JP2672264B2 - 液体の計量方法および装置 - Google Patents
液体の計量方法および装置Info
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- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/02—Burettes; Pipettes
- B01L3/0241—Drop counters; Drop formers
- B01L3/0244—Drop counters; Drop formers using pins
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- G—PHYSICS
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/661—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters using light
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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- G01F3/00—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
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- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
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- G01N2035/1027—General features of the devices
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液体を計量するための方
法および装置に関する。さらに詳しくは、サンプル液体
の液滴の体積が光学的測定手段によって決定される方法
および装置に関する。
法および装置に関する。さらに詳しくは、サンプル液体
の液滴の体積が光学的測定手段によって決定される方法
および装置に関する。
【０００２】本発明は、化学臨床分析機用の液体を計量
する分野にある。したがって、この分野の専門家は従来
技術でよく知られている液体の計量方法および光学装置
にも精通している物理学者または物理化学者である。
する分野にある。したがって、この分野の専門家は従来
技術でよく知られている液体の計量方法および光学装置
にも精通している物理学者または物理化学者である。
【０００３】
【従来の技術】従来技術に、いわゆるディリュータ（ｄ
ｉｌｕｔｅｒｓ）と呼ばれる高精度のピストンによって
液体が分量される方法がある。数マイクロリットルの範
囲内の液体の量であれば、いわゆるマイクロピペットと
呼ばれるもので計量することができる。液体をマイクロ
リットルの範囲で計量する別の方法がドイツ特許出願第
４２４３２４７．２号明細書に記載されている。この方
法では、キャピラリチューブ内の液体レベルが電子光学
素子により検出され、キャピラリチューブ内で変化する
液体レベルが計量値に変換される。この方法は充分に正
確な計量を保証するために液体のメニスカス（ｍｅｎｉ
ｓｃｕｓ）の光学的検出を取り扱っている。
ｉｌｕｔｅｒｓ）と呼ばれる高精度のピストンによって
液体が分量される方法がある。数マイクロリットルの範
囲内の液体の量であれば、いわゆるマイクロピペットと
呼ばれるもので計量することができる。液体をマイクロ
リットルの範囲で計量する別の方法がドイツ特許出願第
４２４３２４７．２号明細書に記載されている。この方
法では、キャピラリチューブ内の液体レベルが電子光学
素子により検出され、キャピラリチューブ内で変化する
液体レベルが計量値に変換される。この方法は充分に正
確な計量を保証するために液体のメニスカス（ｍｅｎｉ
ｓｃｕｓ）の光学的検出を取り扱っている。
【０００４】ゆえに、従来技術で知られている方法の欠
点は、約１マイクロリットルより多い量の液体を計量で
きるにすぎないという点である。そのうえ、液体に接す
る器具部分は比較的複雑かつ高価であり、使い捨て部品
より繰り返し使用できることが求められているのが実情
である。
点は、約１マイクロリットルより多い量の液体を計量で
きるにすぎないという点である。そのうえ、液体に接す
る器具部分は比較的複雑かつ高価であり、使い捨て部品
より繰り返し使用できることが求められているのが実情
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】液体を計量するための
方法と装置を提供することが本発明の目的である。本発
明はまた、１マイクロリットル未満の液体の体積を信頼
性がありかつ正確に計量できるようにすることを目的と
する。本発明の他の目的は計量装置の汚染を排除するこ
とにある。
方法と装置を提供することが本発明の目的である。本発
明はまた、１マイクロリットル未満の液体の体積を信頼
性がありかつ正確に計量できるようにすることを目的と
する。本発明の他の目的は計量装置の汚染を排除するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】液体の計量のための本発
明の方法は、 ａ）液体の液滴が移送部材（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｅｌｅ
ｍｅｎｔ）に付着するように、該移送部材が液体に接触
させられるような接触工程、 ｂ）液滴および少なくとも移送部材の一部が照らされ、
そして光学システムが少なくとも液滴の画像（ｐｉｃｔ
ｕｒｅ）および少なくとも１つの移送部材の一部の画像
を光学センサ上に作成する像形成（ｉｍａｇｉｎｇ）工
程、 ｃ）液滴の輪郭（ｃｏｎｔｏｕｒ）が光学センサ上につ
くられた少なくとも一つの画像を元にして決定され、そ
して液滴の体積が前記決定された輪郭から算出される光
学的測定工程、および ｄ）移送部材に付着している液滴が分析容器に移送され
る移送工程からなる方法に関する。
明の方法は、 ａ）液体の液滴が移送部材（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｅｌｅ
ｍｅｎｔ）に付着するように、該移送部材が液体に接触
させられるような接触工程、 ｂ）液滴および少なくとも移送部材の一部が照らされ、
そして光学システムが少なくとも液滴の画像（ｐｉｃｔ
ｕｒｅ）および少なくとも１つの移送部材の一部の画像
