自動分析装置

【課題】
自動分析装置において、２次元コードおよび固定型２次元コード読取器を用いる場合、バーコードおよび固定型バーコード読取器と同じ手段では読取れない可能性がある。
【解決手段】
試薬ディスクを回転・停止させる駆動シーケンスおよびこれに同期した固定型２次元コード読取器の動作タイムチャートを定める。また固定型２次元コード読取器の設定項目を自動でキャリブレーション（最適化）し、その後２次元コードをデコード、結果を得る。これら読取器の動作を自動分析装置の中枢制御部から行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は血液，尿などの生体サンプルの定性・定量分析を行う自動分析装置に係り、特に識別情報を使用して分析に用いる液体の管理を行う手段を備えた自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動分析装置では、試薬，サンプル，洗剤等の液体を収容する容器にバーコードを貼付し、収容する液体を識別する手段を備えることにより、装置オペレータが自ら液体の情報をキーボード等を用いて入力する労力を軽減する機能が導入されている。本技術導入当初はバーコードは液体の識別情報を記憶するだけであったが、近年では液体の識別情報だけでなく、その液体を用いた分析条件などより多くの情報を記憶させることが望まれている。すなわち、従来の装置では、液体の識別情報に基づき、別の記憶媒体に記憶されている分析条件を読み取り、読み取った分析条件を使用していたが、バーコードに分析条件も記憶することができれば、記憶媒体にいちいちアクセスすることなく、分析が開始できるので、利便性が高まるのである。
【０００３】
ところで、バーコードは取扱う情報量を増やそうとすると必然的にバーの数を増やすことになり、シンボル自体がバーに対し垂直方向に広がってしまう。このため、形状が決まっている各種試薬容器には事実上バーコードの配置スペース限界が存在し、取扱える情報量には限りが出てくる。つまりバーコード読取器の仕様の他に、バーコード自体の配置環境によっても取扱える情報量に制限が出てくので、現在と同じ配置環境でより多くの情報を取扱いたい場合は、バーコード以外の自動認識媒体を考える必要性が出てくる。
【０００４】
今ここで、バーコードではなく２次元コードを自動認識媒体として考える。試薬容器のバーコードが付加あるいは刻印されている部分に２次元コードを付加あるいは刻印し、また自動分析装置で固定型バーコード読取器が搭載されている部分に固定型２次元コード読取器を搭載することを考えるものとする。一般的に２次元コードはバーコードと比較し、情報化密度が高いため同じスペースでより多くの情報を取扱うことが可能となり、自動分析装置で運用するにあたり、現在よりも多くの試薬情報を取扱えるようになるなど種々のメリットを享受できるようになる。
【０００５】
現在、２次元コードにはスタック型シンボルとマトリックス型シンボルの２種類が存在する。スタック型シンボルはＰＤＦ４１７やＣｏｄｅ４９に代表されるように、バーコードをスタック（積重ね）することによって構成されており、それらスタック型シンボルを読取る２次元コード読取器としてはＣＣＤスキャン方式，レーザスキャン方式に加え、イメージャ方式のモノが挙げられる。一方でマトリックス型シンボルはData MatrixやQR Codeに代表されるようにバーではなくセルという正方形または点の基本情報単位を碁盤目状に敷詰めることによって構成されており、イメージャスキャン方式のみで読取ることが可能である。以後、どちらの２次元コードも読取れるよう、固定型２次元コード読取器はイメージャ方式のものとして考えるものとする。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３９５０３号公報
【特許文献２】特開２００２−３５２１８７号公報
【非特許文献１】平本純也著「知っておきたいバーコード・二次元コードの知識」日本工業出版２００６年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ここで懸念事項が発生する。イメージャ方式はカメラのように２次元コードを画像として捉え、その後画像処理技術によってデータをデコードするので、従来のＣＣＤスキャン方式やレーザスキャン方式で行ってきたバーコードを読取るための手段では新たに２次元コードおよびそれを読取る固定型２次元コード読取器を利用できない可能性が考えられる。ここで、従来の手段とは試薬ディスクを回転させながら試薬容器に付加あるいは刻印されたバーコードを連続的に読取るというものである。すなわち、固定型バーコード読取器に読取動作を開始するためのトリガ入力を行い、固定型バーコード読取器は連続読取り動作を開始する。そして連続読取り動作を行っている間に試薬ディスクを１回転させ、全ての試薬容器のバーコードデータを一度に読取る、という方式である。
【０００８】
