JP6522824B1 - 注射液用容器認識システム - Google Patents

Abstract

【課題】マシンサイクルを短縮化可能で効率的な注射液用容器認識システム及び注射液用容器認識方法を提供する。【解決手段】光源１４と、光源１４と対向する位置に配置される撮像部１６と、収容物をピックアップするとともに、ピックアップした状態で垂直な軸周りに収容物を回動させるピックアップ回動部１２と、ピックアップ回動部１２を移動させる移動機構２２と、撮像部１６と光源１４との間に配置される収容物の画像データと、記憶部に予め記憶された注射液用容器の基画像データとを対比することで注射液用容器１を認識する注射液用容器判定手段と、を備え、ピックアップ回動部１２で収容物を回転させつつ撮像部１６で収容物を撮像し、前記画像データを取得する。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば病院等の医療現場で取り扱われる注射液用容器の外形を認識する注射液用容器認識システム及び注射液用容器認識方法に関する。

従来、病院等の医療現場において、使用済みで空になった注射器の注射筒部、アンプル本体部或いはバイアル等の注射液用空容器は、例えば安全確保等のための必要に応じた措置を施されて廃棄される。また、一旦払い出されたものの、患者の容態の変化等により開封されないままの注射液用容器（以下「未使用注射液用容器」という。）は、回収されて例えば薬局部門に戻入される。そして、使用済みか未使用かに関わらず、これらの注射液用容器の薬価点数を把握することは、医療機関における医療コスト管理や、患者への薬剤費請求の観点等から重要である。

このため、医療現場においては、これらの注射液用容器の薬価点数を集計する集計業務が行われる。この集計業務では、注射液用容器を収容した収容箱等から、様々な形状の注射液用容器を一つ一つ手にとってその外周面に貼られたラベル等の情報を目で読取り、集計するという煩雑で困難な作業を人手で行っていた。そのため、読取りミス等による集計間違いが起こることがあった。

このような課題を解決するため、注射液用容器を収容した収容箱等から注射液用容器を取出し、そこに付された情報を読取るという一連の作業を自動化する技術開発が進められている。その一例として特許文献１の注射液用容器ピッキングシステムや、特許文献２の注射液用空容器の情報読取装置が挙げられる。そして、例えば特許文献１のピッキングシステムと特許文献２の情報読取装置を組み合わせ、特許文献１のピッキングシステムによって上述した収容箱等から注射液用容器をピッキングし、ピッキングした注射液用容器を特許文献２の情報読取装置にセットし、注射液用容器の外周面のラベル等の情報を読取るシステム等が考えられる。

ところが、上述した収容箱等には、使用済みで空になった注射筒部、アンプル本体部、バイアル等の注射液用空容器等の他にも、アンプル本体部から切り離されたアンプルヘッド、バイアルから外されたバイアルキャップ或いは注射器の押子等も混入している。しかし、注射液に関する情報が記載されたラベル等は、注射筒外周面、アンプル本体部外周面やバイアル外周面等に貼着されているため、特許文献２の情報読取装置には注射筒部、アンプル本体部或いはバイアル等をセットする必要がある。

そのため、例えば特許文献２の情報読取装置にセットする前に、収容箱からピックアップした収容物から注射筒部、アンプル本体、バイアル等を選別する必要がある。
このような、容器の外形検査に関する技術の例として、特許文献３の容器の外形検査装置が挙げられる。

特開２０１４−８９９７号公報 特開２０１０−１１５３３９号公報 特開２００７−２４７７６号公報

特許文献３には、検査対象の容器を支持するテーブルと、前記テーブル上に支持された容器へ拡散光を照射する面光源と、容器を中間に挟んで前記面光源と対向位置させる撮像装置とから成る容器の外形検査装置が開示されている。

特許文献３の容器の外形検査装置によれば、例えば特許文献１のピッキングシステムにより収容箱からピックアップした容器を特許文献３のテーブル上に載置するステップ。次に、面光源からの光によるシルエット画像に基づき収容物が注射液用容器か否かを識別するステップ。次に、外形検査の結果で、注射筒、アンプル本体或いはバイアル等と判定されたものをテーブル上からピックアップし、次工程としての例えば特許文献２の情報読取装置に搬送するステップ。一方、外形検査の結果で、注射筒部、アンプル本体或いはバイアル等と判定されなかった収容物を、前記テーブル上から取り除いて例えば廃棄箱まで搬送するステップ等が必要になる。

この様に、特許文献３の容器の外形検査装置によれば、例えば収容箱から収容物をピックアップして、注射液用容器を認識し、次工程としての例えば特許文献２の情報読取装置に搬送し、再び収容箱から収容物をピックし始めるまで等のマシンサイクルや、収容箱から収容物をピックアップして、注射筒部、アンプル本体或いはバイアル等と判定されなかった収容物を廃棄し、再び収容箱から収容物をピックし始めるまで等のマシンサイクルが長くなる虞があるという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、マシンサイクルを短縮化可能で効率的な注射液用容器認識システム及び注射液用容器認識方法を提供することにある。

請求項１の発明は、注射液用容器を含む筒状の収容物が収容された収容箱から、前記収容物をピックアップし、ピックアップした前記収容物が前記注射液用容器か否かを判定する注射液用容器認識システムであって、光源と、前記光源と対向する位置に配置される撮像部と、前記収容物をピックアップするピックアップ回動部と、前記ピックアップ回動部を水平面内に移動自在に支持する移動機構と、記憶部に予め記憶された前記注射液用容器の基画像データと、前記撮像部による前記収容物の画像データとを対比し、前記収容物が前記注射液用容器か否かを判定する注射液用容器判定手段と、を備え、前記ピックアップ回動部は、軸方向を略垂直方向に向けて配置され前記軸方向周りに枢支される中空軸体と、
横倒し姿勢の前記収容物を保持する保持部であり、前記中空軸体の下端に設けられる保持部と、前記中空軸体を昇降させるとともにその軸周りに回転させる昇降回転機構と、を含み、前記収容物を前記保持部で保持した状態で、前記軸周りに回転させつつ、前記撮像部で前記画像データを取得することを特徴とする注射液用容器認識システム。

