JP2000241229A - 界面位置検出装置及び方法 - Google Patents
界面位置検出装置及び方法Info
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- JP2000241229A JP2000241229A JP3931099A JP3931099A JP2000241229A JP 2000241229 A JP2000241229 A JP 2000241229A JP 3931099 A JP3931099 A JP 3931099A JP 3931099 A JP3931099 A JP 3931099A JP 2000241229 A JP2000241229 A JP 2000241229A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容器に入った液体が無色透明であっても、そ
の液面となる界面の位置や、互いに混和しない液相間の
界面の位置を正確且つ自動的に検出する。 【解決手段】互いに混和しない二種以上の液体（Ｌ1 ，
Ｌ2 ）を入れた容器（２）の背面側に縦線（Ｖ）が描か
れた背景板（３）を配し、液体を透過する縦線（Ｖ）の
像（Ｖ0 〜Ｖ2 ）を正面側から撮像すると、液面となる
界面（Ｓ1 ）や液相間の界面（Ｓ2 ）で、液体（Ｌ1 ，
Ｌ2 ）の屈折率の違いにより縦線（Ｖ）の像（Ｖ0 〜Ｖ
2 ）が左右にずれて段差を生じるので、その段差を生じ
た位置を界面（Ｓ1 ，Ｓ2 ）の位置として検出するよう
にした。
の液面となる界面の位置や、互いに混和しない液相間の
界面の位置を正確且つ自動的に検出する。 【解決手段】互いに混和しない二種以上の液体（Ｌ1 ，
Ｌ2 ）を入れた容器（２）の背面側に縦線（Ｖ）が描か
れた背景板（３）を配し、液体を透過する縦線（Ｖ）の
像（Ｖ0 〜Ｖ2 ）を正面側から撮像すると、液面となる
界面（Ｓ1 ）や液相間の界面（Ｓ2 ）で、液体（Ｌ1 ，
Ｌ2 ）の屈折率の違いにより縦線（Ｖ）の像（Ｖ0 〜Ｖ
2 ）が左右にずれて段差を生じるので、その段差を生じ
た位置を界面（Ｓ1 ，Ｓ2 ）の位置として検出するよう
にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透光性を有する容
器に入った液体の液面となる界面の位置や、互いに混和
しない二種以上の液体の液相間の界面の位置を検出する
界面位置検出装置及び方法に関する。
器に入った液体の液面となる界面の位置や、互いに混和
しない二種以上の液体の液相間の界面の位置を検出する
界面位置検出装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】合成された化合物を化学分析したり、あ
る成分を分離するために、溶媒抽出という手法が用いら
れる。溶媒抽出には、固体試料から目的物質を溶媒中に
抽出させる固相抽出や、液体試料から目的物質を溶媒中
に抽出させる液相抽出が知られている。液相抽出におい
ては、目的物質を含む液体試料も、抽出溶媒も液体であ
るから、抽出溶媒としては液体試料と混和しないものが
用いられ、液体試料が入っている抽出管に抽出溶媒を注
入し、目的物質を抽出させた後、液体試料を抜き取った
り、目的物質が溶解している抽出溶媒を抜き取るように
している。
る成分を分離するために、溶媒抽出という手法が用いら
れる。溶媒抽出には、固体試料から目的物質を溶媒中に
抽出させる固相抽出や、液体試料から目的物質を溶媒中
に抽出させる液相抽出が知られている。液相抽出におい
ては、目的物質を含む液体試料も、抽出溶媒も液体であ
るから、抽出溶媒としては液体試料と混和しないものが
用いられ、液体試料が入っている抽出管に抽出溶媒を注
入し、目的物質を抽出させた後、液体試料を抜き取った
り、目的物質が溶解している抽出溶媒を抜き取るように
している。
【０００３】ところで、最近では、一度に多種類の化合
物を合成することが行われるが、目的物質を抽出したり
分離するために夫々の化合物について液相抽出を行うと
きは同じ作業を繰り返し連続して行う必要がある。この
ため、最近では、液相抽出を自動的に行わせるロボット
が提案されており、このようなロボットにおいては、抽
出溶媒の注入や、液体試料などの抜き取りを行う場合
の、液体の注入量及び抜取量の制御は、これら液相間の
界面の位置や、液面となる界面の位置を検出することに
