JPH0418165A - 長尺物の検査方法 - 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、織物、ニット、不織布などの繊維構造物ある
いはフィルム状物等の長尺物に内在す欠陥を検出する検
査方法に関する。さらに詳しくは、該繊維構造物、ある
いはフィルム状物において、光学的濃度の変調に起因す
る欠陥、ないしは、光学的濃度の変調をもたらす欠陥の
検出を行う検査方法に関する。より具体的に、本発明が
対象とする欠陥を例示すれば、特にこれを限定するもの
ではないが、「シみ」「シわ」　「よごれ」　「かすれ
」「すりきず」　「突起」　「ぼやけ」　「あな」　「
へこみ」　「にごり」　「異物」　「色むら」　「きず
」　「ポックマーク」　「クレータ−」　「つり糸」　
「織りむら」等々をあげることができる。

（従来の技術） 従来より、これら繊維構造物あるいはフィルム状物に内
在する欠陥の検査に関しては、もっばら熟練者の視覚な
いしは触覚に頼っていた。

熟練者による欠陥の存在の検出は、単に被検査物をある
一面的な方向から観察して得られた結果から判断されて
いるものではない。定量化するどころか、定性的＆と説
明することすら至難であるが、人間は非常に多次元的な
情報をもとに事象を認識していることが知られている。

これは欠陥の検出においても同様であって、欠陥という
欠陥の認識は非常に多角的に被検査物を観察した結果で
ある。

例えば、被検査物を連続的に搬送しながら検査を行なう
場合においては、人間の持つ視覚を中心とする感覚によ
れば、単にある瞬間における被検査物の画像をもって欠
陥を認識しているのではなく、搬送による振動、あるい
は照明のゆらぎ、等々により刻−刻と連続的に変化する
微妙な画像の動きから欠陥を読みとっているのである。

以上述べてきたように、人間の感覚による欠陥の検出メ
カニズムには驚嘆すべきものがあり、神秘すら感じさせ
るものである。

しかしながら、人間の判断力、認識力、識別能力には優
れたものがある反面、人間の視覚、触覚による検査では
、検査を行なうものは熟練を要し、また能率、正確さの
点で必ずしも十分とはいえるものではない。これらの問
題点は多数の生産機にて大量に生産される繊維構造物あ
るいはフィルム状物を検反する際には致命的である。特
に繊維構造物においては、正常な部分においてもきわめ
て複雑な構造を有しており、欠陥の検出とはこの複雑な
構造、言い換えるならば「ばらつき」のなかから、さら
にはそのほかの外乱ノイズ等による影響も加味した上で
、特に大きくはずれたものを抽出する作業である訳であ
り、本来それには一定の基準が設けられるべきものであ
る。しかしながら、たとえ経験をつんだ熟練者の目によ
るとしても、多くの繊維構造物を常に一定の基準でもっ
て検査することは事実上不可能である。

近年、撮像管にかわる固体映像素子として、ＣＯＤセン
サーが安価に入手できるようになったこと、ならびに信
号処理技術、画像処理技術の発達にともない、人間の視
覚に依存してきたこれらの感覚的な検査を、機械に置き
換えようという試みが盛んになされてきている。

しかしながら、前述したように人間は、多面的な情報よ
り総合的に判断、認識、識別、を行うのに比較し、機械
、例えば光学的センサー等により被検査物を観察した場
合に得られる情報は、文字どおりある一面から被検査物
を観察した結果にすぎず、得られる情報量は非常に少な
い。

このような少ない情報から、実用的な範囲で、実時間で
もって欠陥検出のような高度な判断を、機械でもって自
動的に行なうことは、現在の信号処理技術、コンピュー
タによる画像処理技術をもってしても、大変に困難を極
めるものである。

（発明が解決しようとする課題） すなわち、従来から行われてきた熟練者の視覚ないしは
触覚に頼った欠陥検出においては、検査を行なうものは
熟練を要し、また能率、正確さの点で必ずしも十分とは
いえるものではなく再現性等に問題が残されているもの
である。また、実用的な範囲で、実時間でもって機械で
もって自動的に欠陥検出を行うような検反装置に関して
も、いまだ実用的に満足なレベルにおいて用いられるべ
きものは得られていない。

