KR20150126953A - 통합형 광학장치를 구비한 점적 챔버 - Google Patents

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Abstract

주입 관을 위한 점적 챔버(102, 202, 302)로서: 주입 관(106, 206, 306)을 수용하도록 배열된 제1 단부(104, 204, 304); 출구 포트(110, 210)를 포함하는 제2 단부(108, 208, 308); 제1 단부와 제2 단부를 연결하는 적어도 하나의 벽(112, 212, 312); 제1 및 제2 단부 그리고 적어도 하나의 벽에 의해서 봉입되는(enclosed) 공간(120, 220, 320); 및 적어도 하나의 벽으로 통합되거나 적어도 하나의 벽으로 직접적으로 고정되는 적어도 하나의 렌즈(121, 221, 321)를 포함한다.

Description

통합형 광학장치를 구비한 점적 챔버{DRIP CHAMBER WITH INTEGRATED OPTICS}
본 개시 내용은 통합형 광학장치, 특히 점적 챔버의 하나 이상의 벽으로 통합된 렌즈를 구비한 주입 관(infusion tube)을 위한 직사각형 점적 챔버에 관한 것이다. 본 개시 내용은 통합형 광학장치를 구비한 주입 관을 위한 직사각형 점적 챔버를 포함하는 광학 영상처리(imaging) 시스템에 관한 것이다.
주입 관을 위한 광학적 영상처리 시스템의 일부로서, 원통형 점적 챔버와 별개로, 렌즈를 이용하는 것이 공지되어 있다. 광원 광 및 영상처리 광은, 점적 챔버에 대해서 진입 및 진출할 때, 점적 챔버의 원통형 벽을 각각 통과하여야 하고, 조명(illumination) 및 영상처리 하위-시스템(렌즈, 영상 센서, 등) 모두의 광학적 디자인을 상당히 복잡하게 한다.
본원에서 설명된 양태에 따라서, 주입 관을 위한 점적 챔버가 제공되고, 그러한 점적 챔버는: 점적 관을 수용하도록 배열된 제1 단부; 출구 포트를 포함하는 제2 단부; 제1 단부와 제2 단부를 연결하는 적어도 하나의 벽; 제1 및 제2 단부 그리고 적어도 하나의 벽에 의해서 봉입되는(enclosed) 공간; 및 적어도 하나의 벽으로 통합된 또는 적어도 하나의 벽으로 직접적으로 고정되는 적어도 하나의 렌즈를 포함한다.
본원에서 설명된 양태에 따라서, 주입 장치와 함께 이용하기 위한 광학적 영상처리 시스템이 제공되고, 그러한 시스템은: 제1 광을 방출하기 위한 적어도 하나의 광원; 점적 챔버의 제1 단부 및 제2 단부를 연결하는 적어도 하나의 벽 및 적어도 하나의 벽 그리고 제1 및 제2 단부에 의해서 적어도 부분적으로 봉입되는 공간을 포함하는 점적 챔버; 및 적어도 하나의 벽으로 통합된 또는 적어도 하나의 벽으로 직접적으로 고정되는 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 적어도 하나의 렌즈가: 제1 광을 공간으로 전달하도록 또는 공간을 통해서 전달된 제1 광을 수용하도록 배열된다. 영상처리 시스템이 적어도 하나의 렌즈로부터 제1 광을 수용하기 위한 그리고 적어도 하나의 렌즈로부터 수용된 제1 광을 특성화하는(characterizing) 데이터를 전송하기 위한 적어도 하나의 영상 센서를 포함하는 광학장치 시스템; 및 데이터를 이용하여 공간의 적어도 하나의 영상을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 특별하게 프로그래밍된 프로세서를 포함한다.
본원에서 설명된 양태에 따라서, 주입 관을 위한 점적 챔버가 제공되고, 그러한 점적 챔버는: 점적 관을 수용하도록 배열된 제1 단부; 출구 포트를 포함하는 제2 단부; 그리고 제1 및 제2 단부를 연결하는 제1, 제2, 제3, 및 제4 벽을 포함한다. 점적 관에 대한 길이방향 축에 직교하는 횡단면에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 벽이 공간을 봉입하는 직사각형을 형성한다.
본원에서 설명된 양태에 따라서, 주입 관을 위한 점적 챔버를 형성하는 방법이 제공되고, 그러한 방법은: 점적 관을 수용하도록 배열된 제1 단부를 형성하는 단계; 출구 포트를 포함하는 제2 단부를 형성하는 단계; 적어도 하나의 벽으로 제1 단부와 제2 단부를 연결하는 단계; 제1 및 제2 단부 그리고 적어도 하나의 벽으로 공간을 봉입하는 단계; 및 적어도 하나의 렌즈를 적어도 하나의 벽 내로 통합시키는 단계; 또는 적어도 하나의 렌즈를 적어도 하나의 벽으로 직접적으로 고정하는 단계를 포함한다.
첨부된 개략적인 도면을 참조하여, 단지 예로서, 여러 가지 실시예가 설명되며, 그러한 도면에서 상응하는 참조 기호가 상응하는 부분을 나타낸다.
도 1은 직사각형 점적 챔버를 구비한 광학적 영상처리 시스템의 개략적 측면도이다.
도 2은 정사각형 점적 챔버를 구비한 광학적 영상처리 시스템의 개략적 상면도이다.
도 3은 적어도 하나의 통합된 또는 직접적으로 고정된 렌즈를 포함하는 점적 챔버를 구비한 광학적 영상처리 시스템의 개략적 측면도이다.
도 4는 적어도 하나의 통합된 또는 직접적으로 고정된 렌즈를 포함하는 점적 챔버를 구비한 광학적 영상처리 시스템의 개략적 상면도이다.
