(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部から流下される流下液体に混入している異物を検出する異物検出装置において、
前記流下液体とともに前記開口部から流下される直前の流下液体を撮像する撮像装置と、
該撮像装置により取得した撮像画像の輝度に基づいて前記流下液体の流下幅の大きさを計測するとともに前記開口部の撮像画像から輝度が低い部分である低輝度部を抽出する演算装置と、を有し、
前記演算装置は、前記流下幅の時間変動に基づいて前記異物の有無を検出するとともに、前記低輝度部の粒径が所定の閾値より大きい場合に前記流下液体に前記異物が混入していると判別する、
ことを特徴とする異物検出装置。
【請求項２】
前記演算装置は、前記流下幅の計測値が所定の閾値より大きい場合に前記流下液体に前記異物が混入していると判別する、ことを特徴とする請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項３】
前記演算装置は、前記流下液体に前記異物が混入している場合に前記流下幅のピーク値を算出する、ことを特徴とする請求項２に記載の異物検出装置。
【請求項４】
前記演算装置は、前記撮像画像の流下方向に並んだ複数の画素列ごとに輝度が画像背景よりも高い部分である高輝度幅を算出し、前記複数の画素列の高輝度幅の平均値を用いて前記流下幅を計測する、ことを特徴とする請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項５】
前記撮像装置は、前記低輝度部の円形度が所定の閾値より大きい場合に前記流下液体に前記異物が混入していると判別する、ことを特徴とする請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項６】
前記撮像装置は、前記開口部を斜め下方から撮像可能に配置され、前記撮像画像に撮像された前記開口部の内径の長さを基準にして監視領域を設定した、ことを特徴とする請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項７】
開口部から流下される流下液体に混入している異物を検出する異物検出方法において、
前記流下液体の流下幅を監視する第一監視領域及び流下直前の流下液体を監視する第二監視領域を撮像する撮像工程と、
前記第一監視領域及び前記第二監視領域の輝度を検出する輝度検出工程と、
前記第一監視領域の輝度が画像背景よりも高い部分である高輝度幅が検出されたか否かを判断する高輝度幅検出工程と、
前記第二監視領域の輝度の数値が正常であるか否かを判断する輝度異常検出工程と、
前記第一監視領域で前記高輝度幅が検出されない場合及び前記第二監視領域における輝度分布が異常な場合にエラーを出力するエラー出力工程と、
前記高輝度幅が検出された場合に前記高輝度幅が所定の閾値より大きいか否かを判断する高輝度幅チェック工程と、
前記高輝度幅が前記閾値を超えている場合に前記異物と認定する異物認定工程と、
前記第二監視領域における輝度分布から輝度が低い部分である低輝度部が存在するか否か判断する低輝度部抽出工程と、
前記低輝度部の粒径が所定の閾値より大きいか否か判断する粒径判定工程と、
前記低輝度部の粒径が所定の閾値を超えている場合に前記異物と認定する異物認定工程と、
前記第一監視領域における、少なくとも、前記異物の存在、前記高輝度幅及び異物検出日時を含む異物検出データ、並びに、前記第二監視領域における、少なくとも、前記異物の個数、前記低輝度部の粒径及び異物検出日時を含む異物検出データを記録するデータ記録工程と、
前記異物検出データを外部に出力する出力工程と、
を有することを特徴とする異物検出方法。
【請求項８】
前記異物認定工程後に、前記異物のピーク値を算出するピーク値算出工程を有する、ことを特徴とする請求項７に記載の異物検出方法。
【請求項９】
