JP2024507127A - 自動インラインプランジャ深度測定のためのシステム及び方法 - Google Patents

自動インラインプランジャ深度測定のためのシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

自動検査システムは、センサを含み、且つ複数のシリンジの各々をスキャンすることによって複数のシリンジスキャンを生成するように構成されるセンサシステムを含む。複数のシリンジスキャンの各々は、センサに対する距離を示す。自動検査システムは、複数のシリンジの各々について、それぞれのシリンジスキャンを分析して、（ｉ）シリンジの第１の部分（例えば、フランジ）までの第１の距離、及び（ｉｉ）シリンジの第２の部分（例えば、プランジャ）までの第２の距離を判定し、且つ第１の距離及び第２の距離に基づいて、第１の部分と第２の部分との間の距離を計算するように構成された１つ以上のプロセッサも含む。

Description

本出願は、概して、品質管理技術に関し、より具体的には、シリンジの部分間の距離を測定するための（例えば、シリンジプランジャの深度を測定するための）技術に関する。
様々な医薬品及びそれらの医薬品を収容する容器の製造には、厳密な品質管理制御が必要である。シリンジ内の液体ベースの薬剤の場合、そのような品質管理手段の１つには、プランジャ（例えば、ゴムピストン又はストッパ）がシリンジバレル内の適切な深度にあることを確実にするために各シリンジを検査することが含まれる。プランジャ深度は、通常、シリンジが針を下に向けて直立位置にある間、シリンジフランジの上端とプランジャの上端との間の距離として測定される。プランジャ深度は、通常、充填プロセス中にチェックされ、組み合わせ／自動注入デバイスの場合、組み立て前に２回目のチェックが行われる。
充填の時点では、自動充填ラインの設定が正しいことを確実にし、且つ充填機がその設定に従って動作することを確実にするために、プロセス内制御（ＩＰＣ）が採用される。自動注入デバイス（例えば、ＳｕｒｅＣｌｉｃｋ（登録商標）又は他の組み合わせデバイス）の場合、充填後及び輸送中、特に周囲の気圧が変化すると、プランジャが移動／沈下する可能性があるため、組み立て前に検査が繰り返される。自動注入デバイスでは、プランジャの深度が指定された深度範囲から外れることにより、自動注入器に誤動作又は誤った用量の提供を引き起こす場合がある。例えば、プランジャがシリンジ内で（すなわち針に向かって）低すぎる位置にある場合、自動注入ペンによって使用されるバネ作動ピストンは、接触前により長い距離を移動し、それにより過剰な運動エネルギーを集める場合がある。これにより、プランジャとの接触時にシリンジのガラス本体への衝撃波が発生し、針の先細端近くでガラスの破損をもたらす場合がある。プランジャの位置は、容器閉鎖の完全性及び無菌性など、他の品質に関連する側面に影響を及ぼす可能性もある。したがって、充填段階と組み立て段階との両方に対して、プランジャ位置が所定の仕様内に収まることを確実にするために、堅牢なプロセスが使用されることが重要である。
従来、プランジャ深度測定は、（例えば、ノギス又は光学コンパレータを使用して）手動プロセスで行われてきた。直近では、マシンビジョンを使用して手動プロセスに関連する矛盾及び非効率性を軽減する自動外観検査（ＡＶＩ）ソリューションが開発されている。しかしながら、これらのＡＶＩ技術は、独自の欠点に直面する可能性がある。例えば、プランジャ深度測定は、通常、非破壊且つ非接触のアプローチを必要とするため、これまでに開発されたＡＶＩ技術では、円筒状の側壁を通して（すなわちシリンジの中心軸／長軸に直交して）各シリンジを見るカメラを使用してプランジャ深度を測定する。これは、充填段階中及び充填後に一般的であるように、容器が測面視点からの撮像を妨げるため、シリンジが特定のタイプの容器（例えば、シリンジ「タブ」）内に配置されている場合に問題を提示する。したがって、これらのＡＶＩ技術では、一般に、充填ライン及び組み立てラインに既に必要とされている取り扱い以上にシリンジが追加の取り扱いを受ける（例えば、標準的なシリンジタブから取り出される）必要がある。この追加の取り扱いは、スループットの低下、より高価な検査機器、各シリンジの取り扱い／保持方法の公差による測定変動の増加、汚染の機会の増加、故障点となり得る追加の機構など、他の欠点を伴う可能性がある。
ＡＶＩ技術は、シリンジがロンドトレイ、スターホイール又はリニア組み立てラインにある間に検査される場合など、シリンジタブを利用しない用途で問題となる可能性もある。特に、システムの形状がサイドビューカメラの統合に適していない場合があり、且つ／又はマシンビジョン技術が画像処理の遅延を導入して、プランジャ深度の検査ポイントが製造プロセスにおけるボトルネックになる可能性がある。
現在の手動及びＡＶＩ実行の前述の欠点のいくつかに対処するために、本明細書に記載される実施形態は、高精度且つ高スループットでシリンジのプランジャ深度レベルを検査するために、近位端視点を使用して（すなわちシリンジ針と反対側にあるシリンジの端部に面して）シリンジをスキャンする非破壊、非接触測定技術を採用する。いくつかの実施形態では、例えば、スキャンは、直立した（すなわち針を下に向けた）シリンジの近位端の上を通過するか、又はミラーを使用してシリンジの近位端に光路を方向転換する１つ以上のセンサを使用してシリンジをスキャンすることによって生成される。センサは、例えば、（異なる波長がセンサヘッドから異なる距離で集束される）共焦点クロマチックセンサ又は（単一の焦点長を有し、センサヘッドがサンプルに向かって若しくはサンプルから離れて移動されて、最大焦点をもたらす距離を見つけるか若しくは近似する）「単焦点深度」センサなど、受動的センサヘッドを有するセンサであり得る。スキャンは、センサのスキャンパターン（例えば、リニアスキャン又はラスタスキャン）に応じて、１次元の深度プロファイル又は深度測定値の２次元の画像／アレイであり得る。センサは、非常に高速（例えば、毎秒２５，０００～７０，０００回）で測定値を生成することができ、関連する処理は、（例えば、マシンビジョン画像処理と比較して）比較的高速／低複雑度であり得、それにより実質的な遅延又はボトルネックを防止する。複数のセンサを、センサが異なるシリンジを並行してスキャンすることを可能にするか、又は異なるセンサが同じシリンジの異なる部分をスキャンすることを可能にする構成で配置することにより、速度を更に増加させることができる。更に、センサの近位端視点により、いくつかの実施形態では、シリンジの通常の取り扱い／搬送から逸脱することなく（例えば、シリンジを直立に保持するシリンジタブからシリンジを取り外すことなく）、プランジャ深度を検査することができる。これにより、検査システムの設計においてより高い柔軟性が可能になる。例えば、これらの技術を採用したスタンドアロン検査システム（タブベースのシステムなど）は、生産チェーン内の実質的にいずれにも配置することができる。より一般的には、本明細書に記載される技術は、主にプランジャ深度（例えば、フランジとプランジャとの間の距離）の検出に関して記載されているが、これらの技術は、センサが、センサ（例えば、センサヘッド）と、これらの２つの部分の各々との間の距離を個別に検出／判定することができる限り、シリンジの任意の２つの部分間の距離を判定するために適用され得る。
当業者は、本明細書に記述される図が例示を目的として含まれ、且つ本開示を限定するものではないことを理解するであろう。図面は、必ずしも縮尺が正確ではなく、代わりに本開示の原理を図示することに重点が置かれている。いくつかの例では、記載される実装形態の理解を促進するために、記載される実装形態の様々な態様が誇張又は拡大された状態で示される場合があることを理解されたい。図面では、様々な図を通して、同様の参照符号は、全般的に、機能的に類似の且つ／又は構造的に類似の構成要素を指す。
本明細書に記載されるシリンジ深度検査技術を実施することができる例示的な自動検査ステーションの簡略ブロック図である。 タブ内のシリンジを検査するための例示的な自動検査ステーションの斜視図である。 プランジャ深度が測定され得る１つの方法を示す。 角度変位を伴って保持される１つのシリンジを含む、シリンジが保持され得る例示的な配向を示す。 図１の自動検査ステーションのセンサとして使用され得る例示的な共焦点クロマチックセンサを示す。 図１の自動検査ステーションのセンサとして使用され得る例示的な単焦点深度センサを示す。 図１の自動検査ステーションのセンサとして使用され得る例示的な単焦点深度センサを示す。 図１のセンサシステムを使用してそれぞれ生成され得る例示的な深度プロファイル及び深度画像を示す。 図１のセンサシステムを使用してそれぞれ生成され得る例示的な深度プロファイル及び深度画像を示す。 図１の自動検査ステーションによって実施され得る例示的なアルゴリズムのフロー図である。 複数のセンサを使用してタブ内のシリンジを検査するための例示的な自動検査ステーションの斜視図である。 リニア搬送機構においてシリンジを検査するための例示的な自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 リニア搬送機構においてシリンジを検査するための例示的な自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 リニア搬送機構においてシリンジを検査するための例示的な自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 リニア搬送機構においてシリンジを検査するための例示的な自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 複数のセンサを使用してリニア搬送機構においてシリンジを検査するための例示的な自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 複数のセンサを使用してリニア搬送機構においてシリンジを検査するための例示的な自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 複数のセンサを使用してリニア搬送機構においてシリンジを検査するための例示的な自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 複数のセンサを使用してリニア搬送機構においてシリンジを検査するための例示的な自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 複数のセンサを使用してリニア搬送機構においてシリンジを検査するための代替の自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 複数のセンサを使用してリニア搬送機構においてシリンジを検査するための代替の自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 複数のセンサを使用してリニア搬送機構においてシリンジを検査するための代替の自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 複数のセンサを使用してリニア搬送機構においてシリンジを検査するための代替の自動検査ステーションの様々な斜視図及び俯瞰図である。 複数のセンサが異なる半径方向オフセットでスターホイールに沿って位置決めされている、例示的な自動検査ステーションを示す。 複数のセンサが異なる半径方向オフセットでスターホイールに沿って位置決めされている、例示的な自動検査ステーションを示す。 複数のセンサが異なる半径方向オフセットでスターホイールに沿って位置決めされている、例示的な自動検査ステーションを示す。 共焦点クロマチックセンサを使用して判定された異なるフランジ配向の範囲にわたる１０個のサンプルシリンジに対して計算されたプランジャ深度を示す表である。 共焦点クロマチックセンサを使用して判定されたプランジャ深度を、光学コンパレータを使用して判定されたプランジャ深度と比較するプロットである。 シリンジの自動検査のための例示的な方法のフロー図である。
上記で導入として説明され、以下でより詳細に論じられる様々な概念は、多くの方法のいずれかで実施することができ、記載される概念は、いかなる特定の実装形態の様式にも限定されない。実装形態の例は、例証を目的として提供される。
