本發(fā)明涉及由材料例如塑料材料和/或玻璃材料制成的采樣裝置，所述材料的主體形成用于接收液體采樣的空腔。所述采樣裝置包括計量區(qū)域，所述計量區(qū)域可設(shè)置在視覺測量裝置的焦點區(qū)域中，所述視覺測量裝置用于確定所述采樣裝置和/或所述空腔的位置。在所述計量區(qū)域中，設(shè)置至少一個參考標記，所述參考標記可以通過所述視覺測量裝置檢測。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中已知在醫(yī)療診斷中使用的一次性產(chǎn)品(disposable product)(也被稱為“消耗性設(shè)備”)。例如，在尿液分析中的一次性產(chǎn)品，用于進行液體圖像分析的采樣裝置。在采用尿樣灌裝用于此目的的一次性產(chǎn)品之后，所述產(chǎn)品將放置在合適的測量裝置中。接著拍攝并且存儲檢查圖像。在分段(segment)和分類尿液中包含的顆粒之后，通?？梢詫撛诘募膊〉贸鼋Y(jié)論。

利用液體圖像分析，例如可以測量在μm的尺寸范圍內(nèi)的細菌可以衡量。此外，例如它也可以識別血液成分或鹽。

一般情況下，在視覺測量或分析系統(tǒng)中，選定材料(例如塑料或者玻璃)的某些區(qū)域，由于特定液體、溶液或添加劑的添加或者移出，優(yōu)選包括某些顆粒、元素或其他需要識別的物質(zhì)。需要標記或識別所述材料上的該區(qū)域。接著在很大程度上自動通過視覺測量/評價系統(tǒng)進行所述特定區(qū)域的測量或分析步驟。

為了盡可能可靠地確定和調(diào)節(jié)所述測量裝置的焦點，在所述采樣裝置的所述計量區(qū)域中設(shè)置視覺參考標記。所述視覺參考標記可以通過測量裝置檢測并且所述視覺參考標記表示其中焦點將要被測量的區(qū)域。例如，所述參考標記是錐形標記的形式，或者是在所述采樣裝置的材料中用于其功能的質(zhì)量保證的標記。這些參考標記使得其能夠可靠地確定系統(tǒng)焦點，且同時為所述電可調(diào)焦點系統(tǒng)的直接反饋機構(gòu)。

放置參考特征到將要通過視覺測量系統(tǒng)檢查的計量區(qū)域通常存在以下問題，因為基于其應(yīng)用，在材料中的標記的形狀、大小和視覺效果是變化的，并且擴展到納米范圍內(nèi)。從現(xiàn)有技術(shù)中已知，通過標準激光方法作用到所述采樣裝置的材料表面(例如通過直接激光標記)來產(chǎn)生參考標記。

然而，在此，該缺點是，在通過作用到目標表面上、中或靠近目標表面的區(qū)域中的激光標記施加參考標記時，顆粒將在所述表面或目標表面或鄰近所述表面的區(qū)域中的沉積。這些顆粒將沉積在所述采樣裝置和/或所述空腔中，從而給所述測量裝置在所述標記(參考標記)的區(qū)域中進行的測量帶來負面影響。在目標表面上的激光標記所聚集的顆粒將引入到測量系統(tǒng)執(zhí)行的視覺評價中，從而扭曲測量結(jié)果。

在現(xiàn)有技術(shù)中已知通常在工件上制造標記，此外，現(xiàn)有技術(shù)中還公開施加矩陣編碼到目標的激光標記器以及讀出通過激光標記器施加的矩陣碼讀出設(shè)備。

然而，現(xiàn)有技術(shù)并沒有公開如何使得測量不易受到在采樣裝置中實施的缺陷(fault)的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明通過提供一種采樣裝置解決上述技術(shù)問題，通過在液體圖像分析中使用所述采樣裝置，能夠更加精確地檢測所述參考標記。此外，還擬公開一種用于制造所述標記(參考標記(marker)，參考標識(make))的方法。

本發(fā)明提出的上述技術(shù)問題通過由材料例如塑料材料和/或玻璃材料制成的采樣裝置解決，所述材料的主體形成用于接收液體采樣的空腔。所述采樣裝置包括計量區(qū)域，所述計量區(qū)域可設(shè)置在視覺測量裝置的焦點區(qū)域中，所述視覺測量裝置用于確定所述采樣裝置和/或所述空腔的位置。在所述計量區(qū)域中，設(shè)置至少一個參考標記，所述參考標記可以通過所述視覺測量裝置檢測；其中所述參考標記是在所述主體的遠離所述表面的內(nèi)部區(qū)域形成的。

