WO2025062844A1

WO2025062844A1 - 検査システム、検査方法、およびプログラム

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Publication number: WO2025062844A1
Application number: PCT/JP2024/027355
Authority: WO
Inventors: あずさ澤田; 尚司谷内田; 恵子井上; 健水上
Original assignee: NEC Corp; Ono Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: NEC Corp; Ono Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2023-09-20
Filing date: 2024-07-31
Publication date: 2025-03-27
Anticipated expiration: 2026-03-20

Abstract

液体が充填された容器における異物の検出精度を向上させる検査システム、検査方法、およびプログラムを提供する。検査システムは、液体が充填された容器の中心軸まわりに容器を回転させながら、鉛直軸に対する中心軸の傾きが増加する方向へ水平軸まわりに容器を回転させるための制御を行う回転制御部を備える。

Description

検査システム、検査方法、およびプログラム

　本開示は検査システム、検査方法、およびプログラムに関する。

　特許文献１は、容器（例：シリンジ）の中心軸と直交する直交軸を中心に容器を１８０°以上回転させた後、中心軸を中心に容器を回転させる工程を含む検査方法を開示している。この検査方法により、的確に異物を検知するための画像データを取得することが可能になる。

国際公開第２０２２／２３９１５８号

　上記の直交軸を中心に容器を回転させる際、容器の底面に異物が付着してしまう場合がある。この場合、異物の検出精度が低下してしまうという問題がある。

　本開示の目的の一つは、上述した課題に鑑み、液体が充填された容器における異物の検出精度を向上させる検査システム、検査方法、およびプログラムを提供することにある。

　本開示の第１の態様にかかる検査システムは、液体が充填された容器の中心軸である第１の回転軸まわりに前記容器を回転させながら、鉛直軸に対する前記第１の回転軸の傾きが増加する方向へ前記第１の回転軸に直交する第２の回転軸まわりに前記容器を回転させるための制御を行う回転制御部を備える。

　本開示の第２の態様にかかる検査方法は、液体が充填された容器の中心軸である第１の回転軸まわりに前記容器を回転させながら、鉛直軸に対する前記第１の回転軸の傾きが増加する方向へ前記第１の回転軸に直交する第２の回転軸まわりに前記容器を回転させる。

　本開示の第３の態様にかかるプログラムは、液体が充填された容器の中心軸である第１の回転軸まわりに前記容器を回転させながら、鉛直軸に対する前記第１の回転軸の傾きが増加する方向へ前記第１の回転軸に直交する第２の回転軸まわりに前記容器を回転させるための制御をコンピュータに実行させる。

　本開示により、液体が充填された容器における異物の検出精度を向上させる検査システム、検査方法、およびプログラムを提供することができる。

検討例にかかる検査方法の概要を説明する説明図である。検討例にかかる検査方法の課題を説明する説明図である。本開示にかかる検査システムの構成を示すブロック図である。本開示にかかる検査方法の流れを示すフローチャートである。本開示にかかる検査システムの構成図である。本開示にかかる情報処理装置の一例を示すブロック図である。本開示にかかる検査方法の流れを示すフローチャートである。本開示にかかるバイアルの動きを説明する説明図である。本開示にかかる情報処理装置等のハードウェア構成を説明するブロック図である。

　実施形態に至る経緯
　医薬品などの液体を透明容器に封入した製品について、製品の内部に異物が含まれていないかを検査する必要がある。近年では、そのような異物検査は自動化されている。液面に浮いている異物は液面や容器の構造（例：ふた、くびれた部分）によって遮蔽されており、また、そのような異物を観察する際の背景が複雑になりやすいという問題がある。液面中心に位置する異物を斜め上から撮像することも可能であるが、容器の直径が小さい場合などには、表面張力によって異物が液面外周に移動してしまう恐れがある。このような問題を避けるため、容器内の異物を観察しやすい位置に誘導することが行われている。

　本発明者は、容器の中心軸である第１の回転軸に直交する第２の回転軸まわりに容器を回転させることで容器の姿勢を横倒し姿勢にした後、第１の回転軸まわりに容器を回転させることについて検討した。図１は、検討例にかかる検査方法の概要を説明する図である。左図は、横倒しされた容器１（例：バイアル）の底面を示している。右図は、横倒しされた容器１の側面を示している。容器１には、液体３が充填されている。右図を参照すると、異物２は、容器１の瓶胴部の内壁に付着している。容器１を第１の回転軸まわりに回転させた場合、異物２が内壁から液体３の表面に移動する。矢印は、異物２の移動方向を表している。検討例にかかる検査方法は、異物２を容器１に付いた傷や汚れから区別できる。

　図２は、検討例にかかる検査方法の課題を説明する図である。本発明者は、容器１の姿勢を横倒し姿勢にするときに、異物２が容器１の底面に付着する可能性があることを発見した。容器１の底面に付着した異物２を観察する場合、異物２からの光と、容器１の底面や液面からの光とが干渉するため、または底面の凹凸による遮蔽のため、異物２を明瞭に観測できず、異物２の検出が困難になる。

