JP2011085575A - 流動物内の異物検出方法、異物検出装置及び異物検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】点滴パック等の軟質な容器中の流動物内の１ｍｍ程度の小さな異物についても、点滴パック等の表面に印刷された文字やバーコードと判別して確実に検出することができ、且つ点滴パックのキャップ内に入り込んだ異物についても検出すること。
【解決手段】流動物を軟質の透明容器に収納した点滴パック１内に混入する異物を検出する装置を、点滴パックを撮像した画像データを出力するカメラ５と、点滴パックをカメラに向けて着脱自在に固定する回転枠体２と、これを、カメラと固定された点滴パックを結ぶ軸を中心にして回転する回転円盤４と、回転させて停止させた後の点滴パックをカメラにより時間間隔をおいて撮像した２つの画像について、その画像間の差異を演算処理して流動物中を移動する異物を検出する画像処理手段と、から構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流動物を軟質な容器に収納する点滴パック等において、その容器内に混入する異物を正確に検出することができる流動物内の異物検出方法、異物検出装置及び異物検出プログラムに関するものである。

従来、薬品や食品等の流動物を密封状態で収納した透明又は半透明のビン、袋などの容器にあっては、その製造工程やそれを使用する場所等において容器内に異物が混入していないかをチェックすることが行われている。

そのような異物を検出する装置としては、例えば、流動運動を与える流動誘発機に、流動物を収納した透明容器をセットして、透明容器中の流動物をカメラで撮像し、その画像を画像処理して異物を検出する異物検出装置が存在している。（特許文献１参照）。

特開２００４−３５４１００号公報

しかしながら、上記特許文献１の異物検出装置にあっては、ガラス等の硬質な容器に収納された液体中の異物検出の対象とするものであり、軟質な容器中の液体中の異物検出については対応していなかった。すなわち、液体を流動させると軟質な容器までも揺らぐことから、容器表面に印刷された文字やバーコードが揺らいでしまって異物として誤検出されてしまったり、１ｍｍ程度の小さな異物については検出が難しかったりするものであった。また、点滴パック等のキャップ内に入り込んだ異物については、撮像することができないことから検出することができなかった。そのため、点滴パック等の軟質な容器中の流動物における１ｍｍ程度の小さな異物については、現状では目視での検査が行われている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、点滴パック等の軟質な容器中の流動物内を移動する１ｍｍ未満の小さな異物についても、点滴パック等の表面に印刷された文字やバーコードと区別して確実に検出することができ、且つ容器キャップ内に入り込んだ異物についても検出することができる流動物内の異物検出方法、異物検出装置及び異物検出プログラムを提供しようとするものである。

前記目的を達成するために請求項１記載の発明は、流動物を軟質の透明容器に収納した流動物容器内に混入する異物を検出する流動物内の異物検出方法であって、カメラに接続されたコンピュータに、固定された流動物容器を揺動して前記流動物を揺動させる容器揺動ステップと、揺動を停止した後に前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した複数の画像を記憶する画像記憶ステップと、前記記憶した複数の画像から選択した任意数の複数画像の差分値を算出して差分画像を生成する差分画像生成ステップと、前記差分画像を二値化処理して差分の特徴点を明確化する二値化画像を生成する二値化画像生成ステップと、前記二値化画像に対して収縮フィルタ処理して所定サイズ未満の特徴点を除去するフィルタ処理ステップと、前記収縮フィルタ処理した画像中に前記流動物の液面を検出し、該液面よりも上方に位置する特徴点を液面の揺らぎによるノイズとして除去する液面検出ステップと、前記液面の揺らぎによるノイズを除去した残りの特徴点を異物として検出する異物検出ステップと、を実行させることを第１の特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記第１の特徴の異物検出方法において、前記画像記憶ステップが、前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した２画像を記憶し、前記差分画像生成ステップが、前記２画像の差分値を算出して差分画像を生成することを第２の特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記第１の特徴の異物検出方法において、前記画像記憶ステップが、前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した４以上、３０未満の複数の画像を記憶し、前記差分画像生成ステップが、前記複数の画像から時間的に連続した２画像を抽出する抽出ステップと、前記抽出した２画像の差分値を算出して差分画像を生成する差分画像生成ステップと、前記抽出ステップ及び差分画像生成ステップを前記画像記憶ステップにより撮像した複数の画像に対して繰り返す繰り返しステップとを含むことを第３の特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記何れかの特徴の異物検出方法において、前記容器揺動ステップが、流動物容器を、該流動物容器と撮像するカメラとを結ぶ軸を中心にして回転することを含むことを第４の特徴とする。