より行っている。
物を合成することが行われるが、目的物質を抽出したり
分離するために夫々の化合物について液相抽出を行うと
きは同じ作業を繰り返し連続して行う必要がある。この
ため、最近では、液相抽出を自動的に行わせるロボット
が提案されており、このようなロボットにおいては、抽
出溶媒の注入や、液体試料などの抜き取りを行う場合
の、液体の注入量及び抜取量の制御は、これら液相間の
界面の位置や、液面となる界面の位置を検出することに
より行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
液相間の界面の位置や、液面となる界面の位置に基づい
て、液体の注入量及び抜取量を制御しようとしても、こ
れら界面の位置を精度よく検出することが困難であり、
特に、液体試料と抽出溶媒が双方とも無色透明である場
合は極めて困難であった。
液相間の界面の位置や、液面となる界面の位置に基づい
て、液体の注入量及び抜取量を制御しようとしても、こ
れら界面の位置を精度よく検出することが困難であり、
特に、液体試料と抽出溶媒が双方とも無色透明である場
合は極めて困難であった。
【０００５】例えば、液面となる界面の位置を検出する
ために、受光素子を縦に配列した素子アレイを用いて、
液面とその周囲の抽出管とが接触して形成されるメニス
カス部分の光散乱により輝度が低下した位置を検出する
技術が提案されている（特開昭５３−１３９４６号公報
参照）が、抽出管の内周面に液滴や気泡が付着している
と、メニスカス部分と同様に光散乱を生じて輝度が低下
するので、検出された輝度の低下が、液面位置のメニス
カス部分によるものであるのか、液面位置とは関係のな
い液滴によるものであるのかを識別することができず、
誤作動するおそれがある。
ために、受光素子を縦に配列した素子アレイを用いて、
液面とその周囲の抽出管とが接触して形成されるメニス
カス部分の光散乱により輝度が低下した位置を検出する
技術が提案されている（特開昭５３−１３９４６号公報
参照）が、抽出管の内周面に液滴や気泡が付着している
と、メニスカス部分と同様に光散乱を生じて輝度が低下
するので、検出された輝度の低下が、液面位置のメニス
カス部分によるものであるのか、液面位置とは関係のな
い液滴によるものであるのかを識別することができず、
誤作動するおそれがある。
【０００６】また、液に浸漬させる接触電極を用いて電
気的に界面位置を検出する方法もあるが、この場合も、
各液の電気的性質に十分な差がない場合には検出が困難
なだけでなく、接触電極の汚れや腐食に伴い界面の位置
を検出しようとする液体を変質させてしまうおそれがあ
る。
気的に界面位置を検出する方法もあるが、この場合も、
各液の電気的性質に十分な差がない場合には検出が困難
なだけでなく、接触電極の汚れや腐食に伴い界面の位置
を検出しようとする液体を変質させてしまうおそれがあ
る。
【０００７】したがって、通常は、オペレータがロボッ
トを監視しているが、液相抽出を行う対象となる化合物
の種類が多い場合には、２４時間連続してロボットを稼
動させる必要があり、オペレータが三交替で監視しなけ
ればならなかったため、これらの作業を全自動化するこ
とが望まれていた。
トを監視しているが、液相抽出を行う対象となる化合物
の種類が多い場合には、２４時間連続してロボットを稼
動させる必要があり、オペレータが三交替で監視しなけ
ればならなかったため、これらの作業を全自動化するこ
とが望まれていた。
【０００８】そこで本発明は、容器に入った液体が無色
透明であっても、その液面となる界面の位置や、互いに
混和しない液相間の界面の位置を、正確且つ自動的に検
出できるようにすることを技術的課題としている。
透明であっても、その液面となる界面の位置や、互いに
混和しない液相間の界面の位置を、正確且つ自動的に検
出できるようにすることを技術的課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、透光性を有する液相抽出管などの容器に
入った液体の液面となる界面の位置や、当該容器に入っ
た互いに混和しない二種以上の液体の液相間の界面の位
置を検出する界面位置検出装置であって、前記容器の背
面側に、縦線を形成した背景板が配設されると共に、そ
の正面側に、前記容器を透過して形成される前記縦線の
像を撮像する撮像装置が配設され、当該撮像装置の画像
