(57)【要約】【課題】  ピペットチップに吸引された液体の液面をＣＣＤカメラ等の撮像装置で撮影する場合に、ピペットチップ内の空気と液体との境目である液面を鮮明に、かつ高精度で検知することができる分注装置を提供する。【解決手段】  分注ノズルに装着された透明或は半透明のピペットチップに吸引された液体の液面を撮像手段で撮影し、撮像画像から液面を解析する分注装置であって、上記ピペットチップの後方に配設されたバックライト板に縦縞のスリット模様を配置し、該縦縞のスリット模様により表示されるピペットチップ内の縦方向の明暗によって液面を検知するように構成した。
2009041683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分注ノズルに装着された透明或は半透明のピペットチップに吸引された液体の液面を撮影手段で撮影し、撮影画像から液面を解析する分注装置において、
上記ピペットチップの後方に配設されたバックライト板に縦縞のスリット模様を配置し、該縦縞のスリット模様により表示されるピペットチップ内の縦方向の明暗によって液面を検知することを特徴とする分注装置。
【請求項２】
透明或は半透明のピペットチップを装着する分注ノズル、
ピペットチップに吸引された液体の液面を撮影するための撮影手段、及び、
上記ピペットチップの後方に配設され、縦縞のスリット模様が配置されたバックライト板
を具備することを特徴とする、液体を分注するための分注装置。
【請求項３】
前記ピペットチップ内の縦方向に現れる縦縞が屈折している場合には、泡が含まれない状態で液体がピペットチップに吸引されている、と判別し、
前記ピペットチップ内の縦方向に表れる縦縞が屈折していない場合には、ピペットチップ内に液体がない、又は、泡が含まれた状態で液体がピペットチップ内に吸引されている、と判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の分注装置。
【請求項４】
縦縞のスリット模様が配置されたバックライト板が背景となるように配設された透明或いは半透明のピペットチップ内の縦方向に表れる縦縞を観察し、
該縦縞が屈折している場合には、泡が含まれない状態で液体がピペットチップに吸引されている、と判別し、該縦縞が屈折していない場合には、ピペットチップ内に液体がない、又は、泡が含まれた状態で液体がピペットチップ内に吸引されている、と判別することを特徴とするピペットチップへの液体の吸引を判別する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体を吸引・吐出する分注装置、及び、ピペットチップへの液体の吸引を判別する方法に係り、特に、液体の分注量に過不足等の不具合が発生することを防止し、検査精度を向上させることができる分注装置、及び、液体の分注量に過不足等の不具合が発生することを防止し、検査精度を向上させることができる、ピペットチップへの液体の吸引を判別する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、液状の検体の検査には分注装置が用いられる。この分注装置では、高精度な検査を実現するために、所定量の検体や薬液を正確に分注するために、一般に容器から液体を吸引するための吸引部を有する分注ノズルが用いられ、この分注ノズルには、ディスポーザブルなピペットチップが装着されている。【０００３】
このようなピペットチップを介して液体を分注する分注装置において、分注量（吸引量）をチェックする機能としては、分注ノズルに設置された圧力センサと演算機能を使って、上方から液体表面に向かって吸引部を下降させた際の圧力変化から液体との接触を検出した後、シリンジを所定長さ移動させることにより、予め計算してある目標の吸引量とする方法や、ブロープ（吸引部）と容器中の液面との接触を静電容量変化により検出した後、吸引動作を行なうことにより所定量の液体を分注する方法、或は、管内を通る流体の種類を光学的に識別する流体センサを設け、該流体センサの出力信号に基づいてセンサ設置箇所の通過量を積分解析して分注量、吸引量を求める演算手段を有するものが公知である。【０００４】
しかしながら、上記分注装置のチェック機能は、いずれもセンサによる検出値を基に演算により吸引量を求める間接的な検出であるため、センサによる検出のばらつきや精度低下等があったとしても、それに起因する吸引量の過不足を検出することができないという問題があった。【０００５】
この問題を解決するため、従来、センサによる検出精度等の如何に拘わらず、分注ノズルにより吸引した液体の吸引量を常に正確に検出することができる分注装置として、液体を吸引した前記吸引部を所定位置で撮像する撮影手段と、撮影して入力した画像からエッジを検出するエッジ検出手段と、検出された下端エッジと上端エッジとから液体の吸引量の正異常を判定する吸引量判定手段とを備えたことにより、前記問題を解決する方法が提案されている（特許文献１参照〉。【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７６００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に開示された分注装置にあっては、図７や図８に示すように、表面張力の少ない液面がはっきりしない場合や、図８の符号ｂで示されるような液面が写らない場合もある等、液面を検知できない場合が多々ある、という問題を有していた。【０００８】
