(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明手段により光透過性の容器に注入された光透過性の液体に光を照射して、該照明手段と該容器を挟んで対向する位置に設けられた撮像手段により前記液体を撮像し、
画像処理手段により、前記撮像手段から出力される前記液体の原画像データを輝度が所定の閾値以上である第１レベルと該閾値未満である第２レベルに２値化して２値画像データを作成して、該２値画像データに所定サイズ以上の該第２レベルの連結成分が存在するか否かを確認することによって、前記液体中の異物を検出する液中異物の検出方法において、
前記容器中の液体への光の照射を、前記容器を挟んで前記撮像手段と対向した前記照明手段のみによって行い、
前記照明手段の照度を調整することによって、前記照明手段から前記液体中の気泡を介して前記撮像手段に入光される光量を、前記照明手段から照射された光が該気泡の周囲から該気泡の中心方向に回り込んで該気泡の外周部分の輝度が前記閾値以上となり、前記２値画像データに該気泡に応じた前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れなくなるように設定したことを特徴とする液中異物の検出方法。
【請求項２】
照明手段により光透過性の容器に注入された光透過性の液体に光を照射して、該照明手段と該容器を挟んで対向する位置に設けられた撮像手段により前記液体を撮像し、
画像処理手段により、前記撮像手段から出力される前記液体の原画像データを輝度が所定の閾値以上である第１レベルと該閾値未満である第２レベルに２値化して２値画像データを作成して、該２値画像データに所定サイズ以上の該第２レベルの連結成分が存在するか否かを確認することによって、前記液体中の異物を検出する液中異物の検出方法において、
前記容器中の液体への光の照射を、前記容器を挟んで前記撮像手段と対向した前記照明手段のみによって行い、
前記撮像手段の絞りを調節することによって、前記照明手段から前記液体中の気泡を介して前記撮像手段に入光される光量を、前記照明手段から照射された光が該気泡の周囲から該気泡の中心方向に回り込んで該気泡の外周部分の輝度が前記閾値以上となり、前記２値画像データに該気泡に応じた前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れなくなるように設定したことを特徴とする液中異物の検出方法。
【請求項３】
照明手段により光透過性の容器に注入された光透過性の液体に光を照射して、該照明手段と該容器を挟んで対向する位置に設けられた撮像手段により前記液体を撮像し、
画像処理手段により、前記撮像手段から出力される前記液体の原画像データを輝度が所定の閾値以上である第１レベルと該閾値未満である第２レベルに２値化して２値画像データを作成して、該２値画像データに所定サイズ以上の該第２レベルの連結成分が存在するか否かを確認することによって、前記液体中の異物を検出する液中異物の検出方法において、
前記容器中の液体への光の照射を、前記容器を挟んで前記撮像手段と対向した前記照明手段のみによって行い、
前記照明手段の照度と前記撮像手段の絞りを調節することによって、前記照明手段から前記液体中の気泡を介して前記撮像手段に入光される光量を、前記照明手段から照射された光が該気泡の周囲から該気泡の中心方向に回り込んで該気泡の外周部分の輝度が前記閾値以上となり、前記２値画像データに該気泡に応じた前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れなくなるように設定したことを特徴とする液中異物の検出方法。
【請求項４】
前記照明手段は、６００ｎｍ以上の波長の光を発光することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の液中異物の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液中に混入した異物を検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液状の医薬品が注入されたガラス瓶やプラスチック容器等の製品は、クリーンルームで製造される。したがって、製品中に異物が混入することは殆どないが、ごく稀に作業員の毛髪、製造装置等の金属片や繊維が混入する場合がある。そして、これらの異物は製品品質上問題を生じるので、異物が発見されたときには、これを排除する処理が行われており、近年では画像処理装置を使用した自動検査が導入されている。
