JP2009150673A - 付着物測定方法および付着物測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械加工部品の洗浄後の採取液に含まれる各付着物の大きさだけでなく、高さ（厚み）の正確な測定が可能で、その高さデータから各付着物の立体的形状や体積を求めることもできる付着物判定方法を提供する。
【解決手段】採取液をフィルターに透過させ、フィルター上の各付着物をカメラにより撮像し、各付着物を含む全体画像を画像データとして取り込んだのち、カメラの撮像位置にレーザー式変位センサを移動して測定基準位置を一致させたのち、レーザー式変位センサを画像データの領域に応じて走査することにより、三角測距法に基づいて付着物の高さを測定し、測定された高さデータのデータ領域を画像データのデータ領域に一致するように拡大または縮小し、画像データの各付着物の位置上に、前記高さデータに対応する付着物の高さデータを重ね合わせて両者のデータを合成し、各付着物の高さを求める。
【選択図】図４

Description

この発明は、例えば機械加工製品（金属製、樹脂製、ガラス製など）の表面に付着する金属屑やガラス粉などの主に残渣物あるいは残留異物からなる付着物（以下、付着物という）を洗浄液で洗い流し、その採取液に含まれる各付着物を測定して主に製品表面の清浄度を判定する目的で、機械加工製品などの表面における付着物の少なくとも大きさ（長さ）および高さ(厚み）を測定するための付着物測定方法と同測定装置に関する。

上記の機械加工部品の残渣物あるいは残留異物などの付着物を測定して清浄度を判定する場合、従来は、下記のような方法で行うのが一般的である。すなわち、
１） 測定に使用するフィルター（濾紙）を乾燥機で乾燥したのち、フィルターの重量を重量測定器で測定する。

２） 同部品の表面を洗浄液で洗い流して洗浄し、その洗浄後の水を採取する。

３） 前記フィルターを介して採取液を別の容器に吸引ポンプを用いて吸引し、フィルター上に部品表面の付着物を採取する。

４） 付着物の付いたフィルターを乾燥機で乾燥したのち、フィルターの重量を重量測定器で測定する。

５） 付着物付きフィルターの重量からフィルター自体の重量を差し引いて、付着物の総重量を求める。

６） 顕微鏡でフィルター上の付着物を観察し、付着物の大きさを一定の基準で分別し、基準大きさごとの個数を書き出して統計を取る。ここでの大きさとは通常、最大径または最大長さをいう。

また上記手順を自動化し付着物測定および清浄度判定を行う方法ならびに同測定装置について、例えば機械加工部品を洗浄し、その洗浄液をフィルターに透過し、フィルターに付着した付着物をフィルターとともに乾燥させたのちに、フィルター上の各付着物をカメラで撮像し、この画像データをコンピュータに取り込み、これを画素変換することにより、付着物の平面形状および面積、最大径を測定する方法および装置が提案されている（例えば特許文献１）。これにより洗浄後の機械加工部品に付着した付着物の測定および清浄度の判定を自動化でき、生産者の熟練の有無に関わりなく、簡単にかつ短時間で付着物の測定および清浄度の判定が可能である。
特許第３９６７８１３号公報

しかしながら、上記した従来の付着物測定方法および同装置には、次のような点で改良すべき課題がある。

実際の付着物は立体であるが、従来の測定方法では付着物の平面形状および平面積などの平面的な測定のみであり、付着物の立体的な測定ができなかった。

そのために、例えば精密な嵌合が必要な箇所において、平面的には微小な付着物でも高さ(厚み）が高い(厚い）場合などには、その付着物が干渉して嵌合できなかったり、無理に嵌合した際には機械加工製品の一部が破損したりし、また、例えば油圧力や液圧力を用いて制御する装置の場合、油圧経路や液圧経路に付着物が詰まって経路を閉塞するおそれがある。

