JP6325600B2 - 二軸コントローラを有する電子ピペット - Google Patents

Description

可換及び使い捨てのプラスチック・チップを使用した手動の手持ち型空気置換式ピペットは、利用できるようになって４０年を越え、依然として科学的及び生物医学的研究室において最も有力な小容量液体取扱い用具である。これらのピペットは、一般的に、軽量且つ直観的であり、使用しやすく、信頼できるものである。

電動手持ち式ピペットは利用できるようになって２５年を越えるが、一般的に、手動ピペットほど普及していない。電子ピペットは、匹敵するレベルの直観的操作、使いやすさ、又はエルゴノミクスに達していない。一部の特定の用途におけるものを除いて、これらピペットは、一般的に、いくつかの理由によりあまり好まれない。

電子ピペットは、一般的に、従来の手動ピペットより大きく重い。電子ピペットは、手動ピペットにおいては簡素なプランジャ・ボタンによって駆動される移動ピストンに加えて、バッテリ、制御回路、及び駆動モータのためのスペースを必要とする。従来、電子ピペットは、低電力電子回路やサイズ及びコストの制約により、ユーザ・インターフェースがいくつかのボタン、及び小さいモノクロの固定セグメントのＬＣＤディスプレイに制限されるため、プログラムし使用するのが困難であった。さらに、バッテリ技術が未成熟なので、比較的大きく重いバッテリを使用する必要があり、かなり頻繁に再充電又は取り替えを要した。

その高い複雑さのため、電子ピペットは、一般的に、完全手動のピペットより高価である。これらのピペットは、使用するのに感触のよいものではなく、より複雑であり、結果として、潜在的な不信頼度がより大きい。

一方、電子ピペットは、従来の手動ピペットに優るいくつかの重要な利点をもたらす。すなわち、手動ピペットでは達成するのが不可能又は困難である複数の機能及び操作モード（連続分注モード、複雑な操作シークエンス、及び遠隔操作等）を提供する。ばね式のプランジャ・ロッドがないため、このピペットは、特に人間工学的であり、使用者の手が受ける力はかなり減少する。さらに、その電子的な性質により、電子ピペットは、実施されたピペッティング操作に関する情報を保存することが可能であり、各サイクルで一貫性があり、さらに、使用者の技量にそれほど依拠しない。

しかし、一般に、上記利点は、多くの使用者にとって欠点を上回るものではなかった。手動ピペットの使いやすさは、電子ピペットが克服するのが困難な利点であった。

従って、柔軟且つ強力であるのみではなく、従来の手動ピペットに匹敵するほど十分に操作が簡単でもある電子ピペットが引き続き必要とされている。

米国特許第５，６１４，１５３号 米国特許第４，６７１，１２３号 米国特許第６，２５４，８３２号 米国特許第５，１８７，９９０号

本発明による電動ピペットは、電子ピペットが一般的に有する手動ピペットに優る重要な利点を維持しながら、現在入手可能な手持ち式ピペットの欠点の一部に対処する。

本発明による電子ピペットは、軽量で信頼性があり、さらには使いやすい。当該ピペットは、大きく明るいカラー・ドット・マトリクス・ディスプレイ、複数の多機能コントロール・ボタン、及び二軸コントローラを利用して、使用者体験を改善する。コントローラは、左右又は垂直に扱って、ピペットの操作の種々の態様を制御することができ、さらに、押下して選択を記録することができる。二軸コントローラ及び多機能コントロール・ボタンは、ピペットを握って操作しながら便利且つ快適に扱えるように配置される。大きなカラー・ディスプレイは、使用者へのより多くのグラフィカルな情報のフィードバックを容易にし、より多くの情報ステータス画面、警告画面、及びエラー画面を提示するのを可能にする。

本発明の実施形態において、電子ピペットは、充電用並びに遠隔操作及びアクセサリ・ホスティング機能用のマイクロＵＳＢソケットを備える。メモリ・カードを受けるためにマイクロＳＤメモリ拡張スロットを設けることができ、その目的は、ピペットのファームウェアを更新すること、ピペットの操作に関するデータログのストレージを使用可能にすること、又は、ファームウェアによって提供されるデフォルト・モード若しくはメモリ・カードに保存された命令によって使用可能にされる追加モードのいずれかでピペットを制御若しくは操作するためのデータ若しくはパラメータを提供することである。

本発明の実施形態において、電子ピペットは、ピペットの追跡、管理、並びに、サービス及び較正プロトコルの遵守を容易にするためにＲＦＩＤタグ（読取り専用又は書込み可能のいずれか）を含む。

本明細書に記載されているように、本発明は、特に、空気置換式電子ピペットに適用できるが、本明細書に記載される構造及び機能は、容積式ピペット及び他の手持ち式材料取扱い装置にも適用できることに留意されたい。

本発明のこれらの、及び他の目的、特徴、並びに利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面から明らかになる。

本発明による例証的な電子ピペットの外観の等角図である。 図１の電子ピペットの外観の背面図である。 種々の主要な内部機能部品及びサブシステムを例示する、図１の電子ピペットの切欠図である。 矢印が二軸コントローラの可能な動きを示す、図１の電子ピペットのディスプレイ及びユーザ・コントロールの外観図である。 本発明による３つの電子ピペットを収容及び充電するよう構成された、ピペット充電スタンドの外観の等角図である。 図１の電子ピペットのディスプレイ及びユーザ・コントロールの外観図であり、ディスプレイが、基本的なピペッティング・モードに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す図である。 図１の電子ピペットのディスプレイ及びユーザ・コントロールの外観図であり、ディスプレイが、高度なピペッティング・モードに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す図である。 図１の電子ピペットのディスプレイ及びユーザ・コントロールの外観図であり、ディスプレイが、高度なピペッティング・モードに関連する本発明によるピペットの詳細なユーザ・インターフェースの態様を示す図である。 高度なピペッティング・モードに関連する第１のオプション設定画面を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 高度なピペッティング・モードに関連する第２のオプション設定画面を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 高度なピペッティング・モードに関連するサイクル速度設定画面を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 高度なピペッティング・モードに関連する混合設定画面を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 連続分注ピペッティング・モードに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 手動ピペッティング・モードに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 リバース・ピペッティング・モードに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 希釈ピペッティング・モードに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 滴定ピペッティング・モードに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 セットアップ・モードに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 ＧＬＰパラメータ設定モードに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 ピペットのファームウェアを更新するために使用される遠隔操作モードに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 ピペッティング及び他のモードの第１の選択から第２の選択への切換えに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。 ピペッティング及び他のモードの第２の選択から第１の選択へ戻す切換えに関連する本発明によるピペットの主要な高レベルのユーザ・インターフェースの態様を示す、本発明による電子ピペット上のディスプレイを表した図である。

以下、本発明について、詳細な、例示的な実施形態を参照して述べる。本発明によるシステムは多種多様な形態で実施することができることが明らかになる。従って、本明細書において開示される特定の構造的及び機能的詳細は代表的なものであり、本発明の範囲を限定しない。

初めに図１を参照すると、本発明による手持ち式電子ピペット１１０が全体的に示されている。

大部分の従来の手持ち式手動及び電子ピペットのように、例示されたピペット１１０は、垂直に延びる長手方向軸を有した概して細長い構成を有する。ピペット１１０は、使い捨てのピペット・チップを受けるためにその下端部にてシャフト１１４を有する中空で垂直の手持ち可能なハウジング１１２を含む。

ハウジング１１２の上部１１６は、長手方向軸から後方に角度が付けられ、ハウジング１１２の頂部１２０に隣接した前方に面するカラー・ドット・マトリクス液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１１８を含有する前方のコンパートメントを含む。開示される実施形態において、ディスプレイ１１８は、垂直方向から約４５度後方に角度が付けられる。このように配置及び構成され、ディスプレイ１１８は、使用者が右ききであろうと左ききであろうと、ピペット１１０の全ての操作モードの間、使用者が容易に見ることができる。ディスプレイ１１８は、好ましくは、本明細書に記載されるグラフィカル・ユーザ・インターフェースを可能にし容易にするのに十分な解像度を有するバックライト付きＬＣＤである。

