説明

丸編み機に用いられる内視鏡式編成品欠点検知装置

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は編成品が丸編み機で編成されている時に該編成品の欠点を光学的に検知する装置に関し、特に、そのような欠点が編成行程中の欠点又は他の原因、例えば、太すぎるあるいは細すぎる編み糸の存在、若しくは編成における欠点、から生ずるか否かに関わりなく、靴下等における欠点を検知する装置に関する。
(従来の技術)
光学的検査に基づく布用欠点検知装置は、既に従来技術において提案されている。そのような装置は、例えば、出版物「ランダストリ テクスティル(L′ Industrie Textile)」第1067号第277〜279頁に記載されている。該装置は、光源、該光源からの光が布から反射した後で又は布を通過した後でそれを受け取る電気−光学センサ、及び該電気−光学センサからのデータを処理する手段から成る。布は平らに広げられ直流電圧源により電力を供給される管状の蛍光灯の前を通過せしめられ、布がその幅に亘って証明される。電気−光学的電池は一列に並べられ布の幅に亘って延長する。前記蛍光灯及び該電池は布の同一の側にあるか、又はそれぞれ別の側にある。第一の場合は、該電池は布によって反射される光を測定する。第2の場合は、布の間を通過する光を測定する。製織又は仕立てにおける欠点により生じる布の構造又は表面状態のいかなる変化も当該光電池の電流における変化をもたらし、それにより信号を発せしめ、該信号は増幅器により増幅されA/D変換機に送られてその後の処理に付される。調節可能なしきい値を用いることにより、欠点表示としての役目を果し得る信号のレベルを設定することが可能である。
(発明が解決しようとする課題)
上記の記事に記載された布用欠点検査装置は、丸編み機で編成されつつある編成品の欠点検知にすぐ適用できるものではなく、靴下等の製造において用いられるような、小さな直径の編み機の場合にはなおさらそうである。その理由は、そのような編み機においては、編成布がニッティングヘッド(knitting head)の回転により生じ、次にマンドレル(mandrel)の周りを通らされて、検査に対して開放される編成布の部分が非常に接近困難であるからである。
本発明は、上記の不都合を克服し、靴下等の製造において用いられるような小さい直径の編み機を始めとする丸編み機で編成されている時の編成品の欠点を検知することを可能にした欠点検知用の光学的装置を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
他の公知の装置と同様に、本発明の装置は、光源と、光源からの光が編成布により反射された後で又は編成布を通過した後でそれを受け取る電気−光学センサと、該電気−光学センサにより得られたデータを処理する手段とを具備する。
本発明によれば、前記装置は、編み機の回転軸に沿って固定して装着された線状の内視鏡であって、該内視鏡の遠位端部(diatal end)のレンズと調和し、編成布の方へ半径方向に向けられた円錐形の窓を有する内視鏡を具備する。さらに、前記電気−光学センサの光感受帯は、内視鏡の近位端部(proximal end)に位置したレンズの像平面中に略位置している。
内視鏡は、例えば医療の分野で用いられる装置であって、正確な領域での光学的検査を可能にする一連のレンズ要素を有する光学的装置から成る。内視鏡は通常光の流れを検査領域にもたらし該領域から反射したこの光の流れの一部を回収する手段を有する。前記遠位端部は検査される領域に近接して置かれる端部に対応し、一方前記近位端部はそこから投射される光の流れが送出され及び/又は反射された光の流れが帰って来る端部に対応する。
このように、本発明の文脈において用いられる内視鏡は、光学的欠点検知装置を補足して完全にするものであり、編成布の正確な部分を探る時に必須の役割を演じるが、該部分は編み機と組み合わされる針に近接して、即ち、編成布が均一に延ばされた状態にある場所に近接していることが好ましい。内視鏡は、編成布の検査後光の流れを編み機のより接近しやすい場所に向け変える機能も有する。
