JP2002526768A - 糸にある異物の検出装置 - Google Patents

糸にある異物の検出装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、照明素子により照明される糸を線走査する検出器により、糸にある異物を検出する装置に関する。良好な分解度及び高い速度で糸を連続的に検査できるようにするため、装置はセンサ又は検出器、レンズ及び照明素子から成るこじんまりしたユニツトから成り、これらの素子は共通な軸線を持ち、証明素子は非常に高い光度で糸の照明を可能にする。そのため照明素子(1)は半球状に構成され、半球(5)にわたって分布される光源を持っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、照明素子により照明される糸を走査する検出器により、糸にある異
物を検出する装置に関する。
【0002】 このような装置は例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第4131664号明
細書から公知であり、糸が2つのローラへ巻付けられて、同じ糸の互いに並ぶ部
分を持つ層が生じるようにしている。この層の一方の側に光源が設けられ、他方
の側にカメラが設けられて、計算機に接続され、この計算機が画像処理プログラ
ムを記憶している。カメラは、層の画像を生じ、その中で殻部分のような異物を
性質に応じて検出しかつ計数することができる。ローラの回転により、糸の隣接
する部分がカメラの視野内へ動かされるまで、層を移動することができる。こう
して糸試料の全長を次第に検出及び検査することができる。
【0003】 前記の装置の欠点は、この装置が限られた速度で不連続にしか動作できないこ
とである。これは、画像の発生のため糸を静止させることによる。前記の装置は
更に多くの場所を必要とし、糸の他の検査のために設けられる既存の公知の糸検
査器に統合することができる。
【0004】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第3928279号明細書及び米国特許第5,
345,515号明細書から、異物を検出できる別の装置が公知である。しかし
この装置はこれを糸において行うのではなく、糸製造における前段を形成する複
合繊維例えばフリース又はスライバにおいて行う、そのためスライバ又はフリー
スはその幅を広げられ、かつ平らに押付けられるので、外から見るためすべての
異物を露出する薄い層のみが残る。これらの装置も緩慢に動作し、検査される材
料の変化を必要とする。従って破壊のない検査は不可能である。
【0005】 本発明は、請求項に特徴づけられているように、糸を連続的に良好な分解度及
び高い速度で破壊なしに検査できる、最初にあげた種類の装置を提供するという
課題を解決する。
【0006】 これは、本発明によれば、センサ又は検出器、レンズ及び照明素子から成るこ
じんまりしてユニツトが形成され、これらの素子が共通な軸線を持ち、照明素子
が非常に高い光度で糸の照明を可能にすることによって、達せられる。そのため
照明素子が半球状に構成され、半球にわたって分布される光源を持ち、これらの
光源がもっぱらその光線を直接半球の中心へ投射する。この中心に糸があり、も
っと正確にいえばこの中心を通って糸が動かされ、検出器へ写される糸の部分は
、撮像の瞬間に少なくともこの中心の範囲にある。
【0007】 本発明により得られる利点は、特に、非常に場所を節約して本発明による装置
を構成でき、既存の設備の一部として糸の検査のため使用できることである。装
置はもはや異物を二次元検出領域で検出せず、糸をその長さに沿ってのみ走査す
るので、糸の比較観察が一次元即ち長さで行われる。こうして検査は、横にある
他の糸部分による影響を免れて行われる。従って異物も含まれている糸部分から
形状又は色によってのみ目立つ万一の異物を持つ糸の中立な検出が行われる。強
力な照明により、糸を高い速度で動かすことができるにもかかわらず、利用可能
な信号が検出可能である。
【0008】 添付の図を参照して例により本発明が以下に説明される。
【0009】 図1は、終端面2及び光源のための複数の開口を設けられる半球5を持つ照明
素子1を示している。
【0010】 図2は球対称に構成される照明素子1を示し、ここでは平らなその終端面2に
対して間隔をおいて平行に糸3が案内され、その長さ方向に公知のように動かさ
れる。半球5の基礎円4が認められ、この半球の対称軸線6は図の面に対して直
角に延びている。半球5は球扇形11に複数の開口7,8,9,10を持ち、こ
れらの開口に発光ダイオード、光フアイバ等の形の光源が挿入されている。半球
5は、同じ分布の開口を持つ球扇形12及びこれとは異なる互いに同じ分布の開
口を持つ球扇形13,14を備えている。特に開口10についてわかるように、
開口が糸3によりなるべく覆われないように、これらの開口が配置されている。
その処置により、対称軸線6において糸3により不利な影を落とすのが避けられ
る。対称軸線内には、検出器用の開口15又は検出器へ写像する光学系がある。
なるべく半球5は、糸3の方へ向かって、白い色の被覆を持ち、この被覆が光の
多重反射を促進し、従って糸の強い拡散照明を生じる。
【0011】 図3は対称軸線6、検出器又は検出器へ写像する光学系用の開口15、及び中
心20で対称軸線6と交差する軸線18,19を持つ光源用開口16,17を持
つ照明素子1を断面で示している。図示されている別の開口の軸線も中心20で
交差するように考慮されている。照明素子1は不透明な材料から成っている。こ
れは一方では糸に対して直角に延び、他方では糸に沿って延びている。これは特
に空所27についていえる。ここに示す半球の代わりに、照明素子1は、それと
は異なるように形成される内面26を持つことができる。しかしこの内面26は
常に糸3へ向けられ、糸3のそばにあって光源用の開口等を持つ空所27を区画
している。この面26は例えば長円形又は円筒の形状も持つことができる。しか
し重要なことは、すべてが大体において中心20へ向けられる光源の配置である
【0012】 図4は、照明素子1、糸3及び対称軸線6を持つ装置全体を示している。この
対称軸線6に沿って、レンズ21及び検出器22も設けられ、検出器22は母線
又は導線23を介して計算機に接続されている。検出器として、なるべく線状に
設けられるセンサ素子をもつ区域又はCCDカメラが設けられている。レンズ2
1は糸3の画像を例えば1:4の比で縮小するので、例えば0.06mm×0.
