JPH08512401A - 物体及び材料の形状の観察 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、物体及び材料の形状を観察するための装置に関し、特に、形が付けられた又はシワが付けられた布のような物体又は材料の形状を観察するための装置に関するものである。この装置は、拡散照明の分散光源（８）と、照射された視野内の試供体を支持するためのプラットフォーム（４）と、該試供体の陰影像の焦点を合わせて該像を読み出しスクリーン（６）上に投映するためのレンズ（５）とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 物体及び材料の形状の観察 技術分野 本発明は、形が付けられた又はシワが付けられた物体及び材料の形状を観察す るための装置に関するものである。１つの特定の適用例では、この装置は、布や 糸のような材料におけるシワの角度を測定するために用いられる。別の面から見 ると、本発明は、物体及び材料の形状を観察するための方法に関する。 布のプレス加工は、高品質の羊毛衣服を製造する際に行われる最終工程の一つ であり、良好な外観を有する衣服の製造のためには、良好なプレス特性が欠かせ ない。布のプレス加工により、衣服片に、滑らかでぱりっとした外観を与えると 共に、起伏したり“膨れ”たりすることのない、鮮明で平らな縫い目を形成する 。益々機械化が進みつつある裁断産業の分野においては、最適効率を実現できる ように、布のプレス加工特性を予め示しうることが、商業的にも重要である。発明の背景 布のプレス加工特性は、布のサンプルに（シワ軸線に沿って）シワを作り、標 準雰囲気下でシワ角度の回復率を測定することにより、予示できることが分かっ ていた。シワ回復角度が小さいことが、プレス加工した縫い目にとって、良好な 外観を有するために必要な条件である。 シワ角度を観察するための既知の装置においては、シワが付けられた試供体の 一面を水平なプラットフォーム上に置く。次に、試供体の一端におけるシワ角度 を拡大レンズにより見る。この角度を、試供体の支持されていない表面の縁と平 行な直線に対して回転される基準線と比較する。次に、基準線が水平方向となす 角度を、拡大レンズのリムの回りの円形の目盛りから読み取り、シワ角度を判断 する。 この装置は、シワ角度の測定精度が比較的に低いが、布のプレス加工特性の有 効な予示を与える簡単で耐久性のある装置である。しかし、観察者によっては、 多分、拡大レンズによる像の歪みのために、或は、各測定中に２回、即ち、１回 目は、拡大レンズにより形成されたシワ角度が明確に区別された像に、２回目は 、数字が密集した円形の目盛りに、焦点を合わせなければならないために、該装 置を使用する時に目の疲労を経験することがあった。 別の装置は、直線状の光ファイバー列からの強い光束を用いる。この光束は試 供体のシワが付けられた縁から散乱される。次に、シワ角度の明るい像がビデオ カメラ内の検出器アレイに焦点合わせされる。この像がデジタル化されてコンピ ュータにより処理され、シワ角度の正確な測定値を与える。 複雑さが中間の装置は、試供体のシワ軸線に沿って平行の光束を投射しスクリ ーン上に投影するように構成されていた。しかし、シワ軸線の両側にある試供体 の各表面が反っている時には、反った布が、試供体を通過する光を部分的に妨害 するため、特性が落ちる。発明の概要 本発明は、物体及び材料の形状を観察するための装置であって、 拡散された照明の分散光源と、 照明された領域内の試供体を支持するためのプラットフォームと、 前記試供体の陰影像の焦点を合わせて読み出しスクリーン上に投射するレンズ と、 を備えた、物体及び材料の形状を観察するための装置を提供する。この装置は 、操作が簡単であり、商業的に入手しうる光学機器及び電気機器を使用して構成 しうる。更に、得られる像の影付きは、拡散照明の分散光源を使用することによ って相当に減少される。分散光源は、典型的には、観察すべき試供体の大きさに 少なくとも匹敵しうる面積を有する。光源における全ての点からの全前方角にわ たる光の放射は、像が極めて僅かの影付きで投影されることを可能にする。