(57)【要約】      （修正有）【課題】注射液用容器が無作為に収容された状態の画像データを上方から取得し、この画像データに基づいて注射液用容器を一つずつピッキングさせる際に好適な注射液用容器収容箱並びにこの注射液用容器収容箱を備える注射液用容器ピッキングシステムを提供する。【解決手段】筒状の注射液用容器１を収容する収容箱１０において、上端が開放した箱体と、箱体に設けられて注射液用容器１を載置する載置部１４であって、複数の凸部と凹部とが交互に連続した波状面１６を有する波状載置部１４とを備え、波状載置部１４は、波状面１６を利用して注射液用容器１を横倒し姿勢とさせる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の注射液用容器を収容する収容箱において、
上端が開放した箱体と、
前記箱体に設けられて前記注射液用容器を載置する載置部であって、複数の凸部と凹部とが交互に連続した波状面を有する波状載置部とを備え、
前記波状載置部は、前記波状面を利用して前記注射液用容器を横倒し姿勢とさせることを特徴とする注射液用容器収容箱。
【請求項２】
隣り合う前記凸部間の距離は、前記注射液用容器の筒径より大きく形成されることを特徴とする請求項１記載の注射液用容器収容箱。
【請求項３】
前記凸部の上端部及び前記凹部の下端部の形状は、円弧状に形成され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収容箱。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の注射液用容器収容箱と、
前記注射液用容器収容箱の上方から前記注射液用容器を撮像する撮像部と、
前記撮像部が取得した画像データを処理する画像処理部と、
前記注射液用容器を一つずつピッキングするロボットハンドと、
前記ロボットハンドの動作を制御する制御部とを備えることを特徴とする注射液用容器ピッキングシステム。
【請求項５】
前記注射液用容器収容箱を揺動させる揺動手段を備えることを特徴とする請求項４記載の注射液用容器ピッキングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば病院の薬局等から医療の現場に払い出された注射液用容器を収容する際に用いられる収容箱に関し、特に、収容されたこれらの注射液用容器を撮像した画像データに基づいて一つずつピッキングさせる際に好適な注射液用容器収容箱、並びに、この注射液用容器収容箱を備える注射液用容器ピッキングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、アンプル、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、注射液用空容器又は未使用注射液用容器に関わらず、これらの注射液用容器の薬価点数を把握することは、病院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。
【０００３】
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ボックス等から、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。
【０００４】
このような課題を解決するため、収容ボックス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んでいる。例えば特許文献１の無作為におかれた対象物のための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等が提案されている。そして、例えば特許文献１のピッキングシステムによって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。
【０００５】
一方、上述した注射液用容器を収容する収容箱として、例えば特許文献３の医療用廃棄ボックス又は特許文献４の容器等がこれまで提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−６２３７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１５３３９号公報
【特許文献３】特開平１０−３２８２５３号公報
【特許文献４】特開２００７−１８２２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３及び特許文献４に示されるように、これらの医療用廃棄ボックス及び容器は、その底部が水平で平坦に形成されたものである。そのため、注射液用容器が医療用廃棄ボックス等に無作為に投入されると、注射液用容器が底部上に自立した姿勢となる場合がある。特に、バイアルやアンプルは、注射液が中に残った場合に、重心が低くなって自立姿勢になりやすい傾向にある。