結果として、能率、正確さの点で必ずしも十分とはいえ
ず、再現性等に問題が残されているものであるとしても
、いまだ熟練者の視覚に負う検査が、現状においては、
行われているという実状である。

ＱＣｌすなわち品質管理の徹底により工業製品の品質を
高いレベルにおいて安定させることを実現ならしめてき
た近年、明確な検出基準を持つことなしに、このように
感覚的で定性的な検査にもとづいて品質の管理が行なわ
れてきたことに対しては驚きを隠しえない。

本発明者らはかかる状況に鑑み鋭意研究を重ねた結果、
欠陥検出を再現性良く、かつ一定の基準でもって行える
方法に関する、次なる発明に到達した。

（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、長尺物を連続的、あるいは断続的に
搬送しつつ、長尺物を照明し、該照明による長尺物から
の反射光、もしくは透過光をセンサーにより検知し、セ
ンサーの出力変動より欠陥を判定する長尺物の検査方法
において、異なる分光特性を宵する複数のセンサーの出
力を信号処理して得られた結果の論理和を取り欠陥判定
を行うことを特徴とする長尺物の検査方法である。

本発明においては、例えば、被検査物である繊維構造物
あるいはフィルム状物を連続的に搬送すルローラーシス
テムの一部において、該繊維構造物あるいはフィルム状
物を照明し、該繊維構造物あるいはフィルム状物に内在
する欠陥による光学的濃度の変調をセンサーにより観察
し、欠陥を検出しようとするものである。

本発明において用いられる「異なる分光特性を有する複
数のセンサー」とは、いわゆる撮像素子であって、その
分光特性の異なるものを意味し、例えばＲＧＢの３原色
に色分解を行なった形態でもって信号出力を得ることが
できるカラーセンサー等を用いてもよい。カラーセンサ
ーとしては、例えばカラー撮像管、カラー〇〇Ｄ１カラ
ーラインセンサー等を用いることができる。

また必要に応じては、可視光域に感度を有するセンサー
と例えば赤外域、あるいは紫外部に感度を有するセンサ
ーを組み合わせてもよい。さらに必要に応じては、これ
らのセンサーにさらに好ましい分光透過特性を宵するフ
ィルターを組み合わせたものを用いてもよい。

本発明において特に好ましい分光感度の組合せとしでは ３７０±　７５、ｎｍ好ましくは±５０ｎｍ４５０±　
７５、ｎｍ好ましくは±５０ｎｍ６５０±１００、ｎｍ
好ましくは±５０ｎｍに分光感度のピークをもつ３種の
センサーの組合せ、 または ３００±　７５、ｎｍ好ましくは±５０ｎｍ４５０±　
７５、ｎｍ好ましくは±５０ｎｍ１２００±１５０、ｎ
ｍ好ましくは±７５ｎｍに分光感度のピークをもつ３種
のセンサーの組合せ、 または ３８０〜７５０ｎｍに感度を有するＣＯＤセンサーと １２００〜３５００ｎｍに感度を育する赤外線センサー
との組合せ 等を用いることができる。

本発明においては、異なる分光特性を有する各々の撮像
素子は、必ずしも同じ場所に設置されることを必要とし
ない。また異なる分光特性を育するセンサーは、各１基
ずつ用いる必要はなく、複数個のセンサー（この場合同
じ分光特性を持つセンサーが含まれてもかまわない）に
より検知された、被検査物上の同一カ所に相当する信号
部分の「和」を求めることにより、ノイズ分を相殺し、
欠陥に起因する信号を強調する等の信号処理を行うこと
も可能である。

本発明においては、特に照明の手段について限定するも
のではない。しかしながら、好ましい照明方法としては
、異なる分光特性を宵する各々のセンサーについて、好
ましい分光放射特性を持つ異なる照明手段を組み合わせ
て用いる方法を用いることができる。

カラーセンサーを用いる場合においては、Ｒ出力を用い
る場合においては「発熱体より生ずる光」、より具体的
には、ハロゲンランプ、白熱球、レフランプ等の使用が
好ましく、特に長波長側に延びた波長分布を育する照明
器具を用いることが好ましく、また光源の色温度におい
ては３１００に以上のものが好ましい。またＧ出力ない
しはＢ出力を用いる場合においては、たとえば「青白色
蛍光灯」のような、特に短波長側に延びた波長分布を有
する照明器具を用いることが好ましい。