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、ピペットチップに吸引された液体の液面をＣＣＤカメラ等の撮影装置で撮影する場合に、ピペットチップ内の空気と液体との境目である液面を鮮明に、かつ高精度で検知することができる分注装置、及び、液体の分注量に過不足等の不具合が発生することを防止し、検査精度を向上させることができる、ピペットチップへの液体の吸引を判別する方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明にあっては、分注ノズルに装着された透明或は半透明のピペットチップに吸引された液体の液面を撮影手段で撮影し、撮影画像から液面を解析する分注装置において、上記ピペットチップの後方に配設されたバックライト板に縦縞のスリット模様を配置し、該縦縞のスリット模様により表示されるピペットチップ内の縦方向の明暗によって液面を検知することを特徴とする。【００１０】
また、請求項２に記載の分注装置にあっては、透明或は半透明のピペットチップを装着する分注ノズル、ピペットチップに吸引された液体の液面を撮影するための撮影手段、及び、上記ピペットチップの後方に配設され、縦縞のスリット模様が配置されたバックライト板を具備することを特徴とする。【００１１】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１又は２に記載の分注装置を技術的前提とし、前記ピペットチップ内の縦方向に現れる縦縞が屈折している場合には、泡が含まれない状態で液体がピペットチップに吸引されている、と判別し、前記ピペットチップ内の縦方向に表れる縦縞が屈折していない場合には、ピペットチップ内に液体がない、又は、泡が含まれた状態で液体がピペットチップ内に吸引されている、と判別することを特徴とする。【００１２】
さらに、請求項４に記載の発明にあっては、ピペットチップへの液体の吸引を判別する方法であって、縦縞のスリット模様が配置されたバックライト板が背景となるように配設された透明或は半透明のピペットチップ内の縦方向に表れる縦縞を観察し、該縦縞が屈折している場合には、泡が含まれない状態で液体がピペットチップに吸引されている、と判別し、該縦縞が屈折していない場合には、ピペットチップ内に液体がない、又は、泡が含まれた状態で液体がピペットチップ内に吸引されている、と判別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
それ故、請求項１及び２に記載の発明によれば、ピペットチップに吸引された液体の液面をＣＣＤカメラ等の撮影装置で撮影する場合に、ピペットチップ内の空気と液体との境目である液面を縦縞のスリット模様により、空気と液体の屈折率の差によって鮮明に、かつ高精度で検知することができる。【００１４】
また、請求項３及び４に記載の発明によれば、ピペットチップ内の縦方向に表れる縦縞が屈折していない場合には、ピペットチップ内に液体がない、又は、泡が含まれた状態で液体がピペットチップ内に吸引されている、と判別し、ピペットチップ内の液体の有無のみならず、ピペットチップ内に吸引された液体中の気泡の有無をも簡単に高精度で検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、この発明の一実施形態例に係る分注装置の概略的な構成を示す斜視図を、図２は同分注装置のピペットチップ装着部を拡大して示す斜視図を、図３は同分注装置のバックライト板部を示す斜視図を、図４は同分注装置により検知された画像の第１例を示す図を、図５は同分注装置により検知された画像の第２例を示す図を、図６は同分注装置により検知された画像の第３例を示す図を、夫々示している。【００１６】
本実施形態例に係る分注装置は、図１乃至図３に示すように、分注ヘッドユニット１０を備えている。この分注ヘッドユニット１０には、先端に透明或は透光製の材質で形成されたピペットチップ１が装着され、該ピペットチップ１内を負圧にすると共に、一体で上下動可能な８本の分注ノズル（明示せず）が内蔵され、各ピペットチップ１には、図示しない所定位置で検体等の液体６を吸引するように構成されている。【００１７】
また、上記分注ヘッドユニット１０には、ＣＣＤカメラ（撮影手段）２がその側面に取付けられ、該カメラ２により、図示されている位置に位置決めされたピペットチップ１を、バックライト板３に反射させた照明の下で撮影可能になっている。【００１８】
また、本実施形態の分注装置は、図示はしないが、演算部を有しており、該演算部には．前記ＣＣＤカメラ２により撮影するタイミング信号を出力する撮影タイミング生成部と、該カメラ２により撮影する際にバックライト板３を点灯させるバックライト点灯部と、カメラ２で撮影して入力した画像データからエッジを検出するエッジ検出手段等として機能する画像処理部と、検出されたエッジの中の下端エッジと上端エッジの差から液体の吸引量を求め、予め設定してある基準量と比較してその正異常を判定する全量判定手段等として機能する液面状態判定部と、この判定結果からアラームを出力するか否かを判定するアラーム判定部とが備えられ、該アラーム判定部による判定の結果に基づいてアラームが表示されるようになっている。【００１９】
