JP2021156856A

JP2021156856A - 検査システム、検査方法及びプログラム

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Publication number: JP2021156856A
Application number: JP2020060387A
Authority: JP
Inventors: 成夫采女; Shigeo Uneme; 康雄坂巻; Yasuo Sakamaki; 紗希小箱; Saki KOBAKO
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2021-10-07

Abstract

【課題】ライン上を移動する検査対象物に対する検査において、検査速度を確保しつつ検査精度を向上する。【解決手段】レーザ光を出射する発光部２と、発光部２から出射されたレーザ光を受光する受光部３と、容器Ｃを透過して受光部３に受光されたレーザ光の吸収スペクトルに基づいて容器Ｃ内のガス濃度を演算する演算部４と、を備える。発光部２は、製造ラインＬ上を移動している容器Ｃに対して、所定の時間間隔にてレーザ光を連続的に複数回出射する。演算部４は、連続的に複数回出射されたレーザ光からそれぞれ得られる吸収スペクトルのうち少なくとも２以上の吸収スペクトルを抽出して平均化処理を実行し、平均化処理によって得られる平均吸収スペクトルに基づいて容器Ｃ内のガス濃度を算出する。【選択図】図１

Description

本開示は、検査システム、検査方法、及びプログラムに関する。

製造工程中において容器内のガス濃度を検査する方法として、例えば、レーザ方式のガス分析装置を用いる方法が知られている。例えば、インラインでガス濃度の全数検査を行う場合、製品が流れるラインをまたぐように発光モジュールと受光モジュールを設置することが一般的である。この場合、ラインを流れる製品に対して発光モジュールがレーザ光を照射し、製品を透過した当該レーザ光を受光モジュールで測定し、測定したレーザ光の信号強度を濃度等のパラメータに変換して検査が行われる。

この検査は、製造ラインのボトルネックにならないように、充填、打栓などの他の工程と同様のライン速度で実施することが好ましい。また、液はねや製品同士の衝突による傷を防止するためにも、検査の実施場所でライン速度を遅くしたり、製品を留めたりしないことが望ましい。これらのことから、インラインにおける製品検査では、検査時間に制限が設けられる。

また、製品の容器形状が円柱状である場合などは、容器内においてレーザ光が通る距離（以下、「光路長」とも称する）が、レーザ光の当たる位置で大きく変化してしまう。製品の濃度の情報をもつ信号強度は、濃度だけではなく光路長にも依存するので、濃度を精度良く算出するためには光路長を一定にすることが重要である。よって、濃度の算出にあたっては、光路長が一定とみなせる短い時間分の信号しか使用することができないため、検査に更なる制限が課されることになる。

短い検査時間で検査精度を確保するためには、測定感度を高めることが考えられる。ここで、上記信号強度の大きさは、測定対象となる空間内におけるレーザ光の光路上にあるガス分子の数によって決まる。ガス濃度の小さい、及び／又は、容量の小さい容器を測る場合、得られる信号強度がもともと小さいので、測定感度を確保するためには、信号強度を上げることやＳＮ比（Signal to Noise ratio）を向上させることが重要になる。

信号強度を高めるための方法としては、例えば、非特許文献１に、レーザ光を複数回反射させて実質的な光路長を増加させることで信号強度を高めるマルチパス法が提案されている。また、ＳＮ比を高めるための方法としては、例えば、非特許文献２に、光信号を変調させて、その変調周波数や２倍の周波数で検波することで、バックグランドノイズを除去してＳＮ比を向上させるＷＭＳ法（Wavelength Modulation Spectroscopy：波長変調分光法）が提案されている。

Appl Opt. 1989 May 1;28(9):1710-3. doi: 10.1364/AO.28.001710. Multipass absorption cell designed for high temperature UHV operation G. C. Bjorklund, "Frequency-modulation spectroscopy: a new method for measuring weak absorption and dispersion," Opt. Lett. 5(1), pp. 15-17 (1980).

