(57)【要約】  連続的に走行する繊維集合体の幅、厚み、及び汚れの適否を精度よく判別できる自動判別装置及び自動判別方法を提供する。  背景板のフロント側を連続的に走行するフィルタトウなどの繊維集合体をラインセンサで撮像し、生成したビデオ信号に基づいて、繊維集合体の厚み、幅、汚れに関する欠陥情報を含む特性情報を検出した後、欠陥情報を抽出し、繊維集合体の適否を判別する。例えば、ビデオ信号をノイズ除去回路６ａに与えて、厚みに関する欠陥信号を抽出し、抽出信号と前記情報に関する基準信号とに基づいて、判別回路７で前記欠陥情報の適否を判別し、判別結果が不良であるとき、報知回路８で報知する。ビデオ信号をクランプ回路５ｂでクランプし、クランプされたビデオ信号に基づいて、繊維集合体の欠陥情報を抽出してもよい。前記特性情報又は欠陥情報を外部コンピュータに与え、プロセス制御に利用してもよい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に走行する繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を含む特性情報を経時的又は時系列的変動情報としてコンピュータに送出可能な自動判別装置であって、連続的に走行する繊維集合体を撮像するためのラインセンサと、このラインセンサからのビデオ信号に基づいて、前記繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を特性情報から抽出するための抽出手段と、この抽出手段からの抽出信号と前記情報に関する基準信号とに基づいて、前記情報の適否を判別するための判別手段とを備えている自動判別装置。
【請求項２】
ラインセンサからのビデオ信号をクランプするための手段と、この手段からのクランプドビデオ信号に基づいて、前記繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を抽出するための抽出手段とを備えている請求項１記載の自動判別装置。
【請求項３】
クランプドビデオ信号をディジタル化して格納するためのメモリを含む中央処理装置を備えておらず、前記厚みに関するクランプドビデオ信号、幅に関するカウントデータ、汚れに関するカウントデータから選択された少なくとも１つの特性情報をコンピュータに送出可能な請求項１記載の自動判別装置。
【請求項４】
さらに、幅に関するカウントデータ、厚みに関するビデオ信号及び汚れに関するカウントデータのうち少なくとも１つの特性情報をプロセス制御用コンピュータに与えるための送出手段を備えている請求項１記載の自動判別装置。
【請求項５】
送出手段が、幅に関するカウントデータ、厚みに関するビデオ信号及び汚れに関するカウントデータのうち少なくとも１つの特性情報をコンピュータに送出又は転送するためのインターフェース手段と、このインターフェース手段を介して、前記特性情報をコンピュータに受け渡しするタイミングを知らせるためのトリガー信号を生成するトリガー手段とで構成されている請求項４記載の自動判別装置。
【請求項６】
クランプされていてもよいビデオ信号がラインセンサの一走査に対応する一次元情報を含み、各一次元情報が、離散し、かつ時系列的な変動情報であり、前記ラインセンサにより走査された繊維集合体の二次元領域の画像情報を形成しない請求項１記載の自動判別装置。
【請求項７】
ラインセンサからのビデオ信号が輝度信号である請求項１記載の自動判別装置。
【請求項８】
クランプされていてもよいビデオ信号の低周波信号を抽出する抽出手段と、前記低周波信号と、厚みの下限及び上限に関する基準値とを比較して、厚みの適否を判別するための判別手段とを備えている請求項１記載の自動判別装置。
【請求項９】
少なくともノイズ除去手段によって厚みに関するビデオ信号を抽出する抽出手段と、前記厚みに関するビデオ信号と、厚みの下限及び上限に関する基準値とを比較して、厚みの適否を判別するための判別手段とを備えている請求項１記載の自動判別装置。
【請求項１０】
前記ノイズ除去手段が、高周波ノイズ除去手段である請求項９記載の自動判別装置。
【請求項１１】
繊維集合体が、束ねられ、かつ互いに隣接して配された複数のヤーン、又はヤーンが互いに隣接して配され、かつ複数の層に重ね合わされたトウバンドで構成されている請求項１記載の自動判別装置。
【請求項１２】
ラインセンサの非視野域に配設され、かつ繊維集合体を照明するための照明手段と、この照明手段に対して繊維集合体の背景を形成するための背景板とを備えている請求項１記載の自動判別装置。
【請求項１３】
背景板が、繊維集合体に対して高コントラスト色を有しており、抽出手段が、高コントラスト色の領域に対応するビデオ信号を利用して、前記繊維集合体の幅及び繊維集合体の厚みのうち少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を抽出する請求項１２記載の自動判別装置。
【請求項１４】
背景板が繊維集合体と同系統色又は低コントラスト色を有しており、抽出手段が、同系統色の領域に対応するビデオ信号を利用して、前記繊維集合体の汚れ及び繊維集合体の厚みのうち少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を抽出する請求項１２記載の自動判別装置。
【請求項１５】
繊維集合体がフィルタトウであり、抽出手段により前記繊維集合体の幅及び厚みに関する欠陥情報、又は前記繊維集合体の厚み及び汚れに関する欠陥情報を抽出する請求項１記載の自動判別装置。
【請求項１６】
前記ビデオ信号から厚みの欠陥信号を抽出するための抽出手段と、抽出された欠陥信号と繊維集合体の厚みに関する基準値とを比較して厚みの適否を判別するための厚み判別手段と、前記ビデオ信号から幅信号を抽出するための抽出手段と、抽出された幅信号と繊維集合体の幅に関する基準値とを比較して幅の適否を判別するための幅判別手段と、
前記ビデオ信号から汚れ信号を抽出するための抽出手段と、抽出された汚れ信号と繊維集合体の汚れに関する基準値とを比較して汚れの適否を判別するための汚れ判別手段と
を備えている請求項１記載の自動判別装置。
【請求項１７】
ラインセンサ又は同期信号発生回路からの同期信号に基づいて同期クランプ信号を生成するための同期クランプ信号生成手段と、この同期クランプ信号生成手段からの同期クランプ信号に応答してビデオ信号をクランプするためのクランプ手段と、
得られたクランプドビデオ信号から厚みに関する欠陥信号を抽出するための抽出手段と、抽出された欠陥信号と繊維集合体の厚みに関する基準値とを比較して厚みの適否を判別するための厚み判別手段と、
得られたクランプドビデオ信号から幅に関する信号を抽出するための抽出手段と、抽出された幅信号と繊維集合体の幅に関する基準値とを比較して幅の適否を判別するための幅判別手段と、
得られたクランプドビデオ信号から汚れに関する信号を抽出するための抽出手段と、抽出された汚れ信号と繊維集合体の汚れに関する基準値とを比較して汚れの適否を判別するための汚れ判別手段と
を備えている請求項１記載の自動判別装置。
【請求項１８】
前記クランプされていてもよいビデオ信号から少なくとも高周波ノイズを除去し、厚みに関するビデオ信号を検出又は抽出し、検出又は抽出された厚みに関するビデオ信号と繊維集合体の厚みに関する基準値とを比較して厚みの適否を判別するための厚み判別手段と、
前記クランプされていてもよいビデオ信号からノイズを除去し、繊維集合体の幅に対応する矩形信号を生成するための抽出手段と、クロック手段に基づいてクランプされていてもよいビデオ信号の矩形部をカウントするためのカウンタ手段と、このカウンタ手段によるカウントデータと繊維集合体の幅に関する基準値とを比較して幅の適否を判別するための幅判別手段と、
前記クランプされていてもよいビデオ信号を微分処理するための微分手段と、この微分手段からの微分処理されたビデオ信号と繊維集合体の汚れに関する基準値とを比較して汚れを判別するための比較手段と、この比較手段からの汚れに関する欠陥情報とラインセンサによる撮像幅に関する情報とに基づいて、汚れの数をカウントするためのカウンタ手段と、このカウンタ手段により計数されたカウントデータと繊維集合体の汚れに関する基準値とを比較して汚れの適否を判別するための汚れ判別手段と
を備えている請求項１６記載の自動判別装置。
【請求項１９】
比較手段が、微分処理されたビデオ信号と繊維集合体の大きな汚れに関する第一の基準値とを比較して大きな汚れを判別するための第一の比較手段と、微分処理されたビデオ信号と繊維集合体の小さな汚れに関する第二の基準値とを比較して小さな汚れを判別するための第二の比較手段とで構成され、カウンタ手段が、前記第一の比較手段からの汚れに関する欠陥情報とラインセンサによる撮像幅に関する情報とに基づいて、大きな汚れの数をカウントするための第一のカウンタ手段と、前記第二の比較手段からの汚れに関する欠陥情報と前記ラインセンサによる撮像幅に関する情報とに基づいて、小さな汚れの数をカウントするための第二のカウンタ手段とで構成され、汚れ判別手段が、前記第一のカウンタ手段により計数されたカウントデータと繊維集合体の大きな汚れに関する基準値とを比較して汚れの適否を判別する請求項１８記載の自動判別装置。
【請求項２０】
抽出手段により、連続的に走行し、かつ複数のヤーンで構成された非捲縮又は捲縮された帯状フィルタトウの幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を抽出する請求項１記載の自動判別装置。
【請求項２１】
連続的に走行する繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を含む特性情報を経時的又は時系列的変動情報としてコンピュータに送出可能な自動判別方法であって、連続的に走行する繊維集合体をラインセンサで撮像し、このラインセンサからのビデオ信号に基づいて、前記繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を特性情報から抽出し、この抽出信号と前記情報に関する基準信号とに基づいて、前記欠陥情報の適否を判別する自動判別方法。
【請求項２２】
ラインセンサからのビデオ信号を、同期信号に基づいて生成した同期クランプ信号に基づいて、クランプし、クランプドビデオ信号に基づいて、前記繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を抽出する請求項２１記載の自動判別方法。
【請求項２３】