を光学センサ上に作成する像形成（ｉｍａｇｉｎｇ）工
程、 ｃ）液滴の輪郭（ｃｏｎｔｏｕｒ）が光学センサ上につ
くられた少なくとも一つの画像を元にして決定され、そ
して液滴の体積が前記決定された輪郭から算出される光
学的測定工程、および ｄ）移送部材に付着している液滴が分析容器に移送され
る移送工程からなる方法に関する。
【０００７】さらに本発明は、照射部材用ユニット、調
節装置、検出装置、評価装置および移送装置を含み、液
体の液滴の体積を光学的に決定する、液体を計量するた
めのシステムに関する。
節装置、検出装置、評価装置および移送装置を含み、液
体の液滴の体積を光学的に決定する、液体を計量するた
めのシステムに関する。
【０００８】
【作用および実施例】本発明の方法は数ナノリットルか
らマイクロリットルまでの極少量の液体の計量を取り扱
う。本発明で理解される計量は、予め決められた量の液
体を分析容器に放出するものではなく、むしろ本質的に
予め決定することができないある量の液体を加えること
にあり、液体が分析容器内に移送される前に高精度で決
定しうるものである。このことは、通常、液体の分析の
可能性を制限するものではない。用いられるサンプルの
量に関しては、すでに知られている分析方法は比較的融
通がきくものである。しかしながら、前記の分析の精度
は決定が可能なサンプルの計量値の精度に直接関係す
る。
らマイクロリットルまでの極少量の液体の計量を取り扱
う。本発明で理解される計量は、予め決められた量の液
体を分析容器に放出するものではなく、むしろ本質的に
予め決定することができないある量の液体を加えること
にあり、液体が分析容器内に移送される前に高精度で決
定しうるものである。このことは、通常、液体の分析の
可能性を制限するものではない。用いられるサンプルの
量に関しては、すでに知られている分析方法は比較的融
通がきくものである。しかしながら、前記の分析の精度
は決定が可能なサンプルの計量値の精度に直接関係す
る。
【０００９】本発明の方法では、計量されるべき液体が
移送部材と接触する。これは、たとえば、移送部材を計
量される液体に浸し、そしてその後再び取り出すことに
よりなされる。移送部材に付着する液体は分析容器に加
えられるサンプルの量である。液体は、しかしながら、
また、付着力（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒｃｅ）および
／または引力（ｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｃ
ｅ）によって付着するために、移送部材の上に直接加え
ることもできる。
移送部材と接触する。これは、たとえば、移送部材を計
量される液体に浸し、そしてその後再び取り出すことに
よりなされる。移送部材に付着する液体は分析容器に加
えられるサンプルの量である。液体は、しかしながら、
また、付着力（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｆｏｒｃｅ）および
／または引力（ｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｃ
ｅ）によって付着するために、移送部材の上に直接加え
ることもできる。
【００１０】移送部材に液体を接触させるこれら異なっ
た可能性によって、後者ではさまざまな形および大きさ
をとりうる。移送部材は、たとえば、計量される液体に
浸されて、移送部材のフロント面（ｆｒｏｎｔ ｓｉｄ
ｅ）に液滴の形で液体が付着するような棒の形状であり
うる。計量される液体の量は移送部材のフロント部分の
形を変化させることにより変わりうる。さらに、付着し
ている液体の量は、たとえば粘性などの液体の特性のみ
ならず移送部材の表面特性にも依存する。好ましい実施
例では、棒状の移送部材は繊維である。利用可能な物質
は、ガラスや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメ
チルメタクレート、ポリエチレンテレフタレートのよう
なプラスチックス、金属、合金を含む。本発明に特に適
する移送部材は、棒状体の外周面が計量される液体に小
さい付着力しか示さず、フロントの表面が好適な吸着性
を示すばあいのものである。そのような実施態様では、
移送部材のフロントの表面に付着する液滴は、体積の決
定をより複雑にする移送部材の壁部には付着しない。小
さな棒の形状をもつ本発明における移送部材は長い繊維
を切る、溶融するまたは他のどんな方法でも、その長さ
を減少させることでうることができる。移送部材は、た
とえばフラウンホーファー インスティテュート（Ｆｒ
ａｕｎｈｏｆｅｒ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）「マテリアル
サイエンスモノグラフ（Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅ
ｎｃｅ Ｍｏｎｏｇｒａｐｈｓ）」６７、２０３ページ
以下参照、１９９１年に記載されているようにコーティ
ングされることがとくに好ましい。移送部材に使用され
る物質がサンプル液体に対して強い吸着力をもつもので
あるばあい、移送部材の外側を撥液性（ｌｉｑｕｉｄ−
ｒｅｐｅｌｌｅｎｔ）フィルムで覆ってもよい。そのよ
うな繊維状の移送部材を分割すると、切断端は吸着能
（通常親水性）を有するが、外周面は小さい吸着力（通
常疎水性）を示す。
た可能性によって、後者ではさまざまな形および大きさ
をとりうる。移送部材は、たとえば、計量される液体に
浸されて、移送部材のフロント面（ｆｒｏｎｔ ｓｉｄ
ｅ）に液滴の形で液体が付着するような棒の形状であり
うる。計量される液体の量は移送部材のフロント部分の
形を変化させることにより変わりうる。さらに、付着し
ている液体の量は、たとえば粘性などの液体の特性のみ
ならず移送部材の表面特性にも依存する。好ましい実施
例では、棒状の移送部材は繊維である。利用可能な物質
は、ガラスや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメ
チルメタクレート、ポリエチレンテレフタレートのよう
なプラスチックス、金属、合金を含む。本発明に特に適
する移送部材は、棒状体の外周面が計量される液体に小
さい付着力しか示さず、フロントの表面が好適な吸着性
を示すばあいのものである。そのような実施態様では、
移送部材のフロントの表面に付着する液滴は、体積の決
定をより複雑にする移送部材の壁部には付着しない。小
さな棒の形状をもつ本発明における移送部材は長い繊維
を切る、溶融するまたは他のどんな方法でも、その長さ
を減少させることでうることができる。移送部材は、た
とえばフラウンホーファー インスティテュート（Ｆｒ
