(57)【要約】【課題】  透明または半透明な容器内に収容されている液体の液面をより確実に検出する。【解決手段】  液体を収容した半透明または透明な容器２に対し、該容器２の側方から水平方向に輝度の異なる光を照射する照射ステップと、容器２を透過した光を撮影する撮影ステップと、取得された画像に基づいて容器２内の液面位置を検出する検出ステップとを備える液面検出方法を提供する。【選択図】    図１
2006300875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容した半透明または透明な容器に対し、該容器の側方から水平方向に輝度の異なる光を照射する照射ステップと、
容器を透過した光を撮影する撮影ステップと、
取得された画像に基づいて容器内の液面位置を検出する検出ステップとを備える液面検出方法。
【請求項２】
液体を収容した半透明または透明な容器に対し、該容器の側方から光を照射する照射ステップと、
容器を透過した光を、容器に対する光の照射方向に対して略水平方向に傾斜した方向から撮影する撮影ステップと、
取得された画像に基づいて容器内の液面位置を検出する検出ステップとを備える液面検出方法。
【請求項３】
液体を収容した目盛を有する半透明または透明な容器に対し、請求項１または請求項２に記載の液面検出方法により容器内の液面位置を検出し、
前記容器の側方から光を照射し、
容器を透過した光を、容器を挟んで光の照射方向とは正反対の方向から撮影し、
取得された画像に基づいて目盛の位置を検出し、
検出された目盛の位置と液面位置とに基づいて、容器内の液体の収容量を算出する液量検出方法。
【請求項４】
液体を収容した半透明または透明な容器に対し、該容器の側方から水平方向に輝度の異なる光を照射する光源と、
容器を透過した光を撮影する撮影装置と、
取得された画像に基づいて容器内の液面位置を検出する画像処理装置とを備える液面検出装置。
【請求項５】
液体を収容した半透明または透明な容器に対し、該容器の側方から光を照射する光源と、
該光源の光軸に対して略水平方向に傾斜した方向に配置され、光源から発せられ容器を透過した光を撮影する撮影装置と、
取得された画像に基づいて容器内の液面位置を検出する画像処理装置とを備える液面検出装置。
【請求項６】
液体を収容した目盛を有する半透明または透明な容器に対し、該容器の側方から光を照射する光源と、
該光源のほぼ光軸上に配置され、光源から発せられ容器を透過した光を撮影する第１の撮影装置と、
前記光源からの光軸に対して略水平方向に傾斜した方向に配置され、光源から発せられ容器を透過した光を撮影する第２の撮影装置と、
第１の撮影装置により取得された画像に基づいて目盛の位置を検出し、第２の撮影装置により取得された画像に基づいて液面位置を検出し、検出された目盛の位置および液面位置に基づいて容器内の液体の収容量を算出する画像処理装置とを備える液量検出装置。
【請求項７】
液体を吸引あるいは排出する半透明または透明なチップと、
該チップの側方から水平方向に輝度の異なる光を照射する光源と、
前記チップを透過した光を撮影する撮影装置と、
取得された画像に基づいてチップ内の液面位置を検出する画像処理装置とを備える分注装置。
【請求項８】
液体を吸引あるいは排出する半透明または透明なチップと、
該チップの側方から光を照射する光源と、
該光源の光軸に対して略水平方向に傾斜した方向に配置され、光源から発せられ前記チップを透過した光を撮影する撮影装置と、
取得された画像に基づいてチップ内の液面位置を検出する画像処理装置とを備える分注装置。
【請求項９】
液体を吸引あるいは排出する目盛を有する半透明または透明なチップと、
該チップの側方から光を照射する光源と、
該光源のほぼ光軸上に配置され、光源から発せられチップを透過した光を撮影する第１の撮影装置と、
前記光源からの光軸に対して略水平方向に傾斜した方向に配置され、光源から発せられチップを透過した光を撮影する第２の撮影装置と、
