JP2003344427A - 分注装置 - Google Patents
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Abstract
出を行うことのできる分注装置を提供すること。 【解決手段】分注装置1は、基部3と、該基部3に対し
て移動可能に設けられたチップフィッティング4とを有
し、基部3には、発光部36aおよび受光部37が設け
られており、チップフィッティング4には、発光部36
aと受光部37との間に位置し、発光部36aからの光
を遮光する遮光部材42が設けられている。遮光部材4
2は、発光部36aからの光を受光部37側へ透過させ
る透過部43を有しており、受光部37は、透過部43
を透過した光を受光する受光面38を有し、該受光面3
8に到達した光の位置に応じた信号を出力するよう構成
されており、該受光部37から出力された信号に基づい
て基部3に対するチップフィッティング4の位置の検出
を行う。
Description
いて、液体試料を吸入・吐出する分注を行う分注装置に
関する。
知られている。この分注装置は、ノズルや、ノズル内に
液体試料を吸入・吐出するためのポンプ、ノズルを搬送
するノズル搬送機構などから構成される。また、分注装
置は、例えば、遺伝子の機能解析を行うためのISH
(In Situ Hybridization)処理装置などに組み込まれ
ており、ウェル内の液体試料をノズルによって吸入した
り、ノズル内の液体試料をウェル内へと吐出し、分注を
行うよう構成されている。
先端部とウェルとの衝突(ジャミング)を検出するた
め、ジャミング検出手段が設けられている。
出手段として、例えばマイクロスイッチなどが使用され
ていた。このように、ジャミング検出手段としてマイク
ロスイッチを用いた構成においては、ノズルの基端側に
マイクロスイッチを押圧する押圧部を設け、ジャミング
によってノズルが上側へと押し上げられた際、該押圧部
がマイクロスイッチをオンするようになっており、この
マイクロスイッチのオン・オフの検出を行うことによ
り、ジャミングの検出を行っていた。
たようにジャミング検出手段としてマイクロスイッチを
用いた場合、マイクロスイッチのストロークの大きさ以
下のノズルの変位を検出することができないため、検出
精度に限界があり、ノズルの変位が数十μm単位以下と
なる微小なジャミングの検出を行うことはできなかっ
た。
の組立てや保守管理の際に、マイクロスイッチの取り付
け位置に合わせてノズルの押圧部およびマイクロスイッ
チの位置の調節が必要となり、装置の組立てや保守管理
の作業性が悪く、煩雑な工程を要していた。
安価な構成で高精度なジャミングの検出を行うことので
きる分注装置を提供することを目的とする。
(1)〜(11)の本発明により達成される。
もに、該基部に対して移動可能に設けられ、管状のチッ
プを装着し得るチップフィッティングとを有する分注装
置であって、前記基部には、発光部および受光部が設け
られており、前記チップフィッティングには、前記発光
部と前記受光部との間に位置し、前記発光部からの光を
遮光する遮光部材が設けられており、前記遮光部材は、
前記発光部からの光を前記受光部側へ透過させる透過部
を有しており、前記受光部は、前記透過部を透過した前
記発光部からの光を受光する受光面を有し、該受光面に
到達した光の位置に応じた信号を出力するよう構成され
ており、該受光部から出力された信号に基づいて前記基
部に対する前記チップフィッティングの位置の検出を行
うよう構成されていることを特徴とする分注装置。
射された光が、前記遮光部材に到達した際に、少なくと
もその上下方向の長さが、前記透過部の上下方向の寸法
より大きく広がる光を発する上記(1)に記載の分注装
置。
り、前記透過部は、前記遮光部材の厚さ方向に貫通する
貫通孔である上記(1)または(2)に記載の分注装
置。
もに、該基部に対して移動可能に設けられ、管状のチッ
プを装着し得るチップフィッティングとを有する分注装
置であって、前記基部には、発光部および受光部が設け
られており、前記チップフィッティングには、前記発光
部からの光を前記受光部へと反射させる反射部材が設け
られており、前記受光部は、前記反射部材によって反射
された前記発光部からの光を受光する受光面を有し、該