　本発明者は、以上の検討内容に基づき実施形態にかかる発明に想到した。

　実施形態１
　以下、図面を参照して実施形態１について説明する。図３は本開示にかかる検査システム１０の構成を示すブロック図である。検査システム１０は、回転制御部１１を備えている。検査システム１０は、第１の回転駆動機構（不図示）および第２の回転駆動機構（不図示）をさらに備えていてもよい。第１の回転駆動機構は、回転制御部１１の制御に従って、容器の中心軸である第１の回転軸まわりに容器を回転させる。第２の回転駆動機構は、回転制御部１１の制御に従って、第１の回転軸と直交する第２の回転軸まわりに容器を回転させる。第１の回転駆動機構および第２の駆動機構はモータを含んでいてもよい。

　検査システム１０は、回転制御部１１を含む情報処理装置（不図示）を備えている。情報処理装置は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するコンピュータ装置であってもよい。情報処理装置は、複数のコンピュータ装置から構成されてもよい。

　容器（例：バイアル、アンプル、シリンジ、ペットボトル）には、液体（例：医薬品（タンパク製剤含む）、飲料水等）が充填される。第１の回転軸は、容器の底面中心と容器の上面中心とを通る。容器は、第１の回転軸を中心とする円筒状に形成されていてもよい。

　回転制御部１１は、第１の回転軸まわりに容器を回転させながら、鉛直軸に対する第１の回転軸の傾きが増加する方向へ第２の回転軸まわりに容器を回転させるための制御を行う。回転制御部１１は、具体的には、上記の制御を行うための第１の制御信号および第２の制御信号を生成し、第１の制御信号および第２の制御信号をそれぞれ第１の回転駆動機構および第２の回転駆動機構に出力する。第１の回転軸まわりの容器の回転（第１の回転とも呼ぶ）と第２の回転軸まわりの容器の回転（第２の回転とも呼ぶ）とは同時に行われてもよい。または、第１の回転と第２の回転とが、この順または逆順で複数回実行されてもよい。この場合、第１の回転および第２の回転が断続的に実行される。

　続いて、図４を用いて本開示にかかる検査方法の流れについて説明する。本開示にかかる検査方法では、第１の回転軸まわりに容器を回転させながら、鉛直軸に対する第１の回転軸の傾きが増加する方向へ第２の回転軸まわりに容器を回転させる（ステップＳ１）。ステップＳ１の後、検査システム１０は、容器の側面を撮像した撮像画像を取得し、撮像画像に基づいて容器内に存在する異物を検出してもよい。

　以上説明したように、検査システム１０は、第１の回転軸まわりに容器を回転させつつ、鉛直軸に対する第１の回転軸の傾きが増加する方向へ第２の回転軸まわりに容器を回転させる。その結果、検査システム１０は、容器の底面に異物が付着することを防止し、容器における異物の検出精度を向上できる。

　実施形態２
　実施形態２は、実施形態１の具体例である。図５は、本開示にかかる検査システム１００の構成図である。検査システム１００は、検査システム１０の具体例である。図５を参照すると、検査システム１００は、充填済みバイアル１１０を検査するシステムである。充填済みバイアル１１０は、上述した容器の一例である。検査システム１００は、主な構成要素として、把持・回転装置２００と、照明装置３００と、カメラ装置４００と、情報処理装置５００と、表示装置６００と、を備えている。

　充填済みバイアル（以下、単にバイアルと記す）１１０は、例えば、薬液を無菌状態で保存するために薬液を充填した後に開口部にゴム栓で打栓し、さらにゴム栓を覆うようにアルミニウム製のキャップを被せた瓶である。また、アルミニウム製シールとプラスチック製キャップが一体となったキャップ(フリップキャップ等)を用いてもよい。ゴム栓とアルミニウム製及びプラスチック製のキャップとでバイアル１１０の蓋が構成される。本例のバイアル１１０に充填される液体の量はバイアル１１０の容量の略半分である。即ち、本例のバイアル１１０の液面高さＲは、瓶胴部の略中央である。但し、本発明が適用可能なバイアルは上記に限定されない。また、バイアル１１０に充填される液体の量はバイアル１１０の容量の略半分である必要はなく、半分以上あってもよいし、半分以下であってもよい。バイアル１１０には様々な欠陥があり得る。例えば、バイアル１１０内に異物が混入している可能性がある。異物としては、例えば、ガラス片、金属片、ゴム片、髪の毛、繊維片、煤、などが想定される。また、バイアル１１０に、ヒビ割れ、キズ、汚れ、巻締不良、薬剤の不足などがあり得る。検査システム１００は、バイアル１１０に生じ得る様々な欠陥の有無を検査するシステムである。本実施形態に係る検査システム１００は、瓶胴部付着異物、瓶胴部傷、蓋裏付着物、底面傷などを検査する。但し、検査システム１００が検査する項目は上記に限定されない。上記検査項目以外の項目、例えば、充填された液中を浮遊する異物、底面に沈殿する異物、薬剤の不足（入り目不足）、液面を浮遊する異物、巻締不良、瓶頭部の傷などを検査項目としてよい。