第１の撮影装置により取得された画像に基づいて目盛の位置を検出し、第２の撮影装置により取得された画像に基づいて液面位置を検出し、検出された目盛の位置および液面位置に基づいてチップ内の液体の収容量を算出する画像処理装置とを備える分注装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液面検出方法、液量検出方法、液面検出装置、液量検出装置および分注装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、透明あるいは半透明な容器内に貯留されている液体の液面を検出する方法として、容器を挟んで正反対に対向配置される光源とカメラとを設け、光源から容器に向けて均一な光を発し、容器を透過した光をカメラによって撮影するとともに、得られた液面近傍の画像を２値化処理する等して、画像上の現れる液面の影を識別することにより、液面を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−９９６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の液面検出方法の場合には、液体が透明である場合には、取得される液層の画像と気層の画像とがほぼ同等の明度を有する画像となる。このため、液層と気層との境界位置に現れる液面の影が薄くなり、検出が困難になるという問題がある。また、容器が半透明である場合には、液面の影はさらに薄くなり、検出は困難である。
【０００４】
また、液体が透明で、取得される液層の画像と気層の画像とがほぼ同等の明度を有する従来の液面検出方法では、容器内の気層を上下に分割する液膜が形成されている場合、この液膜を液面として誤検出してしまう不都合もある。さらに、液面の影を検出する従来の方法では、容器に水平な傷や目盛が設けられている場合、そのような傷や目盛を液面として検出してしまう不都合もある。
【０００５】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、透明または半透明な容器内に収容されている液体の液面をより確実に検出する液面検出方法、液量検出方法、液面検出装置、液量検出装置および分注装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、液体を収容した半透明または透明な容器に対し、該容器の側方から水平方向に輝度の異なる光を照射する照射ステップと、容器を透過した光を撮影する撮影ステップと、取得された画像に基づいて容器内の液面位置を検出する検出ステップとを備える液面検出方法を提供する。
【０００７】
本発明によれば、容器の側方から照射され、容器を通過する光は、容器内の気層と液層の屈折率の相違に基づいて、異なる角度で屈折させられる。照射ステップにおいて、容器に照射する光として水平方向に輝度の異なる光を照射することにより、気層および液層を通過した光は、それぞれ、撮影ステップにおいて、水平方向に明度の変化する画像として取得される。この場合に、気層と液層とは屈折率が異なるので、取得される画像における気層と液層の明暗の位置および割合が変化する。その結果、気層と液層との境界に配される液面位置を境界として上下の画像の明度が相違することになり、検出ステップにおいて液面を明確に識別して検出することが可能となる。
【０００８】
特に、容器の横断面形状が略円形である場合には、液層は正のパワーの大きな凸レンズとして機能し、容器から離れた位置において撮影する場合には、気層の画像と液層の画像とが反転する。その結果、液面位置を境界として上下に明暗が逆となった画像が取得されることになり、液面位置をさらに明確に識別することが可能となる。したがって、液面位置を精度よく検出できる。
【０００９】
また、本発明は、液体を収容した半透明または透明な容器に対し、該容器の側方から光を照射する照射ステップと、容器を透過した光を、容器に対する光の照射方向に対して略水平方向に傾斜した方向から撮影する撮影ステップと、取得された画像に基づいて容器内の液面位置を検出する検出ステップとを備える液面検出方法を提供する。
【００１０】
本発明によれば、撮影ステップにおいて、容器を透過した光を、容器に対する光の照射方向に対して略水平方向に傾斜した方向から撮影することにより、水平方向に輝度の異なる光によって容器を撮影した場合と同等の効果を得ることができる。すなわち、光の照射方向に対して略水平方向に傾斜した方向から撮影するだけで、気層を通過する光は、水平方向の一側が暗く逆側が明るい画像として取得される。そして、液層を通過する光は、気層との屈折率の相違によって、明暗の変化する位置が異なる画像、あるいは明暗が逆転した画像として取得される。その結果、液層と気層との境界に位置する液面位置において上下の明度が異なる画像が得られることになり、液面位置を明確に識別することが可能となる。
【００１１】
また、本発明は、液体を収容した目盛を有する半透明または透明な容器に対し、上記いずれかの液面検出方法により容器内の液面位置を検出し、前記容器の側方から光を照射し、容器を透過した光を、容器を挟んで光の照射方向とは正反対の方向から撮影し、取得された画像に基づいて目盛の位置を検出し、検出された目盛の位置と液面位置とに基づいて、容器内の液体の収容量を算出する液量検出方法を提供する。
