(57)【要約】【課題】容器の材質や配列によらずに、容器内に収容された液体の液面を検知することができる液面検知装置を提供すること。【解決手段】  本発明の液面検知装置１０では、容器開口端１４と液面１５とが撮像範囲に入る所定の位置から容器１３内を撮像し、撮像された画像における容器開口端１４から液面１５までの距離が、予め設定された閾値内にあるか否かを判定する。本発明の液面検知装置１０は、光を透過しない金属製の容器や、マトリックス状に配列形成された容器内の液面の位置を検知することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に収容された液体の液面を検知する液面検知装置であって、
容器開口端と液面とが撮像範囲に入る所定の位置から前記容器内を撮像し、
撮像された画像における容器開口端から液面までの距離が、予め設定された閾値内にあるか否かを判定することを特徴とする液面検知装置。
【請求項２】
前記容器開口端と液面とを撮像する撮像手段が、前記容器の斜め上方に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の液面検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動分析装置や分注装置に用いられる液面検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
免疫学的凝集反応等を用いて血液、体液等の検体に関する分析を行う自動分析装置では、反応容器内の試料や試薬の分注量が規定量に対してばらつくと、分析結果に大きく影響し、検査分析の信頼性を損なう。そのため、分注量を高い精度で測定し、分注した多数の試料から、分注量が適正範囲に入った試料だけを選び出す技術を確立する必要がある。分注量を測定する方法のひとつとして、液面の高さを検知する方法があり、その手段としては、電極を用いた電気伝導度測定法によるものや超音波測定法によるもの等が知られている。
【０００３】
しかし、容器の口径が小さい場合、電極を用いた電気伝導度測定法による液面検知手段では、電極を挿入するのが困難であり、また、電極が液面に接触することにより液量に誤差が生じるという問題がある。また、超音波測定法による液面検知手段では、超音波センサーから出射された超音波が拡散して、一部の波が容器の開口縁に照射され、この開口縁で反射した超音波が超音波センサーで検知されて、正確な測定値が得られないという問題がある。
【０００４】
上記の液面検知手段に対し、液体を収容する容器を挟んで配置された光源とＣＣＤカメラを用いて、容器内を透過した光の強度を測定することによって液面を検知する液面検知装置が、特許文献１に開示されている。特許文献１の液面検知装置によれば、口径の小さな容器に収容された液面の高さを正確に検知することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２０２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の装置では、容器側壁を透過する光を測ることにより液面の高さを検知するため、例えば金属容器のように光を透過しない容器を用いる場合、又は、マイクロプレートのように、多数の反応容器がマトリックス状に配列形成されている場合には、液面を検知することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑み、容器の材質や配列によらずに、容器内に収容された液体の液面の位置を検知することができる液面検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液面検知装置は、容器に収容された液体の液面を検知する液面検知装置であって、容器開口端と液面とが撮像範囲に入る所定の位置から前記容器内を撮像し、撮像された画像における容器開口端から液面までの距離が、予め設定された閾値内にあるか否かを判定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２の液面検知装置は、上記請求項１において、前記容器開口端と液面とを撮像する撮像手段が、前記容器の斜め上方に設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液面検知装置によれば、容器開口端と液面が撮像範囲に入るような所定位置から容器内を撮像することにより液面の位置を検知するので、光を透過しない金属製の容器や、マトリックス状に配列形成された容器内の液面の位置を検知することが可能となる。その結果、分注量が適正範囲内の試料だけを選び出すことができるため、分析精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の液面検知装置の好適な実施の形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の液面検知装置１０を適用した自動分析装置の分析工程を示す図である。ここで例示される自動分析装置は、免疫学的凝集反応を用いて被検血液の抗原抗体反応の分析を行うための装置である。まず、自動分析装置の分析工程の概略を説明する。
【００１２】
被検者より採取された血液は試験管４１に収容され、これら試験管４１はラック４２に収容されて、ベルトコンベヤ等の搬送手段４３によって血液分注位置にある血液分注装置４４、及び、希釈液分注位置にある希釈液分注装置４４aまで搬送され、血液及び希釈液が各々試料容器４５に分注される。分注後の希釈された血液が入った試料容器４５は試料・試薬分注位置４６へ搬送される。
【００１３】
一方、マイクロプレート収容部４７に収容された複数枚のマイクロプレート１２が搬送機構４８によって順次試料・試薬分注位置４６へ搬送される。
図２−１はマイクロプレート１２の平面図、図２−２は図２−１のＡ−Ａ線断面図である。図２−１及び図２−２に示すように、マイクロプレート１２には縦列１２個、横列１０個の反応容器１３がマトリックス状に配列形成されており、この反応容器１３の底面の一部には傾斜面が形成されている。
【００１４】
試料容器４５とマイクロプレート１２は、試料・試薬分注位置４６において停止し、ここで試料容器４５に収容されている試料が試料用ノズル４９によってマイクロプレート１２に形成された反応容器１３に分注される。また、各種の分析項目に応じて所要の試薬が試薬分注ノズル５０によって反応容器１３に分注される。
【００１５】
