JP7213506B1 - 電池の電解液漏れ検出システム及び電池の電解液漏れ検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数種類の電池が混在する場合であっても、正確に電解液を効率よく検出できることが可能な電池の電解液漏れ検出システム及び電池の電解液漏れ検出方法を提供する。
【解決手段】電池の種類に関する電池データを判別するための第１光を前記電池の第１面に照射する第１照射手段と、第１光が照射された電池の第１面を撮像した画像データを取得する第１取得手段と、画像データに基づいて、前記電池データを判別する電池データ判別手段と、電池データに応じて、前記電池に付着した電解液を検出するための第２光を前記電池の第１面に照射する第２照射手段と、第２光が照射された電池の第１面を撮像したスペクトル画像データを取得する第２取得手段と、スペクトル画像データに基づいて、前記電解液を検出する検出手段とを備えることを特徴とする電池の電解液漏れ検出システム。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池の電解液漏れ検出システム及び電池の電解液漏れ検出方法に関する。

リチウムイオン電池等の二次電池の製造工程において、電池は、電池ケース内に電解液を収容している。この電解液が電池ケースの外部に付着していると電池の腐食などが懸念されるため、電解液の付着を検出する外観検査が必要とされている。このため、例えば、特許文献１に開示されているようなリチウムイオン電池の外観を検査する外観検査方法が注目されている。

特許文献１では、検査対象のリチウムイオン電池である被検体に波長１３８１～１４６０ｎｍの範囲内の近赤外線を含む光を照射し、被検体をカメラで撮影し、撮影された被検体の画像に基づいて、光強度が所定値以下である所定面積以上の領域が有る場合に、被検体に電解液が付着していると判定するリチウムイオン電池の外観を検査する外観検査方法が開示されている。これにより、特許文献１に開示されている外装検査方法は、リチウムイオン電池の外部に付着した電解液の有無を容易に判別できる。

特開２０２０－１０１３９２号公報

一方、電池の外観を検査する工程において、作業効率の観点から、電池の大きさ、及び電池ケースの材質が異なる複数種類の電池が混在する場合であっても、正確に電解液を効率よく検出できることが求められている。

しかしながら、特許文献１に開示されている外観検査方法では、一つの検出器を用いて複数種類の電池の電解液を検出することを想定していない。このため、電池の種類毎に適した電解液の検出ができないことが問題点となっている。

そこで本発明は、上述した問題点を解決するために導出されたものであり、その目的とするところは、複数種類の電池が混在する場合であっても、正確に電解液を効率よく検出できることが可能な電池の電解液漏れ検出システム及び電池の電解液漏れ検出方法を提供することにある。

第１発明に係る電池の電解液漏れ検出システムは、電池の種類に関する電池データを判別するための第１光を前記電池の第１面に照射する第１照射手段と、前記第１照射手段により第１光が照射された電池の第１面を撮像した画像データを取得する第１取得手段と、前記第１取得手段により取得した画像データに基づいて、前記電池データを判別する電池データ判別手段と、前記電池データ判別手段により判別した電池データに応じて、前記電池に付着した電解液を検出するための第２光を前記電池の第１面に照射する第２照射手段と、前記第２照射手段により前記第２光が照射された電池の第１面を撮像したスペクトル画像データを取得する第２取得手段と、前記第２取得手段により取得したスペクトル画像データに基づいて、前記電解液を検出する検出手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る電池の電解液漏れ検出システムは、第１発明において、前記電池データ判別手段は、前記第１取得手段により取得した画像データから、前記第１光の強度が閾値以上となる面積を示す面積データを抽出し、前記面積データに基づいて、前記電池データを判別することを特徴とする。

第３発明に係る電池の電解液漏れ検出システムは、第１発明又は第２発明において、前記電池に付着した電解液を検出するための第２光を前記電池の第１面に照射する角度がそれぞれ異なる２以上の照明器具を有し、前記電池データ判別手段により判別した電池データに応じて、２以上の前記照明器具から前記第２光を照射する照明器具を選択し、当該照明器具を用いて前記第２光を前記電池の第１面に照射することを特徴とする。

第４発明に係る電池の電解液漏れ検出システムは、第１発明～第３発明のいずれかにおいて、前記第２照射手段は、前記電池データ判別手段により判別した電池データに応じて、前記第２光の波長を決定することを特徴とする。

第５発明に係る電池の電解液漏れ検出システムは、第１発明～第４発明のいずれかにおいて、前記第２取得手段は、前記電池データ判別手段により判別した電池データに応じて、前記電池の第１面により反射された前記第２光を含む前記スペクトル画像データと、前記電池の第１面により散乱した前記第２光を含む前記スペクトル画像データと、前記第２光により蛍光した前記電解液の光を含む前記スペクトル画像データとの中から何れかを取得することを特徴とする。

第６発明に係る電池の電解液漏れ検出システムは、第１発明～第５発明のいずれかにおいて、前記検出手段は、前記第２取得手段により取得されたスペクトル画像データに基づき、所定の波長範囲に含まれる特定波長を正規化波長とし、所定の波長範囲に含まれる特定波長を評価波長として選択し、前記正規化波長と前記評価波長との間において、前記正規化波長と前記評価波長との分光強度の差により反射率を算出し、算出した前記反射率に基づいて、前記電解液を検出することを特徴とする。