前記低輝度部の円形度が所定の閾値より大きいか否か判断する円形度判定工程を有し、前記異物認定工程は、前記低輝度部の円形度が所定の閾値を超えている場合に前記異物と認定し、前記データ記録工程における前記異物検出データは、前記低輝度部の円形度を含む、ことを特徴とする請求項７に記載の異物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中の異物を検出する異物検出装置及び異物検出方法に関し、特に、流下する液体に混入している異物を検出する異物検出装置及び異物検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、食品加工、排水処理（浄水場）、製鉄所、ガラス溶融等の各分野において、製品の安全性や品質管理のために、検査対象の液体に異物が混入しているか否かを検査することが従来から行われている。かかる検査は、検査対象の液体を流下させて目視や監視カメラの映像を介して作業員が確認することが一般的であるが、作業員の負担軽減や検査効率の向上の観点から種々の検査装置が既に開発されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されたＸ線異物検査装置は、Ｘ線を照射するＸ線発生器と、Ｘ線発生器から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器とを備え、被検査物である流体が配管内に移送されてＸ線を横切るように自然落下され、Ｘ線検出強度に基づいて被検査物内の異物の有無を検知するように構成されている。
【０００４】
特許文献２に記載された異物検出装置は、検査対象の液体が流れる測定管に設けられた外部から視認可能な透過部を照明する光源部の発光と同期して、透過部を流れる液体を撮影した検査画像を取得する撮像部と、所定の閾値で二値化することによって検査画像を高輝度領域と低輝度領域に区分し、その低輝度領域を、異物候補領域として検出する異物候補領域検出手段と、異物候補領域の円形度を表す特徴量を少なくとも一つ抽出する特徴量抽出手段と、特徴量抽出手段で抽出された少なくとも一つの特徴量が所定の条件を満たす場合、異物候補領域は異物の像であると判定する判定手段と、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１７３３４号公報
【特許文献２】特許第４７６５８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２に記載された異物検出装置では、透過画像を利用して異物を検出していることから、複数の異物が透過方向に重なっている場合には、異物の大きさや個数を正確に把握することが難しいという問題があった。また、透過領域に大きな異物が存在している場合には、小さな異物を検出することが難しく、異物の個数を正確に把握することが難しいという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑み創案されたものであり、作業員の負担軽減及び検査効率の向上を図ることができるとともに、異物の大きさ及び個数を正確に把握することができる、異物検出装置及び異物検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、開口部から流下される流下液体に混入している異物を検出する異物検出装置において、前記流下液体とともに前記開口部から流下される直前の流下液体を撮像する撮像装置と、該撮像装置により取得した撮像画像の輝度に基づいて前記流下液体の流下幅の大きさを計測するとともに前記開口部の撮像画像から輝度が低い部分である低輝度部を抽出する演算装置と、を有し、前記演算装置は、前記流下幅の時間変動に基づいて前記異物の有無を検出するとともに、前記低輝度部の粒径が所定の閾値より大きい場合に前記流下液体に前記異物が混入していると判別する、ことを特徴とする異物検出装置が提供される。
【０００９】
前記演算装置は、前記流下幅の計測値が所定の閾値より大きい場合に前記流下液体に前記異物が混入していると判別するように構成してもよい。さらに、前記演算装置は、前記流下液体に前記異物が混入している場合に前記流下幅のピーク値を算出するように構成してもよい。
【００１０】
また、前記演算装置は、前記撮像画像の流下方向に並んだ複数の画素列ごとに輝度が画像背景よりも高い部分である高輝度幅を算出し、前記複数の画素列の高輝度幅の平均値を用いて前記流下幅を計測するように構成してもよい。
【００１１】
