JP2011257236A

JP2011257236A - 検体認識装置

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Publication number: JP2011257236A
Application number: JP2010131305A
Authority: JP
Inventors: Masao Kurosu; 政雄黒須; Seiji Kobayashi; 政治小林; Tadao Takabe; 忠雄高部
Original assignee: SRL Inc
Current assignee: SRL Inc
Priority date: 2010-06-08
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2030-06-08
Also published as: JP5417262B2

Abstract

【課題】検体容器の形状と検体容器及び検体容器内の検体の色相を認識することにより、規格容器及び規格検体を正確に判定することができる検体認識装置を提供する。
【解決手段】検体ラックに立てられた検体容器の上部を撮影する第１撮影部１２と、前記第１撮影部により撮影した前記検体容器の部位よりも下部の所定の部位を撮影する第２撮影部１６と、前記第１撮影部により撮影された画像の画像データに基づいて前記検体容器の形状が規格容器の形状であるか否かを判定する第１判定部４０と、前記第２撮影部により撮影を行う場合に前記検体容器の背景を白色の背景または黒色の背景に変更する背景変更部４８と、前記第２撮影部により撮影された画像の画像データに基づいて前記検体容器及び前記検体容器内の検体の色相を判定する第２判定部４０とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、検体容器の形状と検体容器及び検体の色相を認識する検体認識装置に関するものである。

従来、検体入りの容器内の検体を検知する検体検知装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この検体検知装置によれば、検体入りの容器を撮影するカメラで撮影した画像の画像信号に基づいて容器内の検体の検体量を計測することができる。

特開２００４−２１２２１６号公報

しかし、上述の検体検知装置においては、検体撮影時に検体の背景色は考慮されておらず、検体の色と背景色が類似する場合に検体を正確に計測できないおそれがあった。

本発明の目的は、検体容器の形状と検体容器及び検体容器内の検体の色相を認識することにより、規格容器であるか否か及び規格検体であるか否かを正確に判定することができる検体認識装置を提供することである。

本発明の検体認識装置は、検体ラックに立てられた検体容器の上部を撮影する第１撮影部と、前記第１撮影部により撮影した前記検体容器の部位よりも下部の所定の部位を撮影する第２撮影部と、前記第１撮影部により撮影された画像の画像データに基づいて前記検体容器の形状が規格容器の形状であるか否かを判定する第１判定部と、前記第２撮影部により撮影を行う場合に前記検体容器の背景を白色の背景または黒色の背景に変更する背景変更部と、前記第２撮影部により撮影された画像の画像データに基づいて前記検体容器及び前記検体容器内の検体の色相を判定する第２判定部とを備えることを特徴とする。

また、本発明の検体認識装置は、前記第１撮影部及び前記第２撮影部を前記検体ラックに沿って移動させる移動部を備え、前記第１撮影部及び前記第２撮影部により前記検体ラックに立てられた複数の前記検体容器を順次撮影することを特徴とする。

また、本発明の検体認識装置は、前記第１判定部が前記検体容器の高さと前記検体容器の直径の少なくとも一方に基づいて前記検体容器が規格容器であるか否かを判定することを特徴とする。

また、本発明の検体認識装置は、前記第１判定部が前記検体容器の蓋の傾き及び浮き状態の少なくとも一つに基づいて前記検体容器が規格容器であるか否かを判定することを特徴とする。

また、本発明の検体認識装置は、前記第１判定部が前記検体容器にパラフィルムが巻きつけてあるか否かに基づいて前記検体容器が規格容器であるか否かを判定することを特徴とする。

また、本発明の検体認識装置は、前記第２判定部が前記背景変更部により前記検体容器の背景を白色の背景にした状態において前記第２撮影部により撮影された前記画像の画像データに基づいて前記検体容器及び前記検体容器内の検体の色相を判定することを特徴とする。

また、本発明の検体認識装置は、前記第２判定部が前記背景変更部により前記検体容器の背景を白色の背景にした状態において前記第２撮影部により撮影された前記画像の画像データに基づいて前記検体容器内の検体の溶血度を測定することを特徴とする。

また、本発明の検体認識装置は、前記第２判定部が前記背景変更部により前記検体容器の背景を黒色の背景にした状態において前記第２撮影部により撮影された前記画像の画像データに基づいて前記検体容器内の検体の乳び度を測定することを特徴とする。