【００１２】
本発明によれば、容器に形成された目盛位置においては、その上下において容器内の気層と液層とが異なるものではないため、上記液面検出方法によって目盛を検出することはできない。一方、目盛は影として検出されやすいため、光の照射方向とは正反対の方向から撮影することにより、影としての目盛を検出することができる。したがって、液面および目盛を異なる方向から撮影して、それぞれ明確に検出し、得られた液面位置および目盛の位置から容器内の液量を正確に検出することができる。この発明によれば、容器の位置が変動しても容器に形成された目盛を基準として容器内の液量を正確に検出することができる。
【００１３】
また、本発明は、液体を収容した半透明または透明な容器に対し、該容器の側方から水平方向に輝度の異なる光を照射する光源と、容器を透過した光を撮影する撮影装置と、取得された画像に基づいて容器内の液面位置を検出する画像処理装置とを備える液面検出装置を提供する。
【００１４】
本発明によれば、光源から発せられた水平方向に輝度の異なる光が容器の側方から照射されると、撮影装置には、水平方向に明度の変化する画像が取得される。容器に液体が収容されている場合、気層を通過する光はほぼ真っ直ぐに進行する一方、液槽を通過する光は大きく屈折させられて進行する。したがって、気層の画像と液槽の画像とは水平方向の明度のパターンが異なる。その結果、液面位置を境界として上下に明度の異なる画素が隣接することになり、画像処理装置を作動させ、例えば、上下方向に隣接する画素の輝度差を算出するエッジ抽出処理により、容易に液面を抽出することができる。
【００１５】
また、本発明は、液体を収容した半透明または透明な容器に対し、該容器の側方から光を照射する光源と、該光源の光軸に対して略水平方向に傾斜した方向に配置され、光源から発せられ容器を透した光を撮影する撮影装置と、取得された画像に基づいて容器内の液面位置を検出する画像処理装置とを備える液面検出装置を提供する。
【００１６】
本発明によれば、光源から発せられた光が容器の側面照射され、容器および／または液体を透過した光が撮影装置により撮影される。撮影装置は光源の光軸に対して略水平方向に傾斜した方向に配置されているので、水平方向に明度の異なる画像が取得されることになる。この場合に、気層と液層の屈折率が相違するために、気層を通過した光を検出することにより取得される画像と、液層を通過した光を検出することにより取得される画像とはその水平方向に沿う明暗のパターンが相違する。したがって、上記と同様、液面位置を境界として隣接する画素の輝度値が明確に異なり、上下の画素の輝度値の差分を算出するエッジ抽出処理により容易に液面を抽出できる。光源と撮影装置との位置関係を変更するだけで液面を精度よく検出でき、簡易かつ低コストの液面検出装置を構成することができる。
【００１７】
また、本発明は、液体を収容した目盛を有する半透明または透明な容器に対し、該容器の側方から光を照射する光源と、該光源のほぼ光軸上に配置され、光源から発せられ容器を透過した光を撮影する第１の撮影装置と、前記光源からの光軸に対して略水平方向に傾斜した方向に配置され、光源から発せられ容器を透過した光を撮影する第２の撮影装置と、第１の撮影装置により取得された画像に基づいて目盛の位置を検出し、第２の撮影装置により取得された画像に基づいて液面位置を検出し、検出された目盛の位置および液面位置に基づいて容器内の液体の収容量を算出する画像処理装置とを備える液量検出装置を提供する。
【００１８】
本発明によれば、光源から容器の側面に向けて光が照射されると、容器および容器内の液体を通過した光が第１の撮影装置および第２の撮影装置により撮影される。光源から容器に照射され、容器を真っ直ぐに透過した光は第１の撮影装置により撮影され、容器を通過する際に、液体により屈折された光は第２の撮影装置によって撮影される。容器を真っ直ぐに透過する光は、気層および液層の屈折率にかかわらず、ほぼ同等の明度を有する画像として第１の撮影装置により取得される。
【００１９】
したがって、容器に設けられている目盛は、影となって、気層および液層の画像とは明度の異なる画像として取得される。したがって画像処理装置の作動により、容易に目盛を抽出することができる。
【００２０】