ａｕｎｈｏｆｅｒ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）「マテリアル
サイエンスモノグラフ（Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅ
ｎｃｅ Ｍｏｎｏｇｒａｐｈｓ）」６７、２０３ページ
以下参照、１９９１年に記載されているようにコーティ
ングされることがとくに好ましい。移送部材に使用され
る物質がサンプル液体に対して強い吸着力をもつもので
あるばあい、移送部材の外側を撥液性（ｌｉｑｕｉｄ−
ｒｅｐｅｌｌｅｎｔ）フィルムで覆ってもよい。そのよ
うな繊維状の移送部材を分割すると、切断端は吸着能
（通常親水性）を有するが、外周面は小さい吸着力（通
常疎水性）を示す。
【００１１】他の好ましい実施例では、移送部材が計量
される液体の液滴よりも大きい平らな表面の部材（ｅｌ
ｅｍｅｎｔ）をもつ。本発明によると、プラスチックス
やガラス、金属製の箔が使用できる。有利には、これら
使用される材料が少なくとも部分的には光を通す物質を
含んでいる。移送部材の表面が球形の液滴の形成を助け
るため、表面で液体がブリーディングするのを避けるた
めに撥液性であることも有利である。
される液体の液滴よりも大きい平らな表面の部材（ｅｌ
ｅｍｅｎｔ）をもつ。本発明によると、プラスチックス
やガラス、金属製の箔が使用できる。有利には、これら
使用される材料が少なくとも部分的には光を通す物質を
含んでいる。移送部材の表面が球形の液滴の形成を助け
るため、表面で液体がブリーディングするのを避けるた
めに撥液性であることも有利である。
【００１２】物理的に、疎水性の表面物質は水性の液滴
がその上に大きな濡角を形成するものと認識ができる。
この適用に好適なプラスチックスはポリビニリデンフル
オイド（テフロン）、ポリエチレン、ポリプロピレン、
およびポリメチルメタクレートを含む。低い疎水性をも
つ表面は、たとえばオルガノシランでコーティングする
ことによりえられる。
がその上に大きな濡角を形成するものと認識ができる。
この適用に好適なプラスチックスはポリビニリデンフル
オイド（テフロン）、ポリエチレン、ポリプロピレン、
およびポリメチルメタクレートを含む。低い疎水性をも
つ表面は、たとえばオルガノシランでコーティングする
ことによりえられる。
【００１３】本発明によると、移送部材に付着する液体
の体積は吸着された液体の輪郭を光学的に測定すること
により決定される。液体が存在しない状態の移送部材の
輪郭を最初に測定し、ついで液体で覆われた移送部材の
体積を算出することが好ましい。
の体積は吸着された液体の輪郭を光学的に測定すること
により決定される。液体が存在しない状態の移送部材の
輪郭を最初に測定し、ついで液体で覆われた移送部材の
体積を算出することが好ましい。
【００１４】光学的測定を行なうために、移送部材を照
らし、移送部材を通過した後に光線は光学センサに向か
う。本発明で使用されるサンプルの体積として、ここで
は、液体の液滴はミリメートルおよびそれ以下の範囲内
にあり、光は大きく回折する。体積を決定するために、
輪郭の決定に回折が含まれることが要求されるような高
い精度で液滴の輪郭が決定されなければならない。
らし、移送部材を通過した後に光線は光学センサに向か
う。本発明で使用されるサンプルの体積として、ここで
は、液体の液滴はミリメートルおよびそれ以下の範囲内
にあり、光は大きく回折する。体積を決定するために、
輪郭の決定に回折が含まれることが要求されるような高
い精度で液滴の輪郭が決定されなければならない。
【００１５】図１に光がどのように端部で回折されるか
を示す。輝度の関数ｈ（ｘ）から物体Ｄの物理的な端
（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｅｄｇｅ）（地点ｘ′1 またはＣ
で示される）はｘの大きな値（基準輝度、たとえば領域
Ａで定められる）に対して約２５％の輝度であることが
わかる。ゆえに、物理的な端は、基準輝度、たとえば、
可能な最大の輝度をまず決定し、ついで該基準輝度の２
５％に相当する輝度の地点を決定することにより決めら
れる。実際には、しかしながら、物理的な端の決定値を
校正することがより好ましい。これを達成するために、
知られておりそして正確に輪郭を定められた物体が光線
に当たるように置かれる。端での輝度の割合は、所定の
配置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に対して輝度関数を測
定することにより決定されうる。どのような配置（光の
強度、光線の方向）の変化も通常、再校正が必要であ
る。未知の輪郭をもつ物体が測定されると、物理的な端
での輝度関数が決定され、予め決めた校正に基づいて評
価される。単純な限界値法（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｐｒ
ｏｃｅｓｓ）では、基準輝度に基づいた輝度の割合にし
たがって、前記の端に相応するカーブの１点が、対象物
の端に関連する。こうした方法は輝度カット−オフ値
（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｃｕｔ−ｏｆｆ ｖａｌｕ
ｅ）として知られている。
を示す。輝度の関数ｈ（ｘ）から物体Ｄの物理的な端
（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｅｄｇｅ）（地点ｘ′1 またはＣ
で示される）はｘの大きな値（基準輝度、たとえば領域
Ａで定められる）に対して約２５％の輝度であることが
わかる。ゆえに、物理的な端は、基準輝度、たとえば、
可能な最大の輝度をまず決定し、ついで該基準輝度の２
５％に相当する輝度の地点を決定することにより決めら
れる。実際には、しかしながら、物理的な端の決定値を
校正することがより好ましい。これを達成するために、
知られておりそして正確に輪郭を定められた物体が光線
に当たるように置かれる。端での輝度の割合は、所定の
配置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に対して輝度関数を測
定することにより決定されうる。どのような配置（光の
強度、光線の方向）の変化も通常、再校正が必要であ
る。未知の輪郭をもつ物体が測定されると、物理的な端
での輝度関数が決定され、予め決めた校正に基づいて評
価される。単純な限界値法（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｐｒ
ｏｃｅｓｓ）では、基準輝度に基づいた輝度の割合にし
たがって、前記の端に相応するカーブの１点が、対象物