　バイアル１１０は、正立姿勢で上から順に、巻締部、瓶頭部（容器頭部）、円錐台形状の瓶肩部（容器肩部）、筒状の瓶胴部（容器胴部）、および瓶胴部を閉じている瓶底部からなる。瓶胴部付着異物は、バイアル１１０の瓶胴部の内側壁面または外壁側面に張り付いた異物である。瓶胴部付着異物は、代表的なものとして繊維片を含む。繊維片のサイズは直径数十μｍ程度で、長さは数百μｍ～数ｍｍ程度である。瓶胴部傷は、バイアル１１０の瓶胴部のヒビ割れ、傷、汚れなどである。蓋裏付着物は、バイアル１１０の蓋の裏側（ゴム栓の裏側）に付着した異物である。底面傷は、バイアル１１０の瓶底部のヒビ割れ、傷、汚れなどである。瓶胴部傷および底面傷の検出対象サイズはｍｍオーダーである。微細な傷は一般に問題とはされないためである。

　把持・回転装置２００は、バイアル１１０を把持した状態で回転させることができる装置である。把持・回転装置２００は、互いに直交する２つの回転軸（回転軸Ａと回転軸Ｂ）を有し、把持したバイアル１１０を、回転軸Ａを軸に回転させることができるとともに、回転軸Ｂを軸に回転させることができるようになっている。回転軸Ａは上述した第１の回転軸に相当し、回転軸Ｂは上述した第２の回転軸に相当する。把持・回転装置２００は、平板状部材２０１と、平板状部材２０１の上端に連結された上側腕部２０２と、平板状部材２０１の下端に連結された下側腕部２０３とを備える。また、下側腕部２０３は、平板状部材２０１が連結された端部とは反対側の端部に下側把持部２０４が連結されている。

　下側把持部２０４は、バイアル１１０を載置する台座としての機能を有する。下側把持部２０４の上面には回転自在な板２０５が装着されている。

　平板状部材２０１が連結された端部とは反対側の上側腕部２０２の端部には、バイアル１１０をチャックするチャックフィンガ２１１を有するチャック機構２０６が設けられている。例えば、チャック機構２０６は、平行開閉型エアチャックで構成することができるが、それに限定されない。チャックフィンガ２１１は、回転軸Ａを中心に回転自在であり、かつ回転軸Ａに沿って昇降自在になっている。チャック機構２０６は、情報処理装置５００から送られてくる指令に従い、チャックフィンガ２１１の閉止、開放、回転、昇降を行う。バイアル１１０を正立姿勢で板２０５上に載置し且つチャックフィンガ２１１を下降させてバイアル１１０の瓶頭部をチャックすると、バイアル１１０の中心軸（頭部と底部の中心を貫く軸。正立中心軸とも呼ぶ）が回転軸Ａに一致するように把持・回転装置２００によって把持された状態になる。この状態でチャックフィンガ２１１を回転させると、バイアル１１０が回転軸Ａを中心に回転する。上側腕部２０２に設けられたエンコーダーなどの回転角検出器２０９は、チャックフィンガ２１１の回転角、従って、チャックフィンガ２１１でチャックされたバイアル１１０の回転軸Ａまわりの回転角を検出する。そして、回転角検出器２０９は、回転角を情報処理装置５００へ出力するように構成されている。

　照明装置３００は、把持・回転装置２００のチャック機構２０６でチャックされたバイアル１１０の瓶胴部を回転軸Ａに垂直な方向から照明する面光源であり、平板状部材２０１に取り付けられている。照明装置３００は、バイアル１１０を挟んでカメラ装置４００とは反対側に設置されている。

　平板状部材２０１は、モータ２０７により回転される回転シャフト２０８に軸支されている。モータ２０７は図示しない支持部材によって固定されている。モータ２０７によって回転シャフト２０８が回転すると、平板状部材２０１が回転する。それに応じて平板状部材２０１に直接あるいは間接的に連結ないし取り付けられた全ての要素、即ち上側腕部２０２、下側腕部２０３、下側把持部２０４、チャックフィンガ２１１、チャック機構２０６、板２０５、照明装置３００、回転角検出器２０９、および回転角検出器２１０が回転する。従って、板２０５上に載置され且つチャック機構２０６でチャックされたバイアル１１０も回転軸Ｂを中心に回転する。このとき、バイアル１１０が、回転軸Ａに垂直かつバイアル１１０の中心を通る軸を中心に回転するように、把持・回転装置２００の各部の寸法や取り付け位置などの仕様が定められている。平板状部材２０１に設けられたエンコーダーなどの回転角検出器２１０は、回転シャフト２０８の回転角、従って、チャックフィンガ２１１でチャックされたバイアル１１０の回転軸Ｂまわりの回転角を検出し、情報処理装置５００へ出力するように構成されている。

