KR100225088B1

KR100225088B1 - 액체충전용기를 검사하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100225088B1
Application number: KR1019930702197A
Authority: KR
Inventors: 마니크베 플레밍; 마르티누센 토미; 니일센 게르트
Original assignee: 한센 핀 베네드; 노보 노르디스크 에이/에스; 안네 제헤르
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1999-10-15
Also published as: JP3193377B2; HU220571B1; NO932744D0; EP0569464B1; DK17791D0; NO309213B1; EP0569464A1; FI933414A; DE69202242D1; AU1233492A; CA2100776A1; AU655454B2; HU9302202D0; WO1992014142A1; ATE121841T1; FI108260B; DE69202242T2; NO932744L; US5523560A; DK0569464T3

Abstract

본발명은, 액체 충전용기로 되어있는 물품을 회전 및 축방향 선주사하고 주사결과를 전자적으로 비교함으로써 액체, 용기, 또는 그 양자의 하나 또는 둘이상의 시험변수에 대해 상기 물품을 검사하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 상기 비교과정후 하나 또는 둘이상의 허용될수 없는 시험변수를 보이는 물품은 확인하여 허용될수 있는 시험변수를 보이는 물품으로부터 분리시킨다.

Description

[발명의 명칭]

액체충전용기를 검사하기 위한 방법 및 장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 바람직한 구체예에 따른 검사될 액체충전용기를 나타내고,

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이고,

제3a-d도는 회전속도 곡선의 예들이고,

제4도는 제1도에 표시된 용기의 전개상을 나타내고,

제5a도는 제4도의 VA-VA선을 따른 화소값을 표시하고,

제5b도는 제4도의 VB-VB선을 따른 화소값을 표시하고,

제6도는 용기검사 및 입자검출을 위한 바람직한 구체예에 따른 셋업(장치배열)의 다이아그램이고,

제7a도는 이물체 검출을 위한 장치의 다이아그램을 표시하고,

제7b도는 제7a도 장치의 일부의 평면도이고,

제8도는 용기 검사를 위한 장치의 다이아그램을 나타낸다.

[발명의 상세한 설명]

[발명의 배경]

[발명의 분야]

본 발명은, 물품(실재물)을 회전 및 축방향 주사하고 그 주사결과를 전자적으로 비교하고 그런다음 불량물품 즉 하나 또는 둘 이상의 시험변수가 합격범위를 벗어나는 물품을 확인하여 비불량 물품 즉 모든 시험변수가 합격범위내에 드는 물품으로부터 분리함으로써, 액체, 용기 및 그 양자의 하나 또는 둘 이상의 시험변수에 관해 액체 충전용기로 되어 있는 물품을 검사하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

대체적으로 말하면, 본 발명에 따라 액체충전용기를 불합격 또는 합격인지 검사하는 방법 및 장치는 예컨대 액상 약품 또는 기타액체를 수용하는 카트리지 또는 바이알의 품질관리에 유용하다.

특히, 검사할 물품 즉 액체, 용기 또는 그 양자의 정형(stationary type) 및 동형(dynamic type)변수를 포함하는 몇가지 시험변수들을 동시에 신뢰성 있게 검사하는 방법 및 장치는 특히 높은 생산량, 불량 물품을 불합격시킬 높은 확률 및 비불량 물품을 불합격시킬 낮은 확률이 요구될때에는 큰 뱃치의 물품을 신속히 관리하는데 특히 가치있다.

본 명세서에 있어서는 선 주사 란 표현은 액체, 용기 또는 그 양자로부터의 정보를 포함하여 용기위의 선부분으로 부터의 정보의 집합을 표시하는데, 그 각 부분들은 자기주사선상 CCD 어레이를 사용하여 순차적으로 주사된다. 선부분(좁은띠)들은 개별부분들의 회전 속도 및 주사속도사이의 관계에 따라 검사하려는 물품의 회전축에 대해 축방향일수도 있고 또는 비축방향일수도 있다.

또한 본 명세서에서 시험변수 란 표현은 그 결과에 따라 검사된 물품을 불합격 또는 합격시키기 위해 검사되는 물품의 질을 반영하는 측정된 변수를 나타내고자 하는 것이다. 시험변수의 예는 오물과 균열과 같은 용납되지 않는 결함, 액체의 양, 공기의 존재, 용질의 농도, 이물체 및 이입자의 존재등의 검출을 위한 변수들이다.

그위에, 여기서 정적 변수 란 표현은 회전시 변화하지 않는 변수 예컨대 용기의 형상, 뚜껑, 액체의 양등과 같이 용기에 관련된 변수를 표시하고자 하는 것이다. 동적변수 란 표현은 회전시 변하는 변수, 예컨대 액체내의 헌탁입자 및 불순물과 같은 가동성 이물체에 관련된 변수를 표시하려는 것이다. 이들 변수의 검사는 이물체 검출 이라고 지칭되어 있다.

[선행기술개시]

여러 변수를 위한 액체충전용기의 검사방법 및 장치가 알려져 있다. 그러나 본원인이 아는한, 소정된 속도곡선에 따라 검사할 물품을 회전시키고 동시에 물품을 축방향으로 선주사함으로써 정적이거나 또는 동적인 변수들을 종합적으로(조합하여)검사하는 방법 또는 장치는 어떤 선행 문헌에도 개시되어 있지 않다.

미국특허 제3,598,907 호는 상을 연속적으로 수상함에 의한 물체검사를 개시하고 있는데, 거기서는 회전물체의 연속상들을 전자적으로 비교하여 연속상들간의 차이가 소정범위내에 들지 않을때는 언제나 오차신호를 발생시킨다. 또한 미국특허 제3,777,169 호는 영상으로된 변화전압 또는 프레임을 발생시킬수 있는 비데오 카메라에 의해 액체충전용기에 든 이물체를 검출하기 위한, 회전에 기초를 둔 방법 및 수단을 개시하고 있다.

일반적으로 이들 선행기술장치는 많은 결점을 갖고 있다. 특히 그 장치들은, 통상 과잉의 데이타를 발생시키는 관용적 텔레비젼 카메라와 같은 비데오 또는 아날로그 감지기구에 기초를 두고 있다. 또한 텔레비젼 카메라의 프레임율은 대단히 낮아(20Hz)빨리 회전하는 입자의 경우에는 수차가 생겨 감도가 낮아진다.

미국 특허 제4,136,930호는, 콘베이어를 따라 이동하는 전음료 용기내에 있는 불순물입자를 검출하기 위해 수대의 텔레비젼 카메라로 되어있는 고속의 라인내(in-line)병 검사장치를 위한, 회전에 기초를 둔 방법 및 장치를 개시하고 있다. 이 장치는 불순입자 검출외에 용기의 적당한 충전높이를 검출하고, 창고관리를 위해 팔레트 또는 상자의 적당한 내용물을 검출하고, 용기를 확인하고, 병을 분류하고, 기타 광학적 비교를 하는데 사용될 수도 있을 것인데 이런것들 들에 관해서는 어떤 기재도 되어있지 않다. 그러나 공지의 텔레비젼 카메라의 상기 결점이외에, 공간상의 다른 장소에 놓여진 카메라들 간에 있어 또한 상이한 시간에 얻어진 상들간에 있어서의 전기적 차이 및 부정합에 의한 오차로 인해 검출 정확도는 저하한다.