の端に関連する。こうした方法は輝度カット−オフ値
（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｃｕｔ−ｏｆｆ ｖａｌｕ
ｅ）として知られている。
【００１６】より複雑な評価手法では、輝度のカーブの
より広い部分が計算に含まれ、その範囲は、たとえば、
ｘ′1 −Ｆからｘ′1 ＋５Ｆまでである。関数の測定部
分はスプライン関数で近似される。スプライン関数の係
数はポイントｘ′1 、すなわち物理的な端の輝度関数の
物理モデル（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ）と比較し
て決定される。
より広い部分が計算に含まれ、その範囲は、たとえば、
ｘ′1 −Ｆからｘ′1 ＋５Ｆまでである。関数の測定部
分はスプライン関数で近似される。スプライン関数の係
数はポイントｘ′1 、すなわち物理的な端の輝度関数の
物理モデル（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ）と比較し
て決定される。
【００１７】液滴の体積を決定するために、輝度関数が
液滴のさまざまな異なった点において決定されなければ
ならない。いったん液滴の輪郭および液滴が隣接してい
る移送部材の輪郭が決定されると、液滴の体積が計算さ
れうる。計算は、たとえば、円のまたは楕円の液滴のモ
デルを基にしてなされる。極めて単純なモデルでは、移
送部材に付着している液滴は球のセグメントの形を有す
ると仮定されうる。このばあい、液滴の決定された輪郭
は、球の表面の曲率を考慮して結論づけられ、ここで曲
率は半径である。液滴の体積は相応する球のセグントの
体積から数学的に結論づけることができる。類似した単
純なモデルでは、移送部材に付着している液滴が楕円体
のセグメントであると考えられる。複雑なコンピュータ
処理の方法では、液滴の表面がまずスキャンされ、そし
て基準点に基づき、輪郭が補間関数（ｉｎｔｅｒｐｏｌ
ａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で決定される。体積の
実際の決定は多面体の液滴の輪郭の下で空間を埋めてい
くことにより実行される。
液滴のさまざまな異なった点において決定されなければ
ならない。いったん液滴の輪郭および液滴が隣接してい
る移送部材の輪郭が決定されると、液滴の体積が計算さ
れうる。計算は、たとえば、円のまたは楕円の液滴のモ
デルを基にしてなされる。極めて単純なモデルでは、移
送部材に付着している液滴は球のセグメントの形を有す
ると仮定されうる。このばあい、液滴の決定された輪郭
は、球の表面の曲率を考慮して結論づけられ、ここで曲
率は半径である。液滴の体積は相応する球のセグントの
体積から数学的に結論づけることができる。類似した単
純なモデルでは、移送部材に付着している液滴が楕円体
のセグメントであると考えられる。複雑なコンピュータ
処理の方法では、液滴の表面がまずスキャンされ、そし
て基準点に基づき、輪郭が補間関数（ｉｎｔｅｒｐｏｌ
ａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で決定される。体積の
実際の決定は多面体の液滴の輪郭の下で空間を埋めてい
くことにより実行される。
【００１８】後者の方法では、液滴に接触する移送部材
の表面の不規則性を考慮することも可能である。
の表面の不規則性を考慮することも可能である。
【００１９】これらの数学的に複雑な方法に加えて、移
送部材上に既知の体積のものを与え、その結果えられる
輪郭を決定することにより、体積決定のめたの技術的解
決法を提供することも可能である。これらの測定方法は
未知の量を決定するための検量線を確立するために使用
される。
送部材上に既知の体積のものを与え、その結果えられる
輪郭を決定することにより、体積決定のめたの技術的解
決法を提供することも可能である。これらの測定方法は
未知の量を決定するための検量線を確立するために使用
される。
【００２０】体積の決定につづいて、サンプル液滴の付
着した移送部材は分析容器または別の分析にできるだけ
早く移送される。一般的に、移送部材とサンプルとが接
触してから、分析が始まるまでの時間間隔は液体の蒸発
を避けるためにできるだけ短くされるべきである。正確
な分析のためには移送部材とサンプルとの接触と体積の
決定とのあいだの時間のみが重要である。なぜなら、あ
とに続く濃度の計算が測定された体積を基準になされる
ためである。臨床分析に関連する被分析物が高い蒸気圧
を有してるいとき、体積の決定後の蒸発は、多くのばあ
い、濃度計算に関して無関係である。
着した移送部材は分析容器または別の分析にできるだけ
早く移送される。一般的に、移送部材とサンプルとが接
触してから、分析が始まるまでの時間間隔は液体の蒸発
を避けるためにできるだけ短くされるべきである。正確
な分析のためには移送部材とサンプルとの接触と体積の
決定とのあいだの時間のみが重要である。なぜなら、あ
とに続く濃度の計算が測定された体積を基準になされる
ためである。臨床分析に関連する被分析物が高い蒸気圧
を有してるいとき、体積の決定後の蒸発は、多くのばあ
い、濃度計算に関して無関係である。
【００２１】経験上、４００ナノリットルと１マイクロ
リットルとの間の範囲のサンプル体積に対しては、蒸発
による濃度の決定における誤差率を３％より小さく維持
するために、サンプルを採取したあと、３〜５秒以内で
測定が可能である。とくに気圧、温度、湿度に代表され
る周囲状態がすべて知られているばあい、所定時間にわ
たる蒸発量は経験的に決定されるかまたは計算されう
る。小さな液滴の蒸発量の計算に関する説明はパイス
（Ｐｅｉｓｓ）の「Ｃ．Ｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．」６５（１２）１５に記載されている。経験的にま
たは数学的に決定される蒸発した物質の量は、分析の精
度をあげ、本発明によって決定される液滴の体積の精度
を上げるために使用される。
リットルとの間の範囲のサンプル体積に対しては、蒸発
による濃度の決定における誤差率を３％より小さく維持
するために、サンプルを採取したあと、３〜５秒以内で
測定が可能である。とくに気圧、温度、湿度に代表され
る周囲状態がすべて知られているばあい、所定時間にわ
たる蒸発量は経験的に決定されるかまたは計算されう
る。小さな液滴の蒸発量の計算に関する説明はパイス
（Ｐｅｉｓｓ）の「Ｃ．Ｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．」６５（１２）１５に記載されている。経験的にま
たは数学的に決定される蒸発した物質の量は、分析の精
度をあげ、本発明によって決定される液滴の体積の精度