請求項５記載の発明は、流動物を軟質の透明容器に収納した流動物容器内に混入する異物を検出する異物検出装置において、前記流動物容器を撮像した画像データを出力するカメラと、前記流動物容器を固定した状態で揺動して前記流動物を揺動する容器揺動手段と、該容器揺動手段により揺動させて停止させた後の前記流動物容器を前記カメラにより時間間隔をおいて複数の画像を撮像し、前記複数の画像から選択した任意数の複数の画像間の差異を演算処理して流動物中を移動する異物を検出する画像処理手段を有するコンピュータと、を備えたことを第５の特徴とする。

請求項６記載の発明は、前記第５の特徴の異物検出装置において、前記コンピュータが、前記カメラにより流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した２画像を記憶し、前記２画像の差分値を算出して差分画像を生成することを第６の特徴とする。

請求項７記載の発明は、前記第５の特徴の異物検出装置において、前記コンピュータが、前記カメラにより前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した４以上、３０未満の複数の画像を記憶し、前記複数画像から時間的に連続した２画像を抽出し、前記抽出した２画像の差分値を算出して差分画像を生成し、前記抽出と生成を前記撮像した複数の画像に対して繰り返すことを第７の特徴とする。

請求項８記載の発明は、前記第５から７何れかの特徴の異物検出装置において、容器揺動手段は、流動物容器を前記カメラに向けて着脱自在に固定する容器固定部材を、前記カメラと固定された前記流動物容器を結ぶ軸を中心にして回転させることを第８の特徴とする。

請求項９記載の発明は、前記第５から８何れかの特徴の異物検出装置において、画像処理手段は、カメラが１０ｍｓｅｃ〜５０ｍｓｅｃの時間間隔で流動物容器を撮像した複数の画像の差分値を算出して差分画像を生成することを第９の特徴とする。

請求項１０記載の発明は、前記第５から９何れかの特徴の異物検出装置において、画像処理手段は、２つの画像の差分画像を二値化処理して差分の特徴点を明確化する二値化画像を生成することを第１０の特徴とする。

請求項１１記載の発明は、前記第１０の特徴の異物検出装置において、画像処理手段は、二値化画像に対して収縮フィルタ処理して所定サイズ未満の特徴点を除去することを第１１の特徴とする。

請求項１２記載の発明は、前記第１１の特徴の異物検出装置において、画像処理手段は、収縮フィルタ処理した画像中に前記流動物の液面を検出し、該液面よりも上方に位置する特徴点を液面の揺らぎによるノイズとして除去することを第１２の特徴とする。

請求項１３記載の発明は、前記第１２の特徴の異物検出装置において、画像処理手段は、液面の揺らぎによるノイズを除去した残りの特徴点を異物として検出することを第１３の特徴とする。

請求項１４記載の発明は、流動物を軟質の透明容器に収納した流動物容器内に混入する異物を検出する流動物内の異物検出プログラムであって、カメラに接続されたコンピュータに、固定された流動物容器を揺動して前記流動物を揺動させる容器揺動ステップと、揺動を停止した後に前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した複数の画像を記憶する画像記憶ステップと、前記記憶した複数の画像から選択した任意数の複数画像の差分値を算出して差分画像を生成する差分画像生成ステップと、前記差分画像を二値化処理して差分の特徴点を明確化する二値化画像を生成する二値化画像生成ステップと、前記二値化画像に対して収縮フィルタ処理して所定サイズ未満の特徴点を除去するフィルタ処理ステップと、前記収縮フィルタ処理した画像中に前記流動物の液面を検出し、該液面よりも上方に位置する特徴点を液面の揺らぎによるノイズとして除去する液面検出ステップと、前記液面の揺らぎによるノイズを除去した残りの特徴点を異物として検出する異物検出ステップと、を実行させることを第１４の特徴とする。