請求項２の発明は、請求項１記載の注射液用容器認識システムにおいて、前記撮像部の撮像光軸と前記収容物の筒軸とが略直交するか否かを、前記画像データに基づいて判定する姿勢判定手段を備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の注射液用容器認識システムにおいて、前記保持部は、前記収容物を吸着保持することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の注射液用容器認識システムにおいて、前記光源は、面状光源からなることを特徴とする。

本発明によれば、注射液用容器を含む筒状の収容物が収容された収容箱から、前記収容物をピックアップし、ピックアップした前記収容物が前記注射液用容器か否かを判定する注射液用容器認識システムであって、光源と、前記光源と対向する位置に配置される撮像部と、前記収容物をピックアップするとともに、ピックアップした状態で垂直な軸周りに前記収容物を回動させるピックアップ回動部と、前記撮像部と前記光源との間に前記収容物を配置させる移動機構と、記憶部に予め記憶された前記注射液用容器の基画像データと、前記撮像部による前記収容物の画像データとを対比し、前記収容物が前記注射液用容器か否かを判定する注射液用容器判定手段と、を備え、前記ピックアップ回動部で前記収容物を回転させつつ前記画像データを取得する構成であるから、例えば、ピックアップ回動部で収容箱からピックアップした状態の収容物を、移動機構で移動させて光源と撮像部との間の所定撮像位置に保持し、垂直な軸周りに収容物を逐次回転させながら、撮像部によって収容物の画像を逐次取得し、逐次取得した画像データと記憶部に予め記憶された注射液用容器の基画像データとを対比し、これらが略一致する場合、収容物が注射液用容器であると判定し、ピックアップしたままの収容物を移動機構によって次工程としての情報読取装置に搬送すれば良いので、収容箱から収容物をピックアップして、収容物が注射液用容器であることを判定して、当該注射液用容器を次工程としての情報読取装置に搬送し、再び収容箱から収容物をピックし始めるまで等のマシンサイクルを短縮可能な注射液用容器認識システム、を提供できる。

また、例えば上述した所定位置の下方に廃棄箱を配置しておけば、画像どうしを対比して収容物は注射液用容器では無いと判定した場合、ピックアップした状態を解除して当該収容物を廃棄箱に落下させ、再び収容箱から収容物をピックし始めれば良いので、収容箱から収容物をピックアップして、注射液用容器と判定されなかった収容物を廃棄し、再び収容箱から収容物をピックし始めるまで等のマシンサイクルを短縮可能な注射液用容器認識システム、を提供できる。

また、前記撮像部の撮像光軸と前記収容物の筒軸とが略直交するか否かを、前記画像データに基づいて判定する姿勢判定手段を備える構成であるから、収容物を撮像部の撮像光軸と前記筒軸とが直交した状態にし、その状態で撮像部によって撮像した画像データに基づき、注射液用容器判定手段で注射液用容器か否かを判定すれば良いので、当該判定に係る時間を短縮可能な注射液用容器認識システムを提供できる。

また、前記ピックアップ回動部は、軸方向を略垂直方向に向けて配置され前記軸方向周りに枢支される中空軸体と、前記中空軸体の下端に設けられて前記収容物を吸着保持する保持部と、を含む構成であるから、例えば真空ポンプのオン・オフにより、吸着部への収容物の着脱の切り替えを迅速に行うことが可能となるので、更にマシンサイクルを短縮することが可能な注射液用容器認識システムを提供できる。

また、前記光源は、面状光源からなる構成であるから、面発光により均一な光を照射できシルエット画像の取得に好適となる。

また、注射液用容器を含む筒状の収容物が収容された収容箱から、前記収容物をピックアップし、前記ピックアップした前記収容物が前記注射液用容器か否かを判定する注射液用容器認識方法であって、前記収容箱から前記収容物をピックアップするステップと、ピックアップした状態の前記収容物を、撮像部と光源との間に配置するステップと、前記ピックアップした状態で垂直な軸周りに前記収容物を回動させつつ、前記撮像部で前記収容物の画像データを取得するステップと、予め記憶部に記憶された前記注射液用容器の基画像データと、前記画像データとを対比し、前記収容物が前記注射液用容器か否かを判定する注射液用容器判定ステップと、を含む構成であるから、例えば、収容箱からピックアップした状態の収容物を、光源と撮像部との間の所定撮像位置に保持し、垂直な軸周りに収容物を回転させつつ、撮像部によって収容物の画像データを逐次取得し、逐次取得した画像に基づいて、記憶部に予め登録された注射液用容器の基画像データとを対比し、これらが略一致する場合、収容物が注射液用容器であると判定し、ピックアップしたままの収容物を次工程としての情報読取装置に搬送すれば良いので、収容箱から収容物をピックアップして、収容物が注射液用容器であることを判定して、次工程としての情報読取装置に搬送し、再び収容箱から収容物をピックし始めるまで等のマシンサイクルを短縮可能な注射液用容器認識方法を提供できる。