信号に基づいて、前記縦線の像が、前記容器内の液体の
屈折率の違いにより左右にずれて段差を生じた位置を界
面の位置として検出する画像処理装置を備えたことを特
徴とする。
に、本発明は、透光性を有する液相抽出管などの容器に
入った液体の液面となる界面の位置や、当該容器に入っ
た互いに混和しない二種以上の液体の液相間の界面の位
置を検出する界面位置検出装置であって、前記容器の背
面側に、縦線を形成した背景板が配設されると共に、そ
の正面側に、前記容器を透過して形成される前記縦線の
像を撮像する撮像装置が配設され、当該撮像装置の画像
信号に基づいて、前記縦線の像が、前記容器内の液体の
屈折率の違いにより左右にずれて段差を生じた位置を界
面の位置として検出する画像処理装置を備えたことを特
徴とする。
【００１０】本発明によれば、透光性を有する液相抽出
管などの容器に互いに混和しない複数の透光性の液体を
入れて溶媒抽出を行う場合に、その容器の背面側に縦線
を形成した背景板を配し、その正面側から撮像装置によ
り、前記縦線が容器を透過して形成される像を撮像す
る。縦線の像は容器に入った液体の有無及び液体の屈折
率の違いにより左右にずれ、一直線ではなく液相と気相
の間の液面となる界面や、各液相間の界面で段差が形成
される。したがって、撮像装置から出力される画像信号
に基づいて、その段差の位置を検出することにより、界
面の位置を自動的に検出できる。
管などの容器に互いに混和しない複数の透光性の液体を
入れて溶媒抽出を行う場合に、その容器の背面側に縦線
を形成した背景板を配し、その正面側から撮像装置によ
り、前記縦線が容器を透過して形成される像を撮像す
る。縦線の像は容器に入った液体の有無及び液体の屈折
率の違いにより左右にずれ、一直線ではなく液相と気相
の間の液面となる界面や、各液相間の界面で段差が形成
される。したがって、撮像装置から出力される画像信号
に基づいて、その段差の位置を検出することにより、界
面の位置を自動的に検出できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る界面
位置検出装置の一例を示す説明図、図２は界面位置検出
の原理を示す光線図、図３は画像処理装置における界面
位置検出手段を示す説明図、図４は他の実施形態を示す
平面図である。
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る界面
位置検出装置の一例を示す説明図、図２は界面位置検出
の原理を示す光線図、図３は画像処理装置における界面
位置検出手段を示す説明図、図４は他の実施形態を示す
平面図である。
【００１２】本発明に係る界面位置検出装置１は、透光
性を有する液相抽出管２の内部に、抽出溶媒となる透明
な液体Ｌ1 を液体試料となる透明な液体Ｌ2 の上に注ぎ
入れ、互いに混和しないこれらの液体Ｌ1 ，Ｌ2 により
溶媒抽出を行うときに、表層の液体Ｌ1 の液面となる液
相−気相間の界面Ｓ1 や、各液体Ｌ1 及びＬ2 の液相間
の界面Ｓ2 の位置を自動的に検出するものである。この
界面位置検出装置１は、前記抽出管２の背面側に縦線Ｖ
を形成した背景板３が配設されると共に、その正面側
に、前記抽出管２を透過して形成される前記縦線Ｖの像
Ｖ0 〜Ｖ2 を撮像する撮像装置４が配設されている。
性を有する液相抽出管２の内部に、抽出溶媒となる透明
な液体Ｌ1 を液体試料となる透明な液体Ｌ2 の上に注ぎ
入れ、互いに混和しないこれらの液体Ｌ1 ，Ｌ2 により
溶媒抽出を行うときに、表層の液体Ｌ1 の液面となる液
相−気相間の界面Ｓ1 や、各液体Ｌ1 及びＬ2 の液相間
の界面Ｓ2 の位置を自動的に検出するものである。この
界面位置検出装置１は、前記抽出管２の背面側に縦線Ｖ
を形成した背景板３が配設されると共に、その正面側
に、前記抽出管２を透過して形成される前記縦線Ｖの像
Ｖ0 〜Ｖ2 を撮像する撮像装置４が配設されている。
【００１３】本例の背景板３には、左半分を黒く、右半
分を白く塗り分けた色分け模様が描かれており、その色
分け模様の境界線として前記縦線Ｖが形成されている。
また、背景板３と抽出管２の距離は、図２に示すよう
に、当該抽出管２及び液体Ｌ1 ，Ｌ2 により形成される
円柱レンズ６の焦点Ｆの距離より長く選定され、当該円
柱レンズ６を通してその正面側から背景板３の色分け模
様を観察したときに、その白黒の模様が左右反転するよ