ハウジング１１２の上部１１６上には、２つのコントロール・ボタン（すなわち、左のボタン１２２及び右のボタン１２４）がディスプレイ１１８の下に位置する。コントロール・ボタン１２２〜１２４は多機能であり、その作動によって実施される特定の機能は、以下でさらに詳しく記載されるように、ピペット１１０の操作モード次第で変わり得る。ボタン１２２〜１２４の機能は、ディスプレイ１１８の隣接する部分上に与えられる説明文によって表示することができる。

コントロール・ボタン１２２〜１２４の下には、二軸のジョイスティック型コントローラ１２６が位置する。示されているように、コントローラ１２６は、使用者の親指によって扱われることが意図されており、左右又は垂直に搖動させることができる。開示される実施形態において、コントローラ１２６はさらに、押下された場合にさらなるコントロール・ボタンの働きをする。好ましくは、二軸コントローラ１２６は、アナログ性質のものであり、動かされる方向のみでなく、ばねにより付勢された中心位置からの離れるとその大きさも区別することが可能である。従って、コントローラ１２６は、少なくとも１つの軸に沿った、さらに本明細書に記載されるように、２つの軸に沿った位置を表すユーザ入力を受信及び測定する。

開示される実施形態において、先に記載したように、コントローラ１２６は、二軸のジョイスティック型装置であり、その水平及び垂直位置を表す（量子化されるが）実質的に連続する範囲の出力値を出力することが可能であり、中心位置までばねにより付勢される。しかし、他のコントローラの実装が可能であることに留意されたい。例えば、二軸コントローラは、中心以外のホーム位置までばねにより付勢することができるか、又は、一方の軸（水平又は垂直）にのみ沿って他方の軸には沿わないようにばねにより付勢することができる。又は、ばねによる付勢を全く有さない場合もある。本発明の実施形態において、（例えば、垂直軸に沿った）単一軸の連続コントローラは、別の軸に沿った動きを表すためにボタン等のさらなるナビゲーション入力で補われることができる。

上記の連続するスティック型の装置を除いて、他のコントローラの構成も可能である。例えば、コントローラ１２６は、トラックボール・コントローラ、接触式パッド、又は感圧性ナブの形を取ることができる。そのような二軸コントローラは、手持ち式装置の領域において周知であり、（例えば）携帯電話及びポータブル・コンピューターに見られる。これらのタイプのコントローラは、２つの軸に沿った実質的に連続する位置の値を出力することが可能であり、従って、本明細書に記載される本発明と関連して使用するのに適している。セルフセンタリング機能無しでトラックボール、パッド、又は類似のコントローラを使用した場合、論理的な「中心」又は「ホーム」位置を、使用者が最初に自身の指を置く場所、すなわち、コントローラを使用した動き又はジェスチャが始まる位置として定めることができる。

コントローラ１２６の下方、ハウジング１１２の垂直のハンドル部分１２８の頂部には、チップ・エジェクタ・ボタン１３０がある。従来の手動及び電子ピペットの多くにおいてそうであるように、チップ・エジェクタ・ボタン１３０は、部分的にピペット１１０の内部にあるエジェクタ機構を介して、チップ・エジェクタ・スリーブ１３２に結合され、チップがシャフト１１４に装備された場合に、チップ・エジェクタ・ボタン１３０を押下することによって、チップ・エジェクタ・スリーブ１３２をチップに対して作用させ、チップがシャフト１１４から外れるようさせる。

ピペット１１０のハウジング１１２の上部１１６の頂部には、ＵＳＢソケット１３４、好ましくはマイクロＢ型ソケットが利用可能である。ＵＳＢソケットは、ピペット１１０とコンピューター・ワークステーションとの間の通信のための従来型且つ一般に入手可能なＡ型−マイクロＢ型ケーブルを受けるように適合されるか、又は、マイクロＢ型構成を有する充電プラグを受けることができる。

本明細書に記載及び説明される電子ピペット１１０に対する形状及び一般的な構成は、多様な使用者にとって便利且つ快適であることが分かっている。しかし、数多くの他の物理的構成が可能であり、さらに、それらが本発明の範囲内にあると考えられることに留意されたい。

図２は、図１のピペット１１０の背面図を示している。ＵＳＢソケット１３４は、ピペット１１０のハウジング１１２の上部１１６の頂部に見えている。ＵＳＢソケット１３４の下方には、ピペット１１０のための取り外し可能な充電式バッテリ、並びに、マイクロＳＤメモリ・カード・スロット、及び、ピペット１１０内の実時間クロックを動かすために使用されるボタン電池バッテリに到達するために取り外すことができるスライド式バッテリ・コンパートメント・カバー２１２がある。再充電可能なバッテリ、メモリ・カード・スロット、及びボタン電池バッテリは、以下でさらに詳しく記載される。

バッテリ・コンパートメント・カバー２１２の下方にある、２つの露出された電気接点２１４によって、図５において例示され且つ以下に記載される急速充電スタンド等の充電スタンド上にピペット１１０を単に置くことによって、充電式バッテリを充電することが可能である。ピペット１１０は、接点２１４又はＵＳＢソケット１３４を介して再充電することができる。

フィンガー・フック２１６が、ピペット１１０の後部上、ハウジング１１２の垂直なハンドル部分１２８とハウジング１１２の上部１１６との間の接合部の近くに位置している。フィンガー・フック２１６は、使用者がピペット１１０を普通に握り且つ操作する場合に、ハンドル部分１２８を握る及び使用者の指をハウジング１１２の周囲に巻き付けることによって、フィンガー・フック２１６が使用者の人差し指又は中指に支えられ、さらに、使用者の親指がコントローラ１２６及びボタン１２２〜１２４の上又はその付近に自然にあるように位置する。

図３において示されているように、ピペット１１０のハウジング１１２は、２つの主要なインターロック部分、前部ハウジング部分３１２及び後部ハウジング部分３１４から成る。いくつかのさらなる内部フレーム部品が、ハウジング１１２内にピペット１１０の種々の構成部分の位置を定めるために使用される。

上記において及び図２と関連して述べているように、ハウジング１１２の上部１１６は、ハウジング１１２内に含有されるマイクロプロセッサ及びモータ３１８に電力を供給するための充電式の且つ交換可能なバッテリ３１６を含有する後部コンパートメントを含む。好ましくは、前部ハウジング部分３１２のハンドル部分１２８は、ハウジング１１２の下方の領域付近の位置まで延びる、ばねにより付勢され且つ垂直に移動可能なエジェクタ・アーム３２０に結合した親指により作動するエジェクタ・ボタン１３０を含むエジェクタ機構を内部に含有する。エジェクタ・アーム３２０は、ピペット１１０のシャフト１１４をその下端部に隣接して取り囲むエジェクタ・スリーブ１３２（図１）に結合する。このように構成され、ピペット・チップ・エジェクタは、チップ・エジェクタ・アームの下方への動きによって取付シャフトの下端部からピペット・チップを放出するよう設計される。この一般的なチップ・エジェクタの構成は、本明細書において全部が明記されているかのように参照により本明細書に組み込まれている、１９９７年３月２５日に発行されたＨｏｍｂｅｒｇによる米国特許第５，６１４，１５３号において詳細に記載されている。

図２と関連して記載されるように、後部ハウジング部分３１４は、ハンドル部分１２８の上端部付近の位置から後方に延びるフィンガー・フック２１６を有する。フィンガー・フック２１６は、使用者がハンドルを握っているときに使用者の人差し指（又は、所望であれば中指）の上側とかみ合うように下方に曲がった下部表面を含み、使用者の親指はいかなる所望のシークエンスにおいても電子ピペットの制御のうちどれも自由に作動させることができる。