015mmの寸法の比較的小さいセンサ素子で処理することができる。この設計
では、約0.5mmの直径の殻部分が検出素子の短辺を完全に覆う。計算機24
は、検出器の信号を濾波して所定の閾値とを記憶するのを可能にするプログラム
を持っている。照明素子1に対向して、更に糸に対する背景としてカバー25が
設けられ、その照明装置1へ向く側は、選択可能ななるべく白い色を持つことが
できる。開口7,8,9,10等における汚れを防止するため、半球5を覆いガ
ラスで閉鎖することができる。特別な構成では、カバー25も半球状に形成し、
選択的に光源用開口を設けることができる。例えば明るい色の糸にある暗い色の
異物を検出しようとすれば、背景従ってカバー25も明るい色である。これは、
照明素子1とカバー25との間の所望の多重反射を助長する。
【0013】 本発明による装置の作用は次の通りである。 糸3は例えば毎分400mの速度で装置の中心20を通過せしめられ、開口7
,8,9,10及び他の球扇形12,13,14の適当な開口にある光源により
、入射光で非常に強く照明され、この入射光の一部は対称軸線6において反射さ
れ、検出器22により検出されることができる。中心20に近い範囲には、特に
明るくかつ均一に照明される中心範囲が生じる。この範囲は、検出器22の前に
ある絞りによるか又は検出素子の寸法により、その範囲を限定されるが、例えば
糸3に沿って、糸3に対して直角であるより広く延びるように向けられることが
できる。それにより非常に小さい分解度が得られる。例えばLED(発光ダイオ
ード)、レーザ等のような公知の素子によって送出されるような青い光がなるべ
く使用される。これは、糸において植物性異物に対して良好なコントラストが生
じるという利点を持っている。なぜならば、これらの異物はしばしば褐色、黄色
又は赤色に色づいているからである。糸3に存在して糸の直径を越える大きさ又
は糸の色とは相違する色によりきわ立って異なる異物は、反射される光の強さを
変化し、これが検出器22により検出される。中心20の範囲における糸の強力
な照明及び検出器22にあるセンサ素子の選ばれた寸法により、高い分解度が得
られ、それにより糸に高い速度を規定することが可能になる。470nmの波長
で、4:1の尺度の写像及び(レンズ例)で0.08の数値的開きで、受信器に
おいて1.8mW/cmの出力密度が得られる。検出器22が発生するような
信号の評価自体は公知であり、例えば米国特許第5,499,794号明細書に
記載されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による装置の部分を透視図で示す。
【図2】 本発明による装置の部分を断面図で示す。
【図3】 本発明による装置の部分を平面図で示す。
【図4】 装置全体の概略図を示す。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年10月5日(2000.10.5)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項4
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G051 AA44 AB01 BA01 BA10 BA20 BB02 BB07 BB17 CA03 CB01 CD09 EA14 EA16 3B154 AB01 BA53 BB18 BB47 BB76 BC13 BC42 BC47 CA13 CA19 CA23 CA29

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 照明素子(1)により照明される糸を走査する検出器(22
    )により、糸(3)にある異物を検出する装置において、照明素子が、長さ方向
    に動かされるただ1つの糸を強力に照明するために構成されかつ配置され、糸(
    3)へ向けられる面(26)を持ち、糸(3)のそばにあって光源用の開口を持
    つ空所(27)を区画し、この空所が糸に沿いかつ糸に対して直角に延び、検出
    器が、空所の中心(20)を通って延びる対称軸線(6)に設けられていること
    を特徴とする、糸にある異物の検出装置。
  2. 【請求項2】 照明素子が球対称に構成されていることを特徴とする、請求
    項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 糸が対称軸線(6)に対して直角に検出器により案内されて
    いることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
  4. 【請求項4】 照明素子(1)が、面(2)で切断される少なくとも近似的
    に半球の形を持っていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
  5. 【請求項5】 糸が面(2)に対して平行に延び、少なくとも近似的に照明
    素子の中心(20)にあり、照明素子が光源用の複数の開口(7,8,9,10
    )を持ち、開口の軸線(18,19)が少なくとも近似的に中心(20)を通っ
    ていることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
  6. 【請求項6】 光源の少なくとも一部が青い光を送出することを特徴とする
    、請求項5に記載の装置。
  7. 【請求項7】 照明素子が対称軸線(6)を持ち、この対称軸線内に検出器
    用の開口(15)が設けられ、光源用の開口がこの対称軸線の周りに均一に分布
    されていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
  8. 【請求項8】 照明素子に間隔をおいて対向して、糸の背景として作用する
    カバー(25)が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
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