JP6283327B2 - Measuring method, measuring apparatus and program - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロニードルを形成するモールドの針状凹部内に充填された薬剤の水溶液の容量を測定する測定方法及び測定装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a measuring method, a measuring apparatus, and a program for measuring a volume of an aqueous solution of a medicine filled in a needle-like recess of a mold forming a microneedle.
近年、痛みを伴わずにインシュリン(Insulin)及びワクチン(Vaccines)及びhGH(human Growth Hormone)などの薬剤を皮膚内に投与可能な新規剤型として、マイクロニードルアレイ(Micro-Needle Array:以下、MNAと略す)が知られている。MNAは、薬剤を含み、生分解性のあるマイクロニードル(微細針または微小針ともいう)をアレイ状に配列したものである。このMNAを皮膚に貼付することにより、各マイクロニードルが皮膚に突き刺さり、これらマイクロニードルが皮膚内で吸収され、各マイクロニードル中に含まれた薬剤を皮膚内に投与することができる。 In recent years, as a new dosage form capable of administering drugs such as insulin, vaccine (Vaccines), and hGH (human growth hormone) into the skin without pain, a micro-needle array (hereinafter referred to as MNA) Abbreviated). MNA includes drugs and biodegradable microneedles (also called microneedles or microneedles) arranged in an array. By affixing this MNA to the skin, each microneedle pierces the skin, the microneedle is absorbed in the skin, and a drug contained in each microneedle can be administered into the skin.
このようなMNAの製造方法としては、MNAの反転型である多数の針状凹部を有するモールド(型)の各針状凹部内に、薬剤等を含む薬剤水溶液を充填して乾燥させることでMNAを形成した後、MNAをモールドから剥離する方法が知られている(特許文献1及び2参照)。MNAを製造する際には、MNAより皮膚内に投与される薬剤の薬剤量を厳密に管理する必要がある。このため、MNAの製造工程では、MNAに含まれる薬剤の薬剤量の定量化を図っている。 As a manufacturing method of such MNA, MNA is filled with a drug aqueous solution containing a drug or the like in each needle-shaped recess of a mold (mold) having a large number of needle-shaped recesses, which is an inverted type of MNA, and dried. A method is known in which MNA is peeled from a mold after forming (see Patent Documents 1 and 2). When manufacturing MNA, it is necessary to strictly control the amount of drug administered into the skin from MNA. For this reason, in the manufacturing process of MNA, the amount of the drug contained in MNA is quantified.
特許文献3に記載のMNAの製造方法では、MNAを水に溶解させてMNAに含まれる薬剤の量を測定している。しかし、この特許文献3に記載の方法では、破壊測定を行う必要があるため、生産したMNAを破壊してしまうという問題が生じる。 In the method for producing MNA described in Patent Document 3, MNA is dissolved in water and the amount of the drug contained in MNA is measured. However, in the method described in Patent Document 3, it is necessary to perform destructive measurement, which causes a problem that the produced MNA is destroyed.
ここで、MNAにより皮膚内に供給される薬剤の量は、モールドの各針状凹部内に充填された薬剤水溶液の容量(体積)に依存する。このため、モールドの各針状凹部内に充填された薬剤水溶液の容量の測定を行い、各針状凹部内の薬剤水溶液の容量の定量化を図ることで、MNAに含まれる薬剤の量の定量化が図れる。 Here, the amount of the medicine supplied into the skin by the MNA depends on the volume (volume) of the aqueous solution of medicine filled in each needle-like recess of the mold. For this reason, the volume of the drug aqueous solution filled in each needle-shaped recess of the mold is measured, and the volume of the drug aqueous solution in each needle-shaped recess is quantified, thereby quantifying the amount of drug contained in the MNA. Can be achieved.
モールドの各針状凹部内に充填された薬剤水溶液の容量の測定方法としては、例えば、薬剤水溶液の充填前のモールドの重量と、薬剤水溶液の充填後のモールドの重量とを高精度電子天秤で測定して、充填前後の重量差と薬剤水溶液の密度とに基づき薬剤水溶液の容量を測定する方法が知られている。この高精度電子天秤で測定する方法によれば、モールドの各針状凹部内に充填された薬剤水溶液の容量の非破壊測定が可能となる。 As a method for measuring the volume of the aqueous drug solution filled in each needle-shaped recess of the mold, for example, the weight of the mold before filling with the aqueous drug solution and the weight of the mold after filling with the aqueous drug solution can be measured with a high-precision electronic balance. A method for measuring and measuring the volume of the aqueous drug solution based on the weight difference before and after filling and the density of the aqueous drug solution is known. According to the method of measuring with this high-precision electronic balance, it is possible to perform nondestructive measurement of the volume of the aqueous drug solution filled in each needle-like recess of the mold.
しかしながら、上記の高精度天秤を用いた測定を行う場合には、測定に適した測定範囲及び分解能を兼ね備えた高精度電子天秤を用意する必要がある。例えばモールドの重量が800mgであり、このモールドに2mgの薬剤水溶液を充填する場合を例に挙げて説明を行う。この場合、2mgの容量のばらつきの許容範囲を2mgの±3%とすると、この許容範囲は±0.06mgになるため、高精度電子天秤は0.01mgの分解能を有する必要がある。しかし、モールドの重量は800mgであり、薬剤水溶液の重量と比較してはるかに大きく約400倍の差があるので、高精度電子天秤の測定範囲は800mgを確保する必要がある。このため、測定範囲(800mg)と分解能(0.01mg)とを両立する高性能電子天秤を用意することは現実には困難であり、充填前後の重量差に基づき針状凹部内に充填されている薬剤水溶液の容量を高精度に測定することができなかった。また、高精度電子天秤を用いる方法は、モールドを1つずつ高精度電子天秤にセットする必要があるので、MNAの製造工程での効率の良いMNAの生産(例えば、Roll to Roll方式の生産)に不向きである。 However, when performing a measurement using the above-described high-accuracy balance, it is necessary to prepare a high-accuracy electronic balance having a measurement range and resolution suitable for measurement. For example, the case where the weight of the mold is 800 mg and this mold is filled with 2 mg of a chemical aqueous solution will be described as an example. In this case, if the allowable range of variation in the 2 mg capacity is ± 3% of 2 mg, this allowable range is ± 0.06 mg. Therefore, the high-precision electronic balance needs to have a resolution of 0.01 mg. However, the weight of the mold is 800 mg, which is much larger than the weight of the aqueous drug solution, and there is a difference of about 400 times, so that the measurement range of the high-precision electronic balance needs to ensure 800 mg. For this reason, it is actually difficult to prepare a high-performance electronic balance that achieves both a measurement range (800 mg) and resolution (0.01 mg), and the needle-shaped recess is filled based on the weight difference before and after filling. The volume of the aqueous drug solution could not be measured with high accuracy. In addition, the method using a high-precision electronic balance requires that molds be set on the high-precision electronic balance one by one, so efficient MNA production in the MNA manufacturing process (eg, roll-to-roll production) Not suitable for.
また、上記の高精度天秤を用いた測定では、モールドの針状凹部ごとの薬剤水溶液の容量を個別に測定することができない。その結果、針状凹部ごとの薬剤水溶液の容量のばらつきを測定することはできない。このため、モールドの針状凹部ごとの薬剤水溶液の容量を高速かつ高精度に非破壊測定することができる技術の開発が望まれていた。またこの際に、MNAの製造工程では、インシュリンやワクチン等の複数種類の薬剤のMNAを切り替えながら製造することが一般的であるので、薬剤の種類に依存しない測定技術の開発が望まれていた。 Moreover, in the measurement using the above high-accuracy balance, the volume of the aqueous drug solution for each needle-like concave portion of the mold cannot be measured individually. As a result, it is not possible to measure the variation in the volume of the aqueous drug solution for each needle-like recess. For this reason, development of the technique which can carry out the nondestructive measurement of the capacity | capacitance of the chemical | medical-agent aqueous solution for every acicular recessed part of a mold at high speed and high precision was desired. At this time, in the manufacturing process of MNA, since it is common to manufacture while switching MNAs of a plurality of types of drugs such as insulin and vaccine, it is desired to develop a measurement technique independent of the type of drug. .
なお、上記の特許文献2には、MNAの各マイクロニードルを青色に着色して、モールドから剥離した青色のマイクロニードルをビデオマイクロスコープで観察し、着色した部分の長さを測定する方法が開示されている。モールドの各針状凹部の形状は既知であるので、各針状凹部内のマイクロニードルの長さの測定結果に基づき、各針状凹部内のマイクロニードルの個別の体積(容量)が求められる。しかし、この方法は、乾燥後のマイクロニードルを測定対象としているので、薬剤の種類に関係なく実施できるものの、モールドの個々の針状凹部に充填された薬剤水溶液の容量の測定に適用することはできない。 Patent Document 2 discloses a method of measuring each length of the colored portion by observing the blue microneedle peeled off from the mold with a video microscope by coloring each MNA microneedle in blue. Has been. Since the shape of each needle-like recess of the mold is known, the individual volume (capacity) of the microneedle in each needle-like recess is obtained based on the measurement result of the length of the microneedle in each needle-like recess. However, since this method is intended for measurement of microneedles after drying, it can be performed regardless of the type of drug, but it can be applied to the measurement of the volume of the aqueous drug solution filled in the individual needle-like recesses of the mold. Can not.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、モールドの針状凹部ごとの薬剤の水溶液の容量を高速かつ高精度に非破壊測定することができる測定方法及び測定装置及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a measurement method, a measurement apparatus, and a program capable of nondestructively measuring the volume of an aqueous solution of a drug for each needle-like recess of a mold at high speed and with high accuracy. The purpose is to do.
本発明の目的を達成するための測定方法は、マイクロニードルの反転型である針状凹部が複数形成された光透過性を有するモールドの針状凹部に充填された薬剤の水溶液の容量を測定する測定方法において、モールドの水溶液が充填される側の第1面への平行光の垂直入射により第1面とは反対側の第2面から出射される平行光の透過光を撮像した透過光画像を取得する取得ステップと、取得ステップで取得した透過光画像を解析して、針状凹部の非形成領域と、針状凹部の水溶液内にある第1壁面部と、針状凹部の水溶液の液面よりも第1面の側にある第2壁面部とにそれぞれ入射した平行光の透過光により形成される透過光画像内の画像パターンから、液面と第2壁面部との境界を示す液面特徴線を、針状凹部ごとに検出する液面特徴線検出ステップと、液面特徴線検出ステップの検出結果と、既知の針状凹部の形状とに基づき、針状凹部ごとの容量を演算する容量演算ステップと、を有する。 A measurement method for achieving the object of the present invention measures the volume of an aqueous solution of a medicine filled in a needle-shaped recess of a light-transmitting mold in which a plurality of needle-shaped recesses that are inverted types of microneedles are formed. In the measurement method, the transmitted light image obtained by imaging the transmitted light of the parallel light emitted from the second surface opposite to the first surface by the perpendicular incidence of the parallel light to the first surface of the mold filled with the aqueous solution The acquisition step for acquiring the liquid, the transmitted light image acquired in the acquisition step is analyzed, the non-formation region of the needle-like concave portion, the first wall surface portion in the aqueous solution of the needle-like concave portion, and the liquid of the aqueous solution of the needle-like concave portion The liquid indicating the boundary between the liquid surface and the second wall surface portion from the image pattern in the transmitted light image formed by the transmitted light of the parallel light respectively incident on the second wall surface portion on the first surface side from the surface Liquid surface feature line for detecting surface feature line for each needle-like recess Has a step out, and the detection result of the liquid level feature line detection step, based on the shape of the known needle-like recess, and capacity calculation step of calculating the capacity of each needle-like recess, the.
本発明によれば、各針状凹部の第1壁面部及び第2壁面部にてそれぞれ屈折される平行光の屈折角度の違いに着目して、各針状凹部内の薬剤の水溶液の容量を測定することができる。 According to the present invention, paying attention to the difference in the angle of refraction of parallel light refracted by the first wall surface portion and the second wall surface portion of each needle-shaped recess, the volume of the aqueous solution of the drug in each needle-shaped recess is reduced. Can be measured.
本発明の他の態様に係る測定方法において、透過光は、非形成領域に入射してモールド内を直進し、第2面の第1領域から出射する第1透過光と、第1壁面部に入射して第1壁面部により屈折されて、第2面の針状凹部に対応する第2領域から出射する第2透過光と、第2壁面部に入射して第2壁面部により第1透過光よりも大きい屈折角度で屈折されて、第1領域の一部分から出射する第3透過光と、を含み、画像パターンは、第1領域の一部分から出射する第1透過光及び第3透過光の合成光により形成される第1画像と、第1領域の一部分とは異なる部分から出射する第1透過光、及び第2領域から出射する第2透過光により形成される第2画像と、を含み、液面特徴線検出ステップは、第1画像と第2画像との境界の位置に基づいて、液面特徴線を検出する。これにより、針状凹部ごとの液面と第2壁面部との境界を検出することができる。 In the measurement method according to another aspect of the present invention, the transmitted light is incident on the non-formation region, travels straight through the mold, and is emitted from the first region of the second surface and on the first wall surface portion. The second transmitted light that is incident and refracted by the first wall surface portion and is emitted from the second region corresponding to the needle-like concave portion of the second surface, and the first transmitted light incident on the second wall surface portion and the second wall surface portion. And the third transmitted light that is refracted at a refraction angle larger than the light and exits from a portion of the first region, and the image pattern includes the first transmitted light and the third transmitted light that exit from the portion of the first region. A first image formed by the combined light; a first transmitted light emitted from a portion different from a part of the first region; and a second image formed by the second transmitted light emitted from the second region. The liquid level feature line detecting step is based on the position of the boundary between the first image and the second image. Detecting the liquid level characteristic line. Thereby, the boundary of the liquid level for every needle-shaped recessed part and a 2nd wall surface part is detectable.
本発明の他の態様に係る測定方法において、第1画像は、第2画像の外周を囲み且つ第2画像よりも明るくなる環状の画像であり、液面特徴線検出ステップでは、環状の液面特徴線を検出する。これにより、針状凹部ごとの液面と第2壁面部との境界を検出することができる。 In the measurement method according to another aspect of the present invention, the first image is an annular image that surrounds the outer periphery of the second image and becomes brighter than the second image. In the liquid surface characteristic line detection step, the annular liquid surface is detected. Detect feature lines. Thereby, the boundary of the liquid level for every needle-shaped recessed part and a 2nd wall surface part is detectable.
本発明の他の態様に係る測定方法において、第1面に平行で且つ液面高さが互いに異なる第1液面及び第2液面の液面特徴線を予め検出する事前液面特徴線検出ステップと、事前液面特徴線検出ステップで検出した第1液面の液面特徴線の針状凹部の中心からの第1半径、及び第2液面の液面特徴線の針状凹部の中心からの第2半径を予め検出する事前半径検出ステップと、第2面から第1液面の中心までの第1液面高さ、及び第2面から第2液面の中心までの第2液面高さを予め検出する事前液面高さ検出ステップと、を有し、容量演算ステップは、液面特徴線検出ステップの検出結果に基づき、針状凹部の中心から液面特徴線の複数の点の各々までの第3半径を検出する第3半径検出ステップと、第3半径検出ステップの検出結果と、事前半径検出ステップ及び事前液面高さ検出ステップの各々の検出結果とに基づき、第2面から複数の点の各々までの第3液面高さを検出する第3液面高さ検出ステップと、第3半径検出ステップ及び第3液面高さ検出ステップの検出結果と、既知の針状凹部の形状とに基づき、針状凹部内の容量を演算する演算ステップと、を有する。これにより、針状凹部ごとの液面特徴線の検出結果に基づき、針状凹部内の薬剤の水溶液の容量を針状凹部ごとに検出することができる。 In the measurement method according to another aspect of the present invention, prior liquid level feature line detection is performed in advance to detect the liquid level characteristic lines of the first and second liquid levels that are parallel to the first surface and have different liquid level heights. The first radius from the center of the needle-shaped recess of the liquid level feature line of the first liquid level detected in the step, and the center of the needle-shaped recess of the liquid level feature line of the second liquid level A pre-radius detecting step for detecting a second radius from the first, a first liquid surface height from the second surface to the center of the first liquid surface, and a second liquid from the second surface to the center of the second liquid surface. A preliminary liquid level detection step for detecting the surface height in advance, and the volume calculation step includes a plurality of liquid level feature lines from the center of the needle-shaped recess based on the detection result of the liquid level feature line detection step. A third radius detecting step for detecting a third radius to each of the points; a detection result of the third radius detecting step; A third liquid level height detecting step for detecting a third liquid level height from the second surface to each of the plurality of points based on the detection results of the radius detection step and the preliminary liquid level height detection step; And a calculation step for calculating a capacity in the needle-shaped recess based on the detection results of the third radius detection step and the third liquid level height detection step and the known shape of the needle-shaped recess. Thereby, based on the detection result of the liquid surface characteristic line for each needle-shaped recess, the volume of the aqueous solution of the drug in the needle-shaped recess can be detected for each needle-shaped recess.