このように、ピペット１１０の重さは、ハウジング１１２のハンドル部分１２８に対する使用者の握力、及び、フィンガー・フック２１６を支える指によって主として支えられ、従って、本発明の電子ピペット１１０は、使用者の親指、手、又は前腕に過度にストレスを加えることなく長時間にわたって使用でき、使用者の制御の下、ピペットの全ての操作モードにおいて正確且つ繰り返し可能なピペットの操作を可能にしている。

先に述べたように、本明細書に記載される電子ピペット１１０は、マイクロプロセッサベースの装置である。従って、ピペット１１０は、マイクロプロセッサと、メモリと、マイクロプロセッサのプログラミング、及び使用者の指示に従ってピペットを駆動させる、また別の方法でピペットを操作するように協働する種々のサポート構成要素及び機能構成要素とを含むいくつかの相互接続されたプリント回路基板を含む制御回路を含む。

開示される実施形態において、主回路基板３２２が、ハウジング１１２の上部１１６内でディスプレイ１１８とバッテリ３１６との間に配置される。主基板３２２は、ディスプレイ・ボード３２４（続いて、ディスプレイ１１８に接続されてディスプレイ１１８を駆動する）及びモータ・ドライバ・ボード３２６に電気的に結合される。主基板は、マイクロプロセッサ、及びそのサポート構成要素を含み、サポート構成要素は、マイクロＳＤメモリ・カード・スロット３２８、内部プロセッサ・リセット・ボタン３３０、及び、実時間クロックに電力を提供する交換可能なボタン電池バッテリ、及び、本発明の一実施形態においては不揮発性メモリを含む。

モータ・ドライバ・ボード３２６は、ステッピング・モータ３１８を駆動するために使用される信号を生成するのに必要な電子回路を含む。市販の電子ピペットにおいてそうであるように、モータ３１８は、親ねじ３３２を使用してモータの回転運動をハウジング１１２内でピストン３３４を垂直に駆動する直線運動に変え、ステッピング・モータ３１８及び親ねじ３３２は共に直線アクチュエータを形成する。ステッピング・モータ３１８は、いずれも本明細書において全部が明記されているかのように参照により本明細書に組み込まれている、１９８７年６月９日に発行されたＭａｇｎｕｓｓｅｎらによる米国特許第４，６７１，１２３号、及び、２００１年７月３日に発行されたＲａｉｎｉｎらによる米国特許第６，２５４，８３２号において全般的に記載されている技術及び方法を使用して駆動される。

ステッピング・モータ３１８及び親ねじ３３２によって駆動される場合、ピストン３３４は、ピペット１１０のシャフト１１４内の（ばね３３８によって適切な位置に維持され且つ加圧されている）シール・アセンブリ３３６を貫通して垂直に動き、その結果、シャフト１１４及び接続されるピペット・チップ内の空気を移動させる。このよく理解された機構によって、ピペット１１０は流体をメータで量る及び取り扱う空気置換式装置として機能する。

ステッピング・モータ３１８は、音響トランスデューサ３４２も保持するモータ・ブラケット３４０を介してハウジング１１２内の所定位置に保持されている。モータ３１８にはある程度のコンプライアンスが与えられ、ピストンがシール・アセンブリ３３６内で自動的に中心に戻るのを可能にする。音響トランスデューサ３４２は、マイクロプロセッサ及びサポート構成要素によって駆動され、ピペット１１０が操作された場合に使用者に対して音声フィードバックを提供し、ユーザ・インターフェースを介したナビゲーションを容易にする、及び、状態の変化、警告、又はエラー状態に対して使用者の注意を喚起する。開示される実施形態において、音響トランスデューサ３４２は圧電型スピーカを含み、電磁型スピーカも使用することができる。

モータ・ドライバ・ボード３２６は、開示される実施形態においてはアナログの二軸ポテンショメータとモーメンタリ・スイッチとの組み合わせであるジョイスティック型コントローラ１２６をさらに保有する。コントローラ１２６の水平位置は、第１の可変抵抗器によって捕捉され、さらに、第１のアナログ−デジタル変換器によってデジタル表現に変換される。同様に、コントローラ１２６の垂直位置は、第２の可変抵抗器によって捕捉され、さらに、第２のアナログ−デジタル変換器によってデジタル表現に変換される。コントローラ１２６が押下されたかどうかの（モーメンタリ・スイッチから受信した）指示と共に、これらの水平及び垂直のデジタル表現、並びに、２つのコントロール・ボタン１２２〜１２４の位置は、全てマイクロプロセッサに提供される。

ピペット１１０内の電子回路はさらに、適切な定電流定電圧（ＣＣＣＶ：ｃｏｎｓｔａｎｔ−ｃｕｒｒｅｎｔ−ｃｏｎｓｔａｎｔ−ｖｏｌｔａｇｅ）充電信号をリチウム・イオン・バッテリ３１６に提供するように適合されたバッテリ充電サブシステム、並びに、マイクロＳＤメモリ・カード・スロット３２８、ＵＳＢソケット１３４、実時間クロック、並びに、ピペット１１０の他の種々の特徴及び機能をサポートするための回路を含む。

マイクロプロセッサは、本発明の実施形態において、比較的わずかな電力消費で、ピペット１１０の操作に対して十分な計算能力を提供するＡＲＭベースのプロセッサ・アーキテクチャを使用したシステム・オン・チップ（ＳＯＣ）の実装である。ＳＯＣは、相当数の外部構成要素を要することなく、メモリ及び種々の入出力インターフェースを含む。ピペット１１０が使用中でない場合、マイクロプロセッサは、低電力スリープ・モードへ入るようにプログラムされ、充電式バッテリ３１６の寿命を長くする。ピペット１１０は、ピペッティング操作が進行しているときはスリープ・モードに入らないことを確実にするようにプログラムされる。

マイクロプロセッサは、以下で詳細に記載される種々のモードでピペッティング操作を行うようにプログラムされる。精密度及び正確さは、マイクロプロセッサのメモリに保存することができる種々の較正及び補償係数を適用することによって維持される。電子ピペットにおける較正及び補償は、本明細書において全部が明記されているかのように参照により本明細書に組み込まれている、１９９３年２月２３日に発行されたＭａｇｎｕｓｓｅｎらによる米国特許第５，１８７，９９０号に記載されている。メモリに保存される較正及び補償係数は、そのユニットに特定であり得、製造に続く最初の較正過程（又は、その後の再較正過程）の間に保存されるか、又は、ピペット１１０の特定のモデル若しくは構成に対して一般的であり得る。

ピペット１１０は、さらに、耐衝撃性エンクロージャ３４６内に収容された無線認識（ＲＦＩＤ）タグ３４４を含む。ＲＦＩＤタグ３４４は、ピペット１１０の付近に配置されるＲＦＩＤリーダ／ライタで読取り可能及び書込み可能であり、さらに、製造番号情報、さらなる資産追跡情報、並びに、ピペット１１０で行われた較正及びメンテナンスに関連する日付、時間、及びさらなるデータを保存することができる。

バッテリ・コンパートメント・カバー２１２の下に位置しているマイクロＳＤメモリ・カード・スロット３２８は、ピペット１１０がマイクロＳＤフォーム・ファクタ内の任意のフラッシュ・メモリ・カードを読み書きするのを可能にする。フラッシュ・メモリ・カードは、ピペット１１０に対するファームウェア更新でプログラムされることができるか、又は、さらなるピペッティング・モードに関する情報若しくはピペット１１０において実施される既存のモードに対する選択可能なパラメータを保存することができる。ピペット１１０はさらに、同様にカードを読み取ることが可能である（ワークステーション等の）他のコンピュータ設備上で後に再検討及び分析するために、データ及び操作ログ、並びに、実施に関する他の記録をメモリ・カード上に保存するようにプログラムされることができる。マイクロＳＤメモリ・カード・スロット３２８の他の使用は、容易に想定することができる。

