(57)【要約】【課題】溝内の異物検査において取込み画像の認識精度を向上する画像処理方法を提供する。【解決手段】溝ごとの画像の輝度を計測する計測段階（Ｓ２０１）と、所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度を平均した輝度を利用し、所定の溝の画像の輝度を補正するゲインを算出するゲイン算出段階（Ｓ２０２）と、このゲインを利用し、所定の溝の画像の輝度を溝ごとに補正するゲイン補正段階（Ｓ２０３）と、を含む。一定の間隔で配置される直線状の溝において、所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度は、所定の溝の画像の輝度と線形の関係を有している。このため、検査環境の影響を受けていない所定の溝の画像の輝度を推定することができる。【選択図】図７
2010066126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の溝を一定の間隔で３本以上有する被検査体の前記溝内を通過する光を光電変換して取込んだ画像データにより前記溝内の異物の有無を計測する画像処理方法であって、
前記溝ごとの画像の輝度を計測する計測段階と、
所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度を平均した輝度を利用し、前記所定の溝の画像の輝度を補正するゲインを算出するゲイン算出段階と、
前記ゲインを利用し、前記所定の溝の画像ごとに輝度を補正するゲイン補正段階と、
を含むことを特徴とするコンピュータによる画像処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のコンピュータによる画像処理方法において、
前記溝ごとの画像の輝度を補正し、前記溝ごとの画像の輝度の平均値を所定値に合わせる平均値調整段階をさらに含むことを特徴とするコンピュータによる画像処理方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のコンピュータによる画像処理方法において、
前記被検査体は、直線状に形成された深溝および浅溝を一定の間隔で交互に有し、
前記計測段階では、前記深溝および前記浅溝の画像の輝度を計測し、
前記ゲイン算出段階では、前記深溝の両側に位置する前記浅溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して前記深溝の画像の輝度を補正するゲインを算出し、
前記輝度補正段階では、前記ゲインを利用し、前記深溝の画像ごとに輝度を補正することを特徴とするコンピュータによる画像処理方法。
【請求項４】
直線状に形成された前記深溝と前記浅溝とを一定の間隔で放射状に有する前記被検査体の溝内に光を照射する光源と、
前記深溝および前記浅溝の中心に挿入され、前記浅溝および前記深溝を通過した光を屈折する円錐型光学系と、
前記円錐型光学系から入射した光を光電変換する画像入力手段と、
請求項３に記載の画像処理方法を用いて、前記画像入力手段から伝送された画像データにより前記深溝内の異物の有無を計測する画像処理手段と、
を備えることを特徴とする異物検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の異物検査装置において、
前記画像入力手段側から前記被検査体側に向けて内径の広がるテーパ面を有する案内手段のテーパ面と前記被検査体の外縁とを当接し、前記円錐型光学系の中心軸と前記浅溝および前記深溝の中心軸とを同軸に調節する位置調節機構をさらに備えることを特徴とする異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理方法およびこれを用いた異物検査装置に関し、詳しくは、被検査体の溝内の異物の有無を検査する画像処理方法およびこれを用いた異物検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料ポンプのコンミテータの各セグメントを分割する深溝内の異物を検出する異物検査では、コンミテータの軸方向上側から深溝内の画像を取込み、深溝内の深部の異物の有無を検出することが困難であった。