독일 공개출원 제2820661 A1호는 입자 형상과는 독립적인(어떤 형상이나 검출할 수 있는)그렇지만 다른 시험변수는 제공하지 않는, 회전에 기초를 둔 이물체검출장치를 개시하고 있다. 또한 이 공지의 장치는 조준된 광원 및 입자를 감지장치에 투영시키기 위한 검출장치를 사용한다. 그래시 이 기법은 현탁물이나 유제와 같은 광산란 액체에는 적용될 수 없으며 그리하여 적용시에는 불량품을 검출해낼 확률이 현격히 낮아진다.

그래서, 상기한 선행기술방법은 정적변수 및 동적변수의 신뢰성있는 검출을 조합할 수 없는 외에, 현탁액이나 유제와 같은 비투명 액체내의 이물체를 신뢰성있게 검출할 수도 없다. 이들 경우에는 입사광이 액체내에 깊이 침투할 수 없고 따라서 선행기술 방법으로는 현탁액이나 유제의 주부분내에 있는 이물체의 검출은 달성될 수 없다.

또한, 액체충전용기를 검사하는 상기 선행기술 어느것도 불량용기를 불합격시킬 확률은 높고 비불량용기를 불합격시킬 확률은 낮으면서 대단히 높은 생산속도로 액체, 용기, 또는 그 양자의 시험변수 하나 또는 둘이상을 동시에 검사하기에 적합한 방법 또는 장치를 개시하고 있지는 못하다.

[발명의 요약]

따라서 액체충전용기, 특히 현탁액이나 유제와 같은 비투명액체를 수용하는 액체충전용기로 되어 있는 물품을, 예컨대 불결물, 균열, 이물액, 액체상부에 공기의 존재, 용질이나 분산상의 농도 및 현탁입자나 불순물같은 이물체중 하나 또는 둘이상의 시험변수에 대해 검사하기 위한, 특히 검사후 허용될 수 없는 시험변수를 가진 물품을 확인하여 허용될 수 있는 시험변수를 가진 물품으로부터 분리할 수 있도록 결함을 가진 물품을 불합격시킬 높은 확률과 비불량 물품을 불합격시킬 낮은 확률로서 높은 생산속도로 물품을 검사하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 주목적이다.

또한, 여러 크기를 갖고있고 액체보다 큰 밀도를 갖고있는 이물체의 하나 또는 둘이상의 변수에 대해 액체충전용기를 검사하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.

[액체충전용기의 검사방법]

놀랍게도, 이들 목적은 액체충전용기를 소정된 속도곡선에 따라 회전시키고 동시에 축방향으로 선주사하고 주사된 데이타를 분석하는 것으로 되어있는 액체, 용기 또는 그 양자의 한가지 또는 몇가지 시험변수에 대해 액체충전용기를 검사하는 방법을 제공함으로써 달성된다.

따라서, 가장 넓은 양태에 있어서, 본 발명은 액체, 용기 또는 그 양자의 한가지 또는 둘 이상의 시험변수에 대해 액체충전용기로된 물품을 동시에 검사하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것으로 물품은 소정된 속도곡선에 따라 회전되고 그와 동시에 축방향 선주사를 받으며 주사가 분석되는 동안 데이타는 기록된다.

그래서, 본 발명에 의한 용기검사에 있어서는 상기 주사된 데이타의 분석은 용기 표면의 소망부분의 주사로 구성된 전개상(unfolded image)의 상 분석으로 되어있고, 본 발명에 의한 이물체 검사에서는 상기 주사 데이타의 분석은 용기의 내용물의 연속적 주사의 분석으로 되어 있다.

본 명세서에 있어서, 전개 라는 표현은 용기의 1차원 선주사들의 2차원 표현으로 구성된 것을 의미하고자 한다. 그래서 정적변수의 전개상은 회전용기의 완전(360도) 1회전 또는 수 회전동안 개별적 선 주사로부터 얻어진 화소값의 전자적 표시로 되어있고, 즉 상의 한 차원은 높이이고 다른 차원은 용기의 둘레이며, 동적 변수의 전개상은 상이한 시간에 얻어진 화소값의 전자적 표현일수 있어, 상의 한 차원은 용기의 높이이고 다른 차원은 용기의 같은 개별부분이 주사된 시간이다.

다른 양태에 있어, 본 발명은 액체, 용기 또는 그 양자의 하나 또는 둘 이상의 시험변수에 대해 액체충전용기로 되어있는 물품을 회전시키고 축방향선 주사시켜 이 물품을 검사하는 방법에 있어서, a) 선택적으로 하나 또는 둘이상의 일정 각속도기간을 가질 수 있는 소정속도곡선에 따라 물품을 회전시키고, 용기를 선주사하고, 상기 선주사의 화소값들을 비교하는 순서와, b) 액체가 회전되게 하여 액체보다 큰 밀도를 가진 이물체가 용기벽에 퇴적하게 하는 회전속도를 가진 소정속도 곡선에 따라 물품을 회전시키고, 물품을 선주사하고, 상기 선 주사의 화소값을 디지탈 필터링하고, 필터링된 값을 소정 참고치와 비교하는 순서로된 두 순서중의 적어도 한 순서로 이루어진다.

(a) 단계적 또는 연속적 회전

본 발명에 따라 검사될 시험변수에 대해 요구되는 해상도 및 질의 전개상을 얻기 위해서, 검사동안 하나 또는 둘이상의 일정 각속도기간을 가질 수도 있는 소정된 속도 곡선에 따라 단계적 또는 연속적으로 용기를 회전시키고, 적당한 주사속도로 회전하는 용기를 주사함으로써 용기의 전개상이 얻어질 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서는, 용기의 각 개별부분이 충분히 장시간 주사되어 전개상의 요구되는 해상도를 얻을수 있도록 단계적인 회전이 선택된다. 그래서, 주어진 단계적 회전속도 및 검사장치의 적당한 회전속도로, 회전축에 평행하는 부분의 전체선(좁은띠)이 각회전의 증분단계내에 주사될 수 있다.

다른 실시예에서는 용기의 각 개별적 주사부분이 애매성없이 재생될 수 있다는 전제하에 비교적 높은 회전속도에서 용기의 상을 전개하도록 비평행 예컨대 나선형 주사가 사용될 수 있다.

(b) 정적 상을 위한 회전

정적 상, 또는 용기검사를 위해, 각회전속도 및 검출장치의 주사속도는 비교적 낮은 속도에서 선주사가 행해지도록 또한 용기의 각 개별부분이 연속적 회전에 걸쳐 1회 또는 수회 주사되어 수개의 전개상을 제공하도록 선택된다. 바람직한 실시예에 있어, 일정 각속도의 선택적기간은 대체로 2000rpm이하, 특히 1500rpm이하 바람직하게는 약 1200rpm의 회전속도에서 존재되도록 한다.

(C) 동적 상을 위한 회전

동적 상 즉 이물체 검출의 경우에는 각회전속도 및 검출장치의 주사속도는 검사할 물품의 비교적 높은 회전속도에서 선주사가 행해질 수 있도록 선택된다. 이 높은속도의 회전중에는 한번 또는 여러번의 회전동안 개별부분들이 연속적으로 주사되도록 선주사는 미분적(미세부분씩)으로 행해진다.

