CH712734A1 - Erkennungsvorrichtung und -verfahren zum Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten. - Google Patents

Erkennungsvorrichtung und -verfahren zum Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten. Download PDF

Info

Publication number
CH712734A1
CH712734A1 CH00949/16A CH9492016A CH712734A1 CH 712734 A1 CH712734 A1 CH 712734A1 CH 00949/16 A CH00949/16 A CH 00949/16A CH 9492016 A CH9492016 A CH 9492016A CH 712734 A1 CH712734 A1 CH 712734A1
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
laboratory
unit
mirror
distance
optical
Prior art date
Application number
CH00949/16A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolf Markus
Schnitzel Fred
Schneider Jürg
Original Assignee
Tecan Trading Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tecan Trading Ag filed Critical Tecan Trading Ag
Priority to CH00949/16A priority Critical patent/CH712734A1/de
Priority to PCT/EP2017/068333 priority patent/WO2018015483A1/de
Priority to CN201780045182.6A priority patent/CN109564230A/zh
Priority to US16/318,076 priority patent/US10803266B2/en
Priority to EP17745688.6A priority patent/EP3488243A1/de
Publication of CH712734A1 publication Critical patent/CH712734A1/de

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10792Special measures in relation to the object to be scanned
    • G06K7/10801Multidistance reading
    • G06K7/10811Focalisation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10712Fixed beam scanning
    • G06K7/10722Photodetector array or CCD scanning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/00722Communications; Identification
    • G01N35/00732Identification of carriers, materials or components in automatic analysers
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10831Arrangement of optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/14Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation using light without selection of wavelength, e.g. sensing reflected white light
    • G06K7/1404Methods for optical code recognition
    • G06K7/1408Methods for optical code recognition the method being specifically adapted for the type of code
    • G06K7/14131D bar codes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/14Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation using light without selection of wavelength, e.g. sensing reflected white light
    • G06K7/1404Methods for optical code recognition
    • G06K7/1408Methods for optical code recognition the method being specifically adapted for the type of code
    • G06K7/14172D bar codes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/00722Communications; Identification
    • G01N35/00732Identification of carriers, materials or components in automatic analysers
    • G01N2035/00742Type of codes
    • G01N2035/00752Type of codes bar codes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/00722Communications; Identification
    • G01N35/00732Identification of carriers, materials or components in automatic analysers
    • G01N2035/00742Type of codes
    • G01N2035/00772Type of codes mechanical or optical code other than bar code
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04Details of the conveyor system
    • G01N2035/0401Sample carriers, cuvettes or reaction vessels
    • G01N2035/0412Block or rack elements with a single row of samples
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04Details of the conveyor system
    • G01N2035/0474Details of actuating means for conveyors or pipettes
    • G01N2035/0491Position sensing, encoding; closed-loop control
    • G01N2035/0493Locating samples; identifying different tube sizes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G01N2035/1025Fluid level sensing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K2207/00Other aspects
    • G06K2207/1013Multi-focal

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten und/oder von darin befindlichen Proben, insbesondere im Zusammenhang mit automatisierten Laborsystemen bzw. -anlagen wie z.B. medizinische, chemische oder pharmazeutische Analysegeräte. Als Kennzeichen dienen beispielsweise Barcodes an Probenbehältern wie z.B. Probenröhrchen (4), Reagenzientröge oder Mikroplatten. Dabei werden eine optische Aufnahmeeinheit (5) sowie ein Spiegel (7) verwendet, deren Abstand veränderbar ist, um unterschiedlich entfernte Laborobjekte jeweils aus einer Aufnahmedistanz von der optischen Aufnahmeeinheit (5), welche innerhalb einer Tiefenschärfe der optischen Aufnahmeeinheit liegt, zu erfassen. Der Spiegel (7) dient dabei dazu, das zu erfassende Laborobjekt auf die optische Achse (6) abzubilden. Dadurch wird die Erkennungsvorrichtung wesentlich vereinfacht, ist zuverlässiger und kostengünstiger im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen, welche ein Zoom-Objektiv zusammen mit einer Autofokuseinrichtung verwenden. Des Weiteren wird eine Laborvorrichtung, wie beispielsweise ein Arbeitsfeld eines automatisierten Laborsystems, mit einer erfindungsgemässen Erkennungsvorrichtung sowie ein entsprechendes Erkennungsverfahren vorgeschlagen.

