CN117321424A - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种从一幅图像检测分注装置的喷嘴的前端与目标停止位置在两个方向上的偏离量的技术。本公开的摄像装置设置于分注装置，该分注装置具有用于吸引和排出液体的喷嘴、以及保持喷嘴并通过旋转动作来移动喷嘴的臂，该摄像装置包括：具有摄像元件和透镜的摄像机；和包括具有第一反射面的第一反射镜和具有第二反射面的第二反射镜的一对反射镜。一对反射镜以第一反射面与第二反射面相对的方式，在喷嘴的前端与臂的底面之间，在隔着包含臂的旋转轴以及喷嘴的中心轴的平面的两侧各配置一个。第一反射镜配置在比第二反射镜靠近臂的一侧，第一反射面朝向喷嘴的前端一侧，第二反射面朝向摄像机一侧。

Description

摄像装置

技术领域

本公开涉及摄像装置。

背景技术

在自动分析装置中，用于样本或试剂的分注的喷嘴从维持分注精度的观点出发，要定期地进行更换。在分注时，需要将喷嘴的前端插入样本容器、试剂容器或者清洗孔等多个狭窄的空间中。因此，每当更换喷嘴时，需要相对于样本容器、试剂容器或者清洗孔等目标停止位置调整喷嘴的前端的位置。

在专利文献1中，以“提供一种样本处理装置，无论移动部位的移动路径的复杂程度如何都能够比以往容易且准确地进行移动部位的位置调整”为技术问题，公开了一种技术，“在样本分析装置发生异常时，利用设置于样本分析装置的摄像机23d，拍摄用于对发生了异常的机构(试剂分注单元23)进行调整所使用的对象物(比色皿)。基于拍摄得到的图像，检测试剂分注单元23的调整量，根据检测到的调整量进行试剂分注单元23的调整”(参照专利文献1的摘要)。

在专利文献2中，以“获得一种喷嘴前端位置测量装置，能够不会发生喷嘴前端的破损、异物混入地，高精度地测量微米级的准确的位置信息”为技术问题，公开了一种技术，“一种测量喷嘴的前端位置的装置，喷嘴被设置在相对于基台的XY平面能够在彼此正交的XYZ三个轴方向上相对移动的移动单元上，所述装置包括基准区域摄像单元，其拍摄所述喷嘴前端位于所述基台上的预先确定的基准区域内的图像，根据在该基准区域内使所述喷嘴前端移动到预先确定的基准位置时的拍摄图像，测量所述喷嘴前端相对于基准位置的位置偏离”(参照专利文献2的摘要)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-32310号公报

专利文献2：日本特开2005-49197号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在专利文献1记载的技术中，在目标停止位置拍摄移液器的前端，检测取得的图像的中心线与目标停止位置之间的左右方向上的偏离作为调整量。然而，其无法检测图像的进深方向上的偏离量。因此，即使在图像上移液器的前端和目标停止位置双方与图像的中心轴一致的情况下，喷嘴的前端也有可被调整到了在进深方向上相对于目标停止位置偏离的位置。

另外，在专利文献2记载的技术中，用于调整喷嘴的前端位置的基准位置不是目标停止位置本身，因此在样本容器、试剂容器、清洗孔等目标停止位置一方存在偏离(错位)的情况下，有可能无法将喷嘴的前端调整到目标停止位置。

为此，本公开提供一种能够从一幅拍摄图像检测分注装置的喷嘴的前端与目标停止位置在不同的两个方向上的偏离量的技术。

解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本公开的摄像装置能够设置于分注装置，该分注装置具有用于吸引和排出液体的喷嘴、以及保持所述喷嘴并通过旋转动作来移动所述喷嘴的臂，所述摄像装置的特征在于，包括：具有摄像元件和透镜的摄像机；包括具有第一反射面的第一反射镜和具有第二反射面的第二反射镜的一对反射镜，所述一对反射镜以所述第一反射面与所述第二反射面相对的方式，在所述喷嘴的前端与所述臂的底面之间，在隔着包含所述臂的旋转轴以及所述喷嘴的中心轴的平面的两侧各配置一个，所述第一反射镜配置在比所述第二反射镜靠近所述臂的一侧，所述第一反射面朝向所述喷嘴的前端一侧，所述第二反射面朝向所述摄像机一侧。

关于本公开的进一步的特征可根据本说明书的记载、附图而变得明确。另外，本公开的形态通过要素、多种要素的组合以及后文详细的记载和要求保护的技术方案的内容来实现。本说明书的记载不过是典型的例示，在任何意义上均不限定本公开要求保护的技术方案或应用例。