分注が完了したマイクロプレート１２は、搬送機構４８によって反応ライン５１内に搬送される。反応ライン５１は昇降機構５２を具え、各種の分析項目に必要な反応時間が経過するまで、希釈検体と試薬を分注した複数枚のマイクロプレート１２を反応ライン内に収納しておき、抗原抗体反応により検体中の血球粒子、ラテックス粒子等を凝集させる。凝集反応が完了したマイクロプレート１２は搬送機構５３によって搬送され、測光位置５４で停止し、ＣＣＤカメラ５７によって、各反応容器１３の底面に形成された凝集パターンの相違が検出される。
【００１６】
図１に示すように、液面検知装置１０は、分析工程中における試料・試薬分注位置４６に配置されており、本実施形態では、マイクロプレート１２上の各反応容器１３内に分注された試料と試薬との混合液（以下、省略して「混合液」という）の液面位置を検知する。
図３は、本発明の液面検知装置１０の概略構成図であり、説明の便宜上、マイクロプレート１２上に形成された反応容器１３のひとつを拡大して示している。また、図４は撮像手段２０によって撮像される撮像範囲の一例を示す図である。
【００１７】
図３に示すように、液面検知装置１０は、撮像装置２０と画像処理装置３０とを具える。本実施形態では、撮像装置２０としてＣＣＤカメラが用いられる。画像処理装置３０は、撮像された画像における容器開口端から液面までの距離が、予め設定された閾値内にあるか否かを判定する判定部３１と、後述する判定用の基準画像を格納する記憶装置３２とを具える。
【００１８】
図３及び図４に示すように、ＣＣＤカメラ２０は、反応容器１３の容器開口端１４と混合液の液面１５とが撮像範囲２１に入る所定の位置に設置され、この位置から反応容器１３内を撮像する。
図３及び図４では、ＣＣＤカメラ２０は、反応容器１３の斜め上方に設置されており、その撮影光軸１６は反応容器の中心軸Ｏに対して傾き、且つ、交差した状態に設定されている。反応容器１３との距離及び角度はカメラの分解能、液体の色等を考慮して適宜決定される。
【００１９】
ＣＣＤカメラ２０によって撮像された画像データは、画像処理装置３０に入力され、適宜処理が施された後、判定部３１に送られる。ここで、説明の便宜上、撮像された画像を画像Ｃとする。判定部３１での処理は、例えば以下のように行うことができる。
【００２０】
図４に示すように、反応容器１３の開口端１４と液面１５との正常時距離（規定値）をｄ、誤差率をｘとして、液量過多閾値をｄ（１−ｘ）、液量過少閾値をｄ（１＋ｘ）とする。なお、ｘは状況に応じて数値が設定される。
記憶装置３２には、液量過多閾値ｄ（１−ｘ）の量の液体が収容された反応容器１３内を撮像した基準画像Ａと、液量過少閾値ｄ（１＋ｘ）の量の液体が収容された反応容器１３内を撮像した基準画像Ｂとが予め格納されている。基準画像Ａ，Ｂにおける撮像位置は上記の画像Ｃにおける撮像位置と同一（すなわち、反応容器１３に対して同じ距離・角度）である。
【００２１】
画像Ｃ上での開口端から液面までの距離と、基準画像Ａ上での開口端から液面までの距離とを比較し、画像Ｃ上での開口端から液面までの距離が液量過多閾値を超えていないかどうかを判定する。さらに、画像Ｃ上での開口端から液面までの距離と、基準画像Ｂ上での開口端から液面までの距離とを比較し、画像Ｃ上での開口端から液面までの距離が、液量過少閾値を超えていないかどうかを判定する。
画像Ｃ上での開口端から液面までの距離が、上記閾値の範囲内にある場合には、分析データとして採用される。もし液量過多閾値より小さい場合は液量過多と判定され、液量過少閾値より大きい場合には液量過少と判定される。これらはエラーとして出力され、分析データから除外される。
【００２２】
上記の一連の処理をマイクロプレート１２上のすべての反応容器１３について行う。ひとつの反応容器１３を撮像するごとに、各反応容器の開口端１４と液面１５とが撮像範囲２１に入る所定位置にＣＣＤカメラ２０が来るように、ＣＣＤカメラ２０又はマイクロプレート１２を移動させて両者を固定し、この位置から各反応容器１３内部を撮像する。この場合、撮像する毎に、各反応容器１３に対し、ＣＣＤカメラ２０を同じ位置、すなわち、同じ角度、同じ距離の位置に固定する必要がある。
撮像方法の一例としては、縦列１２個の反応容器１３を１個撮像する毎にＣＣＤカメラ２０を縦方向に移動させ、この縦列の液面をすべて撮影した後、マイクロプレート１２を横方向に移動させて、再び次の縦列を撮像していく方法があるが、他の方法を用いてもよい。
【００２３】
なお、判定部３１での処理は本実施形態に限定されるものではなく、発明の内容を逸脱しない範囲で変更することができる。
【００２４】
また、本実施形態では、反応容器１３内の試料と試薬の混合液の液面位置を検知したが、試薬を分注する前の、試料が分注された段階で液面検知を行ってもよい。また、試料と試薬の分注順序を反対にした場合には、試料を分注する前の、試薬が分注された段階で液面検知を行ってもよい。さらに、検体としての血液や希釈液が分注される試料容器４５における液面の検知にも使用できる。
【００２５】
また、マイクロプレート１２上に形成された反応容器１３の形状・個数は、本実施形態で用いたものに限定されず、例えば、反応容器１３の底面の垂直断面形状が半円状、矩形状、Ｖ字状等のものでも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上説明したように、本発明の液面検知装置は、多数の反応容器が配列形成されたマイクロプレートや、光を透過しない金属容器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の液面検知装置を適用した自動分析装置の分析工程を示す図である。
【図２−１】本発明の液面検知装置に適用したマイクロプレートの平面図である。
【図２−２】図２−１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の液面検知装置１０の概略構成図である。
【図４】ＣＣＤカメラによって撮像される撮像範囲の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  液面検知装置
１２  マイクロプレート
１３  反応容器
１４  容器開口端
１５  液面
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４】
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