一方、被検査体の外観をプリズムを用いて様々な角度から検査する技術が公知である。しかし、この技術をコンミテータの深溝内の異物検査に適用し、円錐型プリズムによってコンミテータの深溝内を検査すると、円錐型プリズムの中心軸とコンミテータの中心軸の軸ずれ、円錐型プリズムの傾き、および円錐型プリズムの組成による光の減衰等によって、取込んだ画像データに濃淡のばらつきが生じ、異物を検出することが困難となる問題が生じていた。深溝内の異物が検出されないと、隣り合うセグメントが異物によって導電する虞があった。
ところで、特許文献１では、映像信号の輝度階調を、輝度階調分布パターン毎に予め設定されている補正データに基づいて補正している。
しかし、コンミテータの深溝内の異物検査では、取込んだ画像データにおける計測部位の輝度変化に規則性がないので、このような補正方法を適用して取込み画像の認識精度を向上することは困難であった。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３１１３９１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、溝内の異物検査において取込み画像の認識精度を向上する画像処理方法およびこれを用いた異物検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明によると、被検査体の溝内の異物の有無を計測する画像処理方法は、溝ごとの画像の輝度を計測する計測段階と、所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度を平均した輝度を利用し、所定の溝の画像の輝度を補正するゲインを算出するゲイン算出段階と、このゲインを利用し、所定の溝の画像ごとに輝度を補正するゲイン補正段階と、を含む。一定の間隔で配置される直線状の溝において、所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度は、所定の溝の画像の輝度と線形の関係を有している。このため、所定の溝の画像の輝度を補正するゲインを、所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出することで、照明のばらつき等、検査環境の影響を受けていない各溝の輝度を推定することができる。これにより、取込み画像の認識精度を向上することができる。この結果、精密な異物検査をすることができる。なお、請求項１の被検査体は、例えば、直方体形状、放射状形状等、様々な形状の被検査体であっても良い。
【０００６】
請求項２に係る発明によると、画像処理方法は、前記溝ごとの画像の輝度を補正し、溝ごとの画像の輝度の平均値を所定値に合わせる平均値調整段階をさらに含む。このため、ゲイン補正段階では、溝ごとの画像の輝度が所定値を基準として相対的に補正される。これにより、２値化処理における閾値の余裕度が大きくなる。この結果、取込み画像の認識精度を向上し、精密な異物検査をすることができる。
【０００７】
請求項３に係る発明によると、計測段階は、被検査体が一定の間隔で交互に有する深溝および浅溝の画像の輝度を計測する。ゲイン算出段階は、深溝の両隣に位置する浅溝の画像の輝度を平均した輝度を利用し、深溝の画像の輝度を補正するゲインを算出する。輝度補正段階は、このゲインを利用し、深溝の画像ごとに輝度を補正する。深溝の両隣に位置する浅溝の画像の輝度は、この深溝の画像の輝度と線形の関係を有し、深溝の画像の輝度と浅溝の画像の輝度とは一定の関係を有する。また、浅溝の異物は除去され易く、異物を有する可能性が低い。このため、深溝ごとの画像の輝度を補正するゲインを、深溝の両隣の浅溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出することで、照明のばらつきまたは異物の影響等を受けていない深溝の輝度を推定することができる。これにより、深溝内の取込み画像の認識精度を向上し、精密な異物検査を行うことができる。
【０００８】
