ES2986358T3

ES2986358T3 - Sistema de obtención de imágenes para contar y dimensionar partículas en recipientes llenos de fluido

Info

Publication number: ES2986358T3
Application number: ES17708358T
Authority: ES
Inventors: Dmitry Fradkin; Graham Milne; Thomas Pearson
Original assignee: Amgen Inc
Current assignee: Amgen Inc
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2024-11-11
Anticipated expiration: 2037-02-10
Also published as: IL267494A; ZA201904274B; WO2018147858A1; PL3580550T3; BR112019016410A2; EP3580550B1; EA037486B1; MX2019009440A; KR20190117519A; BR112019016410B1; EP3580550A1; FI3580550T3; JP2022023979A; CA3049524A1; DK3580550T3; IL291311A; JP7343560B2; CN110268249A; JP2020509357A; AU2017398403B2

Abstract

Se describe un sistema para facilitar la caracterización de partículas dentro de un fluido contenido en un recipiente utilizando un sistema de iluminación que dirige la luz de la fuente a través de cada recipiente. Se pueden implementar uno o más elementos ópticos para refractar la luz de la fuente e iluminar todo el volumen del recipiente. A medida que la luz de la fuente refractada pasa a través del recipiente e interactúa con partículas suspendidas en el fluido, se produce luz dispersa y se dirige a un generador de imágenes, mientras que la luz de la fuente refractada se desvía del generador de imágenes para evitar que la luz de la fuente ahogue la luz dispersa. Por lo tanto, el sistema puede utilizar ventajosamente un generador de imágenes con una gran profundidad de campo para obtener imágenes precisas de todo el volumen del fluido al mismo tiempo, lo que facilita la determinación del número y el tamaño de las partículas suspendidas en el fluido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de obtención de imágenes para contar y dimensionar partículas en recipientes llenos de fluido

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente solicitud se refiere en general a la detección de partículas en recipientes llenos de fluido.

ANTECEDENTES

En investigación analítica y pruebas de diagnóstico clínico, se utilizan recipientes o pocillos en placas como tubos de ensayo. El fluido contenido en estos pocillos puede contener, de manera deliberada o fortuita, partículas en una diversidad de diferentes formas y tamaños. Pueden originarse partículas fortuitas a partir de diversas fuentes diferentes, tal como a partir del medioambiente, de la manipulación o del almacenamiento incorrecto de los fluidos, o como un residuo de la formación, del envasado o el llenado. El fluido también puede contener burbujas. Como resultado, el fluido contenido en los recipientes se somete a procedimientos de control de calidad en los que es necesario caracterizar las partículas contenidas en el fluido.

Los sistemas de lectura de placas tradicionales son incapaces de obtener imágenes de grandes volúmenes de fluido de una sola vez. Por ejemplo, los sistemas de lectura de placas convencionales pueden basarse en técnicas de fluorescencia o componentes ópticos que utilizan objetivos de microscopio. Cuando se ponen en práctica objetivos de microscopio, solamente pueden obtenerse imágenes de un volumen delgado o "fragmento" de fluido de muestra en cualquier tiempo dado en vista del corto campo de visión inherente con dichos sistemas. Por tanto, para analizar un volumen completo de fluido, dichos sistemas necesitan analizar varios fragmentos de imágenes obtenidos para cada recipiente, lo que aumenta el tiempo requerido para realizar análisis de imágenes.

La solicitud de patente US2015160118 da a conocer un sistema de medición óptica para medir una muestra líquida dentro de un pocillo. El sistema comprende una fuente de luz configurada para transmitir luz a través del pocillo, un detector situado preferentemente debajo del pocillo para recibir una señal de dispersión directa indicativa de al menos una característica de las partículas dentro de la muestra líquida, y un elemento óptico sintonizable. El elemento óptico sintonizable se sitúa entre la fuente de luz y el pocillo y es utilizable para dar forma a la luz con el fin de compensar las distorsiones inducidas por una superficie de la muestra líquida.

La solicitud internacional WO2015034505 da a conocer una placa de cultivo celular transparente o translúcida, y un conjunto de OLED, en comunicación óptica con la célula (10) a través de la placa de cultivo celular para iluminar la célula con luz y una cámara para obtener imágenes de las células, un filtro colocado entre la placa de cultivo y la cámara puede bloquear la luz emitida por el conjunto OLED 120 en la longitud de onda de excitación.

La solicitud internacional WO2013072806 se refiere a un aparato sensor y a un método para detectar agrupaciones con partículas magnéticas en una muestra. La muestra se proporciona en al menos una cámara de muestras de un cartucho prácticamente plano que se expone a un campo magnético modulado. La cámara de muestras se ilumina con luz de excitación, y la luz de salida resultante es detectada por un detector de luz. La luz de excitación se enfoca hacia unos puntos de bloqueo (173) situados detrás de la cámara de muestras (114), protegiendo de este modo el detector de luz (180) de la iluminación directa o, de manera alternativa, o bien (i) la luz debe ser totalmente absorbida cuando incide sobre la capa superior 311 del cartucho, o bien (ii) la luz incide sobre otra "capa adicional" intermedia 315 que refleja totalmente la luz hacia un elemento de bloqueo absorbente o reflectante 373, permitiendo de este modo la detección del campo oscuro de la luz dispersa.

La solicitud de patente EP08701890 da a conocer un aparato de detección de objetos que comprende una fuente de luz LED, un detector de luz sin imagen y un procesador. La zona de sujeción de la muestra mantiene la misma en la trayectoria de transmisión de la luz desde el diodo LED hasta el detector, por lo que la luz de la fuente de luz interactúa con los objetos en la muestra y la luz incide en el detector en forma de patrón de luz de difracción o interferencia tras su interacción con los objetos, interponiéndose un axicón entre la fuente de luz y la muestra.

La solicitud de patente DE102015003019 da a conocer un método para detectar ópticamente in vitro el movimiento en un espécimen biológico, implicando el método suministrar un retenedor para una muestra, fuentes de haz de luz, óptica de iluminación y un detector de luz dispersa, en donde la óptica está formada para iluminar la muestra en el retenedor desde las fuentes de haces de luz. El movimiento en un espécimen biológico se detecta en función de un cambio temporal de la señal. La óptica de iluminación puede comprender un axicón que permite filtrar con facilidad en el espacio la luz entrante (no influenciada), ya que esta última es objeto de difracción con un ángulo constante respecto al eje óptico.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Las formas de realización descritas en la presente invención se refieren a un sistema de lectura de placas que mejora las técnicas de medición indirecta tradicionales descritas con anterioridad. En particular, el sistema descrito en la presente invención pone en práctica un sistema de iluminación que incluye una óptica configurada para refractar la luz de la fuente y para dirigir la luz de la fuente refractada a través de un pocillo que contiene un fluido. Esta luz de la fuente refractada interacciona con las partículas suspendidas en el fluido para obtener luz dispersada, que luego se dirige a un dispositivo de obtención de imágenes. El sistema de iluminación está configurado de tal manera que la luz de la fuente refractada también se desvía lejos del dispositivo de obtención de imágenes. Dicho de otro modo, una cantidad importante de la luz recibida por el dispositivo de obtención de imágenes, que se utiliza para el análisis de imágenes de partículas, en la luz dispersada. Este sistema de iluminación impide que la luz de la fuente elimine la luz dispersada, proporcionando una gran profundidad de campo y permitiendo una obtención de imágenes precisa de todo el volumen de fluido al mismo tiempo.

El sistema de lectura de placas descrito en el presente documento también produce agitación momentánea para facilitar el análisis de imágenes. En particular, el dispositivo de obtención de imágenes puede capturar una imagen antes y después de agitar la placa. Al hacerlo así, el análisis de imágenes discrimina entre partículas suspendidas en el fluido (que se desplazan cuando se agita la placa) y otros artefactos estáticos (que no se desplazan después de la agitación de la placa). Como resultado de este análisis de imágenes, el tamaño y número de partículas suspendidas en el fluido puede medirse directamente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

El experto en esta técnica entenderá que las figuras, descritas en el presente documento, se incluyen para fines de ilustración y no de limitación de la presente invención. Los dibujos no están necesariamente a escala, haciendo énfasis en su lugar en la ilustración de los principios de la presente invención. Conviene señalar que, en algunos casos, diversos aspectos de las puestas en práctica descritas pueden mostrarse de forma exagerada o ampliada para facilitar una comprensión de las puestas en práctica descritas. En los dibujos, las referencias numéricas similares a lo largo de todos los diversos dibujos se suelen referir a componentes funcionalmente similares y/o estructuralmente similares.

La Figura 1 ilustra un sistema de inspección visual 100, según una forma de realización de la presente invención;

La Figura 2 es un diagrama de bloques 200 que ilustra las trayectorias de la luz entre una fuente de luz y un dispositivo de obtención de imágenes que se asocian con el sistema de inspección visual 100, según una forma de realización de la presente invención;

La Figura 3 es un ejemplo de diagrama de bloques que ilustra un sistema de control 300 asociado con el sistema de inspección visual 100, según una forma de realización de la presente invención;

La Figura 4 ilustra un ejemplo de un flujo de método 400 para caracterizar partículas en un fluido, según una forma de realización de la presente invención;

La Figura 5 ilustra un ejemplo de un flujo de método 500 para caracterizar partículas en un fluido, según una forma de realización de la presente invención; y

La Figura 6 ilustra un soporte de placa a modo de ejemplo 600 para recibir una placa que contiene recipientes que tienen fluido del que van a obtenerse imágenes.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Los diversos conceptos introducidos con anterioridad y comentados en mayor detalle a continuación pueden ponerse en práctica en cualquiera de numerosos modos, y los conceptos descritos no se limitan a ninguna manera particular de puesta en práctica. Se proporcionan ejemplos de puestas en práctica para fines ilustrativos.

La Figura 1 ilustra un sistema de inspección visual 100, según una forma de realización de la presente invención. El sistema de inspección visual 100 incluye una platina 102 que está configurada para agitar de manera selectiva y para recibir una placa 104, que puede incluir uno o más recipientes 106. En una forma de realización, la platina 102 incluye un soporte de placa 105 que funciona como un adaptador entre la platina 102 y la placa 104 para facilitar la recepción de la placa 104 para la obtención de imágenes del fluido del recipiente. Aunque la platina 102 se muestra en la Figura 1 como que recibe un único tipo de soporte de placa 105, las formas de realización incluyen la platina 102 que está configurada para aceptar cualquier número adecuado de soportes de placas que tienen tamaños y/o formas variables. Por ejemplo, la platina 102 puede estar configurada teniendo varias cavidades anidadas, ajustables y/o intercambiables u otras partes formadas de forma adecuada que admitan diferentes tipos de soportes de placas. De este modo, el sistema de inspección visual 100 puede facilitar las pruebas de recipientes incluidos en placas de diferentes tipos, tamaños y/o formas. El diseño del soporte de placa 105 se describen de manera adicional a continuación con referencia a la Figura 6.