受光面に到達した光の位置に応じた信号を出力するよう
構成されており、該受光部から出力された信号に基づい
て前記基部に対する前記チップフィッティングの位置の
検出を行うよう構成されていることを特徴とする分注装
置。
ッティングの移動方向に対して傾斜して取り付けられて
いる上記(4)に記載の分注装置。
る上記(4)または(5)に記載の分注装置。
基づいて前記基部に対する前記チップフィッティングの
位置を演算する演算部を有する上記(1)ないし(6)
のいずれかに記載の分注装置。
器に液体試料を分注するノズルを備えており、前記ノズ
ルまたはそれに装着された前記チップと前記容器との衝
突を前記演算部による演算結果から検出し得るよう構成
されている上記(7)に記載の分注装置。
子を有する上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の
分注装置。
方に付勢する付勢手段を有する上記(1)ないし(9)
のいずれかに記載の分注装置。
を有する上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の
分注装置。
面を参照して行う以下の実施形態の説明から、より明ら
かとなるであろう。
面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
置の構成を示す概念図である。図2は、本発明の第1の
実施形態の分注装置のチップフィッティングが上方へと
変位していない状態を示す側面図である。図3は、本発
明の第1の実施形態の分注装置のチップフィッティング
の上方へと変位した状態を示す側面図である。図4は、
本発明の第1の実施形態のチップフィッティングが上方
へ変位していない状態における発光部、受光部、遮光部
材の位置関係および遮光部材の透過部を透過した光の受
光部への到達位置を示す側面図である。図5は、本発明
の第1の実施形態のチップフィッティングが上方へ変位
した状態における発光部、受光部、遮光部材の位置関係
および遮光部材の透過部を透過した光の受光部への到達
位置を示す側面図である。図6は、本発明の第2の実施
形態の分注装置の構成を示す概念図である。図7は、本
発明の第2の実施形態の分注装置のチップフィッティン
グが上方へと変位していない状態を示す側面図である。
図8は、本発明の第2の実施形態の分注装置のチップフ
ィッティングのノズルの先端部が上方へと変位した状態
を示す側面図である。図9は、本発明の第2の実施形態
のチップフィッティングが、上方へ変位していない状態
における発光部、受光部、反射部材の位置関係および反
射部材によって反射された光の受光部への到達位置を示
す側面図である。図10は、本発明の第2の実施形態の
チップフィッティングが、上方へと変位した状態におけ
る発光部,受光部,反射部材の位置関係および反射部材に
よって反射された光の受光部への到達位置を示す側面図
である。なお、以下の説明では、図中の上側を「基
端」、下側を「先端」と言う。
について説明する。図1に示すように、分注装置1は、
基部3と、基部3に支持されるとともに、基部3に対し
て移動可能に設けられたチップフィッティング4と、チ
ップフィッティング4を三次元方向に変位させる変位手
段5と、後述する受光部37から出力された信号に基づ
いて演算を行う演算部6と、変位手段5および演算部6
を制御する制御部7とを有する。
3は、図2に示すように、その長手方向が上下方向とな
るように設置されており、内側にチップフィッティング
4を収容する収容部31を有している。また、基部3
は、変位手段5に取り付けられており、変位手段5によ
り三次元的に移動し得るよう構成されている。また、基
部3は、後述するチップフィッティング4のフランジ部
46を移動可能に支持する支持部32を有している。
おいては、説明のため、チップフィッティング4の紙面
表側の面が開放された状態が示されているが、実際に
は、各図の紙面表側および裏側の面には、図示しないカ
バーまたは壁部が設けられており、外部からの光が収容
部31内へと到達することのない構成となっている。
おり、ストッパ部33と当接部34とを備えている。
らほぼ水平方向に延出する部位であり、フランジ部46
の下面を支持するとともに、後述する圧縮ばね35の付
勢力によるチップフィッティング4の下方への飛び出し