うに成されている。
分を白く塗り分けた色分け模様が描かれており、その色
分け模様の境界線として前記縦線Ｖが形成されている。
また、背景板３と抽出管２の距離は、図２に示すよう
に、当該抽出管２及び液体Ｌ1 ，Ｌ2 により形成される
円柱レンズ６の焦点Ｆの距離より長く選定され、当該円
柱レンズ６を通してその正面側から背景板３の色分け模
様を観察したときに、その白黒の模様が左右反転するよ
うに成されている。
【００１４】撮像装置４は、前記縦線Ｖと抽出管２の中
心軸Ｐを通る平面Ｘに対して左右片側に偏倚して配設さ
れている。これは、抽出管２内の気相及び液体Ｌ1 ，Ｌ
2 の屈折率の違いにより、これらを透過した縦線Ｖの像
Ｖ0 〜Ｖ2 に段差を生じさせるためであり、撮像装置４
が平面Ｘ上に配されている場合には屈折率が違っていて
も縦線Ｖの像Ｖ0 〜Ｖ2 に段差を生じないからである。
なお、撮像装置４の偏倚量は、抽出管２を透過した縦線
Ｖの像Ｖ0 〜Ｖ2 が、抽出管２上で観察できる程度に選
定されている。
心軸Ｐを通る平面Ｘに対して左右片側に偏倚して配設さ
れている。これは、抽出管２内の気相及び液体Ｌ1 ，Ｌ
2 の屈折率の違いにより、これらを透過した縦線Ｖの像
Ｖ0 〜Ｖ2 に段差を生じさせるためであり、撮像装置４
が平面Ｘ上に配されている場合には屈折率が違っていて
も縦線Ｖの像Ｖ0 〜Ｖ2 に段差を生じないからである。
なお、撮像装置４の偏倚量は、抽出管２を透過した縦線
Ｖの像Ｖ0 〜Ｖ2 が、抽出管２上で観察できる程度に選
定されている。
【００１５】また、撮像装置４は画像処理装置５に接続
され、画像処理装置５は、撮像装置４から出力された画
像信号に基づいて、前記抽出管２を透過して撮像された
縦線Ｖの像Ｖ0 〜Ｖ2 が、当該抽出管２内の液体Ｌ1 ，
Ｌ2 の屈折率の違いにより左右にずれて段差を生じた位
置を界面Ｓ1 ，Ｓ2 の位置として検出するように成され
ている。
され、画像処理装置５は、撮像装置４から出力された画
像信号に基づいて、前記抽出管２を透過して撮像された
縦線Ｖの像Ｖ0 〜Ｖ2 が、当該抽出管２内の液体Ｌ1 ，
Ｌ2 の屈折率の違いにより左右にずれて段差を生じた位
置を界面Ｓ1 ，Ｓ2 の位置として検出するように成され
ている。
【００１６】以上が本発明に係る界面位置検出装置１の
一構成例であり、次に、この検出装置１を使用した界面
位置検出方法について説明する。まず、液体Ｌ1 ，Ｌ2
の入った液相抽出管２の背面側に縦線Ｖを形成した背景
板３を配し、その正面側から、抽出管２を透過する背景
板３の縦線Ｖを撮像装置４により色分け模様と共に撮像
する。
一構成例であり、次に、この検出装置１を使用した界面
位置検出方法について説明する。まず、液体Ｌ1 ，Ｌ2
の入った液相抽出管２の背面側に縦線Ｖを形成した背景
板３を配し、その正面側から、抽出管２を透過する背景
板３の縦線Ｖを撮像装置４により色分け模様と共に撮像
する。
【００１７】撮像装置４は縦線Ｖと抽出管２の中心軸Ｐ
を通る平面Ｘに対して左右片側に偏倚して配設されてい
るので、縦線Ｖの像Ｖ0 〜Ｖ2 は、液面となる界面Ｓ1
と、液相間の界面Ｓ2 でその屈折率の違いにより左右に
ずれて段差を生ずる。
を通る平面Ｘに対して左右片側に偏倚して配設されてい
るので、縦線Ｖの像Ｖ0 〜Ｖ2 は、液面となる界面Ｓ1
と、液相間の界面Ｓ2 でその屈折率の違いにより左右に
ずれて段差を生ずる。
【００１８】まず、液面となる界面Ｓ1 では、当該界面
Ｓ1 を境にして上方が気相であり、下方が液体Ｌ1 の液
相である。そして、気相部分を透過した縦線Ｖの像Ｖ0
はほとんど屈折せずに、左側を黒く、右側を白くした背
景板３の色分け模様がそのまま観察される。また、液体
Ｌ1 の液相部分では、抽出管２とこれに入っている液体
Ｌ1 により円柱レンズ６が形成され、背景板３と抽出管
２の距離は、円柱レンズ６の焦点Ｆの距離より長いの
で、当該円柱レンズ６を通してその正面側から背景板３
の色分け模様を観察したときに、その白黒の模様が左右
反転する。したがって、これを通過した縦線Ｖの像Ｖ1
は屈折して気相を通過した縦線Ｖの像Ｖ0 に対して位置
ずれすると共に、背景板３の色分け模様が左右反転さ
れ、左側が白く、右側が黒い色分け模様となって撮像さ
れる。
Ｓ1 を境にして上方が気相であり、下方が液体Ｌ1 の液
相である。そして、気相部分を透過した縦線Ｖの像Ｖ0
