JP2019032344A - 多数のタグを使用したラック方向の検出 - Google Patents

多数のタグを使用したラック方向の検出 Download PDF

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Abstract

【課題】試料キャリアの方向を検出するためのシステム及び方法の提供。【解決手段】本発明の第1実施形態は、2つ以上のRFIDタグを使用して試料キャリアの方向を検出するためのシステム及び方法に関する。等間隔のRFIDリーダアンテナの一次元又は二次元マトリックスは、ラックが配置される領域の下又はこの領域内に位置付けられてよい。第1 RFIDタグは、試料キャリアの原点及びその形状を定める。第2及び更なるRFIDタグは、RFIDリーダアンテナのマトリックスに対して試料キャリアの方向を定める。ラック上のタグアンテナの少なくとも2つは、リーダマトリックス上の2つのアンテナと一意的に揃う。システムは各リーダアンテナに給電し、これらと揃うRFIDタグをRFIDリーダアンテナの物理的位置と関連付ける。【選択図】なし

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、米国特許出願第61/768,350号(2013年2月22日出願)及び同第61/894,769号(2013年10月23日出願)に対する優先権を主張するものであり、これらの両方は、全ての目的のために、それらの全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
試料容器は、検査室システムの様々な領域内で自動システムによって搬送されてよい。かかる領域としては、入力、分配、遠心分離、開栓機、分注機、出力、並び替え、再閉栓、及び二次管リフトの各領域が挙げられてよい。試料容器としては、血液、血清、ゲル、血漿など医学的分析用物質を収容し得る試料管が挙げられてよい。試料容器は、保管、処理のために、又は搬送を容易にするために、ラック、トレイ、又は試料キャリアに配置されてよい。ラック、トレイ、及び試料キャリアはまた、特定の配置にある引き出しに配置されて、様々なワークフロー又は試料の分類に適応してよい。
検査室自動化システムのオペレータは、試料ラックを使用して特定のパターン及び順序に試料を配置し、自動化機器がパターン内の位置に基づいてこれらのラックから試料を取り出せるようにする。同様に、自動化機器は、特定のパターン及び順序で試料及び試料容器をラックに配置して、オペレータが特定のパターン及び順序でラックから試料を取り出せるようにする。オペレータが自動化機器でラックを適切に方向付けない場合、ラック内での正確な位置をラック内の試料容器に関連付けることは困難である。
上記の問題を克服する既知のソリューションは、独自方向でのラックの自動化機器への積み込みを提供する。ラックの独自機構が自動化機器の嵌合機構と適合して、独自方向を実現することができる。しかしながらこのソリューションは、オペレータにとって不満が募るものであり得る。ラックを自動化機器に入れて所望の方向を得るために、オペレータは何回も試みることがあり得る。
米国特許出願公開第2011095864号に記載されるように、別のソリューションは、2つの可能な方向を有するラックに対して機能する。等長の辺を有する正方形ラックは、4つの異なる方向で自動化機器に配置することができる。しかしながらこのソリューションでは、4つの可能な方向のうち2つの方向のみが識別され得る。したがって、従来の方法は改善可能であった。
本発明の実施形態は、これら及び他の問題を、個々に又はまとめて解決する。
米国特許出願公開第2011095864号明細書
本発明の実施形態は、オペレータが、多数の位置及び方向にラックを積み込むことができるシステム及び方法を提供する。自動化システムは、ラック(又は他の試料キャリア)及びラック内の試料容器の任意の試料の位置及び方向を自動的に判定してよい。
本発明の実施形態は、2つ以上のRFIDタグアンテナを使用して試料キャリア又はラックの方向を検出するためのシステム及び方法に関する。一部の実施形態では、等間隔のRFIDリーダアンテナの一次元又は二次元マトリックスが、試料キャリアが配置される領域の下又はこの領域内に位置付けられてよい。第1 RFIDタグは、試料キャリアの原点及びその特性(例えば、形状)を定める。第2及び更なるRFIDタグは、RFIDリーダアンテナのマトリックスに対して試料キャリアの方向を定める。ラック上の少なくとも2つのRFIDタグは、RFIDリーダアンテナのマトリックス上の2つのアンテナと一意的に揃うことができる。システムは各リーダアンテナに給電し、これらと揃うRFIDタグをRFIDリーダアンテナの物理的位置に関連付ける。検出可能な位置及び方向の数は、ラック上のRFIDタグアンテナ及びリーダマトリックス内のRFIDリーダアンテナの数及び間隔に応じて異なる。
本発明の一実施形態は、試料又は試料容器を保持するための2つ以上の凹部と、2つ以上のRFIDタグと、を含む試料キャリアに関する。2つ以上のRFIDタグのうちの少なくとも1つは試料キャリアの原点を定め、残りのRFIDタグは試料キャリアの方向を定める。
本発明の一実施形態は、試料容器を保持するための2つ以上の凹部及び2つ以上のRFIDタグを含む試料キャリアであって、2つ以上のRFIDタグのうちの少なくとも1つは試料キャリアの原点を定め、残りのRFIDタグは試料キャリアの方向を定める、試料キャリアと、RFIDリーダアンテナマトリックスであって、多数のRFIDアンテナを含む、RFIDリーダアンテナマトリックスと、を含むシステムを目的とする。RFIDリーダアンテナマトリックスは、試料キャリアが配置される領域の下又はこの領域内に位置付けられる。試料キャリア上の少なくとも2つのRFIDタグは、RFIDリーダアンテナマトリックス上の少なくとも2つのアンテナと一意的に揃う。
本発明の別の実施形態は、上記のシステムを使用する方法を目的とする。この方法は、起動されたアンテナリーダマトリックスを備えるプラットフォームに2つ以上のRFIDタグを備える試料キャリアを配置することを含む。次いで、アンテナリーダマトリックス内の一連(例えば、1つ以上)のアンテナリーダは、少なくとも1つのRFIDタグ内の情報を読み取り、プロセッサは、試料キャリアの位置を判定でき、基準点に対する試料キャリアの方向も判定できる。試料キャリアの2つ以上のRFIDタグは、少なくとも2つのRFIDタグのそれぞれが、RFIDリーダアンテナマトリックスの個々のRFIDリーダアンテナに極めて接近するようにアンテナリーダマトリックスと揃ってよい。
本発明の一実施形態は、複数のパターン化機構を含む搭載本体を含む汎用搭載装置を目的とする。複数のパターン化機構は、異なるサイズの試料キャリアを位置付けることができる、及び/又は搭載本体上の異なる位置に試料キャリアを位置付けることができる。RFIDリーダマトリックスは、搭載本体に接続される。RFIDリーダマトリックスは、任意の好適な方法で搭載本体に接続されてよい。例えば、本発明の実施形態では、RFIDリーダマトリックスは、搭載本体内、搭載本体の凹部に組み込まれてよいか、搭載本体の外側表面(例えば、上面又は側面)に取り付けられてよい。RFIDリーダマトリックスは、複数のRFIDリーダアンテナを含む。本明細書において、RFIDリーダアンテナマトリックス、リーダアンテナマトリックス、RFIDリーダマトリックス、及びリーダマトリックスの各用語は、同じ意味で用いられる。
本発明の別の実施形態は、複数のパターン化機構を含む搭載本体と、搭載本体に接続されたRFIDリーダアンテナマトリックスと、を含む汎用搭載装置を含むシステムを目的とする。RFIDリーダアンテナマトリックスは、複数のRFIDリーダアンテナを含む。このシステムはまた、キャリア本体を含む試料キャリアと、キャリア本体に関連するキャリア位置決め機構と、キャリア本体に関連するキャリア方向付け機構と、キャリア本体に接続されたRFIDタグと、を含む。試料キャリアは、1つ以上のパターン化機構をキャリア位置決め機構及びキャリア方向付け機構と連結することによって位置付けられることができる。
本発明の一実施形態は、上記のシステムを使用する方法を目的とする。この方法は、1つ以上のパターン化機構がキャリア位置決め機構及びキャリア方向付け機構と連結するように、汎用搭載装置上に試料キャリアを配置することを含む。この方法は、1つ以上のRFIDタグを備える試料キャリアを汎用搭載装置及び起動されたRFIDリーダアンテナマトリックスを備えるプラットフォーム上に配置することを含む。次いで、RFIDアンテナリーダマトリックス内の一連(例えば、1つ以上)のアンテナリーダは、少なくとも1つのRFIDタグ内の情報を読み取り、プロセッサは、試料キャリアの位置を判定でき、試料キャリアの方向も判定できる。
本発明の一実施形態では、方向付け用の物理的制御装置を使用して試料キャリアの位置を検出できる。例えば、汎用搭載装置は、平面内の1つ以上の位置においてラックの位置を制御できる。平面内で汎用搭載装置の位置と一致するRFIDリーダアンテナのアレイ又はマトリックスを使用して、ラック本体に連結されたRFIDタグを読み取ることができる。各汎用搭載装置の位置の幾何学的位置が既知であるため、関連するリーダアンテナの位置も既知である。タグがこれらの位置のいずれかの中心に置かれると、アレイのリーダアンテナの1つのみがRFIDタグを読み取ることができる。ラックのタグを読み取るリーダアンテナの位置により、読み取りアンテナの位置を平面内のラックの位置に関連付けることができる。したがって、汎用搭載装置上でのラックの幾何学的位置を検出することができる。