【０００３】
そして、画像処理装置を使用した異物の検出は、一般に、液体の撮像データを２値化して連結成分を抽出し、所定サイズ以上の連結成分が存在するか否かを判定することによって行われる。そのため、液中に気泡が存在し、２値化したときに該気泡に応じて前記所定サイズ以上の連結成分が抽出されたときには、該気泡を異物と誤認して、良品を不良品と判定するいわゆる良品錯誤が生じてしまう。
【０００４】
そこで、異物の検査を行なう前に、液体が注入された容器を回転させて気泡を除去する処理等が行なわれているが、この処理では大きな気泡は除去されるが異物と同程度の小さな気泡を除去することが難しかった。
【０００５】
そのため、検査工程において、液中の気泡を異物と誤認する良品錯誤が生じ、生産効率が低下する場合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、液中の気泡と異物を区別して、異物のみを検出することができる液中異物の検出方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、照明手段により光透過性の容器に注入された光透過性の液体に光を照射して、該照明手段と該容器を挟んで対向する位置に設けられた撮像手段により前記液体を撮像し、画像処理手段により、前記撮像手段から出力される前記液体の原画像データを輝度が所定の閾値以上である第１レベルと該閾値未満である第２レベルに２値化して２値画像データを作成して、該２値画像データに所定サイズ以上の該第２レベルの連結成分が存在するか否かを確認することによって、前記液体中の異物を検出する液中異物の検出方法の改良に関する。
【０００８】
本願発明者らは、上記目的を達成するために各種検討を重ねた結果、詳細は後述するが、前記光透過性の液体中に外周がほぼ等しい異物と気泡とが存在する場合に、前記照明手段の照度又は前記撮像手段への入光量を調節することによって、該気泡に応じて前記２値画像データに現れる前記第２レベルの連結成分のサイズを前記所定サイズよりも小さくし、且つ、該異物に応じて前記２値画像データに現れる前記第２レベルの連結成分のサイズを前記所定サイズ以上とすることができることを知見した。
【０００９】
そこで、本発明の第１の態様は、前記容器中の液体への光の照射を、前記容器を挟んで前記撮像手段と対向した前記照明手段のみによって行い、前記照明手段の照度を調整することによって、前記照明手段から前記液体中の気泡を介して前記撮像手段に入光される光量を、前記照明手段から照射された光が該気泡の周囲から該気泡の中心方向に回り込んで該気泡の外周部分の輝度が前記閾値以上となり、前記２値画像データに該気泡に応じた前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れなくなるように設定したことを特徴とする。
【００１０】
かかる本発明によれば、前記照明手段の照度を、前記気泡に対して前記２値画像データに前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れないように設定したときに、前記異物に対しては前記２値画像データに前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れるようにすることができる。これにより、前記気泡が前記異物と誤認されることを防止することができる。
【００１１】
また、本発明の第２の態様は、前記容器中の液体への光の照射を、前記容器を挟んで前記撮像手段と対向した前記照明手段のみによって行い、前記撮像手段の絞りを調節することによって、前記照明手段から前記液体中の気泡を介して前記撮像手段に入光される光量を、前記照明手段から照射された光が該気泡の周囲から該気泡の中心方向に回り込んで該気泡の外周部分の輝度が前記閾値以上となり、前記２値画像データに該気泡に応じた前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れなくなるように設定したことを特徴とする。
【００１２】
