特開 2024-77666 容器の検査方法及び検査装置

(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】P2024077666

(43)【公開日】2024-06-10

(54)【発明の名称】容器の検査方法及び検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20240603BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022189742

(22)【出願日】2022-11-29

(71)【出願人】

【識別番号】390014661

【氏名又は名称】オムロン キリンテクノシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099645

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 晃司

(74)【代理人】

【識別番号】100104499

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 達人

(72)【発明者】

【氏名】高橋 千代子

(72)【発明者】

【氏名】中村 裕宗

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA11

2G051AB01

2G051BA02

2G051BA05

2G051CA04

2G051CB10

2G051CC07

2G051EA08

2G051EA16

(57)【要約】

【課題】容器の外面における液体の付着の検出に適した容器の検査方法を提供する。
【解決手段】容器の検査範囲を当該容器が蛍光発光する波長域の励起光にて照明する手順と、励起光にて照明された検査範囲における蛍光の明暗差に基づいて、当該検査範囲における液体の付着を検出する手順と、を含む検査方法において、励起光の波長域を、液体における蛍光の強度が容器にて生じる蛍光の強度よりも相対的に低くなり、かつ容器と当該容器に付着した液体との間に生じるべき明暗差が消失しないように液体における励起光の透過が制限される波長域に設定する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器の外面への液体の付着を検出するための容器の検査方法であって、
前記容器の検査範囲を当該容器が蛍光発光する波長域の励起光にて照明する手順と、
前記励起光にて照明された前記検査範囲における蛍光の明暗差に基づいて、当該検査範囲における前記液体の付着を検出する手順と、
を含み、
前記励起光の波長域は、前記液体における蛍光の強度が前記容器にて生じる蛍光の強度よりも相対的に低くなり、かつ前記容器と当該容器に付着した液体との間に生じるべき明暗差が消失しないように前記液体における前記励起光の透過が制限される波長域に設定される容器の検査方法。

【請求項2】

前記励起光の波長域が、さらに、前記容器と当該容器に付着した液体との間に生じるべき明暗差が消失しないように、前記容器における前記励起光の透過が制限される波長域に設定される請求項１に記載の容器の検査方法。

【請求項3】

前記液体が前記容器に充填されるべき内容液である請求項１に記載の容器の検査方法。

【請求項4】

前記液体が前記容器に内容液として充填されるべき食用油であって、前記励起光の波長域は２８０ｎｍ以下の波長域に設定される請求項１に記載の容器の検査方法。

【請求項5】

前記検出する手順では、前記励起光にて照明された前記検査範囲における蛍光の明暗差を反映した画像を撮像し、前記画像中における前記蛍光の明暗差に基づいて、前記検査範囲における前記液体の付着を検出する請求項１～４のいずれか一項に記載の容器の検査方法。

【請求項6】

容器の外面への液体の付着を検出するための容器の検査装置であって、
前記容器の検査範囲を当該容器が蛍光発光する波長域の励起光にて照明する照明手段と、
前記励起光にて照明された前記検査範囲における蛍光の明暗差を反映した画像を撮像する撮像手段と、
前記画像中における前記蛍光の明暗差に基づいて、前記検査範囲における前記液体の付着を検出する検出手段と、
を含み、
前記照明手段による前記励起光の波長域が、前記液体における蛍光の強度が前記容器にて生じる蛍光の強度よりも相対的に低くなり、かつ前記液体における透過が、前記容器と当該容器に付着した液体との間に生じるべき明暗差が消失しない範囲で制限される波長域に設定された容器の検査装置。

【請求項7】

前記励起光の波長域が、さらに、前記容器と当該容器に付着した液体との間に生じるべき明暗差が消失しないように、前記容器における前記励起光の透過が制限される波長域に設定される請求項６に記載の容器の検査方法。

【請求項8】

前記液体が前記容器に充填されるべき内容液である請求項６又は７に記載の容器の検査方法。

【請求項9】

前記液体が前記容器に充填されるべき食用油であって、前記励起光の波長域は２８０ｎｍ以下の波長域に設定される請求項６又は７に記載の容器の検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容器の外面における液体の付着を検出するための容器の検査方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

容器に充填されるべき内容液等の液体が何らかの原因で容器の外面に付着することがある。容器の外面に液体が付着しているか否かは、従来、作業者が容器を手で触ってその有無を確認する手法によって検査されている。ちなみに、蛍光発光現象を利用して液体の存在を検出する手法としては、プラント機器等の部品からの油漏れを検出することを目的として、油の吸収波長を含むパルス光を部品に照射し、その照射によって励起された油の分子が発する蛍光を捉えることにより油漏れを検出する手法が提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－３１１７７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の手法は、容器の外面に付着する液体が蛍光発光する性質を帯びていれば、その検出にも応用できる可能性がある。しかしながら、容器それ自体が蛍光発光する場合、容器とその外面に付着した液体のいずれもが蛍光発光して容器とその外面の液体とを区別することが困難となる。蛍光発光する液体が内容液として容器に充填されている場合には、液体からの蛍光を検出できたとしても、それが容器の内外いずれからの蛍光かを判別することが困難となることもある。いずれの場合でも、液体の付着を正しく検出できない不都合が生じる。

【0005】

そこで、本発明は、容器の外面における液体の付着の検出に好適な容器の検査方法等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】

