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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022165724
(43)【公開日】2022-11-01
(54)【発明の名称】液面高さ検出方法と液面高さ検出装置
(51)【国際特許分類】
G01F 23/288 20060101AFI20221025BHJP
【ＦＩ】
G01F23/288
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021071189
(22)【出願日】2021-04-20
(71)【出願人】
【識別番号】000253019
【氏名又は名称】澁谷工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100156199
【弁理士】
【氏名又は名称】神崎 真
(72)【発明者】
【氏名】中川 圭太郎
(72)【発明者】
【氏名】津田 洋平
【テーマコード（参考）】
2F014
【Ｆターム（参考）】
2F014FD10
2F014GA01
(57)【要約】
【課題】液面の泡の領域を認識しづらい充填液であっても、容器内の液面の高さを正確に検出可能な液面高さ検出方法を提供する。
【解決手段】容器３にＸ線を照射して、容器３を透過したＸ線の透過量に基づいて検査画像を作成する。
検査画像においてＸ線の透過量が一定でない泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１を求める。その幅Ｈ１の上下方向の中間の高さを仮の液面高さ４Ｄとする。
その後、予め行った実験で求めた「高さの補正値と泡の領域の幅とのデータ」から高さの補正値を求め、その補正値を上記仮の液面高さ４Ｄから減算し、その結果、得られた高さを正しい液面４Ａの高さと判定する。
【選択図】 図３
【解決手段】容器３にＸ線を照射して、容器３を透過したＸ線の透過量に基づいて検査画像を作成する。
検査画像においてＸ線の透過量が一定でない泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１を求める。その幅Ｈ１の上下方向の中間の高さを仮の液面高さ４Ｄとする。
その後、予め行った実験で求めた「高さの補正値と泡の領域の幅とのデータ」から高さの補正値を求め、その補正値を上記仮の液面高さ４Ｄから減算し、その結果、得られた高さを正しい液面４Ａの高さと判定する。
【選択図】 図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体が充填された容器にＸ線を照射して、該容器を透過したＸ線を検出してＸ線の透過量の違いに応じた容器の検査画像を作成し、該検査画像を基にして容器内の液面の高さを検出するようにした液面高さ検出方法において、
上記検査画像において上下方向に走査した際にＸ線の透過量が変化する泡の領域の上下方向の幅を求めるとともに、検査画像における上記泡の領域の所要の高さ位置を仮の液面高さとして設定し、
予め行った実験の際に得られた、高さの補正値と泡の領域の上下方向の幅とに関する実験データを参照して、上記検査画像における泡の領域の上下方向の幅と対応する高さの補正値を上記実験データから求めて、
当該高さの補正値をもとに上記仮の液面高さを修正して得られた高さを、容器内の正しい液面の高さであると判定することを特徴とする液面高さ検出方法。
上記検査画像において上下方向に走査した際にＸ線の透過量が変化する泡の領域の上下方向の幅を求めるとともに、検査画像における上記泡の領域の所要の高さ位置を仮の液面高さとして設定し、
予め行った実験の際に得られた、高さの補正値と泡の領域の上下方向の幅とに関する実験データを参照して、上記検査画像における泡の領域の上下方向の幅と対応する高さの補正値を上記実験データから求めて、
当該高さの補正値をもとに上記仮の液面高さを修正して得られた高さを、容器内の正しい液面の高さであると判定することを特徴とする液面高さ検出方法。
【請求項2】
液体が充填された容器を搬送する搬送機構と、搬送機構によって搬送される容器にＸ線を照射するＸ線照射機構と、上記Ｘ線照射機構と対向する位置に設けられて、上記容器を透過したＸ線を検出するＸ線検出機構と、上記Ｘ線検出機構によって検出されたＸ線の透過量の違いに応じた容器の検査画像を基にして容器内の正しい液面の高さを判定する判定機構とを備えた液面高さ検出装置において、