本発明の他の態様に係る測定方法において、第1半径をRHとし、第2半径をRLとし、第1液面高さをDHとし、第2液面高さをDLとし、複数の点ごとの第3半径をRXとし、複数の点ごとの第3液面高さをDXとし、DH>DLとした場合に、第3液面高さ検出ステップは、下記式(1)、DX=[(RX−RL)×(DH−DL)]/(RH−RL)+DL・・・(1)を用いて、複数の点ごとの第3液面高さを検出する。これにより、第3半径検出ステップの検出結果から第3液面高さを検出することができる。 In the method according to another aspect of the present invention, the first radius and R H, the second radius and R L, the first liquid level height and D H, the second liquid level height and D L, When the third radius for each of a plurality of points is R X , the third liquid level for each of the plurality of points is D X, and D H > D L , the third liquid level height detection step is as follows: Using the formula (1), D X = [(R X −R L ) × (D H −D L )] / (R H −R L ) + D L (1), The third liquid level is detected. Thereby, the third liquid level height can be detected from the detection result of the third radius detection step.
本発明の他の態様に係る測定方法において、第1面に平行光を垂直入射する入射ステップと、第2面から出射した透過光を撮像部により撮像して透過光画像を生成する撮像ステップと、を有し、取得ステップは、撮像部から透過光画像を取得する。これにより、透過光画像を取得することができる。 In the measurement method according to another aspect of the present invention, an incident step in which parallel light is perpendicularly incident on the first surface, an imaging step in which transmitted light emitted from the second surface is imaged by an imaging unit and a transmitted light image is generated, and The acquisition step acquires a transmitted light image from the imaging unit. Thereby, a transmitted light image can be acquired.
本発明の他の態様に係る測定方法において、撮像ステップは、第2面に焦点を合わせた撮像部を用いて透過光を撮像する。これにより、モールドを透過した平行光の透過光を撮像部で撮像することができる。 In the measuring method according to another aspect of the present invention, the imaging step images the transmitted light using an imaging unit focused on the second surface. Thereby, the parallel light transmitted through the mold can be captured by the imaging unit.
本発明の目的を達成するための測定装置は、マイクロニードルの反転型である針状凹部が複数形成された光透過性を有するモールドの針状凹部に充填された薬剤の水溶液の容量を測定する測定装置において、モールドの水溶液が充填される側の第1面への平行光の垂直入射により第1面とは反対側の第2面から出射される平行光の透過光を撮像した透過光画像を取得する取得部と、取得部が取得した透過光画像を解析して、針状凹部の非形成領域と、針状凹部の水溶液内にある第1壁面部と、針状凹部の水溶液の液面よりも第1面の側にある第2壁面部とにそれぞれ入射した平行光の透過光により形成される透過光画像内の画像パターンに基づき、液面と第2壁面部との境界を示す液面特徴線を、針状凹部ごとに検出する液面特徴線検出部と、液面特徴線検出部の検出結果と、既知の針状凹部の形状とに基づき、針状凹部ごとの容量を演算する容量演算部と、を備える。 A measuring apparatus for achieving the object of the present invention measures the volume of an aqueous solution of a medicine filled in a needle-like recess of a light-transmitting mold in which a plurality of needle-like recesses that are inverted types of microneedles are formed. In the measuring apparatus, a transmitted light image obtained by imaging the transmitted light of the parallel light emitted from the second surface opposite to the first surface by the perpendicular incidence of the parallel light to the first surface of the mold filled with the aqueous solution The acquisition unit for acquiring the image, the transmitted light image acquired by the acquisition unit is analyzed, the non-formation region of the needle-like recess, the first wall surface portion in the aqueous solution of the needle-like recess, and the liquid of the aqueous solution of the needle-like recess The boundary between the liquid surface and the second wall surface portion is shown based on the image pattern in the transmitted light image formed by the transmitted light of the parallel light respectively incident on the second wall surface portion on the first surface side from the surface. A liquid surface characteristic line detection unit that detects a liquid surface characteristic line for each needle-like recess; Comprising a detection result of the liquid level feature-ray detecting unit, based on the shape of the known needle-like recess, and the capacity calculation section for calculating the capacity of each needle-like recess, the.
本発明の他の態様に係る測定装置において、第1面に平行光を垂直入射する入射部と、第2面から出射した透過光を撮像して透過光画像を生成する撮像部と、を備え、取得部は、撮像部から透過光画像を取得する。 The measuring apparatus according to another aspect of the present invention includes an incident unit that vertically enters parallel light on the first surface, and an imaging unit that captures the transmitted light emitted from the second surface and generates a transmitted light image. The acquisition unit acquires a transmitted light image from the imaging unit.
本発明の目的を達成するためのプログラムは、マイクロニードルの反転型である針状凹部が複数形成された光透過性を有するモールドの針状凹部に充填された薬剤の水溶液の容量を測定する手段としてコンピュータを機能させるプログラムであって、コンピュータを、モールドの水溶液が充填される側の第1面への平行光の垂直入射により第1面とは反対側の第2面から出射される平行光の透過光を撮像した透過光画像を取得する取得部と、取得部が取得した透過光画像を解析して、針状凹部の非形成領域と、針状凹部の水溶液内にある第1壁面部と、針状凹部の水溶液の液面よりも第1面の側にある第2壁面部とにそれぞれ入射した平行光の透過光により形成される透過光画像内の画像パターンに基づき、液面と第2壁面部との境界を示す液面特徴線を、針状凹部ごとに検出する液面特徴線検出部と、液面特徴線検出部の検出結果と、既知の針状凹部の形状とに基づき、針状凹部ごとの容量を演算する容量演算部として機能させる。 A program for achieving the object of the present invention is a means for measuring the volume of an aqueous solution of a medicine filled in a needle-shaped recess of a light-transmitting mold in which a plurality of needle-shaped recesses that are inverted types of microneedles are formed. As a program for causing a computer to function as a parallel light emitted from a second surface opposite to the first surface by vertical incidence of parallel light on the first surface of the mold filled with the aqueous solution An acquisition unit that acquires a transmitted light image obtained by imaging the transmitted light of the sensor, and a transmitted light image acquired by the acquisition unit is analyzed to form a non-formation region of the needle-like concave portion and a first wall surface portion in the aqueous solution of the needle-like concave portion And the liquid surface based on the image pattern in the transmitted light image formed by the transmitted light of the parallel light respectively incident on the second wall surface portion that is closer to the first surface than the liquid surface of the aqueous solution of the needle-shaped recess. Indicates the boundary with the second wall Calculates the capacity of each needle-shaped recess based on the liquid surface feature line detection unit that detects the surface feature line for each needle-shaped recess, the detection result of the liquid surface feature line detection unit, and the shape of the known needle-shaped recess. Function as a capacity calculator.
本発明の測定方法及び測定装置及びプログラムは、モールドの針状凹部ごとの薬剤の水溶液の容量を高速かつ高精度に非破壊測定することができる。 The measuring method, measuring apparatus, and program of the present invention can perform nondestructive measurement of the volume of an aqueous solution of a drug for each needle-shaped recess of a mold at high speed and with high accuracy.
[測定装置の全体構成]
図1は、本発明の測定方法及び測定装置に係る測定装置10の概略図である。この測定装置10は、モールド12の針状凹部14に充填された薬剤16(図3参照)の水溶液である薬剤水溶液18の容量を測定する。
[Overall configuration of measuring device]
FIG. 1 is a schematic view of a measuring apparatus 10 according to the measuring method and measuring apparatus of the present invention. The measuring device 10 measures the volume of a drug aqueous solution 18 that is an aqueous solution of the drug 16 (see FIG. 3) filled in the needle-like recess 14 of the mold 12.
図1に示すように、測定装置10は、大別して、本発明の入射部に相当する面光源21と、干渉フィルタ22と、レンズ23及び撮像素子24を含む撮像部25と、画像処理システム26と、を備える。また、図示は省略するが、測定装置10には、干渉フィルタ22と撮像部25との間でモールド12を支持するステージが設けられている。 As shown in FIG. 1, the measuring apparatus 10 is roughly divided into a surface light source 21 corresponding to an incident part of the present invention, an interference filter 22, an imaging unit 25 including a lens 23 and an imaging element 24, and an image processing system 26. And comprising. Although not shown, the measurement apparatus 10 is provided with a stage that supports the mold 12 between the interference filter 22 and the imaging unit 25.
図2は、モールド12の断面図である。図2に示すように、モールド12は、マイクロニードル28をアレイ状に配列してなるMNA29の製造に用いられる平板状の型である。このモールド12は、本実施形態ではシリコンゴムで形成されており、光透過性を有している。モールド12には、マイクロニードル28の反転型である針状凹部14がアレイ状に複数形成されている(図4(A)参照)。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the mold 12. As shown in FIG. 2, the mold 12 is a flat plate mold used for manufacturing an MNA 29 in which microneedles 28 are arranged in an array. The mold 12 is made of silicon rubber in the present embodiment, and has light transmittance. In the mold 12, a plurality of needle-like recesses 14 that are the inverted types of the microneedles 28 are formed in an array (see FIG. 4A).
針状凹部14は、マイクロニードル28の形状に対応して、モールド12の第1面12aから第1面12aとは反対側の第2面12bに向かって次第に先細りとなる錐形状を有している。このため、針状凹部14の壁面は傾斜面となる。なお、本実施形態では、針状凹部14の壁面のうちで針状凹部14の第1面12a側の開口近傍部分の傾斜角度が、他の部分の傾斜角度よりも小さくなるように形成されている。 Corresponding to the shape of the microneedle 28, the needle-like recess 14 has a conical shape that gradually tapers from the first surface 12a of the mold 12 toward the second surface 12b opposite to the first surface 12a. Yes. For this reason, the wall surface of the acicular recessed part 14 turns into an inclined surface. In addition, in this embodiment, it forms so that the inclination angle of the opening vicinity part by the side of the 1st surface 12a of the needle-shaped recessed part 14 may become smaller than the inclination angle of another part among the wall surfaces of the needle-shaped recessed part 14. Yes.
モールド12の各針状凹部14内には、第1面12a側から薬剤水溶液18がそれぞれ充填される。なお、図中の符号18aは、針状凹部14内に充填された薬剤水溶液18の液面である。 Each needle-like recess 14 of the mold 12 is filled with the aqueous drug solution 18 from the first surface 12a side. In addition, the code | symbol 18a in a figure is the liquid level of the chemical | medical agent aqueous solution 18 with which the needle-shaped recessed part 14 was filled.
モールド12の第2面12bには、各針状凹部14にそれぞれ連通する複数の連通孔31が形成されている。モールド12は、各針状凹部14内への薬剤水溶液18の充填後に、第1面12aを図中上向きにし、第2面12bを図中下向きにした状態で前述のステージにセットされる。 A plurality of communication holes 31 are formed in the second surface 12b of the mold 12 so as to communicate with the needle-like recesses 14 respectively. The mold 12 is set on the above-described stage with the first surface 12a facing upward in the drawing and the second surface 12b facing downward in the drawing after the filling of each of the needle-shaped recesses 14 with the aqueous drug solution 18.
各針状凹部14内への薬剤水溶液18の充填後、モールド12を乾燥させることにより、各針状凹部14内の薬剤水溶液18から水が蒸発して薬剤16(図3参照)が固化し、各針状凹部14内にマイクロニードル28が形成される。これにより、モールド12の第1面12a上にMNA29が形成され、このMNA29はモールド12から剥離される。 After filling each needle-shaped recess 14 with the aqueous drug solution 18, the mold 12 is dried to evaporate water from the drug aqueous solution 18 in each needle-shaped recess 14 to solidify the drug 16 (see FIG. 3). A microneedle 28 is formed in each needle-like recess 14. As a result, the MNA 29 is formed on the first surface 12 a of the mold 12, and the MNA 29 is peeled from the mold 12.
図3は、モールド12の各針状凹部14内に充填された薬剤水溶液18の状態変化を説明するための説明図である。ここで、図3(A)は針状凹部14内への薬剤水溶液18の充填直後の状態、図3(B)はモールド12を乾燥させている乾燥中の状態、図3(C)はモールド12の乾燥後の状態である。 FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a state change of the aqueous drug solution 18 filled in each needle-like recess 14 of the mold 12. Here, FIG. 3 (A) shows a state immediately after filling the needle-shaped recess 14 with the pharmaceutical aqueous solution 18, FIG. 3 (B) shows a state in which the mold 12 is being dried, and FIG. 3 (C) shows a mold. 12 is a state after drying.
図3(A)から図3(C)に示すように、各針状凹部14内への薬剤水溶液18の充填後、モールド12を乾燥させることで、各針状凹部14内の液体状態の薬剤水溶液18から水が蒸発して最終的に薬剤16が固化し、各針状凹部14内に固形物のマイクロニードル28が形成される。これにより、前述の図2に示したようにモールド12の第1面12a上にMNA29が形成される。 As shown in FIGS. 3 (A) to 3 (C), after filling each needle-shaped recess 14 with the drug aqueous solution 18, the mold 12 is dried, so that the liquid drug in each needle-shaped recess 14 is dried. Water evaporates from the aqueous solution 18 and finally the drug 16 is solidified, and solid microneedles 28 are formed in each needle-like recess 14. As a result, the MNA 29 is formed on the first surface 12a of the mold 12 as shown in FIG.
マイクロニードル28は、薬剤水溶液18に含まれる薬剤16の結晶である。このため、マイクロニードル28の光学特性(屈折率や光吸収率など)は、薬剤水溶液18に含まれる薬剤16の種類によって変わる。 The microneedle 28 is a crystal of the drug 16 contained in the drug aqueous solution 18. For this reason, the optical characteristics (refractive index, light absorption rate, etc.) of the microneedle 28 vary depending on the type of the drug 16 contained in the drug aqueous solution 18.
一方、薬剤水溶液18は、水が約80%を占め、薬剤16の割合が数%であり、残りはHES(hydroxyethyl starch)溶液等である。従って、薬剤水溶液18は水及びHES溶液等が95%を占めているので、水が薬剤水溶液18の光学特性を決定している。このため、薬剤水溶液18中の薬剤16の種類が変わったとしても、薬剤水溶液18の光学特性は大きくは変わらない。 On the other hand, in the pharmaceutical aqueous solution 18, water accounts for about 80%, the proportion of the pharmaceutical 16 is several percent, and the rest is a HES (hydroxyethyl starch) solution or the like. Accordingly, since the aqueous drug solution 18 is 95% water, HES solution, etc., the water determines the optical characteristics of the aqueous drug solution 18. For this reason, even if the kind of the medicine 16 in the medicine aqueous solution 18 changes, the optical characteristics of the medicine aqueous solution 18 do not change greatly.
そこで、測定装置10では、薬剤水溶液18に含まれる水に着目して、各針状凹部14内に充填された薬剤水溶液18の容量(体積)を測定する。測定装置10による測定時期は、薬剤水溶液18に含まれる水が蒸発して薬剤16が固化する前であり、具体的には、針状凹部14への薬剤水溶液18の充填直後(図3(A)参照)、及びモールド12の乾燥中(図3(B)参照)である。 Therefore, the measuring device 10 pays attention to the water contained in the pharmaceutical aqueous solution 18 and measures the volume (volume) of the pharmaceutical aqueous solution 18 filled in each needle-like recess 14. The measurement time by the measuring device 10 is before the water contained in the drug aqueous solution 18 evaporates and the drug 16 solidifies. Specifically, immediately after filling the drug aqueous solution 18 into the needle-shaped recess 14 (FIG. 3A )) And during the drying of the mold 12 (see FIG. 3B).
なお、図3(B)に示すモールド12の乾燥中に測定を行う場合には、薬剤水溶液18の状態が安定する一定の時間帯に行うことが好ましい。ここで、薬剤水溶液18の状態が安定とは、測定時間内において薬剤水溶液18の状態に大きな変化がない状態である。薬剤水溶液18の状態が安定する一定の時間帯は、MNA29の製造条件(薬剤16の種類、針状凹部14の形状、乾燥時の温度など)により変化するため、製造条件ごとに実験やシミュレーションを行って決定することができる。 In addition, when measuring during drying of the mold 12 shown to FIG. 3 (B), it is preferable to carry out in the fixed time slot | zone when the state of the chemical | medical solution 18 is stabilized. Here, the state of the drug aqueous solution 18 being stable is a state in which there is no significant change in the state of the drug aqueous solution 18 within the measurement time. The certain period of time during which the state of the aqueous drug solution 18 is stabilized varies depending on the manufacturing conditions of the MNA 29 (the type of the drug 16, the shape of the needle-shaped recess 14, the temperature at the time of drying, etc.). Can go and decide.
