JP2014032109A - 木材の欠点検出装置及び検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】木材の色に個体差があっても、好適な検知率で欠点を検出できるようにする。
【解決手段】木材１０表面にレーザー光を照射する照射機構１２と、前記レーザー光の反射光を受光して木材表面の映像を受像データとして取り込み可能な撮像機構１３と、受像データの明暗差から上記木材表面に存在する欠点を検出する欠点検出手段３５を実行可能な演算装置３１とを有する欠点検出装置について、木材表面を走査してその輝度を測定するレーザーセンサ２１を、受像データを得るための照射機構１２及び撮像機構１３とは別個に設置し、そのレーザーセンサ２１で測定された輝度に応じて、光学的、ソフトウェア的、又はその両方による調整を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、木材表面にある節や割れ、角といった欠点を、工学的に撮影した受像データを解析して求める装置と方法に関する。

木材は金属材料と違って、元になった樹木に由来する節や、乾燥とともに起こる変形によって生じる割れなど、様々な形で欠点が生じうる。このような欠点の無い木材は希少であり、それだけでは木材需要を賄うことはできない。そこで、それらの欠点が表に出ている部分のみを切断して、その前後の部材を接合させることで、欠点の無い木材を得ることが行われている。

この欠点の捜索を全て人の目で行おうとすると、大きな木材では裏返したりすることが手間であり、見落としてしまうおそれもある。このため、光を照射して反射光を撮影した受像データを、ソフトウェア的に解析して欠点を抽出する方法が提案されている。例えば特許文献１では濃淡画像の明度の濃い部分の円形度を計算し、円形度の大きい濃部を死節として抽出する方法が記載されている。

ただし、このような受像データによる解析をするにあたっては、木材の色によって受像データの傾向が変わってくるため、光の照射量を調整したり、撮影するカメラに入る反射光の量を絞りやフィルタにて調整したり、受像データの入力値を解析前にソフトウェア的に補正するといったことを、材種ごとに設定する必要がある。白飛び、黒飛びしているような画像では周囲との差が検出しきれなかったり、誤検出を起こしたりすることがあるからである。

特開2006-322774号公報

しかしながら、木材全てが品種毎に色味が統一されていればよいが、実際には同じ種類の木材であってもその色味は個体差が大きすぎるため、材種ごとに設定値を変更して運用しても誤検知や検出逃しが頻発してしまった。例えば、比較的濃い色の木材について解析するために、受像データを出来るだけ明るく受け取る設定で実行した後で、比較的淡い色の木材に対してそのままの設定で受像データを受けてしまうと、受け取る受像データはほとんどホワイトアウトしてしまって、欠点はおろか、場合によっては年輪さえわからない状態になり、解析など不可能になってしまう。逆に、比較的淡い色の木材に対して、受像データの明るさを抑える設定で実行した後で、比較的濃い色の木材に対してそのままの設定で受像データを受けてしまうと、受け取る受像データは全体的に真っ黒に近くなってしまい、欠点でないところまでも暗すぎるために欠点と誤検出してしまったり、あるいは欠点の周りまで暗いために欠点自体を判別できなくなったりしてしまう。そこまで両極端な木材同士でなくても、比較的中間的な色の木材の次に極端な色の木材が来たら、それだけでも適切な解析は困難になってしまう。従って、固定値での運用は現実的ではなく、場合によっては木材一本一本について、その色の濃さを確認した上で、絞りやフィルタ、或いは光量を調整しなければならず、作業を自動化することは困難であった。

このような問題は生物生成するために品質が一定になることがありえない木材特有の問題であり、金属材料では起こりえないものである。

そこでこの発明は、木材の色に個体差があっても、好適な検知率で欠点を検出できるようにすることを目的とする。

この発明は、木材表面にレーザー光を照射する照射機構と、前記レーザー光の反射光を受光して木材表面の映像を受像データとして取り込み可能な撮像機構と、受像データの明暗差から上記木材表面に存在する欠点を検出する欠点検出手段を実行可能な演算装置とを有する欠点検出装置について、
木材表面を走査してその輝度を測定するレーザーセンサを、受像データを得るための照射機構及び撮像機構とは別個に設置し、そのレーザーセンサで測定された輝度に応じて、光学的、ソフトウェア的、又はその両方による調整を行うことで、上記欠点検出手段が扱う受像データの明暗分布を好適なものとすることで、上記の課題を解決したのである。