上記判定機構は、上記検査画像において上下方向に走査した際にＸ線の透過量が変化する泡の領域を認識するとともに、当該泡の領域の上下方向の幅を算出する泡領域算出部と、予め行った実験で得られた、高さの補正値と泡の領域の上下方向の幅とに関する実験データを記憶する記憶部と、上記検査画像と実験データを基にして容器内の正しい液面の高さを判定する判定部とを備え、
上記判定部は、上記泡領域算出部によって認識された泡の領域における所要高さ位置を仮の液面高さとして算出し、
上記記憶部の実験データから泡の領域の上下方向の幅に対応する高さの補正値を求めて、該補正値に応じて上記仮の液面高さを修正し、その結果得られた高さを容器内の正しい液面の高さと判定することを特徴とする液面高さ検出装置。
上記判定機構は、上記検査画像において上下方向に走査した際にＸ線の透過量が変化する泡の領域を認識するとともに、当該泡の領域の上下方向の幅を算出する泡領域算出部と、予め行った実験で得られた、高さの補正値と泡の領域の上下方向の幅とに関する実験データを記憶する記憶部と、上記検査画像と実験データを基にして容器内の正しい液面の高さを判定する判定部とを備え、
上記判定部は、上記泡領域算出部によって認識された泡の領域における所要高さ位置を仮の液面高さとして算出し、
上記記憶部の実験データから泡の領域の上下方向の幅に対応する高さの補正値を求めて、該補正値に応じて上記仮の液面高さを修正し、その結果得られた高さを容器内の正しい液面の高さと判定することを特徴とする液面高さ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はＸ線を用いた液面高さ検出方法と液面高さ検出装置に関し、より詳しくは、容器内の液体の液面に泡が発生していたとしても液面高さを正確に検出可能な液面高さ検出方法と液面高さ検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、容器にＸ線を照射して得られた検査画像の濃淡を基にして、容器内の充填液の液面の高さを検出する検出装置が提案されている（例えば特許文献１）。
また、液面に泡が生じる充填液の場合には、検査画像において容器内の液面に生じた泡の面積を検出し、それを基にして充填液の液面の高さを補正して求める検出方法も提案されている（特許文献２）。
また、液面に泡が生じる充填液の場合には、検査画像において容器内の液面に生じた泡の面積を検出し、それを基にして充填液の液面の高さを補正して求める検出方法も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１９４３６０号公報
【特許文献2】特許第５２４６５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来の液面高さ検出装置及び検出方法によって容器内の液面の高さを検出する場合において、充填液の液種によっては、液面とその上の泡の領域とが混然と交じり合っていることがあり、その場合にはＸ線照射後の検査画像において充填液の液面に泡が生じていることが判定しづらく、充填液の液面高さも正確に検出できないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述した事情に鑑み、請求項１に記載した本発明は、液体が充填された容器にＸ線を照射して、該容器を透過したＸ線を検出してＸ線の透過量の違いに応じた容器の検査画像を作成し、該検査画像を基にして容器内の液面の高さを検出するようにした液面高さ検出方法において、
上記検査画像において上下方向に走査した際にＸ線の透過量が変化する泡の領域の上下方向の幅を求めるとともに、検査画像における上記泡の領域の所要の高さ位置を仮の液面高さとして設定し、
予め行った実験の際に得られた、高さの補正値と泡の領域の上下方向の幅とに関する実験データを参照して、上記検査画像における泡の領域の上下方向の幅と対応する高さの補正値を上記実験データから求めて、
当該高さの補正値をもとに上記仮の液面高さを修正して得られた高さを、容器内の正しい液面の高さであると判定することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載した本発明は、液体が充填された容器を搬送する搬送機構と、搬送機構によって搬送される容器にＸ線を照射するＸ線照射機構と、上記Ｘ線照射機構と対向する位置に設けられて、上記容器を透過したＸ線を検出するＸ線検出機構と、上記Ｘ線検出機構によって検出されたＸ線の透過量の違いに応じた容器の検査画像を基にして容器内の正しい液面の高さを判定する判定機構とを備えた液面高さ検出装置において、
