JPH07311021A - 移動物体の形状検査装置 - Google Patents

移動物体の形状検査装置

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JPH07311021A
JPH07311021A JP6105168A JP10516894A JPH07311021A JP H07311021 A JPH07311021 A JP H07311021A JP 6105168 A JP6105168 A JP 6105168A JP 10516894 A JP10516894 A JP 10516894A JP H07311021 A JPH07311021 A JP H07311021A
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JP
Japan
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light
moving object
shape
moving
moving body
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Pending
Application number
JP6105168A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Masuko
伸二 益子
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Rhythm Watch Co Ltd
Original Assignee
Rhythm Watch Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高速で移動する物体の形状を的確に認識するこ
とができ、高精度な検査を実現できる移動物体の形状検
査装置を提供する。 【構成】移動物体Mに光源部1による平行光を照射し、
そのを移動物体Mを挟んだ光源部1と対向する位置に配
列されたN個の受光部からなる受光部アレイ2で受光
し、各受光部で受光される光を受光レベルに応じた電気
信号に変換して形状認識処理装置3に入力させ、入力し
たN個の信号のうち、設定レベルT1 以下の信号の数
が、設定数nであるか否かの判定を行い、設定レベルT
1 以下の信号数が設定数nである場合には、移動物体M
の外径に異状がないものと判定し、設定レベルT1 以下
の信号数が設定数n以外の場合には異状箇所が存在する
ものとしてそのデータをメモリ回路4に格納し、この格
納データに基づいて画像パターン生成回路5で移動物体
Mの画像パターンを生成し、モニタ6等に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば化学繊維等の
全体に亘って均一な径を有する糸状物体を高速に巻き取
る際に、糸状物体の形状を認識し、異状箇所の有無を判
定する移動物体の形状検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、化学繊維用に形成された糸は、
長手方向に亘って均一な径、すなわち太さを有する必要
がある。そのため、化学繊維用糸を出荷するにあたって
は、巻取体に時速100〜400km程度の速さで巻き
取られる際に、巻き取られる糸の太さを連続的に検査
し、異常な部分、具体的には、よれやいわゆるだんご状
になっている箇所を探査する形状検査装置が用いられ、
不良品の出荷を抑止している。
【0003】従来、形状検査装置としては、CCDライ
ンセンサを用いた装置、光を照射して移動物体としての
糸の影の大きさによる光量の変化を判定する方法を採用
した装置、あるいは静電容量の変化を計測する方法を採
用した装置等が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CCD
ラインセンサによる装置は、取り込み繰り返しが数m秒
と遅く、たとえば時速200kmで移動する物体の形状
を認識するのは困難である。また、影の大きさによる光
量の変化を判定する方法を採用した装置、および静電容
量の変化を計測する方法を採用した装置は、高速である
が、物体の形状を正確に認識することができない。
【0005】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、高速で移動する物体の形状を的
確に認識することができ、高精度な検査を実現できる移
動物体の形状検査装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の移動物体の形状検査装置は、移動物体の移
動方向と略直交する方向から当該物体を含み、かつ物体
の径より大きい所定の範囲に亘って強度が一様な光を照
射する光源部と、移動物体を挟んで上記光源部と対向す
る位置において、上記照射光の照射範囲に亘り、受光強
度に応じたレベルの信号を生成する複数の受光部が配列
してなる受光部アレイと、上記受光部アレイの複数の出
力信号のうち、あらかじめ設定したレベル以下にある信
号数があらかじめ設定した数の範囲内にあるか否かを判
定し、移動物体の形状の異状の有無を判定する判定部と
を有する。
【0007】また、本発明の移動物体の形状検査装置
は、上記判定部において設定レベル以下にある信号数が
設定数の範囲外にあり異状と判定された場合に、その信
号数に基づいて異状箇所の画像パターンを生成する回路
を有する
【0008】
【作用】本発明の移動物体の形状検査装置によれば、所
定の速度で移動する移動物体に対して、光源部よりその
移動方向と略直交する方向から当該物体を含み、かつ物
体の径より大きい所定の範囲に亘って強度が一様な光が