クランプされていてもよいビデオ信号がラインセンサの一走査に対応する一次元情報を含み、各一次元情報が、離散し、かつ時系列的な変動情報であり、当該ラインセンサにより走査された繊維集合体の二次元領域の画像情報を形成しない請求項２１記載の自動判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に走行する繊維集合体（例えば、フィルタトウなどの繊維束又は繊維集合体など）の欠陥情報を含む特性情報を検出し、欠陥情報又は経時的変動情報に基づいて繊維集合体を経時的に品質管理するのに有用な自動判別装置及び自動判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検査物の品質管理、良否の判定などに撮像手段からのビデオ信号（映像信号）が利用されている。例えば、特許第３０１３９０３号明細書（特許文献１）には、エッジ部が面取りされシーミング面を有するガラスを水平に載置した状態で前記エッジ部の欠点を検出する装置において、前記エッジ部に板ガラスとは反対側の上下斜め方向の２方向から光を照射する光源と、ガラスエッジに照射される光路の延長領域の範囲外であって、板ガラス面とシーミング面の光源側のコーナー部を光の照射方向とは反対側から板ガラス透明部分を介してエッジ部を撮像する少なくとも２台のカメラとを設け、このカメラが撮像した画像信号の明信号の大きさによりやけ欠点を識別する板ガラスの欠点検出装置が開示されている。しかし、この装置では、複数の光源及び複数の撮像手段を必要とする。【０００３】
特許第３０２５８３３号明細書（特許文献２）には、良品の撮像手段により得られるビデオ信号パターンの最大値をオフセット値だけ大きい側へオフセットした信号パターン、及びビデオ信号パターンの最小値をオフセット値だけ小さい側へオフセットした信号パターンの少なくとも一方を生成する信号パターン生成部と、前記オフセット信号パターンから閾値パターンを生成する閾値パターン生成手段と、検査対象物を撮像して得たビデオ信号と閾値パターンとを比較して検査対象物の良否を判定するための比較手段とを備えている検査装置が開示されている。特開平８−１２２２６９号公報（特許文献３）には、被検査物を撮像してビデオ信号を出力する撮像手段と、この撮像手段による撮像視野内で検査領域を設定するための検査領域設定手段と、前記検査領域内のビデオ信号に基づいて異常部位を検出する異常部位検出手段と、異常部位が検出されたか否かに応じて良否判定信号を出力する良否判定信号出力手段とを１つの筺体内に収容した撮像式検査装置が開示されている。この文献には、良否判定の結果を光又は音により外部へ報知する報知手段を備えていることも記載されている。【０００４】
しかし、これらの装置を連続的に走行する繊維集合体に適用すると、被検査物が連続的に移動するだけでなく、走行に伴って繊維集合体の幅や厚みが変動するため、汚れや厚薄部の生成などの欠陥を精度よく検出することが困難である。特に、複数のヤーンで構成され、かつ高速で走行するフィルタトウなどの繊維束に適用すると、走行に伴ってヤーンの隣接の程度や重なりの程度が変動するだけでなく、これらの変動が刻々と変化するため、繊維集合体の欠陥（又は不均一部）を精度よく検出することが困難である。【０００５】
特開平６−５０９０６号公報（特許文献４）には、測定対象に光を照射する手段と、その透過光強度を撮像する一次元撮像手段と、入力されたデータを記憶する画像メモリと、記録されたデータから地合値を演算する手段と、画像メモリに蓄積されたデータから地合模様の２次元画像を形成する手段を備えたオンライン地合計が開示されている。この文献には、ＣＣＤ撮像センサーで走行しているウェブを撮影し、撮影した画像を連続的に取り込み、１つの画面（画像）を解析して地合を数値化することも記載されている。しかし、この地合計は、フレームメモリに取り込んだ画像を形成し、画像全体の地合指数を算出するものであり、繊維集合体の欠陥情報の適否を経時的に効率よく迅速に判別することができない。【０００６】
特開平８−１５８２２１号公報（特許文献５）には、トウバンドを経時的（又は時系列的）に撮影し、撮影された各画像の任意の走査線を所定の時間間隔で取り込んで、トウバンドの幅方向の照度の情報を示す映像信号を取り出し、この明るさの情報に基づいて、トウバンドの厚み均一性及び開繊状態を定量化する画像処理方法が記載されている。しかし、この画像処理方法では、走査線を取り込み、演算処理して、所定のパラメーターとして定量化する必要があるため、繊維集合体の欠陥情報の適否を時系列的に高い精度で効率よく判別することができない。すなわち、この画像処理方法では、走査線をデジタルオシロスコープでデジタル化した後、デジタルオシロスコープ内のメモリに一時保管する必要があるため、メモリを備えた装置を必要とする。また、この画像処理方法では、デジタル化されたデータについて１つの閾値でのみ明部と暗部とを区別し、その暗部を無条件に計測対象としてコンピュータ内で解析しかつ保存しているため、計測対象を選別するなどの高度な処理ができず、しかもコンピュータが必要である。
【特許文献１】特許第３０１３９０３号明細書
【特許文献２】特許第３０２５８３３号明細書
【特許文献３】特開平８−１２２２６９号公報
【特許文献４】特開平６−５０９０６号公報
【特許文献５】特開平８−１５８２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、連続的に走行する繊維集合体であっても、繊維集合体の欠陥部や不均一部を精度よく抽出して繊維集合体の適否を経時的に判別でき、欠陥部や不均一部に関する欠陥情報を含む特性情報を、経時的又は時系列的変動情報としてコンピュータに送出又は転送するのに有用な自動判別装置及び自動判別方法を提供することにある。【０００８】
本発明の他の目的は、前記繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも２つの特性に関する欠陥情報（又は少なくとも欠陥情報を含む特性情報）を抽出又は検出して繊維集合体の適否を経時的に判別できる自動判別装置及び自動判別方法を提供することにある。【０００９】
本発明のさらに他の目的は、高速で走行するフィルタトウなどの帯状繊維集合体であっても、幅や厚みの変動、及び汚れを効率よく経時的に抽出又は検出できる装置及びその方法を提供することにある。【００１０】
本発明の別の目的は、連続的に走行する繊維集合体であっても、繊維集合体の特性情報を精度よく抽出又は検出し、特性情報（検出信号）から抽出された欠陥情報（抽出信号及び／又はデータ）をコンピュータ（例えば、プロセス制御用コンピュータ）に転送して経時的変動情報（時系列的変動情報）として利用し、生産現場でのプロセスコントロール及び品質管理に有用な自動判別装置及び自動判別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、連続的に走行する繊維集合体をラインセンサ（ラインセンサカメラ）で撮像し、このラインセンサからのビデオ信号（映像信号、ビデオ映像信号、輝度信号）、又はラインセンサからのビデオ信号をクランプしたビデオ信号に基づいて、抽出手段により繊維集合体の幅、厚み、及び／又は汚れに関する欠陥情報（又は欠陥信号）を特性情報から抽出し、欠陥情報（又は欠陥信号）を欠陥情報（又は欠陥信号）に関する基準値と対比すると、繊維集合体の良否を精度よく、しかも経時的に判別できること、前記特性情報の経時的又は時系列的変動を利用すると、プロセス制御や品質管理に有用であることを見いだし、本発明を完成した。【００１２】
すなわち、本発明の自動判別装置は、連続的に走行する繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を含む特性情報を経時的又は時系列的変動情報としてコンピュータに送出可能である。この自動判別装置は、連続的に走行する繊維集合体を撮像するためのラインセンサと、このラインセンサからのビデオ信号に基づいて、前記繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性（欠陥又は異常部位という場合がある）に関する欠陥情報を特性情報から抽出するための抽出手段と、この抽出手段からの抽出信号と前記情報（抽出又は検出された特性情報又は欠陥情報）に関する基準信号とに基づいて、前記欠陥情報の適否を判別するための判別手段とを備えている。【００１３】
この装置では、ビデオ信号のうち輝度信号を利用して特性情報を検出したり欠陥情報を抽出してもよい。この装置では、ラインセンサからのビデオ信号を、クランプして利用してもよい。すなわち、ラインセンサからのビデオ信号を、同期クランプ信号に応答してクランプするためのクランプ手段を備えていてもよく、このクランプ手段からのクランプドビデオ信号（クランプされたビデオ信号）に基づいて、前記繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を抽出してもよい。通常、ラインセンサから送られてくるビデオ信号は直流結合されているので、クランプは必ずしも必要ではない。しかし、直流結合されていても、基準レベルが変動するので、前記ビデオ信号をクランプ手段でクランプすることにより、基準レベルを一定にしてもよい。基準レベルを一定にすることにより、繊維集合体の幅、厚み、及び汚れに関する欠陥情報の抽出、及び繊維集合体の良否の判別を精度よく行うことができる。なお、ビデオ信号は、例えば、クランプ手段により、同期クランプ信号に基づいて、クランプできる。同期クランプ信号は、例えば、同期クランプ信号生成手段により、同期信号に基づいて、生成できる。【００１４】
前記装置は、ラインセンサによる繊維集合体の撮像のコントラスト及び前記欠陥部位の抽出又は検出精度を高めるため、ラインセンサの非視野域（非視野範囲）に配設され、かつ繊維集合体を照明するための照明手段と、この照明手段に対して繊維集合体の背景を形成するための背景板とを備えていてもよい。この背景板は、繊維集合体に対して高コントラスト色を有していてもよく、繊維集合体と同系統色又は低コントラスト色（又は実質的に非コントラスト色）を有していてもよい。背景板が繊維集合体に対して高コントラスト色を有している場合、高コントラスト色の領域に対応するビデオ信号を利用して、抽出手段により、前記繊維集合体の幅及び繊維集合体の厚みのうち少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を抽出できる。また、背景板が繊維集合体と同系統色又は低コントラスト色を有している場合、抽出手段により、同系統色の領域に対応するビデオ信号を利用して、前記繊維集合体の汚れ及び繊維集合体の厚みのうち少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を抽出できる。なお、繊維集合体の厚みの変動（又は欠陥情報）は、背景板が一様な色を有している限り、低コントラスト色でも高コントラスト色であっても検出又は抽出できる。【００１５】
