所的な照明状態を、それが前
以て決められたしきい値に達したかまたはそれを上回っ
ているかどうかについて検査する。ホトセンサの信号が
測定値全体に関与しているものと見なされかつ評価装置
において物体の直径に対する測定値に変換されるべきと
き、ホトセンサの信号はこのしきい値に達しているかま
たはそれを上回っているはずである。
【０００４】ホトセンサの信号がしきい値に達するまた
はそれを上回ると、ホトセンサは露光されているものと
評価される。信号がしきい値に達しないと、ホトセンサ
は露光されていないものと評価される。ヤーンクリーナ
ーにかけることが指示される。
【０００５】ヤーンＮｍ４０は約２５０μｍの直径を有
している。この形式のヤーン直径の決定に対する適当か
つ通例の画像検出器は、１０ないし３０μｍの分解能を
有している。スイス国特許第６４３０６０号明細書に記
載の画像分解装置は、７．５ｍｍの幅に５００個のホト
受信機ないしセンサセルを含んでおり、従ってホト受信
機の間隔ないし幅から生じる、１５μｍの分解能を有し
ているＣＣＤ行センサである。これにより、そこに記載
の方法によっては、直径決定の際に±６％のエラーが生
じる可能性があり、別の上掲の画像検出器の場合、±１
０％の領域までのエラーが生じる可能性がある。しかし
ヤーンクリーニングのためには、エラーが１％を下回る
測定値が要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、被検
物の寸法を決定する際の精度が高められかつしきい値法
において発生する、求められた値の、実際値からの偏差
が低減されるようにした方法およびこの方法を実施する
ための装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】この課
題は、本発明によればそれぞれ、請求項１および１２の
特徴部分に記載の構成によって解決される。
【０００８】エッジピクセルの信号の別個の評価および
比例的な考慮によって、簡単だが、効果的な方法で、生
じる可能性があるエラーの程度ないし求められた値の、
実際値からの偏差が著しく低減される。とりわけ、セン
サの特別な構成を考案しまたは開発する必要はなく、通
常の、従ってコストの面で有利なセンサを使用すること
ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の方法の有利な実施例は請
求項２ないし１１に記載されている。
【００１０】ビーム強度をセンサの被覆に対する尺度と
して検出することは特別有利でありかつ簡単である。し
かし例えば信号の頻度の測定も可能である。
【００１１】有利には、コストの面で有利なビーム源と
して光源が有効である。別の可能性としてあるのは、ス
トロボスコープの形式の動作またはそれぞれ適当なセン
サを用いた赤外線照射によるものである。
【００１２】有利には平行なビーム束が発生される。と
いうのは、このようにすれば光と影との間の著しくシャ
ープな境界が実現されて、被検物のエッジ領域の結像が
改善されるからである。レーザビームを用いれば、輪郭
の一層シャープな形成が実現される。レーザビームの場
合更に、その単色光による光走査において、通常の白熱
電球の混合カラーに比して有利である。
【００１３】円くない被検物の寸法を検出するために、
被検物が種々異なった方向から照射されかつ結像される
装置が特別適している。
【００１４】寸法決定の際に有利には、例えばＣＣＤ行
センサのような行センサの高い再現可能な測定精度と関
連して、エッジピクセルの信号から比例成分が求められ
る。
【００１５】同じく有利には、被検物の、実際の大きさ
とは異なっている相似像が受信装置のセンサ領域に投写
される。拡大された像は、比較的大きな数のセンサセル
またはピクセルを被覆しかつ受信装置のセンサセルを変
更せずとも一層高い分解能を実現することになる。これ
により、本発明の方法の測定精度は、廉価な大量生産で
きるセンサセルに代わって、例えば、センサセルが相応
に低減された幅を有している煩雑な行センサを使用する
ことなしに著しく高められる。被検物をセンサ領域に縮
小して相似的に結像することによって、直径または横断
面が使用の行センサのセンサ領域の幅より大きい被検物
も検出される。
【００１６】受信するビーム強度の測定された絶対値か
ら差値を求めることによって、散乱光または外部放射の
ような障害量も考慮して、エッジピクセルの被覆の程度
に対する改善された比例係数が得られる。
【００１７】本発明の方法を実施するための装置は、有
利には、エッジピクセルの被覆度に比例して評価に反映
させる電子計算装置を、測定結果を送出または更に処理
するための装置に結び付けかつ更に有利な実施例におい
て、受信装置のセンサ領域にビームの影を投写するかま
たは被検物をセンサ領域に結像する平行なビーム束を発
生するための光学装置に結び付ける。
【００１８】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
【００１９】図１に示されている測定装置は、ビーム源
として作用する点形状の光源を有している。光源のビー
ムは光学装置２によって平行にされる。平行なビーム束
３はストランド形状の被検物４を通って、受信装置５の
センサセルに被検物４の影を結像する。個別セルによっ
て発生された信号は引き続いて計算装置６によって処理
される。
