JP2023061050A - 計測装置、計測方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】液面の高さを正確に計測する。【解決手段】計測装置は、一つ又は複数の容器に収容された液体の液面に上方から測距光を照射し、液面で反射した光を受光して計測値を出力する複数のセンサであって、それぞれ異なる高さに取付けられた複数のセンサと、複数のセンサ又は各容器の一方を移動するための移動機構と、移動機構を制御し、かつ、複数のセンサから出力される計測値を取得する制御装置とを備え、複数のセンサは、複数のセンサが移動する方向又は各容器が移動する方向に沿って並んで配置されており、制御装置は、複数のセンサ又は各容器の一方を移動することにより液面における所定位置についての計測値を複数のセンサから取得し、かつ、複数のセンサから取得した計測値の何れか一つを選択し、選択した計測値に基づいて、液面における所定位置についての液面の高さを計測する。【選択図】図３

Description

本発明は、計測装置、計測方法及びプログラムに関する。

試験管などの容器に薬液などの液体を収容する場合、容器に収容された液体の量は目視で検査されている。液体の量の検査は、液面の高さを計測することにより行われており、液体の高さの計測の正確性が顧客の魅力となっている。特許文献１には、処理液槽内の異なる液面高さを検出する複数の液面センサを含む処理液量測定機構が開示されている。

特開２０１０－２３２５２０号公報

目視による検査は、検査を行う作業者の技能により正確性が異なる。特許文献１に開示の処理液量測定機構は、試験管などのスケールの容器の液面の高さを正確に計測するのに適していない。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、液面の高さを正確に計測することが可能な技術を提供することにある。

本発明の一観点に係る計測装置は、一つ又は複数の容器に収容された液体の液面に上方から測距光を照射し、前記液面で反射した光を受光して計測値を出力する複数のセンサであって、それぞれ異なる高さに取付けられた複数のセンサと、前記複数のセンサ又は前記各容器の一方を移動するための移動機構と、前記移動機構を制御し、かつ、前記複数のセンサから出力される計測値を取得する制御装置とを備え、前記複数のセンサは、前記複数のセンサが移動する方向又は前記各容器が移動する方向に沿って並んで配置されており、前記制御装置は、前記複数のセンサ又は前記各容器の一方を移動することにより前記液面における所定位置についての前記計測値を前記複数のセンサから取得し、かつ、前記複数のセンサから取得した前記計測値の何れか一つを選択し、選択した前記計測値に基づいて、前記液面における前記所定位置についての前記液面の高さを計測する、計測装置である。

制御装置は、複数のセンサ又は各容器の一方を移動することにより液面における所定位置についての計測値を複数のセンサから取得し、かつ、複数のセンサから取得した計測値の何れか一つを選択し、選択した計測値に基づいて、液面における所定位置についての液面の高さを計測する。これにより、容器内の液体の液面の高さを正確に計測することができる。複数のセンサ又は各容器の一方を移動しながら、制御装置が複数のセンサから出力される計測値を取得するため、容器内の液体の液面の広範囲において液面の高さを正確に計測することができる。

前記制御装置は、前記液面における複数の前記所定位置についての前記液面の高さを計測してもよい。前記制御装置は、前記液面における前記各容器との境界及び境界近傍の位置を除外して、前記液面における複数の位置についての前記液面の高さを計測してもよい。

前記制御装置は、前記複数の容器ごとに決定された前記複数のセンサと前記複数の容器との対応関係に基づいて、前記複数のセンサから取得した前記計測値の何れか一つを選択し、選択した前記計測値に基づいて、前記液面における前記所定位置についての前記液面の高さを計測してもよい。

前記制御装置は、前記複数のセンサ又は前記各容器の一方を移動することにより前記液面における所定位置についての前記計測値及び計測品質値を前記複数のセンサから取得し、かつ、前記計測品質値に基づいて、前記複数のセンサから取得した前記計測値の何れか一つを選択し、選択した前記計測値に基づいて、前記液面における前記所定位置についての前記液面の高さを計測してもよい。

前記計測品質値は、前記液面で反射した光の受光量であってもよい。前記複数のセンサの測定中心距離が同じであってもよい。

前記各容器の基準面に上方から測距光を照射し、前記基準面で反射した光を受光して計測値を出力する基準センサを備え、前記各センサの測定中心距離及び前記基準センサの測定中心距離が同じであり、前記各センサが出力する前記計測値は、前記各センサから前記液面までの距離を含み、前記基準センサが出力する前記計測値は、前記基準センサから前記基準面までの距離を含み、前記制御装置は、前記基準センサによって出力される前記計測値を取得し、下記式に基づいて、前記液面における前記所定位置についての前記液面の高さを計測してもよい。
液面の高さ＝Ｖ１－Ｖ２＋取付オフセット
前記Ｖ１は、前記基準センサから前記基準面までの距離と前記基準センサの前記測定中心距離との差分であり、前記Ｖ２は、前記各センサから前記液面までの距離と前記各センサの測定中心距離との差分であり、前記取付オフセットは、前記基準センサの取付高さと前記各センサの取付高さとの差分である。
前記複数のセンサは、共焦点センサであってもよい。

本発明の一観点に係る計測装置の計測方法は、一つ又は複数の容器に収容された液体の液面に上方から測距光を照射し、前記液面で反射した光を受光して計測値を出力する複数のセンサであって、それぞれ異なる高さに取付けられた複数のセンサと、前記複数のセンサ又は前記各容器の一方を移動するための移動機構と、を備える計測装置の計測方法であって、前記複数のセンサは、前記複数のセンサが移動する方向又は前記各容器が移動する方向に沿って並んで配置されており、コンピュータが、前記移動機構を制御して前記複数のセンサ又は前記各容器の一方を移動することにより前記液面における所定位置についての前記計測値を前記複数のセンサから取得するステップと、前記複数のセンサから取得した前記計測値の何れか一つを選択し、選択した前記計測値に基づいて、前記液面における前記所定位置についての前記液面の高さを計測するステップと実行する計測方法である。計測方法における各ステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムであってもよい。

本発明によれば、液面の高さを正確に計測することが可能な技術を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るカートリッジの斜視図である。 図２（Ａ）～（Ｃ）は、第１実施形態に係るカートリッジの概略構成図である。 図３は、第１実施形態に係る計測装置の概略構成図である。 図４は、複数のセンサを側面から見た図である。 図５（Ａ）及び（Ｂ）は、複数のセンサの移動処理の説明図である。 図６（Ａ）及び（Ｂ）は、複数のセンサがトレイ上を移動するパターンの説明図である。 図７は、複数のセンサを用いた計測処理の説明図である。 図８（Ａ）及び（Ｂ）は、カートリッジ及び複数のセンサの位置関係を示す図である。 図９は、容器内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを計測する処理の一例を説明する図である。 図１０は、制御装置で利用可能なファンクションブロックの一例を示す図である。 図１１は、制御装置で利用可能なファンクションブロックの一例を示す図である。 図１２は、記憶装置に記憶されるロギングデータの一例を示す図である。 図１３は、制御装置によって生成されるプロファイルデータの一例を示す図である 図１４は、制御装置が、複数のセンサから出力される計測値を取得する処理の流れを示すフローチャートである。 図１５は、制御装置が、プロファイルデータを生成する処理の流れを示すフローチャートである。 図１６は、複数のセンサを側面から見た図である。 図１７は、共焦点センサの測定中心距離と、受光量との関係を示す図である。 図１８は、容器内の液体の液面の高さを示すデータである。 図１９は、第４実施形態に係る計測装置の概略構成図である。