図1に戻って、測定装置10は、モールド12の第1面12aに平行光PLを垂直入射し、第2面12bから出射した平行光PLの透過光の透過光強度分布を示す透過光パターン画像を取得して解析することで、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量を測定する。詳しくは後述するが、薬剤水溶液18内で針状凹部14の壁面に入射した平行光PLの屈折率と、薬剤水溶液18外(液面18a上)で針状凹部14の壁面に入射した平行光PLの屈折率とが変わるため、透過光パターン画像は、針状凹部14内の薬剤水溶液18の液面の形状及び液面高さを反映している。このため、透過光パターン画像を解析することで、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の測定が可能となる。なお、薬剤水溶液18の液面高さとは、第2面12bを基準にした液面18aの高さである。 Returning to FIG. 1, the measuring apparatus 10 vertically transmits the parallel light PL to the first surface 12 a of the mold 12 and transmits a transmitted light pattern indicating the transmitted light intensity distribution of the transmitted light of the parallel light PL emitted from the second surface 12 b. By acquiring and analyzing the image, the volume of the aqueous drug solution 18 for each needle-like recess 14 is measured. As will be described in detail later, the refractive index of the parallel light PL incident on the wall surface of the needle-shaped recess 14 in the aqueous drug solution 18 and the parallel light incident on the wall surface of the needle-shaped recess 14 outside the aqueous solution 18 (on the liquid surface 18a). Since the refractive index of PL changes, the transmitted light pattern image reflects the shape of the liquid surface and the height of the liquid surface of the pharmaceutical aqueous solution 18 in the needle-like recess 14. For this reason, by analyzing the transmitted light pattern image, it is possible to measure the volume of the pharmaceutical aqueous solution 18 for each needle-like recess 14. In addition, the liquid level of the chemical aqueous solution 18 is the height of the liquid level 18a based on the second surface 12b.
図4は、測定装置10による透過光パターン画像35の取得を説明するための説明図である。ここで、図4(A)は前述のステージにセットされたモールド12の斜視図であり、図4(B)は図4(A)に示すモールド12の断面図であり、図4(C)は透過光パターン画像35の正面図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the acquisition of the transmitted light pattern image 35 by the measurement apparatus 10. Here, FIG. 4A is a perspective view of the mold 12 set on the aforementioned stage, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the mold 12 shown in FIG. FIG. 6 is a front view of a transmitted light pattern image 35.
図1及び図4(A)に示すように、面光源21は、モールド12の上方に配置されている。この面光源21は、薬剤水溶液18の充填後のモールド12の第1面12aに向けて、第1面12aと直交(略直交を含む)する平行光PLを出射する。なお、平行光PLは中心波長が後述の波長λである。 As shown in FIGS. 1 and 4A, the surface light source 21 is disposed above the mold 12. The surface light source 21 emits parallel light PL orthogonal to (including substantially orthogonal to) the first surface 12a toward the first surface 12a of the mold 12 after being filled with the chemical aqueous solution 18. The parallel light PL has a center wavelength of a wavelength λ described later.
干渉フィルタ22(図1参照)は、面光源21とモールド12の第1面12aとの間に配置されている。干渉フィルタ22は、面光源21から入射する平行光PLのうち特定の波長域である波長λの平行光PLを通す。これにより、波長λの平行光PLがモールド12の第1面12aに入射する。このように、モールド12に入射する平行光PLの波長を制限することで、詳しくは後述するが、透過光パターン画像35に含まれる液面特徴線42(図8参照)を容易に検出することができる。なお、本実施形態では、面光源21及び干渉フィルタ22の両方で第1面12aに入射する平行光PLの波長を決定しているが、いずれか一方のみで平行光PLの波長を決定してもよい。 The interference filter 22 (see FIG. 1) is disposed between the surface light source 21 and the first surface 12a of the mold 12. The interference filter 22 passes the parallel light PL having a wavelength λ that is a specific wavelength region of the parallel light PL incident from the surface light source 21. Thereby, the parallel light PL having the wavelength λ is incident on the first surface 12 a of the mold 12. In this way, by limiting the wavelength of the parallel light PL incident on the mold 12, the liquid level feature line 42 (see FIG. 8) included in the transmitted light pattern image 35 can be easily detected as will be described in detail later. Can do. In the present embodiment, the wavelength of the parallel light PL incident on the first surface 12a is determined by both the surface light source 21 and the interference filter 22, but the wavelength of the parallel light PL is determined by only one of them. Also good.
図1及び図4(B)に示すように、撮像部25を構成するレンズ23は、モールド12の下方、すなわち、モールド12の第2面12bに対向する位置に配置されており、モールド12を透過した平行光PLの透過光を撮像素子24の撮像面上に結像する。 As shown in FIGS. 1 and 4B, the lens 23 constituting the imaging unit 25 is disposed below the mold 12, that is, at a position facing the second surface 12 b of the mold 12. The transmitted light of the transmitted parallel light PL is imaged on the imaging surface of the imaging device 24.
撮像部25を構成する撮像素子24は、レンズ23の下方、すなわち、レンズ23のモールド12に対向する側とは反対側に配置されている。この撮像素子24は、CCD(Charge Coupled Device)型の撮像素子またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型の撮像素子であり、レンズ23により撮像面に結像された透過光を撮像する。 The image sensor 24 constituting the imaging unit 25 is disposed below the lens 23, that is, on the side opposite to the side of the lens 23 facing the mold 12. The imaging device 24 is a CCD (Charge Coupled Device) type imaging device or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type imaging device, and images the transmitted light imaged on the imaging surface by the lens 23.
この際に、撮像部25では、モールド12を透過した平行光PLの透過光を撮像するため、モールド12の第2面12bに焦点を合わせた状態で撮像素子24による撮像を行う。なお、第2面12bに撮像部25の焦点を合わせる方法としては、例えば、第2面12bに撮像部25による焦点調整の目標となるマーク(凹凸文字や記号でも可)を形成しておき、このマークを目標にして撮像部25の焦点調整を行う方法、或いは第2面12b上のゴミ、傷、各種の痕跡を目標にして撮像部25の焦点調整を行う方法などの各種の方法を採用してもよい。 At this time, the imaging unit 25 performs imaging by the imaging element 24 in a state where the second surface 12b of the mold 12 is focused in order to capture the transmitted light of the parallel light PL that has passed through the mold 12. In addition, as a method of focusing the imaging unit 25 on the second surface 12b, for example, a mark (which may be an uneven character or a symbol) that is a target of focus adjustment by the imaging unit 25 is formed on the second surface 12b. Various methods such as a method of adjusting the focus of the image pickup unit 25 with this mark as a target, or a method of adjusting the focus of the image pickup unit 25 with the target of dust, scratches and various traces on the second surface 12b are adopted. May be.
図4(C)に示すように、撮像部25は、撮像素子24から出力される撮像信号に基づき、図示しない画像処理回路にて本発明の透過光画像に相当する透過光パターン画像35の画像データを生成し、この画像データを画像処理システム26(図1参照)に出力する。 As shown in FIG. 4C, the imaging unit 25 is an image of the transmitted light pattern image 35 corresponding to the transmitted light image of the present invention by an image processing circuit (not shown) based on the imaging signal output from the imaging element 24. Data is generated and this image data is output to the image processing system 26 (see FIG. 1).
図1に戻って、画像処理システム26は、詳しくは後述するが、透過光パターン画像35の画像データを解析して、モールド12の各針状凹部14内に充填されている薬剤水溶液18の容量を求める。 Returning to FIG. 1, the image processing system 26 analyzes the image data of the transmitted light pattern image 35, as will be described in detail later, and the volume of the aqueous drug solution 18 filled in each needle-like recess 14 of the mold 12. Ask for.
[透過光パターン画像の説明]
前述の図4(C)に示したように、透過光パターン画像35は、モールド12の各針状凹部14にそれぞれ対応する位置に、針状凹部14を透過した透過光により形成される円形状(略円形状を含む)の明暗画像37を含む。明暗画像37は、本発明の画像パターンに相当するものであり、円形状の暗画像38と、暗画像38の外周を囲む環状(リング状)の明画像39とを含んで構成される。暗画像38は本発明の第2画像に相当し、明画像39は本発明の第1画像に相当する。
[Description of transmitted light pattern image]
As shown in FIG. 4C described above, the transmitted light pattern image 35 is a circular shape formed by the transmitted light that has passed through the needle-shaped recess 14 at a position corresponding to each needle-shaped recess 14 of the mold 12. A bright and dark image 37 (including a substantially circular shape) is included. The bright / dark image 37 corresponds to the image pattern of the present invention, and includes a circular dark image 38 and an annular (ring-shaped) bright image 39 surrounding the outer periphery of the dark image 38. The dark image 38 corresponds to the second image of the present invention, and the bright image 39 corresponds to the first image of the present invention.
また、透過光パターン画像35内の明暗画像37以外の領域は、暗画像38よりは明るくなるが明画像39よりは暗くなる灰色画像41となる。以下、このような透過光パターン画像35が得られる理由について説明する。 Further, a region other than the bright and dark image 37 in the transmitted light pattern image 35 becomes a gray image 41 that is brighter than the dark image 38 but darker than the bright image 39. Hereinafter, the reason why such a transmitted light pattern image 35 is obtained will be described.
図5(A)は、平行光PLが入射するモールド12の断面図であり、図5(B)は、モールド12を透過する平行光PLの透過光の光路(進行方向)を説明するための説明図である。なお、図5(B)では、図面の煩雑化を防止するために、図5(A)よりも図示する針状凹部14の数を減らすと共に、針状凹部14を図中横方向に拡大している。 5A is a cross-sectional view of the mold 12 on which the parallel light PL is incident, and FIG. 5B is a diagram for explaining the optical path (traveling direction) of the transmitted light of the parallel light PL that passes through the mold 12. It is explanatory drawing. 5B, in order to prevent complication of the drawing, the number of needle-like recesses 14 illustrated in FIG. 5A is reduced, and the needle-like recesses 14 are expanded in the horizontal direction in the drawing. ing.
図5(A),(B)に示すように、第1面12a内の針状凹部14が形成されていない領域である非形成領域Aに入射した平行光PLは、そのまま第2面12bに向けて直進する。これにより、第1面12aの非形成領域Aの図中下方に位置する第2面12bの第1領域Bから、平行光PLの第1透過光TL1が出射する。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the parallel light PL incident on the non-formation region A, which is a region where the needle-like recesses 14 in the first surface 12a are not formed, is directly applied to the second surface 12b. Go straight ahead. Accordingly, the first transmitted light TL1 of the parallel light PL is emitted from the first region B of the second surface 12b located below the non-formation region A of the first surface 12a in the drawing.
針状凹部14の壁面のうちで薬剤水溶液18内にある第1壁面部14aに入射した平行光PLは、第1壁面部14aにて屈折される。ここで、モールド12の材料であるシリコンゴムの屈折率は1.40〜1.50であり、薬剤水溶液18の屈折率(1.35〜1.50)に近い値になる。このため、第1壁面部14aにて屈折される平行光PLの屈折の程度は弱くなる。これにより、針状凹部14の図中下方に位置する第2面12bの第2領域Cから、第1壁面部14aにて屈折された平行光PLの第2透過光TL2が出射される。なお、図中の符号C1は、第2領域Cの中の連通孔31に対応する連通孔領域を示す。 The parallel light PL incident on the first wall surface portion 14a in the aqueous drug solution 18 among the wall surfaces of the needle-like recess 14 is refracted by the first wall surface portion 14a. Here, the refractive index of the silicon rubber that is the material of the mold 12 is 1.40 to 1.50, which is close to the refractive index (1.35 to 1.50) of the pharmaceutical aqueous solution 18. For this reason, the degree of refraction of the parallel light PL refracted by the first wall surface portion 14a is weakened. Accordingly, the second transmitted light TL2 of the parallel light PL refracted by the first wall surface portion 14a is emitted from the second region C of the second surface 12b located below the needle-shaped recess 14 in the drawing. In addition, the code | symbol C1 in a figure shows the communicating hole area | region corresponding to the communicating hole 31 in the 2nd area | region C. FIG.
針状凹部14の壁面のうちで薬剤水溶液18の液面18aよりも第1面12a側、すなわち、図中の液面18a上に位置する第2壁面部14bに入射した平行光PLは、第2壁面部14bにて屈折される。ここで、モールド12の材料であるシリコンゴムの屈折率(1.40〜1.50)は、空気の屈折率(1.003)よりも大きくなる。このように空気とシリコンゴムとの屈折率が大きく異なるため、第2壁面部14bに入射した平行光PLは第1壁面部14aに入射した平行光PLよりも大きく屈折する。これにより、第1領域Bの一部分である部分領域B1(本発明の第1領域内の一部分に相当)から、第2壁面部14bにて屈折された平行光PLの第3透過光TL3が出射される。なお、第2壁面部14bは針状凹部14の中心を中心とする環状の領域であるので、部分領域B1も針状凹部14を中心とする環状の領域となる。また、図中の部分領域B2は、部分領域B1と第2領域Cとの間の環状の領域である。 The parallel light PL incident on the first surface 12a side of the wall surface of the needle-shaped recess 14 from the liquid surface 18a of the pharmaceutical aqueous solution 18, that is, on the second wall surface portion 14b located on the liquid surface 18a in the figure, is 2 refracted at the wall surface portion 14b. Here, the refractive index (1.40 to 1.50) of silicon rubber, which is the material of the mold 12, is larger than the refractive index of air (1.003). Thus, since the refractive indexes of air and silicon rubber differ greatly, the parallel light PL incident on the second wall surface portion 14b is refracted more than the parallel light PL incident on the first wall surface portion 14a. Thereby, the third transmitted light TL3 of the parallel light PL refracted by the second wall surface portion 14b is emitted from the partial region B1 (corresponding to a part in the first region of the present invention) which is a part of the first region B. Is done. Since the second wall surface portion 14b is an annular region centered on the center of the needle-shaped recess 14, the partial region B1 is also an annular region centered on the needle-shaped recess 14. Further, the partial region B2 in the drawing is an annular region between the partial region B1 and the second region C.
図6(A)は、モールド12の針状凹部14の断面図である。ここで、図6(A)では、針状凹部14の縦横の比率を図5(A),(B)とは異ならせている。また、図6(B)は、モールド12を透過する平行光PLの透過光(各透過光TL1〜TL3)の強度分布(透過光強度分布)を説明するためのグラフである。なお、図6(B)に示すグラフの横軸は、第1面12aに平行で且つ針状凹部14の径方向の中心を通る任意の軸方向の位置を示す軸方向位置である。また、グラフの縦軸は透過光強度である。 FIG. 6A is a cross-sectional view of the needle-like recess 14 of the mold 12. Here, in FIG. 6 (A), the aspect ratio of the needle-like recess 14 is different from that in FIGS. 5 (A) and 5 (B). FIG. 6B is a graph for explaining the intensity distribution (transmitted light intensity distribution) of the transmitted light (each transmitted light TL1 to TL3) of the parallel light PL that passes through the mold 12. Note that the horizontal axis of the graph shown in FIG. 6B is an axial position that indicates an arbitrary axial position that is parallel to the first surface 12a and that passes through the radial center of the needle-like recess 14. The vertical axis of the graph is the transmitted light intensity.
図6(A),(B)に示すように、部分領域B1からは第1透過光TL1及び第3透過光TL3の合成光TL4が出射される。このため、部分領域B1から出射する合成光TL4の透過光強度が、部分領域B2から出射する第1透過光TL1の透過光強度、及び第2領域Cから出射する第2透過光TL2の透過光強度よりも高くなる。 As shown in FIGS. 6A and 6B, the combined light TL4 of the first transmitted light TL1 and the third transmitted light TL3 is emitted from the partial region B1. Therefore, the transmitted light intensity of the combined light TL4 emitted from the partial region B1 is the transmitted light intensity of the first transmitted light TL1 emitted from the partial region B2, and the transmitted light of the second transmitted light TL2 emitted from the second region C. It becomes higher than strength.
また、第2領域Cから出射される第2透過光TL2の透過光強度は、薬剤水溶液18を透過することで、第1透過光TL1及び合成光TL4の透過光強度よりも低くなる。この理由は、薬剤水溶液18に入射した平行光PLは、薬剤水溶液18に含まれる薬剤16の粒子等により散乱されるためである。また、連通孔領域C1から出射する第2透過光TL2の透過光強度は、モールド12を透過する他の第2透過光TL2の透過光強度よりも高くなる。 Further, the transmitted light intensity of the second transmitted light TL2 emitted from the second region C is lower than the transmitted light intensity of the first transmitted light TL1 and the synthesized light TL4 by passing through the aqueous drug solution 18. The reason for this is that the parallel light PL that has entered the drug aqueous solution 18 is scattered by the particles of the drug 16 contained in the drug aqueous solution 18. Further, the transmitted light intensity of the second transmitted light TL2 emitted from the communication hole region C1 is higher than the transmitted light intensity of the other second transmitted light TL2 that transmits the mold 12.