【0006】

本発明の一態様に係る容器の検査方法は、容器の外面への液体の付着を検出するための容器の検査方法であって、前記容器の検査範囲を当該容器が蛍光発光する波長域の励起光にて照明する手順と、前記励起光にて照明された前記検査範囲における蛍光の明暗差に基づいて、当該検査範囲における前記液体の付着を検出する手順と、を含み、前記励起光の波長域は、前記液体における蛍光の強度が前記容器にて生じる蛍光の強度よりも相対的に低くなり、かつ前記容器と当該容器に付着した液体との間に生じるべき明暗差が消失しないように前記液体における前記励起光の透過が制限される波長域に設定されるものである。

【0007】

本発明の一態様に係る容器の検査装置は、容器の外面への液体の付着を検出するための容器の検査装置であって、前記容器の検査範囲を当該容器が蛍光発光する波長域の励起光にて照明する照明手段と、前記励起光にて照明された前記検査範囲における蛍光の明暗差を反映した画像を撮像する撮像手段と、前記画像中における前記蛍光の明暗差に基づいて、前記検査範囲における前記液体の付着を検出する検出手段と、を含み、前記照明手段による前記励起光の波長域が、前記液体における蛍光の強度が前記容器にて生じる蛍光の強度よりも相対的に低くなり、かつ前記液体における透過が、前記容器と当該容器に付着した液体との間に生じるべき明暗差が消失しない範囲で制限される波長域に設定されたものである。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】菜種油における３次元蛍光スペクトルを測定した結果の一例を示す図。

【図1B】添加成分が異なる他の菜種油における３次元蛍光スペクトルを測定した結果の一例を示す図。

【図1C】大豆油における３次元蛍光スペクトルを測定した結果の一例を示す図。

【図1D】こめ油における３次元蛍光スペクトルを測定した結果の一例を示す図。

【図1E】べに花油における３次元蛍光スペクトルを測定した結果の一例を示す図。

【図1F】ごま油における３次元蛍光スペクトルを測定した結果の一例を示す図。

【図1G】オリーブオイルにおける３次元蛍光スペクトルを測定した結果の一例を示す図。

【図2】樹脂製容器の３次元蛍光スペクトルを測定した結果の一例を示す図。

【図3】食用油の光の透過率を測定した結果の一例を示す図。

【図4】容器の検査装置の一形態を示す図。

【図5】容器の検査装置の他の形態を示す図。

【図6】容器の検査装置のさらなる形態を示す図。

【図7】図６の検査装置の側面図。

【図8】試験例１にて得られた画像の一例を示す図。

【図9】試験例１にて得られたさらなる画像の一例を示す図。

【図10】試験例２にて得られた画像の一例を示す図。

【図11】比較例にて得られた画像の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して本発明の一形態を説明する。本形態の検査方法では、容器の検査範囲に対して特定の波長域の励起光を照射し、その照射に対応して生じる蛍光の検査範囲における明暗差に基づいて容器の外面における液体の付着を検出する。励起光の波長域は、容器の材質、及び容器の外面への付着を検出すべき液体の種類に応じて選択される。以下では、容器が樹脂製であって、液体が容器に内容液として充填されるべき食用油である場合を例に挙げて励起光の波長域を説明する。

【0010】

図１Ａ～図１Ｇは、７種類の食用油をサンプルとして選定し、各サンプルに照射する励起光と、その照射に対応して生じる蛍光との関係を表す３次元蛍光スペクトルを測定した結果を示している。各図において縦軸は励起光の波長域であり、横軸は蛍光の波長域である。サンプルとしての食用油は、図１Ａが菜種油Ａ、図１Ｂが菜種油Ｂ、図１Ｃが大豆油、図１Ｄがこめ油、図１Ｅがべに花油、図１Ｆがごま油、図１Ｇがオリーブオイルである。菜種油Ａと菜種油Ｂとは菜種を原料とする点で共通するが、添加成分が互いに異なる。

【0011】

図１Ａ～図１Ｇによれば、食用油の種類によって蛍光の特性に差があるものの、いずれの場合も励起光が概ね２６０ｎｍ～４００ｎｍの波長域で蛍光が生じている。図１Ａ～図１Ｅの例では蛍光の波長域が概ね４００ｎｍ前後であるが、図１Ｆのごま油の例、及び図１Ｇのオリーブオイルの例では３２０ｎｍ前後の波長域の蛍光が生じている。一方、いずれの例でも、励起光が概ね２８０ｎｍ以下の波長域で蛍光の強度が低下し、２６０ｎｍ付近から短波長側の波長域では蛍光がほぼ生じない点で共通する。

【0012】

図２は、ポリエチレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＥＴ樹脂と表記する。）製の容器における３次元蛍光スペクトルを測定した結果を示している。縦軸は励起光の波長域であり、横軸は蛍光の波長域である。図２によれば、ＰＥＴ樹脂製の容器では、励起光が概ね２００ｎｍ～４００ｎｍの波長域の場合、概ね３６０ｎｍ～４２０ｎｍの波長域の蛍光が生じる。容器にて蛍光を生じさせる励起光の波長域は、食用油にて蛍光を生じさせる励起光の波長域と比較して短波長側に広がっている。そのような特性は、ＰＥＴ樹脂とは異なる樹脂製の容器でも同様である。

【0013】

次に、図１Ａ～図１Ｇで用いた食用油の各サンプルにおける光透過スペクトルを調べた結果を図３に示す。図３でも、縦軸は光の透過率であり、横軸は光の波長域である。図３から明らかなように、食用油の場合は、概ね３２０ｎｍ～４００ｎｍの間の波長を境として短波長側の領域で光の透過率が明確に低下する。２８０ｎｍ付近の波長域に着目すると、大豆油、こめ油、べに花油及びごま油の透過率はほぼ０％、菜種油Ａ、Ｂの透過率は概ね１０％以下であり、透過率が最も高いオリーブオイルでも４５％前後まで透過率が低下している。オリーブオイルに関しては、その透過率が３２０ｎｍ付近の波長域から低下を開始し、概ね２７０ｎｍ～２８０ｎｍの波長域で４５％程度の透過率を維持するが、それよりも短波長側では透過率が再び低下して２５０ｎｍ付近でほぼ０％の透過率となる。