図１は、シリンジ１０２のプランジャ深度が適切であるかどうかを検査することができる例示的な自動検査ステーション１００の簡略化されたブロック図である。より一般的には、様々な実施形態において、自動検査ステーション１００は、各シリンジ１０２の２つの部分間の距離を判定するためにシリンジ１０２を検査するために使用され得る。自動検査ステーション１００は、独立したステーションであり得るか、又は例えば複数の自動検査ステーション（例えば、自動検査ステーション１００に加えて、他のタイプの欠陥を検出するための１つ以上のカメラベースのＡＶＩステーション）を有するライン機器内の単一のステーションであり得る。シリンジ１０２の各々は、少なくとも、バレル（例えば、円筒チューブ）と、バレル内に配置されて、バレル内で移動／摺動するように配置されたプランジャ（ストッパ又はピストンとも呼ばれ得る）と、シリンジの近位端にあるフランジとを含む。シリンジは、シリンジの遠位端に針又は他の吐出オリフィスも含む。例示的なシリンジを図３～図５に示す。バレル及びフランジは、ガラス（例えば、ホウケイ酸ガラス）、プラスチック及び／又は任意の他の適切な材料で構成され得る。プランジャは、ゴム、プラスチック及び／又は他の適切な材料で構成され得る。針（又は他の吐出オリフィス）は、金属、プラスチック及び／又は他の適切な材料で構成され得る。シリンジ１０２の構成要素のいずれも、透明、半透明及び／又は不透明な材料を使用して構成され得る。
いくつかの実施形態では、シリンジ１０２の各々は、直立位置内（例えば、シリンジタブ若しくはロンドトレイ内又はスターホイール若しくはリニア充填若しくは組み立てラインの個々のシリンジホルダ内など）に保持される。用語が本明細書で使用される場合、シリンジの「直立」位置とは、シリンジの近位／フランジ端が上に向き、シリンジの遠位／オリフィス端が下に向く位置である。シリンジ１０２は、（例えば、自動検査ステーション１００と同じライン機器内の）以前の検査ステーション又は手動などにより、自動検査ステーション１００に提供され得る。自動検査ステーション１００は、シリンジ１０２を受容して、シリンジ１０２をスキャンに適した位置まで移動する、シリンジ搬送機構１１０を含む。例えば、シリンジ１０２がタブ又はロンドトレイ内に保持される場合、シリンジ搬送機構１１０は、タブが堆積されるコンベアベルトと、コンベアベルトにタブを移動させる駆動機構（例えば、モータ）とを含むことができる。別の例として、シリンジ１０２が共通の容器内に保持されていない場合、シリンジ搬送機構１１０は、スターホイールと、スターホイールを正確な増分だけ回転させる駆動モータ又は空気圧機構とを含むことができる。更に別の例として、シリンジ搬送機構１１０は、リニア搬送機構であり得る。ステーション１００として使用され得る自動検査ステーションの様々な例が、図２及び図８～図１２に示されており、これらは、以下で更に詳述される。いくつかの実施形態では（例えば、シリンジ１０２のタブが自動検査ステーション１００内に手動で配置される場合）、自動検査ステーション１００は、シリンジ搬送機構１１０を含まない。
自動検査ステーション１００は、シリンジ搬送機構１１０がシリンジ１０２を適切に位置決めすると（又はシリンジ１０２が手動で位置決めされると）、近接視点からシリンジ１０２をスキャンする少なくとも１つのセンサを有するセンサシステム１１２も含む。すなわち、センサシステム１１２のセンサは、シリンジ１０２の各々の近位端をスキャンする。例えば、シリンジ１０２が直立（例えば、針を下にした）位置にある場合、センサは、そのシリンジをスキャンする際に所与のシリンジの真上に位置決めされ得る。センサは、センサの位置決め（すなわちセンサとシリンジ１０２との間の光路が直線であるような）を介して又は（例えば、図１１Ａ～図１１Ｄに示される配置など、１つ以上のミラーがセンサとシリンジ１０２との間の光路を方向転換する）介在する光学システムを使用して、近位視点を直接達成することができる。センサシステム１１２は、例えば、受信／感知されたセンサ信号を、システムの残りの部分に対して認識可能なフォーマットである出力／測定データに変換するために、センサコントローラ（又は場合によりセンサシステム１１２が複数のセンサを有する場合にはセンサごとに１つのセンサコントローラ）を含むこともできる。
センサシステム１１２の各センサ（例えば、各センサ「ヘッド」）は、そのセンサに対する深度／距離を示す測定値を出力する方法で、シリンジ１０２の近位端をスキャンするように構成される。本明細書で使用される場合、センサとサンプル（例えば、シリンジ１０２又はその一部）との間の「深度」又は「距離」への言及は、センサの任意の部分（例えば、センサヘッド若しくはセンサヘッドのレンズ系など）に対する距離を指すことができ、且つ直線光路に沿った又は（例えば、１つ以上の介在ミラーを介して）１回以上方向転換された光路に沿った深度又は距離を指し得ることが理解される。いくつかの実施形態では、センサは、共焦点クロマチックセンサなどの受動的センサである。例えば、センサは、最大約７０ｋＨｚのサンプリング／測定速度で約３０ｍｍの深度範囲を検出できるＭｉｃｒｏ－ＥｐｓｉｌｏｎのＩＦＳ２４０５－３０センサであり得、センサコントローラは、Ｍｉｃｒｏ－Ｅｐｓｉｌｏｎの共焦点ＤＴ ２４６１コントローラであり得る。代わりに、センサは、十分な精度、正確性、サンプリング速度及び深度範囲を有する他の共焦点クロマチックセンサであり得る。共焦点クロマチックセンサは、透明な表面と不透明な表面との両方で非常によく機能する点で有利であり得、従来のフランジ（例えば、ガラスフランジ）及びプランジャ（例えば、ゴムプランジャ）の距離を測定するのに良好な候補となる。共焦点クロマチックセンサについて、図５Ａを参照して以下で更に詳述する。
他の実施形態では、センサシステム１１２の各センサは、シリンジ上を通過するだけでなく、各シリンジの近位端により近づいて且つ／又はシリンジの近位端から更に離れて移動する（すなわちその光路が直線であるかどうかにかかわらず、センサとシリンジ１０２との間の光路を短くするか又は長くする）ことにより、シリンジ１０２の近位端をスキャンする。例えば、センサシステム１１２の各センサは、本明細書において「単焦点深度」センサと呼ばれるものであり得る。上述した共焦点クロマチックセンサと異なり、単焦点深度センサは、光源をその異なる波長成分に分離せず、したがって、センサは、単一の焦点長及び焦点深度のみに関連付けられる。これらの実施形態では、センサシステム１１２の所与のセンサは、最良の焦点を有する距離が判定されるまで、シリンジの近位端に向かって且つ／又はそれから離れて移動され、それにより距離／深度の直接測定が提供される。単焦点深度センサについて、図５Ｂ及び図５Ｃを参照して以下で更に詳述する。
更に他の実施形態では、センサシステム１１２は、代わりに（又は同様に）、深度／距離を受動的又は能動的に感知することができる、任意の他の適切なタイプのセンサを含むことができる。例えば、センサシステム１１２は、光（例えば、赤外光）信号を生成／放出し、光信号が表面（例えば、シリンジ１０２の各々に沿った点）から反射してセンサに戻るまでの往復時間を測定する、飛行時間（ＴｏＦ）センサ（例えば、範囲撮像カメラ）を含むことができる。例えば、ＴｏＦカメラは、単一フレームにおいて、サブミリメートルの粒度／精度で、ＴｏＦカメラに対する深度の６４０×４８０ポイントを提供することができる。ＴｏＦカメラは、例えば、レーザ光又はＬＥＤ光の飛行時間を測定することができる。別の例として、センサシステム１１２は、深度を判定するための三角測量センサを含むことができる。しかしながら、様々な要因により、三角測量センサはプランジャ深度測定には適さない場合がある。例えば、三角測量のための大きい（例えば、バレル直径に対するプランジャ深度の比がより大きい）入射角を妨げる形状を有するシリンジの場合、三角測量が不可能な場合がある。更に、三角測量センサは、通常、シリンジガラス（例えば、ホウケイ酸ガラス）表面からの反射が十分でない赤色又は青色の光を使用し、それにより安定した測定値を得ることを非常に困難にする。なおも更に、シリンジのフランジ表面は多くの場合、完全には平らでなく、これが、三角測量測定の困難性を更に高める。三角測量及び特定の他の技術と異なり、本明細書で説明する共焦点クロマチックセンサ及び単焦点深度センサは、ホウケイ酸ガラス表面（及びプランジャ表面を含む他のそのようなシリンジ表面）をかなり高い信号対雑音比で検出することができる。
自動検査ステーション１００のセンサ位置決め機構１１４は、所望のスキャンパターンに従って、シリンジ１０２に対してセンサシステム１１２のセンサを移動させる。自動検査ステーション１００は、センサ位置決め機構１１４がセンサを移動させるとき、シリンジ１０２の各々を静止して保持することができ、それによりスキャン中に望ましくないシリンジの移動（例えば、ぶつかり合い）の可能性を低減する。センサ位置決め機構１１４は、センサシステム１１２のセンサが固定される１つ以上の取り付け構成要素並びに電子制御信号に応じてこれらの構成要素の移動を引き起こす１つ以上の駆動機構（例えば、モータ又は空気圧システム）を含むことができる。いくつかの実施形態では、センサ位置決め機構１１４は、Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ａｃｔｕａｔｏｒ，Ｉｎｃ．のＴＴ－Ｃ３－４０４０ロボットなどの３軸直角座標ロボットである。直角座標ロボットは、シリンジ１０２がシリンジタブ又は同様の容器で搬送される実施形態に特によく適することができ、一般に適切なレベルの精度及び動作の信頼性を有する。いくつかの実施形態では、センサ位置決め機構１１４は、各測定値がセンサの各々について捕捉された時間及び／又は位置（例えば、ｘ－ｙ座標）を示すデータを出力する。後述するように、この情報は、いずれの測定値（例えば、スキャン部分）がどのシリンジ１０２に対応するかを特定するために使用され得る。
いくつかの実施形態では、自動検査ステーション１００は、センサ位置決め機構１１４を含まない。例えば、自動検査ステーション１００は、シリンジ搬送機構１１０（例えば、スターホイール又はリニアコンベア）が各シリンジをセンサの前（例えば、下）が通過するとき、センサをシリンジ１０２の上方の固定位置に保持することができる。
センサ位置決め機構１１４及び／又はシリンジ搬送機構１１０によって引き起こされるシリンジ１０２とセンサとの間の相対移動は、特定のスキャンパターンをもたらす。例えば、センサシステム１１２の単一のセンサがシリンジ１０２の各々の上を一度のみ（例えば、直線で又はわずかに弧を描いて）通過する場合、スキャンパターンは、１次元である。一例として、１次元スキャンパターンについて、図６Ａを参照して後述する。しかしながら、他の実施形態では、スキャンパターンは、２次元であり得る。一例として、２次元スキャンパターンについて、図６Ｂを参照して後述する。例えば、センサ位置決め機構１１４は、単一のセンサに、ラスタスキャン（すなわち固定された距離だけオフセットされた複数の平行なスキャン線）、「スネーク」パターン（例えば、各スキャン線の端部において方向があまり急激に変化しないように前後に巻いている）、円形スキャン（例えば、異なる半径を有する同心円状のスキャン）などを実行させることができる。スネークパターンは、センサによる不要な再探索を回避するために、ラスタパターンよりも好ましい場合がある。代わりに、センサシステム１１２がオフセット位置を有する２つ以上のセンサを含む場合、所与のシリンジ１０２に対する複数のセンサの単一の「通過」は、（例えば、図８Ａ～図８Ｃを参照して後述するように）２次元パターンをもたらすことになる。任意の固定された数のセンサが使用される場合、最適なスキャンパターンは、シリンジの構成に依存し得る。
自動検査ステーション１００は、一般に、センサシステム１１２によって生成された測定値を処理して、シリンジ１０２のプランジャ深度を判定するように構成される、深度分析ユニット１２０も含む。深度分析ユニット１２０は、命令を記憶する永続メモリと、本明細書で説明されるような深度分析ユニット１２０の様々な動作を行うために命令を実行するように構成された１つ以上のプロセッサとを含むことができる。代わりに、深度分析ユニット１２０のプロセッサの１つ以上は、他のタイプのプロセッサ（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）など）であり得る。様々な実施形態では、深度分析ユニット１２０は、自動検査ステーション１００の残りの部分と同じ機器内に統合され得るか、又は自動検査ステーション１００の残りの部分に通信可能に結合された別個のデバイス（例えば、ラップトップ若しくはデスクトップコンピュータ）であり得る。