上記判定機構は、上記検査画像において上下方向に走査した際にＸ線の透過量が変化する泡の領域を認識するとともに、当該泡の領域の上下方向の幅を算出する泡領域算出部と、予め行った実験で得られた、高さの補正値と泡の領域の上下方向の幅とに関する実験データを記憶する記憶部と、上記検査画像と実験データを基にして容器内の正しい液面の高さを判定する判定部とを備え、
上記判定部は、上記泡領域算出部によって認識された泡の領域における所要高さ位置を仮の液面高さとして算出し、
上記記憶部の実験データから泡の領域の上下方向の幅に対応する高さの補正値を求めて、該補正値に応じて上記仮の液面高さを修正し、その結果得られた高さを容器内の正しい液面の高さと判定することを特徴とするものである。
上記検査画像において上下方向に走査した際にＸ線の透過量が変化する泡の領域の上下方向の幅を求めるとともに、検査画像における上記泡の領域の所要の高さ位置を仮の液面高さとして設定し、
予め行った実験の際に得られた、高さの補正値と泡の領域の上下方向の幅とに関する実験データを参照して、上記検査画像における泡の領域の上下方向の幅と対応する高さの補正値を上記実験データから求めて、
当該高さの補正値をもとに上記仮の液面高さを修正して得られた高さを、容器内の正しい液面の高さであると判定することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載した本発明は、液体が充填された容器を搬送する搬送機構と、搬送機構によって搬送される容器にＸ線を照射するＸ線照射機構と、上記Ｘ線照射機構と対向する位置に設けられて、上記容器を透過したＸ線を検出するＸ線検出機構と、上記Ｘ線検出機構によって検出されたＸ線の透過量の違いに応じた容器の検査画像を基にして容器内の正しい液面の高さを判定する判定機構とを備えた液面高さ検出装置において、
上記判定機構は、上記検査画像において上下方向に走査した際にＸ線の透過量が変化する泡の領域を認識するとともに、当該泡の領域の上下方向の幅を算出する泡領域算出部と、予め行った実験で得られた、高さの補正値と泡の領域の上下方向の幅とに関する実験データを記憶する記憶部と、上記検査画像と実験データを基にして容器内の正しい液面の高さを判定する判定部とを備え、
上記判定部は、上記泡領域算出部によって認識された泡の領域における所要高さ位置を仮の液面高さとして算出し、
上記記憶部の実験データから泡の領域の上下方向の幅に対応する高さの補正値を求めて、該補正値に応じて上記仮の液面高さを修正し、その結果得られた高さを容器内の正しい液面の高さと判定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0006】
このような構成によれば、液面に生じた泡の領域を認識しづらい充填液であっても、正確に容器内の液体の液面高さを検出することができる。そのため、汎用性が高い液面高さ検出方法と液面高さ検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の一実施例を示す全体の平面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１は液面高さ検出装置であり、この液面高さ検出装置１は、搬送コンベヤ２の搬送過程に設けられた検査領域Ａにおいて容器３内の充填液４の液面４Ａの高さをＸ線検査装置５によって検出するようになっている。
液面高さ検出装置１は、容器３を載置して直線状の搬送経路で搬送する搬送コンベヤ２と、その搬送過程の途中となる検査領域Ａに設けられたＸ線検査装置５とによって構成されている。
搬送コンベヤ２の図示しない上流側の領域において、各容器３内に所要量の充填液４が充填されてから容器３の口部にキャップ６が取り付けられた後に、各容器３は搬送コンベヤ２上に所定間隔で載置されるようになっている。
搬送コンベヤ２は、所定の搬送速度で容器３を矢印方向に搬送するようになっており、この搬送コンベヤ２の搬送過程に検査領域Ａが設定されている。搬送コンベヤ２によって搬送される各容器３は、順次検査領域Ａ内を通過する際にＸ線検査装置５によって充填液４の液面４Ａの高さを検出されて、充填液５の充填量が適正であるか否かを判定されるようになっている。