を上げるために使用される。
【００２２】計量の精度を向上させる他の可能性とし
て、サンプル液滴の蒸発を減らすことがある。周囲の気
温を下げることや、とくには湿度を上げることにより実
施可能である。
て、サンプル液滴の蒸発を減らすことがある。周囲の気
温を下げることや、とくには湿度を上げることにより実
施可能である。
【００２３】さらに本発明は、つぎの部材を有する液体
を計量するためのシステムを含む。
を計量するためのシステムを含む。
【００２４】ａ）付着力および／または引力により液体
の少なくとも１つの液滴が付着している、該液体の少な
くとも１つの液滴を有する移送部材、 ｂ）少なくとも１つの光源をもち、かつレンズ、鏡およ
び絞りの配置をもちうる照射ユニット、 ｃ）移送部材を支持し、かつ照射ユニットの光路内で少
なくとも１つの空間方向における移送部材の動きを許容
する調節装置、 ｄ）光が移送部材を通過したあと該光を検出し、かつレ
ンズ、鏡および絞りの配置をもちうる検出装置、 ｅ）検出装置ユニットからの信号により液体の少なくと
も１つの液滴の輪郭を決定し、ついで液体の液滴の体積
を算出する評価装置、 ｆ）液体の少なくとも１つの液滴を有する移送部材を分
析容器内に移送する移送装置 からなる液体の計量システム。
の少なくとも１つの液滴が付着している、該液体の少な
くとも１つの液滴を有する移送部材、 ｂ）少なくとも１つの光源をもち、かつレンズ、鏡およ
び絞りの配置をもちうる照射ユニット、 ｃ）移送部材を支持し、かつ照射ユニットの光路内で少
なくとも１つの空間方向における移送部材の動きを許容
する調節装置、 ｄ）光が移送部材を通過したあと該光を検出し、かつレ
ンズ、鏡および絞りの配置をもちうる検出装置、 ｅ）検出装置ユニットからの信号により液体の少なくと
も１つの液滴の輪郭を決定し、ついで液体の液滴の体積
を算出する評価装置、 ｆ）液体の少なくとも１つの液滴を有する移送部材を分
析容器内に移送する移送装置 からなる液体の計量システム。
【００２５】本発明のシステムは移送部材および移送部
材に付着している液体の液滴を照らすための照射ユニッ
トを有する。使用可能な光線は通常のランプ、たとえば
白熱ランプやハロゲンランプである。好ましい態様で
は、これらのランプが一定の輝度を保つように操作され
ている。有利な実施態様としては平行光線の束がレンズ
システムを介して光源の光から発生されることである。
光線の束は移送部材を移送部材に付着する液滴とともに
照らすために使用される。２番目のレンズシステムで
は、液滴および隣接する移送部材の像がセンサ上につく
られる。液体の液滴が、像をつくるレンズシステムの焦
点にあるばあいは、再生可能（ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｆｌ
ｅ）であり、それゆえにとくに有利な条件である。これ
は、調節装置を用いて達成される。
材に付着している液体の液滴を照らすための照射ユニッ
トを有する。使用可能な光線は通常のランプ、たとえば
白熱ランプやハロゲンランプである。好ましい態様で
は、これらのランプが一定の輝度を保つように操作され
ている。有利な実施態様としては平行光線の束がレンズ
システムを介して光源の光から発生されることである。
光線の束は移送部材を移送部材に付着する液滴とともに
照らすために使用される。２番目のレンズシステムで
は、液滴および隣接する移送部材の像がセンサ上につく
られる。液体の液滴が、像をつくるレンズシステムの焦
点にあるばあいは、再生可能（ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｆｌ
ｅ）であり、それゆえにとくに有利な条件である。これ
は、調節装置を用いて達成される。
【００２６】液滴の像は、１次元、好ましくは２次元の
輝度の評価ができる光学的センサ上に投影される。好適
な手段はいわゆるビジコンまたは半導体の影像センサで
ある。好ましくはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅ
ｄ Ｄｅｖｉｃｅ、荷電結合素子）アレイが比較的低価
格で市販のものがえられ、像の高解像度が確保できる。
輝度の評価ができる光学的センサ上に投影される。好適
な手段はいわゆるビジコンまたは半導体の影像センサで
ある。好ましくはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅ
ｄ Ｄｅｖｉｃｅ、荷電結合素子）アレイが比較的低価
格で市販のものがえられ、像の高解像度が確保できる。
【００２７】それぞれのセンサが、センサの素子の信号
から１次元または２次元の画像をつくるコンピュータシ
ステムに接続されている。
から１次元または２次元の画像をつくるコンピュータシ
ステムに接続されている。
【００２８】前記の方法では、１次元または２次元の液
滴の投影像（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）をうることが可能
である。しかしながら、体積を決定するためには、液体
の空間的な構造を知ることが必要である。隣接する移送
部材は、それゆえに、いくつもの空間的な方向から液滴
を照らすために使用される。このことはビームスプリッ
タ（たとえば、プリズム）により光源を分割し、それら
から光システムを経由していくつかの空間的方向から液
滴に再度当てることで実現できる。棒状の移送部材で
は、移送部材軸方向に直交する２または３方向にて液滴
が照らされることが好ましい。平らな移送部材に配置さ
れた液滴に関しては、移送部材の表面に平行および直角
に照らすのが好ましい。
滴の投影像（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）をうることが可能
である。しかしながら、体積を決定するためには、液体
の空間的な構造を知ることが必要である。隣接する移送
部材は、それゆえに、いくつもの空間的な方向から液滴
を照らすために使用される。このことはビームスプリッ
タ（たとえば、プリズム）により光源を分割し、それら
から光システムを経由していくつかの空間的方向から液
滴に再度当てることで実現できる。棒状の移送部材で
は、移送部材軸方向に直交する２または３方向にて液滴
が照らされることが好ましい。平らな移送部材に配置さ
れた液滴に関しては、移送部材の表面に平行および直角
に照らすのが好ましい。
【００２９】光線が一度液滴を通過すると、いくつかの
センサに直接導かれうるか、または好ましくは、鏡シス
テムを介して単一のセンサに導かれうる。単一のセンサ
が使用されるばあい、別々の光線をつぎつぎと活性化さ
せることおよび存続する光線を不活性化させることが好
ましい。