いくつかの実施形態では、深度分析ユニット１２０は、センサがシリンジ１０２をスキャンしながら、センサシステム１１２によって生成された出力を連続的に記録する。他の実施形態では、深度分析ユニット１２０は、センサが１つのシリンジ１０２から次のシリンジ１０２に通過する時間間隔では、センサシステム１１２によって生成された出力を記録せず、且つ／又はセンサシステム１１２が出力を生成しない。センサのタイプに応じて、センサシステム１１２のセンサコントローラは、センサ測定値の各々を適切なフォーマットで距離／深度測定値に変換する必要がある場合がある。例えば、センサが共焦点クロマチックセンサを含む場合、スキャンの各測定点は、その各々が異なる波長における反射光の量を表す振幅のセットであり得る。センサシステム１１２（及び／又は深度分析ユニット１２０）のセンサコントローラは、次いで、振幅の各セットを、適切なフォーマットを有する単一の距離／深度測定値に変換する。他の例示的な実施形態では、センサシステム１１２がＴｏＦセンサを含む場合、センサのセンサコントローラは、往復時間を検出して、往復時間を適切なフォーマットを有する距離／深度値に変換する。センサシステム１１２が単焦点深度センサを含む実施形態では、センサコントローラは、センサとシリンジ表面との間の各距離に対して焦点のシャープネス（例えば、反射光の量／強度）を示すパラメータを生成し得る。次いで、センサコントローラ及び／又は深度分析ユニット１２０は、測定された各パラメータ値に対して、センサの既知の高さに基づいてパラメータを距離／深度値に変換することができる。
１次元スキャンの場合、スキャンは、「深度プロファイル」として見ることができる。単一の深度プロファイルは、（スキャンが次の１つのシリンジ間で連続する場合、例えば特定のシリンジタブ内で）連続するシリンジ１０２のセットを反映することができるか、又は（スキャンが各シリンジ上で離散的に実行される場合に）単一のシリンジ１０２のみを反映し得る。センサシステム１１２のセンサの近位視点により、最も小さい距離／深度が一般に、シリンジのフランジに対応することになる一方で、より大きい距離／深度が一般に、シリンジバレル内のシリンジプランジャに対応することになる。深度分析ユニット１２０は、（例えば、センサ位置決め機構１１４から）時間及び／又は位置（例えば、ｘ－ｙ座標）情報を受信し、これにより、深度分析ユニット１２０が、いずれのスキャン点（又はスキャン線など）がいずれのシリンジに対応するかを判定することを可能にする。プランジャ深度を判定するために深度分析ユニット１２０によって採用され得るアルゴリズムについて、以下で更に詳細に説明する。深度分析ユニット１２０は、判定されたプランジャ深度を指定された／所望の範囲と比較することもできる。更に、深度分析ユニット１２０又は自動検査ステーション１００の内部若しくは外部で実行する他のソフトウェアにより、プランジャ深度を（場合により各プランジャ深度が指定された範囲内であるかどうかの指標とともに）ローカル若しくはリモートメモリに記憶させ、且つ／又は他のコンピューティングシステムに通信させることなどができる。
いくつかの実施形態では、自動検査ステーション１００は、図１に示されていない１つ以上の追加の構成要素を含むか又はそれと通信可能に結合される。例えば、自動検査ステーション１００は、ディスプレイを含むか又はそれに結合され得る。ディスプレイは、任意の適切なディスプレイ技術（例えば、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＬＣＤなど）を使用して、深度分析ユニット１２０によって判定されたプランジャ深度及び／又はプランジャ深度が指定された範囲内にない場合の視覚的通知などの情報を提示することができる。
図２は、例えば、図１の自動検査ステーション１００（又はその一部）として使用され得る例示的な自動検査ステーション２００の斜視図である。図２の実施形態は、複数の自動検査ステーションを含み得るライン機器ではなく、実験室において（例えば、適格化目的で）使用され得るような、スタンドアロンステーションを反映している。図２の例示的な実施形態では、シリンジ２０２（例えば、シリンジ１０２）は、コンベア２１０（例えば、シリンジ搬送機構１１０の一部）上に置かれているシリンジタブ２０４内に直立して保持されている。タブ２０４は、任意の適切な数（例えば、３６、４９、６４、８１、１００、１６０など）のシリンジ２０２を保持するように構成され得る。シリンジ２０２の各々は、過度の移動を防止するためにタブ２０４内に「入れ子」にされ得る。
コンベア２１０は、シリンジタブ２０４を、（例えば、集合的にセンサシステム１１２を形成する）センサコントローラ２１６に関連するセンサ２１２の概ね下の位置にするように移動し、その後、センサ２１２がシリンジタブ２０４内のシリンジ２０２をスキャンする間、その移動を一時停止する。図２は、センサ２１２が共焦点クロマチックセンサ又は単焦点深度センサである実施形態に対応し、図２では、その動作が光円錐２１８によって表されている。センサ２１２が単焦点深度センサである実施形態では、センサ２１２は、ピーク焦点、したがってシリンジ２０２の表面までの距離を見つけるために、各測定点においてシリンジ２０２に向かって且つ／又はそれから離れて移動される。しかしながら、上述したように、センサ２１２が適切な範囲において非接触／非破壊的な方法で距離／深度を検出することができる限り、代わりに異なるタイプのセンサが使用され得る。センサ２１２の測定値は、次いで、図２に示されていない深度分析ユニット（例えば、深度分析ユニット１２０）によって処理される。自動検査ステーション２００は、例えば、深度分析ユニットとして機能する外部コンピューティングデバイス又はシステム（例えば、ラップトップ若しくはデスクトップコンピュータ）又は統合処理ハードウェアとともに使用することができる。
図３は、プランジャ深度が自動検査ステーション１００又は２００によって測定され得る１つの方法を示す。しかしながら、プランジャ深度を計算するために（例えば、深度分析ユニット１２０によって）任意の適切な定義又は技術が使用され得ることが理解される。図３では、例示的なシリンジ３０２は、バレル３３２内に配置されたプランジャ３３０を含む。バレル３３２の（及び全体としてのシリンジ３０２の）近位端がフランジ３３４を形成する一方、シリンジ３０２の遠位端には、針（図３では針シールド３３６によって見えない）が位置決めされる。典型的には、バレル３３２及びフランジ３３４は、ガラスで形成され、プランジャ３３０は、ゴムで形成される。しかしながら、他の材料がいずれかの構成要素に使用され得る（例えば、適切な種類のプラスチック）。
示された例示的な実施形態では、シリンジ３０２のプランジャ深度は、（１）フランジ３３４の近位（又は「上部」）表面３４０と、（２）プランジャ３３０の近位／上部表面３４２との間の距離として定義される。しかしながら、これらの表面の判定は、いくつかの要因によって複雑になる場合がある。例えば、近位フランジ表面３４０及び／又は近位プランジャ表面３４２は、凹凸（例えば、明瞭なピーク及び谷を有する起伏）があり得、その場合、深度分析ユニット１２０は、フランジ３４０及びプランジャ３４２にそれぞれ対応するスキャン点を平均化するか、又はそれらのスキャン点のピーク値（最小距離／深度）を採用することなどにより、近位フランジ表面３４０までの距離及び／又は近位プランジャ表面３４２までの距離を判定することができる。深度分析ユニット１２０は、表面３４０及び／又は３４２までの距離を判定する際、フランジ３３４及び／又はプランジャ３３０の特定の特徴を無視することもできる。例えば、図３に示されるように、プランジャ３３０は、その近位表面３４２から突出する小さい「ラグ」又は「ディンプル」３４４を有し得、この場合、深度分析ユニット１２０は、ディンプル３４４を無視することにより（例えば、平均化する前にディンプル３４４に対応する測定値／サンプルを破棄することにより）、近位プランジャ表面３４２までの距離を判定することができる。別の例として、深度分析ユニット１２０は、フランジ３３４のあらゆる面取りされたエッジを無視することによって（例えば、平均化する前に、面取りされたエッジに対応する測定値／サンプルを破棄することによって）、近位フランジ表面３４０までの距離を判定することができる。
深度分析ユニット１２０は、距離／深度を判定する際、そのホルダ（例えば、スターホイール、タブ、ロンドトレイなど）内の各シリンジの配向など、他の要因を考慮に入れることもできる。例えば、トレイ又はタブ内のシリンジは通常、それらのフランジから吊り下げられているが、フランジは、シリンジの円筒本体（バレル）に対して完全に直交していない場合がある。これにより、図４では（角度変位４３０を伴う）シリンジ４０２について描かれているように、わずかに傾くか又は斜視となる結果となり得る。プランジャもシリンジバレル内でわずかに斜視となる場合がある。いくつかの実施形態では、深度分析ユニット１２０は、フランジ及び／又はプランジャの角度を特定し、その角度がある閾値を超えると、異なるアルゴリズムを使用してプランジャ深度を判定することにより、フランジ及び／又はプランジャの角度変位を考慮する。例えば、深度分析ユニット１２０は、そのような場合、近位フランジ表面の最高点に基づいてフランジ表面深度を判定し、（場合によりディンプルに関連する測定値を破棄／無視した後）近位プランジャ表面の最高点に基づいてプランジャ表面深度を判定することができる。代わりに、深度分析ユニット１２０は、角度変位が存在するかどうかをチェックすることなく、フランジ及び／又はプランジャの最高スキャン点を常に使用することができる。更に他の実施形態では、深度分析ユニット１２０は、近位フランジ／プランジャ表面を判定してプランジャ深度を計算する前に、角度変位を除去又は軽減するように深度プロファイルに対して数学的変換を実行する。他の技術／アルゴリズムも可能である。
充填段階は、必然的にクリーンなプロセスであり、ダスト及びデブリのリスクが比較的低く、（組み合わせデバイスの組み立ての直前にプランジャ深度が再測定され得る）包装環境も、通常、比較的クリーンである。しかしながら、いくらかの最小レベルのダスト／デブリの汚染は避けられない。いくつかの実施形態では、しかしながら、センサシステム１１２は、その性質により、ダスト、デブリ及び他の小さい摂動に対して耐性がある。特に、共焦点クロマチックセンサ及び単焦点深度センサは、一般に、そのような摂動に鈍感であり、ダスト／デブリの存在は、一般に、センサ測定値に些細な影響のみを及ぼすことになる。
図５Ａは、図１の自動検査ステーション１００のセンサシステム１１２又は別の適切な自動検査ステーションにおいて使用され得る例示的な共焦点クロマチックセンサ５１２を示す。図５Ａに見られるように、共焦点クロマチックセンサ５１２は、共焦点クロマチックセンサ５１２がシリンジ５０２の近位端内を「見下ろす」ように、所与のシリンジ５０２の上方に配置されている。光源５４０は、熱を発生させない純粋に受動的なセンサヘッドを維持するためにセンサヘッドから分離され得、白色光を発生させる。白色光は、光ファイバケーブル５４２を通してファイバカプラ５４４まで伝搬し、次いで垂直方向に整列した受動レンズ５４６（例えば、６つ又は７つのレンズ）のセットを通過する。
レンズ５４６は、白色光をその成分周波数帯域（すなわち異なる波長／色）に分割して、異なる周波数の光を、センサ５１２から（すなわちレンズ５４６を含むセンサヘッドから）異なる距離に集束する。具体的には、レンズ５４６は、光の最短波長（λｍｉｎ）をセンサ５１２から最短距離に集束し、光の最長波長（λｍａｘ）をセンサ５１２から最長距離に集束する。特定の波長／周波数に対して表面によって反射される光の量は、その周波数の光が、表面に当たる点においてどの程度よく集束するかの関数である。別の言い方をすれば、表面５５０が測定範囲内の特定の距離に存在する場合、反射光の強度は、その表面５５０の距離において最もよく集束される特定の波長（λ１）に対して最大となる。したがって、任意の所与の測定／スキャン点に対して、各波長における反射光の量／強度は、その測定／スキャン点における（センサ５１２に対する）深度／距離を示す。この現象は、図５Ａの例示的なプロット例５５２によって示されている。反射光は、レンズ５４６、ファイバカプラ５４４及び別の光ファイバケーブル５５４を通過した後、深度分析ユニット１２０によって分析される。上述したように、テスト結果は、共焦点クロマチックセンサの使用が、ゴムプランジャを有するガラスシリンジの深度検出に特によく適していることを示す。更に、共焦点クロマチックセンサは、非常に高いサンプリング速度（例えば、毎秒約７０，０００サンプル）で測定値を提供することができ、それにより他の従来の技術と比較して高いスループットを提供する。
