JPH0427851A - 欠陥検出方法および検出装置 - 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、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内在す欠陥を検出する検出方法及び
装置に関する。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
出を行う検出方法及び装置に関する。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」　「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、定性的に説明
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
点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
るいはフィルム献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、たとえ経験をつかんだ熟練者の目に
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、現在の俳画像処理技術、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、正確さの点でも必ずしも十分と
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、いまだ実用的にまん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、現吠においては、
行われているという実状である。

ＱＣ，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、このような
感覚的で定性的な検査にもとすいて品質の管理が行なわ
れてきたことら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
方法ならびに装置に関する、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、被検出体をカラーセンサーでもつ観
察し、カラーセンサーの出力変動より欠陥の存在を判定
する欠陥検出方法において、該カラーセンサーのＲＧＢ
出力のうち、いずれの出力を用いて欠陥を判定するかを
該被検出体の基準部分から読みとった色情報をもとに決
定することを特徴とする欠陥検出方法。

であり、被検出体を連続的、もしくは断続的に搬送する
機構と、該被検出体を照明する手段と該被検出体からの
反射光、もくしは透過光を検出するカラーセンサーを有
し、カラーセンサーの出力変動より欠陥を判定する機構
を有する検出装置において、該被検出体の基準部分から
読みとった色情報をもとに該カラーセンサーのＲＧＢ出
力のうち、いずれの出力を用いて欠陥検出を行なうべき
かを判断し、欠陥検出に用いる出力を切り換える手段を
有することを特徴とする検出装置、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カラーセンサーにより
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カラーセンサーとは、いわゆ
る撮像素子において、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ものを意味し、例えばカ
ラー撮像管、カラーＣＯＤ。

カラーラインセンサー等を用いることができる。

本発明においては、繊維構造物あるいはフィルム状物あ
るいはフィルム状物をカラーセンサーでもって観察し、
カラーセンサーから得られる信号出力の変動より欠陥を
検出するものであるが、該カラーセンサーのＲＧＢ出力
のうち、いずれの出力を用いて欠陥を判定するかを該繊
維構造物あるいはフィルム状物の基準部分から読みとっ
た「色情」をもとに決定することに特徴がある。

本発明における「色情報」とは、被検査物からの分光反
射特性、もしくは分光透過特性に含まれる情報を意味し
、例えば分光特性のピーク値、色座標値、分光特性の重
心波長、等を意味する。

色情報の読み込みには公知市販の色彩色度計、分光反射
（透過）計等用いればよい。また場合によっては、目視
により、オストワルト色表、あるいはマンセル色表に対
応する色座標を求めてもよい。

「色情報」とＲＧＢ出力の対応については、カラーセン
サーの分光感度、後述する照明手段、すなわち照明光に
よる演色効果等により簡単に決定することは困難である
。一応の指針としては、反射（もしくは透過）分光特性
の重心長波を求め、ＲＧＢのうち、最も近い分光感度特
性のピーク波長を持つものを選択することができる。

また場合によっては、主として反射光の変動により欠陥
検出を行う場合においては、被検査物の色調、すなわち
反射分光曲線と、照明光の放射光の放射分光特性、さら
にはカラーセンサーの分光感度曲線との積が最も大きく
なる組合せでもって判断すること好ましい。また主とし
て透過光の変動より欠陥検出を行う場合においては、被
検査物の補色に当たる出力を用いることが好ましい。

ｒＲＧＢのいずれの出力を用いるか」の判断を行なうア
ルゴリズムについては特に限定はされない。

判断はオペレーターが行ってもよいし、場合によっては
機械により自動的に判断を行ってもよい。

好ましくは、このような判断をおこなうプログラムを組
み込んだマイクロプロセッサ等により自動的に判断を行
なう方法がよい。またＲＧＢ出力の切り換え手段につい
ても特に限定はされない。自動的に切り替えが行われて
もよいし、オペレーターが手動式に切り換えてもよい。

