本發(fā)明涉及對血液、尿等生物體等液狀物質的液面或/及液體內的泡的有無等進行檢測的液面檢查裝置、自動分析裝置以及液面檢查方法。

背景技術：

以醫(yī)療領域為代表，提出了各種自動分析裝置的方案。一般情況下，該自動分析裝置將血液、尿等生物體樣品與試劑混合，自動測量反應液，從而分析樣品。生物體樣品與試劑的混合一般使用分注裝置(分注探針)吸引并分取來自每一個樣品容器、試劑容器的樣品、試劑，供給至反應容器，并使之進行反應。

在分取時，將分注探針的前端放入分取對象的樣品、試劑的液狀物質，但是，進入地越深，液體向探針外壁附著而導致不同的樣品間、試劑間的污染就會會越大。另外，進入地越深，垂直移動的時間也會越長。因此，以僅將分注探針的前端稍微進入的方式探測液面的高度，根據(jù)其高度，進行分注探針前端的高度方向控制。關于該探測液面的高度的技術，已知以下問題：在液面上產(chǎn)生有氣泡的情況下，將氣泡的表面誤認為液面的高度，導致吸引失敗。對于該問題，探討通過圖像處理來探測液面狀態(tài)而解決的方法。

例如，專利文獻1公開以下方法：從檢查對象的上部方向進行照明，用彩色攝像機進行攝像來取得液面的圖像，利用表示光的光譜成分的比例的差異的色調信息提取液面的照明的反光(映りこみ)(鏡面反射)進行計數(shù)，從而探測氣泡的有無。雖然有時來自樣品容器的底面的反射光生成復雜多樣的圖像、在樣品容器的內壁，在比液面靠下的位置產(chǎn)生不妨礙吸引分取的氣泡，但是，只要是提取照明的鏡面反射的方法，就能夠容易地區(qū)別液面上的氣泡發(fā)生狀態(tài)。

作為其它探討例，專利文獻2公開了以下方法：對用攝像機進行攝像時的檢查圖像，在求出液面圓的中心的處理后，通過進行極坐標變換后的徑向圖像的直方圖評價、fft評價，而且進行基于霍夫變換的環(huán)檢測，從而進行氣泡的檢測。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013－88114號

專利文獻2：日本特表2014－500955號

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

然而，在專利文獻1記載的探討例中，在使用了廉價的可視光照明時，尿樣品等液色極淺的樣品、或者被高倍率稀釋了的樣品的可視光域的光譜吸收微小，因此存在不能正確地提取液面上的照明的鏡面反射的可能性。對于該問題，雖然也考慮了在可視光域波長的光添加即使透射性高的淡水，透射性也降低的可視光范圍外的波長的光，使得能夠得到每個光譜成分的比例差異，從而提取照明的反光，探測氣泡的有無，但是存在照明等的成本的增大的問題。另外，在大量含有如脂肪分子地將照明光從樣品的液中全反射的成分的樣品的情況下，樣品的色度不穩(wěn)定，存在難以提取照明的反光的情況。在專利文獻2所示的方法中，計算處理量巨大，存在處理時間、硬件成本會變大等問題。

鑒于以上的情況，本發(fā)明的目的在于以低成本提供能夠使液狀物質的氣泡等液面狀態(tài)的監(jiān)測情況的準確性增大的液面檢查裝置及自動分析裝置、液面檢查方法。

用于解決課題的方案

本發(fā)明鑒于上述課題，特征在于具備以下點。即，根據(jù)其一方案，具有：照射部，對收納有液體的容器及上述液狀物質的液面從上方照射光；攝影部，從上方取得上述照射部照射光的液體的圖像；第一液面檢查部，使用上述圖像含有的顏色信息，檢測上述液面的狀態(tài)；以及第二液面檢查部，使用上述圖像含有的亮度信息，檢測上述液面的狀態(tài)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的液面檢查裝置、自動分析裝置以及液面檢查方法，能夠使針對多樣的液狀物質的氣泡等液面狀態(tài)的檢測情況的準確性增大。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式的液面檢查裝置的結構圖。