また、前記撮像部の撮像光軸と前記収容物の筒軸とが直交するか否かを、前記画像データに基づいて判定する姿勢判定ステップを含み、前記注射液用容器判定ステップにおいて、前記画像データは、前記撮像部の撮像光軸と前記収容物の筒軸とが略直交した状態で取得される構成であるから、収容物を撮像部の撮像光軸と前記収容物の筒軸とが直交した状態にし、その状態で撮像部によって撮像した画像データに基づき、注射液用容器判定手段で注射液用容器か否かを判定すれば良いので、当該判定に係る時間を短縮可能な注射液用容器認識方法を提供できる。

本発明の実施形態に係る収容物の例を説明する斜視図である。 本発明の実施形態に係る収容物の例を説明する斜視図である。 本発明の実施形態に係る注射液用容器認識システムを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る注射液用容器認識システムを示す正面図である。 本発明の実施形態に係るピックアップ回動部を説明する正面図である。 本発明の実施形態に係る注射液用容器認識システムのブロック図である。 本発明の実施形態に係る注射液用容器認識システムの動作を説明する正面図である。 本発明の実施形態に係る注射液用容器認識システムにおける処理フロー例を説明するフローチャートである。 図８に示す処理フロー例における収容物の回転及び画像例を説明する図である。 本発明の実施形態に係る注射液用容器認識システムにおける別の処理フロー例を説明するフローチャートである。 図１０に示す処理フロー例における収容物の回転及び画像例を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。
本発明は、例えば手術室等の医療現場で使用済みとなったアンプル本体部やアンプル本体部から切り離されたアンプルキャップ等のような筒状の収容物が非整列状態で投入された収容箱から、収容物を一つずつピックアップし、アンプル本体部等を選別するための注射液用容器認識システムに係る発明である。

本明細書でいう「注射液用容器」は、図１に示す様に、アンプルキャップが切り離されたアンプル本体部１ａ、キャップが外されたバイアル１ｂ、注射器のシリンジ部１ｃ等の筒状容器を意味する。更に、「注射液用容器」は、使用済みのものに限るものではなく、図１に示す未使用のアンプル１ｄ、或いは図示しない未使用のバイアル、未使用の注射器等も意味する。
また、これらの注射液用容器の形状は、円筒形に限られるものではなく、例えば略六角形の断面形状を有する六角筒形、略楕円形に近い長方形状の断面形状を有する筒状等の様に様々な筒状体で形成される。

次に、本明細書でいう「収容物」は、上述した「注射液用容器」に加え、図２に示すアンプルキャップ２ａ、バイアルキャップ２ｂ及びガラス片（図示しない）等を意味する。

そして、これらの「注射液用容器」の側面には、注射液の名称、製薬メーカ名等の文字に加え、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示す様に、当該注射液用容器に対応する識別情報を示すバーコード５が付されている。

これらの収容物は、図３に示す様に、収容箱６に収容された後、後述するピックアップ回動部によって一個ずつ取出されて、「注射液用容器」か否かを判定され、「注射液用容器」と判定された収容物は、バーコード読取機能を備える情報読取装置１００（例えば特許文献２参照）にセットされ、バーコードの情報等が読取られ、これらの情報が、薬価請求、コスト管理或いは薬剤管理に活用される。

以下、本発明の実施形態に係る注射液用容器認識システム１０について図３〜図１０を用いて説明する。
本実施形態の注射液用容器認識システム１０は、図３及び図４に示す様に、収容箱６と、ピックアップ回動部１２と、移動機構２２と、面状光源１４と、撮像部１６と、制御部２０等を備える。

まず、収容箱６は、図３に示す様に、上端が開放した箱体で形成され、所定位置に配置されるステージ７上の略中央付近に配置される。当該箱体の底部は、その全体に例えば特許文献１に示される波状面等の凹凸（図示しない）が施されている。従って、例えばアンプル本体部１ａが、収容箱６に投入される際に、その底面を下側にした状態で投入されても、施された凹凸形状により、底面で自立するには不安定なため、アンプル本体部１ａは横倒し姿勢となり易い。ここで横倒し姿勢は、注射液用容器１の筒軸Ｋが、略水平乃至水平に対して略７０度程度までの姿勢を意味する。

さらに、注射液用容器認識システム１０は、ステージ７を例えば横方向に振動させる振動機構（図示しない）を備えており、必要に応じて収容箱６を振動させることで、収容箱６内の注射液用容器１の横倒し姿勢を更に促進する構成としている。
この様に、本実施形態の注射液用容器認識システム１０は、収容箱６に投入される注射液用容器１を横倒し姿勢とさせる構成となっている。

次に、移動機構２２は、図３に示す様に、公知のリニアモーションガイドを用いたスライド機構２６が採用される。
より詳しくは、横方向のスライド機構２６は、図３及び図４に示す様に、真っすぐな第１ガイドレール２８ａと、第１ガイドレール２８ａに沿ってスライド自在に連結される直方体状の第１可動子２８ｂとを備える。そして、第１ガイドレール２８ａは、図３に示す様に、長尺方向を横方向に向けた状態で、収容箱６の上方でしかもステージ７の奥側に配置され、ステージ７から立ち上がる支持板２９で支持される。また、第１可動子２８ｂは、制御部２０の指示を受けて第１ガイドレール２８ａに沿ってスライドする。

次に、前後方向のスライド機構２６は、図３及び図４に示す様に、真っすぐな第２ガイドレール３０ａと、第２ガイドレール３０ａに沿ってスライド自在に連結される略コ字状の第２可動子３０ｂとを備える。第２ガイドレール３０ａは、図３に示す様に、長尺方向を前後方向に向けた状態で、一端を第１可動子２８ｂに固定されて支持される。
また、第２可動子３０ｂは、制御部２０の指示により第２ガイドレール３０ａに沿ってスライドする。