本発明の目的は、試薬容器に付加あるいは刻印された２次元コード／シンボルを容易にかつ正確に読取る手段を備えた自動分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の手段は以下の通りである。
【００１０】
２次元コードを用いた液体識別手段を備えた自動分析装置において、少なくともシンボルコントラストを含む２次元コード検証パラメータを、前記液体識別手段からの情報の出力前に調整する手段を備えた自動分析装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、常に最適な読取り条件を自動設定する固定型２次元コード読取器を備えた自動分析装置が得られ、試薬容器に付加あるいは刻印された２次元コード／シンボルを容易にかつ正確に読取る手段を備えた自動分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
始めに本発明の背景技術について説明する。
【００１３】
バーコード読取器の種類は様々だが、自動分析装置で主として用いられているものはＣＣＤスキャン方式、そしてレーザスキャン方式が一般的である。読取りの原理としてはどちらも光学式読取りに属し、光源部から射出された光が標的のバーコードに当たり、バーコードからの反射光を受光部にて捉える。その後、増幅部，デジタル変換部，デコード部を経由することによってバーコードが保有する情報をデコードし、その情報をインターフェース部を用いて目的の場所まで送信するといった流れになっている。
【００１４】
自動分析装置でバーコードを運用するにあたり、これを確実に読取るにはバーコード読取器から照射された光がバーコードの中心線を通るようにしなければならない。ここでバーコードの中心線とはバーコード又はバーコード読取器の移動方向と垂直方向の線であり、バーコードの両端を最短距離で結んだ線の中心点を通る直線のことをいう。
【００１５】
自動分析装置では試薬容器の他に検体容器，ラック等にもバーコードが付加あるいは刻印され、固定型あるいは場合によっては手動型バーコード読取器を用いて所定の場所でバーコードを読取り、バーコードにエンコードされているデータを自動分析装置内部にフィードバックさせ、情報を表示・管理し、運用している。
【００１６】
本発明のベストモードは、従来のバーコードとマトリックス型シンボルのスキャン方式の違いおよび自動分析装置における同心円状に配置された試薬ディスクの回転動作に着目するものである。
【００１７】
先述の通り、イメージャ方式の固定型２次元コード読取器は２次元コードを画像として捉えるべく、カメラとしての基本機能を有する。すなわち、被写体である２次元コードを確実に捉え、デコードし、データを取出すためには被写体および固定型２次元コード読取器自身のブレを抑え、運用しなければならない。固定型２次元コード読取器自身は従来の固定型バーコード読取器と同様、自動分析装置上で振動がない場所に固定器を用いて固定させておけば良い。ただしこの際、固定器で固定させた部分の駆動・非駆動は問わないものとする。一方、２次元コード側は読取りを行う所望の位置で、一旦確実に停止させる必要があるが、試薬ディスクの特徴として同心円状に等間隔で配置されているという点が挙げられるので、等間隔ごと、すなわち１試薬容器ごとに移動させることが可能であるし、また１回転すると再び元の位置に戻る。この特徴を利用し、専用の駆動シーケンスとこれに同期した固定型２次元コード読取器への動作タイムチャートを組めば継続的に回転・停止を繰返し、その間に固定型２次元コード読取器を動作させるということが可能である。これにより、試薬ディスクにセットされた試薬容器を一旦確実に停止させ、その間に固定型２次元コード読取器を動作させることができる。つまり試薬容器に付加あるいは刻印されている２次元コードを所望の位置で一旦確実に停止させ、その間に固定型２次元コード読取器を動作させることができる。
【００１８】
また、読取精度を左右する因子の一つとして固定型２次元コード読取器の状態が挙げられる。２次元コードは一般にラベル紙などの媒体に専用の印刷器を用いて印刷するのが普通であるが、固定型２次元コード読取器が持つカメラとしての機能のうち、画像状態に影響を及ぼすいくつかの設定項目を自動でキャリブレーション（最適化）することを考える。そしてキャリブレーション後、２次元コードをデコードし、その結果を得る。
【００１９】
上記手段、すなわち試薬ディスクの専用駆動シーケンスとこれに同期した固定型２次元コード読取器の動作タイムチャートを定める、および固定型２次元コード読取器の設定を自動でキャリブレーションし、その後２次元コードをデコード、結果を得るという手段によって課題を解決する。
【００２０】
また、これらの結果は試薬交換がされるまで自動分析装置内部の記憶保持手段に記憶・保存され、適宜利用できるものとする。
【００２１】
本発明は固定型２次元コード読取器を固定型バーコード読取器が搭載されているスペースに搭載し、また固定型２次元コード読取器と自動分析装置の中枢制御部が相互に通信することによって実現したことを特徴とする。