液面高さ検出装置１は、容器３を載置して直線状の搬送経路で搬送する搬送コンベヤ２と、その搬送過程の途中となる検査領域Ａに設けられたＸ線検査装置５とによって構成されている。
搬送コンベヤ２の図示しない上流側の領域において、各容器３内に所要量の充填液４が充填されてから容器３の口部にキャップ６が取り付けられた後に、各容器３は搬送コンベヤ２上に所定間隔で載置されるようになっている。
搬送コンベヤ２は、所定の搬送速度で容器３を矢印方向に搬送するようになっており、この搬送コンベヤ２の搬送過程に検査領域Ａが設定されている。搬送コンベヤ２によって搬送される各容器３は、順次検査領域Ａ内を通過する際にＸ線検査装置５によって充填液４の液面４Ａの高さを検出されて、充填液５の充填量が適正であるか否かを判定されるようになっている。
【0009】
Ｘ線検査装置５は、搬送コンベヤ２によって搬送される容器３の上部に向けて側方からＸ線Ｘ１を照射するＸ線照射機構１１と、容器３を透過したＸ線Ｘ１を検出し、Ｘ線Ｘ１の透過量の違いに応じた信号を出力するＸ線検出機構１２と、Ｘ線検出機構１２から出力された信号を基に検査画像を作成し、作成した検査画像を基に容器３内の充填液４の液面４Ａの正しい高さを判定し、充填量の適否を判定する判定機構１３とを備えている。
Ｘ線照射機構１１とＸ線検出機構１２は、搬送コンベヤ２を挟んで一側と他側の位置に相互に対向するように配置されている。
また、これらＸ線照射機構１１とＸ線検出機構１２が配置された検査領域Ａ全体は鉛入りの筐体１４によって周囲を覆われており、それによって検査領域Ａの外部にＸ線Ｘ１が漏れないようになっている。搬送方向の前後となる筐体１４の側壁には、搬入口１４Ａとは搬出口１４Ｂが形成されており、それらの箇所には遮蔽用カーテンが配置されている。搬入口１４Ａと搬出口１４Ｂを介して搬送コンベヤ２が筐体１４を貫通して配置されている。
搬送コンベヤ２によって搬送されてきた容器３が搬入口１４Ａから検査領域Ａに搬入されると図示しないセンサによって検出され、該センサによって容器３を検出するようになっている。
Ｘ線照射機構１１は、Ｘ線Ｘ１を容器３の搬送方向と直交する方向から容器３の上下方向に向けて常時照射するようになっており、搬送コンベヤ２によって搬送中の容器３がＸ線照射機構１１の前を移動することに伴って、検査対象となる容器３の上部全域にわたってＸ線Ｘ１が照射されるようになっている。
上記センサによって容器３が検出されると、Ｘ線検出機構１２が作動されるようになっており、Ｘ線照射機構１１から容器３に向けてＸ線Ｘ１が照射され、容器３を透過してきたＸ線Ｘ１がＸ線検出機構１２によって検出されるようになっている。
Ｘ線検出機構１２は、いわゆるラインセンサカメラであり、Ｘ線Ｘ１が照射された容器３の一部分を撮影し、そのデータを判定機構１３へ送信するようになっている。
判定機構１３は、Ｘ線検出機構１２から送信された複数のデータを結合してキャップ６およびその隣接下方側となる容器３の首部及び肩部を検査対象範囲として、該検査対象範囲のＸ線Ｘ１の輝度（濃淡）の違いに応じた検査画像を作成する。そして、作成した検査画像を基にして、容器３内の充填液４の液面４Ａの高さを検出して、最終的に所定量の充填液４が適正に充填されている良品の容器３であるか否かを判定するようになっている。なお、Ｘ線検出機構１２にエリアセンサカメラを採用し、Ｘ線検出機構１２によって検査画像を撮影してそのデータを判定機構１３に送信するようにしても良い。
Ｘ線照射機構１１とＸ線検出機構１２は、搬送コンベヤ２を挟んで一側と他側の位置に相互に対向するように配置されている。
また、これらＸ線照射機構１１とＸ線検出機構１２が配置された検査領域Ａ全体は鉛入りの筐体１４によって周囲を覆われており、それによって検査領域Ａの外部にＸ線Ｘ１が漏れないようになっている。搬送方向の前後となる筐体１４の側壁には、搬入口１４Ａとは搬出口１４Ｂが形成されており、それらの箇所には遮蔽用カーテンが配置されている。搬入口１４Ａと搬出口１４Ｂを介して搬送コンベヤ２が筐体１４を貫通して配置されている。
搬送コンベヤ２によって搬送されてきた容器３が搬入口１４Ａから検査領域Ａに搬入されると図示しないセンサによって検出され、該センサによって容器３を検出するようになっている。