ところで、例えばレーザー式変位センサを用いれば、測定対象物を相対的に移動させながら、駆動回路を介して発光素子としての半導体レーザーからレーザー光を照射光レンズを通して測定対象物に照射し、測定対象物の表面で反射された光線の一部を受光レンズを通して光位置検出素子上に結ぶスポットの位置を信号増幅回路を介して検出することによって、測定対象物までの変位量（距離）を測定することができる。したがって、レーザー式変位センサを用いてフィルター上に捕集した付着物にレーザー光を照射し、付着物を前記変位センサに対し相対的に移動させて付着物表面の照射位置を連続的に変えていくことでその変位量に基づいて付着物の表面の沿って順次高さを求めることができる。しかし、この場合、フィルター上に捕集された多数の付着物のうちのいずれの付着物の高さデータかを特定するのが困難である。なぜなら、カメラにより撮像された付着物の画像データと、レーザー式変位センサを用いて得られる付着物の高さデータとはそれぞれ独立したものであり、両データは測定領域が相違するだけでなく、測定距離も異なっているから、両者をマッチングさせることは非常に困難だからである。一般的なレーザー式変位センサの場合、測定距離を大きく取って測定領域を拡大すると、測定精度が低下するため、近距離の測定に制限される。また、付着物を捕集したフィルターは乾燥した時に表面が波を打ったり、うねったり、傾斜したりした状態（高低差が生じた状態）になり易いので、フィルター上の微小な付着物の高さを正確に測定することが難しい。

この発明は上述の点に鑑みなされたもので、各付着物の大きさだけでなく、高さ（厚み）の正確な測定が可能で、その高さデータから各付着物の立体的形状や体積を求めることもできる付着物判定方法と付着物測定装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明に係る付着物測定方法は、a)被洗浄物を洗浄液で洗い流した際の採取液に含まれる付着物に関するデータを取得し、画像処理を用いて前記各付着物の少なくとも大きさ（最大長さまたは最大径）および高さを測定する付着物測定方法であって、b)前記採取液をフィルターに透過させ、フィルター上に捕集された付着物をフィルターとともに乾燥したのち、前記フィルター上の各付着物をカメラにより撮像しながら走査することによりフィルターの全領域または所定領域の各付着物を含む全体画像を画像データとして取り込んだのち、二値化処理するとともに各付着物ごとにラベリング処理し、さらに各付着物の大きさに対応する画素を黒色に塗って着色処理し、黒色に着色した各付着物について長さと面積を画素数に基づき計測する工程と、c)前記カメラの撮像位置にレーザー式変位センサを移動して測定基準位置を一致させたのち、前記レーザー式変位センサを、前記画像データの領域に応じて走査することにより、レーザーを前記フィルターおよび前記付着物に照射しその反射レーザーを受光して三角測距法に基づいて前記フィルターおよび前記付着物の高さを測定する工程と、d)前記高さ測定工程により測定された高さデータのデータ領域を、前記処理済みの画像データのデータ領域に一致するように拡大または縮小したのち、ｘ・ｙ座標軸をオフセットさせて前記処理済みの画像データの各付着物の位置上に、前記高さデータに対応する付着物の高さデータを重ね合わせ、各付着物の高さ（各画素位置における高さ）を求める工程とを備えたことを特徴とする。

上記の構成を有する本発明の付着物測定方法によれば、レーザー式変位センサを用いて、従来の、付着物に関する大きさや個数などの測定に加えて高さを測定でき、その高さから付着物を立体的な形態として認識できるようになるので、精密機器や油圧制御機器などの特に高精度の要求される油圧機器の精度および洗浄後の清浄度などを熟練の有無に関係なく、容易に且つ正確に判定できる。

請求項２に記載のように、長さと面積を計測する前記工程におけるラベリング処理および着色処理をしたのちに各付着物の輪郭部を切り出し、この切り出した輪郭部に対し１画素分または２画素分外側の輪郭部を再度切り出したのち、その外側の輪郭部の高さデータを合算し、外側の輪郭部を構成する画素数で割り算して高さの平均値を求め、この平均値を基準高さ（０ｍｍ）として前記各付着物の高さを算出することが望ましい。