Description

Beschreibung
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten und/oder von darin befindlichen Proben, insbesondere im Zusammenhang mit automatisierten Laborsystemen bzw. -anlagen, wie medizinische, chemische oder pharmazeutische Analysegeräte. Dies können beispielsweise Barcodes an Probenbehältern, wie z.B. Probenröhrchen, Reagenzientröge oder Mikroplatten sein. Des Weiteren wird eine Laborvorrichtung, wie beispielsweise ein Arbeitsfeld eines automatisierten Laborsystems, mit einer erfindungs-gemässen Erkennungsvorrichtung sowie ein entsprechendes Erkennungsverfahren vorgeschlagen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
[0002] Wenn in medizinischen, chemischen, analytischen oder pharmazeutischen Labors grosse Mengen an Proben zu untersuchen sind, werden heute meist automatisierte Laborsysteme bzw. -anlagen eingesetzt, welche eine rasche und zuverlässige Verarbeitung jeder einzelnen Probe ermöglichen. Die Proben werden meist in Probenbehältern, wie z.B. Probenröhrchen, Reagenzientrögen oder Mikroplatten, angeliefert, welche ein Kennzeichen, wie beispielsweise ein ein-(1D) oder zweidimensionaler (2D) Barcode, der auf einer auf dem Probenröhrchen angebrachten Etikette aufgedruckt ist, aufweisen, sodass z.B. Informationen betreffend die Herkunft der Probe dieser eindeutig zugeordnet werden können. Vor der Verarbeitung der Proben muss nun das Kennzeichen auf jedem Probenbehälter bzw. Probenröhrchen gelesen werden. Reagenziengefässe sind ebenfalls oft mit Kennzeichen wie ein- oder zweidimensionalen Barcodes versehen, welche Informationen über den Typ Reagenz, Chargennummer und Ablaufdatum enthalten. Die Reagenziengefässe können Fläschchen oder Tröge sein. Bei automatisierten Analyseprozessen kommen oft standardisierte Mikroplatten als Reakti-onsgefässe zum Einsatz. Solche Mikroplatten wurden vom American National Standards Institute (ANSI) spezifiziert und standardisiert. Um eine Rückverfolgbarkeit der Proben zu gewährleisten, sind die Mikroplatten ebenfalls häufig mit Kennzeichen wie ein- oder zweidimensionalen Barcodes versehen. Entsprechend können Probenbehälter, Probenröhrchen, Reagenzienfläschchen, Mikroplatten, Tröge und dergleichen unter dem Begriff Laborobjekte zusammengefasst werden.
[0003] Um Barcodes zu lesen kommen typischerweise CCD- («Charge coupled device») oder Laser-Scanner zum Einsatz. Die Barcodes müssen für den Scanvorgang in unmittelbare Nähe des Lesegerätes gebracht werden. Wenn nun die Proben für die nachfolgende Verarbeitung in Trägereinheiten angeordnet werden und mehrere solcher Trägereinheiten hintereinander in unterschiedlicher Distanz zum Lesegerät aufgereiht werden, besteht die Notwendigkeit, dass das Lesegerät auf verschieden grosse Lesedistanzen einstellbar sein muss. Dazu können z.B. Zoom-Objektive eingesetzt werden, welche jeweils mittels einer geeigneten Autofokuseinrichtung auf die Distanz des jeweilig zu lesenden Laborobjekts eingestellt werden. In der WO 2005/073 895 A1 mit dem Titel «Autofocus barcode Scanner and the like employing micro-fluidic lens» wird ein entsprechender Barcode-Leser beschrieben, welcher zur Distanz- bzw. Schärfeeinstellung eine mit einer Flüssigkeit gefüllte, elektrisch verformbare Linse aufweist. Solche Lesegeräte sind sehr aufwändig und folglich auch teuer und fehleranfällig. Somit besteht das Bedürfnis einfache, kostengünstige und besonders zuverlässige Lesegeräte bereitzustellen, welchen sich insbesondere für die Einsatz in Laborsystemen und -anlagen der genannten Art eignen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[0004] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine einfache, präzise, zuverlässige und breit ersetzbare Erkennungsvorrichtung zum Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten und/oder von darin befindlichen Proben bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 festgelegte Erkennungsvorrichtung erfüllt.
[0005] Es ist zudem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Laborvorrichtung mit der vorgeschlagenen Erkennungsvorrichtung auszustatten um eine für Laborsysteme bzw. -anlagen geeignete Einrichtung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Laborvorrichtung gemäss Anspruch 7 gelöst.
[0006] Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein entsprechendes Erkennungsverfahren bereitzustellen, welches ein rasches, präzises, zuverlässiges und breit einsetzbares Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten und/oder von darin befindlichen Proben ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das in Anspruch 13 vorgeschlagene Verfahren gelöst.
[0007] Spezifische erfindungsgemässe Ausführungsvarianten werden in den abhängigen Ansprüchen angegebene.
[0008] Eine erfindungsgemässe Erkennungsvorrichtung zum Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten und/oder von darin befindlichen Proben umfasst: - eine optische Aufnahmeeinheit mit einem optische Sensorelement, welches geeignet ist in Richtung einer optischen Achse ein optisches Signal aufzunehmen; - ein Spiegel mit einer Spiegelungsfläche, welche relativ zur optischen Achse in einem Winkel in einem Bereich von 35° bis 55°, insbesondere in einem Bereich von 42° bis 48°, bevorzugt von (im Wesentlichen) 45°, steht; - eine Transporteinheit, auf welcher die optische Aufnahmeeinheit oder der Spiegel montiert ist, und derart entlang eines Verschiebungspfades in Richtung der optischen Achse bewegbar ist, dass ein Abstand zwischen der optischen Auf nahmeeinheit und dem Spiegel veränderbar ist, sodass eine Aufnahmedistanz via die Spiegelungsfläche zwischen der optischen Aufnahmeeinheit und einem Laborobjekt, insbesondere einem Probenbehälter, wie einem Probenröhrchen, einem Reagenzientrog oder einer Mikroplatte, welches sich querab der optischen Achse auf Höhe des Spiegels befindet, so einstellbar ist, dass die Aufnahmedistanz innerhalb einer Tiefenschärfe der optische Aufnahmeeinheit liegt; und - eine Auswerte(-/Analyse-)einheit, welche mit der optischen Aufnahmeeinheit wirkverbunden ist, und konfiguriert ist um basierend auf dem von der Spiegelungsfläche reflektierten optischen Signal ein Kennzeichen an dem Laborobjekt und/oder ein Merkmal des Laborobjekts und/oder einer Probe, welche sich im Laborobjekt befindet, zu erkennen.
[0009] Dabei ist das optische Sensorelement in der Lage, Licht in mindesten einen Teil des (für den Menschen) sichtbaren elektromagnetischen Spektrums (d.h. im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm) und/oder Infrarotlicht (d.h. im Wellenlängenbereich von 780 nm bis 1 mm) und/oder ultraviolettes Licht (d.h. im Wellenlängenbereich von 10 nm bis 380 nm) zu detektieren (also in mindestens einem Teil des Wellenlängenbereichs von 10 nm bis 1 mm).
[0010] Die Tiefenschärfe (synonym auch Schärfentiefe genannt) ist ein Mass für die Ausdehnung des scharfen Bereichs im Aufnahmeraum der optischen Aufnahmeeinheit. Sie beschreibt die Grösse des Entfernungsbereichs, innerhalb dessen ein Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten und/oder von darin befindlichen Proben genügend scharf abgebildet wird, um eine zuverlässige Erkennung (z.B. in 95%, bevorzug in 99% der Fälle) zu gewährleisten.
[0011] Die Transporteinheit kann beispielsweise direkt manuell bewegt werden, z.B. von einem Einrastpunkt im Verschiebungspfad zum nächsten. Alternativ kann die Transporteinheit z.B. über einen mechanischen Umlenkhebelmechanismus verschoben werden. Der Verschiebungspfad kann beispielsweise als Schiene, z.B. in Form einer Zahnstange, ausgeführt sein.
[0012] In einer Ausführungsvariante umfasst die Erkennungsvorrichtung weiter: - eine Antriebseinheit zum motorisierten Bewegen der Transporteinheit, welche mit der Antriebseinheit wirkverbunden ist; und - eine Steuereinheit, welche mit der Antriebseinheit wirkverbunden ist, und konfiguriert ist um durch Verstellen des Abstands die (vorgebare bzw. vordefinierte) Aufnahmedistanz innerhalb der Tiefenschärfe der optischen Aufnahmeeinheit einzustellen.
