(57)【要約】【課題】航空機燃料フィルタ等の燃料フィルタの粒子又はデブリの検査方法を提供する。【解決手段】燃料フィルタ検査方法は、画像化デバイスを用いて燃料フィルタ試料の画像をキャプチャすることと、キャプチャ画像を画像プロセッサに送ることを含む。方法は、画像プロセッサが、キャプチャ画像を受け取ることと、キャプチャ画像を閾値処理して二値画像を生成することと、二値画像内に存在する複数の粒子についてサイズを判定することと、複数の粒子の各粒子のサイズを粒子サイズ閾値と比較することと、複数の粒子のうち粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数を定量化することを更に含む。方法は、画像プロセッサが、複数の粒子のうち粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数を粒子計数閾値と比較することと、比較に基づいて燃料フィルタの状態を示すようにグラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更することとを更に含む。【選択図】図３
2020060598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像化デバイスと、画像プロセッサと、を備えたシステムであって、
前記画像化デバイスは、前記画像化デバイス内で燃料フィルタ試料を包囲し、前記燃料フィルタ試料の画像をキャプチャするように構成され、
前記画像プロセッサは、
グラフィカル・ユーザ・インタフェースと、
粒子サイズ閾値及び粒子計数閾値を格納するように構成されたメモリと、
前記グラフィカル・ユーザ・インタフェース及び前記メモリと通信可能に接続したプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
前記画像化デバイスからキャプチャ画像を受け取り、
前記キャプチャ画像を閾値処理して二値画像を生成し、
前記二値画像内に存在する複数の粒子についてサイズを判定し、
前記複数の粒子の各粒子のサイズを前記粒子サイズ閾値と比較し、
前記複数の粒子のうち前記粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数を定量化し、
前記複数の粒子のうち前記粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数を前記粒子計数閾値と比較し、
前記複数の粒子のうち前記粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数が前記粒子計数閾値未満の場合、前記燃料フィルタ試料が合格状態にあることを示すように前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更し、
前記複数の粒子のうち前記粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数が前記粒子計数閾値以上の場合、前記燃料フィルタ試料が不合格状態にあることを示すように前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更する、
ように構成されている、システム。
【請求項２】
前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースは、前記キャプチャ画像及び前記二値画像のうち少なくとも１つを表示するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記燃料フィルタ試料の画像をキャプチャすることが、前記画像化デバイスが前記燃料フィルタ試料に対して背面照光を施すことを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記画像化デバイスは、光源と、第１の包囲部分と、第２の包囲部分と、を備え、
前記燃料フィルタ試料は、前記第２の包囲部分内に配置され、
前記光源は、前記第１の包囲部分内に配置され、前記第２の包囲部分内に配置された前記燃料フィルタ試料に対して背面照光を施す、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記燃料フィルタ試料の画像をキャプチャすることを前記画像化デバイスに指示する制御信号を前記画像化デバイスに送るように構成されており、
前記画像化デバイスは、前記制御信号に応答してキャプチャ画像を前記プロセッサに送るように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記画像化デバイスは、前記燃料フィルタ試料を支持する耐薬品性の半透明ステージを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記画像化デバイスは、前記画像化デバイス内で光を反射するように構成された複数の反射性内面を有する筐体を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは、出力ファイル要求に応答して出力ファイルを生成するようにさらに構成されており、
前記出力ファイルは、前記二値画像内に存在する前記複数の粒子の少なくとも１つに関連付けられた情報を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記二値画像内に存在する前記複数の粒子の少なくとも１つに関連付けられた情報を表示するように前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記二値画像内に存在する複数の粒子についてサイズを判定することは、画素を計測単位にマッピングする較正マッピングを使用することを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
燃料フィルタ検査方法であって、
画像化デバイスによって、燃料フィルタ試料の画像をキャプチャするステップと、
前記画像化デバイスによって、キャプチャ画像を画像プロセッサに送るステップと、
前記画像プロセッサによって、前記キャプチャ画像を受け取るステップと、
前記画像プロセッサによって、前記キャプチャ画像を閾値処理して二値画像を生成するステップと、
前記画像プロセッサによって、前記二値画像内に存在する複数の粒子についてサイズを判定するステップと、
前記画像プロセッサによって、前記複数の粒子の各粒子のサイズを粒子サイズ閾値と比較するステップと、
前記画像プロセッサによって、前記複数の粒子のうち前記粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数を定量化するステップと、
前記画像プロセッサによって、前記複数の粒子のうち前記粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数を、粒子計数閾値と比較するステップと、
前記画像プロセッサによって、前記比較に基づいて、前記燃料フィルタ試料の状態を示すようにグラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更するステップと、
を含む方法。
【請求項１２】
前記画像プロセッサによって、前記キャプチャ画像及び前記二値画像のうち少なくとも１つを表示するように前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記燃料フィルタ試料の画像をキャプチャするステップは、前記画像化デバイスによって前記燃料フィルタ試料に背面照光を施すステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記画像プロセッサによって、前記燃料フィルタ試料の画像をキャプチャすることを前記画像化デバイスに指示する制御信号を前記画像化デバイスに送るステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記画像プロセッサによって、前記二値画像内に存在する前記複数の粒子の少なくとも１つに関連付けられた情報を表示するように前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記二値画像内に存在する複数の粒子についてサイズを判定するステップは、前記画像プロセッサによって、画素を計測単位にマッピングする較正マッピングを用いるステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
グラフィカル・ユーザ・インタフェースと、
粒子サイズ閾値及び粒子計数閾値を格納するように構成されたメモリと、
前記グラフィカル・ユーザ・インタフェース及び前記メモリと通信可能に接続したプロセッサと、を備えた装置であって、
前記プロセッサが、
画像化デバイスからキャプチャ画像を受け取り、
前記キャプチャ画像を閾値処理して二値画像を生成し、
前記二値画像内に存在する複数の粒子についてサイズを判定し、
前記複数の粒子の各粒子のサイズを前記粒子サイズ閾値と比較し、
前記複数の粒子のうち前記粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数を定量化し、
前記複数の粒子のうち前記粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数を、前記粒子計数閾値と比較し、