センサに直接導かれうるか、または好ましくは、鏡シス
テムを介して単一のセンサに導かれうる。単一のセンサ
が使用されるばあい、別々の光線をつぎつぎと活性化さ
せることおよび存続する光線を不活性化させることが好
ましい。
【００３０】図２Ａはサンプル液体が付着していないガ
ラス繊維を示す。フロント面の表面が不規則であること
が明らかに判る。図２Ｂはサンプル液体と接触をさせた
あとの前記と同じガラス繊維である。ガラス繊維に付着
した液体は球のセグメントの形を示している。しかしな
がら、このばあい、体積の決定においてガラス繊維の切
断端の構造を考慮に入れなければならない。
ラス繊維を示す。フロント面の表面が不規則であること
が明らかに判る。図２Ｂはサンプル液体と接触をさせた
あとの前記と同じガラス繊維である。ガラス繊維に付着
した液体は球のセグメントの形を示している。しかしな
がら、このばあい、体積の決定においてガラス繊維の切
断端の構造を考慮に入れなければならない。
【００３１】図３は棒状の移送部材を用いた液滴のサン
プル体積を測定するためのシステムの配置を示す概略説
明図である。光源１の光はレンズ、絞りおよび鏡のシス
テムを経由し、移送部材４に付着しているサンプルに向
けられている２本の光線２と３とに分けられる。棒状の
移送部材の軸は、前記説明図（図３）の紙面に直交して
いる。光線２と３は順に、この移送部材の軸に直交する
方向である２つの直交方向からサンプル液滴を照らす。
照射されているサンプル液滴はレンズシステム５および
６の焦点の位置に置かれ、それにより鮮明な画像（ｐｉ
ｃｔｕｒｅ）がＣＣＤカメラ８でつくられるように像が
形成される。レンズシステム５と６から出てくる光線の
束は、鏡、絞りおよびレンズを通り抜ける。半透過性の
鏡７は光線の一部をＣＣＤカメラ８に向かわせる。
プル体積を測定するためのシステムの配置を示す概略説
明図である。光源１の光はレンズ、絞りおよび鏡のシス
テムを経由し、移送部材４に付着しているサンプルに向
けられている２本の光線２と３とに分けられる。棒状の
移送部材の軸は、前記説明図（図３）の紙面に直交して
いる。光線２と３は順に、この移送部材の軸に直交する
方向である２つの直交方向からサンプル液滴を照らす。
照射されているサンプル液滴はレンズシステム５および
６の焦点の位置に置かれ、それにより鮮明な画像（ｐｉ
ｃｔｕｒｅ）がＣＣＤカメラ８でつくられるように像が
形成される。レンズシステム５と６から出てくる光線の
束は、鏡、絞りおよびレンズを通り抜ける。半透過性の
鏡７は光線の一部をＣＣＤカメラ８に向かわせる。
【００３２】図４は支持部材上の液滴の体積を決定する
ためのシステムを示す。光源１０から出てくる光は光線
スプリッタ１１により２本の部分ビーム１２および１３
に分けられる。サンプル液体１４は支持部材１５上で液
滴の形状を有する。光線１２は側面から、たとえば平ら
なサンプルキャリア１５に対し平行方向から、サンプル
液体を照らす。光線１３は液滴１４を頂部５から照ら
し、光透過性の支持部材１５を横切る。光線１２および
１３がサンプル液滴を通過すると、共通の像が半透過性
の鏡１６によりセンサ１７でつくられる。
ためのシステムを示す。光源１０から出てくる光は光線
スプリッタ１１により２本の部分ビーム１２および１３
に分けられる。サンプル液体１４は支持部材１５上で液
滴の形状を有する。光線１２は側面から、たとえば平ら
なサンプルキャリア１５に対し平行方向から、サンプル
液体を照らす。光線１３は液滴１４を頂部５から照ら
し、光透過性の支持部材１５を横切る。光線１２および
１３がサンプル液滴を通過すると、共通の像が半透過性
の鏡１６によりセンサ１７でつくられる。
【００３３】図５は棒状の移送部材上の楕円体のサンプ
ル液滴を測定するための配置を示す説明図である。移送
部材が、たとえば糸を切断することによってつくられる
と、その切断では理想的な円形とならず、楕円体の端と
なる。そのような移送部材に付着するサンプル液滴も楕
円体状になると推測できる。円形の移送部材に置かれた
液滴はゆがんだ形を呈する可能性もある。したがって、
液滴が平坦な移送部材上に供給されたとき、液滴は理想
的な円形を呈さず、ゆがむであろう。楕円の長い方のま
たは短い方の主軸を決定するために、１平面上の３方向
においてサンプル液滴を照らす必要がある。
ル液滴を測定するための配置を示す説明図である。移送
部材が、たとえば糸を切断することによってつくられる
と、その切断では理想的な円形とならず、楕円体の端と
なる。そのような移送部材に付着するサンプル液滴も楕
円体状になると推測できる。円形の移送部材に置かれた
液滴はゆがんだ形を呈する可能性もある。したがって、
液滴が平坦な移送部材上に供給されたとき、液滴は理想
的な円形を呈さず、ゆがむであろう。楕円の長い方のま
たは短い方の主軸を決定するために、１平面上の３方向
においてサンプル液滴を照らす必要がある。
【００３４】光源２０によって発光した光は凸レンズを
通して焦点を合わせられ、そして光線の束２２および２
３に光線を分ける光線スプリッタ２１に向かう。光線の
束２２は光線スプリッタ２４により光線２５をつくるた
めに再度分けられる。光線２２、２３ならびに２５は棒
状の移送部材２６および該移送部材に付着するサンプル
液滴を移送部材の軸に直交するように照らす。
通して焦点を合わせられ、そして光線の束２２および２
３に光線を分ける光線スプリッタ２１に向かう。光線の
束２２は光線スプリッタ２４により光線２５をつくるた
めに再度分けられる。光線２２、２３ならびに２５は棒
状の移送部材２６および該移送部材に付着するサンプル
液滴を移送部材の軸に直交するように照らす。
【００３５】図５において、棒状移送部材の軸は、前記
説明図（図５）の紙面に直交している。光線の束は１つ
の面上（前記説明図（図５）の紙面の面上）に位置し、
そしてお互いに６０度の角度を形成している。半透過性
の鏡２７および２８は前記光線の束２２、２３、２５を
合わせてセンサ２９に向かわせる。
説明図（図５）の紙面に直交している。光線の束は１つ
の面上（前記説明図（図５）の紙面の面上）に位置し、
そしてお互いに６０度の角度を形成している。半透過性
の鏡２７および２８は前記光線の束２２、２３、２５を
合わせてセンサ２９に向かわせる。
【００３６】本発明を実施例に基づきさらに説明する。
【００３７】実施例１ まず、マイクロメータスクリューで測定されたガラスの
小さい液滴を溶融することによりガラス棒に付けた。測
定装置内を、図３に描かれたような配置にした。種々の
評価方法を比較するために、液滴の面像は電子光学的に
分析された。面像はスプライン関数を用いる手法および
限界値法により評価された。スプライン関数法が適用さ
れたばあいは、回折画像の情報は前記のように評価さ
