特開 2022-187289 遠心分離装置及び遠心分離方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187289

(43)【公開日】2022-12-19

(54)【発明の名称】遠心分離装置及び遠心分離方法

(51)【国際特許分類】

   B04B 7/06 20060101AFI20221212BHJP

   B04B 5/02 20060101ALI20221212BHJP

   B04B 11/00 20060101ALI20221212BHJP

   B04B 13/00 20060101ALI20221212BHJP

   G01N 35/00 20060101ALI20221212BHJP

   G01N 35/02 20060101ALI20221212BHJP

【ＦＩ】

B04B7/06 Z

B04B5/02 D

B04B11/00 A

B04B13/00

G01N35/00 F

G01N35/02 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021095245

(22)【出願日】2021-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】309007184

【氏名又は名称】あおい精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 照明

【テーマコード（参考）】

2G058

4D057

【Ｆターム（参考）】

2G058CB08

2G058GE10

4D057AA03

4D057AB01

4D057AC01

4D057AD01

4D057AE13

4D057BA22

4D057BC03

4D057BD00

4D057CA00

4D057CB04

(57)【要約】

【課題】 検体容器の遠心器への搬入エラーを高精度に検出できる遠心分離装置及び遠心分離方法を提供する。
【解決手段】 一形態にかかる遠心分離装置は、ワークを保持する保持部と前記保持部を回転させる回転体と、を備える遠心分離器と、画像センサを有し前記保持部を撮像する画像センサと、を備える遠心分離装置と、前記遠心分離器に前記ワークを搬入する搬入処理を行う移載機構と、前記保持部へ前記ワークを移載する搬入処理の後、前記回転体を回転させる回転処理の前に撮像した前記保持部の画像に基づき前記搬入処理後の前記ワークの状態を検出する、センサ処理部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを保持する保持部と前記保持部を回転させる回転体と、を備える遠心分離器と、前記保持部が配される搬入位置の画像を検出する撮像部と、を備える遠心分離装置と、
前記遠心分離器に前記ワークを搬入する搬入処理を行う移載機構と、
前記保持部へ前記ワークを移載する搬入処理の後、前記回転体を回転させる回転処理の前に、前記保持部を撮像した検出画像に基づき前記搬入処理後の前記ワークの状態を検出する、センサ処理部と、
を備える、遠心分離装置。

【請求項2】

前記センサ処理部は、前記検出画像と、基準データとの一致度に基づいて前記ワークの状態を検出する請求項１記載の遠心分離装置。

【請求項3】

前記基準データは事前に設定された登録画像に基づく基準画像であり、
前記センサ処理部は、色、輪郭、色面積、エッジ、の少なくともいずれかを含む判定項目に基づいて、前記一致度の判定基準または前記基準データを調整する
請求項１または２に記載の遠心分離装置。

【請求項4】

前記遠心分離器は前記保持部の上方に開口する開口部と、前記開口部を開閉可能な蓋体とを有する筐体と、を備え、
前記撮像部は、前記開口部の上部の撮像位置と、前記撮像位置から退避する退避位置とで移動可能に構成される、請求項２または３に記載の遠心分離装置。

【請求項5】

前記搬入処理後の搬入位置における前記ワークの状態から前記搬入処理におけるエラーの有無を検出し、前記エラーの有無に基づいて前記遠心分離装置を制御する、制御部を備える、請求項１乃至４のいずれかに記載の遠心分離装置。

【請求項6】

遠心分離器の回転体に処理対象のワークを搬入し、
所定数の前記ワークを搬入した後、搬入位置の上方から撮像して画像を検出し、
検出した前記画像に基づいて前記ワークの状態を検出し、
前記ワークの状態に基づいて、前記回転体の動作を制御する、遠心分離方法。

【請求項7】

前記遠心分離器は前記保持部の上方に開口する開口部と、前記開口部を開閉可能な蓋体とを有する筐体と、を備え、
所定数の前記ワークの搬入処理後に、撮像部を前記開口部の上部の撮像位置に移動して撮像し、搬入処理中は前記撮像部を前記撮像位置から退避する待機位置に移動し、
前記ワークの状態が正常である場合に、前記遠心分離器の前記回転体を回転させて遠心分離を行い、前記ワークの状態が異常である場合に、報知処理及び停止処理の少なくともいずれかを行う、請求項６に記載の遠心分離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遠心分離装置及び遠心分離方法に関する。

【背景技術】

【0002】

血液等の検体を遠心分離する遠心分離装置として、例えば筐体内にディスク状の回転体を収容し、回転体の周縁に複数のバケットを揺動可能に取付け、これら複数のバケットに処理対象の検体を入れた検体容器を収容し、上記回転体を高速で回転させることにより遠心分離処理を行うものが提供されている。