例え ば、シワが付けられた布試供体の場合、試供体が非常に反っており、しかもシワ 角度が小さい時でさえも、僅かな影付きが見られるに過ぎない。 この装置は、レンズ及びプラットフォーム間に相対的な移動を与えるための機 構を更に備えることができ、試供体の種々の平面からの像に焦点合わせすること を可能にする。好適には、プラットフォームは直線状のスライド上を移動可能で ある。これにより、試供体を端から端へと回すことなく、単にレンズの焦点が合 わせられる面を変更することによって、布試供体の前後方シワ角度を測定するこ とが可能となる。 プラットフォームは、分散光源からレンズに延びる軸線を横断する、直立して 離間した透光性の一連の薄いシートから構成することができる。このようなプラ ットフォームは、シワ角度を歪めることのない態様でシワ付きと試供体を支持す ることを可能にすると同時に、試供体の一方の面をプラットフォーム上に載置し た時に、シワの像を妨害を受けることなく投影することを可能にする。支持され ていない腕の重量がシワ角度に与える変化は無視することができ、試供体がプラ ットフォーム上に逆“Ｖ”字形に置かれるシステムとは違って、小さなシワ角度 でも支持は不安定にならない。 レンズは、分散光源から光を受けるために大口径を有するのがよく、また、レ ンズに入る光線の発散角度が大きいので、球面収差に対して補正されていること が有利である。 鏡を、レンズと像スクリーンとの間に傾斜して設けて、像スクリーンが都合の 良い目視角度で装置に関して置かれるようにすることができる。 読み出しスクリーンには、典型的には拡散性であり、好適な形態では、回転可 能であると共に一連の平行な格子線が付されている。このスクリーンの縁の周り には角度目盛りを付けることができる。目盛りも回転可能であれば、目盛りはス クリーンと共に回転し、シワの付いた試供体の一方の表面の縁と整列する。その 後、他方の表面の縁と整列するために目盛りを回転することなく、スクリーンを 回転させることができ、その時点で、目盛りからシワ角度を直接測定することが できる。 本発明の別の面から、物体及び材料の形状を観察するための方法であって、 拡散照明で試供体を照射し、 前記試供体の陰影像を読み出しスクリーン上に投影する、 段階を含む、物体及び材料の形状を観察するための方法が提供されている。 焦点面は、前記試供体の選択された部分からの陰影像の焦点を合わせるように 変更しうる。図面の簡単な説明 次に、添付図面を参照して、本発明を一例としてのみ説明する。図中、 図１は、物体及び材料の形状を観察するための、本発明を実施する装置の説明 図である。 図２は、図１の装置の立面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の好適な特徴を具現した読み出しスクリ ーンの立面図及び断面図である。 図４は、図１及び図２の装置の概要図である。 図５（ａ）は、平行光線で試供体を照射する効果を示し、図５（ｂ）は、拡散 光源で試供体を照射する効果を示している。 図６（ａ）は、透光性プラットフォーム上の試供体を照射する効果を示し、図 ６（ｂ）は、本発明の好適な特徴に従ってプラットフォーム上の試供体を照射す る効果を示している。 図７（ａ）は、本発明を実施する試供体の正面からの読み出しを示し、図７（ ｂ）は、同試供体の背部から示している。 図８（ａ）は、本発明を実施する試供体の正面からの読み出しを示し、図８（ ｂ）は、同試供体の背部から示している。 図９（ａ）は、本発明を実施する試供体の正面からの読み出しを示し、図９（ ｂ）は、同試供体の背部から示している。 図１０（ａ）は、本発明を実施する試供体の正面からの読み出しを示し、図１ ０（ｂ）は、同試供体の背部から示している。 同一参照数字は、図面全体にわたり、対応する特徴に言及するために使用され ている。本発明のベストモード 図１及び図２を参照すると、装置１は、ハウジング２を備え、その中に、光源 ３と、試供体プラットフォーム４と、レンズ５と、読み出し装置６とが装着され ていることが分かる。 光源３は、ガラス製防熱フイルター９により拡散透過スクリーン８から分離さ れている２０ワットのタングステンハロゲンランプ７からなる。