第７発明に係る電池の電解液漏れ検出方法は、電池の種類に関する電池データを判別するための第１光を前記電池の第１面に照射する第１照射ステップと、前記第１照射ステップにより第１光が照射された電池の第１面を撮像した画像データを取得する第１取得ステップと、前記第１取得ステップにより取得した画像データに基づいて、前記電池データを判別する電池データ判別ステップと、前記電池データ判別ステップにより判別した電池データに応じて、前記電池に付着した電解液を検出するための第２光を前記電池の第１面に照射する第２照射ステップと、前記第２照射ステップにより前記第２光が照射された電池の第１面を撮像したスペクトル画像データを取得する第２取得ステップと、前記第２取得ステップにより取得したスペクトル画像データに基づいて、前記電解液を検出する検出ステップとを有することを特徴とする。

第１発明～第６発明によれば、電池の電解液漏れ検出システムは、電池データに応じて、第２光を電池の第１面に照射する。これにより、電池の種類毎にそれぞれ適した照射方法を用いてスペクトル画像データを取得することが可能となる。これにより、複数種類の電池が混在する場合であっても、正確に電解液を効率よく検出できる。

特に、第２発明によれば、電池データ判別手段は、画像データから、面積データを抽出し、面積データに基づいて、電池データを判別する。これにより、画像データから電池の第１面の大きさを判別することが可能となる。これにより、複数種類の電池が混在する場合であっても、正確に電解液を効率よく検出できる。

特に、第３発明によれば、第２照射手段は、電池データに応じて、２以上の照明器具から第２光を照射する照明器具を選択し、当該照明器具を用いて第２光を電池の第１面に照射する。これにより、電池の種類毎にそれぞれ適した照明器具を用いて、第２光を照射することができる。これにより、複数種類の電池が混在する場合であっても、正確に電解液を効率よく検出できる。

特に、第４発明によれば、電池データに応じて、第２光の波長を決定する。これにより、電池の種類毎にそれぞれ適した波長の第２光を用いて、電解液を検出することができる。これにより、複数種類の電池が混在する場合であっても、より正確に電解液を効率よく検出できる。

特に、第５発明によれば、第２取得手段は、電池データに応じて、電池の第１面により反射された第２光を含むスペクトル画像データと、電池の第１面により散乱した第２光を含むスペクトル画像データと、第２光により蛍光した電解液の光を含むスペクトル画像データとの中から何れかを取得する。これにより、複数種類の電池が混在する場合であっても、より正確に電解液を効率よく検出できることが可能となる。このため、例えば電池データが、電池ケースが金属である電池を示す場合においても、電池の第１面において鏡面反射した第２光を含むスペクトル画像データを取得することができる。これにより、電池ケースが金属により構成される電池が混在する場合であっても、より正確に電解液を効率よく検出できることが可能となる。また、例えば電池データが、電池ケースがアルミニウムによりラミネートされている電池を示し、電池ケースの表面に凹凸がある場合においても、電池の第１面により散乱した第２光を含むスペクトル画像データ、又記第２光により蛍光した電解液の光を含むスペクトル画像データを取得することができる。これにより、電池ケースがアルミニウムによりラミネートされている電池が混在する場合であっても、より正確に電解液を効率よく検出できることが可能となる。

特に、第６発明によれば、検出手段は、正規化波長と評価波長との分光強度の差により反射率を算出し、算出した反射率に基づいて、電解液を検出する。これにより、撮像されたスペクトル画像データの特徴を分離することができる。このため、より正確に電解液を効率よく検出できることが可能となる。

第７発明によれば、電池の電解液漏れ検出方法は、電池データに応じて、第２光を電池の第１面に照射する。これにより、電池の種類毎にそれぞれ適した照射方法を用いてスペクトル画像データを取得することが可能となる。これにより、複数種類の電池が混在する場合であっても、正確に電解液を効率よく検出できる。

図１は、本実施形態における電解液漏れ検出システムの構成の一例を示す模式図である。 図２（ａ）は、本実施形態における電解液漏れ検出装置の構成の一例を示す模式図であり、図２（ｂ）は、本実施形態における電解液漏れ検出装置の機能の一例を示す模式図である。 図３は、本実施形態における電池の一例を示す模式図である。 図４は、本実施形態における電解液漏れ検出システムの動作のフローチャートの一例を示す図である。 図５は、本実施形態におけるリング形状の白色ＬＥＤ照明器具の一例を示す模式図である。 図６（ａ）は、本実施形態における電池の第１面により反射された第２光を撮像したスペクトル画像データの一例を示す図である。図６（ｂ）は、本実施形態における電池の第１面により散乱した第２光を撮像したスペクトル画像データの一例を示す図である。