본 발명에 의하면, 속도곡선(속도형상)은, 액체가 순환되게하여 액체보다 큰 밀도를 가진 물체는 용기벽에 퇴적하게 하는 회전속도를 포함한다. 그래서 불투명한 현탁액 및 유제의 경우로 용기벽에 있는 이물체가 검출될 수 있다.

바람직한 구체예에서는 액체보다 밀도가 큰 액중의 이물체의 검출이 약 10000rpm으로부터 약 2000rpm까지, 바람직하게는 약 9000rpm으로부터 약 7000rpm까지, 가장 바람직하게는 약 8000rpm의 속도에서 액체를 회전시키면서 행해진다.

또다른 구체예에서는 용기의 회전을 정지시키고 액체의 회전속도가 크게 감소하기 전에 물품을 주사한다.

그위에, 다른 예에서는 주사를 포함한 총검사 시간이 1000㎳(밀리초)이하, 바람직하게는 500㎳ 이하, 가장 바람직하게는 약 250㎳이다.

본 명세서에 있어서 미분적 이란 용어는 시간상 미분적으로(미소시간)또는 거리상 미분적으로(미소거리)란 것을 표시하는 것이다. 그래서 정지된 용기에 수용된 순환 액체의 경우, 용기에서는 같은 부분이지만 회전 액체에서는 다른 부분을 연속 측정함으로써 용기의 주어진 부분에 대해 시간상 미분적 으로 선주사를 행할 수 있을 것이다. 또한 회전용기의 경우에도 상이한 시간에 상이한 용기부분을 연속 측정함으로써 둘레의 다른 부분에 대해 거리상 미분적 으로 선주사를 행할 수 있다.

(d) 조사(irradiation) 및 검출

바람직한 구체예에 있어, 물품은 전자(electromagnatic)복사선으로 조사되고 투과, 반사, 회절 또는 산란된 복사선은 입사선에 대해 약 90도 내지 약 180도, 바람직하게는 약 120도의 각도로 검출된다.

다른 바람직한 구체예에서는, 투과, 반사, 회절 또는 산란된 복사선이 입사 복사선과는, 반대방향으로 역반사된다.

그위에 또다른 구체예에 있어, 역반사 복사선이 반투명 및 반사거울에 의해 입사방향으로부터 반사되어 나간다.

바람직한 구체예에 있어 투과, 반사, 회절 또는 산란된 복사선은 복사선 검출장치의 직선상 어레이에 의해 검출되어 바람직하게는 프레임 기억 메모리 및 매트릭스 필터에 디지탈적으로 기억된다.

본 발명에 의하면, 기록된 데이타의 분석은 실제화소값 또는 처리된 화소값 예컨대 개별 화소의 값 또는 승산, 가산, 감산 또는 대수, 평균 및 표준편차와 같은 기타 변환에 의해 변환될 수 있는 화소군의 값의 전자적(electronic)비교이다. 그래서 검사될 시험변수에 따라 개별적 화소 즉 화소주소가 선택되고 그 값들이 비교에 사용된다.

그리하여 바람직한 구체예에서는 개별적 화소 및 군의 화소를 선택하여 각각 액체 및 용기의 하나 또는 둘이상의 시험변수의 기록된 데이타를 분석한다.

(e) 시험변수

바람직한 구체예에서는, 투명용액, 에멀젼(유제) 및 현탁액을 포함한 액체의 종류, 양과 의도되는 함량, 성분의 농도, 색, 투과도 및 믹서보울을 포함한 액체명세, 및 이물액 및 이물체, 현탁입자, 불순물 및 소망스럽지 않은 응집체, 성장결정 및 생물학적 유기체를 포함하는 이물질로 구성된 군으로부터 액체의 하나 또는 둘이상의 시험변수를 선택한다.

또한, 한 바람직한 구체예에서는 형상, 바닥, 뚜껑, 레이블, 바아코드, 플런저, 충전높이, 색 및 투과도를 포함하는 용기명세, 흠, 균열, 용기벽내에 포획된 기포와 입자 및 취약부를 포함한 용기 결함, 및 오염물 및 분진, 플런저와 용기벽 사이에 포획된 물질을 포함한 용기 오염으로 구성된 군으로부터 용기의 하나 또는 둘 이상의 시험변수를 선택한다.

(f) 허용될 수 없는 용기의 확인 및 분리

바람직한 구체예에 있어, 액체, 용기 또는 양자의 하나 또는 둘이상의 허용불가 시험변수를 나타내는 검사물품을 확인하여 허용가능한 시험변수를 가진 용기로부터 분리한다.

[액체충전된 용기를 검사하는 장치]

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 액체, 용기 또는 그 양자의 하나 또는 둘이상의 시험변수를 위해, 액체가 충전될 수 있는 상기 용기 즉 검사될 물품을 회전시키고 축방향 선주사하고, 상기 주사결과를 전자적으로 비교함으로써, 액체 충전 용기로 된 물품을 검사하기 위한 또한 회전수단, 조사수단, 검출수단 및 전자식 디지탈 필터링 및 비교수단으로 구성되어 있는 장치를 제공한다.

(a) 회전수단

검사될 물품을 회전시키는 수단은 단계적 또는 연속적으로 회전을 시키는데 적합한 어떤 수단이나 될 수 있다. 여기에서는 용기의 주사와 동기하여 소정된 회전각도 증분(구간)씩 스테핑시키는 마이크로 프로세서 제어 스테핑 모우터가 바람직하다.

현재 여기에서 바람직한 프로그램은, 정적 변수에 대해 용기 및 액체를 검사할 제1 일정 회전속도까지 검사될 물품을 가속시키는 것을 포함하며, 상기 회전속도는 일정 각속도를 갖는다. 검출수단의 주사속도 및 요구되는 해상도에 따라 이 검사는 대체로 2000rpm이하, 특히 1500rpm이하, 바람직하게는 약 1200rpm의 회전속도에서 행한다. 그위에 프로그램은, 용기 및 액체를 동적 변수 예컨대 이물체에 관해 검사할 제2 또는 선택적으로는 제3, 제4 등의 회전속도로 검사될 물품을 회전시키는 것 예컨대 가속 또는 감속시키는 것을 포함한다.

액체의 동적 변수를 위한 검사전에 용기의 회전을 정지시키는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어 바람직한 속도곡선은 용기가 정지해 있는동안 액체는 계속하여 순환하는 시간구간들을 포함한다. 따라서, 마이크로 프로세서는 대체로 500㎳ 이하의 시간내에 특히 100㎳ 이하, 바람직하게는 20 내지 80㎳ 범위에서 용기의 회전을 감속하도록 프로그램된다.

따라서, 바람직한 구체예에서는 회전수단은, 총 검사시간에 걸쳐 소정된 속도곡선을 제공하고 대체로 500㎳ 이하의 시간에 바람직하게는 100㎳ 이하의 시간에, 특히 20내지 80㎳ 범위의 시간내에 회전을 정지하도록 프로그램된 프로그래머블 스테핑 모우터, 바람직하게 저관성 스테핑 모우터이다.

용기벽의 기계적 진동 및 진탕의 영향을 감소시킬수 있을때에는, 광학적 역반사기 수단을 검출장치내에 설치함에 의해 동적 변수를 위해 주사하는 동안 용기를 정지시킬 필요가 없을 것으로 생각된다. 현탁액 및 유제를 검사할 경우에는 예컨대 회전축에 직각되는 축주위로 용기를 회전시킴으로써, 또는 용기를 발진기와 접촉시킴으로써 회전시키기 전에 용기를 진탕 또는 교반시키는것이 일반적으로 바람직하다.