前記複数の粒子のうち前記粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数が前記粒子計数閾値未満の場合、燃料フィルタ試料が合格状態にあることを示すように前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更し、
前記複数の粒子のうち前記粒子サイズ閾値より大きいサイズを有する粒子の数が前記粒子計数閾値以上の場合、燃料フィルタ試料が不合格状態にあることを示すように前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更する、
ように構成されている、装置。
【請求項１８】
前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースは、前記キャプチャ画像及び前記二値画像の少なくとも１つを表示するように構成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記プロセッサは、前記燃料フィルタ試料の画像をキャプチャすることを前記画像化デバイスに指示する制御信号を前記画像化デバイスに送るようにさらに構成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記二値画像内に存在する複数の粒子についてサイズを判定することは、画素を計測単位にマッピングする較正マッピングを使用することを含む、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、航空機燃料フィルタなどの燃料フィルタ上の粒子又はデブリの検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機燃料フィルタなどの燃料フィルタの検査のための既存技術は、駐機場人員による手動検査を必要とする。手動検査は、定性的及び視覚情報のみを提供する。さらに、手動検査は、結果の主観性に起因する誤りが生じ易く、燃料フィルタを検査するため、及び／又は費用がかさむ燃料システム洗浄を行うか否かを決定するための、科学的に定量可能な又は首尾一貫した方法を提供することができない。不必要な燃料システム洗浄は、過剰洗浄につながり、燃料システム保守に関連した時間及び費用を増大させるおそれがある。
【０００３】
燃料フィルタは、ガソリン又はジェット燃料のような爆発性又は有害な化学物質で浸された状態になるか又は覆われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような有害化学物質への曝露は、燃料フィルタを検査する駐機場人員にとって危険である。検査又は分析を行う人員に対する危害を回避する一方で、燃料フィルタの検査又は分析のための首尾一貫した方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの実施形態において、光学システムは、画像化デバイスと、画像プロセッサとを含む。画像化デバイスは、画像化デバイス内で燃料フィルタ試料を包囲し、燃料フィルタ試料の画像をキャプチャし、キャプチャ画像を処理のために画像プロセッサに送るように構成される。画像プロセッサは、グラフィカル・ユーザ・インタフェースと、メモリと、プロセッサとを含む。メモリは、粒子サイズ閾値及び粒子計数閾値を格納するように動作可能である。プロセッサは、グラフィカル・ユーザ・インタフェース及びメモリと通信可能に接続しており、画像化デバイスからキャプチャ画像を受け取り、キャプチャ画像を閾値処理して二値画像を生成するように構成される。プロセッサは、二値画像内に存在する複数の粒子についてサイズを判定し、複数の粒子の各粒子のサイズを粒子サイズ閾値と比較し、複数の粒子のうち粒子サイズ閾値以上のサイズを有する粒子の数を定量化するように、さらに構成される。プロセッサは、複数の粒子のうち粒子サイズ閾値以上のサイズを有する粒子の数を粒子計数閾値と比較し、複数の粒子のうち粒子サイズ閾値以上のサイズを有する粒子の数が粒子計数閾値未満の場合、燃料フィルタ試料が合格状態にあることを示すようにグラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更し、複数の粒子のうち粒子サイズ閾値以上のサイズを有する粒子の数が粒子計数閾値以上の場合、燃料フィルタ試料が不合格状態にあることを示すようにグラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更するように、さらに構成される。
【０００６】
別の実施形態において、燃料フィルタ検査方法は、画像化デバイスを用いて燃料フィルタ試料の画像をキャプチャすることと、キャプチャ画像を画像プロセッサに送ることとを含む。燃料検査方法は、画像プロセッサにおいてキャプチャ画像を受け取ることと、キャプチャ画像を閾値処理して二値画像を生成することとをさらに含む。燃料検査方法は、二値画像内に存在する複数の粒子についてサイズを判定することと、複数の粒子の各粒子のサイズを粒子サイズ閾値と比較することと、複数の粒子のうち粒子サイズ閾値以上のサイズを有する粒子の数を定量化することとをさらに含む。燃料検査方法は、複数の粒子のうち粒子サイズ閾値以上のサイズを有する粒子の数を粒子計数閾値と比較することと、比較に基づいて、燃料フィルタの状態を示すようにグラフィカル・ユーザ・インタフェースを変更することとをさらに含む。
【０００７】
本実施形態は、幾つかの技術的利点を提示する。本実施形態は、燃料フィルタ（例えば航空機燃料フィルタ）にトラップされた粒子の高解像度画像化を提供する光学システム、並びに、粒子サイズ、配向、及び位置を定量化するための、取得した画像の後処理を開示する。光学システムは、フィルタデブリのサイズ又は等級による粒子分布の分類を可能にする。さらに、光学システムは、測定された燃料フィルタに対する勧告（例えば、合格、再検査、又は不合格）を出すことができ、また、統計的解析又は傾向といった画像解析のドキュメンテーションを生成することができる。光学システムは、ライブ画像ビューイング、画像をキャプチャ及び解析する能力、解析データをオペレータに表示すること、オペレータが燃料フィルタを検査するための許容差及び規則を定めることを可能にすることなどの機能を提供するように構成することができる。
【０００８】
さらに、光学システムは、燃料フィルタの検査又は解析中に陰影ができることを実質的に低減し又は排除するように構成することができる。光学システムはまた、燃料フィルタの検査又は解析中に存在する熱量などの危険を低減するように構成することもできる。存在する熱量を減らすことで、ガソリン又はジェット燃料などの爆発性又は有害化学物質で覆われた燃料フィルタを伴う作業の際により安全な作業環境を提供することができる。１つの実施形態において、光学システムは、小型設計で構成することができ、これは光学システムを机上又は卓上に置くことを可能にする。
【０００９】
本開示の特定の実施形態は、これらの利点の幾つか若しくは全てを含むか、又は全く含まない場合がある。これらの利点及び他の特徴は、添付の図面及び特許請求の範囲と関連して解釈される以下の詳細な説明から、より明らかに理解されるであろう
【００１０】
本開示のより完全な理解のために、ここで以下の簡単な説明を参照し、これは添付の図面及び詳細な説明と共に解釈されるものであり、その中で符号は同様の部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】航空機燃料フィルタの検査のための光学システムの実施形態の略図を示す。
【図２】図１の光学システムの画像化デバイスの実施形態の切取縦断面を示す。
【図３】図１の光学システムのための燃料フィルタ検査方法の実施形態のフローチャートを示す。
【図４】検査に合格した燃料フィルタ試料を表示するためのインタフェースの実施形態を示す。
【図５】検査に不合格の燃料フィルタ試料を表示するためのインタフェースの実施形態を示す。
【図６】図１の光学システムのためのライブ画像化方法の実施形態のフローチャートを示す。
【図７】ライブ画像化方法を使用した光学システムに関して画像データを表示するためのインタフェースの実施形態を示す。
【図８】図１の光学システムのデータ出力生成方法の実施形態のフローチャートを示す。
【図９】データ出力生成方法を使用した図１の光学システムのためのインタフェースの実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書において、光学システムを用いた燃料フィルタ（例えば、航空機燃料フィルタ）の検査及び解析のための種々の実施形態が開示される。光学システムは、オペレータが、爆発性又は有害化学物質で浸された状態になっているか又は覆われている場合がある燃料フィルタを検査及び解析することを可能にする。例えば、光学システムは、オペレータが、画像のキャプチャ、キャプチャ画像の処理、燃料フィルタ上の粒子の数の定量化、並びに、燃料フィルタ上又は内の粒子数及び所定の又はユーザ定義の規則に基づく合格／不合格指標の提示などのプロセスを行うことを可能にすることができる。
【００１３】
