(57)【要約】      （修正有）【課題】搬送路上における異物の存在を検出する異物検出装置を提供する。【解決手段】相互に異なる光線及び入射角の第１光源１及び第２光源２で搬送床面Ｙ２の所定領域を同時に照射した画像を撮像部３で記録し、この画像を画像を取り込む画像取込手段と、取り込んだ画像から第１光源１に基づく第１画像及び第２光源２に基づく第２画像を抽出し、第１画像に基づいてワークの像をワーク特定し、第２画像から、第１画像中で特定したワークの像に対応する領域を除去し、ワーク像を除去した第２画像に基づいて所定の面積以上の像を異物像として特定するように構成した。【選択図】図１
2014168763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送面を有する搬送路の延伸方向に沿って搬送対象物であって表面が主として平面で構成されたワークを所定の搬送先へ搬送する際に、前記搬送面上に前記ワークと共に混入し得る表面が主として曲面で構成された異物を検出する異物検出装置であり、
前記搬送面における所定領域を照射する第１光源と、
前記搬送面における前記所定領域を前記第１光源よりも大きい入射角であって且つ前記第１光源とは異なる波長の光線で照射する第２光源と、
前記第１光源及び第２光源の同時照射時の画像を記録する撮像部と、
前記撮像部が記録した画像に基づいて所定の処理を行う画像処理部とを備え、
前記画像処理部が、
前記撮像部が記録した画像を取り込む画像取込手段と、
前記画像取込手段で取り込んだ画像から前記第１光源に基づく第１画像及び前記第２光源に基づく第２画像をそれぞれ抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出した前記第１画像のうち所定の幾何学的特徴量を有する像を前記ワークの像であるワーク像として特定するワーク像特定手段と、
前記抽出手段で抽出した前記第２画像から前記ワーク像特定手段で特定した前記ワーク像に対応する領域を除去するワーク像除去手段と、
前記ワーク像除去手段によって前記ワーク像を除去した前記第２画像に基づいて所定の面積以上の像を前記異物の像である異物像として特定する異物像特定手段とを備えたものであることを特徴とする異物検出装置。
【請求項２】
前記ワーク像特定手段が、前記第１画像を所定回数収縮させる収縮処理を行い、収縮処理した前記第１画像のうち前記所定の幾何学的特徴量を有する像をワーク像として特定するものである請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項３】
前記ワーク像除去手段が、前記ワーク像特定手段によってワーク像を特定した前記第１画像を所定回数膨張させる膨張処理を行い、前記第２画像のうち、膨張処理した前記第１画像において前記ワーク像として特定した領域に対応する領域を除去するものである請求項２記載の異物検出装置。
【請求項４】
搬送路を振動させて搬送対象物であるワークを前記搬送路に沿って所定の搬送先へ搬送するパーツフィーダであって、
請求項１乃至３何れか記載の異物検出装置を備えていることを特徴とするパーツフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送対象物であるワークを搬送可能な搬送路上に混入し得る異物の存在を検出する異物検出装置、及びその異物検出装置を備えたパーツフィーダに関するものである。
【０００２】
従来より、電子部品等の搬送対象物であるワークを振動により搬送路に沿って所定の搬送先へ搬送するパーツフィーダが知られている。この種のパーツフィーダは、搬送路を有する搬送体（例えばボウルフィーダやリニアフィーダ）全体に対して起振源によって振動を与えることにより、ワークを搬送路の上流端から下流端に向かって搬送し、所定の搬送先にワークを連続して供給できるように構成されている。
【０００３】
このようなパーツフィーダにおいて、ワーク以外の異物が搬送路上に混入してワークと共に搬送される場合があり、異物がワークと共に所定の搬送先（供給先）まで搬送される事態は回避しなければならない。
【０００４】
そこで、供給先にワークのみを搬送（供給）できるように、例えば、搬送路の側壁（搬送側面）に異物除去用窓を形成したり（例えば特許文献１）、搬送床面に搬送方向に延伸する溝を形成し、この溝に妨錆油や鉄くず等の異物を収容する（例えば特許文献２）ことで、上記のような異物が供給先まで搬送される事態に対処するように構成されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−００２６５３号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８９９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えばワークに対して電気メッキを行う際に電気を通電する媒体として使用されるメディア或いはメディアボールと呼ばれる球状の異物が搬送路に混入する場合がある。このような球状の異物も、搬送面に形成した上述の窓や溝によって搬送面から除去する方法も考え得る。
【０００７】
しかしながら、搬送面の所定箇所に形成した窓や溝を通じて異物を搬送路上から除去する構成では、異物が窓や溝に必ず到達する（通過する）ことを前提として、この前提条件を満たした異物（すなわち窓や溝に到達した異物）を搬送路から除去することができる一方で、窓や溝に到達しない異物については除去することができない。
【０００８】
このような不具合は、異物の除去処理に際して、搬送路上における異物の存在を検出することなく、窓や溝に到達した異物だけを機械的に除去するという技術的思想を採用していることによるものと考えられる。
【０００９】
すなわち、これまでは、搬送路上においてワークに混在する異物を積極的に検出するという技術的思想は着想されず、そのような技術的思想を具体化した装置が実機に実装されることはなかった。
【００１０】
本願発明者は、このような点に着目し、これまで着想されることがなかった搬送路上における異物の存在を積極的に検出する異物検出装置、及び異物検出装置を備えたパーツフィーダを発明するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち本発明に係る異物検出装置は、搬送面を有する搬送路の延伸方向に沿って搬送対象物であって表面が主として平面で構成されたワークを所定の搬送先へ搬送する際に、搬送面上にワークと共に混入し得る表面が主として曲面で構成された異物を検出するものであり、搬送面における所定領域を照射する第１光源と、搬送面における所定領域を第１光源よりも大きい入射角であって且つ第１光源とは異なる波長の光線で照射する第２光源と、第１光源及び第２光源の同時照射時の画像を記録する撮像部と、撮像部が記録した画像に基づいて所定の処理を行う画像処理部とを備えていることを特徴としている。特に、本発明に係る異物検出装置は、画像処理部として、撮像部が記録した画像を取り込む画像取込手段と、画像取込手段で取り込んだ画像から第１光源に基づく第１画像及び第２光源に基づく第２画像をそれぞれ抽出する抽出手段と、抽出手段で抽出した第１画像のうち所定の幾何学的特徴量を有する像をワークの像であるワーク像として特定するワーク像特定手段と、抽出手段で抽出した第２画像からワーク像特定手段で特定したワーク像に対応する領域を除去するワーク像除去手段と、ワーク像除去手段によってワーク像を除去した第２画像に基づいて所定の面積以上の像を異物の像である異物像として特定する異物像特定手段とを備えたものを適用していることを特徴としている。
【００１２】
ここで、本発明における「搬送路」は、直線状や螺旋状など特にその形状が限定されるものではない。またワークとしては、例えば電子部品などの微小部品を挙げることができるが、電子部品以外のワークであってもよい。本発明の異物検出装置の検出対象である異物には、表面の全部が曲面である球状（楕円球状も含む）のものや、表面の一部が曲面であるものが含まれる。