を防止する機能を有している。
している。この当接部34は、圧縮ばね35の上端に当
接する。
構成され、当接部34とフランジ部46の上面との間で
軽く圧縮されるようにチップフィッティング4に取り付
けられている。この状態においては、フランジ部46
は、圧縮ばね35の反発力により下方に付勢されてい
る。
グ4が下方へと移動した際に、ノズル41の先端(また
はノズル41に装着されたチップの先端)がウェル(容
器)8の底面と衝突するなどして、ノズル41に対して
上方へ向かう衝撃力が加わった場合に、衝突の際の衝撃
によるノズル41(またはノズル41に装着されたチッ
プ)やウェル8の破損を防止する緩衝材として機能す
る。
対して上方へ向かう衝撃力が加わった場合に、図2に示
す状態から図3に示す状態へと縮小し、衝突の際にノズ
ル41に加わった衝撃力を吸収する。
の面には、図2ないし図5に示すように、発光部36a
および受光部37が収容部31を挟んで対向配置されて
いる。なお、発光部36aおよび受光部37は、対向し
て配置されている場合に限られない。
び受光部37と、後述するチップフィッティング4の遮
光部材42とを使用して、基部3に対するチップフィッ
ティング4の変位やジャミングを検出するよう構成され
ている。なお、これらの要素を用いた基部3に対するチ
ップフィッティング4の変位やジャミングの検出方法に
ついては、後に詳述する。
成されており、受光部37に向かって光を照射するよう
構成されている。この発光部36aの光源としては、例
えば、発光ダイオードや電球などを用いることができ
る。
た光を受ける受光面38を有している。この受光部37
は、受光面38に到達した光の位置に応じた信号を出力
する光検出素子で構成されている。また、受光部37
は、演算部6と電気的に接続されている。演算部6は、
受光部37から出力された信号に基づいて、演算を行
い、得られた演算結果から基部3に対するチップフィッ
ティング4の変位の検出や、ノズル41(またはノズル
41に装着されたチップ)と他の要素(ウェル8など)
との衝突(ジャミング)の検出などを行うようになって
いる。この演算部6によって得られた検出結果は、制御
部7に出力され、変位手段5の制御を行う際に用いられ
る。
は、受光面38に照射された光の上下方向の高さに応じ
た信号を出力する一次元位置検出素子で構成されてい
る。なお、受光部37は、受光面38に照射された光の
位置に応じて異なる信号を出力するものであれば、いか
なるものでもあってもよい。例えば、本実施形態で使用
した一次元位置検出素子などのポジションセンシティブ
デバイスや、分割フォトダイオードなどの光検出素子を
使用することができる。
は、本体部40と、本体部40の下端側に着脱自在に設
けられたノズル41と、遮光部材42と、フランジ部4
6とを有している。本体部40の上部側面には、チップ
フィッティング4の長手方向に対しほぼ垂直な方向に延
出し、本体部40の内腔と連通する管401が設けられ
ている。
下側に位置している。このノズル41には、必要に応
じ、管状のチップ(図示せず)を嵌入により装着して使
用される。なお、チップは、ノズル41に対し着脱自在
とされる。
減する円筒状(先細り形状)をなしている。また、ノズ
ル41は、その内腔(図示せず)が、本体部40の内腔
(図示せず)、管401、該管401に接続された可撓
性を有するチューブ(図示せず)およびポンプ(図示せ
ず)と連通しており、該ポンプによって内部の加圧・減
圧が行われるようになっている。そして、ノズル41
は、ポンプによる当該ノズル41内腔の加圧・減圧によ
り、内腔にウェル8内の液体試料を吸引したり、内腔の
液体試料をウェル8に吐出したりすることで、液体試料
の分注を行うようになっている。
の上側に位置しており、ノズル41の上部に固定されて
いる。この遮光部材42は、板状をなしており、その長
手方向ほぼ中央に透過部43を有している。この遮光部
材42は、受光部37の受光面38とほぼ平行に配置さ
れている。この遮光部材42を構成する材料としては、
たとえば有色の樹脂や金属などが挙げられる。なお、こ
れらの材料に限らず、遮光部材42は、発光部36aか
ら照射された光を遮光することのできる材料であれば、
どのような材料で構成しても良い。
貫通する例えばピンホールのような貫通孔で構成され、
