JPH04232870A - 液体充填コンテナの走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は液体を充填し、トレイ
に配置されたコンテナ、特に、生体液体で充填され、そ
の開口がシール部材によってシールされた試験管、の走
査（スキャンニング）を行う装置に関する。かかる試験
管はアナライザ内の種々の処理ステーションに供給され
るものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】アナラ
イザは自動的走査装置を具備するものが知られており、
分析するべき多数のサンプルが処理される。ＥＰ−ＰＳ
００９６０６５が開示する試験管の自動走査手段では試
験管は細長いトレイ上に保持され、処理ステーションに
供給される。処理ステーションではトレイ上における試
験管の有無は光学−電子センサ手段によって検出される
。この目的で個々の試験管レセプタクルは開口を具備し
ている。この発明の目的はコンテナを被覆するシール部
材のタイプ、形態及び寸法だけでなく搬送をも検出する
ことができると共に、このような検出に応じてコンテナ
を種々の処理ステーションに供給することができる一般
的な装置を提供することにある。その結果、サンプル処
理速度は相当に向上することができ、診断を迅速かつ確
実に行わしめることができる。

【０００３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、第１の発明にによれば、各々が分析されるべき液体を
その中に充填され、開放又は閉鎖されて支持手段内にラ
ンダムに位置され、閉鎖したものはシール部材によって
シールされた移動コンテナの走査のためのアナライザに
おける電気−光学的装置であって、前記移動コンテナの
少なくとも頂部を遮るように位置する発光器び受光器を
具備し、該発光器及び受光器は各々が複数の垂直に配置
されたエレメントを具備し、受光器の該エレメントは発
光器の対応するエレメントに整列するように対向し、発
光器及び受光器の双方のエレメントは前記コンテナの所
定の頂部の上方を延びていることを特徴とする装置が提
供される。

【０００４】上記目的を達成するため、第２の発明によ
れば、シール部材によってシールされもしくはシールさ
れずにランダムに位置される複数のコンテナを走査して
シールされていることを決定する方法において、発光器
から走査ビームを放出する段階と、シール部材の有無に
よってその強度が異なるビームを受光する段階とを具備
し、前記放出段階は複数の垂直に離間したビームを複数
の垂直に離間した検出エレメントに向け放出する段階を
具備し、そこにシール部材があればその輪郭及び存在を
検出することを具備することを特徴とするコンテナの走
査方法が提供される。

【０００５】

【実施例】図１のアナライザは、試験管コンテナ４を担
持する細長いトレイ５を挿入するための並列配置される
４個のトレイトラック２９を備える入口ステーション２
０と、各支点２３の回りを回動可能に、各トレイトラッ
ク２９及び零位置２１と整列可能な細長いハウジング１
１として形成された搬送進路１２と、トレイ５のほぼ２
倍の長さの搬送進路１２の約中央まで進んだ位置に配置
される二つの処理ステーション２４及び２５とから成る
。コンテナ４に挿入されるシール部材８の走査のための
スキャンニング装置１と、コンテナ４に提供されるデー
タを読み取る患者データスキャナ３０と、トレイ５を入
口ステーション２０から二つの処理ステーション２４及
び２５の一方にまたはその逆に移動させるための、横方
向に案内され、長手方向に可動なトレイ移動フック２８
とが搬送進路１２に沿って配置されると共にハウジング
１１に連結される。

【０００６】スキャンニング装置１はトレイトラック２
９の出口３１に面する搬送進路１２の端部に配置され、
その取り付け位置は、入口ステーション２０から二つの
処理ステーション２４及び２５の一方までの搬送の際に
、最初のコンテナがこのステーションに到達する前にト
レイ５の全コンテナ４がスキャンされる、位置となって
いる。マイクロプロセッサー４３によって処理される装
置１によって確認される情報はコンテナ開放手段２６に
伝えられ、かつ同手段によって使用される。スキャンニ
ング装置１は発光器３と受光器２とから成り、発光器３
及び受光器２は搬送路の横方向に配置され、その互いの
位置関係は、光障壁としての走査ビーム１４が発光器３
及び受光器２との間に惹起されるようになっている。 搬送路１２の零位置２１に間連する処理ステーション２
５では、アスピレータ２７は生体流体をコンテナ４から
取出すための嘴（ｐｒｏｂｏｓｃｉｓ）　３３と、トレ
イ５のためのセンターリング検知手段３２とを具備して
いる。