このようにすれば、付着物を捕集した前記フィルターの表面（上面）が波打ち状態やうねった状態あるいは傾斜した状態になって表面に高低差が生じている場合でも、各付着物の輪郭を構成する輪郭部周囲の１画素または２画素外側のフィルター表面の平均高さを基準値とし、その基準値の面に対する付着物の高さを求めることになるので、フィルターが波打ち状態等になった場合でも高低差による影響を最小限に抑えることができ、各付着物の高さを正確に求めることができる。

請求項３に記載のように、前記各付着物の各画素に対応する高さデータに前記画像データより算出した各画素の面積を乗じた値を合計することにより、各付着物の体積を算出することができる。

このようにすれば、各付着物の高さや大きさだけでなく、体積を求めることができるので、各付着物の形態をより正確に把握することができる。

請求項４に記載のように、前記各付着物の画像データを画素分析して算出される平面形状と、前記各付着物の各画素位置における高さデータとを合成することにより、各付着物の立体形状を特定することができる。

このようにすれば、各付着物を立体形状として捉えることができるので、各付着物の形態などを一層正確に把握できるとともに、ディスプレーに表示して視覚的に認識することもできる。

請求項５に記載のように、前記フィルターおよびフィルター上に捕集された各付着物をフィルターとともに乾燥したのちに、全重量を測定し、その測定値からフィルターの重量を引き算して前記付着物の総重量を算出することができる。

このようにすれば、付着物の総重量で洗浄後の清浄度を簡単に且つ短時間に判断することができる。

上記の目的を達成するために本発明に係る付着物測定装置（請求項６）は、A)被洗浄物を洗浄液で洗い流した際の採取液に含まれる付着物に関するデータを取得し、画像処理を用いて前記各付着物の少なくとも大きさ（最大長さまたは最大径）および高さを測定する付着物測定装置であって、B)前記フィルターの上方に配置され走査機構を介して走査されるカメラと、このカメラの近傍に配置されカメラと共通の前記走査機構を介して走査されるレーザー式変位センサと、前記カメラと前記レーザー式変位センサとを測定開始位置へ移動するための切替機構と、前記カメラにより撮影した前記フィルターと同フィルター上の付着物の画像を映し出すディスプレイと、前記付着物の画像データおよび高さデータを記憶するメモリを有するコンピュータとを備え、C)前記レーザー式変位センサは、前記フィルターおよび前記付着物に対しレーザーを照射するレーザー照射部と、前記フィルターまたは前記付着物から反射されたレーザーを受光する受光部とを備え、三角測距法に基づいて前記フィルター上の前記各付着物の高さを測定する構成からなり、D)前記コンピュータの演算処理手段が、前記カメラにより撮影された付着物を撮影順に画像情報として取り込む手段と、前記レーザー式変位センサにより取得された付着物の高さ情報を取り込む手段と、E)取り込んだ各付着物の画像情報を画素分析し画素数として読み取るとともに、前記各付着物の画素情報を用いて各付着物の平面形状に基づいて長さおよび面積を算出する手段と、F)測定された高さデータのデータ領域を、前記処理済みの画像データのデータ領域に一致するように拡大または縮小したのち、ｘ・ｙ座標軸をオフセットさせて前記処理済みの画像データの各付着物の位置上に、前記高さデータにおける対応する付着物の高さデータを合成し、各付着物の高さ（各画素位置における高さ）を算出する手段とを備えたことを特徴とする。

このようにすれば、上記請求項１記載の測定方法を確実に実施でき、また高さを測定できなかった従来の装置に比べて、構造的に複雑にならず、装置全体の大きさもほとんど変わらない。

請求項７に記載のように、前記測定台を重量測定器とし、前記フィルター上に捕集された付着物をフィルターとともに乾燥したのちに全体の重量を測定し、その測定値からフィルター自体の重量を引き算して前記付着物の総重量を演算することができる。