センサコントローラ（及び／又は深度分析ユニット１１２）は、次いで、スキャンの各点の強度対波長（又は強度対周波数などの）情報を距離／深度に変換し、それにより（スキャンパターンに応じて）１次元の「深度プロファイル」又は２次元の「深度画像」を生成する。例示的な深度プロファイル及び深度画像を図６Ａ及び図６Ｂにそれぞれ示す。最初に図６Ａを参照すると、深度プロファイル６００は、（例えば、タブ、ロンドトレイ、スターホイールなどの内部で）互いに隣り合って位置決めされた２つの１ｍＬガラスシリンジにわたるセンサシステム１１２のセンサによる（例えば、センサ５１２による）連続スキャンを表す。スキャンは、例えば、シリンジ上を直線で通過し得るか、又は（例えば、シリンジが回転しているスターホイール内に保持されている場合に）わずかに弧を描いて通過し得る。いくつかの代替の実施形態では、センサ５１２がシリンジ５０２の近位端を直接「見る」必要がないように、センサ５１２とシリンジ５０２との間の光路内に１つ以上のミラーが存在する。深度プロファイル６００では、深度６２０は、シリンジフランジの近位表面に対応し、深度６２２は、シリンジプランジャの近位表面に対応し、深度６２６は、連続するシリンジ間の領域に対応する。深度分析ユニット１２０は、表面６２０の深度と表面６２２の深度との差として、プランジャ深度６２４を計算する。上述したように、深度分析ユニット１２０は、プランジャ深度６２４を計算する前に、各表面６２０又は６２２にわたる点の平均化、面取りされたエッジ及び／又はディンプルの無視など、様々なフィルタリング又は他の処理技術を適用することができる。深度分析ユニット１２０は、例えば、センサ位置決め機構１１４によって出力された時間（例えば、タイムスタンプ）及び／又は位置（例えば、ｘ－ｙ座標）情報に基づいて、いずれのプランジャ深度がいずれのシリンジに対応するかを判定することができる。本明細書では、主にスキャン「点」に関連して説明しているが、いくつかの実施形態では、スキャン線を測定するためにセンサヘッド（例えば、共焦点クロマチックセンサヘッド）が移動し得ることが理解される。
図５Ｂ及び図５Ｃは、図１の自動検査ステーション１００のセンサシステム１１２又は別の適切な自動検査ステーションで使用され得る代替の単焦点深度センサ５６０の一例を示す。図５Ｂに見られるように、単焦点深度センサ５６０は、所与のシリンジ５０２の近位端に面して（例えば、上方に）配置され、その結果、単焦点深度センサ５６０がシリンジ５０２の近位端内を「見下ろす」。光源からの光５６２は、熱を発生させない純粋に受動的なセンサヘッドを維持するためにセンサヘッドから分離され得、例えば単色（例えば、単一の波長）であり得る。光５６２は、レンズ５６４を通して伝搬する。図５Ｂに見られるように、レンズ５６４は、単一の、固定された焦点長、焦点面及び焦点深度に関連付けられる。好ましくは、レンズ５６４は、小さい／狭い焦点深度（例えば、１ミリメートル以下）を有する。図５Ｂ又は図５Ｃに示されていないが、センサ５６０は、（例えば、反射光の量／強度を測定することによって）シリンジ表面からの各距離における焦点レベルを測定するためのカメラを含む。
レンズ５６４とシリンジ表面との間の距離が変化するにつれて、シリンジ表面は、更に集束するようになるか又は更に集束しなくなる可能性がある。図５Ｃは、焦点を示すシャープネス関数５８２を示し、その値は、センサコントローラによって生成され得る。シャープネス関数５８２のピーク値は、図５Ｂに示される焦点面に対応する。特に、測定の正確性及び精度は、必ずしもレンズ５６４の焦点深度に限定されないことに留意されたい。例えば、センサコントローラは、焦点レベルが落ち始める距離又は検出されたピーク値に対していくつかの閾値を下回って落ちる距離などを判定することにより、焦点面の位置を計算することができる。このようにして、シリンジ表面までの距離を焦点深度よりも細かい粒度で測定することができる。例えば、１ミリメートルの焦点深度を有するレンズ５６４は、５マイクロメートル以下の測定精度／粒度を潜在的に提供することができる。図５Ａのセンサ５１２と同様に、センサ５６０とシリンジ５０２との間の光路は、１つ以上のミラーによって方向転換されても又はされなくてもよい。
単焦点深度センサ５６０は、図５Ａの共焦点クロマチックセンサ５１２に対して、特定の利点及び欠点を有する。共焦点クロマチックセンサ５１２は、センサ５１２の各シリンジに向かう移動及び／又は各シリンジから離れる移動（例えば、Ｚ方向での移動）が不要であるため、潜在的に、センサ５１２をシリンジに対して移動させるためにより単純な機構を使用することができる。更に、共焦点クロマチックセンサ５１２を各シリンジに向かって又は各シリンジから離れて移動させる必要がないため、センサ５１２は、単焦点深度センサ５６０よりも迅速に各測定点を捕捉することができる。それにもかかわらず、単焦点深度センサ５６０は、潜在的に、共焦点クロマチックセンサ５１２よりも高速なスキャンを可能にすることができる。特に、カメラ及びレンズ５６４に必要となる、より少ないコスト及びより小さい直径の両方により、単焦点深度センサ５６０は、共焦点クロマチックセンサで実現可能であろう場合よりもはるかに多くのセンサ（例えば、１６０個のシリンジタブに対して１６０個の小型で低コストのカメラ／レンズ）を使用できる可能性を提供する。多数の単焦点深度センサ５６０（カメラ／レンズ）を並列に使用することにより、いくつかの実施形態では、複数のシリンジ（例えば、シリンジのタブ全体）をほぼ瞬時に測定することができる。
いくつかの実施形態では、センサタイプ（例えば、センサ５１２又はセンサ５６０）に関係なく、深度プロファイル６００などの深度プロファイルは、センサシステム１１２の単一のセンサを各シリンジ１０２の中心上を走らせることによって生成される。センサを、各シリンジ１０２上を１回のみ走らせることにより、高いスループットが得られるが、そのコストとして精度が低下する。特に、センサの単一の通過では、フランジ及び／若しくはプランジャの最高点を捕捉することができず、且つ／又はシリンジ及び／若しくはプランジャのいかなる斜視角も考慮できないため、精度が損なわれる場合がある。しかしながら、より低い忠実度の測定が許容可能なシナリオでは、これは、より高いスループットを達成するために許容可能なトレードオフであり得る。
他の実施形態では、センサシステム１１２の単一のセンサを単一のシリンジ１０２上で複数回（例えば、３回又は５回など）走らせ、連続する各通過を以前の通過に対して１つの軸でわずかにオフセットさせることによって精度が向上する。通過の回数を増加することにより、スループットが低下するコストとして、フランジ及び／又はプランジャの形状又は整列の任意の微妙な点が捕捉される可能性が高まる。
更に他の実施形態では、各シリンジを２次元で（例えば、ラスタパターンで）より厳密にスキャンすることによって精度を更に高め、その結果、スキャン線の数及びセンサ１１２の解像力により、フランジ及び／又はプランジャの完全な又はほぼ完全な「深度画像」を得ることができる。図６Ｂは、ソフトウェアが個々の１次元ラスタラインを照合して解釈した後、この方法で作成された深度画像６４０（ここでは２つの別個の深度画像部分６４０－１及び６４０－２として示されている）を示す。深度画像部分６４０－１及び６４０－２からの深度情報を組み合わせることにより、深度分析ユニット１２０は、プランジャ深度を正確に計算することができる。他の実施形態では、各シリンジ１０２に対して単一の深度画像のみが生成され、別々のプランジャ深度画像とフランジ深度画像とを組み合わせる必要がない。
深度画像部分６４０－１では、近位プランジャ表面は、近位プランジャ表面の円周の周りにディンプル／ラグを有するリングとして現れている（深度分析ユニット１２０は、プランジャ深度を計算する際にこれを無視することができる）。深度画像部分６４０－２では、最も外側の概ね同心円状の部分が近位フランジ表面を表す。直角座標ロボットは、２次元スキャンを生成するために、同じシリンジ上にセンサを複数回素迅速に走らせるのに特に適しており、ラスタパターン（又はスネークパターンなど）は、そのようなスキャンのための時間を最小化するのに特によく適している。深度分析ユニット１２０は、１次元スキャン線を組み合わせて、２次元の深度画像を形成することができる。
（従来のマシンビジョン技術に必要な処理とは対照的に）深度プロファイルを使用する際に必要とされる比較的単純なデータ処理により、（スキャンパターンを通る）センサの移動は、データ処理時間よりもスループットを制限する場合がある。完全な２次元スキャンのためにセンサを移動させるのに必要な時間は、生産ラインへの統合よりもオフライン測定に適したアプローチにするには十分長くなる場合がある。しかしながら、いくつかの実施形態では、２次元スキャン速度は、互いに対して１軸方向でわずかに横方向にオフセットして位置決めされた複数のセンサ（例えば、２つ、３つ又はそれを超える共焦点クロマチックセンサ又は単焦点深度センサ）を使用することによって増加する。センサ技術が向上し、センササイズが（所与の被写界深度に対して）低減されるにつれて、より多くのスキャン線を並列に生成することができ、２次元スキャン速度を更に増加させる。
図７は、図１の自動検査ステーション１００によって実施され得る例示的アルゴリズム７００のフロー図である。アルゴリズム７００は、例えば、センサシステム１１２、センサ位置決め機構１１４及び深度分析ユニット１２０によって全体的又は部分的に実施され得る。しかしながら、説明を容易にするために、アルゴリズム７００は、「そのシステム」によって行われる動作に対して一般的に言及して後述する。アルゴリズム７００は、センサ（例えば、センサシステム１１２のセンサ）が１次元スキャンを実行する実施形態に関して説明されているが、同じ原理が２次元スキャンに対しても適用することができる。
アルゴリズム７００の例では、段階７０２において、システムは、ボタンの手動押圧又はシリンジ若しくはシリンジホルダ（例えば、シリンジタブ）の到着などのトリガを待機する。段階７０４において、トリガを検出した後、システムは、様々なチェックを実行する。例えば、システムは、センサシステム１１２を含む様々なハードウェア及び／又はソフトウェア構成要素の適切な動作をチェックして、安全性チェックを実行することができる。
段階７０６において、システムは、１つ以上のシリンジのためのホルダがスキャンのための位置にあるかどうかを判定する。例えば、システムは、シリンジタブが（例えば、シリンジ搬送機構１１０によって）適切なスキャン位置まで前進したかどうかを判定することができる。段階７０６は、例えば、タブの比較的迅速な予備スキャン（例えば、タブエッジの位置チェック）を使用して達成され得る。段階７０８において、システムは、センサヘッドから既知の距離を有する１つ以上の位置においてセンサヘッドを較正する。例えば、センサ位置決め機構１１４は、センサシステム１１２のセンサを、シリンジ１０２の近くの、センサシステム１１２のセンサからの既知に距離を有する位置まで移動させることができる。次いで、センサシステム１１２のスキャンコントローラは、各スキャン／測定点における深度／距離を判定する際に適用すべき適切な較正係数（例えば、距離オフセット）を判定することができる。
いくつかの実施形態では、システムは、タブのいずれの部分にシリンジが装着されているかを判定するために予備スキャンも（例えば、より高速のセンサ移動及びより低密度のスキャン点で）実行する。そのような実施形態では、連続する段階（例えば、段階７１０）は、シリンジが存在するそれらの一般的な位置のみに制限され得、それにより効率／スループットを向上する。