請求項１５記載の発明は、前記第１４の特徴の異物検出プログラムにおいて、前記コンピュータに、前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した２画像を記憶する画像記憶ステップと、前記２画像の差分値を算出して差分画像を生成する前記差分画像生成ステップとを実行させることを第１５の特徴とする。

請求項１６記載の発明は、前記第１４の特徴の異物検出プログラムにおいて、前記コンピュータに、前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した４以上、３０未満の複数の画像を記憶する画像記憶ステップと、前記複数の画像から時間的に連続した２画像を抽出する抽出ステップと、前記抽出した２画像の差分値を算出して差分画像を生成する差分画像生成ステップと、前記抽出ステップ及び差分画像生成ステップを前記画像記憶ステップにより撮像した複数の画像に対して繰り返す繰り返しステップとを実行させることを第１６の特徴とする。

請求項１６記載の発明は、前記第１４から１６何れかの特徴の異物検出プログラムにおいて、前記コンピュータに、流動物容器を、該流動物容器と撮像するカメラとを結ぶ軸を中心にして回転する前記容器揺動ステップを実行させることを第１６の特徴とする。

以上、説明したように、本発明によれば、固定された流動物容器を揺動して流動物を揺動させた後に所定の時間間隔をおいて撮像した複数の画像を記憶しておき、この記憶した複数の画像から選択した任意数の複数画像の差分値を算出して差分画像を生成し、この差分画像を二値化処理して差分の特徴点を明確化する二値化画像を生成すし、この二値化画像に対して収縮フィルタ処理して所定サイズ未満の特徴点を除去し、この収縮フィルタ処理した画像中に前記流動物の液面を検出し、該液面よりも上方に位置する特徴点を液面の揺らぎによるノイズとして除去した残りの特徴点を異物として検出することによって、点滴パック表面に印刷された文字やバーコードと異物とを確実に判別することができ、且つ点滴パックのキャップ内に入り込んだ移動する異物についても検出することができる流動物内の異物検出方法、異物検出装置及び異物検出プログラムを提供することができる。

本発明の実施形態による流動物内の異物検出装置の概略構成を示す図 本発明の実施形態による流動物内の異物検出装置の概略構成を示す図 本発明の実施形態による流動物内の異物検出装置における駆動部を示す図 本発明の実施形態による流動物内の異物検出装置における点滴パックの装着状態を示す図 本発明の実施形態による流動物内の異物検出方法における異物検出の流れを示すフロー図 本発明の実施形態による流動物内の異物検出装置における点滴パックの２つの撮像データを示す図 本発明の実施形態による流動物内の異物検出装置における点滴パックの２つの撮像データの差分画像を示す図 本発明の実施形態による流動物内の異物検出装置における点滴パックの二値化画像を示す図 本発明の実施形態による流動物内の異物検出装置における点滴パックの収縮フィルタ処理画像を示す図 本発明の実施形態による流動物内の異物検出装置における点滴パックの番号付けした異物候補を示す図 本発明の対象となる点滴パック内の異物の動きの例を示す図 本発明の他の実施形態による流動物内の異物検出方法における異物検出の流れを示すフロー図

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態による流動物内の異物検出方法、異物検出装置及び異物検出プログラムを詳細に説明する。図１〜図１０は、本発明の実施の形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。

＜構成＞
図１及び図２は、本発明の実施形態に係る流動物内の異物検出装置のシステム構成図であり、被検査物として透明なビニール袋に薬品等が収納された点滴パックを例に取り説明する。
本発明の流動物内の異物検出装置は、被検査物である透明なビニール袋に流動物を収納している点滴パック１を、取り付け及び取り外し自在に装着するリング状の回転枠体２と、この回転枠体２を４本の連結体３を介して回転駆動する回転円盤４と、この回転円盤４の中心孔４ａから、対向する回転枠体２に装着された点滴パック１を撮像し、その画像データ出力するカメラ５と、照明光が点滴パック１を透過するようにその印字面１ａ側からカメラ５に向けて白色面発光を行う照明部材６と、前記回転円盤４を回転駆動するモータ７と、このモータ７を作動させるモータドライバ８と、該モータドライバ８を制御するモータコントローラ９と、前記カメラ５の画像データを入力する画像入力部材１０と、前記モータコントローラ９を制御しつつ画像入力部材１０からの画像データを分析して異物の判定を行う、中央処理演算装置（ＣＰＵ）、メモリ、入力手段、出力画面等を備え、かつ異物検出を実行する処理手順を記述したプログラムを備えた汎用のコンピュータ１１とから構成されている。
なお、前記回転円盤４は、カメラ５と固定された点滴パック１を結ぶ軸を中心にして回転枠体２及び点滴パック１を回転する。このような点滴パックのキャップ１ｃを上下に円回転させる方向に点滴パックを回転することにより、キャップ内に入り込んだ異物もキャップ外に移動させて検出することが可能となるものである。