れ、一方、限界値法が適用されたばあいは、基準輝度の
２５％に相当する輝度の地点のみが決定された。マイク
ロメータスクリューを用いる測定では直径の最大値を与
えるが、電子光学的手法では最終的に直径をうるために
種々の層で液滴の輪郭の決定が求められる。表１は異な
る大きさのガラスの２つの液滴で実施した一連の測定の
結果を示す。画像は７×７μｍの画素寸法のＣＣＤカメ
ラで撮影された。解像度を増すために約１．８×１．８
μｍの大きさで補間手法（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ
ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）が用いられた。表１によると電
子光学的手法ではガラスの液滴の直径は容易に再現でき
ることがわかる。Ｎｏ．７の測定のみが非常に低い輝度
で行なわれたために許容範囲を超えている。
小さい液滴を溶融することによりガラス棒に付けた。測
定装置内を、図３に描かれたような配置にした。種々の
評価方法を比較するために、液滴の面像は電子光学的に
分析された。面像はスプライン関数を用いる手法および
限界値法により評価された。スプライン関数法が適用さ
れたばあいは、回折画像の情報は前記のように評価さ
れ、一方、限界値法が適用されたばあいは、基準輝度の
２５％に相当する輝度の地点のみが決定された。マイク
ロメータスクリューを用いる測定では直径の最大値を与
えるが、電子光学的手法では最終的に直径をうるために
種々の層で液滴の輪郭の決定が求められる。表１は異な
る大きさのガラスの２つの液滴で実施した一連の測定の
結果を示す。画像は７×７μｍの画素寸法のＣＣＤカメ
ラで撮影された。解像度を増すために約１．８×１．８
μｍの大きさで補間手法（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ
ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）が用いられた。表１によると電
子光学的手法ではガラスの液滴の直径は容易に再現でき
ることがわかる。Ｎｏ．７の測定のみが非常に低い輝度
で行なわれたために許容範囲を超えている。
【００３８】
【表１】 実施例２ 棒状の移送部材でのサンプル体積の計量 移送部材が、棒の端の正確な画像がＣＣＤカメラでつく
られるように測定装置（図３による）に取付けられてい
る。移送部材は、たとえば、ガラス繊維の一片や外側を
コーティングした細い金属ワイヤの一片である。相応す
る装置に関しては、サンプルキュベットが、前記棒がサ
ンプル液に浸されているあいだに、移送部材に取り付け
られる。測定装置に取り付けられている液体レベルセン
サは、前記液体中の棒の侵入深さをモニターするために
用いられる。サンプルキュベットを取り除いたのちに、
液体が付着している移送部材は本発明により蒸発による
誤差をできるかぎり避けるために即座に光学的に測定さ
れる。つぎに、棒を反応キュベットにサンプルとともに
加え、サンプル体積を計算した後に、相応する量の試薬
と緩衝溶液が加えられる。
られるように測定装置（図３による）に取付けられてい
る。移送部材は、たとえば、ガラス繊維の一片や外側を
コーティングした細い金属ワイヤの一片である。相応す
る装置に関しては、サンプルキュベットが、前記棒がサ
ンプル液に浸されているあいだに、移送部材に取り付け
られる。測定装置に取り付けられている液体レベルセン
サは、前記液体中の棒の侵入深さをモニターするために
用いられる。サンプルキュベットを取り除いたのちに、
液体が付着している移送部材は本発明により蒸発による
誤差をできるかぎり避けるために即座に光学的に測定さ
れる。つぎに、棒を反応キュベットにサンプルとともに
加え、サンプル体積を計算した後に、相応する量の試薬
と緩衝溶液が加えられる。
【００３９】本発明の好ましい実施態様をまとめるとつ
ぎのとおりである。
ぎのとおりである。
【００４０】（実施態様１）前記液滴および少なくとも
前記移送部材の一部に互いに平行でない少なくとも空間
的に２方向で照らされ、その結果えられる該液滴および
該移送部材の一部の少なくとも２つの像が体積の算出の
ために用いられる前記本発明の液体の計量方法。
前記移送部材の一部に互いに平行でない少なくとも空間
的に２方向で照らされ、その結果えられる該液滴および
該移送部材の一部の少なくとも２つの像が体積の算出の
ために用いられる前記本発明の液体の計量方法。
【００４１】（実施態様２）前記移送部材が少なくとも
１つのフロント面および１つの周表面をもつ棒状体であ
り、前記液滴が移送部材の該フロント面に付着する前記
本発明または実施態様１記載の液体の計量方法。
１つのフロント面および１つの周表面をもつ棒状体であ
り、前記液滴が移送部材の該フロント面に付着する前記
本発明または実施態様１記載の液体の計量方法。
【００４２】（実施態様３）前記棒状の移送部材が前記
液体が本質的に付着しない外表面および前記液体が付着
するフロント面をもつ実施態様２記載の液体の計量方
法。
液体が本質的に付着しない外表面および前記液体が付着
するフロント面をもつ実施態様２記載の液体の計量方
法。
【００４３】（実施態様４）前記移送部材が前記液滴の
直径よりも大きい平らな表面部材をもつ前記本発明また
は実施態様１記載の液体の計量方法。
直径よりも大きい平らな表面部材をもつ前記本発明また
は実施態様１記載の液体の計量方法。
【００４４】（実施態様５）前記液滴と移送部材の前記
平らな表面部材との間に形成される濡角が９０度より大
きい実施態様４記載の液体の計量方法。
平らな表面部材との間に形成される濡角が９０度より大
きい実施態様４記載の液体の計量方法。
【００４５】（実施態様６）計量するサンプルの体積が
１０〜５００ナノリットルの範囲内にある前記本発明ま
たは実施態様２もしくは４記載の液体の計量方法。
１０〜５００ナノリットルの範囲内にある前記本発明ま
たは実施態様２もしくは４記載の液体の計量方法。
【００４６】（実施態様７）前記液滴の少なくとも１つ
の像がＣＣＤカメラで記録される前記本発明または実施
態様２もしくは４記載の液体の計量方法。
の像がＣＣＤカメラで記録される前記本発明または実施
態様２もしくは４記載の液体の計量方法。
【００４７】（実施態様８）前記少なくとも１つの像か
らの前記液滴と移送部材の一部の輪郭が、輝度のカット
オフ値を用いるか、またはスプライン関数の助けを借り
て回折パターンを用いて決定される前記本発明または実
施態様２もしくは４記載の液体の計量方法。
らの前記液滴と移送部材の一部の輪郭が、輝度のカット
オフ値を用いるか、またはスプライン関数の助けを借り
て回折パターンを用いて決定される前記本発明または実
施態様２もしくは４記載の液体の計量方法。