En diversas formas de realización, los recipientes 106 pueden tener una o más partes transparentes y/u opacas. Por ejemplo, los recipientes 106 pueden ser totalmente transparentes o tener fondos transparentes siendo las paredes laterales opacas. En cualquier caso, el sistema de inspección visual 100 incluye, además, un sistema de iluminación 108 que está configurado para iluminar el fluido contenido en los uno o más recipientes 106 sujetados por la platina 102, los uno o más dispositivos de obtención de imágenes 112 que adquieren imágenes del fluido contenido dentro de los uno o más recipientes 106, antes y después de agitarse el recipiente 106, y puede incluir, de manera opcional, un sistema óptico 110. La platina 102 y/o el sistema de iluminación 108 pueden estar configurados también para desplazarse en uno o más ejes para admitir la inspección de cada recipiente 106 incluido en la placa 104 y para adaptarse a las pruebas de diferentes tamaños de placas y recipientes.

A continuación se proporciona datos adicionales con respecto a los componentes del sistema de inspección visual 100. En términos generales, el sistema de inspección visual 100 está configurado para obtener imágenes del fluido contenido en uno o más recipientes 106 de manera iterativa. Por ejemplo, el sistema de inspección visual 100 puede estar configurado para obtener imágenes de manera iterativa de cada recipiente 106 incluido en la placa 104 para identificar, para cada recipiente individual, partículas suspendidas en el fluido para dicho recipiente particular. Para hacerlo de este modo, el sistema de inspección visual 100 está configurado para desplazar la platina 102 y/o el sistema de iluminación 110 para alinear cada recipiente 106 con el sistema de iluminación 108 para el análisis de recipientes individuales. Cuando se somete a prueba cada recipiente, se adquieren una o más imágenes del recipiente antes y después de que se agite la platina 102, según un perfil de agitación, tal como se describe de manera adicional a continuación. Por tanto, en algunas formas de realización, uno o más agitadores (no ilustrados) se acoplan directa o indirectamente a la platina 102.

El sistema de iluminación 108 también incluye uno o más elementos ópticos. Tal como aquí se utiliza, la expresión "elementos ópticos" puede aplicarse a un único componente óptico individualmente o una combinación de varios componentes ópticos. De conformidad con la invención, un elemento óptico incluye un axicón y uno o más expansores de haces, un elemento óptico puede incluir, además, más axicones, lentes, espejos, etc. En cualquier caso, el sistema de iluminación 108 incluye un axicón que está configurado para refractar la luz de la fuente en el interior del recipiente 106. La luz de la fuente refractada interacciona con partículas suspendidas en el fluido del recipiente para obtener luz dispersada, que la recibe el dispositivo de obtención de imágenes y la utiliza para adquirir la una o más imágenes antes y después de la agitación. El sistema de iluminación 108 también está configurado para refractar la luz de la fuente de tal modo que la luz de la fuente refractada se desvía lejos del uno o más dispositivos de obtención de imágenes 112, impidiendo de este modo que la luz de la fuente elimine la luz dispersada y facilitando una caracterización precisa de las partículas individuales contenidas en el fluido del recipiente. Por ejemplo, las características de partículas que pueden determinarse por medio de las diversas formas de realización descritas en el presente documento incluyen el número y/o tamaño de las partículas, la morfología de las partículas, la densidad/flotabilidad, etc.

El sistema de inspección visual 100 analiza una o más de las imágenes adquiridas antes y después de la agitación de la platina 102 para determinar si están presentes partículas en el fluido contenido en el recipiente 106. La una o más imágenes pueden analizarse de manera adicional para contar varias partículas presentes, para dimensionar las partículas, para seguir el desplazamiento de las partículas o para caracterizar o clasificar las partículas. Las partículas pueden ser, por ejemplo, polvo u otros contaminantes, o agregados de proteínas. En la presente invención, se denominan como partículas; sin embargo, conviene señalar que los conceptos de la presente invención también se aplican a burbujas o emulsiones.

El perfil de agitación incluye uno o más periodos de agitación y de no agitación. Durante cada periodo de agitación y de no agitación del perfil de agitación, se aplica un movimiento al recipiente y se interrumpe, respectivamente. Por ejemplo, el perfil de agitación puede incluir un movimiento en un periodo de agitación seguido por la interrupción del movimiento durante un periodo sin agitación. La interrupción de un movimiento puede incluir, o no, la aplicación de una fuerza a la platina 102 para contrarrestar el movimiento, tal como aplicar una fuerza de frenado. Una fuerza de frenado puede ser, por ejemplo, una fuerza de fricción. El periodo de agitación y de no agitación, pueden ser los mismos periodos de tiempo o diferentes periodos de tiempo dependiendo del fluido particular que objeto de prueba. Un movimiento puede ser una sacudida, una vibración, una centrifugación, aplicar energía ultrasónica, aplicar energía acústica, girar, otro movimiento o cualquier combinación adecuada de los mismos. Por ejemplo, suponiendo que la platina 102 ocupa el plano x-y, un movimiento de agitación puede ser un movimiento de lado a lado de 1 milímetro en el ejexseguido por un movimiento hacia arriba y hacia abajo de 1 milímetro en el eje y, cada uno de los cuales puede obtenerse durante 100 milisegundos seguido por un periodo sin agitación de 100 milisegundos.

Haciendo referencia ahora de nuevo a la Figura 1, el sistema de inspección visual 100 puede estar configurado para someter a prueba cualquier número adecuado de recipientes 106 que tienen cualquier volumen adecuado de fluido contenido en los mismos. Por tanto, en formas de realización, la placa 104 puede ser de cualquier tamaño y/o forma adecuados que tienen cualquier número adecuado de recipientes 106 dispuestos sobre la misma. Por ejemplo, la placa 104 puede ser una microplaca que incluya cualquier número adecuado de recipientes 106, tal como 6, 24, 96, 384, 1536, etc. Los recipientes 106 pueden estar dispuestos en un patrón sobre la placa 104, tal como una matriz rectangular 2:3, por ejemplo, en el caso de una puesta en práctica de una microplaca convencional. En algunas formas de realización en las que la placa 104 se pone en práctica como una microplaca, los recipientes 106 pueden constituir pocillos sobre la microplaca que contienen un fluido que va a inspeccionarse. Cada recipiente 106 puede estar configurado para recibir cualquier volumen adecuado de fluido dependiendo del tamaño y de la configuración de la placa 104. Por ejemplo, cada recipiente 106 puede contener un volumen de fluido en el intervalo de decenas de nanolitros hasta varios mililitros. Por ejemplo, cuando la placa 104 se pone en práctica como una microplaca de 96 pocilios, cada recipiente puede contener un volumen de hasta 200 microlitros.

El sistema de inspección visual 100 incluye un sistema de iluminación 108, que puede incluir cualquier número y/o tipo adecuado de fuentes de luz incoherentes configuradas para generar luz de la fuente. El sistema de iluminación 108 también incluye uno o más elementos ópticos configurados para refractar la luz de la fuente de manera que la luz de la fuente se dirija a través del recipiente 106 en un ángulo. Lo que antecede es particularmente de utilidad, por ejemplo, porque las partículas suspendidas en el fluido pueden ser translúcidas, y esto garantiza que las partículas dispersen la luz de la fuente para obtener luz dispersada para la obtención de imágenes adecuada. Si la luz de la fuente no es objeto de refracción, y en su lugar se proporciona de una manera que se alinea con el eje central del recipiente, dichas partículas translúcidas no dispersarían la luz de la fuente para proporcionar luz dispersada que puede utilizarse de manera eficaz para la obtención de imágenes. Un ejemplo de las características ópticas proporcionadas por el sistema de iluminación 108 se muestran en la Figura 2 con referencia a la forma de realización a modo de ejemplo del sistema de inspección visual 100 ilustrado en la Figura 1. Sin embargo, se entenderá que el sistema de inspección visual 100 y/o el sistema de iluminación 108 pueden ponerse en práctica en una diversidad de diferentes configuraciones y con diferentes componentes para facilitar las formas de realización descritas en el presente documento, tal y como se describe de manera adicional a continuación.

Con referencia continuada a las Figuras 1 y 2, el sistema de iluminación 108 puede incluir una o más fuentes de luz 201, que pueden incluir cualquier tipo adecuado de fuente de luz incoherente configurada para generar luz de la fuente que tenga cualquier longitud de onda adecuada o intervalo de longitudes de onda. Por ejemplo, la fuente de luz 201 puede ponerse en práctica como una fuente de luz de diodo emisor de luz (LED) configurada para obtener luz de la fuente a una única longitud de onda, un intervalo seleccionable de longitudes de onda o una banda ancha de longitudes de onda. Para proporcionar un ejemplo ilustrativo, la fuente de luz 201 puede ponerse en práctica como una fuente de luz de diodos LED configurada para proporcionar luz de la fuente a lo largo de un amplio intervalo de longitudes de onda, seleccionándose una longitud de onda o intervalo de longitudes de onda particular a partir de la amplia gama de longitudes de onda para la obtención de imágenes del recipiente.

En formas de realización, el sistema de iluminación 108 también incluye uno o más elementos ópticos configurados para refractar la luz de la fuente al interior del recipiente 106 y hacia el dispositivo de obtención de imágenes 112 de una manera específica, tal como se muestra en la Figura 2 y se describe de manera adicional a continuación. Según la invención, el sistema de iluminación incluye un axicón, configurado para refractar la luz de la fuente de manera que la luz de la fuente refractada entre en el recipiente que está siendo sometido a prueba formando un ángulo con respecto al eje central del recipiente. Las partículas suspendidas en el fluido del recipiente dispersan luego la luz de la fuente refractada, que se proporciona al dispositivo de obtención de imágenes 112 mientras que la luz de la fuente refractada se desvía, en gran medida (o completamente), lejos del dispositivo de obtención de imágenes 112. El sistema de iluminación también puede incluir más axicones, lentes ópticas individuales, un tren de lentes, etc.

En la presente invención, para realizar las características ópticas mencionadas con anterioridad, el sistema de iluminación 108 incluye un axicón 202 configurado para refractar la luz de la fuente para garantizar que todo el volumen de fluido contenido en el recipiente 106 se ilumina de manera apropiada para la obtención de imágenes. Según la invención, el axicón 202 se selecciona teniendo un ángulo de cono adecuado para refractar la luz de la fuente de modo que, para una distancia dada "D" desde el recipiente 106, todo el volumen de fluido contenido en el recipiente 106 se ilumine de manera apropiada para la obtención de imágenes. En una forma de realización, el axicón 202 puede ponerse en práctica como un axicón que tenga un ángulo de vértice de 90 grados y un diámetro de 2,54 cm (1 pulgada), tal como el número de inventario de axicón 83-779, fabricado por Edmund Optics, Inc. de Barrington, Nueva Jersey en el momento de la redacción del presente documento.

