JPH0315743A - 非接触繊維配向計測装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、抄紙機等に適用される非接触繊維配向計測装
置に関する． 〔従来の技術〕 従来のウェプの繊維配向の計測は、製品となったウェブ
から試料を切り出し、その試料について引っ張り強度試
験、超音波の伝播速度の分布計測、ウェブの顕微鏡撮影
結果の目視観察によるもの等であった． 〔発明が解決しようとする課題〕 従来のウェブの織維配向の計測は、ウェブが製品となっ
た後、オフラインで計測するものであった。従って、製
品が品質要求を満たすものか否かの判定に時間がかかり
、またそれにかかわる製品の損失も大きかった． 本発明は、非接触で、かつ、短時間でウェブの繊維配向
を計測することができる装置を提供し、上記従来のウェ
プの繊維配向の計測における課題を解決しようとするも
のである。

（課題を解決するための手段） 本発明の非接触繊維配向計測装置は、繊維配向が計測さ
れるウェブにレーザ光を照射するレーザ光源、上記ウェ
ブに照射されたレーザ光より生じウェブの繊維の配向に
より定まる空間周波数スペクトルの情報を有する回折光
を受光する光電変喚素子、および同光電変換素子からの
信号を入力しウェブの梃維の配向特性を出力する処理装
置を備えたことを特徴としている。

〔作用］ 上記において、レーザ光源より発射したレーザ光は、レ
ーザ光源と光１！変換素子の間を走行するウェブに照射
される．同ウェブに照射され同ウェブにより回折された
上記レーザ光の回折光は、光電変換素子により受光され
る。上記回折光を受光した光′ｖｌ変換素子は、ウェブ
の繊維配向により定まる空間周波数スペクトルの情報と
共にスベンクル状のノイズを多く含んだ楕円形状の回折
光パターンを出力し処理装置へ入力する。同処理装置は
スペックル状のノイズ成分を除去し、空間周波数のスペ
クトルの分布パターンを抽出する処理を行った後、上記
回折光パターンの最長径及び最短径の長さの比から、ウ
ェブの繊維配向比を求め、また、最長径の法線方向とウ
エプの進行方向とがなす角度より、ウェブの繊維の主配
向角度を求める．上記により、ウェブによる回折光のパ
ターンを処理装置が入力し、ノイズを除去し、繊維の配
向の強度及び主配向角度を求めるため、ウェブの風維の
配向特性の測定が可能となった。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図に示す。

第１図に示す本実施例は、繊維配向が計測されるウェブ
１にビームエキスパンダ５及びレンズ６を介してレーザ
光を照射するレーザ光ａ２、上記ウェブ１に照射された
レーザ光の回折光を受光し電荷結合素子、金属酸化シリ
コン半導体型イメージセンサ等よりなる光電変換素子３
、および同光電変換素子３が電線により接続された処理
装置４を備えている。

上記において、ウェブ１はレンズ６と光電査換素子３の
間を走行する。また、レーザ光源２から発射したレーザ
光は、ビームエキスパンダ５により光束が広げられた後
、レンズ６により光電変換素子３に集光するように上記
ウェブｌに照射される。上記レーザ光はウェブ１により
回折され、上記光電変換素子３がウェブ１により回折し
た回折光を受光する．同回折光はウエプｌの繊維配向か
ら定まる空間周波数スペクトルの情報を含んでおり、上
記光電変換素子３が受光した回折光は第２図に示すよう
なバクーンを形威する。第２図に示すような回折光のパ
ターンは、スペックル状に広がるが、このままでは、ウ
ェブｌの繊維配向から定まる空間周波数スペクトルの情
報を抽出するのは困難であるので、光覚変換素子３が受
光した回折光のパターンを処理装置４に入力し、同処理
装置４は第４図に示す処理を行い繊維配向から定まる空
間周波数スペクトルの情報を抽出し、ウェブｌの繊維の
配向比及び主配向方向を測定する．以下、第５図に示す
上記処理装置４による処理の疏れについて説明する。ま
ず、光電変換素子３が受光した回折光に含まれるスペッ
クル状ノイズを除去するため、光電変換素子３からの信
号の加算平均処理を行う．加算平均を行うことにより、
スペックル状のノイズは除去され、第３図に示すパター
ンが得られる．次に、得られたパターンに対し、２値化
の処理を行い、パターンの輪郭の抽出を行う．第４図に
２値化の処理により得られた輪郭のパターンを示す．こ
の輪郭パターンより図中に示した輪郭の最長径ａ及び最
短径ｂを得る。

得られた最長径ａ及び最短径ｂを用いて、最長径ａに対
する最短径ｂの長さの比ｒ　＝ａ／ｂ及び最長径ａの法
線方向に対するウェブ１の進行方向の角度θを求める．
ここで、「の値は、ウェブ１の繊維の配向の強度、即ち
最も多くの繊維が配列されている方向に配列された繊維
の数と最も少なく繊維が配列されている方向に配列され
た繊維の数の比についての情報であり、また角度θはウ
ェブ１の繊維の主に配向されている方向を示す主配向角
度である． 上記により、ウェブの繊維の配向の強度及び主配向角度
が得られるため、ウェブの繊維の配向特性の測定が可能
となった。

本発明の他の実施例を第６図に、又更に他の実施例を第
７図に示す。

第６図に示す他の実施例は、レンズを２枚用いビームエ
キスパンダ５を用いて広げたレーザ光をレンズ６により
平行光綿とし、レンズ６とレンズ６ａの間にウェブｌを
走らせ、回折光を得るものであり、また第７図に示す更
に他の実施例は、ビームエキスパンダやレンズを用いず
にレーザ光源２の光をウェブに直接照射し、フラウンフ
ォーフプ回折を利用し、回折スペクトルを得るものであ
る．また上記第１図、第６図及び第７図に示すそれぞれ
の実施例におけるスペックル状のノイズの除去は、加算
平均処理によらず、平均化フィルタを用いてスペックル
状のノイズを除去することも可能である。

〔発明の効果〕

本発明は、走行するウェプにレーザ光源よりレーザ光を
照射し、その回折光を受光した光電変喚素子から空間周
波数スペクトルの情報を含む回折光のパターンを処理装
置が入力し、ノイズを除去し、繊維の配向の強度及び主
配向角度を求めるため、ウエプの繊維の配向特性の測定
が可能となった．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は上記一実
施例において回折光より形成されたパタ一ンの説明図、
第３図は上記一実施例においてスペノクル状のノイズが
除去された回折光のパターンの説明図、第４図は上記一
実施例において回折光のパターンより抽出された輪郭の
説明図、第５図は上記一実施例の処理装置による処理の
流れの説明図、第６図は本発明の他の実施例の説明図、
第７図は本発明の更に他の実施例の説明図である。 ｌ・・・ウェブ、　　　　　　２・・・レーザ光源、３
・・・光電変換素子、　　４・・・処理装置、５・・・
ビームエキスパンダ、　６，６ａ・・・レンズ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維配向が計測されるウェブにレーザ光を照射するレー
   ザ光源、上記ウェブに照射されたレーザ光より生じウェ
   ブの繊維の配向により定まる空間周波数スペクトルの情
   報を有する回折光を受光する光電変換素子、および同光
   電変換素子からの信号を入力しウェブの繊維の配向特性
   を出力する処理装置を備えたことを特徴とする非接触繊
   維配向計測装置。