段階７１０において、システムは、所望のスキャンパターンにおいて製品（例えば、単一のシリンジ又はタブ内のシリンジなど）上でセンサヘッドを移動させる。いくつかの実施形態では、段階７１０は、センサヘッドを一定の速度で各シリンジ上を移動させ、シリンジのない領域に到達すると加速して、次のシリンジに到達すると（例えば、既知のシリンジ位置又は予備スキャンから判定されたシリンジ位置に基づいてなどで）一定の速度まで減速して戻ることを含む。センサヘッドを移動させて深度情報を捕捉すると、システムは段階７１２において、その測定値を、位置データ（例えば、センサ位置決め機構１１４からのエンコーダ出力）と同様に、メモリ内のリニアアレイに記憶する。段階７１４において、システムは、記憶された測定データを位置データとともに処理して、スキャンによってカバーされたシリンジの各々についてプランジャ深度を判定する。段階７１４は、段階７１０及び７１２におけるフルスキャン後に生じ得るか又はフルスキャンと並行して生じ得る。段階７１４には、較正係数の適用、任意の角度変位のチェックなどを含み得る。
段階７１６において、システムは、結果（例えば、対応するシリンジの指標を伴う判定されたプランジャ深度）を出力する。段階７１６は、結果をディスプレイ上に提示すること、結果をファイルに記憶すること、結果を別のコンピューティングシステムに通信すること及び／又は他の動作を含み得る。
図８～図１２は、例えば、図１の自動検査ステーション１００として、シリンジが搬送される方法に応じて使用され得る様々なタイプの自動検査ステーションを示す。
最初に図８を参照すると、タブ８０４内のシリンジ８０２を検査するための例示的な自動検査ステーション８００は、（図２に示される単一のセンサの実施形態と異なり）複数のセンサ８１２－１～８１２－４を使用する。図８は、各センサ８１２が、対応する光円錐８１８を有する共焦点クロマチックセンサである例を示すが、センサ８１２は、本明細書で説明される任意のタイプのセンサ（例えば、単焦点深度センサ、ＴｏＦセンサなど）であり得る。他の実施形態では、自動検査ステーション８００は、４つよりも多い又は少ないセンサ８１２を含み得る。
タブ８０４は、図２のタブ２０４と同様であり得、各シリンジ８０２は、図２のシリンジ２０２と同様であり得、且つ過度の移動を防止するためにタブ８０４内に「入れ子」にされ得る。図８に示されていないが、タブ８０４は、コンベア２１０と同様のコンベアを介して移動され得る。コンベアは、シリンジタブ８０４を、センサ８１２－１～８１２－４の概ね下の位置にするように移動し、その後、センサ８１２－１～８１２－４の各々がシリンジタブ８０４内のシリンジ２０２の異なる１つをスキャンする間、その移動を一時停止する。センサ８１２の測定値は、次いで、図８に示されていない深度分析ユニット（例えば、深度分析ユニット１２０）によって処理される。自動検査ステーション８００は、例えば、深度分析ユニットとして機能する外部コンピューティングデバイス又はシステム（例えば、ラップトップ若しくはデスクトップコンピュータ）又は統合処理ハードウェアとともに使用することができる。
自動検査ステーション８００は、タブ８０４の異なるサブセクションを並行してスキャンすることによってスループットを向上させることができる。描かれている例では、センサ８１２－１～８１２－４のセットは、（例えば、センサ位置決め機構１１４によって）一体となって移動され、それぞれの象限内の各シリンジの上方で順次一時停止される。４つのそれぞれのシリンジ８０２の所与のセットの上方に位置決め／一時停止されている間、センサ８１２－１～８１２－４は、４つのシリンジ８０２の表面をスキャンするために、より小さい増分で（例えば、センサ位置決め機構１１４によって再び一体となって）更に移動される。協調／同期した移動のために、センサ８１２－１～８１２－４は、共通の２軸水平アクチュエータ上に一緒に取り付けられ得る。
好ましくは、タブ８０４の形状及びタブ８０４内のシリンジ８０２の数は、センサ８１２の数に対応する。示された実施形態では、例えば、シリンジ８０２の２Ｎ×２Ｎアレイを保持するタブ８０４を使用することが望ましい場合があり、ここで、Ｎは、０よりも大きい任意の整数であり（しかし、センササイズがセンサ８１２を互いに対してどの程度近くに位置決めすることができるかを制約することを想定すると、より大きい最小のＮを有する可能性が高い）、各センサ８１２間にＮ個のシリンジ８０２の間隔を有する。タブ８０４内の各シリンジ８０２は、（いくらかのレベルの冗長性が望まれない限り）単一のセンサ８１２によってのみスキャンされ、スループットは、センサ８１２の数が増加するにつれて（例えば、技術的改善によってセンササイズが減少することが可能になり、それによってより高密度にパックされたセンサ８１２が可能になるにつれて）増加する。ミラー及び／又は他の光学系も使用されて、センサ８１２の密度を増加させ、したがってスループットを増加させることができる。自動検査ステーション８００の基礎となる一般原理は、センサ８１２及びシリンジ８０２の任意のサイズのアレイにまで拡張することができる。例えば、８個のシリンジ８０２の間隔を有するセンサ８１２の３×２アレイが使用されて、シリンジ８０２の２４×１６アレイを効率的にスキャンすることができる。
図９Ａ～図９Ｄは、リニア搬送機構９１０においてシリンジを検査するための例示的な自動検査ステーション９００の様々な斜視図及び俯瞰図である。図９Ａに見られるように、リニア搬送機構９１０は、チャック９０４が（例えば、図９Ａに示されていない駆動モータ又は空気圧システムに応じて）移動することができる直線の凹状チャネル９１１Ａを提供する。チャック９０４は、単一のシリンジ９０２を保持するように構成され、シリンジバレルの一部は、チャネル９１１Ａの隙間９１１Ｂを通して延びる。チャック９０４は、シリンジ９０２がスキャン／測定間に回転しないことを確実にするように摩擦チャックであり得る。高忠実度のリニアコンベアは、チャネル９１１Ａに沿って、チャック９０４（したがってシリンジ９０２）を小さく正確に増分して移動させることができる。チャック９０４がセンサ９１２（例えば、共焦点クロマチックセンサ又は本明細書で論じる他のセンサタイプ）の下にあるときの各増分に対して、リニアモータは、チャック９０４及びシリンジ９０２が固定／静止位置にとどまっている間、センサ９１２を（例えば、ミクロンレベルの精度で）シリンジ９０２の近位端（フランジ）にわたって横方向にスキャンする。そのような各スキャンは、（例えば、深度プロファイル６００の一部と類似した）１次元の深度プロファイルを生成する。増分サイズを変えることにより、測定密度及び対応する全体を制御することができる。例えば、１ｍｍの増分サイズは、生産目的のために合理的に良好な２次元の深度マップを生成するのには十分小さい場合がある。センサ９１２の測定値は、次いで、図９に示されていない深度分析ユニット（例えば、深度分析ユニット１２０）によって処理される。自動検査ステーション９００は、例えば、深度分析ユニットとして機能する外部コンピューティングデバイス又はシステム（例えば、ラップトップ若しくはデスクトップコンピュータ）又は統合処理ハードウェアとともに使用することができる。
図９Ｂは、自動検査ステーション９００を使用する際の、シリンジ９０２にわたるスキャン経路９２４－１～９２４－５の俯瞰図を提供する。シリンジ９０２の各位置において、シリンジ９０２及びチャック９０４がチャネル９１１Ａに沿って移動するにつれて、センサ９１２は、図９Ｂでは連続する各増分における最上部の線／矢印として描かれている新たなリニアスキャンを実行する。図９Ｂに示される各シリンジ位置は、異なる時間／増分に対応し、図９Ｂの左から始まって、図９Ｂの右に進む。他の実施形態及び／又はシナリオでは、増分は、より大きくてもよい（その結果、スキャン経路９２４は、５つ未満となる）か又はより小さくてもよい（その結果、スキャン経路９２４は、５つ超となる）。
図９Ｃ及び図９Ｄは、自動検査ステーション９００のチャック９０４に使用され得る２つの代替の設計を示す。図９Ｃに見られるように、チャック９０４の第１の設計は、開口部９０５のそれぞれの半体９０５－１及び９０５－２（後者は図９Ｃに示されていない）と、凹部９０７のそれぞれの半体９０７－１及び９０７－２とを有する２つのチャック半体９０４－１及び９０４－２を含む。チャック半体９０４－１及び９０４－２がシリンジ９０２の周囲で接合されると、シリンジ９０２のバレルは、開口部９０５を通して突出して、シリンジのフランジが凹部９０７内に確実に入れ子になる。凹部９０７は、チャック９０４内でのシリンジ９０２の回転を防止するか又は少なくとも実質的に低減するように、フランジに十分に正確にフィットする。この設計の利点は、シリンジ９０２の回転を防止するために摩擦／接着が不要であることである（ただし、いくつかの実施形態では、摩擦及び／又は接着を使用することもできる）。潜在的な欠点は、ガラスフランジとチャック９０４との相互作用により、シリンジ９０２のガラスが破損するリスクが高くなることである。フランジの寸法に（例えば、シリンジの製造公差により）任意の有意な差が存在する場合、この設計は、適さない場合もある。更に、この設計では、円形フランジを有するシリンジの回転を防止することができない。
チャック９０４の代替の設計を図９Ｄに示す。この設計では、チャック９０４は、同じく、開口部９０５のそれぞれの半体９０５－１及び９０５－２（後者は、図９Ｄに示されていない）を有する２つのチャック半体９０４－１及び９０４－２を含み、同じく、２つのチャック半体９０４－１及び９０４－２がシリンジ９０２の周りに接合されると、シリンジ９０２のバレルが開口部９０５を通して突出する。しかしながら、この第２の設計は、シリンジのフランジの回転配向を固定するための凹部９０７を含まず、フランジは、完全にチャック９０４の外側にとどまる。シリンジの回転を防止又は実質的に低減するために、開口部９０５は、各シリンジ９０２を確実に保持するための高摩擦及び／又は粘着性の表面を有する。いくつかの実施形態では、チャック９０４は、所与のシリンジ９０２を一時的に固定して、チャック９０４に対する回転又は他の移動を防止するために、開口部９０５の表面上に１つ以上の吸盤を含む。この第２の設計の利点は、フランジとの接触がないために、破損のリスクが減少することである。潜在的な欠点は、高摩擦／粘着性の表面材料が経時的に磨耗して効果が低下し、交換が必要になる場合があることである。更に、注意深く設計されない限り、表面材料は、シリンジ９０２のバレル上に微粒子／沈殿物を残し得る可能性がある。
図１０Ａ～図１０Ｄは、複数のセンサ１０１２を使用してリニア搬送機構１０１０におけるシリンジ１００２を検査するための、別の例示的な自動検査ステーション１０００の様々な斜視図及び俯瞰図である。図１０Ａに見られるように、リニア搬送機構１０１０は、チャック１００４が（例えば、図１０Ａに示されていない駆動モータ又は空気圧システムに応じて）移動することができる直線の凹状チャネル１０１１Ａを提供する。チャック１００４（例えば、チャック９０４と同様）は、単一のシリンジ１００２を保持するように構成され、シリンジバレルの一部は、チャネル１０１１Ａの隙間１０１１Ｂを通して延びる。リニアコンベアは、チャネル１０１１Ａに沿って、チャック１００４（したがってシリンジ１００２）を移動させることができる。図９のステーション９００と異なり、リニアコンベアは、チャック１００４及びシリンジ１００２を、離散的な増分ではなく、チャネル１０１１Ａに沿って連続的に移動させることができ、センサ１０１２は、全てチャネル１０１１Ａに対して固定された位置を有し得る。チャネル１０１１Ａの幅の少なくともいくらかの範囲をカバーするために、自動検査ステーション１０００は、図１０Ａ～図１０Ｄに見られるように、チャネル１０１１Ａの長さに沿って配置され、且つ互いに対して小さいオフセットでチャネル１０１１Ａにわたって横方向に千鳥状に配置された５つのセンサ１０１２－１～１０１２－５を含む。センサ１０１２－１～１０１２－５は、（図１０Ａ～図１０Ｃに示されるように、それぞれ光円錐１０１８－１～１０１８－５を有する）共焦点クロマチックセンサ又は本明細書で論じる他のセンサタイプであり得る。図１０には５つのセンサ１０１２が示されているが、他の実施形態は、より多くのセンサ又はより少ないセンサを有し得る。