この様に、本実施形態の移動機構２２によれば、第２可動子３０ｂは、制御部２０の指示を受けて横方向、前後方向、即ち第１ガイドレール２８ａをｘ軸とし、第２ガイドレール３０ａをｙ軸とする水平面内を移動自在に構成される。従って、第２可動子３０ｂに設けられるピックアップ回動部１２（後述）も、前記水平面内を移動自在に支持される構成となっている。

なお、スライド機構は、リニアモーションガイドに限るものではなく、ガイドレールの両端付近に配置されたタイミングギヤと、これら２つのタイミングギヤと歯合したタイミングベルトと、一方のタイミングギヤを回動操作するサーボモータとを設け、ガイドレール上をスライド移動自在なキャリッジの一部を前記タイミングベルトに固定させた構成などを用いることができる。或いは、例えばランクアンドピニオン機構を用いてスライドさせる構成を用いてもよい。

次に、ピックアップ回動部１２は、図３〜図５に示す様に、支柱部３２、保持部３３、中空軸体３４と、昇降回転機構３５、リング照明３６、カメラ部３７を備える。

先ず、支柱部３２は、図３及び図５に示す様に、第２可動子３０ｂ上に立設される真っすぐなレール部材で形成される。

次に、中空軸体３４は、両端を開放端とした中空円筒棒の外周に複数のネジ溝が切られた中空スプライン軸部材で形成される。そして、中空軸体３４は、図３〜図５に示す様に、軸方向を略垂直方向に向けた状態で、その上端近傍を支持される。より詳しくは、図３〜図５に示す様に、支柱部３２の上端近傍に固定されて略水平方向に伸びるアーム３９の先端近傍に設けられる軸受４０等で、中空軸体３４の軸周りに回動自在に枢支される。
更に、中空軸体３４の上端には、図５に示す様に、中空軸体３４の中空部５１に連通するチューブ３８が連結されており、真空ポンプ（図示しない）に接続される。

次に、昇降回転機構３５は、図５に示す様に、支柱部３２の高さ方向の略中央に固設される水平な第１支持プレート４１と、第１支持プレート４１に固設される第１モータ４３と、中空軸体３４の中間に配置され中空軸体３４に嵌合するボールねじナット４４と、第１モータ４３とボールねじナット４４との間に懸架されるタイミングベルト４５と、第２可動子３０ｂ上に固設される水平な第２支持プレート４６と、第２支持プレート４６に固設される第２モータ４７と、中空軸体３４の下端近傍に配置され中空軸体３４に嵌合するボールスプラインナット４８と、第２モータ４７とボールスプラインナット４８との間に懸架されるタイミングベルト４９と、を備える。

第１モータ４３は、中空軸体３４のボールねじ溝の外周部に取り付けられたボールねじナット４４をタイミングベルト４５等で回動させることにより、中空軸体３４を垂直方向に移動、すなわち昇降させる構成となっている。その際、ボールスプラインナット４８は、中空軸体３４の回り止め手段として作用する。また、第２モータ４７は、中空軸体３４のスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナット４８をタイミングベルト４９等で回動させることにより、中空軸体３４の軸周りに中空軸体３４を回動させる構成となっている。

次に、保持部３３は、例えば柔軟な蛇腹状部材からなる吸着パッドを備え、図３〜図５に示す様に、中空軸体３４の下端に連結される。従って、前記真空ポンプで中空軸体３４の中空部５１を負圧にしつつ保持部３３を収容物に接触させることで、収容物を吸着可能な構成となっている。

なお、保持部３３は、本実施形態のような吸着式に限るものではなく、例えば２本の爪部材などで注射液用容器の側部を挟持し、垂直な軸周りに回動可能な任意の構成であってもよい。

次に、リング照明３６は、図３及び図５に示す様に、光源の形状がリング状に形成される照明器を備える。そして、リング照明３６は、図３及び図５に示す様に、中空軸体３４がリング照明３６の内側を通過する態様で配置され、第２支持プレート４６に固設され、下方に向けて光を照射する。

カメラ部３７は、例えば公知のデジタルカメラで構成される。そして、カメラ部３７は、図４及び図５に示す様に、リング照明３６のやや上方に配置され、第２可動子３０ｂに固設されるアングル部材５０に取り付けられ、リング照明３６の下方の画像を取得する。

次に、光源としての面状光源１４は、図３及び図４に示す様に、例えば、略ステージ７から第１ガイドレール２８ａまで高さで側面視正方形状の面状発光パネルで形成される。より詳しくは、面状光源１４は、図４に示す様に、例えば板状の筐体の内側の一方の面に複数のＬＥＤ５３が配列され、他方の面には半透明板５４が設けられ、半透明板５４の略全体が発光面となっている。そして、面状光源１４は、図３及び図４に示す様に、半透明板５４が収容箱６に対向する状態でステージ７の右端近傍に配置され、ステージ７に固定されるＬ字状アングル部材５５に取り付けられる。従って、面状光源１４は、収容箱６の略上方の空間を照らす態様となっている。
なお、光源は、例えば点光源等であっても良いが、均一な光を照射する面状光源の方が外形を示すシルエット画像の取得に好適である。