【0003】

例えば、検体の生化学分析や各種の前処理等の処理を行う処理ラインから、検体容器を複数の遠心分離器の回転体に順次搬入し、遠心分離器の回転体を回転させ遠心分離処理を開始する。そして所定時間遠心分離処理を行ってから複数の回転体の回転を停止して、検体容器を遠心分離器から順次搬出して処理ラインに戻している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－１５１０２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の遠心分離装置において、検体容器が回転体に正しく搬入されない状態で回転処理を行うと、装置の故障や検体の破損等の原因となるため、検体容器の搬入状態を確認することが望ましい。しかしながら、遠心分離器は、内部において回転体が高速で回転するため、内部にセンサ設置することが困難である。このため、検体容器を確認する手段として、光電センサによる近距離検出手法では、例えば搬入用のアームに設けられた光電センサにより、搬入前に、アームに検体容器が保持されているかを検出している。したがって、搬入エラーを検出することは困難である。

【0006】

そこで本発明は、検体容器の搬入エラーを高精度に検出できる遠心分離装置及び遠心分離方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一形態にかかる遠心分離装置は、ワークを保持する保持部と前記保持部を回転させる回転体と、を備える遠心分離器と、前記保持部が配される搬入位置の画像を検出する撮像部と、を備える遠心分離装置と、前記遠心分離器に前記ワークを搬入する搬入処理を行う移載機構と、前記保持部へ前記ワークを移載する搬入処理の後、前記回転体を回転させる回転処理の前に、前記保持部を撮像した検出画像に基づき前記搬入処理後の前記ワークの状態を検出する、センサ処理部と、を備える。

【0008】

他の一形態にかかる遠心分離装置において、前記センサ処理部は、前記検出画像と、基準データとの一致度に基づいて前記ワークの状態を検出する。

【0009】

他の一形態に係る遠心分離装置において、前記基準データは事前に設定された登録画像に基づく基準画像であり、前記センサ処理部は、色、輪郭、色面積、エッジ、の少なくともいずれかを含む判定項目に基づいて、前記一致度の判定基準または前記基準データを調整する。

【0010】

他の一形態にかかる遠心分離装置において、前記遠心分離器は前記保持部の上方に開口する開口部と、前記開口部を開閉可能な蓋体とを有する筐体と、を備え、前記撮像部は、前記開口部の上部の撮像位置と、前記撮像位置から退避する退避位置とで移動可能に構成される。

【0011】

他の一形態にかかる遠心分離装置において、前記搬入処理後の搬入位置における前記ワークの状態から前記搬入処理におけるエラーの有無を検出し、前記エラーの有無に基づいて前記遠心分離装置を制御する、制御部を備える。

【0012】

他の一形態にかかる遠心分離方法は、遠心分離器の回転体に処理対象のワークを搬入し、所定数の前記ワークを搬入した後、搬入位置の上方から撮像して画像を検出し、検出した前記画像に基づいて前記ワークの状態を検出し、前記ワークの状態に基づいて、前記回転体の動作を制御する。

【0013】

他の一形態にかかる遠心分離方法において、前記遠心分離器は前記保持部の上方に開口する開口部と、前記開口部を開閉可能な蓋体とを有する筐体と、を備え、所定数の前記ワークの搬入処理後に、撮像部を前記開口部の上部の撮像位置に移動して撮像し、搬入処理中は前記撮像部を前記撮像位置から退避する待機位置に移動し、前記ワークの状態が正常である場合に、前記遠心分離器の前記回転体を回転させて遠心分離を行い、前記ワークの状態が異常である場合に、報知処理及び停止処理の少なくともいずれかを行う。

【発明の効果】

【0014】

実施形態によれば、検体容器の搬入エラーを高精度に検出できる遠心分離装置及び遠心分離方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る検体処理装置の平面図

【図2】同検体処理装置の一部を示す斜視図。

【図3】同検体処理装置の一部を示す斜視図。

【図4】同検体処理装置の遠心分離器の一部を示す平面図。

【図5】同実施形態に係る検体処理方法の搬入処理の説明図。

【図6】同検体処理方法の搬入処理の説明図。

【図7】同検体処理方法の撮像処理の説明図。

【図8】同検体処理方法の撮像処理の説明図。

【図9】同検体処理方法の撮像処理の説明図。

【図10】同検体処理方法の判定処理の説明図。

【図11】同検体処理方法の判定処理の説明図。

【図12】同検体処理方法の判定処理の説明図。

【図13】同検体処理方法の判定処理の説明図。

【図14】同検体処理方法の判定処理の説明図。

【図15】同検体処理方法の判定処理を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の一実施形態にかかる検体処理装置１及び検体処理方法について図１乃至図１２を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る遠心分離装置１０の平面図であり、図２及び図３は、同遠心分離装置１０の一部を示す斜視図である。図４は遠心分離装置１０の一部を示す平面図である。図５及び図６は本実施形態にかかる検体処理方法における搬入処理の説明図、図７及び図８は撮像処理の説明図である。図９は退避動作の説明図である。図１０乃至図１１４は判定処理の説明図である。図１５は検体処理方法の判定処理を示すフローチャートである。なお、各図では説明のため、適宜構成を拡大、縮小、省略して示している。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向をそれぞれ示している。例えばＸ方向は第１方向、Ｙ方向は第２方向、Ｚ方向は第３方向にそれぞれ沿っている。