別の実施形態では、ラック上に戦略的に配置された2つ以上のRFIDタグを使用することにより、汎用搭載装置及びRFIDリーダアンテナアレイ又はマトリックスに連結されると、ラックの方向を検出することができる。RFIDタグの1つを使用して、ラックの位置を判定してよい。RFIDリーダアンテナアレイが二次元である場合、アレイ内の隣接したリーダアンテナ間の距離に等しい距離で第1 RFIDタグから離隔された第2 RFIDタグによって、方向を確認することができる。RFIDリーダアンテナアレイが一次元であり、ラックが正方形であり、かつラックが最大4つの可能な方向で方向付けられ得る場合、第3アンテナを追加することにより、4つの可能な方向のいずれかにあるラックの方向を検出できる。
本発明のこれらの実施形態及び他の実施形態を、以下で更に詳細に説明する。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
(項目1)
試料容器又は試料を保持するための1つ以上の凹部を含む本体と、
前記本体に取り付けられた2つ以上のRFIDタグと、を含む試料キャリアであって、
前記2つ以上のRFIDタグの少なくとも1つが、前記試料キャリアの原点を定めるように適合させられ、残りのRFIDタグが、前記試料キャリアの方向を定めるように適合させられる、試料キャリア。
(項目2)
前記試料キャリアの原点を定めるように適合させられる前記少なくとも1つのRFIDタグが、前記試料キャリアの特性を記憶するメモリを含み、前記2つ以上のRFIDタグの少なくとも2つが、RFIDリーダアンテナによって起動され、読み出されるように構成される、項目1に記載の試料キャリア。
(項目3)
前記特性が前記試料キャリアの形状を含み、前記少なくとも2つのRFIDタグのそれぞれが、使用中に前記試料キャリアを配置できる搭載本体の上又はその内部に位置付けられた、対応するRFIDリーダアンテナと揃うことができるように、前記少なくとも2つのRFIDタグが離隔される、項目2記載の試料キャリア。
(項目4)
前記残りのRFIDタグが、前記原点を定めるように適合させられる前記RFIDタグと直角を形成する、2つのRFIDタグであり、前記原点を定めるように適合させられる前記RFIDタグ又は前記残りのRFIDタグのうちの1つが、前記試料キャリアの寸法に関する情報を含む、項目1〜3のいずれか一項に記載の試料キャリア。
(項目5)
2つ以上のRFIDタグと、試料又は試料容器を保持するための2つ以上の凹部と、を含む本体を含む試料キャリアであって、前記2つ以上のRFIDタグの少なくとも1つが前記試料キャリアの原点を定め、前記残りのRFIDタグが前記試料キャリアの方向を定める試料キャリアと、
多数のRFIDアンテナを含むRFIDリーダアンテナマトリックスであって、前記試料キャリアが配置される領域の下又はこの領域内に位置付けられる、RFIDリーダアンテナマトリックスと、を含むシステムであって、
前記試料キャリアが前記領域に配置されたとき、前記試料キャリアの前記RFIDタグの少なくとも2つが、前記RFIDリーダアンテナマトリックスの少なくとも2つのRFIDアンテナと一意的に揃うことができる、システム。
(項目6)
前記RFIDリーダアンテナマトリックスが、等間隔のアンテナの一次元又は二次元マトリックスとして構成される、項目5に記載のシステム。
(項目7)
2つのRFIDタグが、前記RFIDリーダアンテナマトリックス内の隣接するリーダアンテナ間の距離に等しい距離で互いから離隔される、項目5又は6に記載のシステム。
(項目8)
前記システムが検査室自動化システム内にあり、前記領域が、前記検査室自動化システムの試料入力領域又は試料出力領域内の引出しの一部である、項目5〜7のいずれか一項に記載のシステム。
(項目9)
前記少なくとも2つのRFIDタグのそれぞれが前記RFIDリーダアンテナマトリックスの個々のRFIDリーダアンテナに極めて接近するように、前記試料キャリアの前記2つ以上のRFIDタグを前記RFIDリーダアンテナマトリックスに揃えることを含む、項目5に記載のシステムを使用する方法。
(項目10)
前記RFIDリーダアンテナマトリックスを使用して、前記領域内の前記試料キャリアの位置及び
方向を検出することを更に含む、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記原点を定める前記RFIDタグを使用して、試料キャリアの幾何学的情報を判定することを更に含む、項目9又は10に記載の方法。
(項目12)
前記試料キャリアの幾何学的情報が、前記原点を定める前記RFIDタグから直接入手されるか、試料キャリアの種類、それぞれの試料キャリアの幾何学的情報、及び所望により前記試料キャリアの種類によって運ばれ得る、対応する試料容器又は他の物体のリストを含むデータベースから入手される、項目9〜11のいずれか一項に記載の方法。
(項目13)
前記試料キャリアの幾何学的情報を使用して、前記試料キャリア内の試料又は試料容器が前記領域内に位置付けられ得る位置を判定することを更に含む、項目9〜12のいずれか一項に記載の方法。
(項目14)
前記RFIDリーダアンテナマトリックスを使用して検出された少なくとも1つ試料キャリアをグラフィカルユーザーインターフェースに表示することを更に含む、項目9〜13のいずれか一項に記載の方法。
(項目15)
リーダアンテナと揃っていて、これによって起動されたRFIDタグに隣接するRFIDタグが、前記リーダアンテナによって起動されないように、前記RFIDリーダアンテナが設計され、互いに離隔される、項目9から14のいずれか一項に記載の方法。
様々な実施形態の性質及び長所の更なる理解は、以下の図を参照することにより実現され得る。
検査室システムのブロック図を示す。 自動化機器の構成要素のブロック図を示す。 本発明の一実施形態における、2つのRFIDタグを備える例示のラックを示す。 本発明の一実施形態における、3つのRFIDタグを備える例示のラックを示す。 本発明の一実施形態における、二次元リーダアンテナマトリックスを使用するラックの様々な方向を示す。 本発明の一実施形態における、一次元リーダアンテナマトリックスを使用するラックの様々な方向を示す。 グリッドを備えるラック配置領域を示す。 グリッド及びRFIDアンテナの一次元アレイを備えるラック配置領域を示す。 原点RFIDタグ、第1方向RFIDタグ、及び第2方向RFIDタグを備える正方形ラック(試料管用凹部は図示なし)380を示す。 グリッド上での有効なラック配置の例を示す。 本発明の一実施形態における、二次元リーダアンテナマトリックスを使用するラックの60°方向を示す。 本発明の一実施形態における、汎用搭載装置の平面図を示す。 本発明の一実施形態における、汎用搭載装置上の例示のラックの斜視図を示す。 本発明の一実施形態における、キャリア配置機構及びキャリア方向付け機構を含む例示のラックを示す。 本発明の一実施形態における、汎用搭載装置に適合する例示のラックサイズを示す。 本発明の一実施形態における、汎用搭載装置上での例示のラック/トレイ配置を示す。 本発明の一実施形態における、汎用搭載装置上での例示のラック/トレイ配置を示す。 例示のコンピュータ装置のブロック図を示す。
検査室自動化システムは、自動化された試料の積み込み、並び替え、及び積み下ろし/搬送を提供して手作業を最小化する。試料は、保管、更なる処理、又は廃棄のために他の計器又は検査室部門への搬送が必要な場合がある。検査室自動化システムのオペレータは、試料キャリア又はラック内の特定の位置を検査室自動化システム内の特定の位置に関連付けることができる。現在のソリューションでは、機械的構造及び方向付け機構を使用して既定の方法でラックを自動化機器に積み込むことができる。したがって、自動化機器上でのラックの方向に関する選択肢は限定される。
ラック内での位置によって試料の追跡可能性を管理するためには、ラック内の各位置とラックを積み込んでいる自動化機器との相互関係を形成する必要がある。その結果として、平面内のラックの位置及びこの平面内のラックの方向の両方が、検査室自動化機器に伝達される必要がある。
位置及び方向情報を検査室自動化機器に伝達する方法は少なくとも2つ存在する。第1の方法では、自動化機器が試料キャリアの位置を把握し、その試料キャリア内の特定の位置にその位置を関連付けることができるように、試料キャリアの位置及び方向が物理的に制御され得る。第2の方法では、試料キャリアの位置及び/又は方向は、物理的位置に対して検出されることができ、この物理的位置は、試料キャリア内の位置に関連付けることができる。
本発明の実施形態は、試料キャリアの物理的位置及び/又は方向を検出するシステム及び方法に関する。第1の組の実施形態では、ラックの位置及び方向は、物理的位置に対して検出することができ、試料キャリア内の位置に関連付けることができる。これは、例えば、試料キャリア上に戦略的に配置された2つ以上のRFIDタグを使用することによって実行できる。第2の組の実施形態では、試料キャリアの位置及び/又は方向は、物理的位置に対して検出することができ、試料キャリア内の位置に関連付けることができる。これは、例えば、多数のパターン化機構を備える搭載本体を使用することにより実現することができる。