１つの実施形態において、光学システムは、画像化デバイス内で燃料フィルタを包囲するように構成することができる。画像化デバイスは、画像処理のために燃料フィルタの画像をキャプチャするように構成される。画像化デバイスは、燃料フィルタを照明する背面照光（バックライト）を使用して、燃料フィルタ上又は内の粒子を可視化して画像化デバイスによってキャプチャされるようにすることができる。画像化デバイスは、画像化デバイス内に陰影ができる影響を低減し又は排除する一方で、背面照光を施すように構成することができる。画像化デバイスはまた、燃料フィルタを画像化する間の潜在的な危険を低減するように構成することができる。例えば、画像化デバイスは、燃料フィルタの画像をキャプチャする間、低熱及び／又は換気を提供するように構成することができる。光学システムは、ライブ画像ビューイングを提供し、画像をキャプチャ及び解析し、解析データをオペレータに対して表示し、及び／又は、オペレータが燃料フィルタを検査するための許容差及び規則を定めることを可能にするように構成することができる。
【００１４】
図１は、航空機燃料フィルタのための光学システム１００の実施形態の略図を示す。実施形態において、光学システム１００は、航空機燃料フィルタを検査のために隔離し又は包囲し、航空機燃料フィルタの画像をキャプチャし、画像化処理を行って航空機燃料フィルタを検査及び解析するように構成される。
【００１５】
光学システム１００は、画像プロセッサ１０４に通信可能に接続した画像化デバイス１０２を備える。図１は、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４とを別個の構成要素として示すが、当業者は、画像化デバイス１０２及び画像プロセッサ１０４を互いに統合して単一の構造体又はデバイスにすることができることを認識するであろう。画像プロセッサ１０４及び画像化デバイス１０２は、同じ又は異なる地理的位置に配置することができる。例えば、画像化デバイス１０２及び画像プロセッサ１０４を異なる地理的位置に配置して、ネットワーク接続を介して遠隔通信するように構成することができる。光学システム１００は、図示したように、又は他のいずれかの適切な構成で、構成することができる。
【００１６】
画像化デバイス１０２は、検査のために燃料フィルタ試料１０６を隔離し又は包囲し、燃料フィルタ試料１０６の画像をキャプチャし、処理のためにデータ（例えば、画像データ）を画像プロセッサ１０４に通信するように構成される。例えば、画像化デバイス１０２は、燃料フィルタ試料１０６が画像化デバイス１０２内に配置されることを可能にするように構成することができる。画像化デバイス１０２は、オペレータに対して安全な作業環境を提供する一方で、燃料フィルタ試料１０６の画像データをキャプチャすることができる。画像化デバイス１０２は、有線又は無線接続１５０を用いて画像プロセッサ１０４に通信可能に接続することができる。接続１５０は、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間でデータ及び／又は制御信号が通信されることを可能にするように構成される。当業者がこの開示を見れば認識するようないずれかの適切な有線又は無線接続１５０を使用することができる。画像化デバイス１０２は、画像プロセッサ１０４との通信のためのネットワーキング又は通信構成要素（図示せず）をさらに備えることができる。画像化デバイス１０２に関する付加的な詳細は、図２で論じる。
【００１７】
燃料フィルタ試料１０６は、燃料システムから粒子を篩過する燃料フィルタである。粒子の例は、限定されないが、金属、泥、塵、及び錆を含む。実施形態において、燃料フィルタ試料１０６は、航空機燃料フィルタである。燃料フィルタ試料１０６は、光源（例えば、図２の光源２０８）によって照明されたときに、透過的に乱反射する場合がある。燃料フィルタ試料１０６は、１又は２以上の材料層を含む場合がある。燃料フィルタ試料１０６のための材料の例は、限定されないが、綿及びクレープ紙を含むことができる。燃料フィルタ試料１０６は、乾燥しているか、ガソリン若しくはジェット燃料などの爆発性若しくは有害化学物質で、部分的に浸されているか、又は浸されている場合がある。燃料フィルタ試料１０６は、任意の形状、サイズ、又は厚さとすることができる。
【００１８】
画像プロセッサ１０４は、画像化デバイス１０２に制御信号を伝達し、画像化デバイス１０２からデータ（例えば、画像データ）を受け取るように構成される。画像プロセッサ１０４の例は、限定されないが、ノートブック型コンピュータ、タブレット型コンピュータ、デスクトップ型コンピュータ、携帯電話、又は当業者がこの開示を見れば認識するような他のいずれかの適切なデバイスを含む。幾つかの実施形態において、画像プロセッサ１０４は、プロセッサ１０８、メモリ１１０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１１２、ネットワーク・インタフェース１１４、及びグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）１２４を備える。画像プロセッサ１０４は、図示したように、又は他のいずれかの適切な構成で、構成することができる。
【００１９】
メモリ１１０は、１又は２以上のディスク、テープドライブ、又は半導体ドライブを含むことができ、オーバーフロー・データストレージ・デバイスとして用いることができ、プログラムが実行のために選択されたときにそのプログラムを格納し、グログラム実行中に読み出された命令及びデータを格納する。メモリ１１０は、揮発性又は不揮発性とすることができ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ターナリ・コンテントアドレス指定可能メモリ（ＴＣＡＭ）、動的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、及び静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）を含むことができる。メモリ１１０は、粒子サイズ閾値１１６、粒子計数閾値１１８、較正マッピング１２０、並びに画像データ及び粒子データなどのその他のデータを格納するように動作可能である。粒子サイズ閾値１１６は、ユーザ定義の又は所定の閾値とすることができ、燃料フィルタ試料１０６上の粒子を分類するために用いることができる。粒子計数閾値１１８は、ユーザ定義の又は所定の閾値とすることができ、燃料フィルタ試料１０６が検査に合格又は不合格のどちらであるかを判定するために用いることができる。例えば、粒子計数閾値１１８は、燃料フィルタ試料１０６上で許容できる粒子の最大数を定める閾値を含むことができ、これを用いて、燃料フィルタ試料１０６上で測定された粒子の数が閾値を超えたときに燃料フィルタ試料１０６が不合格であること、及び燃料フィルタ試料１０６上の粒子の数が閾値未満であるときに燃料フィルタ試料１０６が検査に合格であることを判定することができる。較正マッピング１２０は、画素と、別の計測単位との間のマッピングを提供することができる。例えば、較正マッピング１２０は、画素から、インチ、センチメートル（ｃｍ）、ミリメートル（ｍｍ）、ミクロン若しくはマイクロメートル（μｍ）、又は当業者であればこの開示を見れば認識するような他のいずれかの計測単位にマッピングすることができる。
【００２０】
プロセッサ１０８は、１又は２以上の中央処理ユニット（ＣＰＵ）、チップ、論理ユニット、コア（例えば、マルチコアプロセッサとして）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）として実装することができる。プロセッサ１０８は、メモリ１１０、Ｉ／Ｏインタフェース１１２、ネットワーク・インタフェース１１４、及びＧＵＩ１２４に通信可能に接続され、これらと信号通信状態にある。プロセッサ１０８は、メモリ１１０、Ｉ／Ｏインタフェース１１２、ネットワーク・インタフェース１１４、ＧＵＩ１２４の１つ又はそれ以上との間で電気信号を受信及び送信するように構成される。電気信号を用いて、データ（例えば、画像化デバイス１０２からの画像データ）を送受信すること、又は画像化デバイス１０２を制御することができる。例えば、プロセッサ１０８は、電気信号を伝送して、画像化デバイス１０２の１又は２以上の構成要素（例えば、図２のカメラ２０２及び／又は光源２０８）を作動させることができる。プロセッサ１０８は、１又は２以上の他のデバイス（図示せず）に通信可能に接続することができる。プロセッサ１０８は、データを処理するように構成され、ハードウェア又はソフトウェア内に実装されることができる。
【００２１】
図１において、画像化命令１２２は、プロセッサ１０８に格納された命令（例えば、ソフトウェアコード又はファームウェア）として実装される。あるいは、画像化命令１２２は、メモリ１１０に格納された命令として実装することができる。画像化命令１２２を含めることで、光学システム１００の機能の改善が提供され、これは、異なる状態への光学システム１００の変化をもたらす。画像化命令１２２は、プロセッサ１０８によって実装され、画像化デバイス１０２を作動するため及び画像化デバイス１０２によってキャプチャされた画像を処理するための命令を実行する。画像化命令１２２は、図３で論じる燃料フィルタ検査方法３００、図６で論じるライブ画像化方法６００、及び図８で論じるデータ出力生成方法８００などの種々の方法を実装するための命令を含む。画像化命令１２２は、当業者が本開示を見れば認識するようないずれかの適切なソフトウェア又はプログラミング言語を用いて実装することができる。
【００２２】