【0017】

図１乃至図５に示すように、検体処理装置１は、遠心分離装置１０と、搬送装置２０と、制御装置５０と、を備える。検体処理装置１は、搬送装置２０により処理対象のワークを遠心分離装置１０に搬送し、そして遠心分離装置１０によりワークを遠心分離処理する。ここでワークは例えば検体容器２５である。検体容器２５は、例えば血液や血清などの検体を収容する真空採血管等の試験管であり有底円筒状の透明な容器である。検体容器２５の上部開口には着脱可能なキャップ２５ａが装着され、検体容器２５の側部には検体の識別情報等の各種データがバーコードや文字として印刷され、あるいは各種データが印刷されたたラベルが貼付されている。

【0018】

遠心分離装置１０は、筐体１１と、筐体１１内に収容される遠心分離器１２と、搬送装置２０との間でワークを移動させる移載機構１３と、撮像部としての画像センサ１４と、表示部１５と、操作部１６と、を備える。遠心分離装置１０は搬送装置２０の側面の一部、例えばＹ方向の一方側の側部の中央に配置されている。

【0019】

筐体１１は例えば矩形箱状である。筐体１１は、内部に遠心分離器１２を収容する。筐体１１の上壁には、開口部１１ａが形成されている。筐体１１は開口部１１ａを開閉する蓋体１１ｂを備える。また、筐体１１は上面部において、移載機構１３及び画像センサ部１４を支持する。また、例えば筐体１１は、移載機構１３や画像センサ１４を上側から覆うカバー部材を備えていてもよい。

【0020】

開口部１１ａは例えば遠心分離器１２に設けられた回転体としての回転フレーム２２の一部とＺ方向において対向する領域に配される。本実施形態において１例として開口部１１ａは、１つの揺動ホルダ２３の上方に対向配置され、揺動ホルダ２３と対応する領域を含む矩形状に構成されている。

【0021】

蓋体１１ｂは、筐体１１の上壁に沿って移動することで、開口部１１ａを開閉可能に構成される。

【0022】

筐体１１は、開口部１１ａを通って、検体容器２５を保持部としてのバケット２４に挿入可能である。すなわち開口部１１ａは、搬入時に移載機構１３のハンドアーム３１が把持した検体容器２５を筐体１１内の遠心分離器１２のバケット２４に搬入でき、搬出時にはハンドアーム３１がバケット２４に挿入された検体容器２５を把持して搬出可能に構成される。

【0023】

遠心分離器１２は、モータ２１と、モータ２１の主軸に接続されて回転する回転体としての回転フレーム２２と、回転フレーム２２の周縁に揺動可能に取り付けられる揺動ホルダ２３と、揺動ホルダ２３に設けられる複数のバケット２４と、を備える。

【0024】

モータ２１は、筐体１１内に設けられる。モータ２１は、電源供給部に接続される。モータ２１は制御部５１の制御により回転することで、主軸に接続された回転フレーム２２を回転させる。モータ２１はＺ軸方向に沿って上方に延びる主軸を備え、この主軸に回転フレーム２２が接続される。

【0025】

回転フレーム２２は、モータ２１上に配置され、モータ２１の主軸に回転可能に接続される。回転フレーム２２は複数のバケット２４を備える揺動ホルダ２３を備える。例えば本実施形態においては、回転フレーム２２の外周部の円形状の回転経路において、４箇所に揺動ホルダ２３が回転フレーム２２の回転方向の接線に沿った軸周りで揺動可能に支持される。

【0026】

揺動ホルダ２３は、複数のバケット２４を備える。一例として１つの揺動ホルダ２３は縦２列横５列の計１０個のバケット２４を備える。なお、揺動ホルダ２３やバケット２４の配置や数はこれに限られるものではなく適宜変更可能である。

【0027】

揺動ホルダ２３は回転フレーム２２に揺動可能に取り付けられる。揺動ホルダ２３は上部外周面において外側に突出する一対の軸ピン２３ｄを有し、この軸ピン２３ｄが回転フレーム２２に軸支されることにより、回転フレーム２２に揺動ホルダ２３が揺動可能に保持される。

【0028】

揺動ホルダ２３は、回転フレーム２２の回転による遠心力でバケット２４の底部が外側に振り上げられ、バケット２４の軸が水平に沿う姿勢となるように、揺動可能に構成されている。

【0029】

バケット２４は、例えば上方に開口する円柱状の挿入空間２４ａを有する有底円筒状のアルミニウム管である。バケット２４は内部に検体容器２５が挿入可能に構成されている。バケット２４は挿入空間に検体容器２５を把持する保持機構を備える。

【0030】

図２乃至図８に示すように、移載機構１３は、ハンドアーム３１と、このハンドアーム３１を昇降させるハンド昇降用のシリンダ機構３３と、このハンドアーム３１及びシリンダ機構３３とで構成される複数のハンドユニットをＹ方向に所定の距離往復移動させる電動式のベルト搬送機構３４と、を備える。移載機構１３は、筐体１１に支持され、ハンドアーム３１をＹ方向，Ｚ方向の２軸、あるいはＸ方向、Ｙ方向、ｚ方向の３軸方向に、移動させるとともに、ハンドアーム３１を開閉させる。