また、前記モータ７としては、点滴パック１の回転を正確に制御するために、パルス波形に同期して動作するステッピングモーターを用いてもよい。なお、前記回転円盤４による点滴パック１のキャップ１ｃを円回転させて異物を移動させる手段以外に、固定した点滴パックを上下、左右又はランダムに揺動する揺動手段を用いてもよく、いずれにしても揺動を止めた点滴パックに対して、その内部の流動物が揺動させた慣性でしばらくの間移動するようにすればよいものである。

図３は、図１及び図２における回転円盤４を回転駆動する駆動部分を示し、モータ７が回転させるプーリー１２と、回転円盤４に配設されたベアリング１３と、前記プーリー１２とベアリング１３を連結するベルト１４と、このベルト１４に適正なテンションを与える２個の回転自在なアイドラー１５とから構成される。

図４は、回転枠体２が装着した点滴パック１を、カメラ５側から見た状態を示し、点滴パック１における図４の上方に予め穿設されている２個の孔１ｂを掛止する固定バンド１６及び点滴パック１のキャップ１ｃ部分を掛止する固定バンド１７が、点滴パック１を図４の上方に牽引付勢すると共に、点滴パック１における図４の下方に予め穿設されている孔１ｄを掛止するバネ部材１８が、点滴パック１を図４の下方に牽引付勢している。このように、本実施形態による異物検出装置は、点滴パック１が上下方向に牽引され伸長して固定された状態をカメラ５が撮像する。１９は、点滴パック１内に混入している異物を表している。１ｅは、点滴パック１内の液体と空気との境界を表す液面である。なお、点滴パック１の容器表面への印刷表示は、図４及び図６に示す点滴パック１の裏面の印字面１ａに形成されている。

＜動作＞
本発明の実施形態に係る流動物内の異物検出方法、異物検出装置及び異物検出プログラムの動作について、図５を参照して説明する。

図５は、流動物内の異物検出方法における異物検出の動作フローであり、このフローは、異物検出のためのプログラムを備えたコンピュータ１１により、白色の面発光照明を透過光として点滴パック１の印字面１ａ側から照射するステップ１と、点滴パック１を装着した回転枠体２を、回転円盤４を介してモータ７により回転させるステップ２と、モータ７を停止して、点滴パック１の回転を停止することにより、点滴パック１内の異物が液中を移動するようにしつつ、点滴パック内の気泡を浮上させるステップ３と、異物の移動する影を捉えるべく、カメラ５により点滴パック１を３０ｍｓｅｃ間隔で連続して複数フレーム（本実施形態では２フレーム）撮像する（図６（ａ）及び図６（ｂ））ステップ４と、前記２フレームの画像間の各ピクセル輝度の差分値を算出し、差分値画像（図７）を生成するステップ５と、上記差分値画像を白と黒の二値化する（図８）ことにより、３０ｍｓｅｃ間隔で撮像した２画像の差異を明確化するステップ６と、前記二値化画像の白色点に対して収縮フィルタ処理を行い、画像内の白い領域を収縮させて、黒い領域を膨張させることにより、点滴パック１表面の印字の揺らぎによるノイズを消去する（図９）ステップ７と、前記収縮フィルタ処理を行った画像中の白色部分において、白色の集合体を異物候補として識別すべく番号付けする（図１０）ステップ８と、前記図１０中の画像座標の高さ方向の上部に液面を検出し設定し、この液面より上方に位置する番号の異物候補を、液面の揺らぎによるノイズとして除くステップ９と、液面によるノイズを除いて残った異物候補（図１０中のＮｏ．１７）を異物として検出するステップ１０とから構成される。