はほとんど屈折せずに、左側を黒く、右側を白くした背
景板３の色分け模様がそのまま観察される。また、液体
Ｌ1 の液相部分では、抽出管２とこれに入っている液体
Ｌ1 により円柱レンズ６が形成され、背景板３と抽出管
２の距離は、円柱レンズ６の焦点Ｆの距離より長いの
で、当該円柱レンズ６を通してその正面側から背景板３
の色分け模様を観察したときに、その白黒の模様が左右
反転する。したがって、これを通過した縦線Ｖの像Ｖ1
は屈折して気相を通過した縦線Ｖの像Ｖ0 に対して位置
ずれすると共に、背景板３の色分け模様が左右反転さ
れ、左側が白く、右側が黒い色分け模様となって撮像さ
れる。
【００１９】さらに、液体Ｌ2 の液相部分では、前記液
体Ｌ1 と同様に円柱レンズ６が形成されるので、背景板
３の色分け模様が左側が白く、右側が黒い色分け模様と
なって撮像される。また、互いに混和せずに分離してい
る二種類の液体Ｌ1 及びＬ2 は、ほとんどの場合、その
物性の違いから屈折率が異なる。したがって、液体Ｌ2
の液相を通過した縦線Ｖの像Ｖ2 は、液体Ｌ1 の液相を
通過した縦線Ｖの像Ｖ1 に対して、液体Ｌ1 及びＬ2 の
間の界面Ｓ2 で左右にずれて観察される。
体Ｌ1 と同様に円柱レンズ６が形成されるので、背景板
３の色分け模様が左側が白く、右側が黒い色分け模様と
なって撮像される。また、互いに混和せずに分離してい
る二種類の液体Ｌ1 及びＬ2 は、ほとんどの場合、その
物性の違いから屈折率が異なる。したがって、液体Ｌ2
の液相を通過した縦線Ｖの像Ｖ2 は、液体Ｌ1 の液相を
通過した縦線Ｖの像Ｖ1 に対して、液体Ｌ1 及びＬ2 の
間の界面Ｓ2 で左右にずれて観察される。
【００２０】例えば、液体Ｌ1 の屈折率ｎ1 、液体Ｌ2
の屈折率ｎ2 との間に、ｎ1 ＞ｎ2 の関係があるとき
に、縦線Ｖから出て液体Ｌ1 を透過した光線Ｙ1 が必ず
通過する像点Ｚ1 と、縦線Ｖから出て液体Ｌ2 を透過し
た光線Ｙ2 が必ず通過する像点Ｚ2 は、いずれも平面Ｘ
上に位置すると共に、像点Ｚ1 が像点Ｚ2 よりも円柱レ
ンズ６寄りに位置する。そして、各光線Ｙ1 ，Ｙ2 は、
図２に示すように円柱レンズ６で屈折して、抽出管２の
正面側に達し、縦線Ｖの像Ｖ1 ，Ｖ2 が形成される。し
たがって、これを正面側から見ると、図１及び図３に示
すように、液体Ｌ1を透過した縦線Ｖの像Ｖ1 に対し
て、液体Ｌ2 を透過した縦線Ｖの像Ｖ2 が左側に位置ず
れする。
の屈折率ｎ2 との間に、ｎ1 ＞ｎ2 の関係があるとき
に、縦線Ｖから出て液体Ｌ1 を透過した光線Ｙ1 が必ず
通過する像点Ｚ1 と、縦線Ｖから出て液体Ｌ2 を透過し
た光線Ｙ2 が必ず通過する像点Ｚ2 は、いずれも平面Ｘ
上に位置すると共に、像点Ｚ1 が像点Ｚ2 よりも円柱レ
ンズ６寄りに位置する。そして、各光線Ｙ1 ，Ｙ2 は、
図２に示すように円柱レンズ６で屈折して、抽出管２の
正面側に達し、縦線Ｖの像Ｖ1 ，Ｖ2 が形成される。し
たがって、これを正面側から見ると、図１及び図３に示
すように、液体Ｌ1を透過した縦線Ｖの像Ｖ1 に対し
て、液体Ｌ2 を透過した縦線Ｖの像Ｖ2 が左側に位置ず
れする。
【００２１】これを撮像装置４で撮像すると、その画像
信号は画像処理装置５に入力され、界面Ｓ1 ，Ｓ2 の位
置が検出される。画像処理装置５は、図３（ａ）に一点
鎖線で示すように、界面Ｓ1 ，Ｓ2 を検出しようとする
領域Ａが予め設定されている。そして、まず、画像信号
が入力されると、図３（ｂ）に示すように、その領域Ａ
内で水平方向にスキャンして輝度が変化する点Ｃ1 〜Ｃ
ｎが検出され、次いで、これらの点Ｃ1 〜Ｃｎを連結す
ることにより、図３（ｃ）に示すように、抽出管２を透
過した縦線Ｖの像Ｖ0 〜Ｖ2 の形状が特定される。最後
に、図３（ｄ）に示すように、これらの像Ｖ0 〜Ｖ2 上
の不連続な点Ｃ（ｖ1 ），Ｃ（ｖ2 ）が検出され、その
高さが、界面Ｓ1 ，Ｓ2 の位置として検出される。
信号は画像処理装置５に入力され、界面Ｓ1 ，Ｓ2 の位
置が検出される。画像処理装置５は、図３（ａ）に一点
鎖線で示すように、界面Ｓ1 ，Ｓ2 を検出しようとする
領域Ａが予め設定されている。そして、まず、画像信号
が入力されると、図３（ｂ）に示すように、その領域Ａ
内で水平方向にスキャンして輝度が変化する点Ｃ1 〜Ｃ
ｎが検出され、次いで、これらの点Ｃ1 〜Ｃｎを連結す