しかし、非特許文献１に記載のマルチパス法では、例えば、測定対象がガラス容器の場合、光学干渉が生じる可能性が高く、適切な方法とはいえない場合がある。また、非特許文献２に記載のＷＭＳ法の場合、例えば、受光部の電気ノイズや熱雑音などに対しては必ずしも有効な手法とはいえず、その用途が限定されている。このような状況から、ライン上を移動する検査対象物に対する検査において、検査速度を確保しつつ検査精度を向上することが望まれている。

本開示は、ライン上を移動する検査対象物に対する検査において、検査速度を確保しつつ検査精度を向上することが可能な、検査システム、検査方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

本開示の一側面に係る検査システムは、
ライン上を移動する検査対象物を検査するための検査システムであって、
レーザ光を出射する発光部と、
前記発光部から出射された前記レーザ光を受光する受光部と、
前記検査対象物を透過して前記受光部に受光された前記レーザ光のスペクトル情報に基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算する演算部と、を備え、
前記発光部は、前記ライン上を移動している前記検査対象物に対して、所定の時間間隔にて前記レーザ光を複数回出射し、
前記演算部は、複数回出射された前記レーザ光からそれぞれ得られる複数のスペクトル情報のうち少なくとも２以上のスペクトル情報に対して平均化処理を実行し、
前記演算部は、前記平均化処理によって得られる平均スペクトルに基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算する。

この構成によれば、ライン上を移動する検査対象物に対する検査において、検査速度を確保しつつ検査精度を向上することができる。この構成は、例えば、バイアルやシリンジ等の円柱形状の製品を全数検査する系において特に有用である。

また、本開示の検査システムにおいて、
前記平均化処理は、時間的に連続して出射された前記レーザ光から得られる一群のスペクトル情報に対して実行され、
前記一群のスペクトル情報には、前記複数のスペクトル情報のうちで吸収強度の最大値が最も大きいスペクトル情報が含まれてもよい。

この構成によれば、例えば、検査対象物のガス濃度の測定精度をさらに向上させることができる。

また、本開示の検査システムにおいて、
前記一群のスペクトル情報は、吸収強度の最大値が最も大きいスペクトル情報から前後ｎ個（ｎは１以上の整数）までを含む２ｎ＋１個のスペクトル情報であってもよい。

この構成によれば、例えば、検査対象物のガス濃度の測定精度をさらに一層向上させることができる。

また、本開示の検査システムは、
さらに、前記演算部によって演算されたガス濃度が所定の濃度範囲に含まれない場合、前記検査対象物を前記ライン上から除外する除外部を備えていてもよい。

この構成によれば、例えば、ガス濃度が製品としての要件を満たさないような検査対象物を自動的にライン上から除外できるため、労力をかけずに、また、人的ミスを起こさずに、不良品が出荷されることを防止できる。

また、本開示の検査システムにおいて、
前記演算部は、さらに、
各スペクトル情報から抽出された吸収強度の最大値と、各スペクトル情報に関連付けられた時間と、に基づいて、前記検査対象物における形状異常の有無を判定してもよい。

この構成によれば、例えば、検査対象物の形状異常の有無を判定することにより、検査対象物に欠けなどのレーザ光に感度のある外観欠損があったり、ラインの段替え時において間違った製品がライン上を流れたりした場合に、それらを検知できるようになる。

また、本開示の検査方法は、
ライン上を移動する検査対象物を検査するための検査方法であって、
発光部からレーザ光を出射する出射ステップと、
前記発光部から出射された前記レーザ光を受光部によって受光する受光ステップと、
前記検査対象物を透過して前記受光部に受光された前記レーザ光のスペクトル情報に基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算部によって演算する演算ステップと、を含み、
前記出射ステップは、前記ライン上を移動している前記検査対象物に対して、所定の時間間隔にて前記レーザ光を複数回出射するステップであり、
前記演算ステップは、複数回出射された前記レーザ光からそれぞれ得られる複数のスペクトル情報のうち少なくとも２以上のスペクトル情報に対して平均化処理を実行すること、及び、
前記平均化処理によって得られる平均スペクトルに基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算すること、を含む。

また、本開示のプログラムは、
ライン上を移動する検査対象物を検査するためのコンピュータ装置において実行されるプログラムであって、
前記プログラムは、前記コンピュータ装置のプロセッサに、
発光部から出射されたレーザ光であって、前記検査対象物を透過して前記受光部に受光された前記レーザ光のスペクトル情報に基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算する演算ステップを実行させ、
前記発光部は、前記ライン上を移動している前記検査対象物に対して、所定の時間間隔にて前記レーザ光を複数回出射するものであり、
前記演算ステップは、複数回出射された前記レーザ光からそれぞれ得られる複数のスペクトル情報のうち少なくとも２以上のスペクトル情報に対して平均化処理を実行すること、及び、
前記平均化処理によって得られる平均スペクトルに基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算すること、を含む。