センサ１０１２－１～１０１２－５は、一度に１つずつ（例えば、チャック１００４及びシリンジ１００２が各センサ１０１２の下を通過しながら順次）又は並行して（例えば、チャネル１０１１Ａに沿った異なる位置において異なるチャック１００４によって保持される異なるシリンジ１００２上で）動作することができる。チャネル１０１１Ａに沿ったチャック１００４及びシリンジ１００２の移動及び固定されたセンサ１０１２の配向により、センサ１０１２－１～１０１２－５の各々は、チャネル１０１１Ａの長さに対して平行な方向（すなわちステーション９００のセンサ９１２によって実行されるスキャンに直交する方向）でスキャンを生成する。センサ１０１２の測定値は、次いで、図１０に示されていない深度分析ユニット（例えば、深度分析ユニット１２０）によって処理される。自動検査ステーション１０００は、例えば、深度分析ユニットとして機能する外部コンピューティングデバイス又はシステム（例えば、ラップトップ若しくはデスクトップコンピュータ）又は統合処理ハードウェアとともに使用することができる。
自動検査ステーション１０００は、（例えば、いずれのセンサ１０１２もチャネル１０１１Ａの幅にわたって横方向に移動することを必要としないことによって）高速で機械的に単純であるという利点を有する。しかしながら、センササイズは、センサ１０１２間に比較的大きい間隔を必要とする場合があり、これによりセンサ１０１２の異なるものによるスキャン間で任意の所与のシリンジ９０２が移動（例えば、回転）するリスクを増加させる。
図１１Ａ～図１１Ｄは、複数のセンサ１１１２を使用してリニア搬送機構１１１０においてシリンジを検査するための代替の自動検査ステーション１１００の様々な斜視図及び俯瞰図である。図１１Ａに見られるように、リニア搬送機構１１１０は、チャック１１０４が（例えば、図１１Ａに示されていない駆動モータ又は空気圧システムに応じて）移動することができる直線の凹状チャネル１１１１Ａを提供する。チャック１１０４（例えば、チャック９０４と同様）は、単一のシリンジ１１０２を保持するように構成され、シリンジバレルの一部は、チャネル１１１１Ａの隙間１１１１Ｂを通して延びる。リニアコンベアは、チャネル１１１１Ａに沿って、チャック１１０４（したがってシリンジ１１０２）を移動させることができる。図１０のステーション１０００と同様に、リニアコンベアは、チャック１１０４及びシリンジ１１０２を、離散的な増分ではなく、チャネル１１１１Ａに沿って連続的に移動させることができ、センサ１１１２は、全てチャネル１１１１Ａに対して固定された位置を有し得る。しかしながら、ステーション１０００と異なり、自動検査ステーション１１００は、各センサ１１１２とシリンジ１１０２との間の光路を変化させるために光学システム１１１９を使用する。具体的には、光学システム１１１９は、ミラー１１１９－１～１１１９－６のセットを含み、各ミラーは、センサ１１１２－１～１１１２－６のそれぞれの１つと、スキャンされるシリンジ１１０２との間の光路を完成するように成形及び配置される。図１１Ｂ及び図１１Ｃは、それぞれ、ミラー１１１９－１～１１１９－６の斜視図及び俯瞰図であり、図１１Ａ及び図１１Ｄは、それぞれ、全体としての自動検査ステーション１１００の斜視図及び俯瞰図である。
図１１Ａ～図１１Ｄに見られるように、ミラー１１１９－１～１１１９－６は、センサ１１１２の各々が、チャネル１１１１Ａの幅に沿って異なる横方向オフセットで、且つチャネル１１１１Ａの長さに沿って異なる位置で、シリンジ１１０２をスキャンするように、角度付けられて配向されている。このようにして、光学システム１１１９により、センサ１１１２が（ステーション１０００におけるように）各シリンジ１１０２の異なる部分に沿ってスキャンすることを可能にするが、センササイズが、異なるセンサ１１１２によるその後のスキャン間に大きい距離を必要としない（したがって異なるセンサ１１１２によるスキャン間にシリンジ１１０２が回転するリスクがより少ない）。
センサ１１１２－１～１１１２－６は、（図１１Ａ～１１Ｄに示されるように、光円錐１１１８－１～１１１８－６をそれぞれ有する）共焦点クロマチックセンサ又は本明細書で論じる任意の他のセンサタイプであり得る。図１１には、６つのセンサ１１１２及び６つのそれぞれのミラー１１１９が示されているが、他の実施形態は、より多くの又はより少ないセンサ及びミラーを有し得る。センサ１１１２－１～１１１２－６は、チャック１１０４及びシリンジ１１０２が各ミラー１１１９－１～１１１９－６の下を通過しながら、順次動作することができる。チャネル１１１１Ａに沿ったチャック１１０４及びシリンジ１１０２の移動により、センサ１１１２－１～１１１２－６の各々は、チャネル１１１１Ａの長さに対して平行な方向（すなわちステーション９００のセンサ９１２によって実行されるスキャンに直交する方向）でスキャンを生成する。
センサ１１１２とシリンジ１１０２との間の光路を適切に方向付けるために、ミラー１１１９－１～１１１９－６の各々は、光路内において、シリンジ１１０２の中心／長軸に対して４５度の角度をなし、それぞれのセンサ１１１２の光軸に対して４５度の角度をなす１つの表面も有し得る。他の実施形態では、（例えば、センサ１１１２のいずれか１つ以上がシリンジのフランジの平面に対して平行な平面内にない場合）他の角度が使用され得る。例えば、スループットを更に増加させるために、チャック１１０４の周囲にほぼ球状（又は半球状）に配置された追加のセンサを採用することができ、その全てが光学システム１１１９に向かって概ね内向きに向けられる。ミラー１１１９－１～１１１９－６は、好ましくは、シリンジ１１０２とセンサ１１１２との間の光信号の実質的な劣化又は光信号との干渉を回避するように設計される。光学システム１１１９は、配置を更に最適化するために追加の又は代替の光学系を含み得る。
センサ１１１２の測定値は、図１１に示されていない深度分析ユニット（例えば、深度分析ユニット１２０）によって処理される。自動検査ステーション１１００は、例えば、深度分析ユニットとして機能する外部コンピューティングデバイス又はシステム（例えば、ラップトップ若しくはデスクトップコンピュータ）又は統合処理ハードウェアとともに使用することができる。
図１２Ａ～図１２Ｃは、自動検査ステーション１２００の代替の実施形態を示し、ここでは、（例えば、センサシステム１１２の）複数のセンサ１２１２は、スターホイール１２１０の中心に対して異なる半径方向オフセット１２２２でスターホイール１２１０の周辺部にわたって間隔をあけて配置される。スターホイールは、通常、充填段階で使用され、その段階においてプランジャ深度測定が関連するシナリオでは、組み合わせデバイスの組み立てラインにも使用され得る。スターホイールは、画像捕捉（すなわちマシンビジョン技術）のためにシリンジの側面を露出させることができるが、いくつかのシステム形状は、カメラの設置にそぐわない。このような場合、本明細書で説明する近位端感知技術は、実行可能な代替案を提供することができる。
図１２Ａ～図１２Ｃは、７つの異なる半径方向オフセット１２２２－１～１２２２－７において７つの共焦点クロマチックセンサ１２１２－１～１２１２－７が存在する実施形態を示す。しかしながら、自動検査ステーション１２００は、７つより多い又は少ないセンサ１２１２を含み得、センサ１２１２の一部又は全ては、異なるタイプ（例えば、単焦点深度センサ又はＴｏＦセンサ）であり得る。半径方向オフセット１２２２－１～１２２２－７は、シリンジ１２０２の幅のいくらかの割合だけ（例えば、スキャン線がフランジの回転に関係なく各シリンジ１２０２の少なくともフランジ全体にわたって均等に分布するように）異なり得る。スターホイール１２１０の回転により、各スキャン線１２２４にわずかに弧を描かせるが、スターホイール１２１０の半径がシリンジ１２０２のサイズに対して十分に大きい限り、得られる深度プロファイルは、第一近似に対する直線として扱うことができる。次いで、深度分析ユニット１２０は、異なるセンサ１２１２のスキャン／プロファイルを同期して、同期されたプロファイルに基づいてプランジャ深度を計算することができる。複数のセンサ１２１２の使用は、システムのスループットを損なうことなく、フランジ及びプランジャの形状／配向をより正確に捕捉することにより、システムの有効性を向上させることができる。いくつかの実施形態では、スターホイール１２１０は、シリンジがその中心軸の周りを回転することを可能にすることなく、シリンジを所定の位置により確実に保持するために、空気圧ベースの駆動システム（例えば、シリンジ搬送機構１１０の一部として）又は他の機構（例えば、チャック９０４と同様のチャック）を使用する。
本明細書に開示される原理及び技術に従って設計されたプロトタイプステーションは、精度を犠牲にすることなく、且つシリンジの余分な取り扱いを必要とすることなく（例えば、タブからシリンジを取り外すことなく）高速／スループットを示した。プロトタイプでは、共焦点ＤＴ ２４６１センサコントローラ（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｐｓｉｌｏｎ）及びＶｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ ２０１７制御ソフトウェア（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ）を備えた３軸のＴＴ－Ｃ３－４０４０直角座標ロボット（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ａｃｔｕａｔｏｒ，Ｉｎｃ．）を使用して、シリンジタブ内のシリンジ上に、ＩＦＳ２４０５－３０共焦点クロマチックセンサ（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｐｓｉｌｏｎ）を位置決めした。
プロトタイプステーションによって提供された測定値の変動量を評価するために、ゲージＲ＆Ｒ（反復性及び再現性）の検討が行われた。使用された指標の１つは、以下のように定義される精度対公差比（Ｐ／Ｔ又はＰＴＲ）であった。
Figure 2024507127000002
 ここで、σｇは、測定標準偏差である。この評価では、定数ｋは、６に等しく設定され、ＵＳＬ（仕様上限値）からＬＳＬ（仕様下限値）をマイナスした値は、３ｍｍに等しく設定された。１０個のサンプルシリンジに対して、各シリンジがタブ内のその「入れ子」にどのように収まるかをいくつか手動で変化させた結果、１回目の測定では３．８％のＰＴＲ、２回目の測定では３．７％のＰＴＲという結果となった。一般的に、１０％～３０％のＰＴＲは、「限界」性能とみなされ、１０％未満のＰＴＲは、「良好」性能とみなされた。この２回の検査の場合、ゲージＲ＆Ｒの反復性はそれぞれ、０．０１９及び０．０１６であり、ゲージＲ＆Ｒの再現性はそれぞれ、０．０００及び０．０１０であった（すなわち、プロトタイプ検査ステーションは、非常に優れた反復性及び再現性を示した）。
プロトタイプ検査ステーションは、フランジ配向の変動（すなわちシリンジバレルの軸の周りの非対称フランジの回転量の変動）に対してほとんど鈍感であった。図１３は、異なるフランジ配向（４５度の増分で０度～３１５度）の範囲にわたって、プロトタイプ検査ステーションが１０個のサンプルシリンジに対して計算したプランジャ深度（ｍｍ単位）を示す表１３００である。図１３に見られるように、任意のサンプルに対して、測定値は、０．１ｍｍ以下だけ変化した。たとえこのようにフランジ配向の全範囲でも、ＰＴＲは、４．０％を超えなかった。
図１４は、共焦点クロマチックセンサプロトタイプを使用して判定されたプランジャ深度（ｘ軸）を、従来の光学コンパレータを使用して判定されたプランジャ深度（ｙ軸）と比較するプロット１０００である。両方の軸とも、測定されたプランジャ深度をミリメートル単位で示す。図１４に見られるように、プロトタイプステーションは、光学コンパレータと非常に類似した結果を確実に提供した。しかしながら、プロトタイプステーションは、より高速で結果を提供した。具体的には、毎秒７０，０００サンプル（１次元の深度プロファイルの場合）で測定値を補足することにより、プロトタイプステーションは、光学コンパレータよりも約１０倍の速度で動作した。光学コンパレータに対する共焦点クロマチックセンサプロトタイプのＰ値は、０．００１未満であり、高い統計的類似性を示す。２つのシステム間に３０マイクロメートルのわずかなバイアスが存在したが、光学コンパレータの測定値のいくつかには通常のヒューマンエラーが見られたことを考慮すると、これは統計的に取るに足らないものであった。プロトタイプでは、ヒューマンエラーの要素は、ほとんど存在しなかった。