ることにより、図３（ｃ）に示すように、抽出管２を透
過した縦線Ｖの像Ｖ0 〜Ｖ2 の形状が特定される。最後
に、図３（ｄ）に示すように、これらの像Ｖ0 〜Ｖ2 上
の不連続な点Ｃ（ｖ1 ），Ｃ（ｖ2 ）が検出され、その
高さが、界面Ｓ1 ，Ｓ2 の位置として検出される。
【００２２】ここで、縦線Ｖの像Ｖ0 〜Ｖ2 が左右に位
置ずれを起こしている最も上の点Ｃ（ｖ1 ）が液面とな
る界面として、また、それ以下の点Ｃ（ｖ2 ）が液相間
の界面として識別される。なお、本例の場合、背景板３
に左右を黒と白に塗り分けた色分け模様が描かれている
ので、その白黒の色分け模様が反転しているか否かによ
って、液面となる界面であるか、液相間の界面であるか
を識別することもできる。
置ずれを起こしている最も上の点Ｃ（ｖ1 ）が液面とな
る界面として、また、それ以下の点Ｃ（ｖ2 ）が液相間
の界面として識別される。なお、本例の場合、背景板３
に左右を黒と白に塗り分けた色分け模様が描かれている
ので、その白黒の色分け模様が反転しているか否かによ
って、液面となる界面であるか、液相間の界面であるか
を識別することもできる。
【００２３】また、抽出管２の内周面に液滴や気泡等が
付着して縦線Ｖの像Ｖ0〜Ｖ2 が局部的に歪んでも、そ
の歪んだ部分の上下の像Ｖ0 〜Ｖ2 のずれを検出するこ
とにより、その歪みが界面Ｓ1 ，Ｓ2 によるものか否か
を正確に識別できるので検出精度も高い。
付着して縦線Ｖの像Ｖ0〜Ｖ2 が局部的に歪んでも、そ
の歪んだ部分の上下の像Ｖ0 〜Ｖ2 のずれを検出するこ
とにより、その歪みが界面Ｓ1 ，Ｓ2 によるものか否か
を正確に識別できるので検出精度も高い。
【００２４】なお、上述の説明では、互いに混和しない
二種類の液体Ｌ1 ，Ｌ2を液相抽出管２に入れて、その
液面となる界面Ｓ1 や液相間の界面Ｓ2 を検出する場合
について説明したが、抽出管２に入れる液体が互いに混
和しないものであれば、その数はいくつあっても屈折率
の違いに基づいて液面となる界面や液相間の界面の位置
を検出することができる。
二種類の液体Ｌ1 ，Ｌ2を液相抽出管２に入れて、その
液面となる界面Ｓ1 や液相間の界面Ｓ2 を検出する場合
について説明したが、抽出管２に入れる液体が互いに混
和しないものであれば、その数はいくつあっても屈折率
の違いに基づいて液面となる界面や液相間の界面の位置
を検出することができる。
【００２５】また、界面を検出する液体を入れた容器が
液相抽出管２である場合について説明したが、本発明は
これに限らず、透光性を有していれば試験管、ビンなど
任意の容器に適用することができる。更に、液面となる
界面と、液相間の界面の双方を同時に検出することな
く、いずれか一方のみを検出するために本発明を適用し
得ることはもちろんである。
液相抽出管２である場合について説明したが、本発明は
これに限らず、透光性を有していれば試験管、ビンなど
任意の容器に適用することができる。更に、液面となる
界面と、液相間の界面の双方を同時に検出することな
く、いずれか一方のみを検出するために本発明を適用し
得ることはもちろんである。
【００２６】さらにまた、撮像装置４を、前記縦線Ｖと
抽出管２の中心軸Ｐを通り背景板３の直交する平面Ｘに
対して左右片側に偏倚させた場合について説明したが、
これらの位置関係は相対的なものであって、図４に示す
ように、撮像装置４と抽出管２の中心軸Ｐを通り背景板
３に直交する平面Ｘ’に対して、縦線Ｖ’が偏倚してい
る場合であってもよく、要は、撮像装置４と、抽出管２
の中心軸Ｐと、縦線Ｖ（Ｖ')が、同一平面Ｘ (Ｘ')上に
なければよい。この場合、屈折率の高い液体Ｌ1 を透過
する光線Ｙ'1と、屈折率の低い液体Ｌ 2 を透過する光線
Ｙ'2は、図４に示すように抽出管２と液体Ｌ1 ，Ｌ2 で
形成される円柱レンズ６で屈折して、抽出管２の正面側
に達し、縦線Ｖの像Ｖ'1，Ｖ'2が形成されるので、これ
を正面側から見ると、図１及び図３と同様に、液面とな
る界面及び液相間の界面で段差を生ずる。
抽出管２の中心軸Ｐを通り背景板３の直交する平面Ｘに
対して左右片側に偏倚させた場合について説明したが、
これらの位置関係は相対的なものであって、図４に示す
ように、撮像装置４と抽出管２の中心軸Ｐを通り背景板
３に直交する平面Ｘ’に対して、縦線Ｖ’が偏倚してい
る場合であってもよく、要は、撮像装置４と、抽出管２