本開示によれば、ライン上を移動する検査対象物に対する検査において、検査速度を確保しつつ検査精度を向上することが可能な、検査システム、検査方法、及びプログラムを提供することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る検査システムの構成を示す図である。図２は、検査に係る処理の一例を示すフローチャートである。図３は、容器内を透過するレーザ光の光路の一例を示す図である。図４は、連続で取得される複数の吸収スペクトルの一例を示す図である。図５は、各吸収スペクトルの吸光度最大値の一例を示す図である。図６は、平均化処理した平均吸収スペクトルの一例を示す図である。図７は、平均化処理により改善されるＳＮ比の一例を示す図である。

以下、本開示の実施形態（以下、本実施形態という。）について図面を参照しながら説明する。本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

［検査システムの構成］
まず、図１を用いて、本実施形態に係る検査システム１の構成を説明する。検査システム１は、製造ラインＬ上を移動する製品を検査するための検査システムである。検査対象物となる製品としては、特に制限はされない。検査システム１は、例えば、容器の幅が測定位置によって異なる形状（例えば、円柱状）の容器や、容量の小さい容器に対して有用である。検査システム１は、図１に示すようなバイアルやシリンジ等の容量の小さい円柱状の容器Ｃに対して特に有用である。検査システム１は、例えば、容器Ｃに照射したレーザ光から取得される複数のスペクトル情報に基づいて容器Ｃの全数検査を行うシステムでありうる。

検査システム１は、レーザ光を出射する発光部２と、発光部２から出射されたレーザ光を受光する受光部３と、受光部３に受光されたレーザ光のスペクトル情報に基づいて演算処理をする演算部４と、を備える。また、検査システム１は、さらに、演算部４の演算結果に基づいて、不適合容器を製造ラインＬ上から取り除く除外部５を備えることが好ましい。また、検査システム１は、さらに、制御部１１を有するコンピュータ装置１０を備えていてもよい。なお、図１では、演算部４と受光部３とが同一の装置内に搭載されているが、演算部４は、例えば、コンピュータ装置１０に搭載されていてもよい。

発光部２は、例えば、半導体レーザ光源により構成される。発光部２は、例えば、濃度算出される対象ガスの吸収波長を含む範囲で波長を掃引することが可能な、波長可変型の半導体レーザ光源であってよい。受光部３は、例えば、フォトダイオード等の受光素子により構成される。発光部２と受光部３とは、製造ラインＬに対して略直交する方向に製造ラインＬをまたぐように対向して設置されていることが好ましい。製造ラインＬを移動する容器Ｃに対して発光部２から出射されたレーザ光は、容器Ｃを透過して、受光部３に受光される。

演算部４は、製造ラインＬ上を移動する容器Ｃを透過して受光部３に受光されたレーザ光のスペクトル情報に基づいて各種の演算処理をする。ここで、スペクトル情報とは、容器Ｃ内のガス成分による吸収強度を示すものであればよく、例えば、吸収スペクトルであってもよいし、透過スペクトルであってもよい。

演算部４は、例えば、容器Ｃに充填された試薬ｍの上方の微小空間ｓ内に含まれるガス濃度を算出する。濃度算出されるガスは、特に制限はされないが、例えば、製品の酸化に影響する酸素ガス濃度である。濃度算出の対象となるガスは、１種または複数種の成分を含んでいてもよい。

演算部４は、具体的には、発光部２から連続的に出射された複数のレーザ光からそれぞれ得られる複数のスペクトル情報のうち、少なくとも２以上のスペクトル情報に対して平均化処理を実行し、当該平均化処理によって得られる平均スペクトルに基づいて、容器Ｃ内に含まれるガスの濃度を算出する。

平均化処理は、発光部２から時間的に連続して出射されたレーザ光から得られる一群のスペクトル情報に対して実行されることが好ましい。また、一群のスペクトル情報には、複数のスペクトル情報のうちで吸収強度の最大値が最も大きいスペクトル情報が含まれることが好ましい。また、一群のスペクトル情報は、吸収強度の最大値が最も大きいスペクトル情報から前後ｎ個（ｎは１以上の整数）までを含む２ｎ＋１個のスペクトル情報であることがさらに好ましい。また、演算部４は、同様に受光部３に受光されたレーザ光のスペクトル情報を演算処理して、例えば、容器Ｃの形状異常の有無を検出することも好ましい。