(b) 조사수단

본 발명에 의하면, 검사장치는 액체 및 용기에 허용될 수 있는 어떤 적당한 파장의 적절한 전자복사에 의해 검사될 물품을 조사하는 수단, 및 투과, 반사, 회절 또는 산란된 복사선을 검출하는 수단으로 되어있다.

바람직한 구체예에 있어서는 조사수단은, a) 직류전원 광원, 동기화 스트로보스코프 광원, 바람직하게는 안정화 텅스텐 광원, b) 약 1000㎚보다 긴 파장을 가진 복사선을 제거하는 IR 필터(적외선 필터), 및 c) 폭은 약 1.0㎜이고, 길이는 용기의 총 축길이에 해당하는 가늘고 긴 선상으로(좁고 긴 직사각형내에)배열된 광섬유 광도체, 바람직하게는 유리섬유로 되어 있다.

(c) 검출수단

바람직한 구체예에 있어서는 조사된 피검물로부터의 투과 또는 산란된 복사선은 예컨대 50㎛폭의 용기의 좁은 수직선(띠)부분으로 부터의 투과 또는 산란된 복사선을, 32내지 10000개의 요소를 가진 영상 광검출장치의 선상어레이(linear array), 바람직하게는 14×14㎛의 화소 1024 개를 가진 선상 CCD- 또는 PCCD-어레이, 즉 CCD 소자(Charge coupled device; 전하결합소자)또는 PCCD 소자(programable charge coupled device; 프로그래머블 전하결합소자)위에 투영시키는 광학적 렌즈를 포함하는 검출수단에 의해 검출된다. 특히 바람직한 소자는 고해상도의 선상 CCD-또는 PCCD-어레이이다.

그 위에 검출수단은 CCD 어레이의 화소들을 연속적으로 선주사하고, 즉 복사선 민감요소들을 순차적으로 바람직하게는 200㎲마다 억세스하고, 프레임 기억 메모리에 기억되도록 또는 그와는 달리 예컨대 디지탈 필터링에 의해 처리되도록 아날로그 비데오 처리에 의해 아날로그 화소값을 디지탈 표현으로 변환시키는 수단을 포함한다.

한 바람직한 구체예에서는 검출수단은 아날로그 화소값을 디지탈 값으로 변환시키는 수단을 더 포함한다.

선주사 CCD 센서 칩위에 바로 집적화된 광간섭 필터를 가진 컬러-CCD 선주사 장치를 사용하여 색 인식을 얻을 수 있다. 따라서, 다른 바람직한 구체예에서는 3개의 트리거에 의해 제어되는 스트로보스코프 광원들이 사용되는데 그 각각은 적색, 녹색 및 청색 출력을 위해 필터링되며, 그들 모두는 빛을 검사될 용기에 안내하는 동일한 섬유속내에 그 출력을 공급한다. 용기를 조명하는 각각 적색, 녹색 및 청색원을 갖는 세개의 연속 선주사는 전체 색 이미지의 수집을 용이하게 하여 용기 및 그 내용물에 대한 색정보를 얻을수 있다.

(d) 디지탈 필터링 및 비교수단

본 발명에 의하면 실제의 또는 처리된 화소값들을 비교함으로써 선주사를 비교할 수 있는데 그 비교는 그 자체공지인 적당한 전자 디지탈 필터링 및 비교수단에 의해 얻을수 있다.

디지탈 필터링수단은 소프트웨어로부터 로드될 수 있는 필터링 계수를 갖고 있는 디지탈 매트릭스 필터로서, 이 매트릭스 필터는 집적회로의 형일수도 있고, 또는 예컨대 이 분야 기술자들에게 주지되어 있는 캐스케이드 시프트 레지스터, 승산기, 감산기, 누산기로 되어있는 통상의 전자기기로 구성되게 하는 것이 바람직하다.

그위에 바람직한 것은 전자 비교수단은 그 자체 공지인 프레임 기억 메모리로 되어 있으며, 그 메모리는 컴퓨터 제어되어 검사될 물품의 완전한 전개상을 기억하고 그 데이타는 상처리 컴퓨터에 의해 처리될 수 있다.

바람직한 구체예에 있어, 전자 비교수단은 디지탈 매트릭스 필터 및/ 또는 프레임 기억메모리로 되어 있다.

[역 반사]

본 발명에 의하면, 액체의 동적 변수와 용기벽의 정적 변수사이의 구별은 검사할 물품의 회전을 정지하고 액체가 변하지 않은 소정속도로 여전히 회전하고 있는 동안 물품을 주사함으로써 얻어질 수 있다. 그러나, 정적변수만을 위한 검사될 물품의 경우 또는 주어진 크기의 포획기포와 같은 인정될 수 있는 기지의 동적변수를 가진 물품의 경우에는 용기를 회전시키지 않을수 있다.

따라서, 본 발명에 의해 광학적 검사장치는 투과되고 반사된 복사선을 역 반사적 적으로 곧 입사복사선과 대략 같은 경로를 따라 그러나 반대방향으로 반사시킬 역반사 수단을 추가로 포함한다. 이들 조건하에서는, 진동 또는 요동운동 및 용기벽 및 액체내에 있어서의 굴절율의 분포는 입사 및 역반사광의 전파시간이내에서 정적이라고 생각될 수 있다.

[액체 및 액체충전용기]

본 발명에 의하면, 검사될 액체충전용기 는 가해지는 전자복사선에 투과성인(투명한)어떤 용기나 될 수 있는데, 특히 바람직한 투명한 용기는 보통 약학적 액체를 담도록 의도된 유리 또는 플라스틱으로 만들어진 카트리지, 앰플, 바이알 및 캡슐이다.

본 발명에서 액체 란 표현은 유기 또는 무기의 액체, 혼합물, 용액, 현탄액, 콜로이드분산액, 유제(에멀젼)등, 특히 인슐린과 같은 미소현탄액(미크로 서스펜션)으로된 약학적 액체를 나타낸다. 그위에 여기서 검사 란 표현은 예컨대 우량제조관행 규정 및 제품보증에 순응하기 위해 어떤 소정된 품질보증 변수에 대해 물체를 검사하는 행위를 나타낸다.

[시험변수]

용기에 대한 시험변수는 존재 또는 부존재 에 한하지 않고 일반적으로 전개상으로 부터 계산될 수 있는 재현성 있는 측정으로 되어있고, 측정결과는 특정시험변수에 대해 허용되는 공차와 비교되고 이어서 합격/ 불합격 판정에 이용된다. 마찬가지로 레이블의 검사시에는 올바른 레이블인지 확인하기 위해 문장 인식법을 이용할 수 있다.