以下、実施形態について図を参照しながら説明する。以下に示す実施形態は、本願の一態様であり、本願の権利範囲を限定するものではない。
＜適用例＞
以下、本発明が適用される場面の一例について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るカートリッジ１の斜視図である。図２（Ａ）～（Ｃ）は、第１実施形態に係るカートリッジ１の概略構成図であり、図２（Ａ）は、カートリッジ１の平面図であり、図２（Ｂ）及び（Ｃ）は、カートリッジ１の側面図である。カートリッジ１は、複数の容器２を有する。図１及び図２では、カートリッジ１が、複数の容器２を有するが、カートリッジ１が、一つの容器２を有してもよい。容器２に試薬などの液体を収容することが可能である。図１及び図２では、複数のカートリッジ１が、トレイ３上に載置されているが、一つのカートリッジ１が、トレイ３上に載置されてもよい。図１及び図２に示すカートリッジ１は、カートリッジ１をトレイ３上に固定するための柱部４と、複数の容器２を支持するための支持部５とを有する。

カートリッジ１と複数の容器２とが一体成形されていてもよいし、カートリッジ１と複数の容器２とが別体で成形されていてもよい。カートリッジ１及び容器２は、樹脂、ガラス、金属などの材料で形成されてもよい。カートリッジ１と複数の容器２とが一体成形される場合、カートリッジ１及び容器２は、同一材料で構成されていてもよい。容器２は、カートリッジ１に設けられた溝（凹部）であってもよい。カートリッジ１と複数の容器２とが別体で成形される場合、カートリッジ１及び容器２は、同一材料又は異なる材料で構成されていてもよい。容器２は、カートリッジ１に着脱可能であってもよい。

図３は、第１実施形態に係る計測装置１０の概略構成図である。計測装置１０は、制御装置１１と、記憶装置１２と、入力装置１３と、表示装置１４と、センサユニット１５と、を備える。制御装置１１は、記憶装置１２、入力装置１３、表示装置１４及びセンサユニット１５を制御する。制御装置１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロ
セッサ、プロセッサが動作するためのプログラムや制御データ等を記憶しているＲＯＭ（Read Only Memory）、プロセッサのワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されている。制御装置１１は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）であってもよい。記憶装置１２は、制御装置１１による演算処理の結果などのデータ
や情報を記憶する。表示装置１４は、制御装置１１による演算処理の結果などのデータや情報を出力したり、記憶装置１２に記憶されたデータや情報を出力したりする。入力装置１３は、ユーザが操作するためのデバイスであり、例えば、キーボード、ボタン、タッチパネルなどを有してもよい。なお、計測装置１０に、外部装置（例えば、外部のコンピュータやサーバなど）に情報を送信する通信装置を設けてもよい。

センサユニット１５は、センサ２１～２４と、サーボモータ２５とを備える。センサユニット１５が備えるセンサの個数は任意に設定することが可能であり、図３に示すセンサの個数に限定されない。測距センサとしてのセンサ２１～２４は、対象物に測距光を照射し、対象物で反射した光を受光して計測値を出力する。測距光として、例えば、白色光、レーザ光などを用いてもよい。センサ２１～２４から出力される計測値は、制御装置１１に入力される。センサ２１～２４としては、共焦点センサ、三角測距方式センサなどを利用することができる。センサ２１～２４として三角測距方式センサを用いる場合、センサ２１～２４は、測距光としてレーザ光を対象物に照射する。センサ２１～２４として共焦点センサを用いる場合、センサ２１～２４は、測距光として白色光を対象物に照射し、対象物で反射した光（対象物までの距離に応じた波長の光）を受光する。センサ２１～２４として共焦点センサを用いることで、三角測距方式センサでは計測できない口径が小さく、深さが深い容器２の液面を計測することができる。

サーボモータ２５は、センサユニット１５を移動するための移動機構である。制御装置１１がサーボモータ２５を制御してセンサユニット１５を水平方向に移動することにより、センサユニット１５に設けられたセンサ２１～２４及びサーボモータ２５が水平方向に移動する。制御装置１１は、センサ２１～２４から出力される計測値を取得する。

図４は、センサ２１～２４を側面から見た図である。センサ２１～２４は、鉛直下方向に向かって測距光が照射されるように配置されており、センサ２１～２４の取付高さがそれぞれ異なっている。すなわち、センサ２１～２４は、それぞれ異なる高さに取付けられており、鉛直方向における対象物からの距離がそれぞれ異なる。センサ２１～２４の測定中心距離（計測中心距離）が同じである。図４では、センサ２１～２４の測定中心距離（計測中心距離）をＷＤ１～ＷＤ４で示している。

センサ２１～２４には、測定中心距離が設定されている。測定中心距離は、センサ２１～２４から出射された測距光のスポット径が最小となる距離（焦点距離）である。例えば、センサ２１～２４の測定中心距離から鉛直方向に±３ｍｍの範囲が、センサ２１～２４の計測可能範囲（計測対象距離範囲）である。なお、センサ２１～２４の計測可能範囲は、センサ２１～２４の測定中心距離から鉛直方向に±３ｍｍの範囲に限定されず、他の範囲に設定してもよい。センサ２２の取付高さとセンサ２３の取付高さとの差分（取付高さオフセット）は、センサ２２又は２３の計測可能範囲と同じ値であってもよい。センサ２３の取付高さとセンサ２４の取付高さとの差分（取付高さオフセット）は、センサ２３又は２４の計測可能範囲と同じ値であってもよい。

図５（Ａ）及び（Ｂ）は、センサ２１～２４の移動処理の説明図である。図５（Ａ）は、センサ２１～２４を上面から見た図であり、図５（Ａ）は、センサ２１～２４を側面から見た図である。センサ２１～２４を水平方向（図５（Ａ）及び（Ｂ）ではＸ軸方向）に移動することにより、センサ２１～２４をカートリッジ１の上方を通過させる。センサ２１～２４がカートリッジ１の上方を通過している間に、センサ２１～２４がカートリッジ１の上方からカートリッジ１に測距光を照射する。センサ２１～２４は、カートリッジ１で反射した光を受光して計測値を出力する。

センサ２１～２４は、センサ２１～２４が移動する方向（図５（Ａ）及び（Ｂ）ではＸ軸方向）に沿って並んで配置されている。すなわち、センサ２１～２４が移動する方向において、センサ２１～２４のそれぞれの中心がずれている。そのため、同一のタイミングでセンサ２１～２４から測距光が照射された場合、センサ２１～２４の測距光の照射位置はそれぞれ異なる。センサ２１は、センサ２１～２４が移動する方向と直交する方向（図５（Ａ）ではＹ軸方向）において、センサ２２～２４とずらして配置されている。すなわち、センサ２１～２４が移動する方向と直交する方向において、センサ２１の中心が、センサ２２～２４のそれぞれの中心とずれている。

センサ２１～２４が移動する場合、センサ２１の中心が支持部５の上面の上方を通過するが、センサ２１の中心は複数の容器２内の液体の液面の上方を通過しない。例えば、センサ２１～２４が移動する方向に向かって支持部５の上面の上方を通過する仮想線Ｌ１を引いた場合、センサ２１の中心が仮想線Ｌ１上を通るようにして、センサ２１が移動する。センサ２１～２４が移動する場合、センサ２２～２４のそれぞれの中心が複数の容器２内の液体の液面の上方を通過する。例えば、センサ２１～２４が移動する方向に向かって複数の容器２内の液体の液面の上方を通過する仮想線Ｌ２を引いた場合、センサ２２～２４のそれぞれの中心が仮想線Ｌ２上を通るようにして、センサ２２～２４が移動する。