【００１３】
本発明に係る異物検出装置では、曲面と平坦な平滑面とでは反射の仕方が異なることを利用し、相対的に入射角の小さい第１光源及び相対的に入射角の大きい第２光源によって搬送面の所定領域を照射し、撮像部で、ワークからの反射光及び異物からの反射光に基づく撮像画像（例えば、２つの光源が異なる色の可視光線であればカラー画像）を得て、その撮像画像から抽出手段によって第１画像と第２画像を抽出する。すると、第１画像には、第１光源の波長に由来する反射光の画像が写るとともに、第２画像には、第２光源の波長に由来する反射光の画像が写ることになる。
【００１４】
ここで、相対的に入射角の小さい第１光源に基づく第１画像には、異物のうち撮像部の光軸方向において最も撮像部に近い曲面の頂上部分のみが写るか、または異物が極めて小さいものであれば頂上部分の面積もごく僅かであることから第１画像にはほとんど写らないことになる。一方、ワークの平面形状（撮像部の設置箇所から見たワークの形状）に相当する像は第１画像に鮮明に映る。したがって、この第１画像をワーク特定用画像として利用することが可能である。
【００１５】
また、相対的に入射角の大きい第２光源に基づく第２画像には、異物のうち、撮像部の光軸方向において最も撮像部に近い点及びその周辺部分（球状の異物であれば撮像時点における頂上部分）は鮮明にはほとんど写らないものの、他の部分は鮮明に写る。したがって、この第２画像を異物特定用画像として利用することが可能である。
【００１６】
そして、本発明の係る異物検出装置は、画像処理部のワーク像特定手段によって、第１画像に写る像のうち所定の幾何学的特徴量を有する像をワーク像として特定し、第２画像からワーク像特定手段で特定したワーク像に対応する領域をワーク像除去手段によって除去する。この時点で、第２画像には、ワーク像に相当する領域が除去されており、異物像特定手段によって、この第２画像中に写る像のうち所定の面積以上の像を異物像として特定することができる。ここで、「幾何学的特徴量」とは、幾何学的な特徴を数値化した値であり、本発明におけるワーク像特定手段は、第１画像に写る像のうち、例えばワーク像であれば満たすべき幾何学特徴量を有する像を「ワーク像」として特定するものである。「像の幾何学的特徴量」としては、「像の面積」や後述する「像の最大Ｆｅｒｅｔ径」或いは「像の最小Ｆｅｒｅｔ径」等を挙げることができる。また、ワーク特定手段において、ワーク像を特定する際の基準となる像の幾何学的特徴量の種類（数）は１種類（例えば「像の面積」のみなど）であってもよいし、複数種類（例えば、「像の面積」、「像の最大Ｆｅｒｅｔ径」及び「像の最小Ｆｅｒｅｔ径」の３種類など）であってもよい。
【００１７】
このように、本発明に係る異物検出装置は、波長が相互に異なる光源（第１光源，第２光源）で搬送路上の所定領域を照射して得られる画像を単一の撮像部で記録することで、第１画像に写るワークの位置と、第２画像に写るワークの位置とを相互に矛盾なく対応させることが可能であり、ワーク像除去手段により第２画像において第１画像で特定したワークの領域に対応する領域を除去する際に、第２画像中のワーク像に相当する領域を第２画像中から除去することができ、そのワーク像相当領域除去処理後の第２画像に基づいて異物を正確に検出することができる。
【００１８】
さらに、本発明に係る異物検出装置であれば、第１画像におけるワーク像を特定する一方で、第２画像におけるワーク像を特定する処理は不要であるため、第２画像中のワーク像をも特定する処理が必要な構成と比較して処理手順の単純化を図ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る異物検出装置では、第１光源及び第２光源の照射領域に、向きが揃っていない（整列していない）複数のワークが相互に接触した状態で通過した場合であっても、ワーク同士が撮像部に対峙する上向き面同士ではなく側面や角あるいは辺同士で接触していれば、ワーク特定用画像として用いる第１画像では、ワーク像に相当する部分が相互に連続していない（接触してない）像として写し出されるため、この第１画像を用いてワーク像を容易に特定することができる。その結果、第２画像のうち、第１画像中のワーク像を特定した領域（ワーク像特定領域）に応じた領域を除去する処理もスムーズに行うことができ、ワーク像特定領域に応じた領域を除去した第２画像に基づいて、異物特定手段による異物特定処理を実行することで、異物を検出するまでの処理を効率良く適切に行うことができる。
【００２０】
特に、本発明の異物検出装置におけるワーク像特定手段が、第１画像を所定回数収縮させる収縮処理を行い、収縮処理した第１画像のうち所定の幾何学的特徴量を有する像をワーク像として特定するものであれば、収縮処理後の第１画像中における異物の頂上部分に相当する面積はより一層小さくなり、収縮処理を行わない場合と比較して、ワーク像特定手段によるワーク像特定処理をスムーズ且つ簡単に行うことができる。また、複数のワークが接触している状態が撮像画像として記録された場合であっても、第１画像を所定回数収縮させる処理を行うことで、ワーク同士を離間させた画像にすることができ、これもまたワーク像特定手段によるワーク像特定処理の効率向上に貢献する。
【００２１】
ところで、第２画像は、相対的に入射角の大きい第２光源に基づく画像であることから、第２画像には、ワークのうち撮像部に対向する面（対向面）のみならず、ワークの側面、または側面と対向面との境界部分（面取り処理されているワークであれば面取り部分）が写ることがある。したがって、第２画像に写るワークに相当する領域の面積は、第１画像に写るワークに相当する領域の面積よりも大きいことがある。この場合、ワーク像を特定した第１画像に基づいて第２画像中のワーク像特定領域に相当する領域を単純に除去した場合、第２画像に写るワークに相当する領域の面積から、第１画像に写るワークに相当する領域の面積を引いて余る部分が、第２画像中に枠状の像として残るという事象が生じ得る。本発明に係る異物検出装置において、このような事象を回避するには、ワーク像除去手段として、ワーク像特定手段によってワーク像を特定した第１画像を所定回数膨張させる膨張処理を行い、第２画像のうち、膨張処理した第１画像においてワーク像として特定した領域に対応する領域を除去するものを適用すればよい。
【００２２】
このように、ワーク像除去手段において、ワーク像特定手段でワーク像を特定した第１画像を所定回数膨張させる膨張処理を行うことで、膨張処理後の第１画像に写し出されるワーク像の領域を、第２画像におけるワーク像に相当する領域よりも大きくすることが可能になる。その結果、第２画像のうち、膨張処理した第１画像においてワーク像特定領域に対応する領域を除去した場合に、第２画像中におけるワーク像に相当する領域を完全に除去することができ、その除去処理後の第２画像中に写し出されている像に対して異物か否かを特定する処理を行えばよいことになり、異物検出処理効率の向上に役立つ。
【００２３】
また、本発明に係るパーツフィーダは、搬送路を振動させて搬送対象物であるワークを搬送路に沿って所定の搬送先へ搬送可能なものであり、上述した異物検出装置を備えていることを特徴としている。
【００２４】
このようなパーツフィーダであれば、上述した異物検出装置に基づく顕著な作用効果を発揮し、適切な異物検出処理を行うことができるパーツフィーダとなる。
【００２５】