Ｘ線照射機構１１は、Ｘ線Ｘ１を容器３の搬送方向と直交する方向から容器３の上下方向に向けて常時照射するようになっており、搬送コンベヤ２によって搬送中の容器３がＸ線照射機構１１の前を移動することに伴って、検査対象となる容器３の上部全域にわたってＸ線Ｘ１が照射されるようになっている。
上記センサによって容器３が検出されると、Ｘ線検出機構１２が作動されるようになっており、Ｘ線照射機構１１から容器３に向けてＸ線Ｘ１が照射され、容器３を透過してきたＸ線Ｘ１がＸ線検出機構１２によって検出されるようになっている。
Ｘ線検出機構１２は、いわゆるラインセンサカメラであり、Ｘ線Ｘ１が照射された容器３の一部分を撮影し、そのデータを判定機構１３へ送信するようになっている。
判定機構１３は、Ｘ線検出機構１２から送信された複数のデータを結合してキャップ６およびその隣接下方側となる容器３の首部及び肩部を検査対象範囲として、該検査対象範囲のＸ線Ｘ１の輝度（濃淡）の違いに応じた検査画像を作成する。そして、作成した検査画像を基にして、容器３内の充填液４の液面４Ａの高さを検出して、最終的に所定量の充填液４が適正に充填されている良品の容器３であるか否かを判定するようになっている。なお、Ｘ線検出機構１２にエリアセンサカメラを採用し、Ｘ線検出機構１２によって検査画像を撮影してそのデータを判定機構１３に送信するようにしても良い。
【0010】
判定機構１３は、Ｘ線検出機構１２から送信されたデータを結合して容器３の検査画像を作成する画像作成部１３Ａと、作成された検査画像から泡の領域を認識するとともに、泡の領域の上下方向の幅を算出する泡領域算出部１３Ｂと、容器３および充填液４の種類毎に予め行った実験結果により作成した充填液毎の補正用データを記憶する記憶部１３Ｃと、画像作成部１３Ａで所要の処理を行った検査画像を基にして容器３内の充填液４の液面４Ａの正しい高さを算出して、容器３内の充填液４の充填量の適否を判定する判定部１３Ｄとを備えている。
【0011】
本実施例の判定機構１３は以下に示す処理工程により、容器３内の充填液４の正しい液面４Ａの高さの検出と、それに基づく充填液３の充填量の適否の判定を行うようになっている。
先ず、判定機構１３では、画像作成部１３ＡによってＸ線検出機構１２から送られてきた画像データをＹ方向に結合して検査対象となる容器３の検査画像を作成する。図３は検査画像の一例を示したものである。なお、本実施例では図３の上下方向をＸ方向、左右方向をＹ方向とし、一例としてＸ方向の画素が１２８０、Ｙ方向の画素が１０２８としている。また、検査画像におけるＸ座標（Ｘ方向の画素の位置）と容器底からの高さの関係が記憶されており、Ｘ座標を検出することによって容器底からの高さを把握できるようになっている。
次に、泡領域算出部１３Ｂにおいて作成された検査画像をＹ方向の画素ごとにＸ方向に走査して、検査画像の輝度（濃淡）の違いから泡の領域の上下方向（Ｘ方向）の幅を算出する。すなわち、図３に示すように検査画像において、容器３内は、充填液４が充填されている液体領域４Ｂと、容器３内の最上部となり空気だけがある気体領域３Ａと、それら液体領域４Ｂと気体領域３Ａとの間に位置する液面４Ａとが存在しており、さらに液面４Ａに泡が生じやすい種類の充填液４の場合には、液面４Ａとその上に生じた泡とが混在した泡の領域４Ｘが存在することになる。
ここで、気体領域３Ａは空気だけが存在し、液体領域４Ｂは充填液４だけが存在するので、それらの領域３Ａ、４ＢはＸ線Ｘ１の透過量が一定であり輝度は一定になるのに対し、液面４Ａに泡立ちが生じている泡の領域４Ｘの場合には、泡の密度が上方へ向かうにつれて小さくなることから、Ｘ線透過量が下方から上方へ向かって多くなり、それらの箇所はＸ線Ｘ１の透過量が一定とならない。つまり、輝度が一定とならないのでこれらの領域を泡の領域４Ｘと判定し、泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１（上下方向の高さ）を算出する。
具体的には、Ｘ方向を上から下へ走査した場合に、気体領域３Ａにおいて一定している輝度が徐々に低くなる始まりの位置を気体領域３Ａと泡の領域４Ｘとの境界、すなわち泡の領域４Ｘの最も高い位置４Ｘａであると認識するとともに、泡の領域４Ｘにおいて徐々に低くなる輝度が一定となる始まりの位置を泡の領域４Ｘと液体領域４Ｂとの境界、すなわち泡の領域の最も低い位置４Ｘｂであると認識する。そして、４ＸａのＸ座標と４ＸｂのＸ座標との差を算出して、この値を泡の領域４Ｘの幅Ｈ１としている。