【０００８】
ところが、上述した特許文献１のピッキングシステムにおいて対象物を認識する視覚システムは、カメラによって整理箱（ビン）の上方からその内部を撮像し、この撮像データを画像処理することにより対象物を認識するものである。
【０００９】
また、注射器のシリンジ、アンプル、バイアル等の注射液用容器は、その形状が例えば円筒状等のように筒状に形成されており、平面形状より側面形状に特徴を有するものが殆どである。
【００１０】
さらに、上述した注射液用容器は、筒径よりも筒方向の長さが長い傾向にあることから、自立姿勢の注射液用容器と横倒し姿勢の注射液用容器とを、同じ上方位置から撮像した場合、自立姿勢の画像の方が横倒し姿勢より面積が小さい、すなわち画素数が少ない。そのため、自立姿勢の画像の方が横倒し姿勢の画像より画像処理をし辛いという問題があった。
【００１１】
そのため、例えば上述したように上方から撮像した画像データに基づいて対象物を認識する視覚システムにとって、自立姿勢の注射液用容器を認識するより、横倒し姿勢の注射液用容器の方が、認識し易い傾向にある。
すなわち、特許文献３の医療用廃棄ボックス又は特許文献４の容器内に回収された注射液用容器は、自立姿勢をとることもあるため、上述した視覚システムにとって自立姿勢の注射液用容器は認識し難く、そのためピッキングが困難になるという虞があるという問題があった。
【００１２】
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、注射液用容器が無作為に収容された状態の画像データを上方から取得し、この画像データに基づいて注射液用容器を一つずつピッキングさせる際に好適な注射液用容器収容箱、並びに、この注射液用容器収容箱を備える注射液用容器ピッキングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、筒状の注射液用容器を収容する収容箱において、上端が開放した箱体と、前記箱体に設けられて前記注射液用容器を載置する載置部であって、複数の凸部と凹部とが交互に連続した波状面を有する波状載置部とを備え、前記波状載置部は、前記波状面を利用して前記注射液用容器を横倒し姿勢とさせる、注射液用容器収容箱である。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の注射液用容器収容箱において、隣り合う前記凸部間の距離は、前記注射液用容器の筒径より大きく形成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の注射液用容器収容箱において、前記凸部の上端部及び前記凹部の下端部の形状は、円弧状に形成されることを特徴とする。
【００１６】
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収容箱と、前記注射液用容器収容箱の上方から前記注射液用容器を撮像する撮像部と、前記撮像部が取得した画像データを処理する画像処理部と、前記注射液用容器を一つずつピッキングするロボットハンドと、前記ロボットハンドの動作を制御する制御部とを備える注射液用容器ピッキングシステムである。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４記載の注射液用容器ピッキングシステムにおいて、前記注射液用容器収容箱を揺動させる揺動手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、筒状の注射液用容器を収容する収容箱において、上端が開放した箱体と、前記箱体に設けられて前記注射液用容器を載置する載置部であって、複数の凸部と凹部とが交互に連続した波状面を有する波状載置部とを備え、前記波状載置部は、前記波状面を利用して前記注射液用容器を横倒し姿勢とさせる構成であるから、例えば平坦な下端部を有する筒状の注射液用容器が、その下端部を注射液用容器収容箱の波状載置部に載置される姿勢で投入された場合でも、波状面によって当該注射液用容器は不安定な状態となって横倒しとなるので、注射液用容器が収容された状態の画像を上方から取得し、この画像に基づいて注射液用容器を一つずつピッキングさせる際に好適な注射液用容器収容箱を提供できる。
【００１９】
また、隣り合う前記凸部間の距離は、前記注射液用容器の筒径より大きく形成される構成であるから、注射液用容器が、その下端部を注射液用容器収容箱の波状載置部上に載置される姿勢で投入された場合でも、その下端部を隣り合う凸部どうしで支えることがないので、当該注射液用容器はさらに不安定な状態となって、確実に倒れることから、注射液用容器が収容された状態の画像を上方から取得し、この画像に基づいて注射液用容器を一つずつピッキングさせる際にさらに好適な注射液用容器収容箱を提供できる。
