JP6761377B2

JP6761377B2 - 異物検査装置及び方法

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Publication number: JP6761377B2
Application number: JP2017112414A
Authority: JP
Inventors: 望桐生; 片根　忠弘; 忠弘片根; 隆之堤
Original assignee: Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2037-06-07
Also published as: JP2018205199A

Description

本発明は異物検査装置に係り、アンプル、バイアル等の透明容器中に充填された白濁溶液などの液体中の異物を検査する技術に関するものである。

従来、透明容器中に充填された液体中の異物を検査する場合、例えば特許文献１に示すような異物自動検査装置を用いて、透明容器を回転させてから静止させた後、カメラ、センサ等で透明容器内の慣性回転する液体中に浮遊する異物を検出するといった異物検査が行われている。

特開２０１０−２１０３１５号公報

上記の特許文献1では、透明容器自体の傷と区別しながら液体中に浮遊する異物検出を可能としているが、点眼薬のような白濁溶液の場合、通常の液中異物検査で透明や白色の沈殿異物を巻き上げて精度よく検出することは困難という課題があった。

本発明は、上記の課題を解決し、点眼薬のような白濁溶液のような場合であっても異物を精度よく検出可能とする異物検査装置及び方法を提供することにある。

本発明においては、上記の目的を達成するため、検査対象容器の被検体内の異物を検査する異物検査装置であって、検査対象容器の被検体を回転させる台座と、台座の下部に設置したミラーと、ミラーに映った検査対象容器の被検体の底を撮影するカメラと、カメラの映像信号を処理する画像処理部と、検査対象容器の被検体に光を照射する照明とを備え、照明により光を照射して被検体の第一の画像を撮影し、その後台座により被検体を回転させ、回転後に、照明の再照射により被検体の第二の画像を撮影し、画像処理部は、第一の画像と第二の画像を比較して異物の有無を検査する構成の異物検査装置を提供する。

また、上記の目的を達成するため、本発明においては、検査対象容器の被検体内の異物を検査する異物検査方法であって、照明により光を照射して、検査対象容器の被検体を回転可能な台座の下に設置したミラーに映る検査対象容器の被検体の底の第一の画像を撮影し、その後被検体を回転させ、回転後に、照明の再照射により検査対象容器の被検体の底の第二の画像を撮影し、画像処理部で第一の画像と第二の画像を比較して、異物の有無を検査する異物検査方法を提供する。

本発明により、点眼薬のような白濁溶液の場合であっても、異物を精度よく検出できる。

実施例１に係る異物検査装置の概略構成の一例を示す図である。実施例１に係る異物検査装置の動作タイミングの一例を示す模式図である。実施例１に係る異物検査装置の画像処理部を説明するための図である。実施例１に係る異物検査装置の動作のフローチャートの一例を示す図である。実施例１、２に係る異物検査装置の検査ロータの構成の一例を示す図である。実施例２に係る異物検査装置の概略構成の一例を示す図である。実施例２に係る異物検査装置の動作タイミングの一例を示す模式図である。実施例２に係る異物検査装置の画像処理部を説明するための図である。実施例２に係る異物検査装置の動作のフローチャートの一例を示す図である。実施例１、２に係る異物検査装置の個別スピンモータの一例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い順次説明する。

実施例１は、検査対象容器の被検体内の異物を検査する異物検査装置であって、検査対象容器の被検体を回転させる台座と、台座の下部に設置したミラーと、ミラーに映った検査対象容器の被検体の底を撮影するカメラと、カメラの映像信号を処理する画像処理部と、検査対象容器の被検体に光を照射する照明とを備え、照明により光を照射して被検体の第一の画像を撮影し、その後台座により被検体を回転させ、回転後に、照明の再照射により被検体の第二の画像を撮影し、画像処理部は、第一の画像と第二の画像を比較して異物の有無を検査する構成の異物検査装置及び方法の実施例である。