次に、撮像部１６は、例えば公知のデジタルカメラで構成される。この撮像部１６は、図３及び図４に示す様に、ステージ７の左端上方近傍で半透明板５４の略中央部と対向する態様で配置され、ステージ７の左端から立ち上がる階段状アングル部材５７に固設される。そして、撮像部１６は、撮像部１６と面状光源１４との間の所定の撮像位置Ｐに配置される収容物のシルエット画像を取得する。
本実施形態において撮像位置Ｐは、図３及び図４に示す様に、例えば収容箱６の左端から撮像部１６までの間で、撮像部１６の前近傍としている。
また、図４において、撮像部１６の撮像光軸Ｍは、撮像部１６の視野の略中心に位置している被写体と撮影レンズの略中心とを結ぶ軸を示している。

なお、図３及び図４に示す様に、撮像位置Ｐの下方に、廃棄ボックス１９が配置されるが、注射液用容器１と判定されなかったアンプルキャップ２ａやバイアルキャップ２ｂ等を収容するためのボックスである。

次に、本実施径形態の注射液用容器認識システム１０におけるシステム構成について主に図６を用いて説明する。
制御部２０は、図６に示す様に、例えば主ＣＰＵ６０、ワーキングメモリ（図示しない）、画像処理部６１、記憶部６２等を備えている。また、主ＣＰＵ６０は、図６に示すように、例えばネットワークを介して撮像部１６、カメラ部３７、ピックアップ回動部１２及び移動機構２２に接続される。従って、主ＣＰＵ６０からの指示を受けて、撮像部１６やカメラ部３７が撮像し、ピックアップ回動部１２や移動機構２２が稼働する構成となっている。

次に、記憶部６２は、公知のハードディスク装置で形成され、図４に示す様に、主ＣＰＵ６０に接続される。本実施形態の記憶部６２は、注射液用容器１の基画像データが登録されている。そして、主ＣＰＵ６０が、記憶部６２から基画像データ読み出して、後述する画像処理部６１等に送信する。

次に、画像処理部６１は、例えば公知の画像処理ＣＰＵ等を備えて構成され、主ＣＰＵ６０に接続される。そして、画像処理部６１は、撮像部１６やカメラ部３７から主ＣＰＵ６０を介して送られてくる画像データの解析、マッチング処理及び後述する画像幅算出処理等の画像処理を実行する。

ここで、注射薬用容器として使用されるアンプルやバイアルには様々な種類があり、色や形状、サイズが異なるものが多く存在する。また使用済みの注射薬や医療材料は、収容箱６に回収されるものの、バラバラに混在した状況である。本実施形態において、収容物が整理されない状態で混在した状況から個々の収容物を認識する方法として、公知の回転不変マッチング処理が採用され、画像処理部６１によってその処理が実行される。

また、画像処理部６１は、撮像部１６が取得する収容物の画像データと、予め記憶部６２に記憶された注射液用容器の基画像データとのパターンマッチング処理を行い、ピックアップした収容物が注射液用容器か否かの判定を行う。

このように構成される注射液用容器認識システム１０の動作例について主に図３〜図５及び図７を用いて説明する。
まず、例えば撮像位置Ｐ等の所定の待機位置に配置されるピックアップ回動部１２は、移動機構２２によって、カメラ部３７が収容箱６の略中央近傍上方になるように配置される。
次に、カメラ部３７が取得する収容箱６の画像データを基にし、画像処理部６１で回転不変マッチング処理が実行される。そして、ピックアップの対象となる収容物の位置情報が抽出され、その位置情報が主ＣＰＵ６０を介して移動機構２２に送信され、移動機構２２は、保持部３３がピックアップの対象となる収容物の上方に来るように誘導する。図４、図５及び図７では、収容物の例としてバイアル１ｂが示されている。

次に、昇降回転機構３５により保持部３３が下降し、収容物に接触すると収容物が保持部３３に吸着される。その際、注射液用容器１等の筒状の収容物は、横倒し姿勢となっているため、保持部３３は、注射液用容器１の側面に接触しこれを吸着保持する。
次に、保持部３３に収容物が保持されると、昇降回転機構３５により収容物が所定位置まで上昇する（図４参照）。さらに、収容物は、移動機構２２によって撮像位置Ｐまで移動し、ピックアップ回動部１２が収容物を回転させつつ、撮像部１６が、収容物の画像を取得する。

［処理フロー例１］
ここで、収容物を回転させつつ、注射液用容器１か否かの判定を行う、注射液用容器判定処理フロー例について、図８を用いて説明する。
まず、ステップＳ１０において、主ＣＰＵ６０は、撮像部１６に撮像指示を行い、撮像部１６は、保持部３３に吸着された収容物のシルエット画像を取得し、処理をステップＳ１２に移す。

次に、ステップＳ１２において、主ＣＰＵ６０は、前記シルエット画像を画像処理部６１に送る。そして、主ＣＰＵ６０は、記憶部６２に予め登録された注射液用容器の基画像データと、シルエット画像の外形画像データがマッチングするか否かの判断を画像処理部６１に指示する。
ここで、注射液用容器１の基画像データは、例えば注射液用容器１の筒軸に対して直交方向から注射液用容器１を視た時の外形を示す外形画像データ（図９（ｈ）参照）とすると良い。
次に、主ＣＰＵ６０は、画像処理部６１からマッチングするとの信号を受けると処理をステップＳ１４に移し、マッチングしないとの信号を受けると処理をステップＳ１６に移す。

次に、ステップＳ１４において、主ＣＰＵ６０は、移動機構２２に搬送信号を送り、搬送信号を受けた移動機構２２は、収容物としてのバイアル１ｂを、図７に示す様に、次の工程としての情報読取装置１００の受入部１０２の直上に搬送する。次に、主ＣＰＵ６０の指示により、ピックアップ回動部１２が下降し、所定の高さまで下降したところで真空ポンプをＯＦＦにすると、バイアル１ｂが受入部１０２に載置される。次に、主ＣＰＵ６０の指示によりピックアップ回動部１２が、例えば撮像位置Ｐ等の所定の待機位置に戻ると処理が終了する。