照射される。この照射光は、移動物体を挟んで光源部と
対向する位置に配列された受光部アレイの各受光部で受
光されるが、移動物体で遮られる領域にある受光部で受
光される光強度は、他の受光部で受光される光強度より
小さい。そして、各受光部では、受光強度に応じたレベ
ルの信号が生成されて判定部に出力される。判定部で
は、受光部アレイの複数の出力信号のうち、あらかじ設
定したレベル以下にある信号数があらかじめ設定した数
の範囲内にあるか否かが判定され、設定レベルにある信
号数が設定数の範囲内にある場合には異状なしと判定さ
れる。これに対して、設定レベルにある信号数が設定数
の範囲外にある場合には異状ありと判定され、たとえば
その異状箇所の画像が表示装置等に出力される。
【0009】
【実施例】図1は、本発明に係る移動物体の形状検査装
置の一実施例を示す構成図である。図1において、Mは
移動物体、1は光源部、2は受光部アレイ、3は形状認
識処理回路、4はメモリ回路、5は画像パターン生成回
路、6はテレビモニタ、7は印刷装置をそれぞれ示して
いる。
【0010】移動物体Mは、直径φが長手方向全体に亘
り、たとえば1mmに均一となるように製造された化学繊
維用糸で、図1中、Aで示す領域を通過するようにし
て、一定方向(図面に直交する方向)に時速200km
の速さで引張されて移動され、図示しない巻取体に巻き
取られる。
【0011】光源部1は、所定の光を放射する光源11
と、光源11の放射光を平行光に変換し、移動物体Mが
移動する領域Aに対して移動方向と直交する方向から照
射するコリメータレンズ12とから構成されている。コ
リメータレンズ12による平行光の照射範囲Bは、移動
物体Mを含み、かつその径より大きい範囲、たとえば4
〜5mm程度である。移動物体Mは、領域Aで規制される
照射範囲B内を振動しながら引張され、移動されること
になる。
【0012】受光部アレイ2は、光ファイバ群21、光
/電気変換素子群22およびアンプ群23により構成さ
れている。光ファイバ群21は、一端面が光源部1の平
行光照射方向と対向するように、領域Aを挟んで配置さ
れたN本(数百本)の光ファイバから構成されている。
図2は、光ファイバ群21の光ファイバ配列例を示す図
である。図2(a)の例は一列に配列した例、図2
(b)の例はいわゆる千鳥状に2例に配列した例を示
す。光ファイバの直径は数十〜数百μmのものが用いら
れる。
【0013】光/電気変換素子群22は、光ファイバ群
21の各光ファイバの他端面から出射する光をそれぞれ
受光するN個の光/電気変換素子から構成されている。
また、各光/電気変換素子は、受光強度(受光量)に応
じたレベルの電気信号を出力する。アンプ群23は、光
/電気変換素子群22の各光/電気変換素子から出力さ
れる受光強度(受光量)に応じたレベルの電気信号を所
定の利得をもって増幅し、形状認識処理回路3に出力す
るN個のアンプから構成されている。
【0014】形状認識処理回路3は、アンプ群23から
のN個の出力信号のうち、あらかじめ設定したレベルT
1 以下の信号の数が、あらかじめ設定した数nであるか
否かを判定し、nである場合には移動物体Mの外径に異
状がないものと判断し、n以外の場合にはその前後の所
定範囲に亘るデータと合わせてメモリ回路4に格納す
る。設定レベルT1 は、光源部1による平行光の移動物
体Mにより遮られた場合の光/電気変換素子群22の各
光/電気変換素子の受光量に対応するレベルに設定され
ている。また、設定数nは、移動物体Mの直径φに相当
する光ファイバ数に相当する数に設定される。
【0015】画像パターン生成回路5は、メモリ回路4
に格納されたデータ、用いられた光ファイバ径等に基づ
いて移動物体Mの画像パターンを生成し、テレビモニタ
6および印刷装置7に出力する。図3(a)および
(b)は、画像パターン生成回路5で生成された画像パ
ターン例を示し、このような不良箇所を含む画像パター
ンがテレビモニタ6に表示され、あるいは印刷装置7に
出力される。
【0016】次に、上記構成による動作を説明する。移
動物体Mが、領域Aおよび平行光の照射範囲Bで規制さ
れる領域を通過するようにして、一定方向に時速200
kmの速さで引張されて移動され、図示しない巻取体に
巻き取られる。このとき、巻取体の前段に設けられた光
源部1の光源11による光がコリメータレンズ12によ
り平行光に変換され、この平行光が移動物体Mの側面に
直交するように、移動物体Mが移動する領域Aに対して
移動方向と直交する方向から照射される。
【0017】移動物体Mは、領域Aで規制される照射範
囲B内を振動しながら引張され、移動されることになる
が、平行光が移動物体Mで遮られる領域に位置する受光
部アレイ2の光ファイバ群21の光ファイバの一端面に
は光量が少なく光強度の小さい光が結合され、他の光フ
ァイバの一端面には光源部1から照射された光強度とほ
ぼ同強度の光が結合される。各光ファイバに一端面に結
合された光は、各光ファイバを伝搬して各他端面から出
射し、光/電気変換素子群22の対応する光/電気変換
素子で受光される。
【0018】光/電気変換素子群22の各光/電気変換
素子では、受光強度(受光量)に応じたレベルの電気信
号が生成される。したがって、平行光が移動物体Mで遮
られる領域に位置する光ファイバを伝搬された光を受光
した光/電気変換素子により生成される複数の電気信号
のレベルは、他の光ファイバを伝搬された光を受光した
光/電気変換素子により生成される複数の電気信号のレ
ベルより低い。そして、光/電気変換素子群22の各光
/電気変換素子から出力される受光強度に応じたレベル
のN個の電気信号は、アンプ群23の各アンプで増幅さ
れて、形状認識処理回路3にそれぞれ入力される。