액체 충전용기의 정적 변수와 동적변수의 검사에 있어 상이한 검사수단을 사용하는 선행기법과는 반대로, 본 발명은 상기 2종류의 변수에 대해 단일의 선주사장치를 사용할 수 있는 가능성을 제공한다. 이 가능성은 놀랍게도 본 발명에 따른 회전계획과 용기 및 그 내용물의 전개상을 제공하는 선주사 장치를 조합함으로써 달성된다. 허용불가능한 시험변수를 얻은 용기를 확인하고 불합격시키는 수단. 본 발명에 따라, 하나 또는 둘이상의 시험변수에 대해 검사 받은 물품은 한 시험변수가 소정된 허용치 범위 밖인 것이 밝혀지면, 허용불가품으로 확인될 수 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 구체예에 있어, 검사장치는 허용불가능한 물품을 확인하는 수단을 다시 포함할 수 있다. 그래서 허용될 수 없는 물품의 확인은 디지탈 필터링 및 비교수단의 출력신호, 예컨대 디지탈 매트릭스 필터의 출력 또는 프레임 기억메모리의 데이타를 처리한 상처리 컴퓨터의 출력을 기초로 할 수 있다.

그위에 바람직한 구체예에 있어, 검사장치는 허용불가능한 것으로 확인된 물품을 허용된 물품으로 부터 분리하는 수단을 포함하고 있다. 본 발명의 한 양태에 있어, 허용불가능한 물품을 불합격시키는 그런 수단은 상기한 허용불가능한 물품을 허용된 물품으로 부터 분리시키는 전자적 및 기계적 수단을 포함한다.

물품을 불합격시킬때는 컴퓨터는 불합격시킨 기준이 되는 변수의 종류에 대한 정보를 기억할 수 있고 그럼으로써 조작자는 예컨대 불합격품수가 증가할 수도 있는 이유를 보다 쉽게 알수 있게 된다.

본 발명의 기타 목적 및 추가 응용범위는 다음의 상세 설명으로부터 명백해질 것이다.

상세한 설명 및 특정 실시예는 발명의 바람직한 구체예를 보여주는 예시일뿐인 것과, 이분야의 기술자에게는 자명한, 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않는 여러 변경 및 수식이 가능한 것은 이해될 것이다.

[바람직한 구체예의 상세한 설명]

(a) 액체충전용기

제1도에 있어서는 액체충전 원통형 용기(10) 예컨대 인슐린 카트리지가 예시되어 있는데, 그 용기는 용기본체(11) 및 이물체(불순물)(13)가 그안에 분포되어 있을 수 있는 현탄액(12)으로 되어있다. 그 위에 용기는 플런저(14), 믹서보울(혼합용 보울)(15), 및 뚜껑(16)에 의해 용기된 고무막(표시안됨)을 갖고 있다. 회전동안, 검사될 물품(10)은 종회전축(17)주위로 회전되고, 검사될 물품의 소망부분을 포괄하는 검사 선상구역(18)에서 검사된다.

(b) 이물체 분포

제2도에는, 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도가 표시되어 있는데, 검사시 용기벽 가까이(벽 바로 안쪽)에서 일정한 양상으로 퇴적되어 회전하는 이물체들(13)이 예시되어 있다. 이와는 반대로 선행기법에서는 용기 벽 가까이에서 회전하는 것이 아니라 불규칙적으로 내부에 까지 분포된 이물체(13)를 검사하는 것이며 따라서 투명한 액체에만 적용될 수 있다.

(c) 속도 곡선

제3a-d도에는 현재에 있어 선호되는 연속 속도곡선을 나타내는 속도곡선(속도변화양상)의 예들이 표시되어 있다.

제3a도에서, 용기는 평탄부에 의해 표시된 소정의 일정 회전속도가 얻어질때까지 가속된다. 이 일정회전속도에서 용기검사를 위한 선 주사가 수행된다. 그런다음 검사될 물품은 최대치에 이르기까지 높은 회전속도로 가속되고 그런후 용기가속은 중지되고 용기는 감속되어 액체내 이물체의 검출을 위해 미분 선주사가 행해진다. 선택적으로는, 미분 선주사를 반복하기 위해, 예컨대 다른 광학적 구성으로, 상기 미분 선주사 직후 또는 나중에 용기를 가속시킬수도 있을 것이다.

제3b도에 따라서는 미분 선주사를 위해 회전이 행해지고 반복될 수도 있고, 그런다음 용기 검사가 행해지는 것으로, 즉 제3a도와는 반대순서로 행해진다. 또한 어떤 용도의 경우에는 용기 검사 또는 이물체 검사의 한가지만 단독으로 행해지거나 적당한 어떤 다른 순서로 행해질 수도 있을 것이다.

제3c도에는 이물체를 예컨대 다른 크기, 형상 또는 밀도의 물체들을 구분하기 위해 상이한 최대 회전속도에서의 이물체 검출순서가 주어져 있다.

끝으로 제3d도는 투과, 산란된 복사의 역반사에 기초를 둔 장치에 적용될 수 있는 속도곡선을 보여주는데, 이 경우에는 이물체의 반복검사들 사이에서 회전은 중지되지 않는다.

(d) 전개된 정지상의 상분석

제4도 및 제5도에 있어서는, 순차적으로 상이한 회전각도에서 액체충전용기의 축방향 선주사를 행하여 얻어진 용기의 이차원 상(이미지)전개도가 표시되어 있다. 제4도는 제1도에 표시된 용기의 이차원 상전개도로서 용기의 높이(h)는 종축에 또한 회전각에 대응하는 확대도시된 둘레(P)는 횡축에 표시되어 있다. 각 좌표점에는 해당하는 화소값이 있다.

제5a도 및 제5b도에는, 제4도의 VA-VA선 및 VB-VB선 주사에 대응하는 둘레(A 및 B)에 대해 화소값(곡선)이 표시되어 있다.

바람직한 구체예에 있어서는, 예컨대 뚜껑의 비뚤림, 믹서보울의 존재 및 뚜껑 아래의 공기에 대해 용기를 검사하기 위해 제4도에 도시된 것처럼 정의된 검사 창(window) α, β, δ및 ε에 기초한 상 분석이 행해진다.

바람직한 구체예에 있어, 한계(threshold)(X)는 총신호 (강도)의 90%로 정의되고, 한계(Y)는 창(δ)내의 모든 화소값의 평균치로서 결정되는 참고치(R1)의 일부로서 정의되며, 한계(Z)는 창(ε)내의 모든 화소값의 평균치로서 결정되는 참고치(R2)의 일부로서 정의된다.

그래서, 뚜껑으로부터 시작하여 각 선주사에 대해 창(α)의 화소들을 한계(Z)와 비교해봄으로써 뚜껑의 비뚤림을 검출할 수 있다. Z이상이 되면 그높이는 메모리에 기억되게하며 모든 주사중 가장 높은 높이와 가장 낮은 높이를 비교함으로써 뚜껑의 비뚤림 정도를 측정할 수 있다. 그래서, 허용할 수 없게 그 차이가 크면 용기는 불합격될 것이다.

뚜껑 아래의 공기를 검출하는 경우에는 액체의 (광)투과도는 증가할 것이고, 한계(X)가 초과될 수 있을 것이다. 모든 화소값을 합하면 공기의 투영면적을 측정할 수 있다.

투명한 믹서보울 예컨대 유리가 있을 경우에는 창(β)을 통한 투과도를 증가할 것이다. 그래서 투영된 총믹서 보울면적은 Y한계를 초과하는 β창내의 모든 화소값을 합하여 측정될 수 있다.

그런다음 믹서보울이 없는지, 하나인지, 또는 다수인지의 구별은, 대응하는 개수의 믹서보울로부터 얻어지는 면적범위에 기초를둔 기준에 의해 행해진다.