センサ２１は、容器２を支持する支持部５の上面を計測する。すなわち、センサ２１は、容器２の基準面である支持部５の上面に上方から測距光を照射し、支持部５の上面で反射した光を受光して計測値を出力する。このように、センサ２１は、カートリッジ１の支持部５の上面を計測対象としている。センサ２２～２４は、容器２内の液体の液面を計測する。すなわち、センサ２２～２４は、容器２内の液体の液面に上方から測距光を照射し、容器２内の液体の液面で反射した光を受光して計測値を出力する。このように、センサ２２～２４は、容器２内の液体の液面を計測対象としている。

複数の容器２ごとに容器２内の液体の液面を計測するセンサ２２～２４が予め決められている。容器２の深さに応じて容器２内の液体の液面を計測するセンサ２２～２４を予め決めてもよい。図５（Ａ）及び（Ｂ）では、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃの深さが同じであり、容器２Ｄ，２Ｅ，２Ｆの深さが同じであり、容器２Ｇ，２Ｈの深さが同じである。また、図５（Ａ）及び（Ｂ）では、容器２Ａの深さと、容器２Ｄの深さと、容器２Ｇの深さとがそれぞれ異なっている。例えば、センサ２２が容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内の液体の液面を計測し、センサ２３が容器２Ｄ，２Ｅ内の液体の液面を計測し、センサ２４が容器２Ｆ，２Ｇ内の液体の液面を計測してもよい。また、容器２の形状に応じて容器２内の液体の液面を計測するセンサ２２～２４を予め決めてもよい。容器２の開口の大きさ（口径）や容器２の形状に応じて容器２内の液体の液面を計測するセンサ２２～２４を予め決めてもよい。

図６（Ａ）及び（Ｂ）は、センサ２１～２４がトレイ３上を移動するパターンの説明図である。図６（Ａ）に示すセンサ２１～２４の移動パターン（以下、「移動パターンＡ」と表記する。）の場合、センサ２１～２４が、ＸＹ座標におけるＸ軸原点からＸ軸の＋方向（Ｘ軸＋方向、Ｘ軸プラス方向）に向かって移動を開始する。また、移動パターンＡの
場合、カートリッジ１の変更時に、センサ２１～２４が、ＸＹ座標におけるＹ軸の＋方向（Ｙ軸＋方向、Ｙ軸プラス方向）に向かって移動すると共にＸ軸原点に戻り、Ｘ軸原点からＸ軸の＋方向に向かって移動を再開する。移動パターンＡの場合、センサ２１～２４がＸＹ座標におけるＸ軸の＋方向に向かって移動することが繰り返される。このように、移動パターンＡでは、カートリッジ１Ａ～１Ｆを計測する場合におけるセンサ２１～２４の移動方向が同じである。

図６（Ｂ）に示すセンサ２１～２４の移動パターン（以下、「移動パターンＢ」と表記する。）では、センサ２１～２４が、Ｘ軸原点からＸ軸の＋方向に向かって移動を開始する。また、移動パターンＢの場合、カートリッジ１の変更時に、センサ２１～２４が、Ｙ軸の＋方向に向かって移動すると共にＸ軸の－方向に向かって移動を再開する。移動パターンＢの場合、センサ２１～２４がＸＹ座標におけるＸ軸の＋方向に向かって移動すること、及び、センサ２１～２４がＸＹ座標におけるＸ軸の－方向に向かって移動すること、が交互に繰り返される。移動パターンＢでは、カートリッジ１Ａ，１Ｃ，１Ｅを計測する場合には、センサ２１～２４がＸＹ座標におけるＸ軸の＋方向に向かって移動する。移動パターンＢでは、カートリッジ１Ｂ，１Ｄ，１Ｆを計測する場合には、センサ２１～２４がＸＹ座標におけるＸ軸の－方向に向かって移動する。このように、移動パターンＢでは、カートリッジ１Ａ，１Ｃ，１Ｅを計測する場合におけるセンサ２１～２４の移動方向と、カートリッジ１Ｂ，１Ｄ，１Ｆを計測する場合におけるセンサ２１～２４の移動方向とが互いに反対になる。

図７は、センサ２２～２４を用いた計測処理の説明図である。図７は、容器２に収容された液体の液面の計測位置を示す図である。図７には、容器２に液体が収容された状態が示されている。図７に示す例では、容器２内の液体の液面の計測位置であるＰ０～Ｐ９（１０箇所）に対応するＸＹ座標におけるＸ軸方向の位置が、パラメータとして記憶装置１２に登録されている。容器２内の液体の液面の計測位置の個数は１０に限定されず、他の個数であってもよい。容器２内の液体の液面の計測位置の個数は１以上９以下であってもよいし、容器２内の液体の液面の計測位置の個数は１１以上であってもよい。

センサ２２～２４が容器２内の液体の液面を計測する際、制御装置１１は、センサ２２～２４に対して同じパラメータを用いる。これにより、センサ２２～２４のそれぞれが、容器２内の液体の液面における複数の箇所（図７に示す例では、Ｐ０～Ｐ９）を計測する。ただし、ＸＹ座標におけるＸ軸方向のセンサ２２～２４の位置が互いにずれた状態でセンサ２２～２４が配置されているので、センサ２２～２４は、それぞれ異なるタイミングで、容器２内の液体の液面を計測する。センサ２２～２４がそれぞれ異なるタイミングで、容器２内の液体の液面を計測することにより、センサ２２～２４のそれぞれが、容器２内の液体の液面の同じ位置を計測することができる。すなわち、ＸＹ座標におけるセンサ２２～２４の計測位置は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向で一致している。

また、センサ２１が、容器２を支持する支持部５の上面（基準面）を計測する際、制御装置１１は、センサ２１に対して用いるパラメータと、センサ２２～２４に対して用いるパラメータとを同じにする。これにより、センサ２１が、容器２を支持する支持部５の上面における複数の箇所を計測する。ＸＹ座標におけるＹ軸方向のセンサ２１の位置と、ＸＹ座標におけるＹ軸方向のセンサ２２～２４の位置とがずれた状態でセンサ２１～２４が配置されている。そのため、ＸＹ座標におけるセンサ２１の計測位置は、ＸＹ座標におけるセンサ２２～２４の計測位置とＸ軸方向で一致しているが、ＸＹ座標におけるセンサ２２～２４の計測位置とＹ軸方向でずれている。

図８（Ａ）は、ＸＹ座標におけるセンサ２４の位置が容器２Ａの位置よりもＸ軸の－方向側にある場合のカートリッジ１及びセンサ２１～２４の位置関係を示す図である。図８
（Ａ）には、カートリッジ１及びセンサ２１～２４を上面から見た図が示されている。図８（Ａ）は、センサ２４の位置がＸＹ座標におけるＸ軸の原点位置にあり、カートリッジ１に対する計測が行われる前の状態が示されている。

図８（Ｂ）は、ＸＹ座標におけるセンサ２１の位置が容器２Ｈの位置よりもＸ軸の＋方向側にある場合のカートリッジ１及びセンサ２１～２４の位置関係を示す図である。図８（Ｂ）には、カートリッジ１及びセンサ２１～２４を上面から見た図が示されている。図８（Ｂ）は、ＸＹ座標におけるセンサ２１の位置が容器２Ｈの位置よりもＸ軸の＋方向側にあり、この場合、カートリッジ１の変更が行われる又は計測処理が終了する。