なお、特開２００７−２９４５７６号公報には、「半導体装置２は基板１１上に形成された基準マーク１３と、基板１１上に載置された導電性ボール１２とから構成され、検査装置１は、第１，第２照明手段５、６よりそれぞれ青色および赤色の色からなる光を同時に照射し、撮影手段４はこの半導体装置２の画像を一度だけ撮影する。撮影手段４は半導体装置２についてのカラー画像を撮影し、画像処理手段７は撮影された画像を青色の画像と赤色の画像とに分離した後、基準マーク１３に対する各導電性ボール１２の相対位置及び、過剰な導電性ボール１２の有無等について検査を行う」技術が開示されているものの、当該公報記載の技術は、複数種類の構成物からなる検査対象である半導体装置を画像処理によって検査する検査装置、とりわけ、「例えば基板上に導電性ボールを載置した半導体装置の検査を行う検査装置」において、「画像処理手段７は上記画像（撮影手段４で撮影した半導体装置２についてのカラー画像）から上述した手順で基準マーク１３と導電性ボール１２との相対位置を認識し、導電性ボール１２の有無、位置、大きさ、ピッチ、過剰載置の有無について、それぞれ判定を行う」ものである。
【００２６】
そして、搬送路においてワークに混在する異物を検出するという技術的思想、及び本発明の異物検出装置が備える画像処理部での処理内容は、上記公報に開示も示唆もされていない。したがって、上記公報は、本発明の新規性はもちろんのこと、進歩性を否定する先行技術文献として作用するものではないことを敢えて付言しておく。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、当該技術分野において実現されることのなかった「搬送路上に異物がある場合にその存在を的確に検出する異物検出装置、及びこのような異物検出装置を備えたパーツフィーダ」を実現することができる。つまり、本発明によれば、照射面である搬送床面に対する入射角及び波長が相互に異なる第１光源及び第２光源で同時に照射し、その反射光を共通の撮像部で記録した撮像画像に基づいて、画像処理部によって、第１光源の照射光に基づく第１画像と、第２光源の照射光に基づく第２画像とに個別に抽出し、同じ撮影ポイントにおける同時刻の第１画像及び第２画像をそれぞれワーク特定用画像、異物特定用画像として用いて上述の処理を行うことにより、搬送床面上の異物を正確に検出して特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る異物検出装置を備えたパーツフィーダの要部模式図。
【図２】同実施形態における画像処理部の機能ブロック図。
【図３】同実施形態におけるワークの反射光について説明する図。
【図４】同実施形態におけるワークの反射光について説明する図。
【図５】同実施形態における異物の反射光について説明する図。
【図６】同実施形態における異物の反射光について説明する図。
【図７】同実施形態において搬送面上を搬送するワーク及び異物の一例を示す図。
【図８】同実施形態における撮像画像の一例を示す図。
【図９】図８の撮像画像に基づいて抽出手段で抽出した第１画像を示す図。
【図１０】図８の撮像画像に基づいて抽出手段で抽出した第２画像を示す図。
【図１１】図９の第１画像に対して２値化処理をした図。
【図１２】図１１の第１画像に対して収縮処理をした図。
【図１３】図１２の第１画像に対して非ワーク像除去処理をした図。
【図１４】図１３の第１画像に対して膨張処理した図。
【図１５】図１０の第２画像に対して２値化処理をした図。
【図１６】図１５の第２画像に対してワーク像除去処理をした図。
【図１７】同実施形態における画像処理部のフローチャート。
【図１８】同実施形態における撮像画像の他の一例を示す図。
【図１９】図１８の撮像画像に基づいて抽出手段で抽出した第１画像を示す図。
【図２０】図１８の撮像画像に基づいて抽出手段で抽出した第２画像を示す図。
【図２１】図１９の第１画像に対して２値化処理をした図。
【図２２】図２１の第１画像に対して収縮処理をした図。
【図２３】図２２の第１画像における最大Ｆｅｒｅｔ径及び最小Ｆｅｒｅｔ径を模式的に示す図。
【図２４】図２２の第１画像に対して非ワーク像除去処理をした図。
【図２５】図２４の第１画像に対して膨張処理した図。
【図２６】図２０の第２画像に対して２値化処理をした図。
【図２７】図２６の第２画像に対してワーク像除去処理をした図。
【図２８】同実施形態における撮像画像のさらに異なる他の一例を示す図。
【図２９】図２８の撮像画像に基づいて抽出手段で抽出した第１画像を示す図。
【図３０】図２８の撮像画像に基づいて抽出手段で抽出した第２画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００３０】
本実施形態に係る異物検出装置Ｘは、図１に示すように、例えば電子部品等のワークＷ（図７参照）を搬送路Ｙ１上において振動により移動させながら所定の搬送先（供給先）に搬送するパーツフィーダＹに適用されるものである。本実施形態のパーツフィーダＹは、所定の領域（例えば図示しない貯留部）に投入されたワークＷを直線状の搬送路（以下「リニア搬送路Ｙ１」と称す）に沿って搬送するリニアフィーダＹ１と、リニアフィーダＹ１に振動を発生させる図示しない起振源とを備えたものである。そして、起振源によりリニアフィーダＹ１に対して振動を発生させることによって、リニア搬送路Ｙ１上にあるワークＷをリニア搬送路Ｙ１の終端まで搬送して所定の搬送先に供給するものである。
【００３１】
リニア搬送路Ｙ１は、全域に亘って、上向き面である搬送床面Ｙ２を主体としてなり、搬送床面Ｙ２のうち少なくとも何れか一方の側縁に一体又は一体的に設けた図示しない側面（側壁面）によって搬送中のワークＷが搬送床面Ｙ２から側方へ落下・脱落しないように構成している。ここで、本実施形態における搬送床面Ｙ２が本発明の「搬送面」に相当する。搬送床面Ｙ２は凹凸の無いフラットな平坦面である。この搬送床面Ｙ２は、全域に亘って勾配のない面に設定したものであってもよいし、搬送方向下流側に向かって所定の昇り勾配に設定したものであってもよい。例えば、ワークＷが常に略一定速度で搬送床面Ｙ２上を移動できるようにリニア搬送路Ｙ１の昇り勾配、より具体的には搬送床面Ｙ２の昇り勾配を適宜設定することもできる。
【００３２】
そして、本実施形態のパーツフィーダＹは、リニア搬送路Ｙ１上にワークＷと共に混入し得る異物Ｆ（図７参照）を検出する異物検出装置Ｘを備えている。なお、本実施形態では、ワークＷとして、表面の一部または全体を平滑なフラット面に形成されたもの（例えば略直方体（多面体）形状のもの）を適用している。また、異物検出装置Ｘによる検出対象となる異物Ｆとしては、電気メッキを行う際に電気を通電する媒体として使用されるメディア或いはメディアボールと呼ばれる球状のものや、半田ボールを挙げることができる。
【００３３】
本実施形態に係る異物検出装置Ｘは、図１に示すように、搬送床面Ｙ２における所定領域を同時に照射する第１光源１及び第２光源２と、第１光源１及び第２光源２を同時に照射させた際の画像を記録する撮像部３と、撮像部３が記録した画像に基づいて所定の処理を行う画像処理部４とを備えている。
【００３４】
第１光源１は、複数のＬＥＤを円環状に配置し、搬送床面Ｙ２の所定領域をリング照明するものである。本実施形態では、第１光源１として赤色ＬＥＤを円環状に配置したものを適用している。
【００３５】
第２光源２は、第１光源１と比較して、複数のＬＥＤを円環状に配置し、搬送床面Ｙ２の所定領域をリング照明するものである点で共通しているが、第１光源１を構成する赤色ＬＥＤを配置した円よりも径の大きい円に沿って、赤色ＬＥＤとは色相及び波長の異なるＬＥＤである青色ＬＥＤを複数配置している点で異なる。
【００３６】
本実施形態の異物検出装置Ｘでは、第１光源１及び第２光源２を同心円となる関係であって且つ第１光源１を第２光源２よりも高い位置に配置することで、搬送床面Ｙ２に対する第１光源１の投光角を第２光源２の投光角よりも効率良く狭めることができ、これら第１光源１及び第２光源２によって搬送床面Ｙ２の所定領域を照射し、各光源（第１光源１、第２光源２）の反射光による画像を単一の撮像部３で記録可能に構成している。
【００３７】