[0013] Die Steuereinheit könnte dabei die Position der Transporteinheit über Sensoren, welche beispielsweise in oder am Verschiebungspfad angeordnet sind, feststellen.
[0014] In einerweiteren Ausführungsvariante der Erkennungsvorrichtung ist der Steuereinheit eine Information betreffend eine Entfernung des Laborobjekts vom Spiegel, insbesondere einer senkrechten Entfernung des Laborobjekts von der optischen Achse, zuführbar.
[0015] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erkennungsvorrichtung umfasst die optische Aufnahmeeinheit weiter ein Fixfokus-Objektiv, welches insbesondere zum optimalen Fokussieren von Laborobjekten, die sich via die Spiegelungsfläche gemessen um die Aufnahmedistanz von der optischen Aufnahmeeinheit entfernt befinden, ausgelegt ist, bzw. welches insbesondere eine maximale Auflösung bei der Aufnahmedistanz aufweist, wobei die (vorgebare bzw. vordefinierte) Aufnahmedistanz insbesondere in einem Bereich von 15 cm bis 80 cm liegt, bevorzugt 50 cm ist.
[0016] In einer weiteren Ausführungsvariante könnte auch ein Autofokus-(Zoom-)Objektiv eingesetzt werden, wo sobald der Autofokus an seine Grenzen stösst, und die Auflösung zu gering wird, die Transporteinheit bewegt wird, sodass die Aufnahmedistanz wiederum innerhalb der Tiefenschärfe des Autofokus-(Zoom-)Objektivs zu liegen kommt.
[0017] In einer weiteren Ausführungsvariante weist die Erkennungsvorrichtung weiter eine Beleuchtungseinheit auf, welche bei der optischen Aufnahmeeinheit (bevorzugt) oder dem Spiegel angeordnet ist, und zum Ausleuchten der Laborobjekte geeignet ist, wobei insbesondere eine Leuchtstärke der Beleuchtungseinheit in Abhängigkeit der Aufnahmedistanz durch die Steuereinheit einstellbar ist, und wobei die Beleuchtungseinheit insbesondere eine oder mehrere LEDs oder Laserdioden oder eine UV- oder IR-Lichtquelle umfasst.
[0018] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erkennungsvorrichtung ist die optische Aufnahmeeinheit eines der folgenden: - ein CCD-Scanner mit einer Photodiodenzeile als optischem Sensorelement; - ein Laser-Scanner, welcher ein Laserstrahl zur Abtastung von mindestens einem Teil des Laborobjekts verwendet; - eine Kamera mit einem Bildsensor als optischem Sensorelement.
[0019] Gemäss einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Laborvorrichtung, insbesondere eine Arbeitsfläche bzw. zumindest ein Arbeitsfeld zum Platzieren von Trägereinheiten zum Aufnehmen von Laborobjekten, eine erfindungsgemässe Erkennungsvorrichtung (gemäss einer der oben angegebenen Ausführungsvarianten oder einer Kombination davon), wobei die Laborvorrichtung zumindest eine Arbeitsfeldkante und weiter eine Vielzahl von Einschubpfaden senkrecht zur Arbeitsfeldkante aufweist, welche für das Einschieben von Trägereinheiten zum Aufnehmen eines oder mehrerer Laborobjekte, insbesondere Probenbehälter, wie z.B. Probenröhrchen, Reagenzienbehälter oder Mikroplatten, ausgeführt sind, und wobei die Erkennungsvorrichtung derart angeordnet ist, dass der Verschiebungspfad (im Wesentlichen) senkrecht zur Arbeitsfeldkante verläuft.
[0020] In einer Ausführungsvariante der Laborvorrichtung ist entlang (z.B. an einem Anfang) von mindestens einem der Einschubpfade mindestens ein Sensor, z.B. eine Lichtschranke oder ein Hall-Sensor, angeordnet, welcher geeignet ist um das Einschieben einer Trägereinheit zu detektieren, und aus einem Ausgangssignal dieses mindestens einen Sensors eine Information betreffend eine Entfernung des Laborobjekts vom Spiegel ableitbar ist, wobei der Sensor mit der Steuereinheit wirkverbunden ist.
[0021] In einerweiteren Ausführungsvariante der Laborvorrichtung ist an den Trägereinheiten mindestens ein Signalgeber, wie z.B. ein Magnet, angeordnet, wobei insbesondere je ein Signalgeber zwischen einzelnen Aufnahmen zum Aufnehmen eines der mehreren Laborobjekte angeordnet ist.
[0022] In einer weiteren Ausführungsvariante der Laborvorrichtung sind die Trägereinheiten zur Aufnahme von mehreren Laborobjekten in einer Reihe ausgeführt. Die Reihe kann linear sein, oder die Aufnahmen für die einzelnen Laborobjekte können relativ zueinander seitlich (leicht) versetzt auf den Trägereinheiten angeordnet sein.
[0023] In einer weiteren Ausführungsvariante weist die Laborvorrichtung weiter eine Einzugsvorrichtung zum motorisierten Einziehen von einzelnen Trägereinheiten entlang des jeweiligen Einschubpfades auf.
[0024] In einer weiteren Ausführungsvariante weist die Laborvorrichtung weiter eine Hintergrundbeleuchtung, insbesondere eine LED-Hintergrundbeleuchtung, auf, welche derart angeordnet ist, dass mindestens ein Einschubpfad zwischen der Hintergrundbeleuchtung und dem Spiegel liegt.
[0025] Gemäss einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein erfindungsgemässes Erkennungsverfahren zum Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten und/oder Merkmalen von Proben, welche sich in den Laborobjekten befinden, folgende Schritte: - Anordnen einer optischen Aufnahmeeinheit mit einem optischen Sensorelement, welches geeignet ist in Richtung einer optischen Achse ein optisches Signal aufzunehmen; - Anordnen eines Spiegels mit einer Spiegelungsfläche, welche relativ zur optischen Achse in einem Winkel in einem Bereich von 35° bis 55°, insbesondere in einem Bereich von 42° bis 48°, bevorzugt von im Wesentlichen 45°, steht; - Bereitstellen einer ersten Trägereinheit zum Aufnehmen von mindestens einem ersten Laborobjekt, insbesondere eines Probenbehälters, wie z.B. eines Probenröhrchens, eines Reagenzientroges oder einer Mikroplatte, zum Einschieben entlang eines ersten Einschubpfades; - Verstellen eines Abstandes zwischen der optischen Aufnahmeeinheit und dem Spiegel entlang eines Verschiebungspfades in Richtung der optischen Achse, sodass eine (vorgegebene bzw. vordefinierte) erste Aufnahmedistanz zwischen der optischen Aufnahmeeinheit und dem ersten Laborobjekt via die Spiegelungsfläche innerhalb der Tiefenschärfe der optischen Aufnahmeeinheit liegt, wobei der Verschiebungspfad im Wesentlichen parallel und querab zum ersten Einschubpfad verläuft; - (erstes) Einschieben der ersten Trägereinheit entlang des ersten Einschubpfades und währenddessen Aufnehmen eines von der Spiegelungsfläche reflektierten ersten optischen Signals von einem ersten Kennzeichen am ersten Laborobjekt und/oder einem ersten Merkmal des ersten Laborobjekts und/oder einer Probe, welche sich im ersten Laborobjekt befindet; und - Auswerten(/Analysieren) des ersten optischen Signals um das erste Kennzeichen und/oder das erste Merkmal des ersten Laborobjekts und/oder der Probe zu erkennen.
[0026] In einer Ausführungsvariante des Erkennungsverfahrens wird der Abstand motorisiert mittels eines gesteuerten Antriebs verstellt.
[0027] In einerweiteren Ausführungsvariante des Erkennungsverfahrens erfolgt das Einschieben bzw. Einziehen der ersten Trägereinheit motorisiert.
[0028] In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst das Erkennungsverfahren den weiteren Schritt: - Detektieren einer Information betreffend eine Entfernung des Laborobjekts vom Spiegel, wobei diese Information zum Verstellen des Abstands verwendet wird (z.B. von einer Steuereinheit), sodass die Aufnahmedistanz innerhalb der Tiefenschärfe der optischen Aufnahmeeinheit liegt.
