【課題】文字印刷がなされたPTPシートにおいて錠剤部とパターンとに色特性上の違いがない場合であっても、精度良く錠剤部の位置を検出できる位置検出装置、位置検出方法およびそのプログラムを提供する。
【解決手段】複数の対象物が封入され表面に複数のパターンが付されたシート状物の撮影画像を取得する画像取得部202と、撮影画像から対象物およびパターンを特徴量として抽出するための第1プレーン情報、撮影画像からパターンを特徴量として抽出するための第2プレーン情報を取得し、撮影画像と第1プレーン情報とに基づいて対象物およびパターンを含む第1二値化画像を生成し、撮影画像と第2プレーン情報とに基づいてパターンを含む第2二値化画像を生成し、第1および第2二値化画像との差分をとり差分画像を生成し、該差分画像に基づいて対象物の撮影画像上の位置を検出する画像処理部203とを備えた。
色空間であるRGBのうちの何れかの成分、色空間であるHSLのうちの何れかの成分、およびRGBのうちの2つの成分の一方から他方を差し引いた成分の中から、何れかの成分を持つプレーン画像を生成するための複数種類のプレーン情報を格納する格納部を更に備え、
前記第1プレーン情報および前記第2プレーン情報は、前記複数種類のプレーン情報の中から予め選択される
ことを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。
前記二値化画像生成部は、前記撮影画像と前記第1プレーン情報とに基づいて前記対象物および前記パターンを含むプレーン画像を生成し、該プレーン画像を二値化処理することにより前記第1二値化画像を生成し、前記撮影画像と前記第2プレーン情報とに基づいて前記パターンを含むプレーン画像を生成し、該プレーン画像を二値化処理することにより前記第2二値化画像を生成する
ことを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。
【背景技術】
【0002】
薬剤を固形に成形した素錠や糖衣錠、薬剤が封入されたカプセル(以後、これらを区別しないときは錠剤と称する)を個々に収容するものとして、PTP(Press Through Package)シート(ブリスターパック)が知られている。PTPシートとしては、塩化ビニルといったプラスチックからなり個々に錠剤が収納される複数の凹部(ポケット)が形成された基部シートと、その凹部を閉塞するようにアルミ箔といった蓋シートとが接合されてなるものが一般的である。
【0003】
このようなPTPシートを製造する過程において、従来PTP外観検査が行われている。PTP外観検査は、カメラといった撮像手段を用いてPTPシートを撮影し、取得した撮影画像に基づいて、各種検査を行うものである。このようなPTP外観検査としては、例えば、欠錠や異種の錠剤の混入があるか否か等の検査が挙げられる。関連する技術として、特許文献1〜3に記載の技術が知られている。
【0004】
このようなPTP外観検査を行うにあたり、撮影画像内から検査する領域(検査対象領域)を決定する必要がある。撮影画像上の検査対象領域には、錠剤が収容されている錠剤部と、その他のシート部とが含まれる。そのため、錠剤部個々の位置を求めてそれらの重心位置を算出し、これを検査対象領域の中心とすることで検査対象領域を決定するようにしている。
【0005】
一方、PTPシートには、その蓋シートにアルミ文字やマーク等のパターンが印刷されているものがあり、このようなPTPシートに対しては錠剤部個々の位置を求める際にパターンの影響を受けない手法がとられている。そのような方法としては、錠剤部とパターンとに色特性上違いがある場合、RGB、HSLの色空間の成分との組み合わせのプレーンのうち、錠剤部とパターンとで最も差が得られるプレーンのプレーン画像を二値化して錠剤部の位置を算出するプレーンを用いた手法が用いられる。一方、錠剤部とパターンとに色特性上違いがない場合、予め登録した画像パターンとマッチする箇所を撮影画像から検出して錠剤部の位置を算出するパターンマッチングの手法が用いられる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態においては、位置検出装置が錠剤包装システムにおけるPTP外観検査装置に組み込まれた場合を例にとり説明を行う。
【0012】
先ず、本実施の形態に係る錠剤包装システムの構成について、
図1を参照しつつ説明する。
図1は、本実施の形態に係るPTP外観検査装置を有する錠剤包装システムの構成を模式的に示す模式図である。
図1に示されるように、錠剤包装システム100は、基部シート搬送部110、加熱装置120、成形装置121、錠剤充填装置130、蓋シート搬送部140、シール装置150、シート切り出し部160、取り出し部170、を有する。また、錠剤包装システム100には、シール装置150とシート切り出し部160との間にPTP外観検査装置200が組み込まれている。以下、錠剤包装システム100による錠剤の包装過程を簡単に説明する。