また、前記撮像装置は、前記低輝度部の円形度が所定の閾値より大きい場合に前記流下液体に前記異物が混入していると判別するように構成してもよい。また、前記撮像装置は、前記開口部を斜め下方から撮像可能に配置され、前記撮像画像に撮像された前記開口部の内径の長さを基準にして監視領域を設定するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明によれば、開口部から流下される流下液体に混入している異物を検出する異物検出方法において、前記流下液体の流下幅を監視する第一監視領域及び流下直前の流下液体を監視する第二監視領域を撮像する撮像工程と、前記第一監視領域及び前記第二監視領域の輝度を検出する輝度検出工程と、前記第一監視領域の輝度が画像背景よりも高い部分である高輝度幅が検出されたか否かを判断する高輝度幅検出工程と、前記第二監視領域の輝度の数値が正常であるか否かを判断する輝度異常検出工程と、前記第一監視領域で前記高輝度幅が検出されない場合及び前記第二監視領域における輝度分布が異常な場合にエラーを出力するエラー出力工程と、前記高輝度幅が検出された場合に前記高輝度幅が所定の閾値より大きいか否かを判断する高輝度幅チェック工程と、前記高輝度幅が前記閾値を超えている場合に前記異物と認定する異物認定工程と、前記第二監視領域における輝度分布から輝度が低い部分である低輝度部が存在するか否か判断する低輝度部抽出工程と、前記低輝度部の粒径が所定の閾値より大きいか否か判断する粒径判定工程と、前記低輝度部の粒径が所定の閾値を超えている場合に前記異物と認定する異物認定工程と、前記第一監視領域における、少なくとも、前記異物の存在、前記高輝度幅及び異物検出日時を含む異物検出データ、並びに、前記第二監視領域における、少なくとも、前記異物の個数、前記低輝度部の粒径及び異物検出日時を含む異物検出データを記録するデータ記録工程と、前記異物検出データを外部に出力する出力工程と、を有することを特徴とする異物検出方法が提供される。なお、前記異物認定工程後に、前記異物のピーク値を算出するピーク値算出工程を有していてもよい。また、前記低輝度部の円形度が所定の閾値より大きいか否か判断する円形度判定工程を有し、前記異物認定工程は、前記低輝度部の円形度が所定の閾値を超えている場合に前記異物と認定し、前記データ記録工程における前記異物検出データは、前記低輝度部の円形度を含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
上述した本発明の異物検出装置及び異物検出方法によれば、流下液体の流下幅の時間変動に基づいて異物の有無を検出するようにしたことから、大きな異物については、流下液体の流下幅の変動を監視するだけで容易に検出することができる。したがって、この流下幅を撮像装置及び演算装置により計測することにより、作業員の負担軽減及び検査効率の向上を図ることができる。さらに、大きな異物については、異物の有無及び大きさを正確に把握することができる。また、小さな異物については、例えば、従来と同様の検出方法等の他の検出方法を併用することにより、大きな異物と小さな異物との両方について、その大きさ及び個数を正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る異物検出装置の全体構成図である。
【図２】図１に示した撮像装置により取得される撮像画像の拡大図である。
【図３】本発明の実施形態に係る異物検出方法を示すフローチャートである。
【図４】第一監視領域における異物検出方法を示す図であり、（ａ）は輝度分布、（ｂ）は高輝度幅の算出方法、（ｃ）は高輝度幅の時間変動、を示している。
【図５】第二監視領域における異物検出方法を示す図であり、（ａ）は輝度分布、（ｂ）は低輝度部の算出方法、（ｃ）は異常な低輝度部、を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図１〜図５を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の実施形態に係る異物検出装置の全体構成図である。図２は、図１に示した撮像装置により取得される撮像画像の拡大図である。
【００１６】