図１５は、プランジャ深度を自動検査するか、又はより一般的にはシリンジの２つの部分間の距離を自動検査するための例示的な方法１５００のフロー図である。方法１５００は、図１の自動検査ステーション１００又は自動検査ステーション１００を含む機器などの自動検査システムによって実施することができる。
ブロック１５０２において、センサシステムは、複数のシリンジ（例えば、シリンジ１０２）の各々を近位端視点から（例えば、シリンジが、タブ、ロンドトレイ、スターホイールホルダ又は別の容器若しくは機構によって直立位置に保持されている間又は場合によりシリンジがそれらの側面上に水平に保持若しくは支持されている間などに）スキャンすることにより、複数のシリンジスキャンを生成する。ブロック１５０２は、センサシステム１１２（例えば、センサ及びセンサコントローラ）により、例えば充填ライン、製品組み立てプロセス（例えば、インライン及び組み立て前）又は各シリンジの近位端がスキャンのためにアクセス可能である任意の他の適切なプロセスで実行され得る。シリンジスキャンの各々は、スキャン内の複数のスキャン点の各々において及び／又はスキャン線に沿ってセンサシステムのセンサに対する深度（距離）を示す。深度／距離は、センサとシリンジとの間の光路に対応し、この光路は、直線であり得るか、又は光学システムによって（例えば、光学システム１１１９内などの１つ以上のミラーによって）１回以上方向転換され得る。センサは、例えば、共焦点クロマチックセンサ（例えば、センサ５１２）又は単焦点深度センサ（例えば、センサ５６０）などの光学センサであり得る。代わりに、センサは、ＴｏＦセンサ（例えば、ＴｏＦカメラ）などの別の適切なセンサタイプであり得る。センサシステムは、少なくとも毎秒２５，０００回（例えば、毎秒７０，０００回）の速度でシリンジスキャンを生成することができる。複数のシリンジスキャンは、１次元又は２次元（例えば、ラスタスキャン又はスネークスキャン）であり得るか、離散スキャンであり得るか、又は全てが単一の連続スキャン内に含まれ得る。
ブロック１５０４は、複数のシリンジの各々について（例えば、タブ内の全てのシリンジについて）繰り返されるプロセスを表す。ブロック１５０４は、例えば、深度分析ユニット１２０によって実行され得る。ブロック１５０４では、ブロック１５０６において、シリンジに対するそれぞれのスキャンが分析されて、センサに対する（例えば、センサヘッドに対する）２つの距離：シリンジの第１の部分まで（例えば、フランジまで又はシリンジバレルの内壁から内向きに突出する「マーカ」構成要素まで）の第１の距離及びシリンジの第２の部分まで（例えば、プランジャまで）の第２の距離が判定される。例えば、ブロック１５０６には、（例えば、センサに対するフランジの近位表面までの平均距離を判定することによって）シリンジスキャン内のフランジ関心領域（ＲＯＩ）を分析して第１の距離を判定することと、（例えば、センサに対するプランジャの近位表面までの平均距離を、場合によりプランジャのディンプル及び／又は面取りされたエッジに対応するサンプルを無視／廃棄した後に判定することによって）シリンジスキャン内のプランジャＲＯＩを分析して第２の距離を判定することとを含み得る。
ブロック１５０４では、ブロック１５０８において、シリンジの第１の部分と第２の部分との間の距離（例えば、プランジャの深度）も、ブロック１５０６において判定された第１の距離及び第２の距離に基づいて計算される。ブロック１５０８には、例えば、第２の距離から第１の距離を減算することを含み得る。
いくつかの実施形態では、ブロック１５０２は、センサシステムの複数のセンサを使用して複数のスキャンを生成することを含む。例えば、各スキャンは、（例えば、図１０Ａ～図１０Ｄ又は図１２Ａ～図１２Ｃに示されるように）各シリンジに対して異なるオフセットに位置するセンサを使用して生成され得る。これらの実施形態では、ブロック１５０６は、（例えば、様々なスキャンからの測定データを同期した後に）センサスキャンの全てを分析することにより、第１及び第２の距離を判定することを含み得る。
いくつかの実施形態では、方法１５００は、図１５に示されていない１つ以上の追加のブロックを含む。例えば、方法１５００は、ブロック１５０２の前に、センサシステムを使用して、シリンジホルダ（例えば、タブ）の予備スキャンを生成することと、予備スキャンを分析することにより、シリンジがシリンジホルダ内に存在する位置を判定することとを含み得る。別の例として、方法１５００は、ブロック１５０２の前に、センサシステムを使用して、センサに対して既知の距離を有する１つ以上の位置において１つ以上の較正スキャンを生成することを含み得る。更に別の例として、方法１５００は、ブロック１５０８後且つ各シリンジに対して、第１の部分と第２の部分との間の計算された距離を所定の距離範囲と比較して、計算された距離が所定の距離範囲内にあるかどうかを判定すること及び／又は計算された距離をメモリに記憶することを含み得る。
本開示の実施形態は、様々なコンピュータ実装動作を遂行するためのコンピュータコードを有する非一時的なコンピュータ可読格納媒体に関する。「コンピュータ可読格納媒体」という用語は、本明細書に記載される動作、手法及び技法を遂行するための一連の命令又はコンピュータコードを格納又は符号化することができる任意の媒体を含むように本明細書において使用される。媒体及びコンピュータコードは、本開示の実施形態を目的として特別に設計及び構築されたものであり得るか、又はコンピュータソフトウェア技術の当業者に周知且つ利用可能な種類のものであり得る。コンピュータ可読格納媒体の例としては、ハードディスク、フロッピーディスク及び磁気テープなどの磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ及びホログラフィデバイスなどの光媒体、光ディスクなどの光磁気媒体並びにＡＳＩＣ、プログラマブルロジックデバイス（「ＰＬＤ」）及びＲＯＭやＲＡＭデバイスなどのプログラムコードを格納及び実行するために特別に構成されたハードウェアデバイスが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
コンピュータコードの例としては、コンパイラにより生成されるものなどの機械コード及びインタープリタ又はコンパイラを用いてコンピュータにより実行される相対的に高水準のコードを含むファイルが挙げられる。例えば、本開示の一実施形態は、Ｊａｖａ、Ｃ＋＋又は他のオブジェクト指向プログラミング言語及び開発ツールを用いて実装され得る。コンピュータコードの更なる例としては、暗号化コード及び圧縮コードが挙げられる。更に、本開示の一実施形態は、コンピュータプログラム製品としてダウンロードされ得、これは、リモートコンピュータ（例えば、サーバコンピュータ）から送信チャネルを介して要求元コンピュータ（例えば、クライアントコンピュータ又は異なるサーバコンピュータ）に転送され得る。本開示の別の実施形態は、機械実行可能なソフトウェア命令の代わりに又はそれと組み合わせてハードワイヤード回路に実装され得る。
本明細書で使用される場合、単数形の用語「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その」は、別途文脈が明確に示さない限り、複数の参照物を含み得る。
本明細書で使用される場合、「接続する」、「接続された」及び「接続」という用語は、動作可能な結合又はリンク付けを指す（並びに図面に描かれた接続がそれを表す）。接続されたコンポーネントは、例えば、別のコンポーネントの組を通して互いに直接又は間接的に結合され得る。
本明細書で使用される場合、「ほぼ」、「実質的に」、「実質的な」及び「約」という用語は、小さい変動を記述及び説明するために用いられる。事象又は状況と併せて使用される場合、これらの用語は、事象又は状況が厳密に生じている場合だけでなく、極めて近い事象又は状況が生じている場合も指す場合がある。例えば、数値と併せて使用される場合、これらの用語は、その数値の±１０％以下、例えば±５％以下、±４％以下、±３％以下、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．１％以下又は±０．０５％以下などの変動幅を指す場合がある。例えば、２つの数値の差がこれらの数値の平均の±１０％以下、例えば±５％以下、±４％以下、±３％以下、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．１％以下又は±０．０５％以下であれば、２つの数値は、「実質的に」同一とみなすことができる。
更に、本明細書では、量、比及び他の数値は、範囲形式で提示される場合がある。このような範囲形式は、利便性及び簡潔性を目的として使用され、且つ範囲の限界値として明示的に指定された数値を含むが、その範囲に包含される全ての個々の数値又は部分範囲も、あたかも各数値及び部分範囲が明示的に指定されているように含むものとして柔軟に理解されるべきであることを理解されたい。
本開示について、その具体的な実施形態を参照しながら記載及び例証してきたが、これらの記載及び例証は、本開示を限定するものではない。当業者は、添付の特許請求の範囲により規定される本開示の真の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更形態がなされ得、且つ均等物で代替され得ることを理解するはずである。図示は、必ずしもその縮尺が正確でない場合がある。製造プロセス、公差及び／又は他の理由に起因して、本開示における技術的表現と実際の装置との間に差異が存在し得る。具体的に例証されていない本開示の他の実施形態が存在し得る。（特許請求の範囲以外の）本明細書及び図面は、限定的ではなく、例証的なものとみなされるべきである。特定の状況、材料、物質の組成、技法又はプロセスを本開示の目的、趣旨及び範囲に適合させるために変更がなされ得る。そのような変更形態の全ては、本明細書に添付する特許請求の範囲内であるように意図される。本明細書に開示される技法について、特定の順序で遂行される特定の動作を参照して記載してきたが、これらの動作は、本開示の教示から逸脱することなく、均等な技法を形成するために組み合わされるか、細分化されるか又は再順序付けされ得ることが理解されるであろう。したがって、本明細書において具体的に示されていない限り、動作の順序及びグループ分けは、本開示を限定するものではない。

Claims (51)

  1. 自動検査システムであって、
    センサを含み、且つ複数のシリンジの各々をスキャンすることによって複数のシリンジスキャンを生成するように構成されたセンサシステムであって、前記複数のシリンジスキャンの各々は、前記センサに対する距離を示す、センサシステムと、
    前記複数のシリンジの各々について、
    前記それぞれのシリンジスキャンを分析して、（ｉ）前記シリンジの第１の部分までの第１の距離、及び（ｉｉ）前記シリンジの第２の部分までの第２の距離を判定することと、
    前記第１の距離及び前記第２の距離に基づいて、前記第１の部分と前記第２の部分との間の距離を計算することと
    を行うように構成された１つ以上のプロセッサと
    を含む自動検査システム。
  2. 前記センサは、光学センサである、請求項１に記載の自動検査システム。
  3. 前記光学センサは、共焦点クロマチックセンサである、請求項２に記載の自動検査システム。
  4. 前記光学センサは、単焦点深度センサである、請求項２に記載の自動検査システム。
  5. 前記センサは、飛行時間（ＴｏＦ）センサである、請求項１に記載の自動検査システム。
  6. 前記シリンジの前記第２の部分は、前記シリンジのプランジャである、請求項１～５のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  7. 前記シリンジの前記第１の部分は、前記シリンジのフランジである、請求項６に記載の自動検査システム。
  8. 前記それぞれのシリンジスキャンを分析することは、
    前記それぞれのシリンジスキャン内のフランジ関心領域（ＲＯＩ）を分析して前記第１の距離を判定することと、
    前記それぞれのシリンジスキャン内のプランジャＲＯＩを分析して前記第２の距離を判定することと
    を含む、請求項７に記載の自動検査システム。
  9. 前記プランジャＲＯＩを分析することは、前記プランジャのいかなるディンプル及びいかなる面取りされたエッジも無視して、前記センサに対する前記プランジャの近位表面までの平均距離を判定することを含む、請求項８に記載の自動検査システム。