また特殊な場合においてはレーザー光等のような極めて
狭い分光放射特性を有する光源を用いてもよいし、これ
らを用いる場合においてはレーザー光をスキャニングす
るような照明方法を用いてもよい。

さらに好ましくは、これらの照明手段は、被検査物の色
調、反射分光特性、検出したい欠陥のレベルなどとも考
えあわせ、最も好ましい方法を切り換えることができる
ように設定されるべきである。

本発明において前記照明手段を設ける位置については、
特に限定される物ではないが、被検査物の垂直な方向に
設けることが好ましい。しかしながら、特に特定の種類
の欠陥の検出を主体とする場合にはこの限りではなく、
例えば、被検査物である繊維構造物あるいはフィルム状
物の水平方向から０〜１５度の角度に該繊維構造物ある
いはフィルムを照明する器具の中心が位置するように配
されことが好ましい場合もある。好ましくは、本発明に
おける照明手段は、複数の方向からの照明手段を必要に
応じて切り替え、ないしは併用が可能なように配置され
るべきである。

本発明において好ましい信号処理手段は「興なる分光特
性を有する複数のセンサー」から得られた出力を適当な
スレッシ置ルドレベルにおいて２値化し欠陥を検出する
方法である。本発明においては、欠陥の検出力を高める
ために、センサーの信号出力のシェーディング補正とγ
（ガンマ）補正を行った後にスレッシ菖ルドをかけるこ
とにより検出する方法をとることも可能である。またこ
の場合、被検査物の色調、表面状態などにより、被検査
物毎にγ（ガンマ）補正レベルおよびスレッシールド・
レベルを設定する方法を用いてもよい。またさらに異な
るアルゴリズムを持ったシグナル・エクスノずンジ１ン
を行ってもよい。

最終的には、これらの出力を信号処理して得られた結果
の論理和を取り欠陥判定を行うことに本発明における検
査方法の特徴がある。

（作用） 本発明が対象とする被検査物、すなわち、織物、ニット
、不織布などの繊維構造物あるいはフィルム状物におけ
る、本発明が検出しようとする欠陥は、光学的濃度の変
調に起因する欠陥、ないしは、光学的濃度の変調をもた
らす欠陥である。

これらの検出においては、前述したように、熟練者の視
覚による場合には、単に被検査物をある一面的な方向か
ら観察して得られた結果から判断されているものではな
く、多次元的、多角的に被検査物を観察した結果におい
て判断を行なっている。しかしながら、機械でもって得
られる一面的な情報から、さらにはそのほかの外乱ノイ
ズ等による影響も加味したうぇで欠陥の自動検出を行な
うことは決してやさしいことではない。

本発明者らは、熟練者の欠陥検出アルゴリズムを詳細に
研究し、そのエキスを機械化すべく研究を重ねてきた。

すなわち、本発明者らは、熟練者においては特に被検査
物の色調の微妙な変化をもとに欠陥の有無を判定してい
ることを見いだした。

またこの微妙な色彩の変化は特定の光の波長域のみを観
察していたのでは完全にとらえることができず、可視光
線域全般にわたって、場合によっては人間の感覚に対し
て機械が足りない感性を補強するうえにおいて赤外域、
紫外域にわたっての反射光あるいは透過光を、ある特定
の重み付けでもって積算した結果において初めて明確に
なり、その重み付は関数は被検査物の色調により異なる
ことも明らかになった。そして、それはまさしく、人間
の視覚における３刺激値の各々から得られた結果の論理
和に一致するものであるこ七を見いだし本発明に到達し
た。

したがって、例えばカラーセンサーを用い、カラーセン
サーのＲＧＢ１各々の出力に適当なるエンハンスとフィ
ルタリング、オプティマイジング等の処理をした後に得
られた判定結果の論理和でもって最終的な欠陥の検出を
行なうことはまことに利にかなうべきことであり、本発
明が優れた効果を示す所以である。

以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明はこれらになんら限定される物ではない。

（実施例） 実施例　１ 第１図は本発明において使用される検反装置の検出部分
を示した概略説明図である。被検査物である繊維構造物
あるいはフィルム状物を連続的に搬送するローラーシス
テムの一部に図に示したごとく２本の送りローラーを設
け、２本のローラーの中央部において繊維構造物あるい
はフィルム状物を照明し、カラーリニアセンサーでもっ
て繊維構造物あるいはフィルム状物を観察し、欠陥検出
を行うものである。