【0014】

以上のような３次元蛍光スペクトル及び透過スペクトルを考慮すると、容器の外面への食用油の付着を検出するためには、励起光の波長域を以下のように設定すればよい。まず、容器を蛍光発光させることが可能な波長域は、食用油を蛍光発光させることが可能な波長域と比較して短波長側に広がっている。この性質に着目して、容器を蛍光発光させることが可能であって、かつ食用油における蛍光の強度が容器にて生じる蛍光の強度よりも相対的に低くなるように励起光の波長域が設定される。すなわち、容器を蛍光発光させることが可能な波長域であることを第１要件とし、食用油における蛍光の強度が容器にて生じる蛍光の強度よりも相対的に低くなる波長域であることを第２要件とした場合、励起光の波長域は第１要件及び第２要件の両者を満たすように設定される。それにより、容器を蛍光発光させつつ、容器の外面に付着した食用油の蛍光発光を容器のそれに比して抑制し、容器と食用油との間で蛍光に明暗差を生じさせることが可能である。容器と食用油との間の明暗差が拡大するほど食用油の付着の検出には有利である。そのため、励起光の波長域は、食用油が蛍光発光しないか、又は仮に蛍光発光してもその強度が容器で生じる蛍光の強度よりも明確に低下する波長域であることが好ましい。

【0015】

一方、食用油における蛍光が抑制されたとしても、容器の外面に付着した食用油を励起光が透過する場合には、食用油の背後にて励起光が容器に到達して蛍光が生じ、その蛍光が食用油を透過して外部に放出される。この場合、食用油の背後で生じた蛍光が外部から観察され、その結果として、容器と食用油との間での明暗差が損なわれて両者の区別が困難となる可能性がある。そのような不都合を回避するためには、食用油それ自体が励起光の透過を制限する手段として作用するような波長域の励起光を選択することが必要である。具体的には、容器と食用油との間に生じるべき明暗差が消失しないように、食用油における励起光の透過が制限される波長域の励起光を選択すればよい。以下では、そのような制限作用が生じる波長域であることを第３要件とする。なお、ここでいう明暗差の消失とは、明暗差が完全に失われる場合に限らず、明暗差が認識不可能な程度まで減少する場合を含む概念である

【0016】

励起光の波長域が第１要件及び第２要件に加えて第３要件も満たす場合には、容器とその外面に付着した食用油との間に蛍光に明暗差を生じさせ、その明暗差を手掛かりとして容器の外面における食用油の付着を検出することができる。容器と食用油との間に明暗差を生じさせるためには、選択した波長域における食用油の透過率が低いほど有利である。しかしながら、食用油における励起光の透過率は完全に０％であることを要しない。例えば、励起光の波長域に対する食用油の透過率が少なくとも５０％以下、望ましくは３０％以下であれば、食用油の背後における容器の蛍光発光が容器と食用油との間の明暗差に与える影響を抑制できる可能性がある。

【0017】

次に、上述した第１要件、第２要件及び第３要件を満たす波長域を図１Ａ～図１Ｇ、及び図２の例で検討する。図２の例によれば、樹脂製容器では、励起光が概ね２００ｎｍ～４００ｎｍの波長域であれば蛍光発光することが確認できる。したがって、励起光の波長域を４００ｎｍ以下に設定すれば第１要件は満たされる。一方、図１Ａ～図１Ｇの３次元蛍光スペクトルによれば、励起光の波長域が２６０ｎｍ以下であれば食用油はほぼ蛍光発光しない。ただし、励起光の波長域が２８０ｎｍ以下であれば蛍光の強度が比較的低く、容器と食用油との間における明暗差を確保できる程度に食用油の蛍光発光を抑制し得ると解される。したがって、励起光の波長域が第２要件を満たすためには、２８０ｎｍ以下を目安として励起光の波長域を設定すればよい。次に、図３の光透過スペクトルによれば、食用油の透過率は概ね２８０ｎｍ以下であれば種類を問わず５０％以下まで低下し、２６０ｎｍ以下であれば透過率は３０％以下に低下する。したがって、励起光の波長域が少なくとも２８０ｎｍ以下、望ましくは２６０ｎｍ以下であれば食用油の種類を問わず第３要件は満たされると考えられる。以上を総合すれば、第１要件、第２要件及び第３要件の全てを満たすためには、励起光の波長域を２８０ｎｍ以下に、望ましくは２６０ｎｍ以下に設定すればよい。そのような波長域は紫外光の波長域に含まれるものである。

【0018】

なお、励起光の波長域の下限については第１要件が満たされる限りにおいて適宜に設定が可能である。図２によれば、樹脂製容器では２００ｎｍ以上の波長域で蛍光が生じる。２００ｎｍ以下の波長域は真空紫外と呼ばれる領域であるため、実用上、励起光の波長域の下限は２００ｎｍを目安とすればよい。市場にて比較的容易に入手可能な紫外域の照明光源は２２２ｎｍ、２６５ｎｍ、２８０ｎｍである。いずれの波長域の照明光源も、励起光を照射するための光源として選択されてよい。特に、２２２ｎｍの紫外光は、人体にほとんど影響を与えない殺菌紫外光として近年注目されている波長の紫外光であって、殺菌光として盛んに技術開発が行われているものである。そのような背景を考慮すると、２２２ｎｍの波長の紫外光を励起光として利用することは有力な選択肢となり得る。ただし、上記の検討によれば、２６５ｎｍ又は２８０ｎｍの波長域の照明光源も選択されてよい。