例えば、ベルトコンベアなどのように木材を輸送する輸送機構を設けて、木材がまずレーザーセンサによる走査域を通過した後に、照射機構及び撮像機構による撮影域を通過するようにすると、レーザーセンサによる輝度の事前測定の値に応じて、照射機構や解析ソフトウェアの設定変更を順次反映させることができ、一連の工程を順次進行させることが出来る。また、ソフトウェア的な調整の場合は、一旦受像データを得たあと一時的に記憶装置に記憶させた後に、レーザーセンサでの走査を行って輝度を測定して、その輝度に応じた調整を行ってもよい。

具体的な調整方法としては、
上記のソフトウェア的な調整として、上記撮像機構が取り込んだ受像データの明暗値を補正した上で上記欠点検出手段に受け渡す方法が挙げられる。また、上記の光学的な調整として、上記照射機構の照射光量の調整と、上記撮像機構の受光光量の調整との、少なくとも一方を行うことが挙げられる。照射光量や受光光量は、例えば物理的な絞りを測定された輝度に応じてメカニカルに調整したり、輝度を区切った値の範囲ごとに、異なるフィルタを通すように切り替えたりといった手法が挙げられる。

照射機構、撮像機構は、木材の一方向にだけ設置するのではなく、輸送方向に対して垂直でありかつ互いに垂直な二軸方向のそれぞれ、すなわち４方向のそれぞれの箇所に設置すると、輸送方向の前後端面（例えば長手状の木材では木口に相当）以外の各面を同時にチェックすることが出来るので望ましい。また、レーザーセンサも同様に二軸それぞれの両方向である４方向のそれぞれの箇所に、すなわち、照射機構及び撮像機構と並んで設置すると、一つの木材で面ごとに色合いが大きく異なる場合であっても、それぞれのレーザーセンサで測定した面の輝度に応じて、それぞれの面を測定した照射機構及び撮像機構で得られる受像データごとに適した調整を行うことができるので、より好ましい。

上記の４方向は、木材が板である場合は板の両面（木表及び木裏）と、輸送装置の進行方向に沿った両側面（木端）とのそれぞれに、対応させるとよい。輸送機構が水平に板裏を乗せる場合には、すなわち上下左右方向となる。調整の基準となる輝度は、基本的には点観測ではなく、表面を線状に走査したり、又は表面の全体について走査したりしてその平均値を利用すると、年輪による微細な色変化や欠点ではない局所的な色変化があっても、その変化を吸収し、均一化した値を基準にして調整できるので運用しやすい。
ただし、一面の中で大きく色味が変化している場合には、例えば進行方向に沿った前半部と後半部とで調整度合いを変更したりしてもよい。

照射機構及び撮像機構とは別に設けたレーザーセンサで、木材ごとに輝度を測定することで、色の個体差にも柔軟に対応でき、木材の用途に適した条件で欠点検出手段を実行して、欠点を好適な精度で検出させることができる。これにより、木材表面にある欠点の位置を自動的に判別し、木材の切断を行うクロスカット装置にそのデータを渡すことで、効率よく欠点の位置の前後で木材を切断し、フィンガージョインターで接合することで、表面に欠点の無い木材を得ることが出来る。この切断を機械的に行うには、切断接合を行う装置に、木材の長さについてのデータとともに、検出された欠点の位置をデータで送信して行うとよい。

この発明にかかる欠点検出装置の実施形態の例を示す概念図 この発明にかかる欠点検出装置の情報フローの例図 （ａ）スキャンデータの一例、（ｂ）（ａ）の明暗値を進行方向にまとめた受像データ （ａ）スキャンデータの別の一例、（ｂ）（ａ）の明暗値を進行方向にまとめた受像データ （ａ）参考例１ａのスキャンデータ，（ｂ）参考例１ａの受像データ （ａ）参考例１ｂのスキャンデータ，（ｂ）参考例１ｂの受像データ （ａ）参考例２ａのスキャンデータ，（ｂ）参考例２ａの受像データ （ａ）参考例２ｂのスキャンデータ，（ｂ）参考例２ｂの受像データ （ａ）実施例のスキャンデータ，（ｂ）実施例の受像データ （ａ）比較例１のスキャンデータ，（ｂ）比較例１の受像データ （ａ）比較例２のスキャンデータ，（ｂ）比較例２の受像データ