ＵＳＢソケット１３４（及び、外部の計算装置に結合されるＵＳＢケーブル）も、ピペット１１０まで若しくはピペット１１０から情報を移すため、又は、ピペット１１０を更新若しくは再プログラムするために使用することができる。以下でさらに詳細に記載されるように、ＵＳＢソケット１３４はコマンド・インターフェースの役割を果たす場合があり、ピペット１１０が遠隔操作されるのを可能にする。本発明の実施形態において、ＵＳＢソケット１３４は、ＵＳＢデバイス・ホストの役割を果たすことが可能にされる場合があり、無線（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、又はＩＳＭバンド等の）データ・インターフェース等、ＵＳＢソケット１３４を介して接続された周辺装置をマイクロプロセッサが制御することを可能にする。

図４は、本発明によるピペット１１０上のコントローラ１２６を例示し、さらに、どのようにコントローラ１２６を利用してピペット１１０を制御することができるか記載している。

コントローラ１２６の上面にあるナブ４１２は、使用者の親指に対して滑り止めの表面を提供するよう輪郭づけ及び構成される。使用者は、ナブ４１２、従ってコントローラ１２６を、第１の矢印４１４に相当する方向において上方に促すことができる。同様に、使用者は、第２の矢印４１６に沿って下に、第３の矢印４１８に沿って左に、又は、第４の矢印４２０に沿って右にナブ４１２及びコントローラ１２６を動かすことができる。以下でさらに詳細に考察されるように、これらの動きのそれぞれが、ピペット１１０のユーザ・インターフェース内の特定のアクション又は所望のピペッティング操作に相当し得る。

本発明の実施形態において、使用者は、完全な水平又は垂直の動き以外の方向にナブ４１２を促すことができ、ピペット１１０は、それに対して適切に反応して動作する。しかし、開示される実施形態において、ピペット１１０は、第一に水平及び垂直の動きに反応するようにプログラムされ、（例えば、斜め等の）他の動きは、最も近い水平又は垂直の対応する動きにマッピングされるか、又は無視される。

先に記載されるように、コントローラ１２６は、アナログのジョイスティック型二軸ポテンショメータであるため、ピペットは、その方向に加えて動きの大きさに反応するようにプログラムすることができる。これは、手動ピペッティング・モードと関連して有利に利用され、図１４と関連して以下で記載される。

例示されるピペット１１０を参照して本明細書に記載されるように、コントローラ１２６は、一般的に、水平又は垂直のいずれかに動かされ、例えばピペット１１０への入力又はその操作に対する制御等、所望の結果をもたらす。しかし、本発明の実施形態は、完全には水平又は垂直ではないコントローラ１２６の方向性を持つ動きを利用することができ、例えば、コントローラ１２６を使用した種々の斜めの動き又はジェスチャは意味を有し得るということに留意されたい。本明細書に記載される二軸のジョイスティック型ポテンショメータは、そのようなさらなる方向性のある入力及びジェスチャを用いて使用するのに好適である。

本発明による１つ又は複数のピペットにおけるバッテリ３１６を再充電するための充電スタンド５１０は、図５において例示されている。例示された充電スタンド５１０は、３つの充電位置５１２を含み、従って、同時に充電するために３つのピペットを収容することができる。

充電位置５１２のそれぞれがサドル５１４を含み、対応するピペット１１０のフィンガー・フック２１６（図１）はサドル５１４に支えられ得る。充電スタンド５１０は、２つのばねにより付勢される電極５１６がピペット１１０のうち対応する露出された接点２１４に電気的に接続するのを可能にする位置にピペット１１０をぴったり保持するよう構成される。電気回路が、充電スタンド５１０の電極５１６とピペット１１０の接点２１４との間に形成され、そしてある電源に接続される充電スタンド５１０を介して供給される電力によってピペット１１０のバッテリ３１６が充電されるのを可能にしている。

本発明によるピペット１１０の主要なユーザ・インターフェースのいくつかの態様が図６に例示されている。

二軸コントローラ１２６並びにコントロール・ボタン１２２〜１２４は、ナビゲーションに使用される。最高レベルのナビゲーションでは、ピペット・モードのカルーセル６１０は、ディスプレイ１１８の中心付近に水平の方向づけにおいて提示される。図６において示されているように、ディスプレイの中心に単純なピペットを示すアイコン６１２、及び、アイコン６１２の下の対応する説明文６１４（「ＰＩＰＥＴＴＥ（ピペット）」）によって表示されているように、基本的なピペッティング・モードが選択されている。

コントローラ１２６を（第１の矢印６１６に従って）左又は（第２の矢印６１８に従って）右に動かすことによって、使用者は、選択されるモードの左側又は右側のいずれかのオプションを選択することができる。例示されているように、「ＬＥＶＥＬ ＩＩ（レベルＩＩ）」（以下で、図２１を参照して記載）に対するアイコン６２０は、選択されるアイコン６１２の左側にあり、さらに、使用者は、コントローラ１２６を左側に動かすことによってそのモードを選択することができる。「ＡＤＶＡＮＣＥＤ（高度）」ピペッティング・モード（以下で、図７から１２を参照して記載）に対するアイコン６２２は、選択されるアイコン６１２の右側にあり、使用者は、コントローラ１２６を右側に動かすことによってそのモードを選択することができる。

コントローラ１２６が左又は右のいずれかに動かされるに従い、アニメーションが利用されて、モードからモードへカルーセルを回転させ、所定位置に適切なアイコンを視覚的に滑らせる。このユーザ・インターフェースの要素は、その本質的に循環する性質のため「カルーセル」だと考えられ、使用者が左から右又は右から左にナビゲートするに従い、各モード・オプションが順に提示され、終わりに達することなく必要に応じて繰り返される。

ディスプレイ１１８の頂部にて、左側に沿って、テキスト６２４は、モード間の「ＭＡＩＮ（メイン）」（又は最上）レベルのナビゲーションが実施されていることを表示し、さらに、その下では、「ＬＥＶＥＬ Ｉ（レベルＩ）」というテキスト６２６が、第１のオプションのカルーセルがナビゲートされていることを表示している。いくつかの最も一般的に選択されるモードを含むＬＥＶＥＬ Ｉ、及び、より広範ないろいろのあまり一般的に使用されないモードを含むＬＥＶＥＬ ＩＩの２つのモード・カルーセル間で選択するための機構が提供される。カルーセル・レベルの選択は、図２１及び２２を参照して、以下でさらに詳細に考察される。

その上、ディスプレイ１１８の頂部には、右側に、バッテリ３１６の充電状態を表すアイコン６３０と共に時刻６２８が示されている。満ちた緑色のバーは充電済みのバッテリを表し、より小さい緑色のバー又は黄色又は赤色のバーは、連続的なバッテリ減少のレベルを表している場合がある。

ディスプレイ１１８の底部に沿って、左側のボタン１２２に対する第１の説明文６３２、方向案内のためのナビゲーション・コンパス・アイコン６３４、及び、右側のボタン１２４に対して第２の説明文６３６がある。

第１の説明文６３２「ＰＲＥＶ（前モード）」は、最後にアクセスされたピペット操作のモード（すなわち、前のモード）に、左側のボタン１２２を押下することによってアクセスすることができることを表示している。例えば、使用者が基本的なピペッティング・モードを最後に使用していて、次に、主なカルーセルに抜け出した場合、使用者は、「ＰＲＥＶ」という説明文に対応するボタンを押すことによって、再度、基本的なピペッティング・モードにアクセスすることができる。

第２の説明文６３６「ＨＥＬＰ（ヘルプ）」は、右側のボタン１２４を押下することによってテキストによるヘルプ画面にアクセスすることができることを表示している。ピペット１１０は、多数の個々にアクセス可能且つスクロール可能なドキュメンテーションの画面を有利に提供して、使いやすさを促進する。これらの種々のヘルプ画面は、一般的に、本発明によるピペット１１０によって提供される全ての操作モードからアクセス可能である。