【0019】

以上の説明では、容器が樹脂製でかつその外面への付着を検出すべき液体が食用油である場合を例に挙げている。しかしながら、容器の材質、及び液体の種類の組み合わせに関しては、上述した第１要件、第２要件及び第３要件の全てを満たす波長域が選択可能な限りにおいて適宜に変更されてよい。容器は少なくとも特定の波長域で蛍光発光する性質を帯びていれば第１要件を満たすための容器の選択候補となり得る。液体に関しては蛍光発光する性質を帯びていることを必ずしも要しない。あらゆる領域で蛍光発光しないか、又は蛍光発光してもその強度が容器のそれに比して十分に低い液体も第２要件を満たすための液体の選択候補となり得る。一方、液体における光の透過特性については、第１要件及び第２要件を満たす波長域の少なくとも一部において、第３要件を満たすような波長域が選択可能となるような透過特性を備えている必要がある。上記の例では、第１要件及び第２要件を満たす波長域を選択すれば結果として第３要件も満たされる。しかしながら、第３要件の充足性は第１要件及び第２要件の充足性に対して必ずしも従属するものではない。例えば、第１要件及び第２要件を満たす波長域の一部で第３要件が満たされない場合には、励起光の波長域をさらに第３要件で絞り込むことが必要である。

【0020】

上記では、励起光に対する容器の透過率については検討を省略した。しかしながら、ＰＥＴ樹脂製の容器では３６０ｎｍ付近から短波長域側で透過率が低下し、概ね３２０ｎｍ以下の波長域では透過率がほぼ０％となる。ＰＥＴ樹脂以外の樹脂を素材とする容器、例えばポリエチレン樹脂（以下、ＰＥ樹脂と表記する。）製の容器でも概ね３２０ｎｍ以下の波長域では透過率がほぼ０％まで低下する。したがって、上記のように励起光の波長域を２８０ｎｍ以下に設定した場合、励起光は容器を透過することができず、容器内への励起光の入射も阻止される。この場合、選択された波長域の励起光に対して蛍光発光する物質が容器内に含まれていたとしても、その内部の物質で生じた蛍光の拡散光が容器に付着した液体を透過し、その影響で容器とその外面に付着した食用油との間の明暗差が損なわれることはない。

【0021】

しかしながら、励起光の波長域によっては、容器内で生じる蛍光の影響で容器とその外面に付着した液体との間の明暗差が損なわれることも想定される。そのような場合には、容器とその外面に付着した食用油との間に生じるべき明暗差が消失しないように、容器における励起光の透過が制限される波長域であることを、励起光の波長域が満たすべき第４要件としてさらに加重して励起光の波長域を選択すればよい。ここでいう明暗差の消失も、明暗差が完全に失われる場合に限らず、明暗差が認識不可能な程度まで減少する場合を含む概念である。なお、容器に食用油が充填されている場合に関しては、第２要件によって食用油の蛍光発光が抑制される波長域の励起光が選択されることになるため、仮に励起光が容器を透過して内部の食用油に到達しても、その内部の食用油で生じる蛍光の影響で容器の外面の食用油と内部の食用油とが判別困難となる虞はない。

【0022】

次に、図４～図７を参照して、上記の手法を用いて液体の付着を検出するための検査装置の例を説明する。図４は検査装置の一例を示している。検査装置１は、容器の一例としてのボトル２の外面における液体の付着を検出することをその目的として構成される。検査装置１は、ボトル２の画像を取得する画像取得部１０と、取得された画像を処理して容器の外面への液体の付着を検出する処理部２０とを備えている。

【0023】

ボトル２は、一例として、中空で円筒形状又は多面体形状のＰＥＴ樹脂製である。ただし、容器はＰＥＴ樹脂製のボトル２に限らない。励起光の照射に対して蛍光発光する性質を帯びる限り、各種の素材で容器が形成されてよい。例えば、ＰＥ樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）樹脂等の他の樹脂素材、ガラス等にて形成された容器が対象とされてよい。ボトル２の外面への付着を検出すべき対象となる液体は、一例として、ボトル２に内容液として充填されるべき食用油であってよい。ただし、液体の種類に関しても、上述した第２要件及び第３要件を満たし得る限り、適宜に変更されてよい。

【0024】

ボトル２は、一例として、口部を上にしてその軸線ＡＸを鉛直方向に一致させた正立状態に保持される。画像取得部１０は、ボトル２の少なくとも検査範囲を、所定の波長域の励起光にて照明する照明手段の一例としての照明装置１１と、ボトル２を撮像する撮像手段の一例としての撮像装置１２とを備えている。照明装置１１が照射する励起光の波長域は、上述した第１要件、第２要件及び第３要件を満たす波長域に設定される。さらに、第４要件を満たすように励起光の波長域が設定されてもよい。照明装置１１は、撮像装置１２によるボトル２の撮像光軸Ｌｐを挟んで対称的に配置された複数の照明器１１ａを備えている。照明器１１ａの個数は適宜に変更されてよい。単一の照明器１１ａにて照明装置１１が構成されてもよい。