【0031】

ハンドアーム３１は、隣接する複数本（本実施態様の場合には５本）の検体入りの検体容器２５を同時に掴むことができる複数の開閉爪３１ａと、開閉爪３１ａを開閉作動させるシリンダ機構３２と、を備える。移載機構１３は、搬送装置２０の搬送経路上のピックアップ位置Ｐ０と遠心分離装置１０の搬入位置Ｐ１のとの間で検体容器２５を移動させる。また、ハンドアーム３１は、搬送した複数の検体容器２５を、搬入位置Ｐ１にある複数のバケット２４に挿入して搬入する。なお搬入位置Ｐ１は、筐体１１の開口部１１ａにおいて筐体１１の上壁よりも下方に位置するバケット２４の挿入空間である。撮像位置Ｐ２は搬入位置Ｐ１の上方である。本実施形態において、撮像位置Ｐ２から下方の搬入位置Ｐ１を撮像して、対象領域にあるバケット２４及び検体容器２５を撮像する。

【0032】

画像センサ１４は、検体を撮像して画像情報を取得するセンサヘッド４１と、センサヘッド４１を移動可能に支持する移動部４２と、を備える。画像センサ１４として、例えばＡＩ搭載 画像判別センサＩＶ２－Ｇ３００ＣＡ ＫＥＹＥＮＣＥ社を用いる。画像センサ１４は制御装置５０に設けられたセンサ処理部４３に接続される。

【0033】

センサヘッド４１（撮像部）は、例えば画像センサを有するカメラを備える。センサヘッド４１は制御部５１の制御に応じて動作し、搬入後回転前の所定のタイミングで撮像対象エリアの撮像を行う。

【0034】

移動部４２は、支持台４２ａと、支持台４２ａを移動させる伸縮アーム４２ｂ、備える。伸縮アーム４２ｂはＹ方向に沿って延び、伸縮アーム４２ｂの伸縮動作により、センサヘッド４１の位置がＹ方向に往復移動可能である。

【0035】

移動部４２は、制御部５１の制御により、支持台４２ａを移動させることにより、センサヘッド４１を撮像位置Ｐ２と待機位置Ｐ３とで往復移動させる。例えば撮像位置Ｐ２は開口部１１ａの上方であり、上から撮像したときに１つの画像内に、搬入対象の複数のバケット２４及びワーク（検体容器２５）が全て収まるようにセンサヘッド４１の焦点距離・画角が設定される。なお１回の測定数はユーザにより設定調整可能であるが、例えば本実施形態においては一列５本毎に、測定を行う例を示す。なお、例えば画像センサ１４のプログラムを切り替えて１画像内にワークとしての検体容器２５が１０本収まる焦点距離・画角にすることにより、センサヘッド４１を移動させずに測定対象を変更可能である。センサヘッド４１の待機位置Ｐ３は、アームやワークと干渉しない位置に設定される。例えば本実施形態において、センサヘッド４１の待機位置Ｐ３は、撮像位置Ｐ２からＹ方向に所定距離移動した位置であり、搬送装置２０から離間する方向に、所定距離退避した位置に設置される。

【0036】

表示部１５は例えば画像や判定結果の情報を表示するディスプレイ等の表示器である。図１０乃至図１３は表示部１５の表示画面の一例を示す説明図である。例えば表示部１５は表示画面に、一例として、取得した検出画像１０１と、複数の搬入対象のバケット２４について設定されたウィンドウ毎に表示される個別判定結果１０２ａ～１０２ｅ（個別状態判定結果）と、当該搬入処理における総合判定結果１０３と、装置の運転状態１０４と、操作コマンド１０５等の各種情報と、が表示される。なお、各ウィンドウは各バケット２４に対応する個別領域に対応した識別番号が割り当てられている。一例として個別判定結果１０２ａ～１０２ｅとして、各ウィンドウに対して個別領域に対応して割り当てられた識別番号と、個別の一致度を示す数値やグラフと、個別の一致度に対応した状態の判定結果（ＯＫ／ＮＧ）とが、並べて表示される。

【0037】

操作部１６は、電源や各種操作ボタン等の入力装置を備える。

【0038】

搬送装置２０は、検体の生化学分析や前処理等を行う処理ラインに設けられる。搬送装置２０は例えば検体の生化学分析や各種の前処理等の処理を行う処理ラインの所定箇所に組込まれて設置される。搬送装置２０は、その上面に、所定の搬送経路に沿って検体容器２５を搬送する搬送機構６１を備える。

【0039】

搬送機構６１は、所定の搬送経路に沿って検体容器２５を保持するホルダ２６を搬送する。搬送機構６１は、ベルトコンベア６２と、一対のレール部材を有するガイドレール６３と、ベルトコンベア６２を駆動する駆動機構と、を備えている。搬送機構６１に検体容器２５を立位状態で保持する検体ホルダ２６がセットされ、順次送られる。検体ホルダ２６は、例えば検体容器２５を挿入可能な円柱状の挿入空間を有するホルダベース２６ａと、検体容器２５を把持する保持機構と、を備える。保持機構は例えば弾性変形可能な複数の保持ピンが円形に並んで立設することで形成され、複数の保持ピンの変形による弾性力で採血管の外面を把持するように構成されている。