【００２０】計算装置６に接続されている調整器７は光
源１の明るさを変化して、ひいては被検物によって被覆
されていない、明ピクセル８と称されるセンサセルに対
する明るさ値がほぼ同じに留まるようにすることができ
る。測定の結果は装置９から先に送出されるかまたは更
に処理される。
【００２１】図２では、ストランド形状の被検物４とし
てヤーンが、受信装置５において作用する行センサ１０
の傍らを通過している。糸の直径はこの例では、ピクセ
ルとも称される幅の６．５倍である。図示の糸部分は、
暗ピクセル１１と称される５つのセンサセルを完全に被
覆しかつエッジピクセルと称される２つのセンサセル１
２，１４を部分的に被覆している。
【００２２】これまで公知の方法では、エッジピクセル
１２，１４ないしその信号はそれぞれ、しきい値の調整
設定次第で、完全に被覆されているまたは完全に照射さ
れているものと評価される。図２で生じるパルス形成
が、測定された明るさまたは個別センサセルの被覆され
た面に相応する長方形の組み合わせから成るダイヤグラ
ム１７として図３に示されている。
【００２３】しきい値の高さ１６が破線によって示され
ている。このしきい値１６は２つのエッジピクセル１
２，１４では越えられている。エッジピクセル１２，１
４を「完全に被覆されている」と評価することによっ
て、この例では公知の方法に従って直径を求める際に結
果として、センサセルの７個分の幅に相応する直径が生
じることになり、従って測定結果は実際値から少なくと
も８％は偏差している。
【００２４】本発明の方法による評価ではヤーンの直径
を決定するために、エッジピクセル１２，１４から供給
される値が割合ないし比例的に考慮される。
【００２５】まず、左側のエッジピクセル１２から供給
される絶対パルス値ＩＡＬ１８が、明ピクセル８から供
給される、背景の絶対パルス値ＩＡＨ１９だけ差し引か
れて差値ＩＲＬ２０が形成される。
【００２６】式は次の通りである： ＩＲＬ＝ＩＡＬ−ＩＡＨ 同様にして右側のエッジピクセル１４から供給されるパ
ルス値ＩＡＲ２１が、背景の絶対パルス値ＩＡＨ１９だ
け差し引かれて差値ＩＲＲ２２が形成される。
【００２７】式は次の通りである： ＩＲＲ＝ＩＡＲ−ＩＡＨ 暗ピクセル１１から供給されるパルス値ＩＡＤ２３か
ら、同様に次式に従って： ＩＲＤ＝ＩＡＤ−ＩＡＨ 背景の絶対パルス値ＩＡＨ１９が差し引かれて差値Ｉ
ＲＤ２４が形成される。
【００２８】センサセルの幅、ないしピクセル幅Ｂｐ
は、センサの構造によって前以て決められている。
【００２９】測定結果として計算される、糸の直径ＤＧ
は次式：
【００３０】
【数１】
【００３１】によって表されている成分と、次式：
【００３２】
【数２】
【００３３】によって表されている成分と、 ＤＤ＝ｎＤ×Ｂｐ によって表されている成分とから合成されて成り、ここ
でｎＤは、エッジピクセル１２とエッジピクセル１４と
の間にある暗ピクセル１１の数を示している。
【００３４】従って、糸ＤＧの直径に対する計算式は次
の通りである： ＤＧ＝ＤＬ＋ＤＤ＋ＤＲ ＤＬ，ＤＤ，ＤＲに対する式を代入することによって、
次式：
【００３５】
【数３】
【００３６】が得られ、これを変形すると次のようにな
る：
【００３７】
【数４】
【００３８】この方法によって、直径を決定する精度
は、求められた糸直径の、実際値からの偏差が、ヤーン
クリーニングのために必要であるオーダ内にある程度に
高められる。
【００３９】図４には別の実施例が示されている。測定
装置は図２と同じであるが、ヤーン直径は、センサセル
の幅の倍数である（この例では正確に６倍の幅）。
【００４０】図４の測定の際に生じるパルス線図は図５
に、それぞれのセンサセルが個別に評価される手法と区
別するために、棒線ダイヤグラム２７として示されてい
る。
【００４１】エッジピクセル１３，１５から供給される
値は調整設定されたしきい値１６に達していないかまた
は上回っておらず、それ故に公知のしきい値方法では直
径を決定するための関与分として考慮されない。しきい
値１６が比較的低く設定されると、エッジピクセル１３
および１５から供給される値はセンサセルが「完全に被
覆されている」ものと評価されることになる。これによ
り、センサセルの５倍または７倍に相応する、ヤーン直
径が求められる。従って、公知のしきい値法において生
じるエラーは±１６％以上になり、同様に精度に対する
要求に全く応えていない。
【００４２】本発明の方法によれば、簡単かつコストの
面で有利に、求められる直径値の精度が、ヤーンクリー
ニングの際に生じるような測定精度に対する高い要求が
満たされる程度に改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】糸を測定するための装置の概略図である。
【図２】受信装置の前の糸部分の概略図である。
【図３】図２の場合に生じるパルスの形を示す図であ
る。
【図４】受信装置の前の糸部分の別の概略図である。
【図５】図４の場合に生じるパルスの形を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ 光源、 ２ 光学装置、 ４ 被検物、 ５ 受信
装置、 ６ 計算装置、 ７ 調整装置、 ８ センサ
セルまたは明ピクセル、 ９ 処理装置、 １０ 行セ
ンサ、 １１ 暗ピクセル、 １２，１４，１３，１５
エッジピクセル