圖2是本發(fā)明的實施方式的液面檢查方法的流程圖。

圖3是說明本發(fā)明的實施方式的液面檢查方法中的攝像機、探針、以及樣品容器的位置關系的圖。

圖4是說明本發(fā)明的實施方式的圖像信息處理的圖。

圖5是說明本發(fā)明的實施方式的圖像信息處理的圖。

圖6是本發(fā)明的實施方式的空心圓的有效范圍和圓坐標的圖。

圖7是表示本發(fā)明對實施方式的圓坐標的附近范圍的圖。

圖8是說明本發(fā)明的實施方式的將有效范圍分成16份的圖。

圖9是表示本發(fā)明的實施方式的5×5加權矩陣的圖。

圖10是將本發(fā)明的實施方式的空心圓的有效范圍展開后的圖。

圖11是表示本發(fā)明的實施方式的5×3加權矩陣的圖。

圖12是表示用5×3加權矩陣算出的亮度梯度的圖。

圖13是說明本發(fā)明的其它實施例的圖像信息處理的圖。

圖14是應用了本發(fā)明的自動分析裝置的整體圖。

具體實施方式

以下，根據(jù)附圖，對本發(fā)明的一實施方式進行說明。此外，該實施方式作為例子而列舉，并非由此來限定性地解釋本發(fā)明。

＜本發(fā)明的第一實施方式＞

首先，對本發(fā)明的一實施方式的液面檢查裝置進行說明。

圖1是本發(fā)明的第一實施方式的液面檢查裝置的結構圖。如圖1所示，本實施方式的液面檢查裝置將液體(以下，稱為液狀物質1010)收納于作為容器的試管101。

試管101為如下容器：由各種樹脂材料、各種玻璃材料等構成，實質上透明，在上下方向上細長，為有底筒狀且為圓筒狀或圓錐狀。收納于試管101的液狀物質1010可以列舉血液、尿等生物體樣品、用于這些生物體樣品的分析的試劑、混合了該生物體樣品和試劑的混合液、以及它們反應后的反應液等。試管101保持于試管架1011。此外，試管101即使不是保持于試管架1011的狀態(tài)，例如單獨試管101，也能夠用本發(fā)明的液面檢查裝置檢測液面狀態(tài)。另外，架在圖1中示出了能夠保持多根試管，但是也可以為僅保持一根試管的架。

在試管101的上方設有作為光照射部的照明102，對收納于試管101內的液狀物質1010的液面照射光。照明102一般稱為“環(huán)形照明”，因此具有中空部1021，呈環(huán)狀地稠密地配置多個白色led(在藍色發(fā)光二極管等組合熒光體而成的疑似白色，具有若干的顏色)而構成。

在照明102的上方設有作為攝影部的攝像機103，對至少具有來自試管101及收納于試管101內的液狀物質1010的光的顏色信息(取得不同的多個波長域的每一個的曝光量)的影像(以下，也稱為圖像。)進行拍攝。

攝像機103的鏡頭1031配置構成為通過照明102的中空部1021而能夠窺視下方。攝像機103一般拍攝具有基于rgb三個波長域的光的顏色信息的圖像，例如，由應用了ccd、cmos圖像傳感器的組件構成。在攝像機103電連接有作為檢測部的圖像處理裝置104，使用拍攝到的圖像中的顏色信息檢測液面的狀態(tài)。

圖像處理裝置104例如構成為由微處理器、存儲器等構成的計算機。圖像處理裝置104具有最佳地選擇液面狀態(tài)的方式的方式選擇部1041。而且，在圖像處理裝置104還設有第一泡探測部1042，根據(jù)在液體表面進行鏡面反射的照明色的區(qū)域，判斷在液面上是否有泡。而且，在圖像處理裝置104設有第二泡探測部1043，計算沿試管的內壁面形狀的方向的亮度梯度，基于算出的亮度梯度判斷在液面上是否有泡。

而且，在圖像處理裝置104電連接有作為存儲部的存儲裝置105，存儲攝像機103拍攝到的具有顏色信息的圖像、對該圖像進行處理后的處理結果等。存儲裝置105例如由硬盤、閃存等構成。另外，在圖像處理裝置104連接有作為接口部的接口裝置106，以能夠與其它裝置、機器等的輸入和輸出部電連接。另外，在圖像處理裝置104電連接有作為顯示部的顯示裝置107，顯示攝像機103拍攝到的具有顏色信息的影像、對該影像進行處理后的處理結果等。顯示裝置107例如由液晶監(jiān)視器等構成。另外，在圖像處理裝置104電連接有作為輸入部的輸入裝置108，以能夠從外部向圖像處理裝置104輸入信息。輸入裝置108例如由鍵盤、鼠標等構成。

此外，作為檢測部的圖像處理裝置104、存儲裝置105、接口裝置106、顯示裝置107、以及輸入裝置108以作為獨立的裝置的方式進行了說明，但是可以分別作為獨立的裝置而構成，也可以全部或者一部分做成一體而構成。例如，也可以構成未，將存儲裝置105、接口裝置106、顯示裝置107、輸入裝置108的全部或者一部分和圖像處理裝置104做成一體而作為檢測部。

在本發(fā)明的一實施方式中，照明102和攝像機103相對于容器101的液面，設置于垂直上方，構成為照明的光在液面鏡面反射而能夠被攝像機拍攝。攝像機103與圖像處理裝置104連接，將拍攝到的圖像信息發(fā)送至圖像處理裝置104，從而能夠進行圖像處理。另外，圖像處理裝置104與存儲裝置105連接，從而能夠存儲拍攝到的圖像信息、處理結果。另外，在顯示裝置107能夠顯示處理的過程、存儲于存儲裝置105的信息。而且，輸入裝置108用于圖像處理裝置104的調整設定、執(zhí)行指示。

接下來，順著圖2～圖5，對作為由上述的液面檢查裝置實施的液面檢查工序的一例的液面狀態(tài)的檢查工序簡單地進行說明。

首先，方式選擇部1041執(zhí)行選擇泡探測方式的檢測方式選擇步驟。

在檢測方式選擇步驟中，首先，向試管101及試管101內照射照明光102，用攝像機103進行拍攝，從而取得含有來自液狀物質1010的液面的反射光、透過光等光的顏色信息的圖像(s200)。此外，通過從照明102向試管101及收納于試管101的液狀物質1010的液面照射光，攝像機103取得來自試管101及收納于試管101內的液狀物質1010的反射光、透過光等光的顏色信息，從而實施顏色信息的取得。