次に、ステップＳ１６において、主ＣＰＵ６０は、収容物が撮像位置Ｐに配置されてから、垂直な軸６３回りに回動した回動角度Θが例えば９０度等の所定角度Θａ以下かを判定する。回動角度が所定角度Θａより小さいと判定した場合、主ＣＰＵ６０は、処理をステップＳ１８に移す。一方、回動角度が所定角度Θａ以上と判定した場合、主ＣＰＵ６０は、処理をステップＳ２０に移す。

次に、ステップＳ１８において、主ＣＰＵ６０は、ピックアップ回動部１２に回動信号を送り、回動信号を受けたピックアップ回動部１２は、収容物をピックアップした状態で垂直な軸６３周りに例えば３０度等の所定角度分回転させ、処理をステップＳ１０に移す。

次に、ステップＳ２０において、主ＣＰＵ６０が、例えば真空ポンプをＯＦＦにする等の収容物を保持部３３から離脱させる離脱信号をピックアップ回動部１２に送信すると、収容物が保持部３３から外れて直下の廃棄ボックス１９に落下する。次に、主ＣＰＵ６０の指示によりピックアップ回動部１２が、所定の待機位置（例えば撮像位置Ｐ）に戻ると処理が終了する。

上述した処理フロー例１に対応した収容物（バイアル１ｂ）の動きの例及びシルエット画像例について図９を用いて説明する。
図９（ａ）〜図９（ｄ）は、撮像位置Ｐに配置された収容物（バイアル１ｂ）の平面図を示す。図９（ｅ）〜図９（ｈ）は、収容物（バイアル１ｂ）を撮像部１６で撮像した画像例を示す。
先ず、図９（ａ）では、例えば収容箱６から収容物としてのバイアル１ｂをピックアップした際に、バイアル１ｂの筒軸Ｋが、撮像光軸Ｍに平行、すなわちｘ軸方向を向いている例を示している。

撮像部１６が、図９（ａ）の姿勢のバイアル１ｂを撮像した画像例を図９（ｅ）に示す。ステップＳ１２において、図９（ｅ）の画像データとバイアル１ｂの外形画像データとを対比するとマッチングしていない判定がされ、処理がステップＳ１６に移る。ステップＳ１６では、撮像光軸ＭからΘａ＝９０度回動したか否かが判断されるが、回動していないため、処理がステップＳ１８に移り、図９（ｂ）に示す様に、バイアル１ｂが、垂直な軸６３回りに例えばΘ＝３０度回転する。ステップＳ１０で、撮像部１６が、バイアル１ｂの画像を取得する。

撮像部１６が、図９（ｂ）の姿勢のバイアル１ｂを撮像した画像例を図９（ｆ）に示す。ステップＳ１２において、図９（ｆ）の画像データとバイアル１ｂの外形画像データとを対比するとマッチングしていない判定がされ、処理がステップＳ１６に移る。ステップＳ１６では、撮像光軸ＭからΘａ＝９０度回動したか否かが判断されるが、回動していないため、処理がステップＳ１８に移り、図９（ｃ）に示す様に、バイアル１ｂが、垂直な軸６３回りに更に３０度回転すると、Θ´＝６０度となる。ステップＳ１０で、撮像部１６が、バイアル１ｂの画像を取得する。

撮像部１６が、図９（ｃ）の姿勢のバイアル１ｂを撮像した画像例を図９（ｇ）に示す。ステップＳ１２において、図９（ｇ）の画像データとバイアル１ｂの外形画像データとを対比するとマッチングしていない判定がされ、処理がステップＳ１６に移る。ステップＳ１６では、撮像光軸ＭからΘａ＝９０度回動したか否かが判断されるが、回動していないため、処理がステップＳ１８に移り、図９（ｄ）に示す様に、バイアル１ｂが、垂直な軸６３回りに更に３０度回転すると、Θ´´＝９０度となる。ステップＳ１０で、撮像部１６が、バイアル１ｂの画像を取得する。

撮像部１６が、図９（ｄ）の姿勢のバイアル１ｂを撮像した画像例を図９（ｈ）に示す。ステップＳ１２において、図９（ｈ）の画像データとバイアル１ｂの外形画像データとを対比するとマッチングする判断がされ、処理がステップＳ１４に移り、上述した動作が実行される。

この様に、本処理フロー例では、ピックアップ回動部１２で収容物を垂直な軸６３回りに、所定角度づつ回転させ、撮像部１６で収容物を撮像する構成となっているのである。
なお、ステップＳ１８において垂直な軸６３回りにバイアル１ｂを３０度回転させたが、ステップＳ１８における回転角度は３０度に限るものではなく例えば１０度等の様に任意に設定することができる。

［処理フロー例２］
次に、本注射液用容器認識システム１０の処理フロー例２について図１０及び図１１を用いて説明する。
なお、処理フロー例２では、保持部３３でピックアップした収容物として、光を透過するガラス素材等からなるアンプル本体部１ａを例にとり説明する。
また、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、撮像位置Ｐに配置された収容物（アンプル本体部１ａ）の平面図を示す。図１１（ｄ）〜図１１（ｆ）は、収容物（アンプル本体部１ａ）を撮像部１６で撮像したシルエット画像例を示す。図１１（ｄ）〜図１１（ｆ）において、保持部３３の画像は省略している。