又、前記画像処理部は、エッジが検出された吸引部の画像を、上下方向にサーチしてエッジを計数するエッジカウント手段としても機能し、又、前記液面状態判定部は計数されたエッジの数から吸引状態の正異常を判定する状態判定手段としても機能するようになっている。本実施形態例に係るＣＣＤカメラによる撮影手段の構成・作用及び撮影画像処理の方法は、例えば、前記特許文献１と同様であるので、その詳細な説明をここでは省略する。【００２０】
そして、上記バックライト板３の表面には、図３乃至図６に示すように、例えば黒色などの濃い色の縦縞のスリット模様４が印刷されたフィルムが貼り付けられている。【００２１】
この縦縞のスリット模様４は、図４乃至図６に示すように、透明なピペットチップ１内に投影され、空気層７と液体６内における屈折率が異なることから、該空気層７と液体６の境目である液面Ｌで縦縞が偏位して表れるため、液面Ｌを鮮明に、かつ高精度で検知することができる。【００２２】
即ち、図４は、上紀縦縞のスリット模様４がピペットチップ１の表面に写り、液面Ｌを境に屈曲するため、縦方向の明暗により確実、かつ鮮明に液面Ｌを検知することができる。【００２３】
また、図５に示すピペットチップ１のうち、右端にあるピペットチップ１Ａは、真ん中に泡５を吸引してしまい、ピペットチップ１Ａの上下部に空気層が生成された場合を示しているが、この場合には、縦縞のスリット模様４が屈折していないので、泡５が吸引されていることが容易に識別することができる。【００２４】
図６は、ピペットチップ１内に液体６が吸引されていない状態を示しており、上記縦縞のスリット模様４が屈折せずに表れているため、液体が吸引されていないことが判別することができる。即ち、ピペットチップ１内の液体の有無を容易に判別することができる。【００２５】
次に、本実施形態例に係る分注装置の作用を簡単に説明する。【００２６】
まず、所定位置の容器（図示せず）から液体を咳引したピペットチップ１を撮影位置に位置決めする。【００２７】
位置決め完了と同時に撮影タイミング生成部にて制御されるタイミングで、バックライト照明を点灯し、同様に撮影タイミング生成部にて制御されるタイミングで、ＣＣＤカメラ２の電子シャッタを切る。なお、照明の明るさ及びシャッタスピード等の光学的な条件は、以下の処理に適した画像が得られるように予め調整してある。【００２８】
上記シャッタ動作に連動して出力される画像処理部からＣＣＤカメラ２への取込信号に従って、該処理部にＣＣＤカメラ２から画像を取り込む。【００２９】
この画像処理部において、取り込んだ画像中の各チップについて、予め記憶してあるチップ形状とのパターンマッチングにより各チップの位置を検出する。【００３０】
具体的には、入力された画像を微分フィルタ等で処理し、画素値が所定値以上異なる位置を境界として抽出することにより、ピペットチップ１及び吸引された液体６の境界面が前記縦縞のスリット模様４で抽出された画像（図４乃至図６）を作成し、抽出された各ピペットチップ１に対して判別作業を行い、その後、従来と同様の画像処理が行われるが、その処理工程は従来と同様であるので、その詳細な説明をここでは省略する。【００３１】
尚、前記実施形態例では撮影手段としてＣＣＤカメラを示したが、この発明にあってはこれに限定されず、ＣＭＯＳカメラであってもよい．又、撮影系の具体的な構成は、前記実施形態に示したものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の一実施形態例に係る分注装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】同分注装置のピペットチップ装着部を拡大して示す斜視図である。
【図３】同分注装置のバックライト板部を示す斜視図である。
【図４】同分注装置により検知された画像の第１例を示す図である。
【図５】同分注装置により検知された画像の第２例を示す図である。
【図６】同分注装置により検知された画像の第３例を示す図である。
【図７】従来の分注装置により検知された画像の第１例を示す図である。
【図８】従来の分注装置により検知された画像の第２例を示す図である。
【符号の悦明】
【００３３】
１，１Ａ  ピペットチップ
２  ＣＣＤカメラ
３  バックライト板
４  縦縞のスリット模様
６  液体
７  空気層
１０  分注ヘッドユニット
【図１】
2009041683.tif 000003
【図２】
2009041683.tif 000004
【図３】
2009041683.tif 000005
【図４】
2009041683.tif 000006
【図５】
2009041683.tif 000007
【図６】
2009041683.tif 000008
【図７】
2009041683.tif 000009
【図８】
2009041683.tif 000010
【国際調査報告】
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2009041683.tif 000012
2009041683.tif 000013
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