発光部36aから照射された光の一部を受光部37へと
透過させる機能を有している。
らの透過光が受光部37の受光面38に到達した位置を
検出し、その検出結果に基づいて基部3に対するチップ
フィッティング4の変位やジャミングを検出する。
基部3に対するチップフィッティング4の変位やジャミ
ングを検出する方法について説明する。
3とチップフィッティング4のフランジ部46とが当接
した状態では、発光部36aから照射された光は、透過
部43を透過して、図4中Aの位置に到達する。
よびチップフィッティング4の下降により、ノズル41
(またはノズル41に装着されたチップ)の先端とウェ
ル8の底面との衝突が発生すると、図3に示すように、
基部3に対してチップフィッティング4が相対的に上方
へと変位する。このチップフィッティング4の上方への
変位に伴い、透過部43も上方へと変位する。また、こ
のとき、透過部43からの透過光の受光面38への到達
位置は、図4および図5中Aの位置から図5中Bの位置
へと変位する。
光の位置によって異なる信号を出力するようになってい
る。
7からの出力信号に基づいて演算部6にて演算を行い、
基部3に対するチップフィッティング4の変位やジャミ
ングを検出する。
散光を発する光源であることから、発光部36aから照
射された光は、遮光部材42に到達した際に、透過部4
3の寸法より大きく広がる。このため、チップフィッテ
ィング4の変位により、透過部43の位置が移動した場
合でも、発光部36aからの光が図5に示すように、透
過部43を透過して受光部37の受光面38へと到達す
る。
の貫通孔をピンホール(ほぼ円形の孔)で構成している
が、透過部43の貫通孔は、どのような形状でも良く、
例えば、水平方向に伸びるスリット状にすることもでき
る。また、本実施形態においては、遮光部材42に設け
られた貫通孔により透過部43を構成しているが、この
構成に限らず、遮光部材42の一部を透明な素材で構成
することにより、透過部43を構成することも可能であ
る。また、この遮光部材42には、有色の樹脂や金属な
ど、発光部36aから照射された光を遮光することがで
きる材料であれば、どのような材料を用いてもよい。
散光を発する光源を使用しているため、光源にレーザー
を用いた場合と比較し、装置を簡単な構成かつ安価に製
作することができる。
について説明する。なお、以下の説明においては、前述
した第1の実施形態との相違点を中心に説明し、前述し
た第1の実施形態の分注装置1とほぼ同一の構成、機能
を有する要素については、同一の符号を使用し、説明を
省略する。
分注装置1と同様に、図6に示すように、基部3と、チ
ップフィッティング4と、変位手段5と、演算部6と、
制御部7とを有する。
断面でほぼV字状をなす凹部311が設けられている。
凹部311には、図7に示すように、発光部36と受光
部37とが設けられている。
光線(平行光線)を発する光源で構成されている。発光
部36bは、凹部311の上側の面に設けられており、
水平方向より下方に向かうレーザー光を発する。
部37と同様に、発光部36bからの光を受ける受光面
38を有しており、受光面38に到達した光の位置に応
じて異なる信号を出力するようになっている。受光部3
7は、凹部311の下側の面に設けられており、受光面
38がチップフィッティング4の移動方向に対して傾斜
するように取り付けられている。受光部37には、第1
の実施形態の分注装置1と同様に、一次元位置検出素子
などのポジションセンシティブデバイスや、分割フォト
ダイオードなどの光検出素子が使用されている。
の実施形態と同様に、本体部40と、本体部40の下端
側に着脱自在に設けられたノズル41と、管401と、
チューブ(図示せず)とを有しており、ノズル41の内
腔が図示しないポンプと連通し、ポンプによる加圧、減
圧により、分注を行うようになっている。また、チップ
フィッティング4は、フランジ部46を有しており、圧
縮ばね35によって下方に付勢されている。
41の上部には、第1の実施形態の分注装置1に設けら
れている遮光部材42と異なり、反射部材44が固定さ
れている。
フィッティング4の移動方向に対して傾斜するように取
り付けられている。この反射部材44は、発光部36b
から照射されたレーザー光を反射し、受光部37へと導
出する。