【００２０】
また、前記凸部の上端部及び前記凹部の下端部の形状は、円弧状に形成される構成であるから、注射液用容器が収容された状態の画像を上方から取得した場合、凸部及び凹部の断面形状が三角形で形成された場合に比べて、凸部の上端部及び凹部の下端部が筋状に前記画像に現れることを防止することで、この画像に基づいて注射液用容器を一つずつピッキングさせる際にさらに好適な画像を取得できる注射液用容器収容箱を提供できる。
【００２１】
また、請求項１〜３のいずれかに記載の注射液用容器収容箱と、前記注射液用容器収容箱の上方から前記注射液用容器を撮像する撮像部と、前記撮像部が取得した画像データを処理する画像処理部と、前記注射液用容器を一つずつピッキングするロボットハンドと、前記ロボットハンドの動作を制御する制御部とを備える注射液用容器ピッキングシステム、であるから、注射液用容器収容箱に収容された注射液用容器を認識し易く、ピッキング精度が高い注射液用容器ピッキングシステムを提供できる。
【００２２】
また、前記注射液用容器収容箱を揺動させる揺動手段を備える構成であるから、自立姿勢の注射液用容器があっても、揺動手段により注射液用容器収容箱を揺動させることにより、注射液用容器を確実に横倒し姿勢にして撮像できるので、注射液用容器収容箱に収容された注射液用容器を認識し易く、ピッキング精度が高い注射液用容器ピッキングシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る注射液用容器を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係る注射液用容器収容箱の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ´線断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る注射液用容器収容箱の波状載置部を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係る注射液用容器収容箱の波状載置部を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る注射液用容器収容箱の作用を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る注射液用容器ピッキングシステムを説明する図である。
【図８】本発明の実施形態に係る注射液用容器ピッキングシステムの他の例を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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等のような筒状の注射液用空容器や、筒状の未使用注射液用容器を収容する収容箱に係る発明である。本実施形態の注射液用容器収容箱は、上端が開放した箱体と、前記箱体中に配置されて注射液用容器を載置する載置部とを備え、前記載置部は、複数の凸部と凹部とが交互に連続した波状面を有し、前記波状面を利用して前記注射液用容器を横倒し姿勢とさせるものである。そして、本実施形態の注射液用容器収容箱は、後述する注射液用容器ピッキングシステムに備えられ、注射液用容器を一つずつピッキングする際に好適なものである。
【００２５】
本実施形態における筒状の注射液用容器１について図１を用いて説明する。
筒状の注射液用容器１は、図１（ａ）に示すバイアル１ａ、図１（ｂ）に示すアンプル１ｂ、図１（ｃ）に示す注射器のシリンジ１ｃ等の注射液用容器を意味する。これらの注射液用空容器の形状は、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と様々な筒状体で形成される。また、注射液用容器１には、容器中の注射液が無くなった空の状態のものや、注射液がある程度残ったものや、上述した未使用注射液用容器のように開封されない状態のものが含まれる。
【００２６】
そして、これらの注射液用容器１は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、その側面に例えばバーコード５等の情報を表示する。このバーコード５は、例えば注射液の名称、原価等の当該注射液用容器に対応する識別情報を含むものである。
【００２７】
これらの注射液用容器１は、注射液用容器収容箱１０に収容された後、例えば後述する注射液用容器ピッキングシステム２０，４０によって一個ずつ取出されて、バーコード読取機能を備える情報読取装置（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。
【００２８】
以下、本実施形態の注射液用容器収容箱の例について、図２〜図５を用いて説明する。