【0040】

搬送機構６１は例えば複数の搬送経路を備える。例えばＸ方向に一端から他端に延びる複数のメインラインＡ１、メインラインＡ１から分岐してピックアップ位置Ｐ０に至る供給ラインＡ２、ピックアップ位置Ｐ０からメインラインＡ１に至る排出ラインＡ３、ピックアップ位置Ｐ０の供給側の位置から分岐するバッファラインＡ４を備える。メインラインＡ１を流れる検体容器２５は、供給ラインＡ２に振り分けられ、ピックアップ位置Ｐ０に至ると、移載装置によって把持され、遠心分離装置１０へ搬入される。また遠心分離処理を行った後の検体容器はピックアップ位置Ｐ０に戻され、ピックアップ位置Ｐ０の下流側から分岐する排出ラインＡ３に沿って下流側に送られ、メインラインＡ１の下流側の端部から排出される。またバッファラインＡ４には遠心分離処理待ちの検体容器が配置される。

【0041】

制御装置５０は、センサ処理部４３と、制御部５１（データ処理部）と、記憶部５２と、を備える。

【0042】

センサ処理部４３は例えばセンサアンプであり、各種データ処理を行う処理回路を有する。センサ処理部４３は、例えば制御装置５０に搭載される。センサ処理部４３は画像センサ１４に接続され、画像センサ１４の画像データについて演算・判別などの各種データ処理を行う。センサ処理部４３は、検出画像と、基準データとの一致度に基づいてワークの状態を検出する。例えばセンサ処理部４３は、ユーザが事前に登録した１または複数の登録画像に基づく基準データと、画像センサ１４により撮像した検出画像との一致度から、搬入処理後のワーク（検体容器２５）の状態を判定し、判定結果を含む処理データを制御部５１に送る。なお基準データは登録画像自体であってもよく、登録画像を自動調整した画像、複数の登録画像を組み合わせて生成された画像等の基準画像、あるいは登録画像に基づいて調整または生成されたデータであってもよい。本実施形態においては一例として対象のバケット２４全てに正常に検体容器２５が搬入された状態の登録画像を基準データとする。検出画像は、例えば撮像位置である搬入位置Ｐ１に立位状態に保持された検体容器２５の上方から撮像対象エリアを撮像した画像である。なお、センサ処理部４３は、例えばセンサヘッド４１に搭載される等、画像センサ１４が備える構成であってもよい。

【0043】

例えばセンサ処理部４３には学習済みのＡＩが搭載される。センサ処理部４３は、ＡＩによる自動認識機能、自動設定機能、自動調整機能、及び自動判別機能を備える。センサ処理部４３は、色、輪郭、色面積、エッジ、の少なくともいずれかを含む判定項目に基づいて、一致度の判定基準または基準データを調整する。

【0044】

例えばセンサ処理部４３は、登録画像や検出画像の画像処理及びデータ処理により、ワークの特徴を抽出し、ワークを自動認識する。またセンサ処理部４３は、登録画像や検出画像の画像処理及びデータ処理により、一致度の判定基準となるパラメータや数値を自動設定、自動調整する。センサ処理部４３は、個別状態判定結果を含むデータを制御部５１に送る。例えば状態判定の一例として、登録画像と検出画像の一致度が高い場合には、検体容器２５が所定の姿勢で配置されている正常状態であるとしてＯＫ判定とする、一致度が低い場合には、検体容器２５が所定の姿勢で配置されていない異常状態であるとしてＮＧ判定とする。なお異常状態の一例としては、検体容器２５が配置されていない（検体容器２５無し）状態の他、傾きやはみ出し等、所定の姿勢から外れている場合等がある。

【0045】

制御部５１は、遠心分離装置１０、及び搬送装置２０の各種機構の駆動部に接続されている。制御部５１は例えばプロセッサを含む処理回路を有し、オペレーティングシステムまたはアプリケーションプログラムに従って検体処理装置１の各種の機能を実現するべく各部を制御する。制御部５１は例えばＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｏｒｏｌｌｅｒ）である。例えば制御部５１は、遠心分離装置１０の各部に設けられた画像センサ１４や位置センサ等の各種検出器に接続されるとともに、各部のモータやシリンダ機構等の駆動機構に接続される。制御部５１は、センサ処理部４３からの状態判別の結果や、各種検出器で検出された検出データや記憶部５２に記憶された各種データや所定のプログラムに従って、演算処理やデータ処理を行い、遠心分離装置１０や搬送装置２０のモータやシリンダ等の駆動機構を駆動することで、検体処理装置１の動作を制御可能に形成されている。

【0046】

記憶部５２は、例えばＲＡＭ，ＲＯＭ等の記憶装置を備え、各種の設定値や演算式を記憶する。例えば記憶部５２は、画像センサ１４から送られた画像や一致度を含むワークの判定結果等の情報を記憶する。