De conformidad con la invención, la fuente de luz 201 no se pone en práctica como una fuente de luz láser u otra fuente de luz configurada para generar una luz coherente, ya que la luz coherente que pasa a través de un axicón da como resultado la generación de patrones de interferencia conocidos como haces de Bessel, que no son deseables para la obtención de imágenes del recipiente 106. Por el contrario, se ha dado a conocer que la fuente de luz 202 genera luz de fuente incoherente y que se utiliza un axicón 202 como el elemento óptico.

Además, un espejo 206 u otro componente óptico adecuado puede dimensionarse y colocarse de manera estratégica con respecto al recipiente 106 para dirigir la luz dispersada al dispositivo de obtención de imágenes 112 mientras que se desvía la luz de la fuente refractada lejos del dispositivo de obtención de imágenes 112. Por ejemplo, el espejo 206 puede colocarse en línea con el eje central del recipiente 106, la fuente de luz 201 y el axicón 202, tal como se muestra en la vista lateral ilustrada en la Figura 2. En una forma de realización, el espejo 206 está dispuesto a una distancia del fondo del recipiente 106 para reflejar la luz dispersada al dispositivo de obtención de imágenes 112. Además, el espejo 206 puede dimensionarse de manera que la luz de la fuente refractada no se refleje por el espejo 206, y en su lugar se desvía lejos del dispositivo de obtención de imágenes 112.

Para proporcionar un ejemplo ilustrativo con referencia a la Figura 2, el espejo 206 puede ser un espejo circular que tenga un radio "r", con su centro dispuesto a una distancia "d" del fondo del recipiente 106. Tal como se muestra en la Figura 2, el axicón 202 refracta la luz de la fuente a través del recipiente 106 para iluminar el recipiente para la obtención de imágenes del fluido. Para un índice de refracción particular del axicón 202 (por ejemplo, causado por el ángulo cónico del axicón y su composición) y la distancia D entre el axicón 202 y el recipiente 106, la luz de la fuente refractada forma un cono de luz refractada que tiene un diámetro<orefractado>en el plano "p" que corta el centro del espejo 206 y es ortogonal al eje central del recipiente 106. Además, la luz dispersada está contenida dentro de este cono de luz refractada. En algunas formas de realización, el espejo 206 puede tener un radio r, colocarse a una distancia d del fondo del recipiente 106 y situarse en un ángulo 0 desde el plano p de manera que 2rcos0 <<orefractada>. Dados estos parámetros, la luz dispersada se dirige hacia el dispositivo de obtención de imágenes 112 mientras que el cono de luz refractada se desvía lejos del dispositivo de obtención de imágenes 112. Por ejemplo, tal como se muestra en la Figura 2, el dispositivo de obtención de imágenes 112 y el recipiente 106 pueden colocarse en un ángulo de 90 grados entre sí, y el espejo 206 puede formar, por tanto, un ángulo 0 de 45 grados con respecto al eje central del recipiente 106.

Sin desviar la luz de la fuente refractada de esta manera, apagaría la luz dispersada e impediría un análisis de obtención de imágenes apropiado de fluido contenido en el recipiente. Un ejemplo de una disposición de este tipo se muestra en la Figura 2 con una única partícula 204. Sin embargo, se entenderá que el fluido contenido en el recipiente 106 puede incluir cualquier número de partículas o burbujas, dispersando cada una la luz de la fuente refractada, recibiendo el dispositivo de obtención de imágenes 112 la luz dispersada de cada partícula.

Debido a la refracción de la luz de la fuente de este modo, el sistema de iluminación 108 proporciona luz con un alto grado de intensidad a cualesquiera partículas que estén suspendidas en el fluido contenido en el recipiente 106. Al hacerlo así, el dispositivo de obtención de imágenes 112 puede poner en práctica una apertura más pequeña en su lente de cámara principal, logrando por tanto una mayor profundidad de campo de la que es posible en sistemas de inspección de placas con pocillos convencionales. En diversas formas de realización, el dispositivo de obtención de imágenes 112 utiliza una lente telecéntrica que pone en práctica un tamaño de apertura de f/6 o más pequeño, y preferiblemente entre f/8 y f/11 para la fuente de luz 201 que es de aproximadamente 3 vatios. Puesto que el tamaño de apertura depende del brillo de la fuente de luz, fuentes de luz de potencia superior pueden permitir tamaños de apertura incluso más pequeños que f/11. Los dispositivos de obtención de imágenes de placas con pocillos convencionales, por otro lado, suelen poner en práctica tamaños de apertura de alrededor de f/2 a f/2,8, lo que proporciona una profundidad de campo muy estrecha.

Lo que antecede permite de manera ventajosa que todas las partículas presentes en el fluido estén en foco y se analicen al mismo tiempo, es decir, capturando y analizando imágenes de todo el contenido del recipiente 106. Esto es en contraposición a las técnicas de microscopía típicas, mediante las cuales es necesario obtener fragmentos de profundidad del fluido del recipiente para obtener imágenes apropiadas mayores de volúmenes de fluido, ya que es necesario que la lente de la cámara principal del dispositivo de obtención de imágenes esté abierta para mejorar la visibilidad. De este modo, el sistema de iluminación 108 permite que se caractericen el número y el tamaño de las partículas en todo el volumen de fluido contenido en el recipiente 106 por medio de análisis de imágenes al mismo tiempo.

En diversas formas de realización, la posición del axicón 202 en relación con el recipiente 106 puede ser fija o ajustable. Por ejemplo, el axicón 202 puede estar montado dentro del sistema de iluminación 108 en una posición fija. El sistema de iluminación 108 puede entonces estar dispuesto a una distancia por encima de la platina 102 de manera que el axicón 202 se desplace en una distancia deseada "D" desde el recipiente 106, tal como se muestra en la Figura 2, para garantizar las características ópticas apropiadas para el análisis de imágenes dependiendo de las dimensiones del recipiente (o placa) que está siendo objeto de prueba, las características del elemento óptico (por ejemplo, axicón 202).

Para proporcionar un ejemplo ilustrativo, si la placa 104 es una microplaca de 96 pocillos, entonces cada recipiente 106 puede tener dimensiones convencionales tales como altura y diámetro. Además, el axicón 202 puede seleccionarse teniendo un ángulo de vértice de 90 grados y un diámetro de 1". Por tanto, el axicón 202 y el sistema de iluminación 108 pueden estar dispuestos para proporcionar una distancia D de 12 mm entre el axicón 202 y el recipiente 106 para garantizar las características ópticas deseadas tal como se muestra en la Figura 2. Dichas formas de realización pueden ser particularmente útiles, por ejemplo, cuando el sistema de inspección visual 100 se utiliza para someter a prueba un único tipo de placa que tiene recipientes con dimensiones predeterminadas conocidas. Por supuesto, para otros tipos de elementos ópticos y tamaños de recipiente, la distancia D puede ser mayor de o menor de 12 mm para garantizar las características ópticas apropiadas, es decir, que la luz de la fuente se desvíe desde el dispositivo de obtención de imágenes 112 al tiempo que ilumina todo el volumen de fluido en el recipiente 106.

Sin embargo, el sistema de iluminación 108 también puede estar configurado para someter a prueba una diversidad de diferentes tipos de placas, que tienen diferentes tamaños de recipiente. Para proporcionar otro ejemplo ilustrativo, la placa 104 puede incluir microplacas de 96 pocillos para una configuración de prueba y microplacas de 24 pocillos para otra. Continuando con este ejemplo, los recipientes incluidos en una microplaca de 24 pocillos tienen una mayor altura y diámetro que recipientes incluidos en una microplaca de 96 pocillos. Por tanto, las características ópticas que resultan del axicón 202 que se desplaza en una distancia D desde el recipiente 106 pueden proporcionar características ópticas deseables para una microplaca de 96 pocillos, pero no para una microplaca de 24 pocillos. Existen varias formas de realización del sistema de inspección visual 100 para abordar tales cuestiones.

Por ejemplo, las formas de realización incluyen el sistema de iluminación 108 que se pone en práctica como uno de varios componentes modulares, utilizándose cada componente modular para cada diferente tipo de placa que está siendo sometida a prueba. Por ejemplo, diferentes puestas en práctica modulares del sistema de iluminación 108 pueden incluir el axicón 202 que se dispone en diferentes ubicaciones dentro del sistema de iluminación 108, dando como resultado diferentes distancias D para diferentes sistemas de iluminación modulares 108 dispuestos a la misma distancia por encima de la platina 102. Para proporcionar otro ejemplo, diferentes sistemas de iluminación modulares 108 pueden tener axicones con diferentes ángulos cónicos, dando como resultado la refracción de la luz de la fuente a diferentes ángulos en cada caso.

De manera adicional o alternativa, la platina 102 puede incluir uno o más receptáculos, elementos de sujeción, etc., situados para definir diversas distancias preestablecidas D entre el axicón 202 y el recipiente 106 para diferentes puestas en práctica modulares del sistema de iluminación 108. De este modo, pueden diferentes puestas en práctica modulares del sistema de iluminación 108 intercambiarse dependiendo del tipo particular de placa que está siendo sometida a prueba para garantizar que se mantienen las características ópticas deseadas para diferentes tipos y formas del recipiente 106.

En otras formas de realización, el sistema de iluminación 108 puede ser un único diseño siendo la distancia D ajustable. Utilizando el ejemplo anterior, cuando se somete a prueba una microplaca de 24 pocillos, puede ser necesario que el axicón 202 se coloque a una distancia D1 del recipiente 106. Sin embargo, cuando se somete a prueba una microplaca de 96 pocillos, puede ser necesario que el axicón 202 se coloque a una distancia D2 diferente desde el recipiente 106. Aunque dos diseños modulares diferentes del sistema de iluminación 108 podrían abordar esta cuestión, puede ser preferible tener un diseño ajustable universal para facilitar las pruebas de diferentes tipos de placas. Por tanto, las formas de realización incluyen el sistema de iluminación 108 que está configurado de manera que la distancia D sea ajustable. En otras formas de realización adicionales, la platina 102 puede estar configurada para desplazarse en los ejes x,y y zpara permitir el ajuste de la distancia D además de alinear cada recipiente 106 con el sistema de iluminación 108 mientras está siendo sometido a prueba.