図６（Ａ）に示す移動パターンＡの場合、各容器２内の液体の液面の計測順番は、常に、計測位置Ｐ０，Ｐ１，・・・Ｐ９を計測する順番になる。図６（Ｂ）に示す移動パターンＢの場合、各容器２内の液体の液面の計測順番は、計測位置Ｐ０，Ｐ１，・・・Ｐ９（＋方向）を計測する順番と、計測位置Ｐ９，Ｐ８，・・・Ｐ０（－方向）を計測する順番とが、カートリッジ１毎に変わる。すなわち、図６（Ｂ）に示す移動パターンＢの場合、カートリッジ１を計測する毎に、各容器２内の液体の液面を計測する方向を設定する。

制御装置１１は、センサユニット１５からの信号を取得することにより、ＸＹ座標におけるセンサ２１～２４の位置を常時監視する。制御装置１１は、記憶装置１２に登録されたパラメータにおける計測位置とＸＹ座標におけるＸ軸方向のセンサ２１～２４の位置とが一致した場合、センサ２１～２４から出力される計測値を取得する。このようにして、制御装置１１は、各容器２内の液体の液面における所定位置についての計測値をセンサ２２～２４から取得する。各容器２内の液体の液面における所定位置は、一つであってもよいし、複数であってもよい。また、制御装置１１は、支持部５の上面における所定位置についての計測値をセンサ２１から取得する。支持部５の上面における所定位置は、一つであってもよいし、複数であってもよい。制御装置１１は、センサ２１～２４から取得した計測値を記憶装置１２に記憶する。

制御装置１１は、センサ２２～２４から取得した計測値の何れか一つを選択し、選択した計測値に基づいて、各容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを計測する。これにより、容器２内の液体の液面の高さを正確に計測することができる。容器２のスケールに応じて、カートリッジ１のサイズを変更することにより、大きいスケールの容器２又は小さいスケールの容器２にも対応することが可能である。

センサ２１～２４を移動しながら制御装置１１がセンサ２１～２４の計測値を取得するため、容器２内の液体の液面がＵ字状などの形状である場合にも、容器２内の液体の液面の高さを正確に計測することができる。また、センサ２１～２４を移動しながら制御装置１１がセンサ２１～２４の計測値を取得するため、容器２内の液体の液面の広範囲において液面の高さを正確に計測することができる。

センサ２１～２４を移動して、制御装置１１がセンサ２１～２４の計測値を取得する場合、容器２内の液体の液面の揺れがない。容器２内の液体の液面が揺れると、容器２内の液体の液面の高さの計測の正確性が下がる可能性がある。容器２内の液体の液面の揺れが無くなるまでの待機時間を確保する必要がないため、容器２内の液体の液面の高さを計測する時間が短くなる。

制御装置１１は、複数の容器２ごとに決定されたセンサ２２～２４と複数の容器２との対応関係に基づいて、センサ２２～２４から取得した計測値の何れか一つを選択してもよい。容器２の深さ、開口の大きさ及び形状などを用いて、複数の容器２ごとにセンサ２２～２４と複数の容器２との対応関係を決めてもよい。制御装置１１は、各容器２内の液体
の液面における所定位置についての液面の高さを計測する場合、選択した計測値と、センサ２１から取得した計測値とを用いて、各容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを計測してもよい。

図９は、容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを計測する処理の一例を説明する図である。図９には、容器２に液体が収容された状態が示されている。ここでは、センサ２１から出力される計測値及びセンサ２２から出力される計測値を用いて、容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを計測する場合について説明する。なお、図９を用いた説明は、センサ２１から出力される計測値及びセンサ２３又は２４から出力される計測値を用いて、容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを計測する場合についても適用される。

制御装置１１は、容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを、以下の式１に基づいて算出してもよい。
液面の高さ＝液面距離－（基準面距離－取付オフセット）・・・（式１）
図９では、液面の高さをＨ１で示す。液面距離は、センサ２２から容器２内の液体の液面までの距離である。センサ２２は、液面距離を計測値として出力してもよい。図９では、液面距離をＤ１で示す。基準面距離は、センサ２１から支持部５の上面５１までの距離である。ここでは、支持部５の上面５１を基準面として用いている。センサ２１は、基準面距離を計測値として出力してもよい。取付オフセットは、センサ２１の取付高さ（鉛直方向におけるセンサ２１の取付位置）とセンサ２２の取付高さ（鉛直方向におけるセンサ２２の取付位置）との間の差分である。図９では、センサ２１の取付高さとセンサ２２の取付高さとの差分（取付オフセット）をＯＳ１で示す。取付オフセットは、記憶装置１２に予め記憶されている。制御装置１１は、センサ２１から基準面距離を取得し、センサ２２から液面距離を取得し、記憶装置１２から取付オフセットを読み出し、上記の式１に基づいて、容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを算出してもよい。なお、図９では、センサ２１の計測可能範囲をＲ１で示し、センサ２２の計測可能範囲をＲ２で示している。

制御装置１１は、容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを、以下の式２に基づいて算出してもよい。
液面の高さ＝（ＷＤ１－Ｖ１）－（ＷＤ２－Ｖ２）＋取付オフセット・・・（式２）
ＷＤ１は、センサ２１の測定中心距離であり、ＷＤ２は、センサ２２の測定中心距離である。ＷＤ１とＷＤ２とは同じ値である。Ｖ１は、基準面距離とＷＤ１との差分である。Ｖ２は、液面距離とＷＤ２との差分である。センサ２１のメモリ（記憶部）にＷＤ１を予め記憶しておくことで、センサ２１は、Ｖ１を計測値として出力してもよい。センサ２２のメモリ（記憶部）にＷＤ２を予め記憶しておくことで、センサ２２は、Ｖ２を計測値として出力してもよい。また、ＷＤ１及びＷＤ２は、記憶装置１２に予め記憶されている。制御装置１１は、センサ２１からＶ１を取得し、センサ２２からＶ２を取得し、記憶装置１２から取付オフセット、ＷＤ１及びＷＤ２を読み出し、上記の式２に基づいて、容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを算出してもよい。

ＷＤ１及びＷＤ２は同じ値であるため、上記の式２を以下の式３で表すことができる。
液面の高さ＝Ｖ１－Ｖ２＋取付オフセット・・・（式３）
したがって、制御装置１１は、センサ２１からＶ１を取得し、センサ２２からＶ２を取得し、記憶装置１２から取付オフセットを読み出し、上記の式３に基づいて、容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを算出してもよい。

センサ２１～２４から出力される計測値を用いて、容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを計測することにより、容器２内の液体の液面の高さをより正
確に計測することができる。なお、センサ２１から出力される計測値を用いずに、センサ２２～２４から出力される計測値を用いて、容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを計測してもよい。

制御装置１１は、カートリッジ１の計測が終了するまで、支持部５の上面の複数の所定位置についてのセンサ２１の計測値を取得する。そのため、カートリッジ１の先端側における支持部５の上面の高さと、カートリッジ１の後端側における支持部５の上面の高さとが異なる場合、すなわち、支持部５の上面が変化する場合であっても、容器２内の液体の液面の高さを正確に計測することができる。

図１０及び図１１は、制御装置１１で利用可能なファンクションブロックの一例を示す図である。図１０には、計測値ロギングファンクションブロック（ＦＢ）１００が示されており、図１１には、プロファイル生成ファンクションブロック（ＦＢ）２００が示されている。プロファイル生成ＦＢ２００は、ファン（ＦＵＮ）であってもよい。