ファン（図示せ ず）は、冷却空気を防熱フイルター９及びランプ７に通し循環させるために、ハ ウジング２の後部パネルに装着されている。使用する場合、光源３から放射され た光は、反射器１０により平行にされて、拡散透過スクリーン８上に指向され、 ほぼ一様な密度を有する拡散光の分散光源として作用する照射ディスクを形成す る。拡散透過スクリーン８は、２枚の透明ガラス又はポリカーボネイト板の間に 透光性製図用紙を挟持することにより形成される。このスクリーンは、試供体プ ラットフォーム４の上流側端部に装着される。 試供体プラットフォーム４は、４枚の等間隔のガラス又はポリカーボネイト板 １１（ポリカーボネイトが好ましい）からなり、その表面は、装置の軸線１２に 対して垂直な平面内にある。 大口径，Ｆ/１．４，５０ｍｍ，の写真レンズ１３が配置され、プラットフォ ーム４の領域において装置軸線１２を横断する平面において焦点を合わせる。 レンズを通る光は、装置軸線１２に対して４５°で傾斜した平面鏡１５の前面 で反射され、装置ハウジングの正面に水平に対して４５°の角度で装着された拡 散読み出しスクリーン１６に像を映す。 読み出しスクリーン１６は、透光性の製図用紙１７の形の拡散器からなり、図 ３に示すように、同製図用紙上には等間隔の平行線からなる格子が引かれている 。製図用紙１７は、２枚の透明なガラス板１８及び１９の間に挟まれている。ス クリーン１６は、この格子を像の形と整列させるために、観察者が回転させるこ とができる。その後、格子の配向は、目視スクリーンの周囲を取り巻く円形の目 盛り２０から読み取ることができる。この目盛り２０も、読み取り易くするため に、観察者によって回転させることができる。目視スクリーン及び目盛りは、同 目視スクリーンを支持するリングにある回り止めにばねで押されるボール２１を 係合させることにより、円形目盛り上の０°−０°の方向に格子を整列させた状 態で、互いに関して固定しうる。 次に、図４を参照して、シワ付き試供体を有する装置の作動について説明する 。シワ付き試供体２２は、そのシワ軸線２３を装置の軸線と整列させて、プラッ トフォーム４の上に載置される。拡散光を拡散スクリーン８の分散領域から放射 して、シワの陰影像を形成する。結像レンズ１３は、陰影像の１つの横断片に焦 点を合わせ、その横断片を鏡１５を経て読み出しスクリーン１６に投影する。 布試供体は反った表面を有するので、シワ角度は、シワ軸線に沿って一般に変 化する。そして、この理由により、試供体の両端におけるシワ角度を測定するこ とが提案されている。プラットフォーム４は、図１及び２に“矢印”１４によっ て示すように、固定されたレンズ１３に関する試供体の線形運動を可能にするた め、線形滑動体に装着されている。従って、試供体は、シワの後部の像や、試供 体内のある中間の点の像や、シワの前部の像を得ることを可能にするため、レン ズ１３に向かって移動したりレンズから離れるように移動することができる。こ れは、レンズが前部又は後部のシワ角度に焦点を合わせることを可能とし、それ 等の像を３倍又は３．５倍の倍率で読み出しスクリーン上に投す。装置は、操作 者の目視が容易であるように、目視スクリーンを水平に対して４５°の角度で傾 斜させて配列されており、また、操作者を楽にするために、明るさが調節可能で ある。 シワから投影された陰影像の目視を経験することになる操作者は、結果を記録 するために、２通りの方法で目盛りを使用することができる。第１に、円形目盛 りを正面パネルに関して固定したまま読み出しスクリーンを回転させて、格子線 の一つを折られた試供体の一つの表面にできるだけ接近させて整列することであ る。次に、スクリーンを回転させて試供体の他の表面と整列させる。各腕の配向 を目盛りから次々と読み、互いに引き算をしてシワ角度を求める。 或は、円形目盛り及び読み出しスクリーンを互いに関して回転させて、格子を 円形目盛り上の０°−０°の方向と整列させるが、この操作は、スクリーンを支 持するリングにある回り止めと係合するばね負荷のボールにより助成される。