发明效果

采用本公开的技术，能够从一幅拍摄图像检测分注装置的喷嘴的前端与目标停止位置在不同的两个方向上的偏离量。上述以外的问题、特征和效果能够通过以下实施方式的说明而明确。

附图说明

图1是医用自动分析装置的概略结构图。

图2是安装有摄像装置的分注装置的侧视图。

图3是安装有摄像装置的分注装置的摄像装置周边的后视图。

图4A是用于说明入射到摄像元件的物光的光路的图。

图4B是用于说明入射到摄像元件的物光的光路的图。

图5是表示用摄像装置拍摄喷嘴得到的图像之一例的示意图。

图6是安装有摄像装置的分注装置的摄像装置周边的后视图。

图7是安装有摄像装置的分注装置的摄像装置周边的底视图。

图8A是用于说明入射到摄像元件的物光的光路的图。

图8B是用于说明入射到摄像元件的物光的光路的图。

图9是表示用摄像装置拍摄喷嘴得到的图像之一例的示意图。

具体实施方式

[第一实施方式]

<自动分析装置的结构例>

图1是医用自动分析装置10的概略结构图。医用自动分析装置10包括试剂盘12、反应盘13、多个试剂分注装置14、多个样本分注装置15、输送线16、清洗槽17、控制装置100。

试剂盘12保持多个试剂容器11。反应盘13构成为能够旋转，将多个反应池20沿周向排列并保持。输送线16输送保持架18。保持架18保持多个样本容器19。试剂分注装置14具有用于分注收纳在试剂容器11中的试剂(液体)的喷嘴141，构成为能够使喷嘴141在水平方向和上下方向移动。试剂分注装置14将试剂吸引至喷嘴141并向反应池20排出。样本分注装置15具有用于分注收容在样本容器19中的样本(液体)的喷嘴151，构成为能够使喷嘴151在水平方向和上下方向移动。样本分注装置15将样本吸引至喷嘴151并向反应池20排出。样本例如是血清或全血等来源于血液或来源于尿的生物试样等。分注到反应池20的试剂和样本被未图示的搅拌装置搅拌，由此得到反应液。清洗槽17清洗样本分注装置15的喷嘴151。

试剂分注装置14使喷嘴141移动到用于从试剂容器11吸引试剂的停止位置、用于向反应池20排出试剂的停止位置、以及用于在未图示的清洗槽中冲洗附着于喷嘴141的试剂的停止位置。同样地，样本分注装置15使喷嘴151移动到用于从样本容器19吸引样本的停止位置、用于向反应池20排出样本的停止位置、以及用于在清洗槽17中冲洗附着于喷嘴151的前端的样本的停止位置。试剂分注装置14按照各停止位置的高度使喷嘴141升降。样本分注装置15按照各停止位置的高度使喷嘴151升降。

控制装置100能够由计算机装置构成，包括处理器101、存储装置102、输入装置103和输出装置104。处理器101按照保存在存储装置102中的程序，控制医用自动分析装置10的动作，对反应池20内的反应液进行分析。存储装置102例如能够由内部存储器或者外部存储器等构成，存储处理器101的处理所需的程序和参数。输入装置103例如能够由鼠标、键盘、触摸面板等构成。输出装置104例如能够由显示器、扬声器、触摸面板等构成。

<分注装置的结构例>

图2是安装有摄像装置200的试剂分注装置14的侧视图。试剂分注装置14具有喷嘴141、臂142和143以及轴144。喷嘴141的根端部被保持于臂142的一端部。臂142相对于臂143可旋转地连结。图2中表示了臂142和臂143排列在一条直线上的状态。臂143被轴144支承。轴144构成为能够通过未图示的电动机旋转以及上下移动。另外也可以不设置臂143，在该情况下，臂142与轴144连接。

如图2所示，在本说明书中，令轴144的长度方向为上下方向。另外，令与臂142的长度方向平行的方向为前后方向，将前方表示为F，将后方表示为B。令摄像机220的光轴即通过摄像元件221的中心和透镜222的主点(principal point)的直线为O。

摄像装置200包括一对反射镜210和摄像机220。一对反射镜210包括以反射面相对的方式配置的第一反射镜211和第二反射镜212。其中，反射面“相对”并非意味着第一反射镜211的反射面与第二反射镜212的反射面平行地面对面，而是意味着从第一反射镜211的反射面反射的光能够入射到第二反射镜212的反射面。摄像机220是具有摄像元件221和透镜222的单目摄像机。摄像装置200通过未图示的安装部件安装于臂142。摄像机220配置在臂142的底面的下方且位于喷嘴141的后方。第一反射镜211和第二反射镜212配置在喷嘴141的前端与臂142的底面之间。安装部件具有分别支承第一反射镜211和第二反射镜212的支承部件。