En otras formas de realización adicionales, otros componentes ópticos pueden ponerse en práctica de manera conjunta con el axicón 202 u otro elemento óptico, tal como puede ser el caso, para proporcionar otra técnica para ajustar las propiedades ópticas del sistema de iluminación 108. De conformidad con la invención, el sistema de iluminación 108 incluye uno o más expansores de haces dispuestos entre la fuente de luz 201 y el axicón 202, que están configurados para variar o "ajustar" el diámetro del haz que ilumina el pico del axicón 202 (es decir, antes de que la luz de la fuente se refracte). Dicho de otro modo, la presente invención incluye variar el diámetro de la luz de la fuente que entra en el axicón 202 y el ángulo de cono del axicón para ajustar la iluminación del fluido en el recipiente 106. Por tanto, la posición y/o el tipo de dichos componentes ópticos puede variarse también entre diferentes diseños modulares del sistema de iluminación 108, tal como se describe en el presente documento.

En cualquier caso, para facilitar dichos ajustes, las formas de realización incluyen la platina 102, el sistema de iluminación 108, el axicón 202 y ocasionalmente, otros componentes ópticos puestos en práctica por el sistema de iluminación 108 que está montado de manera móvil dentro del sistema de inspección visual 100. Por ejemplo, el sistema de iluminación 108 y/o el axicón 202 pueden estar montados en un accionador lineal u otro mecanismo de impulsión adecuado para permitir que se obtenga una distancia deseada D dependiendo del tipo de placa 104 que está siendo sometida a prueba. Para proporcionar otro ejemplo, la platina 102 puede incluir uno o más accionadores lineales u otros mecanismos de impulsión adecuados para permitir el desplazamiento en el eje z para ajustar la distancia D dependiendo del tipo de placa 104 que está siendo sometida a prueba. De este modo, las posiciones de una o más de entre la platina 102, el sistema de iluminación 108 y/o el axicón 202 pueden ajustarse para garantizar que se mantienen las características ópticas deseadas para una obtención de imágenes apropiada cuando se someten a prueba recipientes que tienen diferentes tamaños y formas.

Independientemente de la puesta en práctica particular del sistema de iluminación 108, las formas de realización incluyen la luz de la fuente 201 que se dirige hacia la parte superior de cada recipiente 106 para facilitar la obtención de imágenes de la totalidad del fluido contenido en el recipiente 106 que está siendo objeto de prueba. De nuevo, para hacerlo así, la luz que se dispersa desde las partículas suspendidas en el fluido puede dirigirse al dispositivo de obtención de imágenes 112 mientras que la luz de la fuente refractada se desvía lejos del dispositivo de obtención de imágenes 112. En algunas formas de realización, el dispositivo de obtención de imágenes 112 puede recibir la luz dispersada por medio del sistema óptico 110, tal como se muestra en las Figura 1 y 2. Sin embargo, el sistema óptico 110 es un componente opcional del sistema de inspección visual 100, y puede no estar presente en otras formas de realización. Por ejemplo, tal como se muestra en la Figura 1, el sistema óptico 110 puede estar situado por debajo de la platina 102 e incluir uno o más espejos, lentes, etc. (por ejemplo, el espejo 206, tal como se muestra en la Figura 2) configurados para reflejar la luz dispersada desde las partículas suspendidas al dispositivo de obtención de imágenes 112. De este modo, el sistema óptico 110 puede facilitar que el dispositivo de obtención de imágenes 112 esté situado a lo largo de un eje separado de que tiene el sistema de iluminación 108, permitiendo de este modo una flexibilidad de diseño adicional.

En un ejemplo que no forma parte de la presente invención, el sistema de iluminación 108 puede estar configurado para iluminar el volumen de fluido contenido en el recipiente 106 proporcionando luz de la fuente desde el lateral del recipiente 106. Para hacerlo así, el sistema de iluminación 108 puede incluir un sistema óptico adicional, tal como guías de ondas ópticas, por ejemplo, que dirigen la luz proporcionada por la fuente de luz 201 para iluminar el recipiente 106 desde el lateral. Este sistema óptico no se muestra en las Figuras 1 a 2 por motivos de brevedad, pero pueden incluir cualquier combinación adecuada de fuentes de luz, elementos ópticos, guías de ondas, etc., configurados para proporcionar luz dispersada al dispositivo de obtención de imágenes 112 al tiempo que se desvía la luz desde el dispositivo de obtención de imágenes 112. Por ejemplo, puede integrarse un dispositivo auxiliar óptico con guías de ondas ópticas como parte de la placa que está siendo sometida a prueba o como parte de la platina 102, y la fuente de luz 201 puede disponerse dentro del sistema de inspección visual 100 para proporcionar la iluminación completa de cada recipiente a medida que se somete a prueba.

En otras formas de realización, el sistema de iluminación 108 y el dispositivo de obtención de imágenes 112 pueden alinearse a lo largo del mismo eje, eliminando de este modo la necesidad del sistema óptico 110. Por ejemplo, el dispositivo de obtención de imágenes 112 puede estar montado por debajo de la platina 102 en lugar del sistema óptico 110, recibiendo de este modo la luz dispersada directamente a medida que sale del fondo del recipiente 106. Por supuesto, dichas puestas en práctica pueden ir acompañadas por la separación del dispositivo de obtención de imágenes 112 a una distancia por debajo de la platina 102 para garantizar que el dispositivo de obtención de imágenes 112 recibe la luz dispersada al tiempo que la luz de la fuente refractada se desvía en su mayor parte (o totalmente) del dispositivo de obtención de imágenes 112.

En diversas formas de realización, el dispositivo de obtención de imágenes 112 está configurado para capturar una o más imágenes y/o vídeo a lo largo de uno o más fotogramas consecutivos. Por ejemplo, el dispositivo de obtención de imágenes 112 puede capturar, de manera selectiva, imágenes y/o vídeo en momentos específicos en respuesta a órdenes recibidas desde un controlador, que se describe de manera adicional a continuación con referencia a la Figura 3. El dispositivo de obtención de imágenes 112 puede capturar las imágenes y/o el vídeo de una manera que esté sincronizada con la agitación de la platina 102, permitiendo de este modo que el controlador analice las imágenes en momento concretos antes de y después de la agitación de la platina 102 (y por tanto, la agitación del fluido contenido en el recipiente 106). Cuando se captura vídeo, las formas de realización incluyen que el controlador extraiga fotogramas de vídeo que corresponden a periodos de tiempo deseados, por ejemplo, antes y después de la agitación de la platina 102.

El dispositivo de obtención de imágenes 112 puede incluir cualquier combinación adecuada de hardware y/o software para facilitar esta funcionalidad, tales como sensores de imágenes, estabilizadores ópticos, memorias intermedias de imágenes, memorias intermedias de fotogramas, capturadoras gráficas de fotogramas, dispositivos de carga acoplada (CCD), dispositivos semiconductores de óxido metálicos complementarios (CMOS), etc. Además, el dispositivo de obtención de imágenes 112 puede incluir una o más lentes telecéntricas para proporcionar una ampliación de imagen del recipiente 106 que es independiente de la distancia o posición del recipiente en el campo de visión. Asimismo, el dispositivo de obtención de imágenes 112 puede comunicarse con el controlador (tal como se describe a continuación con referencia a la Figura 3), y almacenar imágenes y/o vídeo adquiridos para el análisis de imágenes en el controlador para dicho análisis de imágenes. De manera alternativa, el dispositivo de obtención de imágenes 112 puede almacenar imágenes y/o vídeo a nivel local en cualquier tipo adecuado de memoria, y el controlador puede acceder a esta memoria para el análisis de imágenes. Para proporcionar otro ejemplo, el dispositivo de obtención de imágenes 112 puede ponerse en práctica como una "cámara inteligente", con una lógica de procesamiento de imágenes integrada en la cámara utilizando cualquier técnica adecuada, tal como tecnologías de matriz de puertas programable por campo (FPGA), por ejemplo. Para proporcionar otro ejemplo, el dispositivo de obtención de imágenes 112 puede ponerse en práctica como parte de un sistema de cámara 3D plenóptica.

Aunque se muestra un único dispositivo de obtención de imágenes 112 en las Figuras 1 a 2, las formas de realización del sistema de inspección visual 100 pueden incluir múltiples dispositivos de obtención de imágenes 112 para adquirir imágenes del recipiente objeto de prueba desde diferentes ubicaciones. Dichas formas de realización pueden ser particularmente útiles, por ejemplo, para poner en práctica una obtención de imágenes en paralelo más rápida, para una obtención de imágenes de ángulo ancho frente a las de ángulo estrecho, para una obtención de imágenes de área pequeña frente a las de área grande, para una obtención de imágenes en color frente a las infrarrojas, y así sucesivamente. Para facilitar esta funcionalidad, el sistema óptico 110 puede estar configurado con componentes ópticos (por ejemplo, divisores de haces, guías de ondas ópticas, etc.) para dividir la luz dispersada del recipiente objeto de prueba de modo que cada dispositivo de obtención de imágenes individual 112 reciba la misma luz dispersada. Dichas formas de realización pueden ser particularmente útiles, por ejemplo, cuando es necesario realizar múltiples análisis de imágenes para el mismo recipiente objeto de prueba, permitiendo de este modo que varias imágenes se capturen y se obtengan en paralelo.

La Figura 3 es un ejemplo de diagrama de bloques que ilustra un sistema de control 300 asociado con el sistema de inspección visual 100, según una forma de realización de la presente invención. Tal como se describe de manera adicional a continuación, el sistema de control 300 puede incluir un controlador 302 que está configurado para comunicarse con y controlar diversos componentes del sistema de inspección visual 100, tal como el sistema de iluminación 340, agitadores/accionadores de movimiento 360 y/o el dispositivo de obtención de imágenes 380, a modo de ejemplo. Además, en una forma de realización, el sistema de control 300 está configurado para facilitar un funcionamiento completamente autónomo o semiautónomo del sistema de inspección visual 100. Para hacer lo que antecede, el sistema de control 300 puede soportar el análisis automático de diversos recipientes que están incluidos en una placa para determinar un número y/o tamaño de partículas contenidas en el fluido de cada recipiente.

En una forma de realización, el sistema de iluminación 340 y el dispositivo de obtención de imágenes 360 pueden ser una puesta en práctica del sistema de iluminación 108 y del dispositivo de obtención de imágenes 112, respectivamente, tal como se describe en el presente documento con respecto a las Figuras 1 a 2. Además, los agitadores/accionadores de movimiento 360 pueden representar uno o más motores, servomecanismos, accionadores (por ejemplo, accionadores piezoeléctricos), etc., asociados con uno o más componentes del sistema de inspección visual 100. Por ejemplo, los agitadores/accionadores de movimiento 360 pueden incluir accionadores lineales asociados y descritos con anterioridad que pueden permitir que se realicen ajustes en la posición de la platina 102, el axicón 202 y/o el sistema de iluminación 108. Para proporcionar otro ejemplo, los agitadores/accionadores de movimiento 360 pueden incluir uno o más agitadores configurados para agitar la platina 102.