これらは本質的に本発明の効果に関しては大きな影響を
あたえない。

本発明においては、ＲＧＢの各出力のうち単独の出力を
用いても良いし、また必要によっては２つないしは３つ
の出力の和、差、積、商、論理こな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
、Ｒ出力を用いて欠陥検出を行なう場合においては「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：／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有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出力を用いて
欠陥検出を行なう場合においては、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をす
る照明器具を用いることが好ましい。好ましくは、これ
らの照明手段は、カラーセンサーの出力の選択とも考え
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ロ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ロルド・レペルヲ設定
スる方法を用いてもよい。またセンサーを反物搬送方向
に向かって複数個設け、複数個のセンサーにより検知さ
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。

（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
たうえで欠陥の自動検出を行なう場合においては、なん
らかのフィルタリングならびにエンハンスならびに観察
条件のオプティマイズが必須である。

本発明においては、特に被検査物の色調、すなわち色調
、すなわち色情報に着目し、観察条件のオプティマイズ
を行なうことが、結果として欠陥検出に非常に大きな効
果をもたらすことを示した物である。また、本発明にお
いては、前述したフィルタリングとエンハンスの効果を
も同時に実現するものでもある。

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 第１図は本発明における「検反装置」の検出部分を示し
た該略説明図である。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（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。

照明にはＤｆｉ５標準光源を用い、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１９０ｃｍｘ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０〜７５ｍ／分の間でもって可変とし
た。

本検反装置は第４図に示されたフローチャートに基づい
て動作する。被検査物の基準部分の「反射分光特性」は
、被検査物をセツティングする毎に被検査物の導入部の
適当なる部分において、分光反射計にて測定される。測
定値はオンラインにてＣＰＵに読み込まれ、重心波長λ
ｇが計算され、ＲＧＢのうちいずれの出力をもちいるべ
きががＣＰＵにおいて判断され、自動的に切り換えが行
なわれる。なお重心波調λｇを求めるための積分範囲は
３５０〜７００ｎｍとした。

カラーリニアセンサーの出力のうち、欠陥検出に用いら
れる信号は、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ョルドにより２値化さ
れ、欠陥の有無の判定が行なわれる。

第２図は、被検査物が無地の織物である場合に、欠陥の
無い、正常な部分から得られた信号の一例である。織物
時をのノイズ成分を見ることができる。第３図は欠陥。

この場合「しみ」がある箇所から得られた信号の一例で
ある。欠陥に起因する被検査物の濃度変が極めて明瞭に
とらえられており、織物特育のノイズの中であっても、
欠陥の検出に支障をきたすものではない。

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、その欠陥はマツ
プ化されている。　さて、検反装置の欠陥検出率は９６
％、熟練検査員の欠陥検出率は９５％であった。検出さ
れた欠陥の位置はは、少なくともあらかじめ得られてい
た欠陥マツプと一致した。

比較例 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５４％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。

（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
要することなく、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にした。

【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図は実施例において、欠陥がない部分がら得られる
信号例である。 第３図は実施例において、欠陥がある部分がら得られる
信号例である。 第４図は本発明における検反装置の動作フローチャート
例である。 ■　被検出体 ■　送りローラー ■　標準光源 ■　カラーリニアセンサー ■　スイッチ ■　シェーディング補正回路 ■　ガンマ補正回路 ■　判定および表示部 ■　色彩色度計 ＠ｌ　　ＣＰＵ 矢印：欠陥部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検出体をカラーセンサーでもって観察し、カラ
   ーセンサーの出力変動より欠陥の存在を判定する欠陥検
   出方法において、該カラーセンサーのＲＧＢ出力のうち
   、いずれの出力を用いて欠陥を判定するかを該被検出体
   の基準部分から読みとった色情報をもとに決定すること
   を特徴とする欠陥検出方法。
2. （２）被検出体を連続的、もしくは断続的に搬送する機
   構と、該被検出体を照明する手段と該被検出体からの反
   射光、もしくは透過光を検出するカラーセンサーを有し
   、カラセンサーの出力変動より欠陥を判定する機構を有
   する検出装置において、該被検出体の基準部分から読み
   とった色情報をもとに該カラーセンサーのＲＧＢ出力の
   うち、いずれの出力を用いて欠陥検出を行なうべきかを
   判断し、欠陥検出に用いる出力を切り換える手段を有す
   ることを特徴とする検出装置。