以下、本発明を適用した実施形態における電池の電解液漏れ検出システム及び電池の電解液漏れ検出方法の一例について、図面を用いて説明する。

図１は、電解液漏れ検出システム１００の構成の一例を示す模式図である。電解液漏れ検出システム１００は、例えば図１に示すように、電解液漏れ検出装置１と、電解液漏れ検出装置１に接続される撮像装置２と第１照明部３と第２照明部４とを備える。電解液漏れ検出システム１００は、電池５の第１面５ａに付着した電解液を検出する。撮像装置２と第１照明部３と第２照明部４とは、例えば暗室内に設けられてもよい。

第１照明部３は、電池５の種類に関する電池データを判別するための第１光を電池５の第１面５ａに照射する照明器具である。第１照明部３は、ハロゲンランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、蛍光灯等の任意の光源を有する照明器具であってもよい。

第１照明部３は、例えば波長が５８０ｎｍの第１光を照射してもよいが、この限りではなく、任意の波長の第１光を照射してもよい。

撮像装置２は、電池５を撮像して画像データ及びスペクトル画像データを生成する公知のカメラである。撮像装置２として、例えばＲＧＢカメラ、マルチスペクトルカメラ、ターゲットスペクトルカメラ、ハイパースペクトルカメラ等が用いられてもよい。撮像装置２は、例えば動画を撮影するビデオカメラであってもよく、電解液漏れ検出装置１に内蔵されてもよい。撮像装置２がスペクトルビデオカメラの場合は、例えば撮像された動画の一部からスペクトル画像データが抽出されてもよい。

撮像装置２は、撮像した画像データ及びスペクトル画像データを電解液漏れ検出装置１に出力する。撮像装置２は、例えば第１光が照射された電池５の第１面５ａを撮像した画像データを電解液漏れ検出装置１に出力する。撮像装置２は、例えば電解液を検出するための第２光が照射された電池５の第１面５ａを撮像したスペクトル画像データを電解液漏れ検出装置１に出力する。

電解液漏れ検出装置１は、撮像装置２から出力された画像データ及びスペクトル画像データに基づいて、それぞれ処理を行う。電解液漏れ検出装置１は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の電子機器が用いられるほか、例えばスマートフォン、タブレット型端末、ウェアラブル端末、ＩｏＴ（Internet of Things）デバイス等の電子機器、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（登録商標）等のシングルボードコンピュータが用いられてもよく、例えば撮像装置２が内蔵されてもよい。

電解液漏れ検出装置１は、例えば撮像装置２から出力された第１光が照射された電池５の第１面５ａを撮像した画像データから、第１光の強度が閾値以上となる面積を示す面積データを抽出し、面積データに基づいて、電池データを判別する。電解液漏れ検出装置１は、判別した電池データに応じて、第２照明部４に第２光の照射の命令を出力する。また、電解液漏れ検出装置１は、例えば撮像装置２から出力された第２光が照射された電池５の第１面５ａを撮像したスペクトル画像データに基づいて、電解液を検出する。

第２照明部４は、電解液漏れ検出装置１により出力された命令に応じて、電池５の第１面５ａに、電解液を検出するための第２光を照射する。第２照明部４は、例えば電池５の第１面５ａに、第２光を照射する角度θがそれぞれ異なる複数の照明器具４ａ～４ｄを備える。また、第２照明部４は、例えば照射する第２光の波長がそれぞれ異なる複数の照明器具４ａ～４ｄを備えてもよい。かかる場合、第２照明部４は、複数の照明器具４ａ～４ｄの中から電解液漏れ検出装置１から出力された命令に応じた照明器具４ａ～４ｄを用いて、第２光を電池５の第１面５ａに照射してもよい。

第２照明部４は、例えば第１光を照射する第１照明部３の照明器具を用いて、第２光を照射してもよいが、この限りではなく、任意の波長の光を第２光として照射してもよい。第２照射部４は、例えば３６５ｎｍの波長の光を第２光として照射してもよい。

第２照明部４は、例えば電解液漏れ検出装置１から出力された命令に応じて、電池５の第１面５ａに、第２光を照射する角度θが操作されてもよい。また、第２照明部４は、例えば電解液漏れ検出装置１から出力された命令に応じて、照射する第２光の波長が操作されてもよい。

第２照明部４は、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、蛍光灯等の任意の光源を複数有する。第２照明部４は、第１照明部３を内蔵してもよい。また、第２照明部４は、リング型の照明器具を用いてもよい。

次に図２を参照して、本実施形態における電解液漏れ検出装置１の一例を説明する。図２（ａ）は、本実施形態における電解液漏れ検出装置１の構成の一例を示す模式図であり、図２（ｂ）は、本実施形態における電解液漏れ検出装置１の機能の一例を示す模式図である。

電解液漏れ検出装置１は、例えば図２（ａ）に示すように、筐体１０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、保存部１０４と、Ｉ／Ｆ１０５～１０７とを備える。ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、保存部１０４と、Ｉ／Ｆ１０５～１０７とは、内部バス１１０により接続される。

ＣＰＵ１０１は、電解液漏れ検出装置１全体を制御する。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１の動作コードを格納する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１の動作時に使用される作業領域である。保存部１０４は、電池データや画像データやスペクトル画像データ等の各種情報が保存される。保存部１０４は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）の他、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＳＤカード、ｍｉｎｉＳＤカード等のデータ保存装置が用いられる。なお、例えば電解液漏れ検出装置１は、図示しないＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を有してもよい。