本発明の具体的な実施形態を記載する前に、一部の用語のいくらかの説明が有用であり得る。
試料キャリアの「本体」又は「試料キャリア本体」は、試料を保持することができる、任意の好適な構造を含んでよい。場合によっては、本体は、多数の凹部(例えば、スロット、ウェルなど)を含んでよく、これらの凹部は、試料又は試料を保持可能な容器を保持することができる。試料キャリア本体の好適な例としては、ラック本体及びマイクロタイタープレート本体が挙げられてよい。好適な本体は、ガラス、プラスチック、セラミックなど任意の好適な材料で作製されてよい。これらはまた、使用中に静電気が存在し得る可能性を減じるために、帯電防止材料を含んでよい。
「RFIDタグ」は、データ転送に無線周波数電磁界を使用する任意の装置を含んでよい。一部の実施形態では、タグは、電子的に記憶された情報を含むことができる。一部のタグは、磁界(電磁誘導)を介して短距離(最大数メートル)で給電され、読み取られる。他のタグは、電池など局所電源を使用することができる、あるいは、電池を有さないが、質問EM電界からエネルギーを収集し、次いで、マイクロ波又はUHF帯の無線電波(即ち、高周波数の電磁放射線)を放射する受動トランスポンダとして機能する。
「マトリックス」は素子のアレイを含んでよく、アレイ中の素子は、互いに離隔される。マトリックス内の素子同士の間隔は、均等であっても、不均等であってもよい。好適なマトリックスは、素子の一次元アレイ又は素子の二次元アレイの形態であってよい。
「凹部」は、本体内の既定寸法の空間を含んでよい。凹部は、孔又はスロットの形態であってよく、任意の好適なサイズ又は形状であってよい。
図1Aは、検査室システム100の高レベルのブロック図を示す。このシステムは、自動化機器を含んでよい。検査室システム100は、自動化機器104と、複数の試料キャリア106と、積み込み及び積み下ろしプラットフォーム108と、を含んでよい。
自動化機器104は、並び替え装置、閉栓装置、再開栓装置、アーカイブ装置、分注装置などのうちの少なくとも1つなど任意の好適な数の装置を含んでよい。自動化機器104はまた、試料容器を搬送できるロボットなど容器処理装置を含んでよい。自動化機器104はまた、1台以上のコンピュータ/サーバを含んで、1つ以上のロボットシステムを用いて様々な機能を自動化してよい。自動化機器104内のコンピュータ装置はまた、情報のデータベースを含むか、これに接続されてよい。情報のデータベースは、システムで使用される試料キャリアの種類、それぞれの試料キャリアの幾何学的情報、プラットフォーム108上での試料キャリアの方向、及びプラットフォーム108上での試料キャリアの位置に関する情報を記憶してよい。
オペレータ102は、試料キャリア106を使用して特定の順序及びパターンで試料容器(即ち、試料管)を配置し、自動化機器104が試料キャリア106から試料容器又は試料を配置する及び/又は取り除くことができるようにする。試料又は試料容器は、各試料キャリア106において特定のパターン及び順序で存在してよい。オペレータ102は、自動化機器104に接続された積み込み/積み下ろしプラットフォーム108上にラック106を更に積み込んでよい。例えば、積み込み/積み下ろしプラットフォーム108は、自動化機器104の入力モジュールの一部であってよく、試料は、並び替え、閉栓、再開栓、アーカイブ、分注など更なる処理のために積み込まれてよい。
図1Bは、自動化機器104内の一部の構成要素のブロック図を示す。自動化機器104は、並び替え装置、閉栓装置、再開栓装置、アーカイブ装置、分注装置など2つ以上の試料処理装置104A、並びに試料又は試料容器を移動できる装置(例えば、ロボット、ピペッタなど)を含んでよい。コンピュータ装置104Bはコントローラとして機能してよく、様々な試料処理装置を制御してよい。
コンピュータ装置104Bは、コンピュータ読み取り可能な媒体104B−2に接続されたデータプロセッサ104B−1を含んでよい。コンピュータ読み取り可能な媒体104B−2は、任意の好適なデータ記憶機構(例えば、電子的、磁器的、光学的など)を使用してデータを記憶できる装置の任意の好適な組み合わせを含んでよい。コンピュータ読み取り可能な媒体104B−2は、リーダアレイ内のリーダアンテナを起動させる起動モジュール104B−2Aなど多数のソフトウェアモジュールを含んでよい。コンピュータ読み取り可能な媒体104B−2はまた、リーダアンテナが試料キャリアに関連して検出したRFIDタグに関する情報を受信した後で、プロセッサ104B−1と共に、試料キャリアの種類、位置、及び方向を判定するために使用されてよい、種類、位置、及び方向判定モジュール104B−2Bを含んでよい。最後に、コンピュータ読み取り可能な媒体104B−2はまた、試料キャリア106の位置及び方向が検出された後で、その位置を記憶してよい試料キャリア位置データベース104B−2Cを含んでよい。本発明の実施形態は、記載した特定のモジュール又はデータベースに限定されるのではなく、具体的に記載したモジュール及びデータベースにとどまらないことに留意されたい。
I.少なくとも2つのRFIDタグを使用した実施形態
本発明の一部の実施形態は、検査室自動化システム内での試料容器用ラック(又は他の種類のキャリア)の方向の検出に無線ICタグ(RFID)システムを使用する。本発明の一部の実施形態では、ラックは、ラックの方向付けの方向を定める2つ以上のRFIDタグを有する。好ましくは等間隔のRFIDリーダアンテナの一次元又は二次元マトリックスは、ラックが配置され得る領域の下又はこの領域内に位置付けられてよい。RFIDアンテナは、RFIDタグがリーダアンテナと揃うときに、リーダアンテナによって起動されるRFIDタグに隣接するRFIDタグが、リーダアンテナによって起動されないように互いに離隔される。ラックの本体に取り付けられた第1 RFIDタグは、ラック原点に対応することができ、ラックの本体に取り付けられた第2 RFIDタグは、第1 RFIDタグから所定の距離離れて配置される。所定の距離は、リーダマトリックス内の少なくとも2つのアンテナ間の距離と一致する。一部の実施形態では、任意の2つのRFIDタグ間の距離は、2つのRFIDリーダアンテナ間の距離と一致してよい。マトリックス及びマトリックス内のRFIDリーダアンテナは、コンピュータ装置に電気的に接続されてよい。
RFIDタグは、任意の好適な方法で本体に取り付けられてよい。例えば、RFIDタグは、2つ以上のRFIDタグを本体の表面に貼付する、2つ以上のRFIDタグを本体内に組み込む、又はRFIDタグが本体の凹部に存在できるようにすることによって本体に取り付けられてよい。
上記のように、第1 RFIDタグはラックの原点及びその形状を定める。第1 RFIDタグは、メモリを含んでよい。一部の実施形態では、メモリを使用してラックの特性(例えば、形状)を記憶してよい。第2及び更なるRFIDタグを使用して、RFIDリーダアンテナのマトリックスに対してラックの方向を定めることができる。第2及び更なるRFIDタグは、それぞれ一意の値を有して、ラックの原点に対してラックの基準枠内で特定の方向を定めることができる。ラックのRFIDタグの少なくとも2つは、積み込み/積み下ろしプラットフォーム内の下にあるリーダマトリックスの少なくとも2つのアンテナと一意的に揃い得る。したがって、RFIDリーダアンテナマトリックスに対するラックの位置及びその方向は、本発明の実施形態を使用して確認されてよい。また、本発明の実施形態を使用して、オペレータは、様々な位置及び方向でラックを積み込むことができ、したがって従来のシステムを上回る利益をもたらす。
一部の実施形態では、ラック本体上に戦略的に配置された2つ以上のRFIDタグを使用することにより、汎用ベースフレーム及びRFIDリーダアンテナアレイに接続されると、ラックの方向を検出することができる。上記のように、タグの1つは、ラックの位置の判定に使用することができる。RFIDリーダアンテナアレイが二次元である場合、リーダアレイ内の隣接したリーダアンテナ間の距離に等しい距離で第1タグから離隔された第2タグによって、方向を確認することができる。また、RFIDリーダアンテナアレイが一次元であり、かつラックが正方形であり、したがってラックが最大4つの可能な方向で方向付けられ得る場合、ラック本体内/上に第3 RFIDタグを追加することにより、4つの可能な方向のいずれかにあるラックの方向を検出することができる。
RFIDシステムの動作は、本発明の実施形態について述べる前に簡単に説明する。RFIDタグは、小型電子チップと、アンテナと、を含んでよい。個別データは、RFIDタグの電子チップでコード化されてよい。これらのようなタグは、試料キャリアに組み込まれてよい。RFIDタグは能動型であっても、受動型であってもよい。能動型RFIDタグは電源を含んでいて、有効作動範囲を拡大することができ、一方、受動型タグは、単にRFIDリーダアンテナからの送信電力を使用して動作することができる。