以下に、上記動作フローについての各ステップについて詳述する。
点滴パック１は、ビニール等の軟質の材質からなる、不定形な袋体であるが、異物検出装置の回転枠体２に、固定バンド１６により上下方向の移動が規制され、かつバネ部材１８により下方向に牽引付勢されるとともに、キャップ１ｃを固定バンドにて固定されて左右方向の移動も規制された状態で装着されることにより、表面に皺のない平らな形状に固定される。なお、点滴パック１の表面に皺があると、異物検出装置はこの皺を異物と誤検出するおそれがあることから、点滴パック１をできるだけ皺のない均一な平らな状態にして異物検出することが望ましい。

そして、上記ステップ１においては、カメラ５のレンズから撮像する点滴パック１までの距離を、カメラのレンズの焦点距離に応じて３５０ｍｍ以上として、点滴パック１の印字面１ａ側からカメラ５に向けて照明部材６から白色の面発光を照射する。カメラ５は、点滴パック１を透過する照明部材６からの透過光と異物の影を撮像するものである。

次に、ステップ２において、異物検出のためのプログラムを備えたコンピュータ１１によりモータ７を駆動して、点滴パック１を一定方向に回転させる。図１に示す異物検出装置にあっては、カメラ５から見て、点滴パック１を反時計方向に回転させる。

ステップ３において、コンピュータ１１は、点滴パック１のキャップ１ｃが、図４に示すごとく、真上となる位置になったところで、モータ７を停止する。そして、点滴パック１中で気泡が液中に位置していると、異物検出装置は気泡を異物として誤検出してしまうことから、気泡が液面に浮き上がるまで待つ。この状態において、点滴パック１は停止していても、内部の流動物は回転させられていた慣性により容器内をしばらくの間、移動し続けている。

ステップ４において、コンピュータ１１は、カメラ５で点滴パック１を、１０ｍｓｅｃ〜５０ｍｓｅｃの間の何れかの時間間隔、更に好ましくは３０ｍｓｅｃの時間間隔で複数フレーム（本実施形態では２フレーム）撮像し、その画像データを画像入力部材１０を介してコンピュータ１１内に記憶して取り込む。点滴パック１の液中に異物１９が混入している場合に、前記２フレームの画像データにおける３０ｍｓｅｃの時間差において、流動物の動きにより異物１９も多少移動し、異物１９（若しくは異物の影）は前記２フレームの画像間でずれた位置に撮像される。上記カメラ５による撮像時間間隔は、短くするとノイズとなる液面の変化によるノイズや、容器表面の揺らぎによる印字のずれによるノイズが小さくなる一方、異物の移動変化量も小さくなって検出しづらくなり、また撮像時間間隔を長くすると、異物の移動変化量が大きくなって検出しやすくなる一方、上記液面の変化によるノイズや、容器表面の揺らぎによる印字のずれによるノイズも大きくなって除去しづらくなるものであり、本実施形態にあっては、３０ｍｓｅｃの時間間隔が好適である。

ステップ５において、コンピュータ１１が異物検出のためのプログラムを用いて、前記２フレームの画像データについて各ピクセル輝度の差分値を算出して、差分画像として図７の画像を生成する。

ステップ６において、コンピュータ１１が異物検出のためのプログラムを用いて、図７の差分画像を白と黒の二値化する処理をして、２フレームの画像データの差異を明確化する。これにより、３０ｍｓｅｃ間の異物１９の移動、液面１ｅの変化（３０ｍｓｅｃ間の液面の揺らぎ）、点滴パック１表面の印字の変化（３０ｍｓｅｃ間の印字の揺らぎ）が図８に示すごとく白色点として数多く現れる。

ステップ７において、コンピュータ１１が異物検出のためのプログラムを用いて、図８中の白色点に対して収縮フィルタ処理を行い、これにより、図９に示すごとく、点滴パック１表面の印字の変化による小さな白色点が消去される。
この収縮フィルタ処理とは、画像内の白い領域を収縮させ、白いノイズ成分を除去するものである。この画素フィルタのサイズ、すなわち除去しようとするノイズのサイズは、検出しようとする異物のサイズや、異物検出装置全体の性能等を勘案して予め適宜に設定するものである。

ステップ８において、コンピュータ１１が異物検出のためのプログラムを用いて、図９の白色点の集合体を識別するための番号付けをして、図１０に示すごとく、異物候補Ｎｏ．１〜１７を検知する。