【００４８】（実施態様９）前記照射ユニットが、移送
部材に付着している液滴に照射する互いに平行でない空
間方向に少なくとも２つの光束をもつ前記本発明の液体
の計量システム。
部材に付着している液滴に照射する互いに平行でない空
間方向に少なくとも２つの光束をもつ前記本発明の液体
の計量システム。
【００４９】（実施態様１０）前記移送部材が少なくと
も１つのフロント面および１つの周表面をもつ棒状体で
ある前記本発明または実施態様９記載の液体の計量シス
テム。
も１つのフロント面および１つの周表面をもつ棒状体で
ある前記本発明または実施態様９記載の液体の計量シス
テム。
【００５０】（実施態様１１）前記移送部材が前記液滴
の直径よりも大きい平らな表面部材をもつ前記本発明ま
たは実施態様９記載の液体の計量システム。
の直径よりも大きい平らな表面部材をもつ前記本発明ま
たは実施態様９記載の液体の計量システム。
【００５１】（実施態様１２）前記検出装置がレンズ、
鏡および絞りからなるシステムを備えたＣＣＤカメラで
ある前記本発明の液体の計量システム。
鏡および絞りからなるシステムを備えたＣＣＤカメラで
ある前記本発明の液体の計量システム。
【００５２】（実施態様１３）前記評価装置が、前記検
出装置の信号に基づき、液体の少なくとも１つの液滴の
輪郭を決定し、ついで液体の少なくとも１つの液滴の体
積を計算するために、限界値法またはスプライン関数法
を用いている前記本発明の液体の計量システム。
出装置の信号に基づき、液体の少なくとも１つの液滴の
輪郭を決定し、ついで液体の少なくとも１つの液滴の体
積を計算するために、限界値法またはスプライン関数法
を用いている前記本発明の液体の計量システム。
【００５３】（実施態様１４）前記調節装置が、レンズ
システムの焦点に液体の前記少なくとも１つの液滴を位
置づけ、光学センサ上に該少なくとも１つの液滴の少な
くとも１つの像を投影する前記本発明の液体の計量シス
テム。
システムの焦点に液体の前記少なくとも１つの液滴を位
置づけ、光学センサ上に該少なくとも１つの液滴の少な
くとも１つの像を投影する前記本発明の液体の計量シス
テム。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、１マイクロリットル未
満の液体の液滴の体積を信頼性よく正確に計量すること
ができると共に、計量装置の汚染を最小限に抑えること
ができる。
満の液体の液滴の体積を信頼性よく正確に計量すること
ができると共に、計量装置の汚染を最小限に抑えること
ができる。
【図１】端の部分での回折写真（図中上部）およびそれ
についての輝度関数の理論上のコースを示す説明図（図
中下部）である。
についての輝度関数の理論上のコースを示す説明図（図
中下部）である。
【図２】液滴が付着しているばあい（図２Ｂ）、および
付着していないばあい（図２Ａ）の棒状の移送部材の好
適な実施例である繊維の形状を示す写真である。
付着していないばあい（図２Ａ）の棒状の移送部材の好
適な実施例である繊維の形状を示す写真である。
【図３】棒状の移送部材で体積を光学的に決定するため
の装置の説明図である。
の装置の説明図である。
【図４】平面状の移送部材で体積を光学的に決定するた
めの装置の説明図である。
めの装置の説明図である。
【図５】楕円体の液滴の体積を決定する装置の説明図で
ある。
ある。
１ 光源 ２ 光線 ３ 光線 ４ 移送部材 ５ レンズシステム ６ レンズシステム ７ 半透過性の鏡 ８ ＣＣＤカメラ １０ 光源 １１ 光線スプリッタ １２ 部分ビーム １３ 部分ビーム １４ サンプル液体 １５ 支持部材 １６ 半透過性の鏡 １７ センサ ２０ 光源 ２１ 光線スプリッタ ２２ 光線の束 ２３ 光線の束 ２４ 光線スプリッタ ２５ 光線の束 ２６ 移送部材 ２７ 半透過性の鏡 ２８ 半透過性の鏡 ２９ センサ ３０ レンズ ３１ 絞り ３２ 鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジグマー クローゼ ドイツ連邦共和国、デー−82335 バー ク、ブライテンロー ７ (56)参考文献 特開 平５−45384（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】 ａ）棒状の移送部材を液体に接触させて
液体の液滴を該移送部材のフロント面に付着させる、ま
たは液体を平らな表面部材を有する移送部材の上に加え
る接触工程、 ｂ）液滴および少なくとも移送部材の一部が照らされ、
そして光学システムが少なくとも液滴の画像および少な
くとも１つの移送部材の一部の画像を光学センサ上に作
成する像形成工程、 ｃ）液滴の輪郭が光学センサ上につくられた少なくとも
一つの画像を元にして決定され、そして液滴の体積が前
記決定された輪郭から算出される光学的測定工程、およ
び ｄ）移送部材に付着している液滴が分析容器に移送され
る移送工程からなる液体の計量方法。 - 【請求項２】 前記液滴および少なくとも前記移送部材
の一部に互いに平行でない少なくとも空間的に２方向で
照らされ、その結果えられる該液滴および該移送部材の
一部の少なくとも２つの像が体積の算出のために用いら
れる請求項１記載の液体の計量方法。 - 【請求項３】 ａ）付着力および／または引力により、
液体が付着するフロント面を有する棒状の移送部材、ま
たは液体をその上に加えることのできる平らな表面部材
を有する移送部材であって液体の少なくとも１つの液滴
が付着する該移送部材 ｂ）少なくとも１つの光源をもち、かつレンズ、鏡およ
び絞りの配置をもちうる照射ユニット、 ｃ）移送部材を支持し、かつ照射ユニットの光路内で少
なくとも１つの空間方向における移送部材の動きを許容
する調節装置、 ｄ）光が移送部材を通過したあと該光を検出し、かつレ
ンズ、鏡および絞りの配置をもちうる検出装置、 ｅ）検出装置ユニットからの信号により液体の少なくと
も１つの液滴の輪郭を決定し、ついで液体の液滴の体積
を算出する評価装置、 ｆ）液体の少なくとも１つの液滴を有する移送部材を分
析容器内に移送する移送 装置からなる液体の計量システ
ム 。 - 【請求項４】 前記評価装置が、前記検出装置の信号に
基づき、液体の少なくとも１つの液滴の輪郭を決定し、
ついで液体の少なくとも１つの液滴の体積を計算するた
めに、限界値法またはスプライン関数法を用いている請
求項３記載の液体の計量システム。 - 【請求項５】 前記調節装置が、レンズシステムの焦点
に液体の前記少なくとも１つの液滴を位置づけ、光学セ
ンサ上に該少なくとも１つの液滴の少なくとも１つの像
を投影する請求項３記載の液体の計量システム。
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