【0013】
透明な塩化ビニル等からなる基部シート300は、紙部材等からなるコイルに巻き付いた状態であり、基部シート搬送部110によりコイルから巻き解かれつつ、次の工程である加熱装置120、成形装置121へ搬送される。加熱装置120へ搬送された基部シート300はここで加熱され、形成装置121により、空圧と鋳型とを用いて錠剤400を入れるための凹部であるポケット(
図3の符号301参照)が加熱後の基部シート300に一定間隔で形成される。なお、説明上、
図1ではポケットを省略している。ポケットが形成された基部シート300は、複数の搬送ローラを経由して錠剤充填装置130における錠剤400の排出口の位置まで搬送される。
【0014】
排出口の位置まで搬送された基部シート300は、錠剤充填装置130により、錠剤ホッパー131に蓄積された錠剤400がそのポケットへ一錠ずつ供給される。錠剤400が供給され、ポケットに収納された状態にある基部シート300は、シール装置150へ搬送される。
【0015】
一方、コイルに巻かれた状態のアルミ箔等からなり、その表面に単色の文字や記号、マーク等のパターン(以後、印刷文字と称する)が付された蓋シート500が、蓋シート搬送部140によりコイルから巻き解かれると共に、シール装置150まで搬送される。なお、本実施の形態における印刷文字は、撮影された撮影画像上において錠剤400の錠剤部と色特性上の違いがないものとする。シール装置150まで搬送された基部シート300と蓋シート500は、シール装置150により、錠剤400が収容された基部シート300のポケットの開口が蓋シート500により閉塞するよう積層されて接合(シール)される。これにより錠剤400を封入するPTPシート600が作製される。
【0016】
作製されたPTPシート600は、複数の搬送ローラによりPTP外観検査装置200の撮影区域まで搬送される。PTP外観検査装置200は、CCDカメラや画像処理装置等を有してPTP外観検査処理を行うものである。PTP外観検査処理は、PTPシート600上の所定の撮影区域を撮影して得た撮影画像に基づいて、PTPシート600に錠剤400が封入されているか否か、封入されている錠剤400に欠損があるか否か等の錠剤部の良否判定や、PTPシート600のシート部に異物や同種物(素錠の粉噛み等)が混入されているか否か等のシート部の良否判定を行う処理であり、その詳細は後述する。PTP外観検査装置200での検査結果は、下流に位置する取り出し部170で用いられる。なお、この所定の撮影区域は、シート切り出し部160で切り出されるシート(ブリスターパック)ごとのサイズにより決定されることが好ましい。
【0017】
検査を終えたPTPシート600は、シート切り出し部160により、1つのブリスターパック中の錠剤400の数が所定の数となるように切り出され、所定の大きさのブリスターパックが作成される。作成後、ブリスターパック状のPTPシート600は、取り出し部170により取り出される。ここで、取り出し部170は、PTP外観検査装置200の検査結果に基づいて、不良と判定されたブリスターパックを取り除いている。以上により、ブリスターパック状のPTPシート600を得ることができる。
【0018】
次に、上述した本実施の形態に係るPTP外観検査装置200の構成について
図2および
図3を参照しつつ説明する。
図2は本実施の形態に係るPTP外観検査装置の構成を示すブロック図であり、
図3は本実施の形態に係るPTP外観検査装置の一部の構成を模式的に示す模式図である。PTP外観検査装置200は、
図2に示されるように、制御部210と、撮像部220と、光源部230と、検知部240とを有する。
【0019】
制御部210は、図示しない駆動回路等を用いて撮像部220、光源部230、および検知部240を適宜制御する。より具体的には、制御部210は、CPU(Central Processing Unit)211、メモリ212、HDD(Hard disk drive)213を有する所謂PC(Personal Computer)といった情報処理装置である。CPU211は、メモリ212上に展開されるOS(Operating System)、BIOS(Basic Input/Output System)、アプリケーション等の各種プログラムを実行し、PTP外観検査装置200の制御を行う。メモリ212は、所謂RAM(Random Access Memory)などの揮発性の記憶媒体であり、実行されるプログラムの作業領域や、後述する二値化画像や差分画像を一時保管するバッファ領域として利用される。HDD213は、各種データを格納する記憶媒体であり、本実施の形態においては後述するプレーンリストや重心位置算出結果等を格納する。