なお、前記繊維集合体は、複数のヤーン（又はストランド）、例えば、束ねられ、かつ互いに隣接して配された複数のヤーンで構成された繊維集合体［例えば、帯状繊維集合体（帯状トウバンド）］であってもよく、ヤーンが互いに隣接して配され、かつ複数の層に重ね合わされたトウバンドで構成された繊維集合体［例えば、帯状繊維集合体（例えば、フィルタトウ（タバコフィルタトウなど）などの帯状繊維集合体）］であってもよい。さらに、繊維集合体は、通常、光線が透過可能な繊維集合体であってもよく、開繊可能であってもよい。なお、照明手段は、ラインセンサの非視野域（非視野範囲）であれば、前記繊維集合体の前方及び／又は後方から繊維集合体を照明してもよく、照明手段は、光線を繊維集合体に透過させて照明してもよい。本発明は、抽出手段により、連続的に走行し、かつ複数のヤーンで構成された非捲縮又は捲縮された帯状フィルタトウの幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を抽出するのに有用である。【００１６】
自動判別装置は、クランプされていてもよいビデオ信号の低周波信号を抽出するための抽出手段、又は少なくともノイズ除去手段（例えば、高周波ノイズ除去手段）によって厚みに関するビデオ信号（厚みビデオ信号）を抽出するための抽出手段を備えていてもよく、前記低周波信号又は厚みビデオ信号と、厚みの上限及び下限に関する基準値とを比較して厚みの適否を判別する判別手段を備えていてもよい。【００１７】
さらには、自動判別装置は、ビデオ信号から、繊維集合体の厚み、幅及び／又は汚れに関する欠陥信号を抽出するための抽出手段と、抽出された欠陥信号と上記特性に関する基準信号（又は基準値）とを比較して繊維集合体の適否を判別するための判別手段とを備えていてもよい。自動判別装置は、さらに、同期信号に基づいて同期クランプ信号を生成するための同期クランプ信号生成手段と、この同期クランプ信号生成手段からの信号に応答してビデオ信号をクランプするためのクランプ手段とを備え、生成したクランプドビデオ信号から、前記抽出手段において、繊維集合体の厚み、幅及び／又は汚れに関する欠陥信号を抽出してもよい。【００１８】
より詳細には、繊維集合体のクランプされていてもよいビデオ信号から厚みビデオ信号［厚みの特性情報（変動情報）］を抽出するための抽出手段と、厚みビデオ信号と繊維集合体の厚みに関する基準値とを比較して厚みの適否を判別するための厚み判別手段と、繊維集合体のクランプされていてもよいビデオ信号から幅信号を抽出するための抽出手段と、抽出された幅信号と繊維集合体の幅に関する基準値とを比較して幅の適否を判別するための幅判別手段と、繊維集合体のクランプされていてもよいビデオ信号から汚れ信号を抽出するための抽出手段（例えば、クランプされていてもよいビデオ信号を微分処理するための微分手段）と、抽出された汚れ信号（例えば、前記微分処理されたクランプされていてもよいビデオ信号）と繊維集合体の汚れに関する基準値とを比較して汚れの適否を判別するための汚れ判別手段とを備えていてもよい。【００１９】
さらに、本発明の装置は、繊維集合体のクランプされていてもよいビデオ信号からノイズを除去し、厚みビデオ信号を抽出し、抽出された厚みビデオ信号（又はビデオ信号の変動値）と繊維集合体の厚みに関する基準値（例えば、ウインドウコンパレータによる上限基準値及び下限基準値）とを比較して厚みの適否を判別するための厚み判別手段と、繊維集合体のクランプされていてもよいビデオ信号からノイズを除去し、繊維集合体の幅に対応する矩形信号を生成するための抽出手段と、クロック手段に基づいて、クランプされていてもよいビデオ信号の矩形部をカウントするためのカウンタ手段と、このカウンタ手段によるカウント値と繊維集合体の幅に関する基準値とを比較して幅の適否を判別するための幅判別手段と、繊維集合体のクランプされていてもよいビデオ信号を微分処理するための微分手段と、この微分手段で得られた微分処理されたビデオ信号と繊維集合体の汚れに関する基準値とを比較して汚れを判別するための比較手段と、この比較手段からの汚れに関する欠陥情報とラインセンサによる撮像幅に関する情報とに基づいて、汚れの数をカウントするためのカウンタ手段と、このカウンタ手段により計数されたカウントデータと繊維集合体の汚れに関する基準値とを比較して汚れの適否を判別するための汚れ判別手段とを備えていてもよい。この装置において、比較手段は、微分処理されたビデオ信号と繊維集合体の大きな汚れに関する第一の基準値とを比較して大きな汚れを判別するための第一の比較手段と、微分処理されたビデオ信号と繊維集合体の小さな汚れに関する第二の基準値とを比較して小さな汚れを判別するための第二の比較手段とで構成してもよい。また、前記カウンタ手段は、前記第一の比較手段からの汚れに関する欠陥情報とラインセンサによる撮像幅に関する情報とに基づいて、大きな汚れの数をカウントするための第一のカウンタ手段と、前記第二の比較手段からの汚れに関する欠陥情報と前記ラインセンサによる撮像幅に関する情報とに基づいて、小さな汚れの数をカウントするための第二のカウンタ手段とで構成してもよい。さらに、汚れ判別手段は、前記第一のカウンタ手段により計数されたカウントデータと繊維集合体の大きな汚れに関する基準値とを比較して汚れの適否を判別してもよい。【００２０】
さらに、本発明の判別装置は、前記特性情報［例えば、幅カウントデータ（幅に関するカウントデータ）、厚みビデオ信号（クランプされていてもよいビデオ信号から抽出された厚みに関するビデオ信号）及び汚れカウントデータ（汚れに関するカウントデータ）のうち少なくとも１つの特性情報］をプロセス制御用コンピュータ（又は外部コンピュータ）に与えるための送出手段を備えていてもよい。本発明の判別装置は、アナログ信号であるビデオ信号をディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換手段（Ａ／Ｄコンバータ）を備えている必要はなく、クランプドビデオ信号（又はビデオ映像信号）をディジタル化して格納するための記憶手段（メモリ）［一次元メモリ（ラインメモリなど）、二次元メモリ（フレームメモリなど）など］や演算手段を含む中央処理装置（ＣＰＵ）などのコンピュータとして機能するための手段を備えていなくてもよく、外部コンピュータによる処理のための前処理装置として機能してもよい。そのため、コンピュータとして機能させるためのプログラムも必要としない。すなわち、本発明の自動判別装置は、メモリ（フレームメモリなど）を使用することなく、各走査により得られた一次元情報を含むビデオ信号を、逐次、検出又は抽出及び判別処理して、検出した特性情報、抽出又は判別した欠陥情報を後続するプロセス制御用コンピュータなどの外部コンピュータへ送ってもよい。【００２１】
なお、幅に関する特性情報及び汚れに関する特性情報の処理については、記憶手段（メモリ）、演算手段及び中央処理装置は必要ではなく、厚みに関する特性情報については、精度よく解析するためには記憶手段（メモリ）、演算手段及び中央処理装置を備えたコンピュータを用いるのが有用であるものの、コンピュータは必ずしも必要ではない。【００２２】
なお、前記汚れカウントデータとしては、前記の汚れに関するデータ（大きな汚れカウントデータ及び／又は小さな汚れカウントデータ）が利用できる。この送出手段は、前記特性情報［幅カウントデータ、厚みビデオ信号及び汚れカウントデータのうち少なくとも１つの特性情報］をコンピュータに送出又は転送するためのインターフェース手段と、このインターフェース手段を介して、前記特性情報をプロセス制御用コンピュータ（又は外部コンピュータ）に受け渡しするタイミングを知らせるためのトリガー信号を生成するトリガー手段とで構成できる。このような送出又は転送手段を備えていると、前記繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を含む特性情報を経時的変動情報（時系列的変動情報）として利用し、プロセス制御ユニットによるプロセス制御や品質管理に利用できる。【００２３】
本発明は、連続的に走行する繊維集合体をラインセンサで撮像し、このラインセンサからのビデオ信号に基づいて、前記繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を特性情報から抽出し、この抽出信号と前記情報（抽出又は検出された特性情報又は欠陥情報）に関する基準信号とに基づいて、前記欠陥情報の適否を判別する自動判別方法も含む。前記方法では、ラインセンサからのビデオ信号をクランプし、クランプドビデオ信号に基づいて、前記繊維集合体の欠陥情報を抽出してもよい。【００２４】
前記ラインセンサからのビデオ信号は、所定の時間的間隔をおいて（周期的に）走査して得られたビデオ信号であってもよく、クランプされていてもよいビデオ信号は、ラインセンサの一走査に対応する一次元情報を含み、各一次元情報は、互いに離散していてもよい。そのため、ラインセンサからの各一次元情報は、時系列的な変動情報を形成する。本発明の自動判別装置は、走査した一次元情報を格納するためのメモリを備えていないため、当該走査された繊維集合体の二次元領域の画像情報を形成しない。ラインセンサの各走査は、エリアセンサからの多数の走査線のうちの単位走査線［１又は複数（２〜１０本）程度］に対応する。そのため、各一次元情報を集合させても、走査方向（走査線内）の分解能は高く、繊維集合体の走行方向（走査方向に対して垂直方向）の分解能は低いか又は分解能がないため、走査された繊維集合体の二次元領域の画像情報を形成しない。【００２５】
なお、本明細書において「特性情報」又は「欠陥情報」を単に「情報」という場合がある。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、繊維集合体の特性情報（欠陥情報）を効率よく抽出できるため、連続的に走行する繊維集合体であっても、繊維集合体の欠陥部や不均一部を精度よく抽出して繊維集合体の良否を精度よく経時的に判別できる。また、前記繊維集合体の単一の特性に限らず、幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも２つの特性に関する欠陥情報を検出できる。さらには、高速で走行するフィルタトウなどの帯状繊維集合体であっても、幅や厚みの変動、及び汚れを効率よく検出できる。また、装置単独で欠陥部を判別できるだけではなく、コンピュータ（例えば、プロセス制御用コンピュータ）に特性情報を与え、コンピュータで経時的変動情報として解析することにより、生産現場でのプロセスコントロールや品質管理に利用することができる。【００２７】
さらに、ビデオ信号を装置内でアナログ信号のまま処理できるので、Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル化する必要がなく、ビデオ信号を一時保管するためのメモリを必要としない。また、アナログ信号について、装置内の電子回路によって２つの閾値を設け、一方の閾値を越えても、他方の閾値を越えなければ計測対象としないというような判別を高速にかつリアルタイムで行うことができ、計測対象を選別するなどの高度な処理が可能であり、さらに、判別結果を外部へ報知することができ、しかも、コンピュータを使用しなくとも高度な判別を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は本発明の装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は図１の装置の概略配置図である。