演算部４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサとＲＡＭ（Random access memory）やＲＯＭ（Read only memory）等のメモリを備える。演算部４のメモリには、例えば、容器Ｃの検査のためのプログラムが格納されている。また、演算部４のメモリには、容器Ｃの異常の有無等を判断する際の基準となる各種の閾値が記憶されていてもよい。演算部４は、メモリから読み出したプログラムをプロセッサが実行することにより、各種演算処理を行う。なお、演算部４が、コンピュータ装置１０に搭載される場合、例えば、制御部１１と、コンピュータ装置１０に備えられたメモリによって、上記の処理がなされる。

除外部５は、例えば、演算部４によって算出された容器Ｃ内の所定の成分のガス濃度が規定された所定の濃度範囲に含まれない場合に、当該容器Ｃを不適合容器として製造ラインＬ上から取り除く。また、除外部５は、例えば、容器Ｃの形状に異常があることが演算部４によって検出された場合に、当該容器Ｃを不適合容器として製造ラインＬ上から取り除く。除外部５は、例えば、コンピュータ装置１０に接続されており、コンピュータ装置１０から送信される制御信号にしたがって、不適合の容器Ｃを製造ラインＬ上から押し出すように取り除く。

コンピュータ装置１０は、例えば、ＣＰＵ等により構成される制御部１１と、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリを含む。受光部３が受光したレーザ光のスペクトル情報、及び／又は、演算部４が算出した各種情報は、無線や有線によってコンピュータ装置１０に送信される。コンピュータ装置１０は、各種情報を表示するモニタを備えていてもよい。コンピュータ装置１０は、例えば、受信した上記のような情報を記憶し、検査システム１全体を管理する。

［検査方法］
次に、図２等を参照して、本実施形態に係る検査方法の処理フローについて説明する。なお、図２に示される各種処理は、矛盾の生じない範囲で、順番を入れ替えてもよく、並列的に実行されてもよい。

発光部２は、製造ラインＬ上を移動して発光部２と受光部３との間を通過する容器Ｃに対して、所定の時間間隔にてレーザ光を連続的に照射する（ステップＳ１０１）。

発光部２から出射された各レーザ光は、容器Ｃに対する入射位置を上記時間間隔ごとに変化させて、容器Ｃの微小空間ｓを通過する。受光部３は、発光部２から出射されて、容器Ｃを透過したレーザ光を受光する（ステップＳ１０２）。

ここで、図３を参照して、ステップＳ１０１とＳ１０２について具体的に説明する。図３は、ステップＳ１０１及びＳ１０２において、容器Ｃ内をレーザ光が通る光路を示す図である。

図３において、容器Ｃは発光部２と受光部３との間を矢印Ａの方向に移動している。図３では、発光部２から所定の時間間隔で出射されるレーザ光の一例として、レーザ光ｂ１〜ｂ４が示されている。レーザ光ｂ１とレーザ光ｂ２の間、およびレーザ光ｂ４から矢印Ａの方向側においても、所定の時間間隔にてレーザ光が出射されているが、それらは省略している。図３に示す時点で照射されているものはレーザ光ｂ１である。レーザ光ｂ２〜ｂ４は、レーザ光ｂ１よりも前の時点で出射されたものである。

容器Ｃの形状は円柱状であるため、光路長は、レーザ光が当たる位置（すなわち、レーザ光の出射時刻）によって変化する。例えば、容器Ｃの中心点に近い位置を通るレーザ光ｂ２の光路長ｄ２は、容器Ｃの中心点から遠い位置を通るレーザ光ｂ１の光路長ｄ１よりも長い。ガス濃度の情報を有する光信号の強度は光路長とガス濃度に依存するが、バイアル等の容量の小さい容器Ｃの場合、容器Ｃ内のガス濃度は一定とみなせる。よって、光路長ｄ２が長いレーザ光ｂ２の信号強度は、光路長ｄ１が短いレーザ光ｂ１の信号強度よりも強くなる。このように、レーザ光の信号強度は、容器の形状に応じて、レーザ光の出射時刻によって変化しうる。