ステップ９において、コンピュータ１１が異物検出のためのプログラムを用いて、図１０中の画像座標の高さ方向の上部に液面を検出する。この液面の検出方法は、点滴パックの内容量は固定されていて、その液面高さが固定されていることから、点滴パックを撮像した画像中の垂直方向の座標から、点滴パックの種類ごとに予め液面高さを設定しておくものである。そして、この液面より上方に位置する異物候補Ｎｏ．１〜１６を、液面の揺らぎによるノイズとして削除する。

ステップ１０において、コンピュータ１１が異物検出のためのプログラムを用いて、上記ステップ９の処理で残った異物候補Ｎｏ．１７を異物として検出する。

以上述べた如く前述の実施形態においてはカメラ５による点滴パック１の撮像を３０ｍｓｅｃの時間間隔で２フレーム撮像する例を説明したが、例えば、異物が微細な長さに切断された髪の毛（太さ約０．０７ｍｍ〜０．１ｍｍ）の如く細長い形状の場合、この異物が流動物内においてカメラ５の撮像面に対して向きを変えながら回転を伴う移動した場合、異物検出が困難なことが想定される。
これを具体的に説明すると、図１１（ａ）に示す如く、細長い形状の異物がカメラ５による撮像平面に対して流動物内において矢印Ａ方向に回転しながら移動した場合、符号１９ｄで示す位置の異物の細長形状の断面が撮像面と平行になるため、撮像した異物のサイズが極めて小さくなって検出が困難であると共に、図１１（ｂ）に示す如く、異物１９が撮像面に対して矢印Ｂ方向に回転しながら垂直（点滴パックの奥行き方向）に移動した場合、１つの異物が重なって撮像されるために異物検出が困難になることが想定される。

そこで、本発明の他の実施形態においては、前述の実施形態においては２フレームの撮像を行うのに対して、更に多数の撮像を行い、この多数の撮像画面によって異物を検出することが考えられる。この異物検出の処理手順は、前述の実施形態と同一のハードウェア構成において前記コンピュータ１１が、図１２に示す如く、白色の面発光照明を透過光として点滴パック１の印字面１ａ側から照射するステップ１と、点滴パック１を装着した回転枠体２をモータ７により回転させるステップ２と、モータ７の停止により点滴パック１の回転を停止することにより、点滴パック１内の異物が液中を移動するようにしつつ、点滴パック内の気泡を浮上させるステップ３と、異物の移動する影を捉えるべく、カメラ５により点滴パック１を３０ｍｓｅｃ間隔で連続して多数フレール（本実施形態では４から３０フレーム、例えば１０フレーム）撮像するステップ４と、連続する前後２フレームの画像間の各ピクセル輝度の差分値を算出し、差分値画像を生成するステップ５と、上記差分値画像を白と黒の二値化することにより、３０ｍｓｅｃ間隔で撮像した２画像の差異を明確化するステップ６と、前記二値化画像の白色点に対して収縮フィルタ処理を行い、画像内の白い領域を収縮させて、黒い領域を膨張させることにより、点滴パック１表面の印字の揺らぎによるノイズを消去するステップ７と、前記収縮フィルタ処理を行った画像中の白色部分において、白色の集合体を異物候補として識別すべく番号付けするステップ８と、前記図１０中の画像座標の高さ方向の上部に液面を検出し設定し、この液面より上方に位置する番号の異物候補を液面の揺らぎによるノイズとして除くステップ９と、液面によるノイズを除いて残った異物候補を異物として検出するステップ１０と、このステップＳ１０において異物検出と判定したか否かを判定するステップＳ１１と、このステップＳ１１において異物を検出したと判定したとき検査対象が不良品であると判定して処理を終了するステップＳ１４と、前記ステップＳ１１において異物を検出しないと判定したとき、前述の多数撮像した画像の次の画像が有るか否かを判定し、有ると判定したときに前記ステップＳ５に戻って次の２画像間の異物検出処理に移行するステップＳ１２と、このステップＳ１２において次の画像がないと判定したとき、点滴パックが良品と判定して処理を終了するステップＳ１３とを実行する。