【0047】

以上説明した検体処理装置１の各部に設けられたモータやシリンダ機構等の各種駆動手段は、それぞれ制御部５１に接続され、制御部５１の制御によって所定のタイミングで動作させられる。

【0048】

次に、本実施形態にかかる検体処理方法について、図５乃至図１５を参照して説明する。

【0049】

本実施形態にかかる検体処理方法の一例としての遠心分離方法は、搬入処理と、撮像処理と、判定処理と、エラー報知処理と、回転処理と、を備える。一例として検体処理装置は、検体の生化学分析や各種の前処理等の処理を行う処理ラインに設けられた搬送装置２０から、検体容器２５を遠心分離器１２の回転フレーム２２に順次搬入し、所定時間遠心分離処理を行ってから、検体容器２５を順次搬出して搬送装置２０の処理ラインに戻す。

【0050】

ここでは、一例として回転フレーム２２に設けられた４つの揺動ホルダ２３のそれぞれに、横５列縦２列の１０のバケット２４が設けられており、そのうちの１列分、すなわち半数の５つのバケット２４毎に１セットとして、搬入処理及び判定処理を行う例を示す。

【0051】

制御部５１は、搬入処理として、移載装置３０により搬送経路の待機位置にある検体容器２５をピックアップ位置Ｐ０で保持し（ＳＴ１）、移動させ（ＳＴ２）、筐体１１内の搬入位置Ｐ１にあるバケット２４に挿入する（ＳＴ３）。

【0052】

例えば各検体容器２５は、移載機構１３によって搬送ライン上のピックアップ位置Ｐ０から、開口部１１ａ介して撮像位置Ｐ２の直下の搬入位置Ｐ１にある遠心分離器１２のバケット２４に搬入される。

【0053】

具体的には、制御部５１はベルト搬送機構３４及びシリンダ機構３２，３３を駆動することによって、ハンドアーム３１をピックアップ位置Ｐ０に移動した後、ハンドアーム３１を下降して、ピックアップ位置Ｐ０に並ぶ５つの検体容器２５をハンドアーム３１で把持する。そして複数のハンドアーム３１を上昇して搬入位置Ｐ１の直上に移動した後、ハンドアーム３１を下降させることで、複数のバケット２４のうち、対象となる半数、すなわち５つのバケット２４に、それぞれ検体容器２５を挿入する。

【0054】

１セットの搬入が完了すると、制御部５１は、撮像処理として、移載機構１３を退避位置に退避させ（ＳＴ４）、センサヘッド４１を搬入位置Ｐ１の直上の撮像位置Ｐ２に配し（ＳＴ５）、撮像位置Ｐ２から下方の搬入位置Ｐ１を撮像して画像情報を取得する（ＳＴ６）。

【0055】

制御部５１は撮像が終了すると、センサヘッド４１を退避位置に戻す（ＳＴ７）。

【0056】

次に制御部５１は、画像センサ１４によって取得した検出画像に基づき、搬入処理の良否の判定を行い（ＳＴ８）、判定結果を表示する（ＳＴ９）。

【0057】

制御部５１は、総合判定において搬入処理が正常と判断された場合（ＳＴ１０のＹｅｓ）、搬入処理が正常に行われたとして、さらに、次のセットの搬入処理を行う。そして、１つの揺動ホルダ２３の搬入処理が完了すると、モータを駆動して回転フレーム２２を９０度回転させ、残りの揺動ホルダ２３を順次搬入位置Ｐ１に配置させ、１０本ずつ搬入を行う。同様の搬入処理を行うことで全周分の揺動ホルダ２３に設けられたバケット２４に検体容器２５を搬入する。

【0058】

以上の、搬入処理、撮像処理、及び判定処理を繰り返し行い、搬入処理毎に状態判別及び総合判定を行う。そして、判定結果が正常である搬入処理が所定回数行われ、あるいは全周分の揺動ホルダ２３への搬入、撮像及び判定処理が完了したら（ＳＴ１１１）、蓋を閉め、遠心分離処理を行う（ＳＴ１１）。遠心分離処理として、制御部５１は遠心分離器１２の回転フレーム２２を所定のタイミングで回転させて検体の遠心分離処理を行う。所定の回転時間経過後に、回転フレーム２２の回転を停止して、検体容器２５を順次搬出して処理ラインに戻す。上記の搬入処理、撮像処理、及び判定処理は２列ずつまとめておこなってもよい。あるいは、一定時間に搬入数が所定数に満たない場合にはタイムアウトとして遠心分離処理へ進んでもよい。

【0059】

一方、制御部５１における判定処理において、搬入エラーを検出した場合には（ＳＴ１０のＮｏ）、報知処理や停止処理を行う（ＳＴ１３）。報知処理の一例として、例えば筐体１１に設けられた操作表示部１５の表示画面へ表示し、あるいは別途設けられたブザー等でエラー警告を発する。また停止処理としては例えば一度装置全体を停止する。そして表示画面上へエラー表示を行うことでオペレータにエラー解除のための作業を促す。オペレータがこの警告によって、エラーとなる原因を除去し、エラー解除操作（操作パネル）を行うと、再度画像センサで確認し、正常と判断した場合に、装置が再稼働する。エラー要因が除去されていなかった場合は、再度エラーとなり、装置は稼働しない。