の中心軸Ｐと、縦線Ｖ（Ｖ')が、同一平面Ｘ (Ｘ')上に
なければよい。この場合、屈折率の高い液体Ｌ1 を透過
する光線Ｙ'1と、屈折率の低い液体Ｌ 2 を透過する光線
Ｙ'2は、図４に示すように抽出管２と液体Ｌ1 ，Ｌ2 で
形成される円柱レンズ６で屈折して、抽出管２の正面側
に達し、縦線Ｖの像Ｖ'1，Ｖ'2が形成されるので、これ
を正面側から見ると、図１及び図３と同様に、液面とな
る界面及び液相間の界面で段差を生ずる。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、液
相抽出管などの容器に入った互いに混和しない二種以上
の液体が、いずれも無色透明な場合であっても、その液
体の液面となる界面の位置や、液相間の界面の位置を自
動的に且つ正確に検出することができ、界面の位置をモ
ニタしながら液体の抜取量や容器への液体の注入量を自
動制御する場合などに、その操作を全自動化して、作業
効率を著しく向上させることができるという大変優れた
効果を奏する。
相抽出管などの容器に入った互いに混和しない二種以上
の液体が、いずれも無色透明な場合であっても、その液
体の液面となる界面の位置や、液相間の界面の位置を自
動的に且つ正確に検出することができ、界面の位置をモ
ニタしながら液体の抜取量や容器への液体の注入量を自
動制御する場合などに、その操作を全自動化して、作業
効率を著しく向上させることができるという大変優れた
効果を奏する。
【図１】本発明に係る界面位置検出装置の一例を示す説
明図。
明図。
【図２】界面位置検出の原理を示す光線図。
【図３】画像処理装置における界面位置検出手段を示す
説明図。
説明図。
【図４】他の実施形態を示す平面図。
１・・・・・・界面位置検出装置 ２・・・・・・液
相抽出管（容器） Ｌ1 ，Ｌ2 ・・液体 Ｓ1 ，Ｓ2 ・・界
面 ３・・・・・・背景板 Ｖ・・・・・・縦
線 ４・・・・・・撮像装置 Ｖ0 〜Ｖ2 ・・縦
線の像 ５・・・・・・画像処理装置
相抽出管（容器） Ｌ1 ，Ｌ2 ・・液体 Ｓ1 ，Ｓ2 ・・界
面 ３・・・・・・背景板 Ｖ・・・・・・縦
線 ４・・・・・・撮像装置 Ｖ0 〜Ｖ2 ・・縦
線の像 ５・・・・・・画像処理装置
Claims (4)
- 【請求項１】透光性を有する液相抽出管などの容器
（２）に入った液体（Ｌ 1 ）の液面となる界面（Ｓ1 ）
の位置や、当該容器（２）に入った互いに混和しない二
種以上の液体（Ｌ1 ，Ｌ2 ）の液相間の界面（Ｓ2 ）の
位置を検出する界面位置検出装置であって、 前記容器（２）の背面側に、縦線（Ｖ）を形成した背景
板（３）が配設されると共に、その正面側に、前記容器
（２）を透過して形成される前記縦線（Ｖ）の像（Ｖ0
〜Ｖ2 ）を撮像する撮像装置（４）が配設され、 当該撮像装置（４）の画像信号に基づいて、前記縦線
（Ｖ）の像（Ｖ0 〜Ｖ 2 ）が、前記容器（２）内の液体
（Ｌ1 ，Ｌ2 ）の屈折率の違いにより左右にずれて段差
を生じた位置を界面（Ｓ1 ，Ｓ2 ）の位置として検出す
る画像処理装置（５）を備えたことを特徴とする界面位
置検出装置。 - 【請求項２】前記縦線（Ｖ）が、背景板（３）を左右に
塗り分けた色分け模様の境界線である請求項１記載の界
面位置検出装置。 - 【請求項３】前記撮像装置（４）が、背景板（３）の縦
線（Ｖ）と前記容器（２）の中心軸（Ｐ）を通る平面
（Ｘ）に対して相対的に左右片側に偏倚して配設されて
なる請求項１記載の界面位置検出装置。 - 【請求項４】透光性を有する液相抽出管などの容器
（２）に入った液体（Ｌ 1 ）の液面となる界面（Ｓ1 ）
の位置や、当該容器（２）に入った互いに混和しない二
種以上の液体（Ｌ1 ，Ｌ2 ）の液相間の界面（Ｓ2 ）の
位置を検出する界面位置検出方法であって、 前記容器（２）の背面側に縦線（Ｖ）を形成した背景板
（３）を配し、 その正面側から前記容器（２）を透過して形成される前
記縦線（Ｖ）の像（Ｖ0 〜Ｖ2 ）を撮像し、 その画像信号に基づいて、前記縦線（Ｖ）の像（Ｖ0 〜
Ｖ2 ）が容器（２）内の液体（Ｌ1 ，Ｌ2 ）の屈折率の
違いにより左右にずれて段差を生じた位置を界面
（Ｓ1 ，Ｓ2 ）の位置として検出することを特徴とする