도 5은 적어도 하나의 통합된 또는 직접적으로 고정된 렌즈를 포함하는 점적 챔버를 구비한 광학적 영상처리 시스템의 개략적 측면도이다.
도 6은 적어도 하나의 통합된 또는 직접적으로 고정된 렌즈를 포함하는 광학적 영상처리 시스템의 개략적 상면도이다.
도입부에서, 상이한 도면들 상의 유사한 도면 번호가 동일한, 또는 기능적으로 유사한, 개시 내용의 구성 요소를 나타낸다는 것을 이해하여야 할 것이다. 청구된 바와 같은 개시 내용이 개시된 양태로 제한되지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이러한 개시 내용이 설명된 특별한 방법론, 재료 및 변경예로 제한되지 않는 다는 것, 그리고 그러한 것이 물론 변경될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본원에서 이용된 용어가 단지 특별한 양태를 설명하기 위한 것이고, 본 개시 내용의 양태를 제한하기 위한 것이 아님을 이해하여야 할 것이다.
달리 규정되는 바가 없는 경우에, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 개시 내용이 속하는 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미를 가진다. 본원에서 설명된 것과 유사한 또는 균등한 임의 방법, 장치 또는 재료가 개시 내용의 실시 또는 테스트에서 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.
도 1은 직사각형 점적 챔버(102)를 구비한 광학적 영상처리 시스템(100)의 개략적 측면도이다.
도 2는 정사각형 점적 챔버(102)를 구비한 광학적 영상처리 시스템(100)의 개략적인 상면도이다. 이하의 내용은 도 1 및 도 2에 비추어 검토되어야 할 것이다. 챔버(102)는 점적 관(106)을 수용하도록 배열된 단부(104) 및 출구 포트(110)를 포함하는 단부(108)를 포함한다. 챔버(102)가 단부(104 및 108)를 연결하고 공간(120)을 봉입하는 벽(112, 114, 116, 및 118)을 포함한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 점적 관(106)에 대한 길이방향 축(LA)에 직교하는 횡단면에서, 벽(112, 114, 116, 및 118)이 공간(120)을 봉입하는 직사각형을 형성한다. 예시적인 실시예에서, 직사각형이 정사각형이다.
시스템(100)이 광원(122), 그리고 적어도 하나의 렌즈(124) 및 적어도 하나의 영상 센서(126)를 가지는 광학장치 시스템(123)을 포함한다. 도 1 및 도 2의 예에서, 시스템(123)이 렌즈(124A 및 124B) 및 영상 센서(126A 및 126B)를 포함한다. 광원이 광(130)을 방출하도록 배열되고, 그러한 광은 공간(120)을 통해서 전달되고 렌즈(124A 및 124B)에 의해서 수용된다. 렌즈(124A 및 124B)가 광을 포커스하고 영상 센서(126A 및 126B)로 각각 전달한다. 영상 센서(126A 및 126B)가 렌즈(124A 및 124B)로부터 각각 광을 수용하고, 렌즈(124A 및 124B)로부터 수용된 광을 특성화하는 데이터(132)를 생성 및 전달한다. 도 1 및 도 2의 예에서, 센서(126A 및 126B)가 데이터(132A 및 132B)를 각각 생성 및 전달한다. 메모리 요소(133)가 컴퓨터 실행 가능 명령어(134)를 저장하도록 구성된다. 프로세서(135)는, 명령어(134)를 실행하여, 데이터(132)를 이용하여, 공간(120)의 적어도 하나의 영상(136)을 생성하도록 구성된다. 도 1 및 도 2의 예에서, 프로세서가 데이터(132A 및 132B)로부터 공간(120)의 영상(136A 및 136B)을 각각 생성한다.
"특성화"는, 각각의 데이터가, 예를 들어, 광을 기술(describe)하거나 정량화하여, 각각의 데이터를 이용한 영상의 생성을 가능하게 하는 매개변수를 제공한다는 것을 의미한다. "광 방출"은, 해당되는 요소가 광을 생성한다는 것을 의미한다. "~에 의해서 전달되는"은, 광이 해당되는 요소를 통과한다는 것, 예를 들어, 광원(122)에 의해서 방출된 광이 공간(120)을 통과한다는 것을 의미한다.
예시적인 실시예에서, 점적 관(106)의 단부(E1)가 공간(120) 내에 위치되고, 영상(136A)이 단부(E1)를 포함한다. 프로세서(135)가, 명령어(134)를 실행하여, 액적(drop)(138)이 단부(E1)에 매달려 있는지의 여부를 결정하기 위해서 그리고 그러한 액적(138)이 단부(E1)에 매달려 있거나 매달려 있지 않는 기간(140)을 결정하기 위해서 영상(136A)을 분석하도록 구성된다. 그러한 기간(140)은, 투약 백(141)과 같은 유체의 공급원이 비었을 때를 식별하기 위해서 이용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 영상(136A)은 단부(E1)로부터 매달린 액적(138)의 영상을 포함하고, 프로세서(135)는, 예를 들어, 점적 챔버(102)를 통한 유동을 제어하는데 있어서 이용하기 위해서, 명령어(134)를 실행하여 매달린 액적(138)의 부피(142)를 계산하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 점적 챔버(102) 내의 유체(146)에 대한 메니스커스(meniscus)(144)가 공간(120) 내에 위치되고, 영상(136B) 내에 포함된다. 프로세서(135)는, 명령어(134)를 실행하여, 영상(136B)으로부터, 점적 챔버(102) 내의 메니스커스(144)의 위치(148)를 계산하도록 구성된다. 위치(148)를 이용하여 점적 챔버(102)를 통한 유동을 제어할 수 있거나, 메니스커스(144)가 존재하지 않는 것으로 결정되는 경우에, 라인내 공기의 잘못된 조건(air-in-the-line fault condition) 가능성을 나타내고, 점적 챔버(102)를 통한 유동을 중단시킬 수 있다.