試料キャリアが配置されるプラットフォームは、RFIDリーダアンテナのマトリックスを有してよい。RFIDリーダアンテナは、コンピュータ装置によって制御され、これに電気的に接続され得る高周波送信機及び受信機を含んでよい。RFIDリーダアンテナは、近距離無線周波数(RF)信号を放つ。放たれたRF信号は、RFIDタグとの通信手段をもたらし、RFIDタグに電力を供給して、今度はRFIDタグからRFIDリーダアンテナに通信できるようにする。RFIDタグが走査型RFIDリーダアンテナの界領域を通過すると、RFIDアンテナからの起動信号を検出する。起動信号はRFIDタグを起動させ、RFIDタグは、その電子チップに記憶された情報を走査型RFIDアンテナに送信する。RFIDアンテナは、RFIDタグが視線上になくても記憶されたデータを読み取ることができる。
図2Aは、本発明の実施形態による例示のラック200を示す。ラックは、2つのRFIDタグを含む。
例示のラック200は、正方形形状の平面断面を有する本体220を含む。この例では、本体220は、列(1〜4)204及び行(A〜D)206として構成された、試料容器を保持するための16のスロット(凹部)を含む。スロット202は、行A及び列1を基準点と定める。例示のラック200は、第1 RFIDタグ208及び第2 RFIDタグ210を更に含む。第1 RFIDタグ208及び第2 RFIDタグ210のそれぞれは、RFIDリーダアンテナによって読み取られ得る、電子的に記憶された情報を含んでよい。一部の実施形態では、第1 RFIDタグ208及び第2 RFIDタグ210は、情報の記憶及び処理用の集積回路と、信号の送受信用のアンテナと、をそれぞれ含んでよい。本明細書において、「RFIDタグアンテナ」、「RFIDタグ」、及び「タグ」の各用語は同じ意味で用いられる。
本発明の一部の実施形態では、本体220は、円形、正方形又は矩形の垂直又は水平断面など任意の好適な形状を有してよい。試料容器、例えば、試料管又はマイクロタイタープレートを保持するために任意の好適な数のスロットを、任意の好適な配置で有してよい。一部の実施形態では、スロットは、等数又は不等数の行及び列を有するアレイとして配置されてよい。
一実施形態では、第1 RFIDタグ208は、ラック200の原点及びその形状を定める情報を含む。第2 RFIDタグ210は、ラック200の方向を定めるために使用できる。一部の実施形態では、第1 RFIDタグ208と第2 RFIDタグ210との間の距離は、積み込み/積み下ろしプラットフォーム(図示なし)のリーダアンテナのマトリックス内の対応するリーダアンテナ(図示なし)と揃うときに、ラック200の方向を判定することができるように設定される。
図2Bは、本発明の別の実施形態による、3つのRFIDタグを備える、例示のラック201を示す。この実施形態では、ラック201は、前述した第1 RFIDタグ208及び第2 RFIDタグ210に加えて、第3 RFIDタグ212を含んでよい。第3
RFIDタグ212は、少なくとも第2 RFIDタグ210に類似しており、ラック201の方向を更に定める際に役立ってよい。第1 RFIDタグ208に対する第2 RFIDタグ210及び第3 RFIDタグ212の位置は、第1 RFIDタグ208、第2 RFIDタグ210、及び第3 RFIDタグ212のうちの少なくとも2つが、アンテナマトリックス内の少なくとも2つの別個のリーダアンテナと一意的に揃って、プラットフォーム上でのラック200の方向(及び/又は位置)を判定するように選択されてよい。
図3A〜3Bを参照して記載されるように、異なるRFIDリーダアンテナ構成を使用してラック方向を判定してもよい。
図3Aは、二次元リーダアンテナマトリックスを使用して、2つのRFIDタグを含むラックの異なる方向を判定し得る方法を示す。
図3Aに示されるように、例示の配置300は、二次元マトリックスに構成されたリーダアンテナ318を示す。配置300は、複数の試料キャリアの積み込み/積み下ろしプラットフォーム内に存在してよい。
図3Aに示されるように、正方形ラック310は、参照番号302、304、306、及び308で示されるように、4つの異なる方向で配置されてよい。これらの異なる方向は、それぞれ0°、90°、180°、及び270°の回転に対応してよい。図3Aに示されるラック310は、図2Aに示されるラック200に類似の構成を有し得る。図3Aのラック310は、第1 RFIDタグ314と、第2 RFIDタグ316と、を含む。第1 RFIDタグ314はラック310の中心部にあり、一方、第2 RFIDタグ316はラックの縁部に近接し、縁部の中間点に近接する。
参照番号312は、ラック310の基準枠の角部を示す。本発明の一部の実施形態では、リーダアンテナ318は、ラック310が配置される領域の下又はこの領域内に位置付けられてよい。例えば、リーダアンテナ318は、積み込み/積み下ろしプラットフォーム108の下に位置付けられてよく、ラック310は、自動化機器104がラック310内で試料容器の積み込み/積み下ろしを実行できるように、ラック106の一部として配置されてよい。積み込み/積み下ろしプラットフォームは、大型引き出し内又はカウンタートップ上の水平面など任意の形態をとってよい。一実施形態では、リーダアンテナ318は、ラック310の方向及び位置を制御するために、(例えば、自動化機器104内の)コンピュータに通信可能に接続されてよい。
本発明の一実施形態では、第1 RFIDタグ314は、ラック310の原点及びその形状を定める。第2 RFIDタグ316は、第1 RFIDタグと共に使用して、RFIDリーダアンテナ318の二次元マトリックスに対するラック310の方向を定めることができる。一部の実施形態では、第2 RFIDタグ316は、例えば、そのIDに一意の値を含んで、ラック310の原点に対して、基準枠312内の特定の方向を定めてよい。ラック310内の第1 RFIDタグ314及び第2 RFIDタグ316は、ラック310の位置及び方向を判定できるように、リーダマトリックス318内の2つのアンテナに一意的に揃うことができる。一実施形態では、リーダアンテナ318に接続された(例えば、自動化機器104内の)コンピュータは、各リーダアンテナ318を起動させるように構成されてよい。このコンピュータはまた、第1及び第2 RFIDタグ並びにリーダアンテナマトリックス内のリーダアンテナ318をリーダアンテナの物理的位置に関連付けるように構成されてよい。本発明の実施形態では、リーダアンテナ318の読み取り範囲が限定的であるため、隣接するリーダアンテナと揃うタグアンテナによる偶発的な読み取りが回避され、したがってリーダ衝突は最小化される。
第1例示構成302では、第1 RFIDタグ314はリーダアンテナ320と揃い、第2 RFIDタグ316はリーダアンテナ322と揃っている。例示構成302は、第1 RFIDタグ314からのラック原点及び第2 RFIDタグ316からの、リーダアンテナ318のマトリックスに対する方向に基づいた、ラック310の0°回転を示す。自動化装置104は、ラック310が基準枠312に対して0°に方向付けられていることを検出してよい。
第2例示構成304では、第2 RFIDタグ316は別のリーダアンテナ324と揃っている。例示構成304は、構成302にあるラック310の方向に対して、ラック310の90°回転を示す。第2例示構成は、タグ314からのラック原点及びリーダアンテナ318のマトリックスに対するタグ316の方向に基づいている。自動化装置104は、第1構成302のラック310の方向及び基準枠312に対して90°に方向付けられていることを検出し得る。
第3例示構成306では、第2 RFIDタグ316は別のリーダアンテナ326と揃っている。第3例示構成304は、第1例示構成302にあるラック310の方向に対して、ラック310の180°回転を示す。第3例示方向は、リーダアンテナ318のマトリックスに対して、第1 RFIDタグ314からのラック210の原点から第2 RFIDタグ316への方向に基づいていてよい。自動化装置104は、ラック310が基準枠312に対して180°に方向付けられていることを検出し得る。
第4例示構成308では、第2 RFIDタグ316は別のリーダアンテナ328と揃っている。例示構成304は、第1例示構成302にあるラック310の方向に対して、ラック310の270°回転を示す。第4例示構成は、リーダアンテナ318のマトリックスに対して、第1 RFIDタグ314からのラック原点から第2 RFIDタグ316への方向を使用して判定される。自動化装置104は、ラック310が基準枠312に対して270°に方向付けられていることを検出し得る。
図3Aはまた、上記の正方形ラックの例の場合のように、90°回転される4つの異なる構成にある円形ラック330を示す。第1 RFIDタグ314及び第2 RFIDタグ316は、ラック330の位置及び方向を判定するために、2つのリーダアンテナと一意的に揃い得ることに留意されたい。例えば、例示配置302では、第2 RFIDタグ316はリーダアンテナ332と揃っている。第1例示構成304では、第2 RFIDタグ316はリーダアンテナ334と揃っている。第2例示構成306では、第2 RFIDタグ316はリーダアンテナ336と揃っている。例示配置308では、第2 RFIDタグ316はリーダアンテナ338と揃っている。したがって、ラック310の原点及びRFIDリーダアンテナマトリックスに対するその方向が確認される。