[0029] In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst das Erkennungsverfahren folgende weiteren Schritte: - Bereitstellen einer zweiten Trägereinheit zum Aufnehmen von mindestens einem zweiten Laborobjekt zum Einschieben entlang eines zweiten Einschubpfades, wobei der zweite Einschubpfad im Wesentlichen parallel zum erste Einschubpfad verläuft und in einer anderen Entfernung zum Spiegel liegt als der erste Einschubpfad, insbesondere gemessen als eine senkrechte Entfernung von der optischen Achse; - Verstellen des Abstandes zwischen der optischen Aufnahmeeinheit und dem Spiegel entlang des Verschiebungspfades in Richtung der optischen Achse, sodass eine (vorgegebene bzw. vordefinierte) zweite Aufnahmedistanz zwischen der optischen Aufnahmeeinheit und dem zweiten Laborobjekt via die Spiegelungsfläche innerhalb der Tiefenschärfe der optischen Aufnahmeeinheit liegt; - Einschieben der zweiten Trägereinheit entlang des zweiten Einschubpfades und währenddessen Aufnehmen eines von der Spiegelungsfläche reflektierten zweiten optischen Signals von einem zweiten Kennzeichen am zweiten Laborobjekt und/oder einem zweiten Merkmal des zweiten Laborobjekts und/oder einer Probe, welche sich im zweiten Laborobjekt befinden; und - Auswerten(/Analysieren) des zweiten optischen Signals um das zweite Kennzeichen und/oder das zweite Merkmal des zweiten Laborobjekts und/oder der Probe zu erkennen.
[0030] In einer Ausführungsvariante zum Erkennen von weiteren Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten und/oder Merkmalen von Proben, welche sich in den Laborobjekten befinden, umfasst das Erkennungsverfahren folgenden weiteren Schritt: - zweites Einschieben der ersten Trägereinheit entlang des ersten oder eines weiteren Einschubpfades, wobei der weitere Einschubpfad (im Wesentlichen) parallel zum ersten Einschubpfad verläuft und in einer unterschiedlichen Entfernung zum Spiegel liegt als der erste Einschubpfad, insbesondere gemessen als eine senkrechte Entfernung von der optischen Achse, und wobei im Vergleich zum ersten Einschieben eine entgegengesetzte Seite des ersten Laborobjekts im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse hin ausgerichtet ist.
[0031] In einer weiteren Ausführungsvariante des Erkennungsverfahrens handelt es sich bei dem zu erkennenden Kennzeichen am Laborobjekt um eines der folgenden: - Barcode; - 2D- bzw. Matrix-Code, z.B. ein QR-Code oder Punktcode; - 3D-Code, wobei beispielsweise ein Farbton, eine Farbsättigung oder eine Farbhelligkeit eine dritte Dimension darstellt; - Hologramm; - Gravur; - Prägung, wobei das Kennzeichen insbesondere auf einer am Laborobjekt angebrachten Etikette aufgedruckt ist, oder mittels Tinte oder Laserstrahl oder mittels Belichtung einer lichtempfindlichen Beschichtung direkt auf das Laborobjekt aufgebracht wurde.
[0032] In einer weiteren Ausführungsvariante des Erkennungsverfahrens handelt es sich bei dem zu erkennenden Merkmal des Laborobjekts und/oder der Probe, welche sich im Laborobjekt befindet, um eines der folgenden physischen Merkmale: - Grösse des Laborobjekts insbesondere des Probenbehälters; - Durchmesser des Laborobjekts, insbesondere des Probenröhrchens; - Füllstand des Laborobjekts, z.B. basierend auf einem Phasenübergang zwischen Flüssigkeit und Luft, insbesondere zur Bestimmung ob das Laborobjekt leer ist; - Grenzschicht(en) zwischen verschiedenen Bestandteilen der Probe, z.B. der Grenze zwischen Blutserum und Blutkuchen; - Ob ein Deckel auf dem Laborobjekt aufgesetzt ist sowie Farbe und/oder Typ des Deckels.
[0033] In einerweiteren Ausführungsvariante des Erkennungsverfahrens wird eine Hintergrundbeleuchtung, insbesondere eine LED-Hintergrundbeleuchtung, oder ein Hintergrund mit einer, z.B. kontraststarken, Musterung oder Färbung eingesetzt, insbesondere geeignet um ein optisches Signal zu erhalten, welches zu einem zuverlässigeren und/oder rascheren Erkennen des Kennzeichens am Laborobjekt oder des Merkmals des Laborobjekts und/oder der Probe, welche sich im Laborobjekt befindet, führt.
[0034] Es sei angemerkt, dass Kombinationen der oben aufgeführten Ausführungsvarianten weitere, speziellere Ausführungsbeispiele ergeben können.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0035] Nichtlimitierende Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Trägereinheit zum Aufnehmen mehrerer Probenröhrchen;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer eingeschobenen Trägereinheit auf einem Arbeitsfeld;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht mehrerer eingeschobenen Trägereinheiten sowie einer teilweise eingeschobe nen Trägereinheit auf einem Arbeitsfeld;
Fig. 4a Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Laborvorrichtung mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Erkennungsvorrichtung mit einer nahe der Erkennungsvorrichtung eingeschobenen Trägereinheit; und
Fig. 4b Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Laborvorrichtung mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Erkennungsvorrichtung mit einer gegenüber der Fig. 4 a) von der Erkennungsvorrichtung entfernteren eingeschobenen Trägereinheit.
[0036] In den Figuren stehen gleiche Referenzzeichen für gleiche Elemente.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0037] Fig. 1 zeigt in einer Frontansicht eine Trägereinheit 3 (im Fachjargon oftmals «Strip Rack» genannt), in welcher nebeneinander eine Vielzahl (z.B. 8 oder 16) von Laborobjekten in der Form von Probenröhrchen 4, 4' linear in einer Reihe in äquidistanten Halterungen angeordnet sind. Auf den Probenröhrchen 4, 4' ist eine Etikette mit einem Barcode 1, 1 ' als Kennzeichen aufgeklebt. Die Probenröhrchen 4, 4' sind jeweils derart in der Halterung ausgerichtet, dass der Barcode 1, 1 ' in einem Leseschlitz 2 gut erkennbar ist. Auf dem ersten, dritten und vierten Probenröhrchen 4 von rechts ist ein eindimensionaler/ID Barcode (bzw. Strichcode) 4 angebracht. Auf dem zweiten Probenröhrchen 4 von rechts ist ein zweidimensionaler/2D Barcode 1 ' (bzw. Matrix-Code) angebracht. Das sechste Probenröhrchen 4' von rechts ist derart in der Halterung angeordnet, dass der Barcode sich auf der abgewandten Seite des Probenröhrchen 4' befindet. Dadurch wird die Probe 14, welche sich in dem Probenröhrchen 4X befindet, nicht durch die Etikette mit dem Barcode 1,1' verdeckt, sodass z.B. der Füllstand des Probenröhrchen 4 v oder eine Grenzschicht 15 (s. auch das fünfte Probenröhrchen 4' von rechts) zwischen unterschiedlichen Bestandteilen der Probe 14 erkennbar ist.
[0038] Fig. 2 stellt nun die Trägereinheit 3 von Fig. 1 auf einem Arbeitsfeld 13 in einer perspektivischen Ansicht dar. Um den Barcode 1 auf jedem einzelnen Probenröhrchen 4 zu lesen bzw. zu erkennen wird nun die Trägereinheit 3 meist manuell entlang eines Einschubpfades 12 auf das Arbeitsfeld 13 eingeschoben. Nacheinander werden nun weitere Trägereinheiten 3 jeweils entlang eines anderen Einschubpfades 12", 12", 12 " auf das Arbeitsfeld 13 eingeschoben. Das Einschieben bzw. Einziehen der Trägereinheiten 3 auf das Arbeitsfeld 13 kann alternativ auch mittels einer Einzugsvorrichtung (nicht gezeigt in Fig. 2) motorisiert entlang des jeweiligen Einschubpfades 12,12", 12", 12"' erfolgen.
[0039] Fig. 3 zeigt ein Arbeitsfeld 13, auf welchem bereits mehrere Trägereinheiten 3 vollständig und eine Trägereinheit 3 erst teilweise auf das Arbeitsfeld 13 eingeschoben wurde. Mittels dem grossen Barcode 16 auf der Trägereinheit 3 ist diese identifizierbar (-> Trägereinheits- bzw. Batch-Nummer). Auf der Trägereinheit 3 befindet sich jeweils bei jeder Halterung ein kleiner Barcode 16 'welcher die Halterungs- bzw. Positionsnummer für die einzelnen Probenröhrchen 4 angibt. Ein Sensor, wie z.B. ein Hall-Sensor 19, detektiert entlang welchem Einschubpfad 12,12', 12", 12 " die Trägereinheit 3 eingeschoben wird. Diese Information wird dazu verwendet, den Abstand zwischen der optischen Aufnahmeeinheit und dem Spiegel so einzustellen, dass eine Aufnahmedistanz via die Spiegelungsfläche zwischen der optischen Aufnahmeeinheit und dem Probenröhrchen 4 innerhalb der Tiefenschärfe der optische Aufnahmeeinheit 5 liegt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich können nun die einzelnen Barcodes 1, 1', 16 und 16' beim Einschieben durch die Aufnahmelücke 18, welche tunnelartig durch die Griffe 17 der bereits vollständig eingeschobenen Trägereinheiten 3 gebildet wird, hindurch erkannt werden.