도 1 및 도 2의 예에서, 2개의 렌즈 및 2개의 영상 센서가 이용된다. 렌즈/영상 센서 쌍(124A/126A 또는 124B/126B) 중 단지 하나 또는 다른 하나가 시스템(100) 내에서 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 2개의 별개의 광원이 이용될 수 있다는 것을 또한 이해하여야 할 것이다.
도 3은 적어도 하나의 통합된 또는 직접적으로 고정된 렌즈를 포함하는 점적 챔버(202)를 구비한 광학적 영상처리 시스템(200)의 개략적 측면도이다.
도 4는 적어도 하나의 통합된 또는 직접적으로 고정된 렌즈를 포함하는 점적 챔버(202)를 구비한 광학적 영상처리 시스템(200)의 개략적 상면도이다. 이하의 내용은 도 3 및 도 4에 비추어 검토되어야 할 것이다. 챔버(202)는 점적 관(206)을 수용하도록 배열된 단부(204) 및 출구 포트(210)를 포함하는 단부(208)를 포함한다. 챔버(202)가 제2 단부(204 및 208)를 연결하고 공간(220)을 봉입하는 벽(212, 214, 216, 및 218)을 포함한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 점적 관(206)에 대한 길이방향 축(LA)에 직교하는 횡단면에서, 벽(212, 214, 216, 및 218)이 공간(220)을 봉입하는 직사각형을 형성한다. 예시적인 실시예에서, 직사각형이 정사각형이다. 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 점적 챔버(202)가 벽(212, 214, 216, 또는 218) 중 적어도 하나에 통합된 또는 벽(212, 214, 216, 또는 218) 중 적어도 하나에 직접적으로 고정된 적어도 하나의 렌즈(221)를 포함한다.
시스템(200)이 광원(222), 및 적어도 하나의 렌즈(224) 및 적어도 하나의 영상 센서(226)를 가지는 광학장치 시스템(223)을 포함한다. 도 3 및 도 4의 예에서, 시스템(223)이 렌즈(224A 및 224B) 및 영상 센서(226A 및 226B)를 포함한다. 광원이 광(230)을 방출하도록 배열되고, 그러한 광은 공간(220)을 통해서 전달되고 렌즈(224A 및 224B)에 의해서 수용된다. 렌즈(224A 및 224B)가 광을 포커스하고 영상 센서(226A 및 226B)로 각각 전달한다. 영상 센서(226A 및 226B)가 렌즈(224A 및 224B)로부터 각각 광을 수용하고, 렌즈(224A 및 224B)로부터 수용된 광을 특성화하는 데이터(232)를 생성 및 전달한다. 도 3 및 도 4의 예에서, 센서(226A 및 226B)가 데이터(232A 및 232B)를 각각 생성 및 전달한다. 메모리 요소(233)가 컴퓨터 실행 가능 명령어(234)를 저장하도록 구성된다. 프로세서(235)는, 명령어(234)를 실행하여, 데이터(232)를 이용하여, 공간(220)의 적어도 하나의 영상(236)을 생성하도록 구성된다. 도 3 및 도 4의 예에서, 프로세서가 데이터(232A 및 232B)로부터 공간(220)의 영상(236A 및 236B)을 각각 생성한다.
도 3 및 도 4에서, 적어도 하나의 렌즈(221)가, 예를 들어, 벽(212 또는 216)으로 통합되거나 직접적으로 고정되고, 전술한 기능 이외의 부가적인 기능을 실시한다. 적어도 하나의 렌즈(221)가 광(230)을 공간(220)으로 전달하도록, 또는 공간(220)을 통해서 전달된 광(230)을 수용하고 광(230)을 렌즈(224)로 전달하도록 배열된다. 도 3 및 도 4의 예에서, 렌즈(221A 및 221B)가 벽(216) 상에 배치되고, 공간(220)을 통해서 전달된 광(230)을 수용하도록 그리고 수용된 광을 렌즈(224A 및 224B)로 각각 전달하도록 배열된다.
예시적인 실시예에서, 점적 관(206)의 단부(E1)가 공간(220) 내에 위치되고, 영상(236A)이 단부(E1)를 포함한다. 프로세서(235)가, 명령어(234)를 실행하여, 액적(238)이 단부(E1)에 매달려 있는지의 여부를 결정하기 위해서 그리고 그러한 액적(238)이 단부(E1)에 매달려 있거나 매달려 있지 않는 기간(240)을 결정하기 위해서 영상(236A)을 분석하도록 구성된다. 그러한 기간(240)은, 투약 백(241)과 같은 유체의 공급원이 비었을 때를 식별하기 위해서 이용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 영상(236A)은 단부(E1)로부터 매달린 액적(238)의 영상을 포함하고, 프로세서(235)는, 예를 들어, 점적 챔버(202)를 통한 유동을 제어하는데 있어서 이용하기 위해서, 명령어(234)를 실행하여 매달린 액적(238)의 부피(242)를 계산하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 점적 챔버(202) 내의 유체(246)에 대한 메니스커스(244)가 공간(220) 내에 위치되고, 영상(236B) 내에 포함된다. 프로세서(235)는, 명령어(234)를 실행하여, 영상(236B)으로부터, 점적 챔버(202) 내의 메니스커스(244)의 위치(248)를 계산하도록 구성된다. 위치(248)를 이용하여 점적 챔버(202)를 통한 유동을 제어할 수 있거나, 메니스커스(244)가 존재하지 않는 것으로 결정되는 경우에, 라인내 공기의 잘못된 조건 가능성을 나타내고, 점적 챔버(202)를 통한 유동을 중단시킬 수 있다.