  10. 前記フランジＲＯＩを分析することは、前記センサに対する前記フランジの近位表面までの平均距離を判定することを含む、請求項８又は９に記載の自動検査システム。
  11. 前記センサシステムは、少なくとも毎秒２５，０００回の測定の測定速度で前記複数のシリンジスキャンを生成する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  12. 前記センサシステムは、前記複数のシリンジスキャンを含む連続スキャンを生成するように構成される、請求項１～１１のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  13. 前記複数のシリンジスキャンの各々は、１次元スキャンである、請求項１～１２のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  14. 前記複数のシリンジスキャンの各々は、２次元スキャンである、請求項１～１２のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  15. 前記センサを移動させるように構成されたセンサ位置決め機構を更に含み、
    前記センサは、前記センサ位置決め機構が前記複数のシリンジに対して前記センサを移動させるとき、前記複数のシリンジスキャンを生成するように構成された受動デバイスである、請求項１～１４のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  16. 前記センサは、単焦点深度センサであり、及び
    前記単焦点深度センサは、前記センサ位置決め機構が前記単焦点深度センサを前記複数のシリンジの各シリンジに向かって且つ／又はそれから離れて追加的に移動させるとき、前記複数のシリンジスキャンを生成するように構成される、請求項１５に記載の自動検査システム。
  17. 前記センサシステムは、前記複数のシリンジがシリンジホルダによって直立位置に保持されている間、前記複数のシリンジの各々をスキャンすることにより、前記複数のシリンジスキャンを生成するように構成される、請求項１～１６のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  18. 前記シリンジホルダは、シリンジタブである、請求項１７に記載の自動検査システム。
  19. 前記シリンジタブは、少なくとも２つの行及び少なくとも２つの列のシリンジを保持するように構成される、請求項１８に記載の自動検査システム。
  20. 前記シリンジタブは、少なくとも１００個のシリンジを保持するように構成される、請求項１９に記載の自動検査システム。
  21. 前記センサシステムは、前記複数のシリンジスキャンを生成する前に前記シリンジホルダの予備スキャンを生成するように更に構成され、及び
    前記１つ以上のプロセッサは、前記予備スキャンを分析することにより、前記複数のシリンジが前記シリンジホルダ内に存在する位置を判定するように更に構成される、請求項１７～２０のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  22. 前記センサシステムは、前記複数のシリンジスキャンを生成する前に、前記センサに対して既知の距離を有する１つ以上の位置において１つ以上の較正スキャンを生成するように更に構成される、請求項１～２１のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  23. スターホイールを含み、
    前記センサシステムは、前記複数のシリンジの各々をスキャンすることにより、複数の追加のシリンジスキャンを生成するようにそれぞれ構成された１つ以上の追加のセンサを更に含み、
    前記センサ及び前記１つ以上の追加のセンサの各々は、前記スターホイールの中心点から異なる半径方向距離だけオフセットされ、
    前記１つ以上のプロセッサは、前記複数のシリンジの各々について、前記それぞれのシリンジスキャン及び前記それぞれの１つ以上の追加のシリンジスキャンを分析して、前記第１の距離及び前記第２の距離を判定するように構成される、請求項１～１４のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  24. 前記１つ以上のプロセッサは、前記複数のシリンジの各々について、前記第１の部分と前記第２の部分との間の前記計算された距離を所定の距離範囲と比較して、前記計算された距離が前記所定の距離範囲内にあるかどうかを判定するように更に構成される、請求項１～２３のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  25. 前記１つ以上のプロセッサは、前記複数のシリンジの各々について、前記計算された距離をメモリに記憶するように更に構成される、請求項１～２４のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  26. 前記センサシステムは、前記センサシステムが所与のシリンジをスキャンするとき、前記センサと、前記複数のシリンジのうちの前記所与のシリンジとの間の光路に位置する少なくとも１つのミラーを含み、及び
    前記複数のシリンジスキャンの各々は、前記センサに対する且つ前記光路に沿った距離を示す、請求項１～２５のいずれか一項に記載の自動検査システム。
  27. シリンジの自動検査のための方法であって、
    センサを含むセンサシステムにより、複数のシリンジの各々をスキャンすることによって複数のシリンジスキャンを生成することであって、前記複数のシリンジスキャンの各々は、前記センサに対する距離を示す、生成することと、
    前記複数のシリンジの各々について、
    １つ以上のプロセッサにより、前記それぞれのシリンジスキャンを分析して、（ｉ）前記シリンジの第１の部分までの第１の距離、及び（ｉｉ）前記シリンジの第２の部分までの第２の距離を判定することと、
    前記１つ以上のプロセッサにより、前記第１の距離及び前記第２の距離に基づいて、前記第１の部分と前記第２の部分との間の距離を計算することと
    を含む方法。
  28. 前記センサは、共焦点クロマチックセンサである、請求項２７に記載の方法。
  29. 前記センサは、単焦点深度センサである、請求項２７に記載の方法。
  30. 前記シリンジの前記第２の部分は、前記シリンジのプランジャである、請求項２７～２９のいずれか一項に記載の方法。
  31. 前記シリンジの前記第１の部分は、前記シリンジのフランジである、請求項３０に記載の方法。
  32. 前記それぞれのシリンジスキャンを分析することは、
    前記それぞれのシリンジスキャン内のフランジ関心領域（ＲＯＩ）を分析して前記第１の距離を判定することと、
    前記それぞれのシリンジスキャン内のプランジャＲＯＩを分析して前記第２の距離を判定することと
    を含む、請求項３１に記載の方法。
  33. 前記複数のシリンジスキャンを生成することは、前記複数のシリンジスキャンを含む連続スキャンを生成することを含む、請求項２７～３２のいずれか一項に記載の方法。
  34. 前記複数のシリンジスキャンを生成することは、複数の１次元スキャンを生成することを含む、請求項２７～３３のいずれか一項に記載の方法。
  35. 前記複数のシリンジスキャンを生成することは、複数の２次元スキャンを生成することを含む、請求項２７～３３のいずれか一項に記載の方法。
  36. 前記複数のシリンジスキャンを生成している間、前記複数のシリンジに対して前記センサを移動させることを更に含む、請求項２７～３５のいずれか一項に記載の方法。
  37. 前記センサは、単焦点深度センサであり、及び
    前記複数のシリンジに対して前記センサを移動させることは、前記複数のシリンジスキャンを生成している間、前記複数のシリンジの各シリンジに向かって且つ／又はそれから離れて前記単焦点深度センサを移動させることを追加的に含む、請求項３６に記載の方法。
  38. 前記複数のシリンジスキャンを生成することは、前記複数のシリンジがシリンジホルダによって直立位置に保持されている間、前記複数のシリンジの各々をスキャンすることを含む、請求項２７～３７のいずれか一項に記載の方法。
  39. 前記複数のシリンジスキャンを生成する前に、前記センサシステムにより、前記シリンジホルダの予備スキャンを生成することと、
    前記予備スキャンを分析することにより、前記複数のシリンジが前記シリンジホルダ内に存在する位置を判定することと
    を更に含む、請求項３８に記載の方法。
  40. 前記複数のシリンジスキャンを生成する前に、前記センサシステムにより、前記センサに対して既知の距離を有する１つ以上の位置において１つ以上の較正スキャンを生成することを更に含む、請求項２７～３９のいずれか一項に記載の方法。
  41. 前記１つ以上のプロセッサにより、前記第１の部分と前記第２の部分との間の前記計算された距離を所定の距離範囲と比較して、前記計算された距離が前記所定の距離範囲内にあるかどうかを判定することを更に含む、請求項２７～４０のいずれか一項に記載の方法。
  42. 前記複数のシリンジの各々について、前記１つ以上のプロセッサにより、前記計算された距離をメモリに記憶することを更に含む、請求項２７～４１のいずれか一項に記載の方法。
  43. 命令を記憶する１つ以上の有形で非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記１つ以上のプロセッサに、複数のシリンジの各々について、
    センサシステムによって生成された複数のシリンジスキャンのそれぞれの１つを分析して、（ｉ）前記シリンジの第１の部分までの第１の距離、及び（ｉｉ）前記シリンジの第２の部分までの第２の距離を判定することであって、前記センサシステムは、センサを含み、及び前記複数のシリンジスキャンの各々は、前記センサに対する距離を示す、判定することと、
    前記第１の距離及び前記第２の距離に基づいて、前記第１の部分と前記第２の部分との間の距離を計算することと
    を行わせる、１つ以上の有形で非一時的なコンピュータ可読媒体。
  44. 前記センサは、共焦点クロマチックセンサである、請求項４３に記載の１つ以上の有形で非一時的なコンピュータ可読媒体。
  45. 前記センサは、単焦点深度センサである、請求項４３に記載の１つ以上の有形で非一時的なコンピュータ可読媒体。
  46. 前記シリンジの前記第２の部分は、前記シリンジのプランジャである、請求項４３～４５のいずれか一項に記載の１つ以上の有形で非一時的なコンピュータ可読媒体。
  47. 前記シリンジの前記第１の部分は、前記シリンジのフランジである、請求項４６に記載の１つ以上の有形で非一時的なコンピュータ可読媒体。
  48. 前記複数のシリンジスキャンの前記それぞれの１つを分析することは、
    前記それぞれのシリンジスキャン内のフランジ関心領域（ＲＯＩ）を分析して前記第１の距離を判定することと、
    前記それぞれのシリンジスキャン内のプランジャＲＯＩを分析して前記第２の距離を判定することと
    を含む、請求項４７に記載の１つ以上の有形で非一時的なコンピュータ可読媒体。
  49. 前記命令は、前記１つ以上のプロセッサに、前記センサシステムによって生成された予備スキャンを分析することにより、前記複数のシリンジがシリンジホルダ内に存在する位置を判定することを更に行わせる、請求項４３～４８のいずれか一項に記載の１つ以上の有形で非一時的なコンピュータ可読媒体。
  50. 前記命令は、前記１つ以上のプロセッサに、前記第１の部分と前記第２の部分との間の前記計算された距離を所定の距離範囲と比較して、前記計算された距離が前記所定の距離範囲内にあるかどうかを判定することを更に行わせる、請求項４３～４９のいずれか一項に記載の１つ以上の有形で非一時的なコンピュータ可読媒体。
  51. 前記命令は、前記１つ以上のプロセッサに、前記複数のシリンジの各々について、前記計算された距離をメモリに記憶することを更に行わせる、請求項４３～５０のいずれか一項に記載の１つ以上の有形で非一時的なコンピュータ可読媒体。
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