　カメラ装置４００は、広角レンズを有し、バイアル１１０からみて照明装置３００が設置される側とは反対側の所定位置から、バイアル１１０の瓶胴部を、所定のフレームレート（１００ｆｐｓ以上）で連続して撮影する高速撮影装置である。カメラ装置４００は、広角レンズの代わりにテレセントリックレンズを有していてもよい。カメラ装置４００の光軸は、回転軸Ｂと平行である。カメラ装置４００のフォーカス値は、例えば、少なくともカメラ装置４００に近い瓶胴部の外壁の傷や内壁に張り付いた異物が鮮明に撮影できるように調整されている。カメラ装置４００は、例えば、数百万画素程度の画素容量を有するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭＯＳ）イメージセンサを備えたカラーカメラを含む。または、カメラ装置４００は、白黒カメラを含んで構成されていてよい。カメラ装置４００は、有線または無線により、情報処理装置５００と接続されている。カメラ装置４００は、撮影して得られた時系列の画像を、撮影時刻を示す情報などと共に、情報処理装置５００に対して送信するように構成されている。

　表示装置６００は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）などの表示装置である。表示装置６００は、情報処理装置５００と有線または無線により接続されている。表示装置６００は、情報処理装置５００で行われたバイアル１１０の検査の結果などを表示するように構成されている。

　情報処理装置５００は、カメラ装置４００によって撮影して得られた時系列の画像に対して画像処理を行って、バイアル１１０における異物を検査する装置である。情報処理装置５００は、把持・回転装置２００、カメラ装置４００、および表示装置６００と有線または無線により接続されている。

　図６は、情報処理装置５００の一例を示すブロック図である。図６を参照すると、情報処理装置５００は、通信Ｉ／Ｆ部５１０と操作入力部５２０と記憶部５３０と演算処理部５４０とを備えている。

　通信Ｉ／Ｆ部５１０は、データ通信回路から構成され、有線または無線により把持・回転装置２００、照明装置３００、カメラ装置４００、表示装置６００、および、図示しない他の外部装置との間でデータ通信を行うように構成されている。操作入力部５２０は、キーボードやマウスなどの操作入力装置から構成され、オペレータの操作を検出して演算処理部５４０に出力するように構成されている。

　記憶部５３０は、ハードディスクやメモリなどの１種類あるいは多種類の１以上の記憶装置から構成され、演算処理部５４０における各種処理に必要な処理情報およびプログラム５３１を記憶するように構成されている。プログラム５３１は、演算処理部５４０に読み込まれて実行されることにより各種処理部を実現するプログラムであり、通信Ｉ／Ｆ部５１０などのデータ入出力機能を介して図示しない外部装置や記録媒体から予め読み込まれて記憶部５３０に保存される。

　演算処理部５４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などのプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部５３０からプログラム５３１を読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラム５３１とを協働させて各種処理部を実現するように構成されている。演算処理部５４０で実現される主な処理部には、把持・回転制御部５４１、取得部５４２、検出部５４３、および表示制御部５４４がある。

　把持・回転制御部５４１は、上述した回転制御部１１の具体例である。把持・回転制御部５４１は、把持・回転装置２００の制御を行うように構成されている。把持・回転制御部５４１は、通信Ｉ／Ｆ部５１０を通じて把持・回転装置２００のチャック機構２０６と信号の送受信を行うことにより、チャックフィンガ２１１の下降、閉止、回転、開放、上昇などの動作を制御する。これにより、把持・回転制御部５４１は、把持・回転装置２００に把持されたバイアル１１０の回転軸Ａまわりの回転を制御する。また、把持・回転制御部５４１は、通信Ｉ／Ｆ部５１０を通じてモータ２０７と信号の送受信を行うことにより、把持・回転装置２００に把持されたバイアル１１０の回転軸Ｂまわりの回転を制御する。また、把持・回転制御部５４１は、通信Ｉ／Ｆ部５１０を通じて回転角検出器２０９および２１０と信号の送受信を行うことにより、把持・回転装置２００に把持されたバイアル１１０の回転軸Ａおよび回転軸Ｂまわりの回転角をモニタする。把持・回転制御部５４１は、回転軸Ａが水平軸に略一致するようにバイアル１１０を回転軸Ｂまわりに回転させるための制御を行いつつ、バイアル１１０を回転軸Ａまわりに回転させるための制御を行う。バイアル１１０の姿勢が正立姿勢から横倒し姿勢に変化するとき、鉛直軸に対する回転軸Ａの傾きは０°から９０°まで変化する。「鉛直軸に対する回転軸Ａの傾き」は、回転軸Ｂまわりの回転角度の絶対値に対応していてもよい。回転軸Ｂまわりの回転角度は、例えば、右回りの回転角度が正の値（例：０～＋９０°）で表され、左回りの回転角度が負の値（例：０～－９０°）で表される場合がある。