そ の後、スクリーン及び目盛りは、格子線の１つが試供体の一表面の縁と整列する まで、一体となって回転される。目盛りは次いで摩擦パッドで所定位置にクラン プされ、そしてスクリーンは、格子線の１つがシワの次の表面の縁と整列するま で、回転される。このようにして、シワ角度は円形目盛りから直接に読み取られ る。 この装置を使用して得られた結果についてのある特定の例を説明する前に、図 ５及び６に関して好適な実施形態の効果を以下に説明する。 布試供体は、同試供体をＶ形にほぼ配列される第１及び第２表面に分割するシ ワ軸線を有するように作られていて、Ｖ形の頂はシワ軸線にある。２つの表面が 平らであれば、シワ角度はシワ軸線の全長に沿って一定のままである。しかし、 １つ又は双方の表面が反っていれば、シワ角度はシワ軸線に沿って変化する。こ の変化が、シワ角度の測定に際して数々の困難をもたらし、そして、利用可能な 統計値を得るために、試供体の両端におけるシワ角度を測定して読みの平均を出 す必要を生じさせている。 図５（ａ）は、平行光線を使用する効果を示しており、この効果が、図５（ｂ ）に示した本発明による拡散光源を使用する効果と比較されている。最初に図５ （ａ）を参照すると、断面Ｂ−Ｂ¹は、下側表面を平らな水平面上に載置した時 の試供体を端部を上にして示すものである。反った表面２６の前方端は水平面に 触れているが、後方端は持ち上がっていて、試供体の前にある光源から照射した 時に影２８を生じさせる。同様の影２７が上側表面２５の下方に形成される。平 行光源からの光は、試供体により妨害され、影は大きく濃くなる。比較すると、 図５（ｂ）においては、拡散光の分散光源が両表面の上側と、上側表面の下側と を照射可能である。光が下側表面の下側を通ることができれば、これも拡散光源 によって照射されることにより、その結果、影付き効果はもっと弱くなる。 図６（ａ）においては、試供体の下側表面の下方に濃い影が見られる。かかる 影はプラットフォームが不透明である時に生ずるが、中実の透光性プラットフォ ームを用いた時にも、同プラットフォームの上側表面における内部反射のために 濃い影が生ずる。この影は、図６（ｂ）に示すように、離間した薄い透光性の板 を使用することにより明らかに改善することができる。これ等の板は、図６（ａ ）において反射された光の約２０％を内部反射するに過ぎず、十分な光を下側表 面の下側に通過させるので、その領域における影が消され、陰影像が改良される 結果となる。実施例 シワ角度の測定のため、次の手順に従って布試供体を用意する。 布のサンプルを切断する前に少なくとも１６時間標準雰囲気（２０±２℃，６ ５±２％ｒｈ）でコンディショニングする。 各サンプルから経糸及び緯糸方向に２０ｍｍ×４０ｍｍの試供体を切り出す。 各方向に３つの試供体を切り取る。 折り目が短辺に平行であるように試供体を半分に折り、その後、折り目をステ ープルで固定する。 １回の操作で全部で６枚の試供体にシワをプレス加工する。 プレス加工の作業中、圧縮された試供体の温度は一定の水分率で９０℃以上に 上昇させ、リリースの前に４０℃まで低下させなければならない。 プレス加工の後、試供体を標準雰囲気に戻し、シワから１０ｍｍの線で同シワ に平行に切る。 各試供体の腕間に１枚の紙又は薄いカードを通して、繊維が確実に絡まないよ うにする。 シワ試供体を標準雰囲気において平らな表面上に、それ等が元に戻るように２ ４時間載置しておく。 シワの付いた縁から鋏みで糸を単に抜き出すことにより、シワの付いた布試供 体から、シワ付きの糸の試供体を得ることができる。 図７〜図１０は、種々のシワ付き布及び糸の試供体を用いて得られた像を示す ために撮影された一連の写真を示している。各像のスケールは垂直のバーにより 明示されており、バーは長さ１０ｍｍを表している。 図７において、像は、曲がった表面及び小さなシワ角度を有する布試供体によ り形成されている。図７（ａ）は前部シワ角度、図７（ｂ）は後部シワ角度であ る。 図８において、像は、ほぼ平らな表面及び中間のシワ角度を有する布試供体に より形成されている。図８（ａ）は前部シワ角度、図８（ｂ）は後部シワ角度で ある。 図９において、像は、反った表面及び大きなシワ角度を有する布試供体により 形成されている。