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DE19911351A1 - Profile scanner - Google Patents

Profile scanner

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Publication number
DE19911351A1
DE19911351A1 DE1999111351 DE19911351A DE19911351A1 DE 19911351 A1 DE19911351 A1 DE 19911351A1 DE 1999111351 DE1999111351 DE 1999111351 DE 19911351 A DE19911351 A DE 19911351A DE 19911351 A1 DE19911351 A1 DE 19911351A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light beam
light
sensor means
measuring path
angular range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1999111351
Other languages
German (de)
Inventor
Uwe Hoffmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beckman Coulter Inc
Original Assignee
Olympus Diagnostica GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Diagnostica GmbH filed Critical Olympus Diagnostica GmbH
Priority to DE1999111351 priority Critical patent/DE19911351A1/en
Priority to PCT/EP2000/001989 priority patent/WO2000055574A1/en
Publication of DE19911351A1 publication Critical patent/DE19911351A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67BAPPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B7/00Hand- or power-operated devices for opening closed containers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04Details of the conveyor system
    • G01N2035/0401Sample carriers, cuvettes or reaction vessels
    • G01N2035/0403Sample carriers with closing or sealing means
    • G01N2035/0405Sample carriers with closing or sealing means manipulating closing or opening means, e.g. stoppers, screw caps, lids or covers
    • GPHYSICS
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N35/04Details of the conveyor system
    • G01N2035/0474Details of actuating means for conveyors or pipettes
    • G01N2035/0491Position sensing, encoding; closed-loop control
    • G01N2035/0493Locating samples; identifying different tube sizes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

The invention relates to a device for automatically opening containers, especially sample containers for medically examining human or animal body fluids. The inventive device comprises a detector for optically detecting objects, especially closures of the containers, and for generating an electrical signal which corresponds to at least one measure of the object. The inventive device also comprises a light source (1) that produces a focussed beam of light, a bending means (2) that recursively bends the beam of light (1) in the direction of the measure to be taken and that pivots the beam of light along a measuring path (20). The inventive device further comprises an optical system (7) which guides the beam of light that has been bent along the measuring path (20) onto a sensoring means (8). An object that might be present in the measuring path (20) interrupts the beam of light and the sensoring means (8) detects the time of interruption of the beam of light.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen von Behältern, insbesondere von Probenbehältern zur medizinischen Untersuchung von menschlichen oder tierischen Körperflüssigkeiten.The present invention relates to a device for automatic opening of containers, in particular of Sample containers for the medical examination of human or animal body fluids.

Derartige Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 195 17 439.9. Bei der bekannten Vorrichtung werden die zu öffnenden Probenbehälter bis in eine bestimmte Position innerhalb eines Greifers gefahren, in der dann der Verschluß erfaßt und mit einer ziehenden und drehenden Bewegung abgezogen wird. Die Größe des Verschlusses wird nicht erfaßt. Für die Erkennung, ob der Probenbehälter zuverlässig geöffnet worden ist, ist in der Absaugung der Verschlüsse eine Lichtschranke angeordnet, die den Durchgang des Verschlusses nach dem Öffnungsvorgang anzeigt und bei fehlendem Signal einen erneuten Öffnungsvorgang veranlaßt.Such devices are from the prior art known, for example from DE 195 17 439.9. In the known device are the opening Sample container up to a certain position within a gripper, in which the closure is then gripped and pulled off with a pulling and rotating movement becomes. The size of the closure is not recorded. For the detection of whether the sample container opened reliably is in the suction of the closures Arranged arranged the light barrier Indicates closure after opening and at  missing signal a new opening process prompted.

In der Praxis kommt es zu Problemen, wenn unterschiedliche Probenbehälter in einer Serie verarbeitet werden. Die Probenbehälter sind unterschiedlich hoch und mit unterschiedlich großen Verschlüssen versehen. Deshalb muß bei der bekannten Vorrichtung der Probenbehälter bis zu einer definierten Position in den Greifer gefahren werden und der Greifer so angepaßt sein, daß unabhängig von der Art des Verschlusses der Öffnungsvorgang erfolgreich ausgeführt wird. Hierfür ist eine relativ aufwendige Mechanik und die entsprechende elektronische Steuerung erforderlich.In practice, problems arise when different sample containers in one series are processed. The sample containers are of different heights and of different sizes Provided closures. Therefore, in the known Device of the sample container up to a defined Position in the gripper and the gripper be adjusted so that regardless of the type of Closure of the opening process was carried out successfully becomes. This is a relatively complex mechanism and the appropriate electronic control is required.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen von Behältern zu schaffen, bei der die Erkennung der Abmessungen des Verschlusses möglich ist und die Erkennung der erfolgreichen Öffnung des Behälters vereinfacht ist.It is therefore an object of the present invention to Device for automatically opening containers create where the detection of the dimensions of the Closure is possible and the detection of successful opening of the container is simplified.

Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is performed by a device with the Features of claim 1 solved.

Weil eine Erfassungsvorrichtung zur optischen Erfassung von Gegenständen vorgesehen ist, insbesondere von Verschlüssen der Behälter, sowie zur Erzeugung eines zu wenigstens einer Abmessung des Gegenstandes korrespondierenden elektrischen Signals, mit einer einen gebündelten Lichtstrahl erzeugenden Lichtquelle, mit einem Ablenkmittel, das den Lichtstrahl wiederholbar in Richtung der zu erfassenden Abmessung ablenkt und entlang eines Meßpfades verschwenkt, sowie mit einem optischen System, das den entlang des Meßpfades verschwenkten Lichtstrahl auf ein Sensormittel lenkt, wobei ein eventuell in dem Meßpfad vorhandener Gegenstand den Lichtstrahl unterbricht und das Sensormittel die Zeit der Unterbrechung des Lichtstrahls durch den Gegenstand erfaßt, können in den Meßpfad beförderte Gegenstände, insbesondere Verschlußkappen und Verschlußstopfen, anhand der Dauer oder des Winkelbereichs der Lichtstrahlunterbrechung charakterisiert werden. Die Größe, Art und sonstige Eigenschaften bekannter Verschlußkappen können dann gegebenenfalls anhand einer Tabelle ermittelt und die Vorrichtung entsprechend gesteuert werden.Because a detection device for optical detection is provided by objects, in particular by Closing the container, as well as to create a at least one dimension of the object corresponding electrical signal, with a one bundled light-generating light source, with a deflecting device that repeats the light beam in Deflects the direction of the dimension to be recorded and along pivoted a measuring path, as well as with an optical System that panned along the measurement path Directs light beam onto a sensor means, a  any object present in the measurement path Light beam interrupts and the sensor means the time of Interruption of the light beam by the object objects carried in the measurement path, especially caps and plugs, based on the duration or the angular range of the Light beam interruption can be characterized. The Size, type and other characteristics of known ones Sealing caps can then optionally be based on a Table determined and the device accordingly to be controlled.

Wenn weiter vorgesehen ist, daß die Lichtquelle ein Laser und das Ablenkmittel ein im Betrieb rotierender Polygonspiegel ist, der den Lichtstrahl im Betrieb um einen Winkelbereich α verschwenkt, ist eine besonders präzise Erkennung der Gegenstände möglich. Weiter kann vorgesehen sein, daß das optische System einen Grundkörper aus einem refraktierenden Material aufweist, der dem Meßpfad zugewandt einen linsenförmig, insbesondere asphärisch gekrümmten Bereich aufweist, in den der Lichtstrahl ausgehend von dem Ablenkmittel eintreten kann und jeweils zumindest aus einem Teil des Winkelbereichs α auf das Sensormittel gelenkt wird. Das Sensormittel kann dann eine Photodiode, eine Avalanche- Photodiode oder dergleichen sein. Alternativ kann auch der Winkelbereich α von einer CCD-Zeile sensiert werden.If it is further provided that the light source is a laser and the deflecting means rotating during operation Polygon mirror is the one around the light beam during operation pivots an angular range α is one precise detection of objects possible. Can continue be provided that the optical system one Has a base body made of a refractory material, the one facing the measuring path has a lenticular shape, in particular has an aspherically curved area, in that the light beam emanating from the deflecting means can occur and at least from part of the Angular range α is directed to the sensor means. The Sensor means can then be a photodiode, an avalanche Be a photodiode or the like. Alternatively, too the angular range α can be sensed by a CCD line.

