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JP-2026077589-A - 外観検査装置、外観検査方法、および被検体の製造方法

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Abstract

【課題】収容体の外観に関する検査精度を向上させることが可能な外観検査装置、外観検査方法および被検体の製造方法を提供する。 【解決手段】外観検査装置は、被検体が収容された収容体の外観を撮像し、その撮像結果に基づいて収容体の外観に関する検査を行う。外観検査装置は、筐体と第１照明部と第２照明部と撮像部とを備える。筐体には、撮像口が形成される。第１照明部は、筐体内に設けられ、撮像口側の反射面に向けて第１照明光を照射する。第２照明部は、筐体内において第１照明部よりも撮像口に近い位置に設けられ、撮像口側に向けて第２照明光を照射する。撮像部は、撮像口を介して、第２照明部の撮像口側に載置された収容体の外観を撮像する。第１照明部により照射された第１照明光は、反射面で拡散反射し、収容体に照射される。第２照明部により照射された第２照明光は、収容体を透過し、撮像部に受光される。 【選択図】図４

Inventors

  • 中竹 拓馬
  • 有安 果歩
  • 江田 幸雄

Assignees

  • デンカ株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20251015
Priority Date
20241025

Claims (9)

  1. 被検体が収容された収容体の外観を撮像し、その撮像結果に基づいて前記収容体の外観に関する検査を行う外観検査装置であって、 筐体と第１照明部と第２照明部と撮像部とを備え、 前記筐体には、撮像口が形成され、 前記第１照明部は、前記筐体内に設けられ、前記撮像口側の反射面に向けて第１照明光を照射し、 前記第２照明部は、前記筐体内において前記第１照明部よりも前記撮像口に近い位置に設けられ、前記撮像口側に向けて第２照明光を照射し、 前記撮像部は、前記撮像口を介して、前記第２照明部の前記撮像口側に載置された前記収容体の外観を撮像し、 前記第１照明部により照射された前記第１照明光は、前記反射面で拡散反射し、前記収容体に照射され、 前記第２照明部により照射された前記第２照明光は、前記収容体を透過し、前記撮像部に受光される、 外観検査装置。
  2. 請求項１に記載の外観検査装置であって、 前記筐体は、その上部に前記撮像口が形成され、 前記第１照明部は、前記筐体の内部上方に向けて前記第１照明光を照射し、 前記第２照明部は、前記筐体部内において前記第１照明部よりも上方に設けられ、前記筐体の内部上方に向けて前記第２照明光を照射し、 前記撮像部は、前記筐体の上方に設けられ、前記撮像口を介して、前記第２照明部の上方に載置された前記収容体の外観を撮像する、 外観検査装置。
  3. 請求項２に記載の外観検査装置であって、 前記第１照明部は、前記筐体内において、前記第２照明部の左方および右方に設けられる、 外観検査装置。
  4. 請求項１または請求項２に記載の外観検査装置であって、 前記反射面は、平面を有する、 外観検査装置。
  5. 請求項１または請求項２に記載の外観検査装置であって、 前記反射面は、曲面を有する、 外観検査装置。
  6. 請求項１または請求項２に記載の外観検査装置であって、 搬送部と開閉部とをさらに備え、 前記搬送部は、前記筐体に形成された搬送口を介して、前記筐体の外側から前記第２照明部の前記撮像口側の載置位置まで前記収容体を搬送し、 前記開閉部は、前記搬送部による前記収容体の搬送時に、前記搬送口を開け、前記撮像部による撮像時に、前記搬送口を閉める、 外観検査装置。
  7. 被検体が収容された収容体の外観を撮像し、その撮像結果に基づいて前記収容体の外観を検査する外観検査方法であって、 第１照明ステップと第２照明ステップと撮像ステップとを有し、 前記第１照明ステップでは、第１照明部により、筐体内において、前記筐体に形成された撮像口側の反射面に向けて第１照明光を照射し、 前記第２照明ステップでは、前記筐体内において前記第１照明部よりも前記撮像口に近い位置に設けられた第２照明部により、前記撮像口側に向けて第２照明光を照射し、 前記撮像ステップでは、撮像部により、前記撮像口を介して、前記第２照明部の前記撮像口側に載置された前記収容体の外観を撮像し、 前記第１照明部により照射された前記第１照明光は、前記筐体内の反射面で反射し、前記収容体に照射され、 前記第２照明部により照射された前記第２照明光は、前記収容体を透過し、前記撮像部に受光される、 外観検査方法。
  8. 請求項１または請求項２に記載の外観検査装置を用いて、被検体を製造する被検体の製造方法。
  9. 請求項７に記載の外観検査方法を用いて、被検体を製造する被検体の製造方法。