続いて、判定部１３Ｄは、泡の領域４Ｘにおける幅Ｈ１の上下方向の中間の高さ位置を算出し、仮の液面高さ４Ｄとして設定する。具体的には、先に求めた４ＸａのＸ座標と４ＸｂのＸ座標の中間位置にあるＸ座標の値を仮の液面高さ４Ｄとする。なお、仮の液面高さ４Ｄとは、泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１に対応した補正値を補正する前の液面高さである。
次に、判定部１３Ｄは、泡領域算出部１３Ｂによって算出された泡の領域４Ｘの幅Ｈ１に相当する補正値を記憶部１３Ｃから求めて、先に算出されている仮の液面高さ４Ｄを補正して、泡が消えた時の正しい液面高さを算出する。
記憶部１３Ｃには、予め検査対象となる容器３および充填される充填液４の種類毎に行った実験に基づく補正用のデータが記憶されている。実験としては検査対象となる容器３に実際に充填液４を充填してその泡領域４Ｘと仮の液面高さ４Ｄを算出した後に実際の液面高さと比較することや、充填・キャッピングが完了した容器３に振動を与えて強制的に泡立てさせて泡領域４Ｘと仮の液面高さ４Ｄを算出した後に実際の液面高さと比較することが考えられる。
補正用のデータには、各充填液４を容器３に充填した際に生じる泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１と、Ｈ１の中間高さを仮の液面とした場合に正しい液面４Ａを求めるための補正値の関係が記載されている。この補正用のデータを示したものが図４である。なお、図４ではＨ１と補正値の単位を画素（ピクセル）としている。
判定部１３Ｄは以下のように正しい液面高さを算出している。
判定部１３Ｄは泡の領域４Ｘの幅Ｈ１の大きさに応じて仮の液面４Ｄに補正を行うか、行わないかを決定している。一例として、仮の液面泡の領域４Ｘの幅Ｈ１が５ピクセル以下の場合には、判定部１３Ｄは、液面４Ａに泡や泡立ちが発生していないと判定する。この場合には、前述した泡の領域４Ｘの幅Ｈ１から求めた仮の液面高さ４Ｄを充填液４の正しい液面４Ａの高さと判定する。
そして、この後、判定部１３Ｄは、予め記憶している「容器３内に所定量の充填液４が充填された際の液面の高さ」と、上記判定して求めた正しい液面高さ４Ａとを比較し、それらの差が許容範囲内であれば、容器３内の充填液４の充填量は適正であると判定する。他方、それらの差が許容範囲外となる場合には、容器３内の充填液４の充填量は、不良であると判定するようにしている。
他方、容器３内の泡の領域４Ｘの幅Ｈ１が６ピクセル以上（例えば９ピクセル）の場合は、判定部１３Ｄは、液面４Ａに泡が発生して泡の領域４Ｘが存在すると判定する。そして、この場合には、判定部１３Ｄは、容器３内の当該充填液４に関する記憶部１３Ｃに記憶された図４に示す補正用のデータを参照する。そして、そのデータにおいて、容器３内の泡の領域４Ｘの幅Ｈ１（９ピクセル）と対応する高さの補正値を求める。その結果、当該補正値が例えば３ピクセルの場合には、先に算出した仮の液面高さ４Ｄから３ピクセルを減算し、その結果として得られた値を、当該容器３内の正しい液面４Ａの高さと判定するようにしている。
その後、判定部１３Ｄは、予め記憶している、「容器３内に所定量の充填液４が充填された際の液面の高さ」と、上記判定して求めた正しい液面高さ４Ａとを比較し、それらの差が許容範囲内であれば、容器３内の充填液４の充填量は適正である判定する。他方、それらの差が許容範囲を外れている場合には、容器３内の充填液４の充填量は、不良であると判定するようになっている。
なお、本実施例では、仮の液面高さ４Ｄとして泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１の中間高さを採用し、その後の判定を行っているが、泡の領域４Ｘの最も高い位置４Ｘａの高さ、もしくは最も低い位置４Ｘｂの高さを仮の液面高さとして、前述した判定のための処理を行っても良い。ただし、その場合はＨ１の最も高い位置もしくはＨ１の最も低い位置を仮の液面とした場合における、泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１と正しい液面４Ａを求めるための補正値の関係を容器および充填液ごとにデータを求めておく必要がある。
