JPH0368807A - 二次元的なむらの検査装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は紙のようなシート状物の地合とか、板、壁面に
おける換装むら等の２次元的なむらを検査する装置に関
する。

〈従来の技術〉 紙を光を透かせて見ると濃淡のむら即ち地合むらが見え
、一定の工程で作られた紙の地合むらは目視的に略々一
定のむらの規模および分布密度をもっている。このよう
な地合むらの比較は一種のパターン認識で人間が目視に
より大略の異同を識別することは可能であるが、地合む
らを数量化して表現し、その数値によって工程の管理、
製品の識別１等級分け、良否判定等を行い得るようにす
るのは困難であり、従来から幾つかの地合測定装置が提
案されているが、充分満足できるものはない。

従来の地合測定装置の一つの方式は光ビームで試料面を
一つの線に沿って走査し、透過光を測定し、透過光の強
度変化から地合指数を例えば一定区間の透過光の平均を
分母とし、同区間の変化の自乗平均を分子とした数値で
表わすものである。

地合の表現として上述透過光強度の変化を周波数分析し
て、周波数スペクトルとして図示する方式のものもある
。他の方式として試料面の透過光或は反射光を二次元撮
像素子で撮像し、その撮像データから試料面の二方向に
ついて上記−次元的な地合測定の場合と同種のデータを
得るとか、二元的な撮像データを二値化してパターン表
示するようにしたものがある。

上述したように従来方式には一次元タイブと二次元タイ
プがあるが、紙とか板或は壁面のような平面的な広りの
ある対照ではむらの分布状態が方向による異るのが普通
であり、完全に無方向性であると云うことも、一つの測
定によって証明すべきものであるから、一つの線に沿っ
て走査すると云う一次元タイブは本質的に二次元的広り
のある対象の測定には適してしない。例えば、製紙工程
で紙の流れ方向と直角の方向に固定した地合変化があっ
て、それが紙の流れ方向に続いている場合に流れ方向に
沿って一つの線で走査しても、流れと直角方向の変化は
検出できない。逆に流れと直角方向に走査している場合
、流れ方向の色々な変化が検出できない。二次元タイプ
のもので、二次元的な撮像データから二方向の線に沿う
データを抽出してデータ処理を行う場合、上述したよう
な問題はなくなる。

しかし何れのタイプ方式にしても、二次元的な広りのあ
るパターンを成る方向の断面について数値化しているの
で、同程度の数値を与える試料でも眼で見ると違って見
えると云う場合がある。

従って地合の評価は二次元画像そのものとして比較し、
評価すべきものである。所が上述したように、このよう
な二次元的評価方法としては撮像データを二値化して表
現するものが提案されているだけである。

（発明が解決しようとする課題〉 シート状物の地合の評価のような二次元的な広りのある
対象の評価は一次元化することなく二次元のま＼で評価
するのが望ましく、また地合と云うのは人間の感覚に基
く価値量で評価は人間の感覚に従うべきものであり、数
値化は感覚的判断に対する補助手段である。例えば製品
の地合による等部分けのような場合隣接等級の何れに入
れるべきか迷うような場合に一つの決着をつけるとか、
人間が継続的に検査を行う場合に起こりがちな判定基準
のドリフトあるいは間を置いて検査を行う場合の判定基
準の不連続的な変化等を較正する手段として用いられる
ものである。このような観点からみると、二次元的な対
象を目視的に適確に比較評価できる簡単な方法が実用上
有用と考えられる。従って本発明は試料そのものを直接
観察するより、より感覚的にかつ単純正確に評価できる
地合の二次元的評価手段を提供しようとするものである
。

（課題を解決するための手段〉 二次元的撮像手段により試料面を撮像し、その二次元的
撮像データのあるレベル以下あるいは以上を、またはあ
る幅をもった中間レベルを同一レベルに変換した後、撮
像データを走Ｍ線毎に少しずつ平行にずらせてグラフ化
し、試料面を凹凸画像として表示するようにした。

（作用） 紙のような繊維の無規則結合体の場合地合むらは、繊維
が均一に分散した地の部分にａｍ同士がからみ合った塊
り（フロック）と繊維の粗になった部分とが種々な面積
割合いと平均的周期を持つて分布したものとして観察さ
れる。良い製品は上記した三部分のうち′ｍ維が均一に
分散した地の部分が多く、フロックおよび繊維組の部分
が少くかつ分布密度が均一なものであり、悪い製品では
フロック同士が互いにつながって全面が構成されている
ように見え、フロック部分と繊維組の部分のみからなり
、均一分散部分が少い。このような地合像を二値化した
場合、フロック部分とそれ以外或は１１維粗の部分とそ
れ以外の部分と云うように分かれ、二値化レベルを変え
ると例えばフロック部分の大きさが大きくなったり小さ
くなったりするのみで均一分散部分が表現されないため
、悪い紙も二値レベルによってはフロック部分が小さく
見えて良い紙と区別できないことがある。