かかる本発明によれば、前記入光量を、前記気泡に対して前記２値画像データに前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れないように設定したときに、前記第１の態様と同様に、前記異物に対しては前記２値画像データに前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れるようにすることができる。
【００１３】
また、本発明の第３の態様は、前記容器中の液体への光の照射を、前記容器を挟んで前記撮像手段と対向した前記照明手段のみによって行い、前記照明手段の照度と前記撮像手段の絞りを調節することによって、前記照明手段から前記液体中の気泡を介して前記撮像手段に入光される光量を、前記照明手段から照射された光が該気泡の周囲から該気泡の中心方向に回り込んで該気泡の外周部分の輝度が前記閾値以上となり、前記２値画像データに該気泡に応じた前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れなくなるように設定したことを特徴とする。
【００１４】
かかる本発明によれば、前記入光量と前記照明手段の照度とを、前記気泡に対して前記２値画像データに前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れないように設定したときに、前記第１の態様及び前記第２の態様と同様に、前記異物に対しては前記２値画像データに前記所定サイズ以上の前記第２レベルの連結成分が現れるようにすることができる。
【００１５】
また、上述した前記照明手段の照度の設定や前記撮像手段の入光量の設定を行なった場合、詳細は後述するが、前記２値画像データにおける気泡に応じた前記第２レベルの連結成分のサイズが減少すると共に、異物に応じた前記第２レベルの連結成分のサイズも減少する。
【００１６】
そのため、前記液中に前記所定サイズよりも若干大きい異物が存在していたときに、このように該異物に応じた前記第２レベルの連結成分のサイズが減少して前記所定値未満となると、本来異物として検出されるべきものが検出されなくなってしまうという不都合がある。
【００１７】
そして、かかる不都合を解消するべく検討を重ねた結果、本願発明者らは、前記照明手段が発光する光の波長を６００ｎｍ以上とすることにより、前記原画像データにおける異物のコントラストが上がることを知見した。
【００１８】
そこで、前記第１の態様から前記第３の態様において、前記照明手段から発光される光の波長を６００ｎｍ以上として、前記原画像データにおける異物のコントラストを上げることによって、前記２値画像データにおける該異物に応じた前記第２レベルの連結成分のサイズの減少を抑制することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例を図１〜図６を参照して説明する。図１は本発明の液中異物の検出方法を使用する検査装置の全体構成図、図２は図１に示した検査装置による画像処理の説明図、図３は図１に示した液体中に存在する気泡の影響を排除する処理の説明図、図４は図１に示した液体中に存在する異物のコントラストを上げる処理の説明図、図５〜図６は図１に示した検査装置による液中異物の検査の実行フローチャートである。
【００２０】
図１を参照して、本実施の形態の検査装置は、光透過性のシリンジ１（本発明の容器に相当する）に注入された光透過性の液体２内に混入した異物３の有無を検査するためのものであり、液体２に光を照射する照明器４（本発明の照明手段に相当する）、照明器４とシリンジ１を挟んで対向する位置に設けられた４台のカメラ５（５ａ〜５ｄ，本発明の撮像手段に相当する）、カメラ５から出力される液体２の原画像データを入力して異物３の検出処理を行なう画像処理装置６（本発明の画像処理手段に相当する）を備える。
【００２１】
また、シリンジ１は台７にセットされ、照明器４には波長６００ｎｍ以上の光のみを透過させる赤色フィルタ８が取付けられ（この場合、照明器４と赤色フィルタ８とにより本発明の照明手段が構成される）、画像処理装置６にはモニタ９が接続されている。
【００２２】