また、本発明の検体認識装置は、前記検体ラックに立てられた前記検体容器に対して上方向からレーザー光を照射することにより前記検体容器までの距離を計測する計測部と、前記計測部により計測した結果に基づいて前記検体容器の蓋の有無を判定する蓋判定部とを備えることを特徴とする。

本発明の検体認識装置によれば、検体容器の形状と検体容器及び検体容器内の検体の色相を認識することにより、規格容器であるか否か及び規格検体であるか否かを正確に判定することができる。

実施形態に係る検体認識装置の外観を示す斜視図である。実施形態に係る検体認識装置の移動コンベアに載置された検体ラック及び２次元レーザー変位センサを示す斜視図である。実施形態に係る検体認識装置における２次元レーザー変位センサにより検出されたレーザー光の検出値を示す図である。実施形態に係る検体認識装置の背景板を示す図である。実施形態に係る検体認識装置の構成を示すブロック図である。実施形態に係る検体認識装置の処理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係る検体認識装置について説明する。図１は、実施形態に係る検体認識装置２の外観を示す斜視図である。検体認識装置２には、隣接する搬送コンベア４により搬送された検体ラック６を所定の位置に移動する移動コンベア７を備えた検体ラック載置部８、検体ラック載置部８に載置された検体ラック６に立てられている検体容器１０の上部を撮影する第１ＣＣＤカメラ１２、撮影の際に検体容器１０の上部を照明する第１照明部１４、検体ラック６に立てられている検体容器１０の下部を撮影する第２ＣＣＤカメラ１６、撮影の際に検体容器１０の下部を照明する第２照明部１８、検体容器１０に対して上方向からレーザー光を照射する２次元レーザー変位センサ２０、第２ＣＣＤカメラ１６により検体容器１０の下部を撮影する際の背景を構成する背景板２２（図４参照）が設けられている。なお、第１照明部１４は、第１支持部材２４を介して第１ＣＣＤカメラ１２の上部に取り付けられ、第２照明部１８は、第２支持部材２６を介して第２ＣＣＤカメラ１６の上部に取り付けられている。また、第１ＣＣＤカメラ１２及び第２ＣＣＤカメラ１６は、カメラ支持部２８に固定されており、カメラ支持部２８は検体ラック６の搬送方向に沿って移動する。従って、検体ラック６に立てられている複数の検体容器１０が第１ＣＣＤカメラ１２及び第２ＣＣＤカメラ１６により順次撮影される。

図２は、移動コンベア７に載置された検体ラック６及び２次元レーザー変位センサ２０を示す斜視図である。検体ラック６は、試験管型の検体容器１０を立てる検体収容部を一列に１０個備えた樹脂製の１０本ラックであり、検体容器１０が１０本立てられた状態で隣接する搬送コンベア４から検体ラック載置部８に移載される。なお、検体ラック６の第２ＣＣＤカメラ１６側の側面には、検体収容部ごとにスリット３０が設けられており、検体容器１０を検体ラック６に立てたままの状態で第２ＣＣＤカメラ１６により検体容器１０の下部を撮影することができる。また、２次元レーザー変位センサ２０は、検体ラック６が検体ラック載置部８に移載され、移動コンベア７により所定の位置まで移動される際に、レーザー光照射部３２から検体容器１０の上部に対してレーザー光を照射し、検体容器１０において反射したレーザー光をレーザー光検出部３６により検出して検体容器１０の蓋３４の有無を判定する。

図３は、実施形態に係る検体認識装置２における２次元レーザー変位センサ２０により検出されたレーザー光の検出値を示す図である。２次元レーザー変位センサ２０のレーザー光照射部３２により照射されたレーザー光は、検体容器１０に蓋３４が取付けられている場合、蓋３４の表面で反射した後にレーザー光検出部３６において検出される。この場合、図３（ａ）に示すような矩形状の検出値が得られる。また、検体容器１０に蓋３４が取付けられていない場合、レーザー光は蓋３４の表面で反射せず、検体の表面で反射してレーザー光検出部３６において検出される。この場合、図３（ｂ）に示すように矩形の山の部分が凹んだ形の検出値が得られる。従って、この検出値に基づいてそれぞれの検体容器１０の蓋３４の有無が判定される。