El controlador 302 puede ponerse en práctica, por ejemplo, como cualquier combinación adecuada de hardware y/o software acoplada a o en comunicación de otra forma con el sistema de iluminación 340, los agitadores/accionadores de movimiento 360 y/o el dispositivo de obtención de imágenes 380. Por ejemplo, el controlador 302 puede ponerse en práctica como un dispositivo montado en o integrado como parte de la platina 102, o el controlador 302 puede estar ubicado a distancia desde el sistema de inspección visual 100. En cualquier caso, el controlador 302 puede estar acoplado a uno o más de entre el sistema de iluminación 340, los agitadores/accionadores de movimiento 360 y/o el dispositivo de obtención de imágenes 380 por medio de conexiones alámbricas, conexiones inalámbricas o cualquier combinación adecuada de las mismas. Por tanto, las conexiones 320, 322 y/o 324 pueden representar una o más conexiones alámbricas y/o inalámbricas para facilitar las comunicaciones entre el controlador 302 y uno o más de entre el sistema de iluminación 340, los agitadores/accionadores de movimiento 360 y/o el dispositivo de obtención de imágenes 380. Aunque se muestran tres conexiones separadas 320, 322 y 324 en la Figura 3, se entenderá que el controlador 302 puede comunicarse con uno o más de entre el sistema de iluminación 340, los agitadores/accionadores de movimiento 360 y/o el dispositivo de obtención de imágenes 380 por medio de cualquier número adecuado de conexiones, incluyendo una única conexión compartida.

Para facilitar la comunicación con y el control de estos componentes, el controlador 302 puede incluir una unidad de procesamiento 304, una unidad de comunicación 306 y una unidad de memoria 308. La unidad de procesamiento 304 puede ponerse en práctica como cualquier tipo y/o número adecuado de procesadores, tales como un procesador principal del controlador 302, a modo de ejemplo. Para proporcionar ejemplos adicionales, la unidad de procesamiento 304 puede ponerse en práctica como un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC), un procesador integrado, una unidad central de procesamiento asociada con el controlador 302, etc. La unidad de procesamiento 304 puede estar acoplada con y/o configurada de otra forma para comunicarse con, controlar, funcionar de manera conjunta con y/o afectar al funcionamiento de una o más de entre la unidad de comunicación 306 y/o la unidad de memoria 308 por medio de una o más interconexiones alámbricas y/o inalámbricas, tal como cualquier número adecuado de buses de datos y/o direcciones, a modo de ejemplo. Estas interconexiones no se muestran en la Figura 3 por motivos de brevedad.

Por ejemplo, la unidad de procesamiento 304 puede estar configurada para recuperar, procesar y/o analizar datos almacenados en la unidad de memoria 308, para almacenar datos en la unidad de memoria 308, para sustituir datos almacenados en la unidad de memoria 308, para controlar diversas funciones asociadas con el sistema de iluminación 340, los agitadores/accionadores de movimiento 360 y/o el dispositivo de obtención de imágenes 380, para analizar imágenes o fotogramas de vídeo capturados por el dispositivo de obtención de imágenes 380 y almacenados en la unidad de memoria 308 para identificar el número y tamaño de las partículas contenidas en el fluido del recipiente que está siendo sometido a prueba, etc. A continuación se describen detalles adicionales asociados con dichas funciones.

La unidad de comunicación 306 puede estar configurada para soportar cualquier número y/o tipo adecuado de protocolos de comunicación para facilitar las comunicaciones entre el controlador 302 y uno o más de entre el sistema de iluminación 340, los agitadores/accionadores de movimiento 360 y/o el dispositivo de obtención de imágenes 380. La unidad de comunicación 306 puede estar configurada para facilitar el intercambio de cualquier tipo adecuado de información entre el controlador 302 y uno o más de entre el sistema de iluminación 340, los agitadores/accionadores de movimiento 360 y/o el dispositivo de obtención de imágenes 380 (por ejemplo, por medio de las conexiones 320, 322 y/o 324), y puede ponerse en práctica como cualquier combinación adecuada de hardware y/o software para facilitar dicha funcionalidad. Por ejemplo, la unidad de comunicación 306 puede ponerse en práctica con cualquier número de transmisores-receptores alámbricos y/o inalámbricos, módems, puertos, interfaces de entrada/salida, conectores, antenas, etc.

Según diversas formas de realización, la unidad de memoria 308 puede ser un dispositivo de almacenamiento no transitorio legible por ordenador que puede incluir cualquier combinación adecuada de memoria volátil (por ejemplo, una memoria de acceso aleatorio (RAM) o no volátil (por ejemplo, memoria RAM respaldada por batería, memoria FLASH, etc.). La unidad de memoria 308 puede estar configurada para almacenar instrucciones ejecutable en la unidad de procesamiento 304. Estas instrucciones pueden incluir instrucciones legibles por máquina que, cuando las ejecuta la unidad de procesamiento 304, causan que la unidad de procesamiento 304 realice diversos actos tal como se describe en el presente documento. Aunque las diversas funciones del controlador 302 se describen aquí en términos de ejecución de instrucciones almacenadas en la unidad de memoria 308 por medio de la unidad de procesamiento 304, se entenderá que pueden realizarse funciones equivalentes por medio de componentes de hardware (por ejemplo, componentes de circuitos) o componentes de hardware (por ejemplo, las puestas en práctica mediante la unidad de comunicación 306) que funcionan de manera conjunta con la unidad de procesamiento 304 que ejecuta las instrucciones almacenadas en la unidad de memoria 308. La unidad de memoria 308 puede estar configurada también para almacenar cualquier otro dato adecuado utilizado conjuntamente con el sistema de inspección visual 100, tales como imágenes o fotogramas de vídeo capturados por el dispositivo de obtención de imágenes 380.

El módulo de control 309 es una zona de la unidad de memoria 308 configurada para almacenar instrucciones, que cuando las ejecuta la unidad de procesamiento 304, causan que la unidad de procesamiento 304 realice diversas acciones según las formas de realización aplicables tal como se describe en este documento. En una forma de realización, el módulo de control 309 incluye instrucciones que, cuando las ejecuta la unidad de procesamiento 304, causan que la unidad de procesamiento 304 transmita una o más órdenes al sistema de iluminación 340 (por ejemplo, por medio de la conexión 320) para controlar el estado del sistema de iluminación 340.

Por ejemplo, el sistema de iluminación 340 puede incluir una o más fuentes de luz, tal como la fuente de luz 201, por ejemplo, tal como se describió con anterioridad con referencia a las Figuras 1 a 2. En algunas formas de realización, la fuente de luz puede estar encendida continuamente a medida que cada recipiente se analiza, y no se apaga cuando la platina 102 se desplaza para someter a prueba un nuevo recipiente. En otras formas de realización, la fuente de luz puede encenderse y apagarse de una manera que esté sincronizada con la agitación de la platina 102 y las imágenes capturadas por el dispositivo de obtención de imágenes 380, pero no se varía con respecto a diferentes perfiles de agitación u otros parámetros tales como diferentes volúmenes de fluido, tamaños de recipiente, etc. Por ejemplo, la fuente de luz puede encenderse durante todo el perfil de agitación y apagarse mientras que la platina 102 se desplaza para alinearse con el siguiente recipiente para las pruebas. Las formas de realización incluyen que la unidad de procesamiento 304 ejecute instrucciones almacenadas en el módulo de control 309 para causar que la fuente de luz incluida en el sistema de iluminación 340 se encienda y se apague de dicha manera.

Las formas de realización también incluyen que la unidad de procesamiento 304 ejecute instrucciones almacenadas en el módulo de control 309 de manera que la fuente de luz pueda encenderse y apagarse de una manera que varíe con respecto a diferentes perfiles de agitación u otros parámetros tales como diferentes volúmenes de fluido, la viscosidad del fluido, el color del fluido, etc. Dicho de otro modo, pueden almacenarse diferentes perfiles de agitación en la unidad de memoria 308, que se ejecutan para una placa particular 104 basándose en el tamaño del recipiente que objeto de prueba y en las características del fluido contenido en el recipiente. De manera adicional, pueden almacenarse perfiles de adquisición de imágenes en la unidad de memoria 308 que identifican los periodos de tiempo, durante cada perfil de agitación, cuando se adquieren imágenes para cada recipiente. Por ejemplo, un perfil de agitación puede especificar un periodo de agitación y un periodo sin agitación para una microplaca de 96 pocillos. Sin embargo, dos microplacas de 96 pocillos diferentes pueden contener fluidos que tienen características diferentes (por ejemplo, teniendo un fluido una mayor viscosidad que el otro). Por tanto, la unidad de memoria 308 puede asociarse con diferentes perfiles de adquisición de imágenes para el mismo perfil de agitación, aplicándose uno para un tipo de fluido que es objeto de prueba y aplicándose el otro perfil de adquisición para otro tipo de fluido que es también objeto de prueba.

Las formas de realización también incluyen la unidad de procesamiento 304 que ejecuta instrucciones almacenadas en el módulo de control 309 para cambiar otros parámetros asociados con la fuente de luz incluida en el sistema de iluminación 340. Por ejemplo, el controlador 302 puede ajustar la intensidad de la salida de luz desde la fuente de luz, establecer una longitud de onda o intervalo de longitudes de ondas utilizadas por la fuente de luz, etc.

De manera adicional, la unidad de procesamiento 304 puede ejecutar instrucciones almacenadas en el módulo de control 309 para controlar el estado de otros componentes del sistema de inspección visual 100. Por ejemplo, el controlador 302 puede realizar la lectura de la posición actual de la platina 102 y transmitir una o más órdenes (por ejemplo, por medio de la conexión 322) a un motor u otro accionador adecuado para desplazar la platina 102 a una nueva ubicación de modo que pueda someterse a prueba el siguiente recipiente 106 dentro de la placa 104. Para proporcionar otro ejemplo, el controlador 302 puede transmitir una o más órdenes a un motor u otro accionador adecuado para desplazar el axicón 202 incluido en el sistema de iluminación 340, el sistema de iluminación 304 y/o la platina 102 para ajustar la ubicación física de diversos componentes y/o las características ópticas con dichos componentes. Por ejemplo, puede seleccionarse un sistema de iluminación modular particular 108, puede identificarse y/o colocarse un elemento óptico particular, puede ajustarse un diámetro de haz de la luz de la fuente, puede determinarse la distancia D, etc., como parte del perfil de adquisición de imágenes almacenado en la unidad de memoria 308 y asociado con una bandeja particular que es objeto de prueba, tal como se describió con anterioridad.

