特開 2024-76508 検体容器撮像装置及び検体処理装置

(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】P2024076508

(43)【公開日】2024-06-06

(54)【発明の名称】検体容器撮像装置及び検体処理装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/00 20060101AFI20240530BHJP

【ＦＩ】

G01N35/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022188074

(22)【出願日】2022-11-25

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(72)【発明者】

【氏名】越智 学

(72)【発明者】

【氏名】為實 秀人

(72)【発明者】

【氏名】高山 洋行

(72)【発明者】

【氏名】向山 直樹

(72)【発明者】

【氏名】吉川 惠子

【テーマコード（参考）】

2G058

【Ｆターム（参考）】

2G058CB08

2G058CB15

2G058GC02

2G058GC05

(57)【要約】

【課題】検体容器の光源から遠い部分での照度を確保しつつ、検体容器とその内部の検体とを撮像できる検体容器撮像装置及び検体処理装置を提供する。
【解決手段】検体が入った検体容器を収納した検体ラックを移送するラック搬送路と、前記ラック搬送路の側方に設けられ、前記ラック搬送路上にある前記検体容器を撮像するカメラと、前記ラック搬送路の前記カメラと同じ側の側方に設けられ、前記カメラが撮像する前記検体容器を上方から照らす光源と、前記光源の光軸に対して、前記カメラが撮像する前記検体容器と反対側であって、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の外形上の各点と前記カメラの主点とを結んだ光学的経路で囲まれる空間の外側に位置する反射面と、を備え、前記反射面は、前記光源が前記検体容器から離れる方向へ出射した光を折り返して、前記検体容器の下部へ斜め上方向から入射させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検体が入った検体容器を収納した検体ラックを移送するラック搬送路と、
前記ラック搬送路の側方に設けられ、前記ラック搬送路上にある前記検体容器を撮像するカメラと、
前記ラック搬送路の前記カメラと同じ側の側方に設けられ、前記カメラが撮像する前記検体容器を上方から照らす光源と、
前記光源の光軸に対して、前記カメラが撮像する前記検体容器と反対側であって、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の外形上の各点と前記カメラの主点とを結んだ光学的経路で囲まれる空間の外側に位置する反射面と、
を備え、
前記反射面は、前記光源が前記検体容器から離れる方向へ出射した光を折り返して、前記検体容器の下部へ斜め上方向から入射させる
ことを特徴とする検体容器撮像装置。

【請求項2】

前記反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の上端上の各点と前記カメラの主点とを結んだ直線群よりも上側に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の検体容器撮像装置。

【請求項3】

前記反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の下端上の各点と前記カメラの主点とを結んだ直線群よりも下側に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の検体容器撮像装置。

【請求項4】

前記ラック搬送路が前記検体ラックを移送する方向を左右方向としたとき、
前記反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の側面上の各点と前記カメラの主点とを結んだ直線群で囲まれる空間の前記左右方向の外側に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の検体容器撮像装置。

【請求項5】

前記ラック搬送路が前記検体ラックを移送する方向を左右方向としたとき、
前記反射面は、第１の反射面、第２の反射面及び第３の反射面を備え、
前記第１の反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の上端上の各点と前記カメラの主点とを結んだ直線群よりも上側に位置し、
前記第２の反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の下端上の各点と前記カメラの主点とを結んだ直線群よりも下側に位置し、
前記第３の反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の側面上の各点と前記カメラの主点とを結んだ直線群で囲まれる空間の前記左右方向の外側に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の検体容器撮像装置。

【請求項6】

前記ラック搬送路の前記カメラと同じ側の側方に設けられ、前記ラック搬送路上の前記検体容器を映す平面ミラーをさらに備え、
前記カメラは、前記平面ミラーに映された前記検体容器を撮像する
ことを特徴とする請求項１に記載の検体容器撮像装置。

【請求項7】

前記反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の上端上の各点と前記カメラの主点とを前記平面ミラーを経由して結んだ折れ線群よりも上側に位置する
ことを特徴とする請求項６に記載の検体容器撮像装置。

【請求項8】

前記反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の下端上の各点と前記カメラの主点とを前記平面ミラーを経由して結んだ折れ線群よりも下側に位置する
ことを特徴とする請求項６に記載の検体容器撮像装置。