図１０を参照して、計測値ロギングＦＢ１００は、入力部１１０～１１８と、出力部１２０～１２２とを含む。「Ｅｘｅｃｕｔｅ」として示される入力部１１０は、カートリッジ１の計測処理を実行するか否かの入力を受け付ける。一例として、入力部１１０は、「Ｔｒｕｅ」又は「Ｆａｌｓｅ」の入力を受け付ける。入力部１１１には、ＸＹ座標におけるＸ軸方向のセンサ２１～２４の位置のデータが入力される。入力部１１１には、センサ２１～２４が移動するごとにセンサ２１～２４の位置のデータが入力される。すなわち、入力部１１１には、ＸＹ座標におけるＸ軸方向のセンサ２１～２４の位置の現在値が入力される。

入力部１１２には、センサ２１から出力される計測値のデータが入力される。入力部１１３には、センサ２２から出力される計測値のデータが入力される。入力部１１４には、センサ２３から出力される計測値のデータが入力される。入力部１１５には、センサ２４から出力される計測値のデータが入力される。入力部１１６には、計測パターンに関するデータが入力される。計測パターンに関するデータとして、例えば、移動パターンＡ又は移動パターンＢに関するデータが、入力部１１６に入力されてもよい。入力部１１６には、パラメータが入力される。パラメータとして、例えば、容器２内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）に対応するＸＹ座標におけるＸ軸方向の位置のデータが、入力部１１６に入力されてもよい

計測値ロギングＦＢ１００の処理が正常に終了した場合、「Ｄｏｎｅ」として示される出力部１２０は、計測値ロギングＦＢ１００の処理が正常に終了したことを示す信号を出力する。

出力部１２１は、センサ２１のロギングデータを出力する。計測値ロギングＦＢ１００は、入力部１１１に入力されるデータと、入力部１１２に入力されるデータと、入力部１１６に入力されるパラメータとに基づいて、支持部５の上面の複数の所定位置についてのセンサ２１の計測値を取得する。支持部５の上面の複数の所定位置は、容器２内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）に対応している。計測値ロギングＦＢ１００は、支持部５の上面の複数の所定位置についてのセンサ２１の計測値を、センサ２１のロギングデータとして出力部１２１から出力する。

出力部１２２は、センサ２２のロギングデータを出力する。計測値ロギングＦＢ１００は、入力部１１１に入力されるデータと、入力部１１３に入力されるデータと、入力部１１６に入力されるパラメータとに基づいて、容器２内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）についてのセンサ２２の計測値を取得する。計測値ロギングＦＢ１００は、容
器２内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）についてのセンサ２２の計測値を、センサ２２のロギングデータとして出力部１２２から出力する。

出力部１２３は、センサ２３のロギングデータを出力する。計測値ロギングＦＢ１００は、入力部１１１に入力されるデータと、入力部１１４に入力されるデータと、入力部１１６に入力されるパラメータとに基づいて、容器２内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）についてのセンサ２３の計測値を取得する。計測値ロギングＦＢ１００は、容器２内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）についてのセンサ２３の計測値を、センサ２３のロギングデータとして出力部１２３から出力する。

出力部１２４は、センサ２４のロギングデータを出力する。計測値ロギングＦＢ１００は、入力部１１１に入力されるデータと、入力部１１５に入力されるデータと、入力部１１６に入力されるパラメータとに基づいて、容器２内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）についてのセンサ２４の計測値を取得する。計測値ロギングＦＢ１００は、容器２内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）についてのセンサ２４の計測値を、センサ２４のロギングデータとして出力部１２４から出力する。

図１１を参照して、プロファイル生成ＦＢ２００は、入力部２１０～２１４と、出力部２２０，２２１とを含む。計測値ロギングＦＢ１００の処理が正常に終了した場合、「Ｅｘｅｃｕｔｅ」として示される入力部２１０には、計測値ロギングＦＢ１００の処理が正常に終了したことを示す信号が入力される。入力部２１１～２１４には、出力部１２１～１２４から出力されるロギングデータが入力される。

プロファイル生成ＦＢ２００の処理が正常に終了した場合、「Ｄｏｎｅ」として示される出力部２２０は、プロファイル生成ＦＢ２００の処理が正常に終了したことを示す信号を出力する。

出力部２２１は、プロファイルデータを出力する。プロファイル生成ＦＢ２００は、支持部５の上面の複数の所定位置についてのセンサ２１の計測値と、容器２内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）についてのセンサ２２～２４の計測値とに基づいて、容器２内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）についての液面の高さを算出する。プロファイル生成ＦＢ２００は、容器２内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）についての液面の高さを、プロファイルデータとして出力部２２１から出力する。

図１０を参照して説明したように、制御装置１１は、支持部５の上面の複数の所定位置についてのセンサ２１の計測値を、センサ２１のロギングデータとして取得する。制御装置１１は、支持部５の上面の複数の所定位置についてのセンサ２１の計測値を記憶装置１２に記憶してもよい。図１０を参照して説明したように、制御装置１１は、容器２内の液体の液面の複数の計測位置についてのセンサ２２～２４の計測値を、センサ２２～２４のロギングデータとして取得する。制御装置１１は、容器２内の液体の液面の複数の計測位置についてのセンサ２２～２４の計測値を記憶装置１２に記憶してもよい。また、制御装置１１は、容器２内の液体の液面の一つの計測位置についてのセンサ２２～２４の計測値を取得し、記憶装置１２に記憶してもよい。

図１１を参照して説明したように、制御装置１１は、容器２内の液体の液面の複数の計測位置についての液面の高さを算出する。制御装置１１は、容器２内の液体の液面の複数の計測位置についての液面の高さを記憶装置１２に記憶してもよい。また、制御装置１１は、容器２内の液体の液面の一つの計測位置についての液面の高さを算出し、記憶装置１２に記憶してもよい。

第１実施形態では、複数の容器２ごとに容器２内の液体の液面を計測するセンサ２２～２４が予め決められている。したがって、制御装置１１は、複数の容器２ごとに、容器２内の液体の液面の一つ又は複数の計測位置についての液面の高さを算出する。例えば、センサ２２が容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内の液体の液面を計測することが決められている場合、制御装置１１は、センサ２２の計測値を用いて、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内の液体の液面の一つ又は複数の計測位置についての液面の高さを算出する。例えば、センサ２３が容器２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ内の液体の液面を計測することが決められている場合、制御装置１１は、センサ２３の計測値を用いて、容器２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ内の液体の液面の一つ又は複数の計測位置についての液面の高さを算出する。例えば、センサ２４が容器２Ｇ，２Ｈ内の液体の液面を計測することが決められている場合、制御装置１１は、センサ２４の計測値を用いて、容器２Ｇ，２Ｈ内の液体の液面の一つ又は複数の計測位置についての液面の高さを算出する。

図１２は、記憶装置１２に記憶されるロギングデータの一例を示す図である。図１２は、容器２Ａ～２Ｅ内の液体の液面が計測された場合において、記憶装置１２に記憶されるロギングデータが示されている。図１２の「位置」の項目は、センサ２１の場合、センサ２１によって計測された支持部５の上面の所定位置を示しており、センサ２２～２４の場合、センサ２２～２４によって計測された各容器２内の液体の液面の計測位置を示している。図１２の＋０～＋９は、センサ２２～２４の場合、容器２Ａ内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）に対応している。図１２の＋１０～＋１９は、センサ２２～２４の場合、容器２Ｂ内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）に対応している。図１２の＋２０～＋２９は、センサ２２～２４の場合、容器２Ｃ内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）に対応している。図１２の＋３０～＋３９は、センサ２２～２４の場合、容器２Ｄ内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）に対応している。図１２の＋４０～＋４９は、センサ２２～２４の場合、容器２Ｅ内の液体の液面の複数の計測位置（Ｐ０～Ｐ９）に対応している。