図２のフローチャートの説明に戻る。演算部４は、受光部３で受光された各レーザ光に基づいて、時間間隔ごとの連続する吸収スペクトルを取得する（ステップＳ１０３）。

演算部４は、ステップＳ１０３で取得された各吸収スペクトルにおける吸光度の最大値を検出する（ステップＳ１０４）。また、ステップＳ１０４では、例えば、各吸収スペクトルが取得された容器Ｃにおける測定位置または測定時刻と、その吸収スペクトルにおける吸光度の最大値（吸光度のピーク値）とを対応付けする。

演算部４は、吸光度の最大値の分布に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において、異常が無いと判定された場合（ステップＳ１０５においてＮｏ）、後述のステップＳ１０８に進む。

一方で、ステップＳ１０５において異常があると判定された場合（ステップＳ１０５においてＹｅｓ）、演算部４は、容器Ｃに形状異常があると認識して、その旨を報知する形状異常信号を、コンピュータ装置１０を介して又は直接的に除外部５へ送信する（ステップＳ１０６）。形状異常信号を受信した除外部５は、形状に異常があると判定された容器Ｃを不適合容器として製造ラインＬ上から取り除く（ステップＳ１０７）。なお、容器Ｃ内のガス濃度を検査するという観点からは、ステップＳ１０５に係る形状異常の判定は、必須のものではない。

ここで、図４及び５を参照して、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５について具体的に説明する。図４は、ステップＳ１０３において連続的に取得される複数の吸収スペクトル３１〜３４を示す図である。

図４では、所定の時間間隔にて連続的に出射されたレーザ光ｂに基づいて取得された複数の吸収スペクトルのうち、容器Ｃの中央付近において連続的に取得された４個の吸収スペクトル３１〜３４を便宜的に示している。図４の縦軸は吸光度（吸収強度）であり、横軸は光の波長である。

図４に示されるように、各吸収スペクトルにおける吸光度の最大値、すなわち、ガス濃度の情報を有する光信号の強度は、容器Ｃの中央付近で取得された吸収スペクトルほど光路長が長いために大きくなる。例えば、吸収スペクトル３１〜３４間で比較すると、容器Ｃの中央部に最も近い測定点で取得された吸収スペクトル３１の吸光度の最大値が最も大きく、容器Ｃの中央部から最も離れた測定点で取得された吸収スペクトル３４の吸光度の最大値が最も小さい。

図５は、ステップＳ１０４において図４に示すような複数の吸収スぺクトルに基づいて作成されたグラフである。図５には、容器Ｃ一個分において連続的に取得された各吸収スペクトルにおける吸光度の最大値がプロットされている。図５の縦軸は各吸収スペクトルにおける吸光度の最大値であり、横軸は各吸収スペクトルが取得された容器Ｃにおける測定位置を示す。

図５に示されるように、各吸収スペクトルにおける吸光度の最大値は、測定位置３０付近を中心として上に凸の二次曲線状に分布している。吸光度の最大値が最も大きい値をとっている測定位置（プロット点４１の測定位置）は、光路長が最も長い測定点に対応している。すなわち、円柱形状の容器Ｃの場合、プロット点４１の測定位置は、容器Ｃの中央部に最も近い測定点に対応することになる。

一方、吸光度の最大値が最も小さい値になる測定位置（プロット点４２，４３の測定位置）は、光路長が最も短い若しくは光路長が存在しない測定点に対応する。すなわち、円柱形状の容器Ｃの場合、プロット点４２及び４３の測定位置は、容器Ｃの両側部の測定点に対応する。

図５に示されるように、測定位置ごとに吸光度の最大値をプロットして得られる形状は、容器Ｃの形状に対応したものになる。ステップＳ１０５では、例えば、このような対応関係に基づいて、容器Ｃの形状異常の有無を判断する。

具体的には、形状異常が無い容器Ｃに基づいて、各測定位置における吸光度の最大値の適正な範囲を規定し、所定数以上の測定位置において吸光度の最大値が適正な範囲から外れる場合に、形状異常が有ると判断してもよい。また、ＡＩを用いたパターン認識等によって、図５に示されるようなグラフの形状に異常がないか否かを判断してもよい。

図２のフローチャートの説明に戻る。演算部４は、Ｓ１０４で検出された各吸収スペクトルにおける吸光度の最大値のうち、その値が最も大きい最大値（以下、「中心最大値」とも称する）を検出する（ステップＳ１０８）。演算部４は、例えば、図５に示すプロット点４１における吸光度の最大値を中心最大値として検出する。