图3是从后方观察摄像装置200的周边的后视图。如图3所示，在本说明书中，令臂142的短边方向(与上下方向和前后方向垂直的方向)为左右方向，将右方表示为R，将左方表示为L。令包含臂142的旋转轴Q和喷嘴141的中心轴的平面为A。令包含摄像元件221的中心和喷嘴141的中心轴的平面为P。在本实施方式中，平面A与平面P相同。

第一反射镜211配置在平面A的右方R。第二反射镜212配置在平面A的左方L。即，第一反射镜211和第二反射镜212在隔着平面A的左方L和右方R这两侧各配置一个。第一反射镜211的反射面朝向喷嘴141的前端侧。第二反射镜212的反射面朝向喷嘴141的根端部侧。第一反射镜211配置在比第二反射镜212靠近喷嘴141的根端部侧即上侧的位置。

由于一对反射镜210如上述那样配置，在摄像元件221中形成了从不同的两个方向的视点观察的喷嘴141的前端部的像，此处的细节后述。摄像元件221将拍摄到的图像输出到控制装置100。控制装置100对摄像元件221拍摄到的图像进行处理，计算喷嘴141的前端与目标停止位置在两个方向上的偏离量。控制装置100基于计算出的偏离量计算喷嘴141的位置的调整量，基于调整量调整试剂分注装置14的电动机的动作量。

<关于拍摄图像>

图4A和图4B是用于说明入射到摄像元件221的物光的光路的图。图4A表示在喷嘴141的前端部的前侧面反射的物光的光路51，图4B表示在喷嘴141的前端部的右侧面反射的物光的光路52。如图4A中的光路51所示，在喷嘴141的前端部的前侧面反射的物光直接入射到透镜222，在摄像元件221的大致中央部的第一区域中成像。另一方面，如图4B中的光路52所示，在喷嘴141的前端部的右侧面反射的物光先在第一反射镜211上向着喷嘴141的前端侧反射，之后在第二反射镜212上向着摄像机220侧反射，在摄像元件221的右端部的第二区域中成像。从而，在本实施方式中，在一个摄像元件221上拍摄到从不同的两个视点观察的喷嘴141的前端部的图像。

作为喷嘴141的停止位置的一个例子，可列举配置于清洗槽17的底面的清洗孔。由于喷嘴141是插入到清洗孔中清洗的，因此需要将喷嘴141的位置调整至清洗孔的中心。

图5是表示用摄像装置200拍摄停止于清洗槽17的清洗孔171的上方的喷嘴141得到的图像之一例的示意图。如图5所示，在一幅图像中的第一摄像区域拍摄到视点位于喷嘴141的前端部的前侧面侧的图像221F，在第二摄像区域拍摄到视点位于喷嘴141的前端部的右侧面侧的图像221R。因此，清洗孔171的中心(目标停止位置)与喷嘴141的前端的左右方向上的偏离量能够从图像221F中作为距离DH检测出来，此处，距离DH是从喷嘴141的中心轴141FC与喷嘴141的前端边缘141FE的交点到清洗孔171的左右方向的中心线171FC的距离。同样地，清洗孔171的中心与喷嘴141的前端的前后方向上的偏离量能够从图像221R中作为距离DV检测出来，此处，距离DV是从喷嘴141的中心轴141RC与喷嘴141的前端边缘141RE的交点到清洗孔171的上下方向的中心线171RC的距离。

如上所述，采用本实施方式的摄像装置200，由于一对反射镜210如上述那样配置，在一个摄像元件221上能够拍摄到从不同的两个视点观察的喷嘴141的前端部的图像，因此能够从一幅拍摄图像检测喷嘴141的前端位置与目标停止位置在左右方向和前后方向这两个方向上的偏离。这样，通过从一幅拍摄图像所包含的两个区域的一个检测左右方向上的偏离，并从另一个区域检测前后方向上的偏离，与对一幅拍摄图像的全部区域进行处理的情况相比，能够削减一次处理的像素数，因此处理速度得到提高。

此外，进行拍摄的视点的方向不限定于左右方向和前后方向，只要是交叉的两个方向即可。尤其是，通过拍摄正交的两个方向的视点，能够准确地检测喷嘴141的前端与目标停止位置之间的偏离。此外，本说明书中的“正交”不仅包括两个方向严格地以90°的角度交叉的情况，还包括两个方向以90°±误差的范围内的角度交叉的情况(大致正交)。