これら処理によって本実施形態による異物検出装置及び方法は、異物が細長い形状で移動するものあっても、多数フレームを撮像することにより、太さが０．０７〜０．１ｍｍの細長い形状の髪の毛等の異物を検出することができる。なお、本実施形態においては、多数撮像した連続する２フレール間の画像を比較する例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば１０フレーム撮像した場合、１フレームと３フレーム、２フレームと４フレーム、３フレームと５フレーム等の間隔を空けたフレーム間の画像を比較するように構成しても良く、また、２画像間での比較に限られるものではなく、３以上の画像間を相互に比較するように構成しても良い。更に、本発明は、多数の連続画像中の異物が移動する軌跡を検出し、気泡が液体中の上方（液面方向）に移動する特性があることに着目し、主に横方向又は下方向に移動する軌跡を描くものを異物として検出するように構成しても良く、これらはコンピュータ１１のソフトウェアの設計により容易に行うことができる。

なお、上述した各実施形態にあっては、点滴パック中の異物の検出について説明したが、これに限ることなく、点滴パック以外の飲料の詰め替え用パック等の、流動物を収納する透明なビニール容器であっても適用することができる。

本発明の流動物内の異物検出装置は、図１に示すように、コンピュータのＣＰＵ、メモリ、補助記憶装置、ディスプレイ、入力デバイス等を含むハードウェア資源上に構築されたＯＳ、アプリケーション、データベース、ネットワークシステム等によって実現されるものであり、異物検出処理が上記のハードウェア資源を用いて具体的に実現されるものであるから、自然法則を利用した技術的思想に該当するものであり、各種医療機関等において利用することができるものである。

１ 点滴パック、１ａ 印字面、１ｃ キャップ、１ｅ 液面、２ 回転枠体、３ 連結体、４ 回転円盤、５ カメラ、６ 照明部材、７ モータ、８ モータドライバ、９ モータコントローラ、１０ 画像入力部材、１１ コンピュータ、１９ 異物

Claims (17)