演算部４は、中心最大値が検出された吸収スペクトルを中心として、前後ｎ個（ｎは１以上の整数）ずつの吸収スペクトルを抽出する（ステップＳ１０９）。

演算部４は、中心最大値が取得された吸収スペクトルを含めて、抽出された（２ｎ＋１）個の吸収スペクトルによって平均化処理を施した平均吸収スペクトルを算出する（ステップＳ１１０）。平均化処理の方法は、特に制限はされず、例えば、加算平均（単純平均）、指数化平均、ピーク平均、又はスイープ平均等の手法を用いうる。

演算部４は、平均化処理により算出された平均吸収スペクトルに基づいて、容器Ｃ内のガス濃度を算出する（ステップＳ１１１）。ガス濃度の算出は、例えば、ステップＳ１１０で得られた平均吸収スペクトルと、演算部４のメモリに予め記憶されている検量線とに基づいて算出される。当該検量線は、例えば、内部のガス濃度が既知であって標準となる容器Ｃから、上記と同様にして得られた平均吸収スペクトルに基づいて作成されることが好ましい。なお、ステップＳ１１１において算出されたガス濃度は、コンピュータ装置１０に送信され、容器Ｃのシリアルナンバ等と関連づけてメモリに記憶されることが好ましい。

演算部４は、ステップＳ１１１で算出された容器Ｃ内のガス濃度に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。容器Ｃ内のガス濃度に異常があるか否かの判定は、例えば、演算部４のメモリに予め記憶されている閾値に基づいてなされる。

ステップＳ１１２において、容器Ｃ内のガス濃度に異常があると判定された場合（ステップＳ１１２においてＹｅｓ）、演算部４は、ガス濃度が異常である旨を報知する濃度異常信号を、コンピュータ装置１０を介して又は直接的に除外部５へ送信する（ステップＳ１１３）。

濃度異常信号を受信した除外部５は、ガス濃度に異常があると判定された容器を不適合容器として製造ラインＬ上から取り除く（ステップＳ１０７）。

一方、ステップＳ１１２において、容器Ｃ内のガス濃度に異常がないと判定された場合（ステップＳ１１２においてＮｏ）、演算部４は、当該容器Ｃの検査を終了して、次の容器Ｃの検査を開始する。

ここで、図６及び図７を参照して、上述のステップＳ１１０の具体例やその効果について詳述する。図６は、ステップＳ１１０において得られうる平均吸収スペクトルの一例を示す図である。具体的には、図６は、中心最大値が検出された吸収スペクトル５１、及び、吸収スペクトル５１と吸収スペクトル５１の前後１０個ずつの吸収スペクトルとを平均化処理して得られた平均吸収スペクトル５２を示している。

図６に示す例では、２１個の吸収スペクトルに基づいて平均化処理を実行している。吸収スペクトル５１と平均吸収スペクトル５２とを比較して分かるように、平均吸収スペクトル５２のＳＮ比は吸収スペクトル５１のＳＮ比に比べて大幅に改善されている。具体的には、上記の平均化処理によって、ＳＮ比が約８から約３０へと改善されていた。

また、図６に示す例のように、連続して取得される複数の吸収スペクトルの中から、中心最大値が検出された吸収スペクトル５１を抽出し、さらにその吸収スペクトルを中心に前後ｎ個の吸収スペクトルを抽出することで、どの容器に対してもほぼ同じ領域の測定点で平均化処理をすることが可能となる。結果として、ライン速度を低速にせずとも、容器ごとの測定のバラつきを抑えることができ、測定精度をさらに向上させることが可能になる。

図７は、平均化処理に使用した吸収スペクトルの数と、平均化処理後のＳＮ比を示している。図７に示すように、例えば、平均化処理に使用する吸収スペクトルの数が２つの場合であっても、平均化処理をしない場合（使用スぺクトル数＝１）に比べて、ＳＮ比が２倍になる。平均化処理に使用する吸収スペクトルの数が１０を超えてくると、平均化処理をしない場合（使用スぺクトル数＝１）に比べて、ＳＮ比が４倍になる。図６及び図７から、本実施形態に係る検査方法によって、ライン速度を維持しつつも精度の高い測定が実現できることが分かる。