以下、この発明について詳細に説明する。
この発明は、木材表面の欠点を検出する欠点検出方法と、それを実行する欠点検出装置である。この欠点検出装置の実施形態の一つを図１の概念図に示す。

長手状の板状の木材１０を輸送する輸送機構１４は、途中２箇所で途切れており、その２箇所で、輸送機構１４の進行方向前後以外の４面に対して、輝度の事前測定と、撮影による受像データの取得を行う。木材１０は長手方向に沿って進行する。

輝度の事前測定は、木材１０の進行方向に対して上下左右の４方向に取り付けたレーザーセンサ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）により行う。レーザーセンサ２１は、木材１０の各面について、一点だけでなく、少なくとも進行方向に走査して線状に、望ましくは線状の測定を進行方向に沿って走査して面状に輝度を測定する。すなわち、一点ではなく、少なくとも木材１０の包括的な輝度の傾向を把握できる平均値が算出できる程度に走査するものである。測定された輝度の値は、配線１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）を通じて、解析用の演算装置３１に送信して後述するソフトウェア的な調整のための値として用いるか、又は対応する方向に設けられたレーザーカメラ１１（後述）へ送信して物理的な光量調整のための値として用いる。基本的には時間経過又は木材の進行に沿って測定された変遷するデータ全体を一旦演算装置３１へ送信するとよい。演算装置３１で各面ごとの平均値を算出し、算出した平均値をレーザーカメラ１１へ送るとよい。ただし、レーザーセンサ２１やレーザーカメラ１１に演算機構を付与するのであれば、レーザーセンサ２１からレーザーカメラ１１へ直接にデータを送信してもよい。

レーザーカメラ１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）は、それぞれ、照射機構１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）と、撮像機構１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）とからなる。それぞれの照射機構１２は、木材１０の各面に対して、進行方向に対して交差する方向の線状に当たるようにレーザー光を照射する。それぞれの撮像機構１３は、少なくともレンズと、光学素子とを有し、照射機構１２から照射されたレーザー光が木材１０表面に当たって反射された光を、木材１０の輸送と共に順次スキャンしていき、対応する木材１０の表面写真となる受像データを得る。得られた受像データは、配線１５を通じて演算装置３１へ送信する。

上記の受像データが、ホワイトアウト若しくはブラックアウト、又はそれに近い状態になると、木材１０表面における欠点とそうでない部分との明暗差が検知しにくく、演算装置３１でそのまま解析することが難しくなる。そのため、演算装置３１でソフトウェア的に中間色近くになるように調整するか、レーザーカメラ１１で受像データを得る際に、物理的（光学的）に調整しておくか、少なくともどちらかをしておく必要がある。反射光の特性上、表面の比較的白い部分に照射した際には受像データが全体的に白くなりやすく、表面の比較的黒い部分に照射した際には受像データが全体的に黒くなりやすい。白くなりがちな場合は受光する光量を減らすか、又はソフトウェア的に受像データを暗くする。黒くなりがちな場合は、受光する光量を増やすか、又はソフトウェア的に受像データを明るくする。

本発明において上記のような制御、調整、解析を行う際のフローは、例えば図２のようになる。レーザーセンサ１１から配線１５を介して輝度のデータが演算装置３１のシーケンサ３２に送られる（Ｓ１１）。ここでシーケンサは輝度の平均値を算出し、中間操作手段３３へ受け渡す（Ｓ２１）。中間操作手段３３は、受け取った輝度の値から、受像データを最適にするための設定値を算出する。この最適な設定値をカメラ制御手段３４に伝達する（Ｓ２２）。また、場合によっては受像データをソフトウェア的に加工するための最適な設定値を算出して、欠点の解析を行う欠点検出手段３５に伝達する（Ｓ２４）。

カメラ制御手段３４は、レーザーカメラ１１を遠隔制御するソフトウェアである。中間操作手段３３から伝達されたその輝度（平均値）に対応した最適な設定値の他に、寸法に関する設定値や表面凹凸に関する設定値などその他のレーザーカメラ１１の設定値を、レーザーカメラ１１へ送信する（Ｓ２３）。レーザーカメラ１１は、この設定値に従い、照射機構１２及び撮像機構１３について、下記に列挙するような調整を行った上で木材１０をスキャンし、解析に適した受像データを得る。撮像された受像データは、演算装置３１の欠点検出手段３５へ送信される（Ｓ３１）。