このように、モールド12を透過した透過光の透過光強度分布は、部分領域B1から出射する合成光TL4の透過光強度が最も高くなり、部分領域B2から出射する第1透過光TL1の透過光強度が2番目に高くなり、第2領域Cから出射する第2透過光TL2の透過光強度が最も低くなる。 Thus, the transmitted light intensity distribution of the transmitted light that has passed through the mold 12 has the highest transmitted light intensity of the combined light TL4 emitted from the partial region B1, and the transmitted light of the first transmitted light TL1 emitted from the partial region B2. The intensity is the second highest, and the transmitted light intensity of the second transmitted light TL2 emitted from the second region C is the lowest.
図6(B)に示した透過光強度分布では、部分領域B1と部分領域B2との境界の位置、すなわち合成光TL4と第1透過光TL1との境界の位置が、液面18aと第2壁面部14bとの境界の位置を示す。第2壁面部14bで屈折される平行光PLの屈折角度及びモールド12の厚みは一定であるので、液面18aと第2壁面部14bとの境界の位置が変化すると、合成光TL4と第1透過光TL1との境界の位置も変化する。以下、図7(A)〜(C)を用いて具体的に説明する。 In the transmitted light intensity distribution shown in FIG. 6B, the position of the boundary between the partial area B1 and the partial area B2, that is, the position of the boundary between the combined light TL4 and the first transmitted light TL1, The position of the boundary with the wall surface part 14b is shown. Since the refraction angle of the parallel light PL refracted by the second wall surface portion 14b and the thickness of the mold 12 are constant, if the position of the boundary between the liquid surface 18a and the second wall surface portion 14b changes, the synthesized light TL4 and the first light beam The position of the boundary with the transmitted light TL1 also changes. Hereinafter, it demonstrates concretely using FIG. 7 (A)-(C).
図7(A)は、薬剤水溶液18の容量が異なる針状凹部14及び針状凹部14Xの断面図である。図7(B)は、図7(A)中の領域Mの拡大図である。図7(C)は、図6(B)に示した部分領域B1,B2の図中左側の境界部分の透過光強度を拡大した拡大図であって、針状凹部14に対応する透過光強度(図中、実線で表示)及び針状凹部14Xに対応する透過光強度(図中、点線で表示)をそれぞれ示す。ここでは、針状凹部14内の薬剤水溶液18の容量を基準(100%)として、針状凹部14X内の薬剤水溶液18の容量が3%少なくなる場合を例に挙げて説明する。なお、本実施形態では、針状凹部14X内の液面18aが、針状凹部14内の液面18aよりもΔh(約4μm)だけ低くなる。 FIG. 7A is a cross-sectional view of the needle-like recess 14 and the needle-like recess 14X having different capacities of the aqueous drug solution 18. FIG. 7B is an enlarged view of a region M in FIG. FIG. 7C is an enlarged view in which the transmitted light intensity at the boundary portion on the left side of the partial regions B1 and B2 shown in FIG. 6B is enlarged, and the transmitted light intensity corresponding to the needle-like recess 14 is shown. (Indicated by a solid line in the figure) and transmitted light intensity (indicated by a dotted line in the figure) corresponding to the needle-like recess 14X are shown. Here, the case where the volume of the aqueous drug solution 18 in the needle-shaped recess 14X is reduced by 3% will be described as an example, with the volume of the drug aqueous solution 18 in the needle-shaped recess 14 as a reference (100%). In the present embodiment, the liquid level 18a in the needle-shaped recess 14X is lower than the liquid level 18a in the needle-shaped recess 14 by Δh (about 4 μm).
図7(A)〜(C)に示すように、針状凹部14Xでは、液面18aと第2壁面部14bとの境界の位置が針状凹部14における境界の位置よりもΔhだけ低くなる。その結果、針状凹部14Xに対応する合成光TL4と第1透過光TL1の境界の位置が、針状凹部14に対応する合成光TL4と第1透過光TL1の境界の位置よりも前述の第2領域C側にΔdだけずれる。このずれ量Δdは、モールド12の厚みや第2壁面部14bの屈折角度の大きさ等によって変わるが、例えば本実施形態では撮像素子24の画素の4画素分の大きさである。なお、図示は省略するが、針状凹部14Xの液面18aが針状凹部14の液面18aよりもΔhだけ高くなる場合には、このΔhの大きさに応じて、合成光TL4と第1透過光TL1の境界の位置が逆方向にずれる。 As shown in FIGS. 7A to 7C, in the needle-shaped recess 14X, the position of the boundary between the liquid surface 18a and the second wall surface portion 14b is lower than the position of the boundary in the needle-shaped recess 14 by Δh. As a result, the position of the boundary between the combined light TL4 and the first transmitted light TL1 corresponding to the needle-shaped recess 14X is greater than the position of the boundary between the combined light TL4 and the first transmitted light TL1 corresponding to the needle-shaped recess 14. Two regions C are shifted by Δd. The shift amount Δd varies depending on the thickness of the mold 12 and the refraction angle of the second wall surface portion 14b, but is, for example, the size of four pixels of the image sensor 24 in the present embodiment. Although illustration is omitted, when the liquid level 18a of the needle-like recess 14X is higher than the liquid level 18a of the needle-like recess 14 by Δh, the combined light TL4 and the first light TL4 are combined with the first light TL4 according to the magnitude of Δh. The boundary position of the transmitted light TL1 is shifted in the reverse direction.
このように、液面18a及び第2壁面部14bの境界の位置と、合成光TL4及び第1透過光TL1の境界の位置とは一対一で対応している。従って、合成光TL4と第1透過光TL1の境界の位置は、針状凹部14内に充填されている薬剤水溶液18の液面18aの位置を示している。 Thus, the position of the boundary between the liquid surface 18a and the second wall surface portion 14b and the position of the boundary between the combined light TL4 and the first transmitted light TL1 have a one-to-one correspondence. Therefore, the position of the boundary between the synthesized light TL4 and the first transmitted light TL1 indicates the position of the liquid surface 18a of the pharmaceutical aqueous solution 18 filled in the needle-like recess 14.
なお、前述の図5(B)及び図6(B)及び図7(C)は、モールド12の第1面12aに対して平行な一方向における一次元の透過光強度分布を示した図であり、モールド12を透過した透過光の実際の透過光強度分布は2次元で表される。 5B, 6B, and 7C described above are diagrams showing a one-dimensional transmitted light intensity distribution in one direction parallel to the first surface 12a of the mold 12. FIG. In addition, the actual transmitted light intensity distribution of the transmitted light transmitted through the mold 12 is represented in two dimensions.
図8は、図4(C)に示した透過光パターン画像35の一部を拡大した拡大図である。図8に示すように、前述の部分領域B1から出射した合成光TL4により明暗画像37の明画像39が形成される。また、部分領域B2から出射した第1透過光TL1と、第2領域Cから出射した第2透過光TL2とにより明暗画像37の暗画像38が形成される。また、部分領域B1及び部分領域B2以外の第1領域Bから出射した第1透過光TL1により灰色画像41が形成される。従って、モールド12を透過した平行光PLの透過光を撮像部25で撮像することで、個々の針状凹部14に対応する位置に明暗画像37を含む透過光パターン画像35が得られる。 FIG. 8 is an enlarged view of a part of the transmitted light pattern image 35 shown in FIG. As shown in FIG. 8, a bright image 39 of the bright and dark image 37 is formed by the combined light TL4 emitted from the partial area B1. Further, the dark image 38 of the light / dark image 37 is formed by the first transmitted light TL1 emitted from the partial region B2 and the second transmitted light TL2 emitted from the second region C. Further, the gray image 41 is formed by the first transmitted light TL1 emitted from the first region B other than the partial region B1 and the partial region B2. Accordingly, the transmitted light of the parallel light PL that has passed through the mold 12 is imaged by the imaging unit 25, whereby a transmitted light pattern image 35 including the bright and dark image 37 is obtained at a position corresponding to each needle-like recess 14.
なお、前述の図6(B)に示したように、部分領域B2から出射する第1透過光TL1の透過光強度は、第2領域Cから出射する第2透過光TL2の透過光強度よりも高くなる。また、連通孔領域C1から出射する第2透過光TL2の透過光強度は、他の第2透過光TL2の透過光強度よりも高くなる。その結果、暗画像38の中心部分と周縁部分とが暗画像38の他の部分よりも明るくなる。 As shown in FIG. 6B, the transmitted light intensity of the first transmitted light TL1 emitted from the partial region B2 is higher than the transmitted light intensity of the second transmitted light TL2 emitted from the second region C. Get higher. Further, the transmitted light intensity of the second transmitted light TL2 emitted from the communication hole region C1 is higher than the transmitted light intensity of the other second transmitted light TL2. As a result, the central portion and the peripheral portion of the dark image 38 are brighter than the other portions of the dark image 38.
このように透過光パターン画像35では、合成光TL4により明画像39が形成され、第1透過光TL1等により暗画像38が形成される。このため、透過光パターン画像35の明暗画像37ごとの暗画像38と明画像39との境界の位置が、針状凹部14ごとの液面18aと第2壁面部14bとの境界の位置を示す液面特徴線42となる。 Thus, in the transmitted light pattern image 35, the bright image 39 is formed by the combined light TL4, and the dark image 38 is formed by the first transmitted light TL1 and the like. For this reason, the position of the boundary between the dark image 38 and the bright image 39 for each of the bright and dark images 37 of the transmitted light pattern image 35 indicates the position of the boundary between the liquid surface 18a and the second wall surface portion 14b for each needle-like recess 14. A liquid surface characteristic line 42 is obtained.
図9(A),(B)は、針状凹部14内の液面18aが第1面12aに対して平行である場合の透過光パターン画像35の正面図、及びモールド12の断面図である。また、図9(C),(D)は、針状凹部14内の液面18aが第1面12aに対して傾いている場合の透過光パターン画像35の正面図、及びモールド12の断面図である。 9A and 9B are a front view of the transmitted light pattern image 35 and a cross-sectional view of the mold 12 when the liquid surface 18a in the needle-like recess 14 is parallel to the first surface 12a. . 9C and 9D are a front view of the transmitted light pattern image 35 and a cross-sectional view of the mold 12 when the liquid surface 18a in the needle-like recess 14 is inclined with respect to the first surface 12a. It is.
図9(A),(B)に示すように、針状凹部14内の液面18aが第1面12aに対して平行である場合には、この針状凹部14に対応する透過光パターン画像35内の明暗画像37からは真円状の液面特徴線42が検出される。一方、図9(C),(D)に示すように、針状凹部14内の液面18aが第1面12aに対して傾いている場合には、この針状凹部14に対応する透過光パターン画像35内の明暗画像37からは楕円状の液面特徴線42が検出される。 As shown in FIGS. 9A and 9B, when the liquid surface 18a in the needle-like recess 14 is parallel to the first surface 12a, the transmitted light pattern image corresponding to the needle-like recess 14 is obtained. A liquid surface characteristic line 42 having a perfect circular shape is detected from the bright / dark image 37 in 35. On the other hand, as shown in FIGS. 9C and 9D, when the liquid surface 18a in the needle-like recess 14 is inclined with respect to the first surface 12a, the transmitted light corresponding to the needle-like recess 14 is obtained. An elliptical liquid surface characteristic line 42 is detected from the light / dark image 37 in the pattern image 35.
また、図示は省略するが、針状凹部14内の液面18aの高さが高くなるのに従って液面特徴線42で囲まれる暗画像38の面積が大きくなり、逆に針状凹部14内の液面18aの高さが低くなるのに従って液面特徴線42で囲まれる暗画像38の面積が小さくなる。従って、透過光パターン画像35を解析して針状凹部14ごとの液面特徴線42を検出することで、針状凹部14ごとの液面18aと第2壁面部14bとの境界の位置、すなわち、針状凹部14ごとの液面18aの形状及び高さを検出することができる。 Although illustration is omitted, the area of the dark image 38 surrounded by the liquid surface characteristic line 42 increases as the height of the liquid surface 18a in the needle-shaped recess 14 increases, and conversely, As the height of the liquid surface 18a decreases, the area of the dark image 38 surrounded by the liquid surface characteristic line 42 decreases. Therefore, by analyzing the transmitted light pattern image 35 and detecting the liquid surface characteristic line 42 for each needle-shaped recess 14, the position of the boundary between the liquid surface 18 a and the second wall surface portion 14 b for each needle-shaped recess 14, that is, The shape and height of the liquid surface 18a for each needle-like recess 14 can be detected.
なお、本実施形態では、前述の通り、干渉フィルタ22等を用いてモールド12の第1面12aに入射する平行光PLの波長を制限している。第2壁面部14bで屈折される平行光PLの屈折角度は平行光PLの波長によって変わるため、波長によって第2面12bから出射する第3透過光TL3の出射位置にずれが生じる。このため、第1面12aに入射する平行光PLの波長の制限を行わない場合、第3透過光TL3の波長ごとの出射位置のずれにより明画像39の境界が不明瞭になり、液面特徴線42の検出が困難になるおそれがある。これに対して本実施形態では、第1面12aに入射する平行光PLの波長を制限しているので、透過光パターン画像35に含まれる液面特徴線42を容易に検出することができる。 In the present embodiment, as described above, the wavelength of the parallel light PL incident on the first surface 12a of the mold 12 is limited using the interference filter 22 or the like. Since the refraction angle of the parallel light PL refracted by the second wall surface portion 14b varies depending on the wavelength of the parallel light PL, the emission position of the third transmitted light TL3 emitted from the second surface 12b varies depending on the wavelength. Therefore, when the wavelength of the parallel light PL incident on the first surface 12a is not limited, the boundary of the bright image 39 becomes unclear due to the deviation of the emission position for each wavelength of the third transmitted light TL3, and the liquid surface characteristics The detection of the line 42 may be difficult. On the other hand, in this embodiment, since the wavelength of the parallel light PL incident on the first surface 12a is limited, the liquid level feature line 42 included in the transmitted light pattern image 35 can be easily detected.
図10は、画像処理システム26の電気的構成を示すブロック図である。この画像処理システム26としては、例えば、パーソナルコンピュータ(モニタを含む)を用いることができる。図10に示すように、画像処理システム26は、大別して制御部46と、記憶部47と、操作入力部48と、表示部49と、を備える。 FIG. 10 is a block diagram showing an electrical configuration of the image processing system 26. As the image processing system 26, for example, a personal computer (including a monitor) can be used. As shown in FIG. 10, the image processing system 26 roughly includes a control unit 46, a storage unit 47, an operation input unit 48, and a display unit 49.
制御部46は、例えばCPU(Central Processing Unit)を含む各種の演算部や処理部により構成されたものであり、操作入力部48からの制御信号に基づき、記憶部47から読み出した各種プログラムや情報を実行することで、画像処理システム26を含む測定装置10の全体を統括的に制御する。また、制御部46は、詳しくは後述するが、撮像部25から入力された透過光パターン画像35の画像データを解析して、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量を演算する。 The control unit 46 includes various arithmetic units and processing units including, for example, a CPU (Central Processing Unit), and various programs and information read from the storage unit 47 based on control signals from the operation input unit 48. By executing the above, the entire measurement apparatus 10 including the image processing system 26 is controlled in an integrated manner. As will be described in detail later, the control unit 46 analyzes the image data of the transmitted light pattern image 35 input from the imaging unit 25 and calculates the volume of the aqueous drug solution 18 for each needle-shaped recess 14.
記憶部47には、測定プログラム51と、事前測定データ52と、針状凹部形状データ53と、を含む各種情報が記憶されている。測定プログラム51は、本発明のプログラムに相当するものであり、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量を測定する手段として制御部46(画像処理システム26のコンピュータ)を機能させる。 The storage unit 47 stores various types of information including the measurement program 51, prior measurement data 52, and needle-like recess shape data 53. The measurement program 51 corresponds to the program of the present invention, and causes the control unit 46 (computer of the image processing system 26) to function as means for measuring the volume of the aqueous drug solution 18 for each needle-like recess 14.
事前測定データ52は、詳しくは後述するが、第1面12aに平行で且つ液面高さが異なる2種類の液面18aの液面特徴線42の半径(以下、液面特徴線半径という)、及び2種類の液面18aの液面高さを事前に測定したデータである(図12、図13参照)。針状凹部形状データ53は、モールド12に形成されている針状凹部14の形状(寸法を含む)を事前に測定したものである。なお、事前測定データ52及び針状凹部形状データ53は、モールド12が複数種類ある場合には、モールド12の種類ごとに記憶部47に記憶されている。 The preliminary measurement data 52 will be described in detail later, but the radii of the liquid surface characteristic lines 42 of the two types of liquid surfaces 18a that are parallel to the first surface 12a and have different liquid surface heights (hereinafter referred to as liquid surface characteristic line radii). , And data obtained by measuring the liquid level height of the two types of liquid levels 18a in advance (see FIGS. 12 and 13). The acicular recess shape data 53 is obtained by measuring in advance the shape (including dimensions) of the acicular recess 14 formed in the mold 12. The prior measurement data 52 and the needle-like recess shape data 53 are stored in the storage unit 47 for each type of the mold 12 when there are a plurality of types of the mold 12.