図3Bは、本発明の一実施形態による、一次元リーダアンテナマトリックスを使用したラックの様々な方向を示す。
図3Bに示されるように、例示配置では、リーダアンテナ342は、一次元マトリックスに構成されてよい。リーダアンテナ342は、ラック310が配置される領域の下又はこの領域内に位置付けられてよい。例えば、リーダアンテナ342は、積み込み/積み下ろしプラットフォームの下又はこのプラットフォーム108内に位置付けられてよく、ラック310は、自動化機器104がラック310内で試料容器の積み込み/積み下ろしを実行できるように、ラック106の一部として配置されてよい。一実施形態では、リーダアンテナ342は、ラック310の方向及び位置を制御するために、(例えば、自動化機器104内の)コンピュータに通信可能に接続されてよい。
図3Aを参照して述べたように、第1 RFIDタグ314はラック310の原点及び形状を定め、第2 RFIDタグ316は原点に対して第1方向を定める。第3 RFIDタグ340は、原点に対して第2方向を定める。第2 RFIDタグ316及び第3 RFIDタグ340を使用して、RFIDリーダアンテナ342の一次元マトリックスに対してラック310の方向を判定し、定めることができる。
ラック310内の第1 RFIDタグ314、第2 RFIDタグ316、及び第3 RFIDタグ340のうちの少なくとも2つのRFIDタグは、リーダマトリックス内の少なくとも2つのアンテナ342と一意的に揃う。例えば、第1例示構成302では、第1 RFIDタグ314はリーダアンテナ346と揃っており、第2 RFIDタグ316はリーダアンテナ344と揃っている。第3 RFIDタグ340は、この例のいずれのリーダアンテナとも揃っていない。第2例示構成304では、第1 RFIDタグ314はリーダアンテナ348と揃っており、RFIDタグ340はリーダアンテナ350と揃っている。第2 RFIDタグ316は、いずれのリーダアンテナとも揃っていない。第3例示構成306では、第1 RFIDタグ314はリーダアンテナ352と揃っており、第2 RFIDタグ316はリーダアンテナ354と揃っている。第3 RFIDタグ340は、いずれのアンテナとも揃っていない。第4例示構成308では、第1 RFIDタグ314はリーダアンテナ358と揃っており、第3 RFIDタグ340はリーダアンテナ356と揃っている。第2 RFIDタグ316は、いずれのアンテナとも揃っていない。一実施形態では、リーダアンテナ342に接続されたコンピュータは各リーダアンテナ342を起動させ、リーダアンテナと揃っているRFIDタグをラック310の方向及び位置に関連付けてよい。したがって、ラック310の原点及びRFIDリーダアンテナマトリックスに対するその方向が確認される。
本発明の実施形態による一部の方法は、少なくとも2つのRFIDタグのそれぞれが、個々のRFIDリーダアンテナにごく近接するように試料キャリアの2つ以上のRFIDタグをRFIDリーダアンテナマトリックスに揃えることを含む。試料キャリアの有無、位置、及び特性(例えば、試料キャリアの形状)はRFIDアンテナマトリックスを使用して検出され得る。
場合によっては、試料キャリアの幾何学的情報は、原点を定めるRFIDタグから直接入手されてよいか、試料キャリアの種類、それぞれの幾何学的情報、所望により試料キャリアの種類によって運ばれ得る、対応する試料容器又は他の物体のリストを含むデータベースから入手される。この情報を使用することにより、試料容器又は試料キャリア内の試料容器をこの領域内に位置付けることができる。次いで、グリッパユニットなど試料容器搬送装置を操作して、この領域内で1つ以上の試料容器を処理してよい。
次いで、RFIDアンテナマトリックスと電気的に通信するコンピュータ装置に関連付けられたディスプレイは、グラフィカルユーザーインターフェースに領域内の1つ以上の試料キャリア及び/又は試料容器を表示してよい。
本発明の一部の実施形態は、ラック(又は他の試料キャリア)を配置するための領域(例えば、入力又は出力引き出し)を有してよく、ラックは、ユーザーによって配置され得る。この領域は、ラックを搭載するための搭載装置の例であってよい。この領域は、任意の領域(例えば、入力領域、出力領域、又は分配領域)であってよく、ラックは配置するか、交換することができる。この領域は、ラック配置の様々な有効位置を定めるグリッドを含んでよい。このグリッドは、ラックのそれぞれの機械的構造(例えば、縁部、孔など)に対応する機械的構造、例えば、凹部、釘、基部によって実現してよい。グリッドは、全てのラックがグリッドと揃っている限りは、ユーザーが様々なサイズのラックの位置を自由に選択できるようにする。ラックの方向は、各ラック上の3つのタグの組み合わせ(1つの原点タグ(幾何学的ラック情報を含む)及び2つの方向タグ(ラック方向の各直交軸に対して1つずつ))を使用して自動的に判定され得る。
システムは、タグを読み取ることにより、何のラックが、どのラック配置領域セグメントに配置されたかを把握する。システムは、ラック内の原点RFIDタグのメモリを読み取ることにより、例えば、システムのグリッパが個々の試料を具体的に把持できるように、試料容器がラックによってどの位置で保持され得るかを把握する。原点RFIDタグのメモリはまた、ラックに適合する試料の種類に関連する情報を含んでよく、したがって、例えば、システムは、STAT(短応答時間)管ラックが挿入され、管ラック内の管は優先的に処理されるべきであることを原点タグの読み取りから把握することができる。
これらの概念は、図3C−1、3C−2、3C−3、及び3C−4を参照して説明することができる。図3C−1は、グリッド370を備えるラック配置領域を示す。図3C−2は、グリッド370及びRFIDアンテナ374の一次元アレイを備えるラック配置領域を示す。図3C−3は、原点RFIDタグ380(a)、第1方向RFIDタグ380(b)、及び第2方向RFIDタグ380(c)を備える正方形ラック(試料管用凹部は図示なし)380を示す。
図3C−4は、グリッド370上での有効なラック配置の例を示す。ラック方向は、自動的に検出される。例えば、ラック380は、原点RFIDタグ380(a)と、第1方向RFIDタグ380(b)と、第2方向RFIDタグ380(c)と、を有してよい。第1方向RFIDタグ380(b)及び第2方向RFIDタグ380(c)は、原点RFIDタグ380(a)に対して直角を形成する。この例では、原点RFIDタグ380(a)及び第2 RFIDタグ380(c)は、下にあるRFIDアンテナマトリックスによって検出され得る。ラック380の方向は、原点RFIDタグ380(a)が既知であるために判定され得る。原点RFIDタグ380(a)は、原点RFIDタグ380(a)に対する第1方向RFIDタグ380(b)及び第2方向RFIDタグ380(c)の位置などラック形状に関する情報を含んでよい。別の例では、ラック390は、原点RFIDタグ390(a)と、第1方向RFIDタグ390(b)と、第2方向RFIDタグ390(c)と、を有してよい。この例では、原点RFIDタグ390(a)及び第2方向RFIDタグ390(c)は、検出され得る。
本発明の実施形態で使用され得る一般的なワークフローを以下で説明する。本発明の実施形態では、ラック配置領域は、ラック配置の有効な位置を示す、画定されたグリッドを有してよい。このグリッドは、例えば、線、又は好ましくは機械的構造によって画定されてよい。このグリッドは、好ましくは直交しており、したがって、ラックの配置方向の選択肢を4つ(0°、90°、180°、270°)に限定する。一部のラックは、ラック配置領域に対して大きすぎるために、4方向全てに配置できないことがある。かかる場合には、2種類の配置方向のみが可能なことがある。グリッドに対応するのは、RFIDリーダアンテナのアレイであり、例えば、1つのアンテナがグリッドによって画定された各領域に配置される。このアレイはまた、一次元のみ、例えば、ラック配置領域の長手方向軸に沿った1行のRFIDアンテナであってよい。
一部の実施形態では、対応するラック(又は他の試料キャリア)は、原点RFIDタグに加えて、ちょうど1つの残りのRFIDタグを有してよい。かかるラックは、例えば、ラックの寸法に対してラック配置領域の幅が制限されるために、ラック配置領域内で2つの可能な方向にラックを配置できる場合に使用されてよい。他の実施形態では、対応するラック(又は他の試料キャリア)は、原点RFIDタグに加えて、ちょうど2つの残りのRFIDタグを有してよい。かかるラックは、例えば、ラック配置領域でのラックの配置方向がラック配置領域でのラック配置の有効位置のグリッドによってのみ制限されるが、少なくとも一部の配置位置では、ラック配置領域の境界によって制限されない場合に使用されてよい。
上記のラック配置領域での使用に好適なラックは、ラックがラック配置領域のグリッド構造に連結されるとき、ラック配置領域内でアンテナマトリックスと揃い得る少なくとも2つのRFIDタグ有してよい。ラックに取り付けるタグの数は、ラック配置領域のRFIDリーダアンテナマトリックスのレイアウトに応じて異なってよい。少なくとも2つのRFIDタグがラックの可能な各配置位置でRFIDリーダアンテナと揃う場合、明白にラックの方向を判定することができる。