図２を参照して、画像処理装置６は、カメラ５から出力されるアナログの原画像データ２０を入力して８ビットのＡ／Ｄ変換を行い、各画素の輝度が０〜２５５段階で表される多値画像データ２１を得る。そして、多値画像データ２１の各画素の輝度（Ｖ＿ｓｉｇ）を所定の閾値（Ｔｈ）と比較し、輝度（Ｖ＿ｓｉｇ）が閾値（Ｔｈ）以上であったときは該画素のデータを「１」（本発明の第１レベルに相当する）とし、輝度（Ｖ＿ｓｉｇ）が閾値（Ｔｈ）未満であったときには該画素のデータを「０」（本発明の第２レベルに相当する）とするいわゆる２値化処理を行なって（図中２２）、２値画像データ２３を作成する。
【００２３】
ここで、シリンジ１内の液中に異物３が存在する場合、該異物３は照明器４からの光を透過しないので輝度（Ｖ＿ｓｉｇ）が低くなるため、上述した２値化処理を行なうと該異物３に応じた画素は「０」となる。そのため、前記「１」を「白」、前記「０」を「黒」として表示すると、異物３に応じた画素部分は「黒」で表示される（図中２５）。
【００２４】
そして、画像処理装置６は、２値画像データ２３から、「０」の画素が互いに連結した一つの塊である連結成分（以下、単に「連結成分」という）を、２値画像データ２３から抽出し、抽出した各連結成分にラベリングを行なう。本実施の形態では、ラベリングを行なった連結成分のサイズ（水平方向の長さ、垂直成分の長さ、面積）を配列Ｌ［ｉ］（ｉ＝１，２，・・・）に収容する。
【００２５】
このように、２値化処理を行なうことによって、液中の異物３に応じた連結成分２５を抽出することができる。そして、画像処理装置６は、異物３に応じた連結成分２５のサイズが、異物を検知するための所定の基準値（本発明の所定サイズに相当する）を超えていたときに、液中に異物が混入していると検知することができる。
【００２６】
しかし、液中に気泡が存在する場合には、気泡の外周部分は光を透過せずに輝度が低くなるため、２値化処理を行なったときに、該気泡に応じた連結成分も抽出される。
【００２７】
そして、気泡に応じた連結成分のサイズが前記基準値を超えると、画像処理装置６は該気泡を異物と誤検知してしまう。そこで、本実施の形態では、このような誤検知がなされることを防止するため、照明器４の照度と、カメラ５の絞りを調整（本発明の入光量の調節に相当する）して、気泡に応じた前記基準値以下のサイズを有する連結成分が抽出されないようにしている。以下、図３〜図４を参照して、この照明器４の照度とカメラ５の絞りの調整について説明する。
【００２８】
図３（ａ）は、液中に気泡３１と異物３２が存在する場合の多値画像データ３０のモニタ９（図１参照）への表示画面を示している。この場合、多値画像データ３０において気泡３１を消して異物３２だけを残すようにすれば、２値化処理を行なったときに異物３２に応じた連結成分のみを抽出することができる。
【００２９】
そこで、本実施の形態では、照明器４の照度とカメラ５の絞りを調整して、照明器４から気泡３１を介してカメラ５に入光される光量を、図３（ｂ）に示したように、照明器４から照射された光３５が気泡３１の周囲から該気泡３１の中心方向に回り込んで気泡３１の外周部分の輝度が増加し、２値化処理を行なったときに気泡３１の外周部分が「１」レベルとなるように設定する。
【００３０】
このように、気泡３１の外周部分が「１」となるようにカメラ５に入光される光量を設定した場合、気泡の内側部分は光を透過しているため輝度が高く「１」レベルであるので、気泡３１に応じた「０」レベルの連結成分は抽出されないことになる。一方、異物３２の周囲から該異物３２の中心方向にも照明器４から照射された光３６が回り込むが、異物３２の場合は内側部分が光を遮断していて輝度が低いので、２値化処理を行なったときに内側部分は「０」となる。そのため、異物３２に応じた連結成分のサイズは多少減少するが、完全に消失することはない。
【００３１】
そのため、画像処理装置６は、気泡３１の影響を排除して、２値画像データから異物３２に応じた連結成分のみを抽出することができる。なお、気泡３１に応じた「０」レベルの連結成分が完全に消えなかった場合であっても、２値化処理を行なって抽出された気泡３１の残存部分に応じた連結成分のサイズが前記基準値未満であれば、異物３２と区別して排除することができる。
【００３２】
このように、照明器４の照度とカメラ５の絞りを調節してカメラ５への入光量を適切に設定する（以下、この設定処理を「光量設定処理」という）ことにより、気泡３１の影響を排除して、異物３２の有無を検知することができる。しかし、異物３２の大きさが前記基準値よりも若干大きい程度のときには、光量設定処理により該異物の外周部の輝度が高くなって、２値化処理を行なったときに抽出される該異物に応じた「０」レベルの連結成分のサイズが前記基準値よりも小さくなってしまうことがあり得る。そしてこの場合には、該異物３２が検出されなくなってしまう。