ナビゲーション・コンパス・アイコン６３４は、ディスプレイ１１８の底部の中心にて、コントローラ１２６を介してどのナビゲーション動作が許されているかに関する案内を使用者に提供する。図６において例示されているように、全４つの方向を示す矢印及び中心の点が、ナビゲーション・コンパス・アイコンにおいて発光しており、（矢印に対応して）４つの方向のうちどの方向においてもコントローラを動かすことができる、又は、（点に対応して）押下することができるということを表示している。コントローラ１２６を左又は右に動かすことによって、先に記載したように、カルーセルを動かすことになり、またコントローラを上若しくは下に動かす、又は押下することによって、現在強調表示されているモード・オプションを選択することになる。

図６において例示されている状態から始まり、すなわち、ＭＡＩＮのナビゲーション・カルーセル、ＬＥＶＥＬ Ｉにて、使用者がコントローラを（第２の矢印６１８に対応して）右側に押す場合に、ＡＤＶＡＮＣＥＤモードが選択されることになる。その変化を示すために可聴合図を生成してもよく、またユーザ・インターフェースが、図７に例示されているものに変化する。

図６においてそうであるように、ＭＡＩＮナビゲーション・カルーセル及びＬＥＶＥＬ Ｉが依然として選択されているが、ＡＤＶＡＮＣＥＤモードに対応するアイコン６２２が、ディスプレイの中心にあり、さらに、強調表示され、基本的なＰＩＰＥＴＴＥモードはもはや選択されておらず、その対応するアイコン６１２は左側にある。連続分注（「ＭＵＬＴＩ−ＤＩＳＰ：ｍｕｌｔｉｄｉｓｐｅｎｓｅ」）モードに対するアイコン７１２は右側にある。使用者は、コントローラ１２６を上下に動かす若しくは下押下することによって、ＡＤＶＡＮＣＥＤ操作モードを選択することができるか、又は、カルーセルを介して左又は右にナビゲートし続けることができる。

カルーセル６１０においてナビゲートする場合、使用者は、コントローラ１２６を右又は左に押し、そしてそれを放すことによって、それぞれ左から右又は右から左に一度に１つのモードを動かすことができる。或いは、使用者は、コントローラを放すことなくどちらかの方向に保持しておくことによって、カルーセル６１０における利用可能なモードをより迅速にスクロールすることができる。

ここで図８を参照すると、図７を参照して先に示したようにＡＤＶＡＮＣＥＤピペッティング・モードが選択されると、使用者には、図８において例示されたものと類似のユーザ・インターフェース画面８１０が提示される。

ディスプレイ１１８の左上部において、テキスト８１２は、使用者がＡＤＶＡＮＣＥＤ ＭＯＤＥにあることを表示し、さらに、その下では、さらなるテキスト８１４が、チップが流体をＡＳＰＩＲＡＴＥする（吸い込む）又は吸収する準備ができていることを表示している。

ピペット・チップのグラフィカルな描写８１６が提示され、目に見えて空であり（ピペット１１０に取り付けられた実際のピペット・チップでもそうであるはずである）、液体レベルを表す視覚補助としてのキャレット８１８が、ピペット・チップ８１６の底部に位置合わせされている。この時点で、ピペット１１０は、ＡＤＶＡＮＣＥＤモードでピペッティング操作を始める準備ができている。

コントローラ１２６を上下に扱うことによって、使用者は、ピペット１１０を操作することができる。例示された状態から、使用者は、上方向へコントローラ１２６を押すか又は押下して、吸い込みを作動させ、流体を吸収することができる。ディスプレイ１１８上に示されるように、ピペット１１０は１０．００μｌの容積設定を有するため、ピペット１１０のピストン３３４は、その所望の量の流体が吸い込まれることを確実にするよう適切に駆動されることになる。その状態が生じるに従い、ピペット・チップのグラフィカルな描写８１６は、上昇する液体レベルを示すことになり、１０μｌに相当するレベルにて終了する。キャレット８１８もそのレベルまで動く。

吸い込みに続いて、使用者は、下方向にコントローラ１２６を押すか又は押下して、液体を分注することができ、次に、ピペッティングにおいて慣習的であるように、任意の吹出し行程が続き、全ての液体がチップから排出されるのを確実にし得る。グラフィカルなピペット・チップ８１６及びキャレット８１８は、分注操作を例示するようアニメーション化される。

図８のＡＤＶＡＮＣＥＤ画面８１０上のナビゲーション・コンパス・アイコン８２０は、中心の点と共に、上方向、下方向、及び右に向く矢印のみが発光していることが留意されよう。コントローラ１２６を上方に動かす又は押下することによって、先に考察されたように吸い込みを開始し、下方に動かすことによって、吹出し行程を生じさせ、チップにあり得るいかなる望まれていない液体も排出し、さらに、所望であれば、右側に動かすことによって、モード・オプション８２２から８２８にアクセスされ且つ変更されることが可能になる。左側にコントローラ１２６を動かすことに対していずれのアクションも定められず、それは、ナビゲーション・コンパス・アイコン８２０の左向きの矢印を発光させない又は暗くしておくことによって表示されている。

左側のボタン１２２に対応する第１のテキスト説明文８３０は「ＭＡＩＮ」を表示し、さらに、そのボタンを押下することによって、主な高レベルのナビゲーション・カルーセル６１０までピペット１１０を戻すことになり、それは図６を参照して先で考察されている。右側のボタン１２４に対応する第２のテキスト説明文８３２は「ＯＰＴＩＯＮＳ（オプション）」を表示し、さらに、そのボタンを押下することによって、ＡＤＶＡＮＣＥＤピペッティング・モードに関するさらなるオプション設定にアクセスすることになり、それは以下で図９から１０までを参照して考察されることになる。

図８において例示された状態から右側にコントローラ１２６を動かすことによって、使用者は、ＡＤＶＡＮＣＥＤピペッティング・モードに関連する主要なオプション、すなわち、容積設定８２２、サイクル（吸い込み及び分注）速度８２４、混合設定８２６、及びサイクル・カウンタ８２８にアクセスすることができる。コントローラ１２６を右側に動かした後、容積設定は強調表示されることになり、さらに、コントローラ１２６を押下するか又は再度右に動かすことによって、調整のために選択することができる。或いは、使用者は、コントローラ１２６を上又は下に動かすことによって他の設定までナビゲートすることができる。

パラメータ設定が選択された場合、（単一の容積設定又はサイクル・カウンタ等の単一の数値である場合に）コントローラ１２６を上下に動かして、その値を上又は下に調整することによって数字１つずつの間隔で直接調整することができる。より広範囲でよりおおまかな調整を、コントローラ１２６を左又は右に動かすことによって行うことができる。終了した時、使用者は、ナビゲーションまで戻るためにコントローラ１２６を押下する（又は、「ＤＯＮＥ（終了）」という説明文でラベルされたコントロールキー１２２〜１２４を押下する）。

開示される実施形態において、パラメータ設定に対する増大及び減少が、コントローラ１２６の１つの動き及び解放に対して一度に１つの所望の間隔（小又は大）でインクリメンタルに行われる。例えば、２間隔分容積設定を大きくするために、使用者は、コントローラ１２６を上に２回すぐに動かすことになる。コントローラ１２６が所定の時間を超えて所望の方向において保持される場合、その値は、自動的に増大又は減少し続けることができ、コントローラが保持されている間、その可能な値の範囲をスクロールする。ピペット１１０は、パラメータ範囲の終わりに達した時に最大の容積設定と最小の容積設定との間をロールオーバーするようにするか、又はしないようにするかのいずれかにプログラムすることができる。

設定が（複数の一連の容積、又はサイクル速度等）複数の下位設定を含む場合、サブメニューが、調整のためにアクセスされる。この設定調整のモードは、以下で図１１から１２を参照して考察されることになる。

図８において例示されたＡＤＶＡＮＣＥＤピペッティング・モード及び本発明によるピペット１１０の他の操作モードは、モード画面８１２上にある特定の状態アイコンも有し得る。図８において示されているように、第１の状態アイコン８３４は、混合モードが作動していることを表示し、さらに、第２の状態アイコン８３６は、吹き出し行程が阻止されていることを表示している。