しかし、物理的制約と1つだけ検出されたRFIDタグとを組み合わせてラックの方向を判定し得る状況も考えられ得る。したがって、例えば、ラック配置領域の3×3グリッドセルサイズに対応する正方形ラックは、それぞれラックの各側面の中間部に4つの異なるRFIDタグを含んでよい。ラック配置領域も3つのグリッドセルの幅に制限され、かつリーダマトリックスがラック配置領域の片側に沿ったRFIDリーダアンテナの一次元アレイとして位置付けられる場合、ラックの可能な各方向では、1つのRFIDタグのみがRFIDリーダアンテナマトリックスのRFIDリーダアンテナと揃う。しかし、この設定では、ラックが配置された方向を判定するために十分である。
RFID読み取りプロセスにおいて、RFIDアンテナは給電される。RFIDタグがRFIDリーダアンテナマトリックス内のアンテナと揃うと、RFIDタグは応答して、そのID(及びリーダ位置が既知であるために、本質的にその位置)を提供する。次いで、システムは、当該RFIDタグの記憶情報、例えばラックの種類情報を要求することができる。
図4は、本発明の一実施形態における、二次元リーダアンテナマトリックスを使用したラックの60°方向を示す。以前のリーダアンテナマトリックスの実施形態とは違って、リーダアンテナマトリックスは円形形状のリーダアンテナである。更に、この例のラックは、一方向のみに延在する凹部を備える一次元ラックである。
図4に示されるように、凹部の一次元アレイを有するラック402は、第1 RFIDタグ406と、第2 RFIDタグ408と、を含む。本発明の一実施形態では、第1 RFIDタグ406は、ラック402の原点及びその形状を定める。第2 RFIDタグ408は、RFIDリーダアンテナ410の二次元マトリックスに対してラック402の方向を定める。図4に示されるように、ラック404は、ラック402に対して、反時計回りで60°に方向付けられる。RFIDタグ406及びRFIDタグ408によって示されるように、ラック404のラック原点はリーダアンテナ412と揃っている。
本発明の実施形態は、オペレータが様々な位置及び方向にラックを積み込むことができ、自動化システムがラックの位置及び方向を判定できるように、2つ以上のRFIDタグ及びRFIDリーダアンテナのマトリックスを使用することにより、現在のソリューションを上回る利益をもたらす。検出可能な位置及び方向の数は、リーダマトリックス内のRFIDタグアンテナの数及びラック内でのRFIDタグの間隔に応じて異なり得る。したがって、自動化機器は、ラック内での試料の取り外し及び配置を行うために、ラック内の位置の正しい関連性を判定することができる。
II.少なくとも1つのRFIDタグ及び物理構造を使用した実施形態
本発明の他の実施形態は、試料キャリア内で少なくとも2つのRFIDタグを使用する必要はない。本発明の他の実施形態では、汎用搭載装置を使用して、平面内でのラックの位置及び/又は方向を制御してよい。ラック内のRFIDタグを使用して、ラック及び/又はその位置を識別してよい。
図1Aを再び参照すると、自動化機器104のオペレータ102は、様々なワークフロー及び/又は試料容器(例えば、試料管)の分類への対応が必要であり得る。例えば、試料容器は、異なるワークフローを必要とし得る、並び替え、閉栓、再開栓、アーカイブ、分注など更なる処理のために分類が必要であり得る。したがって、システムのいずれの様相も変更することなく、自動化機器104で多数のサイズの試料キャリア(例えば、試料管を保持するラック又はトレイ)を使用する柔軟性を有することがオペレータにとって望ましいことがある。例えば、自動化機器104は、異なるサイズのラック又はトレイを(例えば、入力モジュール内の)引き出しに配置する必要があり得る。更に、自動化機器104は、システムが引き出し内の試料キャリアに保管された試料容器の内容物にアクセスできるようにするために、引き出しの底面に配置された異なるサイズのラック又はトレイの位置を探す必要があり得る。
従来のソリューションでは、引出し内でのラック種類及び位置の単一配置のみが可能であった。これらは、ワークフロー又はラックサイズに一致するように構成を変更する柔軟性に欠ける。他のソリューションは、様々なラックサイズ及び配置の使用を可能にするベースフレーム構造を使用する。しかしながら、各ベースフレーム構造は、ラック種類及びその位置の単一配置のみを可能にし得る。したがって、引き出し上で様々なラック種類及び様々な位置に対応するためには、多数のベースフレームが必要になり得る。
本発明の実施形態は、オペレータが多数のラックサイズを使用し、様々なワークフローに対応する様々な方法でこれらを配置する柔軟性を実現する。一実施形態では、汎用搭載装置を使用して、(例えば、自動化システムの入力モジュール内の)引き出しに多数のラック種類を様々な位置に配置することができる方法が提供される。汎用搭載装置は、引き出し内に存在してよい、又は本発明の実施形態における自動化システムの引き出し若しくは入力モジュールから取り外すことができてよい。加えて、ラック/トレイ、引き出し内でのその位置及び方向に関連する情報は、この情報を使用して、試料又は試料容器を試料キャリア(例えば、ラック、トレイなど)に対して移動させることができるシステムに送信される。
本発明の一実施形態は、複数のパターン化機構を含む搭載本体を含む汎用搭載装置を目的とする。複数のパターン化機構は、異なるサイズの試料キャリアを位置付けることができる、及び/又は搭載本体の異なる位置に試料キャリアを位置付けることができる。一部の実施形態では、位置は事前に定義される。RFIDリーダアンテナマトリックスは、搭載本体に接続される。RFIDリーダアンテナマトリックスは、任意の好適な方法で搭載本体に接続されてよい。例えば、本発明の実施形態では、RFIDリーダアンテナマトリックスは、搭載本体内、搭載本体の凹部に組み込まれてよいか、搭載本体の外側表面(例えば、上面又は側面)に取り付けられてよい。RFIDリーダアンテナマトリックスは、複数のRFIDリーダアンテナを含む。本発明の実施形態では、試料キャリアが(パターン化機構によって)定められた、搭載本体上の位置に配置されるとき、試料キャリア(例えば、ラック)に関連付けられたRFIDタグが、搭載本体に関連付けられたパターン化機構によって、搭載本体内の定められた(マトリックスの)リーダアンテナと確実に揃うようにする。本発明の一部の実施形態では、RFIDタグは試料キャリアの寸法に関する情報を含み得る。
図5Aは、本発明の一実施形態による、汎用搭載装置の平面図を示す。
一実施形態では、例示の装置500は、多数の位置で汎用搭載装置502上に取り付けられてよい汎用搭載装置502と、ラック504と、を含む。一実施形態では、汎用搭載装置502は、搭載本体520と、搭載本体520に接続された複数のRFIDリーダアンテナ516を含むRFIDリーダアンテナマトリックス514と、を含んでよい。搭載本体520は、平面構造の形態であってよく、RFIDリーダアンテナ516は、搭載本体520内に組み込まれるか、その上面又は下面に取り付けられてよい。搭載本体520は、任意の好適なポリマー材料など任意の好適な材料で作製されてよい。搭載本体520は、自動化機器102によってアクセスされ得る、異なる種類/サイズのラック又はトレイを配置可能にする、任意の好適な形状を有してよい。本発明の一部の実施形態では、例えば、搭載本体520は、円形、正方形、又は矩形の表面積を有してよい。
図5Aでは、汎用搭載装置502は8つのパターン化機構518を含む。各パターン化機構518は、1つ以上の搭載位置決め機構522(例えば、矩形壁の形態)と、搭載方向付け機構524(例えば、壁の1つから延出する)と、を含んでよい。パターン化機構518は、搭載本体520の別の主表面に対して、任意の好適な距離で隆起しているか、凹んでいてよい。
図5Bは、本発明の一実施形態における、汎用搭載装置502に搭載されたラック504の斜視図を示す。当然のことながら、ラック504は、汎用搭載装置502の8つのパターン化機構518のいずれかに搭載され得る。一部の実施形態では、汎用搭載装置502上のラック504の少なくとも1つの有効な位置は、汎用搭載装置502のパターン化機構に基づいて定められ得る。
図5Cは、本発明の一実施形態における、キャリア配置機構及びキャリア方向付け機構を含むラック504を示す。
図5Cに示されるように、ラック504は、キャリア本体512と、キャリア本体512に接続されたRFIDタグ506と、キャリア位置決め機構508と、キャリア本体512に関連付けられたキャリア方向付け機構510と、を含んでよい。ラック504は、汎用搭載装置502の1つ以上のパターン化機構をキャリア本体512に関連するキャリア位置決め機構508及びキャリア方向付け機構510と連結することにより位置付けられ、方向付けられることができる。ラック504は、マイクロタイタープレート又は1つの試料と同様に小型の物体を保持してよい。示されるように、RFIDタグ506は、ラック504の上主表面から下方に突出する構造体内に配置されてよい。これにより、RFIDタグ506は、リーダアンテナマトリックス内のリーダアンテナにできる限り接近することができる。