　取得部５４２は、照明装置３００およびカメラ装置４００の制御を行うように構成されている。取得部５４２は、通信Ｉ／Ｆ部５１０を通じて照明装置３００と信号の送受信を行うことにより、照明装置３００の点灯、消灯などを制御する。また、取得部５４２は、通信Ｉ／Ｆ部５１０を通じてカメラ装置４００と信号の送受信を行うことにより、把持・回転装置２００に把持されたバイアル１１０の撮影を制御し、撮影して得られた時系列の画像を取得する。また、取得部５４２は、カメラ装置４００から取得した画像と、回転角検出器２０９および２１０によってモニタされているバイアル１１０の回転軸Ａおよび回転軸Ｂまわりの回転角の情報とを含む画像情報（不図示）を記憶部５３０に保存する。

　検出部５４３は、取得部５４２によって取得された画像情報に基づいて、バイアル１１０における異物の有無を検査するように構成されている。また、検出部５４３は、検査結果を表す情報を記憶部５３０に保存するように構成されている。

　表示制御部５４４は、検査結果を表す情報を表示装置６００に出力するように構成されている。

　次に、検査システム１００の動作を説明する。図７は、本開示にかかる検査方法の流れの一例を示すフローチャートである。検査システム１００は、検査対象のバイアル１１０毎に、図７に示される処理を実施する。検査対象のバイアル１１０の瓶外側に付着する可能性があるホコリなどは、検査直前にエアで吹き飛ばされている。

　図７の処理が開始される時点の把持・回転装置２００は初期状態にある。初期状態では、把持・回転装置２００のチャックフィンガ２１１は開放して上昇した状態で回転を停止している。このとき回転角検出器２０９で検出される回転軸Ａまわりの回転角を０°とする。また、把持・回転装置２００のモータ２０７は、回転軸Ａが鉛直に一致する角度で平板状部材２０１の回転軸Ｂまわりの回転を停止している。このとき回転角検出器２１０で検出される回転軸Ｂまわりの回転角を０°とする。このような初期状態で、検査システム１００の把持・回転装置２００は、検査対象とするバイアル１１０を搬入する（ステップＳ２１）。このとき把持・回転制御部５４１は、例えば図示しないロボットアームや人手などを用いて把持・回転装置２００の板２０５上の所定の位置にバイアル１１０を正立姿勢で載置させる。次に、把持・回転制御部５４１は、チャック機構２０６を制御してチャックフィンガ２１１を下降させ、バイアル１１０の頭部をチャックさせる。これにより、検査対象のバイアル１１０が正立姿勢で把持・回転装置２００に把持される。このとき、バイアル１１０の中心軸が回転軸Ａに略一致し鉛直になる。

　次に、検査システム１００は、バイアル１１０を回転軸Ａまわりに回転させながら、回転軸Ａが水平になるようにバイアル１１０を回転軸Ｂまわりに回転させる（ステップＳ２２）。これにより、バイアル１１０が横倒し姿勢で把持・回転装置２００に把持される。このステップＳ２２では、把持・回転制御部５４１は、事前に設定された回転角度タイムライン（回転テーブルとも呼ぶ）に従って、回転軸Ａおよび回転軸Ｂを軸としてバイアル１１０を回転させるようにチャック機構２０６およびモータ２０７を制御する。把持・回転制御部５４１は、回転軸Ａを軸としたバイアル１１０の回転を開始するとき、チャック機構２０６に対して回転方向を指定して回転開始指令を与え、その回転を終了するとき、チャック機構２０６に対して回転終了指令を与える。また、把持・回転制御部５４１は、回転軸Ｂを軸としてバイアル１１０を回転させるとき、モータ２０７に対して回転方向を指定して回転開始指令を与え、その回転を終了させるとき、モータ２０７に対して回転終了指令を与える。また、把持・回転制御部５４１は、回転中、回転角検出器２０９および回転角検出器２１０で検出される回転軸Ａおよび回転軸Ｂまわりの回転角度をモニタする。

　次に、検査システム１００は、バイアル１１０の回転軸Ａまわりの回転と撮影を行う（ステップＳ２３）。このステップＳ２３は、把持・回転制御部５４１は、事前に設定された回転テーブルに従って、回転軸Ａを軸としてバイアル１１０を回転させるようにチャック機構２０６およびモータ２０７を制御する。把持・回転制御部５４１は、バイアル１１０の回転を開始するとき、チャック機構２０６に対して回転方向を指定して回転開始指令を与え、その回転を終了するとき、チャック機構２０６に対して回転終了指令を与える。把持・回転制御部５４１は、回転中、回転角検出器２０９で検出される回転軸Ａまわりの回転角度をモニタする。