【0060】

以下、ＳＴ７における判定処理の例について説明する。ここでは、良否判定の一例として、センサ処理部４３で、各バケット２４に対応する個別エリア毎の検体容器の状態判定（ＯＫ／ＮＧ）を行い、センサ処理部４３からの情報や搬入指令等の情報をもとに制御部５１が搬入数との照合を行って総合判定として検体落下などの搬入処理の良否判定（ＯＫ／ＮＧ）を判断する例を示す。

【0061】

センサ処理部４３は、事前に登録された登録画像に基づく基準データと、撮像された検出画像の一致度に基づいて、ワークが正常な位置に配置されているかどうか、の状態判定を行う。このとき、センサ処理部４３は、ＡＩの自動認識機能、自動設定機能及び自動調整機能により、判定基準となる項目（ツール）や閾値等の設定値の自動設定や自動調整を行う。

【0062】

登録画像は例えば対象の全てのバケット２４に検体容器２５が正常に搬入された状態の画像とする。なお、採血管が無い状態での登録としてもよい。例えばユーザは、運用仕様（使用される採血管）に合わせてワークを個別登録する。登録画像として複数の画像を登録してもよい。例えばＯＫ画像とＮＧ画像の両方を登録してもよい。

【0063】

一例として、５つのバケット２４を含む領域を含む測定量域を１セットとして搬入及び測定を行う。測定領域は例えば２列に対応して２パターンあり、搬入に合わせて画像センサのプログラムを切り替えることも可能である。なお、２列分を１セットとして設定してもよい。また、１つの測定領域について、搬入対象である個々のバケット毎に対応する複数の領域に分割して、個別領域とし、個別搬入対象毎に、状態判定を行う。

【0064】

例えば状態判定において、センサ処理部４３は、ワークの特徴をＡＩの画像処理アルゴリズムによって自動認識処理を行う。自動認識処理として、「色抽出」「輪郭検出」「色面積」「エッジ検出」を含む複数の項目のデータを検出し、複数の項目においてワークを認識する。

【0065】

また、センサ処理部４３は、判定処理において、判定基準項目（ツール）の選択・パラメータの調整を行う。例えば、「色抽出」「輪郭検出」「色面積」「エッジ検出」を含む複数の項目から、判定基準項目を自動で選択、設定（オートチューニング）する。例えばワーク毎に、高さが異なり、あるいはキャップ形状や色が違うなど、形状が異なる場合があるが、センサ処理部４３の自動調整機能によって、抽出したワークの特徴や数値を調整することにより、事前の登録に利用したワーク以外であっても、ワークとして認識することができる。

【0066】

なお、例えば、センサ処理部４３は、ユーザによって登録されたＯＫ画像やＮＧ画像に基づいて、登録されたＮＧワークの一致度が高く、ＯＫワークの一致度が低くなる判定基準項目（ツール）を自動選択して設定してもよい。

【0067】

各判定基準項目は一つ一つ独立した測定アルゴリズムであり、それぞれに設定される。また、センサ処理部４３は、これら複数の判定基準項目の選択と数値調整を行う。すなわち、センサ処理部４３において、ＡＩが判定基準項目を組み合わせて選択し、その判定基準項目の設定値（閾値）を自動で最適に調整し、１つのワークを認識・判別する。

【0068】

なお、判定基準項目（ツール）やパラメータを自動調整する自動調整モードと、自動調整を行わない固定モードとの複数のモードを選択可能よしてもよく、この場合にはユーザの操作により、あるいは自動で、モード設定される。

【0069】

センサ処理部４３は、自動で設定した項目やパラメータに従って、検出画像と登録画像またはその基準データとの一致度を検出する。ここで、一例としてセンサ処理部４３は個別のバケット２４毎に一致度を検出し、各バケット２４に対して、ワークが所定箇所に正常に配置されているか、といったワークの有無を含む搬入後の保持部の状態を判定する。すなわち、図１０乃至図１２の表示画面に表示されるように、各バケット２４毎に対応する個別領域と個別ウィンドウ及び識別番号を設定し、個別の状態判定を行う。

【0070】

例えば、図１０に示すように、バケット２４に正しい姿勢で検体容器２５が配置されている状態では、登録画像の例えばＯＫ画像との一致度が高くなり、ＯＫと判定される。また、図１１に示すようにバケット２４に検体容器２５が配置されていない状態では、登録画像の例えばＯＫ画像との一致度が低くなるため、ＮＧと判定される。また、例えば図１２や図１３に示すように、検体容器２５が傾き、あるいはバケット２４からはみ出している場合にも、登録画像の例えばＯＫ画像との一致度は低下するため、ＮＧと判定される。

【0071】

そしてセンサ処理部４３は、これらの個別判定結果を含むデータを制御部５１へ送信する。なお、センサ処理部４３は判定の根拠を一致度で数値化し、例えば表示部１５に表示する。あるいはこれらのデータは記憶部に記憶してもよい。