本発明の実施形態に係る異物検出装置１は、図１及び図２に示すように、開口部１１から流下される流下液体Ｆに混入している異物Ｐを検出する異物検出装置であって、流下液体Ｆを撮像する撮像装置２と、撮像装置２により取得した撮像画像２１の輝度に基づいて流下液体Ｆの流下幅Ｗの大きさを計測する演算装置３と、を有し、演算装置３は、流下幅Ｗの時間変動に基づいて異物Ｐの有無を検出するように構成されている。
【００１７】
かかる異物検出装置１は、例えば、食品加工、排水処理（浄水場）、製鉄所、ガラス溶融等の各分野において、製品の安全性や品質管理のために、検査対象の液体に異物Ｐが混入しているか否かを検査するために使用される。かかる検査は、検査対象の液体を流下させる流下槽１２と、流下液体Ｆを収容する収容槽１３と、上述した異物検出装置１と、を有する異物検出システムにより行われる。流下槽１２の底部には流下ノズル１２ａが配置されており、この流下ノズル１２ａが流下液体Ｆを流下させる開口部１１を形成している。収容槽１３は上部に注入口１３ａを有しており、流下液体Ｆの検査が終了した後、一般的には異物が混入しないように蓋をした状態で次工程に搬送される。
【００１８】
撮像装置２は、動画を撮像可能なビデオカメラや静止画を撮像可能なカメラにより構成される。例えば、画素（ピクセル）単位で輝度を出力可能かつ連続的に撮像可能なデジタルビデオカメラであることが好ましい。撮像装置２は、図１に示したように、流下液体Ｆとともに開口部１１から流下される直前の流下液体Ｆを撮像することができるように、例えば、斜め下方の位置に配置されている。撮像装置２により撮像された映像は、撮像時間及び輝度情報等のデータとともに演算装置３に伝送される。なお、撮像装置２は、流下液体Ｆを撮像する第一撮像装置と開口部１１を撮像する第二撮像装置とに区別して、複数のカメラを配置するようにしてもよい。
【００１９】
演算装置３は、いわゆるコンピュータであり、撮像装置２から伝送された映像及びデータに基づいて異物Ｐの有無を検出する。かかる演算装置３は、一般に、撮像装置２と有線又は無線により接続されており、流下槽１２や収容槽１３が配置された場所から離れた場所（例えば、監視ルーム等）に配置される。また、演算装置３は、撮像装置２から伝送された映像やデータを記憶する記憶装置３１、撮像装置２から伝送された映像を表示する出力装置３２等を有している。記憶装置３１は、いわゆるハードディスク等の記憶手段であり、外付式であってもよいし、内蔵式であってもよい。また、出力装置３２は、例えば、モニタやディスプレイ等の動画や静止画の映像信号を出力する機器である。
【００２０】
ここで、図２は、撮像装置２により撮像された映像を出力装置３２に表示させた状態を図示している。図２に示したように、撮像画像２１には、例えば、日付、時間、場所等の書誌情報が表示される。また、撮像画像２１には、流下液体Ｆとともに開口部１１から流下される直前の流下液体Ｆも表示されており、図の下側における流下液体Ｆの監視領域を第一監視領域Ａ１とし、図の上側の開口部１１の監視領域を第二監視領域Ａ２とする。
【００２１】
第一監視領域Ａ１は、流下液体Ｆの流下幅Ｗを監視する領域である。第一監視領域Ａ１は、異物Ｐが存在しない場合における流下液体Ｆの流下幅Ｗが一定の大きさに安定した状態を監視できる位置に配置されている。この第一監視領域Ａ１の位置は、監視対象の流下液体Ｆの種類、粘性、流下速度等の条件によって適宜調整される。
【００２２】
第一監視領域Ａ１は、例えば、横幅ｘ１及び縦幅ｙ１の矩形形状に設定される。横幅ｘ１は、開口部１１から落下すると想定される異物Ｐの最大値よりも大きく設定される。縦幅ｙ１は、異物Ｐの流下幅Ｗの検出に適した大きさに設定される。例えば、縦幅ｙ１は、縦幅ｙ１に並列配置される５〜１０程度又はそれ以上の画素列によって構成される幅に設定される。
【００２３】
第二監視領域Ａ２は、流下直前の流下液体Ｆを監視する領域である。第二監視領域Ａ２は、開口部１１の全体を監視できる位置に配置される。第二監視領域Ａ２は、例えば、横幅ｘ２及び縦幅ｙ２の矩形形状に設定される。横幅ｘ２及び縦幅ｙ２は、開口部１１の横幅及び縦幅と同一又はそれよりも大きく設定される。すなわち、撮像装置２は、開口部１１（流下ノズル１２ａ）を斜め下方から撮像可能に配置され、撮像画像２１に撮像された開口部１１の内径の長さ（横幅ｘ２及び縦幅ｙ２の長さ）を基準にして第二監視領域Ａ２が設定される。なお、開口部１１の大きさは現場ごとに一定であることから、開口部１１の周辺をマスキングして、開口部１１の形状に合わせた曲線形状（例えば、楕円形状）に設定するようにしてもよい。