操作入力部48は、薬剤水溶液18の容量の測定の開始操作、及び事前測定データ52の測定の開始操作などに用いられる。また、表示部49は、例えば液晶ディスプレイなどであり、制御部46による薬剤水溶液18の容量の演算結果などを表示する。 The operation input unit 48 is used for a start operation for measuring the volume of the aqueous drug solution 18 and a start operation for measuring the preliminary measurement data 52. The display unit 49 is, for example, a liquid crystal display, and displays a calculation result of the volume of the pharmaceutical aqueous solution 18 by the control unit 46.
[制御部の構成]
制御部46は、記憶部47から読み出した測定プログラム51を実行することにより、取得部59と、液面特徴線検出部60と、容量演算部61として機能する。
[Configuration of control unit]
The control unit 46 functions as an acquisition unit 59, a liquid surface characteristic line detection unit 60, and a capacity calculation unit 61 by executing the measurement program 51 read from the storage unit 47.
取得部59は、例えば、撮像部25と有線接続あるいは無線接続(インターネット等の通信ネットワークを介した接続を含む)するインターフェースである。この取得部59は、撮像部25から前述の透過光パターン画像35の画像データを取得し、この画像データを液面特徴線検出部60に出力する。なお、取得部59は、予めメモリカード等の記録媒体に記録された透過光パターン画像35の画像データの取得も可能であり、この場合には、メモリカードが装填される装填部が取得部59となる。 The acquisition unit 59 is, for example, an interface that is wired or wirelessly connected to the imaging unit 25 (including connection via a communication network such as the Internet). The acquisition unit 59 acquires the image data of the transmitted light pattern image 35 from the imaging unit 25 and outputs the image data to the liquid level feature line detection unit 60. The acquisition unit 59 can also acquire image data of the transmitted light pattern image 35 recorded in advance on a recording medium such as a memory card. In this case, the loading unit into which the memory card is loaded is the acquisition unit 59. It becomes.
液面特徴線検出部60は、取得部59から入力された透過光パターン画像35の画像データを解析して、針状凹部14ごとの明暗画像37からそれぞれ液面特徴線42を検出する。例えば、透過光パターン画像35では、白色の明画像39の輝度値が最も高くなり、逆に黒色の暗画像38の輝度値が最も低くなり、灰色画像の輝度値は明画像39の輝度値よりは低くなるが暗画像38の輝度値よりは高くなる。従って、液面特徴線検出部60は、透過光パターン画像35の画像データの全画素の輝度値を検出して比較することで、透過光パターン画像35から明画像39及び暗画像38を検出する。 The liquid surface characteristic line detection unit 60 analyzes the image data of the transmitted light pattern image 35 input from the acquisition unit 59 and detects the liquid surface characteristic lines 42 from the bright and dark images 37 for each needle-shaped concave portion 14. For example, in the transmitted light pattern image 35, the brightness value of the white bright image 39 is the highest, whereas the brightness value of the black dark image 38 is the lowest, and the brightness value of the gray image is higher than the brightness value of the bright image 39. Is lower but higher than the luminance value of the dark image 38. Accordingly, the liquid surface feature line detection unit 60 detects the bright value 39 and the dark image 38 from the transmitted light pattern image 35 by detecting and comparing the luminance values of all the pixels of the image data of the transmitted light pattern image 35. .
次いで、液面特徴線検出部60は、明画像39及び暗画像38の検出結果に基づき、明画像39及び暗画像38の境界を検出することで、針状凹部14ごとの液面特徴線42を検出する。そして、液面特徴線検出部60は、透過光パターン画像35の画像データ及び液面特徴線42の検出結果を容量演算部61に出力する。なお、液面特徴線42の検出方法は特に限定されるものではなく、公知の画像解析法にて検出してもよい。 Next, the liquid surface feature line detection unit 60 detects the boundary between the bright image 39 and the dark image 38 based on the detection results of the bright image 39 and the dark image 38, thereby causing the liquid surface feature line 42 for each needle-like recess 14. Is detected. Then, the liquid level feature line detection unit 60 outputs the image data of the transmitted light pattern image 35 and the detection result of the liquid level feature line 42 to the capacity calculation unit 61. In addition, the detection method of the liquid level characteristic line 42 is not specifically limited, You may detect by the well-known image analysis method.
容量演算部61は、詳しくは後述するが、液面特徴線検出部60の検出結果に基づき、モールド12の針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量を演算する。ここで、薬剤水溶液18の容量の演算には、液面特徴線検出部60の検出結果以外に、前述の事前測定データ52及び針状凹部形状データ53が用いられる。このため、容量演算部61による薬剤水溶液18の容量の演算前に、事前測定データ52及び針状凹部形状データ53の記憶部47への記憶が行われている。なお、針状凹部形状データ53については、公知の手法で針状凹部14の形状を実測したデータを用いてもよいし、或いはモールド12の製造メーカにて測定されたデータを用いてもよい。 As will be described in detail later, the volume calculation unit 61 calculates the volume of the aqueous drug solution 18 for each needle-like recess 14 of the mold 12 based on the detection result of the liquid surface characteristic line detection unit 60. Here, in addition to the detection result of the liquid surface characteristic line detection unit 60, the previously measured data 52 and the needle-like concave portion shape data 53 are used for the calculation of the volume of the aqueous drug solution 18. For this reason, prior measurement data 52 and needle-like recess shape data 53 are stored in the storage unit 47 before the volume calculation unit 61 calculates the volume of the pharmaceutical aqueous solution 18. As the needle-like recess shape data 53, data obtained by actually measuring the shape of the needle-like recess 14 by a known method may be used, or data measured by the manufacturer of the mold 12 may be used.
<事前測定データの測定及び記憶>
次に、事前測定データ52について説明を行う。事前測定データ52は、図11(A),(B)に示すように、第1面12aに平行で且つ液面高さが互いに異なる第1液面18aH、及び第2液面18aLの液面特徴線半径及び液面高さを測定したものである。ここで、図11(A)は、薬剤水溶液18の充填により各針状凹部14内に第1液面18aHが形成されているモールド12Hの断面図である。また、図11(B)は、薬剤水溶液18の充填により各針状凹部14内に第2液面18aLが形成されているモールド12Lの断面図である。本実施形態では、第1液面18aHの方が第2液面18aLよりも液面高さが高くなる。
<Measurement and storage of pre-measurement data>
Next, the prior measurement data 52 will be described. As shown in FIGS. 11A and 11B, the preliminary measurement data 52 includes the first liquid surface 18a H and the second liquid surface 18a L which are parallel to the first surface 12a and have different liquid surface heights. The liquid surface characteristic line radius and the liquid surface height were measured. Here, FIG. 11A is a cross-sectional view of the mold 12 H in which the first liquid surface 18 a H is formed in each needle-like recess 14 by filling with the chemical aqueous solution 18. Further, FIG. 11 (B) is a cross-sectional view of a mold 12 L of the second liquid level 18a L in each needle-like recesses 14 by the filling of the drug solution 18 is formed. In the present embodiment, the liquid level height of the first liquid level 18a H is higher than that of the second liquid level 18a L.
第1液面18aH及び第2液面18aLの各々の液面特徴線半径の測定を行う際には、最初に、測定装置10にモールド12H,12Lをそれぞれセットして、撮像部25によりモールド12H,12Lを透過した透過光を撮像する。 When measuring the liquid surface characteristic line radii of each of the first liquid surface 18a H and the second liquid surface 18a L , first, molds 12 H and 12 L are set in the measuring device 10 respectively, and the imaging unit 25, the transmitted light that has passed through the molds 12 H and 12 L is imaged.
図11(C)は、図11(A)に示すモールド12Hの透過光を撮像部25が撮像して生成した透過光パターン画像35Hの正面図である。また、図11(D)は、図11(B)に示すモールド12Lの透過光を撮像部25が撮像して生成した透過光パターン画像35Lの正面図である。図11(C)及び図11(D)に示す透過光パターン画像35H,35Lの画像データに基づき、後述のように、第1液面18aH及び第2液面18aLの各々の液面特徴線半径の測定が行われる。 FIG. 11 (C) is a front view of the transmitted light pattern image 35 H to the light transmitted through the mold 12 H imaging unit 25 has generated by imaging shown in Figure 11 (A). FIG. 11D is a front view of a transmitted light pattern image 35 L generated by the imaging unit 25 imaging the transmitted light of the mold 12 L shown in FIG. Based on the image data of the transmitted light pattern images 35 H and 35 L shown in FIG. 11C and FIG. 11D, the liquids on the first liquid surface 18a H and the second liquid surface 18a L , respectively, as described later. A surface feature line radius is measured.
図12(A)は、第1液面18aHの液面特徴線半径の測定を説明するための説明図であり、図12(B)は、第2液面18aLの液面特徴線半径の測定を説明するための説明図である。 12A is an explanatory diagram for explaining the measurement of the liquid surface characteristic line radius of the first liquid surface 18a H , and FIG. 12B is the liquid surface characteristic line radius of the second liquid surface 18a L. It is explanatory drawing for demonstrating this measurement.
図12(A),(B)の上段及び中段に示すように、本実施形態では、撮像部25が生成したモールド12H,12Lごとの透過光パターン画像35H,35Lの画像データを前述の取得部59により取得し、両画像データをそれぞれ液面特徴線検出部60により解析することで、モールド12H,12Lごとの液面特徴線42を検出する。 As shown in the upper and middle stages of FIGS. 12A and 12B, in this embodiment, the image data of the transmitted light pattern images 35 H and 35 L for the molds 12 H and 12 L generated by the imaging unit 25 is used. The liquid level feature line 42 for each of the molds 12 H and 12 L is detected by obtaining the above-mentioned obtaining unit 59 and analyzing both image data by the liquid level characteristic line detection unit 60.
次いで、図12(A),(B)の下段に示すように、針状凹部14の中心(略中心を含む)からモールド12Hの液面特徴線42上の複数点の各々までの距離を示す液面特徴線半径RHを測定し、複数点ごとの液面特徴線半径RHの平均値を事前測定データ52として記憶部47に記憶する。また、針状凹部14の中心(略中心を含む)からモールド12Lの液面特徴線42上の複数点の各々までの距離を示す液面特徴線半径RLを測定し、複数点ごとの液面特徴線半径RLの平均値を事前測定データ52として記憶部47に記憶する。なお、液面特徴線半径RHは本発明の第1半径に相当し、液面特徴線半径RLは本発明の第2半径に相当する。また、本実施形態では、後述する半径検出部65(図10参照)により液面特徴線半径RH,RLの測定を行う。 Then, FIG. 12 (A), the distance to each of a plurality of points as shown in the lower part, the needle-like recess 14 from the center (including substantially the center) on the mold 12 H of the liquid level characteristic line 42 of the (B) The indicated liquid surface characteristic line radius RH is measured, and the average value of the liquid surface characteristic line radii RH for each of a plurality of points is stored in the storage unit 47 as the preliminary measurement data 52. Further, the center liquid level characteristic line radius R L indicating the distance from (including substantially the center) to each of a plurality of points on the liquid surface feature line 42 of the mold 12 L of the needle recess 14 measures, for each of a plurality of points The average value of the liquid surface characteristic line radius RL is stored in the storage unit 47 as prior measurement data 52. The liquid surface characteristic line radius RH corresponds to the first radius of the present invention, and the liquid surface characteristic line radius RL corresponds to the second radius of the present invention. In the present embodiment, the liquid surface characteristic line radii R H and R L are measured by a radius detector 65 (see FIG. 10) described later.
ここで、針状凹部14の中心、すなわち、連通孔31(連通孔領域C1)から出射する第2透過光TL2の透過光強度は、前述の通り、連通孔領域C1以外の第2領域Cから出射する第2透過光TL2の透過光強度よりも高くなる。このため、透過光パターン画像35上で針状凹部14の中心は判別可能である。 Here, as described above, the transmitted light intensity of the second transmitted light TL2 emitted from the center of the needle-shaped recess 14, that is, the communication hole 31 (communication hole region C1) is from the second region C other than the communication hole region C1. It becomes higher than the transmitted light intensity of the emitted second transmitted light TL2. For this reason, the center of the needle-like recess 14 can be determined on the transmitted light pattern image 35.
また、前述の液面特徴線半径RH,RLの平均値とは、例えば、針状凹部14ごとに検出された全ての液面特徴線42上の複数点までの液面特徴線半径RH,RLの各々の平均値であってもよいし、全てではなく代表の液面特徴線42上の複数点までの液面特徴線半径RH,RLの各々の平均値でもよい。 The average value of the liquid surface characteristic line radii R H and R L described above is, for example, the liquid surface characteristic line radii R up to a plurality of points on all the liquid surface characteristic lines 42 detected for each needle-like recess 14. It may be the average value of each of H 1 and RL , or may be the average value of the liquid surface feature line radii R H and R L up to a plurality of points on the representative liquid surface feature line 42, but not all.
図13は、第1液面18aHの液面高さの検出と、第2液面18aLの液面高さの検出とを説明するための説明図である。図13に示すように、第2面12bから第1液面18aHの中心(略中心を含む)までの第1液面高さDHの検出、及び第2面12bから第2液面18aLの中心(略中心を含む)までの第2液面高さDLの検出は、公知のレーザ共焦点顕微鏡63(図10参照、レーザ共焦点センサともいう)にて行われる。第1液面高さDH及び第2液面高さDLの検出結果は、事前測定データ52として記憶部47に記憶される。 FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the detection of the liquid surface height of the first liquid surface 18a H and the detection of the liquid surface height of the second liquid surface 18a L. As shown in FIG. 13, the detection of the first liquid level height D H from the second face 12b to the center of the first liquid level 18a H (including a substantially center), and the second liquid surface 18a from the second surface 12b the second liquid surface detection height D L to L center (including substantially the center) is carried out in known laser confocal microscope 63 (see FIG. 10, also referred to as a laser point sensor). Detection results of the first liquid level height D H and the second liquid level D L is stored as a pre-measured data 52 in the storage unit 47.
このような液面特徴線半径RH,RLの平均値と、第1液面高さDH及び第2液面高さDLとにより構成される事前測定データ52は、事前に測定されて記憶部47に記憶され、後述の容量演算部61による針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量に用いられる(図10参照)。 Such liquid surface characteristic line radius R H, the average value of R L, pre-measured data 52 composed of a first liquid level height D H and the second liquid level D L is measured in advance Is stored in the storage unit 47 and used for the volume of the aqueous drug solution 18 for each needle-like recess 14 by the volume calculation unit 61 described later (see FIG. 10).
<容量演算部の演算処理>
図10に戻って、容量演算部61は、液面特徴線検出部60の検出結果と、記憶部47に記憶された事前測定データ52及び針状凹部形状データ53とに基づき、モールド12の針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量を演算する。この容量演算部61は、液面18aの液面特徴線半径を検出する半径検出部65と、液面18aの液面高さを検出する液面高さ検出部66と、針状凹部14内の薬剤水溶液18の容量を演算する演算部67とにより構成されている。なお、ここでは説明の煩雑化を防止するために、1つの針状凹部14内に充填される薬剤水溶液18の容量の演算を例に挙げて説明する。
<Calculation processing of capacity calculation unit>
Returning to FIG. 10, the capacity calculation unit 61 determines the needle of the mold 12 based on the detection result of the liquid surface characteristic line detection unit 60 and the pre-measurement data 52 and the needle-like recess shape data 53 stored in the storage unit 47. The volume of the aqueous drug solution 18 for each of the concave portions 14 is calculated. The capacity calculation unit 61 includes a radius detection unit 65 that detects the liquid surface characteristic line radius of the liquid surface 18a, a liquid level height detection unit 66 that detects the liquid level of the liquid surface 18a, and the inside of the needle-like recess 14. And a calculation unit 67 for calculating the volume of the chemical aqueous solution 18. Here, in order to prevent the explanation from being complicated, the calculation of the volume of the aqueous drug solution 18 filled in one needle-like recess 14 will be described as an example.
図14(A)は、半径検出部65による液面特徴線半径の検出処理を説明するための説明図である。図14(B)は、液面高さ検出部66による液面高さの検出処理を説明するための説明図である。 FIG. 14A is an explanatory diagram for explaining the detection process of the liquid surface characteristic line radius by the radius detection unit 65. FIG. 14B is an explanatory diagram for explaining a liquid level detection process by the liquid level detector 66.