欠点検出手段３５では、受け取った受像データを解析して、主に明暗差から木材１０寸法上の欠点の位置を求める。このとき、場合によっては中間操作手段３３から指示された値への調整を行った上で解析する。得られた欠点の位置情報はシーケンサ３２へ伝達する（Ｓ３２）。この発明にかかる欠点検出装置は、こうして得られた欠点の位置情報を、寸法に関する値と合わせて、木材１０を切断するクロスカット装置４１に伝達する（Ｓ４１）クロスカット装置４１は、伝達された情報に従い、欠点の存在する箇所の前後で木材１０を切断する。

レーザーカメラ１１で受光する光量を調整する具体的な方法としては、照射機構１２の出力自体を可変ボリュームの機械的な操作により光量を増減させる方法、照射機構１２に供給する電圧を増減させることにより出力される光量を増減させる方法、木材１０と撮像機構１３との間にフィルタを挟む又はそのフィルタの種類を変更する方法、撮像機構１３の絞りを調整してレンズに入る光量を増減させる方法、映像素子に入力する信号の増幅値（ゲイン）を増減させる方法、などが挙げられる。これらの設定をカメラ制御手段３４を介して行う。

上記の可変ボリュームにより受像データを調整した例を図３（ａ）、（ｂ）に示す。図３（ａ）は撮像機構１３によりスキャンしたある時点での値であり、図３（ｂ）はその値を木材１０の進行方向に並べて受像データとしたものである。図３（ａ）に記録されている値は、表面の色の明るさを示す「明暗値」と、表面の高さを示し高いほどカメラに近い値となる「変位」と、木の節部であるか否かを判断できる値であって節部では周囲より小さい値が観測される「仮導管」の三つである。このうち、明暗値が全体的に低い領域で推移していることからも示される通り、図３（ｂ）の受像データは全体的に暗く、人間の目では節であろうと推測される点であっても、ソフトウェア的には認識しづらいものとなっている。また、暗すぎるために仮導管も全体的に低い値となっており、光の幅の違いを観測できる状態にはなっていない。

これに対して、同じ木材１０に対して、図３よりも可変ボリュームの値を上げてレーザー光の出力を向上させて撮像機構１３によりスキャンしたデータを図４（ａ）に、その明暗値を木材１０の進行方向に並べて受像データとしたものを図４（ｂ）に示す。図４（ａ）は図３（ａ）と対比して、変位には大きな差は見られないが、明暗値の値が全体的に中間値から高めに位置していることからも分かるように、図４（ｂ）の受像データは全体的に明るくなっており、節の判別が容易なものとなっている。なお、仮導管は全体的に高くなりすぎて、一部は相対上の上限を超えているが、これは高い部分は平滑であることを示し、低くなっているところが節の可能性があるものなので、問題はない。これらを対比すれば、図３の受像データを用いるよりも、図４の受像データを用いる方が、欠点の解析には有効であるということを意味する。従って、明暗値が中間値に近くなるように、例えば上記に列挙した種種の手法により受像データとしてスキャンされる光量を調整すればよい。

上記の照射機構１２が照射するレーザー光の電圧を調整する場合、少なくとも励起できるだけの電圧が必要であるが、それ以上の電圧の範囲で、適宜変圧して最適値に近づけるとよい。このためには、照射機構１２にかける電圧に対して、照射される光の光度と、平均的な輝度を示す木材１０に対する反射光の光量との対応関係を予め計測して、例えば一次関数での関係式を導出しておき、この関係式に従って、レーザーセンサ２１で事前に測定されて送信されてきた輝度の値を参照して、ホワイトアウトもブラックアウトもしない程度の反射光が得られると期待される電圧を算出して、その算出された電圧を掛けるように自動調整するとよい。