　一方、ステップＳ２３では、取得部５４２は、カメラ装置４００によってバイアル１１０の撮影を開始するとき、照明装置３００に対して点灯指令を与え、カメラ装置４００に対して撮影開始指令を与え、その撮影を終了するとき、照明装置３００に対して消灯指令を与え、カメラ装置４００に対して撮影終了指令を与える。但し、照明装置３００は、常に点灯させておいてもよい。また、取得部５４２は、カメラ装置４００に対してズームおよび／またはフォーカスを制御する指令を与えて、カメラ装置４００のズーム量およびフォーカス値を撮影中に変更するようにしてもよい。なお、ステップＳ２３において回転と撮影を同時に開始させる場合、把持・回転制御部５４１と取得部５４２は、同期して動作するように構成される。例えば、回転軸Ａを軸にバイアルを回転させると同時にカメラ装置４００によって撮影を開始する場合、把持・回転制御部５４１は、チャック機構２０６に対して回転開始命令を与える。そして、取得部５４２はその回転開始指令に同期してカメラ装置４００に対して撮影開始指令を与える。

　また、ステップＳ２３では、取得部５４２は、カメラ装置４００による撮影中、カメラ装置４００から送られてくる時系列の画像を、撮影時刻を示す情報などと共に受信する。また、取得部５４２は、モニタされている回転軸Ａまわりの回転角の情報を把持・回転制御部５４１を通じて回転角検出器２０９から受信する。そして、取得部５４２は、カメラ装置４００から受信した時系列の画像と撮影時刻と回転軸Ａの回転角とを対応付けて記憶部５３０に保存する。上記では、取得部５４２は、モニタされている回転軸Ａまわりの回転角の情報を用いた。しかし、回転テーブルは事前に設定されていて既知なので、常に決まった時刻に回転開始・終了するものとして処理を行ってもよい。即ち、把持・回転装置２００は情報処理装置５００の動作開始指示によりミリ秒単位でプログラムされた動作を行うようにすれば、取得部５４２は情報処理装置５００の動作開始時の時刻情報から自動的にプログラムされた回転軸Ａの回転角を決定する。そして、取得部５４２は、回転角を時系列の画像と関連付けて記憶部５３０に保存する。

　次に、検査システム１００の検出部５４３は、取得された情報に基づいてバイアル１１０における異物を検出し、検査結果を表す情報を記憶部５３０に保存する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の後、検査システム１００の表示制御部５４４は、検査結果を表す情報を表示装置６００に表示し、または／および、通信Ｉ／Ｆ部５１０を通じて図示しない外部装置へ送信してもよい。

　次に、検査システム１００は、検査を終えたバイアル１１０の姿勢を正立姿勢に戻し、バイアル１１０を搬出する（ステップＳ２５）。バイアル１１０の姿勢を正立姿勢に戻す際、把持・回転制御部５４１は、モータ２０７に対して回転開始指令を与える。バイアル１１０を搬出する際、把持・回転制御部５４１は、チャック機構２０６を制御してチャックフィンガ２１１を開放した後に上昇させる。そして、把持回転制御部５４１は、図示しないロボットアームや人手などを用いて把持・回転装置２００の板２０５上のバイアル１１０を検査結果に応じた保管場所へ移動させる。例えば、異物が検出されたバイアル１１０は隔離される。上記では、バイアル１１０の回転と撮影（ステップＳ２３）を完了してから、画像解析による異物検出（ステップＳ２４）を実施した。しかし、バイアル１１０の回転と撮影（ステップＳ２３）、および、画像解析による異物検出（ステップＳ２４）を同時に実施（逐次処理）してもよい。

　図８は、ステップＳ２２およびＳ２３におけるバイアル１１０の動きを説明する説明図である。上段の図は、正立姿勢のバイアル１１０を示している。異物２は、液体３の表面に浮かんでいる。異物２の比重が液体３の比重より小さい場合、あるいは異物２が液体３に対し親和性を持たない場合、異物２は液体３の表面に浮かぶ。中段の図は、回転軸Ａまわりに回転しながら回転軸Ｂまわりに回転しているバイアル１１０を示している。実線矢印は異物２の移動方向を表している。バイアル１１０が回転軸Ａまわりに回転しているため、異物２は、瓶胴部の内壁に付着し、回転軸Ａの回転に応じて液中と液外の境界を通過する。バイアル１１０が回転軸Ａまわりに回転しない場合、点線矢印で示すように異物２は瓶底部に付着してしまう。下段の図は、横倒し姿勢のバイアル１１０を示している。異物２は、瓶胴部の内壁に付着している。バイアル１１０を回転軸Ａまわりに回転すると、異物２は実線矢印で示す方向に移動する。点線で囲まれた撮像領域４は、カメラ装置４００の撮像領域を表している。撮像領域４は、例えば、瓶胴部のうち液面より上側の部分（例：上側の半分）である。背景画像が一様であるため、検査システム１００は、容易に異物２を検知できる。撮影画像内の影が異物２やキズとして検知されてもよい。把持・回転制御部５４１は、回転軸Ａまわりにバイアル１１０を７２０°以上回転させてもよい。または、把持・回転制御部５４１は、回転軸Ａを中心としてバイアル１１０を一方向へ３６０°回転し、続いて反対方向へ３６０°回転してもよい。そして、検出部５４３は、回転軸Ａまわりの回転角が同じときに撮像された撮像領域４の画像を抽出し、差分が閾値以上または輝度が閾値以上の画像領域を異物の候補として検出する。また、検出部５４３は、対象の周囲の画像特徴に基づいて対象が異物であるか否かを判定してもよい。