Ｉ／Ｆ１０５は、撮像装置２と、第２照明部４との各種情報の送受信を行うためのインターフェースである。Ｉ／Ｆ１０６は、入力部１０８との情報の送受信を行うためのインターフェースである。入力部１０８として、例えばキーボードが用いられ、電解液漏れ検出装置１を利用する検出者等は、入力部１０８を介して、各種情報又は電解液漏れ検出装置１の制御コマンド等を入力する。Ｉ／Ｆ１０７は、表示部１０９との各種情報の送受信を行うためのインターフェースである。表示部１０９は、保存部１０４に保存された検出結果等の各種情報、または電解液漏れ検出装置１の処理状況等を出力する。表示部１０９として、ディスプレイが用いられ、例えばタッチパネル式でもよい。

保存部１０４は、例えば撮像装置２から取得した画像データ及びスペクトル画像データが記憶されるほか、スペクトル画像データ等に関連する情報、電解液の検出に用いられるアルゴリズム等が記憶される。

表示部１０９は、各種情報を表示する。表示部１０９は、例えば検出結果、電池データ等を表示する。

図２（ｂ）は、電解液漏れ検出装置１の機能の一例を示す模式図である。電解液漏れ検出装置１は、取得部１１と、選択部１２と、検出部１３と、記憶部１４と、出力部１５と、決定部１６と、判別部１７とを備える。なお、図２（ｂ）に示した取得部１１と、選択部１２と、検出部１３と、記憶部１４と、出力部１５と、決定部１６と、判別部１７とは、ＣＰＵ１０１が、ＲＡＭ１０３を作業領域として、保存部１０４等に保存されたプログラムを実行することにより実現され、例えば人工知能により制御されてもよい。

取得部１１は、電池５を撮像した画像データ及びスペクトル画像データを取得する。取得部１１は、撮像装置２等から画像データ及びスペクトル画像データを取得するほか、例えば電解液漏れ検出装置１に内蔵された撮像装置２から、画像データ及びスペクトル画像データを取得するようにしてもよい。なお、取得部１１が各種情報を取得する頻度、及び周期は、任意である。

判別部１７は、取得部１１により取得された画像データに基づいて、電池データを判別する。判別部１７は、例えば取得部１１により取得された画像データから、第１光の強度が閾値以上となる面積を示す面積データを抽出し、当該面積データに基づいて、電池データを判別する。

決定部１６は、判別部１７により判別された電池データに応じて、第２照明部４に第２光を照射させる。決定部１６は、判別部１７により判別された電池データに応じて、第２照明部４が有する照明器具４ａ～４ｄの中から電池５の第１面５ａに第２光を照射する照明器具４ａ～４ｄを決定する。また、決定部１６は、第２光の波長を決定する。決定部１６は、決定した照明器具４ａ～４ｄにより、決定した波長の第２光を照射させる命令を第２照明部４に出力する。

選択部１２は、取得部１１により取得されたスペクトル画像データに基づき、所定の波長範囲に含まれる特定波長を、例えば光のムラや影等、条件が異なっていた場合においても、それらの影響を軽減して、電解液を検出するために正規化される対象となる波長である正規化波長とし、所定の波長範囲に含まれる特定波長を、正規化波長を正規化するための評価用の波長である評価波長として選択する。また、選択部１２は、例えば電池データに応じて、正規化波長と評価波長との波長範囲を選択してもよい。

検出部１３は、選択部１２により選択された正規化波長と評価波長との間において、正規化波長と評価波長の分光強度の差により反射率を算出し、算出した反射率に基づいて、電池５の電解液を検出する。

検出部１３は、例えばスペクトル画像データの検出結果に基づいて、電池５の部位毎のピクセルの分布から電解液の付着量を示す付着レベルを付与する。

記憶部１４は、保存部１０４に保存された各種情報を必要に応じて取り出す。記憶部１４は、取得部１１と、選択部１２と、検出部１３と、決定部１６と、判別部１７とにより取得又は出力された各種情報を、保存部１０４に保存する。

出力部１５は、各種情報を出力する。出力部１５は、Ｉ／Ｆ１０５を介して第２照明部４に命令を送信する。出力部１５は、Ｉ／Ｆ１０７を介して表示部１０９に検出結果を送信する。

電池５は、例えばリチウムイオン二次電池であるが、この限りではなく、任意の電池であってよい。電池５は、図３に示すように、電池ケース５６を有する。

電池ケース５６は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等によって形成された金属製の容器である。また、電池ケース５６は、例えばアルミニウムによりラミネートされてもよい。電池ケース５６は、内部に電解液が封入されている。電池ケース５６は、例えばエチレンカーボネート等を含む有機溶媒にヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ 6）等のリチウム塩を含有させた電解液が内部に封入されている。

電池ケース５６は、第１面５ａを有する。

第１面５ａは、例えば正極端子５１と、注液部５２と、安全弁５３と、サーミスタ接続部５４と、負極端子５５とを備える電池ケース５６の１表面であってもよいが、この限りではなく、電池ケース５６の任意の１表面であってもよい。