図１２に示すように、センサ２１によって計測された支持部５の上面の複数の所定位置と、支持部５の上面の複数の所定位置についてのセンサ２１の計測値とが対応付けて記憶装置１２に記憶されている。図１２に示すように、センサ２２～２４によって計測された各容器２内の液体の液面の複数の計測位置と、各容器２内の液体の液面の複数の計測位置についてのセンサ２２～２４の計測値とが対応付けて記憶装置１２に記憶されている。

図１３は、制御装置１１によって生成されるプロファイルデータの一例を示す図である。図１３は、容器２Ａ～２Ｄ内の液体の液面が計測された場合において、プロファイルデータにおける液面の高さが示されている。図１３に示すように、容器２Ａ～２Ｄ内の液体の液面の複数の計測位置と、容器２Ａ～２Ｄ内の液体の液面の複数の計測位置についての液面の高さとが対応付けられている。また、制御装置１１は、カートリッジ１ごとにプロファイルデータを生成してもよい。

図１４は、制御装置１１が、センサ２１～２４から出力される計測値を取得する処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１４に示すフローチャートは例示であり、処理結果に矛盾や不整合を生じない限りにおいて、図示しない他の処理やステップが更に含まれてもよい（以下に説明する他のフローチャートにおいても同様である）。

制御装置１１は、センサユニット１５が、サンプリング開始監視位置に到達したか否かを判定する（Ｓ１）。サンプリング開始監視位置は、サンプリング開始位置－（移動速度×計測周期）によって求めることができる。サンプリング開始位置は、例えば、カートリッジ１の容器２Ａ内の液体の液面の計測位置Ｐ０に対応するＸＹ座標におけるＸ軸方向の位置である。移動速度は、例えば、センサユニット１５の移動速度である。計測周期は、
例えば、制御装置１１がセンサ２１～２４から計測値を取得する周期である。

センサユニット１５が、サンプリング開始監視位置に到達した場合（Ｓ１；ＹＥＳ）、制御装置１１は、センサ２１～２４から出力される計測値の取得を開始する（Ｓ２）。制御装置１１は、記憶装置１２に登録されたパラメータにおける計測位置とＸＹ座標におけるＸ軸方向のセンサ２１～２４の位置とが一致する場合、センサ２１～２４から出力される計測値をロギングデータとして取得する（Ｓ３）。制御装置１１は、ロギングデータを記憶装置１２に記憶する（Ｓ４）。

制御装置１１は、センサユニット１５が、サンプリング終了監視位置に到達したか否かを判定する（Ｓ５）。サンプリング終了監視位置は、サンプリング終了位置＋（移動速度×計測周期）によって求めることができる。サンプリング終了位置は、例えば、カートリッジ１の容器２Ｈ内の液体の液面の計測位置Ｐ９に対応するＸＹ座標におけるＸ軸方向の位置である。

センサユニット１５が、サンプリング終了監視位置に到達していない場合（Ｓ５；ＮＯ）、処理がＳ３に戻る。センサユニット１５が、サンプリング終了監視位置に到達した場合（Ｓ５；ＹＥＳ）、制御装置１１は、トレイ３上の全てのカートリッジ１に対して計測処理を行ったかを判定する（Ｓ６）。計測処理を行っていないカートリッジ１が存在する場合（Ｓ６；ＮＯ）、制御装置１１は、計測パターンに関するデータに基づいて、センサユニット１５を移動することにより、カートリッジ１を変更し（Ｓ７）、処理がＳ１に戻る。トレイ３上の全てのカートリッジ１に対して計測処理が行われた場合（Ｓ６；ＹＥＳ）、図１４に示すフローチャートの処理が終了する。

図１５は、制御装置１１が、プロファイルデータを生成する処理の流れを示すフローチャートである。制御装置１１は、データ抽出開始位置を読み出しポインタとして設定し、基準センサであるセンサ２１の計測値を記憶装置１２から抽出する（Ｓ１１）。具体的には、制御装置１１は、支持部５の上面の一つ又は複数の所定位置についてのセンサ２１の計測値を記憶装置１２から抽出する。制御装置１１は、液面計測用センサであるセンサ２２～２４の計測値を記憶装置１２から抽出する（Ｓ１２）。具体的には、制御装置１１は、容器２内の液体の液面の一つ又は複数の計測位置についてのセンサ２２～２４の計測値を記憶装置１２から抽出する。制御装置１１は、センサ２１の計測値と、センサ２２～２４の計測値の何れかとに基づいて、容器２内の液体の液面の一つ又は複数の計測位置についての液面の高さを算出する（Ｓ１３）。

制御装置１１は、容器２内の液体の液面の一つ又は複数の計測位置についての液面の高さのプロファイルデータを生成する（Ｓ１４）。制御装置１１は、プロファイルデータを記憶装置１２に記憶する（Ｓ１５）。制御装置１１は、読み出しポインタがデータ抽出終了位置に到達又は抽出数がサンプリング数に到達するまで、Ｓ１１～Ｓ１５の処理を繰り返す。なお、制御装置１１は、抽出するデータに矛盾があれば、エラーが発生したとして図１５に示すフローチャートの処理を中断してもよい。

図１６は、センサ２２～２４を側面から見た図である。図１６に示すように、容器２内の液体の液面の高さを計測する際に使用するセンサ２２～２４は計測可能範囲（計測対象距離範囲）が狭い。図１６では、センサ２２の計測可能範囲をＲ２で示し、センサ２３の計測可能範囲をＲ３で示し、センサ２４の計測可能範囲をＲ４で示している。図１６では、センサ２２の取付高さとセンサ２３の取付高さとの差分（取付オフセット）をＯＳ２で示し、センサ２３の取付高さとセンサ２４の取付高さとの差分（取付オフセット）をＯＳ３で示し、センサ２２の取付高さとセンサ２４の取付高さとの差分（取付オフセット）をＯＳ４で示す。センサ２２～２４の計測可能範囲ずつセンサ２２～２４の取付高さをずら
すことで、センサ２２～２４は計測可能範囲が重ならないようにしている。これにより、広範囲の計測可能範囲（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）を実現している。

容器２内の液体の液面を計測する場合、センサ２２～２４の計測可能範囲内に容器２内の液体の液面が存在している必要がある。センサ２２～２４の計測可能範囲内に容器２内の液体の液面が存在しない場合、容器２内の液体の液面の高さを正確に計測できない可能性がある。したがって、各容器２に対してセンサ２２～２４のうちの一つを用いることを予め決定しておく必要がある。センサ２２～２４の計測可能範囲内に各容器２内の液体の液面が存在するという条件が満たされるように、複数の容器２ごとにセンサ２２～２４と複数の容器２との対応関係を決めてもよい。各容器２に対してセンサ２２～２４のうちの一つを用いることを予め決定するには、トライ＆エラーが繰り返される。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素については、第１実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。第２実施形態では、各容器２に対してセンサ２２～２４のうちの一つを用いることを予め決定せずに、容器２内の液体の液面の高さを計測する方法について説明する。

（準備１）センサ２２～２４の計測可能範囲外ではセンサ２２～２４が異常値を出力するようにセンサ２２～２４に対して設定を行う。
準備１の詳細について説明する。センサ２２～２４から計測値及び計測品質値が出力されるように、センサ２２～２４に対して設定を行う。計測品質値は、容器２内の液体の液面で反射した光の受光量などである。センサ２２～２４として共焦点センサを用いることで、センサ２２～２４から計測値及び計測品質値が出力されるように、センサ２２～２４に対して設定を行う。