【００２４】
次に、本発明の実施形態に係る異物検出方法について、図３〜図５を参照しつつ説明する。ここで、図３は、本発明の実施形態に係る異物検出方法を示すフローチャートである。図４は、第一監視領域における異物検出方法を示す図であり、（ａ）は輝度分布、（ｂ）は高輝度幅の算出方法、（ｃ）は高輝度幅の時間変動、を示している。図５は、第二監視領域における異物検出方法を示す図であり、（ａ）は輝度分布、（ｂ）は低輝度部の算出方法、（ｃ）は異常な低輝度部、を示している。
【００２５】
本発明の実施形態に係る異物検出方法は、図３及び図４に示したように、開口部１１から流下される流下液体Ｆに混入している異物Ｐを検出する異物検出方法であって、流下液体Ｆを含む監視領域（第一監視領域Ａ１及び第二監視領域Ａ２）を撮像する撮像工程（Ｓｔｅｐ１）と、第一監視領域Ａ１の輝度を検出する第一輝度検出工程（Ｓｔｅｐ２）と、輝度が画像背景よりも高い部分である高輝度幅（ave. Ｗ）が検出されたか否かを判断する高輝度幅検出工程（Ｓｔｅｐ３）と、高輝度幅（ave. Ｗ）が検出されない場合にエラーを出力するエラー出力工程（Ｓｔｅｐ４）と、高輝度幅（ave. Ｗ）が検出された場合に高輝度幅（ave. Ｗ）が所定の閾値より大きいか否かを判断する高輝度幅チェック工程（Ｓｔｅｐ５）と、高輝度幅（ave. Ｗ）が閾値を超えている場合に異物Ｐと認定する異物認定工程（Ｓｔｅｐ６）と、異物Ｐのピーク値（peak Ｗ）を算出するピーク値算出工程（Ｓｔｅｐ７）と、異物Ｐの存在、高輝度幅（ave. Ｗ）、ピーク値（peak Ｗ）及び異物検出日時等を含む異物検出データを記録するデータ記録工程（Ｓｔｅｐ８）と、異物検出データを外部に出力する出力工程（Ｓｔｅｐ９）と、を有している。
【００２６】
撮像工程（Ｓｔｅｐ１）は、図１に示した撮像装置２により開口部１１及び流下液体Ｆを撮像し、図２に示したような撮像画像２１を取得する工程である。撮像装置２によれば、第一監視領域Ａ１及び第二監視領域Ａ２の両方の監視領域における撮像画像２１を取得することができるが、まず、第一監視領域Ａ１における異物検出方法について説明する。
【００２７】
第一輝度検出工程（Ｓｔｅｐ２）は、第一監視領域Ａ１における輝度分布を取得する工程である。図４（ａ）に示したように、第一監視領域Ａ１は、例えば、撮像画像２１の流下方向（縦幅ｙ１方向）に並んだ複数の画素列ＰＬ１〜ＰＬ５によって構成される。図４（ａ）に示した格子線により区切られた各領域は画素を表示している。撮像装置２がデジタルビデオカメラやデジタルカメラの場合には、画素ごとの輝度は撮像装置２により出力することができる。なお、撮像画像２１を演算装置３に取り込んでからソフトウェア処理により画素ごとに輝度を算出するようにしてもよい。
【００２８】
高輝度幅検出工程（Ｓｔｅｐ３）は、第一監視領域Ａ１内における高輝度部分の幅を検出する工程である。図４（ａ）に示したように、流下液体Ｆが大きな異物Ｐを含んでいる場合、流下液体Ｆの流下幅Ｗは、異物Ｐを含んでない定常状態の流下幅Ｗｆよりも大きくなる。一般に、流下液体Ｆは、撮像画像２１の画像背景よりも輝度が高いことから、画像背景の輝度よりも輝度が高い部分を抽出することにより、流下幅Ｗを検出することができる。
【００２９】
ところで、第一監視領域Ａ１における高輝度幅は、図４（ｂ）に示したように、画素列ＰＬ１〜ＰＬ５ごとに高輝度幅Ｗ１〜Ｗ５を検出した後、その平均値（ave. Ｗ）を算出することによって算出される。以下の工程では、この高輝度幅（ave. Ｗ）を流下液体Ｆの流下幅Ｗとして処理することとなる。すなわち、演算装置３は、撮像画像２１の流下方向に並んだ複数の画素列ＰＬ１〜ＰＬ５ごとに輝度が画像背景よりも高い部分である高輝度幅Ｗ１〜Ｗ５を算出し、複数の画素列ＰＬ１〜ＰＬ５の高輝度幅Ｗ１〜Ｗ５の平均値（ave. Ｗ）を用いて流下幅Ｗを計測している。
【００３０】