図４は、実施形態に係る検体認識装置の背景板２２を示す図である。背景板２２は、金属やプラスチックからなる長方形の平面板であり、上半分の領域２２ａが白色、下半分の領域２２ｂが黒色に彩色されている。この背景板２２は、後述する背景変更部４８（図５参照）により上下に移動し、第２ＣＣＤカメラ１６により検体容器１０の下部を撮影する際の背景として、白色の背景、または黒色の背景のいずれか一つを設定する。

図５は、実施形態に係る検体認識装置２の構成を示すブロック図である。検体認識装置２はＣＰＵ４０を備え、ＣＰＵ４０には、第１ＣＣＤカメラ１２、第２ＣＣＤカメラ１６、撮影時にカメラ支持部２８を搬送方向に移動させるカメラ移動部４４、第１ＣＣＤカメラ１２及び第２ＣＣＤカメラ１６から出力された画像データを記憶する記憶部４５、第１照明部１４、第２照明部１８、検体ラック載置部８の移動コンベア７を移動させるコンベア移動部４６、２次元レーザー変位センサ２０、背景板２２を上下に移動させることにより背景を変更する背景変更部４８が設けられている。

次に、図６のフローチャートを参照して実施形態に係る検体認識装置２の処理について説明する。ここで、検体認識装置２においては、検体容器の判定及び検体の性状の判定において、検査順序が規格色の判定、溶血度の測定、乳び度の測定の順に指定されているものとして説明する。なお、この実施の形態においては、パラフィルムを検体容器の形状として取り扱う。

まず、ＣＰＵ４０は、背景変更部４８を制御して背景板２２の上半分の領域２２ａを第２ＣＣＤカメラ１６に対向する位置に移動させ、背景を白色に設定する。（ステップＳ２）。次に、搬送コンベア４を駆動させ、検体容器１０が１０本立てられた検体ラック６を検体ラック載置部８に移載する。そして、検体ラック載置部８に移載された検体ラック６を、移動コンベア７により所定の位置まで移動させる（ステップＳ３）。

２次元レーザー変位センサ２０は、検体ラック６が移動コンベア７により所定の位置まで移動される際に、レーザー光照射部３２から検体ラック６に立てられた検体容器１０の上部に対してレーザー光を照射し（ステップＳ４）、レーザー光検出部３６により検体容器１０において反射したレーザー光を検出する。２次元レーザー変位センサ２０は、検出値に基づいて検体容器１０の蓋３４の有無を判定する（ステップＳ５）。次に、ＣＰＵ４０は、所定の本数である１０本分の検体容器１０について蓋３４の有無を判定したか否かの判別を行う（ステップＳ６）。１０本分の検体容器１０について蓋３４の有無の判定が終了していない場合、コンベア移動部４６を制御して移動コンベア７により検体ラック載置部８上の検体ラック６の位置を更に搬送方向に移動させて、蓋３４の有無の判定を繰り返す（ステップＳ４〜５）。一方、１０本分の検体容器１０について蓋３４の有無の判定が終了した場合、移動コンベア７により検体ラック載置部８上の検体ラック６を第１ＣＣＤカメラ１２及び第２ＣＣＤカメラ１６による撮影位置まで移動させて移動コンベア７を停止する（ステップＳ７）。

検体ラック６が検体ラック載置部８上の所定の位置に設定されると、ＣＰＵ４０は、カメラ移動部４４を制御してカメラ支持部２８の移動を開始し（ステップＳ８）、第１ＣＣＤカメラ１２及び第２ＣＣＤカメラ１６により検体容器１０の撮影を行う。まず、第１ＣＣＤカメラ１２は、検体ラック６に立てられている１本目の検体容器１０の上部を撮影して、検体容器１０の上部の画像データを記憶部４５に記憶する（ステップＳ９）。次に、ＣＰＵ４０は、記憶部４５から１本目の検体容器１０の上部の画像データを読み出して検体容器１０の形状が規格容器の形状であるか否かを認識することにより、検体容器１０が規格容器であるか否かの判定を行う（ステップＳ１０）。