本発明の第一の態様によれば、光源は、光発生手段と、完全反射プリズム(totally reflecting prism)で終端する光ファイバを具備し、該光ファイバは編み機のシリンダの内にその壁部に近接して固定して装着され、前記プリズムは内視鏡の遠位レンズに向けて半径方向に方向づけられている。この第一の態様においては、前記電気−光学センサにより受け取られる光の流れは、編成布の対応する領域から洩れ出た光に対応する。この透過性照明モードにより、バックライティングによるあるタイプの欠点(孔、薄い又は厚い領域)の検知が可能になる。
本発明の第2の態様においては、内視鏡は従来通りに使用され光発生手段からの光の流れはその近位端部から遠位端部まで内視鏡内を伝達される。この態様によれば、内視鏡は光源と編成布の検査された領域から反射された光を伝達する手段との両方として機能する。この反射性照明モードにより、良好な光のコントラストを有する欠点、例えば、色つきストランドの見かけの存在、及び模様又は編成における欠点、を明らかにすることができる。
好ましくは、上記2つの態様は同一の編み機上で組み合わされる。この場合、本発明の装置は、2つの光源、即ち、透過による照明のためのものと、反射による照明のためのものを具備する。一方の光源から他方の光源に交互に切り換えるための切換手段が設けられている。このようにして、内視鏡は交互に透過した光の流れと反射した光の流れを前記電気−光学センサに伝達し、前記のタイプの欠点の全てを検知可能とする。
前記電気−光学センサからのデータを処理する手段は、編成布の連続する検査領域が縦の列方向及び横の列方向の両方においてオーバーラップするように、編み機の回転に合わせられた頻度でサンプリング可能な同期化手段を具備する。これにより、情報の損失なしに管状の編成布の全体を検査することが保証される。
前記同期化手段は、例えば、前記電気−光学センサから出力されるアナログ信号のサンプリングのために編み機の各一回転中に所定数のパルスを出力するカウントアップ符号器と、横の列の開始時に高速信号(fast signal)を出力する近接検出器と、編成プログラムと同期化され編成布の最初の編み目で本発明の装置をリセツトする検出器と、靴下等の場合におけるかかと及びつま先部分に対応する編み機の交互の動きの開始及び終了を本発明の装置に知らしめる手段とを具備することが可能である。後者の手段は、センサであるか又は編成プログラムの関数として得られる信号であってよい。前記電気−光学センサは、例えば、前記光源の波長に調和した感度曲線(response curve)を有するフォトダイオードであってよい。
(実施例)
実施例について、図面を参照にして説明すると、第一図には、靴下編み機、例えばダブルシリンダ型のそれが、非常に模式化して示されている。斜線の部分は、編み機の上のシリンダ3及び下のシリンダ1の断面図に対応する。これらのシリンダは、針2が摺動可能に係合される長手の溝を有する。針2はダブルシリンダ編み機の場合対称的な形状を有し、第1図に示すように前記下のシリンダで作動可能であるが、又は前記上のシリンダで作動可能である。
シリンダ1及び3は、軸5の周囲の回転を制御される。編成中は、管状の形状を有する靴下6は、前記針2から吊り下げられ、引き出し装置(図示せず)により、シリンダ内に引き込まれる。
内視鏡7は直線状であり、編み機の回転軸5に沿って固定して装着されている。その遠位端部8は、シリンダ1の上部に位置している。その近位端部9は、編み機本体の外に上のシリンダ3の上方に位置している。
光ファイバ10はシリンダの内側の生成線に平行に固定して装着されている。該光ファイバ10はその上端部に位置する完全反射プリズム(totally reflecting prism)11によって終端している。その下端部(図示せず)には第1の光源が設けられている。
前記プリズム11の出口面は内視鏡7の遠位端部のレンズ13に対向し、前記第1の光源からの光の流れは、光ファイバ10に沿って導かれ該プリズムにより反射するか又は前記遠位レンズ13に向けて方向づけられる。
その近位端部9に近い部分において、前記内視鏡は、第2の光源と内視鏡7の直線状の部分に接続する光ガイドとを内に有するハウジング4を具備する。この第2の光源からの光の流れは、内視鏡7の内部の光学的システムにより導かれ、該内視鏡7の軸5に垂直な遠位レンズ13を通じてそこから出るが、該遠位レンズ13は、30°の円錐角を有する光の円錐15を画成する。