然后，在檢測方式的選擇中通過圖像處理去除不需要的區(qū)域(周邊區(qū)域)，進行設定有效范圍的處理(s201)。由此，能夠限定對試管101的內部的液面取得圖像信息的范圍，提高探測方式選擇的可靠性。

然后，對于設定好的有效范圍內的液狀物質1010，對表示預定的顏色(以下，稱為基本色)的像素數(shù)(像素的數(shù)量)進行計數(shù)(s202)。在此，進行計數(shù)的像素的顏色依賴于作為拍攝對象的液狀物質1010而決定。例如，若為血液、尿，則設定為紅、黃色等基本的顏色。計算有效范圍內的各像素的色度(hue)，若該值處于預先設定的色度的預定范圍，則選擇為有效像素。此外，基于液狀物質具有的光的吸收光譜的特性，通過了液狀物質的照明光的波長光譜發(fā)生變化，從而得到基本色。

然后，在有效范圍內，對表示液狀物質1010不是通常狀態(tài)的顏色(以下，稱為異常色。)的像素數(shù)進行計數(shù)(s203)。是否為異常色的判斷只要將預先設定的色度(若為血液、尿，則例如為綠、黃綠等)的預定范圍的像素作為有效像素進行計數(shù)即可。在大量含有脂肪成分等的樣品的情況下，樣品的色調不穩(wěn)定，在通常狀態(tài)的樣品下，無色的像素出現(xiàn)得多。

然后，判斷在s201計數(shù)得到的表示基本色的像素數(shù)是否小于預先設定的閾值(s204)。若小于閾值，則因為是透射性高的樣品，所以判斷為難以基于第一探測部1042進行判斷，選擇基于第二探測部1043的判斷，進入步驟s212。若表示基本色的像素數(shù)不小于閾值，則進入接下來的步驟。

接下來，判斷在s203計數(shù)得到的表示異常色的像素數(shù)是否大于預先設定的閾值(s205)。若大于閾值，則樣品的色調不穩(wěn)定，第一探測部1042難以進行判斷，選擇基于第二探測部1043的判斷，進入步驟s212。在通常狀態(tài)下，若表示無色的像素數(shù)不大于閾值，則進入第一探測部1042的步驟。

接下來，對利用第一探測部1042的液面檢查進行說明。

首先，從在s200取得的圖像去除不需要的周邊區(qū)域的信息，而且為了提高分注探針前端下降的位置的液面檢查的可靠性，進行對樣品容器的內部的液面設定有效范圍的處理(s206)。

然后，提取有效范圍內的在液體表面進行鏡面反射而映入的照明色的區(qū)域(s207)。提取照明色的區(qū)域的方法不特別地限定，但是考慮例如以下方法：預先設定與照明色對應的色度(hue)的范圍，選擇具有該色度的像素。在照明色的區(qū)域的選擇中使用色度，從而容易辨別來自液面以外的位置(例如試管101的底部、在比液面靠下的位置產(chǎn)生的氣泡等)的反射光和作為檢測對象的液面的泡。另外，根據(jù)攝像機或照明到液面的距離的差異，液面的圖像信息的亮度產(chǎn)生變化，但是，通過檢驗光的光譜成分的比例的差異，從而能夠與到液面的距離無關地準確地選擇在液體表面鏡面反射后的照明光。

然后，對提取出的照明色像素的區(qū)域的數(shù)量進行計數(shù)(s208)。照明色區(qū)域與像素數(shù)、區(qū)域的面積無關，是指在s207提取出的像素的集合中，在圖像內互相不相接而孤立的區(qū)域。具體而言，在圖像處理技術中，通過公知的“標記(labeling、image－labeling)”的處理順序能夠實現(xiàn)。通過對區(qū)域的數(shù)量進行計數(shù)，從而能夠不依賴于攝像機到液面的距離的差異、氣泡的大小地檢驗照明光的映射數(shù)。

然后，判斷在s208計數(shù)得到的照明色的映射區(qū)域的數(shù)量是否比使用中的照明的數(shù)量大(s209)。在液面上沒有泡的情況下，照明在液體表面映入照明的數(shù)量，而在液面上具有泡的情況下，照明光不僅映入液面，還映入各泡的表面，因此照明光的映射區(qū)域增加。在本實施例中，使用單一的環(huán)狀光源，因此在計數(shù)得到的區(qū)域比一大的情況下，判斷為在液面上具有泡(s210)，在為一以下的情況下，判斷為沒有泡(s211)。

接下來，對第二探測部1043進行的基于沿試管形狀的方向的亮度梯度的液面檢查進行說明。(s212～s216)

首先，進行根據(jù)在s200取得的圖像信息設定有效范圍的處理(s212)。由此，去除存在含有干擾可能性的不需要的周邊區(qū)域的信息，此外，還能夠提高分注探針前端下降的位置的液面檢查的可靠性。

然后，在s212設定好的有效范圍內，計算沿試管的內壁面形狀的方向的亮度梯度，求出亮度梯度的最大值(s213)。

然后，判斷在s213求得的亮度梯度的最大值是否為預先設定的閾值以上(s214)。在亮度梯度的最大值為閾值以上的情況下，判斷為液面有泡(s215)，在亮度梯度的最大值小于閾值的情況下，判斷為沒有泡(s216)。