以上，第一实施方式中说明了在试剂分注装置14安装有摄像装置200的情况。摄像装置200能够同样地安装于样本分注装置15，通过拍摄样本分注装置15的喷嘴151的位置，能够从一幅拍摄图像检测两个方向上的偏离。

另外，说明了将摄像装置200安装于医用自动分析装置10的分注装置的情况，但摄像装置200也能够应用到搭载于其他装置的分注装置。

<第一实施方式的变形例>

摄像装置200可以构成为能够相对于分注装置拆装，也可以仅在调整喷嘴的位置时安装于分注装置，在通常的分析动作时拆除。该情况下，在分析动作时不再存在摄像装置200的质量，因此能够减轻对驱动分注装置的电动机的负荷。其结果是能够提高分析的吞吐量。

第二反射镜212也可以配置为比第一反射镜211靠近摄像机220的光轴O侧。该情况下，在拍摄图像上，经由第一反射镜211和第二反射镜212拍摄的第二摄像区域的面积变大，因此有利于识别喷嘴141的前端与目标停止位置的前后方向上的位置关系。另外，该情况下拍摄图像上的喷嘴141的位置相对于图5所示的位置不变化。

在透镜222使用单焦点透镜的情况下，配置在喷嘴141的前端侧的第二反射镜212在来自喷嘴141的前端部的右侧面的物光经由第一反射镜211和第二反射镜212到达第二摄像区域的光路52上，被配置在比第一反射镜211靠近摄像机220的位置，因此可以比第一反射镜211小。由此，摄像装置200不会与医用自动分析装置10内的其他构成要素碰撞地，喷嘴141能够在多个目标停止位置之间移动。

也可以在光路51上并且在光路52外配置长度方向位于摄像机220的光轴方向的玻璃(折射率＞1)。该情况下，将摄像机220的焦点设定在从摄像元件221离开光路52的光程的位置。由此，能够使图像221F的光程与图像221R的光程相等，因此能够提高图像的分辨率。

<第一实施方式的总结>

如上所述，第一实施方式的摄像装置200设置于试剂分注装置14，该试剂分注装置14具有用于吸引和排出液体的喷嘴141，以及保持喷嘴141并通过旋转动作使喷嘴141移动的臂142。摄像装置200包括：具有摄像元件221和透镜222的摄像机220；以及包括第一反射镜211和第二反射镜212的一对反射镜210。一对反射镜210以第一反射镜211的反射面与第二反射镜212的反射面相对的方式，在喷嘴141的前端与臂142的底面之间，在隔着包含臂142的旋转轴Q以及喷嘴141的中心轴的平面A的两侧各配置一个，第一反射镜211配置在比第二反射镜212靠近臂142的一侧，第一反射镜211的反射面朝向喷嘴141的前端侧，第二反射镜212的反射面朝向摄像机220侧。

由此，在摄像元件221的第一摄像区域形成了从第一视点观察的喷嘴141的前端部的像，在摄像元件221的第二摄像区域形成了从第二视点观察的喷嘴141的前端部的像，因此在一幅拍摄图像中包含从不同的2个视点观察的喷嘴141的图像。从而，能够检测试剂分注装置14的喷嘴141的前端与目标停止位置在不同的两个方向上的偏离量。

[第二实施方式]

在第二实施方式中，对摄像机220与一对反射镜210的位置关系的其他例子进行说明。在图中，对具有与第一实施方式相同的功能的要素标注相同的附图标记，并省略其说明。

图6是从后方观察第二实施方式的摄像装置200的周边的后视图。在上述的第一实施方式中，说明了摄像机220的光轴O与喷嘴141的中心轴配置在同一平面A上的情况。与此相对，本实施方式如图6所示，采用了摄像机220向左方L一侧平移以使得摄像机220的光轴O相对于第一实施方式中定义的平面A位于左方L一侧的配置。