請求項８に記載のように、前記各付着物の各画素における高さデータに前記画像データより算出した各画素の面積を乗じた値を合計することにより、各付着物の体積を算出することができる。

請求項９に記載のように、前記各付着物の画像データを画素分析した画像データにより算出された平面形状と、前記各付着物の各画素における高さデータを合成することにより、各付着物の立体形状を表示することができる。

本発明の付着物測定方法および同測定装置は上記の構成からなるので、次のような優れた効果を奏する。

(１) フィルター上に捕集した付着物を顕微鏡で見て目視により大きさや個数を確認するという使用者の作業が一切不要になるとともに、付着物について大きさや個数だけでなく、高さを計測することができるから、その高さデータから各付着物の立体的形状や体積を求めることができ、特に高精度の加工精度が要求される製品の製作において、より精度の高い清浄度の合否判定を熟練の有無に関係なく短時間で行える。
(２)使用者は従来、フィルター上に捕集した付着物を顕微鏡で目視により大きさや個数を確認していた作業が一切不要になり、短時間で清浄度を測定することができる。このため、清浄度の測定が容易になって熟練の有無に関係なく確実に測定でき、測定精度が高くかつ一定に維持され、測定時間を大幅に短縮することができる。

以下、本発明に係る付着物測定装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例に係る付着物測定装置の全体構成を示す説明図、図２はカメラ３とレーザー式変位センサ５の切替機構を示す説明図、図３は本発明の実施例に係る付着物測定装置を示す正面図である。

図１・図２に示すように、付着物測定装置１は、レンズ２を備えたライン型モノクロセンサカメラ(又はライン型カラーセンサカメラ）３と２次元ライン型レーザー式変位センサ５とを、載置台併用の重量計（電子秤）６の上方に所定距離をあけてそれぞれ配備している。重量計６は走査機構１０の走査部（図示せず）上に設置されている。また、走査機構１０は、図１に示すようにサーボモータ１０ａとこのサーボモータ１０ａで回転するボールネジ１０ｂとを備え、重量計６はその走査部（図示せず）を介しては走査機構１０により前後方向（図１のｙ方向）に走査される。また、カメラ３およびこの後方のレーザー式変位センサ５は、図２に示すように前後方向に所定距離をあけて支持具１１により一体的に支持され、切替機構１２を介して前後方向に位置が切り替えられるようになっている。切替機構１２は、走査機構１０と同様にサーボモータ１２ａとこのサーボモータ１２ａで回転するボールネジ１２ｂとを備え、図２に示すようにカメラ３の中心位置と変位センサ５の中心位置とを交互に（選択的に）測定開始位置へ移動させるように構成されている。なお、上記サーボモータ１０ａ・１２ａに代えて、ステッピングモータなどの他の制御モータを使用することができる。

さらに本実施例では、カメラ３による撮影幅（例えば50mm）に比べてレーザー式変位センサ５による高さ測定幅（例えば25mm〜30mm）が狭くなっているので、レーザー式変位センサ５を重量計６に対し相対的に幅方向（ｘ方向）へ所定幅(例えば25mm〜30mm)移動させる移動機構１３が配備されている。移動機構１３の構造については省略するが、走査機構１０・１２と同様にサーボモータとこのサーボモータで回転するボールネジとを備えている。これらにより、カメラ３およびレーザー式変位センサ５は重量計（載置台）６上のフィルターＦを全体的に網羅するように移動する。また、重量計６上のフィルターＦを照射するＬＥＤ照明器１４が重量計６の上方に設置され、照明電源１５に接続されている。

後述する収納台（図３）２０上の一側方に液晶ディスプレイ４が配備され、このディスプレイ４の下方にキーボード（図示せず）が配置されている。ディスプレイ４の下方の、収納台２０の下部には、画像処理コントローラ７ａを内蔵したパーソナルコンピュータ（パソコンともいう）７が収納されている。カメラ３はパソコン７に直接に接続され、変位センサ５はコントローラ８を介してパソコン７に接続されている。また、パソコン７とディスプレイ４とがディスプレイスイッチャー９を介して接続され、レーザー式変位センサコントローラ８もディスプレイスイッチャー９を介してディスプレイ４に接続されている。