【０００７】第２の処理ステーション２４はコンテナ４
のための開放／閉鎖手段２６を具備する搬送進路１２の
最終位置２２（零位置２１に面している）に配置される
。図２はスキャンニング装置１を示し、スキャンニング
装置１のトレイ５は搬送路１２上に位置しかつコンテナ
４及びトレイ移動フック２８とを具備し、更にその駆動
エレメント及びパルス発生器１１０を備えている。トレ
イ５は、コンテナ４の一方の垂直に延びる中心軸線１５
が受光器２と発光器３との間の光軸１６と交差する位置
にある。この場合、コンテナはシール部材８を備えてい
る。

【０００８】スキャンニング装置１の受光器２及び発光
器３は、夫々、複数の垂直に整列した受光器エレメント
６と発光器エレメント７とから成り、これらのエレメン
ト６及び７は相互に水平に関係づけられ、かつコンテナ
４のシール部材８の領域においてトレイ５の上縁の上方
に位置している。各受光器エレメント６及び発光器エレ
メント７の前方において、光学軸１９と中心が合致して
いる開口１３，１３´が配置される。受光器と発光器と
の双方は最も上側のエレメントが最もか高いと期待され
るコンテナの上方を突出する。換言すれば、最も上の受
光器エレメント６が、一つのコンテナによって、その対
応する最も上側の発光器エレメント７からの光ビームを
受け取るのを阻止されると、エラーメッセージが発生さ
れる。図２は搬送路を旋回させるための駆動エレメント
を示し、同駆動エレメントの配置及び作動は以下に説明
する。

【０００９】搬送路１２のハウジング１１はその全側面
で実質的に閉鎖されており、Ｕ字状の断面のハウジング
部９０とＬ字状の断面の底部９１とより成り、これらの
部分９０及び９１は長手方向開口９２が形成されるべく
連結される。トレイ移動フック２８の下部は前記開口９
２を介してハウジング１１の内部に延びており、かつこ
の領域に配置される歯付ベルト９３に連結される。底部
９１の下方にはステッピングモータ１１３が配置され、
同ステッピングモータ１１３は駆動ホイール９４及び変
倚ローラ９５を介して歯付ベルト９３即ちトレイ移動フ
ック２８を駆動する。

【００１０】エンコーダホイール１１１はその回転運動
が光障壁として機能するセンサ１１２によって検出され
、かつエンコーダホイール１１１は駆動シャフト９６に
取り付けられ、このシャフト９６は歯付ベルトを介して
ステッピングモータ１１３によって駆動される。エンコ
ーダホイール１１１及びセンサ１１２はパルス発生器１
１０を代表する。フック９７はトレイ移動フック２８の
上部に固定され、このフック９７は案内ピン９８の上方
で搬送進路１２の中心線を水平に超えて延びており、か
つトレイ５の前進のため、トレイの端面に配置されるア
イレット９９と係合される。

【００１１】付加的なステッピングモータ１１４がステ
ッピングモータ１１３の隣に配置され、かつ同様に底部
９１に取り付けられる。ステッピングモータ１１４はピ
ニオン１０３を駆動して、搬送路１２をピン１０４もし
くは梃子２３の回りで、駆動ギヤ１０１及び歯付ベルト
１０２によって駆動する。かくして、ピニオン１０３は
、トレイトラック２９の出口３１の領域で支持プレート
１０６に連結される弓状ラック１０５と係合する。二つ
のベアリング支持体１０７及び１０７´は前記支持体１
０６上に配置され、この支持体１０６は搬送路１２のハ
ウジング１１に取り付けられ、かつ旋回運動の際にその
上を摺動する。