例えば、画像データにおいて蓋３４の上下及び左右のエッジを検出することにより蓋３４の高さ、直径、傾きを算出し、蓋３４のサイズ及び傾きや浮き状態がそれぞれ所定の範囲内にあるか否かを判定する。同様にして、画像データにおいて検体容器１０の上下及び左右のエッジを検出することにより検体容器１０の高さ及び直径を算出し、検体容器１０のサイズがそれぞれ所定の範囲内にあるか否かを判定する。また、画像データにおいて蓋３４と検体容器１０の境界付近の反射光を検出することにより検体容器１０にパラフィルムが巻きつけてあるか否かを判定する。そして、蓋３４のサイズ及び傾きや浮き状態がそれぞれ所定の範囲内にあるか否か、検体容器１０のサイズが所定の範囲内にあるか否か及びパラフィルムの有無に基づいて、検体容器１０が規格容器であるか否かの判定を行う。なお、所定の範囲については、操作者が任意に設定することができる。

一方、第２ＣＣＤカメラ１６は、検体ラック６に立てられている１本目の検体容器１０の下部を撮影して、検体容器１０の下部の画像データを記憶部４５に記憶する（ステップＳ１１）。次に、ＣＰＵ４０は、記憶部４５から１本目の検体容器１０の下部の画像データを読み出して、検体容器１０及び検体容器１０内の検体が規格内であるか否かの判定を行う（ステップＳ１２）。例えば、画像データにおける所定領域のＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の階調の値が所定の階調の範囲内にあるか否かを計測し、検体容器１０及び検体容器１０内の検体が規格検体であるか否かを判定する。さらに、検体容器１０及び検体容器１０内の検体の階調が規格内と判定された検体の溶血度を測定して溶血度の段階を判定し記憶部４５に記憶する（ステップＳ１３）。なお、所定の諧調の範囲及び溶血度の段階判定については、操作者が任意に設定することができる。

次に、ＣＰＵ４０は、１０本分の検体容器１０について、検体容器１０が規格容器であるか否か、検体容器１０及び検体容器１０内の検体が規格内であるか否か、検体の溶血度を測定したか否かの判別を行う（ステップＳ１４）。１０本分の検体容器１０について規格容器及び規格検体の判定と溶血度の測定が終了していない場合、ＣＰＵ４０は、カメラ移動部４４を制御してカメラ支持部２８を更に検体ラック６の搬送方向に移動させて残りの本数分ステップＳ８〜１３を繰り返す。

一方、１０本分の容器検体１０について規格容器及び規格検体の判定と溶血度の測定が終了した場合は、ＣＰＵ４０は、背景変更部４８を制御して背景板２２の下半分の領域２２ｂを第２ＣＣＤカメラ１６に対向する位置に移動させ、背景を黒色に設定し（ステップＳ１５）、カメラ移動部４４を制御してカメラ支持部２８を元の位置に戻す（ステップＳ１６）。

次に、ＣＰＵ４０は、カメラ移動部４４を制御してカメラ支持部２８の移動を開始する（ステップＳ１７）。そして、第２ＣＣＤカメラ１６は、検体ラック６に立てられている１本目の検体容器１０の下部を撮影して、検体容器１０の下部の画像データを記憶部４５に記憶する（ステップＳ１８）。次に、ＣＰＵ４０は、記憶部４５から１本目の検体容器１０の下部の画像データを読み出して、検体容器１０内の検体の乳び度を測定する（ステップＳ１９）。例えば、画像データにおける所定領域のＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の階調の値を計測し、検体の乳び度を測定して乳び度の段階を判定し記憶部４５に記憶する。なお、所定の諧調の範囲及び乳び度の段階判定については、操作者が任意に設定することができる。

次に、ＣＰＵ４０は、１０本分の検体容器１０内の検体の乳び度を測定したか否かの判別を行う（ステップＳ２０）。１０本分の検体容器１０について乳び度の測定が終了していない場合、ＣＰＵ４０は、カメラ移動部４４を制御してカメラ支持部２８を更に検体ラック６の搬送方向に移動させて残りの本数分ステップＳ１７〜１９を繰り返し、全ての検体の乳び度の測定が終了したか否かの判別を行う（ステップＳ２０）。全ての検体の乳び度の測定が終了した場合は、カメラ支持部２８の移動を終了する（ステップＳ２１）。