収納台２０上のディスプレイ４と反対側には、前面に開口部２１ａを設けた収納ケース２１が設置され、この収納ケース２１内に付着物測定装置１の上記構成からなる各装置２〜１５が収納されている。なお、図示は省略するが、重量計６の近傍に、乾燥機としてのヒータが組み込まれており、重量計（載置台）６上に載置されるフィルターＦをヒータで加熱して乾燥するようになっている。そして、フィルターＦの乾燥が済むと、フィルターＦなどの重量が重量計６で測定されるようになっている。また、図示は省略するが、収納台２０内には、フィルターＦをセットするための吸引口が設けられており、この吸引口のすぐ上方に、採取液（サンプリング液ともいう）の注入容器が下端出口を下向きにした状態で配置されている。また、吸引口の下方には、採取液の受けタンクが配備され、その一側方に吸引ポンプ（真空ポンプともいう）が設置され、タンクを介して吸引口に一端が接続されている。さらに、受けタンク内に溜まった採取液を捨てられるように、受けタンク取り出し用の開閉扉２０ａが収納台２０の下部に設けられている。

上記のようにして構成される本発明の実施例に係る付着物測定装置について、図７（ａ）に示すようにフィルターＦに捕集された各付着物（残渣物・残留異物）ｋの大きさや高さなどの測定手順について図４のフローチャートに基づいて説明する。本実施例では、付着物ｋの総重量、大きさ、面積、総数の他、高さを測定するものである。

・測定前処理の作業
1) 測定に使用する複数のフィルターをそれぞれ重量計６上に載せ、重量を測定して登録する（Step1)。

2) 登録された複数のフィルターから測定に使用するフィルターＦを選択する（Step2)。

3) フィルターＦを所定の採取液注入部にセットし、フィルターＦで採取液をろ過する。ろ過終了後に、フィルターＦをヒータ等の乾燥装置で乾燥する。

4) 乾燥したフィルターＦを重量計６上に載せ、フィルターＦの重量を測定する（Step3)。

・カメラ3による画像処理(各付着物の大きさや面積などの計測）
5) ラインセンサカメラ３のレンズ２の位置を調整し、ピントを一旦ずらして再び合わせて付着物の画像がよりシャープになるようにする、いわゆるアンシャープ・マスタ処理を施す（Step4)。

6) フィルターＦ上に捕集された付着物ｋを、上方よりラインセンサカメラ３により撮影しながら走査機構１０により前後方向に走査し、フィルターＦ上の全ての付着物の画像を取り込む（例えば：7480画素／ライン×7480スキャン＝約5600画素）（Step5)。

7) フィルターＦ上の付着物の、二値化の基準となる輝度（明るさ）を決定し、各付着物の画像が明りょうになるように、二値化処理を施す（Step6)。

8) 同(黒）色の画素が連続するグループ（群）ごとに一ブロックとして分別する、いわゆるラベリング処理を施す（Step7)。

9) 各付着物ごとに二値化レベルで仕切って処理した場合、1つの付着物について、例えば白色の部分が点在することがあるので、これらを付着物の基本色（白色以外の色、つまり黒色）で塗りつぶす、塗りつぶし処理を施す（Step8)。

10) 各付着物ごとに、大きさ(最大長さまたは最大径)および面積を画素数に基づいて測定する。また、必要に応じて全ての付着物の最大長さ（または最大径）を比較して最大長さの大きな順に付着物の計測データを並べる（Step9)。

11) 各付着物の重量を合計した総重量を計測する。総重量から清浄度が簡単に判定できる。

12) 上記各計測データがメモリに保存される。また、カメラ3により撮像された画像データは、ディスプレイ４に表示して平面形状を確認することができる。

・レーザー式変位センサによる高さ測定処理
13) 切替機構１２により、カメラ３に代えてレーザー式変位センサ５の中心位置を交測定開始位置へ移動させる（Step10)（図2参照）。