Ｉ／Ｏインタフェース１１２は、ポート、送信機、受信機、トランシーバ、又は当業者がこの開示を見れば認識するようなデータを送信及び／又は受信するための他のいずれかのデバイスを含むことができる。例えば、Ｉ／Ｏインタフェース１１２は、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４（例えば、プロセッサ１０８）との間でデータを通信するように構成することができる。
【００２３】
ネットワーク・インタフェース１１４は、有線及び／又は無線通信を可能にするように、並びに、ネットワーク、システム、及び／又はドメインを通してデータを通信するように構成することができる。例えば、ネットワーク・インタフェース１１４は、モデム、スイッチ、ルータ、ブリッジ、サーバ、又はクライアントを含むことができ、又はこれらと統合することができる。例えば、画像プロセッサ１０４は、画像化デバイス１０２からネットワークを介してデータを受け取るように構成することができ、このネットワークは、画像プロセッサ１０４がデータを遠隔で処理することを可能にすることができる。
【００２４】
ＧＵＩ１２４は、画像プロセッサ１０４のオペレータに現在の視覚情報を提供するように構成することができる。例えば、ＧＵＩ１２４を使用して、図４及び図５のインタフェース４００、図７のインタフェース７００、図９のインタフェース９００のような１又は２以上のインタフェースを提供することができる。ＧＵＩ１２４を実装するための例示的なデバイスは、限定されないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、アクティブマトリクスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）、プロジェクタディスプレイ、陰極線（ＣＲＴ）モニタ、又は当業者がこの開示を見れば認識するような他のいずれかの適切な型式のディスプレイを含む。
【００２５】
図２は、光学システム１００の画像化デバイス１０２の実施形態の切取縦断面図を示す。画像化デバイス１０２は、画像化デバイス１０２内に配置された燃料フィルタ試料１０６を包囲し、燃料フィルタ試料１０６に背面照明を施し、燃料フィルタ試料１０６の画像データをキャプチャするように構成される。画像化デバイス１０２は、矩形又は円筒形の筐体を有する全方向内部ステージ照明デバイスとして構成することができる。１つの実施形態において、画像化デバイス１０２は、画像化デバイス１０２の包囲された封じ込め部分２１４から半透明又は透光性ステージ２０６によって分離された単一光源２０８を有する、拡散反射型封じ込めシステムとして構成することができる。このような構成において、画像化デバイス１０２は、積分球又はウルブリヒト（Ｕｌｂｒｉｃｈｔ）球と同様の方式で動作することができる。
【００２６】
幾つかの実施形態において、画像化デバイス１０２は、筐体２１０内に少なくとも部分的に包囲されたカメラ２０２と、レンズ２０４と、半透明ステージ２０６と、光源２０８とを備えることができる。画像化デバイス１０２は、図示したように、又は当業者がこの開示を見れば認識するような他のいずれかの適切な構成で、構成することができる。
【００２７】
筐体２１０は、カメラ２０２、レンズ２０４、半透明ステージ２０６、及び光源２０８を支持し、かつ位置決めするように構成することができる。実施形態において、筐体２１０は、矩形又は円筒形の構造体とすることができる。筐体２１０を構築するための材料の例は、限定されないが、白色ポリカーボネートシートを含む。筐体２１０の側壁２１０Ａは、任意の適切な厚さを有する不透明なものとすることができる。例えば、筐体２１０の側壁２１０Ａは、１／８インチ厚とすることができる。筐体２１０の側壁２１０Ａの内面２１０Ｂは、筐体２１０内で光２５０を反射して、筐体２１０内の陰影の存在を低減するように構成された反射面とするこができ、又はそのような反射面を備えるものとすることができる。光２５０は、筐体２１０の１又は２以上の内面（例えば側壁２１０Ａ）で反射して、燃料フィルタ試料１０６に対して付加的な照明を施し、それにより燃料フィルタ試料１０６に対する陰影の影響を低減するように構成することができる。筐体２１０は、オペレータが燃料フィルタ試料１０６を筐体２１０内に配置し又は位置決めすることを可能にする、１又は２以上の取外し可能な壁又はドアを備えることができる。
【００２８】
半透明ステージ２０６は、筐体２１０を第１の包囲部分２１２と第２の包囲部分２１４とに分割する隔壁を形成するように構成される。筐体２１０の包囲部分２１４は、包囲された封じ込め又は試験部分ということができ、積分球として動作して、包囲部分２１２からの背面照光を用いて燃料フィルタ試料１０６を照明するように構成することができる。実施形態において、半透明ステージ２０６は、白色半透明構造体とすることができる。半透明ステージ２０６は、光２５０が、筐体２１０の包囲部分２１２内の光源２０８から、半透明ステージ２０６を通って、筐体２１０の包囲部分２１４へ至ることを可能にするように構成される。実施形態において、半透明ステージ２０６は、燃料フィルタ試料１０６を半透明ステージ２０６上に位置決めするための基準マークを備える。半透明ステージ２０６のための材料の例は、限定されないが、プレキシガラス又はアクリルシートを含む。半透明ステージ２０６は、筐体２１０内で燃料フィルタ試料１０６を支持するように構成される。半透明ステージ２０６は、燃料フィルタ試料１０６を支持するための任意の適切なサイズ又は厚さとすることができる。例えば、半透明ステージ２０６は、厚さ１／８インチ、面積２８インチ×２８インチとすることができる。実施形態において、半透明ステージ２０６は、オーバーサイズにすることができ、燃料フィルタ試料１０６の表面１０６Ａの面積より大きい面積の表面２０６Ａを有することができる。半透明ステージ２０６は、耐薬品性コーティングとすることができ、又は耐薬品性コーティングを備えるように被覆することができる。例えば、半透明ステージ２０６は、ガソリン又はジェット燃料に対して耐薬品性とすることができる。
【００２９】
カメラ２０２は、燃料フィルタ試料１０６の画像データをキャプチャし、処理又ビューイングのために画像プロセッサ２０４に送るように構成される。カメラ２０２は、画像データを、連続的に、所定の時間間隔で、又はオンデマンドで、キャプチャするように構成することができる。例えば、カメラ２０２は、接続１５０を介して画像プロセッサ１０４から制御信号を受け取り、接続１５０を介して画像プロセッサ１０４へ画像データを送るように構成することができる。カメラ２０２の例は、限定されないが、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ及び相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラを含む。カメラ２０２は、瞬間視野（ＩＦＯＶ）２６０にわたって適切な解像度を与えるように構成される。例えば、カメラ２０２は、解像度３３８４×２７０４画素のＣＣＤカメラとすることができ、燃料フィルタ試料１０６のＩＦＯＶ２６０平方画素当たり２２０μｍの解像度を与える。この例において、カメラ２０２は、画素ピッチ３．６９μｍで構成することができ、１２．４９ｍｍ×９．９８ｍｍの焦点面及び約１６ｍｍの対角線を与える。カメラ２０２の焦点面は、燃料フィルタ試料１０６の中心部分に合焦することができる。レンズのひずみがゼロであると仮定すると、焦点面のサイズを低減することで、カメラ２０２に対して倍率効果を与えることができる。レンズの収差がない場合、３．６９μｍ平方のカメラ画素は、燃料フィルタ試料１０６のＩＦＯＶ２６０の１７９．４８μｍに対応することができる。あるいは、カメラ２０２は、当業者がこの開示を見れば認識するような、燃料フィルタ試料１０６上又は内の粒子を検出するのに適したあらゆる適切な解像度を有するいずれかの適切なカメラとすることができる。
【００３０】
レンズ２０４は、カメラ２０２と通信可能に接続しており、カメラ２０２と連携して燃料フィルタ試料１０６上又は内の粒子を検出するように構成される。実施形態において、カメラ２０２及びレンズ２０４は、燃料フィルタ試料１０６の画像データをキャプチャするときに、カメラ２０２及びレンズ２０４の露出を最適化してコントラストを強めるように構成することができる。カメラ２０２及びレンズ２０４は、筐体２１０の包囲部分２１４内で、燃料フィルタ試料１０６及び半透明ステージ２０６の垂直方向上方に位置決めすることができる。レンズ２０４は、燃料フィルタ試料１０６上又は内の特徴及び粒子を解像するあらゆる焦点距離及び解像度で構成することができる。例えば、レンズ２０４は、焦点距離１６ｍｍ及びＦ値１．８で構成することができる。あるいは、当業者がこの開示を見れば認識するようないずれかの焦点距離及び／又は解像度を使用することができる。レンズ２０４の例は、限定しないが、Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ  Ｃｉｎｅｇｏｎ１．８／１６レンズを含む。当業者がこの開示を見れば認識するようないずれかのレンズを使用することができる。レンズ２０４は、燃料フィルタ試料１０６の上方に任意の適切な高さで位置決めすることができる。例えば、レンズのひずみがゼロであり、焦点距離ｆ及び倍率Ｍであると仮定すると、レンズ２０４と燃料フィルタ試料１０６との間の距離は、以下の式で表すことができる。
【数１】