次に、ＣＰＵ４０は、コンベア移動部４６を制御して移動コンベア７により検体ラック載置部８上の検体ラック６の位置を更に搬送方向に移動させて検体ラック６を検体ラック載置部８から搬出する（ステップＳ２２）。

この実施形態に係る検体認識装置２によれば、検査する検体の性状の種類に応じて背景板２２を上下に移動させ、背景の色彩を変更した上で第２ＣＣＤカメラ１６による検体容器１０内の検体の撮影を行うことにより、画像データから所定領域のＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の階調の値が正確に計測できるため、検体容器１０内の検体が規格検体であるか否かを正確に判定することができる。

また、上述の実施形態においては、１０本ラックに検体容器１０が１０本立てられた場合を例に説明しているが、検体認識装置２に用いることができるラックであれば何本ラックであってもよい。

また、上述の実施形態においては、検体容器１０の背景について上半分が白色、下半分が黒色に彩色された背景板２２を例に説明しているが、背景板２２の代わりに画面の色彩が変化する液晶パネルを用いてもよい。

また、上述の実施形態においては、背景を白色に設定して第２ＣＣＤカメラ１６により検体容器１０の撮影を行った後、背景を黒色に設定して検体容器１０の撮影を行っているが、検査する検体の性状の種類を指定するボタンを設け、操作者がボタンを操作することにより検査する検体の性状の種類を指定すると、それに応じて背景の色彩を変更して検体容器１０の撮影を行うようにしてもよい。

２…検体認識装置、４…搬送コンベア、６…検体ラック、７…移動コンベア、８…検体ラック載置部、１０…検体容器、１２…第１ＣＣＤカメラ、１４…第１照明部、１６…第２ＣＣＤカメラ、１８…第２照明部、２０…２次元レーザー変位センサ、２２…背景板、２８…カメラ支持部、４０…ＣＰＵ、４４…カメラ移動部、４５…記憶部、４６…コンベア移動部、４８…背景変更部。

Claims

検体ラックに立てられた検体容器の上部を撮影する第１撮影部と、
前記第１撮影部により撮影した前記検体容器の部位よりも下部の所定の部位を撮影する第２撮影部と、
前記第１撮影部により撮影された画像の画像データに基づいて前記検体容器の形状が規格容器の形状であるか否かを判定する第１判定部と、
前記第２撮影部により撮影を行う場合に前記検体容器の背景を白色の背景または黒色の背景に変更する背景変更部と、
前記第２撮影部により撮影された画像の画像データに基づいて前記検体容器及び前記検体容器内の検体の色相を判定する第２判定部と
を備えることを特徴とする検体認識装置。
前記第１撮影部及び前記第２撮影部を前記検体ラックに沿って移動させる移動部を備え、
前記第１撮影部及び前記第２撮影部により前記検体ラックに立てられた複数の前記検体容器を順次撮影することを特徴とする請求項１に記載の検体認識装置。
前記第１判定部は、前記検体容器の高さと前記検体容器の直径の少なくとも一方に基づいて前記検体容器が規格容器であるか否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の検体認識装置。
前記第１判定部は、前記検体容器の蓋の傾き及び浮き状態の少なくとも一つに基づいて前記検体容器が規格容器であるか否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の検体認識装置。
前記第１判定部は、前記検体容器にパラフィルムが巻きつけてあるか否かに基づいて前記検体容器が規格容器であるか否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の検体認識装置。
前記第２判定部は、
前記背景変更部により前記検体容器の背景を白色の背景にした状態において前記第２撮影部により撮影された前記画像の画像データに基づいて前記検体容器及び前記検体容器内の検体の色相を判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の検体認識装置。
前記第２判定部は、
前記背景変更部により前記検体容器の背景を白色の背景にした状態において前記第２撮影部により撮影された前記画像の画像データに基づいて前記検体容器内の検体の溶血度を測定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の検体認識装置。
前記第２判定部は、
前記背景変更部により前記検体容器の背景を黒色の背景にした状態において前記第２撮影部により撮影された前記画像の画像データに基づいて前記検体容器内の検体の乳び度を測定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の検体認識装置。
前記検体ラックに立てられた前記検体容器に対して上方向からレーザー光を照射することにより前記検体容器までの距離を計測する計測部と、
前記計測部により計測した結果に基づいて前記検体容器の蓋の有無を判定する蓋判定部と
を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の検体認識装置。