14) フィルターＦ上に捕集された付着物ｋを、上方よりレーザー式変位センサ５により高さを測定しながら走査機構１０にて前後方向に走査し、フィルターＦの左半分の付着物ｋの高さデータを取り込む（Step11)。続いて、レーザー式変位センサ５を移動機構１３を介して例えば25mm横移動させたのち、再び付着物ｋの高さを測定しながら走査機構１０にて前後方向に走査し、フィルターＦの右半分の付着物ｋの高さデータを取り込む。走査機構１０による前後方向の走査距離は、例えば0．1mm/scan×500scan＝50mmとする。

15) 計測した全ての付着物ｋの高さデータを補正処理する（Step12)。すなわち、フィルターＦの表面のうねりや波打ちなどによる高低差を最小限に抑えるために、本例では、図5に示すように、上記8)のラベリング処理で切り出した付着物ｋの輪郭部(黒色部）より２画素分ほど外側の輪郭部(灰色部）を再度切り出し、その外側輪郭部の高さデータの平均値を高さの基準値(0mm位置）として、付着物ｋの高さデータを補正(修正)する処理を行う。この処理は、本例ではレーザー式変位センサ5内の演算部で行われるが、パソコン7(内の演算部)で行うようにすることもできる。

16) 補正処理した高さデータをパソコン７へ読み出す（Step13)。

17) 図６の右半分に示すように、まず、高さデータは例えば幅25mm×２枚のデータ部分からなるので、2枚の高さデータ部分を突き合わせて合成マッチングさせ、幅50mmの１枚の高さデータにする。しかし、高さデータは画像データとは測定倍率(一画素数の大きさ）が異なるので、画像データを基準にして高さデータを拡大または縮小（本例の場合には縮小）して両者の測定倍率を揃える（同一にする）。そして、画像データの各付着物上に高さデータの対応する各付着物の位置が合致するようにｘ座標軸・ｙ座標軸をオフセット処理し、画像データに対し高さデータを合成する（Step14)。

18) 各付着物ごとに、図７に示すように高さを(正面プロフィールとともに）算出する（Step15)。

19) 測定結果を表示する（Step16)。

・付着物の３次元画像表示（図１２参照）
・付着物の最大高さ表示
本例では、上記した付着物の大きさ測定結果における最大長さの大きい順に２０位まで表示する（図１１参照）。

・付着物の体積表示
図８に示す各画素部分の面積（(例えば１０μm×１０μm）×高さ(例え１．２ｍｍ)＝１２００００μｍ）の総合計で表示する。

・付着物のプロフィール表示
図９に示す最大高さの画素部を通るx0-x1線およびy0-y1線方向の断面部における、各高さプロフィール（図１０参照）を線図で表示する。

ところで、上記に付着物の大きさや高さなどの測定手順について説明したが、付着物の高さやプロフィールなどの測定結果を表示するだけでなく、その測定結果から清浄度を判定するようにしてもよい。

1) あらかじめ基準になる清浄度のデータ（例えば、最大高さ０．○○ｍｍ以上で最大径０．○○ｍｍ以上の付着物が○○個以下）を本発明の測定装置のパソコン７にインプットしておき、基準の清浄度をクリアしているか否かを即座に判定することができる。

2) 例えば、機械加工部品を部品専用の洗浄装置により洗浄したのちに、洗浄済みの部品を入念に洗浄し、その洗浄後の洗浄液を採取して本発明の付着物測定装置で測定して規定の洗浄状態に達しているか否かを判断することもできる。

なお、図示は省略するが、使用者がパソコン７のキーボードから、付着物の許容最大径と許容総重量および所定径以上の許容個数をメモリに入力することができ、この場合には、付着物中の最大径が許容最大径を超えているか否か、および付着物の総重量が許容総重量を超えているか否か、あるいはそれらに加えて付着物中において所定径以上の個数が許容個数を超えているか否かを、上記したディスプレイ４に表示される各付着物のデータと比較し、即座に洗浄度の合否判定が自動的になされるようにすることができる。