[0040] Die Barcodelese- bzw. Erkennungseinheit muss nun derart ausgeführt und relativ zu den Einschubpfaden 12,12', 12", 12 " angeordnet sein, dass der Barcode 1 jedes einzelnen Probenröhrchen 4 beim Einschieben bzw. Einbringen der Trägereinheiten 3 ungehindert und zuverlässig gelesen bzw. erkannt werden kann, was bedingt das die Aufnahmedistanz zwischen der optischen Aufnahmeeinheit und dem zu erkennenden Probenröhrchen 4 innerhalb der Tiefenschärfe der optische Aufnahmeeinheit liegen muss. Dabei wird angestrebt, die Erkennungsvorrichtung möglichst platzsparend am Arbeitsfeld 13 anzuordnen, sodass die Laborvorrichtung möglichst kompakt ausgestaltet ist.
[0041] Diese Vorgaben werden erfindungsgemäss durch die Anordnung bzw. Vorrichtung gemäss Fig. 4 beispielhaft gelöst. Fig. 4 zeigt in einer Aufsicht eine erfindungsgemässe Erkennungsvorrichtung mit einer Kamera 5 als optischer Aufnahmeeinheit. Die Kamera 5 ist auf einer Transporteinheit 8 montiert, welche mittels eines Antriebs (z.B. elektrischen Schrittmotors, nicht gezeigt in Fig. 4) entlang eines Verschiebungspfades 9 (z.B. in Form einer Schiene wie beispielsweise einer Zahnstange), der parallel zu den Einschubpfaden 12, 12', 12", 12'" sowie senkrecht zur Arbeitsfeldkante verläuft, bewegt wird. Die Kamera 5 sieht nun den Barcode 1 auf jedem der Probenröhrchen 4 via einen Spiegel 1, welcher in einem Winkel von 45° zur optischen Achse 6 der Kamera 5 steht, die parallel zum Verschiebungspfad 9 verläuft. Vor dem Einschieben der Trägereinheit 3 entlang des Einschubpfads 12 nahe dem Spiegel 7 im senkrechten Abstand A2 von der optischen Achse 6 wie in Fig. 4 a) dargestellt, wird nun der Abstand A-, der Kamera 4 zum Spiegel 7 so eingestellt, dass die Summe von A-, und A2 eine Aufnahmedistanz innerhalb der Tiefenschärfe des Fixfokus-Objektivs 10 der Kamera 5 ergibt, in welcher die Kamera 5 folglich den Barcode mit maximaler Schärfe bzw. Auflösung erkennen kann.
[0042] Damit die Steuereinheit (nicht gezeigt in Fig. 4) den Abstand A2 kennt, wird z.B. vorne an der Trägereinheit 3 ein Magnet angebracht, welcher ein entsprechender Magnetschalter (wie z.B. ein Hall-Sensor oder Reed-Schalter), der am Anfang jedes Einschubpfades 12, 12', 12", 12'" angeordnet ist, bei Annäherung der Trägereinheit 3 auslöst.
[0043] Während dem Einschieben wird der Abstand A, konstant gehalten und jedes Probenröhrchen 4 am Spiegel 7 vorbeibewegt. Sobald ein Probenröhrchen 4 auf der Höhe des Spiegel 7 ankommt (also im senkrechten Abstand A2 vom Schnittpunkt der optischen Achse 6 mit dem Spiegel 7 entfernt ist) nimmt die Kamera 4 mindestens ein Bild des Barcodes 1 auf, welches dann in der Auswerteeinheit analysiert wird um die Barcode 1 zu erkennen bzw. die darin kodierte Information zu detektieren. Das Vorbeibewegen der Probenröhrchen 4 am Spiegel 7 kann beispielsweise auch durch entsprechende Sensoren, wie Magnetschaltern, erfasst werden, indem z.B. weitere Magnet in der Trägereinheit 3 im Abstand der Halterungen angeordnet sind. Zum selben Zweck könnte alternativ eine Lichtschranke eingesetzt werden.
[0044] Um die Sicht auf den Spiegel 7 frei zu machen, sollte die gesamte Trägereinheit 3 möglich über den Spiegel 7 hinaus entlang des Einschubpfad 12 eingeschoben werden, oder das Ende der Trägereinheit 3, z.B. der Griff 17 sollte derart ausgestaltet sein, dass der Spiegel 7 durch dieses hindurch sichtbar ist, wenn eine weitere Trägereinheit 3 auf einem anderen Einschubpfad 12", 12", 12"', eingeschoben wird.
[0045] In Fig. 4b) wird der Fall gezeigt, in dem die Trägereinheit 3 entlang des Einschubpfads 12' weiter entfernt vom Spiegel 7 (als in Fig. 4a)) im senkrechten Abstand A2' > A2 von der optischen Achse 6 eingeschoben wird. Entsprechend muss die Steuereinheit die Kamera 5 auf Transporteinheit 8 entlang des Verschiebungspfades 9 näher zum Spiegel 7 hin bewegen (Ai ' < A-ι), damit die Aufnahmedistanz dieselbe (also in etwa konstant bzw. innerhalb der Tiefenschärfe des Fixfokus-Objektivs 10) bleibt, wie in der Situation gemäss Fig. 4a). Dadurch muss die Schärfeeinstellung nicht am Kameraobjektiv selber vorgenommen werden, womit das Fixfokus-Objektiv 10 für diese Anwendung genügt.
[0046] Um sicherzustellen, dass die Barcodes 1 beim Aufnehmen durch die Kamera 5 gut lesbar sind, kann optional eine Beleuchtungseinheit 11 beim Spiegel 7 (oder bevorzugt bei der Kamera 5 als LED-Ring) angeordnet sein, welcher die Probenröhrchen 4 mit geeignetem Licht ausleuchten. Diese Beleuchtungseinheit 11 kann z.B. aus LEDs oder Laserdioden aufgebaut sein, und/oder eine UV- oder IR-Lichtquelle umfassen. Letzteres könnte vor allem bei der Erfassung eines Merkmals des Probenröhrchens 4 (z.B. dessen Durchmesser) und/oder einer Probe 14, welche sich darin befindet (z.B. einer Grenzschicht 15 oder dem Füllstand). Zusätzlich könnte noch eine Hintergrundbeleuchtung (nicht gezeigt in Fig. 4) eingesetzt werden, welche die Probenröhrchen 4 von hinten gegen den Spiegel 7 hin beleuchten, damit ein guter Kontrast zwischen dem Hintergrund und dem aufzunehmenden Probenröhrchen 4 erreicht werden kann. Dazu könnte alternativ oder ergänzend ein Hintergrund mit einer geeigneten Farbe oder Musterung eingesetzt werden. Die Musterung kann beispielsweise zur Bestimmung des Innendurchmessers des Probenröhrchens 4 dienen, indem ausgenutzt wird, dass die Musterung bei Betrachtung durch das Material des Probenröhrchens 4 oder durch dessen Inhalt 14 (z.B. einer Flüssigkeit) aufgrund eines von der Luft abweichenden Brechungsindexes verzerrt wird.
[0047] Um ein Merkmal der im Probenröhrchen 4 enthaltenen Probe 14 erfassen zu können, kann es nötig sein, die Trägereinheit 3 umgekehrt (d.h. um 180° gedreht) nochmals einzuschieben, sodass die Rückseite der Probenröhrchen 4' auf welcher sich kein Barcode 1 befindet, der die Probe 14 abdeckt, mit der Kamera 5 aufnehmen zu können. Die Probe 14 könnte dazu alternativ oder zusätzlich zur Beleuchtung von vorne mittels der Beleuchtungseinheit 11 (und hinten mittels der Hintergrundbeleuchtung) auch von oben und/oder unten mit einer geeigneten Lichtquelle beleuchtet werden.
[0048] Durch das Anordnen der erfindungsgemässen Erkennungsvorrichtung senkrecht zur Arbeitsfeldkante und parallel zu den Einschubpfaden 12, 12', 12", 12 "und durch das Umlenken des Abbilds der aufzunehmenden Laborobjekte 4 mittels des Spiegels 7 entsteht eine sehr kompakte Bauweise, welche sich (auch nachträglich) einfach an ein bestehendes Arbeitsfeld 13 anbringen lässt. Dadurch, dass der Abstand zwischen der Kamera 5 und dem Spiegel 7 mittels der Transporteinheit 8 einstellbar ist, kann die Aufnahmedistanz zum aufzunehmenden Laborobjekt 4 konstant bzw. innerhalb der Tiefenschärfe des Objektivs der Kamera 5 gehalten werden, unabhängig davon wie weit der Einschubpfad 12, 12', 12", 12'" vom Spiegel 7 entfernt ist. Damit genügt es die Kamera 5 mit einem Fixfokus-Objektiv 11 auszustatten anstatt ein komplexes und teures Zoomobjekt verwenden zu müssen. Die Anordnung des Verschiebungspfades 9 senkrecht zur Arbeitsfeldkante bzw. parallel zu den Einschubpfaden 12, 12', 12", 12"' ermöglicht wiederum eine kompakte Bauweise, und verhindert zudem, dass sich die Einschubpfade 12, 12', 12", 12"' und der Verschiebungspfad 9 kreuzen, was zu Kollisionen der Kamera 5 mit den Trägereinheiten 3 führen könnte.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN
[0049] 1 Kennzeichen, Barcode-Etikette, ID-Barcode (Strichcode) 1 ' Kennzeichen, 2D-Barcode (Matrix-Code) 2 (Barcode-)Leseschlitz 3 Trägereinheit (Strip Rack) 4 Laborobjekt, Probenröhrchen (mit Etikette vorne) 4' Laborobjekt, Probenröhrchen (mit Etikette hinten)