先ず、判定機構１３では、画像作成部１３ＡによってＸ線検出機構１２から送られてきた画像データをＹ方向に結合して検査対象となる容器３の検査画像を作成する。図３は検査画像の一例を示したものである。なお、本実施例では図３の上下方向をＸ方向、左右方向をＹ方向とし、一例としてＸ方向の画素が１２８０、Ｙ方向の画素が１０２８としている。また、検査画像におけるＸ座標（Ｘ方向の画素の位置）と容器底からの高さの関係が記憶されており、Ｘ座標を検出することによって容器底からの高さを把握できるようになっている。
次に、泡領域算出部１３Ｂにおいて作成された検査画像をＹ方向の画素ごとにＸ方向に走査して、検査画像の輝度（濃淡）の違いから泡の領域の上下方向（Ｘ方向）の幅を算出する。すなわち、図３に示すように検査画像において、容器３内は、充填液４が充填されている液体領域４Ｂと、容器３内の最上部となり空気だけがある気体領域３Ａと、それら液体領域４Ｂと気体領域３Ａとの間に位置する液面４Ａとが存在しており、さらに液面４Ａに泡が生じやすい種類の充填液４の場合には、液面４Ａとその上に生じた泡とが混在した泡の領域４Ｘが存在することになる。
ここで、気体領域３Ａは空気だけが存在し、液体領域４Ｂは充填液４だけが存在するので、それらの領域３Ａ、４ＢはＸ線Ｘ１の透過量が一定であり輝度は一定になるのに対し、液面４Ａに泡立ちが生じている泡の領域４Ｘの場合には、泡の密度が上方へ向かうにつれて小さくなることから、Ｘ線透過量が下方から上方へ向かって多くなり、それらの箇所はＸ線Ｘ１の透過量が一定とならない。つまり、輝度が一定とならないのでこれらの領域を泡の領域４Ｘと判定し、泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１（上下方向の高さ）を算出する。
具体的には、Ｘ方向を上から下へ走査した場合に、気体領域３Ａにおいて一定している輝度が徐々に低くなる始まりの位置を気体領域３Ａと泡の領域４Ｘとの境界、すなわち泡の領域４Ｘの最も高い位置４Ｘａであると認識するとともに、泡の領域４Ｘにおいて徐々に低くなる輝度が一定となる始まりの位置を泡の領域４Ｘと液体領域４Ｂとの境界、すなわち泡の領域の最も低い位置４Ｘｂであると認識する。そして、４ＸａのＸ座標と４ＸｂのＸ座標との差を算出して、この値を泡の領域４Ｘの幅Ｈ１としている。
続いて、判定部１３Ｄは、泡の領域４Ｘにおける幅Ｈ１の上下方向の中間の高さ位置を算出し、仮の液面高さ４Ｄとして設定する。具体的には、先に求めた４ＸａのＸ座標と４ＸｂのＸ座標の中間位置にあるＸ座標の値を仮の液面高さ４Ｄとする。なお、仮の液面高さ４Ｄとは、泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１に対応した補正値を補正する前の液面高さである。
次に、判定部１３Ｄは、泡領域算出部１３Ｂによって算出された泡の領域４Ｘの幅Ｈ１に相当する補正値を記憶部１３Ｃから求めて、先に算出されている仮の液面高さ４Ｄを補正して、泡が消えた時の正しい液面高さを算出する。
記憶部１３Ｃには、予め検査対象となる容器３および充填される充填液４の種類毎に行った実験に基づく補正用のデータが記憶されている。実験としては検査対象となる容器３に実際に充填液４を充填してその泡領域４Ｘと仮の液面高さ４Ｄを算出した後に実際の液面高さと比較することや、充填・キャッピングが完了した容器３に振動を与えて強制的に泡立てさせて泡領域４Ｘと仮の液面高さ４Ｄを算出した後に実際の液面高さと比較することが考えられる。
補正用のデータには、各充填液４を容器３に充填した際に生じる泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１と、Ｈ１の中間高さを仮の液面とした場合に正しい液面４Ａを求めるための補正値の関係が記載されている。この補正用のデータを示したものが図４である。なお、図４ではＨ１と補正値の単位を画素（ピクセル）としている。
判定部１３Ｄは以下のように正しい液面高さを算出している。
判定部１３Ｄは泡の領域４Ｘの幅Ｈ１の大きさに応じて仮の液面４Ｄに補正を行うか、行わないかを決定している。一例として、仮の液面泡の領域４Ｘの幅Ｈ１が５ピクセル以下の場合には、判定部１３Ｄは、液面４Ａに泡や泡立ちが発生していないと判定する。この場合には、前述した泡の領域４Ｘの幅Ｈ１から求めた仮の液面高さ４Ｄを充填液４の正しい液面４Ａの高さと判定する。