請求項４に係る発明によると、円錐型光学系は、浅溝および深溝を通過した光を屈折させ、画像入力手段に入射する。このため、溝の上方からの撮像では測定困難な深溝の深部における異物検査が可能となる。ところで、放射状に形成された深溝および浅溝の中心に円錐型光学系を挿入して異物検査を行うことで、深溝の画像の輝度は、円錐型光学系の中心軸と深溝および浅溝の中心軸との軸ずれ等による影響を受ける。しかし、一定の間隔で放射状に配置される深溝および浅溝において、深溝の両隣に位置する浅溝の画像の輝度は、深溝の画像の輝度と線形の関係を有している。そこで、深溝ごとに画像の輝度を補正するゲインを、両隣の浅溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出することで、円錐型光学系を使用することで生じる光の減衰の影響を受けていない深溝の輝度を推定することができる。これにより、深溝内の取込み画像の認識精度を向上し、精密な異物検査を行うことができる。
【０００９】
請求項５に係る発明によると、位置調節機構は、画像入力手段側から被検査体側に向けて内径の広がるテーパ面を有する案内手段のテーパ面と被検査体の外縁とを当接し、円錐型光学系の中心軸と浅溝および深溝の中心軸とを同軸に調節する。これにより、円錐型光学系を通過する光の減衰が抑制され、取込み画像の認識精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の異物検査装置を図１に示す。本実施形態の異物検査装置２０は、燃料ポンプに用いられるコンミテータの各セグメントを分割する深溝内の異物を検出する装置である。
まず、被検査体となるコンミテータおよびこのコンミテータの用いられる燃料ポンプについて、図９〜図１２に基づき説明する。燃料ポンプ５０は、例えば車両等の燃料タンク内に装着されるインタンク式のウエスコポンプである。燃料ポンプ５０は、図９に示すように、ポンプ部５１と、ポンプ部５１を回転駆動するモータ部５２と、吐出側カバー５３とを備えている。
ポンプ部５１は、インペラ５４およびこのインペラ５４を収容するポンプカバー５５およびポンプケーシング５６を有する。ポンプカバー５５に形成された吸入口５７から吸入された燃料は、インペラ５４の回転によりポンプ流路５８で加圧され、モータ部５２の永久磁石６０と電機子６１との間を通り、吐出口７２から吐出される。
モータ部５２は、直流モータを構成しており、永久磁石６０、電機子６１、および電機子６１の反ポンプ部側でコンミテータ８０を有している。ハウジング６２の内周壁に取り付けられた永久磁石６０は、回転方向に極の異なる磁極を形成している。
【００１１】
電機子６１は、中央コア６３に圧入された回転軸部材としてのシャフト６４を備えている。磁極コイル部６５は、中央コア６３の外周に回転方向に６個設けられ、中央コア６３と結合している。各磁極コイル部６５は、コイルコア６６、ボビン６７、およびボビン６７に巻線を集中巻きして形成されているコイル６８を有している。６個の磁極コイル部６５は同一構成である。
【００１２】
各コイル６８のコンミテータ８０側の始端および終端は、端子６９と電気的に接続している。端子６９はコンミテータ８０の結線端子８５に嵌合し、電気的に接続している。一方、コイル６８のポンプ部側の端部は、端子７０と電気的に接続している。回転方向に連続して隣接する３個の端子７０は、端子７１によって電気的に接続している。
【００１３】
吐出側カバー５３は、モータ部５２のコンミテータ８０側を覆い、略中央部に吐出口７２を形成している。吐出側カバー５３のコンミテータ８０側には、ブラシ７３が設けられている。ブラシ７３は、スプリング７４によって付勢され、コンミテータ８０と接触している。吐出側カバー５３の中央部からずれた外周側に受電コネクタ７５が形成されている。受電コネクタ７５内に設けられている端子７６は、ブラシ７３と電気的に接続している。端子７６からブラシ７３を経由してコンミテータ８０に駆動電流が供給される。
【００１４】