3) 上記実施例では、レーザー式変位センサ５の測定精度あるいは測定領域の関係から、高さデータの領域を分割して測定したのち集合して一枚のデータとしたが、レーザー式変位センサの測定精度が向上すれば、カメラ３による画像データの測定領域と共通の高さデータを測定することもできる。この場合は、複数の高さデータを一枚のデータに合成する作業が不要になる。

4) 上記実施例では、付着物の総重量および個数を計測して清浄度を判定するようにしたが、付着物の最大長さおよび面積と高さを計測するようにしてもよい。

本発明の実施例に係る付着物測定装置の全体構成を示す説明図である。 カメラ３とレーザー式変位センサ５の切替機構を示す説明図である。 本発明の実施例に係る付着物測定装置を示す正面図である。 本発明の実施例に係る付着物測定方法の付着物ｋの大きさや高さなどの測定手順を示すフローチャートである。 高さデータ測定において付着物ｋの輪郭部(黒色部）より２画素分ほど外側の輪郭部(灰色部）を再度切り出し、その外側輪郭部の高さデータの平均値を高さの基準値(0mm位置）として付着物ｋの高さデータを補正する処理過程を示す画像データである。 画像データと高さデータの合成（マッチング）手順を示す説明図である。 （ａ）はフィルターＦ上に捕集された付着物の画像データを表示した平面図、（ｂ）はフィルターＦと各付着物の幅（長さ）と高さを表示したデータ合成後の画像である。 付着物の体積表示のための各画素部分における高さデータを平面的に示す説明図である。 図８に対応する付着物の最大高さの画素部を通るx0-x1線およびy0-y1線方向を示す説明図である。 図１２に示す付着物のＡ断面とＢ断面の高さプロフィールを示す説明図である。 従来より測定されていた最大長さと面積に高さと体積のデータを付加した測定結果表の一例である。 図７（ａ）の付着物（No.２）の立体的形態を表示した画像である。

符号の説明

１ 付着物測定装置
２ レンズ
３ カメラ（ライン型モノクロセンサ又はカラーセンサカメラ）
４ 液晶ディスプレイ
５ レーザー式変位センサ（２次元ライン型レーザー式変位センサ）
６ 重量計（電子秤）
７ パソコン
８ レーザー式変位センサコントローラ
９ ディスプレイスイッチャー
１０ 走査機構
１０ａ・１２ａサーボモータ（制御モータ）
１０ｂボールネジ
１１ 支持具
１２ 切替機構
１３ 移動機構
１４ ＬＥＤ照明器
１５ 照明電源
２０ 収納台
２１ 収納ケース

Claims (9)