액체 및 용기의 다른 시험변수도 이들 원리에 따라 정의될 수 있는 것으로 예컨대 현탁액의 농도는 예컨대 공기 피이크(α부분의 첨예부) 및/ 또는 플런저 피스톤 부분을 제외하고 제5a도에 표시된 화소값들을 수치적분함으로써 구해질 수 있고 있을수 있는 플런저의 비뚤림도 상기 뚜껑에 대해 기재한 것과 같은 절차를 사용하여 적당한 참고치 및 한계를 사용함으로써 측정될 수 있다. 그리고 플런저 위치, 예컨대 해당하는 화소값이 한계(Z)를 초과하기 시작하는 높이(즉 화소수)로서 표시될 수 있는 액체와의 경계면을 이용하여 플런저의 위치를 알아볼수도 있다.

(e) 액체충전용기의 검사장치

제6도에는 바람직한 구체물인 용기 및 그 내용물 검사를 위한 장치(600)가 예시되어 있다. 안정화 직류전원 텅스텐 광원(611, 621), 적외선 필터(612, 622)및 단면적 변환기(613, 623)를 가진 광학섬유 광도체가 구비된 2개의 동일한 광장치(610 및 620)가 제공되어 있다.

불투명 액체의 경우에는 광장치(610)만 사용된다. 스위치(650)는 수집렌즈(631, 641), 검출수단(632, 642) 및 전자기기(660)(제7a도를 보라)의 일부 및 전자기기(670)(제8도를 보라)의 일부에 의해 이물체를 검출할 수 있는 위치에 있다. 투명액체에 대해서는 광장치(610 및 620)와 검출수단(632 및 642)이 대체로 스위치(650)를 표시된 위치에 둔채 이용될 수 있다. 그위에 외부 확산기(680)가 특히 투명액체의 경우 광장치(620)와 용기(10)사이에 배치될 필요가 있을수 있다.

보다 제한적으로만 용기검사를 가능하게 하는 보다 간단한 장치배열에서는, 광 장치(610), 수집렌즈(641) 및 검출수단(642)는 생략되고, 검출수단(632)으로 부터의 신호는 스위치(650)에 의해 용기검사 및 이물체 검사를 위해 전자기기에 인도되게 한다.

또한 검사장치는 저 관성 스테핑 모우터(705)(제7a도 및 제8도를 보라)예컨대 Escap P42를 포함한다.

(f) 이물체 검출 및 전자기기

제7a 및 제7b도는 동적변수에 관해 예컨대 현탁액 충전용기를 검사하기 위한 장치(700)의 바람직한 구체예를 보여준다. 특히 제7a도는 전자기기의 이물체 검출부를 나타난다.

제7a도에 있어, 안정화 직류전원 텅스텐 램프(611)로 부터의 빚은 약 1000㎚이상의 파장을 제거하기 위해 적외선 필터(612)를 통과한다. 필터링된 빛은 광학섬유광도체(613)를 지나 원단면을 직사각형 단면으로 변환시키는 단면변환기(614)에 인도된다. 변환기(614)의 출력부 형상은 알루미늄 블록내에 충전된 유리섬유 다발에 의해 이루어져 있고 약 1.0㎜의 폭 및 검사될 물품(10)의 높이에 해당하는 높이를 갖고 있다. 변환기(614)에는 유공 콜리 메이터 수단이 설치될 수 있다. 보통 현탁액 또는 유제의 검사시에는, 광도체 출력은 제7b도의 평면도에 표시된 것처럼 영상장치 즉 수집렌즈(631) 및 예컨대 Toshiba TCD 107과 같은 선상 어레이인 검출수단(632)의 광축에 대해 90도 내지 120도의 각도로 검사될 물품에 배향된다. 그러나 검사될 특정액체에 따라 다른 구성과 각도가 채택될 수 있을 것이다.

또한, 장치(700)에는 검사될 물품의 회전을 위해 저관성 스테핑 모우터(705)가 포함되어 있다. 이 모우터는 대단히 신속히 검사될 물품을 높은 회전속도로 가속시킬수 있고 극히 단시간내에 회전을 감속시킬수 있다. 그래서 약 9000rpm으로부터 영으로 감속시키는데 60㎳ 이하밖에 걸리지 않을 수 있다. 액체보다 큰밀도를 가진 이물체, 입자 또는 믹서 보울과 같은 용기내의 어떤 고체나 모두 용기벽 안쪽에 퇴적할 것이다. 감속시간이 극히 짧기 때문에 용기가 회전을 정지한 직후 액체의 검사중에도 순환액체는 확실하게 원형층류로 회전을 계속한다. 감속시간이 길면 흐름은 난류로 변하여 용기가 정지하기전에 이물체는 액체의 주부분내로 이동하게 되고 그리하여 검출 불가능하게 될 것이다. 또한 투명한 액체의 경우 액체의 주부분내로 이동하는 이물체는 렌즈의 초점에서 벗어나 검출되지 못할 수 있다.

장치의 전자기기부는 검출수단(632)으로부터 처리되지 않은 아날로그 화소값을 받아 그것을 각각 8비트 단어로 표시된 일련의 디지탈 화소데이타로 변환하기 위한 회로를 가진 아날로그 비데오 처리보오드(708)로 되어있다. CCD 또는 PCCD 시퀀서 보오드(709)는 아날로그 화소정보의 복원(재현)정밀도를 희생시킴이 없이 높은 화소속도(5MHz)를 실현시키기 위해 이 분야의 기술자에게는 알려져 있는 고속 고전류 드라이버, 클록 및 순서화 전자기기로 구성되어 있다. 고속 스테핑 모우터 제어기(710)는 액체의 이물체 검출을 위해 검사될 물품(10)의 고속 예컨대 9000rpm의 회전 그리고 단시간내 예컨대 60㎳ 내에 대단히 정밀하게 조절된 감속을 제공한다. 용기검사를 위해서는 제어기(710)는 정확하고 정밀한 회전속도 예컨대 약 1200rpm을 제공한다. 주 제어기(711)는 이물체 및 기타 비정상성에 대해 액체를 검사하는데 필요한 작용(작동)을 제공한다. 또한 제어기(711) 및 아날로그 비데오 보오드(708)는 용기 검사를 위한 전자기기에 각각 제어신호(A) 및 (B)를 제공한다(제8도를 보라).

특히 이물체의 검출용 전자기기는 범용 디지탈 매트릭스 필터를 형성하는데 그 필터 계수는 소프트웨어로 부터 로드될 수 있다. 이에 의해 필터 특성이 쉽게 고정될 수 있으며 이로인해 현탁액내에서 순환하는 이물체는, 비슷하게 순환하는 믹서보울에 의해 방해 받음이 없이, 최고의 감도로 검출될 수 있다. 본 출원인이 알고있는한 어떤 다른 장치도 이 기능을 갖고있지는 못하다. 공지의 장치는 본원의 이 장치와는 달리 믹서 보울을 소망스럽지 않은 이물체의 하나로 검출하는데 그친다.