撮像部３は、同心円状に配置した第１光源１及び第２光源２の共通の中心に光軸を一致させ且つ第１光源１よりも高い位置に配置した例えばカラーカメラを用いて構成したものである。この撮像部３によって、第１光源１及び第２光源２をそれぞれ照射させた際の画像をカラー画像として記録することができる。
【００３８】
画像処理部４は、図２に示すように、画像取込手段４１と、抽出手段４２と、ワーク像特定手段４３と、ワーク像除去手段４４と、異物像特定手段４５とを備え、これら各手段を相互に連係させて機能させることによって搬送床面Ｙ２上の異物Ｆを検出して特定するものである。
【００３９】
画像取込手段４１は、撮像部３が記録した画像である撮像画像Ｐ（一例として後述する図８参照）を取り込むものである。ここで、撮像画像Ｐは、各光源（第１光源１、第２光源２）から搬送床面Ｙ２上の所定領域を照射した光の反射光をカラー画像として記録するものである。したがって、赤色ＬＥＤで構成した第１光源１の照射光に反射して撮像部３に記録されるカラー画像は赤色成分の画像となり、青色ＬＥＤで構成した第２光源２の照射光に反射して撮像部３に記録されるカラー画像は青色成分の画像になる。そして、本実施形態におけるワークＷが、表面をフラットな平滑面に形成した多面体形状であり、異物検出装置Ｘの検出対象である異物Ｆが表面を曲面に形成した球状であることから、ワークＷと異物Ｆとでは反射の仕方が異なる。
【００４０】
すなわち、図３及び図４に示すように、撮像部３に対向する表面Ｗ１が平滑な面であるワークＷを照射した場合、平滑な同じ面Ｗ１上であれば異なる２点（Ａ点、Ｂ点）であっても接平面（照射光が接する平面）の傾斜が略一定であり、Ａ点での接平面の法線Ｌ１（接平面と垂直でＡ点を通る直線）とＢ点での接平面の法線Ｌ２が略平行となる。そのため、Ａ点、Ｂ点の何れであっても投光角の狭い光源（本実施形態であれば第２光源２よりも投光角が狭い第１光源１）の照射光（図３及び図４において相対的に細い実線で示す矢印付きのライン）は、入射角（例えばＡ点であれば、Ａ点での接平面の法線Ｌ１と、入射する光の方向とがなす角度）の小さい入射光となり、反射角（例えばＡ点であれば、Ａ点での接平面の法線Ｌ１と、反射する光の方向とがなす角度）が小さい反射光として反射し、撮像部３に届いて鮮明なカラー画像として記録される。
【００４１】
一方、共通の平滑な面Ｗ１上におけるＡ点、Ｂ点の何れであっても投光角の広い光源（本実施形態であれば第１光源１よりも投光角が広い第２光源２）の照射光（図３及び図４において相対的に太い実線で示す矢印付きのライン）は、入射角の大きい入射光となり、反射角が大きい反射光として反射し、撮像部３に届かず、鮮明なカラー画像として記録されない。なお、投光角の広い第２光源２の照射光が、ワークＷの表面のうち撮像部３の光軸に略平行な面（側面Ｗ２）や、側面Ｗ２と上向き面Ｗ１との境界部分に形成した部分円弧状又は傾斜状の面取り部分（図３及び図４では図示省略）に反射し、撮像部３に到達した場合には、その照射部分が撮像画像Ｐにカラー画像として写し出される。
【００４２】
以上より、撮像画像Ｐには、ワークＷのうち撮像部３に対向する平滑な表面Ｗ１に相当する領域の全部または略全部が第１光源１の反射光に基づくカラー画像（本実施形態であれば赤色の画像）として写り、ワークＷの側面Ｗ２と上向き面Ｗ１との境界部分に形成した面取り部分及びワークＷの側面Ｗ２に相当する領域の全部又は一部が第２光源２の反射光に基づくカラー画像（本実施形態であれば青色の画像）として写る。
【００４３】
また、撮像部３に対向する表面が曲面Ｆ１である球状の異物Ｆを照射した場合、図５及び図６に示すように、同じ表面Ｆ１上であっても頂点部分におけるＣ点と頂点部分以外の部分におけるＤ点では、接平面の傾斜角度は異なり、Ｃ点での接平面の法線Ｌ３と、Ｄ点での接平面の法線Ｌ４は相互に平行な関係にならない。そして、異物Ｆのうち、接平面の法線が撮像部３の光軸に対して略平行又は平行に近い頂上部分の狭い範囲は、投光角の狭い光源（本実施形態であれば第２光源２よりも投光角が狭い第１光源１）の照射光（図５において相対的に細い実線で示す矢印付きのライン）は、入射角の小さい入射光となり、反射角が小さい反射光として反射し、撮像部３に届いて鮮明なカラー画像として記録される。
【００４４】
ところが、図５に示すように、異物Ｆの頂上部分であるＣ点では、投光角の広い光源（本実施形態であれば第１光源１よりも投光角が広い第２光源２）の照射光（図５において相対的に太い実線で示す矢印付きのライン）は、入射角の大きい入射光となり、反射角が大きい反射光として反射し、撮像部３に届かず、鮮明なカラー画像として記録されない。
【００４５】
一方、図６に示すように、異物Ｆの頂上部分以外の点（Ｄ点）を投光角が狭い光源（本実施形態であれば第２光源２よりも投光角が狭い第１光源１）で照射した場合、その照射光（図６において相対的に細い実線で示す矢印付きのライン）は、入射角の小さい入射光となり、反射角が小さい反射光として反射し、撮像部３に届かず、鮮明なカラー画像として記録されない。
【００４６】
ところが、異物Ｆの頂上部分以外の点（Ｄ点）を投光角が第１光源１よりも広い第２光源２で照射した場合、その照射は、入射角の大きい入射光となり、反射角が大きい反射光として反射し、撮像部３に到達して鮮明なカラー画像として記録される。
【００４７】
以上より、撮像画像Ｐには、表面Ｆ１が曲面で形成された異物Ｆの頂上部分に相当する領域の全部又は略全部が第１光源１の反射光に基づくカラー画像（本実施形態であれば赤色の画像）として写り、異物Ｆの頂上部分以外の部分に相当する領域の全部又は一部が第２光源２の反射光に基づくカラー画像（本実施形態であれば青色の画像）として写る。なお、異物Ｆの頂上部分に相当する領域は、ごくわずかな面積であるため、撮像画像Ｐには不鮮明な暗い画像として写ったり、或いは写らない場合もあり得る。
【００４８】
このように、反射の仕方が異なるワークＷと異物Ｆを入射角の異なる２つの光源（第１光源１、第２光源２）により同時に照射した際に撮像部３で記録する撮像画像Ｐのうち、ワークＷの画像は、相対的に投光角が狭い第１光源１（赤色ＬＥＤ）の反射光が主要な構成要素となり、異物Ｆの画像は、相対的に投光角が広い第２光源２（青色ＬＥＤ）の反射光が主要な構成要素となる。
【００４９】
具体的には、例えば図７（図７以下の各図では、ワークＷと異物Ｆの形状に着目し、両者の大きさの比率は敢えて誇張した同程度として表現している）に示すように、搬送床面Ｙ２の所定領域に設定した第１光源１及び第２光源２の照射領域内に、１つのワークＷと１つの異物Ｆが相互に離間した状態で搬送されている状態において、第１光源１及び第２光源２を同時に照射させた場合、撮像部３に記録される画像、及び画像取込手段４１によって取り込む画像は図８に示す画像になる。つまり、入射角で相対的に狭い第１光源１からの照射光が、ワークＷの上向き面（少なくとも水平な部分）及び異物Ｆの頂上部分で反射し、その反射光が撮像部３に到達し、カラー画像（赤色の画像）として記録されるとともに、入射角で相対的に広い第２光源２からの照射光が、ワークＷの側面及び異物Ｆのうち頂上部分を除いた部分で反射し、その反射光が撮像部３に到達し、カラー画像（青色の画像）として記録される。なお、図７及び図８では、赤色のカラー画像として記録される部分、及び青色のカラー画像として記録される部分をそれぞれ異なるパターンを付して示している。また、本実施形態では搬送床面Ｙ２を反射しない面に設定しているため、図８の撮像画像Ｐでは、ワークＷや異物Ｆの背景が黒色の画像として記録されている。なお、実際の画像では、同じカラー画像であっても輝度値が異物Ｆよりも大きいワークＷは、異物Ｆよりも明るい画像となり、逆に、異物ＦはワークＷよりも暗い画像となる。画像取込手段４１によって取り込む画像Ｐは、このようなカラー特性を有する撮像画像Ｐである。
【００５０】