【００１２】トレイトラック２９の各出口３１と関連す
る保持手段１０８は電磁石１０９によって起動される。 図３はスキャンニング装置１及びトレイ５をシール部材
８を有する一つのコンテナ４と共に示している。発光器
エレメント７は作動位置にて示され、この作動位置では
エレメント７は光軸１９に沿って開口１３及び１３´を
介してスキャンニング光を伝達し、受光器エレメント６
に到達せしめる。シール部材８及びコンテナ４の領域で
は、スキャンニング光１４は吸引され及び／もしくは反
射され、受光器エレメント６に到達することはない。

【００１３】開口１３及び１３´の直径及び発光器／受
光器エレメントへの間隔は次の寸法となっていて、即ち
、一方では発光器エレメント７のスキャンニング光が限
られ、他方ではそれぞれの受光器エレメント６と関連さ
れかつ光学軸と一致する走査光１４のみを受光器エレメ
ントによって受け取ることができる。更に、発光器エレ
メント７の各エミッタ７及び受光器の各検知器は垂直方
向に或距離だけ離間しており、この離間距離は、シール
部材を区別することができる高さにおける最小距離に等
しいか又はそれより小さい距離である。この目的はどの
種類のシール部材８がそこにあるか、区別するためであ
る。即ち、ゴム製のシール部材は、その上部肩部によっ
て得られる、プラスチックシール部材の高さとは異なっ
た高さを持っている。エミッタ及び検知器の高さを前記
高さと等しいもしくはそれより低くすることで、スキャ
ナはそこにあるストッパの高さを把握し、その情報を開
放手段２６に伝達する。

【００１４】トレイ５によってシール部材８を備えたス
キャナ４は、少なくとも一つの走査ビーム１４が密封部
材８の上方を延びるように、その高さが維持される。コ
ンテナ開口１０は常に同一高さに配置される。この目的
でトレイ５は、長手方向側面に沿って延びる、高さが相
違した水平配置のスロット１２３を具備する。最大許容
高さより低いコンテナ４のためにアダプタ１２２がコン
テナの高さに応じて高さ調整のための適当なスロット１
２３に挿入される。次いで、コンテナ４はトレイ５のレ
セプタクル１２０に延びるアダプタプラットフォーム１
２２上に載置される。図４のａ及びｂは各々が透明コン
テナ４を密封する二つの異なったシール部材を示してい
る。

【００１５】第１のタイプのシール部材８は不透明の変
形可能ゴムもしくはプラスチック材料より成るストッパ
８１によって表される。ストッパ８１はシリンダ状の上
部８２とシリンダ状の下部８３とから成り、上部８２の
直径はコンテナ４の外径に等しいか、又はそれより大き
く、下部８３の直径はコンテナ４の内径に大体等しい。 第２のタイプのシール部材８はカップ８４として代表さ
れ、カップ８４は透明のプラスチック材料より成り、同
じく上部８２´と下部８３´とから構成される。しかし
ながら、双方の部分８２´及び８３´はその下端にてシ
ールされ、直径はコンテナ４の内径より小さくなってい
る。一般的には、カップ８４の上部８２´は、ストッパ
８１の上部に対して、高さが低くなっている。しかしな
がら、カップ８４の下部８３´はその高さがストッパ８
１の高さより大きく、コンテナ４の高さより低い。カッ
プ８４は小量の生体液体９を受け取るのに役立つ。