　続いて、検査システム１００の検査対象の具体例について説明する。検査対象は、例えば、低粘性液体が充填されたバイアル１１０内に存在する透明繊維である。このような異物は、液面の外周部に浮遊していたり、バイアル１１０の瓶胴部の内壁に付着していたりすることが多い。

　検査システム１００は、バイアル１１０の姿勢を横倒し姿勢にし、液面に浮遊していた異物をバイアル１１０の瓶胴部の内壁に付着させる。そして、検査システム１００は、瓶胴部の内壁に付着した異物を観察する。したがって、検査システム１００は、もともと瓶胴部の内壁に付着していた異物も観察できる。また、透過光撮影を行う場合であっても、濡れの効果により異物の視認性が向上する。

　以上説明したように、単純な姿勢変更でバイアル１１０を横倒しにした場合、バイアル１１０の形状やバイアル１１０に充填された液体の液量によっては液面中央付近に存在する異物２が瓶底部に向かって移動し瓶底部に付着する恐れがある。この場合、異物２からの光と、瓶底部の湾曲部や盛り上がった液面からの光とが干渉するため、異物２を検出することが難しい。検査システム１００は、バイアル１１０の姿勢変更中も、回転軸Ａまわりにバイアル１１０を回転させるため、異物２が瓶胴部の内壁に付着する。瓶胴部に付着した異物２は瓶底部に向かって移動しないため、異物２の瓶底部への移動量が小さくなる。全ての異物２が瓶底部に移動しないように、回転軸Ａまわりの回転量および回転軸Ｂまわりの回転量を定めた回転テーブルを設計することで検査が容易になる。また、バイアル１１０内に存在する異物２を一つの視点から撮像可能な位置へ誘導できるため、カメラ装置４００の数を削減できる。

　図９は、実施形態１において説明した回転制御部１１を含む情報処理装置および実施形態２において説明した情報処理装置５００（以下、情報処理装置５００等とも呼ぶ）の構成例を示すブロック図である。図９を参照すると、情報処理装置５００等は、ネットワークインタフェース１００１、プロセッサ１００２、及びメモリ１００３を含む。ネットワークインタフェース１００１は、ネットワークノードと通信するために使用されてもよい。ネットワークインタフェース１００１は、例えば、ＩＥＥＥ　８０２．３　ｓｅｒｉｅｓに準拠したネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）を含んでもよい。ＩＥＥＥは、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓを表す。

　プロセッサ１００２は、メモリ１００３からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して実行することで、上述の実施形態においてフローチャートを用いて説明された情報処理装置５００等の処理を行う。プロセッサ１００２は、例えば、マイクロプロセッサ、ＭＰＵ、又はＣＰＵであってもよい。プロセッサ１００２は、複数のプロセッサを含んでもよい。

　メモリ１００３は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１００３は、プロセッサ１００２から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１００２は、図示されていないＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）インタフェースを介してメモリ１００３にアクセスしてもよい。

　図９の例では、メモリ１００３は、ソフトウェアモジュール群を格納するために使用される。プロセッサ１００２は、これらのソフトウェアモジュール群をメモリ１００３から読み出して実行することで、上述の実施形態において説明された情報処理装置５００等の処理を行うことができる。

　図９を用いて説明したように、上述の実施形態における情報処理装置５００等が有するプロセッサの各々は、図面を用いて説明されたアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含む１又は複数のプログラムを実行する。

　上述の例において、プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、ｒａｎｄｏｍ－ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）、ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅ　ｄｒｉｖｅ（ＳＳＤ）又はその他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、ｄｉｇｉｔａｌ　ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。

　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、バイアルを検査対象としたが、飲料水などの液体が充填された透明または半透明な容器であれば、バイアル以外の瓶や容器を検査対象とすることができる。