前記電気−光学センサ16は、第2図に模式的に示すように、内視鏡7の近位端部9に固定されたフォトダイオードである。内視鏡の近位端部9は、内側表面にねじ山18を施された中空のシリンダ状のエンドピース17により終端している。前記電気−光学センサ16は、外側表面に前記エンドピース17のねじ山18と協働するようにされたねじ山20が設けられたシリンダ状の取り付け台19の内部に配されている。ねじ山18及び20は測微法的ピッチを有し、前記取り付け台19の位置が前記エンドンピース17に対して微調整され得るようになっている。
前記フォトダイオードの外側表面21は、前記電気−光学センサ16の光感受性領域に対応して略5mm2の面積を有し、内視鏡の近位レンズ22の像平面内に正確に位置決めされる。
前記センサ16の前記取り付け台19の前面は、光の流れに対して透明な窓23により閉じられている。
前記フォトダイオード16は図示しない処理手段に接続されているが、その主要な特徴を今や説明する。編み機の各回転毎に、カウントアップ符号器は、前記フォトダイオード16により出力されるアナログ信号をサンプリングするためのある数のパルスを出力するが、該パルスの数は編み機の種類により異なり、例えば編み目の縦の列半分につき1サンプリングに対応している。近接検出器は、横の列の開始を示す高速信号(fast signal)を出力する。編成プログラムと同期化されたセンサが靴下の開始点を定め、各靴下の最初の一編み時に装置をリセットする。あるセンサは靴下のかかと及びつま先部分に対応する編み機の交互の運動の始めと終わりを示す。全体の処理システムにより、各採取された(sampled)信号のデカルト座標を正確に定めることが可能になる。
2つの電源は、各電源への電圧供給が交互に行われるようにするスイッチに接続されている。
本発明の装置の作動を次に説明する。より容易に理解されるように、本発明は、第1の光源から生じる光の流れのみが用いられる場合についてなされるが、この流れは編成布中を透過するものである。しかし、以下の説明は第2の光源から生じ編成布により反射される流れや、これらの2つの流れの交互の使用にも適用可能である。
編成中は、針2から下りて来る編成布6が均等に引っ張られて、前記プリズム11及び内視鏡7の遠位端部8の間の空間に入る。光の流れ24は、第1の光源により生じ前記光ファイバ10により導かれ、前記プリズム11により反射されるが、編成布6の所与の領域を通過後内視鏡の前記遠位レンズ13に到達する。従って、該遠位レンズにより受け取られる光の流れは、編成布6の検査される領域の像に対応する。
該検査される領域、即ち、照明される領域の寸法は、フィルタリング(filtering)及びコントラストの最適のレベルを得るために布のゲージに適合させられる。典型的な値としては、6mm×6mmの面積がゲージ14に対応するであろう。好ましくは、この面積は、辺が4つの編み目を含む正方形に対応する。
遠位レンズ13により受け取られた光の流れは、内視鏡7に沿って伝えられ、前記フォトダイオードの前記外側表面21が位置する平面に対応する前記近位レンズ22の像平面にまで至る。前記フォトダイオードはこのようにして前記検査された領域の実像を受け取る。
編成工程中の、前記シリンダ1−従って編成布6−の回転のため、また、シリンダ1の内側表面へ向けての編成布6の漸進的な降下のため、光の流れ23は、螺旋状に連続的に編成布を照明する。前記カウントアップ符号器は、フォトダイオード16により生じるデータの連続的流れをそれぞれが検査される各領域の実像に対応する一連の瞬間的な部分に分割する。編み機の1回転毎のサンプルパルス(sampling pulses)の数は編み機の寸法により変わり、例えば200の針を有する編み機の場合400である。
サンプルパルスの数及び検査領域の寸法は、横の列及び縦の列の両方において、連続的に検査される各領域が一部オーバーラップするように決定される。