また、光源の光軸に対して水平方向に傾斜して配置されている第２の撮影装置には、気層および液層を通過した光が、屈折率の相違により、明度の異なる画像として取得される。すなわち、取得される画像においては、液面位置を境界として上下に明度の異なる画素が隣接することとなるため、画像処理装置の作動により、例えば、上下方向に隣接する画素値の差分をとるエッジ抽出処理によって、容易に液面を検出することができる。
【００２１】
そして、このようにして求められた目盛の位置と液面位置とに基づいて、容器内の液量を正確に算出することができる。
本発明によれば、容器の位置が変動する用途に使用しても、容器に設けられている目盛を基準として容器内の液量を精度よく検出することができる。
【００２２】
また、本発明は、液体を吸引あるいは排出する半透明または透明なチップと、該チップの側方から水平方向に輝度の異なる光を照射する光源と、前記チップを透過した光を撮影する撮影装置と、取得された画像に基づいてチップ内の液面位置を検出する画像処理装置とを備える分注装置を提供する。
【００２３】
本発明によれば、光源から発せられた水平方向に輝度の異なる光がチップの側方から照射されると、撮影装置には、水平方向に明度の変化する画像が取得される。チップに液体が収容されている場合、気層を通過する光はほぼ真っ直ぐに進行する一方、液槽を通過する光は大きく屈折させられて進行する。したがって、気層の画像と液槽の画像とは水平方向の明度のパターンが異なる。その結果、液面位置を境界として上下に明度の異なる画素が隣接することになり、画像処理装置を作動させ、例えば、上下方向に隣接する画素の輝度差を算出するエッジ抽出処理により、容易に液面を抽出することができる。液面を正確に検出することにより、チップの位置を精度よく制御すれば、検出した液面位置に基づいてチップ内の液量を算出でき、正確な量の液体を分注することができる。
【００２４】
また、本発明は、液体を吸引あるいは排出する半透明または透明なチップと、該チップの側方から光を照射する光源と、該光源の光軸に対して略水平方向に傾斜した方向に配置され、光源から発せられ前記チップを透過した光を撮影する撮影装置と、取得された画像に基づいてチップ内の液面位置を検出する画像処理装置とを備える分注装置を提供する。
【００２５】
本発明によれば、チップを透過した光を、チップに対する光の照射方向に対して略水平方向に傾斜した方向から撮影することにより、水平方向に輝度の異なる光によってチップを撮影した場合と同等の効果を得ることができる。
【００２６】
さらに、本発明は、液体を吸引あるいは排出する目盛を有する半透明または透明なチップと、該チップの側方から光を照射する光源と、該光源のほぼ光軸上に配置され、光源から発せられチップを透過した光を撮影する第１の撮影装置と、前記光源からの光軸に対して略水平方向に傾斜した方向に配置され、光源から発せられチップを透過した光を撮影する第２の撮影装置と、第１の撮影装置により取得された画像に基づいて目盛の位置を検出し、第２の撮影装置により取得された画像に基づいて液面位置を検出し、検出された目盛の位置および液面位置に基づいてチップ内の液体の収容量を算出する画像処理装置とを備える分注装置を提供する。
【００２７】
本発明によれば、光源から発せられチップを透過した光が、第１の撮影装置と第２の撮影装置とにより撮影される。第１の撮影装置は光源のほぼ光軸上に配置されているので、チップを透過した光の影を容易に検出できる。したがって、画像処理装置の作動により、チップに形成されている目盛を明確に検出できる。
【００２８】
一方、第２の撮影装置は、光源の光軸に対して水平方向に傾斜しているので、液層と気層における明暗パターンを異なるものとして、その境界である液面位置を画像処理装置により明確に検出することができる。そして、明確に検出されたチップ上の目盛と液面位置とに基づいて、チップ内に収容されている液体の液量を精度よく検出することができる。したがって、正確な量の液体を吸引し、正確な量の液体を分注することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、透明または半透明な容器内に収容されている液体の液面を、簡易な構成で、より確実に検出することができるという効果を奏する。また、液面を検出するための処理を容易にすることができ、分注作業等に要する作業時間を短縮し、歩留まりを向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の第１の実施形態に係る液面検出装置１および液面検出方法について、図１〜図９を参照して以下に説明する。
図１は、本実施形態に係る液面検出装置１を模式的に示す平面図である。
【００３１】