Wenn das Sensormittel innerhalb des Grundkörpers oder unmittelbar an einer äußeren Oberfläche des Grundkörpers angeordnet ist, besteht guter optischer Kontakt mit dem optischen System. Hierzu sind besonders Kombinationen eines Grundkörpers aus PMMA (Polymethylmethacrylat) und eines Sensorkörpers sowie eines Klebemittels aus Epoxydharz geeignet. Insbesondere sind dann keine Reinigungs-, Einstell- oder Wartungsmaßnahmen für das Sensormittel erforderlich. Wenn ein zweites Sensormittel vorgesehen ist, das von dem ersten Sensormittel beabstandet angeordnet und das in einem Randbereich des Winkelbereichs α mit dem Lichtstrahl beaufschlagt wird, kann ein Impuls für den zeitlichen Beginn oder das zeitliche Ende eines Schwenks über den Winkelbereich α erzeugt werden.If the sensor means inside the body or directly on an outer surface of the base body is arranged, there is good optical contact with the optical system. Combinations are particularly important for this a body made of PMMA (polymethyl methacrylate) and a sensor body and an adhesive  Suitable for epoxy resin. In particular, there are none Cleaning, adjustment or maintenance measures for the Sensor means required. If a second sensor means is provided by the first sensor means spaced apart and that in an edge region of the Angular range α is applied to the light beam, can be an impulse for the beginning of time or that temporal end of a pan over the angular range α be generated.

Vorteilhaft für die Vorrichtung ist in der Praxis, wenn im Betrieb der Lichtstrahl am Beginn des Winkelbereichs α zunächst auf das zweite Sensormittel fällt, wodurch das elektrische Signal einen Startimpuls erhält, sodann der Lichtstrahl über den Meßpfad verschwenkt und von dem Ablenkmittel auf das erste Sensormittel gelenkt wird, wodurch das elektrische Signal einen über die Zeitdauer der Verschwenkung anhaltenden Hellimpuls erhält und wobei ein eventuell in dem Meßpfad vorhandener Gegenstand dem Hellimpuls durch Lichtunterbrechung einen dem abgelenkten Winkelbereich entsprechenden Dunkelimpuls überlagert. Wenn der Gegenstand in einer im wesentlichen senkrecht zu der Ebene des Winkelbereichs α orientierten Förderrichtung in den Meßpfad und durch den Meßpfad gefördert wird, wobei der Gegenstand mehrfach von dem Lichtstrahl abgetastet wird und eine Serie von Signalen erzeugt wird, die zusammen charakteristisch für die Abmessungen des Gegenstandes in Förderrichtung und quer zu der Förderrichtung sind, wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Abtastung in zwei Dimensionen möglich, was eine genauere Erkennung der Gegenstände ermöglicht. In practice, the device is advantageous if in operation the light beam at the beginning of the angular range α first falls on the second sensor means, whereby the electrical signal receives a start pulse, then the Light beam panned over the measuring path and from it Deflecting means is directed onto the first sensor means, which makes the electrical signal one over time the pivoting receives sustained light impulse and wherein an object possibly present in the measurement path Light impulse due to light interruption to the distracted one Angle range corresponding dark pulse superimposed. If the object is in a substantially perpendicular to the plane of the angular range α Direction of conveyance in the measuring path and through the measuring path is promoted, the subject multiple times by the Light beam is scanned and a series of signals is generated, which together are characteristic of the Dimensions of the object in the conveying direction and transversely to the direction of conveyance is with the device according to the invention one scan in two Dimensions possible, which allows a more accurate detection of the Allows objects.  

Schließlich ist von Vorteil, wenn die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet ist, geöffnete Behälter auf dem Rückweg von der Öffnungseinheit zu der Transporteinrichtung erneut abzutasten und die Anwesenheit oder Abwesenheit des Gegenstandes zu ermitteln. Auf diese Weise wird die erfolgreiche Öffnung des Behälters in einfacher Weise zuverlässig detektiert, ohne zusätzliche Vorrichtungen oder Meßverfahren erforderlich zu machen.Finally, if the Detection device is set up to open Container on the way back from the opening unit to the To scan the transport device again and the Presence or absence of the item determine. In this way, the successful opening the container is reliably detected in a simple manner, without additional devices or measuring methods to make necessary.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:In the following an embodiment of the present invention described with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 eine Erfassungsvorrichtung zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Öffnungsvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung. Fig. 1 shows a detection device for use in an opening device according to the invention in a perspective view.