図14(A)に示すように、半径検出部65は、液面特徴線検出部60から入力される液面特徴線42の検出結果及び透過光パターン画像35の画像データに基づき、針状凹部14の中心(略中心を含む)から液面特徴線42の1周の各点CX(図中では1点のみ表示)までの距離を示す液面特徴線半径RXを検出する。この液面特徴線半径RXは、本発明の第3半径に相当する。そして、半径検出部65は、液面特徴線42上の各点CXの液面特徴線半径RXの検出結果を液面高さ検出部66及び演算部67に出力する。 As shown in FIG. 14A, the radius detection unit 65 has a needle-like concave portion based on the detection result of the liquid surface feature line 42 and the image data of the transmitted light pattern image 35 input from the liquid surface feature line detection unit 60. 14 (in the figure only one point display) center points C X 1 lap the liquid surface characteristic line 42 from (including substantial center) of detecting the liquid surface feature line radius R X indicating the distance to. The liquid level characteristic line radius R X corresponds to the third radius of the present invention. Then, the radius detector 65 outputs the detection result of the liquid surface feature line radius R X of each point C X on the liquid surface feature line 42 to the liquid surface height detector 66 and the calculator 67.
図14(B)に示すように、液面高さ検出部66は、液面特徴線42上の各点CXについて第2面12bからの第3液面高さDXを検出する。この液面高さ検出部66は、半径検出部65から入力された各点CXの液面特徴線半径RXの検出結果と、記憶部47から読み出した事前測定データ52(RH、RL、DH、DL)とに基づき、液面高さ計算処理を行って各点CXの第3液面高さDXを検出する。 As shown in FIG. 14B, the liquid level detector 66 detects the third liquid level D X from the second surface 12b for each point C X on the liquid level characteristic line 42. The liquid level detector 66 detects the liquid surface characteristic line radius R X of each point C X input from the radius detector 65 and the preliminary measurement data 52 (R H , R read from the storage unit 47). Based on (L 1 , D H , D L ), a liquid level calculation process is performed to detect the third liquid level height D X at each point C X.
図15は、液面高さ検出部66による液面高さ計算処理を説明するための説明図である。針状凹部14の形状は一定であるので、図15に示すように、「液面特徴線半径」と「液面高さ」との間には一対一の関係が成り立ち、この関係は事前測定データ52(RH、RL、DH、DL)により規定される一次関数で表される。このため、液面高さ検出部66は、下記式(1)に各点CXの液面特徴線半径RXの検出結果を代入することにより、各点CXの第3液面高さDXの求めることができる。これにより、液面特徴線42の一周の液面高さが検出される。そして、液面高さ検出部66は、液面特徴線42上の各点CXの第3液面高さDXの検出結果を演算部67に出力する。
DX=[(RX−RL)×(DH−DL)]/(RH−RL)+DL・・・(1)
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining the liquid level calculation processing by the liquid level detector 66. Since the shape of the needle-shaped recess 14 is constant, as shown in FIG. 15, a one-to-one relationship is established between the “liquid surface characteristic line radius” and the “liquid surface height”, and this relationship is measured in advance. It is represented by a linear function defined by the data 52 (R H , R L , D H , D L ). Therefore, the liquid level detector 66, by substituting the detection result of the liquid level characteristic line radius R X of each point C X in the following equation (1), the third liquid level of each point C X it is possible to obtain the D X. Thereby, the liquid level height of one round of the liquid level characteristic line 42 is detected. Then, the liquid level detector 66 outputs the detection result of the third liquid level D X at each point C X on the liquid level characteristic line 42 to the calculator 67.
D X = [(R X −R L ) × (D H −D L )] / (R H −R L ) + D L (1)
図10に戻って、演算部67は、半径検出部65及び液面高さ検出部66から入力される液面特徴線42上の各点CXの液面特徴線半径RX及び第3液面高さDXの検出結果と、記憶部47から読み出した針状凹部形状データ53とに基づき、針状凹部14内に充填される薬剤水溶液18の容量を演算する。各点CXの液面特徴線半径RX及び液面高さDXの検出結果に基づき、針状凹部14内での液面18aの形状(傾きを含む)及び液面高さを検出することができる。また、針状凹部形状データ53に基づき針状凹部14の形状も既知である。従って、演算部67は、針状凹部14内での液面18aの形状及び液面高さと、針状凹部14の形状とに基づき、針状凹部14内に充填される薬剤水溶液18の容量(すなわち、体積)を演算することができる。 Returning to FIG. 10, the calculation unit 67 includes the liquid surface characteristic line radius R X and the third liquid at each point C X on the liquid surface characteristic line 42 input from the radius detection unit 65 and the liquid level height detection unit 66. detection results of Mendaka of D X, based on the needle-like recess shape data 53 read from the storage unit 47, calculates the volume of the drug solution 18 to be filled in the needle recess 14. Based on the detection result of the liquid surface characteristic line radius R X and the liquid surface height D X at each point C X , the shape (including inclination) and the liquid surface height of the liquid surface 18a in the needle-like recess 14 are detected. be able to. Further, the shape of the needle-like recess 14 is also known based on the needle-like recess shape data 53. Therefore, the calculation unit 67 determines the volume of the aqueous drug solution 18 filled in the needle-shaped recess 14 based on the shape and liquid level of the liquid surface 18a in the needle-shaped recess 14 and the shape of the needle-shaped recess 14 ( That is, volume) can be calculated.
以下同様にして、半径検出部65及び液面高さ検出部66及び演算部67により、モールド12の全ての針状凹部14内に充填された薬剤水溶液18の容量を演算することができる。この薬剤水溶液18の容量の演算結果は、モールド12の針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の測定結果として記憶部47に記憶されると共に、表示部49に表示される。 Similarly, the radius detector 65, the liquid level detector 66, and the calculator 67 can calculate the volume of the pharmaceutical aqueous solution 18 filled in all the needle-like recesses 14 of the mold 12. The calculation result of the volume of the drug aqueous solution 18 is stored in the storage unit 47 and displayed on the display unit 49 as a measurement result of the volume of the drug aqueous solution 18 for each needle-like recess 14 of the mold 12.
また、演算部67は、針状凹部14内の薬剤水溶液18の容量の測定結果に基づき、針状凹部14内の薬剤水溶液18に含まれる薬剤16の容量を演算する。 In addition, the calculation unit 67 calculates the volume of the drug 16 contained in the drug aqueous solution 18 in the needle-shaped recess 14 based on the measurement result of the volume of the drug aqueous solution 18 in the needle-shaped recess 14.
図16は、針状凹部14内に充填された薬剤水溶液18の容量(液量)と、充填直後から経過時間との関係を表したグラフである。図16に示すように、針状凹部14内の薬剤水溶液18の容量は、前述の図3に示したように薬剤水溶液18に含まれる水の蒸発により時間の経過と共に減少するが、針状凹部14内の薬剤16の容量は変わらない。このため、薬剤水溶液18中の薬剤16の濃度は、時間の経過と共に増加する。従って、図16に示したような針状凹部14内の薬剤水溶液18の容量の時間変化を予め求めおくことで、針状凹部14内の薬剤水溶液18中の薬剤16の濃度の時間変化が求められる。 FIG. 16 is a graph showing the relationship between the volume (liquid amount) of the pharmaceutical aqueous solution 18 filled in the needle-like recess 14 and the elapsed time immediately after filling. As shown in FIG. 16, the volume of the aqueous drug solution 18 in the needle-shaped recess 14 decreases with time due to the evaporation of water contained in the drug aqueous solution 18 as shown in FIG. The capacity of the medicine 16 in 14 does not change. For this reason, the concentration of the drug 16 in the drug aqueous solution 18 increases with time. Accordingly, the change with time of the volume of the drug aqueous solution 18 in the needle-like recess 14 as shown in FIG. 16 is obtained in advance, whereby the change with time of the concentration of the drug 16 in the drug aqueous solution 18 in the needle-like recess 14 is obtained. It is done.
このような薬剤16の濃度の時間変化を記憶部47に予め記憶しておくことで、演算部67は、前述の薬剤水溶液18の容量の測定時における針状凹部14内の薬剤水溶液18中の薬剤16の濃度を求めることができる。これにより、演算部67は、薬剤水溶液18中の薬剤16の濃度と、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の測定結果とに基づき、針状凹部14ごとの薬剤16の容量を演算することができる。この薬剤16の容量の演算結果についても、モールド12の針状凹部14ごとの薬剤16の容量の測定結果として記憶部47に記憶されると共に、表示部49に表示される。 By storing the change in the concentration of the drug 16 over time in the storage unit 47 in advance, the calculation unit 67 allows the concentration of the drug aqueous solution 18 in the drug aqueous solution 18 in the needle-shaped recess 14 to be measured. The concentration of drug 16 can be determined. Thereby, the calculating part 67 calculates the capacity | capacitance of the chemical | medical agent 16 for every needle-shaped recessed part 14 based on the density | concentration of the chemical | medical agent 16 in the pharmaceutical aqueous solution 18, and the measurement result of the capacity | capacitance of the chemical | medical agent aqueous solution 18 for every needle-shaped recessed part 14. be able to. The calculation result of the capacity of the medicine 16 is also stored in the storage unit 47 as a measurement result of the capacity of the medicine 16 for each needle-like recess 14 of the mold 12 and displayed on the display unit 49.
[測定装置の作用]
次に、上記構成の測定装置10の作用、すなわち、モールド12の針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の測定処理(本発明の測定方法)について説明する。最初に、薬剤水溶液18の容量の測定を開始する前に、事前測定データ52の測定及び記憶が開始される。
[Operation of measuring device]
Next, the operation of the measurement apparatus 10 having the above-described configuration, that is, the measurement process (the measurement method of the present invention) of the volume of the pharmaceutical aqueous solution 18 for each needle-like recess 14 of the mold 12 will be described. First, measurement and storage of the pre-measurement data 52 are started before the measurement of the volume of the aqueous drug solution 18 is started.
<事前測定データの測定及び記憶>
図17は、事前測定データ52の測定及び記憶の処理の流れを示すフローチャートである。図17に示すように、最初に、測定対象となるモールド12と同一のモールド12の各針状凹部14内に薬剤水溶液18を充填し、各針状凹部14内に第1液面18aHを形成する(ステップS1)。これにより、前述のモールド12Hの準備が完了する。
<Measurement and storage of pre-measurement data>
FIG. 17 is a flowchart showing a flow of processing for measuring and storing the pre-measurement data 52. As shown in FIG. 17, first, the aqueous solution 18 is filled in each needle-shaped recess 14 of the same mold 12 as the mold 12 to be measured, and the first liquid surface 18 a H is formed in each needle-shaped recess 14. Form (step S1). Thus, completing the preparation of the mold 12 H above.
次いで、モールド12Hを測定装置10の図示しないステージ上にセットした後、操作入力部48において事前測定データ52(液面特徴線半径RH)の測定開始操作を行う。この測定開始操作がなされると、面光源21からモールド12Hの第1面12aに向けて平行光PLが照射され、このモールド12Hを透過した平行光PLの透過光(第1透過光TL1、第2透過光TL2、合成光TL4)が撮像部25にて撮像される。そして、撮像部25は、透過光パターン画像35の画像データを生成して画像処理システム26に出力する。 Next, after the mold 12 H is set on a stage (not shown) of the measuring apparatus 10, the measurement input operation of the preliminary measurement data 52 (liquid surface characteristic line radius R H ) is performed in the operation input unit 48. When the measurement start operation is performed, the parallel light PL toward the first surface 12a of the mold 12 H is irradiated from the surface light source 21, the transmitted light of the parallel light PL that has been transmitted through the mold 12 H (first transmitted light TL1 , Second transmitted light TL2, combined light TL4) is imaged by the imaging unit 25. Then, the imaging unit 25 generates image data of the transmitted light pattern image 35 and outputs it to the image processing system 26.
画像処理システム26の制御部46の取得部59は、撮像部25から透過光パターン画像35の画像データを取得し、この透過光パターン画像35の画像データを液面特徴線検出部60に出力する。 The acquisition unit 59 of the control unit 46 of the image processing system 26 acquires the image data of the transmitted light pattern image 35 from the imaging unit 25 and outputs the image data of the transmitted light pattern image 35 to the liquid surface feature line detection unit 60. .
液面特徴線検出部60は、取得部59から入力された透過光パターン画像35の画像データを解析して、針状凹部14ごとの明暗画像37からそれぞれ液面特徴線42を検出する。(ステップS2、本発明の事前液面特徴線検出ステップに相当)。そして、液面特徴線検出部60は、透過光パターン画像35の画像データ及び液面特徴線42の検出結果を容量演算部61に出力する。 The liquid surface characteristic line detection unit 60 analyzes the image data of the transmitted light pattern image 35 input from the acquisition unit 59 and detects the liquid surface characteristic lines 42 from the bright and dark images 37 for each needle-shaped concave portion 14. (Step S2, corresponding to the preliminary liquid level feature line detection step of the present invention). Then, the liquid level feature line detection unit 60 outputs the image data of the transmitted light pattern image 35 and the detection result of the liquid level feature line 42 to the capacity calculation unit 61.
容量演算部61の半径検出部65は、液面特徴線検出部60から入力される液面特徴線42の検出結果に基づき、透過光パターン画像35の画像データを解析して、針状凹部14の中心から液面特徴線42上の複数点までの液面特徴線半径RHを検出し、液面特徴線半径RHの平均値を算出する(ステップS3、本発明の事前半径検出ステップに相当)。ここで液面特徴線半径RHの平均値は、前述の通り、針状凹部14ごとに検出された全ての液面特徴線42上の複数点までの液面特徴線半径RHの平均値であってもよいし、代表の液面特徴線42上の複数点までの液面特徴線半径RHの平均値であってもよい。半径検出部65は、液面特徴線半径RHの平均値を事前測定データ52の一部として記憶部47に記憶させる(ステップS3)。 The radius detection unit 65 of the capacity calculation unit 61 analyzes the image data of the transmitted light pattern image 35 based on the detection result of the liquid level feature line 42 input from the liquid level feature line detection unit 60, and the needle-like recess 14. The liquid surface characteristic line radius RH from the center of the liquid surface to a plurality of points on the liquid surface characteristic line 42 is detected, and the average value of the liquid surface characteristic line radius RH is calculated (step S3, the prior radius detection step of the present invention). Equivalent). Wherein the average value of the liquid level characteristic line radius R H is, as described above, the average value of the liquid level characteristic line radius R H to a plurality of points on all of the liquid level characteristic line 42 that is detected for each needle-like recesses 14 Or an average value of the liquid surface characteristic line radii RH up to a plurality of points on the representative liquid surface characteristic line 42 may be used. The radius detection unit 65 stores the average value of the liquid surface characteristic line radius RH in the storage unit 47 as a part of the preliminary measurement data 52 (step S3).
次いで、モールド12Hがレーザ共焦点顕微鏡63にセットされ、レーザ共焦点顕微鏡63によりモールド12Hの第2面12bから第1液面18aHの中心までの第1液面高さDHの検出が行われる(ステップS4、本発明の事前液面高さ検出ステップに相当)。この第1液面高さDHの検出結果は、レーザ共焦点顕微鏡63から記憶部47に入力されて、事前測定データ52の一部として記憶部47に記憶される(ステップS4)。 Then, the mold 12 H is set in the laser confocal microscope 63, the detection of the first liquid level height D H from the second surface 12b of the mold 12 H to the center of the first liquid level 18a H by a laser confocal microscope 63 (Step S4, corresponding to the preliminary liquid level detection step of the present invention). The detection result of the first liquid level height DH is input from the laser confocal microscope 63 to the storage unit 47, and is stored in the storage unit 47 as a part of the preliminary measurement data 52 (step S4).
液面特徴線半径RHの平均値及び第1液面高さDHの検出結果の記憶後、測定対象となるモールド12と同一のモールド12の各針状凹部14内に薬剤水溶液18を充填し、各針状凹部14内に第2液面18aLを形成する(ステップS5)。これにより、前述のモールド12Lの準備が完了する。 After storing the average value of the liquid surface characteristic line radius RH and the detection result of the first liquid surface height DH , the drug aqueous solution 18 is filled in each needle-like recess 14 of the same mold 12 as the mold 12 to be measured. Then, the second liquid surface 18a L is formed in each acicular recess 14 (step S5). Thus, completing the preparation of the mold 12 L described above.