上記の木材１０と撮像機構１３との間にフィルタを挟むか、又はそのフィルタの種類を変更することで調整する場合、レーザーセンサ２１で輝度だけでなく、色彩も計測しておくことが望ましい。その色彩に応じて、ノイズとなりうる特定の色をカットするフィルタを配してもよいし、逆に、レーザー光の色そのものが強く受光しすぎる場合には、そのレーザー光の色を適度に吸収するフィルタを配すればよい場合もある。これを自動化する場合には、例えば、フィルタを取り付けた穴を複数有する回転盤をレンズの前に取り付け、レーザーセンサ２１から送られてきた輝度や色彩の値を元に、予め定めた条件分岐式に従って、最適なフィルタをレンズ前に配するように回転板を回転させるように設定するとよい。

上記の撮像機構１３の絞りを調整する場合には、レーザーセンサ２１から送られてきた輝度の値に従い、輝度の値が大きければ絞りを強くし、輝度の値が小さければ、絞りを開放するように自動調整するように設定するとよい。

上記の撮像機構１３の画像素子が感知する信号強度の増幅度（ゲイン）をソフトウェア的に調整する場合には、レーザーセンサ２１から送られてきた輝度の値が大きければ増幅度を小さくし、輝度の値が小さければ、増幅度を大きくするように、自動調整するように設定しておくとよい。

上記の調整の有無に関わらず、撮像機構１３で得られた受像データは、配線１５を通じて演算装置３１の欠点検出手段３５へ送信される。欠点検出手段３５では、上記の調整が行われていない場合や、上記の調整では不十分となりうる場合に、ソフトウェア的な受像データの調整をする。上記のレーザーカメラ１１側での調整が十分にされていて最適な場合はソフトウェア的な調整をしなくてもよいが、受像データ自体に対して調整しておくと受像データを解析しやすくなる場合には行ってもよい。

演算装置３１の欠点検出手段３５で解析を行う前に、中間操作手段３３から伝達された輝度の値に従って受像データにソフトウェア的な調整を行う場合は、例えば受像データ全体に対してトーンカーブを調整することで行う。レーザーセンサ２１から送られてきた輝度が高い場合はトーンカーブを下げ、輝度が低い場合はトーンカーブを上げるとよい。

なお、欠点検出手段３５でのソフトウェア的な調整のみを行い、レーザーカメラ１１での調整を行わない場合は、別途輝度を測定するレーザーセンサ２１は、レーザーカメラ１１より後に設置しても本発明を実施可能である。演算装置３１に送られた受像データを一旦記録した上で、その後に送られた輝度のデータに基づいて調整してもよいからである。しかし、先に輝度を測定しておくと、演算装置３１での待ち時間を短縮できるので、レーザーセンサ２１はレーザーカメラ１１よりも進行方向上の上流に設けておくことが望ましい。

上記のいずれかの調整を行い、ホワイトアウトもブラックアウトも実質的に回避して、欠点が映像上分析しやすい明度に調整された受像データに対して、その受像データ上に存在する明暗差を参照して、木材１０表面に存在する欠点を検出する欠点検出手段を実行する。これは、単純に明暗差を検知するだけではなく、濃色部分の形状やその他の欠点に関する情報を得て、それらと併用して解析するものであってもよい。

レーザーセンサ２１によって測定される輝度が、スキャン全体を通じて、著しく変化している場合は、木材の途中で色味が大きく変わっている可能性が高い。このような場合、伝達する輝度を木材全体の平均とするのではなく、輝度が大きく変わる点を算出し、その前後でそれぞれ輝度の平均値を算出して、それぞれの部位に適した調整を行えるように、レーザーカメラ１１及び演算装置３１に伝達してもよい。この場合、レーザーカメラ１１で調整する場合には、木材１０の進行に伴って、絞りやゲインを変更したりする。そのため、この調整を行うために、レーザーカメラ１１でのスキャンがその色味の変更点を通過する時点で、一旦輸送機構１４を停止させて、レーザーカメラ１１の機械的な調整を行うようにすると好ましい。

一方、木材１０の各面ごとの色味が大きく変わらない種類の材料の場合、各面ごとの輝度を四つのレーザーセンサ２１で測定しなくても、一面のみの輝度を測定するだけで、その一面の輝度に従って全４面の調整を行って、十分に対処可能となる。よって、そのような場合には、図１におけるレーザーセンサ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）を、一台のレーザーセンサ２１に代替した実施形態で本発明を実施できる。