　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　（付記１）
　液体が充填された容器の中心軸である第１の回転軸まわりに前記容器を回転させながら、鉛直軸に対する前記第１の回転軸の傾きが増加する方向へ前記第１の回転軸と直交する第２の回転軸まわりに前記容器を回転させるための制御を行う回転制御部
　を備えた検査システム。
　（付記２）
　前記第１の回転軸を中心とした前記容器の第１の回転と前記第２の回転軸を中心とした前記容器の第２の回転とが同時に行われる
　付記１に記載の検査システム。
　（付記３）
　前記第１の回転軸を中心とした前記容器の第１の回転と前記第２の回転軸を中心とした前記容器の第２の回転とが、この順または逆順で複数回実行される
　付記１に記載の検査システム。
　（付記４）
　前記回転制御部の前記制御の後、前記容器の側面を撮像した撮像画像を取得する取得部と、
　前記撮像画像に基づいて前記容器内に存在する異物を検出する検出部と
　をさらに備える付記１から３のいずれか１項に記載の検査システム。
　（付記５）
　前記異物の比重は前記液体の比重よりも小さい
　付記４に記載の検査システム。
　（付記６）
　前記回転制御部の前記制御の前、前記異物は前記液体の表面に浮かんでおり、
　前記回転制御部の前記制御の後、前記異物は前記容器の瓶胴部の内壁に付着している
　付記５に記載の検査システム。
　（付記７）
　前記回転制御部の前記制御の前、前記第１の回転軸の前記傾きは０°であり、
　前記回転制御部の前記制御の後、前記第１の回転軸の前記傾きは９０°である
　付記６に記載の検査システム。
　（付記８）
　前記容器は、湾曲した底面を有する
　付記１から３のいずれか１項に記載の検査システム。
　（付記９）
　液体が充填された容器の中心軸である第１の回転軸まわりに前記容器を回転させながら、鉛直軸に対する前記第１の回転軸の傾きが増加する方向へ前記第１の回転軸に直交する第２の回転軸まわりに前記容器を回転させる
　検査方法。
　（付記１０）
　液体が充填された容器の中心軸である第１の回転軸まわりに前記容器を回転させながら、鉛直軸に対する前記第１の回転軸の傾きが増加する方向へ前記第１の回転軸に直交する第２の回転軸まわりに前記容器を回転させるための制御をコンピュータに実行させるプログラム。

　付記１に従属する付記２～付記８に記載した要素（例えば構成及び機能）の一部または全ては、付記９、付記１０に対しても付記２～付記８と同様の従属関係により従属し得る。任意の付記に記載された要素の一部または全ては、様々なハードウェア、ソフトウェア、ソフトウェアを記録するための記録手段、システム、及び方法に適用され得る。

　以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。そして、各実施の形態は、適宜他の実施の形態と組み合わせることができる。

　この出願は、２０２３年９月２０日に出願された日本出願特願２０２３－１５２０６６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

　１　容器
　２　異物
　３　液体
　４　撮像領域
　１０、１００　検査システム
　１１　回転制御部
　１１０　バイアル
　２００　把持・回転装置
　２０１　平板状部材
　２０２　上側腕部
　２０３　下側腕部
　２０４　下側把持部
　２０５　板
　２０６　チャック機構
　２０７　モータ
　２０８　回転シャフト
　２０９、２１０　回転角検出器
　２１１　チャックフィンガ
　３００　照明装置
　４００　カメラ装置
　５００　情報処理装置
　５１０　通信Ｉ／Ｆ部
　５２０　操作入力部
　５３０　記憶部
　５３１　プログラム
　５４０　演算処理部
　５４１　把持・回転制御部
　５４２　取得部
　５４３　検出部
　５４４　表示制御部
　６００　表示装置
　１００１　ネットワークインタフェース
　１００２　プロセッサ
　１００３　メモリ

Claims

　液体が充填された容器の中心軸である第１の回転軸まわりに前記容器を回転させながら、鉛直軸に対する前記第１の回転軸の傾きが増加する方向へ前記第１の回転軸と直交する第２の回転軸まわりに前記容器を回転させるための制御を行う回転制御手段
　を備えた検査システム。
　前記第１の回転軸を中心とした前記容器の第１の回転と前記第２の回転軸を中心とした前記容器の第２の回転とが同時に行われる
　請求項１に記載の検査システム。
　前記第１の回転軸を中心とした前記容器の第１の回転と前記第２の回転軸を中心とした前記容器の第２の回転とが、この順または逆順で複数回実行される
　請求項１に記載の検査システム。
　前記回転制御手段の前記制御の後、前記容器の側面を撮像した撮像画像を取得する取得手段と、
　前記撮像画像に基づいて前記容器内に存在する異物を検出する検出手段と
　をさらに備える請求項１から３のいずれか１項に記載の検査システム。
　前記異物の比重は前記液体の比重よりも小さい
　請求項４に記載の検査システム。
　前記回転制御手段の前記制御の前、前記異物は前記液体の表面に浮かんでおり、
　前記回転制御手段の前記制御の後、前記異物は前記容器の瓶胴部の内壁に付着している
　請求項５に記載の検査システム。
　前記回転制御手段の前記制御の前、前記第１の回転軸の前記傾きは０°であり、
　前記回転制御手段の前記制御の後、前記第１の回転軸の前記傾きは９０°である
　請求項６に記載の検査システム。
　前記容器は、湾曲した底面を有する
　請求項１から３のいずれか１項に記載の検査システム。
　液体が充填された容器の中心軸である第１の回転軸まわりに前記容器を回転させながら、鉛直軸に対する前記第１の回転軸の傾きが増加する方向へ前記第１の回転軸に直交する第２の回転軸まわりに前記容器を回転させる
　検査方法。
　液体が充填された容器の中心軸である第１の回転軸まわりに前記容器を回転させながら、鉛直軸に対する前記第１の回転軸の傾きが増加する方向へ前記第１の回転軸に直交する第２の回転軸まわりに前記容器を回転させるための制御をコンピュータに実行させるプログラム。