本実施形態に係る液面検出装置１は、分注装置に備えられる液面検出装置１であって、図１に示されるように、透明な液体を収容する半透明のチップ（容器）２の側方に配置された光源３と、同じくチップ２の側方に配置されたカメラ（撮影装置）４と、該カメラ４により撮影された画像に基づいて液面位置を算出する画像処理装置５とを備えている。図中、符号６は、カメラ４による撮影結果および画像処理装置５による画像処理結果を表示する表示装置である。
【００３２】
前記光源３は、例えば、ＬＥＤ光源のような点光源７と、該点光源７からの光を拡散する拡散板８とを備えている。点光源７から発せられた光は拡散板８を通過する際に拡散させられて、ほぼ均一な輝度を有する光としてチップ２の側面に照射されるようになっている。
【００３３】
前記カメラ４は、その光軸Ｃ１を、前記光源３の光軸Ｃ２に対して水平方向に角度θだけ傾斜させられている。
前記画像処理装置５は、カメラ４により取得された画像データを受け取って、例えば、上下に隣接する画素の輝度値の差分を演算することで、画像の境界を検出するエッジ抽出処理を行い、次いで、エッジ抽出された画像の２値化処理を行い、最後に、２値化された画像において、白色の画素が水平方向に所定数以上連続して配列されているか否かを判断することで液面位置を検出するようになっている。
【００３４】
このように構成された本実施形態に係る液面検出装置１および液面検出方法の作用について以下に説明する。
チップ２内に液体を吸引すると、チップ２内には、下端側から、液体が貯留された液層と気体が収容された気層とが形成され、該気層と液層との間に液面が形成される。本実施形態に係る液面検出装置１を用いてチップ２内の液体の液面を検出するには、液体を収容したチップ２を光源３とカメラ４との間に配置し、光源３を作動させてチップ２の側方から光を照射する。
【００３５】
本実施形態においては、点光源７から発せられた光が拡散板８によって拡散され、有限の広がりを有する均一な光の束としてチップ２の側面に照射される。チップ２および液体が半透明および透明であるので、光源３から照射された光はチップ２および液体を透過する。
【００３６】
この場合において、本実施形態に係る液面検出装置１によれば、カメラ４の光軸Ｃ１が、光源３の光軸Ｃ２に対して水平方向に傾斜しているので、カメラ４により取得される画像は水平方向に明度の変化するものとなる。すなわち、図１に示されるように、カメラ４は、紙面に直交する方向から見て、光源３に対しチップ２の軸線を中心として時計回りに角度θだけ傾斜して配置されているので、カメラ４の左側が光源３に近づき、右側が光源３から遠ざかる。
【００３７】
チップ２内の気層を通過する光は、あまり屈折されることなくほぼ真っ直ぐに進行してカメラ４に入射される。したがって、カメラ４においては、チップ２内の気層部分は、図２に示されるように、カメラ４の光軸Ｃ１に沿ってチップ２を見た場合の背景の画像、すなわち、光源３が配される左側が明るく、右側が暗い画像として取得される。一方、チップ２内の液層部分は、透明な液体が充填されているために、正のパワーの大きな凸レンズとして機能し、カメラ４においては、チップ２内の液層部分は、カメラ４の光軸Ｃ１に沿ってチップ２を見た背景とは逆の画像、すなわち左側が暗く右側が明るい画像として取得される。その結果、カメラ４には、図２に示される実画像が取得されることになる。
【００３８】
この画像を見ると、上側の気層と下側の液層とで明暗が反転していることがわかる。その結果、気層と液層との境界に配される液面位置を挟んで上下に明暗が明確に異なる画像が取得される。したがって、図２の実画像を見ても明らかな通り、目視によっても液面位置を明確に判別することができる。
【００３９】
また、画像処理装置５の作動により、エッジ抽出処理を行った結果を図３に示す。本実施形態に係る液面検出装置１により取得された画像は、液面位置において上下に明暗の差がはっきりと現れているので、図３に示すようにエッジ抽出処理によって、液面を明確に抽出することができる。その後、所定のしきい値に基づいて２値化処理をすることにより、図４に示されるように２値化画像が取得される。このように、本実施形態に係る液面検出装置１および液面検出方法によれば、半透明のチップ２内の透明な液体の液面位置を明確に検出することができるという効果がある。
【００４０】
図５に、比較例として、チップ２を挟んで正反対に光源３とカメラ４とを配置した従来の液面検出方法による画像例を示す。光源３の大きさにも依存するが、図５の場合には、液面位置における上限の明暗の差が明確ではなく、エッジ抽出および２値化処理によっても液面位置を正確に抽出することは困難であることがわかる。