所述參考標記特別優(yōu)選僅設(shè)置在遠離所述表面的內(nèi)部區(qū)域中。這意味著，不使用在所述表面中或所述表面制造標記且同時在遠離所述表面的內(nèi)部區(qū)域中制造標記的方法(例如沖壓)。在本發(fā)明的含義中，所述材料的所述主體理解為通過所述材料形成的主體。其可以具有特定的形式，例如可以設(shè)計成環(huán)繞所述空腔。在該情況下，所述主體和所述空腔是所述采樣裝置的部件。

通過在所述材料內(nèi)側(cè)制造所述參考標記，所述參考標記可以生產(chǎn)成在所述視覺區(qū)域中沒有顆粒。在此可知某些可能的方法以制造所述標記。例如，可將芯片或插入件插入到所述采樣裝置中。此外，可以通過在兩個不同材料之間的過渡表面檢測折射率的變化來檢測所述參考標記。因此，當從所述測量裝置觀看的時候，參考標記和液體樣本(尿液)因此不在一個平面。因此，所述參考標記的所述位置可以更加精確地確定，因此在尿液中的任何固體都不會防止所述標記視覺上可以檢測。

除了這些可能性以外，已經(jīng)證明特別優(yōu)選的是，這類采樣裝置的生產(chǎn)方法簡單且成本較低，因為所述參考標記是所述材料的轉(zhuǎn)換產(chǎn)物(conversion product)，優(yōu)選僅所述材料的一個轉(zhuǎn)換產(chǎn)物。這意味著，所述參考標記，且可以成為產(chǎn)物，例如僅僅是通過在不引入附加材料的情況下轉(zhuǎn)換所述初始材料(塑料材料/玻璃)生產(chǎn)的，所述初始材料可以被稱為例如反應(yīng)劑(reactant)，因此不會引入外部反應(yīng)伴侶(reaction partner)。

特別優(yōu)選的是，參考標記是通過激光內(nèi)雕(inner engraving)形成。在該方法中，通過聚焦激光光束，在所述材料內(nèi)部制造參考標記，即在所述材料的表面的下部或遠離所述材料的表面制造參考標記。因此，該方法因此可以稱為子表面法(sub-surface process)。所述參考標記優(yōu)選在所述材料中且在所述材料中的任何深度作為全息圖成像從而免于(be free of)顆粒。因此，可以確保免于顆粒傳送所述采樣裝置，因為該子表面法不會在所述采樣裝置上留下任何殘留，并且顆粒不會在將要處理的目標表面形成并從而在所述采樣裝置的所述表面上沉積。因此，使用所述測量裝置可以使用更加精確的測量。該類采樣裝置不是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。

激光內(nèi)雕是在透明固體內(nèi)描繪三維物體的圖像的方法。除了玻璃，其他材料，如藍寶石，鉆石，聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯可以內(nèi)雕。在該方法中，三維圖像可以在固體內(nèi)產(chǎn)生。使用特殊的軟件，首先計算表示隨后的圖像的形狀的點云(point cloud)?？刹捎萌缦路椒?，在起始圖像中，在最亮的區(qū)域，這些點最密集，且在最黑的區(qū)域，僅有幾個點。

為了產(chǎn)生圖像點，通過掃描器使用振鏡(galvanometer)操作的兩個鏡子在X軸和Y軸偏轉(zhuǎn)激光束(或束簇)，然后使用棱鏡將所述激光束(或束簇)聚焦到所述主體的所述內(nèi)部。在聚焦焦點，所述脈沖激光束的空間和暫時能量密度太高從而使得所述玻璃通過電離和等離子體形成熱變形(開裂、熔化和蒸發(fā))，而前后的靜止寬光束(the still wide beam in front and behind)不會損壞兩個玻璃表面或棱鏡。獲得的小點，幾μm大小，因為光反射和散射，在日光下可見為白點。

三個機械運動軸，與所述目標或激光頭，和所述掃描器一起運動，使得其能夠在所述材料的塊(block)內(nèi)，在任何坐標設(shè)置這些點。通過提供多個點，在所述材料內(nèi)產(chǎn)生二維或三維標記。