図１７は、共焦点センサの測定中心距離と、受光量との関係を示す図である。図１７の横軸は、共焦点センサの測定中心距離を示し、図１７の縦軸は、受光量を示している。このように、共焦点センサから出力される計測値は計測品質値としての受光量を含んでいる。図１７では、共焦点センサの計測可能範囲内に対象物が存在している場合を示している。共焦点センサの測定中心距離が０に近いほど受光量が多くなっている。共焦点センサの計測可能範囲外では、受光量が無くなり、共焦点センサは異常値を出力する。

（手順１）制御装置１１は、センサ２２～２４の計測値及び計測品質値を、センサ２２～２４のロギングデータとして取得する。
手順１の詳細について説明する。制御装置１１は、各容器２内の液体の液面の一つ又は複数の所定位置についての計測値及び計測品質値をセンサ２２～２４から取得する。このように、制御装置１１は、容器２内の液体の液面の一つ又は複数の計測位置についてのセンサ２２～２４の計測値及び計測品質値を、センサ２２～２４のロギングデータとして取得する。制御装置１１は、容器２内の液体の液面の一つ又は複数の計測位置についてのセンサ２２～２４の計測値及び計測品質値を記憶装置１２に記憶してもよい。

（手順２）制御装置１１は、計測品質値に基づいて、センサ２２～２４から取得した計測値の何れか一つを選択し、選択した計測値に基づいて、各容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを計測する。制御装置１１は、各容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを計測する場合、選択した計測値と、センサ２１から取得した計測値とを用いて、各容器２内の液体の液面における所定位置についての液面の高さを計測してもよい。

第２実施形態によれば、各容器２に対してセンサ２２～２４のうちの一つを用いること
を予め決定せずに、容器２内の液体の液面の高さを正確に計測することができる。これにより、各容器２に対してセンサ２２～２４のうちの一つを用いることを予め決定するためのトライ＆エラーに要する作業工数を削減することができる。また、各容器２に対してセンサ２２～２４のうちの一つを用いることを予め決定する必要がないため、計測装置１０の立ち上げ時の設定が簡単になり、ユーザビリティが向上する。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。第３実施形態において、第１，第２実施形態と同一の構成要素については、第１，第２実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。

例えば、容器２の深さが深い場合、容器２内の液体の液面の全体を計測できないことがある。図１８は、容器２内の液体の液面の高さを示すデータである。図１８の横軸は、容器２内の液体の液面の計測位置を示しており、図１８の縦軸、基準点からの容器２内の液体の液面の相対的な高さを示している。図１８には、サンプル（１）～（５）が示されており、サンプル（３）及び（４）における円で囲んだ領域に異常値又はノイズが含まれている。サンプル（３）及び（４）のようなデータを用いて、容器２内の液体の液面の高さのプロファイルデータを生成すると、ノイズ又は異常値を含んだプロファイルデータが生成されてしまう。ノイズ又は異常値を含んだプロファイルデータの生成を回避するため、第３実施形態では、容器２内の液体における容器２との境界及び境界近傍の位置を除外して、容器２内の液体の液面の高さを計測する方法について説明する。

センサ２２を用いて容器２Ａを計測し、センサ２２から出力される計測値にノイズ（異常値）が含まれているか否かを決定する方法について説明する。ここでは、センサ２２から出力される計測値は１０個であり、センサ２２から出力される１０個の計測値は、容器２Ａ内の液体の液面の計測位置Ｐ０～Ｐ９についてのセンサ２２の計測値とする。制御装置１１は、センサ２２から連続して出力される２個の計測値の変化率を算出する。例えば、センサ２２から連続して出力される２個の計測値は、容器２Ａ内の液体の液面の計測位置Ｐ０，Ｐ１についてのセンサ２２の計測値である。制御装置１１は、センサ２２から連続して出力される２個の計測値の変化率が閾値以上であるか否かを判定する。制御装置１１は、センサ２２から連続して出力される２個の計測値の変化率が閾値以上であるか否かを判定する。すなわち、センサ２２から連続して出力される２個の計測値を線で結んだときの線の傾きが一定範囲内に収まっているか否かを判定する。制御装置１１は、センサ２２から連続して出力される１０個の全てについて、センサ２２から連続して出力される２個の計測値の変化率が閾値以上であるか否かを判定する。

センサ２２から連続して出力される２個の計測値の変化率が閾値以上である場合、制御装置１１は、センサ２２から連続して出力される２個の計測値をノイズと決定する。すなわち、センサ２２から連続して出力される２個の計測値を線で結んだときの線の傾きが一定範囲内に収まっていない場合、制御装置１１は、センサ２２から連続して出力される２個の計測値をノイズと決定する。

制御装置１１は、センサ２２から所定個数以上連続して出力される計測値の全てについて、センサ２２から連続して出力される２個の計測値の変化率が閾値未満であるか否かを判定する。すなわち、制御装置１１は、センサ２２から所定個数以上連続して出力される計測値を線で結んだときのそれぞれの線の傾きが一定範囲内に収まっているか否かを判定する。制御装置１１は、センサ２２から所定個数以上連続して出力される計測値の全てについて、センサ２２から連続して出力される２個の計測値の変化率が閾値未満である場合、センサ２２から所定個数以上連続して出力される計測値を有効値と決定する。すなわち、制御装置１１は、センサ２２から所定個数以上連続して出力される計測値を線で結んだときのそれぞれの線の傾きが一定範囲内に収まっている場合、センサ２２から所定個数以
上連続して出力される計測値を有効値と決定する。

制御装置１１は、センサ２２から出力される１０個の計測値のうちノイズと判定された計測値を除外し、センサ２２から出力される１０個の計測値のうち有効値と決定した計測値を、記憶装置１２に記憶する。制御装置１１は、センサ２２から出力される１０個の計測値のうち有効値と決定した計測値に基づいて、容器２Ａ内の液体の液面の複数の計測位置についての液面の高さを算出する。

制御装置１１が、センサ２２～２４から出力される複数の計測値のうちノイズと判定された計測値を除外することにより、容器２内の液体における容器２との境界及び境界近傍の位置を除外して、容器２内の液体の液面の高さを計測することができる。換言すれば、制御装置１１が、センサ２２～２４から出力される複数の計測値のうち有効値と判定された計測値を用いることにより、容器２内の液体における容器２との境界及び境界近傍の位置を除外して、容器２内の液体の液面の高さを計測することができる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。第４実施形態において、第１～第３実施形態と同一の構成要素については、第１～第３実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。第１～第３実施形態では、センサ２１～２４を移動して、制御装置１１がセンサ２１～２４の計測値を取得する処理の一例について説明している。この例に限定されず、一つ又は複数の容器２を移動して、制御装置１１がセンサ２１～２４の計測値を取得してもよい。

図１９は、第４実施形態に係る計測装置１０の概略構成図である。計測装置１０は、制御装置１１と、記憶装置１２と、入力装置１３と、表示装置１４と、センサユニット１５と、トレイ３を設置可能な移動装置６１と、を備える。制御装置１１は、記憶装置１２、入力装置１３、表示装置１４、センサユニット１５及び移動装置６１を制御する。移動装置６１は、トレイ３を移動可能なサーボモータ（移動機構）６２を有する。サーボモータ６２が、トレイ３を移動することにより、トレイ３上に載置された一つ又は複数のカートリッジ１が移動する。また、複数のカートリッジ１が移動することにより、一つ又は複数の容器２が移動する。このように、移動装置６１が有するサーボモータ６２が、一つ又は複数の容器２を移動する。なお、センサ２１～２４は、一つ又は複数の容器２が移動する方向に沿って並んで配置されている。