2020060598.tif 000003
【００３１】
光源２０８は、筐体２１０の包囲部分２１２内に位置決めされ、燃料フィルタ試料１０６を背面照光するための光２５０（例えば、白色光）をもたらすように構成される。光源２０８は、比較的低い熱出力で安定な光をもたらすように構成される。低い熱を与えることで、燃料フィルタ試料１０６を検査する際の潜在的な発火又は爆発の危険を低減することができる。光源２０８の例は、制限されないが、ＬＥＤを含む。光源２０８は、１又は２以上の電球（例えば、ＬＥＤ電球）を備えることができる。例えば、光源２０８は、電球の列を備えることができる。光源２０８は、当業者がこの開示を見れば認識するようないずれかの適切な光出力を有するいずれかの構成で構成することができる。幾つかの実施形態において、光源２０８は、画像プロセッサ１０４によって制御することができる。例えば、光源２０８は、画像プロセッサ１０４から、光源２０８をオンにする、オフにする又は調節する制御信号を受け取るように構成することができる。
【００３２】
幾つかの実施形態において、画像化デバイス１０２は、ガス又は煙を換気するように構成された１又は２以上の換気構成要素（図示せず）を備えることができる。画像化デバイス１０２は、排気ファン、ベント、又は当業者がこの開示を見れば認識するような他のいずれかの適切な構成要素を備えることができる。換気を可能にすることで、燃料フィルタ試料１０６を検査する際の潜在的な発火又は爆発の危険を低減することができる。
【００３３】
図３は、光学システム１００のための燃料フィルタ検査方法３００の実施形態のフローチャートを示す。方法３００を用いて、オペレータは、燃料フィルタ試料１０６（例えば、航空機燃料フィルタ）を検査することができる。オペレータは、方法３００を使用して、燃料フィルタ試料１０６上の粒子の数に基づいて、燃料フィルタ試料１０６が検査要件に合格か否かを判定することができる。オペレータは、画像プロセッサ１０４を用いた検査のために、燃料フィルタ試料１０６を画像化デバイス１０２内に配置することができる。
【００３４】
ステップ３０２において、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間の接続が確立される。例えば、画像化デバイス１０２及び画像プロセッサ１０４は、制御信号及び／又はデータ信号を通信して、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間にセッションを確立することができる。実施形態において、ステップ３０２は、随意とすることができ、又は画像化デバイス１０２及び画像プロセッサ１０４の電源が投入されたときに自動的に行われるものとすることができる。
【００３５】
ステップ３０４において、画像化デバイス１０２は、燃料フィルタ試料１０６の画像をキャプチャする。例えば、画像プロセッサ１０４は、燃料フィルタ試料１０６の画像を画像データとしてキャプチャするよう画像化デバイス１０２に指示する制御信号を、画像化デバイス１０２に送ることができる。画像化デバイス１０２は、画像プロセッサ１０４から制御信号を受信したことに応答して、燃料フィルタ試料１０６の１又は２以上の画像をキャプチャすることができ、この画像を画像データとして画像プロセッサ１０４に送信することができる。実施形態において、オペレータは、図４及び図５に示すキャプチャ及び解析コマンドボタン４０８を用いて、接続を確立し及び／又は制御信号を送ることができる。
【００３６】
ステップ３０６において、画像プロセッサ１０４は、キャプチャ画像を画像データとして画像化デバイス１０２から受け取る。実施形態において、画像プロセッサ１０４は、例えば図４及び図５に示すキャプチャ画像ウインドウ４０２内で、キャプチャ画像をオペレータに対して表示することができる。画像プロセッサ１０４は、注目領域に基づいて、キャプチャ画像の一部分をマスキングすることができる。実施形態において、画像プロセッサ１０４は、キャプチャ画像上で光条件補正を行うことができる。例えば、オペレータは、画像プロセッサ１０４を使用して、輝度、ガンマ値、及び／又はコントラストの調整を行うことができる。
【００３７】
ステップ３０８において、画像プロセッサ１０４は、キャプチャ画像を閾値処理して二値画像を生成する。例えば、画像プロセッサ１０４は、キャプチャ画像内に存在する強度レベルの数を制限することによって、キャプチャ画像を処理することができる。当業者がこの開示を見れば認識するようなあらゆる適切な閾値処理技術を使用することができる。実施形態において、得られる処理画像は、２つの強度レベル、例えば、粒子についての第１の強度と、背景（すなわち、燃料フィルタ試料１０６の材料）についての第２の強度とを有するように生成することができる。画像プロセッサ１０４は、二値画像を、例えば図４及び図５に示す処理画像ウインドウ４０４内で、オペレータに表示することができる。実施形態において、画像プロセッサ１０４は、処理画像内の粒子の位置及びサイズを強調するために特徴を付加することができる。画像プロセッサ１０４はまた、処理画像からボーダーを除去するなどのノイズ補正プロセスを行うように構成することもできる。当業者がこの開示を見れば認識するようなあらゆる適切なノイズキャンセル技術を使用することができる。
【００３８】
ステップ３１０において、画像プロセッサ１０４は、二値画像内の検出粒子の総数を定量化することができる。例えば、二値画像内で、各粒子を第１の強度を有するオブジェクトに関連付けることができ、画像プロセッサ１０４は、二値画像内に存在する粒子の数を計数することができる。実施形態において、画像プロセッサ１０４は、二値画像内の検出粒子の総数を表示又は格納することができる。
【００３９】
ステップ３１２において、画像プロセッサ１０４は、較正マッピング１２０に基づいて検出粒子の各々のサイズを判定する。例えば、画像プロセッサ１０４は、１つの粒子を表すのに用いられる画素の数を判定することができ、較正マッピング１２０を用いて、判定された画素数をｍｍ又はμｍなどの計測単位に変換することができる。実施形態において、画像プロセッサ１０４はまた、各粒子の位置を二値画像に対して判定することもでき、判定された位置を、判定された粒子サイズと関連付けることができる。換言すれば、画像プロセッサ１０４はまた、粒子の位置又は座標を、それぞれの粒子サイズデータと共に判定し、格納することができる。
【００４０】
ステップ３１４において、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を決定する。実施形態において、粒子サイズ閾値１１６は、オペレータが提供することができる。例えば、粒子サイズ閾値１１６は、図４及び図５に示す許容差入力フィールド４１４を用いて入力することができる。別の実施形態において、粒子サイズ閾値１１６は、予め決定され、又はメモリ１１０内に格納された検査要件によって定めることができる。
【００４１】
ステップ３１６において、画像プロセッサ１０４は、各々の検出粒子のサイズを粒子サイズ閾値１１６と比較する。例えば、画像プロセッサ１０４は、各検出粒子が粒子サイズ閾値１１６より大きいか又は小さいかを判定するために、各々の検出粒子のサイズと粒子サイズ閾値１１６との比較を検出粒子の各々にわたって繰り返すことができる。
【００４２】
ステップ３１８において、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数を定量化する。実施形態において、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数を表示し又は格納することができる。例えば、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数は、図４及び図５に示す粒子数インジケータ４１６を用いて表示することができる。
【００４３】
ステップ３２０において、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数を粒子計数閾値１１８と比較する。画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数を粒子計数閾値１１８と比較して、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の量が、検査に合格するための許容できる粒子数の範囲内であるか否かを判定する。
【００４４】
ステップ３２２において、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数が粒子計数閾値１１８を超えるか否かを判定する。画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数が粒子計数閾値１１８を超えた場合、ステップ３２４へ進む。そうではなく、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数が粒子計数閾値１１８を超えない場合、画像プロセッサ１０４は、ステップ３２６へ進む。
【００４５】