【図３】図３は図１の装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図４は本発明の装置の電気的構成の他の例を示すブロック図である。
【図５】図５は図４の装置の概略配置図である。
【図６】図６は図４の装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は本発明の装置の電気的構成のさらに他の例を示すブロック図である。
【図８】図８は図７の装置の概略配置図である。
【図９】図９は図７の装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は本発明の装置の電気的構成の別の例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は図１０の装置の概略配置図である。
【図１２】図１２は図１０の装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１３は本発明の装置の電気的構成のさらに別の例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は図１３の装置が起動された場合の操作手順を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１５は連続的に走行するタバコフィルタトウの特性情報の経時的な変動を示すグラフである。
【図１６】図１６は本発明の自動判別装置を利用したプロセスコントロールの一例を示すブロック図である。
【発明の詳細な説明】
【００２９】
図１は本発明の装置の電気的構成の一例を示すブロック図であり、図２は図１の装置の概略配置図であり、図３は図１の装置の動作を説明するためのフローチャートである。この例では、連続的に走行するフィルタトウ（帯状トウ）の厚薄（又は偏肉）を検出している。なお、フィルタトウ（又はトウバンド）は、複数のヤーンで構成されている。すなわち、フィルタトウは、束ねられ、かつ互いに隣接して配されているとともに層状に重ね合わされた複数のヤーンで構成されている。そのため、走行に伴って隣接するヤーンの近接度や重なりの程度が変動し、厚みの不均一性により不良品が生成しやすい。
【００３０】
図２に示されるように、下方から上方へ連続的に走行するフィルタトウ１のフロント側には、所定の画角のラインセンサ（撮像手段）２が配設され、フィルタトウ１の背面には、白色のトウに対するコントラストを高めるため、黒色の背景板３ａが配設されている。また、ラインセンサ２の非視野範囲には、斜め方向からフィルタトウ１を照明するための照明装置４がフィルタトウ１の背面側に配設されている。すなわち、照明装置４は、背景板３ａからフィルタトウ１の裏面側に向けて配設されており、フィルタトウ１の裏面側を光線で照明している（すなわち、透過照明している）。そのため、フィルタトウ１の厚みが薄い領域１ａでは光透過率が高く、厚い領域では光透過率が小さいことを利用して、フィルタトウ１の厚薄を高いコントラストで撮像でき、厚みの均一性又は不均一性を高い精度で抽出又は検出できる。
【００３１】
ラインセンサによる走査は、連続的に走行する繊維集合体の特定の視野（エリア又は領域）内の一ラインに対応させることができ、繊維集合体の走行スピードに対応させて、前記視野ごとに、１又は複数の走査を行うことができる。このような走査によるビデオ信号を利用すると、各走査ごとに、繊維集合体の欠陥情報を効率よく抽出して、欠陥情報を高精度に判別することができ、欠陥情報を時系列的データとして利用できる。
【００３２】
前記ラインセンサからのビデオ信号は、繊維集合体を幅方向（繊維集合体の平面内で走行方向に対して垂直方向）に横切る１ライン（走査線）の映像に対応し、非映像部（映像信号が含まれていない部分）の信号、及び映像部（映像信号が含まれている部分）の信号を含んでいる。
【００３３】
ラインセンサが自励式の場合、ラインセンサから、ビデオ信号とは別に、同期信号も発信される。ラインセンサが他励式の場合、同期信号発生回路から送られてくるクロックパルスと、１ライン走査のスタート（起動）をかける同期信号とに応答して、撮像され、ビデオ信号が生成する。
【００３４】
ラインセンサ又は同期信号発生回路からの同期信号は、同期クランプ信号生成回路５ａに与えられ、この同期クランプ信号生成回路から生成された同期クランプ信号はクランプ回路５ｂに与えられる。このクランプ回路は、同期クランプ信号に応答してビデオ信号をクランプし、基準レベルを一定にしている。より具体的には、直流結合されたビデオ信号は、ラインセンサの回路ドリフトによりビデオ信号の非映像部の直流レベルが零でなくなるため、ビデオ信号に重畳している映像信号の直流レベルも一定ではない。そのため、同期クランプ信号生成回路５ａにより、同期信号に基づいて同期クランプ信号を発生させ、同期クランプ信号に基づいてビデオ信号をクランプし、直流レベルを再生し、基準レベルを一定にしている。なお、ラインセンサが自励式の場合、ラインセンサから送られてくる同期信号を利用してもよい。
【００３５】
前記ビデオ信号のうち映像部の信号（輝度信号）は、フィルタトウに関する種々の情報（欠陥情報などを含む特性情報）を含んでいる。この例では、トウの厚みに関する特性情報は、通常、低周波信号としてクランプドビデオ信号（クランプされたビデオ信号）に含まれるため、抽出手段（検出回路又は抽出回路）は、高周波のノイズ除去回路（ローパスフィルタ回路）６ａで構成されている。すなわち、クランプドビデオ信号は、繊維やヤーンの微細な不均一性に起因して許容可能な厚みの範囲内でノイズ（高周波のノイズ）を含んでいる。そのため、クランプドビデオ信号（アナログ信号）は、ディジタル信号に変換することなく、ノイズを除去するため、ノイズ除去回路（ローパスフィルタ回路）６ａに与えられ、ノイズ除去により得られた厚みに関するビデオ信号（厚みビデオ信号）は、フィルタトウの厚みに関する基準値（厚みの下限値及び上限値に関する各閾値）と比較するため、厚み判別回路７に与えられる。この厚み判別回路７は、ウインドウコンパレータで構成され、厚みビデオ信号の信号レベル（変動値）が、設定されたウィンドウ幅を外れるとき、報知信号を生成する。すなわち、厚み判別回路（ウィンドウコンパレータ）７では、厚みに関する下限基準値（下限閾値）及び上限基準値（上限閾値）と厚みビデオ信号（変動値）とが比較され、厚みビデオ信号の信号レベルが下限閾値以下であるとき、又は上限閾値以上であるとき、不良であることを判別する。厚みビデオ信号の信号レベルが下限閾値以下であるとき、又は上限閾値以上であるとき、厚み判別回路７は報知回路８に報知信号を与え、フィルタトウの厚みに関して異常又は欠陥が生じたことを報知する。これらの動作はビデオ信号をメモリに格納することなく行われる。
【００３６】
なお、クランプドビデオ信号からノイズ除去により得られた厚みビデオ信号は、外部とのインターフェイスを構成する増幅回路９で増幅され、プロセス制御用コンピュータ（プロセス制御ユニット）に与えられる。すなわち、前記同期クランプ信号生成回路５ａからの各種信号に応答して、タイミング回路１０は各種のタイミング信号を生成し、厚みトリガー回路４４にタイミング信号を与える。厚みトリガー回路４４はコンピュータにトリガー信号を与えるために、外部とのインターフェースを構成するバッファ回路４７を介して、前記コンピュータへの前記特性情報（増幅された厚みビデオ信号）の送出又は転送（データの取り込み）に利用されている。なお、コンピュータでは、厚みビデオ信号（特性情報信号）をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換してディジタル信号として取り込む。そのため、フィルタトウの厚みに関する経時的な変動情報（時系列的変動情報）をコンピュータで管理でき、フィルタトウの製造プロセスでのプロセス制御及び品質管理に利用できる。例えば、欠陥情報の強さ又は大きさ、統計的データ処理（時系列的な変動傾向、欠陥情報（強さや大きさも含む）の生成頻度など）に基づいて、フィルタトウの製造プロセスのコントロールに利用できる。
【００３７】
前記装置では、図３に示されるように、厚みの測定をスタートすると、ステップＳ１では同期信号に基づいて同期クランプ信号が生成され、ステップＳ２では同期クランプ信号に基づいてビデオ信号がクランプされ、ステップＳ３ではクランプドビデオ信号から高周波ノイズを除去して厚みビデオ信号を抽出又は検出し、厚みに関する欠陥情報として抽出している。ノイズが除去されたクランプドビデオ信号（厚みビデオ信号）は、ステップＳ４で、厚みに関するビデオ信号の振幅幅（幅情報）が、設定されたウインドウ幅（基準値）の範囲内であるか否かが判別され、ウインドウ幅の範囲内であると、前記ステップＳ１に戻り、上記と同様の動作を継続する。一方、ビデオ信号の振幅幅が設定ウインドウ幅を外れると、ステップＳ５で報知信号により厚みの異常又は不良が発生したことを報知し、ステップＳ６で警報（報知）を停止するか否かが判断され、警報（報知）を停止しないと警報（報知）が継続され、警報（報知）の停止により報知が終了する。
【００３８】
前記ノイズが除去されたクランプドビデオ信号（厚みビデオ信号）は、ステップＳ７で増幅される。ステップＳ８では、増幅された厚みビデオ信号がコンピュータへ送出され、ステップＳ９では、厚みトリガー信号がコンピュータに与えられる。厚みビデオ信号はコンピュータへの取り込みにおいてステップＳ１０でアナログ信号からディジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）され、ステップＳ１１ではディジタル化した厚みビデオ信号はコンピュータにより経時的変動情報として利用される。
【００３９】
図４は本発明の装置の電気的構成の他の例を示すブロック図であり、図５は図４の装置の概略配置図であり、図６は図４の装置の動作を説明するためのフローチャートである。この例では、連続的に走行するフィルタトウ（帯状トウ）の幅を検出している。
【００４０】
図５に示されるように、この例では、照明装置４をラインセンサ２側（すなわち、フィルタトウ１のフロント側）に配設している点を除き、フィルタトウ１に対して背景板３ａとラインセンサ２は、図２と同様に配置されている。
【００４１】
ラインセンサ２からのビデオ信号は、前記と同様に、同期クランプ信号生成回路（以下、単に同期クランプ生成回路という場合がある）５ａで同期信号に基づいて生成された同期クランプ信号に応答して、クランプ回路５ｂでクランプされ、基準レベルを一定にしている。また同期信号はタイミング回路１０に与えられ、このタイミング回路は、各種タイミング信号を生成する。
【００４２】