In der Fig. 1 ist eine Erkennungseinheit für eine automatische Probenöffnungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben dargestellt. Die Erkennungseinheit umfaßt eine Lichtquelle 1, einen Polygonspiegel 2, einen Antriebsmotor 3 sowie ein Gehäuse 4. Diese Bauelemente sind in einer Explosionsdarstellung in Richtung einer Drehachse 5 des Antriebsmotors 3 dargestellt. Als Antriebsmotor 3 ist beispielsweise das Modell 22BT-6A der Fa. PORTESCAP S. A., Schweiz, geeignet. Daneben ist eine Empfängereinheit mit einem Grundkörper 6, einem asphärischen Linsenabschnitt 7, einem ersten Sensormittel 8 und einem zweiten Sensormittel 9 veranschaulicht. Die Sensormittel 8 und 9 liegen jeweils im Endabschnitt eines Kanals 10, der für die Verlegung von nicht dargestellten Anschlußleitungen der Sensormittel 8 und 9 vorgesehen ist. In FIG. 1, a detection unit for an automatic sample port device in a perspective view obliquely from above is shown. The detection unit comprises a light source 1 , a polygon mirror 2 , a drive motor 3 and a housing 4 . These components are shown in an exploded view in the direction of an axis of rotation 5 of the drive motor 3 . The model 22BT-6A from PORTESCAP SA, Switzerland, is suitable as the drive motor 3 . In addition, a receiver unit with a base body 6 , an aspherical lens section 7 , a first sensor means 8 and a second sensor means 9 is illustrated. The sensor means 8 and 9 each lie in the end section of a channel 10 , which is provided for the laying of connecting lines, not shown, of the sensor means 8 and 9 .

Der Polygonspiegel 2 sitzt mit einer zentrischen inneren Bohrung 11 auf einem Nabenabschnitt 12 des Motors 3. In der Montageposition sind der Polygonspiegel 2, der Antriebsmotor 3 und die Lichtquelle 1 in einem Montageraum 13 der Montagevorrichtung 4 fest angeordnet. Die Lichtquelle 1 ist dabei so angeordnet, daß bei Rotation des Polygonspiegels 2 um seine Längsachse 5, die mit der Drehachse des Motors 3 zusammenfällt, zunächst einen ersten Lichtstrahl 15 bildet, der unmittelbar auf das zweite Sensormittel 9 fällt. Sodann wird infolge der Drehung des Polygonspiegels 2 der Lichtstrahl um insgesamt einen Winkel α verschwenkt, wobei zunächst ein Lichtstrahl 16 auf einen seitlichen Bereich der Zylinderlinse 7 fällt und von dort auf das erste Sensormittel 8 abgelenkt wird. Später im Schwenkvorgang wird dann nach Überstreichen des Winkels α der Lichtstrahl 17 auf das gegenüberliegende Ende der Zylinderlinse 7 reflektiert, von wo aus er ebenfalls auf das erste Sensormittel 8 abgelenkt wird. Die Zylinderlinse 7 ist derart gestaltet, daß in allen Winkelbereichen zwischen dem Lichtstrahl 16 und dem Lichtstrahl 17 das einfallende Licht auf das erste Sensormittel 8 fällt, so daß dieses während der Verschwenkung um den von den Lichtstrahlen 16 und 17 eingeschlossenen Winkel kontinuierlich beleuchtet ist. Nach Erreichen der Position des Lichtstrahls 17 fällt das aus der Lichtquelle 1 kommende Licht auf eine benachbarte Polygonfläche des Polygonspiegels 2, so daß ein erneuter Schwenk um den Winkel α von dem Lichtstrahl 15 zu dem Lichtstrahl 17 erfolgt, wobei erneut kurzzeitig das zweite Sensormittel 9 und kontinuierlich das erste Sensormittel 8 mit Licht beaufschlagt wird. The polygon mirror 2 is seated with a central inner bore 11 on a hub section 12 of the motor 3 . In the assembly position, the polygon mirror 2 , the drive motor 3 and the light source 1 are fixedly arranged in an assembly space 13 of the assembly device 4 . The light source 1 is arranged in such a way that when the polygon mirror 2 rotates about its longitudinal axis 5 , which coincides with the axis of rotation of the motor 3 , it first forms a first light beam 15 which falls directly on the second sensor means 9 . Then, as a result of the rotation of the polygon mirror 2, the light beam is pivoted by a total of an angle α, a light beam 16 first falling on a lateral region of the cylindrical lens 7 and being deflected from there onto the first sensor means 8 . Later in the pivoting process, after crossing the angle α, the light beam 17 is reflected on the opposite end of the cylindrical lens 7 , from where it is also deflected onto the first sensor means 8 . The cylindrical lens 7 is designed such that the incident light falls on the first sensor means 8 in all angular ranges between the light beam 16 and the light beam 17 , so that it is continuously illuminated during the pivoting by the angle enclosed by the light beams 16 and 17 . After reaching the position of the light beam 17 , the light coming from the light source 1 falls on an adjacent polygon surface of the polygon mirror 2 , so that the angle α is again pivoted from the light beam 15 to the light beam 17 , again briefly the second sensor means 9 and the first sensor means 8 is continuously exposed to light.