正極端子５１は、正電極の端子である。正極端子５１は、例えばアルミニウムによって形成される正電極の金属部位である。

負極端子５５は、負電極の端子である。負極端子５５は、例えば銅によって形成される負電極の金属部位である。

正極端子５１及び負極端子５５は、例えば、帯状のアルミニウム箔に正極活物質層を形成した正極板と帯状の銅箔に負極活物質層を形成した負極板とがセパレータを介して重ねられ扁平に捲回されたものである。正極端子５１と負極端子５５とはそれぞれ、電池ケース５６の内部で負極板と正極板とに接続されている。

サーミスタ接続部５４は、過充電による異常発熱等の温度の変化を検出するサーミスタを接続する部位である。サーミスタ接続部５４は、例えばＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタに接続されてもよい。サーミスタ接続部５４は、アルミニウム又はアルミニウム合金等により構成された金属部位であってもよい。

注液部５２は、電解液を注入するための入り口である。

安全弁５３は、電池ケース５６内のガス等を排出するための弁である。

次に、本実施形態における電解液漏れ検出システム１００の動作の一例について説明する。図４は、本実施形態における電解液漏れ検出システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、第１照射ステップＳ１１０において、第１照明部３は、電池５の第１面５ａに第１光を照射する。第１照明部３は、例えば５８０ｎｍの波長の光を第１光として照射する。第１照射ステップＳ１１０において照射された第１光は、電池５の第１面５ａにより反射される。

次に、第１取得ステップＳ１２０において、取得部１１は、第１照明部３により第１光が照射された電池５の第１面５ａを撮像した画像データを取得する。取得部１１は、第１照射ステップＳ１１０において、照射された第１光を反射した電池５の第１面５ａを含む画像データを取得する。取得部１１は、撮像装置２により撮像された電池５の第１面５ａを撮像した画像データを、Ｉ／Ｆ１０５を介して取得してもよい。取得部１１は、例えば記憶部１４を介して、画像データを保存部１０４に保存する。

次に、判別ステップＳ１３０において、判別部１７は、取得部１１が取得した画像データから電池データを判別する。

電池データは、電池５の種類に関するデータである。電池データは、例えば電池５の型番を示すデータである。電池データは、例えば電池５が、リチウムイオン電池であることを示すデータであってもよい。電池データは、例えば電池ケース５６が、アルミニウムまたはアルミニウム合金等によって形成された金属製の容器である電池５を示すデータでもよい。電池データは、例えば電池ケース５６がアルミニウムによりラミネートされている電池５を示すデータでもよい。電池データは、例えば電池５の電池ケース５６の材質に関するデータを含む。

例えば判別部１７は、第１取得ステップＳ１２０において、取得した画像データから、第１照射ステップＳ１１０において照射された第１光の強度が閾値以上となる面積を示す面積データを抽出し、当該面積データに基づいて電池データを判別してもよい。かかる場合、画像データは、電池５の第１面５ａが反射した第１光の強度が反映された画像を示している。判別部１７は、この画像から、第１光の強度が閾値以上の画素数に基づいて、面積を抽出し、この面積に基づいて面積データを生成する。これにより、画像データから電池５の大きさを判別することが可能となる。

次に判別部１７は、例えば予め記憶部１４により記憶された面積データと電池データとの対応テーブルを参照し、抽出した面積データに対応する電池データを取得してもよい。かかる場合、表１に示すように、画像データの全体の画素数に対する、第１光の強度が閾値以上となる画素数の割合を面積データとし、この面積データと電池データとが対応した対応テーブルを用いてもよい。これにより、電池５の大きさから電池データを判別することが可能となる。

また、判別ステップＳ１３０において、判別部１７は、例えば公知の画像認識を用いて、取得部１１が取得した画像データから電池データを判別してもよい。かかる場合、判別部１７は、予め記憶部１４により記憶された電池データ毎に紐づく画像データと、取得部１１が取得した画像データとの類似度を算出し、算出した類似度に応じて、電池データを判別してもよい。

次に、第２照射ステップＳ１４０において、第２照明部４は、判別ステップＳ１３０において判別した電池データに応じて、第２光を電池５の第１面５ａに照射する。例えば決定部１６は、第２照明部４が有している複数の照明器具４ａ～４ｄのうち、判別ステップＳ１３０において判別した電池データに応じて、第２光を照射する照明器具４ａ～４ｄを決定し、決定した照明器具４ａ～４ｄを用いて、第２照明部４に第２光を照射させてもよい。かかる場合、決定部１６は、表２に示すように、予め記憶部１４により記憶された電池データと第２光の照射方法との対応テーブルを参照し、判別した電池データに対応する照射方法を選択し、この照射方法に基づいて第２光を照射する照明器具４ａ～４ｄを決定してもよい。照射方法は、第２光を照射させる照明器具４ａ～４ｄ、第２光を照射する角度、第２光の波長等の情報を含む。これにより、電池５の種類毎に適した照射角度を用いて、電解液を検出することができる。