界面位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3931099A JP2000241229A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | 界面位置検出装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3931099A JP2000241229A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | 界面位置検出装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241229A true JP2000241229A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12549552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3931099A Pending JP2000241229A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | 界面位置検出装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000241229A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008298450A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 界面形状センサおよび界面形状測定装置 |
| WO2009041683A1 (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Kyowa Medex Co., Ltd | 分注装置 |
| WO2011145351A1 (ja) | 2010-05-20 | 2011-11-24 | パナソニック株式会社 | 薬液判定装置及び薬液判定方法 |
| CN102680053A (zh) * | 2012-05-29 | 2012-09-19 | 西安费斯达自动化工程有限公司 | 大储油罐油、水、乳化层界面光学阵列图像模糊检测方法 |
| JP2015112507A (ja) * | 2013-12-09 | 2015-06-22 | 日本ゼオン株式会社 | 界面制御方法 |
-
1999
- 1999-02-18 JP JP3931099A patent/JP2000241229A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008298450A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 界面形状センサおよび界面形状測定装置 |
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| JP5140679B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2013-02-06 | 協和メデックス株式会社 | 分注装置 |
| WO2011145351A1 (ja) | 2010-05-20 | 2011-11-24 | パナソニック株式会社 | 薬液判定装置及び薬液判定方法 |
| CN102472707A (zh) * | 2010-05-20 | 2012-05-23 | 松下电器产业株式会社 | 药液判定装置及药液判定方法 |
| JP5260793B2 (ja) * | 2010-05-20 | 2013-08-14 | パナソニック株式会社 | 薬液判定装置及び薬液判定方法 |
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| CN102680053A (zh) * | 2012-05-29 | 2012-09-19 | 西安费斯达自动化工程有限公司 | 大储油罐油、水、乳化层界面光学阵列图像模糊检测方法 |
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| JP2015112507A (ja) * | 2013-12-09 | 2015-06-22 | 日本ゼオン株式会社 | 界面制御方法 |
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