トウの幅に関する特性情報は、低周波信号としてクランプドビデオ信号に含まれる。そのため、クランプドビデオ信号からノイズを除去し、トウの幅に関する情報を抽出するため、トウの幅に関する特性情報を含むビデオ信号（クランプドビデオ信号、輝度信号）は、Ａ／Ｄ変換手段によりディジタル信号に変換することなく、またメモリに格納することなく、高周波ノイズを除去するためのノイズ除去回路（又はローパスフィルタ回路）６ａと、スライス回路１７とで構成された抽出回路に与えられる。前記ノイズ除去回路６ａは、クランプドビデオ信号に含まれるノイズ（すなわち、映像信号外のノイズ信号、映像信号の立ち上がり部及び立ち下がり部のノイズ信号、及び映像信号内のノイズ信号）を除去し、ノイズが除去されたビデオ信号（トウの幅に関するビデオ信号）を生成する。さらに、トウの幅に関する信号をより高い精度で抽出するため、前記ビデオ信号は所定の閾値が設定されたスライス回路（又は比較回路）１７に与えられ、このスライス回路１７は、トウの幅に対応し、かつ所定のレベルでスライスされた矩形信号を生成する。
【００４３】
ノイズが除去され、かつスライスされた矩形信号はＡＮＤ回路１８に与えられ、このＡＮＤ回路には、クロック生成回路（クロックパルス発生回路）１９からの基準クロック信号（パルス信号）も与えられる。そのため、ＡＮＤ回路１８は、スライスされた矩形波域に対応するクロック信号（パルス信号）を生成する。ＡＮＤ回路１８からの信号はカウンタ回路２０に与えられ、スライスされた矩形波の幅に対応するクロック数（パルス数）がカウントされる。
【００４４】
なお、カウンタ回路２０によるカウントデータを、ラインセンサによる撮像毎にリセットするため、タイミング回路１０は、リセット回路（図示せず）にタイミング信号を与え、このリセット回路は、タイミング回路１０からのタイミング信号に応答して、カウンタ回路２０による積算カウントデータをリセットする。
【００４５】
カウンタ回路２０からのカウント信号（幅カウントデータに関する信号）は、フィルタトウの幅に関する基準値と比較して、フィルタトウの幅の適否を判別するための幅判別回路２１に与えられる。なお、フィルタトウの幅に関する基準値としては、下限基準値（下限閾値）及び上限基準値（上限閾値）が採用でき、カウンタ信号（幅カウントデータ）が下限閾値以下であるとき、又は上限閾値以上であるとき、不良であると判別でき幅の適否が判別される。フィルタトウの幅が不良であると判別されたとき、幅判別回路２１は報知回路２２に報知信号を与え、フィルタトウの幅に関して異常又は欠陥が生じたことを報知する。
【００４６】
なお、カウンタ回路２０からの幅カウントデータに関する信号は、外部とのインターフェースを構成するバッファ回路４８を介して、コンピュータ（プロセス制御用コンピュータなどの外部コンピュータ）に与えられる。このコンピュータには、データを取り込むためのトリガー信号が与えられる。すなわち、タイミング回路１０は、各種タイミング信号を生成する。タイミング回路１０からのタイミング信号は、幅トリガー回路４５に与えられ、この幅トリガー回路は、外部とのインターフェースを構成するバッファ回路４９を介して、コンピュータにトリガー信号を与え、このトリガー信号は、前記インターフェースを介して、前記コンピュータへの前記特性情報（幅カウントデータ）の送出又は転送（データの取り込み）に利用されている。すなわち、フィルタトウの幅に関する経時的な変動情報（時系列的変動情報）をコンピュータで管理でき、フィルタトウの製造プロセスでのプロセス制御及び品質管理に利用できる。例えば、幅に関する変動幅の大きさ、統計的データ処理（時系列的な幅の変動傾向、欠陥情報の生成頻度など）に基づいて、フィルタトウ製造のプロセスコントロールに利用できる。
【００４７】
前記装置では、図６に示されるように、幅測定をスタートすると、ステップＳ２１では同期信号に基づいて同期クランプ信号が生成され、ステップＳ２２では同期クランプ信号に基づいてビデオ信号がクランプ処理される。ステップＳ２３ではクランプドビデオ信号から高周波ノイズを除去し、ステップＳ２４でビデオ信号（クランプドビデオ信号）をスライスすることにより、幅に関する特性情報を抽出している。ステップＳ２４で抽出された特性情報（スライス矩形信号又は矩形波の幅）は、ステップＳ２５で基準クロック信号に基づいてカウントされ、ステップＳ２６でカウントデータが基準値の範囲内（上限値と下限値との間）であるか否かが判定される。カウントデータが基準値の範囲を超えると、ステップＳ２７で報知信号により幅の異常又は不良が生じたことを報知し、ステップＳ２８で報知を停止するか否かが判断され、報知を停止しない場合には報知が継続され、報知を停止する場合には、報知が終了する。一方、カウントデータが基準値の範囲内であるとき、ステップＳ２９で前記カウントデータをゼロにリセットし、前記ステップＳ２１に戻る。
【００４８】
さらに、ステップＳ３０では、前記ステップＳ２５でカウントされたカウントデータ［幅に関するカウントデータ（幅カウントデータ）］がコンピュータに送出又は転送され、ステップＳ３１では、幅トリガー信号がコンピュータに与えられる。このトリガー信号に応答して、ステップＳ３２で、コンピュータは、送出又は転送されたカウントデータを取り込み、取り込まれたカウントデータに基づいて、経時的な幅の変動情報（変動情報）を監視又は解析し、カウントデータはプロセス制御に利用される。
【００４９】
図７は本発明の装置の電気的構成のさらに他の例を示すブロック図であり、図８は図７の装置の概略配置図であり、図９は図７の装置の動作を説明するためのフローチャートである。この例では、連続的に走行するフィルタトウ（帯状トウ）の汚れを検出している。
【００５０】
図８に示されるように、この例では、影などにより汚れの抽出効率が低下するのを防止して、白色のフィルタトウ１の汚れを効率よく抽出するため、フィルタトウ１と同系統色（明度が同等又は白色）の背景板３ｂが利用されている点を除き、実質的に図５と同様に、ラインセンサ２、照明装置４が配設されている。
【００５１】
ラインセンサ２からのビデオ信号は、前記と同様に、同期クランプ生成回路５ａで同期信号に基づいて生成された同期クランプ信号に応答してクランプ回路５ｂでクランプされ、基準レベルを一定にしている。また同期信号はタイミング回路１０に与えられ、このタイミング回路は、各種タイミング信号を生成する。
【００５２】
トウの汚れは、通常、高周波信号としてクランプドビデオ信号に含まれる。そのため、クランプされたビデオ信号（輝度信号）は、Ａ／Ｄ変換手段によりディジタル信号に変換することなく、またメモリに格納することなく、低周波ノイズを除去するため、ハイパスフィルタで構成された微分回路２６に与えられる。
【００５３】
トウの汚れに関する欠陥情報を抽出するため、クランプドビデオ信号は、微分回路２６、比較回路２７及びＡＮＤ回路２９で構成された抽出回路に与えられる。すなわち、微分回路２６ではクランプドビデオ信号を微分処理して低周波ノイズを除去するとともに汚れなどの欠陥情報をピーク波形に変換し、微分回路２６から生成した微分信号は、高レベルの汚れに関するスライスレベル（又は閾値、第一の基準値）でスライス又は比較するための高レベル汚れ比較回路（第一の比較回路）２７と、低レベルの汚れに関するスライスレベル（又は閾値、第二の基準値）でスライス又は比較するための低レベル汚れ比較回路（第二の比較回路）２８とに与えられ、汚れ検知のための２値化信号を生成する。なお、高レベルの汚れは、フィルタトウの本来の汚れに相当する微分信号の値に対応させることができ、低レベルの汚れは、フィルタトウの潜在的な汚れに相当する微分信号の値に対応させることができる。
【００５４】
前記微分回路２６からの微分信号及び２値化信号は、走行するフィルタトウの両側方域の陰影などに対応して二値化されたノイズ信号を含む場合がある。そのため、走行するフィルタトウ幅より少し狭いゲート信号を生成し、このゲート信号と前記２値化信号とをＡＮＤ回路に与えることにより、ノイズ信号を除去することができる。上記ノイズ信号を除去するため、前記第１の比較回路２７からの信号と、撮像幅に関する情報としての汚れウインドウゲート回路３６からのトウ幅ウィンドウゲート信号とが第一のＡＮＤ回路２９に与えられるとともに、第二の比較回路２８からの信号と、前記汚れウインドウゲート回路３６からのトウ幅ウィンドウゲート信号とが第二のＡＮＤ回路３０に与えられ、前記微分回路２６からの微分信号及び二値化信号のうち背景板による両側部の陰影に対応するノイズを除去している。なお、前記汚れウインドウゲート回路３６には、フィルタトウの所定のウインドウ幅（観察幅）より少し狭いウインドウ、すなわち、前記ノイズを含まないウインドウ幅に関する幅基準値が設定されており、汚れウインドウゲート回路３６からの前記ウインドウゲート信号は、タイミング回路１０から所定のタイミングでＡＮＤ回路２９，３０に与えられる。
【００５５】
第一及び第二のＡＮＤ回路２９，３０からの二値化信号は、それぞれ汚れカウンタ回路３１，３２に与えられ、二値化信号のうち汚れに対応するパルス又は矩形状ピークの数がカウントされる。なお、第２のカウンタ回路３２からのカウント信号は、フィルタトウの潜在的な汚れの管理に利用される。
【００５６】
第一のカウンタ回路３１からのカウント信号（カウントデータに関する信号）は、繊維集合体の汚れに関する所定の基準値と比較して汚れの適否を判別するための汚れ判別回路３３に与えられ、汚れの程度（カウント数）が所定の基準値以上であるとき、汚れ判別回路３３は報知回路３４に報知信号を与え、フィルタトウの汚れが大きいことを報知する。
【００５７】
なお、第一の汚れカウンタ回路３１及び第二の汚れカウンタ回路３２のカウントデータを、所定のライン数毎にリセットするため、タイミング回路１０は、タイミング信号をリセット回路３５に与え、このリセット回路は、タイミング回路１０からのタイミング信号に応答して、第一及び第二の汚れカウンタ回路３１，３２で積算されたカウントデータをゼロにリセットする。
【００５８】
また、第一のカウンタ回路３１からのカウント信号と第二のカウンタ回路３２からのカウント信号は、それぞれ外部とのインターフェースを構成するバッファ回路５０，５１を介して、コンピュータに与えられ、汚れの程度をディスプレイに表示したり、フィルタトウのプロセス制御に利用される。すなわち、タイミング回路１０は、各種タイミング信号を生成して汚れトリガー回路４６にタイミング信号を与える。この汚れトリガー回路は、タイミング信号に応答して、外部とのインターフェースを構成するバッファ回路５２を介して、コンピュータにトリガー信号を与え、このトリガー信号は、前記インターフェースを介して、前記コンピュータへの前記特性情報［汚れに関するカウントデータ（汚れカウントデータ）又はカウント信号］の送出又は転送（データの取り込み）に利用されている。
【００５９】