Claims (18)

  1. 5 optische Aufnahmeeinheit, Kamera 6 optische Achse 7 Spiegel 8 Transporteinheit 9 Verschiebungspfad 10 Fixfokus-Objektiv 11 Beleuchtungseinheit 12, 12', 12", 12'" Einschubpfad (mehrere) 13 Arbeitsfeld 14 Probe, Blut 15 Grenzschicht, Phasenübergang 16 Kennzeichen (Strichcode) mit Trägereinheit-Nr. 16' Kennzeichen (Strichcode) mit Halterungs-/Pos.-Nr. 17 Griff der Trägereinheit 18 Aufnahmelücke 19 (Hall-)Sensor A-,, A-, ' Abstand Kamera zu Spiegel A2, As' senkrechter Abstand Spiegel / optische Achse zum Einschubpfad Patentansprüche
    1. Erkennungsvorrichtung zum Erkennen von Kennzeichen (1, 1') an und/oder Merkmalen von Laborobjekten (4, 4') und/oder von darin befindlichen Proben (14), umfassend: - eine optische Aufnahmeeinheit (5) mit einem optischen Sensorelement, welches geeignet ist in Richtung einer optischen Achse (6) ein optisches Signal aufzunehmen; - ein Spiegel (7) mit einer Spiegelungsfläche, welche relativ zur optischen Achse (6) in einem Winkel in einem Bereich von 35° bis 55°, insbesondere in einem Bereich von 42° bis 48°, bevorzugt von im Wesentlichen 45°, steht; - eine Transporteinheit (8), auf welcher die optische Aufnahmeeinheit (5) oder der Spiegel (7) montiert ist, und derart entlang eines Verschiebungspfades (9) in Richtung der optischen Achse (6) bewegbar ist, dass ein Abstand (Ai, A-, ') zwischen der optischen Aufnahmeeinheit (5) und dem Spiegel (7) veränderbar ist, sodass eine Aufnahmedistanz (A-ι + A2, A1',+A2 ) via die Spiegelungsfläche zwischen der optischen Aufnahmeeinheit (5) und einem Laborobjekt (4, 4'), insbesondere einem Probenbehälter, wie einem Probenröhrchen (4, 4 ), einem Reagenzientrog oder einer Mikroplatte, welches sich querab der optischen Achse (6) auf Höhe des Spiegels (7) befindet, so einstellbar ist, dass die Aufnahmedistanz innerhalb einer Tiefenschärfe der optische Aufnahmeeinheit (5) liegt; und - eine Auswerteeinheit, welche mit der optischen Aufnahmeeinheit (5) wirkverbunden ist, und konfiguriert ist um basierend auf dem von der Spiegelungsfläche reflektierten optischen Signal ein Kennzeichen (1,1) an dem Laborobjekt (4, 4') und/oder ein Merkmal des Laborobjekts (4, 4 ) und/oder einer Probe (14), welche sich im Laborobjekt (4, 4') befindet, zu erkennen.
  2. 2. Erkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend: - eine Antriebseinheit zum motorisierten Bewegen der Transporteinheit (8); und - eine Steuereinheit, welche mit der Antriebseinheit wirkverbunden ist, und konfiguriert ist um durch Verstellen des Abstands (A-ι, A-, ') die Aufnahmedistanz innerhalb der Tiefenschärfe der optischen Aufnahmeeinheit (5) einzustellen.
  3. 3. Erkennungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinheit eine Information betreffend eine Entfernung des Laborobjekts (4, 4') vom Spiegel (7), insbesondere einer senkrechten Entfernung des Laborobjekts (4, 4') von der optischen Achse (6), zuführbar ist.
  4. 4. Erkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Aufnahmeeinheit (5) weiter ein Fixfokus-Objektiv (10) umfasst, welches insbesondere zum optimalen Fokussieren von Laborobjekten (4, 4'), die sich via die Spiegelungsfläche gemessen um die Aufnahmedistanz von der optischen Aufnah- meeinheit (5) entfernt befinden, ausgelegt ist, wobei die Aufnahmedistanz insbesondere in einem Bereich von 15 cm bis 80 cm liegt, bevorzugt 50 cm ist.
  5. 5. Erkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungsvorrichtung weiter eine Beleuchtungseinheit (11) aufweist, welche bei der optischen Aufnahmeeinheit (5) oder dem Spiegel (7) angeordnet ist, und zum Ausleuchten der Laborobjekte (4, 4') geeignet ist, wobei insbesondere eine Leuchtstärke der Beleuchtungseinheit (11) in Abhängigkeit der Aufnahmedistanz durch die Steuereinheit einstellbar ist, und wobei die Beleuchtungseinheit (11) insbesondere eine oder mehrere LEDs oder Laserdioden oder eine UV- oder IR-Lichtquelle umfasst.
  6. 6. Erkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Aufnahmeeinheit (5) eines der folgenden ist: - ein CCD-Scanner mit einer Photodiodenzeile als optischem Sensorelement; - ein Laser-Scanner, welcher ein Laserstrahl zur Abtastung von mindestens einem Teil des Laborobjekts (4, 4') verwendet; - eine Kamera (5) mit einen Bildsensor als optischem Sensorelement.
  7. 7. Laborvorrichtung, insbesondere ein Arbeitsfeld (13), mit einer Erkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Laborvorrichtung zumindest eine Arbeitsfeldkante und weiter eine Vielzahl von Einschubpfaden (12, 12', 12", 12'") im Wesentlichen senkrecht zur Arbeitsfeldkante aufweist, welche für das Einschieben von Trägereinheiten (3) zum Aufnehmen eines oder mehrerer Laborobjekte (4, 4'), insbesondere Probenbehälter, wie z.B. Probenröhrchen (4,4')/ Reagenzienbehälter oder Mikroplatten, ausgeführt sind, und wobei die Erkennungsvorrichtung derart angeordnet ist, dass der Verschiebungspfad (9) im Wesentlichen senkrecht zur Arbeitsfeldkante verläuft.
  8. 8. Laborvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass entlang von mindestens einem der Einschubpfade (12, 12', 12", 12'") mindestens ein Sensor (19) angeordnet ist, welcher geeignet ist um das Einschieben einer Trägereinheit (3) zu detektieren, und aus einem Ausgangssignal dieses mindestens einen Sensors (19) eine Information betreffend eine Entfernung (A2, A2') des Laborobjekts (4, 4') vom Spiegel (7) ableitbar ist.
  9. 9. Laborvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den Trägereinheiten (3) mindestens ein Signalgeber, wie z.B. ein Magnet, angeordnet ist, wobei insbesondere je ein Signalgeber zwischen einzelnen Aufnahmen zum Aufnehmen eines der mehreren Laborobjekte (4, 4') angeordnet ist.
  10. 10. Laborvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheiten (3) zur Aufnahme von mehreren Laborobjekten (4, 4') in einer oder mehreren zu einander versetzten Reihen ausgeführt sind.