Para facilitar las pruebas de diferentes tipos de placas y/o diferentes tipos de fluidos, las formas de realización incluyen que el controlador 302 seleccione, manual, automática o semiautomáticamente un perfil de agitación y un perfil de adquisición de imágenes para un tipo particular de placa y/o fluido que sea objeto de prueba. Por ejemplo, un usuario puede proporcionar una entrada del usuario al controlador 302 (interfaz de usuario no ilustrada) para seleccionar un perfil de agitación y/o un perfil de adquisición de imágenes cuando sea necesario someter a prueba un nuevo tipo de placa y/o fluido. Para proporcionar otro ejemplo, el controlador 302 puede recibir mediciones de datos de sensores a partir de diversos sensores situados sobre la platina 102 (no ilustrados) para identificar el tipo de bandeja situada sobre la platina 102 a partir de mediciones de peso, mediciones de dimensiones de placa, mediciones de dimensión de recipiente, etc. Una vez que se identifica el tipo de placa (por ejemplo, una microplaca de 96 pocillos o de 24 pocillos), la unidad de procesamiento 306 puede entonces ejecutar las instrucciones almacenadas en el módulo de control 309 para correlacionar un perfil de agitación almacenado y un perfil de adquisición de imágenes con el tipo de placa identificado. De este modo, el sistema de inspección visual 100 puede adaptar de manera automática la configuración de prueba a diferentes tipos de placas cuando se detectan estos diferentes tipos de placas.

Asimismo, la unidad de procesamiento 304 puede ejecutar instrucciones almacenadas en el módulo de control 309 para controlar el funcionamiento del dispositivo de obtención de imágenes 380 (por ejemplo, por medio de la conexión 324). Es decir, el controlador 302 puede causar que el dispositivo de obtención de imágenes 380 adquiera imágenes según un perfil de adquisición de imágenes particular que esté sincronizado con el perfil de agitación actual. Por ejemplo, la unidad de procesamiento 304 puede ejecutar instrucciones almacenadas en el módulo de control 309 para causar que el dispositivo de obtención de imágenes 380 capture una o más imágenes o fotogramas de vídeo antes de un periodo de agitación y después del periodo de agitación (por ejemplo, durante un periodo sin agitación). Estas imágenes pueden almacenarse entonces en la unidad de memoria 308 y analizarse para determinar el tamaño y el número de partículas suspendidas en un fluido contenido dentro del recipiente en prueba, tal como se describe de manera adicional a continuación.

El módulo de análisis de imágenes 311 es una zona de la unidad de memoria 308 configurada para almacenar instrucciones, que cuando se ejecutan por la unidad de procesamiento 304, causan que la unidad de procesamiento 304 realice diversas acciones según las formas de realización aplicables tal como se describió con anterioridad. En una forma de realización, el módulo de análisis de imágenes 311 incluye instrucciones que, cuando las ejecuta la unidad de procesamiento 304, causan que la unidad de procesamiento 304 analice una o más imágenes y/o fotogramas de vídeo adquiridos por el dispositivo de obtención de imágenes 380 para determinar el tamaño y el número de partículas suspendidas en un fluido contenido dentro del recipiente en prueba.

En diversas formas de realización, la unidad de procesamiento 304 puede ejecutar instrucciones almacenadas en el módulo de análisis de imágenes 311 para realizar análisis de imágenes de las imágenes adquiridas por medio del dispositivo de obtención de imágenes 380 según cualquier técnica adecuada, tales como técnicas de diferenciación de fotogramas, substracción del fondo y/o intensidad mínima (''MinIP''), a modo de ejemplo. Para proporcionar otro ejemplo, en una forma de realización en la que el dispositivo de obtención de imágenes 380 se pone en práctica como parte de un sistema de cámara plenóptica, la unidad de procesamiento 304 puede ejecutar instrucciones almacenadas en el módulo de análisis de imágenes 311 para identificar la profundidad de los objetos a partir de un conjunto de datos predeterminado, y utilizar esta información para determinar la cantidad de partículas en un pocillo del que se tomaron imágenes sin realizar necesariamente la substracción del fondo.

Por ejemplo, el dispositivo de obtención de imágenes 380 puede capturar una primera imagen utilizando la luz dispersada que se recibe como resultado de cualquier partícula suspendida en el fluido del recipiente que es objeto de prueba. Sin embargo, otros artefactos tales como polvo en el exterior del recipiente o rayones pueden causar también que la luz de la fuente proporcionada por el sistema de iluminación 340 se disperse y, a su vez, la reciba el dispositivo de obtención de imágenes 380. Por tanto, esta primera imagen capturada puede ser una imagen de "fondo", que indica la imagen del recipiente y la posición de partículas antes de la agitación. Continuando con este ejemplo, el dispositivo de obtención de imágenes 380 puede capturar una segunda imagen de "análisis" tras haberse agitado la platina 102, que muestra una nueva posición de las partículas dentro del recipiente como resultado de su movimiento a partir de la agitación. Sin embargo, cualquier luz que se dispersa como resultado de artefactos no cambiará como resultado de la agitación de la placa. Por tanto, la unidad de procesamiento 304 puede ejecutar instrucciones almacenadas en el módulo de análisis de imágenes 311 para substraer la imagen de fondo de la imagen de análisis para generar una imagen de diferencia, que elimina por filtrado de manera eficaz las imágenes estáticas. La imagen de diferencia puede analizarse entonces para determinar el número y tamaño de partículas suspendidas en el fluido.

Para proporcionar otro ejemplo, puede ponerse en práctica una técnica de obtención de imágenes de MinIP, en cuyo caso el dispositivo de obtención de imágenes 380 puede capturar diversas imágenes tras completarse la agitación de la placa. En particular, puede obtenerse la agitación de la placa, dando como resultado el movimiento de las partículas suspendidas en el fluido del recipiente, y estas partículas siguen desplazándose durante un breve periodo de tiempo tras haberse detenido la agitación. Por tanto, pueden capturarse varias imágenes tras detenerse la agitación de la placa, y puede crearse una proyección de intensidad mínima utilizando todas estas (o algún subconjunto de) imágenes capturadas. De este modo, aunque cada una de las imágenes adquiridas puede contener representaciones de características estáticas tales como rayones y polvo, estas características no aparecerán en la MinIP suponiendo que las partículas se hayan agitado suficientemente bien y las partículas sean móviles durante la adquisición de imágenes. En una forma de realización, la MinIP puede entonces substraerse de todas las imágenes en el conjunto de imágenes (es decir, las imágenes adquiridas utilizadas para crear la MinIP) para generar un apilamiento de imágenes, con características de brillo correspondientes a partículas. De este modo, el número y/o el tamaño de las partículas en el fluido de un recipiente puede caracterizarse entonces utilizando el apilamiento de imágenes.

La Figura 4 ilustra un ejemplo de un flujo de método 400 para caracterizar partículas en un fluido, según una forma de realización de la presente invención. En diversas formas de realización, una o más zonas del método 400 (o la totalidad del método 400) pueden ponerse en práctica mediante cualquier dispositivo adecuado. Por ejemplo, una o más zonas del método 400 pueden realizarse mediante el controlador 302, el sistema de iluminación 340 y/o el dispositivo de obtención de imágenes 380, tal como se muestra en la Figura 3. El método 400 representa las diversas etapas realizadas durante las pruebas de un único recipiente, que pueden repetirse para cada recipiente dentro de una placa (por ejemplo, la placa 104, tal como se muestra en la Figura 1).

El método 400 puede comenzar generando luz de la fuente (bloque 402). Esto puede incluir, por ejemplo, que el controlador 302 cause que la fuente de luz (por ejemplo, la fuente de luz 201, tal como se muestra en la Figura 2) encienda e ilumine un recipiente objeto de prueba (bloque 402). Lo que antecede puede incluir también, por ejemplo, que la fuente de luz genere luz en un estado por defecto (por ejemplo, de una manera continua) (bloque 402).

El método 400 puede incluir la refracción de la luz de la fuente a través de uno o más elementos ópticos para proporcionar luz de la fuente refractada (bloque 404). Esto puede incluir, por ejemplo, dirigir la luz de la fuente a través de un axicón para refractar la luz de la fuente, tal como se muestra en la Figura 2 (bloque 404). El método 400 puede incluir también dirigir la luz de la fuente refractada al interior del fluido contenido en el recipiente objeto de prueba (bloque 404).

El método 400 puede incluir el suministro de luz dispersada a un dispositivo de obtención de imágenes (por ejemplo, dispositivo de obtención de imágenes 112, tal como se muestra en la Figura 1) como resultado de una interacción entre la luz de la fuente refractada y las partículas suspendidas en el fluido (bloque 406). Lo que antecede puede incluir, por ejemplo, que la luz de la fuente refractada se dirija al interior del recipiente en un ángulo (es decir, no directamente desde la parte superior del recipiente) para causar que las partículas en el fluido dispersen la luz de la fuente refractada, que entonces se suministra al dispositivo de obtención de imágenes (bloque 406). La luz de la fuente refractada puede desviarse también lejos del dispositivo de obtención de imágenes (bloque 408).

El método 400 puede incluir adquirir imágenes secuenciales utilizando la luz dispersada (bloque 410). Esto puede incluir, por ejemplo, que el dispositivo de obtención de imágenes adquiera una imagen de fondo antes de que el recipiente objeto de prueba se agite y una imagen de análisis después de que el recipiente se halla agitado (bloque 410). Lo que antecede puede incluir asimismo, por ejemplo, almacenar la imagen de fondo y la imagen de análisis en una memoria (por ejemplo, una unidad de memoria 308) (bloque 410).

El método 400 puede incluir caracterizar partículas contenidas en el fluido utilizando las imágenes secuenciales adquiridas (bloque 412). Esto puede incluir, por ejemplo, la generación de una imagen de diferencia substrayendo la imagen de fondo (bloque 410) de la imagen de análisis (bloque 410) para obtener una imagen de diferencia (bloque 412). El método 400 puede incluir determinar un tamaño y número de partículas contenidas en el fluido basándose en un análisis de esta imagen de diferencia (bloque 412).

La Figura 5 ilustra un ejemplo de un flujo de método 500 para caracterizar partículas en un fluido, según una forma de realización de la presente invención. En diversas formas de realización, una o más zonas del método 500 (o la totalidad del método 500) pueden ponerse en práctica mediante cualquier dispositivo adecuado. Por ejemplo, una o más zonas del método 500 pueden realizarse mediante el controlador 302, el sistema de iluminación 340 y/o el dispositivo de obtención de imágenes 380, tal como se muestra en la Figura 3. El método 500 representa las diversas etapas realizadas para someter a prueba, de manera iterativa, varios recipientes dentro de una placa (por ejemplo, la placa 104, tal como se muestra en la Figura 1).