【００３３】
そこで、本実施の形態では、照明器４の前面に波長６００ｎｍ以上の光のみを透過させる赤色フィルタ８を設けている。このように、赤色フィルタ８を設けて液体２に照射する光の波長を制限することにより、図４（ａ）に示したように、上述した光量設定処理により周囲が減少した異物３２のコントラストを上げ、図４（ｂ）に示したように、異物３２の外周部分の減少を抑制することができる。
そして、これにより、２値化処理により抽出される異物３２に応じた連結成分のサイズが減少することを抑制することができる。
【００３４】
次に、図５〜図６に示したフローチャートに従って、本実施の形態における画像処理装置６による液中異物の有無の検査の実行手順について説明する。
【００３５】
画像処理装置６は、図５のＳＴＥＰ１で４台のカメラ５（５ａ〜５ｄ，図１参照）から出力される液体２の画像を取り込み、ＳＴＥＰ２で、上述したＡ／Ｄ変換により生成された多値画像データ２１（図２参照）に対して輪郭強調、ノイズ除去等の前処理を行なう。
【００３６】
続くＳＴＥＰ３で、画像処理装置６は、多値画像データ２１（図２参照）に２値化処理を施して２値画像データ２３（図２参照）を生成し、ＳＴＥＰ４で、２値画像データ２３に存在する連結成分を抽出してラベリングを行なう。
【００３７】
ＳＴＥＰ５以降は、抽出された連結成分の中に異物に該当するものがあるか否かを検出するための処理であり、画像処理装置６は、先ず、抽出された連結成分の個数をＳＴＥＰ５で変数ｎにセットし、ＳＴＥＰ６でカウンタ変数ＣＮＴをクリアし、ＳＴＥＰ７でループ変数ｉに１をセットする。
【００３８】
そして、画像処理装置６は、続く図６のＳＴＥＰ８〜ＳＴＥＰ１０のループにより、ループ変数ｉをカウントアップしながら（ＳＴＥＰ３０）、各連結成分Ｌ[ｉ］（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）に対して、ＳＴＥＰ８で連結成分のサイズ（幅、高さ、面積）を測定し、ＳＴＥＰ９で測定したサイズが基準値（例えば、幅２以下 ｏｒ 高さ２画素以下ｏｒ 面積３画素以下）を満たしているか否かを判定する。
【００３９】
連結成分Ｌ［ｉ］のサイズが前記基準値を満たしていないとき（ＮＧ）は、ＳＴＥＰ９からＳＴＥＰ２０に分岐してカウンタ変数ＣＮＴがカウントアップされる。そして、ＳＴＥＰ１０でループ変数ｉの値が連結成分の個数ｎに達したときに、ループを抜けてＳＴＥＰ１１に進む。
【００４０】
画像処理装置６は、ＳＴＥＰ１１でカウンタ変数ＣＮＴの値が所定の異物の許容個数を超えていたときはＳＴＥＰ４０に分岐してモニタ９（図１参照）に「検査ＮＧ」を表示し、カウンタ変数ＣＮＴの値が該許容個数以下であったときにはＳＴＥＰ１２に進んでモニタ９に「検査ＯＫ」を表示して検査を終了する。
【００４１】
なお、本実施の形態では、照明器４の照度とカメラ５の絞りを調節することによって前記光量設定処理を行なったが、いずれか一方のみを調節することにより前記光量設定処理を行なってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液中異物の検出方法を使用する検査装置の全体構成図。
【図２】図１に示した画像処理装置による画像処理の説明図。
【図３】気泡が消える様子を示した説明図。
【図４】異物のコントラストが上がる様子を示した説明図。
【図５】液中異物の検査の実行フローチャート。
【図６】液中異物の検査の実行フローチャート。
【符号の説明】
１…シリンジ、２…液体、３…異物、４…照明器、５…カメラ、６…画像処理装置、７…台、８…赤色フィルタ、９…モニタ
【図１】
0004580122.tif 000002
【図２】
0004580122.tif 000003
【図３】
0004580122.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004580122.tif 000006
【図６】
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