【0019】形状認識処理回路3では、アンプ群23か
らのN個の出力信号のうち、あらかじめ設定したレベル
T1 以下の信号の数が、設定数nであるか否かの判定が
行われる。判定の結果、設定レベルT1 以下の信号数が
設定数nである場合には、移動物体Mの外径に異状がな
いものと判断される。
【0020】これに対して、し、設定レベルT1 以下の
信号数が設定数nより多くまたは少ない場合には、移動
物体Mで化学繊維用糸によれやだんご状となった領域が
存在するものとして、その前後の所定範囲に亘るデータ
と合わせてメモリ回路4に格納される
【0021】メモリ回路4へのデータの格納が行われる
と、画像パターン生成回路5において、メモリ回路4に
格納されたデータ、用いられた光ファイバ径等に基づい
て移動物体Mの画像パターンが生成され、テレビモニタ
6、印刷装置7にその位置情報等とともに出力される。
【0022】以上説明したように、本実施例によれば、
高速で移動する移動物体Mに光源部1による平行光を照
射し、その照射光を移動物体Mを挟んだ光源部1と対向
する位置に配列されたN個の受光部からなる受光部アレ
イ2で受光し、各受光部で受光される光をその受光レベ
ルに応じた電気信号に変換して形状認識処理装置3に入
力させ、入力したN個の信号のうち、設定レベルT1 以
下の信号の数が、設定数nであるか否かの判定を行い、
設定レベルT1 以下の信号数が設定数nである場合に
は、移動物体Mの外径に異状がないものと判定し、設定
レベルT1 以下の信号数が設定数n以外の場合には、移
動物体Mである化学繊維用糸によれやだんご状となった
領域が存在するものとして、その前後の所定範囲に亘る
データと合わせてメモリ回路4に格納し、この格納デー
タに基づいて画像パターン生成回路5において移動物体
Mの画像パターンを生成し、テレビモニタ6等に出力す
るようにしたので、たとえば100kHz、時速200
kmの高速で、0.5mmピッチをもって画像を取り込む
ことができる。このように、数十n秒程度の高速で移動
物体の形状の良否判定を正確に行うことができる利点が
ある。
【0023】なお、本実施例では、受光部アレイ2とし
て、複数の光ファイバで光源部1による光を受けた後、
光/電気変換素子の受光面に導くように構成したが、こ
れに限定されるものではなく、光ファイバの一端面の配
列位置と同様の位置に直接光/電気変換素子アレイ、た
とえばCDDのラインセンサ等を配置しても、上述した
効果と同様の効果を得ることができる。また、本実施例
では、光源部1の光源11による平行光に変換する手段
をコリメータレンズ12により構成したが、これに限定
されるものではなく、たとえばハニカム状に形成された
複数の導光路により構成する等、種々の態様が可能であ
る。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高速で移動する物体の形状を正確に認識でき、高精度な
検査を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る移動物体の形状検査装置の一実施
例を示す構成図である。
【図2】光ファイバ群の光ファイバ配列例を示す図であ
る。
【図3】画像パターン生成回路で生成された画像パター
ン例を示す図である。
【符号の説明】
M…移動物体 1…光源部 11…光源 12…コリメータレンズ 2…受光部アレイ 21…光ファイバ群 22…光/電気変換器群 23…アンプ群 3…形状認識処理回路 4…メモリ回路 5…画像パターン生成回路 6…テレビモニタ 7…印刷装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定方向に所定速度で移動する物体の形
    状を検査する移動物体の形状検査装置であって、 移動物体の移動方向と略直交する方向から当該物体を含
    み、かつ物体の径より大きい所定の範囲に亘って強度が
    一様な光を照射する光源部と、 移動物体を挟んで上記光源部と対向する位置において、
    上記照射光の照射範囲に亘り、受光強度に応じたレベル
    の信号を生成する複数の受光部が配列してなる受光部ア
    レイと、 上記受光部アレイの複数の出力信号のうち、あらかじめ
    設定したレベル以下にある信号数があらかじめ設定した
    数の範囲内にあるか否かを判定し、移動物体の形状の異
    状の有無を判定する判定部とを有する移動物体の形状検
    査装置。
  2. 【請求項2】 上記判定部において設定レベル以下にあ
    る信号数が設定数の範囲外にあり異状と判定された場合
    に、その信号数に基づいて異状箇所の画像パターンを生
    成する回路を有する請求項1記載の移動物体の形状検査
    装置。
JP6105168A 1994-05-19 1994-05-19 移動物体の形状検査装置 Pending JPH07311021A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013504754A (ja) * 2009-09-15 2013-02-07 ホ ソク、ジェイ 単一光源と平面センサ部とを用いて物体の物理量を測定する方法およびこれを用いる仮想ゴルフシステム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013504754A (ja) * 2009-09-15 2013-02-07 ホ ソク、ジェイ 単一光源と平面センサ部とを用いて物体の物理量を測定する方法およびこれを用いる仮想ゴルフシステム

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