JPS6221047A - 繊維材料中の着色異物検出方法とその装置 - Google Patents

繊維材料中の着色異物検出方法とその装置

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JPS6221047A
JPS6221047A JP15994485A JP15994485A JPS6221047A JP S6221047 A JPS6221047 A JP S6221047A JP 15994485 A JP15994485 A JP 15994485A JP 15994485 A JP15994485 A JP 15994485A JP S6221047 A JPS6221047 A JP S6221047A
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JP
Japan
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colored foreign
foreign matter
reflected light
image sensor
electrical signal
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JP15994485A
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Kohei Funahashi
舟橋 行平
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NIPPON MENGIYOU GIJUTSU KEIZAI KENKYUSHO
Japan Metal Gasket Co Ltd
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NIPPON MENGIYOU GIJUTSU KEIZAI KENKYUSHO
Japan Metal Gasket Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94Investigating contamination, e.g. dust

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

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、繊維材料中に存在する着色異物を光学−電気
的に検出する方法とその装置に関するものである。
〔従来の技術〕
紡績工場で使用される繊維材料の内、合成繊維再生繊維
等の人造繊維の繊維材料中には、その製造工程から異物
が混入されることは少ないが、天然産品である綿花(g
綿)の如き天然の繊維材料中には、その収穫作業の状態
から綿種子や他の着色繊維材料及び着色非繊維材料等の
異物が多く含まれている。したがって、天然の繊維材料
である原綿を開俵し、混打綿、梳綿、整梳綿、線条、粗
紡及び精紡の各工程を経て糸を生産する時に、種子等の
異物は混打綿又は梳綿工程で除去されるが、たとえ少量
でも着色異物が除去されずに混入されると多量の不良糸
が発生してしまう。
このため、従来、紡績工場では、開俵時、混打綿工程、
ラップ及びスライバーの状態を常に視覚により監視し、
繊維材料中に存在する着色異物を摘出、除去している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記作業者の視覚による繊維材料中の着
色異物摘出方法によれば、作業者に多大の心労をかけ、
ともすれば着色異物の摘出を免れない。
このため、繊維材料中に存在する着色異物を、印刷物の
レジス1−マークを検出する場合のように光学−電気的
に検出する方法も考えられるが、繊維材料の表面状態が
不規則な凹凸であるため、表面状態の信号と着色異物の
信号との判別が困難となるおそれがある。
そこで、本発明は1作業者の視覚によらず、かつ繊維材
料の表面状態に左右されることなく、繊維材料中に存在
する着色異物を、自動的に確実に検出するようにした繊
維材料中の着色異物検出方法とその装置を提供しようと
するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
前記問題点を解決するため、第1発明の着色異物検出方
法は、繊維材料からの反射光を少なくとも2つに分け、
この分けられた反射光の1つを基準電気信号に変換する
とともに、残る反射光を繊維材料中に存在する1種又は
2種以上の着色異物と同色のフィルターを透過させた後
電気信号に変換し、これらの電気信号と基準電気信号と
を比較演算する方法である。
又、第2発明の着色異物検出装置は、繊維材料からの反
射光を少なくとも2つに分ける光学素子と、光学素子か
ら射出される1つの反射光を受光して基準電気信号に変
換する第1イメージセンサと、光学素子から射出される
残る反射光を繊維材料中に存在する1種又は2種以上の
着色異物と同色のフィルターを介し受光して電気信号に
変換する第2、第3、第4、・・・イメージセンサと、
第1イメージセンサから出力される基準電気信号と第2
、第3、第4、・・・イメージセンサから出力される電
気信号とを比較演算する装置である。
上記光学素子としては、ビームスプリッタ−、ハーフミ
ラ−等があげられ、またイメージセンサとしては、CO
D、フォトダイオードアレイ等があげられる。
〔作 用〕
−繊維材料からの反射光の1つを基準電気信号に変換す
ることにより、繊維材料の表面形状の信号と着色異物の
信号との合成された信号が得られ、残る反射光を着色異
物と同色のフィルターを透過した後電気信号に変換する
ことにより、繊維材料の表面形状にならった信号が得ら
れる。
そして、醒者の基準電気信号と後者の電気信号とを比較
演算することによって繊維材料中に存在する着色異物が
検出される。
この場合繊維材料の表面形状に関する信号は減算により
消去されるので1表面の凹凸と対応する複雑な波形は現
われず、着色異物の信号のみが残ることになり、2値化
が容易となる。
上記作用を第5図に示す極度に簡略化したモデルにより