従って、フォトダイオード16に接続される処理手段は、靴下の編成中作動可能状態にあり、該靴下の個々の領域にそれぞれ対応するデータの連続を受け取り記憶する。これらのデータは全体として靴下中を通って伝達される光の写像化(mapping)を表わす。画素と呼ばれる各瞬間的データは、横の列の番号及び縦の半列(half-column)の番号により指標を付けられる。各画素の強度、即ち、グレーレベル(the gray level)は、検査された領域を通過する光の量に比例する。画素の座標の始まりは、同期化機能を与える異なるセンサにより確定される。各指標を付された画素は、グレーレベルにより符号化され、前記処理手段により像データとして記憶される。
グレーレベルは、例えば欠点のない基準品を用いて符号化される。第3図は欠点のない基準品靴下の画素の実像の場合のグレーレベルのヒストグラムを描いた曲線である。該基準像のヒストグラムを用いて、所与の蓋然性に対する像の特性限界を定めるグレーレベルの最小値及び最大値25,26が決定されるが、これらの値は、黒(0に等しい)に対応するグレーレベルと白(255に等しい)に対するグレーレベルの間にある。符号化マトリックス(encoding matrix)は、第4図に、フォトダイオード16により出力されるデータに対応し、X軸に沿って示される入力グレーレベルを有し、再生され記憶されるデータに対応し、Y軸に沿って示される出力グレーレベルを有する図として示されている。最小値25と最大値26の間にある画素のグレーレベルは白い点として具体化される。該区間の外にあるグレーレベルは欠点と見なされ黒で具体化される。この符号化はリアルタイムで実行される。基準品靴下の編成が終ると、しきい25及び26を設定する際に考慮に入れられない像レベルに対応し黒く現われる点以外は全体として白い像が得られる。
他の全ての靴下を編む時は、測定は前記の同じマトリックスに従ってリアルタイムで符号化される。検査に付される各靴下の編成が完了すると、基準像に対してフィルターされた像が生じる。このフィルタリング(filtering)後では、像に現われる黒い点により、あり得る欠点の存在、性質及び場所を正確に決定することが可能になる。適当な手段を用いることにより、これらの欠点の同定により、次の決定をすることが可能になる。例えば、連続する縦の欠点もしくは繰返される欠点の検知の場合に、即座に編み機を停止すること、又は水平方向の欠点の検知の場合に条件付きで停止することが可能になる。
この制御相は、靴下の編成工程中において即座になされる決定によりリアルタイムで実行することが可能である。前記の最後の場合には、データ処理装置は、2重の役割を有する。即ち、それは、所定の像の獲得と先行する像の処理を同時に行う。
本発明は、単に例として述べられた上記の実施例に限定されるものではなく、他の全ての変形例を含むものである。特に、内視鏡7の近位端部9における像の獲得は、フォトダイオード以外の電気−光学センサ、例えばエリア−アレイCCD(area-arrayCCD)又はリニア−アレイCCD(linear-arrayCCD)によって行ってもよい。
(発明の効果)
本発明の装置は以上説明したように構成されているので、靴下等の製造において用いられるような小さい直径の編み機を始めとする丸編み機で編成されている時の編成品の欠点を検知することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、2つの光源を有する内視鏡式装置を備えた靴下等用の編み機の模式的断面図、第2図は、内視鏡の近位端部及び電気−光学センサの模式的部分断面図、第3図R>図は、基準像に対応する曲線を示す図、そして、第4図はコード化機能を説明する図である。
2……針、6……靴下(編成品)、7……内視鏡、10……光ファイバ、11……完全反射プリズム、16……電気−光学センサ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】丸編み機で編成されている時の編成品の欠点を検知する装置であって、少くとも1つの光源と、該光源から発する光を該光が編成布により反射された後で又は該光が該編成布を通過した後で受け取る電気−光学センサと、該電気−光学センサにより得られたデータを処理するデータ処理手段とを具備する装置において、該装置は、さらに、前記丸編み機の回転軸に沿って固定して装着され遠位レンズに適合せしめられた光学的円錐角を画成する直線状の内視鏡を具備し、該レンズは前記編成布の方へ半径方向に向けられており、前記電気−光学センサの光感受帯は、前記内視鏡の近位レンズの像平面中に略位置している装置。