また、第２照射ステップＳ１４０において、決定部１６は、判別ステップＳ１３０において判別した電池データに応じて、第２照明部４が第２光を電池５の第１面５ａに照射する角度を決定し、決定した角度で第２光を照射するように第２照明部４を操作してもよい。

また、決定部１６は、判別ステップＳ１３０において判別した電池データに応じて、第２光の波長を決定し、決定した波長の光を第２光として第２照明部４に照射させてもよい。決定部１６は、第２照明部４に赤外光、又は紫外光を照射させてもよい。

次に、第２取得ステップＳ１５０において、撮像装置２は、第２光が照射された電池５の第１面５ａを含むスペクトル画像データを撮像し、取得部１１は、撮像装置２により撮像されたスペクトル画像データを取得する。第２照射ステップＳ１４０において、第２光を照射した第２照明部４の照明器具４ａ～４ｄ毎に、撮像装置２により撮像されるスペクトル画像データの特徴は異なる。例えば撮像装置２は、判別ステップＳ１３０において判別した電池データが、電池ケース５６が金属である電池５を示す場合、電池５の第１面５ａにより反射された第２光を含むスペクトル画像データを取得してもよい。かかる場合、第２照射ステップＳ１４０において、決定部１６は、第２照明部４により照射された第２光が、電池５の第１面５ａより鏡面反射され、撮像装置２に鏡面反射された第２光が照射されるように設定された照明器具４ａ～４ｄを用いてもよい。また、決定部１６は、第１照明部３に第２光を電池５の第１面５ａに照射させてもよい。このため、例えば電池データが、電池ケース５６が金属である電池５を示す場合においても、電池５の第１面５ａにおいて鏡面反射した第２光を含むスペクトル画像データを取得することができる。

また、第２取得ステップＳ１５０において、撮像装置２は、例えば判別ステップＳ１３０において判別した電池データが、電池ケース５６がアルミニウムによりラミネートされている電池５を示す場合、電池５の第１面５ａにより散乱した第２光を含むスペクトル画像データを取得してもよい。かかる場合、第２照射ステップＳ１４０において、決定部１６は、第２照明部４により照射された第２光が、電池５の第１面５ａにより散乱し、撮像装置２に散乱した第２光が照射されるように、設定された照明器具４ａ～４ｄを用いてもよい。かかる場合、電池５の第１面５ａにより散乱した第２光は、電池５の第１面５ａにより拡散反射した第２光を含む。

また、かかる場合、決定部１６は、図５に示すようなリング形状の白色ＬＥＤ照明器具４１に第２光を照射させてもよい。このとき、リング形状の白色ＬＥＤ照明器具４１の第２光を照射する角度θは、リング形状の白色ＬＥＤ照明器具４１の内周の中心点Ｐを通るリング形状の白色ＬＥＤ照明器具４１の垂線と第１面５ａの交点Ｒと、リング形状の白色ＬＥＤ照明器具４１の内周と外周との間の任意の中心点Ｑと、を通過する直線に対する第１面５ａの角度である。これにより、例えば電池データが、電池ケース５６がアルミニウムによりラミネートされている電池５を示す場合においても、電池５の第１面５ａにより散乱した第２光を含むスペクトル画像データを取得することができる。また、リング形状の白色ＬＥＤ照明器具４１のように第２光を偏斜照明が可能な照明器具を用いることで暗視野照明が可能となり、電池１０のコントラストをより強調させることができる。これにより、電池５の表面に凹凸が存在する場合においても、高精度に電解液を検出することができる。

また、第２取得ステップＳ１５０において、撮像装置２は、例えば判別ステップＳ１３０において判別した電池データが、電池ケースがアルミニウムによりラミネートされている電池を示す場合、第２光により蛍光した電解液の光を含むスペクトル画像データを取得してもよい。かかる場合、第２照射ステップＳ１４０において、決定部１６は、第２照明部４により照射された第２光により、電池５の第１面５ａに付着した電解液を蛍光させ、撮像装置２に電解液が蛍光した光が照射されるように、設定された照明器具４ａ～４ｄを用いてもよい。かかる場合、決定部１６は、例えば赤外域、又は紫外域の波長の光を第２光として第２照明部４に照射させてもよい。このため、例えば電池データが、電池ケースがアルミニウムによりラミネートされている電池５を示す場合においても、第２光により蛍光した電解液の光を含むスペクトル画像データを取得することができる。これにより、電池５の表面に凹凸が存在する場合においても、高精度に電解液を検出することができる。

次に、選択ステップＳ１６０において、選択部１２は、取得したスペクトル画像データに基づき、スペクトルグラフの波長範囲に含まれる正規化波長と評価波長を選択する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、撮像装置２により撮像された複数箇所の電池５の第１面５ａのスペクトル画像データが示す複数のスペクトルグラフである。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、縦軸を光の強度、横軸を波長［ｎｍ］とするグラフである。複数のスペクトルグラフの実線、破線の各々は、例えば撮像された複数箇所の電池５の第１面５ａの第２光のスペクトルに対応する。