コンミテータ８０は、図１０および図１１に示すように、径方向へ直線状に延びる６個の深溝８１で分割された６個のセグメント８２を有している。セグメント８２は、例えばカーボンから形成されている。各セグメント８２は、回転方向の中間に廃油溝としての浅溝８３を有している。深溝８１および浅溝８３は放射状に等間隔で形成されている。
セグメント８２の電機子側は、中間端子８４と当接し、電気的に接続している。中間端子８４は、例えば黄銅から形成されている。中間端子８４は、結線端子８５と突部８７で結合し、電気的に接続している。結線端子８５は、軸方向から見て円弧状に形成され、径方向に対向する中間端子８４を電気的に接続している。これにより、径方向に対向して設けられるセグメント８２は、それぞれ同電位となっている。
受電コネクタ７５の端子７６からブラシ７３を経由してセグメント８２に駆動電流が供給されると、セグメント８２から中間端子８４、結線端子８５、端子６９を経由してコイル６８に駆動電流が供給され、電機子６１が回転する。電機子６１の回転により、各セグメント８２はブラシ７３と順次接触する。
【００１５】
コンミテータ８０の製造工程は、まず、６個に分割する前のセグメントの母材と、中間端子の母材と、結線端子８５とを組み付け、絶縁樹脂８６でインサート成形する。次に、セグメントの母材および中間端子の母材を、図示しない円盤型のカッターで切断することで深溝８１を形成する。深溝８１が形成されることで、セグメント８２および中間端子８４は６分割され、電気的に絶縁する。円盤型のカッターの厚さは、例えば０．３５ｍｍ±０．０１ｍｍである。図１２に示すように、深溝８１は、幅ａを例えば０．３５ｍｍ±０．０５ｍｍ、深さｂを例えば４ｍｍに形成される。深溝８１の深部に中間端子８４の切断された断面８４１が露出している。中間端子８１の切断による切り屑等が深溝内の異物となる。
さらに、各セグメント８２の回転方向の中間を円盤型のカッターで切断することで、廃油溝となる浅溝８３を形成する。浅溝８３は、幅を例えば０．３５ｍｍ±０．０５ｍｍ、深さを例えば２．５ｍｍに形成される。
【００１６】
次に、異物検査装置２０の構成について説明する。異物検査装置２０は、図１に示すように、画像処理手段２１、画像入力手段２２、円錐型光学系２６、光源２９、位置調節機構等から構成されている。
画像処理手段２１は、ＣＰＵおよびＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを有するコンピュータ並びにその周辺機器で構成されており、画像入力手段２２と接続している。画像処理手段２１は、ＲＯＭ等に記憶された異物検査用プログラムをＣＰＵにロードすることで画像入力手段２２を制御するとともに、画像入力手段２２から伝送された画像データを画像処理し、被検査体としてのコンミテータ８０の深溝内の異物の有無を計測する。
【００１７】
画像入力手段２２は、画像を撮像するためのレンズおよびＣＣＤ等のイメージセンサを有して構成されるカメラであり、支柱２３の取付腕２４に取り付けられている。画像入力手段２２は、円錐型光学系から入射した光を光電変換し、画像処理手段２１へ伝送する。
円錐型光学系２６は、円柱型の基部２６１と、円錐型の先端部２６２とが一体で形成されたプリズムにより構成されている。円錐型光学系２６は、支柱２３の中間に設けられた支持腕２５に取り付けられている。円錐型光学系２６の軸方向の中間位置には、傾斜ガイド２７が設けられ、円錐型光学系２６の軸の傾きを調整している。
【００１８】
光源２９は、被検査体の溝に向けて光を照射する円環状の照明であり、コンミテータ８０の径外方向からコンミテータ８０の全周を囲うように設けられる。
位置調節機構は、ガイド３１、昇降台３４およびパレット３２を備える。
案内手段としてのガイド３１は、被検査体としてのコンミテータ８０側に向けて内径の広がる円錐状のテーパ面３６を有し、支持腕２５に固定されている。マスキング２８は、ガイド３１のテーパ面３６の内周側に設けられ、天地方向に移動可能である。
昇降台３４は、上部にパレット３２を備え、コンベア３５の上に設置されている。パレット３２の上にはコンミテータ８０が載せられている。昇降台３４は内部にシリンダ３３を備え、パレットを天地方向に移動可能である。ガイド３１、昇降台３４およびパレット３２は特許請求の範囲の位置調節機構を構成している。