한 구체예에 있어, 디지탈 매트릭스 필터는 선상 어레이인 검출수단(632)에 있는 화소의 수에 대응하는 길이를 가진 직렬 시프트 레지스터들(712-716)로 구성되어 있다. 그래서 각 레지스터는 각 셀에 대응하는 화소값을 8비트 표현으로 가져 완전한 한개의 선주사를 구성(표시)한다. 소망하는 필터 검출특성에 따라 시프트 레지스터의 개수는 변경하여 사용될 수 있다. 승산기(717-721)에 의해 시프트 레지스터의 화소값에 제어기(711)로부터 적재되는 각각의 계수가 곱해질 수 있다. 합산 회로망(722)은 승산기(717-721)에 의한 승산결과의 합을 계산하며, 이 승산기는 검사받는 유체의 동적 거동에 따라 결과를 스케일링 할 수도 있다. 수치감산기(723)는 합산회로망(722)의 합출력과 714의 출력에 존재하는 화소값간의 수치차를 계산한다. 스레숄드 레지스터(724), 즉 제어기(711)에 의해 적재되는 적재형 시프트 레지스터는, 한계치의 완전한 한 선주사를 수용한다. 각 한계치는 수치감산기(723)의 결과치와 동기하여 레지스터로부터 클록되어 나오고 그 레지스터로 재순환되어 들어간다. 스레숄드 레지스터(724)의 내용은 적응될 수 있고(융통적이고) 수집렌즈(631)의 곡률변화양상 및 유리용기(10)로부터의 광학적 편의에 의존할 수 있다. 비교기(725)는 스레숄드 레지스터(724)의 화소한계를 수치감산기(723)의 필터링된 화소값과 비교하여, 수치감산기(723)가 스레숄드 레지스터(724)보다 큰 신호를 발생할때에는 논리적 출력신호를 발생한다. 제어기(711)에 의해 제어되는 게이트(726)는 비교기(725)로부터의 출력신호가 유효한지 예컨대 용기의 회전이 정지되었는지 또한 액체가 계속하여 고속으로 회전하는 어떤 소정시간이 경과했는지를 결정한다.

다른 구체예에 있어서는 디지탈 매트릭스 필터는 집적회로 예컨대 INMOS IMS A110으로 구성될 수도 있다.

그위에 이물체 검출감도를 증진시키기 위해 디지탈 매트릭스 필터를 제어하는 몇가지 알고리즘 예컨대 필터 계수들이 사용될 수도 있을 것이다. 그래서 연속적 선주사들의 각각은 예컨대 유리, 금속 또는 모발의 작은, 큰, 얇은 또는 두꺼운 입자중 바람직한 형의 이물체의 검출에 각각 최적한 여러개의 필터에 의해 필터링될 수 있다. 예컨대 레지스터(715)의 신호는 화소값에 상이한 각 계수를 주는 다른 승산이 세트를 가진 제2의 시프트 레지스터 세트에 공급될 수도 있다.

(g) 용기 검사 및 전자기기

제8도에는 용기검사용 전자기기부 장치의 바람직한 구체예(800)의 다이아그램이 표시되어 있다. 특히 제8도는 전자기기의 용기검사부를 보여준다. 번호 611-709는 제6도 및 제7a도에 있어 같은 번호로 표시된 부재들과 유사한 부재들을 표시한다.

제8도에 있어, 스위치(810)는 제6도에 대해 기재한 바와같이 선택된 광학적 구성에 따라 선주사를 선택한다. 그래서 제7a도에 도시된 광학적 구성으로부터 선주사(B)선택될 수 있을 것이다. 프레임 기억메모리(811) 예컨대 Scan Beam SB 1024에 검사될 용기의 전개상이 적재된다. 기억된 상의 크기 및 해상도는 용기의 치수 및 검사받는 상세사항에 의존한다. 대체로 프레임 기억메모리(811)에 있는 행의수는 선상어레이(632)의 화소수와 같은 한편 열의 수는 수행할 검사에 의존한다. 그러나 전형적으로 표준 열수 즉 128로부터 1024까지 또는 그 이상이 사용된다. 화소값은 8비트 단어로 기억된다. 동기화 및 타이밍 유니트(812)는, 용기의 회전속도가 프레임 기억메모리(811)에 새로운 상을 얻고 적재하는데 사용되는 소정 수준에 도달했을때, 제7a도에 표시된 제어기(711)로부터 입력(A)을 받는다.

적재가 완료되면, 프레임 기억메모리(811)에 기억된 상에 대해 필요한 처리를 하도록 프로그램된 상처리 컴퓨터(813)에는 새로운상이 처리를 위해 준비중이라는 것이 알려진다. 검사의 결과는 검사되는 물품을 합격시킬것인가 또는 불합격시킬것인가에 대한 신호이다.

[실시예]

장치를 시험하기 위해 원통상 카트리지에 인슐린 미소 현탁물(50㎛ 입자)을 충전 또는 일부 충전하고 상이한 결함을 흉내내기 위해 고의로 용기 또는 액체의 여러결함을 주고 용기검사 및 이물체 검출을 받게 했다.

[실시예 1]

[용기 검사]

60개의 원통상 카트리지(1.5㎖, Penfil1^(R))를 표 1에 표시한 바와같이 가해진 공기, 비뚤어진 뚜껑, 또는 없는 또는 추가된 투명유리 믹서보울의 결함들을 가진 군들로 분류했다.

카트리지들에 대해 1200rpm의 회전속도로 용기검사를 받게하고 선주사하여 1024 열 및 256행의 상을 얻었다. 그런다음, 뚜껑의 비뚤림, 뚜껑아래공기 및 투명한 믹서보울의 존재의 시험변수에 관해 상을 분석했다. 모든 경우에 있어 다른 종류의 결함이 올바르게 검출되었다.

[표 1]

[내용물 및 결함]

[실시예 2]

[이물체 검출]

1개의 투명한 유리믹서보울 및 인위적 또는 자연적 입상오염물을 포함하고 있는 6개의 카트리지를 8600rpm의 속도까지 회전시키고 225㎳ 내에 정지시켰다. 그런다음 수직 화소 해상도 50㎛ 및 클록 주파수 5MHz를 사용하여 선주사 속도 5000 주사/ 초로, 120도 후방 산란 배치로 350㎳ 동안 카트리지를 검사했다. 곰팡이가 첨가된 2개 카트리지 및 금속입자가 첨가된 4개 카트리지가 모든 경우 옳게 검출되었다.

[실시예 3]

[이물체 검출/ 필터 설정]

표2에 표시된 것과 같은 상이한 특성을 가진 이물체를 검출하기 위해, 제7도에 표시된 디지탈 매트릭스 필터의 시프트 레지스터(713-715)를 위한 승산기(718-720)에 대한 적재 가능한 필터계수에 대응하는 디지탈 매트릭스 필터 IMS A110, INMOS의 필터 매트릭스(행렬)를 표3(표의 B)에 따라 변경했다.

[표 2]

[이물체의 종류 및 치수]

40개의 원통상 카트리지(3㎖)에 인슐린 미소현탁물(마이크로 서스펜션) (50㎛ 입자)을 충전하고 각 카트리지에 1개씩의 투명한 유리믹서보울을 가했다. 유리입자, 모발 또는 금속형의 추가의 이물체를 표 2에 표시한 것처럼 각각 3개, 5개, 및 5개의 카트리지에 가했다. 40개의 카트리지 전부를 부작위로 섞어 이물체 검출시험에 사용했다. 각 카트리지를 7000rpm의 회전속도로 가속하고 80㎳내에 정지하고 50㎛ 수직화소 해상도 및 5mHz의 클록 주파수를 사용하여 5000 주사/ 초의 선주사속도로서, 120도 후방 산란 배치로 검사를 행했다. 카트리지의 각 회전에 대해 이물체검사를 반복했다.