【請求項9】

前記ラック搬送路が前記検体ラックを移送する方向を左右方向としたとき、
前記反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の側面上の各点と前記カメラの主点とを前記平面ミラーを経由して結んだ折れ線群で囲まれる空間の前記左右方向の外側に位置する
ことを特徴とする請求項６に記載の検体容器撮像装置。

【請求項10】

前記ラック搬送路が前記検体ラックを移送する方向を左右方向としたとき、
前記反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の側面上の各点と前記カメラの主点とを前記平面ミラーを経由して結んだ折れ線群で囲まれる空間の前記左右方向の外側に位置し、前記光源が前記検体容器から離れる方向へ出射した光を折り返して、前記平面ミラーを経由して前記検体容器へ斜め上方向から入射させる
ことを特徴とする請求項６に記載の検体容器撮像装置。

【請求項11】

前記反射面は、前記カメラと前記平面ミラーとの間に位置し、前記光源が前記検体容器から離れる方向へ出射した光を折り返して、前記平面ミラーを経由して前記検体容器へ斜め上方向から入射させる
ことを特徴とする請求項８に記載の検体容器撮像装置。

【請求項12】

前記ラック搬送路が前記検体ラックを移送する方向を左右方向としたとき、
前記反射面は、第１の反射面、第２の反射面、第３の反射面、第４の反射面及び第５の反射面の少なくとも２つ以上を備え、
前記第１の反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の上端上の各点と前記カメラの主点とを前記平面ミラーを経由して結んだ折れ線群よりも上側に位置し、
前記第２の反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の下端上の各点と前記カメラの主点とを前記平面ミラーを経由して結んだ折れ線群よりも下側に位置し、
前記第３の反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の側面上の各点と前記カメラの主点とを前記平面ミラーを経由して結んだ折れ線群で囲まれる空間の前記左右方向の外側に位置し、
前記第４の反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の側面上の各点と前記カメラの主点とを前記平面ミラーを経由して結んだ折れ線群で囲まれる空間の前記左右方向の外側に位置し、前記光源が前記検体容器から離れる方向へ出射した光を折り返して、前記平面ミラーを経由して前記検体容器へ斜め上方向から入射させる
前記第５の反射面は、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の下端上の各点と前記カメラの主点とを前記平面ミラーを経由して結んだ折れ線群よりも下側かつ前記カメラと前記平面ミラーとの間に位置し、前記光源が前記検体容器から離れる方向へ出射した光を折り返して、前記平面ミラーを経由して前記検体容器へ斜め上方向から入射させる
ことを特徴とする請求項６に記載の検体容器撮像装置。

【請求項13】

請求項１に記載の検体容器撮像装置を備える検体処理装置。

【請求項14】

請求項６に記載の検体容器撮像装置を備える検体処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検体容器撮像装置及び検体処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

血液や尿といった検体を試薬と反応させて反応混合物の吸光度や発光強度を測定する検体検査では、無駄な検査による消耗品や試薬の消費を防ぐために、あるいは、検査結果の信頼性を向上するために、使用容器の適正や検体の品質を検査前に判定することが望まれている。このような使用容器の適正や検体の品質を検査前に判定する技術として、検査前に撮像された検体容器の画像に基づいて、検体容器の形状、検体の量、及び検体の色を検出し、検体が測定に供すべきものか否かを事前に判別する検体処理システムが知られている。

【0003】

検体処理システムの例が特許文献１に記載されている。特許文献１には、段落００３５及び図８に「図８に示すように、白色ＬＥＤ２２５ｃは第１撮像位置２２４ｅにある検体容器Ｔへ向けて光を発し、且つ、その検体容器Ｔの反射光が、検体容器Ｔの前方に位置するカメラ２２５ａに直接入射しない位置及び向きに配置されている」こと、段落００３６及び図７に「把持部２２４ａにより第１撮像位置２２４ｅにおいて把持された検体容器Ｔは、立位状態（垂直状態）のままカメラ２２５ａにより撮像され、これによって得られた撮像画像データは、システム制御装置８へ送信される」ことが記載されている。