以下、この発明を、撮像機構のゲイン増幅値の調整により実際に実行した例を示す。
（参考例１ａ）
目視では比較的表面の色が黒いと観測される杉材を用いて、一基のレーザーセンサ２１で輝度を測定し、木材色係数が最大値７００に対して２００との値を得た。この色係数は高いほど明るいことを意味し、２００とは比較的黒い色であることを示している。

まず、撮像機構のゲイン増幅値を、最低であるＧ＝０に調整して、照射機構及び撮像機構により表面をスキャンし、変位、仮導管、明暗値を測定した。４面のうちの一面について、スキャンした一箇所の変位、仮導管、明暗値の値を図５（ａ）に、明暗値を木材の進行方向に並べた受像データの画像を欠点検出手段にかけて実行した結果を図５（ｂ）に示す。明暗値が全体的に低く、節を検出できなかったり、節でないところを誤検出するなど、正常な解析ができなかった。

（参考例１ｂ）
次に、ゲイン増幅値を、最高であるＧ＝１０に調整して、撮像機構に入る光を十分に増幅できるようにして、参考例１ａと同様に４面のうちの一面について、スキャンした一箇所の変位、仮導管、明暗値の値を図６（ａ）に、明暗値を木材の進行方向に並べた受像データの画像を欠点検出手段にかけて実行した結果を図６（ｂ）に示す。欠点検出手段が解析する受像データは全体的に明るくなり、明暗値の値は中央値を中心にして上下に分散しており、欠点が良好に検知できるものとなった。これにより、レーザーセンサによって測定される輝度の値が色係数：Ｃ＝２００のとき、Ｇ＝１０のゲイン値に調整することが良好であると求められた。

（参考例２ａ）
目視では比較的表面の色が白いと観測される杉材を用いて、一基のレーザーセンサ２１で輝度を測定し、木材色係数が、最大値７００に対して５００との値を得た。まず、撮像機構のゲイン増幅値をＧ＝１０に調整して照射機構及び撮像機構により表面をスキャンした。４面のうちの一面について、スキャンした一箇所の変位、仮導管、明暗値の値を図７（ａ）に、明暗値を木材の進行方向に並べた受像データの画像を欠点検出手段にかけて実行した結果を図７（ｂ）に示す。受像データはほぼ完全にホワイトアウトしてしまい、辛うじて欠点の一部がグレーで表示されたものの、欠点検出手段では解析で把握することができず、まともな判別は不可能となった。

（参考例２ｂ）
次に、ゲイン増幅値を、Ｇ＝０に調整して、参考例２ａと同様に４面のうちの一面について、スキャンした一箇所の変位、仮導管、明暗値の値を図８（ａ）に、明暗値を木材の進行方向に並べた受像データの画像を欠点検出手段にかけて実行した結果を図８（ｂ）に示す。節である欠点が欠点検出手段によって好適に把握されており、明暗値は中央値を中心に適度に上下していることが示された。これにより、レーザーセンサによって測定される輝度の値が色係数：Ｃ＝５００のとき、Ｇ＝０のゲイン値に調整することが良好であると求められた。

（調整のための検討）
ここで、レーザーセンサにより測定された輝度と、撮像機構で調整するゲイン値との間には、一次直線Ｇ＝ａＣ＋ｂのような比例関係が成り立つと仮定する。ここで、ａ，ｂは定数である。参考例１及び２で求められた適格値（Ｃ，Ｇ）＝（２００，１０）（５００，０）を上記式に代入すると、ｂ＝５０／３、ａ＝−１／３０と算出される。従って、この実施例の状態におけるレーザーセンサにより測定された輝度の値に従って自動調整すべきゲイン値の値は、次の式（１）に従うことで自動的に算出できるので、そのゲイン値に自動調整することで、本発明を好適に実施することができる。

Ｇ＝−（１／３０）×Ｃ＋（５０／３） ……（１）

（実施例）
事前測定された輝度の値から、上記式（１）に従って、ゲイン値を適切に調整した例を示す。目視での色味が中間色であると認識される杉材を用いて、参考例１及び２と同じ設定のレーザーセンサにて輝度を色係数として測定したところ、Ｃ＝３５０との値が得られた。この値を上記式（１）に代入したところ、適切なゲイン値はＧ＝５となり、撮像機構のゲイン値をＧ＝５に自動調整してスキャンし、受像データを得た。そのうちの１面の一箇所における変位、仮導管、明暗値の値を図９（ａ）に、明暗値を木材の進行方向に並べた受像データの画像を欠点検出手段にかけて実行した結果を図９（ｂ）に示す。欠点検出手段により適切に欠点が把握されるようになっており、事前測定された輝度による適切な調整が達成できたことが示された。