실험변수 및 결과는 표 3에 표시되어 있다. 0.9 내지 2.4% 범위의 오차 검출 백분율 및 84 내지 90% 범위의 평균 검출 백분율은 선행기술 및 비슷한 종류의 이물체에 대한 수동(인력)검사방식의 어느것보다 훨씬 더 양호하다. 또한 그 결과는 투명한 믹서보울로 부터의 신호는 필터 설정을 최적화함으로써 무시할 수 있는 수준까지 줄일수 있음을 보여준다.

[표 3]

[실험변수 및 결과]

범례 :

A : 실험번호

B : 필터설정, 즉 매트릭스 필터에 대한 필터계수

C : 레지스터(724)의 한계치, 즉 0부터 255사이의 수

D : 회전수 즉 시험반복회수

E : 검사시간

F : 오차검출 백분율, 즉 착오로 인해 불합격품인 것으로 검출된 양호품의 백분율(이상적으로는 영임)

G : 불량품의 평균검출백분율

Claims

액체, 용기, 또는 그 양자의 하나 또는 둘이상의 시험변수에 대해 액체 충전 용기로 되어 있는 물품을 회전시키고 축방향으로 선주사시켜 이 물품을 검사하는 방법에 있어서, (a) 하나 또는 둘이상의 일정 각속도 기간을 가질 수 있는 소정속도 곡선에 따라 물품을 회전시키고, 일정 각속도 기간중에 용기를 축방향으로 선주사하고, 상기 선주사의 화소값들을 설정된 참고치와 비교하는 순서와, (b) 액체가 순환되게하고 액체보다 큰 밀도를 가진 이물체가 용기벽에 퇴적되게 하는 회전속도를 가진 소성속도 곡선에 따라 물품을 회전시키고, 액체가 회전하고 있는채 용기가 정지하게되고, 액체의 회전속도가 크게 감소하기 전에 물품을 축방향으로 선주사하고, 상기 선주사의 화소값을 디지털 필터링하고, 필터링된 값을 소정 참고치와 비교하는 순서로 된 두 순서중의 적어도 한 순서로 물품을 검사하는 방법.
제1항에 있어서, 선택적인 일정 각속도기간이 일반적으로 2000rpm이하, 특히 1500rpm이하, 바람직하게는 약 1200rpm의 회전속도에서 일어나게 하는 것(존재하게 하는 것)을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 약 10000rpm 내지 약 2000rpm, 바람직하게는 약 9000rpm 내지 약 7000rpm, 가장 바람직하게는 약 8000rpm의 속도로 액체를 회전시키면서, 액체의 밀도보다 큰 밀도를 가진 액체중에 있는 이물체의 검출을 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 주사를 포함하여 총 검사시간은 1000㎳(밀리초)이하, 바람직하게는 500㎳이하, 가장 바람직하게는 약 250㎳인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전자복사선으로 상기 물품을 조사하고, 회전축 주위로 취한 입사 복사선에 대하여 약 90도 내지 약 180도, 바람직하게는 약 120도의 각도에서 투과, 반사, 회절 또는 산란된 복사선을 검출하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전자복사선으로 물품을 조사하고, 반사, 회절 또는 산란된 복사선을 입사 복사선의 반대방향으로 역반사시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 반투명 반사경에 의해 상기 역반사된 복사선을 입사방향으로 부터 반사시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 투과, 반사, 회절 또는 산란된 복사선을 복사선 검출장치의 선상 어레이로 검출하고, 바람직하게는 프레임 기억메모리(장치) 및 매트릭스 필터내에 디지탈적으로 기억시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 투명용액, 유제 및 현탁액을 포함한 액체의 종류, 양 및 소망하는 함량, 성분들의 농도, 색, 투과도 및 믹서보울을 포함한 액체명세, 및 이물액 및 이물체, 현탁입자, 불순물 및 바람직하지 않은 응집물, 성장결정 및 생물학적 유기체를 포함하는 이물질로 구성된 군으로부터 액체의 하나 또는 둘 이상의 시험변수를 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 형상, 바닥, 뚜껑, 레이블, 바아코드, 플런저, 충전높이, 색 및 투과도를 포함하는 용기규격, 흠, 균열, 기포 및 용기벽내에 포획된 입자 및 취약부를 포함하는 용기 결함, 및 오물 및 분진, 플런저와 용기벽 사이에 포획된 물질을 포함하는 용기 오염으로 구성된 군으로부터 용기의 하나 또는 둘이상의 시험변수를 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 액체, 용기 또는 그 양자의 하나 또는 둘이상의 허용불가능한 시험변수를 나타내는 검사물품을 확인하여 허용가능한 시험변수를 나타내는 용기로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 방법.
액체 충전용기로된 물품을 회전시키고 축방향으로 선주사하고 상기 주사를 전자적으로 비교함으로써 액체, 용기(10), 또는 그 양자의 하나 또는 둘이상의 시험변수에 대해 상기 물품을 검사하기 위한 장치로서, 회전수단(705), 조사수단(611-614), 검출수단(631-632), 및 전자식 디지탈 필터링 비교수단(708-726)으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항에 있어서, 상기 회전수단(705)은 총 검사시간에 걸쳐 소정된 속도곡선을 제공하고, 일반적으로 500㎳ 이하, 바람직하게는 100㎳ 이하, 특히 20 내지 80㎳의 범위내에서 회전을 정지하도록 프로그램된, 프로그래머블 스테핑 모우터, 바람직하게는 저관성 스테핑 모우터로 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 조사수단(611-614)은, (a) 직류전원의 광원(611), 또는 동기화 스트로보스코프 광원, 바람직하게는 안정화 텅스텐 광원, (b) 약 1000㎚이상의 파장을 가진 복사선을 제거하는 적외선 필터(612), 및 (c) 약 1.0㎜의 폭 및 용기의 전체축 길이에 상당하는 길이를 가진 좁은 긴 띠(614)로 배열된 광학섬유 광도체들(613), 바람직하게는 유리섬유들로 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 검출수단(631-632)은, 바람직하게는 예컨대 50㎛ 폭의 좁은, 용기의 수직선(띠)부분으로부터 대략 32 내지 10000개의 요소를 가진 영상 광검출장치의 선상 어레이(632), 바람직하게는 14×14㎛ 크기의 1024 개 화소를 가진 선상 CCD-또는 PCCD- 어레이 위에 투과 또는 산란된 복사선의 상을 그리는 광학적 렌즈(631)로 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 검출수단은 CCD- 또는 PCCD- 어레이의 화소를 연속적으로 선주사하는 수단, 바람직하게는 매 200㎲ 에 각 화소를 억세스하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 검출수단은 아날로그 화소값을 디지탈 값으로 변환하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 전자비교수단은 디지탈 매트릭스 필터 및/ 또는 프레임 기억 메모리로 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서, 확인하는 수단 및 액체, 용기 또는 그 양자의 하나 또는 둘이상의 허용불가능한 시험변수를 가진 용기를 허용가능한 시험변수를 가진 용기로부터 분리하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.