Die Sensormittel geben also über ihre Anschlußleitungen zunächst einen kurzen, von dem zweiten Sensormittel 9 ausgehenden Lichtimpuls zum Beginn des Schwenkvorgangs über den Winkel α ab, worauf ein kontinuierlicher, für die gesamte Schwenkdauer zwischen den Lichtstrahlen 16 und 17 anliegendes Signal von dem ersten Sensormittel 8 ausgeht. Der Impuls des zweiten Sensormittels 9 wird sowohl als Startimpuls für das Signal als auch zur Drehzahlregelung des Antriebsmotors 3 genutzt.The sensor means thus first emit a short light pulse, emanating from the second sensor means 9 , at the beginning of the pivoting process via the angle α via their connecting lines, whereupon a continuous signal is applied from the first sensor means 8 for the entire pivoting period between the light beams 16 and 17 . The pulse of the second sensor means 9 is used both as a start pulse for the signal and for speed control of the drive motor 3 .

In dem Winkelbereich α ist ein Meßpfad 20 gebildet, der zwischen den Lichtstrahlen 16 und 17 angeordnet ist. In der Praxis wird die insoweit beschriebene Erkennungseinrichtung bei automatischen Öffnungsvorrichtungen für Probenbehälter, insbesondere für Blutproben und dergleichen, eingesetzt. Dabei wird der Schwenkbereich α des Lichtstrahls und insbesondere der Meßpfad 20 in den Förderweg der Probenbehälter von einer Fördervorrichtung zu einer Öffnungsvorrichtung in Gestalt eines Kappenabdrehers oder dergleichen eingebaut. Ein zu öffnender Behälter wird dann in einer ersten Förderrichtung I von unten durch den Meßpfad 20 zu dem Kappenabdreher gefördert. Dabei wird zunächst der obere Bereich des Behälters von dem Lichtstrahl entlang dem Meßpfad 20 überstrichen und das am ersten Sensormittel 8 anliegende, üblicherweise kontinuierlich helle Signal für die Zeit unterbrochen, die der Lichtstrahl für das Überstreichen des Behälters benötigt. Bei Kenntnis der Drehzahl des Polygonspiegels 2 und des Motors 3 ist die Winkelgeschwindigkeit des Lichtstrahls über den Winkelbereich α bekannt. Aus der Winkelgeschwindigkeit und der Entfernung des Meßpfades 20 von der Achse 5 kann über die Dauer der Signalunterbrechung des ersten Sensormittels 8 die Breite des Gegenstandes im Bereich des Meßpfades 20 ermittelt werden. Bei einer bekannten Anzahl von möglichen Varianten des Probenbehälters kann dann anhand der Unterbrechungsdauer des Signals und einer entsprechenden Tabelle die Art des Gegenstandes ermittelt werden.A measurement path 20 is formed in the angular range α and is arranged between the light beams 16 and 17 . In practice, the detection device described so far is used in automatic opening devices for sample containers, in particular for blood samples and the like. The swivel range α of the light beam and in particular the measuring path 20 is built into the conveying path of the sample containers from a conveying device to an opening device in the form of a cap twister or the like. A container to be opened is then conveyed in a first conveying direction I from below through the measuring path 20 to the cap extractor. First, the upper region of the container is swept by the light beam along the measuring path 20 and the signal, which is usually continuously bright and is present at the first sensor means 8 , is interrupted for the time required for the light beam to pass over the container. Knowing the speed of the polygon mirror 2 and the motor 3 , the angular velocity of the light beam is known over the angular range α. The width of the object in the region of the measuring path 20 can be determined from the angular velocity and the distance of the measuring path 20 from the axis 5 over the duration of the signal interruption of the first sensor means 8 . With a known number of possible variants of the sample container, the type of object can then be determined on the basis of the interruption period of the signal and a corresponding table.