ピックアップした収容物が、撮像位置Ｐに配置されると、ステップＳ３０において、主ＣＰＵ６０は、撮像部１６に撮像指示を行い、撮像部１６は、保持部３３に吸着された収容物のシルエット画像を取得し、処理をステップＳ３２に移す。
その際、アンプル本体部１ａの縁の部分はその周辺に比較して面状光源１４の光を透過し難いので、シルエット画像は、図１１(ｄ)〜図１１（ｆ）に示す様に、縁に沿って黒く現れる。

次に、ステップＳ３２において、主ＣＰＵ６０は、前記シルエット画像を画像処理部６１に送り、シルエット画像に基づき、シルエット画像の幅を算出させ、算出値をＤ_ｉとし、処理をステップＳ３４に移す。
ここで、シルエット画像の幅Ｄ_ｉは、図１１に示す様に、シルエット画像の長手方向Ｌに沿った長さで、アンプル本体部１ａの底面中央に相当する画像箇所から頭部中央に相当する画像箇所までの長さを意味する。言い換えると、収容物（アンプル本体部１ａ）を撮像部１６の位置から視た時の筒軸Ｋに沿った長さで、アンプル本体部１ａの底面中央から頭部中央までの長さに相当する。

次に、ステップＳ３４において、主ＣＰＵ６０は、ｉ＝０として、処理をステップＳ３６に移す。
ステップＳ３６において、主ＣＰＵ６０は、ピックアップ回動部１２に回動信号を送り、回動信号を受けたピックアップ回動部１２は、収容物をピックアップした状態で垂直な軸６３回りに所定角度Θｃ分回転させ、処理をステップＳ３８に移す。

次に、ステップＳ３８において、主ＣＰＵ６０は、撮像部１６に撮像指示を行い、撮像部１６は、収容物のシルエット画像を取得し、処理をステップＳ４０に移す。
次に、ステップＳ４０において、主ＣＰＵ６０は、前記シルエット画像を画像処理部６１に送り、シルエット画像に基づき、シルエット画像の幅を算出させ、算出値をＤ_ｉ＋１として、処理をステップＳ４２に移す。

次に、ステップＳ４２において、主ＣＰＵ６０は、Ｄ_ｉ＋１がＤ_ｉより大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合、処理をステップＳ４４に移す。一方、Ｄ_ｉ＋１がＤ_ｉより大きいと判定しなかった場合、処理をステップＳ４６に移す。

次に、ステップＳ４４において、主ＣＰＵ６０は、ｉをｉ＋１にインクリメントし処理をステップＳ３６に移す。
また、ステップＳ４６において、主ＣＰＵ６０は、ピックアップ回動部１２に回動信号を送り、回動信号を受けたピックアップ回動部１２は、収容物をピックアップした状態で垂直な軸６３回り所定角度Θｃ分逆回転させ、処理を終了する。

上述した処理フロー例２に対応した収容物（アンプル本体部１ａ）の動きの例及びシルエット画像例について図１１を用いて説明する。
先ず、図１１（ａ）では、例えば収容箱６から収容物としてのアンプル本体部１ａをピックアップした状態で、収容物（アンプル本体部１ａ）の筒軸Ｋと撮像光軸Ｍとがなす角度Θｂが略４５度の例を示している。

撮像部１６が、図１１（ａ）の姿勢のアンプル本体部１ａを撮像した画像例を図１１（ｄ）に示す。ステップＳ３２において、図１１（ｄ）の画像データに基づいて収容物（アンプル本体部１ａ）のシルエット画像の幅が算出され、ステップＳ３４において当該画像幅がＤ_０とされる。

次に、ステップＳ３６で収容物は、ピックアップ回動部１２によって、垂直な軸６３を中心として例えば時計回りに４５度等の所定角度Θｃ回転し、図１１（ｂ）に示す姿勢となる。次に、ステップＳ３８で撮像部１６により収容物の画像を撮像する。図１１（ｂ）の姿勢の収容物のシルエット画像例を図１１（ｅ）に示す。

次に、ステップＳ４０で図１１（ｅ）の画像データに基いて収容物（アンプル本体部１ａ）のシルエット画像の幅が算出され、当該画像幅がＤ_１とされる。
次に、ステップＳ４２で、Ｄ_１がＤ_０より大きいか否かの判定が行われる。本例では、説明の便宜上、図１１（ｂ）の姿勢では、収容物（アンプル本体部１ａ）の筒軸Ｋが、撮像光軸Ｍと略直交しているので、図１１（ａ）に示す姿勢の画像幅Ｄ_０よりＤ_１が大きいと判定され、ステップＳ４４で、ｉ＝０がｉ＝０＋１＝１にインクリメントされる。

次に、ステップＳ３６で収容物は、ピックアップ回動部１２によって、垂直な軸６３を中心として時計回りに更に所定角度Θｃ回転し、図１１（ｃ）に示す姿勢となる。次に、ステップＳ３８で撮像部１６により収容物の画像を撮像する。図１１（ｃ）の姿勢の収容物（アンプル本体部１ａ）のシルエット画像例を図１１（ｆ）に示す。

次に、ステップＳ４０で図１１（ｆ）の画像データに基いて収容物（アンプル本体部１ａ）のシルエット画像の幅が算出され、当該画像幅がＤ_２とされる。
次に、ステップＳ４２で、Ｄ_２がＤ_１より大きいか否かの判定が行われる。上述と同様な理由により、Ｄ_１＞Ｄ_２と判定され、ステップＳ４６で、収容物は、垂直な軸６３を中心として逆時計回りに所定角度Θｃ回転し、図１１（ｂ）に示す姿勢となる。