【0025】

撮像装置１２は、照明装置１１にて照明されたボトル２の検査範囲を撮像するカメラ１３を備えている。カメラ１３の光軸が撮像装置１２の撮像光軸Ｌｐに相当する。カメラ１３は、例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を用いてボトル２の光学像を電気的な画像信号に変換する。カメラ１３は、照明装置１１による照明に対応してボトル２で発生する蛍光の明暗差を反映した画像を取得できるようにその撮像対象の波長域が設定されたものであることを要する。例えば、図２で示したように、樹脂製容器では、２００ｎｍ～４００ｎｍの波長域の励起光の照射に対して概ね３６０ｎｍ～４２０ｎｍ程度の波長域の蛍光が生じるため、カメラ１３は３６０ｎｍ～４２０ｎｍの波長域の少なくとも一部で感度を有していればよい。市販されている可視光域用のカメラは、４００ｎｍ付近、場合によってはそれよりも幾らか短波長域側の波長域までは感度を有している。したがって、可視光域用カメラを利用することが可能である。なお、励起光がボトル２上で反射してカメラ１３に入射する可能性があるため、撮像装置１２は励起光に対する反射光のカメラ１３への入射を遮るフィルタをさらに備えてもよい。ただし、上述したように励起光の波長域は、２８０ｎｍ以下の短波長域に設定されることが想定され、その波長域ではカメラ１３が感度を有しないことが多い。したがって、フィルタを省略しても、カメラ１３が撮像する画像の明暗差が反射光の影響で損なわれる虞はなく、フィルタを設けることは必須ではない。

【0026】

ボトル２の検査範囲はボトル２の全体であってもよいし、一部であってもよい。すなわち、検査範囲は適宜に変更されてよく、照明装置１１の構成及び照明方向もボトル２の検査範囲に合わせて適宜に変更されてよい。図４は、ボトル２の肩部が検査範囲に設定された例であり、カメラ１３はその撮像光軸Ｌｐをボトル２の軸線ＡＸと一致させた状態で、ボトル２を鉛直上方から撮像するように配置されている。照明装置１１は撮像光軸Ｌｐの回りに対称的に配置された複数の照明器１１ａにてボトル２の肩部を斜め上方から照明するように配置されている。図５は、カメラ１３が図４と同様に配置される一方で、照明装置１１は撮像光軸Ｌｐの片側に配置された一又は複数の照明器１１ａにてボトル２の肩部を斜め上方から照明するように配置されている。図５の例では、ボトル２の肩部の一部を検査範囲とする場合に適用可能であるが、ボトル２をその軸線ＡＸの回りに自転させ、あるいは照明装置１１を軸線ＡＸの回りに回転させることにより、ボトル２の肩部の全周を検査範囲としてその画像を撮像することも可能である。

【0027】

図６及び図７は、ボトル２をその側方から撮像するようにカメラ１３を配置し、照明装置１１は、カメラ１３の撮像光軸Ｌｐを挟んで左右対称的に複数の照明器１１ａを配置するように設けられた例である。このような配置では、ボトル２の胴部の少なくとも一部を検査範囲に含めるようにしてその画像を取得することができる。ボトル２の肩部や首部もさらに検査範囲に含め得る。ボトル２を軸線ＡＸの回りに回転させ、あるいは照明器１１ａ及びカメラ１３を軸線ＡＸの回りに回転させれば、ボトル２の全周を検査範囲としてその画像を取得することが可能である。さらに、図示を省略したが、ボトル２を下方から撮像するようにカメラ１３を配置し、照明装置１１もボトル２の底部を斜め方向から照明するように配置することにより、ボトル２の底部の画像を取得して、その底部における液体の付着を検出することも可能である。なお、照明装置１１は常時点灯させてもよいし、所定周期でパルス状に点灯させてもよい。

【0028】

画像取得部１０が設置された環境におけるボトル２の照明光は、主として照明装置１１による励起光にてボトル２が照明され、そのボトル２にて生じる蛍光の明暗差を反映した画像がカメラ１３にて撮像される限りにおいて、可視域の環境光、例えば自然光が含まれてもよい。すなわち、環境光を遮光し、照明装置１１からの励起光によってのみボトル２が照明されてもよいし、蛍光の明暗差を反映した画像に実質的な影響を与えない限りにおいて幾らかの環境光がボトル２に入射してもよい。あるいは、フィルタを利用して、蛍光の明暗差を反映した画像の撮像に対して不要となる可視域の光の影響をカメラ１３にて撮像される画像から除いてもよい。

【0029】

図４に戻って、検査装置１の処理部２０を説明する。なお、図５～図７では処理部２０の図示が省略されているが、図５～図７の例でも図４と同様に処理部２０が設けられる。処理部２０は、画像取得部１０によって撮像された画像中における蛍光の明暗差に基づいて、ボトル２の検査範囲における液体の付着を検出する。処理部２０は、一例として、ＣＰＵ及びその動作に必要な内部記憶装置等を含んだコンピュータユニットを用いて構成される。処理部２０には、画像調整部２１と検出部２２とが設けられている。画像調整部２１及び検出部２２は、例えば処理部２０のコンピュータハードウエアと、ソフトウエアとしてのコンピュータプログラムの一例である検査プログラムＰＧとの組み合わせによって実現される論理的装置として設けられる。ただし、処理部２０の少なくとも一部は、ＬＳＩ等の論理回路を組み合わせた物理的装置として構成されてもよい。なお、処理部２０には、検査装置１のオペレータが適宜の指示を入力するためのキーボード、ポインティングデバイスといった各種の入力手段が接続されてよい。図１では、入力手段の図示が省略されている。