ステップ３２４において、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数が粒子計数閾値１１８を超えたことに応答して、燃料フィルタ試料１０６が不合格状態にある（すなわち、燃料フィルタ試料１０６は検査に不合格であった）ことを示す。換言すれば、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数が、検査に合格する許容された粒子の最大数を超えたことを示す。画像プロセッサ１０４は、図４及び図５に示す検査結果インジケータ４１８を用いて、燃料フィルタ試料１０６が不合格状態にあることを示すことができる。燃料フィルタ試料１０６が検査に不合格であった結果を表示するインタフェースの例を図５に示す。
【００４６】
ステップ３２２に戻ると、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数が粒子計数閾値１１８を超えない場合、ステップ３２６に進む。ステップ３２６において、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数が粒子計数閾値１１８を超えなかったことに応答して、燃料フィルタ試料１０６が合格状態にあること（すなわち、燃料フィルタ試料１０６は検査に合格した）を示す。換言すれば、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた検出粒子の数が、検査に合格する許容された粒子の最大数未満であることを示す。画像プロセッサ１０４は、図４及び図５に示す検査結果インジケータ４１８を用いて、燃料フィルタ試料１０６が合格状態にあることを示すことができる。燃料フィルタ試料１０６が検査に合格した結果を表示するインタフェースの例を図４に示す。
【００４７】
随意的なステップであるステップ３２８において、オペレータは、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間の接続又はセッションを閉じる。例えば、オペレータは、図４及び図５に示す終了コマンドボタン４１２を用いて、接続又はセッションを閉じるように指示することができる。
【００４８】
図４は、検査に合格した燃料フィルタ試料１０６を表示するためのインタフェース４００の実施形態を示す。インタフェース４００は、ＧＵＩ１２４によって実装することができ、オペレータから入力を受け取り、画像データを表示し、及び／又は解析データ出力をオペレータに提供するように構成することができる。インタフェース４００は、キャプチャ画像ウインドウ４０２、処理画像ウインドウ４０４、ライブ画像表示コマンドボタン４０６、キャプチャ及び解析コマンドボタン４０８、データ表示及び保存コマンドボタン４１０、終了コマンドボタン４１２、許容差入力フィールド４１４、粒子数インジケータ４１６、及び検査結果インジケータ４１８を備える。インタフェース４００は、図示したように、又は他のいずれかの適切な構成で、構成することができる。
【００４９】
キャプチャ画像ウインドウ４０２は、画像化デバイス１０２からのキャプチャ画像に関する画像データを表示するように構成することができる。キャプチャ画像ウインドウ４０２を用いて、オペレータは、燃料フィルタ試料１０６上又は内の粒子４５０を見ることができる。実施形態において、画像プロセッサ１０４は、キャプチャ画像ウインドウ４０２内の粒子４５０の位置及びサイズを強調するために、特徴（例えば、形又は色）を付加することができる。
【００５０】
処理画像ウインドウ４０４は、画像化デバイス１０２からのキャプチャ画像に対して処理画像データを表示するように構成することができる。例えば、処理画像ウインドウ４０４は、キャプチャ画像の閾値処理によって生成された二値画像を表示することができる。実施形態において、画像プロセッサ１０４は、処理画像ウインドウ４０４内の粒子４５０の位置及びサイズを強調するために、特徴（例えば、形又は色）を付加することができる。例えば、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた粒子４５０を示す特徴を付加することができる。
【００５１】
ライブ画像表示コマンドボタン４０６は、オペレータが、画像プロセッサ１０４による画像処理のための連続画像データを提供するよう画像化デバイス１０２に指示する制御信号を、画像化デバイス１０２に送ることを可能にするように構成することができる。例えば、画像化デバイス１０２は、制御信号の受信に応答して、画像データを連続的にキャプチャして画像プロセッサ１０４に送ることができる。処理のための画像データを連続的にキャプチャするための方法の一例は、図６のライブ画像化方法６００である。幾つかの実施形態において、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間の接続又はセッションは、オペレータが、画像プロセッサ１０４による画像処理のための連続画像データを提供するよう画像化デバイス１０２に指示する制御信号を送った時に確立することができる。
【００５２】
キャプチャ及び解析コマンドボタン４０８は、オペレータが、画像プロセッサ１０４による処理のための画像データとして単一画像を提供するよう画像化デバイス１０２に指示する制御信号を、画像化デバイス１０２に送ることを可能にするように構成することができる。例えば、画像化デバイス１０２は、制御信号の受信に応答して、単一画像のための画像データをキャプチャして画像プロセッサ１０４に送ることができる。画像データを処理するための方法の一例は、図３の燃料フィルタ検査方法３００である。幾つかの実施形態において、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間の接続又はセッションは、オペレータが、画像プロセッサ１０４による処理のための画像データとして単一画像を提供するよう画像化デバイス１０２に指示する制御信号を送った時に確立することができる。
【００５３】
データ表示及び保存コマンドボタン４１０は、画像データを、若しくは粒子、キャプチャ画像、及び／又は処理画像に関連付けられたデータを保存することを指示する制御信号を、画像化デバイス１０２に送るように構成することができる。例えば、画像プロセッサ１０４は、キャプチャ画像、処理画像、粒子データ（例えば、粒子サイズ）、粒子計数、及び／又は他のいずれかのデータを、メモリ１１０内に格納することができる。データの保存及び表示のための方法の一例は、図８のデータ出力生成方法８００である。
【００５４】
終了コマンドボタン４１２は、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間の接続、セッション、又は連続画像データのストリームを停止することを指示する制御信号を、画像化デバイス１０２に送るように構成することができる。
【００５５】
許容差入力フィールド４１４は、オペレータが粒子サイズ閾値１１６を設定することを可能にする、調整可能な入力フィールドとすることができる。粒子数インジケータ４１６は、検出粒子４５０の数、又は粒子計数閾値１１８を超えた検出粒子４５０の数を表示するように構成されたインジケータとすることができる。検査結果インジケータ４１８は、粒子サイズ閾値１１６及び粒子計数閾値１１８に基づいて、燃料フィルタ試料１０６が検査に合格又は不合格のどちらであるかを表示するように構成されたインジケータとすることができる。例えば、検査結果インジケータ４１８は、燃料フィルタ試料１０６が検査に合格の場合は第１の色（例えば緑）を示し、燃料フィルタ試料１０６が検査に不合格の場合は第２の色（例えば赤）を示すことができる。あるいは、検査結果インジケータ４１８は、他のいずれかの色又はインジケータ、例えば文字数字テキストなどを用いて、燃料フィルタ試料１０６が検査に合格又は不合格のどちらであるかを示すことができる。
【００５６】
図４において、粒子数インジケータ４１６は、燃料フィルタ試料１０６からのキャプチャ画像データ内に、粒子サイズ閾値１１６を超えるサイズの粒子４５０が４個あることを示す。この例において、検査結果インジケータ４１８は、粒子サイズ閾値１１６を超えるサイズの粒子４５０の数が粒子計数閾値１１８未満であること、及び燃料フィルタ試料１０６は検査に合格であることを示す。
【００５７】
図５は、検査に不合格の燃料フィルタ試料１０６を表示するためのインタフェース４００の実施形態を示す。図５において、粒子数インジケータ４１６は、燃料フィルタ試料１０６からのキャプチャ画像データ内に、粒子サイズ閾値１１６を超えるサイズの粒子４５０が１４個あることを示す。この例において、検査結果インジケータ４１８は、粒子サイズ閾値１１６を超えるサイズの粒子４５０の数が粒子計数閾値１１８未満であること、及び燃料フィルタ試料１０６は検査に不合格であることを示す。
【００５８】
図６は、光学システム１００のためのライブ画像化方法６００の実施形態のフローチャートを示す。方法６００は、オペレータが、画像又は画像データの連続ストリームを用いて燃料フィルタ試料１０６を検査するために使用することができる。オペレータは、画像プロセッサ１０４を用いた検査のために、燃料フィルタ試料１０６を画像化デバイス１０２内に配置する。
【００５９】
ステップ６０２において、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間に接続が確立される。例えば、画像化デバイス１０２及び画像プロセッサ１０４は、制御信号及び／又はデータ信号を通信して、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間にセッションを確立することができる。幾つかの実施形態において、ステップ６０２は、随意とすることができ、又は画像化デバイス１０２及び画像プロセッサ１０４の電源が投入されたときに自動的に行われるものとすることができる。