도 3 및 도 4의 예에서, 2개의 렌즈(224) 및 2개의 영상 센서가 이용된다. 렌즈/영상 센서 쌍(224A/226A 또는 224B/226B) 중 단지 하나 또는 다른 하나가 시스템(100) 내에서 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 2개의 별개의 광원이 광 방출을 위해서 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 도 3 및 도 4의 예에서, 렌즈(221A 및 221B)가 도시되어 있으나; 점적 챔버(202)가 렌즈(221A 및 221B) 중 단지 하나 또는 다른 하나를 구비할 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.
예시적인 실시예에서, 렌즈(221A 및 221B)가 통합되거나 부착되는 벽의 부분, 예를 들어, 벽(216)의 부분(216A 및 216B)이 편평하다. 예를 들어, 벽(216)이 편평한 부분(216A 및 216B)을 구비한 외부 표면(250)을 포함하고, 렌즈(221A 및 221B)가 편평한 부분(216A 및 216B)으로 통합되거나 편평한 부분(216A 및 216B)으로 직접적으로 고정된다. 예시적인 실시예에서, 벽(212 및 216)이 편평하고, 서로 실질적으로 평행하며, 각각 방향(D1 및 D2)으로 대면한다. 예시적인 실시예에서, 점적 챔버의 길이방향 축(LA)에 직교하는, 부분(216A 및 216B) 및 그러한 부분(216A 및 216B)과 정렬된 벽(212)의 적어도 일부가 편평하고, 예를 들어, 길이방향 축(LA)을 따라서 서로 실질적으로 평행하다. 즉, 렌즈(221A 및 221B)를 통과한 광(230)이 벽(212)의 편평하고 실질적으로 평행한 부분을 통과한다.
비록 벽(214 및 218)이 도 4에서 벽(212 및 216)과 함께 정사각형을 형성하는 편평한 것으로 도시되어 있지만, 그러한 벽(214 및 218)이 임의의 특별한 형상을 가지거나 공간(220)의 임의의 특별한 형상을 형성할 필요가 없다는 것을 이해하여야 할 것이다. 비록 벽(212 및 216)이 편평한 것으로 도시되어 있지만, 부분(216A 및 216B)을 포함하지 않는 벽(216)의 부분, 및 길이방향 축(LA)에 직교하는 부분(216A 및 216B)과 정렬되지 않는 벽(212)의 부분이 임의의 특별한 형상을 가져야 할 필요가 없다는 것을 또한 이해하여야 할 것이다.
렌즈(221A 및/또는 221B)가 벽(212) 상에 배치될 수 있고, 그러한 경우에, 렌즈(221A 및 221B) 및 부분(216A 및 216B)을 가지는 벽(216) 및 벽(212)과 관련한 전술한 설명이 렌즈 및 편평한 부분을 가지는 벽(212) 및 벽(216)으로 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 또한, 렌즈(221A 또는 221B) 중 하나 만이, 벽(212) 상에서 또는 벽(216) 상에서, 점적 챔버(202) 상에 배치될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 단일 렌즈(221)가 점적 관을 영상처리하기 위한 광을 전달하도록 또는 메니스커스를 영상처리하기 위한 광을 전달하도록 배치될 수 있을 것이다.
도 5는 적어도 하나의 통합된 또는 직접적으로 고정된 렌즈를 포함하는 점적 챔버(302)를 구비한 광학적 영상처리 시스템(300)의 개략적 측면도이다.
도 6은 적어도 하나의 통합된 또는 직접적으로 고정된 렌즈를 포함하는 점적 챔버(302)를 구비한 광학적 영상처리 시스템(300)의 개략적 상면도이다. 이하의 내용은 도 5 및 도 6에 비추어 검토되어야 할 것이다. 챔버(302)는 점적 관(306)을 수용하도록 배열된 단부(304) 및 출구 포트(310)를 포함하는 단부(308)를 포함한다. 챔버(302)가 단부(304 및 308)를 연결하고 공간(320)을 봉입하는 벽(312, 314, 316, 및 318)을 포함한다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 점적 관(306)에 대한 길이방향 축(LA)에 직교하는 횡단면에서, 벽(312, 314, 316, 및 318)이 공간(320)을 봉입하는 직사각형을 형성한다. 예시적인 실시예에서, 직사각형이 정사각형이다. 점적 챔버(302)가, 이하에서 더 설명하는 바와 같이, 벽(312 및 318)으로 통합되는 또는 벽(312 및 318)으로 직접적으로 고정되는 적어도 2개의 렌즈(321)를 포함한다. 일반적으로, 렌즈(321)가 축(LA)에 대해서 직교적인 선과 정렬된 쌍(측부(side)(312) 상에 하나 및 측부(316) 상에 다른 하나)으로 존재한다. 도 5 및 도 6에서, 렌즈의 2개의 쌍(321A/C 및 321B/D)이 도시되어 있다.