図5Aでは、RFIDリーダアンテナマトリックス514は、等間隔のRFIDリーダアンテナ516の一次元マトリックスとして構成されるが、RFIDリーダアンテナの任意の好適な構成(例えば、二次元、円形など)が可能である。更に、図5Aは等間隔のRFIDリーダアンテナを示しているが、他の実施形態では、RFIDリーダアンテナは不等間隔であってよい。この例では、各リーダアンテナ516は、搭載位置決め機構の内側又は隣接する搭載位置決め機構522の対の間のいずれかに配置される。前述したように、RFIDリーダアンテナ516のそれぞれは、コンピュータ又は処理ユニットによって制御され得る高周波送信機及び受信機として構成されてよい。RFIDリーダアンテナマトリックス514は、ラック本体に取り付けられたRFIDタグから情報を引き出すように構成されてよい。かかる情報は、RFIDタグのメモリ、又はRFIDタグの識別された種類若しくはID情報に従ってより高レベルのソフトウェアデータベースのいずれかから直接引き出される。
本発明の一実施形態では、汎用搭載装置502は、様々なサイズ/種類のラック又はトレイなど試料キャリアの搭載を支持するように構成される。したがって、汎用搭載装置502は、例えば、搭載位置決め機構522及び搭載方向付け機能524を使用してこの機構に適合するラック及びトレイを位置付けることができる、1つ以上のパターン化機構518をもたらす。ある実施形態では、トレイは、汎用搭載装置502のパターン化機構に適合しないラック又は他のアイテムが、汎用搭載装置502上に位置付けられ得るようにするアダプタとして構成されてよい。別の実施形態では、汎用搭載装置502は、恒久的な機構として引き出し上で実施されてよい。別の実施形態では、汎用搭載装置502は、様々なラックサイズ及び種類に対応するために引き出しから取り外すことができるベースフレームに類似してよい。
一実施形態では、ラック504又はラック504を保持するトレイ(図示なし)は、汎用搭載装置502のパターン化機構518と協調的に構築されるように設計される。キャリア本体512は、円形、正方形又は矩形の垂直又は水平断面など任意の好適な形状を有してこれを実現してよい。キャリア本体512はまた、試料容器を保持するための任意の好適な数のスロット又は凹部を任意の好適な配置で有してよい。一部の実施形態では、スロットは、等数又は不等数の行及び列を有するアレイとして配置されてよい。
一実施形態では、RFIDタグ506は、ラックがかかる方法で汎用搭載部に配置されたときに汎用搭載装置502上のRFIDリーダアンテナと揃い、かつラックのキャリア位置決め機構及び汎用搭載部の搭載位置決め機構が互いに連結するように、例えば、中心位置でラック504に取り付けられてよい。走査型RFIDリーダアンテナ516の界領域にRFIDタグ506をごく近接させると、RFIDタグ506は走査型RFIDアンテナの界領域によって起動され、RFIDリーダアンテナによってそのIDが読み取られてよい。プロセッサで実行中のソフトウェアを使用して、多数又は特定のRFIDタグがRFIDリーダアンテナによって起動させられて、走査型RFIDアンテナによって収集される、マイクロチップに記憶された情報を送信してよい。RFIDタグ506に関連する情報としては、ラック又はトレイの一意の識別子、ラック504又はラック504を保持するトレイに関する情報(例えば、ラック又はトレイの色、ラック又はトレイの種類)、ラック又はトレイに関する幾何学的情報、試料容器又は試料がラック又はトレイによって保持され得る、ラック又はトレイ上の1つ以上の位置の場所に関する情報が挙げられてよい。かかるラックの具体的情報は、例えば、それぞれのラックに適合する試験管に関する情報を更に含んでよい。一実施形態では、RFIDタグ506の中心位置は、RFIDリーダアンテナマトリックス514の一部であり得るRFIDリーダと揃っている。RFIDリーダアンテナマトリックス514内のRFIDリーダは、アンテナの真上にあるRFIDタグ以外のいずれのRFIDタグを読み込まないように限定的な範囲を有してよい。RFIDリーダアンテナマトリックス514内の各アンテナが給電されるため、一部のRFIDリーダアンテナ516は、ラック/トレイに関連するRFIDタグを読み取り得るが、他のアンテナは読み取らない。汎用搭載装置502のパターン化機構はRFIDリーダアンテナ516の位置に対して画定されるため、RFIDリーダアンテナ516がRFIDタグを読み取る場合、タグが取り付けられるラックは、汎用搭載装置502の機構位置に関連していてよい。
図5Aの汎用搭載装置502に関しては、多数の電線及び他の電気部品がRFIDリーダアンテナマトリックス514をコンピュータ装置(例えば、図1Bのコンピュータ装置104B)に接続してよい。これらの電線は、説明を簡略化するために示されていない。当業者は、RFIDリーダアンテナマトリックス514とコンピュータ装置との間に任意の好適な電気通信をもたらす方法について既知であろう。
ラック504は、1つ以上のキャリア位置決め機構508と、1つ以上のキャリア方向付け機構510と、を含んでよい。キャリア位置決め機構508及びキャリア方向付け機構510は、図5Cに示されるように、キャリア本体512と一体形成されてよいか、キャリア本体512に取り付けられた別個の構造であってよい。この例では、ラック504内に2つの位置決め機構が存在し、各位置決め機構は、平行壁によって具現化される。平行壁は、ラック504が汎用搭載装置502上で正確に位置付けられるように、搭載位置決め機構522及び搭載方向付け機構524を使用して単一のパターン化機構518又は多数のパターン化機構518の平行側面と連結する(例えば、接触する)。この例のキャリア方向付け機構510は、ラック504の壁の1つにある凹部によって具現化される。他の実施形態では、キャリア方向付け機構は、突出部など特定構造の形態であってよい。1つ以上のキャリア位置決め機構508及びキャリア方向付け機構510により、汎用搭載装置502の1つ以上のパターン化機構に対して正確な位置及び方向が可能になる。
キャリア位置決め機構508及びキャリア方向付け機構510は、他の好適な特性を有してよい。例えば、一実施形態では、キャリア位置決め機構508は、ラック504の幾何学的寸法(例えば、長さ及び幅)に関連してよい。一実施形態では、キャリア方向付け機構510は、汎用搭載装置502上の特定位置にラック504を配置する又は位置付けるための基準として使用され得るスロット又は開口部を含んでよい。一実施形態では、汎用搭載装置502及びそのパターン化機構の幾何学的位置は、引き出しに対して定められ、これは、引き出しに対してラック/トレイの位置を判定するのに役立つ。RFIDタグ506から引き出される、ラック504に関する幾何学的情報により、ラック504のアクセス可能な部分の幾何学的位置を識別することができる。この情報は、この情報を使用してラック504に対して試料容器を移動する自動化機器104に伝えられてよい。
図6は、本発明の一実施形態に従った、汎用搭載装置に適合する例示のラックサイズを示す。
図示したように、ラックサイズ602、604、606、608、610、612、614、及び616は、汎用搭載装置502に適合する。本発明の実施形態では、汎用搭載装置502のパターン化機構を組み込む場合、ラック/トレイサイズは適合する。例えば、ラック604は、RFIDリーダアンテナマトリックス514のRFIDリーダアンテナによって読み取り可能であるRFIDタグ506に類似のRFIDタグを有するラック504に類似であってよい。一部の実施形態では、ラックサイズ602、604、606、608、610、612、614、及び616のうちの1つ以上は、汎用搭載装置502に適合するラックサイズを示す。汎用搭載装置502のパターン化機構を有さないラック又は他のアイテムは、汎用搭載装置502に位置付ける、又は配置することができない。一部の実施形態では、ラック又はトレイのそれぞれは、RFIDリーダアンテナマトリックス514のRFIDリーダアンテナのうちの1つによって検出され得る、中心位置に取り付けられたRFIDタグを有してよい。例えば、ラックが参照番号604によって指定されたサイズである場合、ラックは、ラックの中心位置に単一のRFIDタグを有してよい。ラックが「1」及び「2」とラベル付けされた搭載位置決め機構516上に配置されるとき、これらの搭載位置決め機構516の間にあるRFアンテナは起動され、単一のRFIDタグから情報を得ることができる。この単一のRFIDタグは、ラックの寸法に関する情報を(例えば、メモリ内に)記憶してよい。この場合、リーダアンテナに接続されたコンピュータ装置は、現在ラックが、「1」及び「2」とラベル付けされた搭載位置決め機構上に位置付けられていることを判定できる。
図7A〜7Bは、本発明の一実施形態における、汎用搭載部上にある例示のラック/トレイ配置を示す。
(平面図を示す)図7Aに図示されるように、第1例示構成702(4個の6×6ラック)は、汎用搭載装置502上に配置されてよい。第2例示構成704(1個の6×14ラック、1個の6×2ラック、及び1個の6×6ラック)は、汎用搭載装置502上に配置されてよい。第3例示構成706(2個の6×6ラック及び12個の5×1ラックを保持する1つのトレイ708)は、汎用搭載装置502上に配置されてよい。
第1例示構成では、ラック710は、ラックの中心位置にRFIDタグを有してよい。ラック710のRFIDタグは、ラック710に関する幾何学的情報が取り出され、汎用搭載装置502上の機構位置に関連付けられるように、RFIDリーダアンテナ712と揃ってよい。