図９は、図８における「ＯＰＴＩＯＮＳ」という説明文８３２に対応するボタン１２４を作動させることによってアクセスされる例示的なオプション設定画面９１０を描写している。

ＡＤＶＡＮＣＥＤピペッティング・モードは、このようにしてアクセス可能な数多くのブール・オプションを有し、固定又は可変の容積が設定可能であるかどうか９１２、（サイクル間で容積設定を自動的に変える）容積シークエンスが作動させられているかどうか９１４、混合が可能であるかどうか９１６、又は、吹き出し行程が可能であるか若しくは阻止されているかどうか９１８を含む。これらのパラメータは、主要なオプションに対して先で記載されたように、所望の設定が強調表示されるまでコントローラ１２６を動かし、次に、コントローラ１２６を押下して（又は、右に動かして）設定を選択し、コントローラを扱って所望の値を変え、次に、「ＤＯＮＥ」ボタンを選択するか又は再度コントローラ１２６を押下してナビゲーションモードまで戻ることによって、全般にアクセス及び変更される。

ＡＤＶＡＮＣＥＤピペッティング・モードにおいては、図９の画面９１０上に提示することができるものより多くのオプションがあり、従って、使用者が図９における吹き出しオプション９１８から下方にナビゲートする場合に、第２のオプション設定画面１０１０が見えるようになる。２つのオプション設定画面９１０と１０１０とを区別するために、第１の画面９１０は、「ＯＰＴＩＯＮＳ １ ＯＦ ２（オプション２画面中第１画面）」９２０としてラベルされ、さらに、第２の画面１０１０は、「ＯＰＴＩＯＮＳ ２ ＯＦ ２（オプション２画面中第２画面）」１０１２とラベルされる。ＡＤＶＡＮＣＥＤピペッティング・モードに関して、第２のオプション設定画面１０１０は、サイクル・カウンタが進行中であるかどうかを決定するオプション１０１４を含む。

図８のＡＤＶＡＮＣＥＤピペッティング・モード画面８１０におけるサイクル速度オプション８２４にアクセスする場合、サイクル速度メニュー１１１０が、図１１において示されるように現れて、吸い込み、分注、及び混合モードに対する個々の設定を可能にする。別々の下位設定とその調整との間のナビゲーションは、本発明によるピペットにおける他のパラメータをナビゲートし調整するために、先に明記したように成し遂げられる。

図８のＡＤＶＡＮＣＥＤピペッティング・モード画面８１０からアクセスされる混合設定８２６は、図１２において示されているように、混合設定メニュー１２１０を提供する。このメニューから、使用者は、行われることになる混合の容積及び混合のサイクルの数（又は手動による混合）を変えることができる。混合設定メニュー１２１０におけるナビゲーション及びパラメータの調整は、先に記載した通りである。

図６を参照して初めに記載された主要なカルーセルのユーザ・インターフェースまで戻ると、連続分注（ＭＵＬＴＩ−ＤＩＳＰ）モード及び対応するアイコン１３１０が図１３に例示されている。連続分注モードにおいて、単一の比較的大きい吸い込み容積が得られ、さらに、複数のより小さなアリコートに分注される。適切なパラメータ及びオプションが、ＭＵＬＴＩ−ＤＩＳＰモードが選択された場合に利用可能且つアクセス可能である。

図１４において、ＭＡＮＵＡＬピペッティング・モード及び対応するアイコン１４１０が例示されている。ＭＡＮＵＡＬモードにおいて、ピペット１１０は、使用者によって制御され、所望であれば、コントローラ１２６を上下に動かすことによって、段階的及び選択的に液体を吸い込み分注することができる。コントローラ１２６を少量上に動かすことで、コントローラ１２６が適切な所に保持されているかぎり、選択可能な最大容積設定までゆっくり吸い込まれる。コントローラ１２６をより長い距離上に動かすことで、選択可能な最大ピストン速度までより速く吸い込まれる。

同様に、コントローラ１２６を少量下に動かすことで、コントローラ１２６が適切な所に保持されているかぎり、全ての液体が分注されるまでゆっくり分注される。コントローラ１２６をより長い距離下に動かすことで、選択可能な最大ピストン速度までより速く吸い込まれる。全ての液体を分注した後コントローラ１２６が下に動かされた場合、吹き出し行程が、ピペット１１０によって行われる。

ＭＡＮＵＡＬピペッティング・モードにおいて、別々の吸い込み又は分注の行程はなく、使用者は、コントローラ１２６を上下に動かすことによってピストン３３４を完全に制御している。垂直軸に沿ったコントローラ１２６の位置が吸い込みが行われる速度を制御する本明細書に記載されるコントローラ１２６を使用する方法は、少量であるが潜在的に未知の量の液体を扱う及び測定するための便利で直観的且つ有用な制御方法であることがわかっている。本発明の開示される実施形態において、コントローラ１２６の位置と吸い込み又は分注の速度との関係は線形ではなく、正しくは、指数曲線に似ている。従って、コントローラ１２６の中心位置周辺の帯域においてピストンの動きはゆっくりであり且つ制御しやすく、コントローラ１２６の移動の両極端付近のみで高速に達する。コントローラの位置とピストン速度との関係は伝達関数によって定めることができ、それは、滑らか且つ連続した関数か、又は（例えば、コントローラの中心付近のいくつかの離散した低速度、及び、コントローラの動きの端付近の領域における１つ又は複数のより速い速度等の）離散した領域に分けられる不連続の階段状の関数のいずれかであり得る。ＭＡＮＵＡＬピペッティング・モード又は類似のモードにおけるコントローラ１２６の応答特性を定めるために、ピペット１１０のファームウェアにおいてルックアップ・テーブルを有利に利用することができる。

本発明の開示される実施形態において、コントローラ１２６の移動は、複数の実質的に均等に一定の間隔を置かれた速度領域に分割されるが、速度領域は、中心の領域から外側の領域まで非線形的に増加するピストン速度にマッピングされる。中心の領域は、全て比較的ゆっくりであり、ピストン３３４の動きに対する微調整を可能にしている。コントローラの移動の端により近い領域では、より急速に速度が増し、所望された場合に迅速なピストンの動きを可能にしている。

ピストン３３４の速度は、ＭＡＮＵＡＬピペッティング・モードにおいてコントローラ１２６の位置以外の要因に基づき変えることができる。例えば、ピストン速度は、ピペットの最大容積設定、最大容積設定に対する現在のピストン位置若しくはホーム（空）位置、（一般的に、チップが装着される特定のピペットに関連した）使用中のピペット・チップのサイズ、又は、（コントローラの位置に対応する速度に達する及び一致するためにプログラムされた加速又は減速プロファイルに従って）どのくらい長くコントローラ１２６が特定の位置に保持されているかにも依存し得る。

手動モードにおいてピペット１１０を制御するための他の方法を想定することができ、これにはコントローラ１２６の位置がピストン３３４の速度ではなくピストン３３４の所望の位置にマッピングされるサーボ型モードが含まれるが、これは制御するのがより困難であるとわかっている。

本発明の開示される実施形態において、ＭＡＮＵＡＬピペッティング・モードは、１回につき少量の１増分を行う階段状に液体を選択的に吸い込む又は分注するための階段関数を含む。コントロール・ボタン１２２〜１２４のうちの１つは、手動モードの間「ＳＴＥＰ ＵＰ（ステップ・アップ）」又は「ＳＴＥＰ ＤＯＷＮ（ステップ・ダウン）」等の説明文でラベルすることができる。本明細書に記載されるピペット１１０において、ＭＡＮＵＡＬピペッティング・モードでコントローラ１２６を上方に動かして吸い込むことで、ボタン１２２〜１２４のうちの１つを「ＳＴＥＰ ＵＰ」でラベルさせ、コントローラ１２６をそのばねにより付勢された中心位置まで戻し、さらに、ラベルされたボタンを繰り返し押すことによって、使用者は、同じ上方向に、最小の選択可能な間隔で一度に１段階、繰返しピストンが動くようにすることができる。同様に、使用者がコントローラ１２６を下方に動かして分注し始めると、ボタンは、「ＳＴＥＰ ＤＯＷＮ」でラベルし直され、その後にボタンを押すことで、同じ下方向に、最小の選択可能な間隔にて一度に１段階、ピストンが動くようにする。このステップ機能は、ＭＡＮＵＡＬピペッティング・モードがきわめて正確に流体を吸い込み分注することを可能にする。さらなる速度に対して、ピペット１１０は、規定された時間より長くボタンが下に保持された場合に、１回又は複数回のさらなる回数、階段ベースの分注操作を自動的に繰り返すことができる。