図６（ａ）は、第２照射ステップＳ１４０において、第２照明部４として、ＵＶ－ＬＥＤ照明を用いて、第２光を照射し、第２取得ステップＳ１５０において、電池５の第１面５ａにより反射された第２光を撮像したスペクトルを示すグラフである。図６（ｂ）は、第２照射ステップＳ１４０において、第２照明部４として、リング形状の白色ＬＥＤ照明器具４１を用いて、第２光を照射し、第２取得ステップＳ１５０において、電池５の第１面５ａにより散乱した第２光を撮像したスペクトルを示すグラフである。

選択部１２は、このようなスペクトルグラフに含まれる波長を特定波長とし、正規化波長、及び評価波長として選択する。選択部１２は、各スペクトルグラフ間のスペクトル強度の差分値が最も大きくなる波長を特定波長としてもよい。また、選択部１２は、各スペクトルグラフ上で凸のピークが形成されている特異点を特定波長として特定するようにしてもよい。また、選択部１２は、回帰分析、総当たり解析、機械学習等を用いた学習済みモデルを用いた解析により、特定波長を選択してもよい。

選択部１２は、例えば図６（ａ）に示すスペクトルグラフの各波長の差異に基づいて、例えば正規化波長として差異が大きな５２０ｎｍと、評価波長として差異が小さな７１０ｎｍを選択する。また、選択部１２は、図６（ｂ）に示すスペクトルグラフの各波長の差異に基づいて、例えば正規化波長として差異が大きな４５０ｎｍと、評価波長として差異が小さな７８５ｎｍを選択する。

ここで、例えば正規化波長及び評価波長は、１点で特定してもよいし、複数を特定してもよい。また、これらの正規化波長及び評価波長を中心とした波長範囲を設定するようにしてもよい。波長範囲は、例えば正規化波長及び評価波長の差が±１０ｎｍとなる波長幅等のように、予め設定した所定の波長範囲で構成されてもよい。このため、仮に正規化波長が５５０ｎｍであり、波長範囲が±１０ｎｍであれば、実際にスペクトルデータを検出する範囲は、５４０～５６０ｎｍとなる。かかる場合、正規化波長及び評価波長の決め方としては、例えば各波長の範囲の中心の波長を特定波長としてもよい。

選択部１２は、例えば予め正規化波長及び評価波長を電池データに紐づけて保存部１０４に保存されたデータベースを参照し、判別ステップＳ１３０において、判別された電池データに紐づく正規化波長及び評価波長を選択してもよい。

データベースには、電池データ毎に紐づいた正規化波長及び評価波長が記憶される。さらに、その他の特定波長と、特定波長の範囲、場合によっては演算方法やそれを規定する演算式そのものが、電池データ毎に各々に紐づけられて記憶されてもよい。

選択部１２は、判別ステップＳ１３０において判別した電池データに応じて、このデータベースを参照し、所定の波長範囲に含まれる特定波長を正規化波長とし、所定の波長範囲に含まれる特定波長を評価波長として選択するようにしてもよい。

選択部１２は、電池データが、電池ケース５６が金属である電池５を示す場合、例えば６２０～７８０ｎｍの波長範囲に含まれる特定波長を正規化波長とし、例えば４５０～５５０ｎｍの波長範囲に含まれる特定波長を評価波長として選択するようにしてもよい。

選択部１２は、電池データが、電池ケース５６が金属である電池５を示す場合、例えば７８０～１０００ｎｍの波長範囲に含まれる特定波長を正規化波長とし、例えば４５０～５５０ｎｍの波長範囲に含まれる特定波長を評価波長として選択するようにしてもよい。

選択部１２は、電池データが、電池ケース５６がアルミニウムによりラミネートされている電池５を示す場合、例えば４００～５００ｎｍの波長範囲に含まれる特定波長を正規化波長とし、例えば５００～６００ｎｍの波長範囲に含まれる特定波長を評価波長として選択するようにしてもよい。これにより、電池データに応じて、スペクトル画像データの特徴を分離することができる。

次に、検出ステップＳ１７０において、検出部１３は、選択部１２により選択された正規化波長と評価波長との間において、正規化波長と評価波長との分光強度の差により反射率を算出し、電池５の電解液を検出する。

検出部１３は、例えば正規化波長と評価波長との分光強度の差によるスペクトル変化により電解液の付着量を示す付着レベルを算出する。かかる場合、正規化波長と評価波長との分光強度の和で正規化することにより、例えば光のムラや影等、条件が異なっていた場合においても、それらの影響を軽減して、付着レベルを比較可能にすることができる。これらの付着レベルの算出は、例えば公知のスペクトル計測手法、スペクトル解析技法（例えば「ＮＤＳＩ：normalized difference spectral index、正規化分光反射指数」）等により次式により求める。「Ｉλ」は、例えば「λ_nm」の反射率となり、正規化波長は「λ２」、評価波長は「λ１」として求められる。

検出ステップＳ１７０において、検出部１３は、例えばスペクトル画像データの検出結果に基づいて、電池５の正極端子５１又は負極端子５５等の部位ごとのピクセルの分布から電解液の付着量を示す付着レベルを付与する。また、付着レベルとして、例えば面積当たりの電解液の量に合わせ、レベル１～５等の具体的な付着の程度を示すようにしてもよい。