【0004】

また、検体処理システムの別の例が特許文献２に記載されている。特許文献２には、段落００４２及び図６に「図６に示すように、白色ＬＥＤ２２５ｃは撮像位置２２４にある検体容器Ｔへ向けて光を発し、且つ、その検体容器Ｔの反射光が、検体容器Ｔの前方に位置するカメラ２２５ａに直接入射しない位置及び向きに配置されている」こと、段落００４３に「撮像位置２２４においてサンプルラックＬに保持されたままの検体容器Ｔは、カメラ２２５ａにより撮像され、これによって得られた撮像画像データは、システム制御装置８へ送信される」ことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０－１０７３９９号公報

【特許文献2】特開２０１０－１３３９２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

すなわち、特許文献１及び特許文献２のいずれにおいても、検体容器の前方斜め上から検体容器を白色ＬＥＤ（以下、光源と記す）で照明して正面からカメラで検体容器を撮像する技術が記載されている。

【0007】

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、いずれも光源から遠い検体容器の下方になるにつれて、照度が不足して撮像画像におけるコントラストが低下するため、検体が少量等の場合に検体の界面を検出できないという課題があった。

【0008】

そこで、本発明の目的は、検体容器の光源から遠い部分での照度を確保しつつ、検体容器とその内部の検体とを撮像できる検体容器撮像装置及び検体処理装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の検体容器撮像装置は、例えば、検体が入った検体容器を収納した検体ラックを移送するラック搬送路と、前記ラック搬送路の側方に設けられ、前記ラック搬送路上にある前記検体容器を撮像するカメラと、前記ラック搬送路の前記カメラと同じ側の側方に設けられ、前記カメラが撮像する前記検体容器を上方から照らす光源と、前記光源の光軸に対して、前記カメラが撮像する前記検体容器と反対側であって、前記カメラが撮像する前記検体容器の円筒部の外形上の各点と前記カメラの主点とを結んだ光学的経路で囲まれる空間の外側に位置する反射面と、を備え、前記反射面は、前記光源が前記検体容器から離れる方向へ出射した光を折り返して、前記検体容器の下部へ斜め上方向から入射させる。

【0010】

また、本発明の検体処理装置は、例えば、前記検体容器撮像装置を備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明によると、検体容器の光源から遠い部分での照度を確保しつつ、検体容器とその内部の検体とを撮像できる検体容器撮像装置及び検体処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例１に係る自動分析装置の構成の概要を示す上面図である。

【図2】実施例１に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す側面図である。

【図3】実施例２に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す側面図である。

【図4A】実施例３に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す上面図である。

【図4B】実施例３に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す側面図である。

【図5】実施例５に係る自動分析装置の構成の概要を示す上面図である。

【図6A】実施例５に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す上面図である。

【図6B】実施例５に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す側面図である。

【図7】実施例６に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す側面図である。

【図8A】実施例７に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す上面図である。

【図8B】実施例７に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す側面図である。

【図9A】実施例８に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す上面図である。

【図9B】実施例８に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す正面図である。

【図10A】実施例９に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す上面図である。

【図10B】実施例９に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下では、図面を参照して本発明の検体容器撮像装置を備える自動分析装置について説明する。なお、自動分析装置は、検体を自動で分析する装置であり、検体処理装置の一例である。本発明の検体容器撮像装置は、自動分析装置に限らず、他の検体処理装置、例えば、遠心分離や小分けといった検体の前処理を行う前処理装置等に適用可能である。さらには、検体容器やその内部の液体を撮像する任意の装置にも適用することができる。なお、本明細書で参照する図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。

【実施例0014】

図１は、実施例１に係る自動分析装置の構成の概要を示す上面図である。自動分析装置１は、検体ラック２の搬入口１２３と搬出口１２４を備える検体供給ユニット１２と、検体４を一定量分注して測定を行う分析モジュール１３と、検体４を移送する搬送ユニット１４と、自動分析装置１を制御する制御部１０を備える。制御部１０は、図１では検体供給ユニット１２の内部に設置されているが、自動分析装置１の任意の位置に設置することができる。また、制御部１０は、自動分析装置１の外部に設置され、自動分析装置１と通信することで自動分析装置１を制御してもよい。

【0015】

検体４は、例えば血液や尿などの液体であり、検体容器３に入れられている。自動分析装置１では、検体４を保護するとともに作業性を向上するために、検体４が入った検体容器３は、検体ラック２に収納された状態で移送される。