以下、前述のステップS2からステップS4までの同様に、液面特徴線42の検出(ステップS6)と、液面特徴線半径RLの検出、液面特徴線半径RLの平均値の算出及び記憶(ステップS7、本発明の事前半径検出ステップに相当)と、第2液面高さDLの検出及び記憶(ステップS8、本発明の事前液面高さ検出ステップに相当)とが実行される。 Hereinafter, similarly from Step S2 described above until the step S4, the detection of the liquid surface characteristic line 42 (step S6), and the detection of the liquid surface characteristic line radius R L, calculation of the average value of the liquid level characteristic line radius R L and storage and (step S7, corresponding to the pre-radius detecting step of the present invention), the detection and storage of the second liquid level D L (step S8, corresponding to the pre-liquid surface height detection step of the present invention) and are executed The
以上で、記憶部47への事前測定データ52の記憶が完了する。なお、事前測定データ52の測定及び記憶は、モールド12の種類が変わらない限り毎回行う必要はなく、定期的に実行してもよい。また、別の測定装置10で測定された事前測定データ52を取得して記憶部47に記憶させてもよい。 Thus, the storage of the preliminary measurement data 52 in the storage unit 47 is completed. Note that the measurement and storage of the pre-measurement data 52 need not be performed every time as long as the type of the mold 12 is not changed, and may be periodically executed. In addition, the preliminary measurement data 52 measured by another measurement apparatus 10 may be acquired and stored in the storage unit 47.
<薬剤水溶液の容量の測定>
図18は、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の測定処理の流れを示すフローチャートである。なお、記憶部47には、公知の手法で測定された針状凹部形状データ53が予め記憶されている。
<Measurement of drug aqueous solution capacity>
FIG. 18 is a flowchart showing the flow of the process for measuring the volume of the pharmaceutical aqueous solution 18 for each needle-like recess 14. In the storage unit 47, needle-like recess shape data 53 measured by a known method is stored in advance.
図18に示すように、モールド12の各針状凹部14内への薬剤水溶液18を充填後、このモールド12を測定装置10の図示しないステージ上にセットする(ステップS11)。 As shown in FIG. 18, after filling each needle-like recess 14 of the mold 12 with the chemical aqueous solution 18, the mold 12 is set on a stage (not shown) of the measuring apparatus 10 (step S <b> 11).
次いで、操作入力部48において薬剤水溶液18の容量の測定開始操作がなされると、面光源21からモールド12の第1面12aに向けて平行光PLが照射され、この第1面12aに平行光PLが入射する(ステップS12、本発明の入射ステップに相当)。 Next, when the measurement input operation of the volume of the pharmaceutical aqueous solution 18 is performed in the operation input unit 48, the parallel light PL is irradiated from the surface light source 21 toward the first surface 12a of the mold 12, and the parallel light is applied to the first surface 12a. PL is incident (step S12, corresponding to the incident step of the present invention).
前述の図5及び図6に示した通り、第1面12aの非形成領域Aに入射した平行光PLは、そのまま第2面12bに向けて直進する。これにより、第2面12bの第1領域Bから平行光PLの第1透過光TL1が出射する。また、針状凹部14の第1壁面部14aに入射した平行光PLは、第1壁面部14aにて屈折される。これにより、第2面12bの第2領域Cから平行光PLの第2透過光TL2が出射する。さらに、針状凹部14の第2壁面部14bに入射した平行光PLは、第2壁面部14bにて屈折される。これにより、第2面12bの部分領域B1から平行光PLの第3透過光TL3が出射する。その結果、部分領域B1からは第1透過光TL1及び第3透過光TL3の合成光TL4が出射する。 As shown in FIGS. 5 and 6, the parallel light PL that has entered the non-formation region A of the first surface 12a travels straight toward the second surface 12b. As a result, the first transmitted light TL1 of the parallel light PL is emitted from the first region B of the second surface 12b. Further, the parallel light PL that has entered the first wall surface portion 14a of the needle-like recess 14 is refracted by the first wall surface portion 14a. As a result, the second transmitted light TL2 of the parallel light PL is emitted from the second region C of the second surface 12b. Furthermore, the parallel light PL that has entered the second wall surface portion 14b of the needle-like recess 14 is refracted by the second wall surface portion 14b. Thereby, the third transmitted light TL3 of the parallel light PL is emitted from the partial region B1 of the second surface 12b. As a result, the combined light TL4 of the first transmitted light TL1 and the third transmitted light TL3 is emitted from the partial region B1.
撮像部25は、モールド12の第2面12bに焦点を合わせた状態で、モールド12の第2面12bから出射する透過光(第1透過光TL1、第2透過光TL2、合成光TL4)を撮像素子24により撮像して、透過光パターン画像35の画像データを生成する(ステップS13、本発明の撮像ステップに相当)。 The imaging unit 25 focuses transmitted light (first transmitted light TL1, second transmitted light TL2, and synthesized light TL4) emitted from the second surface 12b of the mold 12 in a state where the second surface 12b of the mold 12 is focused. An image is picked up by the image pickup device 24 and image data of the transmitted light pattern image 35 is generated (step S13, corresponding to the image pickup step of the present invention).
次いで、撮像部25は、生成した透過光パターン画像35の画像データを画像処理システム26へ出力する。これにより、画像処理システム26の制御部46の取得部59が、撮像部25から透過光パターン画像35の画像データを取得する(ステップS14、本発明の取得ステップに相当)。取得部59は、撮像部25から取得した透過光パターン画像35の画像データを液面特徴線検出部60へ出力する。 Next, the imaging unit 25 outputs the generated image data of the transmitted light pattern image 35 to the image processing system 26. Thereby, the acquisition unit 59 of the control unit 46 of the image processing system 26 acquires the image data of the transmitted light pattern image 35 from the imaging unit 25 (step S14, corresponding to the acquisition step of the present invention). The acquisition unit 59 outputs the image data of the transmitted light pattern image 35 acquired from the imaging unit 25 to the liquid level feature line detection unit 60.
液面特徴線検出部60は、前述のステップS2,S6と同様に、取得部59から入力された透過光パターン画像35の画像データを解析して、針状凹部14ごとの明暗画像37からそれぞれ液面特徴線42を検出する(ステップS15、本発明の液面特徴線検出ステップに相当)。そして、液面特徴線検出部60は、針状凹部14ごとの液面特徴線42の検出結果及び透過光パターン画像35の画像データを容量演算部61に出力する。 The liquid surface characteristic line detection unit 60 analyzes the image data of the transmitted light pattern image 35 input from the acquisition unit 59 and performs the analysis from the light and dark image 37 for each needle-like concave portion 14 in the same manner as Steps S2 and S6 described above. The liquid level characteristic line 42 is detected (step S15, corresponding to the liquid level characteristic line detection step of the present invention). Then, the liquid surface characteristic line detection unit 60 outputs the detection result of the liquid surface characteristic line 42 for each needle-like recess 14 and the image data of the transmitted light pattern image 35 to the capacity calculation unit 61.
次いで、容量演算部61による針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の演算が開始される(本発明の容量演算ステップに相当)。なお、ここでは説明の煩雑化を防止するために、1つの針状凹部14内に充填される薬剤水溶液18の容量の演算を例に挙げて説明する。 Next, the calculation of the volume of the pharmaceutical aqueous solution 18 for each needle-like recess 14 by the volume calculation unit 61 is started (corresponding to the volume calculation step of the present invention). Here, in order to prevent the explanation from being complicated, the calculation of the volume of the aqueous drug solution 18 filled in one needle-like recess 14 will be described as an example.
最初に、半径検出部65は、液面特徴線検出部60から入力される液面特徴線42の検出結果に基づき、透過光パターン画像35の画像データを解析して、針状凹部14の中心から液面特徴線42上の各点CXまでの液面特徴線半径RXを検出する(ステップS16、本発明の第3半径検出ステップに相当)。そして、半径検出部65は、液面特徴線42上の各点CXの液面特徴線半径RXの検出結果を液面高さ検出部66及び演算部67に出力する。 First, the radius detector 65 analyzes the image data of the transmitted light pattern image 35 based on the detection result of the liquid surface feature line 42 input from the liquid surface feature line detector 60, and the center of the needle-like recess 14. The liquid surface characteristic line radius RX to each point C X on the liquid surface characteristic line 42 is detected (step S16, corresponding to the third radius detection step of the present invention). Then, the radius detector 65 outputs the detection result of the liquid surface feature line radius R X of each point C X on the liquid surface feature line 42 to the liquid surface height detector 66 and the calculator 67.
次いで、液面高さ検出部66は、半径検出部65から入力された各点CXの液面特徴線半径RXの検出結果を上記式(1)に代入することにより、各点CXの第3液面高さDXを算出する(ステップS17、本発明の第3液面高さ検出ステップに相当)。これにより、各点CXの第3液面高さDXが検出される。そして、液面高さ検出部66は、各点CXの第3液面高さDXの検出結果を演算部67に出力する。 Next, the liquid surface height detection unit 66 substitutes the detection result of the liquid surface characteristic line radius R X of each point C X input from the radius detection unit 65 into the above formula (1), whereby each point C X calculating a third liquid level D X in (step S17, corresponding to the third liquid level detecting step of the present invention). Thus, the third liquid level D X of each point C X is detected. Then, the liquid level detector 66 outputs the detection result of the third liquid level D X at each point C X to the calculator 67.
演算部67は、半径検出部65及び液面高さ検出部66からそれぞれ入力される液面特徴線42上の各点CXの液面特徴線半径RX及び第3液面高さDXの検出結果に基づき、針状凹部14内での液面18aの形状(傾きを含む)及び液面高さを検出する。次いで、演算部67は、針状凹部14内での液面18aの形状及び液面高さの検出結果と、記憶部47から読み出した針状凹部形状データ53とに基づき、針状凹部14内に充填される薬剤水溶液18の容量を演算する(ステップS18、本発明の演算ステップに相当)。これにより、1つの針状凹部14内に充填された薬剤水溶液18の容量が演算される。 The computing unit 67 receives the liquid surface characteristic line radius R X and the third liquid surface height D X of each point C X on the liquid surface characteristic line 42 input from the radius detection unit 65 and the liquid level height detection unit 66, respectively. Based on the detection result, the shape (including inclination) and the liquid level of the liquid surface 18a in the needle-like recess 14 are detected. Next, the calculation unit 67 determines the inside of the needle-shaped recess 14 based on the detection result of the shape and the liquid level of the liquid surface 18 a in the needle-shaped recess 14 and the needle-shaped recess shape data 53 read from the storage unit 47. The volume of the pharmaceutical aqueous solution 18 filled in the container is calculated (step S18, corresponding to the calculation step of the present invention). Thereby, the volume of the aqueous drug solution 18 filled in one needle-like recess 14 is calculated.
以下同様にして、モールド12の全ての針状凹部14内に充填された薬剤水溶液18の容量が演算される。演算部67は、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の演算結果を記憶部47及び表示部49に出力する。これにより、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の演算結果が記憶部47に記憶されると共に、表示部49に表示される。なお、演算部67は、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の演算結果を積算して、モールド12の全体での薬剤水溶液18の容量を演算してもよい。 In the same manner, the volume of the aqueous drug solution 18 filled in all the needle-like recesses 14 of the mold 12 is calculated. The calculation unit 67 outputs the calculation result of the volume of the aqueous drug solution 18 for each needle-like recess 14 to the storage unit 47 and the display unit 49. As a result, the calculation result of the volume of the pharmaceutical aqueous solution 18 for each needle-like recess 14 is stored in the storage unit 47 and displayed on the display unit 49. Note that the calculation unit 67 may calculate the volume of the drug aqueous solution 18 in the entire mold 12 by integrating the calculation results of the volume of the drug aqueous solution 18 for each needle-like recess 14.
また、演算部67は、予め記憶部47に記憶されている針状凹部14内の薬剤水溶液18中の薬剤16の濃度の時間変化の測定結果(図示せず)に基づき、前述の薬剤水溶液18の容量の測定時における針状凹部14内の薬剤水溶液18中の薬剤16の濃度を求める。次いで、演算部67は、薬剤水溶液18中の薬剤16の濃度と、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の測定結果とに基づき、針状凹部14ごとの薬剤16の容量を演算して、この演算結果を記憶部47及び表示部49に出力する。これにより、針状凹部14ごとの薬剤16の容量の演算結果についても記憶部47に記憶されると共に、表示部49に表示される。 Further, the calculation unit 67 is based on the measurement result (not shown) of the concentration of the drug 16 in the drug aqueous solution 18 in the needle-shaped recess 14 stored in the storage unit 47 in advance, and the drug solution 18 described above. The concentration of the drug 16 in the drug aqueous solution 18 in the needle-like recess 14 at the time of measuring the volume of the drug is obtained. Next, the calculation unit 67 calculates the volume of the drug 16 for each needle-shaped recess 14 based on the concentration of the drug 16 in the drug aqueous solution 18 and the measurement result of the volume of the drug aqueous solution 18 for each needle-shaped recess 14. The calculation result is output to the storage unit 47 and the display unit 49. Thereby, the calculation result of the capacity of the medicine 16 for each needle-like recess 14 is also stored in the storage unit 47 and displayed on the display unit 49.
以上で、測定装置10によるモールド12の針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の測定処理が全て完了する。 With the above, the measurement processing of the volume of the pharmaceutical aqueous solution 18 for each needle-like recess 14 of the mold 12 by the measuring device 10 is completed.
なお、測定装置10により得られた針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の測定結果は、モールド12の各針状凹部14内に薬剤水溶液18を充填する充填装置にフィードバックされる。例えば、充填装置による薬剤水溶液18の充填工程には、モールド12の第1面12aに薬剤水溶液18を塗布する塗布工程と、ハケやスクレーパ等により第1面12a上の余分な薬剤水溶液18を除去して第1面12a上に薬剤水溶液18の薄膜を形成する除去工程と、が含まれる。これら塗布工程や除去工程は、各針状凹部14内の薬剤水溶液18の容量に影響を及ぼす工程である。従って、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量の測定結果(容量の大きさやばらつき)に応じて、塗布工程の塗布速度や除去工程の除去速度を制御することで、針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量を適切に調整することができる。 The measurement result of the capacity of the drug aqueous solution 18 for each needle-like recess 14 obtained by the measuring device 10 is fed back to a filling device that fills each needle-like recess 14 of the mold 12 with the drug aqueous solution 18. For example, in the filling process of the chemical aqueous solution 18 by the filling device, the chemical aqueous solution 18 is applied to the first surface 12a of the mold 12, and the excess chemical aqueous solution 18 on the first surface 12a is removed by a brush or a scraper. And a removing step of forming a thin film of the drug aqueous solution 18 on the first surface 12a. These application process and removal process are processes that affect the capacity of the aqueous drug solution 18 in each needle-shaped recess 14. Therefore, by controlling the application speed of the application process and the removal speed of the removal process according to the measurement result (volume size and variation) of the drug aqueous solution 18 for each needle-shaped recess 14, The volume of the pharmaceutical aqueous solution 18 can be adjusted appropriately.
[本実施形態の効果]
このように本実施形態の測定装置10では、各針状凹部14の第1壁面部14a及び第2壁面部14bにてそれぞれ屈折される平行光PLの屈折角度の違いに着目して、各針状凹部14内の薬剤水溶液18の容量を測定するので、モールド12の針状凹部14ごとの薬剤水溶液18の容量を高速かつ高精度に非破壊測定することができる。また、測定装置10は、薬剤水溶液18に含まれる薬剤16の種類が変わっても測定方法を変更することなく測定を行うことができる。
[Effect of this embodiment]
As described above, in the measuring apparatus 10 of the present embodiment, each needle is focused on the difference in the refraction angle of the parallel light PL refracted by the first wall surface portion 14a and the second wall surface portion 14b of each needle-like recess 14. Since the volume of the drug aqueous solution 18 in the concave portion 14 is measured, the volume of the drug aqueous solution 18 for each needle-shaped recess 14 of the mold 12 can be measured nondestructively at high speed. Further, the measuring device 10 can perform measurement without changing the measurement method even if the type of the drug 16 contained in the drug aqueous solution 18 changes.
[その他]
上記実施形態では、モールド12の第1面12aに表面処理を施していないが、例えば、第1面12aに対してテフロン(登録商標)処理等の親水性処理を施してもよい。これにより、針状凹部14内の薬剤水溶液18の液面18aにメニスカスが発生するのを抑え、液面18aを平面状にすることができる。これにより、針状凹部14内の薬剤水溶液18の容量をより高精度に測定することができる。
[Others]
In the above embodiment, the first surface 12a of the mold 12 is not subjected to surface treatment, but for example, hydrophilic treatment such as Teflon (registered trademark) treatment may be performed on the first surface 12a. Thereby, generation | occurrence | production of the meniscus can be suppressed on the liquid level 18a of the chemical | medical solution 18 in the needle-shaped recessed part 14, and the liquid level 18a can be planarized. Thereby, the capacity | capacitance of the chemical | medical agent aqueous solution 18 in the needle-shaped recessed part 14 can be measured with high precision.