抽出手段４２は、画像取込手段４１で取り込んだ画像Ｐから第１光源１に基づく第１画像Ｐ１及び第２光源２に基づく第２画像Ｐ２を抽出するものである。具体的には、画像取込手段４１で取り込んだ画像Ｐをそれぞれの色（第１光源１の赤色と第２光源２の青色）の成分に分けることによって、第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２を個別に抽出するようにしている。図９、図１０には、画像取込手段４１で取り込んだ図８に示す画像Ｐから抽出した第１画像Ｐ１、第２画像Ｐ２をそれぞれ示している。
【００５１】
ワーク像特定手段４３は、抽出手段４２で抽出した第１画像Ｐ１のうち所定の幾何学的特徴量を有する像をワークの像であるワーク像として特定するものである。ここで、「幾何学的特徴量」とは、幾何学的な特徴を数値化した値であり、本実施形態におけるワーク像特定手段４３は、第１画像Ｐ１に写る像のうち、ワーク像であれば満たすべき幾何学特徴量を有する像を「ワーク像」として特定するものである。本実施形態では、抽出手段４２で抽出した第１画像Ｐ１を所定の閾値で２値化する２値化処理と、２値化処理した第１画像Ｐ１を所定回数収縮させる収縮処理とを行い、収縮処理した第１画像Ｐ１に写る像のうちワーク像であれば有するべき幾何学的特徴量を有する像をワーク像として特定するように設定している。図１１には、図９に示す第１画像Ｐ１を所定の閾値で２値化処理を行った第１画像Ｐ１（ａ）を示す。また、図１２に、２値化処理を行った第１画像Ｐ１を所定回数収縮させる収縮処理として、周辺に１画素でも黒い画素があれば黒に置き換える処理（Ｅｒｏｓｉｏｎ）を所定回数行った第１画像Ｐ１（ｂ）を示す。ワーク像特定手段４３は、収縮処理した第１画像Ｐ１に記録されている白領域の連結成分（塊）の幾何学的特徴量を算出し、その幾何学的特徴量が、予め所定の記憶部に記憶されている「ワーク判定基準範囲データ」に設定されている条件（数値）を満たす場合に、その幾何学的特徴量を有する塊を「ワーク像である」と判定することで、ワーク像を特定するものである。「ワーク判定基準範囲データ」には、ワーク像であれば満たす幾何学的特徴量の上限値及び下限値（基準範囲）が記憶されている。ここで、本実施形態では、幾何学的特徴量の種類として、塊中の白画素の個数に相当する「面積」と、塊をある角度に射影したときの射影像の長さであるＦｅｒｅｔ径のうち最大の径である「最大Ｆｅｒｅｔ径」と、Ｆｅｒｅｔ径のうち最小の径である「最小Ｆｅｒｅｔ径」とを採用しており、「ワーク判定基準範囲データ」には、ワーク像であれば満たす「面積」、「最大Ｆｅｒｅｔ径」及び「最小Ｆｅｒｅｔ径」の上限値及び下限値（基準範囲）が記憶されている。「面積」、「最大Ｆｅｒｅｔ径」及び「最小Ｆｅｒｅｔ径」だけでは、「塊」が矩形であると判断することは困難であるが、ワークＷと球状の異物Ｆとを区別する判定基準としては十分である。本実施形態におけるワーク像特定手段４３では、「最大Ｆｅｒｅｔ径」は矩形の長辺とみなし、「最小Ｆｅｒｅｔ径」は矩形の短辺とみなして処理している。なお、割れたワークの像（塊）が第１画像に記録されている場合、本実施形態におけるワーク像特定手段４３によるワーク像の特定処理であれば、割れたワークの像は、ワーク像であれば満たすべき幾何学特徴量を有しない像であるため、この割れたワークの像を「ワーク像」として特定することはない。すなわち、割れたワークを異物として認識することができる。
【００５２】
また、「収縮処理した第１画像Ｐ１に記録されている白領域の連結成分」は画像処理の技術用語で一般的に「粒子」と呼ばれるものであるが、検出対象である異物Ｆが球状（粒状）である本実施形態においてワークＷを粒子と表記した場合に誤解を招くおそれがあるため、本実施形態では「塊」と表記する。
【００５３】
本実施形態に係る異物検出装置Ｘは、ワーク像特定手段４３において、収縮処理を所定回数行った第１画像Ｐ１（ｂ）に写る塊のうち、ワーク像であると判定した塊だけを残し、その他の塊（ワーク像であると判定していない塊）を除去する処理（非ワーク像除去処理）を行い、このような処理をした後の画像であるワーク像特定画像Ｐ１（ｃ）をワーク像除去手段４４で利用している。ここで、図１２に示す収縮処理をした第１画像Ｐ１に基づいて非ワーク像除去処理したワーク像特定画像Ｐ１（ｃ）を図１３に示す。
【００５４】
ワーク像除去手段４４は、抽出手段４２で抽出した第２画像Ｐ２からワーク像特定手段４３で特定したワーク像に対応する領域を除去するものである。本実施形態では、ワーク像特定手段４３によってワーク像を特定した第１画像Ｐ１（具体的にはワーク像特定画像Ｐ１（ｃ））を所定回数膨張させる膨張処理を行うとともに、抽出手段４２で抽出した第２画像Ｐ２を所定の閾値で２値化する２値化処理を行い、２値化処理した第２画像Ｐ２のうち、膨張処理した第１画像Ｐ１においてワーク像として特定した領域に対応する領域を除去するように設定している。図１４に、ワーク像特定画像Ｐ１（ｃ）を膨張させる膨張処理として、周辺に１画素でも白い画素があれば白に置き換える処理（Ｄｉｌａｔｉｏｎ）を所定回数行った第１画像Ｐ１（ｄ）を示す。膨張回数は、収縮回数と同じか、収縮回数よりも多い回数であることが要求される。また、図１５には、図１０に示す第２画像Ｐ２を所定の閾値で２値化処理した第２画像Ｐ２（ｅ）を示す。２値化処理を行った第２画像Ｐ２（ｅ）には、第２光源２の照射光のうちワークＷ及び異物Ｆにそれぞれ反射して撮像部３に到達することで得られる画像が白い塊として写し出される。本実施形態の異物検出装置Ｘは、ワーク像除去手段４４により、２値化処理した第２画像Ｐ２（ｅ）のうち、膨張処理した第１画像Ｐ１（ｄ）においてワーク像として特定した白い塊に対応する領域を黒にする処理を行っている。図１６に、２値化処理した第２画像Ｐ２（ｅ）のうち、膨張処理した第１画像Ｐ１（ｄ）においてワーク像として特定した白い塊に対応する領域を黒にする処理を行った画像（ワーク像除去画像Ｐ２（ｆ））を示す。
【００５５】
異物像特定手段４５は、ワーク像除去手段４４によってワーク像を除去した第２画像Ｐ２（ｆ）に基づいて所定の面積以上の像を異物の像である異物像として特定するものである。この異物Ｆ特定手段では、ワーク像除去画像に記録されてている塊の面積を算出し、その面積が予め所定の記憶部に記憶されている「異物判定基準データ」に設定されている条件（数値）を満たす場合に、その面積を有する塊を「異物像」と判定することで、異物像を特定するようにしている。ここで、ワーク像除去画像Ｐ２（ｆ）には、ワーク像に相当する塊は写っていないため、この画像Ｐ２（ｆ）内では異物像に相当する塊以外に大きい塊はないものと推定することができる。したがって、異物判定基準データには、異物像として満たすべき面積の下限値のみを設定しておくだけで十分である。もちろん、異物判定基準データに、異物像として満たすべき面積の下限値と上限値とを設定しておき、この下限値と上限値の範囲内にある面積を有する塊を異物像として特定するようにしても構わない。
【００５６】
次に、本実施形態に係る異物検出装置Ｘを適用したパーツフィーダＹにおいて搬送床面Ｙ２上を搬送方向に沿って搬送されるワークＷに混入する異物Ｆを異物検出装置Ｘによって検出する処理手順（異物検出処理手順）について、図１７乃至図２７を参照しながら説明する。
【００５７】
先ず、本実施形態のパーツフィーダＹでは、ホッパ等のワーク吐出部からリニア搬送路Ｙ１に直接投入されたワークＷ、またリニア搬送路Ｙ１よりも上流に配置された適宜の搬送路を通過してリニア搬送路Ｙ１に到達したワークＷを、リニア搬送路Ｙ１の搬送床面Ｙ２に沿って供給先に向かって搬送する。そして、本実施形態のパーツフィーダＹは、リニア搬送路Ｙ１の搬送床面Ｙ２上における所定領域を異物検出装置Ｘの第１光源１及び第２光源２で同時に照射し、そのうち撮像部３に到達した反射光を撮像部３によってカラー画像（撮像画像Ｐ）として記録する。
【００５８】