【0030】

画像調整部２１は、カメラ１３から出力される画像信号を受け取り、検出部２２の検査に適した画像処理を施すことにより、カメラ１３で撮像された画像を検出部２２の処理に適した画像に調整する。例えば、画像調整部２１は、画像の明度、コントラスト等の補正処理等を実施してよい。検出部２２は、画像調整部２１にて処理された画像信号を受け取り、ボトル２の検査範囲における液体の付着を検出する。それにより、検出部２２は検出手段の一例として機能し、その処理が対象物を検出する手順の一例に相当する。

【0031】

検出部２２の処理は、検査範囲における蛍光の明暗差に基づいて液体の付着を検出するものである。すなわち、上述した第１要件～第３要件を満たす波長域、必要に応じてさらに第４要件を満たす波長域の励起光にて検査範囲が照明される場合、液体が付着した領域の蛍光の強度は容器の他の領域にて生じる蛍光の強度に比して相対的に低くなる。したがって、カメラ１３が撮像した画像中に液体の付着に対応した暗部が出現しているか否かを判別し、そのような暗部が存在している場合に、液体の付着が検出されたと判定するように検出部２２の処理を構成すれば、画像中の明暗差に基づいて液体の付着を検出することが可能となる。

【0032】

検出部２２の処理は、画像中における蛍光の明暗差に基づいて容器の外面への液体の付着を検出するための処理を含む限りにおいて、適宜に構成されてよい。例えば、検出部２２は、液体が付着していない正常なボトル２の画像を基準画像として用意し、実際に撮像された検査範囲の画像と基準画像との差分を求めることにより、液体の付着を検出するように構成されもよい。検出部２２の処理は、液体の付着が生じていることを検出することをその内容の少なくとも一部に含むものであればよい。検出部２２は、液体の付着の有無を判別するように構成されてよいが、必ずしもこれに限定されない。例えば、液体が付着している領域の位置、その領域の面積等をさらに判別するように検出部２２の処理が構成されてもよい。容器の外面に付着した液体の厚さが、画像中の暗部それ自体の明度に反映される場合には、その暗部の明度を手掛かりとして液体の厚さ、あるいは付着量といった物理量がさらに推定されてもよい。

【0033】

処理部２０は、検出部２２にて液体の付着が検出された場合に、その旨を検査結果としてモニタ２３に表示させ、あるいは記憶装置２４に記憶させてもよい。検査結果には、液体が付着した領域の位置、付着した液体の面積等の情報が含まれてもよい。ボトル２に充填されるべき内容液がボトル２の外面に付着している場合には、ボトル２への内容液の充填工程にてボトル２外への内容液の飛散等が生じているか、あるいはボトル２から内容液が漏れている可能性がある。処理部２０は、内容液の付着が検出されたボトル２を異常品として判定し、その判定結果を検査結果として出力してもよく、その場合、充填工程の不良あるいはボトル２の液漏れの可能性を併せて通知してもよい。検査結果の出力手段はモニタ２３、及び記憶装置２４に限らず、プリンタが出力手段として接続されてもよい。

【0034】

次に、本形態の検査装置１の画像取得部１０を利用して、液体が付着した容器を実際に撮像し、得られた画像中に蛍光の明暗差が出現するか否かについて試験した結果を、以下の試験例１、２及び比較例に沿って説明する。

【0035】

（試験例１）
まず、２２２ｎｍの波長の紫外光を励起光として選択した場合の効果を確認した。照明条件及び撮像条件は以下の通りである。試験例１では、容器としてＰＥＴ樹脂製のボトル、ＰＥ樹脂製のボトル、及びガラス壜を選択した。液体は、図１Ａ～図１Ｇの測定で用いた食用油のサンプルのうち、菜種油Ａ、ごま油及びオリーブオイルを対象とした。容器は、サンプルが充填され、キャップにて密封された状態とした。容器の検査範囲は肩部に設定し、その一部にサンプルの食用油を付着させた。撮像方向は鉛直下向きである。
・照明条件
ウシオ電機株式会社製のＣａｒｅ２２２を照明器として４台使用し、それらの照明器を図４に例示したようにボトルの軸線回りに等間隔に配置した。当該照明器は２２２ｎｍの波長をピークとする紫外光を照射するものであって、上限の波長は２５０ｎｍ以下である。各照明器の俯角、すなわち照明光の中心軸線が水平面に対して下方に傾く角度は概ね２０°に設定し、各照明器の発光面からボトルの肩部までの距離は概ね８０ｍｍに設定した。励起光は連続照射とした。
・撮像条件
株式会社アイジュール製のＩＤ２ＭＢ－ＣＬＫＴＳ２をカメラとして使用し、そのカメラを図４に例示したようにボトルの軸線上で鉛直下方に向けて配置した。当該カメラは、ＣＭＯＳセンサを用いた解像度２００万画素のモノクロカメラである。カメラのレンズは、株式会社ケンコー・トキナー製のＴＣ１６１４－３ＭＰ、焦点距離１６ｍｍであり、これを絞り１．４で使用した。シャッタースピードは１／３０、カメラの撮像距離は概ね２３０ｍｍ、撮像範囲は概ね１６０ｍｍ×８５ｍｍの範囲である。また、米国法人であるＭｉｄｗｅｓｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ社（略称はＭｉｄＯｐｔ社である。）製のバンドパスフィルタＢＰ５５０をレンズに装着し、概ね４００ｎｍ以下の波長域の光のカメラへの入射を制限した。なお、以下に示す画像では、各容器に装着されたキャップに対応する領域を暗部となるように処理している。また、各図の画像は、容器以外の領域を除外するため、カメラによる撮像範囲に対して左右方向を幾らかトリミングしたものである。