【００６０】
ステップ６０４において、画像プロセッサ１０４は、画像化デバイス１０２から画像データを受け取る。実施形態において、画像プロセッサ１０４は、燃料フィルタ試料１０６の画像を画像データとしてキャプチャするよう画像化デバイス１０２に指示する制御信号を送ることができる。例えば、オペレータは、図４及び図５に示すライブ画像表示コマンドボタン４０６を用いて、接続を確立すること、及び／又は、画像化デバイス１０２が燃料フィルタ試料１０６の画像をキャプチャすることを指示する制御信号を、画像化デバイス１０２に送ることができる。画像化デバイス１０２は、画像プロセッサ１０４から制御信号を受け取ったことに応答して、燃料フィルタ試料１０６の画像をキャプチャすることができ、画像を画像データとして画像プロセッサ１０４に送ることができる。実施形態において、画像化デバイス１０２は、画像データを連続的にキャプチャし、画像データを送るように構成することができる。
【００６１】
ステップ６０６において、画像プロセッサ１０４は、画像化デバイス１０２からの画像データを表示する。実施形態において、画像プロセッサ１０４は、キャプチャ画像を、例えば図４及び図５に示すキャプチャ画像ウインドウ４０２又は図７に示すキャプチャ画像ウインドウ７０２内で、オペレータに対して表示することができる。
【００６２】
ステップ６０８において、画像プロセッサ１０４は、接続閉要求を受けたか否か判定する。例えば、画像プロセッサ１０４は、オペレータが図４及び図５の終了コマンドボタン４１２又は図７の終了コマンドボタン７０４を用いて接続を閉じるよう要求したか否かを判定することができる。画像プロセッサ１０４は、接続閉要求を受け取った場合、ステップ６１０に進む。そうではなく、接続閉要求を受け取っていない場合、画像プロセッサ１０４は、ステップ６０４に戻って画像データを受け取り続ける。
【００６３】
随意的なステップであるステップ６１０において、オペレータは、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間の接続を閉じる。例えば、オペレータは、図４及び図５に示す終了コマンドボタン４１２又は図７に示す終了コマンドボタン７０４を用いて、接続又はセッションを閉じるように指示することができる。
【００６４】
図７は、ライブ画像化方法６００を使用する光学システム１００のための、画像データを表示するためのインタフェース７００の実施形態を示す。インタフェース７００は、ＧＵＩ１２４を用いて実装することができ、オペレータから入力を受け取り、画像データを表示し、及び／又は解析データ出力をオペレータに提供するように構成することができる。インタフェース７００は、キャプチャ画像ウインドウ７０２及び終了コマンドボタン７０４を備える。インタフェース７００は、図示したように、又は他のいずれかの適切な構成で、構成することができる。
【００６５】
キャプチャ画像ウインドウ７０２は、画像化デバイス１０２からの画像データ、又はキャプチャ画像の画像データを表示するように構成することができる。キャプチャ画像ウインドウ７０２を用いて、オペレータは、燃料フィルタ試料１０６上又は内の粒子４５０を見ることができる。画像プロセッサ１０４は、キャプチャ画像ウインドウ７０２内の粒子４５０の位置及びサイズを強調するために特徴を付加することができる。終了コマンドボタン７０４は、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間の接続、セッション、又は連続画像データのストリームを停止することを指示する又は要求する制御信号を、画像化デバイス１０２に送るように構成することができる。
【００６６】
図８は、光学システム１００のためのデータ出力生成方法８００の実施形態のフローチャートを示す。方法８００は、オペレータが、燃料フィルタ試料１０６からデータ出力を生成するために使用することができる。例えば、オペレータは、画像プロセッサ１０４を用いて、データ出力ファイルを生成し、又は燃料フィルタ試料１０６に関連付けられたデータを表示することができる。
【００６７】
ステップ８０２において、画像プロセッサ１０４は、燃料フィルタ試料１０６上の粒子のサイズを示すデータを得る。粒子のサイズは、較正マッピング１２０に基づいて判定される計測単位とすることができる。画像プロセッサ１０４は、データを、オペレータ、メモリ１１０から、又は図３の燃料フィルタ検査方法３００のような燃料フィルタ検査方法から得ることができる。
【００６８】
ステップ８０４において、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を決定する。実施形態において、粒子サイズ閾値１１６は、オペレータが、例えば図４及び図５に示す許容差入力フィールド４１４を用いて提供することができる。別の実施形態において、粒子サイズ閾値１１６は、予め決定され、又はメモリ１１０内に格納された検査要件によって定めることができる。
【００６９】
ステップ８０６において、画像プロセッサ１０４は、各々の検出粒子のサイズを粒子サイズ閾値１１６と比較する。例えば、画像プロセッサ１０４は、各々の粒子の各々のサイズと粒子サイズ閾値１１６との比較を各々の粒子にわたって繰り返し、粒子が粒子サイズ閾値１１６より大きいか又は小さいかを判定することができる。
【００７０】
ステップ８０８において、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えない粒子に関連付けられた情報を、例えばＧＵＩ１２４を用いて表示する。画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えない粒子の数、粒子サイズ、粒子位置、及び／又は、粒子サイズ閾値１１６を超えない粒子に関連付けられた他のいずれかの情報を表示することができる。別の実施形態において、画像プロセッサ１０４は、粒子サイズ閾値１１６を超えた粒子に関連付けられた情報を表示することができる。粒子サイズ閾値１１６を超えた粒子に関連付けられた情報は、粒子サイズ閾値１１６を超えない粒子に関連付けられた情報に加えて、又はその代わりに表示されるものとすることができる。
【００７１】
ステップ８１０において、画像プロセッサ１０４は、出力ファイル要求を受けたか否かを判定する。例えば、オペレータは、出力ファイル要求を作成することによって、データを格納及び／又は表示することを要求することができる。オペレータは、図９に示すファイル出力コマンドボタン９０８を用いて、出力ファイル要求を作成するよう、又はファイル出力を生成するよう指示することができる。画像プロセッサ１０４は、出力ファイル要求を受け取った場合、ステップ８１２に進む。そうでなく、出力ファイル要求を受け取っていない場合、画像プロセッサ１０４は、方法８００を停止することができる。
【００７２】
ステップ８１２において、画像プロセッサ１０４は、出力ファイル要求を受け取ったことに応答して、出力ファイルを生成する。出力ファイルは、粒子サイズ、又は粒子サイズ閾値１１６を超えた若しくは超えない粒子の数などの粒子に関連付けられたデータを含むことができる。出力ファイルは、限定されないが、日付、時間、オペレータ識別子、及び車両型式を含むその他の情報を含むことができる。出力ファイルは、当業者がこの開示を見れば認識するようなあらゆる適切な形式で生成及び／又は保存することができる。出力ファイルのための出力形式の例は、限定されないが、カンマ区切り値（ｃｓｖ）ファイルを含む。
【００７３】
図９は、データ出力生成方法８００を使用する光学システム１００のためのインタフェース９００の実施形態を示す。インタフェース９００は、ＧＵＩ１２４によって実装することができ、オペレータから入力を受け取り、画像データを表示し、及び／又は解析データ出力をオペレータに提供するように構成することができる。幾つかの実施形態において、インタフェース９００は、粒子サイズ表示チャート９０２、車両型式入力フィールド９０４、ファイルパス入力フィールド９０６、ファイル出力コマンドボタン９０８、及び終了コマンドボタン９１０を備える。インタフェース９００は、図示したように、又は他のいずれかの適切な構成で、構成することができる。
【００７４】
粒子表示チャート９０２は、燃料フィルタ試料１０６上又は内の粒子に関連付けられた情報、例えば、粒子サイズ閾値１１６を超えた粒子に関する情報及び／又は粒子サイズ閾値１１６を超えない粒子に関連付けられた情報を表示するように構成することができる。
【００７５】
車両型式入力フィールド９０４は、燃料フィルタ試料１０６に関連付けられた車両（例えば航空機）を識別する情報を受け取るように構成することができる。例えば、車両型式入力フィールド９０４を用いて、燃料フィルタ試料１０６に関連付けられた車両を追跡するためのデータを入力することができる。ファイルパス入力フィールド９０６は、粒子、例えば粒子サイズ閾値１１６を超えた粒子に関連付けられた情報、及び／又は粒子サイズ閾値１１６を超えない粒子に関連付けられた情報をメモリ１１０内に格納するためのファイルパスを受け取るように構成することができる。
【００７６】