【0016】

検体ラック２は、検体４が入った検体容器３を収納する。検体ラック２は、複数の検体容器３を収納できる多本掛けの検体ラックであってもよいし、１本の検体容器３を収納する一本掛けの検体ラックであってもよい。本実施例に係る検体ラック２は、一例として、５本掛けの検体ラックとする。図１において、矢印Ｄは、検体ラック２の移送方向を表す。また、２１２は検体ラック２の前面を表し、２１３は検体ラック２の背面を表す。

【0017】

搬送ユニット１４は、搬入用のラック搬送路１４１と、搬出用のラック搬送路１４２を備える。ラック搬送路１４１は、検体供給ユニット１２から分析モジュール１３へ検体ラック２を移送する。ラック搬送路１４２は、分析モジュール１３から検体供給ユニット１２へ検体ラック２を移送する。ラック搬送路１４１とラック搬送路１４２は、例えばベルトなどで構成することができる。なお、以下では、ラック搬送路１４１による検体ラック２の移送方向に平行な軸をＸ軸（左右方向）、検体容器３の高さ方向に平行な軸をＺ軸（上下方向）、これらのＺ軸及びＸ軸の両方に直交する軸をＹ軸（前後方向）として表す。

【0018】

検体供給ユニット１２は、ラック搬送路１４１の一方の側方（ラック搬送路１４１に置かれた検体ラック２の前面２１２側）にカメラ５と光源６、および反射面９を備え、他方の側方（ラック搬送路１４１に置かれた検体ラック２の背面２１３側）にバーコードリーダ１２５を備える。すなわち、カメラ５、光源６及び反射面９とバーコードリーダ１２５とでラック搬送路１４１を挟むようにこれらが設置されている。なお、ラック搬送路１４１と、カメラ５と、光源６と、反射面９とが検体容器撮像装置として機能する。

【0019】

検体ラック２に収納された検体容器３は、検体４を収容している。また、検体容器３は、円筒部と、円筒部の一端に接続して円筒部の軸方向へ凸形状をなす半球部とを有する。検体容器３は、円筒部の側面に検体識別用のバーコードラベル３１を備える。本実施例では、検体容器３にバーコードラベル３１が貼り付けられているとする。具体的には、バーコードラベル３１は、検体容器３の周方向の一部に貼り付けられている。検体容器３のバーコードラベル３１の向きは、検体ラック２の背面２１３を向くように揃えられている。ラック搬送路１４１上では、検体ラック２の背面２１３がバーコードリーダ１２５に向き、検体ラック２の前面２１２がカメラ５に向く。

【0020】

制御部１０は、検体供給ユニット１２、分析モジュール１３、搬送ユニット１４、バーコードリーダ１２５、カメラ５、及び光源６を制御する。まず、制御部１０は、検体ラック２の搬入口１２３に設置された検体ラック２を１つずつラック搬送路１４１上に押し出して、ラック搬送路１４１に移動させる。制御部１０は、ラック搬送路１４１に移動した検体ラック２を、バーコード読取り位置１２６及びカメラ５の焦点位置７のそれぞれに移送させる。バーコード読取り位置１２６では、検体ラック２の背面２１３側から、検体容器３に貼り付けられたバーコードラベル３１をバーコードリーダ１２５で読み取る。カメラ５の焦点位置７では、光源６を発光させて検体容器３を照明しながら検体容器３と検体容器３の内部の検体４とをカメラ５で撮像する。次に、制御部１０は、バーコードリーダ１２５が読み取ったバーコードラベル３１から得られた情報を基に、検体容器３に収容された検体４を識別する。その後、制御部１０は、予め登録された項目情報に従って検体ラック２に移送先の分析モジュール１３を割り当てて、ラック搬送路１４１で検体ラック２を移送する。

【0021】

なお、自動分析装置１は、図示していない表示装置を備えることができる。あるいは、自動分析装置１は、表示装置を接続することができる。

【0022】

図２は、実施例１に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す側面図である。なお、図２は、Ｘ軸正方向から見た側面図である。光源６は、カメラ５と同じ検体ラック２の前面２１２側の側方の、検体容器３の上端よりも高い位置に設けられる。具体的には、光源６は、検体容器３の円筒部の最もカメラ５側である母線３Ｂに対して光源６の発光点Ｌを折り返した点Ｌ’が、検体容器３の円筒部の上端上の各点とカメラ５の主点Ｐとを結んだ直線群Ｆｔよりも高い位置に配置される。そして、光源６は、検体容器３を上方から照らす。これにより、光源６から発せられて検体容器３の表面で正反射した光がカメラ５へ直接光として入射することを防止している。なお、図２では、直線群Ｆｔの理解を容易にするために、検体容器３の円筒部の上端上の各点の中でカメラ５の主点Ｐと最も近い点と、カメラ５の主点Ｐとを結んだ直線を直線群Ｆｔとして記載している。他の図面も同様とする。