시스템(300)이 광원(322), 그리고 적어도 하나의 렌즈(324) 및 적어도 하나의 영상 센서(326)를 가지는 광학장치 시스템(323)을 포함한다. 도 5 및 도 6의 예에서, 시스템(323)이 렌즈(324A 및 324B) 및 영상 센서(326A 및 326B)를 포함한다. 광원이 광(330)을 방출하도록 배열되고, 그러한 광은 공간(320)을 통해서 전달되고 렌즈(324A 및 324B)에 의해서 수용된다. 렌즈(324A 및 324B)가 광을 포커스하고 영상 센서(326A 및 326B)로 각각 전달한다. 영상 센서(326A 및 326B)가 렌즈(324A 및 324B)로부터 각각 광을 수용하고, 렌즈(324A 및 324B)로부터 수용된 광을 특성화하는 데이터(332)를 생성 및 전달한다. 도 5 및 도 6의 예에서, 센서(326A 및 326B)가 데이터(332A 및 332B)를 각각 생성 및 전달한다. 메모리 요소(333)가 컴퓨터 실행 가능 명령어(334)를 저장하도록 구성된다. 프로세서(335)는, 명령어(334)를 실행하여, 데이터(332)를 이용하여, 공간(320)의 적어도 하나의 영상(336)을 생성하도록 구성된다. 도 5 및 도 6의 예에서, 프로세서가 데이터(332A 및 332B)로부터 공간(320)의 영상(336A 및 336B)을 각각 생성한다.
도 5 및 도 6에서, 렌즈(321)가 벽(312 및 316)으로 통합되거나 직접적으로 고정되고, 전술한 기능 이외의 부가적인 기능을 실시한다. 렌즈(321)의 쌍이 광(330)을 공간(320)으로 전달하도록 배열되고, 공간(320)을 통해서 전달된 광(330)을 수용한다. 도 5 및 도 6의 예에서, 렌즈(321A 및 321C)가 광원(322)으로부터 광(330)을 수용하도록 배열되고 광(330)을 공간(320)을 통해서 전달하고; 렌즈(321B 및 321D)가 공간(320)을 통해서 전달된 광(330)을 수용하도록 배열되고 그리고 수용된 광(320)을 포커스 및 전달한다. 그에 따라, 렌즈(321A 및 321C)가 쌍(동일한 광이 양 렌즈를 통과한다)을 형성하고, 렌즈(321B 및 321D)가 쌍(동일한 광이 양 렌즈를 통과한다)을 형성한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 축(LA)에 직교하는 평면(337)을 따라서, 축(LA)이 렌즈들(321A 및 321C 그리고 321B 및 321D) 사이에 위치된다.
예시적인 실시예에서, 점적 관(306)의 단부(E1)가 공간(320) 내에 위치되고, 영상(336A)이 단부(E1)를 포함한다. 프로세서(335)가, 명령어(334)를 실행하여, 액적(338)이 단부(E1)에 매달려 있는지의 여부를 결정하기 위해서 그리고 그러한 액적(338)이 단부(E1)에 매달려 있거나 매달려 있지 않는 기간(340)을 결정하기 위해서 영상(336A)을 분석하도록 구성된다. 그러한 기간(340)은, 투약 백(341)과 같은 유체의 공급원이 비었을 때를 식별하기 위해서 이용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 영상(336A)은 단부(E1)로부터 매달린 액적(338)의 영상을 포함하고, 프로세서(335)는, 예를 들어, 점적 챔버(302)를 통한 유동을 제어하는데 있어서 이용하기 위해서, 명령어(334)를 실행하여 매달린 액적(338)의 부피(342)를 계산하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 점적 챔버(302) 내의 유체(346)에 대한 메니스커스(344)가 공간(320) 내에 위치되고, 영상(336B) 내에 포함된다. 프로세서(335)는, 명령어(334)를 실행하여, 영상(336B)으로부터, 점적 챔버(302) 내의 메니스커스(344)의 위치(348)를 계산하도록 구성된다. 위치(348)를 이용하여 점적 챔버(302)를 통한 유동을 제어할 수 있거나, 메니스커스(344)가 존재하지 않는 것으로 결정되는 경우에, 라인내 공기의 잘못된 조건 가능성을 나타내고, 점적 챔버(302)를 통한 유동을 중단시킬 수 있다.
도 5 및 도 6의 예에서, 2개의 렌즈(324) 및 2개의 영상 센서가 이용된다. 렌즈/영상 센서 쌍(324A/326A 또는 324B/326B) 중 단지 하나 또는 다른 하나가 시스템(300) 내에서 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 2개의 별개의 광원이 광 방출을 위해서 이용될 수 있다는 것을 또한 이해하여야 할 것이다. 도 5 및 도 6의 예에서, 렌즈(321A-D)가 도시되어 있으나; 점적 챔버(302)가 렌즈(321A/C 및 321B/D)의 쌍 중 단지 하나 또는 다른 하나를 구비할 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.
예시적인 실시예에서, 렌즈(321A-D)가 통합되거나 부착되는 벽의 부분, 예를 들어, 벽(312)의 부분렌즈(312A 및 312B), 및 벽(316)의 부분(316A 및 316B)이 편평하다. 예를 들어, 벽(312 및 316)이 편평한 부분(312A 및 312B) 및 편평한 부분(316A 및 316B) 각각을 구비하는 외부 표면(350)을 각각 포함한다. 렌즈(321A 및 321B)가 각각 부분(312A 및 312B)으로 통합되거나 부분(312A 및 312B)으로 직접적으로 고정되고; 렌즈(321C 및 321D)가 각각 부분(316A 및 316B)으로 통합되거나 부분(316A 및 316B)으로 직접적으로 고정된다. 부분(312A 및 316A)이 서로에 대해서 실질적으로 평행하고, 부분(312B 및 316B)이 서로에 대해서 실질적으로 평행하다. 예시적인 실시예에서, 벽(312 및 316)이 편평하고, 각각 방향(D1 및 D2)으로 대면한다. 예시적인 실시예에서, 벽(312 및 316)이 편평하고, 서로에 대해서 실질적으로, 예를 들어 점적 챔버에 대한 길이방향 축(LA)에 대해서 실질적으로 평행하다. 비록 벽(314 및 318)이 도 6에서 편평하고 벽(312 및 316)과 함께 정사각형을 형성하는 것으로 도시되어 있지만, 그러한 벽(314 및 318)이 임의의 특별한 형상을 가지거나 공간(320)의 임의의 특별한 형상을 형성할 필요가 없다는 것을 이해하여야 할 것이다. 비록 벽(312 및 316)이 편평한 것으로 도시되어 있지만, 부분(312A 및 312B)을 포함하지 않는 벽(312)의 부분, 및 부분(316A 및 316B)을 포함하지 않는 벽(316)의 부분이 임의의 특별한 형상을 가져야 할 필요가 없다는 것을 또한 이해하여야 할 것이다.