【００１９】
次に、異物検査装置２０の作動について説明する。
コンミテータ８０をパレット３２に載せた昇降台３４がコンベア３５によって、円錐型光学系２６の直下に移動してくると、図示しないストッパによって昇降台３４の移動が停止する。次に、昇降台３４の内部のシリンダ３３が天方向に伸びてコンミテータ８０を載せたパレット３２が円錐型光学系２６側へ移動する。このとき、コンミテータ８０の中心軸ｔと円錐型光学系２６の中心軸ｓとは、図２（Ａ）に示すように、僅かにずれているものとする。このままシリンダ３３が天方向に伸びることで、コンミテータ８０の外縁８９とガイド３１のテーパ面３６とが当接する。さらに、シリンダ３３が天方向に僅かに伸び、図２（Ｂ）に示すように、コンミテータ８０はテーパ面３６に案内され、コンミテータ８０の中心軸ｔと円錐型光学系２６の中心軸ｓとが略同軸となるよう調整される。このとき、コンミテータ８０の中心軸ｔと円錐型光学系２６の中心軸ｓとは、コンミテータ８０の外縁８９と深溝８１および浅溝８３の公差により僅かにずれている場合がある。
次に、マスキング２８がコンミテータ８０側へ移動し、コンミテータ８０のセグメント８２および絶縁樹脂８６の軸方向上面に当接する。これにより、コンミテータ８０の深溝８１および浅溝８３では、軸方向からの光の侵入が遮断される。
【００２０】
光源２９から照射された光は、コンミテータ８０の径外方向から深溝８１および浅溝８３を通り、円錐型光学系２６へ入射する。図３に示すように、深溝８１を通る光のうち、コンミテータ８０の軸方向表面側を通る光４０は、円錐型光学系２６の先端部２６２の円錐面で屈折し、基部２６１の径外側を通って画像入力手段２２に入射する。深溝８１を通る光のうち、コンミテータ８０の軸方向深部側を通る光４１は、先端部２６２の円錐面で屈折し、基部２６１の径内側を通って画像入力手段２２に入射する。
【００２１】
円錐型光学系２６の中心軸ｓとコンミテータ８０の深溝８１および浅溝８３の中心軸ｔが同一のとき、深溝８１の表面側を通る光４０が、円錐型光学系２６の先端部２６２へ入射する光路を図４に示す。円錐型光学系２６を軸方向画像入力手段側から見たとき、深溝８１内を直接透過した透過光４３と深溝８１を形成する側壁８８に反射した反射光４４とは、共に円錐型光学系２６の中心軸ｓを通り、深溝８１と反対側の円錐面で屈折して画像入力手段２２に入射する。このとき、透過光４３は明るく、反射光４４は透過光４３と比較して暗い画像となる。このため、コンミテータ８０と円錐型光学系２６との中心軸の軸ずれが生じる場合、軸ずれの方向および距離と深溝８１との位置関係によって、透過光４３による画像の範囲が減少し、反射光４４による画像の範囲が拡大する。
【００２２】
画像入力手段２２は、円錐型光学系２６から入射した光を光電変換し、画像処理手段２１へ伝送する。画像処理手段２１へ入力された画像データを図５に示す。図５では、説明を間単にするため透過光のみを示し、反射光は示していない。図５において、各三角形の内側は明るくなっており、円全体は暗くなっているものとする。三角形のＢ画像２、Ｄ画像４、Ｆ画像６、Ｈ画像８、Ｊ画像１０およびＬ画像１２は、それぞれ各深溝８１の画像を示し、三角形のＡ画像１、Ｃ画像３、Ｅ画像５、Ｇ画像７、Ｉ画像９およびＫ画像１１は、それぞれ各浅溝８３の画像を示している。各三角形の画像において円の中心側の頂点は、深溝８１または浅溝８３の深部側を示し、円の径外方向に位置する各三角形の画像の底辺は、深溝８１または浅溝８３の表面側を示している。浅溝８３のＡ画像１およびＧ画像７を示す三角形の面積が他の浅溝８３の画像３、５、９、１１を示す三角形の面積より小さくなっている。これは、浅溝８３のＡ画像１およびＧ画像７が他の浅溝８３の画像３、５、９、１１の画像より暗いことを示している。また、深溝８１のＢ画像２およびＨ画像８を示す三角形の面積が他の深溝８１の画像４、６、１０、１２を示す三角形の面積より小さくなっている。これは、深溝８１のＢ画像２およびＨ画像８が他の深溝８１の画像４、６、１０、１２より暗いことを示している。
【００２３】