  11. 11. Laborvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Laborvorrichtung weitereine Einzugsvorrichtung aufweist zum motorisierten Einziehen von einzelnen Trägereinheiten (3) entlang des jeweiligen Einschubpfades (12, 12', 12", 12'").
  12. 12. Laborvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Laborvorrichtung weiter eine Hintergrundbeleuchtung, insbesondere eine LED-Hintergrundbeleuchtung, aufweist, welche derart angeordnet ist, dass mindestens ein Einschubpfad (12, 12', 12", 12'") zwischen der Hintergrundbeleuchtung und dem Spiegel (7) liegt.
  13. 13. Erkennungsverfahren zum Erkennen von Kennzeichen (1,1) an und/oder Merkmalen von Laborobjekten (4, 4 ) und/ oder Merkmalen von Proben (14), welche sich in den Laborobjekten (4, 4 ) befinden, umfassend die Schritte: - Anordnen einer optischen Aufnahmeeinheit (5) mit einem optischen Sensorelement, welches geeignet ist in Richtung einer optischen Achse (6) ein optisches Signal aufzunehmen; - Anordnen eines Spiegels (7) mit einer Spiegelungsfläche, welche relativ zur optischen Achse (6) in einem Winkel in einem Bereich von 35° bis 55°, insbesondere in einem Bereich von 42° bis 48°, bevorzugt von im Wesentlichen 45°, steht; - Bereitstellen einer ersten Trägereinheit (3) zum Aufnehmen von mindestens einem ersten Laborobjekt (4), insbesondere eines Probenbehälters, wie z.B. eines Probenröhrchens (4), eines Reagenzientroges oder einer Mikroplatte, zum Einschieben entlang eines ersten Einschubpfades (12, 12', 12 ", 12'"); -Verstellen eines Abstandes (A^ Ai') zwischen der optischen Aufnahmeeinheit (5) und dem Spiegel (7) entlang eines Verschiebungspfades (9) in Richtung der optischen Achse (6), sodass eine erste Aufnahmedistanz (A, + A2, A, ',+ A2 ) zwischen der optischen Aufnahmeeinheit (5) und dem ersten Laborobjekt (4, 4') via die Spiegelungsfläche innerhalb der Tiefenschärfe der optischen Aufnahmeeinheit (5) liegt, wobei der Verschiebungspfad (9) im Wesentlichen parallel und querab zum ersten Einschubpfad (12, 12', 12 ", 12'") verläuft; - Einschieben der ersten Trägereinheit (3) entlang des ersten Einschubpfades (12,12", 12", 12'") und währenddessen Aufnehmen eines von der Spiegelungsfläche reflektierten ersten optischen Signals von einem ersten Kennzeichen (1, 1 ') an und/oder einem ersten Merkmal des ersten Laborobjekts (4, 4") und/oder einer Probe (14), welche sich im ersten Laborobjekt (4, 4") befindet; und - Auswerten des ersten optischen Signals um das erste Kennzeichen (1,1') und/oder das erste Merkmal des ersten Laborobjekts (4, 4") oder der Probe (14) zu erkennen.
  14. 14. Erkennungsverfahren nach Anspruch 13, umfassend den weiteren Schritt: - Detektieren einer Information betreffend eine Entfernung (A2, A2) des Laborobjekts (4, 4") vom Spiegel (7).
  15. 15. Erkennungsverfahren nach Anspruch 13 oder 14, erfolgt das Verstellen und/oder das Einschieben motorisiert.
  16. 16. Erkennungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zu erkennenden Kennzeichen am Laborobjekt (4, 4 ) um eines der folgenden handelt: - Barcode (1); - 2D-Code (1 ') z.B. ein QR-Code oder Punktcode; -3D-Code, wobei beispielsweise der Farbton, die Farbsättigung oder die Farbhelligkeit die dritte Dimension darstellt; - Hologramm; - Gravur; - Prägung, wobei das Kennzeichen insbesondere auf einer am Laborobjekt (4, 4 ) angebrachten Etikette aufgedruckt ist, oder mittels Tinte oder Laserstrahl oder mittels Belichtung einer lichtempfindlichen Beschichtung direkt auf das Laborobjekt (4, 4 ) aufgebracht wurde.
  17. 17. Erkennungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zu erkennenden Merkmal des Laborobjekts (4, 4") und/oder der Probe (14), welche sich im Laborobjekt (4, 4 ) befindet, um eines der folgenden physischen Merkmale handelt: - Grösse und Art des Laborobjekts (4, 4 ), insbesondere des Probenbehälters; - Durchmesser des Laborobjekts (4, 4 ), insbesondere des Probenröhrchens (4, 4'); - Füllstand des Laborobjekts (4, 4'), z.B. basierend auf einem Phasenübergang zwischen Flüssigkeit und Luft, insbesondere zur Bestimmung ob das Laborobjekt (4, 4') leer ist; - Einer Grenzschicht (15) zwischen zwei verschiedenen Bestandteilen der Probe (14), z.B. die Grenze (15) zwischen Blutserum und Blutkuchen; - Ob ein Deckel auf das Laborobjekt (4, 4') aufgesetzt ist sowie Farbe und/oder Typ des Deckels.
  18. 18. Erkennungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hintergrundbeleuchtung, insbesondere eine LED-Hintergrundbeleuchtung, oder ein Hintergrund mit einer Musterung oder Färbung eingesetzt wird, insbesondere geeignet um ein optisches Signal zu erhalten, welches zu einem zuverlässigeren und/oder rascheren Erkennen des Kennzeichens (1, 1) am Laborobjekt (4, 4') oder des Merkmals des Laborobjekts (4, 4") und/oder der Probe (14), welche sich im Laborobjekt (4, 4') befindet, führt.
CH00949/16A 2016-07-22 2016-07-22 Erkennungsvorrichtung und -verfahren zum Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten. CH712734A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00949/16A CH712734A1 (de) 2016-07-22 2016-07-22 Erkennungsvorrichtung und -verfahren zum Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten.
PCT/EP2017/068333 WO2018015483A1 (de) 2016-07-22 2017-07-20 Erkennungsvorrichtung und -verfahren zum erkennen von kennzeichen an und/oder merkmalen von laborobjekten
CN201780045182.6A CN109564230A (zh) 2016-07-22 2017-07-20 用于检测实验室对象上的标识和/或实验室对象的特征的检测装置和方法
US16/318,076 US10803266B2 (en) 2016-07-22 2017-07-20 Identification device and method for identifying identifiers on and/or features of laboratory objects and/or of samples located therein, and laboratory device having such an identification device
EP17745688.6A EP3488243A1 (de) 2016-07-22 2017-07-20 Erkennungsvorrichtung und -verfahren zum erkennen von kennzeichen an und/oder merkmalen von laborobjekten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00949/16A CH712734A1 (de) 2016-07-22 2016-07-22 Erkennungsvorrichtung und -verfahren zum Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH712734A1 true CH712734A1 (de) 2018-01-31