図１は本実施例に係る異物検査装置の概略構成の一例を示す図であり、同図の(a)は装置の横視図を、(ｂ)は上から見た図を示している。同図において101は照明、102は底視異物検査用のカメラ、103はガラスなどの透明なスピン台座、104はミラー、105は検査対象容器である。スピン台座103に載置された検査対象容器105には、照明制御部107によって制御された照明101からの光が照射される。そして、ミラー104で反射された検査対象容器105の底面の映像がカメラ102よって撮像され、その映像信号が画像処理部106に送られ処理される。画像処理部106と照明制御部107は、例えば異物検査装置を制御するコンピュータの中央処理部(CPU)のプログラム実行などで実現することができる。

本実施例の底視異物検査装置においては、検査対象容器105の底面に沈殿している重量系異物を精度よく検査するため、好適には高輝度の照明101を使う。また、検査対象容器105中に充填された液体の液面よりも下に照明101を置く必要があり、更に照明101の角度は斜めにする必要があるため、照明101は照明高さ可変機構108に取付けられている。

図２に本実施例に係る底視異物検査装置の動作タイミングの一例を示した。同図において、201は容器（底面の映像1枚目撮影時）、202は容器（スピン正回転時）、203は容器（スピン逆回転時）、204は容器（底面の映像2枚目撮影時）、205は異物である。また、同図のタイミングチャートの縦軸はスピン回転数を示し、横軸を示す。

この動作タイミングに示したように、照明101を発光させ、カメラ102により検査対象容器105の底面の映像1枚目を撮影する。１枚目の撮影の映像を容器（底面の映像1枚目撮影時）201として示した。その後、スピン台座103のスピン回転数を可変し、容器105をスピンさせる。その結果、容器（スピン正回転時）202、容器（スピン逆回転時）203として示した。容器（スピン逆回転時）203は、先のスピン正回転と同じ角度のスピン逆回転がなされるので、容器（底面の映像2枚目撮影時）204は、容器（底面の映像1枚目撮影時）201と同じ角度、同じ位置に戻っている。

その後、先ほどと同様に、照明101を発光させ、カメラ12により検査対象容器105の底面の映像２枚目を撮影する。この２枚目の撮影の映像を容器（底面の映像２枚目撮影時）204として示した。これらの容器201、204の撮影された画像は、図示を省略した記憶装置に順次保存する。本実施例の構成におけるおおよその処理時間は、1枚目撮像から容器（スピン正回転）202まで、容器（スピン正回転）202から容器（スピン逆回転）203まで、容器（スピン逆回転）203から２枚目撮像まで、それぞれ約２０ｍｓとした。

本実施例の底視異物検査装置の構成・動作のポイントは、次の4点である。
（１）透明異物を見えやすくする為に、照明高さ可変機構108を使い、検査対象容器105内の被検体の片側から光を斜めに照射して容器底面の異物の影205を作り、この異物の影205の移動を検出している。
（２）ガラスなどの透明なスピン台座104を使用することで、検査対象容器105の底全体の視野を確保し、死角を少なくしている。
（３）検査対象容器105を回転させる前に１枚目を撮影し、正回転、戻し回転後に再度２枚目を撮影する。そして差分検査を行うことで、検査精度を上げている。
（４）最初の撮影とスピン後の撮影は、同じ角度（同じ位置の映像）で行っている。

図３に示すように、本実施例の画像処理部106は、上記の差分検査のため、一連の処理終了後、検査対象容器105の底面の撮影画像１枚目と撮影画像２枚目の差分処理を行う。同図において、301は、撮影画像１枚目と撮影画像２枚目の差分処理結果の画像であり、画像処理部106はこの差分画像301に差がある場合は、異物が混入されていると判断する。

本実施例においては、このような差分処理を行うことで、差分画像301により異物の僅かな移動を捕らえ、容器の傷、塵埃を捕らえない差分方式を実現している。

図４に以上説明した実施例１に係る底視異物検査装置の動作のフローチャートを示す。同図に示すように、本フローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
ステップ401: 照明発光、１枚目撮像を行う。
ステップ402: 台座スピン正回転を行う。
ステップ403: 台座スピン逆回転を行う。
ステップ404: 照明発光、２枚目撮像を行う。
ステップ405: １枚目と２枚目の差分処理を行う。
ステップ406: 差分画像の異物検出処理を行う。