ファイル出力コマンドボタン９０８は、オペレータが、粒子データ、車両型式入力フィールド９０４データ、及び／又は他のいずれかのデータをファイルパス入力フィールド９０６によって指定された場所に保存することを指示又は要求することを可能にする。終了コマンドボタン９１０は、画像化デバイス１０２と画像プロセッサ１０４との間の接続、セッション、又はプロセスを停止することを指示又は要求する制御信号を、画像化デバイス１０２に送るように構成することができる。
【００７７】
本開示において幾つかの実施形態を提供したが、開示されたシステム及び方法は、本開示の思想又は範囲から逸脱することなく、他の多くの特定の形態で具体化することができることを理解されたい。本例は、限定ではなく例証とみなすべきであり、本発明は、本明細書で提供した詳細に限定されない。例えば、種々の要素又は構成要素を組み合わせること、又は別のシステムに統合することができ、又は特定の特徴を省略すること、若しくは実装しないことができる。
【００７８】
別の例として、特定の実施形態を航空機燃料フィルタに関連して開示したが、本明細書で説明した実施形態は、あらゆる適切なフィルタの検査に用いることができる。
【００７９】
加えて、種々の実施形態において別個の又は分離したものとして説明され、図示された技術、システム、サブシステム、及び方法を、本開示の範囲から逸脱することなく組み合わせること、又は他のシステム、モジュール、技術、若しくは方法に統合することができる。互いに結合し、又は直接的に結合し若しくは通信するものとして示され論じられたその他のものは、電気的、機械的、又はそれ以外の方式のいずれであれ、何らかのインタフェース、デバイス、又は中間構成要素を通じて間接的に結合し又は通信することができる。変化、置換及び変更のその他の例は、当業者によって確認可能であり、本明細書で開示される思想及び範囲から逸脱することなく、行うことができる。
【００８０】
特許庁、並びに、本出願に基づいて発行されるあらゆる特許のあらゆる読者を、本明細書に添付した特許請求の範囲の解釈において助けるために、出願人は、その出願日に存在する添付の特許請求のいずれの請求項も、「ための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」又は「ためのステップ（ｓｔｅｐ  ｆｏｒ）」という文言が特定の請求項において明示的に用いられていない限り、米国特許法１１２条（ｆ）を発動する意図がないことに言及する。
【符号の説明】
【００８１】
１００：光学システム
１０２：画像化デバイス
１０４：画像プロセッサ
１０６：燃料フィルタ試料
１２４：グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）
１５０：接続
２０６：半透明ステージ
２１０：筐体
２１０Ａ：側壁
２１０Ｂ：内面
２１２：第１の包囲部分
２１４：第２の包囲部分
２５０：光
２６０：瞬間視野（ＩＦＯＶ）
３００：燃料フィルタ検査方法
４００、７００、９００：インタフェース
４０２、７０２：キャプチャ画像ウインドウ
４０４：処理画像ウインドウ
４０６：ライブ画像表示コマンドボタン
４０８：キャプチャ及び解析コマンドボタン
４１０：データ表示及び保存コマンドボタン
４１２、７０４、９１０：終了コマンドボタン
４１４：許容差入力フィールド
４１６：粒子数インジケータ
４１８：検査結果インジケータ
４５０：粒子
６００：ライブ画像化方法
８００：データ出力生成方法
９０２：粒子サイズ表示チャート
９０４：車両型式入力フィールド
９０６：ファイルパス入力フィールド
９０８：ファイル出力コマンドボタン
【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年1月15日(2020.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料フィルタ画像化システムであって、
第１の端部と第２の端部を含み、燃料フィルタを包囲するように構成された筐体と、
前記筐体内に配置され、前記筐体を前記筐体の前記第１の端部に隣接する第１の包囲部分と前記筐体の前記第２の端部に隣接する第２の包囲部分とに分割するように構成され、前記燃料フィルタを支持するように構成されたステージと、
前記筐体の前記第１の端部に配置され、前記ステージ上の前記燃料フィルタの画像をキャプチャするように構成されたカメラと、
前記筐体の前記第２の端部に配置され、前記ステージに対して背面照光を提供するように構成された光源と、を備えた燃料フィルタ画像化システム。
【請求項２】
前記カメラの少なくとも一部が前記筐体の前記第１の包囲部分内に配置され、
前記カメラの少なくとも一部が前記筐体の前記第２の包囲部分内に配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ステージは、光を前記筐体の前記第２の端部から前記筐体の前記第１の端部へ通すことを可能にするように構成された半透明材料で形成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ステージは、耐薬品性のコーティングを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記筐体は、前記筐体内で光を反射するように構成された１又は２以上の反射性内面を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記筐体内から煙を換気するように構成された１又は２以上の換気構成要素を更に備えた、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記筐体は、前記筐体の内部へのアクセスを提供するように構成された取外し可能なカバーを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
画像処理デバイスを更に備え、この画像処理デバイスは、
グラフィカル・ユーザ・インタフェースと、
前記カメラから前記燃料フィルタの画像を受け取り、前記燃料フィルタの状態を判定し、前記グラフィカル・ユーザ・インタフェース上に前記燃料フィルタの状態を表示するように構成されたプロセッサと、を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記燃料フィルタの状態の判定は、前記燃料フィルタ上の粒子に基づいてなされる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
燃料フィルタの検査方法であって、
画像化デバイス内に燃料フィルタを配置するステップを備え、
前記画像化デバイスは、
第１の端部と第２の端部を備える筐体と、
前記筐体内に配置され、前記筐体を前記筐体の前記第１の端部に隣接する第１の包囲部分と前記筐体の前記第２の端部に隣接する第２の包囲部分とに分割するように構成され、前記燃料フィルタを支持するように構成されたステージと、
前記筐体の前記第１の端部に配置され、前記ステージ上の前記燃料フィルタの画像をキャプチャするように構成されたカメラと、
前記筐体の前記第２の端部に配置され、前記ステージに対して背面照光を提供するように構成された光源と、を備え、
前記方法は、
前記画像化デバイスと画像処理デバイスとの間の接続を確立するステップと、
前記燃料フィルタの画像をキャプチャするように、前記画像処理デバイスが制御信号を前記画像化デバイスの前記カメラに送信するステップと、
前記カメラが前記燃料フィルタのキャプチャされた画像を前記画像処理デバイスへ送信するステップと、を更に備えている、燃料フィルタの検査方法。
【請求項１２】
前記カメラの少なくとも一部が前記筐体の前記第１の包囲部分内に配置され、
前記カメラの少なくとも一部が前記筐体の前記第２の包囲部分内に配置されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステージは、光を前記筐体の前記第２の端部から前記筐体の前記第１の端部へ通すことを可能にするように構成された半透明材料で形成されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステージは、耐薬品性のコーティングを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記筐体は、前記筐体内で光を反射するように構成された１又は２以上の反射性内面を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記筐体内から煙を換気するステップを更に備えた、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記筐体は、前記筐体の内部へのアクセスを提供するように構成された取外し可能なカバーを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記画像処理デバイスが前記燃料フィルタの前記キャプチャされた画像を受け取るステップと、
前記画像処理デバイスが前記燃料フィルタの状態を判定するステップと、
前記画像処理デバイスがグラフィカル・ユーザ・インタフェース上に前記燃料フィルタの状態を表示するステップと、を更に備えている請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記燃料フィルタの状態を判定するステップは、前記燃料フィルタ上の粒子に基づいてなされる、請求項１９に記載の方法。
【外国語明細書】
2020060598000001.pdf