エラー出力工程（Ｓｔｅｐ４）は、流下液体Ｆが流れていない、すなわち、開口部１１に詰まりが生じているような異常状態を検知する工程である。高輝度幅（ave. Ｗ）が検出されない場合（Ｎ）、第一監視領域Ａ１に流下液体Ｆが存在していないこととなる。この場合、開口部１１に詰まりが生じている場合や流下槽１２が正常に機能していない場合があり得る。したがって、警報の鳴笛、警報ランプの点灯、出力装置３２への画面表示、作業員の携帯端末へのメール通知等の手段によって、エラー表示を行う。なお、高輝度幅（ave. Ｗ）が検出された場合であっても、所定の基準値に到達していない場合には、「高輝度幅（ave. Ｗ）が検出されていない」と認識させるようにしてもよい。
【００３１】
高輝度幅チェック工程（Ｓｔｅｐ５）は、高輝度幅検出工程（Ｓｔｅｐ３）により算出された高輝度幅（ave. Ｗ）、すなわち、流下液体Ｆの流下幅Ｗが所定の閾値より大きいか否かを判断する工程である。第一監視領域Ａ１では、大きい異物Ｐを検出することを目的としていることから、所定の閾値は、異物Ｐを含んでない定常状態における流下液体Ｆの流下幅Ｗｆに設定される。この閾値（定常状態における流下液体Ｆの流下幅Ｗｆ）は、監視対象の流下液体Ｆの種類、粘性、流下速度等の条件によって適宜変更される。
【００３２】
高輝度幅チェック工程（Ｓｔｅｐ５）において、高輝度幅（ave. Ｗ）が流下幅Ｗｆより大きい場合（Ｙ）には、次工程である異物認定工程（Ｓｔｅｐ６）に移行し、高輝度幅（ave. Ｗ）が流下幅Ｗｆ以下の場合（Ｎ）には、異物Ｐが混入していないとして撮像工程（Ｓｔｅｐ１）に戻る。
【００３３】
異物認定工程（Ｓｔｅｐ６）は、高輝度幅検出工程（Ｓｔｅｐ３）により算出された高輝度幅（ave. Ｗ）、すなわち、流下液体Ｆの流下幅Ｗが所定の閾値（流下幅Ｗｆ）より大きい場合（Ｙ）に、流下液体Ｆに異物Ｐが混入していると判断する工程である。かかる工程により、演算装置３は、流下幅Ｗの計測値である高輝度幅（ave. Ｗ）が所定の閾値（流下幅Ｗｆ）より大きい場合に流下液体Ｆに異物Ｐが混入していると判別するように構成されていることとなる。
【００３４】
ピーク値算出工程（Ｓｔｅｐ７）は、高輝度幅検出工程（Ｓｔｅｐ３）により算出された高輝度幅（ave. Ｗ）、すなわち、流下液体Ｆの流下幅Ｗの時間変動から高輝度幅（ave. Ｗ）のピーク値を算出する工程である。第一監視領域Ａ１において、異物Ｐが検出された場合、第一監視領域Ａ１の縦幅ｙ１に対して異物Ｐの縦幅はかなり大きいことから、高輝度幅（ave. Ｗ）が流下幅Ｗｆよりも大きい状態が一定時間継続することとなる。したがって、図４（ｃ）に示したように、高輝度幅（ave. Ｗ）は時間の経過とともに上に凸な軌跡を描くこととなり、ある時間ｔｐに必ずピーク値（peak Ｗ）を示すこととなる。すなわち、演算装置３は、流下液体Ｆに異物Ｐが混入している場合に流下幅Ｗのピーク値（peak Ｗ）を算出するように構成されている。かかるピーク値（peak Ｗ）は、第一監視領域Ａ１を実際に通過した異物Ｐの横幅を示している。
【００３５】
なお、上述した閾値（定常状態における流下液体Ｆの流下幅Ｗｆ）は、特定の数値に設定すると異物Ｐの検出感度が敏感になってしまい、流下液体Ｆの揺れ等に伴う流下幅Ｗの微小変動も検出してしまうこととなってしまう。そこで、閾値に±数％程度の一定の幅を持たせるようにしてもよい。
【００３６】
データ記録工程（Ｓｔｅｐ８）は、異物検出データを記憶装置３１に記録する工程である。異物検出データは、例えば、異物Ｐの検出情報、高輝度幅（ave. Ｗ）、ピーク値（peak Ｗ）、異物検出日時等である。これらのデータを記憶装置３１に記録することにより、異物検出データを出力装置３２に表示させたり、事後的に流下液体Ｆの流下状態を解析又は分析したりすることができる。
【００３７】
出力工程（Ｓｔｅｐ９）は、異物検出データを出力装置３２に表示させる工程である。出力装置３２には、例えば、異物Ｐの流下幅Ｗ、すなわち、高輝度幅（ave. Ｗ）の時間変動、ピーク値（peak Ｗ）、異物検出日時等の異物検出データが表示される。このとき、撮像装置２により取得された映像上に異物検出データを表示させることにより、ほぼリアルタイムに異物検出データを画面上に表示させることができ、映像及び数値（データ）の両方の観点から異物Ｐの検出状況を把握することができる。
【００３８】