なお、上述の本開示に係る検査方法を用いずに検査時間の確保と検査精度を向上させる方法として、複数の検査ラインを設けて、各検査ラインを低速にして検査をすることも考えられる。しかし、この場合、検査ラインに増設によってコストが大きくなってしまう。また、各検査ラインで使用される発光モジュールや受光モジュール等は器差を有するため、各検査ラインの検査を同一のものとして扱うことが難しく、検査基準にはある程度の検査マージンを持たせる必要がある。一方で、上述した本開示に係る検査方法によれば、複数の検査ラインを設けずとも、ライン速度を維持しつつも精度の高い測定が実現できる。ただし、本開示に係る検査方法は、複数の検査ラインを設けることを排除するものではない。

以上、本開示の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲は、本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

１：検査システム
２：発光部
３：受光部
４：演算部
５：除外部
１０：コンピュータ装置
１１：制御部
３１〜３４，５１：吸収スペクトル
５２：平均吸収スペクトル
Ｃ：容器
Ｌ：製造ライン
ｂ，ｂ１〜ｂ４：レーザ光
ｄ１，ｄ２：光路長
ｍ：試薬
ｓ：微小空間

Claims

ライン上を移動する検査対象物を検査するための検査システムであって、
レーザ光を出射する発光部と、
前記発光部から出射された前記レーザ光を受光する受光部と、
前記検査対象物を透過して前記受光部に受光された前記レーザ光のスペクトル情報に基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算する演算部と、を備え、
前記発光部は、前記ライン上を移動している前記検査対象物に対して、所定の時間間隔にて前記レーザ光を複数回出射し、
前記演算部は、複数回出射された前記レーザ光からそれぞれ得られる複数のスペクトル情報のうち少なくとも２以上のスペクトル情報に対して平均化処理を実行し、
前記演算部は、前記平均化処理によって得られる平均スペクトルに基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算する、
検査システム。
前記平均化処理は、時間的に連続して出射された前記レーザ光から得られる一群のスペクトル情報に対して実行され、
前記一群のスペクトル情報には、前記複数のスペクトル情報のうちで吸収強度の最大値が最も大きいスペクトル情報が含まれる、
請求項１に記載の検査システム。
前記一群のスペクトル情報は、吸収強度の最大値が最も大きいスペクトル情報から前後ｎ個（ｎは１以上の整数）までを含む２ｎ＋１個のスペクトル情報である、
請求項２に記載の検査システム。
さらに、前記演算部によって演算されたガス濃度が所定の濃度範囲に含まれない場合、前記検査対象物を前記ライン上から除外する除外部を備える、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の検査システム。
前記演算部は、さらに、
各スペクトル情報から抽出された吸収強度の最大値と、各スペクトル情報に関連付けられた時間と、に基づいて、前記検査対象物における形状異常の有無を判定する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の検査システム。
ライン上を移動する検査対象物を検査するための検査方法であって、
発光部からレーザ光を出射する出射ステップと、
前記発光部から出射された前記レーザ光を受光部によって受光する受光ステップと、
前記検査対象物を透過して前記受光部に受光された前記レーザ光のスペクトル情報に基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算部によって演算する演算ステップと、を含み、
前記出射ステップは、前記ライン上を移動している前記検査対象物に対して、所定の時間間隔にて前記レーザ光を複数回出射するステップであり、
前記演算ステップは、複数回出射された前記レーザ光からそれぞれ得られる複数のスペクトル情報のうち少なくとも２以上のスペクトル情報に対して平均化処理を実行すること、及び、
前記平均化処理によって得られる平均スペクトルに基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算すること、を含む、
検査方法。
ライン上を移動する検査対象物を検査するためのコンピュータ装置において実行されるプログラムであって、
前記プログラムは、前記コンピュータ装置のプロセッサに、
発光部から出射されたレーザ光であって、前記検査対象物を透過して前記受光部に受光された前記レーザ光のスペクトル情報に基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算する演算ステップを実行させ、
前記発光部は、前記ライン上を移動している前記検査対象物に対して、所定の時間間隔にて前記レーザ光を複数回出射するものであり、
前記演算ステップは、複数回出射された前記レーザ光からそれぞれ得られる複数のスペクトル情報のうち少なくとも２以上のスペクトル情報に対して平均化処理を実行すること、及び、
前記平均化処理によって得られる平均スペクトルに基づいて、前記検査対象物のガス濃度を演算すること、を含む、
プログラム。