図５に実施例１に係る異物検査装置の検査ロータの構成の一例を示す。同図に明らかなように、本実施例に係る異物検査装置のスピン台座103が複数設置された検査ロータ501に、スターホイル502により供給口に導入された検査対象容器105は、検査ロータ501が回転し、検査対象容器105を搬送し、上述したステップ401-404に基づき、検査ロータ501のスピン台座103でスピンをさせながら、供給口付近に設置された光源101と底視異物検査用のカメラ102により、撮像が行われる。検査ロータ501の一番最初、すなわち供給口付近に本実施例の底視異物検査のカメラ102を配置することにより、検査対象容器105の底にある異物をスピンで浮かす前に検査することができる。

先に説明したように、最初の撮影とスピン後の撮影は、同じ角度で同じ位置の映像が必要である。搬送中にスピン台座103を回しながら、一連の撮影処理を行い、精度よく位置を再現させるため好適には、図１０にその一例を示したような個別のスピンモータ504を使用することができる。同図において、503はミラー104に固定された回転軸、505はスピンモータ504の角度検出器であり、スピンモータ504と角度検出器505は、図示を省略したモータ制御部により、図４の動作フローチャートを実現するように制御される。

本実施例の構成によれば、点眼薬のような白濁溶液の場合であっても、容器底面に沈殿している重量系異物などを精度よく検出できる。

次に実施例２の異物検査装置及び方法を、図６−図９を用いて説明する。本実施例の説明においては、上述した実施例１と共通部分の説明は省略し、実施例１との差異点を中心に説明する。

図６は本実施例の異物検査装置の概略構成の一例を示す。図６の(a)、（ｂ）はそれぞれその横視図と上から見た図である。本実施例の異物検査装置には、第１の照明高さ可変機構と、第１のカメラを用いる図１の実施例１の構成に加え、第２の照明高さ可変機構109と第２のカメラ110を追加し、検査対象容器105の両側から交互に照明101、110を発光させる。

図７は、実施例２に係る底視異物検査装置の動作タイミングの一例を示す。同図に示すように、まず実施例１同様、照明101を発光させカメラ102により、検査対象容器105の底面の映像1枚目を撮影する。１枚目の撮影の映像を容器（底面の映像1枚目撮影時）701として示した。707は異物の影である。その後、第２の照明110を発光させカメラ102により、検査対象容器105の底面の映像２枚目を撮影する。２枚目の撮影の映像を容器（底面の映像1枚目撮影時）702として示した。

次に、実施例１と同様、検査対象容器105をスキンさせる。その結果、容器（スピン正回転時）703、容器（スピン逆回転時）704として示した。容器（スピン逆回転時）704は、先のスピン正回転と同じ角度のスピン逆回転がなされるので、容器（スピン逆回転時）704は、容器（底面の映像1枚目撮影時）701と同じ角度、同じ位置に戻っている。そして、照明101を再発光させカメラ102により、検査対象容器105の底面の映像３枚目を撮影する。３枚目の撮影の映像を容器（底面の映像３枚目撮影時）705として示した。その後、第２の照明110を発光させ底視異物検査用のカメラ102により、検査対象容器105の底面の映像４枚目を撮影する。４枚目の撮影の映像を容器（底面の映像４枚目撮影時）706として示した。

続いて図８に示すように、本実施例の画像処理部106は、差分検査のため、検査対象容器105の底面の撮影画像１枚目と撮影画像３枚目の差分処理、及び撮影画像２枚目と撮影画像４枚目との差分処理を行う。同図において、801は、撮影画像１枚目と撮影画像３枚目の差分処理結果、802は撮影画像２枚目と撮影画像４枚目の差分処理結果の画像であり、画像処理部106はこの差分画像801、802に差がある場合は、異物が混入されていると判断する。