Description

本発明は、外観検査装置、外観検査方法、および被検体の製造方法に関する。 医療現場で使用される綿棒のうち滅菌綿棒は１本ずつ包装されており、包装後に滅菌処理を施したものがある。滅菌綿棒は、数十μｍ厚みの透明樹脂シート（ポリエチレンやポリプロピレン等）をブリスター成型し、複数の窪みを形成させ、その窪みの１つ１つに対して１本の綿棒を収納する。この状態で、透明樹脂シートの上方に滅菌紙を供給し、加熱することによって熱圧着処理し、包装する。窪み部分以外については、透明樹脂シートと滅菌紙とが熱圧着され、綿棒が収納された窪み部分については、密封される。透明樹脂シートの厚みは薄く、窪み部分の形状は押圧によって容易に変化するものである。密封包装が行われた後、蒸気やガンマ線照射といった滅菌処理が施される。 密封包装済の滅菌綿棒は、例えば、以下の通りである。すなわち、透明樹脂シートに対し、１０個の窪みが等間隔で配置され、それぞれの窪み１つに対し１本の綿棒が収納され、滅菌紙と熱圧着されている。透明樹脂シートと滅菌紙との熱圧着後、窪みと窪みの間には、ミシン目が配されており、１本ずつ分割可能に構成されている。 ところで、透明樹脂シートと滅菌紙が熱圧着された未開封状態において、綿棒の接着剤やインクカス由来と考えられる黒点汚れ、生体由来の異物である繊維、毛髪の他、昆虫の混入、綿棒の性能に影響を及ぼす綿球汚れ・挟み込み・成形不良等の致命的な欠陥を検出するため、目視による外観・異物検査が行われている。例えば１０本の綿棒を収納したおおよそＡ４サイズのものを収容体として検査対象としている。 目視検査においては、検査員の体調・年齢、周囲環境、疲労度などにより異物や欠陥の検知能力が変化する。また綿棒の検査数量の増加に伴い検査員の増員を必要とすることから、検査員が増えれば増えるほど能力や品質を一定レベルに保つのは困難であること（品質バラツキ）の他、高コストになるという問題がある。 また一方で、包装材の課題もあり、透明樹脂シートは塑性変形することから同じ状態を維持するものではなく、また、形状が個々に異なる一定形状ではない。そのため、滅菌済綿棒の透明樹脂シート面から反射光により撮像する場合、透明樹脂シート面にはランダムに光の反射面が存在し、その部分については、撮像装置で内部が視認できず、滅菌紙面側からの撮像においては、透過性が悪く、全体的に視認できないという問題がある。 上記の問題点を解決するために、目視に頼らない検査方法の選択（自動化、機械化）が望まれている。ここで、必ずしも滅菌綿棒を検査対象としているわけではないが異物検査装置としては様々な方法および装置が提案されている。ポリエチレンなどの透明樹脂フィルムと滅菌紙を主要部材とする包装容器１つに対し医療用綿棒が１本包装された個別包装済の状態で検査する方法および装置構成について適用可能と考えられる方式は、例えば特許文献１に開示の技術が挙げられる。 特許文献１に開示の技術では、検査対象（チップＬＥＤ５０）内における異物の有無を検査する際、ドーム状の反射板を有した上部照明機構１０と、下部照明機構７との間に支持部材５および検査対象を配置する。そして、上部照明機構１０によって検査対象の表面側が照明されるとともに、下部照明機構７によって検査対象の裏面側が照明され、この状態で、当該検査対象の表面側の画像がカメラ６によって撮像される。 特開２０１２－１３４７４号公報 外観検査装置１の構成例を示すブロック図である。被検体（咽頭における検体採取用の滅菌綿棒３４）が収容された収容体３０の外観の例を示す図である。図３Ａは、外観検査装置１が備える筐体２０の構成を示す斜視図である。図３Ｂは、図３Ａから正面壁を取り除いた状態で、筐体２０の構成を示す斜視図である。外観検査装置１が備える筐体２０の構成例を示す図である。外観検査装置１が行う外観検査処理の一例を示すフローチャートである。 