激光的波長越小，可以產(chǎn)生的圖像點越小。因此，可以增加產(chǎn)生的圖像的分辨率和精度(參考標記)。

可以想象的是，通過注塑成型生產(chǎn)所述采樣裝置。所述參考標記以插入件的形式提供，圍繞所述插入件進行注塑成型。且所述插入件放置在所述注射成型空腔中。然而，與激光內(nèi)雕不同，在該方法中產(chǎn)生高壓，其構(gòu)成高機械負載，甚至可能導致所述參考標記移位(displace)。此外，該方法是耗時的，這是由于需要大量的參考標記。

對于根據(jù)本發(fā)明的采樣裝置，優(yōu)選的是所述參考標記基本上以截頭錐(truncated cone)的生成表面(generated surface)和頂面的形式。截頭錐應(yīng)理解為當較小圓錐體從與所述底面平行的直邊圓錐體(straight-sided circular cone)切下時產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)體。兩個獲得的平行圓環(huán)表面中的較大者為所述底面，較小者為頂面。邊緣表面(bordering surfaces)中的第三者稱作所述生成表面，在各種情況下，在截頭錐的截面圖中，所述生成表面的兩個表面線可見。所述截頭錐的高度應(yīng)理解為意指所述底面和所述頂面之間的距離。換句話說，所述參考標記的優(yōu)選形狀形成截頭錐的殼體，但所述殼體并不屬于所述底面。

旋轉(zhuǎn)對稱的形狀是優(yōu)選的，因為這樣其在原理上足以相對所述測量裝置正確地設(shè)置所述采樣裝置的所述縱軸。如果所述采樣裝置的所述位置由于在平行于所述縱軸的平面的旋轉(zhuǎn)而不同，所述視覺測量裝置仍可以在相同的角度檢測所述參考標記。

另外，如果所述視覺測量裝置相對于所述參考標記的所述位置選擇成所述光束可以精確地平行于所述表面線，那么所述形狀是優(yōu)選的。換句話說，所述生成平面相對于所述底面形成的角度取決于所述選擇的相對位置。因此，所述光束的最大可能覆蓋面積是可能的，因此最佳檢測也是可能的。因此，在投影(projection)中，所述底面和所述生成表面形成深色(dark)外環(huán)和稍淺內(nèi)環(huán)。

此外，在實踐中，已經(jīng)證明優(yōu)選的是，在截頭錐的表面線和截頭錐的縱軸之間的角度的值位于5-20°的范圍內(nèi)，優(yōu)選為10°。

同樣地，已經(jīng)證明優(yōu)選的是，所述截頭錐的頂面的直徑值位于1-5μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選為3.2μm，和/或所述截頭錐的底面平行于所述頂面，且值位于1-10μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選為5μm。

對于在液體圖像分析中的使用，優(yōu)選所述參考標記相對彼此距離100-1000μm設(shè)置，優(yōu)選200-500μm,特別優(yōu)選約250μm。

同樣地，優(yōu)選沿著所述采樣裝置的縱軸設(shè)置一到十，優(yōu)選三個所述參考標記的參考標記排列，且沿著所述采樣裝置的寬度軸設(shè)置一到十，優(yōu)選三個所述參考標記的參考標記排列。

在實踐中，可以證明所述采樣裝置的所述材料可以是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。

本發(fā)明提出的上述技術(shù)問題還通過在采樣裝置中制造至少一個參考標記的方法來解決，所述采樣裝置由材料例如塑料材料和/或玻璃材料制成，所述材料的主體形成用于接收液體采樣的空腔。所述采樣裝置包括計量區(qū)域，所述計量區(qū)域可設(shè)置在視覺測量裝置的焦點區(qū)域中，所述參考標記可以通過所述視覺測量裝置檢測；其中所述參考標記是在所述計量區(qū)域中，在所述主體的遠離所述表面的內(nèi)部區(qū)域通過激光內(nèi)雕形成的。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的進一步的優(yōu)點、方面和特征做進一步的描述。在不同的實施例中，相同的部件具有相同的附圖標記，附圖中：

圖1是所述參考標記的視覺檢測的原理示意圖；

圖2是包括計量區(qū)域的采樣裝置的高度簡化視圖；

圖3示出了根據(jù)圖2的所述采樣裝置的所述計量區(qū)域的參考標記設(shè)置；

圖4示出了通過激光內(nèi)刻在采樣裝置中制造所述參考標記。

具體實施方式

圖1示出了液體圖像分析原理，其中PMMA制成的高度簡化的采樣裝置設(shè)置在視覺測量裝置6(在本例子中為照相機)的焦點區(qū)域5，所述視覺測量裝置6包括棱鏡20。為了協(xié)助所述測量裝置6，提供了發(fā)射光束20’的光源20。所述采樣裝置1包括集成的參考標記8的參考標記排列(row)88。其中兩個參考標記例如由附圖標號(sign)8表示。所述參考標記排列88設(shè)置在材料區(qū)域7的遠離所述表面的區(qū)域7b中，但是在靠近所述表面的區(qū)域7a中，沒有設(shè)置參考標記。在本例子中，所述參考標記僅僅(exclusively)是所述采樣裝置1自身的所述材料9的轉(zhuǎn)換產(chǎn)物，且特別通過激光內(nèi)雕制造。