更に具体的に説明する。
いま、第5図aに示すように、繊維材料が100の波長
領域に反射し、その反射率Aは50%であり、又着色異
物が50の波長領域に反射を有し、その反射率Bは50
%であり、かつ着色異物と同色のフィルターが50の波
長領域に透過を有し、その透過率Cは100%であると
する。
分けられた反射光のうち直接電気信号に変換されるもの
は、繊維材料がらの反射光量が5000 (100X5
0)、着色異物がらの反射光量が2500(50X 5
0)となり、第5図すに示す波形の信号が得られる。
一方、分けられた反射光のうち着色異物と同色のフィル
ターを経て、電気信号に変換されるものは、繊維材料か
らの反射光量が2500 (50x5o)、着色異物か
らの反射光量が2500 (50X 50)となる。し
たがって、直接変換する場合と信号レベルを一致させる
ために2倍すると夫’l 5000.5000となり、
第5[ff1cに示す信号が得られる(点線は実際には
電気13号とならない)。
そして、両者の差信号をつくることにより、第5図dに
示すように、着色異物と対応する信号のみが得られる。
又、分けられた反射光を直接電気信号に変換する場合に
代えて、着色異物の色以外のフィルターを経て電気信号
に変換することにより、第5図eに示すように、変調度
が増加し、着色異物と同色のフィルターを経て変換した
電気信号の増倍度を減少できるので、検出精度を向上さ
せ得る。
なお、上記効果を得るには、分けられた反射光を受光す
る各イメージセンサが被写体像に対し完全に一致(レジ
ストレーション)するように各イメージセンサの位置を
確実に調整する必要がある。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により説明すると、第1図は本発
明の着色異物検出装置の第1実施例を示す概構成図であ
る。
第1実施例の検出装置は、1種類の着色異物を検出する
もので、少なくとも所要の波長領域に反射を有し、かつ
表面に不規則な凹凸を有する、繊維材料(被測定物)1
の表面には、白色光を放射する光源(図示せず)から光
線が照射されている。
繊維材料1からの反射光2は、集光レンズ3を経てビー
ムスプリッタ−4に入射されている。ビームスプリッタ
−4によって分けられた一方の反射光2aは、CCDカ
メラ等の第1イメージセンサ5に入射され、また、ビー
ムスプリッタ−4によって分けられた他方の反射光2b
は、繊維材料1の表面に付着した又は表面近くに混入し
た着色異物(図示せず)と同色のフィルター6を透過し
た後CCDカメラ等の第2イメージセンサ7に入射され
てそれぞれ電気信号に変換されている。
第1イメージセンサ5から出力される基準電気信号は、
比較回路8に入力され、また、第2イメージセンサ7か
ら出力される電気信号は、増幅器9により第1イメージ
センサ5からの基準電気信号と同レベルに増幅されて比
較回路8に入力されている。そして、比較回路8からの
出力は、繊維材料1中の着色異物の存在位置を特定すべ
く、イメージセンサのサンプリングパルスCCD−8P
とともに一致検出回路10に入力されている。
次に、上記構成の着色異物検出装置の作用について説明
する。
ビームスプリッタ−4によって分けられた一方の反射光
2aは、直接に第1イメージセンサ5に入射され、繊維
材料1中に着色異物が存在する場合、第1イメージセン
サ5から出力される基準電気信号の波形は、第2図aに
示すように、繊維材料1の表面形状の信号と着色異物の
信号とが合成されたものとなる。
一方、ビームスプリッター4によって分けられた他方の
反射光2bは、フィルター6に入射されるとともに、こ
のフィルター6により着色異物と同色の波長領域の光の
みが透過されて第2イメージセンサ7に入射される。こ
のため第2イメージセンサ7から出力される電気信号の
波形は、第2図すに示すように、はぼ繊維材料1の表面
形状にならったものとなる。
そして、第1、第2イメージセンサ5.7がらの出力さ
れる電気信号を比較回路8によって比較演算すると、第
2図Cに示すように1着色異物あディジタル48号が検
出される。ついで、比較回路8からの出力とイメージセ
ンサのサンプリングパルスC0D−8Pとを一致検出回
路1oに入力することにより、着色異物の位置が特定さ
れる。
なお、繊維材料1中に着色異物が存在しない場合には、
第1、第2イメージセンサ5.7がらの電気信号の波形
は調整により全く同じになるので。
比較回路8からは検出信号が出方されない。
又、上記実施例においては、第1イメージセンサ5に一
方の反射光2aを直接入射させているが、例えば第3図
に示すように、一方の反射光2aの光路中に着色異物の
色以外のフィルター11を配置し、このフィルター11
を透過させた後第1イメージセンサ5に入射させて基準
電気信号に変換させるようにしてもよい。
このようにすることにより変調度が増加し、第2イメー
ジセンサ7から出力される電気信号の増倍度を減少でき
るので、検出精度を向上することができる。
第4図は本発明の着色異物検出装置の第2実施例を示す
概略構成図である。
第2実施例の検出装置は、前述した第1実施例のものが
、1種類の着色異物を検出するものであるのに対し、色
の異なる2種類の着色異物を検出するものである。
すなわち、第1実施例のものと同様の繊維材料1からの
反射光2は、集光レンズ3を経て第1ハーフミラ−12
に入射されており、第1ハーフミラ−12によって分け
られた一方の第1反射光2Cは、CCDカメラ等の第1
イメージセンサ13に直接に入射されている。また第1
ハーフミラ−12によって分けられた他方の反射光2d
は、凹レンズ14および凸レンズ15等を経て第2ハー
フミラ−16に入射され、さらに第2、第3反射光2e
、2fに分けられている。第2、第3反射光2e、2f
は、繊維材料1中に存在する互いに色の異なる着色異物
(図示せず)と同色のフィルター17.18を透過した
後CCDカメラ等の第2、第3イメージセンサ19.2
0に入射されている。
第1イメージセンサ13から出力される基準電気信号は
、第1、第2比較回路21.22に入力されており、ま
た、第2イメージセンサ19および第3イメージセンサ
20から出力される電気信号は、それぞれ増幅器23.