【００４１】
このように構成された本実施形態に係る液面検出装置１および液面検出方法によれば、液層と気層とを明確に異なる明暗パターンの画像として取得することができる。したがって、液層が気層（泡）によって分離されてしまっている場合においても、図６に示されるように、明暗パターンの異なる画像として、それぞれの気層および液層を把握することが可能となる。これに対して、従来の方法によれば、図７に示されるように、気層と液層とを区別できないという不都合がある。
【００４２】
また、気層内に液膜が形成されている場合においても、本実施形態に係る液面検出装置１および液面検出方法によれば、図８に示されるように、気層と液層とを異なる明暗パターンを有する画像として取得することで明確に区別することができる。これに対して、気層と液層とを同様の明暗パターンとしてしか検出できない従来の方法では、図９に示されるように液膜を液面位置として誤検出してしまうことも考えられる。
【００４３】
なお、本実施形態の説明においては、液面検出装置１および液面検出方法について説明したが、例えば、光源３およびカメラ４に対してチップ２の鉛直方向位置が常に一定である場合には、本実施形態に係る液面検出装置１により検出した液面位置情報を用いて、チップ２内に収容されている液体の収容量を算出することができる。
【００４４】
したがって、本実施形態に係る液面検出装置１を備えた液量検出装置によれば、チップ２内に収容されている液体量を精度よく検出することができる。また、本実施形態に係る液面検出装置１を備えた分注装置によれば、チップ２内に収容されている液体量を正確に把握することで、正確な量の液体の吸引および分注を行うことができるという利点がある。
【００４５】
また、本実施形態においては、光源３からの光軸に対して、カメラ４を水平方向に傾斜させることで、カメラ４から見て、水平方向に輝度の異なる光が照射されることとしたが、これに代えて、光源３において水平方向の輝度を変化させるように設定してもよい。
具体的には、拡散板８の透明度を水平方向に変化させたり、チップ２と点７との間にチップ２の径方向の左右いずれか半分への光の入射を遮るような遮蔽板（図示略）を配置したりすればよい。
【００４６】
次に、本発明の一実施形態に係る液量検出装置１０および液量検出方法について、図１０〜図１４を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る液面検出装置１と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態に係る液量検出装置１０は、図１０に示されるように、透明な液体を収容する半透明のチップ（容器）２を挟んで光源３とは正反対に配置された第１のカメラ１１をさらに備えている。ここでは、第１の実施形態において説明した前記カメラ４を第２のカメラ４という。
本実施形態に係る液量検出装置１０は、チップ２が目盛（図１１参照）を備えている場合に適用される。
【００４８】
このように構成された本実施形態に係る液量検出装置１０の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る液量検出装置１０を用いてチップ２内の液量を検出するには、点光源７を点灯させることにより、点光源７から発せられた光が拡散板８によって拡散され、有限の広がりを有する均一な光の束としてチップ２の側面に照射される。チップ２および液体が半透明および透明であるので、光源３から照射された光はチップ２および液体を透過する。
【００４９】
第１のカメラ１１は、点光源７の光軸Ｃ２上に、チップ２を挟んで点光源７と対向する位置に配置されているので、光源３から発せられチップ２をほぼ真っ直ぐに透過した光が撮影される。この場合に、チップ２には、拡散板８により拡散されたほぼ均一な光が照射されているので、チップ２内の液層と気層とにおいて屈折率が異なっても、第１のカメラ１１により取得される画像においては液層と気層とがほぼ同じ明度の画像として取得される。その結果、第１のカメラ１１によっては液面位置が識別困難な状態となる一方、チップ２に形成されている目盛は、図１１に示されているように、影となって画像内に現れる。
【００５０】
したがって、第１のカメラ１１により取得された画像を、画像処理装置５の作動により、上下の画素の輝度値の差分を計算するエッジ抽出処理にかけることによって、図１２に示されるように、チップ２の目盛が明確に検出されることになる。
【００５１】