本実施形態の注射液用容器収容箱１０は、図２〜図４に示す様に、箱体１２と、注射液用容器１を載置させる波状載置部１４とを備える。
まず箱体１２は、図２及び図４に示す様に、例えば両手で抱えることが可能な程度の大きさで、上端が開放した直方体状に形成される。そして、箱体１２の開放した上端から注射液用容器が無作為に箱体１２中に投入される。
なお、箱体の形状は、本実施形態の直方体状に限るものではなく、例えば上端が開放した円筒状や楕円筒状に形成されてもよい。また、箱体は、その開放した上端に開閉自在な蓋を備えていてもよい。
【００２９】
次に、本実施形態の要部である波状載置部１４は、図３及び図４に示す様に、波板１７を備える。
本実施形態の波板１７は、図３及び図４に示すように、例えば複数の凸部Ａと凹部Ｂとが交互に連続した波状の板部材で形成される。この波板１７は、図４に示す様に、例えば箱体１２の底部１３と略同サイズの平面視長方形状に形成され、図３に示す様に、板面を略水平にした状態で、箱体１２の底部１３に載置される。そして、波板１７の上面が波状面１６を構成し、波状面１６の上に上述した注射液用容器１が載置される。なお、図４において符号１９は、波板１７の両端から下方に垂設されて波板１７を支持する支持板である。
【００３０】
より詳しくは、波状面１６は、図３に示すように、複数の凸部Ａの上端どうしが同じ高さとなるように形成される。その際、図５（ａ）に示す様に、隣り合う前記凸部間の距離Ｐは、注射液用容器1の筒径Ｄより大きく形成されることが望ましい。距離Ｐが、筒径Ｄより小さいと、図５（ｂ）に示す様に、例えば注射液用容器１が、その下端部を波状面１６上に載置される姿勢で投入された場合でも、その下端部を隣り合う凸部どうしで支えることが可能となるので、当該注射液用容器１が自立することが有り得るからである。
【００３１】
また、本実施形態の凸部Ａの上端部及び凹部Ｂの下端部の断面形状は、図３に示す様に、円弧状に形成される。
凸部及び凹部の断面形状は、円弧状に限るものではなく、例えば三角形状であってもよい。但し、三角形状に形成された場合、三角形の頂点と三角形の斜面との光の反射態様の相違によって、後述するピッキングシステムの撮像部が取得する画像において、頂点に沿った直線状の画像が前記画像中に現れる虞がある。このような、直線状の画像は、注射液用容器１の画像とは無関係なノイズ画像となるため、画像処理において、必要に応じてノイズ除去処理を実行すればよい。
一方、凸部及び凹部の断面形状が円弧状に形成された場合、三角形状に形成された場合より、凸部の頂点付近や凹部の最下点付近は滑らかになるため、凸部（或いは凹部）の頂点と凸部（或いは凹部）の斜面との光の反射態様の相違が小さくなるため、上述した画像において、頂点（或いは最下点）に沿った直線状の画像が現れることを防止できる。
【００３２】
なお、波状面は、本実施形態の波板１７の上面からなるものに限らず、例えば箱体１２の底部を複数の凸部Ａと凹部Ｂとが交互に連続した波状に形成し、箱体１２の底部上面を波状面とする構成であってもよい。
また、波の斜面の長さ、より詳しくは図５に示す様に、波の斜面の上下方向の長さＬは、注射液用容器１の高さの半分より短い方が望ましい。この長さＬが、注射液用容器１の高さの半分より長い場合、注射液用容器１が波の斜面にもたれた姿勢をとる虞が生じるからである。
【００３３】
本実施形態の注射液用容器収容箱１０の作用について図６を用いて説明する。
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本実施形態の注射液用容器収容箱１０の例を示し、図６（ｄ）及び図６（ｅ）は、比較のために従来の医療用廃棄物ボックスの例を示す。
まず従来の注射液用容器ボックスの場合、図６（ｄ）に示す様に、注射液用容器としての例えばバイアル１ａがその下端部を下方に向けた状態で注射液用容器収容箱１０に投入された場合、図６（ｅ）に示す様に、注射液用容器ボックスの平坦な底部上にバイアル１ａが自立する場合がある。特に、アンプル１ｂやバイアル１ａ内に注射液の残りがある場合、その重心が低くなることからこれらのアンプル１ｂやバイアル１ａが自立し易い。
【００３４】
これに対し、本実施形態の注射液用容器収容箱１０によれば、図６（ａ）に示す様に、バイアル１ａがその下端部を下方に向けた状態で注射液用容器収容箱１０に投入された場合であっても、図６（ｂ）に示す様に、バイアル１ａの下端部を波状面１６で受止めるので、その姿勢が不安定で倒れ易くなり、図６（ｃ）に示す様に、バイアル１ａが横倒し姿勢となる。そのため、後述する注射液用容器ピッキングシステムの撮像部で注射液用容器１を撮像した場合、画像処理の際に好適な画像を取得できるが、この点については後述する。
このように、本実施形態の注射液用容器収容箱１０は、箱体１２の開放上端から投入された注射液用容器１を波状載置部１４が受止める際に、波状面１６を利用して注射液用容器１を横倒し姿勢とさせる構成となっているのである。