Während der Hubbewegung in Richtung I kann die Kappe des zu öffnenden Behälters mehrfach von dem Lichtstrahl 16, 17 überstrichen werden, so daß neben der einmaligen Breitenbestimmung auch eine Art Höhenprofil des Gegenstandes in einer zweiten Dimension erstellt werden kann. Bei sehr ähnlichen Behältern kann dann eine zuverlässigere Bestimmung des Typs erfolgen. Die Kenntnis des Behältertyps kann beispielsweise benutzt werden, um die Endposition der Hubbewegung I in Abhängigkeit von der vertikalen Länge des Behälters zu steuern. So ist nicht erforderlich, die Endposition der Hubbewegung in Richtung I als Anschlag zu ermitteln. Weiter kann die Steuerung des nachfolgenden Kappenabdrehers in Abhängigkeit von der Art des Behälters so angesteuert werden, daß die jeweils erkannte Kappe besonders gut abgedreht werden kann. So ist beispielsweise bei Schraubverschlüssen ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Drehbewegung und der Abziehbewegung des Kappenabdrehers vorteilhaft, die der Gewindesteigung entspricht. Bei Verschlüssen in Form von Gummistopfen kann dagegen die Abziehbewegung mit größerem Vorschub oder kleinerem Vorschub erfolgen, was möglicherweise die zuverlässige Öffnung des Behälters erleichtert.During the lifting movement in direction I, the cap of the container to be opened can be swept several times by the light beam 16 , 17 , so that in addition to the unique width determination, a kind of height profile of the object can be created in a second dimension. In the case of very similar containers, the type can then be determined more reliably. Knowledge of the container type can be used, for example, to control the end position of the lifting movement I as a function of the vertical length of the container. It is not necessary to determine the end position of the stroke movement in the direction I as a stop. Furthermore, the control of the subsequent cap extractor can be controlled depending on the type of container so that the cap identified in each case can be turned off particularly well. For example, with screw caps, a certain ratio between the rotary movement and the pull-off movement of the cap twister, which corresponds to the thread pitch, is advantageous. With closures in the form of rubber plugs, however, the pulling-off movement can be carried out with a larger feed or a smaller feed, which may facilitate the reliable opening of the container.

Bei automatischen Öffnungsvorrichtungen ist eine Kontrolle des Öffnungsvorganges sehr wesentlich. Hierzu ist vorgesehen, daß nach dem Öffnungsvorgang im Bereich des Kappenabdrehers der Behälter in einer Förderrichtung II nach unten erneut durch den Meßpfad 20 bewegt wird und dabei im ersten Sensormittel 8 erneut das Profil des Behälters in seinem oberen Bereich bestimmt wird. Wird ein mit dem ursprünglichen Profil identisches Profil gemessen, so ist der Verschluß noch an seinem ursprünglichen Ort und der Öffnungsvorgang muß erneut, möglicherweise mit anderen Parametern, durchgeführt werden. Weicht das ermittelte Profil von dem ursprünglichen Profil ab, so kann man von einem erfolgreichen Öffnungsvorgang ausgehen und der geöffnete Behälter kann in das Transportmittel zurückgestellt werden. Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn zu einem jeweiligen Behältertyp nicht nur das Profil des Verschlusses, sondern auch das Profil des geöffneten Behälters im Bereich seiner Öffnung tabellarisch abgelegt ist. Dann kann nicht nur auf Übereinstimmung oder Abweichung des Profils von dem ursprünglich gemessenen Profil geprüft werden, sondern auch positiv darauf, ob das offene Ende des Behälters im Profil mit dem abgelegten Wert übereinstimmt.With automatic opening devices, checking the opening process is very important. For this purpose, it is provided that after the opening process in the area of the cap twister, the container is again moved downward in a conveying direction II through the measuring path 20 and the profile of the container in its upper region is determined again in the first sensor means 8 . If a profile identical to the original profile is measured, the closure is still in its original location and the opening process must be carried out again, possibly with different parameters. If the determined profile deviates from the original profile, one can assume that the opening process was successful and the opened container can be put back into the means of transport. In this case, it can be advantageous if not only the profile of the closure, but also the profile of the opened container is stored in a table in the region of its opening for a respective container type. Then it is not only possible to check whether the profile matches or deviates from the originally measured profile, but also positively as to whether the open end of the container in the profile matches the stored value.