制御装置１１は、センサユニット１５のサーボモータ２５又は移動装置６１のサーボモータ６２を制御することにより、センサ２１～２４又は各容器２の一方を移動してもよい。制御装置１１は、センサユニット１５のサーボモータ２５及び移動装置６１のサーボモータ６２の少なくとも一方を制御することにより、センサ２１～２４及び各容器２の少なくとも一方を移動してもよい。制御装置１１は、センサユニット１５のサーボモータ２５及び移動装置６１のサーボモータ６２を制御することにより、センサ２１～２４及び各容器２を移動してもよい。

＜変形例＞
第１～４実施形態では、容器２内の液体の液面を通る１本の直線に沿って複数の計測位置を設定する例について説明している。この例に限定されず、容器２内の液体の液面を通る複数の直線に沿って複数の計測位置を設定してもよい。容器２内の液体の液面を通る複数の直線に沿って複数の計測位置を設定することにより、容器２内の液体の液面を通る１本の直線に沿って複数の計測位置を設定する場合に比べて、容器２内の液体の液面の複数の計測位置が増加する。これにより、容器２内の液体の液面のより広範囲において液面の高さを正確に計測することができる。したがって、容器２内の液体の液面の高さをより正確に計測することができる。

また、第１～第４実施形態で説明した各処理は、計測装置１０の計測方法、制御方法などとして捉えてもよい。第１～第４実施形態で説明した各処理は、コンピュータが実行する方法として捉えてもよい。また、第１～第４実施形態で説明した各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを、ネットワークを通じて、又は、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体等からコンピュータに提供してもよい。なお、上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

＜付記＞
一つ又は複数の容器（２）に収容された液体の液面に上方から測距光を照射し、前記液面で反射した光を受光して計測値を出力する複数のセンサ（２２～２４）であって、それぞれ異なる高さに取付けられた複数のセンサ（２２～２４）と、
前記複数のセンサ（２２～２４）又は前記各容器（２）の一方を移動するための移動機構（２５、６２）と、
前記移動機構（２５、６２）を制御し、かつ、前記複数のセンサ（２２～２４）から出力される計測値を取得する制御装置（１１）と
を備え、
前記複数のセンサ（２２～２４）は、前記複数のセンサ（２２～２４）が移動する方向又は前記各容器（２）が移動する方向に沿って並んで配置されており、
前記制御装置（１１）は、前記複数のセンサ（２２～２４）又は前記各容器の（２）一方を移動することにより前記液面における所定位置についての前記計測値を前記複数のセンサ（２２～２４）から取得し、かつ、前記複数のセンサ（２２～２４）から取得した前記計測値の何れか一つを選択し、選択した前記計測値に基づいて、前記液面における前記所定位置についての前記液面の高さを計測する、
計測装置（１０）。

１：カートリッジ
２：容器
３：トレイ
４：柱部
５：支持部
１０：計測装置
１１：制御装置
１２：記憶装置
１３：入力装置
１４：表示装置
１５：センサユニット
２１～２４：センサ
２５，６２：サーボモータ

Claims (11)

1. 一つ又は複数の容器に収容された液体の液面に上方から測距光を照射し、前記液面で反射した光を受光して計測値を出力する複数のセンサであって、それぞれ異なる高さに取付けられた複数のセンサと、
   前記複数のセンサ又は前記各容器の一方を移動するための移動機構と、
   前記移動機構を制御し、かつ、前記複数のセンサから出力される計測値を取得する制御装置と
   を備え、
   前記複数のセンサは、前記複数のセンサが移動する方向又は前記各容器が移動する方向に沿って並んで配置されており、
   前記制御装置は、前記複数のセンサ又は前記各容器の一方を移動することにより前記液面における所定位置についての前記計測値を前記複数のセンサから取得し、かつ、前記複数のセンサから取得した前記計測値の何れか一つを選択し、選択した前記計測値に基づいて、前記液面における前記所定位置についての前記液面の高さを計測する、
   計測装置。
2. 前記制御装置は、前記液面における複数の前記所定位置についての前記液面の高さを計測する、
   請求項１に記載の計測装置。
3. 前記制御装置は、前記液面における前記各容器との境界及び境界近傍の位置を除外して、前記液面における複数の位置についての前記液面の高さを計測する、
   請求項２に記載の計測装置。
4. 前記制御装置は、前記複数の容器ごとに決定された前記複数のセンサと前記複数の容器との対応関係に基づいて、前記複数のセンサから取得した前記計測値の何れか一つを選択し、選択した前記計測値に基づいて、前記液面における前記所定位置についての前記液面の高さを計測する、
   請求項１から３の何れか一項に記載の計測装置。
5. 前記制御装置は、前記複数のセンサ又は前記各容器の一方を移動することにより前記液面における所定位置についての前記計測値及び計測品質値を前記複数のセンサから取得し、かつ、前記計測品質値に基づいて、前記複数のセンサから取得した前記計測値の何れか一つを選択し、選択した前記計測値に基づいて、前記液面における前記所定位置についての前記液面の高さを計測する、
   請求項１から３の何れか一項に記載の計測装置。
6. 前記計測品質値は、前記液面で反射した光の受光量である、
   請求項５に記載の計測装置。
7. 前記複数のセンサの測定中心距離が同じである、
   請求項１から６の何れか一項に記載の計測装置。
8. 前記各容器の基準面に上方から測距光を照射し、前記基準面で反射した光を受光して計測値を出力する基準センサを備え、
   前記各センサの測定中心距離及び前記基準センサの測定中心距離が同じであり、
   前記各センサが出力する前記計測値は、前記各センサから前記液面までの距離を含み、
   前記基準センサが出力する前記計測値は、前記基準センサから前記基準面までの距離を含み、
   前記制御装置は、前記基準センサによって出力される前記計測値を取得し、下記式に基づいて、前記液面における前記所定位置についての前記液面の高さを計測する、
   請求項１から６の何れか一項に記載の計測装置。
   液面の高さ＝Ｖ１－Ｖ２＋取付オフセット
   前記Ｖ１は、前記基準センサから前記基準面までの距離と前記基準センサの前記測定中心距離との差分であり、
   前記Ｖ２は、前記各センサから前記液面までの距離と前記各センサの測定中心距離との差分であり、
   前記取付オフセットは、前記基準センサの取付高さと前記各センサの取付高さとの差分である。
9. 前記複数のセンサは、共焦点センサである、
   請求項１から８の何れか一項に記載の計測装置。
10. 一つ又は複数の容器に収容された液体の液面に上方から測距光を照射し、前記液面で反射した光を受光して計測値を出力する複数のセンサであって、それぞれ異なる高さに取付けられた複数のセンサと、
    前記複数のセンサ又は前記各容器の一方を移動するための移動機構と、
    を備える計測装置の計測方法であって、
    前記複数のセンサは、前記複数のセンサが移動する方向又は前記各容器が移動する方向に沿って並んで配置されており、
    コンピュータが、
    前記移動機構を制御して前記複数のセンサ又は前記各容器の一方を移動することにより前記液面における所定位置についての前記計測値を前記複数のセンサから取得するステップと、
    前記複数のセンサから取得した前記計測値の何れか一つを選択し、選択した前記計測値に基づいて、前記液面における前記所定位置についての前記液面の高さを計測するステップと
    を実行する計測方法。
11. 請求項１０に記載の各ステップを、コンピュータに実行させるためのプログラム。

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