【００１６】装置は以下のように作動する。まず、コン
テナ４もしくは試験管を備えた一つもしくは複数のトレ
イ５が入口ステーション２０の４つのトレイトラック２
９に挿入される。個々のコンテナ４は、生体流体９が充
填されストッパ８１にてシールされているか、生体流体
９で充填したカップ８４を担持しかつ蓋８５でシールさ
れているかのいずれかである。各コンテナ４はステッカ
上のバーコードの形態の患者データ及び生体流体を分析
する特定の処理インストラクションと関連づけられてい
る。そのようなデータは患者の医療的な試験を開始する
にあたって集められ、コンテナ４が入口ステーション２
０に挿入されるときに図５に示される電子制御ユニット
４０の作動メモり４４に入力される。制御ユニット４０
のキーボード４６によって処理工程が開始されると、プ
ログラムメモり４５に格納されるプログラム及び作動メ
モり４４の処理インストラクションに応じて、マイクロ
プロセッサーによってこの処理は自動的に行われる。

【００１７】処理工程の開始後に、ステッピングモータ
１１４によって駆動される搬送路１２は、プログラムに
より次に処理すべきコンテナ４を備えたトレイ５を保持
する入口ステーション２０のトレイトラック２９まで回
動される。このプロセスの間に、ステッピングモータ１
１３によって駆動されるトレイ移動フック２８は入口ス
テーション２０に向って移動され、その結果フック９７
は搬送路１２がトレイトラック２９まで到達したときト
レイ５のアイレット９９と係合される。搬送路１２がト
レイトラック２９と整列したときは保持手段１０８は出
口３１から下方に回動され、コンテナを具備するトレイ
５はトレイ移動フック２８によって搬送路１２に移動さ
れる。この搬送運動の間にトレイ５はスキャンニング装
置１を通過され、シール部材８を担持する全てのコンテ
ナ４はトレイ５が搬送路１２に完全に移動されるまでス
キャンされる。

【００１８】スキャナ３０はスキャンニング装置１の下
流に配置され、これにより患者のデータを検出すること
ができる。スキャンニング装置１及びスキャナ３０によ
って検出された全データは作動メモり４４内に格納され
、アナライザの種々の機能を達成するためにマイクロプ
ロセッサー４３と協働して使用される。スキャンニング
装置１によって検出されるデータに応じてトレイ５もし
くは搬送路１２に担持されるコンテナ４の搬送方向並び
に処理ステーション２４及び２５の機能が制御される。

【００１９】コンテナ４のシール部材８の走査は以下の
ように実行される。コンテナ４がシール部材８と共に発
光器エレメント７の走査ビーム１４のところに来ると、
受光器エレメント６への光路がシール部材８及びコンテ
ナ４によってその垂直方向の輪郭形状に基づき遮られる
。受光エレメント６によって発生されたこの信号はその
信号の振幅からシール部材及びコンテナ４のそのような
輪郭の有無を把握せしめる。ちなみに、信号の振幅５３
が小さいことはスキャンニングビーム１４が遮られた（
吸収もしくは反射された）ことを意味し、一方信号の振
幅５３が大きいことは走査ビームが遮られないことを意
味する（図６ａ，ｂ）。ごの時点でコンテナ４のこの位
置では全ての発光器エレメント７は低強度５０での伝達
を行う（図６ｃ）。

【００２０】制御ユニット４０の入力回路４１によって
受信エレメント６の信号はマイクロプロセッサー４３を
作動せしめるのに充分な所定レベルとされ、コンテナ４
もしくはトレイ５内のその位置を代表する作動メモり４
４内の信号パターン６１もしくは６２として格納される
（図７ａ、ｂ参照）。回路４１は閾値が調整自在なシュ
ミットトリガ型の通常の比較回路である。好ましくは、
回路４１はツェナーダイオードを使用することなどで構
成される、高ビーム強度時に発生される入力信号の制限
手段を具備する。

【００２１】スキャンニング装置１を通して連続的に搬
送を行う際に、密封部材（即ちコンテナ４）はその垂直
中心軸線１５が発光器エレメント７のスキャンニングビ
ーム１４に到達すると、制御ユニット４０は出力回路４
２によってスキャンニングビーム１４が高強度５１（図
６ｂ）を発生するように制御される。この高強度は生体
流体９にて充填されたカップ８４がコンテナ４を通して
スキャンニングビーム１４によって透過照明され、他方
ストッパ８１は透過照明されないように調整される（図
６ａ，ｂ参照）。この機能を達成することができる放射
は赤外線放射である。　　最も好ましくは高強度は低強
度のときの値の５〜１０倍の値のものとする。