圖3是表示本實施例中的分注探針301、試管101以及攝像機103的位置關系的配置圖。

分注探針301在水平面旋轉，沿垂直方向上下移動，從而從被定位在分注位置的試管101分取預定量的液體。分注探針301的前端與液面接觸的下降位置3011優(yōu)選預先配置調整為與分取對象的試管101的中心軸一致或位于靠近中心軸的范圍內。這是為了防止分注探針301的先端與試管101接觸，并且由于液面產(chǎn)生的泡位于接近試管101的內壁面的位置，因此盡量避開泡的位置。

再有，攝像機103的光軸也優(yōu)選預先配置調整為含有分注探針301的前端的下降位置3011。這是因為，一般情況下，攝像機的光軸的中心附近的歪斜最小，且分辨率良好。

此外，分注探針301的取樣位置和攝像機103的拍攝位置優(yōu)選在同軸上，但是也能夠錯開配置。通過錯開配置，能夠由攝像機103實時地觀察取樣的狀態(tài)，能夠表示在分注時不吸引泡。

使用圖4，對顏色信息探測單元的泡判定方法進行說明。

圖4(a)是在圖2的流程圖的步驟s200取得的圖像的一例。實際的圖像是彩色圖像400，對樣品標注通常的液色。判定對象是中央的試管401，在液面上，兩個泡402a、402b浮在與內壁面相接的位置。根據(jù)圖像400可知，除了液面上的照明光的映射區(qū)域403a外，在泡的表面上還存在照明光的反光區(qū)域403b、403c。在本實施例中，照明光源為中空的環(huán)形照明，因此照明光的反光區(qū)域也是中空的圓形。另外，由于來自管底的反射光的明暗而存在產(chǎn)生與試管外形相同的形狀的暗部的情況。在本實施例中，為同心圓狀的暗部404。

圖4(b)是表示在圖2的流程圖的步驟s201設定的有效范圍405的圖像。表示以分注探針301的前端的下降位置3011為中心，設定為圓形。通過設定有效范圍405，從而即使靠近左右兩側地排列有試管，它們也不會對泡探測帶來影響。使中央的試管的內壁附近的信息無效。

圖4(c)是表示在圖2的流程圖的步驟s202提取出的、在有效范圍405內以具有基本色的色度的區(qū)域406的預定范圍選擇像素的圖像。通過提取基本色的區(qū)域，從而提取帶有收納于試管401內的液體的色調的區(qū)域。在提取出的區(qū)域內的像素數(shù)少時，第一探測部1042判斷為難以進行泡判定，從而選擇利用第二探測部1043的判定。此外，雖然未圖示在步驟s203提取異常色區(qū)域后的圖像，但是同樣地，在通常狀態(tài)下，根據(jù)表示未產(chǎn)生異常色的區(qū)域的像素數(shù)，進行第一探測部1042與第二探測部1043的切換選擇。

圖4(d)是表示在圖2的流程圖的步驟s206提取出的、用于第一探測部1042的判斷的有效范圍407的圖像。以分注探針301的前端的下降位置3011為中心，設定圓形的區(qū)域。分注探針301的前端的下降位置3011表示圖像內的坐標點，實際上，分注探針前端部具有與探針的管徑相對應的粗細，而且存在在下降位置產(chǎn)生機械性的制造誤差、調整誤差的可能性。因此，設置作為具有分注探針前端下降的可能性的范圍的下降范圍408。在下降范圍408的內側檢測到泡的情況下，泡和分注探針接觸而產(chǎn)生液面誤探測，存在不能準確地進行液體分取的可能性，但是，泡存在于下降范圍外，則對液體分取不會帶來影響。因此，有效范圍407設定得比下降范圍408大，例如，即使在試管的內徑大的情況下，對于對下降范圍不帶來影響的范圍，無需進行判斷，因此可以設定得比整個液面小。

圖4(e)表示在圖2的流程圖的步驟s207提取表示相當于照明光的顏色的色度的區(qū)域的圖像?？芍莸妮喞?、試管的內壁位置等區(qū)域因為帶有液體的色調而不能提取，提取出照明光的鏡面反射的反光的區(qū)域409a～409c。

圖4(f)表示在圖2的流程圖的步驟s208對照明色的區(qū)域進行計數(shù)的圖的一例。此外，本附圖是示意性示出的圖，實際上在圖像無需寫入進行計數(shù)的數(shù)字。本實施例中，計數(shù)的結果，示出了提取出三個照明色的映射區(qū)域。該情況下，在步驟s209提取出的照明色的映射區(qū)域比1大，因此判斷為液面上有泡。

圖5是使用在圖2的流程圖的步驟s200取得的圖像的其它一例，說明光的透射性在可見光域波長全域都高的樣品的情況。

圖5(a)示出了液色比圖像400淡且在液面的圖像信息中雖然具有明暗，但是基本上都帶有照明色的圖像500。在判定對象的試管501的內部的液面以與試管的內壁面相接的狀態(tài)浮著三個氣泡502a、502b、502c。另外，由于來自管底的反射光的明暗，具有與試管外形呈同心圓的形狀的暗部503。雖然與圖像400同樣地也應該具有照明光源的反光區(qū)域，但是在樣品的透射性高時，不明顯，此外，與以下的處理的說明的關聯(lián)小，因此在圖5(a)中進行了省略。