【００２２】
以下に図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００２３】
図２の自動分析装置における試薬ジャケットカバー２の下には試薬ディスク８があり、試薬ディスク８にはバーコードラベル１０が貼り付けられた試薬ボトル９が敷詰められている。また、試薬ジャケットカバー２には固定型バーコード読取器７が取付けられていて、それが２系統あるものとする。
【００２４】
この固定型バーコード読取器７が取付けられている部分に、図３のように固定型２次元コード読取器１を配置する。固定型２次元コード読取器１の下側には試薬カセット４を敷詰める。そして試薬カセット４の上面にはData Matrix １２が印刷された２次元コードラベル１１を配置する。
【００２５】
図４に示したように、試薬ディスク８はパルスモータ１４とそれを制御するモータ制御部１６によって駆動させることができる。パルスモータ１４は分解能が決まっているので、所定のパルスを入れることによって試薬ディスク８は停止位置をその最小分解能の範囲で任意に回転させ、変更することができる。また動作は検知板１３と検知器１５を用いてモータ制御部１６にて監視・制御する。
【００２６】
また、図１に示したように試薬ジャケットカバーの蓋３が２系統とも閉められたとき、試薬ディスク８は自動的にホームポジションに回転移動し、待機するようにしておく。このようにホームポジションをあらかじめ決定しておけば試薬交換によって試薬ディスク８の位置がずれたとしても、必ず元の定位置へ回転・停止させ、１試薬容器ごとに固定型２次元コード読取器１の動作を行えるようになる。
【００２７】
ところで中枢制御部５は、固定型２次元コード読取器１と接続されており、またユーザ操作部６とも接続されている。固定型２次元コード読取器１と中枢制御部５は相互に通信を行うが、この通信によって得られた結果をユーザ操作部６へ出力することができる。固定型２次元コード読取器１の動作は全て中枢制御部５を介して行うものとする。
【００２８】
図５に中枢制御部５と固定型２次元コード読取器１の動作時におけるタイムチャートを示した。まず、中枢制御部５は固定型２次元コード読取器１へ動作を開始させるためのトリガ入力ＯＮ１７ａを行う。これを受け、読取器は動作ＯＮ１８ａとなり、動作を開始する。また読取器動作ＯＮ１８ａとなるのと同時に読取器と中枢制御部５との通信がＯＮ１９ａとなり、相互に通信が行える状態へ遷移する。そして読取器動作が終了すると同時にパルス入力がＯＮ２０ａとなり、試薬ディスク８が回転を始める。この際、読取器の動作は終了するが、パルス入力が終了する、すなわち試薬ディスク８の回転動作が終了し、停止するまでは固定型２次元コード読取器１と中枢制御部５は互いに通信できるようにしておく。読取器が動作を終了した後に、その結果得られた情報を中枢制御部５へ送信するためである。中枢制御部５へ送られた結果は、順次処理され、ユーザ操作部６へ出力されるものとする。これらの同期動作を１サイクルとし、１試薬容器ごとに行うものとする。試薬容器が１試薬ディスクあたりＮ個収納できるとすると、全ての試薬容器ごとに読取器は動作を行うので、Ｎサイクル実施することとなる。Ｎ回分全ての動作が完了した際には、試薬ディスク２は再びホームポジションに戻り、待機状態へ遷移するものとする。なお、試薬ディスク８は内周・外周と試薬容器の収納個数が異なるのに加え、回転による移動量も異なるので、パルス入力は内周・外周と別々の数を入力することにする。
【００２９】
次に、固定型２次元コード読取器１の動作について説明する。図６に示したように、固定型２次元コード読取器１は一連の処理を行い、これらを読取器の動作と定義する。まずトリガ入力受信処理２１を受け、キャリブレーション開始処理２２を行う。キャリブレーション開始後、中枢制御部５と固定型２次元コード読取器１は相互に通信を行う。具体的には中枢制御部５はデータ処理と読取器へのコマンド発行、そして固定型２次元コード読取器１は画像取込および結果出力を行うが、キャリブレーションの詳細に関しては後述する。その後キャリブレーション動作が完了し、キャリブレーション完了処理２３を行う。そしてその後キャリブレーション完了処理をキーフラグとして光照射・画像キャプチャ処理２４を行い、実際にData Matrix １２を画像として捉える。その後、読取器内のマイコンによって直ちにデコード処理２５が行われ、そしてデータ送信処理２６を行い、読取器自身は動作を完了する。デコードによって得られた情報はデータ送信処理２６の後に直ちに中枢制御部５へ出力される。またこの際のデータ送信に関してだが、デコードに成功した情報に加え、キャリブレーションによって決定された各種設定項目のパラメータも同時に中枢制御部５へ出力するものとする。仮にコードが存在しないなど何らかの不具合が発生した場合は、その情報をデータとして出力する。コード自身が何のコードであるのかはファインダパターンやアライメントパターンといったコード仕様および固定型２次元コード読取器１のデコード設定によって一意に決まるので、あらかじめ各種２次元コードを読取れるよう固定型２次元コード読取器１を設定・保存しておけばData Matrix １２に限らずQR Codeなど他の２次元コードも読取ることが可能である。