画像処理手段２１は、深溝８１内の異物の有無を計測するため、取込んだ画像データを画像処理する。この画像処理手段２１が行う画像処理の手順を図６のフローチャートに示す。
まず、画像処理手段２１は、取込んだ画像データについて、画像全体を適切な明暗に調整するスケーリング処理を行う（Ｓ１０１）。次に、放射状に撮像された深溝８１および浅溝８３の画像の中心位置を検出する（Ｓ１０２）。そして、Ｓ１０２で検出した中心位置を基準として、放射状の画像を帯状の画像に変換する（Ｓ１０３）。
この状態の浅溝８３および深溝８１の画像を図８（Ａ）に示す。図５と同様、三角形の内側の部分は明るくなっており、背景は暗くなっているものとする。浅溝８３のＡ画像１およびＧ画像７が他の浅溝８３の画像３、５、９、１１の画像より暗くなっている。また、深溝８１のＢ画像２およびＨ画像８が他の深溝８１の画像４、６、１０、１２より暗くなっている。
【００２４】
画像処理手段２１は、後述する輝度補正方法によって深溝８１の画像の輝度を補正する（Ｓ１０４）。輝度補正を行った後の深溝８１および浅溝８３の画像を図８（Ｂ）に示す。深溝８１のＢ画像２およびＨ画像８を示す三角形の面積は、他の深溝８１の画像と同等の大きさとなっており、深溝８１のＢ画像２およびＨ画像８が光の減衰等の影響を受けていない輝度に近似したことを示している。深溝８１のＨ画像８に異物領域１３が示されている。
次に、画像処理手段２１は、異物検査をする検査領域を作成し、所定の閾値で２値化処理を行う（Ｓ１０５）。本実施形態では、検査領域は、例えば、深溝８１の深部から１．６６ｍｍに設定される。コンミテータ８０は、深部から０．４ｍｍの検査領域が、隣り合うセグメントの導電の防止に有効な領域である。
【００２５】
画像処理手段２１は、クロージング演算またはオープニング演算等のモルフォロジーを行い、異物領域のノイズを除去する（Ｓ１０６）。次に、凸包領域を作成し、深溝本来の形状を表す画像とする（Ｓ１０７）。そして、Ｓ１０７で得られた画像と、Ｓ１０６で得られた画像との差分を検出する（Ｓ１０８）。これにより得られた差分から異物の有無を計測する（Ｓ１０９）。
【００２６】
次に、Ｓ１０４における輝度補正方法の手順を、図７のフローチャートに基づいて説明する。
まず、画像処理手段２１は、各浅溝８３の画像１、３、５、７、９、１１の輝度、および各深溝８１の画像２、４、６、８、１０、１２の輝度をそれぞれ計測する（Ｓ２０１）。ここで、円錐型光学系の中心軸ｓと深溝８１および浅溝８３の中心軸ｔとの芯ずれ、円錐型光学系の傾き、円錐型光学系の組成、および深溝８１の有する異物等により、深溝８１および浅溝８３の画像の輝度は均一となっていない。しかし、深溝８１の画像の輝度と浅溝８３の画像の輝度とは所定の関係を有し、各深溝８１の画像の輝度は、両隣の浅溝８３の輝度と線形の関係を有している。そこで、画像処理手段２１は、各深溝８１の画像の輝度を補正するためのゲインを両隣の浅溝８３の輝度を平均した輝度を利用して算出する（Ｓ２０２）。例えば、浅溝８３のＡ画像１およびＣ画像３の輝度を平均した輝度を目標とし、深溝８１のＢ画像２の輝度を補正するゲインを算出する。また、他の深溝８１の画像の輝度を補正するゲインを、それぞれの深溝８１の両隣に位置する浅溝８３の画像の輝度を平均した輝度を目標として算出する。
そして、画像処理手段２１は、Ｓ２０２で算出したゲインを利用し、深溝８１の画像ごとに輝度を補正する（Ｓ２０３）。本実施形態では、径が０．２ｍｍ以内の異物を検出することが可能となる。
【００２７】
本実施形態では、深溝８１ごとに画像の輝度を補正するゲインを、深溝８１の両隣の浅溝８３の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出している。一定の間隔で交互に配置される直線状の深溝８１および浅溝８３において、深溝８１の画像の輝度と、この深溝８１の両隣に位置する浅溝８３の画像の輝度とは線形の関係を有する。このため、円錐型光学系の中心軸ｓと深溝８１および浅溝８３の中心軸ｔとの芯ずれ、円錐型光学系の傾き、円錐型光学系の組成、および照明または異物の影響等を受けていない深溝８１の輝度を推定することができる。このため、深溝８１の画像の異物領域が２値化処理の際に、背景または深溝８１の画像に同化してしまうことを抑制することができる。この結果、深溝８１の取込み画像の認識精度を向上し、精密な異物検査を行うことができる。