上記実施形態では、モールド12の各針状凹部14内に薬剤水溶液18を充填した後、時間の経過と共に薬剤水溶液18に含まれる水が蒸発するため、各針状凹部14内の薬剤水溶液18の容量が減少する。この際に、例えば、薬剤水溶液18の充填後から少なくとも測定装置10による測定が完了するまでの間、モールド12の周囲の湿度を湿度100%(ほぼ100%を含む)に調整することで、水の蒸発を抑えるようにしてもよい。これにより、薬剤水溶液18中の薬剤16の濃度は、時間の経過に関係なくほぼ一定になるので、薬剤水溶液18の容量の測定結果から薬剤16の容量を容易に求めることができる。なお、モールド12の周囲の湿度を湿度100%にする代わりに、モールド12の第1面12aを透明な蓋(膜等)で覆うことで水の蒸発を抑えてもよい。 In the above-described embodiment, the water contained in the drug aqueous solution 18 evaporates over time after the drug aqueous solution 18 is filled in each needle recess 14 of the mold 12. Capacity is reduced. At this time, for example, by adjusting the humidity around the mold 12 to 100% humidity (including almost 100%) after filling the aqueous chemical solution 18 until at least the measurement by the measuring device 10 is completed, You may make it suppress evaporation of. As a result, the concentration of the drug 16 in the drug aqueous solution 18 becomes substantially constant regardless of the passage of time, so that the volume of the drug 16 can be easily obtained from the measurement result of the volume of the drug aqueous solution 18. Instead of setting the humidity around the mold 12 to 100%, the evaporation of water may be suppressed by covering the first surface 12a of the mold 12 with a transparent lid (film or the like).
なお、上記実施形態では、モールド12の第2面12bには、針状凹部14ごとにそれぞれ1つの連通孔31が形成されているが、針状凹部14ごとにそれぞれ複数の連通孔31が形成されていてもよい。また、連通孔31の直径の大きさも適宜変更してもよい。 In the above embodiment, one communication hole 31 is formed on the second surface 12 b of the mold 12 for each needle-like recess 14, but a plurality of communication holes 31 are formed for each needle-like recess 14. May be. Further, the diameter of the communication hole 31 may be changed as appropriate.
上記実施形態では、モールド12がシリコンゴムで形成されているが、空気の屈折率(1.003)よりも薬剤水溶液18の屈折率(1.35〜1.34)に近い材料であれば特に限定はされない。 In the above embodiment, the mold 12 is made of silicon rubber, but if the material is closer to the refractive index (1.35 to 1.34) of the pharmaceutical aqueous solution 18 than the refractive index of air (1.003), in particular. There is no limitation.
上記実施形態では、面光源21と撮像部25と画像処理システム26とを備える測定装置10を例に挙げて説明を行ったが、本発明の測定装置は画像処理システム26のみにより構成されていてもよい。すなわち、別途に得られた透過光パターン画像35の画像データをメモリカード或いは通信ネットワークなどを介して取得し、取得したデータに基づき薬剤水溶液18の容量を演算する測定装置にも本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the measurement apparatus 10 including the surface light source 21, the imaging unit 25, and the image processing system 26 has been described as an example. However, the measurement apparatus of the present invention is configured only by the image processing system 26. Also good. That is, the present invention is also applied to a measuring apparatus that acquires image data of the transmitted light pattern image 35 obtained separately via a memory card or a communication network and calculates the volume of the aqueous drug solution 18 based on the acquired data. be able to.
[薬剤水溶液の容量を測定する手段としてコンピュータを機能させるプログラム]
上述の実施形態で説明した測定装置として、コンピュータを機能させるためのプログラム(前述の測定プログラム51等)をCD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)や磁気ディスクやその他のコンピュータ可読媒体(有体物たる非一時的な情報記憶媒体)に記録し、情報記憶媒体を通じてプログラムを提供することが可能である。このような情報記憶媒体にプログラムを記憶させて提供する態様に代えて、インターネットなどの通信ネットワークを利用してプログラム信号をダウンロードサービスとして提供することも可能である。
[Program that causes a computer to function as a means for measuring the volume of a pharmaceutical aqueous solution]
As the measurement apparatus described in the above-described embodiment, a program for causing a computer to function (the above-described measurement program 51 or the like) is a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), a magnetic disk, or other computer-readable medium (a non-tangible object). A temporary information storage medium) and the program can be provided through the information storage medium. Instead of providing the program by storing the program in such an information storage medium, it is also possible to provide the program signal as a download service using a communication network such as the Internet.
10…測定装置,12…モールド,12a…第1面,12b…第2面,14…針状凹部,14a…第1壁面部,14b…第2壁面部,16…薬剤,18…薬剤水溶液,18a…液面,21…面光源,25…撮像部,26…画像処理システム,31…連通孔,35…透過光パターン画像,42…液面特徴線,51…測定プログラム,52…事前測定データ,53…針状凹部形状データ,59…取得部,60…液面特徴線検出部,61…容量演算部,65…半径検出部,66…液面高さ検出部,67…演算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Measuring apparatus, 12 ... Mold, 12a ... 1st surface, 12b ... 2nd surface, 14 ... Needle-shaped recessed part, 14a ... 1st wall surface part, 14b ... 2nd wall surface part, 16 ... Drug | medical agent, 18 ... Drug aqueous solution, 18a ... Liquid level, 21 ... Surface light source, 25 ... Imaging unit, 26 ... Image processing system, 31 ... Communication hole, 35 ... Transmitted light pattern image, 42 ... Liquid level characteristic line, 51 ... Measurement program, 52 ... Pre-measurement data , 53 ... Needle-shaped recess shape data, 59 ... Acquisition unit, 60 ... Liquid level characteristic line detection unit, 61 ... Capacity calculation unit, 65 ... Radius detection unit, 66 ... Liquid level height detection unit, 67 ... Calculation unit
Claims (10)
前記モールドの前記水溶液が充填される側の第1面への平行光の垂直入射により前記第1面とは反対側の第2面から出射される前記平行光の透過光を撮像した透過光画像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記透過光画像を解析して、前記針状凹部の非形成領域と、前記針状凹部の前記水溶液内にある第1壁面部と、前記針状凹部の前記水溶液の液面よりも前記第1面の側にある第2壁面部とにそれぞれ入射した前記平行光の前記透過光により形成される当該透過光画像内の画像パターンから、前記液面と前記第2壁面部との境界を示す液面特徴線を、前記針状凹部ごとに検出する液面特徴線検出ステップと、
前記液面特徴線検出ステップの検出結果と、既知の前記針状凹部の形状とに基づき、前記針状凹部ごとの前記容量を演算する容量演算ステップと、
を有する測定方法。 In the measurement method for measuring the volume of the aqueous solution of the medicine filled in the needle-shaped recess of the mold having light permeability in which a plurality of needle-shaped recesses that are the inverted type of microneedles are formed,
A transmitted light image obtained by imaging the transmitted light of the parallel light emitted from the second surface opposite to the first surface by vertical incidence of parallel light on the first surface of the mold on the side filled with the aqueous solution. An acquisition step to acquire,
By analyzing the transmitted light image acquired in the acquisition step, the non-formation region of the needle-like recess, the first wall surface portion in the aqueous solution of the needle-like recess, and the solution of the aqueous solution of the needle-like recess From the image pattern in the transmitted light image formed by the transmitted light of the parallel light respectively incident on the second wall surface portion that is closer to the first surface than the surface, the liquid surface and the second wall surface portion A liquid surface characteristic line detecting step for detecting a liquid surface characteristic line indicating the boundary between
Based on the detection result of the liquid surface characteristic line detection step and the known shape of the needle-like recess, a capacity calculation step of calculating the capacity for each needle-like recess,
Measuring method.
前記画像パターンは、前記第1領域の一部分から出射する前記第1透過光及び前記第3透過光の合成光により形成される第1画像と、前記第1領域の前記一部分とは異なる部分から出射する前記第1透過光、及び前記第2領域から出射する前記第2透過光により形成される第2画像と、を含み、
前記液面特徴線検出ステップは、前記第1画像と前記第2画像との境界の位置に基づいて、前記液面特徴線を検出する請求項1に記載の測定方法。 The transmitted light is incident on the non-formation region, travels straight through the mold, is emitted from the first region of the second surface, and is incident on the first wall surface portion and the first wall surface. Second transmitted light that is refracted by the portion and exits from the second region corresponding to the needle-like recess of the second surface, and the first transmitted light is incident on the second wall surface portion and is transmitted by the second wall surface portion. A third transmitted light that is refracted at a larger refraction angle and exits from a portion of the first region,
The image pattern is emitted from a portion different from the first portion of the first region and the first image formed by the combined light of the first transmitted light and the third transmitted light emitted from a portion of the first region. The first transmitted light and the second image formed by the second transmitted light emitted from the second region,
The measurement method according to claim 1, wherein the liquid level feature line detecting step detects the liquid level characteristic line based on a position of a boundary between the first image and the second image.
前記液面特徴線検出ステップでは、環状の前記液面特徴線を検出する請求項2に記載の測定方法。 The first image is an annular image that surrounds the outer periphery of the second image and is brighter than the second image;
The measurement method according to claim 2, wherein in the liquid surface characteristic line detection step, the annular liquid surface characteristic line is detected.
前記事前液面特徴線検出ステップで検出した前記第1液面の前記液面特徴線の前記針状凹部の中心からの第1半径、及び前記第2液面の前記液面特徴線の前記針状凹部の中心からの第2半径を予め検出する事前半径検出ステップと、
前記第2面から前記第1液面の中心までの第1液面高さ、及び前記第2面から前記第2液面の中心までの第2液面高さを予め検出する事前液面高さ検出ステップと、を有し、
前記容量演算ステップは、
前記液面特徴線検出ステップの検出結果に基づき、前記針状凹部の中心から前記液面特徴線の複数の点の各々までの第3半径を検出する第3半径検出ステップと、
前記第3半径検出ステップの検出結果と、前記事前半径検出ステップ及び前記事前液面高さ検出ステップの各々の検出結果とに基づき、前記第2面から前記複数の点の各々までの第3液面高さを検出する第3液面高さ検出ステップと、
前記第3半径検出ステップ及び前記第3液面高さ検出ステップの検出結果と、既知の前記針状凹部の形状とに基づき、前記針状凹部内の前記容量を演算する演算ステップと、
を有する請求項1から3のいずれか1項に記載の測定方法。 A preliminary liquid level feature line detecting step for detecting in advance the liquid level characteristic lines of the first liquid level and the second liquid level which are parallel to the first surface and have different liquid level heights;
The first radius from the center of the needle-like recess of the liquid level feature line of the first liquid level detected in the preliminary liquid level feature line detection step, and the liquid level feature line of the second liquid level A pre-radius detection step for detecting in advance a second radius from the center of the needle-shaped recess;
Prior liquid level height for detecting in advance a first liquid level height from the second surface to the center of the first liquid level and a second liquid level height from the second surface to the center of the second liquid level. Detecting step,
The capacity calculation step includes:
A third radius detecting step for detecting a third radius from the center of the needle-shaped recess to each of the plurality of points of the liquid surface characteristic line based on the detection result of the liquid surface characteristic line detecting step;
Based on the detection result of the third radius detection step and the detection results of each of the preliminary radius detection step and the preliminary liquid level height detection step, the second surface to each of the plurality of points is detected. A third liquid level detection step for detecting the three liquid levels;
A calculation step of calculating the capacity in the needle-shaped recess based on the detection result of the third radius detection step and the third liquid level height detection step and the known shape of the needle-shaped recess;
The measurement method according to claim 1, comprising:
DX=[(RX−RL)×(DH−DL)]/(RH−RL)+DL・・・(1)
を用いて、前記複数の点ごとの第3液面高さを検出する請求項4に記載の測定方法。 Said first radius and R H, the second radius and R L, the first liquid level height and D H, the second liquid level height and D L, the for each of the plurality of points the When the third radius is R X , the third liquid level for each of the plurality of points is D X, and D H > D L , the third liquid level detection step is expressed by the following formula (1 ),
D X = [(R X −R L ) × (D H −D L )] / (R H −R L ) + D L (1)
The measurement method according to claim 4, wherein a third liquid level height for each of the plurality of points is detected by using.
前記第2面から出射した前記透過光を撮像部により撮像して前記透過光画像を生成する撮像ステップと、を有し、
前記取得ステップは、前記撮像部から前記透過光画像を取得する請求項1から5のいずれか1項に記載の測定方法。 An incident step of perpendicularly incident the parallel light on the first surface;
An imaging step of imaging the transmitted light emitted from the second surface with an imaging unit to generate the transmitted light image;
The measurement method according to claim 1, wherein the acquiring step acquires the transmitted light image from the imaging unit.
前記モールドの前記水溶液が充填される側の第1面への平行光の垂直入射により前記第1面とは反対側の第2面から出射される前記平行光の透過光を撮像した透過光画像を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記透過光画像を解析して、前記針状凹部の非形成領域と、前記針状凹部の前記水溶液内にある第1壁面部と、前記針状凹部の前記水溶液の液面よりも前記第1面の側にある第2壁面部とにそれぞれ入射した前記平行光の前記透過光により形成される当該透過光画像内の画像パターンに基づき、前記液面と前記第2壁面部との境界を示す液面特徴線を、前記針状凹部ごとに検出する液面特徴線検出部と、
前記液面特徴線検出部の検出結果と、既知の前記針状凹部の形状とに基づき、前記針状凹部ごとの前記容量を演算する容量演算部と、
を備える測定装置。 In the measuring device for measuring the volume of the aqueous solution of the medicine filled in the needle-shaped recess of the mold having light permeability in which a plurality of needle-shaped recesses that are the inverted type of microneedles are formed,
A transmitted light image obtained by imaging the transmitted light of the parallel light emitted from the second surface opposite to the first surface by vertical incidence of parallel light on the first surface of the mold on the side filled with the aqueous solution. An acquisition unit for acquiring
Analyzing the transmitted light image acquired by the acquisition unit, the non-formation region of the needle-like recess, the first wall surface portion in the aqueous solution of the needle-like recess, and the solution of the aqueous solution of the needle-like recess The liquid surface and the second wall surface based on an image pattern in the transmitted light image formed by the transmitted light of the parallel light respectively incident on the second wall surface portion that is closer to the first surface than the surface A liquid surface characteristic line detection unit that detects a liquid surface characteristic line indicating a boundary with the unit for each of the needle-shaped concave portions, and
Based on the detection result of the liquid surface characteristic line detection unit and the known shape of the needle-shaped recess, a capacity calculation unit that calculates the capacity for each needle-shaped recess,
A measuring apparatus comprising:
前記第2面から出射した前記透過光を撮像して前記透過光画像を生成する撮像部と、を備え、
前記取得部は、前記撮像部から前記透過光画像を取得する請求項8に記載の測定装置。 An incident portion for vertically incidence of the parallel light on the first surface;
An imaging unit that images the transmitted light emitted from the second surface and generates the transmitted light image;
The measurement apparatus according to claim 8, wherein the acquisition unit acquires the transmitted light image from the imaging unit.
コンピュータを、
前記モールドの前記水溶液が充填される側の第1面への平行光の垂直入射により前記第1面とは反対側の第2面から出射される前記平行光の透過光を撮像した透過光画像を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記透過光画像を解析して、前記針状凹部の非形成領域と、前記針状凹部の前記水溶液内にある第1壁面部と、前記針状凹部の前記水溶液の液面よりも前記第1面の側にある第2壁面部とにそれぞれ入射した前記平行光の前記透過光により形成される当該透過光画像内の画像パターンに基づき、前記液面と前記第2壁面部との境界を示す液面特徴線を、前記針状凹部ごとに検出する液面特徴線検出部と、
前記液面特徴線検出部の検出結果と、既知の前記針状凹部の形状とに基づき、前記針状凹部ごとの前記容量を演算する容量演算部として機能させるためのプログラム。 A program that causes a computer to function as a means for measuring the volume of an aqueous solution of a medicine filled in the needle-like recess of a light-transmitting mold in which a plurality of needle-like recesses that are inverted types of microneedles are formed,
Computer
A transmitted light image obtained by imaging the transmitted light of the parallel light emitted from the second surface opposite to the first surface by vertical incidence of parallel light on the first surface of the mold on the side filled with the aqueous solution. An acquisition unit for acquiring
Analyzing the transmitted light image acquired by the acquisition unit, the non-formation region of the needle-like recess, the first wall surface portion in the aqueous solution of the needle-like recess, and the solution of the aqueous solution of the needle-like recess The liquid surface and the second wall surface based on an image pattern in the transmitted light image formed by the transmitted light of the parallel light respectively incident on the second wall surface portion that is closer to the first surface than the surface A liquid surface characteristic line detection unit that detects a liquid surface characteristic line indicating a boundary with the unit for each of the needle-shaped concave portions, and
The program for functioning as a capacity | capacitance calculating part which calculates the said capacity | capacitance for every said needle-shaped recessed part based on the detection result of the said liquid level characteristic line detection part, and the known shape of the said needle-shaped recessed part.
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