【0020】
撮像部220は、
図3に示されるように、錠剤400が収納された状態におけるPTPシート600のポケット301に対向するよう設けられ、ポケット301を含むPTPシート600全体を撮影するものである。なお、撮像部220は、1個のブリスターパックを構成するPTPシート600の範囲を撮影範囲として撮影することが好ましい。また、このような撮像部220としては、例えばカラー画像を生成可能な3CCDカメラを用いることが好ましい。
【0021】
光源部230は、撮像部220の近傍に設けられ、PTPシート600における撮像部220の撮影範囲へ光を照射するものであり、本実施の形態においては反射光を照射可能なものを用いている。
【0022】
検知部240は、PTPシート600のポケット301を検知するものであり、ポケット301を検知する度に検知信号を図示しないカウンタへ送出する。カウンタは、複数回の検知信号が入力される度に制御部210へのタイミングを示すカウントアップ信号を送出する。なお、この検知信号の数は、ブリスターパックにおける錠剤400の個数(短手方向の個数、換言すれば、PTPシート600の搬送方向の個数)に応じて設定することが好ましい。本実施の形態においては、1つのブリスターパックにおける錠剤400の数が短手方向2×長手方向5個となるものを例にとり説明する。したがって、2回の検知信号でカウントアップ信号が送出され、PTPシート600の搬送方向に2個の錠剤分の幅をもつ画像が得られることとなる。
【0023】
次に、本実施の形態に係るPTP外観検査装置200の機能構成を、
図4を参照しつつ説明する。
図4は、本実施の形態に係るPTP外観検査装置の機能を示す機能ブロック図である。
【0024】
図4に示されるように、PTP外観検査装置200は、PTPシート600の撮影範囲を撮影する撮影処理部201と、得られた原画像を取得する画像取得部202と、取得した画像に対して二値化処理等の画像処理を行う画像処理部203と、画像処理した各画像に基づいて各種判定処理を行う判定処理部204と、を機能として有する。これら機能は、CPU211やメモリ212等のハードウェア資源が協働することにより実現される。なお、これら機能部の詳細な動作については後述する。
【0025】
次に、前述した各機能が協働して実行するPTP外観検査処理について、
図5を参照しつつその詳細を説明する。
図5は、本実施の形態に係るPTP外観検査処理を示すフローチャートである。なお、本実施の形態に係るPTP外観検査処理は、カウントアップ信号が入力されることをトリガとして実行されるものであり、したがってカウントアップ信号が入力される度に繰り返し実行される。
【0026】
図5に示されるように、先ずカウントアップ信号が入力されると、撮影処理部201はPTPシート600を撮影する撮影処理を行い、カラーの原画像をメモリ212といった記憶領域に格納する(S101)。具体的には、撮影処理部201は、光源部230を点灯させ、撮像部220を駆動させてPTPシート600の撮影範囲を撮影する。撮像部220のシャッター速度は、例えば1/4000秒である。この撮影により得られた画像を原画像として記憶領域に格納する。
【0027】
格納後、原画像に基づいて錠剤部の位置を特定し、シートの重心を決定する錠剤位置決め処理が実行され(S102)、原画像上のPTPシート600の重心が決定される。錠剤位置決め処理については後述する。原画像の重心が決定された後、当該原画像に基づく錠剤部とシート部とに欠陥があるか否かの欠陥判定を行う欠陥判定処理が実行される(S103)。ここでの判定は、重心位置が決定された原画像に基づく従来の手法を用いればよいが、錠剤400の欠錠や欠損については、錠剤位置決め処理において生成する差分画像(
図11参照)から判断するようにしてもよい。例えば錠剤400の欠錠については差分画像の錠剤部の個数から判断してもよく、錠剤部の欠損については各錠剤部の面積を求め、閾値を下回るか否かにより判断してもよい。
【0028】
判定後、判定処理部204は欠陥判定処理結果に基づき、原画像に破棄すべき欠陥(例えば欠錠や錠剤400の欠損、シート部への異物混入や所定面積以上の粉噛み等)があるか否かを判定する(S104)。破棄すべき欠陥がある場合(S104,YES)、判定処理部204は原画像に対応するPTPシートを取り除くよう取り出し部170へ信号を出力し(S105)、本フローは終了となる。一方、破棄すべき欠陥がない場合(S104,NO)、当該PTPシートを取り除くことなく本フローは終了となる。
【0029】
次に、上述した錠剤位置決め処理について、
図6〜
図11を用いてその詳細を説明する。
図6は錠剤位置決め処理を示すフローチャートであり、
図7はプレーンリストを模式的に示す図である。また、錠剤位置決め処理にて生成される各種画像データの一例を