撮像部３による撮像処理は、リニア搬送路Ｙ１の振動を停止させた状態、つまりワークＷが静止している状態で行ってもよいが、搬送効率の向上のため、本実施形態では、リニア搬送路Ｙ１の振動を継続させた状態、つまりワークＷを搬送方向に搬送させている状態で行っている。
【００５９】
そして、本実施形態に係るパーツフィーダＹは、撮像部３の撮像画像Ｐに基づき、画像処理部４における以下の処理によって、搬送床面Ｙ２上をワークＷに混じって搬送されるメディアボールや半田ボール等の球状の異物Ｆの存在を特定可能に構成している。
【００６０】
ここで、本実施形態のパーツフィーダは、リニア搬送路Ｙ１を通過する複数のワークＷを所定の搬送姿勢に揃えながら整列させて搬送することが可能であるが、第１光源１及び第２光源２の照射領域では複数のワークＷが整然と並んでいない。つまり、本実施形態の異物検出装置Ｘは、リニア搬送路Ｙのうち相対的に上流端に近い領域を第１光源１及び第２光源２の照射領域に設定し、ワークＷが整列する前の時点で搬送床面Ｙ２上にワークＷと一緒に混在している異物Ｆを検出するものである。
【００６１】
以下では、第１光源１及び第２光源２の照射領域において複数のワークＷが整然と並んでおらず、異物ＦがそれらワークＷに混じって搬送されている場合における異物検出処理手順について説明する。
【００６２】
本実施形態に係る異物検出装置Ｘは、先ず、第１光源１及び第２光源２で同時にリニア搬送路Ｙ１における共通の領域を照射することで得られる撮像画像Ｐを、画像処理部４の画像取込手段４１により取り込む（画像取込ステップＳ１、図１７参照）。本実施形態におけるワークＷが、表面の全てまたは表面の大部分をフラットな平滑面に形成した多面体であり、異物検出装置Ｘの検出対象である異物Ｆが表面を曲面に形成したものであることから、ワークＷと異物Ｆとでは反射の仕方が異なり、赤色ＬＥＤで構成した第１光源１の照射光に反射して撮像部３に記録されるカラー画像は赤色成分の画像となり、青色ＬＥＤで構成した第２光源２の照射光に反射して撮像部３に記録されるカラー画像は青色成分の画像になる。図１８に、画像取込ステップＳ１で取り込んだ撮像画像Ｐの一例を示す。同図に示す撮像画像Ｐは、第１光源１及び第２光源２の照射領域において計３つのワークＷがそれぞれ共通の異物Ｆに接触している状態のカラー画像である。同図では、輝度値に応じたカラー毎にそれぞれ異なるパターンを付している。
【００６３】
本実施形態に係る異物検出装置Ｘは、画像取込ステップＳ１に続いて、抽出手段４２により、赤色成分の画像を第１画像Ｐ１として抽出するとともに、青色成分の画像を第２画像Ｐ２として抽出する（抽出ステップＳ２、図１７参照）。撮像画像Ｐに基づき画像取込ステップＳ１で個別に抽出した第１画像Ｐ１と第２画像Ｐ２をそれぞれ図１９、図２０に示す。図１９から把握できるように、計３つのワークＷがそれぞれ共通の異物Ｆに接触している状態の撮像画像Ｐから抽出した第１画像Ｐ１には、３つのワークＷ、異物Ｆが別の像として存在する。一方、図２０から把握できるように、計３つのワークＷがそれぞれ共通の異物Ｆに接触している状態の撮像画像Ｐから抽出した第２画像Ｐ２には、３つのワークＷ及び異物Ｆが連続した１つの像が存在する。
【００６４】
本実施形態に係る異物検出装置Ｘは、抽出ステップＳ２に引き続いて、ワーク像特定手段４３によって、抽出手段４２で抽出した第１画像Ｐ１のうちワーク像であれば有するべき幾何学的特徴量を有する像をワーク像として特定する（ワーク像特定ステップＳ３、図１７参照）。このワーク像特定ステップＳ３では、抽出ステップＳ２で抽出した第１画像Ｐ１を所定の閾値で２値化し、２値化処理した第１画像Ｐ１を所定回数収縮させ、収縮処理した第１画像Ｐ１のうち、予め所定の記憶部に記憶されている「ワーク判定基準範囲データ」に設定されている条件（数値）に該当する幾何学的特徴量を有する像をワーク像として特定するようにしている。図２１には、図１９に示す第１画像Ｐ１を所定の閾値で２値化処理した第１画像Ｐ１（ａ）を示す。また、図２２に、２値化処理を行った第１画像Ｐ１（ａ）を所定回数収縮させる収縮処理として、上述のＥｒｏｓｉｏｎ処理を所定回数行った第１画像Ｐ１（ｂ）を示す。
【００６５】
図２２から把握できるように、収縮処理後の第１画像Ｐ１（ｂ）において相互に連続していない白い領域の塊（以下、単に「塊」と称す）は、それぞれの塊の中心位置を維持したまま図２１に示す収縮処理前の第１画像Ｐ１（ａ）における塊、つまり２値化処理直後の第１画像Ｐ１（ａ）における塊よりも面積が小さくなり、収縮処理後の第１画像Ｐ１（ｂ）における相互に連続していない塊同士の離間距離は、図２１に示す収縮処理前の第１画像Ｐ１（ａ）における相互に連続していない塊同士の離間距離よりも長くなる。
【００６６】
そして、本実施形態の異物検出装置Ｘは、ワーク像特定ステップＳ３において、収縮処理した第１画像Ｐ１（ｂ）に記録されている塊の幾何学的特徴量を算出し、その幾何学的特徴量が、「ワーク判定基準範囲データ」に設定されている条件（数値）を満たす場合に、その幾何学的特徴量を有する塊を「ワーク像である」と判定することで、ワーク像を特定する。本実施形態では、塊の「面積」、「最大Ｆｅｒｅｔ径」及び「最小Ｆｅｒｅｔ径」を幾何学的特徴量とし、「ワーク判定基準範囲データ」に設定された「面積」、「最大Ｆｅｒｅｔ径」及び「最小Ｆｅｒｅｔ径」の上限値及び下限値（基準範囲）を満たす塊をワークＷとして特定するようにしている。図２３には、略矩形の塊内に交差する２本の線を付している。同図中において、各塊内における相対的に長い線が最大Ｆｅｒｅｔ径であり、相対的に短い線が最小Ｆｅｒｅｔ径である。
【００６７】
本実施形態の異物検出装置Ｘは、ワーク像特定ステップＳ３において、図２２及び図２３に示す第１画像Ｐ１（ｂ）における相互に連続していない４つの塊のうち、略矩形の塊はワーク判定基準範囲データに設定された基準範囲を満たす像、つまりワーク像であると判定して特定する一方で、略円形の塊は基準範囲を満たさない像、つまりワーク像ではないと判定し、ワーク像であると特定しない。
【００６８】
また、このワーク像特定ステップＳ３では、収縮処理を所定回数行った第１画像Ｐ１（ｂ）に写る塊のうち、ワーク像であると判定した塊だけを残し、その他の塊（ワーク像であると特定していない塊）を除去する処理（非ワーク像除去処理）を行う。ここで、図２２に示す収縮処理をした第１画像Ｐ１（ｂ）に基づいて非ワーク像除去処理を完了した時点の第１画像であるワーク像特定画像Ｐ１（ｃ）を図２４に示す。
【００６９】
本実施形態に係る異物検出装置Ｘは、ワーク像特定ステップＳ３の次に、ワーク像除去手段４４により、抽出ステップＳ２で抽出した第２画像Ｐ２からワーク像特定ステップＳ３で特定したワーク像に対応する領域を除去する（ワーク像除去ステップＳ４、図１７参照）。このワーク像除去ステップＳ４では、ワーク像特定ステップＳ３でワーク像を特定した第１画像Ｐ１であるワーク像特定画像Ｐ１（ｃ）を所定回数膨張させるとともに、抽出ステップＳ２で抽出した第２画像Ｐ２を所定の閾値で２値化し、２値化処理した第２画像Ｐ２のうち、膨張処理した第１画像Ｐ１においてワーク像として特定した領域に対応する領域を除去するようにしている。
【００７０】
図２５に、ワーク像特定画像Ｐ１（ｃ）に対して所定回数膨張処理（Ｄｉｌａｔｉｏｎ処理）を行った第１画像Ｐ１（ｄ）を示す。また、図２６には、図２０に示す第２画像Ｐ２を所定の閾値で２値化処理した第２画像Ｐ２（ｅ）を示す。２値化処理を行った第２画像Ｐ２（ｅ）には、抽出ステップＳ２で抽出した第２画像Ｐ２においてカラー画像として写し出された部分が白い塊として写し出される。
【００７１】