前記判別装置は、図９に示されるように、汚れ測定のスタート信号に応答して、ステップＳ４１で同期信号に基づいて同期クランプ信号が生成され、ステップＳ４２では同期クランプ信号に基づいてビデオ信号がクランプ処理される。
【００６０】
クランプドビデオ信号は、ノイズを除去するため、ステップＳ４３で微分処理されるとともに、ステップＳ４４でスライス処理され、二値化される。ステップＳ４５では二値化されたビデオ信号（パルス又は矩形状ピーク）の数がカウントされる。カウント信号（カウントデータに関する信号又はカウントデータ）は、ステップＳ４６で基準値の範囲であるか否かが判別され、カウントデータが基準値の範囲を超えると、ステップＳ４７で報知信号により幅の異常又は不良が生じたことを報知し、ステップＳ４８で報知（警報）を停止するか否かが判断され、報知を停止しない場合には報知が継続され、報知（警報）を停止する場合には、報知が終了する。一方、カウントデータが基準値の範囲内であるとき、ステップＳ４９で、設定したライン数を走査したか否かが判断され、設定したライン走査数を走査していないとき、前記二値化信号をカウントするためのステップＳ４５に戻り、設定したライン走査数を走査すると、ステップＳ５０で前記カウントデータをゼロにリセットする。
【００６１】
さらに、ステップＳ５１では、前記ステップＳ４５でカウントされたカウントデータがコンピュータに送出又は転送され、ステップＳ５２では、汚れトリガー信号がコンピュータに与えられる。ステップＳ５３では、このトリガー信号に応答して、コンピュータは、送出又は転送されたカウントデータを取り込み、取り込まれたカウントデータに基づいて、経時的な汚れの変動情報（変動情報）を監視又は解析し、前記カウントデータをプロセス制御に利用する。
【００６２】
なお、このフローチャートでは、便宜的に、高レベルの汚れに関するスライスと、低レベルの汚れに関するスライスとを１つのステップＳ４４でスライス処理として記載し、高レベルの汚れのカウントと、低レベルの汚れのカウントとを１つのステップＳ４５で二値化信号のカウント処理として記載している。そのため、ステップＳ４６以降の処理は、それぞれ、高レベルの汚れのカウントと、低レベルの汚れのカウントとについて行われる。
【００６３】
なお、前記の例では、ラインセンサからのビデオ信号をクランプして得られたクランプドビデオ信号を利用しているが、通常、ラインセンサからのビデオ信号は直流結合され、クランプが必ずしも必要ではないため、ラインセンサからのビデオ信号をクランプすることなく、クランプされていないビデオ信号を欠陥情報の抽出に利用してもよい。
【００６４】
また、前記の例では、走行するフィルタトウの単一の欠陥情報（厚み、幅又は汚れ）を検出し、良否を判定しているが、本発明では、フィルタトウの厚み、幅及び汚れの少なくとも２つの特性に関する欠陥情報を抽出して良否を判定すること、例えば、厚み及び幅の２つの特性に関する欠陥情報を抽出して良否を判定すること、又は厚み及び汚れの２つの特性に関する欠陥情報を抽出して良否を判定することもできる。また、必要であれば、幅及び汚れの２つの特性に関する欠陥情報を抽出して良否を判定することもできる。
【００６５】
図１０は本発明の装置の電気的構成の別の例を示すブロック図であり、図１１は図１０の装置の概略配置図であり、図１２は図１０の装置が起動された場合の操作手順を説明するためのフローチャートである。この例では、連続的に走行するフィルタトウ（帯状トウ）の厚み及び幅を検出している。
【００６６】
図１１に示されるように、この例では、フィルタトウ１の背部に配設された背景板は、フィルタトウ１に対して高いコントラストの背景板３ａを備えている。なお、ラインセンサ２及び照明装置４ａは前記図５と同様の位置関係で配設されており、照明装置４ｂは前記図２と同様の位置関係で配設されている。
【００６７】
図１２に示されるように、この装置では、測定開始信号に応答して、測定するフィルタトウの特性を選択するモード選択が要求される。すなわち、ステップＳ６１でフィルタトウの複数の特性を測定するか否かの選択が要求され、複数の特性を測定することを選択すると、ステップＳ６２で照明が適切に配設されているか否か（例えば、前面照明及び背面照明されているか否か）の判断が要求され、適切に配設されていない場合には、照明を適切に配設することが要求される。照明が適切に配設されると、ステップＳ６３で測定する複数の特性の選択が要求される。フィルタトウの厚み及び幅の選択が行われると、それぞれ、前記図３に示すステップＳ１、及び図６に示すステップＳ２１に移行し、各特性の測定がスタートする。一方、前記ステップＳ６１で複数の特性の測定を選択しない場合には、ステップＳ６４でフィルタトウの幅測定を選択するか否かの選択が要求され、ステップＳ６４で幅の測定を選択すると、照明が適切に配設されているか否かの判断が要求され、適切に配設されていない場合には、照明を適切に配設することが要求される。照明が適切に配設されると、前記図６に示すステップＳ２１へ移行する。また、ステップＳ６４で幅を選択しない場合には、ステップＳ６６でフィルタトウの厚み測定を選択するか否かの選択が要求され、ステップＳ６６で幅の測定を選択すると、照明が適切に配設されているか否かの判断が要求され、適切に配設されていない場合には、照明を適切に配設することが要求される。背景板と照明とが適切に配設されると、前記図３に示すステップＳ１へ移行する。さらに、前記ステップＳ６６で厚みの測定を選択しない場合には、ステップＳ７０で測定動作が中止される。なお、誤って入力した場合を考慮して、ステップＳ７０で、測定を中止することなく、再度ステップＳ６１に戻ってもよく、既入力データをキャンセルするための適当なステップを設けてもよい。
【００６８】
なお、複数の特性を測定しない場合、フィルタトウの厚み、及び幅の測定順序は特に制限されず、各特性の測定順序は適当に行うことができる。なお、照明の配設との関係から、選択モードとして幅の測定モードを厚み測定モードよりも先行させるのが好ましい。
【００６９】
図１０に示されるように、ラインセンサ２からのビデオ信号は、前記と同様に、同期クランプ生成回路５ａで同期信号に基づいて生成された同期クランプ信号に応答して、クランプ回路５ｂでクランプされ、ビデオ信号の直流レベルを再生し、基準レベルを一定にしているが、ビデオ信号のクランプは必ずしも必要ではない。また、同期信号はタイミング回路１０に与えられ、このタイミング回路は、ビデオ信号と同期させるための各種タイミング信号を生成する。
【００７０】
前記クランプ回路５ｂから生成したクランプドビデオ信号は、抽出回路を構成するノイズ除去回路（ローパスフィルタ回路）６ａに与えられ、ノイズが除去されたクランプドビデオ信号（厚みビデオ信号）は、厚みに関する下限基準値（下限閾値）及び上限基準値（上限閾値）と比較するため、厚み判別回路７に与えられ、この判別回路７は、クランプドビデオ信号が下限閾値以下、又は上限閾値以上であるとき、不良であると判別する。
【００７１】
また、前記クランプ回路５ｂから生成したクランプドビデオ信号は、フィルタトウ１の幅の適否を判別するため、前記図４に示す構成と同様に、ノイズ除去回路６ａとスライス回路１７とで構成された抽出回路、クロック生成回路（クロックパルス発生回路）１９からのクロック信号（パルス信号）が与えられるＡＮＤ回路１８、カウンタ回路２０、及び繊維集合体の幅に関する基準値とを比較して、フィルタトウの幅の適否を判別するための幅判別回路２１に与えられる。この判別回路は、カウンタ回路２０からのカウント値が、フィルタトウの幅に関する下限基準値（下限閾値）以下又は上限基準値（上限閾値）以上であるとき、報知回路２２に報知信号を与え、フィルタトウの幅に関して異常又は欠陥が生じたことを報知する。
【００７２】
前記タイミング回路１０は、厚みトリガー回路４４、幅トリガー発生回路４５、及びリセット回路３５にそれぞれ必要な各種タイミング信号を与える。
【００７３】
このような装置では、フィルタトウの捲縮の有無に拘わらず、複数の特性を効率よく高い精度で抽出し、フィルタトウの適否を判別できる。
【００７４】
図１３は本発明の装置の電気的構成の別の例を示すブロック図であり、図１４は、図１３の装置が起動された場合の操作手順を説明するためのフローチャートである。この例では、連続的に走行するフィルタトウ（帯状トウ）の厚み及び汚れを検出している。この例では、装置の配置は図１１と同様であるが、背景板は、図８の例と同様に、フィルタトウ１と同系統色（明度が同等又は白色）である。
【００７５】
図１４に示されるように、この装置では、図１２の例と同様に、測定開始信号に応答して、測定するフィルタトウの特性を選択するモード選択が要求される。すなわち、ステップＳ６１でフィルタトウの複数の特性を測定するか否かの選択が要求され、複数の特性を測定することを選択すると、ステップＳ６２で照明が適切に配設されているか否か（例えば、前面照明及び背面照明されているか否か）の判断が要求され、適切に配設されていない場合には、照明を適切に配設することが要求される。照明が適切に配設されると、ステップＳ６３で測定する複数の特性の選択が要求される。フィルタトウの厚み及び汚れの選択が行われると、それぞれ、前記図３に示すステップＳ１、及び図９に示すステップＳ４１に移行し、各特性の測定がスタートする。一方、前記ステップＳ６１で複数の特性の測定を選択しない場合には、ステップＳ６６でフィルタトウの厚み測定を選択するか否かの選択が要求され、ステップＳ６６で厚みの測定を選択すると、照明が適切に配設されているか否かの判断が要求され、適切に配設されていない場合には、照明を適切に配設することが要求される。照明が適切に配設されると、前記図３に示すステップＳ１へ移行する。また、ステップＳ６６で厚みを選択しない場合には、ステップＳ６８でフィルタトウの汚れ測定を選択するか否かの選択が要求され、ステップＳ６８で汚れ測定を選択すると、照明が適切に配設されているか否かの判断が要求され、適切に配設されていない場合には、照明を適切に配設することが要求される。背景板と照明とが適切に配設されると、前記図９に示すステップＳ４１へ移行する。さらに、前記ステップＳ６８で汚れの測定を選択しない場合には、ステップＳ７０で測定動作が中止される。なお、誤って入力した場合を考慮して、ステップＳ７０で、測定を中止することなく、再度ステップＳ６１に戻ってもよく、既入力データをキャンセルするための適当なステップを設けてもよい。
【００７６】
なお、複数の特性を測定しない場合、フィルタトウの厚み、及び汚れの測定順序は特に制限されず、各特性の測定順序は適当に行うことができる。
【００７７】
図１３に示されるように、ラインセンサ２からのビデオ信号は、前記と同様に、同期クランプ生成回路５ａで同期信号に基づいて生成された同期クランプ信号に応答して、クランプ回路５ｂでクランプされ、ビデオ信号の直流レベルを再生し、基準レベルを一定にしているが、ビデオ信号のクランプは必ずしも必要ではない。また、同期信号はタイミング回路１０に与えられ、このタイミング回路は、ビデオ信号と同期させるための各種タイミング信号を生成する。