図９（ａ）は前部シワ角度、図９（ｂ）は後部シワ角度である 。 図１０は、大きなシワ角度及び小さなシワ角度を有する糸試供体により形成さ れた像を示している。図１０（ａ）は大きなシワ角度であり、図１０（ｂ）は小 さなシワ角度である。 全ての布の像において、ある程度の影付きが明らかにあるが、各シワ腕に、常 にはっきりと画成された１つの影縁があり、これを、シワ角度を明示するために 使用できる。また、目視スクリーンの直接観察は、上述の図において再生された 像よりも明らかに影付きが少ない目視像を造ることを指摘しておく。これは、主 に、観察者の目は、明るさの変化に対しては非常に非比例的に反応し、撮影記録 過程における諸制限に対しては、反応が小さいためである。 本発明を特定の実施形態及び実施例について説明したが、本発明は他の種々の 形態で実施しうることは明らかである。例えば、光を案内するために、ランプ及 び光ファイバー束を使用しうる。 また、種々の面における像を投影可能とするのは試供体とレンズとの間の相対 移動であるので、プラットフォームが前進及び後退するのを許容するような態様 で同プラットフォームを装着することは必須の要件ではないことが分かる。代替 方法は、結像レンズの前進及び後退を許容するような態様で同結像レンズを装着 することである。 この装置は、布及び糸における０°〜１８０°の範囲のシワ角度を測定するの に使用可能であり、また、シワの回復及び永久加工を評価するための試験方法に おいても使用できる。また、他の型式の材料及び物体にも広く適用しうる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 リー、ナン・ギア オーストラリア国、ニュー・サウス・ウェ ールズ 2153、ボークハム・ヒルズ、キー ン・ストリート 26

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 物体及び材料の形状を観察するための装置であって、 拡散された照明の分散光源と、 照明された領域内の試供体を支持するためのプラットフォームと、 前記試供体の陰影像の焦点を合わせて読み出しスクリーン上に投射するレンズ と、 を備えた、物体及び材料の形状を観察するための装置。 ２． 前記レンズ及び前記プラットフォーム間に相対的な移動を与えるための 機構を更に備えた、請求項１に記載の物体及び材料の形状を観察するための装置 。 ３． 前記プラットフォームは直線状のスライド上を移動可能である請求項２ に記載の物体及び材料の形状を観察するための装置。 ４． 前記プラットフォームは、前記分散光源から前記レンズに延びる軸線を 横断する、直立して離間した透光性の一連の薄いシートから構成されている、先 行する任意の請求項に記載の物体及び材料の形状を観察するための装置。 ５． 前記レンズは、前記分散光源から光を受けるために大口径を有する、先 行する任意の請求項に記載の物体及び材料の形状を観察するための装置。 ６． 前記レンズは、球面収差に対して補正されている、先行する任意の請求 項に記載の物体及び材料の形状を観察するための装置。 ７． 鏡が、前記レンズと前記読み出しスクリーンとの間に傾斜して設けられ ている、先行する任意の請求項に記載の物体及び材料の形状を観察するための装 置。 ８． 前記読み出しスクリーンには、一連の平行な格子線が付されている、先 行する任意の請求項に記載の物体及び材料の形状を観察するための装置。 ９． 前記スクリーンの縁の周りに角度目盛りが付されている、請求項８に記 載の物体及び材料の形状を観察するための装置。 １０． 前記角度目盛りは、前記スクリーンに関して回転可能である、請求項９ に記載の物体及び材料の形状を観察するための装置。 １１． 物体及び材料の形状を観察するための方法であって、 拡散照明で試供体を照射し、 前記試供体の陰影像を読み出しスクリーン上に結像する、 段階を含む、物体及び材料の形状を観察するための方法。 １２． 前記試供体の選択された部分からの陰影像の焦点を合わせるように焦点 面を変更する段階を更に含む、請求項１１に記載の物体及び材料の形状を観察す るための方法。