Family

ID=56888867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH00949/16A CH712734A1 (de) 2016-07-22 2016-07-22 Erkennungsvorrichtung und -verfahren zum Erkennen von Kennzeichen an und/oder Merkmalen von Laborobjekten.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10803266B2 (de)
EP (1) EP3488243A1 (de)
CN (1) CN109564230A (de)
CH (1) CH712734A1 (de)
WO (1) WO2018015483A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6752350B2 (ja) * 2016-08-04 2020-09-09 エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲーF. Hoffmann−La Roche Aktiengesellschaft ラボラトリ試料分配システム及びラボラトリ自動化システム
CN111741814A (zh) 2018-02-19 2020-10-02 帝肯贸易股份公司 样品架与样品托架系统
GB2608389A (en) * 2021-06-29 2023-01-04 Agilent Technologies Inc Sample handler with stationary optical sensor and movable optical adapter for adapting a sensor view
GB2612037A (en) * 2021-10-19 2023-04-26 Stanhope Seta Ltd Analytical apparatus
CN116773840B (zh) * 2023-08-25 2023-10-27 四川徕伯益自动化技术有限公司 一种样本溶液的溯源方法及介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5245172A (en) * 1992-05-12 1993-09-14 United Parcel Service Of America, Inc. Voice coil focusing system having an image receptor mounted on a pivotally-rotatable frame
EP0738986A1 (de) * 1995-04-19 1996-10-23 F. Hoffmann-La Roche Ag Analysengerät mit fest angeordnetem Strichkode-Lesegerät
US6801260B1 (en) * 2000-02-15 2004-10-05 Accu-Sort Systems, Inc. Automatic focusing camera with moving mirror between fixed lens and fixed image sensor
EP1698995A1 (de) * 2005-03-01 2006-09-06 Sick Ag Identifikationseinrichtung
US20080290169A1 (en) * 2007-05-25 2008-11-27 Symbol Technologies, Inc. Compact autofocus bar code reader with moving mirror

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6331437B1 (en) * 1998-07-14 2001-12-18 Bayer Corporation Automatic handler for feeding containers into and out of an analytical instrument
DE19924259C2 (de) 1999-05-27 2002-11-21 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung des Füllstandes eines Flüssigkeitsbehälters
TW594589B (en) * 2000-05-29 2004-06-21 Sysmex Corp Automatic barcode reader and automatic analysis device having such automatic barcode reader
US20050226779A1 (en) * 2003-09-19 2005-10-13 Oldham Mark F Vacuum assist for a microplate
US7296749B2 (en) 2004-01-23 2007-11-20 Intermec Ip Corp. Autofocus barcode scanner and the like employing micro-fluidic lens
SE530192C2 (sv) 2006-07-19 2008-03-25 Hemocue Ab Apparat för avbildning av prov där provhållaren är flyttbar medelst magnetisk växelverkan
WO2008073168A2 (en) * 2006-08-25 2008-06-19 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for high-throughput radiation biodosimetry
US7988933B2 (en) * 2006-09-01 2011-08-02 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Identification system for a clinical sample container
US20090028754A1 (en) * 2007-07-27 2009-01-29 Dade Behring Inc. Insert for Restraining Tube Rotation in a Sample Tube Rack
JP2011504247A (ja) * 2007-11-08 2011-02-03 株式会社オプトエレクトロニクス オートフォーカス付き光学的コード走査装置
EP2148205B1 (de) 2008-07-25 2013-01-02 F. Hoffmann-La Roche AG Verfahren und Laborsystem zur Bearbeitung von Probenröhrchen und eine Bildauswertungseinheit
JP5280797B2 (ja) * 2008-10-27 2013-09-04 シスメックス株式会社 検体分析装置
US9482684B2 (en) 2011-11-07 2016-11-01 Beckman Coulter, Inc. Centrifuge system and workflow
US9446418B2 (en) * 2011-11-07 2016-09-20 Beckman Coulter, Inc. Robotic arm
CA2903013C (en) * 2013-03-08 2021-05-11 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Tube characterization station
DE102013016368B4 (de) * 2013-09-30 2024-05-16 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Lichtmikroskop und Mikroskopieverfahren zum Untersuchen einer mikroskopischen Probe
WO2016164473A1 (en) 2015-04-07 2016-10-13 Gen-Probe Incorporated Systems and methods for reading machine-readable labels on sample receptacles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5245172A (en) * 1992-05-12 1993-09-14 United Parcel Service Of America, Inc. Voice coil focusing system having an image receptor mounted on a pivotally-rotatable frame
EP0738986A1 (de) * 1995-04-19 1996-10-23 F. Hoffmann-La Roche Ag Analysengerät mit fest angeordnetem Strichkode-Lesegerät
US6801260B1 (en) * 2000-02-15 2004-10-05 Accu-Sort Systems, Inc. Automatic focusing camera with moving mirror between fixed lens and fixed image sensor
EP1698995A1 (de) * 2005-03-01 2006-09-06 Sick Ag Identifikationseinrichtung
US20080290169A1 (en) * 2007-05-25 2008-11-27 Symbol Technologies, Inc. Compact autofocus bar code reader with moving mirror

Also Published As

Publication number Publication date
EP3488243A1 (de) 2019-05-29
CN109564230A (zh) 2019-04-02
US10803266B2 (en) 2020-10-13
US20200143128A1 (en) 2020-05-07
WO2018015483A1 (de) 2018-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3488243A1 (de) Erkennungsvorrichtung und -verfahren zum erkennen von kennzeichen an und/oder merkmalen von laborobjekten
WO2018219632A1 (de) Verfahren zur erzeugung und analyse eines üebersichtskontrastbildes
DE69829886T2 (de) Vorrichtung zum Lesen eines optischen Codes
DE19736470C2 (de) Datenverarbeitungsfähiger Mikroskopie-Probenträger und Verfahren zur Analyse von mikroskopierbaren Proben
EP2642326B1 (de) Automatische Kalibrierung eines Mikroskop-Scanningsystems
WO2001027591A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur charakterisierung einer kulturflüssigkeit
DE102007011877A1 (de) Optisches Sensorsystem an einer Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten
EP3561040B1 (de) Dispensiervorrichtung mit einem dispenser zum ausgeben einer wenigstens eine zelle und/oder wenigstens ein partikel enthaltenen flüssigkeit
DE60307424T2 (de) Vorrichtung zur automatisierten analyse flüssiger proben
CH698317B1 (de) Mikroplattenreader mit intelligentem Filterschieber.
DE102016111991A1 (de) Behandlungsgerät zum Behandeln von histologischen oder zytologischen Proben
EP3234591B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum optischen erfassen einer chromatografischen probe
DE112005000972T5 (de) Farbmessgerät mit parallelen Detektoren
DE102007014083A1 (de) Verfahren zur Verhinderung des mehrfachen Gebrauchs von Einmalartikeln in Analysegeräten
EP2669011A1 (de) Bildprojektionsverfahren und -vorrichtung zur Unterstützung der händischen MALDI-Probenpräparation
EP1288635B1 (de) Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten und Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung
BE1029678B1 (de) Teleobjektiv für kompakte Barcodeleser mit großer Reichweite
DE202015104751U1 (de) Vorrichtung zur Inspektion von auf einer Materialbahn angeordneten Erzeugnissen
EP3839476B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur bestimmung einer position und/oder einer ausdehnung eines tropfens
WO2014023300A1 (de) Vorrichtung zur messprobenbestimmung, messapparatur sowie kit mit probenmodulen
DE102012105100B4 (de) Optischer Sensor
DE102007059167A1 (de) Pipettenspitze und optische Messvorrichtung
CH706779B1 (de) Verfahren zur Codeerfassung mittels einer Sensoranordnung
DE202012102669U1 (de) Sensoranordnung
DE102012101086A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung wenigstens eines Bildes und wenigstens einer Veränderlichen einer Probe

Legal Events

Date Code Title Description
PFUS Merger

Owner name: TECAN TRADING AG, CH

Free format text: FORMER OWNER: TECAN TRADING AG, CH