【0023】

図１に示す反射面９は、光源６の光軸Ｏに対して、カメラ５が撮像する検体容器３と反対側であって、カメラ５が撮像する検体容器３の円筒部の外形上の各点とカメラ５の主点Ｐとを結んだ光学的経路で囲まれる空間の外側に位置する。本実施例では、反射面９の一例として、図２に示すように、カメラ５が撮像する検体容器３の円筒部の上端上の各点とカメラ５の主点Ｐとを結んだ直線群Ｆｔよりも上側に位置する反射面９１を例示する。なお、図２に示すように、カメラ５が撮像する検体容器３の円筒部の外形上の各点とカメラ５の主点Ｐとを直接結んだ光学的経路は、直線群で表される。

【0024】

このような反射面９１を備えることにより、光源６からの出射光のうち、光源６が検体容器３から離れる方向へ出射した光Ｒ１、すなわち、光軸Ｏに対して検体容器３とは反対側へ出射された光Ｒ１を反射面９１で折り返して、光源６から遠い検体容器３の下部へ検体容器３の正面（Ｙ軸正方向から見た面）の斜め上方向から入射させている。つまり、光源６から検体容器３の方向へ直接出射される光に加えて、光源６からその光軸Ｏに対して検体容器３とは反対側へ出射されていた光Ｒ１によっても検体容器３の下部が照明されることになる。したがって、検体容器３の光源６から遠い部分においても十分な照度を確保しつつ、検体容器３とその内部の検体４とを撮像できる。なお、検体容器３の下部とは、検体容器３のうちの下側の部分をいう。

【0025】

また、検体容器撮像装置は、検体ラック２に収納されたままの検体容器３を撮像できる。なお、これに限らず、検体容器撮像装置は、検体ラック２から取り出された検体容器３を撮像してもよい。

【0026】

また、本実施例では、斜め上から入射する光のみで検体容器３の下部を照明しているため、検体容器３の下部の表面で反射した光がカメラ５へ直接光として入射するのを防止できる。さらに、本実施例では、単一の光源６で検体容器３を照明するため、複数の光源を用いた場合に課題となる光源の色温度の機差に起因した色ムラの発生を防止できる利点がある。

【実施例0027】

反射面９の位置は、実施例１に示す直線群Ｆｔの上側に限定されない。図３は、実施例２に係る検体容器撮像装置の構成の概要を示す側面図である。なお、図３は、Ｘ軸正方向から見た側面図である。本実施例では、反射面９の一例として、光源６の光軸Ｏに対して、カメラ５が撮像する検体容器３と反対側であって、検体容器３の円筒部の下端上の各点とカメラ５の主点Ｐとを結んだ直線群Ｆｂよりも下側に位置する反射面９２を例示する。なお、図３では、直線群Ｆｂの理解を容易にするために、検体容器３の円筒部の下端上の各点の中でカメラ５の主点Ｐと最も近い点と、カメラ５の主点Ｐとを結んだ直線を直線群Ｆｂとして記載している。他の図面も同様とする。

【0028】

本実施例においては、光源６が検体容器３から離れる方向へ出射した光Ｒ２、すなわち、光軸Ｏに対して検体容器３とは反対側へ出射された光Ｒ２を反射面９２で折り返すことによって、検体容器３の下部へ検体容器３の正面の斜め上から入射する光量を増加させている。したがって、本実施例においても、光源６から遠い検体容器３の下部において十分な照度を確保しつつ、検体容器３とその内部の検体４を撮像できる。加えて、本実施例においては、光源６の光軸Ｏとなす角が小さい、すなわち光度の強い光Ｒ２を用いて検体容器３の下部を照明できるため、検体容器３の下部の照度を向上するのに有利である。