1. 流動物を軟質の透明容器に収納した流動物容器内に混入する異物を検出する流動物内の異物検出方法であって、カメラに接続されたコンピュータに、固定された流動物容器を揺動して前記流動物を揺動させる容器揺動ステップと、揺動を停止した後に前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した複数の画像を記憶する画像記憶ステップと、前記記憶した複数の画像から選択した任意数の複数画像の差分値を算出して差分画像を生成する差分画像生成ステップと、前記差分画像を二値化処理して差分の特徴点を明確化する二値化画像を生成する二値化画像生成ステップと、前記二値化画像に対して収縮フィルタ処理して所定サイズ未満の特徴点を除去するフィルタ処理ステップと、前記収縮フィルタ処理した画像中に前記流動物の液面を検出し、該液面よりも上方に位置する特徴点を液面の揺らぎによるノイズとして除去する液面検出ステップと、前記液面の揺らぎによるノイズを除去した残りの特徴点を異物として検出する異物検出ステップと、を実行させることを特徴とする流動物内の異物検出方法。
2. 前記画像記憶ステップが、前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した２画像を記憶し、前記差分画像生成ステップが、前記２画像の差分値を算出して差分画像を生成することを特徴とする請求項１記載の流動物内の異物検出方法。
3. 前記画像記憶ステップが、前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した４以上、３０未満の複数の画像を記憶し、前記差分画像生成ステップが、前記複数の画像から時間的に連続した２画像を抽出する抽出ステップと、前記抽出した２画像の差分値を算出して差分画像を生成する差分画像生成ステップと、前記抽出ステップ及び差分画像生成ステップを前記画像記憶ステップにより撮像した複数の画像に対して繰り返す繰り返しステップとを含むことを特徴とする請求項１記載の流動物内の異物検出方法。
4. 前記容器揺動ステップにおいて、流動物容器を、該流動物容器と撮像するカメラとを結ぶ軸を中心にして回転することを特徴とする請求項１から３何れかに記載の流動物内の異物検出方法。
5. 流動物を軟質の透明容器に収納した流動物容器内に混入する異物を検出する異物検出装置において、前記流動物容器を撮像した画像データを出力するカメラと、前記流動物容器を固定した状態で揺動して前記流動物を揺動する容器揺動手段と、該容器揺動手段により揺動させて停止させた後の前記流動物容器を前記カメラにより時間間隔をおいて複数の画像を撮像し、前記複数の画像から選択した任意数の複数の画像間の差異を演算処理して流動物中を移動する異物を検出する画像処理手段を有するコンピュータと、を備えたことを特徴とする流動物内の異物検出装置。
6. 前記コンピュータが、前記カメラにより流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した２画像を記憶し、前記２画像の差分値を算出して差分画像を生成することを特徴とする請求項５記載の流動物内の異物検出装置。
7. 前記コンピュータが、前記カメラにより前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した４以上、３０未満の複数の画像を記憶し、前記複数画像から時間的に連続した２画像を抽出し、前記抽出した２画像の差分値を算出して差分画像を生成し、前記抽出と生成を前記撮像した複数の画像に対して繰り返すことを特徴とする請求項５記載の流動物内の異物検出装置。
8. 容器揺動手段は、流動物容器を前記カメラに向けて着脱自在に固定する容器固定部材を、前記カメラと固定された前記流動物容器を結ぶ軸を中心にして回転させることを特徴とする請求項５から７何れかに記載の流動物内の異物検出装置。
9. 画像処理手段は、カメラが１０ｍｓｅｃ〜５０ｍｓｅｃの時間間隔で流動物容器を撮像した複数の画像の差分値を算出して差分画像を生成することを特徴とする請求項５から８何れかに記載の流動物内の異物検出装置。
10. 画像処理手段は、２つの画像の差分画像を二値化処理して差分の特徴点を明確化する二値化画像を生成することを特徴とする請求項５から９何れかに記載の流動物内の異物検出装置。
11. 画像処理手段は、二値化画像に対して収縮フィルタ処理して所定サイズ未満の特徴点を除去することを特徴とする請求項１０記載の流動物内の異物検出装置。
12. 画像処理手段は、収縮フィルタ処理した画像中に前記流動物の液面を検出し、該液面よりも上方に位置する特徴点を液面の揺らぎによるノイズとして除去することを特徴とする請求項１１記載の流動物内の異物検出装置。
13. 画像処理手段は、液面の揺らぎによるノイズを除去した残りの特徴点を異物として検出することを特徴とする請求項１２記載の流動物内の異物検出装置。
14. 流動物を軟質の透明容器に収納した流動物容器内に混入する異物を検出する流動物内の異物検出プログラムであって、カメラに接続されたコンピュータに、固定された流動物容器を揺動して前記流動物を揺動させる容器揺動ステップと、揺動を停止した後に前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した複数の画像を記憶する画像記憶ステップと、前記記憶した複数の画像から選択した任意数の複数画像の差分値を算出して差分画像を生成する差分画像生成ステップと、前記差分画像を二値化処理して差分の特徴点を明確化する二値化画像を生成する二値化画像生成ステップと、前記二値化画像に対して収縮フィルタ処理して所定サイズ未満の特徴点を除去するフィルタ処理ステップと、前記収縮フィルタ処理した画像中に前記流動物の液面を検出し、該液面よりも上方に位置する特徴点を液面の揺らぎによるノイズとして除去する液面検出ステップと、前記液面の揺らぎによるノイズを除去した残りの特徴点を異物として検出する異物検出ステップと、を実行させるための流動物内の異物検出プログラム。
15. 前記コンピュータに、前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した２画像を記憶する画像記憶ステップと、前記２画像の差分値を算出して差分画像を生成する前記差分画像生成ステップとを実行させるための請求項１４記載の流動物内の異物検出プログラム。
16. 前記コンピュータに、前記カメラが前記流動物容器を透過する透過光を所定の時間間隔をおいて撮像した４以上、３０未満の複数の画像を記憶する画像記憶ステップと、前記複数の画像から時間的に連続した２画像を抽出する抽出ステップと、前記抽出した２画像の差分値を算出して差分画像を生成する差分画像生成ステップと、前記抽出ステップ及び差分画像生成ステップを前記画像記憶ステップにより撮像した複数の画像に対して繰り返す繰り返しステップとを実行させるための請求項１４記載の流動物内の異物検出プログラム。
17. 前記コンピュータに、流動物容器を、該流動物容器と撮像するカメラとを結ぶ軸を中心にして回転する前記容器揺動ステップを実行させるための請求項１４から１６何れかに記載の流動物内の異物検出プログラム。
    

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