【００２２】高強度ビームの発生の結果として付加的な
信号パターン６３及び６４が夫々受光器６内に発生され
る（図６ｃ参照）。受光器エレメント６によって伝えら
れる前記した付加信号パターン６３及び６４が検知され
格納されると、スキャンニングビーム１４は低強度（図
６ｃ）を呈するように制御される。

【００２３】コンテナ４で得られた信号パターンの連係
及びコンテナ直径に関する切替の連係はトレイ５及びト
レイ移動フック２８のそれぞれの通過距離によって実行
される。この目的のため前記通過距離に応じて駆動シス
テムに連結されるパルス発生器１１０によってパルスが
発生され、このパルスはパルス発生器４０によって計測
され、かつこのパルスは作動メモり４４において信号パ
ターンとして関連するアドレス値として記憶されると共
に、強度制御パラメータとしてマイクロプロセッサー４
３に供給される。密封部材８を表す検出された二つの信
号パターンはその値がマイクロプロセッサー４３でプロ
グラムメモり４５内の所定値と比較される。シール部材
が有りと無しでコンテナの寸法と形状との双方がスキャ
ンされ、ＲＯＭ４５に格納された所定値と比較される。 図７ａ，ｂ、図８ａ，ｂに高さ輪郭が６１〜６４にて示
されるが、それぞれ、ストッパ、カップ（低強度のみ）
、ストッパ及びカップ（高強度）を表している。

【００２４】もし値が一致すれば、搬送路１２の方向を
回動させるため及び夫々の処理ステーション２４もしく
は２５の制御のため制御ユニット４０によって別のパラ
メータが発生される。このパラメータは作動メモり４４
に格納され、トレイ５内のコンテナ４の位置に関連する
。値の比較によってコンテナ４はシール部材が有りか無
しか、シール部材８のタイプはどれかを検出することが
できる。

【００２５】最初にスキャンされたシール部材８がスト
ッパ８１であると検出されかつトレイ５が搬送路１２に
完全に移動されているときは、トレイトラック２９から
最終位置２２までの搬送路の回動が行われると共に第１
のコンテナはストッパ８１を除去するための開放手段２
６を具備した処理ステーション２４まで移動される。こ
れに引き続き、搬送路１２は零位置２１まで後退し、コ
ンテナ４のセンターリング及びその径の計測後に、生体
流体９は処理ステーション２５においてアスピレータ２
７によって吸引され、この際嘴３３は下側の液体除去位
置に移動している。

【００２６】シール部材８がカップ８４として検出され
たときは装置の作動は以上の作動とは異なる。この場合
は、搬送路１２は生体流体９の除去のため処理ステーシ
ョン２５まで直接に回動され、この際嘴３３は上側の液
体除去位置に移動している。シール部材８が存在してい
ないと検出されたときは装置はカップ８４が存在してい
るかのように作動するが、嘴３３は下側の液体除去位置
に移動する。もし許容されないコンテナ４もしくはシー
ル部材８が検出された場合は作動は停止され、エラーメ
ッセージがディスプレイ４７（図５）に出現する。

【００２７】トレイ５内に他のコンテナ４のスキャンニ
ング、搬送及び処理も以上説明したと同様に実行される
。好ましくは、制御ユニット４０は、協働する発光器エ
レメント７と受光器エレメント６との逐次的な作動と停
止とを頂部から底部まで連続的にある周波数で行い、こ
の周波数は、搬送路１２（図９）上でのコンテナ４の連
続移動の間にシール部材８のスキャンニング及び信号パ
ターン６１，６２，６３，６４の検出を可能とする周波
数である。このようにして、周囲の光、発光器／受光器
エレメント及びその出力／入力回路のオフセットドリフ
ト、発光器エレメントの不所望に加温されてしまうこと
を減少することができる。この発明はここに特には開示
しないいかなるエレメントを欠如しても実施することが
できることはもとよりである。