El método 500 puede comenzar adquiriendo imágenes del fluido utilizando luz dispersada (bloque 502). Esto puede incluir, por ejemplo, que el controlador 302 cause que un dispositivo de obtención de imágenes (por ejemplo, el dispositivo de obtención de imágenes 112 tal como se muestra en la Figura 1) capture una imagen del fluido en el recipiente objeto de prueba utilizando luz dispersada antes y después de la agitación de la placa, que se recibe por el dispositivo de obtención de imágenes (bloque 502). Lo que antecede puede incluir también, por ejemplo, que el controlador 302 cause que un dispositivo de obtención de imágenes (por ejemplo, el dispositivo de obtención de imágenes 112 tal como se muestra en la Figura 1) capture varias imágenes de fluido en el recipiente tras la agitación de la placa según las técnicas de obtención de imágenes de MinIP, que recibe el dispositivo de obtención de imágenes (bloque 502). De nuevo, esta luz dispersada puede ser el resultado de que la luz de la fuente refractada (por ejemplo, de una fuente de luz 201 en conjunción con el axicón 202, tal como se muestra en la Figura 2) interaccione con partículas suspendidas en el fluido del recipiente, mientras que la propia luz de la fuente refractada se desvía lejos del dispositivo de obtención de imágenes (bloque 502). El método 500 puede incluir también almacenar las imágenes adquiridas en una memoria adecuada (por ejemplo, la unidad de memoria 308, tal como se muestra en la Figura 3) (bloque 502).

El método 500 puede incluir contar y dimensionar las partículas utilizando las imágenes adquiridas (bloque 504). Esto puede incluir, por ejemplo, realizar cualquier tipo adecuado de análisis de imágenes en las imágenes para identificar el número global de partículas suspendidas en el fluido y el tamaño de estas partículas (bloque 504). Por ejemplo, el análisis de imágenes puede realizarse según las técnicas de obtención de imágenes descritas en el presente documento con respecto a la Figura 3 (bloque 504). El método 500 puede incluir asimismo almacenar el resultado de este análisis en una memoria adecuada (por ejemplo, la unidad de memoria 308, tal como se muestra en la Figura 3) (bloque 504).

Una vez que las partículas en el fluido del recipiente se han dimensionado y contado (bloque 504), el método 500 puede incluir determinar si todos los recipientes seleccionados para el análisis se han analizado (bloque 506). Esta determinación puede hacerse, por ejemplo, siguiendo el número global de recipientes que se han analizado para un tipo de placa proporcionado, que tiene un número conocido de recipientes (por ejemplo, 24 o 96), y determinar si esta cuenta es menor de o igual al número global de recipientes (bloque 506). Esta determinación puede hacerse también, por ejemplo, mediante la introducción por un usuario de cualquier número adecuado de recipientes para el análisis (que puede ser menor que todos los recipientes en la placa), siguiendo el número global de recipientes que se han analizado y determinando si esta cuenta es menor que o igual al número de recipientes introducidos que están siendo objeto de prueba (bloque 506). En cualquier caso, si es necesario analizar recipientes adicionales, entonces el método 500 continua (bloque 508). Sin embargo, si el recipiente analizado es el último recipiente que se va a analizar, entonces el método 500 finaliza. Tras la finalización, el método 500 puede incluir almacenar o emitir un informe (por ejemplo, en la unidad de memoria 308, tal como se muestra en la Figura 3) del análisis de cada recipiente, que puede incluir el número y el tamaño de las partículas contenidas en el fluido de cada recipiente. Una vez completado este informe, un usuario podrá observar el informe y/o iniciar el procedimiento sobre una nueva placa.

En el caso de que sea necesario analizar recipientes adicionales, el método 500 puede incluir situar el siguiente recipiente para el análisis (bloque 508). Esto puede incluir, por ejemplo, que un controlador (por ejemplo, el controlador 302, tal como se muestra en la Figura 3) cause que uno o más accionadores y/o motores desplacen la platina (por ejemplo, la platina 102, tal como se muestra en la Figura 1) en los ejesxy/oypara alinear el siguiente recipiente que va a ser objeto de prueba con el sistema de iluminación (por ejemplo, el sistema de iluminación 108) (bloque 508). Esto puede incluir también, por ejemplo, que un controlador cause que uno o más accionadores y/o motores desplacen el sistema de iluminación (por ejemplo, el sistema de iluminación 108) en los ejesxy/oypara alinear el siguiente recipiente que va a ser objeto de prueba con el sistema de iluminación (bloque 508).

En cualquier caso, una vez que se sitúa el siguiente recipiente (bloque 508), el método 500 puede repetir el procedimiento de adquisición de imágenes del fluido contenido en este nuevo recipiente (bloque 502). Por tanto, se reinicia el método 500 para contar y dimensionar las partículas en el nuevo recipiente. De este modo, el método 500 puede analizar de manera iterativa cualquier número adecuado de recipientes para determinar el número y tamaño de las partículas contenidas en el fluido de cada recipiente analizado.

La Figura 6 ilustra un soporte de placa a modo de ejemplo 600 para recibir una placa que contiene recipientes que tienen fluido del que van a obtenerse imágenes. En una forma de realización, el soporte de placa 600 es una puesta en práctica del soporte de placa 105, tal como se mostró y describió con anterioridad haciendo referencia a la Figura 1. De nuevo, el soporte de placa 600 ilustrado en la Figura 6 es un ejemplo de un tipo de soporte de placa que puede ponerse en práctica, y puede incluir más componentes, menos o componentes alternos. Por ejemplo, aunque el soporte de placa 600 se muestra en la Figura 6 como que incluye dos resortes 606.1-606.2 y cuatro émbolos de resorte 610.1-610.4, las formas de realización incluyen que el soporte de placa 600 tenga cualquier número y/o tipo adecuado de resortes y émbolos de resorte.

En una forma de realización, el soporte de placa 600 proporciona una alineación rápida y constante de recipientes con los componentes de obtención de imágenes de un sistema de inspección visual. Para hacerlo así, el soporte de placa 600 incluye una carcasa principal 602, que forma una cavidad 604 que está conformada para aceptar una placa que tiene un tamaño y forma particulares (por ejemplo, la placa 104). Utilizando el sistema de inspección visual 100 como ejemplo, una vez que la placa 104 se instala sobre el soporte de placa 600, la placa 104 se dispone sobre la platina 102 de manera que puedan iniciar las pruebas del fluido contenido en cada recipiente 106, tal como se muestra en la Figura 1.

Para facilitar la alineación constante de las placas, el soporte de placa 600 también incluye resortes 606.1-606.2, que están montados dentro de la carcasa 602 para aplicar presión a la pared deslizante cargada por resorte 608 a medida que los resortes 606.1-606.2 se comprimen. Para instalar una placa en el soporte de placa 600, un operario presiona el lateral de la placa contra la pared deslizante cargada por resorte 608 al tiempo que se carga la placa, lo que comprime los resortes 606.1-606.2 y permite que la placa se coloque en la cavidad 604.

Además, el soporte de placa 600 incluye cuatro émbolos de resorte 610.1-610.4, que también están roscados o montados de otra forma a la carcasa 602. Aunque no se muestra en la Figura 6 por motivos de brevedad, las formas de realización incluyen cada uno de los émbolos de resorte 610.1-610.4 que se ponen en práctica con un émbolo cargado con resorte que se comprime ligeramente. Este material de émbolo puede estar realizado de caucho u otros materiales flexibles adecuados para facilitar la contención de la placa en su lugar. Además, en formas de realización en las que los émbolos de resorte 610.1-610.4 están roscados en la carcasa 602, los émbolos de resorte 610.1-610.4 pueden estar roscados en la carcasa 602 en una cantidad que garantiza el ajuste apropiado de una placa instalada. Por tanto, una vez que la placa se instala en la cavidad 604 por medio de la compresión de la pared deslizante cargada por resorte 608, los cuatro émbolos de resorte roscados 610.1-610.4 funcionan proporcionando un segundo ajuste por presión y sujetan la placa firmemente en su lugar durante la agitación de la placa. Cuando se descarga la placa, el operario podrá entonces comprimir la pared deslizante cargada por resorte 608 ligeramente y levantar la placa.

Continuando con el uso del sistema de inspección visual 100 como ejemplo, una vez que la placa 104 se coloca en el soporte de placa 600, cada recipiente 106 se alinea de manera apropiada con el sistema de iluminación 108, el dispositivo de obtención de imágenes 112 y el sistema óptico opcional 110 a medida que la platina 102 se desplaza con respecto a estos componentes. Por tanto, el soporte de placa 600 garantiza una obtención de imágenes apropiada y constante del fluido contenido en cada uno de los recipientes 106, apareciendo cada recipiente en el mismo campo de visión durante el análisis de imágenes. Debido a que el sistema de inspección visual 100 puede utilizarse para someter a prueba varias placas, el soporte de placa 600 también garantiza una alineación y un posicionamiento uniformes de los recipientes entre diferentes bandejas que se colocan en y se retiran del soporte de placa 600. De este modo, el soporte de placa 600 proporciona una solución conveniente que permita a un usuario cargar y descargar placas sin requerir comprobaciones de alineación previas antes de iniciar la ronda de pruebas de cada placa, permitiendo de este modo que las pruebas se realicen de una manera más eficaz.

Algunas de las figuras descritas en la presente invención ilustran diagramas de bloques a modo de ejemplo que tienen uno o más componentes funcionales. Se entenderá que dichos diagramas de bloques son para fines ilustrativos y los dispositivos descritos y mostrados pueden tener menos componentes o componentes adicionales o alternos a los ilustrados. De manera adicional, en diversas formas de realización, los componentes (así como la funcionalidad proporcionada por los respectivos componentes) pueden estar asociados con o integrados de otra forma como parte de cualquier componente adecuado. Por ejemplo, el controlador 302 puede estar integrado con el sistema de iluminación 340 o el dispositivo de obtención de imágenes 380.

Las formas de realización de la invención se refieren a un medio de almacenamiento legible por ordenador no transitorio que tiene un código informático en el mismo para realizar diversas operaciones de puestas en práctica mediante ordenador. El término "medio de almacenamiento legible por ordenador" se utiliza en la presente invención para incluir cualquier medio que sea capaz de almacenar o codificar una secuencia de instrucciones o de códigos informáticos para realizar las operaciones, metodologías y técnicas descritas en este documento. Los medios y el código informático pueden ser especialmente diseñados y construidos para los fines de las formas de realización de la invención, o pueden ser del tipo bien conocido y disponibles para los expertos en esta técnica de software informático. Los ejemplos de medios de almacenamiento legibles por ordenador incluyen, pero no se limitan a: medios magnéticos tales como discos duros, discos flexibles y cinta magnética; medios ópticos tales como CD-ROMs y dispositivos holográficos; medios magneto-ópticos tales como discos ópticos; y dispositivos de hardware que están especialmente configurados para almacenar y ejecutar código de programa, tal como ASIC, dispositivos lógicos programables ("PLD") y dispositivos de memoria ROM y RAM.