この様に、本処理フローにおいて、ピックアップ回動部１２で収容物を所定角度で回転させ、撮像部１６で収容物を撮像するステップを繰り返している。そして、本処理により、収容物（アンプル本体部１ａ）の筒軸Ｋが、撮像光軸Ｍと略直交した姿勢、言い替えると、撮像部１６の撮像面と筒軸Ｋとが略平行となる。
すなわち、制御部２０は、撮像部１６の撮像光軸Ｍと収容物の筒軸Ｋとが略直交するか否かを、収容物を垂直な軸６３回りに回転させつつ撮像部１６で取得した画像データに基づいて判定する姿勢判定手段として機能するのである。
なお、本処理の説明の便宜上、所定の回転角度Θｃを４５度としたが、回転角度Θｃは例えば１０度等の様に任意に設定できる。

次に、本処理後は、例えば、その姿勢の収容物が撮像部１６で撮像され、図１１（ｅ）に示す画像データが取得される。そして、図１１（ｅ）に示す画像データと、予め記憶部６２に記憶された注射液用容器１の基画像データとの対比が行われる。その結果、アンプル本体部１ａの外形画像データと、図１１（ｅ）の画像データとがマッチングするため、収容物がアンプル本体部１ａであることが認識される。

その後、ステップＳ１４と同様に、主ＣＰＵ６０は、移動機構２２に搬送信号を送り、搬送信号を受けた移動機構２２は、収容物としてのアンプル本体部１ａを、図７に示す様に、次の工程としての情報読取装置１００の受入部１０２の直上に搬送することができる。

これまで説明してきた様に、本実施形態の注射液用容器認識システム１０は、注射液用容器１を含む筒状の収容物が収容された収容箱６から、収容物をピックアップし、ピックアップした収容物が注射液用容器か否かを判定する注射液用容器認識システムであって、光源（面状光源１４）と、光源と対向する位置に配置される撮像部１６と、収容物をピックアップするとともに、ピックアップした状態で垂直な軸周りに収容物を回動させるピックアップ回動部１２と、撮像部１６と光源との間に収容物を配置させる移動機構２２と、記憶部６２に予め記憶された注射液用容器の基画像データと撮像部１６による収容物の画像データとを対比することで、注射液用容器か否かを判定する注射液用容器判定手段（制御部２０）と、を備え、ピックアップ回動部１２で収容物を所定角度で逐次回転させつつ撮像部１６で収容物を撮像し、収容物の画像データを取得する構成となっている。

また、本実施形態の注射液用容器認識方法は、注射液用容器１を含む筒状の収容物が収容された収容箱６から、前記収容物をピックアップし、ピックアップした収容物が注射液用容器か否かを判定する注射液用容器認識方法であって、収容箱６から収容物をピックアップするステップと、ピックアップした状態の収容物を、撮像部１６と光源（面状光源１４）との間に配置するステップと、ピックアップした状態で垂直な軸６３周りに収容物を回動させつつ、撮像部１６で収容物の画像データを取得するステップと、予め記憶部に記憶された注射液用容器の基画像データと、前記画像データとを対比し、収容物が前記注射液用容器か否かを判定する注射液用容器判定ステップと、を含む構成となっている。

これまで説明してきた様に、本実施形態の注射液用容器認識システム１０及び注射液用容器認識方法によれば、収容箱６から収容物をピックアップして、収容物が注射液用容器１であることを判定し、当該注射液用容器を次工程としての例えば情報読取装置１００等に搬送し、再び収容箱から収容物をピックし始めるまでのマシンサイクルを短縮可能な注射液用容器認識システム１０及び注射液用容器認識方法を提供できる。

以上、本発明の実施形態のうちのいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらはあくまでも例示であり、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

１ａ、１ｂ、１ｃ 注射液用容器、収容物
２ａ、２ｂ 収容物
６ 収容箱
１０ 注射液用容器認識システム
１２ ピックアップ回動部
１４ 面状光源（光源）
１６ 撮像部
２０ 制御部（注射液用容器判定手段、姿勢判定手段）
２２ 移動機構
３３ 保持部
３４ 中空軸体

Claims (4)

1. 注射液用容器を含む筒状の収容物が収容された収容箱から、前記収容物をピックアップし、ピックアップした前記収容物が前記注射液用容器か否かを判定する注射液用容器認識システムであって、
   光源と、
   前記光源と対向する位置に配置される撮像部と、
   前記収容箱から前記収容物をピックアップするピックアップ回動部と、
   前記ピックアップ回動部を水平面内に移動自在に支持する移動機構と、
   記憶部に予め記憶された前記注射液用容器の基画像データと、前記撮像部による前記収容物の画像データとを対比し、前記収容物が前記注射液用容器か否かを判定する注射液用容器判定手段と、を備え、
   前記ピックアップ回動部は、
   軸方向を略垂直方向に向けて配置され前記軸方向周りに枢支される中空軸体と、
   横倒し姿勢の前記収容物を保持する保持部であり、前記中空軸体の下端に設けられる保持部と、
   前記中空軸体を昇降させるとともにその軸周りに回転させる昇降回転機構と、を含み、
   前記保持部で保持した前記収容物を、前記移動機構で移動させて前記光源と前記撮像部の間の所定撮像位置に保持し、前記軸周りに回転させつつ、前記撮像部で前記画像データを取得することを特徴とする注射液用容器認識システム。
2. 前記撮像部の撮像光軸と前記収容物の筒軸とが略直交するか否かを、前記画像データに基づいて判定する姿勢判定手段を備えることを特徴とする請求項１記載の注射液用容器認識システム。
3. 前記保持部は、前記収容物を吸着保持することを特徴とする請求項１又は２記載の注射液用容器認識システム。
4. 前記光源は、面状光源からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の注射液用認識システム。
   
   

Images