本実施形態では、膨張回数を収縮回数よりも多く設定している。したがって、膨張処理後の第１画像Ｐ１（ｄ）に写る「塊」の総面積は、抽出ステップＳ２において２値化処理直後の第１画像Ｐ１（ａ）に写るワークに相当する「塊」の総面積よりも大きくなる。さらに、本実施形態では、所定回数膨張処理（Ｄｉｌａｔｉｏｎ処理）を行った第１画像Ｐ１（ｄ）に写る「塊」の総面積が、２値化処理直後の第２画像Ｐ２（ｅ）に写るワークに相当する「塊」の総面積よりも大きくなるように設定している。
【００７２】
そして、本実施形態の異物検出装置Ｘは、ワーク像除去ステップＳ４において、２値化処理した第２画像Ｐ２（ｅ）のうち、膨張処理した第１画像Ｐ１（ｄ）においてワーク像として特定した白い塊に対応する領域を黒にする処理を行う。図２７に、２値化処理した第２画像Ｐ２（ｅ）のうち、膨張処理した第１画像Ｐ１（ｄ）においてワーク像として特定した白い塊に対応する領域を黒にする処理を行った画像であるワーク像除去画像Ｐ２（ｆ）を示す。ワーク像除去ステップＳ４におけるワーク除去処理は、膨張処理した第１画像Ｐ１（ｄ）と２値化処理した第２画像Ｐ２（ｅ）とを重ね合わせて、２値化処理した第２画像Ｐ２のうち、膨張処理した第１画像Ｐ１（ｄ）においてワーク像として特定した白い塊に重なる領域を黒にする処理と捉えることもできる。
【００７３】
本実施形態に係る異物検出装置Ｘは、ワーク像除去ステップＳ４においてワーク像を除去した第２画像Ｐ２（ｆ）に基づいて、異物像特定手段４５により、所定の面積以上の像を異物像として特定する（異物像特定ステップＳ５、図１７参照）。この異物Ｆ特定ステップＳ５では、ワーク像除去画像Ｐ２（ｆ）に写っている塊の面積を算出し、その面積（複数の塊があれば各塊の面積）が予め所定の記憶部に記憶されている「異物判定基準データ」に設定されている条件（数値）を満たす場合に、その面積を有する塊を「異物像」と判定することで、異物像を特定するようにしている。
【００７４】
このように、本実施形態に係る異物検出装置Ｘでは、照射面である搬送床面Ｙ２に対する入射角及び波長が相互に異なる第１光源１及び第２光源２で同時に照射し、その反射光を共通の撮像部３で記録した撮像画像Ｐに基づいて、画像処理部４によって、第１光源１の照射光に基づく第１画像Ｐ１と、第２光源２の照射光に基づく第２画像Ｐ２とに個別に抽出し、同時刻の第１画像Ｐ１及び第２画像Ｐ２をそれぞれワーク特定用画像、異物特定用画像として用いて上述の処理を行うことにより、搬送床面Ｙ２上の異物Ｆを検出して特定することができる。
【００７５】
特に、本実施形態に係る異物検出装置Ｘは、２種類の光源（第１光源１，第２光源２）が必要である一方で撮像部３は１つで足りるため、各光源（第１光源１，第２光源２）ごとに個別に撮像部を設ける態様と比較して、構成の簡略化及びコストの削減を図ることができるとともに、搬送床面Ｙ２上を移動中のワークＷを単一の撮像部３で撮影した場合に、第１画像Ｐ１に記録されるワークＷの位置と、第２画像Ｐ２に記録されるワークＷの位置とを相互に矛盾なく対応させることが可能であり、ワーク像除去手段４４により第２画像Ｐ２において第１画像Ｐ１で特定したワークＷの領域に対応する領域を除去する際に、第２画像Ｐ２中のワーク像に相当する領域を第２画像Ｐ２中から除去することができ、その第２画像Ｐ２（ワーク像に相当する領域を除去した第２画像Ｐ２）に基づいて異物Ｆを適切に検出することができる。
【００７６】
さらに、本実施形態の異物検出装置Ｘでは、第１画像Ｐ１におけるワーク像を特定する一方で、第２画像Ｐ２におけるワーク像を特定する処理は不要であるため、第２画像Ｐ２におけるワーク像を特定する処理も必要な態様と比較して処理手順の単純化を図ることができる。
【００７７】
また、本実施形態に係る異物検出装置Ｘでは、第１光源１及び第２光源２の照射領域に、向きが揃っていない（整列していない）複数のワークＷが相互に接触した状態で通過した場合であっても、ワークＷ同士が撮像部３に対峙する上向き面同士ではなく側面や角あるいは辺同士で接触していれば、ワーク特定用画像として用いる第１画像Ｐ１では、例えば図１９及び図２１に示すように、ワーク像に相当する部分が相互に連続していない（接触してない）像として写し出されるため、この第１画像Ｐ１を用いてワーク像を容易に特定することができる。
【００７８】
加えて、第１画像Ｐ１には、異物Ｆのうち頂上部分に相当する領域のみが写し出されるため、第１画像Ｐ１中におけるワーク像に相当する領域と比較して異物Ｆの頂上部分に相当する領域は極めて小さく、これもまた第１画像Ｐ１におけるワーク像の検出・特定の容易化に資する。
【００７９】
特に、本実施形態に係る異物検出装置Ｘは、ワーク像特定手段４３において、抽出手段４２で抽出した第１画像Ｐ１を所定回数収縮させる収縮処理を行い、収縮処理した第１画像Ｐ１（ｂ）のうち所定の幾何学的特徴量を有する像をワーク像として特定するように構成しているため、収縮処理後の第１画像Ｐ１（ｂ）中における異物Ｆの頂上部分に相当する面積はより一層小さくなり、収縮処理を行わない場合と比較して、ワーク像特定手段４３によるワーク像特定処理をスムーズ且つ簡単に行うことができる。
【００８０】
また、本実施形態に係る異物検出装置Ｘでは、ワーク像除去手段４４において、ワーク像特定手段４３でワーク像を特定した第１画像Ｐ１（ｃ）を所定回数膨張させる膨張処理を行い、第２画像Ｐ２のうち、膨張処理した第１画像Ｐ１（ｄ）においてワーク像として特定した領域（ワーク像特定領域）に対応する領域を除去するように構成しているため、膨張処理後の第１画像Ｐ１（ｄ）に写し出されるワーク像の領域を、第２画像Ｐ２におけるワーク像に相当する領域よりも大きくすることが可能である。このような膨張処理後の第１画像Ｐ１（ｄ）中におけるワーク像特定領域に応じた領域を第２画像Ｐ２中から除去することによって、第２画像Ｐ２中におけるワーク像に相当する領域を完全に除去することができ、その除去処理後に第２画像Ｐ２中に写し出されている像に対して異物Ｆか否かを特定する処理を行えばよいことになる。したがって、膨張処理を行わない第１画像Ｐ１に基づいて第２画像Ｐ２中のワーク像に相当する領域を除去した場合であれば第２画像Ｐ２中に枠状の像が残るという事象、つまり、第２画像Ｐ２中のワーク像に相当する領域が膨張処理をしていない第１画像Ｐ１中のワーク像特定領域よりも大きいことに起因して第２画像Ｐ２に枠状の像が残るという事象を回避することができ、異物検出処理効率の向上に役立つ。
【００８１】
搬送床面Ｙ２上において異物Ｆ同士が接触している場合、そのような異物ＦとワークＷとを撮像部３で記録した場合、その撮像画像Ｐにおいて、接触している異物Ｆ同士の全体形状に相当する像がワークＷに相当する像と類似する場合がある。図２８に上記ケースに該当する撮像画像Ｐを示す。このような場合、抽出手段４２で抽出した図３０に示す第２画像Ｐ２では、相互に接触している異物Ｆに相当する団子状の像と、ワークＷに相当する像が類似しているため、この第２画像Ｐ２のみでは異物Ｆを検出して特定することは困難である。しかしながら、抽出手段４２で抽出した図２９に示す第１画像Ｐ１には、相互に接触している異物Ｆのうちそれぞれの頂上部分に相当する像が相互に分離した状態で写ったり、または輝度値によっては頂上部分に相当する像が写らないため、この第１画像Ｐ１に基づいてワーク像の特定を容易に行うことができる。
【００８２】
また、本実施形態に係る異物検出装置Ｘでは、異物像特定手段４５において、その時点で第２画像Ｐ２（ｆ）に残っている像（２値化処理した後の第２画像Ｐ２（ｆ）に残っている白い塊）に対してのみ、所定の面積以上の像であるか否かを判定（計算処理）して、所定の面積以上の像であれば異物Ｆと特定するように構成している。そして、異物像特定処理開始時点では、第２画像Ｐ２（ｆ）からワーク像に相当する像は除去されているため、例えば異物像特定処理開始時点における第２画像Ｐ２中にワーク像に相当する像が記録されており、この像についても所定の面積以上の像であるか否かを判定しなければならない構成と比較して、異物像を特定するまでに要する計算処理回数を減らすことができるとともに、第２画像Ｐ２中におけるワークＷの写り方に左右されることなく異物像特定処理を実行することができる。