【００３０】
次に、キャリブレーション動作に関して図７を用いて説明する。キャリブレーション開始処理２２を受け固定型２次元コード読取器１はキャリブレーション動作を開始する。開始後にまず設定項目値初期値Ｆ送信処理２７を行う。設定項目は４つあり、それぞれ画像取込時間を示すシャッタースピード、画像増幅度を示すゲイン、読取器の内部ＬＥＤ光源光量を示すイルミネーションブライトネス、そしてカメラのフォーカスである。これらを順番に設定していくものとする。４つの設定項目についてあらかじめ初期値Ｆを決めておき、固定型２次元コード読取器１にコマンド発行し、初期値Ｆを設定する。ここで初期値Ｆとはあらかじめシンボルコントラスト値が最も低い値になるような設定項目ごとの値と定義しておく。また、シンボルコントラストとはシンボル（コード）内の２つの反射状態、つまり明と暗がシンボル全体を通して十分にかつ一定して識別できるかを判別するために用いる測定項目であり、一般にシンボルコントラスト値が良いほど確実な読取りが可能となる。
【００３１】
その後光照射・画像キャプチャチェック処理２８を行い、シンボルコントラスト値を受信する。シンボルコントラスト値受信処理２９後、中枢制御部５はデータの照合を行い、シンボルコントラスト値がある基準値より上がったかどうかを判断する。このシンボルコントラスト値判断処理３０における基準値はあらかじめ定めておけばデータ照合の際に用いることができる。そしてシンボルコントラスト値が上がった場合はここでその値をいったん記憶しておく。補正値Ａ送信処理３１を実施し、補正値をコマンド発行，設定値を変更する。ここで補正値Ａは可変パラメータであり、固定型２次元コード読取器１が持つ設定値範囲における任意の値である。ここで補正値Ａは設定項目ごとにいくつか定めておいて、順次用いるものとする。そして補正値Ａの設定後、再び光照射・画像キャプチャチェック２８へ戻り、同様の動作を繰返す。シンボルコントラスト値判断処理３０において、シンボルコントラスト値が前回のシンボルコントラスト値と比較して上がらなくなった場合は、その設定項目値を記憶し、次の設定項目へ移動する。設定項目移動処理３２の後、他の設定項目のうち、シンボルコントラスト値の上限調査が未完の項目がないか判断する。この設定項目未完判断処理３３を行った後、キャリブレーションが未完である設定項目がある場合は、設定項目値初期値Ｆ送信処理２７へ戻り、再び該当項目についてシンボルコントラスト値の上限調査を行う。そして全ての設定項目についてシンボルコントラスト値上限調査が終了したら、キャリブレーション完了処理２３を行い、キャリブレーションは終了となる。
【００３２】
そして固定型２次元コード読取器１と中枢制御部５との通信によって得られた結果をユーザ操作部６へ出力することに関してだが、ユーザ操作部６へ表示画面を用いて出力結果を示す。その表示画面は図８に示したようなものである。表示画面には各種設定項目であるシャッタースピード値３４，ゲイン値３５，イルミネーションブライトネス値３６，フォーカス値３７を表示する。また同様にシンボルコントラスト値３８も表示する。また、見る人にとって直感的にわかりやすいよう、現在の各種設定項目パラメータ値およびシンボルコントラスト値３８を可視化バー３９で表示する。また同様に、読取器の視野４０，Data Matrix １２のコードターゲッティング４１を表示する。ここでコードターゲッティングとは実際に読取った画像の中で、２次元コードと認識したものに行う認識サインのことである。
【００３３】
またデコードによって得られた結果はデコード回数，デコードした情報，デコードにかかった時間，誤り訂正情報、そしてそれが何のコードであったかである。これらデコードによって得られた結果はデコード情報欄４２に表示される。
【００３４】
なお、キャリブレーションおよびデコードによって得られた結果は自動分析装置として記憶・保存しておくものとする。自動分析装置に記憶・保存させる手段にはハードディスクドライブ・フラッシュメモリなどを別途自動分析装置内部に設けて利用すればよい。この際、試薬ジャケットカバーの蓋３が開けられるまではその結果を記憶・保存し続けるものとし、自動分析装置の電源ＯＦＦ後も結果は記憶・保存されるものとする。そうすると試薬ジャケットカバーの蓋３が開き、それによって試薬交換がされるまでは結果を自動分析装置内部で記憶・保存しておくことができる。そうすることによって試薬交換がされるまでは常に最適な読取り条件を保持し続けることができ、２次元コードを容易にかつ正確に読取ることができる。試薬交換がされた後には結果はリセットされ、再度キャリブレーションとデコードを行う。
【００３５】