【００３５】
次に、本実施形態の注射液用容器ピッキングシステム２０について図７を用いて説明する。
注射液用容器ピッキングシステム２０は、上述した注射液用容器収容箱１０と、撮像部２２と、ロボットハンド２４と、画像処理部２５と、ロボットハンド２４の動作を制御する制御部２６とを備える。
【００３６】
撮像部２２は、例えば公知のデジタルカメラで構成される。そして、撮像部２２は、図７に示す様に、注射液用容器収容箱１０の上方に配置され、注射液用容器収容箱１０の上方から注射液用容器収容箱１０内の注射液用容器１を撮像し、注射液用容器１の画像データを制御部２６に送信する。なお、撮像部は、例えばデジタルカメラを複数備え、注射液用容器１の３次元画像データを取得する構成であってもよい。
【００３７】
次に、ロボットハンド２４は、図７に示す様に、例えば公知の間接的結合のアーム部２８と、注射液用容器１を保持する保持部３０とを備える。
本実施形態の保持部３０は、図７に示す様に、例えば２本の爪部材３２で注射液用容器１の側部を挟持する構成となっており、アーム部２８の先端に設けられる。保持部は、本実施形態のように把持する構成に限るものではなく、例えば真空により注射液用容器１を吸着する構成であってもよい。
【００３８】
次に、画像処理部２５は、例えば公知の画像処理ＣＰＵ等を備えて構成され、撮像部２２からの画像データを処理し注射液用容器１を認識する。
【００３９】
次に、制御部２６は、例えば公知のコンピュータで構成される。そして、制御部２６は、画像処理部２５により処理されたデータに基づいて、ロボットハンド２４を当該注射液用容器１に誘導する誘導手段２６ａや、ロボットハンド２４の姿勢を補正するとともに保持部３０を可動させてピッキングさせるピッキング手段２６ｂ等を備え、ロボットハンド２４の動作を制御する。
【００４０】
上述したように、本実施形態の注射液用容器収容箱１０によれば、注射液用容器収容箱１０に投入された注射液用容器１は、横倒し姿勢となる。ここで、一般に注射液用容器１を同じ距離から撮像した場合、平面視の画像よりも側面視の画像の方が大きい。すなわち、注射液用容器１を自立姿勢で上方から取得した画像の情報量よりも倒れた姿勢で上方から取得した画像の情報量の方が大きいため、倒れた姿勢で上方から取得した画像の方が、注射液用容器ピッキングシステム２０における画像処理の際に、例えば特徴を掴み易いため注射液用容器１を認識し易く、好適である。
【００４１】
次に、本実施形態の注射液用容器ピッキングシステムの変形例について図８を用いて説明する。
本変形例の注射液用容器ピッキングシステム４０は、図８に示す様に、注射液用容器のピッキングシステム２０の構成に加えて注射液用容器収容箱１０を揺動させる揺動手段４２を備える。
【００４２】
揺動手段４２は、例えば注射液用容器収容箱１０を載置する台４４と、台４４に穿設された貫通孔に嵌合しつつ昇降自在な金属棒体４８と、金属棒体４８を昇降させるソレノイド部とを備える。
【００４３】
そして、ソレノイド部を介して金属棒体４８が昇降し、金属棒体４８の上端で注射液用容器収容箱１０の底部１３を突き上げることで注射液用容器収容箱１０が揺動する構成となっている。
このように、本変形例によれば、注射液用容器収容箱１０を揺動させることで、注射液用容器１が更に横倒しになり易いので、更に画像処理を好適に実行可能な注射液用容器ピッキングシステム４０を提供できる。
なお、揺動手段は、上述する構成に限るものではなく、例えば注射液用容器収容箱１０を左右に振動させる構成であってもよい。
【００４４】
これまで説明してきた様に、本実施形態の注射液用容器収容箱１０及び注射液用容器ピッキングシステム２０，４０によれば、注射液用容器が無作為に回収された状態の画像データを上方から取得し、この画像データに基づいて注射液用容器を一つずつピッキングさせる際に好適な注射液用容器収容箱、並びに、この注射液用容器収容箱を備える注射液用容器ピッキングシステムを提供できる。
【００４５】
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。
【符号の説明】
【００４６】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ  注射液用容器
１２  箱体
１４  波状載置部
１６  波状面
２０，４０  注射液用容器ピッキングシステム
２２  撮像部
２４  ロボットハンド
２５  画像処理部
２６  制御部
４２  揺動手段
Ａ  凸部
Ｂ  凹部
Ｄ  筒径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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