24により第1イメージセンサ13からの基$電気信号
と同レベルに増幅されて第1比較回路21および第2比
較回路22に入力されている。そして、第1、第2比較
回路21.22からの出力は、繊維材料1中に存在する
互いに色の異なる着色異物の存在位置を特定すべく、イ
メージセンサのサンプリングパルスC0D−8Pととも
に第1、第2一致検出回路25.26に入力されている
なお、第2実施例の着色異物検出装置の作用は。
色の異なる2種類の着色異物が検出される点を除けば、
第1実施例のものとほぼ同様であるので、その説明を省
略する。
又1分けられた一方の反射光2Cを直接基準電気信号に
変換する場合に限らず、第3図に示す場合′と同様に着
色異物の色以外のフィルターを透過させた後第1イメー
ジセンサ13に入射させて基準電気信号に変換させるよ
うにしてもよく、第3図の場合と同様の作用効果が得ら
れる。
更に、第1、第2実施例においては、反射光を2つ又は
3つに分ける場合について述べたが、これに限らず着色
異物の色に応じて反射光をいくつにも分け、かつこれと
対応するイメージセンサを設けることにより、多種類の
着色異物の検出が可能となる。
又、反射光を3つ以上に分ける場合に限らず、例えば着
色異物の色と対応させて、フィルターの色を異ならせた
第1実施例のものを複数個繊維材料1の搬送方向へ離隔
して配置するようにしてもよい。
更に、比1咬回路8.21.22等をマイクロコンピュ
ータ化してもよく、このようにすることにより演算処理
、データ処理および警報処理等を高速で行うことができ
る。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、従来技術のように作業者
の労力に頼ることなく、繊維材料中に存在する着色異物
を自動的にかつ高速で確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の着色異物検出装置の第1実施例を示す
概略構成図、第2図a、be Cは第1図に示した装置
各部の出力波形図、第3図は第1実施例の変形例を示す
概略構成図、第4図は本発明の着色異物検出装置の第2
実施例を示す概略構成図、第5図a、b+ C+ d、
eは本発明の着色異物検出方法の作用を示す原理説明図
である。 1・・・繊維材料      2・・・反射光4・・・
ビームスプリッタ− 5・・・第1イメージセンサ 6・・・フィルター7・
・・第2イメージセンサ 8・・・比較回路11・・・
フィルター 12・・・第1ハーフミラ− 13・・・第1イメージセンサ 16・・・第2ハーフミラ− 17,18・・・フィルター 19・・・第2イメージセンサ 20・・・第3イメージセンサ 21.22・・・比較回路 第3図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)繊維材料からの反射光を少なくとも2つに分け、
    この分けられた反射光の1つを基準電気信号に変換する
    とともに、残る反射光を繊維材料中に存在する1種又は
    2種以上の着色異物と同色のフィルターを透過させた後
    電気信号に変換し、これらの電気信号と基準電気信号と
    を比較演算することを特徴とする繊維材料中の着色異物
    検出方法。
  2. (2)基準電気信号は、反射光の1つを着色異物の色以
    外のフィルターを透過させた後電気信号に変換して得る
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の繊維材料
    中の着色異物検出方法。
  3. (3)繊維材料からの反射光を少なくとも2つに分ける
    光学素子と、光学素子から射出される1つの反射光を受
    光して基準電気信号に変換する第1イメージセンサと、
    光学素子から射出される残る反射光を繊維材料中に存在
    する1種又は2種以上の着色異物と同色のフィルターを
    介し受光して電気信号に変換する第2、第3、第4、・
    ・・イメージセンサと、第1イメージセンサから出力さ
    れる基準電気信号と第2、第3、第4、・・・イメージ
    センサから出力される電気信号とを比較演算する比較回
    路とからなることを特徴とする繊維材料中の着色異物検
    出装置。
  4. (4)第1イメージセンサは、着色異物の色以外のフィ
    ルターを備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
    3項記載の繊維材料中の着色異物検出装置。
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