カラーリニアセンサーとしては、ＴＬ−２８００ＲＧＢ
型カラーラインセンサーシステム（竹中システム機器株
式会社製）を用いた。ＲＧＢ各分光分光感度特性２図に
示す。

照明には写真撮影用レフランプ（１５０ｗ）を用い、光
源は被検査物の中央に垂直な位置に設けられている。

ローラー幅は１９０ｃｍ１繊維構造物あるいはフィルム
状物の送り速度は搬送系の駆動モーターをインバータ制
御することにより０〜７５ｍ７分の間でもって可変とし
た。

カラーリニアセンサーのＲＧＢ各出力出力シェーディン
グ補正回路とγ（ガンマ）補正回路を経た後に所定のス
レッシールドにより２値化される。

２値化された各信号はＯＲ回路によって論理演算され、
最終的に得られた結果から欠陥検出が行なわれる。

第３図は信号の処理過程を示した説明図である。

この場合においては、欠陥の一種である「しみ」のある
部分より得られた信号を用いている。本欠陥においては
特にＧ出力において信号の変動が大きくなっている。こ
れらを２値化した場合においては、Ｒ出力においては捕
らえることができていない。しかしながら２値化後の各
信号の論理和でもって欠陥判定を行う場合には欠陥を取
りこぼす可能性を最小限に抑えることができる。

全４０種類、全長のべ５０００ｍの反物について、平均
搬送速度５０ｍ／分でもって本検反装置と、熟練検査員
とで別々に欠陥の検出を行なった。

試験に用いられた反物は、あらかじめ複数の熟練検査員
により繰り返し母金に検査されており、そノ欠陥はマツ
プ化されている。

さて、検反装置の欠陥検出率は１０１％、熟練検査員の
欠陥検出率は９５％であった。検反装置においては結果
として正常な部分の一部をも欠陥として余分に判断する
ケースが全体の１％程度を出現した。しかしながら品質
保証的な意味あいからはこのような「からい」検査が本
来求められるものであり、欠陥を見逃す危険性、すなわ
ち１００％に満たない欠陥検出率を与える方法に比較す
れば実用上はるかに好ましい結果である。

比較例　１ 実施例と同じ装置を用い、カラーリニアセンサー出力を
Ｂ出力に固定して、以下は実施例と同様に試験を行った
。欠陥検出率は５１％にすぎず、実用にはとうてい値し
ないと判断されるべき結果であった。これはすなわち、
カラーセンサーの出力を固定し、可視光線域の一部のみ
から得られる情報において判断を行った場合に、判断を
誤る可能性が極めて高いことを示した結果である。

比較例　２ 実施例と同じ装置を用い、カラーリニアセンサーヲモノ
クロのＣＯＤリニアセンサーに変更シ、以下は比較例１
と同様に試験を行った。欠陥検出率は６８％にすぎず、
これもまた実用にはとうてい値しないと判断されるべき
結果であった。これはすなわち、可視光線全域から得ら
れる情報において判断を行った場合に、相対的に欠陥か
ら得られる信号が小さくなり、ノイズの影響を大きく受
け、結果的に判断を誤る可能性が高いことを示した結果
である。

（発明の効果） 本発明によると、人間の視覚による検査に比較し、熟練
を要すことなく、また能率、正確さの点で優れ、しかも
判定基準を定量的に定めることを可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における検反装置の概略説明図である。 第２図は実施例にてもちいたカラーセンサーの分光感度
特性である。 第３図は信号の処理過程を示した説明図である。 ■　繊維構造物ないしはフィルム状物 ■　送りローラー ■　標準光源 ■　カラーリニアセンサー ■　シェーディング補正回路 ■　ガンマ補正回路 ■　判定回路 ■　ＯＲ回路 ■　結果表示部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）長尺物を連続的、あるいは断続的に搬送しつつ、
   長尺物を照明し、該照明による長尺物からの反射光、も
   しくは透過光をセンサーにより検知し、センサーの出力
   変動より欠陥を判定する長尺物の検査方法において、異
   なる分光特性を有する複数のセンサーの出力を信号処理
   して得られた結果の論理和を取り欠陥判定を行うことを
   特徴とする長尺物の検査方法。