部36bからの光により、受光部37は、基部3に対す
るチップフィッティング4の変位やジャミングを検出す
る。
4のその他の構成については、第1の実施形態の分注装
置1の基部3およびチップフィッティング4の構成と同
様である。
基部3に対するチップフィッティング4の変位やジャミ
ングを検出する方法について説明する。
3とチップフィッティング4のフランジ部46とが当接
した状態では、発光部36bから照射された光は、反射
部材44の反射面45によって反射され、受光部37の
受光面38の図9中Cの位置に到達する。
よびチップフィッティング4の下降により、ノズル41
(またはノズル41に装着されたチップ)の先端とウェ
ル8の底面との衝突が発生すると、図8に示すように、
基部3に対してチップフィッティング4が相対的に上方
へと変位する。このチップフィッティング4の上方への
変位に伴い、反射部材44も図10中破線で示す44′
の位置から上方へと変位する。また、このとき、発光部
36bから照射されたレーザー光の受光面38への到達
位置は、図9および図10中Cの位置から図10中Dの
位置へと変位する。
材44がチップフィッティング4の移動方向に対して傾
斜して設けられていることから、反射部材44の上方へ
の移動により、発光部36bと、当該発光部36bから
照射されたレーザー光の反射面45への到達位置との距
離が長くなり、これに伴ってレーザー光の受光面38へ
の到達位置が図9中Cの位置から図10中Dの位置へと
変位する。
したレーザー光の受光面38への到達位置の変位に伴う
受光部37からの出力信号の変化に基づき、基部3に対
するチップフィッティング4の変位やジャミングを検出
する。
の受光面38が図7に示すようにチップフィッティング
4の移動方向に対して傾斜して取り付けられているが、
受光部37の受光面がチップフィッティング4の移動方
向に平行になるように受光部37を基部3に設置しても
良い。
前記第1の実施形態と同様に、発光部として、拡散光を
発する光源を用いても良い。この場合、例えば、反射部
材としては、点状または線状の反射面を持つもの使用
し、発光部から発せられた光の一部を反射して受光部へ
照射するような構成とすることができる。
について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限
定されるものではなく、分注装置を構成する各部は、同
様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換すること
ができる。また、任意の構成を付加することもできる。
に、例えばレンズ、ミラー、プリズム、ビームスプリッ
ター等の各種光学素子のうちの少なくとも1つを設置し
てもよい。このような光学素子は、例えば、光路を変更
(屈曲)したり、分割したり、光を集光(収束)したり
することを目的として設置することができ、検出精度の
向上に寄与する。
対するチップフィッティングの変位の検出方法について
主に説明しているが、これらの実施形態の構成を用い
て、基部に対するチップフィッティングの位置を演算部
の演算により高精度に計測することもできる。
段、制御部などの各要素の構成や、基部がチップフィッ
ティングを支持する構成なども特に限定されない。
よれば、簡単かつ安価な構成で高精度なジャミングの検
出を行うことができる。
ィッティングの変位を光学的に検出する構成であること
から、従来の分注装置のように、マイクロスイッチなど
を用いて機械的に検出する構成と比較し、高精度なジャ
ミングの検出を行うことができる。
検出を行う際に、受光面に到達した光の基準位置からの
変位を検出すれば良いので、従来の分注装置のように、
組立ての際に、マイクロスイッチの取付け位置に合わせ
て基部とチップフィッティングとの位置を調節するなど
の煩雑な作業が不要であり、簡単な工程で組立て作業を
完了することができる。
す概念図である。
ィッティングが上方へと変位していない状態を示す側面
図である。
ィッティングの上方へと変位した状態を示す側面図であ
る。
グが上方へ変位していない状態における発光部、受光
部、遮光部材の位置関係および遮光部材の透過部を透過
した光の受光部への到達位置を示す側面図である。
グが上方へ変位した状態における発光部、受光部、遮光