検出部１３は、例えば保存部１０４に保存された出力用フォーマット等の形式データを用いて、検出結果を生成する。検出部１３は、例えば記憶部１４を介して、検出結果を保存部１０４に保存する。

次に、出力部１５により検出結果が出力される。出力部１５は、検出結果を表示部１０９等に出力する。

これにより、本実施形態における電解液漏れ検出装置１の動作が終了する。これにより、複数種類の電池が混在する場合であっても、正確に電解液を効率よく検出できることが可能となる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ ：電解液漏れ検出装置
２ ：撮像装置
３ ：第１照明部
４ ：第２照明部
５ ：電池
１０ ：筐体
１１ ：取得部
１２ ：選択部
１３ ：検出部
１４ ：記憶部
１５ ：出力部
４１ ：リング形状の白色ＬＥＤ照明器具
５１ ：正極端子
５２ ：注液部
５３ ：安全弁
５４ ：サーミスタ接続部
５５ ：負極端子
５６ ：電池ケース
１００ ：電解液漏れ検出システム
１０１ ：ＣＰＵ
１０２ ：ＲＯＭ
１０３ ：ＲＡＭ
１０４ ：保存部
１０５ ：Ｉ／Ｆ
１０６ ：Ｉ／Ｆ
１０７ ：Ｉ／Ｆ
１０８ ：入力部
１０９ ：表示部
１１０ ：内部バス
Ｓ１１０ ：第１照射ステップ
Ｓ１２０ ：第１取得ステップ
Ｓ１３０ ：判別ステップ
Ｓ１４０ ：第２照射ステップ
Ｓ１５０ ：第２取得ステップ
Ｓ１６０ ：選択ステップ
Ｓ１７０ ：検出ステップ

Claims (7)

1. 電池の種類に関する電池データを判別するための第１光を前記電池の第１面に照射する第１照射手段と、
   前記第１照射手段により第１光が照射された電池の第１面を撮像した画像データを取得する第１取得手段と、
   前記第１取得手段により取得した画像データに基づいて、前記電池データを判別する電池データ判別手段と、
   前記電池データ判別手段により判別した電池データに応じて、前記電池に付着した電解液を検出するための第２光を前記電池の第１面に照射する第２照射手段と、
   前記第２照射手段により前記第２光が照射された電池の第１面を撮像したスペクトル画像データを取得する第２取得手段と、
   前記第２取得手段により取得したスペクトル画像データに基づいて、前記電解液を検出する検出手段とを備えること
   を特徴とする電池の電解液漏れ検出システム。
2. 前記電池データ判別手段は、前記第１取得手段により取得した画像データから、前記第１光の強度が閾値以上となる面積を示す面積データを抽出し、前記面積データに基づいて、前記電池データを判別すること
   を特徴とする請求項１に記載の電池の電解液漏れ検出システム。
3. 前記第２照射手段は、前記電池に付着した電解液を検出するための第２光を前記電池の第１面に照射する角度がそれぞれ異なる２以上の照明器具を有し、前記電池データ判別手段により判別した電池データに応じて、２以上の前記照明器具から前記第２光を照射する照明器具を選択し、当該照明器具を用いて前記第２光を前記電池の第１面に照射すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の電池の電解液漏れ検出システム。
4. 前記第２照射手段は、前記電池データ判別手段により判別した電池データに応じて、前記第２光の波長を決定すること
   を特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の電池の電解液漏れ検出システム。
5. 前記第２取得手段は、前記電池データ判別手段により判別した電池データに応じて、前記電池の第１面により反射された前記第２光を含む前記スペクトル画像データと、前記電池の第１面により散乱した前記第２光を含む前記スペクトル画像データと、前記第２光により蛍光した前記電解液の光を含む前記スペクトル画像データとの中から何れかを取得すること
   を特徴とする請求項１～４の何れか1項に記載の電池の電解液漏れ検出システム。
6. 前記検出手段は、前記第２取得手段により取得されたスペクトル画像データに基づき、所定の波長範囲に含まれる特定波長を正規化波長とし、所定の波長範囲に含まれる特定波長を評価波長として選択し、前記正規化波長と前記評価波長との間において、前記正規化波長と前記評価波長との分光強度の差により反射率を算出し、算出した前記反射率に基づいて、前記電解液を検出すること
   を特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の電池の電解液漏れ検出システム。
7. 電池の種類に関する電池データを判別するための第１光を前記電池の第１面に照射する第１照射ステップと、
   前記第１照射ステップにより第１光が照射された電池の第１面を撮像した画像データを取得する第１取得ステップと、
   前記第１取得ステップにより取得した画像データに基づいて、前記電池データを判別する電池データ判別ステップと、
   前記電池データ判別ステップにより判別した電池データに応じて、前記電池に付着した電解液を検出するための第２光を前記電池の第１面に照射する第２照射ステップと、
   前記第２照射ステップにより前記第２光が照射された電池の第１面を撮像したスペクトル画像データを取得する第２取得ステップと、
   前記第２取得ステップにより取得したスペクトル画像データに基づいて、前記電解液を検出する検出ステップとを有すること
   を特徴とする電池の電解液漏れ検出方法。

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