【００８３】
さらに、本実施形態に係る異物検出装置Ｘでは、異物像特定処理開始時点では、第２画像Ｐ２からワーク像に相当する像は除去されており、その時点で第２画像Ｐ２に残っている像（白黒の２値化処理した後の第２画像Ｐ２に残っている白い塊）に対してのみ、所定の面積以上の像であるか否かを判定（計算処理）して、所定の面積以上の像であれば異物Ｆと特定するように構成しているため、異物像特定処理開始時点で第２画像Ｐ２に残っている像に対する異物像特定処理によって異物像であると特定されなかった像は、背景（搬送床面Ｙ２を含むパーツフィーダＹ自体）の模様か、微小な粉塵、或いは画像ノイズであることが把握できる。このメリットは、例えば、異物Ｆと背景との輝度値の閾値を求める場合に、ワークＷの輝度値に依存することなく算出することができることである。
【００８４】
さらに、本実施形態に係るパーツフィーダＹでは、上述した異物検出装置Ｘによって得られる効果を享受することで、搬送床面Ｙ２上の異物Ｆを的確に検出することができる。そして、本実施形態に係るパーツフィーダＹでは、ワークＷを整列させる前の時点で異物検出装置Ｘによる異物検出処理を実施しているため、ワークＷを整列させた時点以降で異物Ｆの存在によってワークＷの整列搬送に支障を来し、搬送効率が低下する事態を防止・抑制することができる。
【００８５】
以上に述べたように、本実施形態に係る異物検出装置Ｘ、及び異物検出装置Ｘを備えたパーツフィーダＹによって、従来では着想されることのなかった搬送床面Ｙ２上に混在する異物Ｆを検出して特定するという技術を実現することができる。
【００８６】
そして、このような異物検出装置Ｘによって異物Ｆの存在を特定した後の工程において、その特定した異物Ｆの位置を適宜の手段で検出することにより、位置を特定した異物Ｆのみをピンポイントで搬送床面Ｙ２から適宜の除去装置（例えばロボットハンド等も用いたメカニカルな除去装置やエア噴射を用いた除去装置など）によって除去することが可能になる。
【００８７】
このような異物Ｆを除去する構成は、従来採用されていた構成、つまり搬送面に形成した窓に到達して通過したり、搬送面に形成した溝に到達して収容された物を異物Ｆとして搬送面から除去していた構成と比較して、搬送床面Ｙ２上に混在する異物Ｆを全て搬送床面Ｙ２から除去できるという顕著な効果を得ることができ、従来であれば生じる不具合、すなわち、異物Ｆであっても窓や溝に到達しなければそのままワークＷと共に搬送先に向かって搬送されるという不具合を悉く解消することができる。
【００８８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、画像が処理部の抽出手段で抽出した第１画像、第２画像をそれぞれ所定の閾値で２値化する処理を行う態様を例示したが、抽出手段による抽出した第１画像、第２画像を２値化処理せずに、その後の処理を行うようにしてもよい。
【００８９】
また、ワーク像特定手段が、抽出手段で抽出した第１画像そのもの、或いはその第１画像を２値化処理した画像に基づいて、それらの画像のうち所定の幾何学的特徴量を有する塊（像）をワーク像として特定するものであっても構わない。つまり、本発明では、収縮処理をしていない画像に基づいてワーク像特定処理を行う構成にすることができる。
【００９０】
また、ワーク像特定手段においてワーク像として特定する際の基準となるワークの幾何学的特徴量として、例えば「面積」だけを採用したり、「面積」と「最小Ｆｅｒｅｔ径」だけ、或いは「面積」と「最大Ｆｅｒｅｔ径」だけを採用したり、「面積」とＦｅｒｅｔ径以外の要素や特性、量を採用しても構わない。
【００９１】
さらに、本発明では、ワーク像除去手段として、ワーク像特定手段によってワーク像を特定した第１画像を所定回数膨張させる膨張処理を行わないものを用いることが可能である。この場合、ワーク像除去手段は、第２画像のうち、ワーク像特定手段によってワーク像を特定した第１画像においてワーク像として特定した領域に対応する領域を除去するものであればよい。なお、膨張処理をしない場合、第２画像のうち、ワーク像特定手段によってワーク像を特定した第１画像においてワーク像として特定した領域（ワーク像特定領域）に対応する領域を除去した画像（ワーク像除去画像）には、第２画像中のワーク像に相当する領域が膨張処理をしていない第１画像中のワーク像特定領域よりも大きいことに起因して枠状の像が残ることがあり、この枠状の像を、例えば細線化処理してさらに収縮させる処理によってワーク像除去画像中から除去するようにすれば、異物像特定手段による異物像特定処理をスムーズ且つ適切に行うことができる。
【００９２】
また、第１光源及び第２光源の照射領域が、スパイラル状の搬送路（ボウル搬送路）の搬送面であってもよい。すなわち、本発明の異物検出装置を適用するパーツフィーダが、ボウルフィーダを備えたものであり、ボウルフィーダに設けたボウル搬送路における所定領域を第１光源及び第２光源の照射領域とし、この照射領域を通過するワークに混在している異物を異物検出装置によって検出するように構成することができる。第１光源及び第２光源の照射領域を通過するワークの個数や向き（姿勢）は特に限定されるものではないが、仕様等を考慮して積極的にワークの数や向きを限定するようにしてもよい。
【００９３】
ワークを搬送路（リニア搬送路、ボウル搬送路）の搬送側面にも接触または近接させながら搬送する構成であれば、搬送側面を本発明の「搬送面」とし、この搬送側面の所定領域を第１光源及び第２光源で照射するように設定することも可能である。
【００９４】
また、搬送路は、昇り勾配に設定したものに限られず、水平であったり、降り勾配に設定したものであっても構わない。
【００９５】
第１光源及び第２光源は、相互に異なる波長であればよく、赤、青以外の色の可視光線にしたり、赤外線や紫外線など可視光以外の波長を採用してもよい。撮像部は、第１光源及び第２光源の光線の種類に応じて対応可能な適宜のものを選択すればよい。
【００９６】
また、搬送対象物であるワークは、表面の一部又は全部を平滑な面に形成したものであればよく、ＬＥＤ等の各種ＬＥＤや、チップ抵抗やチップコンデンサ等のＬＥＤ以外の電子部品、あるいは食品など電子部品以外のものを搬送対象物としてもよい。
【００９７】
本発明に係る異物検出装置の検出対象となる異物は、表面の全部又は一部が曲面であるものであればよく、球状のものに限られない。
【００９８】
また、本実施形態に係る異物検出装置では、ワークの上向き面に検出対象である異物が載ってしまっている状態で第１光源及び第２光源の照射領域を通過した場合であっても、抽出手段で抽出した第１画像には、ワークに相当する像の中に、異物の頂上部分に相当する像と、頂上部分以外の部分に相当する像が、ワークに相当する像とは異なる色又は輝度値で写ることになり、このような第１画像に基づいてワーク像特定処理を行うことができ、抽出手段で抽出した第２画像からワーク像特定画像におけるワーク像特定領域に対応する領域を除去することによって、その後の異物検出処理を適切に行うことが可能である。
【００９９】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１…第１光源
２…第２光源
３…撮像部
４…画像処理部
４１…画像取込手段
４２…抽出手段
４３…ワーク像特定手段
４４…ワーク像除去手段
４５…異物像特定手段
Ｆ…異物
Ｐ１…第１画像
Ｐ２…第２画像
Ｗ…ワーク
Ｘ…異物検出装置
Ｙ…パーツフィーダ
Ｙ１…搬送路（リニア搬送路）
Ｙ２…搬送面（搬送床面）
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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