例如，所述測量裝置接著可以檢測參考標記8，并據(jù)此識別所述采樣裝置1相對于所述測量裝置6的位置。因此，記錄的圖像，可以清楚地分配到該位置，并可以相應(yīng)地進行評估。

圖2再次以高度簡化地方式以陰影部分的形式示出了采樣裝置1的相對測量區(qū)域(relevant measuring region)4或計量區(qū)域(gauging region)4。為了所述分析(圖1)，所述相對測量區(qū)域4或計量區(qū)域4設(shè)置在用于確定所述采樣裝置1和/或空腔2的位置的所述視覺測量裝置6的焦點區(qū)域5。在所述相對測量區(qū)域4或計量區(qū)域4中，在所述材料9中制造至少一個參考標記8(參見圖1)，所述參考標記8可以通過所述視覺測量裝置6檢測。類似地，用于接收液體采樣3的空腔2示出為，其由所述材料9的主體10形成。所述液體采樣3由僅在所述空腔2的小區(qū)域中的點表示。

采樣裝置1提供了一區(qū)塊(zone)，其中所述液體采樣3的某些成分可以朝著所述采樣裝置1的底部落下，而某些其他成分保持在提供的液體中。那些落到所述底部的成分接著移入照相機的可以在焦平面下清楚可見的區(qū)域，而將要測量的成分仍然位于所述測量裝置的焦點區(qū)域內(nèi)。

示出的坐標體系包括x，y，z軸，采樣裝置1的縱軸1a和寬度軸1b，且示出了本視圖的視角。

圖3示出了根據(jù)圖2的采樣裝置1的所述測量區(qū)域4中的參考標記8的設(shè)置。根據(jù)沿著所述采樣裝置1的縱軸1a的截面的細節(jié)圖，參考標記8基本上是以截頭錐的生成表面M和頂面D的形式。此外，兩個表面線ML之間的角β在本例子中值為20°，兩個表面線ML在包含所述截頭錐的縱軸K1的平面內(nèi)。該角β的值對應(yīng)于所述表面線ML中的一個表面線與縱軸K1之間的角度α的值的兩倍。

該圖清楚地示出了材料9中的多個參考標記8，其通過激光內(nèi)雕在排列88中制成，并且表示所述材料9的視覺信息。例如，所述采樣裝置1在至少一個看起來與其縱軸1a平行的平面內(nèi)，包括一個設(shè)置在一個后面的從10個到200個，優(yōu)選100個參考標記8的排列88。可想而知，在寬度方向Y看時，至少三個該類型的排列88距離250μM設(shè)置。

在本例子中，參考標記8的其他尺寸，d1、d2和h如下：d1＝3.2μm，d2＝5μM，h＝5μM。

圖4示出了通過激光內(nèi)刻在采樣裝置1中制造所述參考標記8的方法100a的基本結(jié)構(gòu)。在本例子中，示出的坐標系具有軸x，y，z,且僅用于采樣裝置1。如上所述，從激光源LQ開始，通過掃描器使用兩個鏡子S1、S2在兩個軸偏轉(zhuǎn)激光束LB，然后使用棱鏡或物鏡O聚焦到所述主體10的內(nèi)部7，且在材料9上產(chǎn)生可見點。通過提供多個點，在所述材料上產(chǎn)生參考標記8，且因此獲得根據(jù)圖1-3所示的根據(jù)本發(fā)明的采樣裝置1。

附圖標號清單

1 采樣裝置

1a 縱軸

1b 寬度軸

2 空腔

3 采樣

4 測量區(qū)域

5 焦點區(qū)域

6 測量裝置

7 材料區(qū)域

7a 表面區(qū)域

7b 內(nèi)部區(qū)域

8 參考標記

9 材料

10 主體

20 光源

20’ 光束

23 棱鏡

88 排列

100a 方法

α,β 角度

D 頂面

d1,d2 直徑

h 高度

K1 縱軸

LB 激光束

LQ 激光源

M 生成表面

ML 表面線

O 物鏡

x,y,z 坐標