【００７８】
前記クランプ回路５ｂから生成したクランプドビデオ信号は、抽出回路を構成するノイズ除去回路（ローパスフィルタ回路）６ａに与えられ、ノイズが除去されたクランプドビデオ信号（厚みビデオ信号）は、厚みに関する下限基準値（下限閾値）及び上限基準値（上限閾値）と比較するため、厚み判別回路７に与えられ、この判別回路７は、クランプドビデオ信号が下限閾値以下、又は上限閾値以上であるとき、不良であると判別する。
【００７９】
また、クランプ回路５ｂから生成したクランプドビデオ信号は、フィルタトウ１の汚れを抽出又は検出するため、前記図７と同様の抽出又は検出手段に与えられる。すなわち、クランプ回路５ｂからのクランプドビデオ信号は、（１）ノイズ除去回路としての微分回路２６、比較回路２７およびＡＮＤ回路２９で構成された抽出回路、（２）高レベル汚れ比較回路（第一の比較回路）２７、汚れウインドウゲート回路３６からトウ幅ウィンドウゲート信号が与えられる第一のＡＮＤ回路２９および第一の汚れカウンタ回路３１、（３）低レベル汚れ比較回路（第二の比較回路）２８、汚れウインドウゲート回路３６からトウ幅ウィンドウゲート信号が与えられる第二のＡＮＤ回路３０および第二の汚れカウンタ回路３２に与えられ、（４）汚れ判別回路３３は、第一の汚れカウンタ回路３１からのカウント信号（カウントデータに関する信号）と、繊維集合体の汚れに関する所定の基準値とを比較して汚れの適否を判別し、汚れの程度（カウント数）が所定の基準値以上であるとき、報知回路３４に報知信号を与える。なお、第一の汚れカウンタ回路３１及び第二の汚れカウンタ回路３２で積算されるカウント値は、タイミング回路１０からのタイミング信号に応答して、リセット回路３５によりゼロにリセットされる。
【００８０】
前記タイミング回路１０は、同期信号に応答して、汚れウィンドウゲート回路３６、厚みトリガー回路４４、汚れトリガー回路４６およびリセット回路３５にそれぞれ必要な各種タイミング信号を与える。
【００８１】
このような装置では、フィルタトウの捲縮の有無に拘わらず、照明手段でフィルタトウを背面側から照明した透過光及び前面側から照明した反射光を利用することにより、トウの厚みと汚れとの双方の特性を効率よく高い精度で抽出し、フィルタトウの適否を判別できる。
【００８２】
本発明において、照明装置は、必ずしも必要ではないが、ラインセンサによる繊維集合体の撮像のコントラスト及び前記欠陥の検出精度を高めるために有用である。照明手段は、繊維集合体を照明可能であり、かつラインセンサの非視野範囲（又は非視野域）に配設すればよく、照明手段の配設位置は適当に選択できる。例えば、前記繊維集合体の前方及び／又は後方（例えば、双方）から繊維集合体を照明してもよく、照明手段は、光線を繊維集合体に透過させて照明してもよい。例えば、図１〜図３に示す例では、フィルタトウ１を裏面から照明する照明装置４を用いて説明したが、照明装置４もフィルタトウ１の前面に設置してもよい。また、照明装置により、フィルタトウの前面及び裏面の双方から照明してもよい。なお、繊維集合体の厚みの欠陥部の検出は、通常、ラインセンサに対して、繊維集合体の後方側から照明し、繊維集合体の透過光を利用して行う場合が多い。
【００８３】
背景板も必ずしも必要ではない。背景板の色や明度は、繊維集合体の種類や色や検出項目などに応じて選択でき、繊維集合体と明度やコントラストの異なる色であってもよく、明度が同等又は同系統の色（又は低コントラスト色）であってもよい。例えば、厚みに関する特性情報を効率よく検出又は抽出するための背景板は、前記図１〜図３に記載の黒色の背景板３ａに限らず、フィルタトウ1と同系色（例えば、明度が同等又は白色）であってもよい。なお、背景板は、通常、繊維集合体の走行幅よりも大きく形成されている。
【００８４】
さらに、連続的に走行する繊維集合体から欠陥部の検出効率を高めるため、必要であれば、繊維集合体とラインセンサとの間にフィルタ（カラーフィルタなど）を介在させたり、ラインセンサにフィルタを装着してもよい。例えば、着色した欠陥部を検出するため、カラーフィルタを利用してもよい。
【００８５】
ラインセンサは、ビデオ信号を生成でき、ビデオ信号は、輝度信号を含む限り、カラービデオ信号であってもよく、白黒ビデオ信号であってもよい。なお、カラービデオ信号（フルカラービデオ信号を含む）は、フィルタ回路によりカラー信号（又は色信号）を除去して利用してもよい。
【００８６】
また、通常、汚れは複数のライン走査に跨って発生するため、複数の走査（特に隣接又は近接する走査）からの特性情報（又は欠陥情報）に基づいて、汚れ判別回路３３でカウント数が所定数であるか否かを判断することにより、瞬時のノイズ（又は微小汚れ）などによる誤検出を防止できる。例えば、汚れに関する特性情報を含む複数の各々の走査（特に隣接又は近接する走査）について、それぞれ、図７に示す電気的構成の回路（但し、報知回路を除く）を構成するとともに、各走査に対応する複数の汚れ判別回路３３と単一の報知回路３４との間にＡＮＤ回路が介在する回路を構成する。そして、図９に示すフローに従って、各走査の特性情報についてそれぞれステップＳ４５で二値化信号をカウントし、ステップＳ４６でカウント信号（カウントデータ）が基準値の範囲であるか否かを判別し、ステップ４６でカウントデータが基準値の範囲を外れるとき、各走査に対するカウント信号（又はカウントデータ）をそれぞれＡＮＤ回路に与え、このＡＮＤ回路からの信号を報知回路３４に与えてもよい。この例では、判別回路は、複数の汚れ判別回路３３とＡＮＤ回路とで構成される。このような方法では、複数の汚れ判別回路３３とＡＮＤ回路とで構成され判別回路を利用して、複数の走査から汚れカウント信号を抽出し、各走査から汚れカウント信号が抽出されたとき、汚れと判定するため、誤検出を有効に防止しつつ、さらに精度よく汚れを検出できる。
【００８７】
さらには、隣接又は近接する走査において、それぞれ汚れ情報（汚れ欠陥情報、カウント信号）が検出されたとしても、これらの汚れ情報が１つの汚れに起因するのか複数の汚れに起因するのか判断できない場合がある。そのため、隣接又は近接する走査において、それぞれ汚れ情報（汚れ欠陥情報、汚れカウント信号）が検出されたとき、隣接又は近接する走査の水平方向における汚れカウント信号が同じ位置であるか否かを判別し、単一の汚れであるのか、複数の汚れであるのかを判断してもよい。例えば、走行する繊維集合体において汚れに関する情報は複数の走査に跨る場合が多いので、隣接又は近接する走査の水平方向において、汚れ信号が同じ位置で検出されたとき、汚れであると判断してもよい。
【００８８】
前記のように、瞬時のノイズ（又は微小汚れ）などによる誤検出を防止する点から、隣接又は近接する複数の走査からの特性情報を利用することが好ましい。しかし、本発明では、各走査による一次元情報毎に汚れに関する特性情報が検出され、走査した一次元情報を格納するためのメモリを備えていないため、各一次元情報を集合させて当該走査された繊維集合体の二次元領域の画像情報を形成できない。そのため、ラインセンサからのビデオ信号は、１又は複数［例えば、２〜１０本（特に２〜５本）程度］の走査（例えば、誤検知を防止するために必要な所定数の走査）を単位走査とし、各単位走査が、所定の時間間隔をおいて（周期的に）走査させて得られたビデオ信号であって、離散した一次元情報を含んでいてもよい。
【００８９】
クランプドビデオ信号から、前記繊維集合体の欠陥又は異常信号を抽出するための抽出手段は、特に制限されず種々のノイズ除去手段、例えば、欠陥又は異常特性の種類に応じて、微分手段、積分手段、閾値との比較手段、波形整形手段、閾値によるスライス手段などの他、これらの手段を組み合わせて構成してもよい。
【００９０】
また、前記の例では、汚れの検出においては大きな汚れと潜在的な汚れとを検出しているが、潜在的な汚れを検出する必要はなく、少なくとも潜在的な汚れ以外の汚れを検出すればよい。また、汚れに関する信号には、汚れの程度に関する信号と、汚れ領域の大きさに関する信号とが含まれている。そのため、微分回路とカウンタ回路との組合せなどを利用して、汚れに関する信号を、汚染度に関する信号と汚れ範囲に関する信号とに分離し、各信号に基づいて判別回路で汚れを判別してもよく、各信号を積算（又は加算）又は乗算して判別回路で汚れを判別してもよい。さらに、前記の例では、繊維集合体の厚み、幅及び／又は汚れに関する欠陥を検出しているが、少なくとも１つの欠陥部の特性を検出すればよい。さらに、判別手段では、各欠陥特性（厚み、幅、及び汚れ）に重み係数をかけて繊維集合体の良否を判別してもよい。
【００９１】
前記報知手段は必ずしも必要ではないが、通常、判別手段による判別信号が異常情報に関する基準値を超えるとき、この判別信号に基づいて異常情報を報知するための報知手段（例えば、発光、ブザーなどの音生成手段など）を備えている場合が多い。
【００９２】
本発明は、連続的に製造される繊維集合体の品質管理及び良否の判別に有効である。すなわち、本発明において、前記繊維集合体は、前記連続的に走行可能な繊維集合体であれば特に制限されないが、通常、複数（例えば、１００〜１００００本、特に２５０〜５０００本程度）のフィラメントを束ねたヤーン又はストランドで構成されている。繊維集合体は、二次元的な広がりを有する形態、例えば、帯状繊維集合体、包帯状繊維集合体であってもよい。前記繊維集合体は、複数のヤーン又はストランドで構成された帯状繊維集合体、例えば、束ねられ、かつ互いに隣接して配された複数のヤーンで構成された帯状繊維集合体（帯状トウバンド）であってもよく、ヤーンが互いに隣接して配され、かつ複数の層に重ね合わされたトウバンド（例えば、フィルタトウ（タバコフィルタトウなど）など）で構成された帯状繊維集合体であってもよい。隣接するヤーンやストランドは互いに重なっていてもよく、複数の層状に重ねられた帯状体において、ヤーン又はストランドは幅方向の同じ位置で重ねられていてもよく、位置をずらして重ねられていてもよい。また、繊維集合体は、透過光を利用して、繊維集合体の欠陥部を抽出又は検出するため、前記フィルタトウ（タバコフィルタトウなど）のように、光透過可能な繊維集合体であってもよい。さらに、トウなどの繊維集合体は非捲縮フィラメント（又は非捲縮ヤーンやトウ）で構成してもよく捲縮フィラメント（又は捲縮ヤーンやトウ）で構成してもよい。本発明は、タバコ用フィルタトウの製造プロセスでの品質管理などに有効である。
【００９３】
なお、繊維集合体の走行速度は特に制限されず、例えば、０．１〜１００ｍ／秒、好ましくは１〜５０ｍ／秒（例えば、５〜３０ｍ／秒）程度であってもよい。
【００９４】