そして、この後、判定部１３Ｄは、予め記憶している「容器３内に所定量の充填液４が充填された際の液面の高さ」と、上記判定して求めた正しい液面高さ４Ａとを比較し、それらの差が許容範囲内であれば、容器３内の充填液４の充填量は適正であると判定する。他方、それらの差が許容範囲外となる場合には、容器３内の充填液４の充填量は、不良であると判定するようにしている。
他方、容器３内の泡の領域４Ｘの幅Ｈ１が６ピクセル以上（例えば９ピクセル）の場合は、判定部１３Ｄは、液面４Ａに泡が発生して泡の領域４Ｘが存在すると判定する。そして、この場合には、判定部１３Ｄは、容器３内の当該充填液４に関する記憶部１３Ｃに記憶された図４に示す補正用のデータを参照する。そして、そのデータにおいて、容器３内の泡の領域４Ｘの幅Ｈ１（９ピクセル）と対応する高さの補正値を求める。その結果、当該補正値が例えば３ピクセルの場合には、先に算出した仮の液面高さ４Ｄから３ピクセルを減算し、その結果として得られた値を、当該容器３内の正しい液面４Ａの高さと判定するようにしている。
その後、判定部１３Ｄは、予め記憶している、「容器３内に所定量の充填液４が充填された際の液面の高さ」と、上記判定して求めた正しい液面高さ４Ａとを比較し、それらの差が許容範囲内であれば、容器３内の充填液４の充填量は適正である判定する。他方、それらの差が許容範囲を外れている場合には、容器３内の充填液４の充填量は、不良であると判定するようになっている。
なお、本実施例では、仮の液面高さ４Ｄとして泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１の中間高さを採用し、その後の判定を行っているが、泡の領域４Ｘの最も高い位置４Ｘａの高さ、もしくは最も低い位置４Ｘｂの高さを仮の液面高さとして、前述した判定のための処理を行っても良い。ただし、その場合はＨ１の最も高い位置もしくはＨ１の最も低い位置を仮の液面とした場合における、泡の領域４Ｘの上下方向の幅Ｈ１と正しい液面４Ａを求めるための補正値の関係を容器および充填液ごとにデータを求めておく必要がある。
【0012】
以上のように、本実施例によれば、容器３に充填される充填液４の種類が、液面４Ａに泡が発生しやすく、泡が発生していることを判定しづらい充填液４であっても、容器３内に泡の領域４Ｘが発生していることを正確に判別して、容器３内の液面４Ａの高さを正確に判定することができ、それにより、充填液４の充填量が適正であるか否かを正確に判定することができる。そのため、汎用性が高い容器の液面高さ検出方法と液面高さ検出装置１を提供することができる。
【0013】
なお、検査画像を微分処理して輝度が一定でない領域、すなわち泡の領域４Ｘを強調する画像を作成することも可能であり、このような強調画像を作成する画像処理を行うことで、泡領域算出部１３Ｂによる処理もより効率よく行うことができる。
また、上記実施例は、直線の搬送経路で容器３を搬送する搬送コンベヤ２が搬送中の容器３内の液面の高さを検査しているが、回転体に設けた保持機構によって容器３の底部と頭部を保持し、回転体の回転によって容器３を搬送する構成の搬送手段を用いる構成であっても、本実施例のＸ線検査装置５を適用して容器３内の液面高さを検出することができる。
さらに、上記実施例においては、充填液４を充填する容器３として合成樹脂製のＰＥＴ容器を想定しているが、検査対象となる容器の材質としてはガラスや金属製であってもよい。
また、上記実施例は、直線の搬送経路で容器３を搬送する搬送コンベヤ２が搬送中の容器３内の液面の高さを検査しているが、回転体に設けた保持機構によって容器３の底部と頭部を保持し、回転体の回転によって容器３を搬送する構成の搬送手段を用いる構成であっても、本実施例のＸ線検査装置５を適用して容器３内の液面高さを検出することができる。
さらに、上記実施例においては、充填液４を充填する容器３として合成樹脂製のＰＥＴ容器を想定しているが、検査対象となる容器の材質としてはガラスや金属製であってもよい。
【符号の説明】
【0014】
１…液面高さ検出装置 ２…搬送コンベヤ
３…容器 ４…充填液
４Ａ…液面 ４Ｘ…泡の領域
５…Ｘ線検査装置 １１…Ｘ線照射機構
１２…Ｘ線検出機構 １３…判定機構
１３Ａ…画像作成部 １３Ｃ…記憶部
１３Ｄ…判定部 Ｘ１…Ｘ線
３…容器 ４…充填液
４Ａ…液面 ４Ｘ…泡の領域
５…Ｘ線検査装置 １１…Ｘ線照射機構
１２…Ｘ線検出機構 １３…判定機構
１３Ａ…画像作成部 １３Ｃ…記憶部
１３Ｄ…判定部 Ｘ１…Ｘ線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】