圖5(b)是將5(a)的中央的試管101的內部的液面區(qū)域放大后的圖。與管外形呈同心圓的形狀的暗部503a、503b基于來自管底的反射光的明暗而成，根據(jù)試管的材料、底部的形狀、樣品的液量等各種因素，大小、粗細、成為多重的重數(shù)各不相同。在透射性低且液色濃的樣品的情況下，來自管底的反射光弱，圖像上的對比度也小，在透射性高且液色淡的樣品的情況下，對比度高，且清晰地顯現(xiàn)。另一方面，對于泡的外形，在透射性低且液色濃的樣品中，對比度低且不清晰，根據(jù)樣品的液量，存在由于來自管底的反射光而消失的情況，而在透射性高且液色淡的樣品中，對比度高，清晰地顯現(xiàn)。

圖5(c)是表示在圖2的步驟s212中針對圖5(b)的圖像以去除本次判斷不需要的區(qū)域(涂黑的區(qū)域)的方式設定的、有效范圍504的圖。有效范圍504設定為以分注探針301的前端的下降位置3011為中心的中空的空心圓形狀。做成中空的空心形狀，從而即使來自管底的反射光的明暗形成的暗部503a、503b顯現(xiàn)于有效范圍內，也不會將它們誤探測為泡。另外，下降位置3011的近邊未設定為有效范圍504，實際上，存在于液面上的泡不會持續(xù)停留在試管的液面的中心附近，會靠向試管內壁面，因此不會特別地有問題。在下降范圍的周邊未探測到氣泡的外形的情況下，可以判斷為在下降范圍內沒有氣泡，因此空心圓的內徑505(＝中空部的直徑)只要與下降范圍同程度即可，即使使用的試管的內徑大，空心圓的外形506也只要設定得比整個液面的范圍小即可。

圖5(d)是表示在圖2的步驟s213中在有效范圍504內沿試管的形狀的方向掃描圖像的亮度信息(rgb各亮度的總和)而計算出亮度梯度的結果的圖。將亮度梯度小的部位顯示得黑，將亮度梯度大的部位顯示得白。通過沿圓的方向計算亮度梯度，從而能夠不受來自管底的反射光的明暗形成的同心圓形狀的暗部503a、503b的影響而檢測泡的外形。在有效范圍504內計算亮度梯度，然后求出亮度梯度的最大值，若為預先設定的閾值以上，則判斷為產(chǎn)生有氣泡，若小于閾值，則判斷為未產(chǎn)生氣泡。

在通常的試管內的液面狀態(tài)的判斷中，根據(jù)液面位置的變化，從攝像機、照明到液體樣品的距離產(chǎn)生變化，液面的亮度信息也產(chǎn)生變化，因此難以進行基于閾值的判斷，通過使用上述方法的亮度梯度，能夠與液面高度無關地穩(wěn)健地判斷泡的有無。

接下來，通過圖6～7，對圖2的步驟s213中的沿試管形狀的方向的亮度梯度的計算方法進行說明。

圖6是在xy直角坐標平面上表示在圖5(c)示出的有效范圍504的圖。如圖所示，有效范圍504內的坐標能夠用以下降位置600為原點的圓坐標(r、θ)表達。沿試管形狀的內壁形狀的方向在圖6中為半徑r的圓的切線方向，在圓坐標a(r、θ)中，為圖中的切線601的方向。

圖7是將圓坐標a(r、θ)附近放大后的圖。為了計算坐標a(r、θ)中的亮度梯度，只要在沿切線601的方向隔著坐標a(r、θ)相鄰的兩個附近范圍701和702的每一個求出像素的平均亮度，并將兩個平均亮度的差的絕對值作為亮度梯度即可。更嚴格地，可以限定圓的切線方向，應用在電子信息通信學會論文d－2、79卷8號(1996年發(fā)行)中公開的論文《使用了方向依存型過濾器的mri圖像的畫質改善》(木戶等著)中的方向依存型過濾器的計算方法，求出絕對值。

以上，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但是本發(fā)明不限定于上述的實施方式，在不脫離其宗旨的范圍內能夠進行各種變更。

根據(jù)本實施例，不管判定對象的樣品的液色的濃淡如何，都能夠準確地實施液狀物質液面的泡的有無判斷。另外，可以使用一般的可見光照明，對限定范圍的圖像信息進行最小限度的計算處理，因此能夠以低成本實現(xiàn)。

在本實施例中，將有效范圍設定為固定半徑的圓形、空心形，但是例如也可以試管形狀不是圓柱形而是特殊形狀，探針前端的下降范圍(702)因機械誤差因素而成為橢圓形、四邊形，該情況下，與之相符地，變更有效范圍的形狀、大小，從而提高探測的準確性。另外，雖然認為對于各目的而最佳的形狀、大小不同，但是為了減少設定步驟，也可以通用地設定有效范圍405、407、504。

另外，對具有基本色及異常色的像素進行計數(shù)的步驟s202、s203可以同時一起實施，也可以在一方的計數(shù)值達到能夠判斷的值的時刻，使探測方式選擇的處理結束。