유리하게, 점적 챔버(102, 202, 또는 302)를 위한 편평한 벽, 예를 들어 점적 챔버(102)를 위한 편평한 벽(112 및 116)이, 광원에 관한 그리고 점적 챔버에 대해서 진입 및 진출할 때 점적 챔버의 원통형 벽을 통과하는 영상처리 광에 관한 전술한 문제점을 제거한다. 그에 따라, 양 조명 시스템의 광학적 디자인, 예를 들어, 광원(122, 222, 또는 322), 그리고 렌즈(124, 224, 또는 324) 및/또는 영상처리기(126, 226, 또는 326)와 같은 구성요소를 포함하는, 시스템(123, 223, 또는 323)과 같은 광학적 시스템이 유리하게 단순화될 수 있고, 그에 따라 시스템(100, 200, 및 300)의 복잡성 및 비용을 줄일 수 있다. 예를 들어, 실질적으로 평행한 부분(312A/316A 및 312B/316B)을 가지는 점적 챔버(302)가 왜곡, 비점수차(astigmatism), 비대칭 수차(coma)와 같은 광학적 수차(aberration)를 감소시킨다.
렌즈 또는 렌즈들(221/321)을 점적 관(206/306)으로 통합식으로 몰딩하는 것, 또는 렌즈 또는 렌즈들(221/321)을 점적 관(206/306)으로 직접적으로 부착하는 것은, 유리하게, 다른 지역 내에서 렌즈 또는 렌즈들(221/321)의 성능을 손상시키지 않고, 렌즈 또는 렌즈들(221/321)에 대한 보다 빠른 속력을 가능하게 한다. 렌즈 또는 렌즈들(221/321)을 점적 관(206/306)으로 통합식으로 몰딩하는 것, 또는 렌즈 또는 렌즈들(221/321)을 점적 관(206/306)으로 직접적으로 부착하는 것은 시스템(200/300)의 부품 수, 비용, 및 복잡성을 또한 감소시킨다. 또한, 렌즈 또는 렌즈들(221/321)은 광원(222/323)과 같은 백라이트와 226/326과 같은 영상 센서 사이의 거리 감소를 가능하게 하고, 그에 따라 유리하게, 점적 챔버(202 또는 302)를 포함하는 주입 펌프의 크기를 감소시킬 수 있게 한다.
렌즈 또는 렌즈들(221/321)을 설치하는 것은 시스템(200/300)에 대한 조명의 디자인에서 추가적인 자유도를 제공하고, 예를 들어, 조명되는 매달린 액적으로 입사하는 공간적 및 각도적 플럭스에 걸친 보다 많은 제어를 가능하게 한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 점적 챔버 구성들의 임의 조합이 단일 점적 챔버 내에서 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 점적 챔버(202 또는 302)가 렌즈/센서 쌍(221A/224A/226A) 및 렌즈/센서 그룹화(321B/321D/324B/326B)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 점적 챔버(200 또는 300)가 렌즈/센서 그룹화(221B/224B/226B) 및 렌즈/센서 쌍(321A/321C/324A/326A)을 포함할 수 있다.
광원들(122, 222, 및 322)이 서로 상이할 수 있고, 비제한적으로, 발광 다이오드(LED), LED의 어레이, 레이저 다이오드, 백열등, 또는 형광등을 포함하는, 당업계에 공지된 임의 광원일 수 있다.
이하의 내용은, 점적 챔버(102, 202, 및 302) 및/또는렌즈(221/321)와 관련한 추가적인 상세 내용을 제공한다. 렌즈(221/321)가: 양의 또는 음의; 구면적 또는 비구면적(aspherical); 회전 대칭적 또는 비대칭적; 또는 원통형의 임의의 조합일 수 있다. 렌즈 또는 렌즈들(221/321)이 프레넬(Fresnel) 렌즈일 수 있다. 렌즈 또는 렌즈들(221/321)이 그 상부에 설치된 회절성의(diffractive) 광학적 요소를 가질 수 있거나, 회절성의 광학적 요소에 의해서 대체될 수 있다. 렌즈 또는 렌즈들(221/321)이 통합된 점적 챔버(202/302)가 사출 성형에 의해서 제조될 수 있다. 렌즈 또는 렌즈들(221/321)이 통합된 점적 챔버(202/302)가 아크릴, 폴리카보네이트, 또는 폴리스티렌과 같은 중합체로 제조될 수 있다. 점적 챔버(102, 202, 또는 302)의 횡단면이 원형, 타원형, 직사각형, 정사각형, 또는 반경을 가지는(radiused) 모서리를 구비한 직사각형일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 점적 챔버가, 예를 들어, 단지 하나의 (희망하는) 방식으로 주입 펌프 내에 설치될 수 있도록, 그에 따라 렌즈 또는 렌즈들(221 또는 321)이 적절하게 배향되도록, 점적 챔버(202 또는 302)가 설치 특징부(feature)(252)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 설치할 때, 점적 챔버의 광학적 축이 렌즈 또는 렌즈들(221 또는 321)과 같은 렌즈 또는 렌즈들의 축, 및/또는 광원(222 또는 322)과 같은 광원의 축과 동일선상에 있도록 보장하기 위해서, 점적 챔버(202 또는 302)가 정렬 특징부를 포함한다. 설치 특징부 및 정렬 특징부가 조합될 수 있다.