【0072】

制御部５１はセンサ処理部４３からの情報に基づき、当該搬入処理についての総合判定を行う。例えば制御部５１は、各バケット２４についての検体の状態判定の結果と、搬入指令との照合により、総合判として、搬入エラーの判定を行う（総合判定処理）。また、制御部５１は、判定結果を例えば画面に表示する。

【0073】

制御部５１は、図１４に示すように、個別の状態判定結果と、搬入指令とを照らし合わせて、当該搬入処理にエラーがあったかどうかを判定する。例えば図１０乃至図１４に示すように、複数の個別領域毎の個別判定結果１０２ａ～１０２ｅのうち、ＮＧとなったバケット２４と搬入指令との照合を行い、搬入指令があるにもかかわらず検体無、となっていれば、総合判定結果はＮＧとなる。一方、個別判定において検体無（ＮＧ）判定であっても、当該バケット２４への搬入指令がなければ、総合判定結果はＯＫとなる。そして各画像、すなわち各搬入処理において、１つ以上ＮＧがある場合に、当該搬入処理は検体容器落下、傾き、等の搬入エラー有り、と判定する。

【0074】

本実施形態にかかる遠心分離装置１０によれば、以下のような効果が得られる。すなわち、遠心分離装置において、搬入直後に開口部から撮像する画像を用いて、検体容器の状態を検出することが可能である。したがって、筐体内部にセンサの設置スペースが無く、また高速回転体もある事から設置が困難である遠心分離装置においても、安定した検出を行うことができる。例えば、光電センサの検出距離が長いものを画像センサと同位置に設置したとしても採血管のキャップ等の違いなど（形状、色）検出不確定要素が多く、例えばキャップによってセンサ投光の反射率が下がり（バラツキ）、安定検出が困難となる。画像センサを用いることで、設置条件もクリアでき、また画像処理技術により安定した検出が可能となる。また、搬入処理のアームと干渉せずに撮像位置と退避位置とで撮像部を往復移動させることで、遠心分離の搬入処理の妨げにならないため、処理能力低下をせずに、画像取得を行うことができる。画像センサとしてセンサ学習機能（ＡＩ）機能を搭載した画像センサを用いることで種々のワークを自動調整により登録、認識及び判定可能である。例えば専門技術者がワーク毎に特徴を登録していく必要がなく、ＡＩによって設定を行うことで、作業者の操作が容易となる。また、画像センサにより撮像データ内の複数ファクターから総合的に判断することができる。

【0075】

画像センサは、対象の個体差や環境変化の変動を調整できるため、検出の安定性を向上できる。また、ＡＩによる自動特徴検出にて、ワーク（採血管）の登録が容易であり、ユーザ毎にワーク（採血管）が異なっても柔軟に対応が可能となる。したがって、個体差、環境要因、背景などに左右されずに、検出できる。自動設定、自動認識、自動判別、により、オペレータの知識や経験不足による誤判定を低減できる。

【0076】

本実施形態にかかる遠心分離装置によれば、センサ及び移動装置を備えることで、その他の処理装置の側部に配置して、既存の装置に後付けすることができる。例えば上面に、搬送経路が設けられてユニット化されていることで、既存の搬送経路の側部に横付けすることができ、汎用性が高い。

【0077】

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

【0078】

例えば上記実施形態においてはＡＩ機能を有するセンサ処理部４３において、所定の搬入位置における判定結果を制御部５１へ送信し、制御部５１において当該判定結果に基づいた総合判定を行った例を示したが、これに限られるものではない。例えば制御部におい画像判断を含めて判定することも可能である。また、センサ処理部４３が制御装置５０側に配置された例を示したがこれに限られるものではなく、例えば画像センサ１４側に搭載されていてもよい。また、登録画像は正常状態の画像であるＯＫ画像に限らず、異常状態の画像であるＮＧ画像を基準として登録してもよく、あるいはＯＫ画像及びＮＧ画像の両方の画像に基づいて基準データを設定してもよい。

【0079】

また、上記実施形態において、搬入処理後の状態の検出に加えて、例えば搬入前のピックアップ位置において、さらに検体容器の有無を検出してもよい。例えばハンドアーム３１に設けられた光電センサなどにより、搬入前の検体容器の有無をさらに検出することで、移載処理の前後の状態を検出することができるため、より高精度にエラー検出ができる。

【0080】

この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造等を変更してもよい。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成してもよい。

【符号の説明】

【0081】

１…検体処理装置、１０…遠心分離装置、１１…筐体、１１ａ…開口部、１１ｂ…蓋体、１２…遠心分離器、１３…移載機構、１４…画像センサ、２０…搬送装置、２１…モータ、２２…回転フレーム、２３…揺動ホルダ、２４…バケット、２５…検体容器、２６…ホルダ、３０…移載装置、３１…ハンドアーム、３１ａ…開閉爪、４１…センサヘッド、４２…移動部、４２ａ…支持台、４２ｂ…伸縮アーム、４３…センサ処理部、５１…制御部、６１…搬送機構、６２…ベルトコンベア、６３…ガイドレール、Ｐ０…ピクアップ位置、Ｐ１…搬入位置、Ｐ２…撮像位置、Ｐ３…待機位置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】