1. 被洗浄物を洗浄液で洗い流した際の採取液に含まれる付着物に関するデータを取得し、画像処理を用いて前記各付着物の少なくとも大きさおよび高さを測定する付着物測定方法であって、
   前記採取液をフィルターに透過させ、フィルター上に捕集された付着物をフィルターとともに乾燥したのち、前記フィルター上の各付着物をカメラにより撮像しながら走査することによりフィルターの全領域または所定領域の各付着物を含む全体画像を画像データとして取り込んだのち、二値化処理するとともに各付着物ごとにラベリング処理し、さらに各付着物の大きさに対応する画素を黒色に塗って着色処理し、黒色に着色した各付着物について長さと面積を画素数に基づき計測する工程と、
   前記カメラの撮像位置にレーザー式変位センサを移動して測定基準位置を一致させたのち、前記レーザー式変位センサを、前記画像データの領域に応じて走査することにより、レーザーを前記フィルターおよび前記付着物に照射しその反射レーザーを受光して三角測距法に基づいて前記フィルターおよび前記付着物の高さを測定する工程と、
   前記高さ測定工程により測定された高さデータのデータ領域を、前記処理済みの画像データのデータ領域に一致するように拡大または縮小したのち、ｘ・ｙ座標軸をオフセットさせて前記処理済みの画像データの各付着物の位置上に、前記高さデータに対応する付着物の高さデータを重ね合わせ、各付着物の高さ（各画素位置における高さ）を求める工程とを備えたことを特徴とする付着物測定方法。
2. 長さと面積を計測する前記工程におけるラベリング処理および着色処理をしたのちに各付着物の輪郭部を切り出し、この切り出した輪郭部に対し１画素分または２画素分外側の輪郭部を再度切り出したのち、その外側の輪郭部の高さデータを合算し、外側の輪郭部を構成する画素数で割り算して高さの平均値を求め、この平均値を基準高さ（０ｍｍ）として前記各付着物の高さを算出することを特徴とする請求項１記載の付着物測定方法。
3. 前記各付着物の各画素に対応する高さデータに前記画像データより算出した各画素の面積を乗じた値を合計することにより、各付着物の体積を算出することを特徴とする請求項１または２記載の付着物測定方法。
4. 前記各付着物の画像データを画素分析して算出される平面形状と、前記各付着物の各画素位置における高さデータとを合成することにより、各付着物の立体形状を特定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の付着物測定方法。
5. 前記フィルターおよびフィルター上に捕集された各付着物をフィルターとともに乾燥したのちに、全重量を測定し、その測定値からフィルターの重量を引き算して前記付着物の総重量を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の付着物測定方法。
6. 被洗浄物を洗浄液で洗い流した際の採取液に含まれる付着物に関するデータを取得し、画像処理を用いて前記各付着物の少なくとも大きさおよび高さを測定する付着物測定装置であって、
   前記フィルターの上方に配置され走査機構を介して走査されるカメラと、このカメラの近傍に配置されカメラと共通の前記走査機構を介して走査されるレーザー式変位センサと、前記カメラと前記レーザー式変位センサとを測定開始位置へ移動するための切替機構と、前記カメラにより撮影した前記フィルターと同フィルター上の付着物の画像を映し出すディスプレイと、前記付着物の画像データおよび高さデータを記憶するメモリを有するコンピュータとを備え、
   前記レーザー式変位センサは、前記フィルターおよび前記付着物に対しレーザーを照射するレーザー照射部と、前記フィルターまたは前記付着物から反射されたレーザーを受光する受光部とを備え、三角測距法に基づいて前記フィルター上の前記各付着物の高さを測定する構成からなり、
   前記コンピュータの演算処理手段が、前記カメラにより撮影された付着物を撮影順に画像情報として取り込む手段と、前記レーザー式変位センサにより取得された付着物の高さ情報を取り込む手段と、取り込んだ各付着物の画像情報を画素分析し画素数として読み取るとともに、前記各付着物の画素情報を用いて各付着物の平面形状に基づいて長さおよび面積を算出する手段と、測定された高さデータのデータ領域を、前記処理済みの画像データのデータ領域に一致するように拡大または縮小したのち、ｘ・ｙ座標軸をオフセットさせて前記処理済みの画像データの各付着物の位置上に、前記高さデータにおける対応する付着物の高さデータを重ね合わせ、各付着物の高さ（各画素位置における高さ）を算出する手段とを備えたことを特徴とする付着物測定装置。
7. 前記測定台を重量測定器とし、前記フィルター上に捕集された付着物としての付着物をフィルターとともに乾燥したのちに全体の重量を測定し、その測定値からフィルター自体の重量を引き算して前記付着物の総重量を演算することを特徴とする請求項６記載の付着物測定装置。
8. 前記各付着物の各画素における高さデータに前記画像データより算出した各画素の面積を乗じた値を合計することにより、各付着物の体積を算出することを特徴とする、請求項６または請求項７記載の付着物測定装置。
9. 前記各付着物の画像データを画素分析した画像データにより算出された平面形状と、前記各付着物の各画素における高さデータを合成することにより、各付着物の立体形状を表示することを特徴とする請求項６〜８のいずれか記載の付着物測定装置。

Images