【００２８】

【発明の効果】この発明の技術的効果はサンプルのコン
テナが開放か閉鎖かを自動的に決定することを可能とし
、コンテナが閉鎖している場合はそれを閉鎖しているの
カップかを決定することができる。この発明のもう一つ
の利点はストッパの形態及び寸法並びに生体流体を含有
するカップのタイプを検出することができることにある
。得られた信号は、異なったシール部材を有するコンテ
ナをその所定の処理ステーションに供給するべく更に処
理を受ける。その結果、患者の供給生体流体サンプルの
処理の確実、かつ柔軟にしかも迅速を期することができ
る。かくして、短時間で明確な医療診断を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は入口ステーション、搬送路及び二つの処
理ステーションより成るアナライザにおけるこの発明の
装置の上面図である。

【図２】図２はコンテナを具備したトレイを示す図１の
スキャンニング装置の部分図である。

【図３】図３は発光器及び受光器を具備する図１のスキ
ャンニング装置の図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】図４はａがストッパを具備する図２のコンテナ
の部分図である。ｂがカップを具備する図２のコンテナ
の部分図である。

【図５】図５は制御ユニットのブロックダイヤグラム図
である。

【図６】図６はａ〜ｃはスキャンニングビームの強度の
関数としての受光器エレメントの信号応答、搬送路及び
シール部材のタイプを示す図である。

【図７】図４はａ，ｂが低強度スキャンニングビームを
印加したときのシール部材のタイプに応じた全受光器エ
レメントの信号パターンを示す。

【図８】図４はａ，ｂが高強度スキャンニングビームを
印加したときのシール部材のタイプに応じた全受光器エ
レメントの信号パターンを示す。

【図９】図９は発光器と受光器との間のクロックパルス
化スキャンニングビームを示す概略図である。

【符号の説明】

１…スキャンニング装置 ２…受光器 ３…発光器 ４…コンテナ ５…トレイ ８…シール部材 ９…体液 １２…搬送進路 １３，１３´…開口 １４…スキャンニングビーム ２０…入口ステーション ２４，２５…処理ステーション ２６…開放／閉鎖手段 ２７…アスピレータ ２８…トレイ移動フック ２９…トレイトラック ３０…患者データスキャナ ４０…制御ユニット ４１…入力回路 ５３…振幅 １０８…保持手段 １１０…パルス発生器 １１３，１１４…ステッピングモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　各々が分析されるべき液体をその中に
   充填され、開放もしくは閉鎖状態で支持手段内にランダ
   ムに位置され、閉鎖したものはシール部材でシールされ
   た移動コンテナの走査のためのアナライザにおける電気
   −光学的装置であって、該装置は前記移動コンテナの少
   なくとも頂部を遮るように位置する発光器び受光器を具
   備し、該発光器及び受光器は各々が複数の垂直に配置さ
   れたエレメントを具備し、受光器の該エレメントは発光
   器の対応するエレメントに整列するように対向し、発光
   器及び受光器の双方のエレメントは前記コンテナの所定
   の頂部の上方を延びていることを特徴とする液体充填コ
   ンテナの走査装置。
2. 【請求項２】　　シール部材によってシールされもしく
   はシールされないようにランダムに位置される複数のコ
   ンテナを走査してシールされていることを決定する方法
   において、発光器から走査ビームを放出する段階と、シ
   ール部材の有無によってその強度が異なるビームを受光
   する段階とを具備し、前記放出段階は複数の垂直に離間
   したビームを複数の垂直に離間した検出エレメントに向
   け放出する段階を具備し、そこにシール部材があればそ
   の輪郭及び存在を検出することを具備することを特徴と
   するコンテナの走査方法。