렌즈 또는 렌즈들(221 또는 321)의 가장 두꺼운 부분과 같이 벽의 전체적인 두께가 상당히 증가되지 않도록, 렌즈 또는 렌즈들(221 또는 321)이 점적 챔버(202 또는 302)의 벽 내로 부분적으로 함몰될 수 있다. 그러한 구성은, "침몰부(sink)"를 피할 수 있고 해당 렌즈의 표면 형상(surface figure)을 개선할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 점적 챔버(202)가 특징부(252A 및/또는 252B)와 같은 설치 특징부를 포함한다. 특징부(252A 및 252B)는 각각의 광학적 축 상에 각각의 렌즈(221A 및 221B)를 정확하게 위치시키기 위해서 이용된다. 특징부(252A 및/또는 252B)의 크기, 형상 및 위치는 단지 설명을 위한 것이고, 다른 크기, 형상, 및 위치가 가능하다. 선행하는 설명은 또한 점적 챔버(302)로 적용될 수 있다.
렌즈 또는 렌즈들(221 또는 321)이 점적 챔버(202 또는 302)를 위한 몰딩 프로세스의 일부로서 생성될 수 있거나, 별개의 몰딩 프로세스 내에서 제조되고 챔버(202 또는 302)로 후속하여 결합될 수 있다. 결합이 접착제로 실시될 수 있거나 초음파 또는 열적 결합 프로세스를 통해서 실시될 수 있다. 렌즈 또는 렌즈들(221 또는 321)에 관한 각각의 규정(prescription)이 상이할 수 있고, 결과적으로 상이한 영상처리기 배율을 초래할 수 있다. 상이한 배율이 챔버(202 또는 302)의 여러 가지 구성에 합치되어 점적 관(208 또는 308)으로부터 매달린 액적의 영상처리와 같은 동작을 향상시킬 수 있다. 주입 펌프에 의해서 감지될 수 있는, 연동(interlock)-유사 특징부가 점적 챔버(202 또는 302) 상으로 통합되어 몰딩될 수 있고, 그에 따라 펌프가 감지된 배율에 따라서 상이한 영점교정 유량 상수(different calibration flow-rate constant)를 이용하도록 유도할 수 있다. QR 코드와 같은 2-차원적인 바코드를 영상처리기의 시계 내에서(그러나, 점적 관(208, 또는 308)과 같은 관심 지역의 시야를 차단하지 않는다) 점적 챔버(202 또는 302)의 표면 상으로 설치할 수 있을 것이다. 코드가 제조자, 제조 일자, 승인 번호, 배율, 노즐의 공칭(nominal) 점적률(drip rate)과 같은 점적 챔버(202 또는 302)와 관련된 정보를 포함할 수 있다.
여러 가지 전술한 그리고 다른 특징부 및 기능, 또는 그 대안이 많은 다른 시스템 또는 적용예 내로 바람직하게 조합될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이하의 청구항에 포함되도록 또한 의도된, 이제까지 예상 또는 예측하지 못한 여러 가지 대안, 수정예, 변경예, 또는 개선예가 당업자에 의해서 후속하여 이루어질 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 주입 관을 위한 점적 챔버이며:
    점적 관(106, 206, 306)을 수용하도록 배열된 제1 단부(104, 204, 304);
    출구 포트(110, 210, 310)를 포함하는 제2 단부(108, 208, 308);
    제1 단부와 제2 단부를 연결하는 적어도 하나의 벽(112, 212, 312);
    제1 및 제2 단부 그리고 적어도 하나의 벽에 의해서 봉입되는 공간(120, 220, 320); 및
    적어도 하나의 벽으로 통합되거나 적어도 하나의 벽으로 직접적으로 고정되는 적어도 하나의 렌즈(121, 221, 321)를 포함하는, 점적 챔버.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 렌즈가:
    광을 공간으로 전달하도록; 또는,
    공간을 통해서 전달된 광을 수용하도록, 배열되는, 점적 챔버.
  3. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 벽이 적어도 하나의 편평한 부분(216A, 216B)을 구비하는 제1 벽(216)을 포함하고; 그리고,
    적어도 하나의 렌즈(221A, 221B)가 편평한 부분으로 통합되거나 편평한 부분으로 직접적으로 고정되는, 점적 챔버.
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 벽(216, 316)이 외부 표면(250, 350)을 포함하고; 그리고,
    적어도 하나의 렌즈(221, 321)가 외부 표면으로 통합되거나 외부 표면으로 직접적으로 고정되는, 점적 챔버.
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 벽이, 실질적으로 서로에 대해서 평행한, 적어도 제1 및 제2 평평한 부분(216B, 216B)을 구비하는 제1 및 제2 벽(212, 216)을 각각 포함하고; 그리고,
    적어도 하나의 렌즈(221A, 221B)가 제1 또는 제2 벽(212, 216) 중 하나만으로 통합되거나 제1 또는 제2 평평한 부분 중 하나만으로 직접적으로 고정되는, 점적 챔버.
  6. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 벽(112, 114, 116, 118)이, 점적 챔버의 길이방향 축에 직교하는 횡단면에서, 공간(120)을 봉입하는 직사각형을 형성하는, 점적 챔버.