次に、第二監視領域Ａ２における異物検出方法について、図３及び図５を参照しつつ説明する。第二監視領域Ａ２における異物検出方法は、図３及び図５に示したように、開口部１１から流下される流下液体Ｆに混入している異物Ｐを検出する異物検出方法であって、流下液体Ｆを含む監視領域（第一監視領域Ａ１及び第二監視領域Ａ２）を撮像する撮像工程（Ｓｔｅｐ１）と、第二監視領域Ａ２の輝度を検出する第二輝度検出工程（Ｓｔｅｐ１０）と、輝度の数値が正常であるか否かを判断する輝度異常検出工程（Ｓｔｅｐ１１）と、第二監視領域Ａ２における輝度分布が異常な場合にエラーを出力するエラー出力工程（Ｓｔｅｐ４）と、第二監視領域Ａ２における輝度分布から輝度が低い部分である低輝度部Ｑが存在するか否か判断する低輝度部抽出工程（Ｓｔｅｐ１２）と、低輝度部Ｑの粒径ｄが所定の閾値より大きいか否か判断する粒径判定工程（Ｓｔｅｐ１３）と、低輝度部Ｑの円形度ｃが所定の閾値より大きいか否か判断する円形度判定工程（Ｓｔｅｐ１４）と、低輝度部Ｑの粒径ｄ及び円形度ｃがそれぞれ所定の閾値を超えている場合に異物Ｐと認定する異物認定工程（Ｓｔｅｐ１５）と、異物Ｐの個数、粒径ｄ、円形度ｃ及び異物検出日時等を含む異物検出データを記録するデータ記録工程（Ｓｔｅｐ８）と、異物検出データを外部に出力する出力工程（Ｓｔｅｐ９）と、を有している。
【００３９】
第二輝度検出工程（Ｓｔｅｐ１０）は、第二監視領域Ａ２における輝度分布を取得する工程である。図５（ａ）に示したように、第二監視領域Ａ２は、例えば、撮像画像２１の横幅方向ｘ２及び縦幅方向ｙ２に複数配列された画素群によって構成される。撮像装置２がデジタルビデオカメラやデジタルカメラの場合には、画素ごとの輝度は撮像装置２により出力することができる。なお、撮像画像２１を演算装置３に取り込んでからソフトウェア処理により画素ごとに輝度を算出するようにしてもよい。
【００４０】
図５（ａ）に示した輝度分布は、第二監視領域Ａ２の一部を図示したものである。第二監視領域Ａ２は、流下液体Ｆが流下する直前の開口部１１に設定されることから、第二監視領域Ａ２の輝度分布は全体的に高い輝度を示すこととなる。したがって、開口部１１周辺に異物Ｐが存在する場合には、輝度が低い黒点として現れることとなる。この黒点は、低輝度部Ｑとして検出される。
【００４１】
輝度異常検出工程（Ｓｔｅｐ１１）は、第二監視領域Ａ２の輝度分布が正常であるか否か判断する工程である。例えば、流下液体Ｆが存在しない場合や開口部１１の全体が異物Ｐで覆われている場合には、第二監視領域Ａ２の全体が暗部となってしまう。したがって、例えば、第二監視領域Ａ２の全体の輝度が所定の数値に達していない場合には、正常な異物検出を行うことができない。そこで、第二監視領域Ａ２の輝度分布異常が発見された場合は、エラー出力工程（Ｓｔｅｐ４）によりエラーを出力する。
【００４２】
低輝度部抽出工程（Ｓｔｅｐ１２）は、第二監視領域Ａ２の輝度分布から低輝度部Ｑを抽出する工程である。例えば、図５（ａ）に示したように、第二監視領域Ａ２内に異物Ｐが存在していたものとする。このとき、第二監視領域Ａ２の画素のうち、例えば、半分以上の領域が異物Ｐにより占有される画素は他の部分よりも低い輝度となる。具体的には、各画素の輝度が所定の閾値よりも低い場合に低輝度部Ｑとして検出される。この閾値は、例えば、異物Ｐが存在しない場合における輝度の５０％以下の数値に設定される。なお、閾値の数値は、監視環境等に応じて適宜変更されるものである。
【００４３】
粒径判定工程（Ｓｔｅｐ１３）は、抽出された低輝度部Ｑの粒径ｄが所定の閾値以下の場合にはノイズとして除去する工程である。例えば、図５（ｂ）に示したように、低輝度部Ｑは一定の面積を有する塊として現れることから、低輝度部Ｑを擬似的な円形状とみなし、低輝度部Ｑの最大幅を粒径ｄとして算出する。第二監視領域Ａ２において検出されると想定される異物Ｐに対して、粒径ｄがあまりに小さい場合にはノイズと考えることができることから、粒径ｄが所定の閾値以下の場合（Ｎ）には、異物Ｐが存在しないとして撮像工程（Ｓｔｅｐ１）に戻る。粒径ｄが所定の閾値よりも大きい場合（Ｙ）には、異物Ｐが存在するとして、次工程の円形度判定工程（Ｓｔｅｐ１４）に移行する。
【００４４】