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ストランド形状の繊維製品の無接触測定
    方法であって、被検物（４）を少なくとも１つのビーム
    源（１）の測定領域内において照射しかつセンサセルを
    有している受信装置（５）のセンサ領域に結像し、かつ
    個々のセンサセルによって発生された信号を被検物
    （４）の寸法に対する測定値に変換する形式の方法にお
    いて、被検物（４）の像によって部分的にしか被覆され
    ていない、エッジピクセル（１２，１３，１４，１５）
    と称されるセンサセルの信号が、被覆の程度の割合ない
    し被覆の程度に比例して測定結果に反映されるようにす
    ることを特徴とするストランド形状の繊維製品の無接触
    測定方法。
  2. 【請求項２】 エッジピクセル（１２，１３，１４，１
    ５）では、それぞれ測定されたビーム強度から被覆に対
    する測定値を求める請求項１記載のストランド形状の繊
    維製品の無接触測定方法。
  3. 【請求項３】 被検物（４）の寸法を、被検物（４）の
    像によって完全に被覆されている、暗ピクセル（１１）
    と称されるセンサセルの数に比例している成分と、それ
    ぞれのエッジセル（１２，１３，１４，１５）の被覆に
    比例している少なくとも１つの別の成分とから決定する
    請求項１または２記載のストランド形状の繊維製品の無
    接触測定方法。
  4. 【請求項４】 被検物（４）の２つのサイドエッジ（２
    ５，２６）ではそれぞれもはや、エッジピクセル（１
    ２，１３，１４，１５）として検出もしないし評価もし
    ない請求項１から３までのいずれか１項記載のストラン
    ド形状の繊維製品の無接触測定方法。
  5. 【請求項５】 被検物（４）を照射するために、少なく
    とも近似的に平行なビーム束（３）を発生する請求項１
    から４までのいずれか１項記載のストランド形状の繊維
    製品の無接触測定方法。
  6. 【請求項６】 ビーム源（１）として光源が作用する請
    求項１から５までのいずれか１項記載のストランド形状
    の繊維製品の無接触測定方法。
  7. 【請求項７】 光源はレーザビームを発生する請求項１
    から６までのいずれか１項記載のストランド形状の繊維
    製品の無接触測定方法。
  8. 【請求項８】 センサとしてＣＣＤ行センサ（１０）を
    使用する請求項１から７までのいずれか１項記載のスト
    ランド形状の繊維製品の無接触測定方法。
  9. 【請求項９】 被検物（４）の、実際の大きさとは異な
    っている相似の像を受信装置（５）のセンサ領域に投写
    する請求項１から８までのいずれか１項記載のストラン
    ド形状の繊維製品の無接触測定方法。
  10. 【請求項１０】 受信するビーム強度ないしエッジピク
    セル（１２，１３，１４，１５）のパルス列に対する値
    を求めるために、該エッジピクセル（１２，１３，１
    ４，１５）から送出される値を、被検物（４）によって
    被覆されていない、明ピクセル（８）と称されるセンサ
    セルから供給される値（１９）分差し引きかつこのよう
    にして得られた差値（２０）を、同様に暗ピクセル（１
    １）から供給される値（２３）から前記明ピクセルから
    供給される値（１９）の減算により生じる別の差値（２
    ４）によって除算する請求項１から９までのいずれか１
    項記載のストランド形状の繊維製品の無接触測定方法。
  11. 【請求項１１】 エージング、電圧変動またはビーム源
    （１）、近似的に平行なビーム束（３）を発生するため
    に使用される光学装置（２）またはセンサセルにおける
    汚れ現象のような障害のファクターを補償するために、
    前記ビーム源（１）のビーム強度を自動的に調整する請
    求項１から１０までのいずれか１項記載のストランド形
    状の繊維製品の無接触測定方法。
  12. 【請求項１２】 ビーム源（１）のビーム領域を横切っ
    て長手方向に測定物（４）を移動させるための装置と、
    電気信号を発生するための個別センサセルを有している
    受信装置とを備え、該受信装置は、ビームによって、前
    記測定物（４）の像が前記受信装置のセンサ領域に発生
    されるように配置されている、請求項１から１１までの
    いずれか１項記載のストランド形状の繊維製品の無接触
    測定方法を実施するための装置において、エッジピクセ
    ル（１２，１３，１４，１５）の被覆の程度を比例的に
    評価に反映させる電子計算装置（６）と、エッジピクセ
    ル（１２，１３，１４，１５）の信号を割合および比例
    的に考慮した測定結果を送出または更に処理するための
    装置（９）とを備えていることを特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】 平行なビーム束（３）および／または
    前記受信装置（５）のセンサ領域に被検物（４）の像を
    発生するための光学装置（２）を備えている請求項１２
    記載の装置。
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