對計數(shù)得到的像素數(shù)和閾值進行比較而進行判斷的步驟s204、s205也可以將基本色或異常色的像素數(shù)相對于設定好的有效范圍405的整體的像素數(shù)的比率(面積比)與閾值進行比較來進行判斷。這樣的情況下，對于由攝像機拍攝的影像的放大率的變更變得穩(wěn)健。

另外，第一液面檢查部1042和第二液面檢查部1043的算法可以同時一起執(zhí)行。該情況下，無需執(zhí)行對第一液面檢查部1042和第二の液面檢查部1043的方式進行選擇的s204及s205，從各液面檢查部的判斷結果中的至少一方的判斷結果，導出最終的有無泡的檢查結果。

另外，為了使能夠對應的液狀物質1010的種類增加，能夠設定多個液狀物質1010的基本色的色度范圍。同樣地，能夠設定多個異常色的色度范圍。液狀物質1010的基本色、異常色、照明色的判斷也可以基于色度以外的表色系。色度能夠一維地指定顏色，容易與人的色覺對應，因此較為方便，但是只要使不依賴于到作為被寫體的液面的距離的顏色信息，也可以是其它信息，例如，也可以在yuv格式中的色差信息u和v中指定顏色的范圍，若為rgb格式，也可以使用r÷g和b÷g等比率來進行指定。

另外，得到亮度梯度的步驟s213的原本的亮度信息可以不使用rgb各亮度的總和，而使用其它亮度信息。例如，r、g、b通道的任一個的亮度信息、或者平均亮度、符合人的視覺的單色變換圖像的信息等。

另外，在步驟s213中，無需一定求出亮度梯度的“最大值”，只要在有效范圍內具有至少一個預先設定的閾值以上的亮度梯度的部位，就可以判斷為產(chǎn)生了氣泡。在調整設定閾值時，可以確認整個有效范圍的亮度梯度，得到最大值嗎，但是在決定了閾值后，無需求出最大值。即使只有一個預先設定的閾值以上的亮度梯度的部位，只要判斷為產(chǎn)生了氣泡即可，若在取得有效范圍的亮度信息的中間計算出閾值以上的亮度梯度，在該時刻結束判斷，則能夠使判定處理提前結束。

＜第二實施例＞

作為第二實施例，使用圖8、9，對其它亮度梯度計算方法進行說明。

圖8是將有效范圍504的區(qū)域以等角度等分的圖。在實施例中，表示以成為θ＝π/8弧度的方式將有效范圍十六等分的情況。在每個區(qū)域，使用圖9(a)～(h)所示的加權矩陣，近似計算圓的切線方向的亮度梯度。使用以像素(r、θ)為中心的縱五像素、橫五像素(5×5)的附近像素的亮度，計算亮度梯度。求出與5×5的附近像素的各亮度對應的加權矩陣的各行列因素的數(shù)值的積，將總計二十五個積相加，將其絕對值作為亮度梯度。各加權矩陣與θ對應地在圓的切線方向上加權。

圖9(a)的加權矩陣在―π/16＜θ≤π/16的區(qū)域或15π/16＜θ≤17π/16的區(qū)域使用。圖9(b)的加權矩陣在π/16＜θ≤3π/16的區(qū)域或17π/16＜θ≤19π/16的區(qū)域使用。圖9(c)的加權矩陣在3π/16＜θ≤5π/16的區(qū)域或19π/16＜θ≤21π/16的區(qū)域使用。圖9(d)的加權矩陣在5π/16＜θ≤7π/16的區(qū)域或21π/16＜θ≤23π/16的區(qū)域使用。圖9(e)的加權矩陣在7π/16＜θ≤9π/16的區(qū)域或23π/16＜θ≤25π/16的區(qū)域使用。圖9(f)的加權矩陣在9π/16＜θ≤11π/16的區(qū)域或25π/16＜θ≤27π/16的區(qū)域使用。圖9(g)的加權矩陣在11π/16＜θ≤13π/16的區(qū)域或27π/16＜θ≤29π/16的區(qū)域使用。圖9(h)的加權矩陣在13π/16＜θ≤15π/16的區(qū)域或29π/16＜θ≤31π/16的區(qū)域使用。

此外，圖9所示的加權矩陣只是一例，也可以使用7×7、3×3等范圍的不同的矩陣，也可以將有效區(qū)域進一步細分為三十二份，對應的加權矩陣也做成十六種，從而提高計算精度。另外，也可以對各加權矩陣的排列因素的值進行微調整，從而提高計算精度。

接下來，使用圖10～12，對使用了坐標系變換的圓的切線方向的亮度梯度計算方法進行說明。

圖10的1000是將有效范圍504(從內徑505到外徑506，0≤θ≤2π弧度內的區(qū)域)的圖像信息變換成橫軸θ、縱軸r的平面而展開后得到?；趤碜怨艿椎姆瓷涔獾拿靼刀玫降耐膱A形狀的暗部被展開成1001、1002。