以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。 図１は、本発明の実施形態に係る外観検査装置１の構成例を示すブロック図である。外観検査装置１は、例えばＰＯＣＴ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｃａｒｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ）製品やＰＣＲ検査などの滅菌綿棒（咽頭または鼻腔における検体採取用）が収容された収容体（例えば、透明樹脂シートおよび滅菌紙）の外観を撮像し、その撮像結果に基づいて収容体の外観に関する検査を行う。なお、ＰＯＣＴ（臨床現場即時検査）は、例えば、新型コロナやインフルエンザなどに関し、小型読み取り機や迅速診断キット（検査１０回分が一箱に梱包される）などを用いて医療現場で行うリアルタイム検査である。本実施形態においては、綿棒を被検体の一例として説明するが、被検体はこれに限定されるものではなく、収容体に収容され外観検査が必要となる各種の製品に適用可能である。 図２は、滅菌済みの綿棒３４（咽頭における検体採取用）が収容された収容体３０の外観の例を示す図である。図２に示すように、収容体３０は、複数（例えば、１０）の包装体３２を有し、包装体３２間には、ミシン目が配されており、包装体３２を１つずつ分割可能に構成されている。各包装体３２には、一端側に綿球が設けられた１本の綿棒３４が収納されている。 本実施形態では、収容体３０の外観に関する検査精度を向上させることが可能な外観検査装置１、外観検査装置１による外観検査方法、およびこれらを用いた被検体の製造方法を提供する。 図１に示すように、外観検査装置１は、撮像部２、検査実行部３、記憶部４、表示部５、照明制御部６、第１照明部７、第２照明部８、搬送制御部９、搬送部１０、開閉制御部１１、開閉部１２、保持制御部１３、保持部１４および筐体２０を備える。 図３Ａ～図３Ｂは、外観検査装置１が備える筐体２０の構成例を示す図である。図３Ａは、筐体２０の構成を示す斜視図である。図３Ｂは、図３Ａから正面壁を取り除いた状態で、筐体２０の構成を示す斜視図である。図４は、筐体２０の構成を示す縦断面図である。 図３Ａ～図３Ｂおよび図４に示すように、筐体２０は、箱型形状を有し、その上部に例えば長方形状の撮像口２１が形成されている。 第１照明部７（例えば平板状照明、間接照明として機能）は、筐体２０内に設けられ、撮像口２１側の反射面２３に向けて第１照明光Ｌ１，Ｌ２（例えば、可視光）を照射する。本実施形態では、第１照明部７は、第１照明部７Ａと第１照明部７Ｂとから構成される。第１照明部７Ａは、第２照明部８の左方に設けられ、筐体２０の内部上方に向けて第１照明光Ｌ１を照射する。第１照明部７Ｂは、第２照明部８の右方に設けられ、筐体２０の内部上方に向けて第１照明光Ｌ２を照射する。なお、図４において、第１照明光Ｌ１，Ｌ２、および後述する第２照明光Ｌ３について、それらの主たる光路を模式的に表している。 本実施形態では、第１照明部７Ａ，７Ｂとしては、例えば、出力３０Ｗ、発光面サイズ３００ｍｍ×２８ｍｍのバータイプの白色ＬＥＤ照明装置（ＨＬＤＬ３－３００×２８ＤＦ－Ｗ：シーシーエス社製）を用いているが、これに限定されるものではなく、筐体２０の大きさや収容体３０（検査対象）によって出力、サイズ、光源波長が異なるものを選定することもでき、必要に応じて偏光板や光源指向性を変更して良い。 なお、第１照明部７から照射される第１照明光Ｌ１，Ｌ２の光波長は特に限定されるものではない。例えば、第１照明光Ｌ１，Ｌ２の光波長は、収容体３０（検査対象）に応じて選定されても良く、可視光域以外の波長域も併用して良く、特定の波長域に限定しても良い。 第２照明部８（例えば、バックライト照明、直接照明として機能）は、筐体２０内において第１照明部７（本実施形態では、第１照明部７Ａ，７Ｂ）よりも撮像口２１に近い位置に設けられ、撮像口２１側（具体的には、筐体２０の内部上方）に向けて第２照明光Ｌ３（例えば、可視光）を照射する。