Mit der insoweit beschriebenen Erkennungsvorrichtung ist es also möglich, die Oberseiten, insbesondere die Verschlüsse von zu öffnenden Behältern in einer oder zwei Dimensionen abzutasten, wodurch das Vorhandensein eines Verschlusses, die Art des Verschlusses und sogar die Art des Behälters selbst ermittelt werden kann. Es ist außerdem möglich, mit ein und derselben Vorrichtung das Ergebnis des angestrebten Öffnungsvorganges in verschiedenen Weisen zu überprüfen.With the detection device described so far so it is possible to top, especially the Closures of containers to be opened in one or two Dimensions, thereby eliminating the presence of a Closure, the type of closure and even the type of the container itself can be determined. It is also possible with one and the same device Result of the intended opening process in different ways to check.

Die Vorrichtung arbeitet mit relativ wenigen Bauelementen und ist daher im Betrieb einfach und zuverlässig. Auch die Struktur der Empfangseinheit mit den beiden Sensormitteln 8 und 9 ist relativ einfach und wartungsarm. Zudem sind generierten Signale von relativ einfacher Struktur und können ohne großen apparativen Aufwand zuverlässig analysiert werden.The device works with relatively few components and is therefore simple and reliable in operation. The structure of the receiving unit with the two sensor means 8 and 9 is also relatively simple and requires little maintenance. In addition, generated signals are of a relatively simple structure and can be reliably analyzed without great expenditure on equipment.