図１５は、ＲＥＶＥＲＳＥ（リバース）ピペッティング・モードに対するアイコン１５１０の存在を例示しており、ＲＥＶＥＲＳＥピペッティング・モードにおいては、吸い込みの行程の間に所望の量を超える量の流体が取り入れられ（所望の量と固定された吹き出しの容積）、次に、吹き出しの量は廃棄され、所望のように分注される。リバース・ピペッティング・モードは市販の電子ピペットにおいてよく知られており、かつ使用でき、適切なオプション設定が、ＲＥＶＥＲＳＥピペッティング・モードの選択によって利用可能である。

図１６は、希釈（ＤＩＬＵＴＥ）ピペッティング・モードに対するカルーセル位置及びアイコン１６１０を例示している。ＤＩＬＵＴＥモードにおいてピペット１１０は、エアギャップによって任意に分けられている複数の液体試料を吸い込むことによって、複数の試料容積のチップ内希釈を提供する。複数の試料は、次に、単一の分注の行程において分注される。適切なオプション設定が、ＤＩＬＵＴＥモードの操作に対して提供される。

図１７において例示されているように、ＴＩＴＲＡＴＥモード及びアイコン１７１０が利用可能であり、このＴＩＴＲＡＴＥモードにおいては、ピペット１１０は、測定される分注を介して滴定を行う。使用者は、初めの迅速な分注の容積を設定することができ、残りの滴定の容積の精密に制御された手動の分注が続く。ＭＡＮＵＡＬモード（図１４）においてそうであるように、滴定サイクルのうち手動による分注部分は、使用者がコントローラ１２６を扱い、コントローラ１２６を、ゆっくりと分注するために少量下方に押す、又は、より速く分注するために比較的長い距離を押すことによって調節されることができる。ピペット１１０の他の全ての操作モードで、適切なオプション及び設定が、ＴＩＴＲＡＴＥモードに対しては利用可能である。

図１４を参照して先に記載されるＭＡＮＵＡＬピペッティング・モードのように、ＴＩＴＲＡＴＥモードは、好ましくは、分注される流体の量の精密且つ正確な制御のために、ボタンにより制御されるＳＴＥＰ ＤＯＷＮの操作も含む。

図１８において、ＳＥＴＵＰ（セットアップ）モード及びアイコン１８１０が例示されている。ピペッティングは、ＳＥＴＵＰモードにおいて行われておらず、ディスプレイの明るさ、音量、ディスプレイのタイムアウトまでの時間、（低電力スリープ・モードが作動する前の無活動状態の時間に対する）スリープ・タイマ、時刻及び日付、言語、並びに、他の表示形式の設定等、システムレベルのオプションが設定されている。ＳＥＴＵＰモードにおける種々のオプション及びパラメータは、アクセスされ、さらに、先に記載されたように本明細書に記載の他のピペッティング・モードと関連して変更される。

ＳＥＴＵＰモードにおいて、使用者は、サービス・リマインダの警告が発せられる前に経過し得るサイクルの数又は日数等、サービスに関連した間隔も設定することができる。

サービス（ＧＬＰ）モードが利用可能であり、さらに、そのアイコン１９１０が図１９において例示されている。サービス・モードにおいて、使用者はピペット１１０に関する詳細な技術的情報を見ることができ、その詳細な技術的情報は、ピペット１１０の製造番号、製造日、形式番号、及び、現行のファームウェアのバージョンを含む。使用者は、ピペット１１０が最後に点検されてからの日数、及び、最後の点検以降に又はピペットの耐用年数にわたり行われたピペッティング・サイクルの数についての詳細を含む操作ログも見ることができる。データは、複数の以前のサービス間隔に対して保存することができる。

ＲＦＩＤタグ３４４も、サービス関連情報を保存することができるが、サービス・モードにおいて提示されるデータは、タグ３４４からは得られず、実際にはピペット１１０の内部にあり且つそのマイクロプロセッサに接続されるメモリから得られるということに留意されたい。従って、サービス・モードにおいて得られた情報、及び、ＲＦＩＤタグ３４４を読み取ることによって得られた情報は、必ずしも対応している必要はなく、ＲＦＩＤタグ３４４は、主として望ましい場合に便利な追跡を行うために提供され、使用される必要はない。

図２０に例示された、アイコン２０１０を有するＲＥＭＯＴＥ（遠隔）モードにおいて、ピペット１１０は、ＵＳＢソケット１３４を介して外部のワークステーションに接続し、ピペット１１０のファームウェアを更新することができる。ＲＥＭＯＴＥモードの利用は、ワークステーション上で特定のソフトウェアがインストールされ且つ操作されることを必要とし得る。

本発明の種々の実施形態において、ＲＥＭＯＴＥモード及び類似のモードは、ワークステーション又は他のＵＳＢが動作可能な装置を使用してＵＳＢインターフェースを介してピペット１１０に命令を送る、及び、応答の（確認及び確認応答を含む）データを任意で受けることによって、実時間でピペット１１０を制御するために使用することもできる。ＲＥＭＯＴＥモード及びピペット１１０上のデータ・インターフェースのさらなる使用も、当然ながら、想定することができる。

図６を参照して先で述べられたように、本発明によるピペット１１０の主な高レベルのユーザ・インターフェースにおいて２つのカルーセル・レベルがある。図２１において示されているように、アイコン２１１２は、最も頻繁にアクセスされるモードが利用可能であるカルーセルの主要なＬＥＶＥＬ Ｉから、あまり頻繁には使用されないモードを有するカルーセルの第２のＬＥＶＥＬ ＩＩまでカルーセルを移行するのに利用可能である。このアイコンの選択（及び、コントローラ１２６を押下するか又は上若しくは下に動かすことによるアクティブ化）によって、ＬＥＶＥＬ ＩＩへの切換えが行われる。図２１のカルーセルの画面２１１０は、ＬＥＶＥＬ Ｉが現在のカルーセルの操作部分であるという表示２１１４を含む。

デフォルトによって、基本的なＰＩＰＥＴＴＥモード、ＡＤＶＡＮＣＥＤモード、ＭＵＬＴＩ−ＤＩＳＰモード、及びＭＡＮＵＡＬモードがカルーセルの主要なＬＥＶＥＬ Ｉにあり、さらに、ＲＥＶＥＲＳＥモード、ＤＩＬＵＴＥモード、ＴＩＴＲＡＴＥモード、ＳＥＴＵＰモード、及びＧＬＰサービス・モード、並びに、ＲＥＭＯＴＥモードが、カルーセルの第２のＬＥＶＥＬ ＩＩにある。これらのデフォルトの位置は、最も頻繁に使用されるモードをＬＥＶＥＬ Ｉに、及び、あまり頻繁には使用されない（又は特殊化した）モードをＬＥＶＥＬ ＩＩに置くと考えられる。特定の使用者のニーズがデフォルトから逸脱する場合、各モードは、先で記載されたＳＥＴＵＰモードにおいて適切な設定にアクセスして変更することによってＬＥＶＥＬ ＩとＬＥＶＥＬ ＩＩとの間で動かすことができる。

カルーセルのＬＥＶＥＬ ＩＩにおいて、選択された場合にカルーセルのＬＥＶＥＬ Ｉに使用者が戻るのを可能にするためにアイコン２２１２が提示されている。カルーセルにおけるこのアイテムは、ＬＥＶＥＬ ＩＩに常にあり、配置し直すことはできない。ＬＥＶＥＬ ＩＩが実施されているという表示２２１４は、ＬＥＶＥＬ ＩＩカルーセルに対応する画面２２１０上にある。