円形度判定工程（Ｓｔｅｐ１４）は、抽出された低輝度部Ｑの円形度ｃが所定の閾値以下の場合にはノイズとして除去する工程である。例えば、図５（ｃ）に示したように、低輝度部Ｑが筋のように検出された場合、流下液体Ｆの流下により生じた空隙や凹凸である可能性がある。したがって、このような場合をノイズとして除去するために、低輝度部Ｑの円形度ｃを算出し、所定の閾値より大きいか否かを判別するようにしている。円形度ｃの閾値は、例えば、０．５〜１．０の範囲内に設定される。そして、低輝度部Ｑの円形度ｃが所定の閾値より大きい場合（Ｙ）には、異物Ｐが存在するとして次工程に移行し、低輝度部Ｑの円形度ｃが所定の閾値以下の場合（Ｎ）には、異物Ｐが存在しないとして撮像工程（Ｓｔｅｐ１）に戻る。
【００４５】
異物認定工程（Ｓｔｅｐ１５）は、低輝度部Ｑの粒径ｄが所定の閾値よりも大きく、かつ、円形度ｃが所定の閾値よりも大きい場合に、流下液体Ｆに異物Ｐが混入していると判断する工程である。すなわち、撮像装置２は、流下液体Ｆとともに開口部１１から流下される直前の流下液体Ｆを撮像するように配置されており、演算装置３は、開口部１１の撮像画像２１から輝度が低い部分である低輝度部Ｑを抽出し、低輝度部Ｑの粒径ｄが所定の閾値より大きい場合に流下液体Ｆに異物Ｐが混入していると判別するように構成されており、さらに、低輝度部Ｑの円形度ｃが所定の閾値よりも大きい場合に流下液体Ｆに異物Ｐが混入していると判別するように構成されている。
【００４６】
データ記録工程（Ｓｔｅｐ８）は、異物検出データを記憶装置３１に記録する工程である。異物検出データは、例えば、異物Ｐの個数、異物Ｐの座標（位置）、粒径ｄ、円形度ｃ、異物検出日時等である。これらのデータを記憶装置３１に記録することにより、異物検出データを出力装置３２に表示させたり、事後的に流下液体Ｆの流下状態を解析又は分析したりすることができる。
【００４７】
出力工程（Ｓｔｅｐ９）は、異物検出データを出力装置３２に表示させる工程である。出力装置３２には、例えば、異物Ｐの粒径ｄ、異物検出日時等の異物検出データが表示される。このとき、撮像装置２により取得された映像上に異物検出データを表示させることにより、ほぼリアルタイムに異物検出データを画面上に表示させることができ、映像及び数値（データ）の両方の観点から異物Ｐの監視状況を把握することができる。特に、異物Ｐの座標データを利用することにより、映像上に黒点として表示された異物Ｐの近傍に粒径ｄ等の異物検出データを表示させることができる。
【００４８】
上述した本発明の異物検出装置１及び異物検出方法によれば、第一監視領域Ａ１における流下液体Ｆの流下幅Ｗの時間変動に基づいて異物Ｐの有無を検出するようにしたことから、大きな異物Ｐについては、流下液体Ｆの流下幅Ｗの変動を監視するだけで容易に検出することができる。したがって、この流下幅Ｗを撮像装置２及び演算装置３により計測することにより、作業員の負担軽減及び検査効率の向上を図ることができる。さらに、大きな異物Ｐについては、異物Ｐの有無及び大きさを正確に把握することができる。
【００４９】
また、小さな異物Ｐについては、上述した第二監視領域Ａ２における低輝度部Ｑを検出することにより、流下液体Ｆに混入した異物Ｐの個数及び大きさを容易に把握することができる。このように、異物Ｐの大きさに応じて監視領域を設定し、大きな異物Ｐと小さな異物Ｐとを区別して監視するようにしたことから、大きな異物Ｐと小さな異物Ｐとの両方について、その大きさ及び個数を正確に把握することができる。
【００５０】
上述した本実施形態に係る異物検出方法の説明において、本実施形態に係る異物検出装置１により流下液体Ｆをリアルタイムに監視する場合を想定しているが、流下液体Ｆの映像をＤＶＤ等の記録媒体に記録しておき、事後的に演算装置３を用いて本実施形態に係る異物検出方法を実施し、流下液体Ｆに含まれる異物Ｐを検出したり、異物Ｐの検出状況を解析又は分析したりするようにしてもよい。
【００５１】
本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５２】
１  異物検出装置
２  撮像装置
３  演算装置
１１  開口部
１２  流下槽
１２ａ  流下ノズル
１３  収容槽
１３ａ  注入口
２１  撮像画像
３１  記憶装置
３２  出力装置
【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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