部材の位置関係および遮光部材の透過部を透過した光の
受光部への到達位置を示す側面図である。
す概念図である。
ィッティングが上方へと変位していない状態を示す側面
図である。
ィッティングのノズルの先端部が上方へと変位した状態
を示す側面図である。
グが、上方へ変位していない状態における発光部、受光
部、反射部材の位置関係および反射部材によって反射さ
れた光の受光部への到達位置を示す側面図である。
ングが、上方へと変位した状態における発光部,受光部,
反射部材の位置関係および反射部材によって反射された
光の受光部への到達位置を示す側面図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 基部と、 該基部に支持されるとともに、該基部に対して移動可能
に設けられ、管状のチップを装着し得るチップフィッテ
ィングとを有する分注装置であって、 前記基部には、発光部および受光部が設けられており、 前記チップフィッティングには、前記発光部と前記受光
部との間に位置し、前記発光部からの光を遮光する遮光
部材が設けられており、 前記遮光部材は、前記発光部からの光を前記受光部側へ
透過させる透過部を有しており、 前記受光部は、前記透過部を透過した前記発光部からの
光を受光する受光面を有し、該受光面に到達した光の位
置に応じた信号を出力するよう構成されており、 該受光部から出力された信号に基づいて前記基部に対す
る前記チップフィッティングの位置の検出を行うよう構
成されていることを特徴とする分注装置。 - 【請求項2】 前記発光部は、当該発光部から照射され
た光が、前記遮光部材に到達した際に、少なくともその
上下方向の長さが、前記透過部の上下方向の寸法より大
きく広がる光を発する請求項1に記載の分注装置。 - 【請求項3】 前記遮光部材は、板状をなしており、前
記透過部は、前記遮光部材の厚さ方向に貫通する貫通孔
である請求項1または2に記載の分注装置。 - 【請求項4】 基部と、 該基部に支持されるとともに、該基部に対して移動可能
に設けられ、管状のチップを装着し得るチップフィッテ
ィングとを有する分注装置であって、 前記基部には、発光部および受光部が設けられており、 前記チップフィッティングには、前記発光部からの光を
前記受光部へと反射させる反射部材が設けられており、 前記受光部は、前記反射部材によって反射された前記発
光部からの光を受光する受光面を有し、該受光面に到達
した光の位置に応じた信号を出力するよう構成されてお
り、 該受光部から出力された信号に基づいて前記基部に対す
る前記チップフィッティングの位置の検出を行うよう構
成されていることを特徴とする分注装置。 - 【請求項5】 前記反射部材は、前記チップフィッティ
ングの移動方向に対して傾斜して取り付けられている請
求項4に記載の分注装置。 - 【請求項6】 前記発光部は、レーザー光を発する請求
項4または5に記載の分注装置。 - 【請求項7】 前記受光部から出力された信号に基づい
て前記基部に対する前記チップフィッティングの位置を
演算する演算部を有する請求項1ないし6のいずれかに
記載の分注装置。 - 【請求項8】 前記チップフィッティングは、容器に液
体試料を分注するノズルを備えており、 前記ノズルまたはそれに装着された前記チップと前記容
器との衝突を前記演算部による演算結果から検出し得る
よう構成されている請求項7に記載の分注装置。 - 【請求項9】 前記受光部は、1次元位置検出素子を有
する請求項1ないし8のいずれかに記載の分注装置。 - 【請求項10】 前記チップフィッティングを下方に付
勢する付勢手段を有する請求項1ないし9のいずれかに
記載の分注装置。 - 【請求項11】 前記基部を変位させる変位手段を有す
る請求項1ないし10のいずれかに記載の分注装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002148436A JP2003344427A (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 分注装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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