前述の本発明の種々の実施形態の詳細な説明がある程度詳しく明記されているが、本発明はそれらの詳細に限定されず、さらに、本発明に従って作製されたピペットは数多くの点において開示される実施形態とは相違し得ることが観察されるべきである。特に、本発明の実施形態は、多くの異なる流体を扱う適用において利用することができることが諒解されよう。上記では説明及び明快さの目的で機能的区別がなされており、本発明によるシステム又は方法における構造的区別は同じ境界線に沿ってつけることはできないことに留意されたい。従って、本明細書の適切な範囲は、以下で明記される特許請求の範囲に従っていると考えられる。

Claims (30)

1. ピストンを駆動させて、ピペット・チップ内に流体を吸い込む及び前記ピペット・チップから流体を分注するためのモータを含む直線アクチュエータと、使用者により制御可能なマイクロプロセッサ及びメモリを含むピペットのための制御回路と、前記マイクロプロセッサに電気的に接続されるディスプレイと、前記マイクロプロセッサに接続される使用者により操作可能なコントローラとを備え、前記マイクロプロセッサは、前記ディスプレイ上で使用者にユーザ・インターフェースを提示するように、且つプログラムされたシークエンス又は前記使用者からの命令に応答して前記モータを制御するようにプログラムされる、手持ち式電子ピペットであって、
   前記コントローラが、前記使用者によって、前記ユーザ・インターフェース内で少なくとも１つのオプションをナビゲートし選択するように少なくとも１つの軸に沿って操作可能であることを特徴とし、
   前記コントローラが、前記少なくとも１つの軸に沿ったピストン位置又はピストン速度にマッピングされるコントローラ位置を表す実質的に連続する出力値を出力することが可能であり、
   前記コントローラが、前記少なくとも１つの軸に沿ったピストン位置又はピストン速度にマッピングされるコントローラ位置を表すユーザ入力を受信し、前記コントローラ位置のデジタル表現を生成するよう構成され、
   前記ピペットの少なくとも１つの操作モードにおいて、前記コントローラが、液体を吸い込む又は分注するために、前記コントローラの中心の領域においては低速に、且つ、前記コントローラの端部の領域においては高速に上下に前記ピストンを駆動させるようにさらに操作可能である、
   ピペット。
2. 前記ディスプレイが、バックライト付きカラー・ドット・マトリクスＬＣＤを含む、請求項１に記載のピペット。
3. 前記ユーザ・インターフェースが、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを含む、請求項２に記載のピペット。
4. 前記コントローラが、水平軸及び垂直軸に沿ったピストン位置又はピストン速度にマッピングされるコントローラ位置を表すユーザ入力を受信するよう構成される、請求項１に記載のピペット。
5. 前記コントローラが、二軸コントローラを含む、請求項４に記載のピペット。
6. 前記二軸コントローラが、複数のポテンショメータを含む、請求項５に記載のピペット。
7. 前記二軸コントローラが、前記コントローラを押下することによって作動するモーメンタリ・スイッチをさらに含む、請求項５に記載のピペット。
8. 前記マイクロプロセッサに結合される少なくとも１人の使用者により操作可能な多機能ボタンをさらに含む、請求項１に記載のピペット。
9. 前記マイクロプロセッサが、前記ユーザ・インターフェースの一部として前記使用者に複数の選択可能な操作モードを提供するようにプログラムされる、請求項１に記載のピペット。
10. 前記ユーザ・インターフェースが、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを含み、前記マイクロプロセッサが、前記コントローラの扱いに応答して前記操作モードに対応し且つ前記操作モードを表す複数のアイコンを前記ピペットに表示させるように、且つ前記コントローラ又はボタンの使用者による特定の作動があったとき、前記ピペットを使用者により選択された操作モードに入らせるようにさらにプログラムされる、請求項９に記載のピペット。
11. 前記複数のアイコンが、少なくとも１つの視覚化された操作モードのカルーセル内に配置される、請求項１０に記載のピペット。
12. 第１のカルーセルが、複数の第１の操作モードを含み、第２のカルーセルが、複数の第２の操作モードを含み、前記第１のカルーセルにおける第１のアイコンが、前記第１のカルーセルから前記第２のカルーセルに移行するために利用可能であって、さらに、前記第２のカルーセルにおける第２のアイコンが、前記第２のカルーセルから前記第１のカルーセルに移行するために利用可能である、請求項１１に記載のピペット。
13. 前記選択可能な操作モードの１つが、液体を吸い込む又は分注するために前記ピストンが動いている間に、前記コントローラ位置に応答して前記ピストンが駆動されるモードを含み、さらに、
    前記マイクロプロセッサが、前記コントローラの動きに応答して前記ピペット・チップ内に液体を吸い込む又は前記ピペット・チップから液体を分注するために前記モータを制御するようにプログラムされ、
    前記吸い込み又は分注の速度が、ホーム位置からの前記コントローラの前記使用者による作動の大きさによって少なくとも部分的に選択及び制御される、請求項９に記載のピペット。
14. ホーム位置から第１の軸に沿って第１の方向において前記コントローラが扱われる場合に吸い込みが行われ、さらに、前記ホーム位置から前記第１の軸に沿って第２の方向において前記コントローラが扱われる場合に分注が行われる、請求項１３に記載のピペット。
15. 前記コントローラ位置に応答して前記ピストンが駆動される前記モードが、手動ピペッティング・モードを含む、請求項１３に記載のピペット。
16. 前記第１の軸が垂直軸である、請求項１４に記載のピペット。
17. 前記コントローラが、前記ホーム位置までばねにより付勢される、請求項１３に記載のピペット。
18. 前記ホーム位置が、前記コントローラの中心位置である、請求項１３に記載のピペット。
19. 前記コントローラが二軸コントローラである、請求項１３に記載のピペット。
20. 前記選択された吸い込み又は分注の速度が、伝達関数を介して前記コントローラの前記使用者による作動の大きさに関連付けられる、請求項１３に記載のピペット。
21. 前記伝達関数が、非線形の関係を規定する、請求項２０に記載のピペット。
22. 前記伝達関数が、指数関数の関係を規定する、請求項２１に記載のピペット。
23. 前記伝達関数が、不連続の階段状の関数を規定する、請求項２０に記載のピペット。
24. 前記選択された吸い込み又は分注の速度が、さらに、前記ピペットの最大速度設定、前記ピペットの最大容積設定、前記最大容積設定に対するピストンの位置、ピストンのホーム位置に対するピストンの位置、及び、前記ピペットに取り付けられた前記ピペット・チップの容積のうちの少なくとも１つに関連付けられる、請求項２０に記載のピペット。
25. 前記モータが、前記選択された吸い込み又は分注の速度に一致するように、プログラムされたプロファイルを介して加速又は減速される、請求項２０に記載のピペット。
26. 前記マイクロプロセッサが、ボタンを選択的に押したことに応答して、個々のプログラムされた増分で前記ピペット・チップ内に液体を吸い込む又は前記ピペット・チップから液体を分注するように、階段状に前記モータを制御するようさらにプログラムされる、請求項１３に記載のピペット。
27. 前記マイクロプロセッサが、前記ボタンが保持されている間、前記モータの前記階段状の制御を繰り返すようさらにプログラムされる、請求項２６に記載のピペット。
28. 前記コントローラが、前記ピペットの操作に関連する少なくとも１つのパラメータの値を変えるように操作可能である、請求項１に記載のピペット。
29. 前記パラメータが、前記少なくとも１つの軸に沿った前記コントローラの使用者による扱いを介して第１の間隔によって調整される、請求項２８に記載のピペット。
30. 前記コントローラは、二軸コントローラを含み、さらに、前記パラメータが、第２の軸に沿った前記コントローラの使用者による扱いを介して第２の間隔によって調整される、請求項２９に記載のピペット。