【0036】

試験例１にて得られた画像を図８及び図９に示す。図８は、容器としてＰＥＴ樹脂製を選択した場合に得られた画像の例であって、同図（ａ）は菜種油Ａ、同図（ｂ）はごま油、同図（ｃ）はオリーブオイルの場合をそれぞれ示している。いずれの画像でも、領域Ｘに暗部が出現していることが確認できる。それらの暗部は、サンプルの食用油を付着させた範囲と概略一致するものである。

【0037】

図９は、容器として、ＰＥＴ樹脂製の容器に代えて、ＰＥ樹脂製の容器及びガラス壜を選択し、液体として菜種油Ａを選択した場合に得られた画像の例であって、同図（ａ）はＰＥ樹脂製容器の場合を、同図（ｂ）はガラス壜の場合を示している。なお、照明条件及び撮像条件は図８の例と同じであり、容器はサンプルが充填されて密封された状態である。これらの図から明らかなように、ＰＥ樹脂製の容器、ガラス壜のいずれの場合でも領域Ｘにて食用油の付着を示す暗部が出現していることが確認できる。また、図９（ｂ）によれば、樹脂製の容器に限らず、ガラス壜でも領域Ｘにて食用油の付着を示す暗部が出現していることから、本発明が樹脂以外の材質の容器であっても、液体の付着を検出し得ることが確認できる。

【0038】

（試験例２）
次に、上記で目安として例示した２８０ｎｍの波長を励起光の波長として選択した場合の効果を確認した。照明条件及び撮像条件は以下の通りである。試験例１では、容器としてはＰＥＴ樹脂製のボトルを選択した。液体は、図１Ａ～図１Ｇの測定で用いた食用油のサンプルのうち、菜種油Ａ、ごま油及びオリーブオイルを対象とした。容器は、サンプルが充填され、かつキャップにて密封された状態とした。
・照明条件
株式会社レイマック製のＫＴＤＢＡ－４３＿１８ＵＶ－２８０を照明器として２台使用し、それらの照明器を図５に例示したようにボトルの軸線に対する片側に配置した。当該照明器は２８０ｎｍの波長をピークとする紫外光を照射するものであって、下限の波長は２５０ｎｍ以上である。各照明器の俯角は概ね１５°に設定し、各照明器の発光面からボトルの肩部までの距離は概ね４０ｍｍに設定した。励起光は一定周期のパルス照射とした。
・撮像条件
試験例１に対してシャッタースピードを１／２５０に変更し、その余は試験例１と同一に設定した。

【0039】

試験例２にて得られた画像の例を図１０に示す。図１０（ａ）は菜種油Ａ、同図（ｂ）はごま油、同図（ｃ）はオリーブオイルの場合をそれぞれ示している。いずれの画像でも、領域Ｘにて、食用油の付着を示す暗部が出現していることが確認できる。図３によれば、オリーブオイルに関しては、２８０ｎｍ付近の波長域における光の透過率が他の食用油に比して大きく、概ね４５％前後であるが、その場合でも図１０（ｃ）に示すように暗部が出現しているため、２８０ｎｍの波長の励起光が食用油の付着を検出可能な励起光として選択し得ることが確認できる。

【0040】

（比較例）
試験例１、２に対する比較のため、３６５ｎｍの波長を励起光の波長として選択した場合の効果を確認した。比較例で用いた容器、及び液体は試験例１と同じである。照明条件及び撮像条件は以下の通りである。
・照明条件
京都電機器株式会社製のＫＤＵＶ－Ｌ１１０－４２３６Ａを照明器として１台使用し、その照明器を図５に例示したようにボトルの軸線に対する片側に配置した。当該照明器は３６５ｎｍの波長をピークとする紫外光を照射するものである。照明器の俯角は概ね１０°に設定し、照明器の発光面からボトルの肩部までの距離は概ね８０ｍｍに設定した。励起光は一定周期のパルス照射とした。
・撮像条件
試験例１に対してシャッタースピードを１／１０００に変更し、その余は試験例１と同一に設定した。

【0041】

比較例にて得られた画像の例を図１１に示す。図１１（ａ）は菜種油Ａ、同図（ｂ）はごま油、同図（ｃ）はオリーブオイルの場合をそれぞれ示している。いずれの画像でも。容器の蛍光に対応して生じる明部中に、液体の付着を示す暗部が出現していない。励起光が３６５ｎｍ付近の波長域の場合、図１Ａ、図１Ｆ及び図１Ｇから明らかなようにサンプルの菜種油Ａ、ごま油及びオリーブオイルのいずれも蛍光発光し、かつ図３から明らかなように菜種油Ａ及びオリーブオイルの透過率がほぼ１００％、最も透過率が低いごま油でも６０％程度の透過率を示す。そのため、励起光の波長域が上述した第２要件及び第３要件の少なくともいずれか一方を満たさず、食用油の蛍光、あるいは食用油の背後における容器の蛍光で明暗差が消失することが原因と考えられる。

【0042】

本発明は、上述した形態に限定されることなく、適宜の変形又は変更が施された形態にて実施されてよい。例えば、容器及び液体の組み合わせは、第１要件～第３要件を満たす波長域、必要があればさらに第４要件を満たす波長域が見いだせる限りにおいて適宜に選択が可能である。容器の外面への液体の付着を検査すべき必要が生じる限りにおいて、本発明は容器に内容液として充填されるか否かを問わず、容器の外面への液体の付着を検出するための方法及び装置として適用可能である。