第２照明部８は、平板状の発光面を上方に向けて設置される照明装置であり、その発光面は収容体３０（検査対象）と同等サイズであり、発光面上に収容体３０を載置する検査台の役割も有する。なお、第２照明部８の発光面と収容体３０との間に、ガラス板などの光透過性が高い平板を検査台として設けても良い。 本実施形態では、第２照明部８としては、出力６６Ｗ、発光面サイズ２２４ｍｍ×１７０ｍｍの板状の白色ＬＥＤ照明装置（ＴＨ２－２２４×１７０ＳＷ：シーシーエス社製）を用いているが、これに限定されるものではなく、筐体２０の大きさや収容体３０（検査対象）によって出力、サイズ、光源波長が異なるものを選定することもでき、必要に応じて偏光板や光源指向性を変更して良い。 照明制御部６は、例えばＰＤ４－１２０２４シリーズの電源コントローラであり、第１照明部７および第２照明部８の照明動作（点灯動作や、目的に応じた調光動作）を制御する。照明制御部６は、第１照明部７および第２照明部８を制御し、撮像部２による撮像時に第１照明光Ｌ１，Ｌ２および第２照明光Ｌ３を同時に照射させる。なお、照明制御部６は、第１照明部７および第２照明部８への電源投入以降、安定するまでに一定時間を要するため、照度の安定性という観点から、第１照明光Ｌ１，Ｌ２および第２照明光Ｌ３を常時、照射させても良い。また、電源出力や筐体２０の構造、第１照明部７および第２照明部８による点灯時間、その他、搬送部１０の機構の影響などにより筐体２０内の温度が上昇する場合は、収容体３０の入れ替え時に冷風を供給したり排風したりするなど、照明温度の安定化や故障予防の措置を行っても良い。 撮像部２（例えば、カメラ）は、筐体２０の上方に設けられ、撮像口２１を介して、第２照明部８の撮像口２１側（具体的には、第２照明部８の上方）に載置された収容体３０の外観を撮像する。そして、撮像部２は、収容体３０の外観を撮像した撮像画像を検査実行部３に出力する。本実施形態では、撮像部２は、モノクロカメラであり、フレーム全体を一度に撮影するグローバルシャッター方式を採用している。なお、撮像部２として用いられるカメラの特性やスペックは特に限定されるものではなく、外観検査の具体的な用途に応じてカラーカメラ、モノクロカメラ等を選定することができる。 なお、撮像部２のカメラ解像度は、例えば収容体３０（検査対象）のサイズや、検知したい異物のサイズに応じて決定しても良く、複数の撮像部２を設けても良い。この場合、複数の撮像部２は、第１照明部７および第２照明部８から第１照明光Ｌ１，Ｌ２および第２照明光Ｌ３を常時、照射させ、同時に撮像しても良い。また、撮像口２１の形状やサイズは、撮像部２（カメラレンズ）の大きさや、撮像部２の数に応じて変更しても良い。 第１照明部７Ａ，７Ｂにより照射された第１照明光Ｌ１，Ｌ２は、反射面２３で拡散反射し、収容体３０に照射される。第２照明部８により照射された第２照明光Ｌ３は、収容体３０を透過し、撮像部２に受光される。第１照明部７Ａ，７Ｂにより照射された第１照明光Ｌ１，Ｌ２は、可視光であることが好ましい。例えば赤外光を透過しやすい異物が収容体３０に含まれる場合、赤外光の第１照明光Ｌ１，Ｌ２が反射面２３で拡散反射し収容体３０に照射されると、撮像部２で収容体３０を視認できず外観検査装置１で検査可能な異物の種類が限定されてしまうからである。 本実施形態では、反射面２３は、平面を有する。なお、反射面２３は、第１照明部７Ａ，７Ｂにより照射された第１照明光Ｌ１，Ｌ２を拡散反射して効率的に収容体３０に照射できれば、曲面を有しても良いし、平面および曲面の両方を有しても良い。反射面２３には、例えば白色など、第１照明光Ｌ１，Ｌ２の反射率が高い塗色が用いられることが好ましい。 搬送部１０は、例えば公知の搬送機構（ベルトコンベア）で