以上に述べたことを実施することによって、常に最適な読取り条件を自動設定する固定型２次元コード読取器を備えた自動分析装置が得られ、試薬容器に付加されたData Matrixを容易にかつ正確に読取る手段を備えた自動分析装置を提供することができる。なお、本実施例は試薬容器に付加されたData Matrixの例で説明してきたが、本発明はこれに限定されない。試薬容器の代わりに検体容器，検体ラック，洗剤容器などに付加あるいは刻印された自動認識媒体を読取る場合にも同様の効果を発揮する。例えば、読取器に固定型２次元コード読取器ではなく、ＲＦＩＤ読取器および自動認識媒体を用いる場合、キャリブレーションの設定項目としては送・受信出力，周波数選択，データブロック選択などが挙げられ、これらについて設定値の最適化を実施する場合も同様の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】自動分析装置概観図である。
【図２】バーコード，固定型バーコード読取器および試薬ボトルの配置図である。
【図３】２次元コードおよび固定型２次元コード読取器の配置図である。
【図４】試薬ディスクを駆動させる手段を示した構成図である。
【図５】パルスモータの駆動シーケンスとこれに同期した固定型２次元コード読取器の動作タイムチャートである。
【図６】固定型２次元コード読取器の動作フローである。
【図７】キャリブレーションのフローチャートである。
【図８】キャリブレーションおよびデコード結果を表示する画面構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１固定型２次元コード読取器
２試薬ジャケットカバー
３試薬ジャケットカバーの蓋
４試薬カセット
５中枢制御部
６ユーザ操作部
７固定型バーコード読取器
８試薬ディスク
９試薬ボトル
１０バーコードラベル
１１２次元コードラベル
１２ Data Matrix
１３検知板
１４パルスモータ
１５検知器
１６モータ制御部
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃトリガ入力ＯＮ
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ読取器動作ＯＮ
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ読取器と中枢制御部の通信ＯＮ
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃパルス入力ＯＮ
２１トリガ入力処理
２２キャリブレーション開始処理
２３キャリブレーション完了処理
２４光照射・画像キャプチャ処理
２５デコード処理
２６データ送信処理
２７設定項目値初期値Ｆ送信処理
２８光照射・画像キャプチャチェック処理
２９シンボルコントラスト値受信処理
３０シンボルコントラスト値判断処理
３１補正値Ａ送信処理
３２設定項目移動処理
３３設定項目未完判断処理
３４シャッタースピード値
３５ゲイン値
３６イルミネーションブライトネス値
３７フォーカス値
３８シンボルコントラスト値
３９，３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅ可視化バー
４０読取器の視野
４１コードターゲッティング
４２デコード情報欄

【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元コードを用いた液体識別手段を備えた自動分析装置において、
少なくともシンボルコントラストを含む２次元コード検証パラメータを、前記液体識別手段からの情報の出力前に調整する手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動分析装置において、前記液体識別手段は、液体収納容器に前記２次元コードを貼付し、
前記液体収納容器を複数載置する液体収納容器架設手段と、該液体収納容器架設手段に対向して設けた２次元コード読取手段と、
を含むことを特徴とする自動分析装置。
【請求項３】
請求項２記載の自動分析装置において、
前記液体収納容器架設手段は、ディスク上に前記液体収納容器を設置し、該ディスクを回転動作させるものであることを特徴とする自動分析装置。
【請求項４】
請求項３記載の自動分析装置において、
前記２次元コード読取手段を前記ディスクの起動動作時あるいは停止動作と同期して読取動作させる制御手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項５】
請求項４記載の自動分析装置において、
前記２次元コード読取手段の読取状態を表示する表示手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項６】
請求項１記載の自動分析装置において、
調整された２次元コード検証パラメータを記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。

【図１】