【請求項2】前記内視鏡の前記遠位レンズは、前記丸編み機の針部分の近くの前記編成布のある領域にまっすぐ対向して位置する請求項1記載の装置。
【請求項3】前記光源は、光発生手段と、完全反射プリズム(totally reflecting prism)で終端する光ファイバを具備し、該光ファイバは前記丸編み機のシリンダの内側に固定して装着され、前記プリズムは前記内視鏡の前記遠位レンズに向けて半径方向に方向づけられるように装着されている請求項1記載の装置。
【請求項4】前記内視鏡は、前記光発生手段からの光の流れを、その近位端部において、その遠位端部に向けて伝達する手段を備えている請求項1記載の装置。
【請求項5】光発生手段と、完全反射プリズム(totally reflecting prism)で終端する光ファイバを具備する光源であって、該光ファイバは前記丸編み機の円筒状の部分の内側にその壁部に近接して固定して装着され、前記プリズムは前記内視鏡の前記遠位レンズに向けて半径方向に方向づけられるように装着されている光源と、前記内視鏡の前記近位端部からの光の流れを伝達する第2の光源と、前記第1の光源と前記第2の光源とを交互に切り換える切り換え手段とを具備することを特徴とする請求項1記載の装置。
【請求項6】前記電気−光学センサからのデータを処理する前記手段は、前記丸編み機の回転に合わせられた周波数でデータをサンプリングするための同期化手段を具備し、それにより前記編成布の連続する検査領域が縦の列及び横の列の両方においてオーバーラップする請求項1記載の装置。
【請求項7】前記同期化手段は、前記丸編み機の各一回転毎に、前記電気−光学センサによって生じるアナログ信号のサンプリング用の所定数のパルスを出力するインクレメンタル符号器(incremental encoder)と、編み目の各新しい横の一列の開始時に高速信号を出力する近接検出器と、編成プログラムと同期化され編成品の最初の編み目を編む時に前記装置をリセットするセンサとを具備する請求項6記載の装置。
【請求項8】前記編成品は靴下等であり、前記同期化手段は、かかと及びつま先部分に対応する前記編み機の交互の動きの始まり及び終わりを示す手段を具備し、該手段はセンサであるか又は前記編成プログラムの関数として生じる信号のいずれかである請求項7記載の装置。
【請求項9】前記電気−光学センサは、前記光源の波長に調和したスペクトル感度曲線を有するフォトダイオード又はフォトダイオードアレイ(photo-diode array)である請求項1記載の装置。

【第1図】
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【第2図】
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【第3図】
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【第4図】
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【特許番号】第2843873号
【登録日】平成10年(1998)10月30日
【発行日】平成11年(1999)1月6日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平2−246947
【出願日】平成2年(1990)9月17日
【公開番号】特開平3−146855
【公開日】平成3年(1991)6月21日
【審査請求日】平成9年(1997)8月29日
【出願人】(999999999)アンスティテュ テクスティル ドゥ フランス
【参考文献】
【文献】特開 昭62−257449(JP,A)
【文献】特公 昭57−40057(JP,B2)
【文献】特公 昭42−12319(JP,B1)
【文献】特公 昭25−2598(JP,B1)