図8〜
図11に示す。
【0030】
図6に示されるように、先ず画像取得部202は、撮影処理部201により撮影された撮影画像を原画像として取得する(S201)。取得される画像は例えば
図8に示されるようなカラー画像である。取得後、画像処理部203は、原画像から錠剤部と印刷文字とを共に特徴量として抽出した第1プレーン画像を生成するための第1プレーン情報と、印刷文字のみを特徴量として抽出した第2プレーン画像を生成するための第2プレーン情報とをHDD213から取得する(S202)。
【0031】
第1および第2プレーン情報は、
図7に示されるような複数種類のプレーン情報をリスト化したプレーンリストの中から、予めユーザにより選択され設定されたものである。プレーン情報は、RGB,HSLの色空間の成分を持ち、カラー画像である原画像を構成する基となるプレーン画像の生成を規定したものであり、この情報に基づいて、色空間であるRGBのうちの何れかの成分、色空間であるHSLのうちの何れかの成分、およびRGBのうちの2つの成分の一方から他方を差し引いた成分の中から、何れかの成分を持つプレーン画像を生成することにより、錠剤部と印刷文字とを共に特徴量として抽出、または、印刷文字のみを特徴量として抽出することができる。
【0032】
本実施の形態においては、赤色成分を持つRプレーン画像生成を規定したRプレーン情報、緑色成分を持つGプレーン画像生成を規定したGプレーン情報、青色成分を持つBプレーン画像生成を規定したBプレーン情報、色相成分を持つHプレーン画像生成を規定したHプレーン情報、彩度成分を持つSプレーン画像生成を規定したSプレーン情報、および明度成分を持つLプレーン画像生成を規定したLプレーン情報がプレーンリストに含まれている。
【0033】
また、RGBプレーン画像同士の差分をとったもの、具体的にはRプレーン画像からGプレーン画像を差し引いた成分を持つR−Gプレーン画像生成を規定したR−Gプレーン情報、Rプレーン画像からBプレーン画像を差し引いた成分を持つR−Bプレーン画像生成を規定したR−Bプレーン情報、Gプレーン画像からRプレーン画像を差し引いた成分を持つG−Rプレーン画像生成を規定したG−Rプレーン情報、Gプレーン画像からBプレーン画像を差し引いた成分を持つG−Bプレーン画像生成を規定したG−Bプレーン情報、Bプレーン画像からRプレーン画像を差し引いた成分を持つB−Rプレーン画像生成を規定したB−Rプレーン情報、およびBプレーン画像からGプレーン画像を差し引いた成分を持つB−Gプレーン画像生成を規定したB−Gプレーン情報がプレーンリストに含まれている。
【0034】
例えば、原画像から錠剤部と印刷文字とを共に特徴量として抽出可能なものがRプレーンである場合、第1プレーン情報としてRプレーン情報が設定される。ユーザはPTP外観検査処理が実行されるに先立って、このプレーンリストの中から適切なプレーン情報を第1プレーン情報とし、第2プレーン画像の生成に適したものを第2プレーン情報として選択してHDD213に格納しておく。なお、適宜プレーンリストにおけるプレーン情報の内容を変更したり、増減したりしてもよく、例えばRGB成分とHSL成分との組み合わせのプレーンを用意しておいてもよい。
【0035】
第1および第2プレーン情報取得後、画像処理部203は、原画像と第1プレーン情報とに基づいて、
図9(a)に示されるような錠剤部と印刷文字とが特徴量として抽出された第1プレーン画像を生成するとともに、原画像と第2プレーン情報とに基づいて、
図9(b)に示されるような印刷文字が特徴量として抽出された第2プレーン画像を生成する(S203)。
【0036】
プレーン画像生成後、画像処理部203は、各プレーン画像に対して二値化処理を施し、第1および第2二値化画像を生成する(S204)。例えば、
図9(a)に示される第1プレーン画像に対して二値化処理を施した場合、
図10(a)に示されるような錠剤部と印刷文字とが白色となった第1二値化画像が得られる。一方、
図9(b)に示される第2プレーン画像に対して二値化処理を施した場合、
図10(b)に示されるような印刷文字のみが白色となった第2二値化画像が得られる。
【0037】
二値化画像生成後、画像処理部203は生成した第1二値化画像と第2二値化画像との差分をとり、差分画像を生成する(S205)。この処理によれば、錠剤部と印刷文字とを有する第1二値化画像から印刷文字のみを有する第2二値化画像の差分をとるため、
図11に示されるように錠剤部のみが白色で示される差分画像を得ることができる。
【0038】