本実施例の底視異物検査を行う異物検査装置においては、このような差分処理を行うことで、差分画像801、802により異物の僅かな移動を捕らえ、容器の傷、塵埃を捕らえない差分方式を実現している。

図９に本実施例に係る異物検査装置の動作のフローチャートの一例を示した。
同図に示すように、本フローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
ステップ901: 第１の照明発光、１枚目撮像を行う。
ステップ902: 第２の照明発光、２枚目撮像を行う。
ステップ903: 台座スピン正回転を行う。
ステップ904: 台座スピン逆回転を行う。
ステップ905: 第１の照明発光、３枚目撮像を行う。
ステップ906: 第２の照明発光、４枚目撮像を行う。
ステップ907: １枚目と３枚目の差分処理を行う。
ステップ908: ２枚目と４枚目の差分処理を行う。
ステップ909: 差分画像の異物検出処理を行う。

本実施例の一連の動作処理フローを行うことで、検査対象容器の両側で発光して撮影することにより底面の異物の僅かな移動を捕らえ、容器の傷、塵埃を捕らえない差分方式を実現することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

101,110 照明
102 カメラ
103 スピン台座
104 ミラー
105 検査対象容器
106 画像処理部
107 照明制御部
108,109 照明高さ可変機構
201-204,701-706 容器
205 異物の影
301,801-802 差分画像
501 検査ロータ
502 スターホイル
503 駆動軸
504 スピンモータ
505 角度検出器

Claims

検査対象容器の被検体内の異物を検査する異物検査装置であって、
前記検査対象容器の前記被検体を回転させる台座と、
前記台座の下部に設置したミラーと、
前記ミラーに映った前記検査対象容器の被検体の底を撮影するカメラと、
前記カメラの映像信号を処理する画像処理部と、
前記検査対象容器の被検体に光を照射する照明と、を備え、
前記照明により光を照射して前記被検体の第一の画像を撮影し、
その後前記台座により前記被検体を正逆スピン回転させ、
回転後に、前記照明の再照射により前記被検体の第二の画像を撮影し、
前記画像処理部は、前記第一の画像と前記第二の画像を比較して、前記異物の有無を検査する、
ことを特徴とする異物検査装置。
請求項１に記載の異物検査装置であって、
前記カメラは、前記第一の画像、前記第二の画像として、前記検査対象容器の被検体の底の前記異物の影を撮影する、
ことを特徴とする異物検査装置。
請求項２に記載の異物検査装置であって、
前記台座を複数載置可能な検査ロータを備え、
前記カメラは前記検査ロータの一番最初に配置される、
ことを特徴とする異物検査装置。
請求項２に記載の異物検査装置であって、
前記照明を上下方向に移動可能な照明高さ移動機構を備える、
ことを特徴とする異物検査装置。
請求項２に記載の異物検査装置であって、
前記照明は、前記検査対象容器の被検体の両側から切り替えて光を照射する、
ことを特徴とする異物検査装置。
検査対象容器の被検体内の異物を検査する異物検査方法であって、
照明により光を照射して、前記検査対象容器の前記被検体を回転可能な台座の下に設置したミラーに映る前記検査対象容器の被検体の底の第一の画像を撮影し、
その後前記被検体を正逆スピン回転し、回転後に前記照明の再照射により前記検査対象容器の被検体の底の第二の画像を撮影し、
画像処理部で前記第一の画像と前記第二の画像を比較して、前記異物の有無を検査する、
ことを特徴とする異物検査方法。
請求項６に記載の異物検査方法であって、
前記第一の画像と前記第二の画像として、前記検査対象容器の被検体の底の前記異物の影を撮影する、
ことを特徴とする異物検査方法。
請求項７に記載の異物検査方法であって、
前記照明は、前記検査対象容器の被検体の両側から切り替えて光を照射し、
前記第一の画像と第二の画像とは別に第三の画像と第四の画像を撮影し、
前記画像処理部は、前記第一の画像、前記第二の画像、前記第三の画像、前記第四の画像を使って前記異物の有無を検査する、
ことを特徴とする異物検査方法。