在這樣展開后的圖像信息中，原本的圓的切線方向置換成θ軸的方向，通過一個加權矩陣能夠計算亮度梯度?；趫D11示出的5×3的加權矩陣，計算θ方向的亮度梯度，圖12表示將各像素位置的亮度梯度圖像化的圖。將亮度梯度小的部位表示得黑，將亮度梯度大的部位表示得白。限定沿圓的θ方向來計算亮度梯度，從而能夠不受基于來自管底的反射光的明暗而得到的同心圓形狀的暗部1001、1002的影響地捕捉氣泡的外形。另外，在圖10示出的畫面上，暗部1001、1002不是直線，而描繪平緩的曲線，這是下降位置3011偏離試管外形的中心，或者試管的管底形狀歪斜時產(chǎn)生的現(xiàn)象。但是，只要基于某程度的附近范圍的亮度信息計算亮度梯度，就能夠無障礙地捕捉基于氣泡的外形而得到的亮度梯度。

此外，圖11所示的5×3加權矩陣指示一例，也可以使用7×5、3×3等范圍的不同的矩陣。另外，也可以對加權矩陣的各行列因素的值進行微調整，從而提高探測精度。

＜本發(fā)明的第三實施方式＞

在實施例1中，以收納液體的試管為圓筒狀、圓錐狀的容器為前提，對在圓的切線方向上求出亮度梯度的方法進行了說明。在本實施例中，使用圖13，對圓筒形或圓錐形以外的容器的情況進行說明。

圖13(a)是方管形的容器的例，放入有血液、尿等樣品或樣品與試劑的混合液等液狀物質。圖13(b)是從上面對這種方管型容器進行拍攝得到的圖像1300。在容器的內部，除了映出氣泡外，還由于來自底的反射光的明暗，映出以容器的形狀為主要因素的雙重的正四邊形狀的暗部1301、1302。對于該圖像，說明亮度梯度探測方法中的有效范圍的設定工序(圖2的步驟s212)及亮度梯度的計算工序(步驟s213)的處理。

圖13(c)是表示由步驟s212設定的有效范圍1303的圖。在圖中，有效范圍1303是被涂黑的以外的區(qū)域，有效范圍以分注探針的下降位置為中心，設定成空心圓形狀。

圖13(d)是為了根據(jù)步驟s213在沿作為容器的內壁面形狀的正四邊形的方向上計算亮度梯度，以每角度π/2將有效區(qū)域分割成四個的圖。只要在分割后的各區(qū)域使用兩個上述的加權矩陣，計算亮度梯度即可。具體而言，在―π/4+ε≤θ≤π/4－ε的區(qū)域，使用圖17的加權矩陣。在π/4+ε≤θ＜≤3π/4－ε對區(qū)域，使用圖9(e)的加權矩陣。在3π/4+ε≤θ≤5π/4－ε的區(qū)域使用圖9(a)的加權矩陣。在5π/4+ε≤θ≤7π/4－ε的區(qū)域使用圖9(e)的加權矩陣。此外，ε是考慮下降位置(3011)等的誤差，因此進行適當調整。

圖13(e)是將計算得到的亮度梯度表現(xiàn)成圖像的圖。在有效區(qū)域內，即使由于容器的形狀而存在表示來自管底的反射光的暗部1301、1302，也能夠準確地捕捉泡的外形，從而進行泡有無探測。此外，π/4+ε≤θ＜≤3π/4－ε的區(qū)域和5π/4+ε≤θ≤7π/4－ε的區(qū)域若做成旋轉π/2(90°)的圖像信息，則能夠在所有的區(qū)域使用圖9(a)的加權矩陣計算亮度梯度。如上所說明地，若計算沿試管形狀的方向的亮度梯度，則能夠以最小限度的處理進行液面檢查。

＜向自動分析裝置的應用例＞

接下來，對應用了本發(fā)明的自動分析裝置進行說明。

圖14是本發(fā)明的實施方式的自動分析裝置的概要圖。此外，在此，作為自動分析裝置，尤其對自動進行血液、尿等生物體樣品的定性·定量分析的自動分析裝置且分析生物化學項目、免疫項目、凝固項目等項目的裝置進行說明。當應用本發(fā)明時，只要具備利用分注探針從試管向反應容器、或者從試劑容器向反應容器分注樣品、試劑的功能，也可以是其它分析裝置。

在自動分析裝置3301配置有試劑盤3302、反應盤3303、檢體分注探針3304、試劑分注探針3305、攪拌裝置3306、光度計3312、以及搬送機構3313。另外，在自動分析裝置3301連接有控制裝置，該控制裝置具備顯示裝置107、輸入裝置108。

試劑盤3302旋轉自如，且能夠在圓周上配置多個試劑容器。同樣地，在反應盤3303的圓周上能夠具備多個反應容器。搬送機構3313能夠搬送收納有多個樣品容器101的樣品座3311。在本實施例中，使用能夠保持五根樣品容器101的架形式的樣品座3311，通過沿水平方向驅動的搬送帶能夠以將樣品座載置于上面的狀態(tài)將樣品容器101搬送至預定的位置。

檢體分注探針3304能夠旋轉驅動和上下驅動，對保持于被搬送到預定位置的樣品座3311的樣品進行吸引，并分注排出至反應盤3303上的反應容器。試劑分注探針3305也同樣地能夠旋轉驅動和上下驅動，從保持于試劑盤3302上的試劑容器吸引試劑，并分注至反應盤3303上的反應容器。攪拌裝置3306攪拌反應容器內的混合液。光度計3312對攪拌后的混合液進行分析。