第3例示構成706では、試料キャリア708は、12個の5×1ラックを保持する。5×1ラックのそれぞれは、汎用搭載装置502のパターン化機構を有さなくてよい。しかしながら、試料キャリア708に取り付けられたRFIDタグ(図示なし)は、汎用搭載装置502上のRFIDリーダアンテナと揃って、試料キャリア708内に配置されたラックを識別するための関連情報を取り出して、その結果、ラック内の試料位置を識別するように、中心位置にあってよい。
図7Bは、本発明の実施形態による汎用搭載装置502を使用した、例示の汎用搭載装置502並びに構成702、704、及び706の側面斜視図を示す。
図7A〜7Bに図示したように、本発明の実施形態は、汎用搭載装置を使用して、異なるサイズ/種類のラック又はトレイを多数の位置に配置できるようにする。本発明の実施形態では、試料キャリアは、汎用搭載装置のパターン化機構の1つ以上を試料キャリアの位置決め機構及び方向付け機構と連結させることにより位置付けられることができる。したがって、本発明の実施形態は、多数のラック/トレイサイズにアクセスして、様々なワークフロー又は試料の分類に対応できるようにすることによって、自動化システムのオペレータに柔軟性をもたらす。
更に、再び図5Aを参照すると、搭載方向付け機構524は、ラック504の方向を検出するための物理的制御を提供し、RFIDタグ506は、汎用搭載装置502上のラック504の位置検出を可能にする。一部の実施形態では、汎用搭載装置502の搭載方向付け機構524は、ラック200の多数のRFIDタグと組み合わされて、汎用搭載装置502上のラックの位置及び方向を判定してよい。物理的制御に搭載方向付け機構を使用することにより、より少ないRFIDリーダアンテナが可能になってよい。これは、ラックの位置が若干限定されるためである。これは、他の構成に対して、システムの複雑性及び費用を低減し得る。
図を参照して本明細書で説明される様々な関与部分及び要素は、本明細書で説明される機能を促進するために、1つ以上のコンピュータ装置を動作させることができる。任意のサーバ、プロセッサ、又はデータベースを含む上記の任意の要素は、本明細書に記載の機能(例えば、検査室自動化システム、搬送システム、スケジューラ、中央コントローラ、ローカルコントローラなどの機能ユニット及びモジュールを操作並びに/又は制御するための機能など)を促進するために、任意の適した数のサブシステムを使用してもよい。
かかるサブシステム又は構成要素の例は、図8に示される。図8に示されるサブシステムは、システムバス805を介して相互接続される。プリンタ804、キーボード808、固定ディスク809(又はコンピュータ読み取り可能な媒体を含む他のメモリ)、ディスプレイアダプタ806に連結されたモニタ811などの追加のサブシステムが示される。入出力(I/O)コントローラ801(プロセッサ又は他の好適なコントローラであり得る)に接続する、周辺機器及びI/O装置は、シリアルポート807など当該技術分野において既知の任意数の手段によって、コンピュータシステムに接続することができる。例えば、シリアルポート807又は外部インターフェース810を使用して、インターネットなど広域ネットワーク、マウス入力装置、又はスキャナに、コンピュータ装置を接続することができる。システムバスを介した相互接続により、中央処理装置803は、各サブシステムと通信して、システムメモリ802又は固定ディスク809からの命令の実行、並びにサブシステム間の情報の交換を制御することが可能となる。システムメモリ802及び/又は固定ディスク809は、コンピュータ読み取り可能な媒体を具現化することができる。
本技術の実施形態は、上述の実施形態に限定されない。上述の態様の一部に関する具体的な詳細が、上に提供されている。具体的な態様の具体的な詳細は、本技術の実施形態の趣旨及び範囲から逸脱することなく、任意の好適な手法と組み合わされてよい。本技術の一部の実施形態では、例えば、バックエンド処理、データ分析、データ収集、及び他のプロセスが全て組み合わされていてもよい。しかしながら、本技術の他の実施形態は、それぞれの個別の態様、又はこれらの個別の態様の具体的な組み合わせに関する具体的な実施形態に向けられたものであってよい。
上記の本技術は、モジュラ型又は統合型の(有形の物理的媒体内に保存された)コンピュータソフトウェアを使用して制御論理の形態で実行され得ることを理解すべきである。更に、本技術は、任意の画像処理の形態及び/又は組み合わせで実装され得る。本開示及び本明細書に提供された教示に基づいて、当業者であれば、ハードウェア及びハードウェアとソフトウェアの組み合わせを用いて本技術を実施するための、他の手段及び/又は方法を知り、かつ理解するであろう。
この出願において記載されたソフトウェア構成要素又は機能のいずれも、任意の好適なコンピュータ言語、例えば、Java(登録商標)、C++又はPerlなどを使用し、例えば、従来型の又はオブジェクト指向型の手法を用いて、プロセッサにより実行されるソフトウェアコードとして実装され得る。このソフトウェアコードは、一連の指示又はコマンドとして、コンピュータ読み取り可能な媒体、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、ハードドライブ若しくはフロッピディスクなどの磁気媒体、又はCD−ROMなどの光学媒体に保存され得る。このようなコンピュータ読み取り媒体はいずれも、1つのコンピュータ装置上に属するか、又は、同装置内にあることができ、システム又はネットワーク内の種々のコンピュータ装置上に存在するか、又は、同装置内に存在することができる。
上記記載は、例示であり、限定的なものではない。本技術の多くの変更は、本開示のレビューに基づいて、当業者に明らかとなるであろう。したがって、本技術の範囲は、上記説明を参照して決定されるべきではなく、代わりに、添付の「特許請求の範囲」を参照して、その完全な範囲又は均等物に沿って決定されるべきである。
任意の実施形態からの1つ以上の特徴は、本技術の範囲から逸脱することなく、任意の他の実施形態の1つ以上の特徴と組み合わせられ得る。
「a」、「an」又は「the」の記載は、そうでないことを特記しない限りは、「1つ又は複数(one or more)」を意味するように意図されている。
上に述べた全ての特許、特許出願、刊行物及び説明は、全ての目的のために、それらの内容全体を参照により、本明細書に援用する。従来技術は認められない。

Claims (4)

  1. システムであって、前記システムは、
    試料キャリアであって、前記試料キャリアは本体と前記本体に取り付けられた2つ以上のRFIDタグを含み、前記本体は、試料容器または試料を保持するための1つ以上の凹部を含み、前記2つ以上のRFIDタグの少なくとも1つは、前記試料キャリアの原点を定めるように適合されており、残りのRFIDタグは、前記試料キャリアの方向を定めるように適合されており、前記残りのRFIDタグは、前記原点を定めるように適合された前記RFIDタグと直角を形成する2つのRFIDタグであり、前記原点を定めるように適合された前記RFIDタグまたは前記残りのRFIDタグのうちの1つは、前記試料キャリアの寸法に関する情報を含み、前記試料キャリアは、領域上の4つの可能な方向にのみ配置されることが可能である、試料キャリアと、
    前記領域の長手方向軸に沿って複数のRFIDアンテナを含むRFIDリーダアンテナアレイと
    を含み、
    前記4つの可能な方向のうちの任意の方向において前記試料キャリアの方向を検出するように、前記原点を定めるように適合された前記RFIDタグが、前記RFIDリーダアンテナアレイのうちの1つのRFIDアンテナと一意的に揃えられ、かつ、前記残りのRFIDタグのうちの1つが、前記RFIDリーダアンテナアレイのうちの別のRFIDアンテナと一意的に揃えられ、前記別のRFIDアンテナは、前記1つのRFIDアンテナに隣接する、システム
  2. 前記試料キャリアの原点を定めるように適合された前記少なくとも1つのRFIDタグは、前記試料キャリアの特性を記憶するメモリを含み、前記2つ以上のRFIDタグの少なくとも2つは、RFIDリーダアンテナによって起動され、読み出されるように構成されている、請求項1に記載のシステム
  3. 前記特性は、前記試料キャリアの形状を含み、前記少なくとも2つのRFIDタグのそれぞれが、使用中に前記試料キャリアを配置することが可能な搭載本体の上または搭載本体の内部に位置付けられた対応するRFIDリーダアンテナに揃うことができるように、前記少なくとも2つのRFIDタグは、互いに離隔されている、請求項2記載のシステム
  4. 前記残りのRFIDタグは、前記原点を定めるように適合された前記RFIDタグと直角を形成する2つのRFIDタグであり、前記原点を定めるように適合された前記RFIDタグまたは前記残りのRFIDタグのうちの1つは、前記試料キャリアの寸法に関する情報を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム
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