繊維集合体は、走行に伴って隣接するヤーンの近接度や重なり度が変動して厚みや繊維密度（開繊状態）が変動しやすい。本発明では、高速で走行する繊維集合体（複数のヤーンで構成された非捲縮又は捲縮された帯状フィルタトウなど）であっても、検出又は抽出手段により、各種の欠陥部（幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報）を高い精度で抽出又は検出できる。そのため、本発明は製造及び加工プロセスでの繊維集合体の品質管理に有用である。なお、非捲縮フィラメント（又は非捲縮ヤーンやトウ）で構成された繊維集合体（捲縮前のフィルタトウなど）では、厚み、幅及び汚れのうち少なくとも一方の特性に関する特性情報を検出する場合が多く、捲縮フィラメント（又は捲縮ヤーンやトウ）で構成された繊維集合体（捲縮後のフィルタトウなど）では、幅及び汚れのうち少なくとも一方の特性に関する特性情報を検出する場合が多い。
【００９５】
例えば、捲縮繊維集合体（捲縮フィルタトウなど）の製造においては、捲縮前後でのヤーン（又はバンド）の重なり状態（厚みの均一性）が判断できるため、繊維集合体の品質管理に有効に利用できる。また、走行中目視では判断できなかった繊維集合体の欠陥部（厚みなどの不均一部）を抽出又は検出でき、捲縮前のヤーン（又はバンド）の重なり状態（厚みの均一性）が初期設定の状態と同じであるか否か又は許容可能な範囲であるか否かを判断できる。そのため、厚みの均一度を指標として、ヤーン（又はバンド）を所定の均一性で重ね合わせた状態で捲縮工程に供することができ、繊維集合体を全体に亘り均一に捲縮できる。また、繊維集合体の幅を管理することにより、捲縮前のトウバンドの中心が、捲縮機の中心に対して位置ずれしているか否かも判断できる。そのため、トウバンドの中心軸の位置を指標として捲縮機に供給することにより、繊維集合体を全体に亘り均一に捲縮できる。さらに、繊維集合体の汚れを検出することにより、汚染部位が最終製品に混入することを有効に防止できる。
【００９６】
本発明は、連続的に走行する繊維集合体の幅、厚み、及び汚れから選択された少なくとも１つの特性に関する欠陥情報を含む特性情報を経時的又は時系列的変動情報としてコンピュータに送出することによりプロセス制御や品質管理に利用できる。特に、送出手段又は転送手段により、幅カウントデータ、厚みビデオ信号及び汚れカウントデータから選択された少なくとも１つの特性情報をプロセス制御用コンピュータに与えることにより、特性情報を経時的又は時系列的な変動情報として利用し、繊維集合体の製造プロセスでのプロセス制御や繊維集合体の品質管理などに有効に活用できる。前記送出手段又は転送手段は、前記のように、通常、幅カウントデータ、厚みビデオ信号及び汚れカウントデータから選択された少なくとも１つの特性情報をコンピュータに送出又は転送するためのインターフェース手段（インターフェース回路）と、このインターフェース手段を介して、前記特性情報をコンピュータに送出又は転送するためのトリガー信号を生成するトリガー手段（トリガー回路）とで構成されている。トリガー信号は、前記特性情報をコンピュータに受け渡しするためのタイミングを知らせるために利用される。
【００９７】
図１５は連続的に走行するタバコフィルタトウの特性情報の経時的な変動を示すグラフであり、図１６は本発明の自動判別装置を利用したプロセスコントロールの一例を示すブロック図である。
【００９８】
図１５に示されるように、連続的に走行するフィルタトウ（帯状トウ）の幅、厚み、及び汚れに関する特性は経時的に変動している。例えば、フィルタトウの幅は経時的に狭くなったり広くなったりし、フィルタトウの厚みも時系列的に厚くなったり薄くなったり、またフィルタトウの汚れも時として多かったり少なかったりする。これらの情報から欠陥情報を抽出し、この抽出信号が前記基準値を越えると、報知手段により異常又は不良が報知され、フィルタトウのうち上記欠陥情報に対応する部分やロットが不良品と判断される。そのため、フィルタトウの製造稼働率及び収率が低下するとともに、予定した生産量を達成できず、最終的には製造コストを上昇させる。一方、前記各種の特性情報の値は、自動判別装置が異常と判断しなくても、閾値内（下限基準値と上限基準値との間）で変動しているとともに、変動情報（経時的変動情報）は有益な情報を含んでいる。
【００９９】
図１６において、背景板３の前面側を走行するフィルタトウ１はラインセンサ２で撮像され、ビデオ信号は自動判別装置６０へ送られ、この装置内では、前記のようにして、幅、厚み、及び汚れのうち少なくとも１つの特性に関する情報から欠陥情報が抽出され、この抽出信号が基準値（下限基準値及び上限基準値）を外れるか否かが判別手段で判別され、判別信号が欠陥情報に関する基準値を超えるとき、この判別信号に基づいて欠陥情報を異常として報知する。
【０１００】
一方、欠陥情報が異常でない場合でも時系列的特性情報（変動データ）は、自動判別装置６０内の送出又は転送手段（インターフェースユニット（インターフェース回路）６１とトリガーユニット（トリガー回路）６２とで構成された転送手段）によりコンピュータ６３へデータ送信される。コンピュータ６３では、変動データに基づいて各種特性情報の傾向分析（トレンド解析）が行われ、この傾向に基づいて、要因分析により得られた制御対象と制御量との相関関係を利用して、製造設備の操作部６４で制御対象を自動又は手動で操作することにより、プロセスコントロールを行うことができる。例えば、特性情報（厚みや幅に関する特性情報など）のデータ値が下限基準値及び上限基準値の範囲内であっても、常に特性情報のデータ値を下限基準値と上限基準値との中心の基準値に維持するためのプロセスコントロールを行うことができる。
【０１０１】
自動判別装置と別個のコンピュータ（プロセス制御用コンピュータ）とで構成されたシステムを利用すると、プロセスコントロールにより異常品又は不良品の発生を防止でき、フィルタトウの品質管理を有効に行うことができる。また、フィルタトウ（帯状トウ）の幅、厚み、及び汚れのうち少なくとも１つの特性情報（プロセス状態）をコンピュータ上でリアルタイムに監視できるとともに、特性情報の経時的傾向に基づいてその後の状況を予測できる。そのため、前記経時的変動値が下限基準値を下まわる前及び上限基準値を超える前に、製造設備の操作部を操作し、不良品が発生するのを未然に防ぐことができる。
【０１０２】
なお、コンピュータには、幅カウントデータ、厚みビデオ信号、及び汚れカウントデータから選択された少なくとも１つの特性情報を送出又は転送すればよく、複数の特性情報（幅と厚み、幅と汚れ、厚みと汚れや、幅、厚み及び汚れの特性情報）をコンピュータに送出又は転送してもよい。また、前記コンピュータへ送出又は転送する特性情報は欠陥情報であってもよい。前記特性情報は、コンピュータへ逐一送出又は転送し、必要によりコンピュータの記憶回路に格納して経時的な変動情報（時系列的変動情報）として利用してもよく、所定の走査毎に判別装置の記憶回路に格納し、この格納された複数の情報をコンピュータに送出又は転送して経時的な変動情報（時系列的変動情報）として利用してもよい。また、幅カウントデータ、厚みビデオ信号、及び汚れカウントデータから選択された少なくとも１つの特性情報をコンピュータで経時的な変動情報（時系列的変動情報）として利用する場合、所定のライン走査に含まれる全ての特性情報をコンピュータに与えてもよく、所定の走査の特性情報は、平均化してコンピュータに与えてもよい。また、所定の時間的間隔をおいて、所定の走査の特性情報をコンピュータに送出又は転送してもよい。
【０１０３】
インターフェース回路は、特性情報の特性（特にアナログ又はディジタル情報であるか否か）に応じて種々のインターフェースが利用でき、例えば、幅カウントデータ、汚れカウントデータやトリガー信号などのディジタル信号については、バッファ回路などが利用でき、クランプされていてもよいビデオ信号（厚みビデオ信号など）については、増幅回路などが利用できる。トリガー回路は、コンピュータに対して、情報（データ又はビデオ信号）の受け渡しをするタイミングを知らせる。そのため、インターフェース回路を介してコンピュータに送出又は転送された特性情報は、トリガー回路からのトリガー信号に同期して、所定のタイミングでコンピュータに取り込まれる。
【０１０４】
本発明の自動判別装置は、コンピュータでのビデオ信号（ビデオ映像信号）をディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換手段、ディジタル化されたビデオ信号を格納するための記憶手段（メモリ）を備える必要がなく、演算手段を含む中央処理装置（ＣＰＵ）のみならず、コンピュータの動作を制御するためのプログラム（ソフトウェア）も必要としない。例えば、本発明の自動判別装置では、Ａ／Ｄ変換手段及び記憶手段（メモリ）を用いることなく、幅に関するカウントデータ及び汚れに関するカウントデータをディジタル信号として生成できるため、Ａ／Ｄ変換手段及び記憶手段（メモリ）などは不要である。
【０１０５】
なお、特性情報（特性映像信号）をコンピュータにディジタル信号として送出又は転送するため、判別装置がアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路を有していてもよく、判別装置からの特性情報（特性映像信号）をディジタル信号として取り込むため、コンピュータがアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路を有していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、連続的に走行する繊維集合体［フィルタトウなどの帯状繊維集合体（タバコフィルタトウなど）など］の欠陥部や不均一部を抽出して繊維集合体の良否を判別するために利用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年5月15日(2007.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
クランプドビデオ信号は、ノイズを除去するため、ステップＳ４３で微分処理されるとともに、ステップＳ４４でスライス処理され、二値化される。ステップＳ４５では二値化されたビデオ信号（パルス又は矩形状ピーク）の数がカウントされる。カウント信号（カウントデータに関する信号又はカウントデータ）は、ステップＳ４６で基準値の範囲であるか否かが判別され、カウントデータが基準値の範囲を超えると、ステップＳ４７で報知信号により汚れの異常又は不良が生じたことを報知し、ステップＳ４８で報知（警報）を停止するか否かが判断され、報知を停止しない場合には報知が継続され、報知（警報）を停止する場合には、報知が終了する。一方、カウントデータが基準値の範囲内であるとき、ステップＳ４９で、設定したライン数を走査したか否かが判断され、設定したライン走査数を走査していないとき、前記二値化信号をカウントするためのステップＳ４５に戻り、設定したライン走査数を走査すると、ステップＳ５０で前記カウントデータをゼロにリセットする。
【国際調査報告】
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