（比較例１）
実施例の杉材（Ｃ＝３５０）について、上記の適切な値ではなくＧ＝０で撮像機構を実行した際の一箇所の変位、仮導管、明暗値の値を図１０（ａ）に、明暗値を木材の進行方向に並べた受像データの画像を欠点検出手段にかけて実行した結果を図１０（ｂ）に示す。受像データは全体的に暗く、欠点検出手段では誤検知が生じてしまった。

（比較例２）
実施例の杉材（Ｃ＝３５０）について、上記の適切な値ではなくＧ＝１０で撮像機構を実行した際の一箇所の変位、仮導管、明暗値の値を図１１（ａ）に、明暗値を木材の進行方向に並べた受像データの画像を欠点検出手段にかけて実行した結果を図１１（ｂ）に示す。受像データは全体的に明るすぎて、欠点検出手段では欠点が確認できなかった。

１０ 木材
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ レーザーカメラ
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 照射機構
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 撮像機構
１４ 輸送機構
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ レーザーセンサ
１５，１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ 配線
３１ 演算装置
３２ シーケンサ
３３ 中間操作手段
３４ カメラ制御手段
３５ 欠点検出手段
４１ クロスカット装置

Claims (9)

1. 木材表面にレーザー光を照射する照射機構と、
   前記レーザー光の反射光を受光して木材表面の映像を受像データとして取り込み可能な撮像機構と、
   受像データの明暗差から上記木材表面に存在する欠点を検出する欠点検出手段を実行可能な演算装置と、
   を有する欠点検出装置であって、
   木材表面を走査してその輝度を測定するレーザーセンサを上記の照射機構及び撮像機構とは別個に設置し、その測定された輝度に応じて、光学的、ソフトウェア的、又はその両方による調整を行うことで、上記欠点検出手段が扱う受像データの明暗分布を好適なものとしてその検出率を向上させたことを特徴とする、欠点検出装置。
2. 上記照射機構及び上記撮像機構を、上記木材の移動方向に対して垂直でありかつ互いに直交する２軸の両方向である４方向にそれぞれ設けた、請求項１に記載の欠点検出装置。
3. 上記レーザーセンサを、上記木材の移動方向について上記照射機構及び上記撮像機構の手前であって、上記木材の移動方向に対して垂直でありかつ互いに直交する２軸の両方向である４方向に設けた、請求項２に記載の欠点検出装置。
4. 上記輝度の測定を、当該表面に対して線状又は面状に行い、その輝度の平均値に応じて上記調整を行う、請求項１乃至３のいずれかに記載の欠点検出装置。
5. 上記のソフトウェア的な調整が、上記撮像機構が取り込んだ受像データの明暗値の増幅幅を調整する工程を含む、請求項１乃至４のいずれかに記載の欠点検出装置。
6. 上記の光学的な調整が、上記照射機構の照射光量の調整と、上記撮像機構の受光光量の調整との、少なくとも一方を含む、請求項１乃至５のいずれかに記載の欠点検出装置。
7. 照射機構により木材表面にレーザー光を照射し、
   前記レーザー光の反射光を撮像機構で受光して受像データとして取り込み、
   演算装置が受像データの明暗差から上記木材表面に存在する欠点を検出する、欠点検出方法であって、
   前記照射機構とは別に設けたレーザーセンサにより上記照射機構による照射より先に木材表面を走査してその輝度を測定し、その輝度に応じて、工学的、ソフトウェア的、又はその両方により調整を行う、欠点検出方法。
8. 上記のソフトウェア的な調整が、上記撮像機構が取り込んだ受像データの明暗値の増幅幅を調整する工程を含む、請求項７に記載の欠点検出方法。
9. 上記の光学的な調整が、上記照射機構の照射光量の調整と、上記撮像機構の受光光量の調整との、少なくとも一方を含む、請求項７又は８に記載の欠点検出方法。