Insgesamt ergibt sich durch diese Erkennungseinheit bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine große Zuverlässigkeit, eine große Flexibilität in der Auslegung der Steuerung und nicht zuletzt eine kostengünstige Lösung.Overall, this recognition unit results in a large device according to the invention Reliability, great flexibility in the design the control system and last but not least an inexpensive one Solution.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur automatischen Öffnung von Behältern, insbesondere von Probenbehältern zur medizinischen Untersuchung von menschlichen oder tierischen Körperflüssigkeiten, mit einer Erfassungsvorrichtung zur optischen Erfassung von Gegenständen, insbesondere von Verschlüssen der Behälter, sowie zur Erzeugung eines zu wenigstens einer Abmessung des Gegenstandes korrespondierenden elektrischen Signals, mit einer einen gebündelten Lichtstrahl erzeugenden Lichtquelle (1), mit einem Ablenkmittel (2), das den Lichtstrahl (1) wiederholbar in Richtung der zu erfassenden Abmessung ablenkt und entlang eines Meßpfades (20) verschwenkt, sowie mit einem optischen System (7), das den entlang des Meßpfades (20) verschwenkten Lichtstrahl auf ein Sensormittel (8) lenkt, wobei ein eventuell in dem Meßpfad (20) vorhandener Gegenstand den Lichtstrahl unterbricht und das Sensormittel (8) die Zeit der Unterbrechung des Lichtstrahls durch den Gegenstand erfaßt. 1. Device for the automatic opening of containers, in particular sample containers for the medical examination of human or animal body fluids, with a detection device for the optical detection of objects, in particular closures of the containers, and for generating an electrical signal corresponding to at least one dimension of the object, with a light source ( 1 ) producing a bundled light beam, with a deflection means ( 2 ) which deflects the light beam ( 1 ) repeatedly in the direction of the dimension to be detected and pivots it along a measuring path ( 20 ), and with an optical system ( 7 ), which directs the light beam pivoted along the measuring path ( 20 ) onto a sensor means ( 8 ), an object possibly present in the measuring path ( 20 ) interrupting the light beam and the sensor means ( 8 ) detecting the time at which the light beam was interrupted by the object. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) ein Laser und das Ablenkmittel (2) ein im Betrieb rotierender Polygonspiegel ist, der den Lichtstrahl im Betrieb um einen Winkelbereich α verschwenkt.2. Device according to claim 1, characterized in that the light source ( 1 ) is a laser and the deflecting means ( 2 ) is a rotating polygon mirror during operation, which pivots the light beam during operation by an angular range α. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (7) einen Grundkörper (6) aus einem refraktierenden Material aufweist, der dem Meßpfad (20) zugewandt einen linsenförmig, insbesondere asphärisch gekrümmten Bereich (7) aufweist, in den der Lichtstrahl (16, 17) ausgehend von dem Ablenkmittel (2) eintreten kann und jeweils zumindest aus einem Teil des Winkelbereichs α auf das Sensormittel (8) gelenkt wird.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the optical system ( 7 ) has a base body ( 6 ) made of a refractory material which has a lens-shaped, in particular aspherically curved region ( 7 ) facing the measuring path ( 20 ) in which the light beam ( 16 , 17 ) can enter from the deflection means ( 2 ) and is directed at least from part of the angular range α to the sensor means ( 8 ). 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensormittel (8) innerhalb des Grundkörpers (6) oder unmittelbar an einer äußeren Oberfläche des Grundkörpers (6) angeordnet ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor means ( 8 ) within the base body ( 6 ) or directly on an outer surface of the base body ( 6 ) is arranged. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Sensormittel (9) vorgesehen ist, das von dem ersten Sensormittel (8) beabstandet angeordnet ist und das in einem Randbereich des Winkelbereichs α mit dem Lichtstrahl (15) beaufschlagt wird.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a second sensor means ( 9 ) is provided which is arranged at a distance from the first sensor means ( 8 ) and which is acted upon in an edge region of the angular range α with the light beam ( 15 ). 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Betrieb der Lichtstrahl (15, 16, 17) am Beginn des Winkelbereichs α zunächst auf das zweite Sensormittel (9) fällt, wodurch das elektrische Signal einen Startimpuls erhält, sodann der Lichtstrahl über den Meßpfad verschwenkt und von dem Ablenkmittel auf das erste Sensormittel (8) gelenkt wird, wodurch das elektrische Signal einen über die Zeitdauer der Verschwenkung anhaltenden Hell-Impuls erhält, und wobei ein eventuell in dem Meßpfad (20) vorhandener Gegenstand dem Hell-Impuls durch Lichtunterbrechung einen dem abgedeckten Winkelbereich entsprechenden Dunkel-Impuls überlagert.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that during operation the light beam ( 15 , 16 , 17 ) at the beginning of the angular range α first falls on the second sensor means ( 9 ), whereby the electrical signal receives a start pulse, then the light beam is pivoted over the measuring path and directed by the deflecting means onto the first sensor means ( 8 ), whereby the electrical signal receives a light pulse which persists over the duration of the pivoting, and an object possibly present in the measuring path ( 20 ) is the light pulse a dark pulse corresponding to the covered angular range is superimposed by light interruption. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand in einer im wesentlichen senkrecht zu der Ebene des Winkelbereichs α orientierten Förderrichtung I in den Meßpfad (20) und durch den Meßpfad (20) gefördert wird, wobei der Gegenstand mehrfach von dem Lichtstrahl abgetastet wird und eine Serie von Signalen erzeugt wird, die zusammen charakteristisch für die Abmessungen des Gegenstandes in Förderrichtung I und quer zu der Förderrichtung I sind.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the object in a substantially perpendicular to the plane of the angular range α oriented conveying direction I in the measuring path ( 20 ) and through the measuring path ( 20 ) is conveyed, wherein the object several times the light beam is scanned and a series of signals is generated which together are characteristic of the dimensions of the object in the conveying direction I and transverse to the conveying direction I. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand der Verschluß eines Behälters ist, daß weiter die Erfassungsvorrichtung in dem Weg von einer Transporteinrichtung zu einer Öffnungseinheit angeordnet ist, wobei die Erfassungseinrichtung dazu vorgesehen ist, die Art des Verschlusses mittelbar oder unmittelbar zu bestimmen, die Öffnungseinheit dazu eingerichtet ist, den Verschluß von dem Behälter zu entfernen. 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the The subject of the closure of a container is that further the detection device in the way of a transport device to an opening unit is arranged, the detection device for this purpose the type of closure is provided indirectly or to determine directly the opening unit is set up to lock the Remove container.   9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung dazu eingerichtet ist, geöffnete Behälter auf dem Rückweg von der Öffnungseinheit zu der Transporteinrichtung erneut abzutasten und die Anwesenheit oder Abwesenheit des Gegenstandes zu ermitteln.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Detection device is set up to opened containers on the way back from the Opening unit to the transport device again to feel and the presence or absence of the To determine the object.
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