在本發(fā)明的自動分析裝置中，利用設于搬送機構3311的上部的樣品用液面檢測裝置3308、設于試劑盤的上部的試劑用液面檢測裝置3307，能夠在分注樣品、試劑前探測液面的泡的有無。另外，泡的有無也可以在進行分注的位置進行探測。而且，在反應盤3303的上部具備反應液用液面檢測裝置3309，從而對混合了樣品和試劑的反應液的液面進行拍攝，也能夠在分注后、攪拌后探測液面的異常。

附圖說明

101—試管，1010—液狀物質，102—照明，1021—中空部，103—攝像機，1031—鏡頭，104—圖像處理裝置，105—存儲裝置，106—接口部，107—顯示部，108—輸入部，3301—自動分析裝置，3302—試劑盤，3303—反應盤，3304—樣品分注探針，3305—試劑分注探針，3306—攪拌裝置，3307—試劑用液面檢測裝置，3308—樣品用液面檢測裝置，3309—反應液用液面檢測裝置，3311—樣品座。

權利要求書(按照條約第19條的修改)

1.(補正后)一種液面檢查裝置，其特征在于，具有：

相對于收納有液狀物質的容器及上述液狀物質的液面從上方照射光的照射部；

從上方取得上述照射部照射了光的液狀物質的圖像的攝影部；

使用上述圖像所含有的顏色信息來檢測上述液面的狀態(tài)的第一液面檢查部；以及

根據(jù)上述圖像計算出沿容器的內壁面形狀的方向的亮度梯度而檢測上述液面的狀態(tài)的第二液面檢查部。

2.根據(jù)權利要求1所述的液面檢查裝置，其特征在于，

具有使用上述圖像所含有的顏色信息來選擇使用上述第一液面檢查部和上述第二液面檢查部中的哪一個的方式選擇部。

3.(刪除)

4.根據(jù)權利要求1所述的液面檢查裝置，其特征在于，

上述第一液面檢測部基于具有顏色信息的區(qū)域的數(shù)量來對液面的泡進行檢測，所述顏色信息與從上述照明部照射的光的顏色相應。

5.根據(jù)權利要求2所述的液面檢查裝置，其特征在于，

上述方式選擇部、上述第一液面檢測部、以及上述第二液面檢測部分別設定用于取得顏色信息及亮度信息的區(qū)域。

6.根據(jù)權利要求1所述的液面檢查裝置，其特征在于，

上述液狀物質是生物體樣品、用于分析這些生物體樣品的試劑、混合了該生物體樣品和試劑的混合液、以及該生物體樣品與試劑進行反應后的反應液中的某一種。

7.根據(jù)權利要求1所述的液面檢查裝置，其特征在于，

具備對上述液狀物質進行吸引的探針，

上述攝像部的光軸配置為與上述探針的下降位置大致一致。

8.(補正后)一種處理裝置，對相對于收納有液狀物質的容器從上方照射光的狀態(tài)下拍攝到的液面的圖像進行處理，上述處理裝置的特征在于，具有：

使用上述圖像所含有的顏色信息來檢測上述液面的狀態(tài)的第一液面檢查部；以及

根據(jù)由該攝影部拍攝到的影像計算出沿容器的內壁面形狀的方向的亮度梯度而檢測上述液面的狀態(tài)的第二液面檢查部。

9.根據(jù)權利要求8所述的處理裝置，其特征在于，

具有使用上述圖像所含有的顏色信息來選擇使用上述第一液面檢測部和上述第二液面檢測部中的哪一個的方式選擇部。

10.(補正后)一種自動分析裝置，其特征在于，具有：

對收納樣品的樣品容器進行搬送的樣品容器搬送機構；

對收納有與樣品進行混合的試劑的試劑容器進行搬送的試劑容器搬送機構；

對收納有混合了上述樣品和上述試劑的反應液的反應容器進行搬送的反應容器搬送機構；

對收納于上述樣品容器、上述試劑容器、以及上述反應容器中的至少哪一個的內部的液體的圖像進行拍攝的拍攝機構；以及

控制裝置，該控制裝置與上述拍攝機構連接，且具有：使用上述圖像所含有的顏色信息來檢測上述液面的狀態(tài)的第一液面檢測部；根據(jù)上述圖像計算出沿容器的內壁面形狀的方向的亮度梯度而檢測上述液面的狀態(tài)的第二液面檢查部；以及選擇使用上述第一液面檢測部和第二液面檢測部中的哪一個的方式選擇部。

11.根據(jù)權利要求10所述的自動分析裝置，其特征在于，

具備探針機構，該探針機構從被上述樣品容器搬送機構或上述試劑容器搬送機構定位于分注位置的上述樣品容器或上述試劑容器吸引預定量的液體，

上述拍攝結構在定位于上述分注位置之前或者在該分注位置對上述樣品容器或上述試劑容器內部的液體的圖像進行拍攝。

說明或聲明(按照條約第19條的修改)

對權利要求1、8以及10進行了追加補正前的權利要求3限定的內容。隨著該補正，刪除權利要求3。

補正后的權利要求1、8以及10的發(fā)明相對于國際檢索報告中引用的文獻1～3具有創(chuàng)造性。任意文獻均為公開也未按時根據(jù)沿著容器的內壁面形狀的亮度梯度來檢測液面的泡的方法。