さらに、本実施形態では、ガイド３１の有するテーパ面３６とコンミテータ８０の外縁８９とを当接し、円錐型光学系２６の中心軸ｓと浅溝８３および深溝８１の中心軸ｔとを同軸に調節している。これにより、円錐型光学系２６を通過する光の減衰が抑制され、取込み画像の認識精度を向上することができる。
【００２８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の異物検査装置を図１３に示す。第１実施形態と実質的に同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。第２実施形態では、直方体に形成された被検査体９０の溝９１内の異物を検出する。被検査体９０は、直線状のＭ溝〜Ｑ溝９１を等間隔に有している。各溝９１の深さ、幅、長さは同じ大きさに形成されている。
図示しない光源から照射された光は、矢印４５の方向から各溝９１内を通り、画像入力手段２２に入射する。画像入力手段２２は、円錐型光学系２６から入射した光を光電変換し、画像処理手段２１へ伝送する。なお、被検査体の上面９２に図示しないマスキングを取り付け、上方からの光の入射を遮断しても良い。
【００２９】
画像修理手段２１は、第１実施形態で説明したＳ１０１〜Ｓ１０９、およびＳ２０１〜Ｓ２０３の手順に従い画像処理を行い、溝９１内の異物の有無を計測する。本実施形態では、Ｓ２０１〜Ｓ２０３の手順を図１４〜図１７に基づいてさらに詳しく説明する。
画像処理手段２１は、各溝９１の画像の輝度を測定する（Ｓ２０１）。画像処理手段２１の測定したＭ溝〜Ｑ溝９１の画像の輝度に基づいて入力した波形を図１４に示す。図１４において、横軸の座標は、Ｓ１０３において帯状に変換した画像の横軸の座標に相当する。縦軸の濃度値は、この帯状の画像における縦軸方向に連続する画素の平均輝度に相当する。
画像処理手段２１は、Ｍ溝〜Ｑ溝９１の画像に対応した波形ごとに平均値を算出する。この波形の平均値を図１４に示す。次に、画像処理手段２１は、Ｍ溝〜Ｑ溝９１の画像の輝度を補正し、Ｍ溝〜Ｑ溝９１の画像に対応した波形の平均値を、２５６階調の中間付近に設定した所定値に合わせる平均値調整処理を行う。この処理を行った後の波形を図１５に示す。
【００３０】
画像処理手段２１は、所定の溝の画像の輝度を補正するゲインを、所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出する（Ｓ２０２）。例えば、Ｍ溝９１の画像およびＯ溝９１の画像の輝度を平均した輝度を利用し、Ｎ溝の画像を補正するゲインを算出する。同じく、Ｎ溝９１の画像およびＰ溝９１の画像の輝度を平均した輝度を利用し、Ｏ溝の画像を補正するゲインを算出する。Ｏ溝９１の画像およびＱ溝９１の画像の輝度を平均した輝度を利用し、Ｐ溝の画像を補正するゲインを算出する。
画像処理手段２１は、Ｓ２０２で算出したゲインを利用し、Ｍ溝〜Ｑ溝９１の画像ごとに輝度を補正する（Ｓ２０３）。この補正によって、Ｍ溝〜Ｑ溝９１の画像に対応した波形が縦軸方向へ引き伸ばされる状態を図１６に示す。Ｍ溝〜Ｑ溝９１の画像に対応した波形は、実線で示す波形から点線で示す波形へ、所定値を基準として相対的に引き伸ばされている。このようにして輝度補正が完了した状態を図１７に示す。Ｍ溝〜Ｑ溝９１の画像に対応した波形は、広い範囲で濃度値が分布するものとなっている。
【００３１】
本実施形態では、所定の溝ごとに画像の輝度を補正するゲインを、所定の溝の両隣の溝の画像の輝度を平均した輝度を利用して算出している。一定の間隔で配置される直線状の溝において、所定の溝の画像の輝度と、この所定の溝の両隣に位置する溝の画像の輝度とは線形の関係を有する。このため、照明のばらつき等の影響を受けていない所定の溝の輝度を推定することができる。