一方、第２のカメラ４は、上記第１の実施形態において説明した通り、図１３に示されるように、液面位置を明確に識別可能な画像を取得することができる。この場合に、目盛の位置においてはチップ２内は液層または気層のいずれかであって変化しないので、取得される画像においては目盛の上下の明度は同等である。したがって、図１４に示されるように、エッジ抽出処理後の画像においても、画像が明るい領域のみにおいて目盛が短い直線状の影として画像内に現れるのみであり、他の傷の画像等と同様にノイズとして除去することができる。
【００５２】
このように、本実施形態に係る液量検出装置１０によれば、チップ２に設けられた目盛の位置およびチップ２内に収容されている液体の液面位置を正確に検出できるので、これらの検出結果に基づいて、チップ２内の液量を精度よく検出することができる。
この場合において、チップ２内の液量の検出に際し、チップ２に設けられている目盛を基準とするので、液量検出装置１０に対してチップ２の上下方向位置が精度よく位置決めされなくても、液量を精度よく検出することができる。
また、本実施形態に係る液量検出装置１０を分注装置に搭載することにより、分注量を精密に管理することができる。
【００５３】
なお、本実施形態においては、光源のほぼ光軸上に配置される第１のカメラ１１と、傾斜した位置に配置される第２のカメラ４という２つのカメラ４，１１を設け、チップ２の側面画像を同時に取得することとしたが、これに代えて、単一のカメラを光源のほぼ光軸上位置と傾斜位置とに移動させて、順次画像を取得することとしてもよい。また、単一のカメラを固定し、光源をチップ２の周方向に異なる位置に移動させることとしてもよい。
【００５４】
また、上記各実施形態においては、容器として分注装置に使用する半透明のチップ２を例示したが、これに代えて、他の任意の透明容器あるいは半透明容器内の液面検出あるいは液量検出に適用することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る液面検出装置を模式的に示す平面図である。
【図２】図１の液面検出装置により取得されたチップ側面の実画像例を示す写真である。
【図３】図２の実画像をエッジ抽出処理した画像例を示す図である。
【図４】図３の画像を２値化処理した画像例を示す図である。
【図５】図２の比較例としての従来の液面検出装置により取得されたチップ側面の実画像例を示す写真である。
【図６】図１の液面検出装置により取得された複数の液層と気層とが交互に設けられているチップ側面の実画像例を示す写真である。
【図７】図６の比較例としての従来の液面検出装置により取得されたチップ側面の実画像例を示す写真である。
【図８】図１の液面検出装置により取得された気層内に液膜が形成されているチップ側面の実画像例を示す写真である。
【図９】図８の比較例としての従来の液面検出装置により取得されたチップ側面の実画像例を示す写真である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る液量検出装置を模式的に示す平面図である。
【図１１】図１０の液量検出装置の第１のカメラにより撮影された、目盛を有するチップ側面の実画像例を示す写真である。
【図１２】図１１の実画像をエッジ抽出処理した画像例を示す図である。
【図１３】図１０の液量検出装置の第２のカメラにより撮影された、目盛を有するチップ側面の実画像例を示す写真である。
【図１４】図１３の実画像をエッジ抽出処理した画像例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｃ１  光軸
１  液面検出装置
２  チップ（容器）
３  光源
４  カメラ（撮影装置：第２の撮影装置）
５  画像処理装置
１１  第１のカメラ（第１の撮影装置））
【図１】
2006300875.tif 000003
【図２】
2006300875.tif 000004
【図３】
2006300875.tif 000005
【図４】
2006300875.tif 000006
【図５】
2006300875.tif 000007
【図６】
2006300875.tif 000008
【図７】
2006300875.tif 000009
【図８】
2006300875.tif 000010
【図９】
2006300875.tif 000011
【図１０】
2006300875.tif 000012
【図１１】
2006300875.tif 000013
【図１２】
2006300875.tif 000014
【図１３】
2006300875.tif 000015
【図１４】
2006300875.tif 000016