差分画像生成後、画像処理部203は、各錠剤部の位置を検出するために差分画像に対してラベリング処理を行い、ラベリング処理結果として、各錠剤部に番号と座標位置が設定される(S206)。ラベリング処理後、判定処理部204は、ラベリング処理結果から錠剤部の位置チェックを行い、錠剤部が存在するか否かを判定する(S207)。ここでの位置チェックとは、ラベリング処理結果における各錠剤部の番号に対応付けられた座標位置が、予め設定されている番号に対応付けられた矩形領域内に存在するか否かをチェックする処理であり、判定処理部204は、このチェック結果に基づいて錠剤部が存在するか否かを判定する。
【0039】
錠剤部が存在すると判定された場合(S207,YES)、画像処理部203はラベリング処理結果に基づいて差分画像のPTPシートの重心位置を算出し(S208)、これにより原画像の検査対象領域が決定され、本フローは終了となる。なお、ラベリング処理結果に基づくPTPシートの重心位置の算出方法は従来のものを用いればよく、ここでの説明は省略する。一方、錠剤部が存在しないと判定された場合(S207,NO)、原画像に錠剤部が存在しないとして、原画像に対応するブリスターパック状のPTPシート600が不良品と判定され(S209)、本フローは終了となる。なお、ここで不良品と判定されたものは、後段のステップS103の欠陥判定処理を実施することなく、ステップS105のPTPシート破棄の処理に移行することが好ましい。
【0040】
図12は、1つのブリスターパックにおける錠剤400の数を3×5個として錠剤位置決め処理を行った結果を示しており、(a)は原画像を、(b)はその差分画像を示している。これに示されるPTPシートは、上段Aおよび中段Bに錠剤400を封入せず、下段Cにのみ錠剤400を封入している。
図12(b)に示されるように、差分画像では下段Cにのみ錠剤部が現れており、錠剤位置決め処理によれば錠剤部を安定して検出可能であることがわかる。
【0041】
以上に説明した本実施の形態に係るPTP外観検査装置200によれば、原画像から錠剤部および印刷文字が特徴量として抽出された画像の二値化画像と、印刷文字のみが特徴量として抽出された画像の二値化画像との差分をとることにより錠剤部のみが現れた二値化画像を得ることができるため、錠剤部と印刷文字とに色特性上の違いがなく、錠剤部と印刷文字とが近接している場合であっても、精度良く錠剤部の位置を検出することができる。したがって、このようなPTPシートに対してもその重心位置を精度良く算出することができ、各種欠陥判定を行うことが可能となる。
【0042】
なお、本実施の形態においては、PTP外観検査処理にステップS101の撮影処理が含まれているが、これを必ずしも含める必要はない。既に撮影された原画像さえ取得できれば、錠剤位置決め処理により錠剤部の位置を決めることができる。この場合、撮像部220、光源部230、検知部240を別装置としてPTP外観検査装置200から除き、制御部210をPTP外観検査装置200とすることができる。また、PTP外観検査装置200が錠剤位置決め処理のみを行うように構成されてもよく、その場合、当該PTP外観検査装置200とPTPシートの欠陥を判定する他のPTP外観検査装置とが連動するようにすればよい。
【0043】
また、本実施の形態においては、検知部240のカウントアップ信号に応じてPTP外観検査処理が実行されると説明したが、検知部240を廃して、PTPシート600の搬送速度に対応して、例えば300ms毎にカウントアップ信号が入力されてPTP外観検査処理が実行されるようにしてもよい。
【0044】
また、本実施の形態においては、PTPシートを対象として説明しているが、これに限定されるものではない。原画像を撮影可能な複数の検査対象物を有するシート状物であり、原画像として撮影可能なものであれば撮影画像上の検査対象物の位置を検出可能である。
【0045】
また、実施の形態にて述べた各種ステップを、位置検出プログラムとして、
図13に示されるような、コンピュータにより読み取り可能な可搬型の記録媒体9に記憶させ、当該記録媒体9を情報処理装置10等に読み込ませることにより、前述した機能を情報処理装置10等に実現させることができる。記録媒体9としては、例えば、光ディスク(CD−ROM、DVDディスク等)、磁気ディスク(ハードディスクドライブ等)、フラッシュメモリ、ICカード、更にネットワークを介することで伝送可能な媒体等、コンピュータで読み取りや実行が可能な全ての媒体が含まれる。
【0046】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、全て本発明の範囲内のものである。
【0047】
なお、特許請求の範囲に記載の撮影画像取得部は、例えば前述の実施の形態における画像取得部202に対応し、プレーン情報取得部は画像処理部203に対応する。また、二値化画像生成部および対象物検出部は、画像処理部203および判定処理部204に対応する。格納部は、例えばHDD213に対応する。対象物は例えば錠剤400に対応し、シート状物は例えばPTPシート600に対応する。