さらに、画像処理手段２１は、Ｍ溝〜Ｑ溝９１の画像の平均値を所定値に合わせる平均値調整処理を行った後、Ｍ溝〜Ｑ溝９１の画像ごとに輝度を補正している。このため、Ｍ溝〜Ｑ溝９１画像の輝度は、所定値を基準として相対的に補正される。これにより、２値化処理における閾値の余裕度を大きくすることが可能となり、異物領域が背景または溝の画像に同化してしまうことを抑制することができる。この結果、溝の取り込み画像の認識精度を向上し、精密な異物検査を行うことができる。
【００３２】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、深溝８１と浅溝８３とを有するコンミテータ８０の深溝８１内の異物を検出する画像処理方法について説明した。これに対し、深溝８１のみを有するコンミテータ８０の深溝内の異物を検出する画像処理方法に本発明を適用しても良い。
上記第２実施形態では、直方体に形成された被検査体９０の溝９１内の異物を検出する画像処理方法について説明した。これに対し、直線状の溝を規則的な間隔で３本以上有する被検査体であれば、様々な形状の被検査体に本発明を適用しても良く、深溝および浅溝を交互に有する被検査体に本発明を適用しても良い。
以上説明したように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態による異物検査装置の断面図。
【図２】（Ａ），（Ｂ）本発明の第１実施形態による異物検査装置の作動を示す図。
【図３】本発明の第１実施形態による円錐型光学系による光路を示す図。
【図４】本発明の第１実施形態による円錐型光学系による光路を示す図。
【図５】本発明の第１実施形態による浅溝および深溝の画像を示す模式図。
【図６】本発明の第１実施形態による画像処理方法を示すフローチャート。
【図７】本発明の第１実施形態による画像処理方法を示すフローチャート。
【図８】（Ａ），（Ｂ）本発明の第１実施形態による浅溝および深溝の画像を示す模式図。
【図９】本発明の第１実施形態による異物検査装置の検査対象となるコンミテータが用いられる燃料ポンプの断面図。
【図１０】本発明の第１実施形態による異物検査装置の検査対象となるコンミテータの斜視図。
【図１１】本発明の第１実施形態による異物検査装置の検査対象となるコンミテータの断面図。
【図１２】本発明の第１実施形態による異物検査装置の検査対象となるコンミテータの要部断面図。
【図１３】本発明の第２実施形態による異物検査装置の模式図。
【図１４】本発明の第２実施形態による画像の輝度分布を示すグラフ。
【図１５】本発明の第２実施形態による画像の輝度分布を示すグラフ。
【図１６】本発明の第２実施形態による画像の輝度分布を示すグラフ。
【図１７】本発明の第２実施形態による画像の輝度分布を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３４】
２０：異物検査装置、２１：画像処理手段、２２：画像入力手段、２３：支柱、２４：取付腕、２５：支持腕、２６：円錐型光学系、２７：傾斜ガイド、２８：マスキング、２９：光源、３１：ガイド、３２：パレット、３３：シリンダ、３４：昇降台、３５：コンベア、８０：コンミテータ（被検査体）
【図１】
2010066126.tif 000003
【図２】
2010066126.tif 000004
【図３】
2010066126.tif 000005
【図４】
2010066126.tif 000006
【図５】
2010066126.tif 000007
【図６】
2010066126.tif 000008
【図７】
2010066126.tif 000009
【図８】
2010066126.tif 000010
【図９】
2010066126.tif 000011
【図１０】
2010066126.tif 000012
【図１１】
2010066126.tif 000013
【図１２】
2010066126.tif 000014
【図１３】
2010066126.tif 000015
【図１４】
2010066126.tif 000016
【図１５】
2010066126.tif 000017
【図１６】
2010066126.tif 000018
【図１７】
2010066126.tif 000019