图7是第二实施方式的试剂分注装置14的摄像装置200周边的底视图。如图7所示，摄像机220的光轴O被配置在包含摄像元件221的中心和喷嘴的中心轴的平面P的面外。

图8A和图8B是用于说明入射到摄像元件221的物光的光路的图。图8A表示在喷嘴141的前端部的前侧面反射的物光的光路53，图8B表示在喷嘴141的前端部的右侧面反射的物光的光路54。如图8A中的光路53所示，在喷嘴141的前端部的前侧面反射的物光直接入射到透镜222，在摄像元件221的左侧一半的第一区域中成像。另一方面，如图8B中的光路54所示，在喷嘴141的前端部的右侧面反射的物光先通过第一反射镜211向着喷嘴141的前端侧反射，之后通过第二反射镜212向着摄像机220侧反射，在摄像元件221的右侧一半的第二区域成像。从而，在本实施方式中，在一个摄像元件221上以大致相同的面积拍摄到不同视点的喷嘴141的前端部的图像。

图9是表示用摄像装置200拍摄停止于清洗槽17的清洗孔171的上方的喷嘴141得到的图像之一例的示意图。如图9所示，在本实施方式中，第一摄像区域的图像321F的面积与第二摄像区域的图像321R的面积大致相等，能够在第一摄像区域和第二摄像区域各自的中心附近拍摄到喷嘴141的前端部。从而，在拍摄图像上没有无用的区域，能够更准确地检测喷嘴141的前端与目标停止位置在左右方向和前后方向这两个方向上的偏离量。像这样，采用本实施方式的摄像装置200，能够更高效地从一幅拍摄图像检测喷嘴141的前端位置与目标停止位置在左右方向和前后方向这两个方向上的偏离。

<第二实施方式的总结>

如上所述，在第二实施方式的摄像装置200中，摄像机220的光轴O被配置在包含臂142的旋转轴Q和喷嘴的中心轴的平面A的面外。由此，能够使摄像元件221的第一摄像区域的图像321F的面积与第二摄像区域的图像321R的面积大致相等，因此能够更准确地检测喷嘴141的前端的两个方向上的偏离量。

[变形例]

本公开不限于上述的实施方式，包括各种变形例。例如，上述的实施方式为了容易理解地说明本公开而进行了详细说明，不一定需要具备所说明的全部结构。另外，能够将某实施方式的一部分置换为其他实施方式的结构。另外，也能够对某实施方式的结构增加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分，也能够追加、删除或置换其他实施方式的结构的一部分。

附图标记说明

10…医用自动分析装置

11…试剂容器

12…试剂盘

13…反应盘

14…试剂分注装置

15…样本分注装置

16…输送线

17…清洗槽

18…保持架

19…样本容器

20…反应池

51～54…光路

141…喷嘴

142、143…臂

144…轴

151…喷嘴

171…清洗孔

200…摄像装置

211…第一反射镜

212…第二反射镜

220…摄像机

221…摄像元件

222…透镜。

Claims (9)

1.一种能够设置于分注装置的摄像装置，该分注装置具有用于吸引和排出液体的喷嘴、以及保持所述喷嘴并通过旋转动作来移动所述喷嘴的臂，所述摄像装置的特征在于，包括：

具有摄像元件和透镜的摄像机；

包括具有第一反射面的第一反射镜和具有第二反射面的第二反射镜的一对反射镜，

所述一对反射镜以所述第一反射面与所述第二反射面相对的方式，在所述喷嘴的前端与所述臂的底面之间，在隔着包含所述臂的旋转轴以及所述喷嘴的中心轴的平面的两侧各配置一个，

所述第一反射镜配置在比所述第二反射镜靠近所述臂的一侧，所述第一反射面朝向所述喷嘴的前端一侧，所述第二反射面朝向所述摄像机一侧。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述第二反射镜配置在比所述第一反射镜靠近所述平面的位置。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

所述第二反射镜比所述第一反射镜小。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述摄像装置构成为能够相对于所述分注装置拆装。

5.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，

所述摄像机的光轴被配置在包含所述臂的旋转轴以及所述喷嘴的中心轴的所述平面的面外。

6.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述摄像装置以所述摄像机位于所述喷嘴的根端部附近的方式被安装于所述臂。

7.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

所述透镜被配置成，从第一视点看到的来自所述喷嘴的前端部的光直接入射到所述透镜，

所述一对反射镜被配置成，与所述第一视点不同的第二视点处的来自所述喷嘴的前端部的光在被所述第一反射镜反射之后，被所述第二反射镜反射并入射到所述透镜。

8.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，

所述第一视点的方向与所述第二视点的方向正交。

9.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，

还包括对所述摄像元件拍摄到的图像进行处理的控制装置，

所述控制装置，

计算所述图像中的被拍摄到在与所述第一视点对应的区域中的所述喷嘴与所述喷嘴的目标停止位置的偏离量，

计算所述图像中的被拍摄到在与所述第二视点对应的区域中的所述喷嘴与所述目标停止位置的偏离量。