  7. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 렌즈가 제1 및 제2 렌즈(221A, 221B)를 포함하고;
    적어도 하나의 벽이, 적어도 제1 및 제2 평평한 부분(216A, 216B) 각각을 구비하는 제1 및 제2 벽(212, 216)을 포함하고;
    제1 렌즈(221A)가 제1 편평한 부분(216A)으로 통합되거나 제1 편평한 부분으로 직접적으로 고정되고; 그리고,
    제2 렌즈(221A)가 제2 편평한 부분(216B)으로 통합되거나 제2 편평한 부분으로 직접적으로 고정되는, 점적 챔버.
  8. 제7항에 있어서,
    점적 챔버에 대한 길이방향 축이 제1 및 제2 렌즈를 연결하는 선 상에서 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이에 위치되는, 점적 챔버.
  9. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 벽이 적어도 하나의 벽으로 통합된 코드를 포함하고; 그리고,
    코드가 점적 챔버에 관한 정보를 포함하는, 점적 챔버.
  10. 주입 장치와 함께 이용하기 위한 광학적 영상처리 시스템이며:
    제1 광을 방출하기 위한 적어도 하나의 광원(122,222);
    점적 챔버로서:
    점적 챔버의 제1 단부와 제2 단부(104, 108)를 연결하는 적어도 하나의 벽(112, 212, 312); 및
    적어도 하나의 벽 그리고 제1 및 제2 단부에 의해서 적어도 부분적으로 봉입되는 공간(120, 220); 및
    적어도 하나의 벽에 통합된 또는 적어도 하나의 벽에 직접적으로 고정된 적어도 하나의 렌즈(124, 224, 324)를 포함하고, 적어도 하나의 렌즈가:
    제1 광을 공간으로 전달하도록; 또는,
    공간을 통해서 전달된 제1 광을 수용하도록, 배열되는, 적어도 하나의 렌즈;
    적어도 하나의 영상 센서(126, 226, 326) 및 적어도 하나의 특별하게 프로그래밍된 프로세서(135, 235, 335)를 포함하는 광학적 시스템(123, 223, 323)으로서, 영상 센서가:
    적어도 하나의 렌즈로부터 제1 광을 수용하기 위한; 그리고,
    적어도 하나의 렌즈로부터 수용된 제1 광을 특성화하는 데이터를 전송하기 위한 것이고; 그리고,
    적어도 하나의 특별하게 프로그래밍된 프로세서(135, 235, 335)가, 데이터를 이용하여, 공간의 적어도 하나의 영상을 생성하도록 구성되는, 광학적 시스템을 포함하는, 광학적 영상처리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    적어도 하나의 벽이 외부 표면(250, 350)을 포함하고; 그리고,
    적어도 하나의 렌즈가 외부 표면으로 통합되거나 외부 표면으로 직접적으로 고정되는 제1 렌즈(224, 324)를 포함하는, 광학적 영상처리 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    적어도 하나의 벽이 적어도 하나의 편평한 부분(216A)을 구비하는 제1 벽(216)을 포함하고; 그리고
    적어도 하나의 렌즈가 편평한 부분으로 통합되거나 편평한 부분으로 직접적으로 고정되는, 광학적 영상처리 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    적어도 하나의 렌즈가 제1 렌즈(221) 및 제2 렌즈(224)를 포함하고;
    제1 광을 공간으로 전달하도록 제1 렌즈(221)가 배열되고; 그리고,
    제2 렌즈(224)가:
    공간을 통해서 제1 렌즈에 의해서 전달되는 제1 광을 수용하도록; 그리고,
    수용된 제1 광을 적어도 하나의 영상 센서로 전달하도록, 배열되는, 광학적 영상처리 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    점적 관(106, 206, 306)의 단부가 공간(120, 220) 내에 위치되고;
    영상이 점적 관의 단부로부터 매달린 액적의 영상을 포함하고; 그리고,
    영상으로부터 매달린 액적의 부피를 계산하도록, 적어도 하나의 특별하게 프로그래밍된 프로세서가 구성되는, 광학적 영상처리 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    점적 챔버 내의 유체에 대한 메니스커스가 공간 내에 위치되고; 그리고,
    영상으로부터, 점적 챔버 내의 메니스커스의 위치를 계산하도록, 적어도 하나의 특별하게 프로그래밍된 프로세서(135, 235, 335)가 구성되는, 광학적 영상처리 시스템.
  16. 제10항에 있어서,
    적어도 하나의 벽이 적어도 하나의 벽으로 통합된 코드를 포함하고; 그리고,
    코드가 점적 챔버에 관한 정보를 포함하는, 광학적 영상처리 시스템.
  17. 주입 관을 위한 점적 챔버이며:
    점적 관(106)을 수용하도록 배열된 제1 단부(104);
    출구 포트(110)를 포함하는 제2 단부(108); 및,
    제1 및 제2 단부를 연결하는 제1, 제2, 제3, 및 제4 벽(112, 114, 116, 118)으로서, 점적 관에 대한 길이방향 축에 직교하는 횡단면에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 벽이 공간(120)을 봉입하는 직사각형을 형성하는, 점적 챔버.
  18. 주입 관을 위한 점적 챔버를 형성하는 방법이며:
    점적 관을 수용하도록 배열된 제1 단부를 형성하는 단계;
    출구 포트를 포함하는 제2 단부를 형성하는 단계;
    적어도 하나의 벽으로 제1 단부와 제2 단부를 연결하는 단계;
    제1 및 제2 단부 그리고 적어도 하나의 벽으로 공간을 봉입하는 단계; 및,
    적어도 하나의 렌즈를 적어도 하나의 벽 내로 통합시키는 단계; 또는,
    적어도 하나의 렌즈를 적어도 하나의 벽으로 직접적으로 고정하는 단계를 포함하는, 방법.
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