【0043】

上記の形態では、撮像手段として、カメラ１３を含んだ撮像装置１２を用いたが、撮像手段はカメラを用いる例に必ずしも限定されない。本発明の検査においては、容器とその外面に付着した液体との間における明暗差を示すデータが取得できれば、そのデータにて示された蛍光の明暗差に基づいて液体の付着を検出することが可能である。したがって、検出対称の蛍光の強度に応じた検出信号を出力する各種のセンサを利用して蛍光の明暗差を反映したデータを取得し、得られたデータ中における蛍光の明暗差に基づいて液体の付着の検出が試みられてもよい。例えば、２次元平面状の検出範囲を有する光強度センサを用いて検査範囲における蛍光の明暗差を示したデータが取得されてもよい。あるいは、１次元の光強度センサ（ラインセンサ）にて検査範囲を走査することにより、検査範囲における蛍光の明暗差を示したデータが取得されてもよい。そのように取得されたデータは、蛍光の明暗差を示す信号強度を有する点で上記の形態のカメラ１３にて取得される画像データと実質的に等価である。したがって、その種のデータも本発明における「画像」の概念に含まれるものであって、その種のデータを取得するための各種のセンサもまた本発明の「撮像手段」の概念に含まれるものである。

【0044】

上述した実施の形態及び変形例のそれぞれから導き出される本発明の各種の態様を以下に記載する。なお、以下の説明では、本発明の各態様の理解を容易にするために添付図面に図示された対応する構成要素を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

【0045】

本発明の一態様に係る容器の検査方法は、容器（２）の外面への液体の付着を検出するための容器の検査方法であって、前記容器の検査範囲を当該容器が蛍光発光する波長域の励起光にて照明する手順と、前記励起光にて照明された前記検査範囲における蛍光の明暗差に基づいて、当該検査範囲における前記液体の付着を検出する手順と、を含み、前記励起光の波長域は、前記液体における蛍光の強度が前記容器にて生じる蛍光の強度よりも相対的に低くなり、かつ前記容器と当該容器に付着した液体との間に生じるべき明暗差が消失しないように前記液体における前記励起光の透過が制限される波長域に設定されるものである。

【0046】

励起光の波長域を上記の通りに設定すれば、容器が蛍光発光する一方、容器の外面に付着した液体における蛍光発光は容器における蛍光発光よりも抑制され、それにより両者の間に蛍光の明暗差が生じる。しかも、液体における励起光の透過が制限されることにより、液体の背後、すなわち液体が付着した領域における容器の蛍光発光も抑制され、容器とその外面に付着した液体との間の明暗差が確保される。したがって、容器の外面に液体が付着していれば、その付着領域は容器の他の領域と比較して相対的に暗くなる。そのため、励起光による照明に対応して生じる蛍光の明暗差を利用すれば、容器の外面への液体の付着を検出することができる。

【0047】

上記態様の検査方法においては、前記励起光の波長域が、さらに、前記容器と当該容器に付着した液体との間に生じるべき明暗差が消失しないように、前記容器における前記励起光の透過が制限される波長域に設定されてもよい。容器における励起光の透過も制限される場合には、容器内に励起光の照射で蛍光発光する物質が存在していても、その蛍光発光の影響で容器とその外面に付着した液体との間で生じるべき明暗差が消失する不都合を回避することが可能である。

【0048】

前記液体は前記容器に充填されるべき内容液であってもよい。これによれば、容器に内容液を充填する際の容器外への飛散、あるいは容器からの液漏れ等に起因する容器の外面への内容液の付着を検出することができる。

【0049】

前記液体は前記容器に内容液として充填されるべき食用油であって、前記励起光の波長域は２８０ｎｍ以下の波長域に設定されてもよい。これによれば、容器に充填されるべき食用油が容器の外面への付着を適切に検出することができる。

【0050】

前記検出する手順では、前記励起光にて照明された前記検査範囲における蛍光の明暗差を反映した画像を撮像し、前記画像中における前記蛍光の明暗差に基づいて、前記検査範囲における前記液体の付着を検出してもよい。これによれば、容器の外面への液体の付着を、画像処理技術によって検出することが可能である。

【0051】

本発明の一態様に係る容器の検査装置（１）は、容器（２）の外面への液体の付着を検出するための容器の検査装置であって、前記容器の検査範囲を当該容器が蛍光発光する波長域の励起光にて照明する照明手段（１１）と、前記励起光にて照明された前記検査範囲における蛍光の明暗差を反映した画像を撮像する撮像手段（１２）と、前記画像中における前記蛍光の明暗差に基づいて、前記検査範囲における前記液体の付着を検出する検出手段（２２）と、を含み、前記照明手段による前記励起光の波長域が、前記液体における蛍光の強度が前記容器にて生じる蛍光の強度よりも相対的に低くなり、かつ前記液体における透過が、前記容器と当該容器に付着した液体との間に生じるべき明暗差が消失しない範囲で制限される波長域に設定されたものである。

【0052】

上記態様の検査装置によれば、画像処理技術を用いて上記態様の検査方法を実現することが可能であり、容器の外面への液体の検出に用いて好適な容器の検査装置を提供することができる。

【0053】

上記態様の検査装置においては、上記態様の検査方法と同じく、前記励起光の波長域が、さらに、前記容器と当該容器に付着した液体との間に生じるべき明暗差が消失しないように、前記容器における前記励起光の透過が制限される波長域に設定されてよい。前記液体が前記容器に充填されるべき内容液であってもよい。前記液体が前記容器に充填されるべき食用油であって、前記励起光の波長域は２８０ｎｍ以下の波長域に設定されてもよい。

【符号の説明】

【0054】

１ 容器の検査装置
２ ボトル
１０ 画像取得部
１１ 照明装置
１２ 撮像装置
１３ カメラ
２０ 処理部
２２ 検出部

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図1G】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】