明暗、濃淡は視覚的に数値化できない量であるが、長さ
は視覚的に相当程度定量比較できる量である。本発明で
は撮像データのあるレベル以下あるいは以上を、または
中間レベルを同一レベルに変換することによって、製品
の品質上問題となる部分を抽出した後、撮像データをグ
ラフ上の基準線からの高さつまり垂直方向の長さに変燻
され、視覚的なむらが凹凸の状態として表現されるので
、数値化されていなくても、むらの状態の比較が客観的
にできるようになり、かつ全面的に表現されているので
、全体から数種の数値を抽出して示すよりも適確な総合
判定を行うことができるようになる。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例を示す。図で１は光源で蛍光
灯を数本平行に並べたものである。光源は面光源に近い
ものが望ましく、他に白熱電灯、ハロゲン電灯、光、Ｌ
ＥＤ光源ブラウン管プラズマデイスプレィ等が用いられ
る。２は試料台で透明ガラス板であり、試料の紙その他
のシートＳが載置される。試料の光源１とは反対側に撮
像装置３が試料に向けて設置されている。撮像装置とし
ては、撮像管形、２次元ＣＣＤテレビカメラ、ＣＯＤラ
インセンサー等が用いられるが、好ましくは撮像装置を
走査させる必要のない撮像管形及び２次元ＣＣＤテレビ
カメラが用いられる。４は撮像装置を保−持している枠
で上下高さが調節可能であり、試料と撮像装置との間の
距離が変えられるようにしである。５はモニタ用ＣＲＴ
で撮像装置３の出力を画像表示する。６は画像メモリで
撮像装置３の出力を記憶させておく。７はデータ処理お
よび装ｆａ制御その他の動作を行うＣＰＵであり、８は
データ処理の結果を画像表示するＣＲＴ、９は同じくデ
ータ処理の結果を記録する出力装置で、１０はＣＰＵに
種々の指示およびデータ処理上のパラメータ等を入力す
るキーボードである。

地合の測定は次のようにして行う。試料Ｓを光ｆＲｌの
光で照明する。試料面の照度は均一であることが望まし
いが実際上均一照度の照明は困難であるから、予め試料
の代りにすりガラスを置いて撮像し、撮像データを記憶
させておき、データ処理の際試料の撮像データを各画素
データ毎に上記記憶させておいた撮像データの対応画素
のデータで割算したものを補正された試料の撮像データ
として後のデータ処理に用いるようにするとよい。

さて試料測定の際は、撮像装置３の出力をモニタ用ＣＲ
Ｔに表示しながら枠４を上下に動かして撮像倍率を調節
する。倍率決定方針については後述する。倍率が決まれ
ば試料についての撮像データを画像メモリ６に記憶させ
、データ処理を開始する。データ処理はまず前述した照
度不均一に対する補正を行い、画像データを２つのレベ
ル（平準レベルと呼す。）で切り、平準レベル間のデー
タを一定とし、上下の平準レベル以上または以下のデー
タを各平準レベルからの差に変換した後、画像データを
一本の水平走査線分ずつ読出し、読出したデータをグラ
フ上の高さのデータに変換してグラフ表示し、次の水平
走査線のデータを上のグラフより下方へ一定値下げ、左
方へ一定値ずらせて陰線処理を行いながら同様にグラフ
表示し、このようにして画像データの全部をグラフ表示
すると、第２図及び第４図に示すような山谷の鳥見取図
のようなグラフとなり、試料の地合むらが山谷の高低と
なって表示される。地合に方向性があると、山脈状及び
谷間状に表現されるので、方向性、周期性及び製品の品
質上問題になる部分が一目で判然とする。

また、平準レベルを上げて行くと、島が小さくなり数が
減って行く。この数の減り具合は地合良否の一つの指標
となる。第３図及び第５図は、本発明の方法を適用しな
かった従来の場合の結果を示しものである。

前に書いた撮像倍率は試料の組織状態と、どのような組
織むらを問題とするかによって決定される。これは繊維
の集合体であるシートにおいては最も大まかに見れば全
体均一であり、少し細かく見るとフロックの分散が現わ
れるが、この段階で略々均一に見えている部分も更に細
かく見ると更に細かい段階のフロックが分散した組織で
あることが見えて来る。より細かく見ると、全体が繊維
の隙間の素通し部分と繊維同士が重なった部分の集合よ
りなっているのが見えて来る。このように粗密両部の集
合が最小のスケールの粗密の集合から、次段の粗密の集
合、更にスケールの大きな粗密集合と云うように類似構
造の階層的繰返しになっているので、問題としている粗
密がどの段階のものか、および、その段階における粗密
両部の大きさに応じ、問題としている粗密構造が充分分
解でき、より低次の粗密構造は平均化されるような倍率
に設定する。例えば一つのフロックが一つの山となって
表現される程度、具体的には一つのフロックが撮像素子
の上下および左右に各４〜５個ずつ隣合う１６〜２５画
素内に納まるように倍率を設定する。

なお、本発明の装置は、紙、合成紙、プラスチックフィ
ルム、プラスチック板等のシート状物の内部組織のムラ
または表面のムラの検査を除き、上記のシート状物の上
に冷面処理、印刷処理、蒸着処理等の表面処理をした材
料の検査にも適用でき、さらには木材、金属、コンクリ
ート等の表面の検査にも適用できます。

（発明の効果） 明暗とか濃淡は目視によっては定量適比較を行うのが困
難であるが、長さは目視により相当正確に定量比較〈何
倍かと云うような比較〉ができる。本発明は視覚のこの
性質を利用して地合と云う濃淡情報を凹凸で表現するよ
うにしたもので、地合の比較が簡単な目視によって客観
的に行えるようになり、地合指数と云うような抽象的な
数字によるより、より実際に則した比較が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置のブロック図、第２図及
び第４図は同実施例による地合表示の例、第３図及び第
５図は従来の場合の地合表示の例を示し、それぞれ第２
図と第３図が、また第４図と第５図が対応している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試料面の二次元的なむらを画像として一次元撮像素子を
   垂直方向に走査させるか、または二次元撮像素子で撮像
   し、撮像データのあるレベル以下あるいは以上を、また
   はある幅をもった中間レベルを同一レベルに変換した後
   撮像データをグラフ上の高さのデータに変換し、この高
   さのデータを撮像における走査線毎に平行に少しずつず
   らせて、グラフ表示するようにしたことを特徴とする二
   次元的なむらの検査装置。