Los ejemplos de código informático incluyen código máquina, tal como se produce mediante un compilador, y archivos que contienen código de nivel superior que ejecuta un ordenador utilizando un intérprete o un compilador. Por ejemplo, una forma de realización de la invención puede ponerse en práctica utilizando lenguajes Java, C++, u otro lenguaje de programación orientado a objetos y herramientas de desarrollo. Los ejemplos adicionales de código informático incluyen código encriptado y código comprimido. Además, una forma de realización de la invención puede descargarse como un producto de programa informático, que puede transferirse desde un ordenador remoto (por ejemplo, un servidor) a un ordenador solicitante (por ejemplo, un ordenador de cliente o un servidor diferente) por medio de un canal de transmisión. Otra forma de realización de la invención puede ponerse en práctica en circuitos programados en lugar de, o en combinación con, instrucciones de software ejecutable por máquina.

Tal como se utiliza en el presente documento, los términos singulares "un", "una" y "el/la" pueden incluir referentes en plural a menos que el contexto lo dicte claramente de otro modo.

Tal como se utiliza en el presente documento, los términos relativos, tales como "por encima de", "por debajo de", "arriba", "izquierda”, "derecha", "abajo", "parte superior", "fondo", "vertical", "horizontal", "lado", "más alto", "más bajo", "superior", "sobre", "bajo", "interno", "interior", "externo", "exterior", "frontal", "trasero", "hacia arriba", "inferior", "hacia abajo", "vertical", "verticalmente", "lateral", "lateralmente" y similares se refieren a una orientación de un conjunto de componentes unos con respecto a los otros; esta orientación es según los dibujos, pero no se requiere durante la fabricación o el uso.

Tal como se utilizan en el presente documento, los términos "conectar", "conectado" y "conexión" se refieren a una unión o un acoplamiento funcional. Los componentes conectados pueden estar directa o indirectamente acoplados entre sí, por ejemplo, a través de otro conjunto de componentes.

Tal como aquí se utilizan, los términos "de manera aproximada", "prácticamente", "sustancial" y "aproximadamente" se utilizan para describir y explicar pequeñas variaciones. Cuando se utilizan conjuntamente con un acontecimiento o circunstancia, los términos pueden referirse a casos en los que el acontecimiento o circunstancia se produce de manera precisa así como casos en los que el acontecimiento o circunstancia se produce en una aproximación estrecha. Por ejemplo, cuando se utilizan conjuntamente con un valor numérico, los términos pueden referirse a un intervalo de variación menor de o igual a ±10% de dicho valor numérico, tal como menor de o igual a ±5%, menor de o igual a ±4%, menor de o igual a ±3%, menor de o igual a ±2%, menor de o igual a ±1%, menor de o igual a ±0,5%, menor de o igual a ±0,1%, o menor de o igual a ±0,05%. Por ejemplo, dos valores numéricos puede considerarse que son "prácticamente" el mismo si una diferencia entre los valores es menor de o igual a ±10% de un promedio de los valores, tal como menor de o igual a ±5%, menor de o igual a ±4%, menor de o igual a ±3%, menor de o igual a ±2%, menor de o igual a ±1%, menor de o igual a ±0,5%, menor de o igual a ±0,1%, o menor de o igual a ±0,05%.

De manera adicional, se presentan cantidades, razones y otros valores numéricos en la presente invención en un formato de intervalo. Conviene señalar que dicho formato de intervalo se utiliza por conveniencia y brevedad debiéndose entender de manera flexible que incluye valores numéricos especificados explícitamente como límites de un intervalo, pero que también incluyen todos los valores numéricos individuales o subintervalos abarcados dentro de dicho intervalo como si cada valor numérico y subintervalo se especificara de forma explícita.

Aunque la presente invención se ha descrito e ilustrado con referencia a formas de realización específicas de la misma, estas descripciones e ilustraciones no limitan la presente invención. Los expertos en esta técnica deben entender que pueden hacerse diversos cambios y pueden sustituirse equivalentes sin desviarse por ello del alcance de la presente invención tal como se define por las reivindicaciones adjuntas. Las ilustraciones pueden no estar dibujadas necesariamente a escala. Puede haber distinciones entre las interpretaciones artísticas en la presente invención y el aparato real debido a procesos y tolerancias de fabricación. Puede haber otras formas de realización de la presente invención que no estén ilustradas específicamente. La memoria descriptiva y los dibujos deben considerarse como ilustrativos en vez de restrictivos. Pueden realizarse modificaciones para adaptar una situación particular, material, composición de la materia, técnica o procedimiento particular al alcance de la presente invención, tal y como se define en las reivindicaciones adjuntas. Se pretende que todas de dichas modificaciones estén dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas al mismo. Aunque las técnicas aquí dadas conocer en la presente invención se han descrito con referencia a operaciones particulares realizadas en un orden particular, se entenderá que estas operaciones pueden combinarse, subdividirse o reordenarse para formar una técnica equivalente sin desviarse por ello de las enseñanzas de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Por consiguiente, a menos que se indique específicamente en el presente documento, el orden y el agrupamiento de las operaciones no son limitaciones de la presente invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de inspección de placas (100), que comprende:

una platina (102) configurada para recibir una placa (104) que incluye un recipiente (106) que contiene un fluido; una fuente de luz (201) configurada para generar una luz de fuente incoherente;

un axicón (202) dispuesto entre la fuente de luz y la platina, estando el axicón configurado para:

dirigir la luz de fuente incoherente a través del fluido contenido en el recipiente para obtener luz dispersa como resultado de una interacción entre la luz de fuente incoherente y las partículas suspendidas en el fluido; y un dispositivo de obtención de imágenes (112) que está configurado para adquirir imágenes utilizando la luz dispersa, en donde el axicón (202) está configurado, además, para desviar la luz de fuente incoherente lejos de dicho dispositivo de obtención de imágenes (112);

uno o más expansores de haces dispuestos entre la fuente de luz y el axicón, y configurados para variar un diámetro de la luz de fuente incoherente que penetra en el axicón; y

un controlador (302) configurado para determinar, a partir de las imágenes, un tamaño y un número de partículas en el fluido, en donde la platina y/o el axicón están montados de forma móvil para ajustar una distancia entre el axicón y el recipiente.

2. El sistema según la reivindicación 1, en donde la fuente de luz (201) es un diodo emisor de luz (LED).

3. El sistema según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la platina (102) está configurada para agitar de manera selectiva, y

en donde el dispositivo de obtención de imágenes está configurado para adquirir una primera imagen antes de que la platina se agite y una segunda imagen después de que la platina se agite.

4. El sistema según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde:

la platina (102) está configurada para agitar de manera selectiva, y

el dispositivo de obtención de imágenes está configurado para adquirir una pluralidad de imágenes después de que la platina se agite; y

el controlador está configurado, además, para generar una proyección de intensidad mínima (MinIP) a partir de la pluralidad de imágenes, para restar la MinIP de cada una de entre la pluralidad de imágenes para generar un apilamiento de imágenes, y para determinar el tamaño y el número de partículas en el fluido a partir del apilamiento de imágenes.

5. El sistema según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde:

el recipiente (106) es uno de entre una pluralidad de recipientes incluidos en la placa,

el controlador (302) está configurado, además, para determinar el tamaño y el número de partículas en cada uno de entre la pluralidad de recipientes incluidos en la placa, y

la platina (102) incluye, además, un soporte de placa configurado para recibir de manera selectiva y liberar la placa, estando además el soporte de placa configurado para sujetar la placa en la platina y mantener cada recipiente de entre la pluralidad de recipientes en el mismo campo de visión entre sí al mismo tiempo que el controlador determina el tamaño y el número de partículas en cada uno de entre la pluralidad de recipientes incluidos en la placa.

6. El sistema según la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, que comprende, además:

un sistema óptico (110) configurado para dirigir la luz dispersa hacia el dispositivo de obtención de imágenes.

7. El sistema según la reivindicación 1,4 o 5, en donde:

la platina (102) está configurada para agitar, de manera selectiva, la placa;

la fuente de luz (201) es una fuente de luz de diodo emisor de luz (LED);

el axicón (202) está configurado para refractar la luz de fuente incoherente para obtener luz de la fuente refractada; el sistema comprende un espejo (206); y en donde

la luz refractada de la fuente interactúa con partículas suspendidas en el fluido contenido en el recipiente para obtener luz difusa que se dirige a dicho espejo (206) mientras que la luz de la fuente refractada se desvía lejos del espejo; el dispositivo de obtención de imágenes está configurado para adquirir imágenes secuenciales utilizando la luz difusa que se refleja en el espejo; y

el controlador está configurado para determinar, a partir de las imágenes secuenciales, un tamaño y un número de partículas en el fluido.

8. El sistema según la reivindicación 7, en donde las imágenes secuenciales incluyen una imagen de fondo y una imagen de análisis; siendo la imagen de fondo adquirida antes de agitar la platina (102), y siendo la imagen de análisis adquirida después de agitar la platina.

9. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, en donde la placa (104) tiene un formato estándar de 96 pocillos que incluye 96 recipientes.

10. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el recipiente (106) está configurado para contener un volumen de fluido de hasta 200 microlitros.

11. El sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en donde el axicón (202) está configurado de manera que las imágenes secuenciales adquiridas por el dispositivo de obtención de imágenes utilizando la luz dispersada reflejada desde el espejo tienen una profundidad de campo correspondiente a todo el volumen del fluido contenido en el recipiente.

12. Un método para calcular un tamaño y un número de partículas en un fluido contenido en un recipiente (106) incluido en una placa (104) colocada sobre una platina (102), que comprende:

generar, mediante una fuente de luz (201) una luz de fuente incoherente;

variar, mediante uno o varios expansores de haces dispuestos entre la fuente de luz y un axicón (202), un diámetro de la luz de fuente incoherente que penetra en el axicón;

ajustar una distancia entre el axicón y el recipiente;

refractar, mediante el axicón, la luz de fuente incoherente para obtener una luz de la fuente refractada; suministrar, por medio de un sistema óptico, luz dispersada a un dispositivo de obtención de imágenes (112) como resultado de una interacción entre la luz de la fuente refractada y partículas suspendidas en el fluido;

desviar, a través del axicón, la luz de la fuente refractada lejos del dispositivo de obtención de imágenes; adquirir, por medio del dispositivo de obtención de imágenes, imágenes secuenciales utilizando la luz dispersada suministrada; y

determinar, por medio de un controlador (302), un tamaño y un número de partículas en el fluido utilizando las imágenes secuenciales.

13. El método según la reivindicación 12, que comprende, además:

agitar la placa (104), y

en donde el acto de adquirir las imágenes secuenciales utilizando la luz dispersada comprende:

adquirir una primera imagen antes de que la placa se agite; y

adquirir una segunda imagen después de que la placa se agite.

14. El método según la reivindicación 12, en donde el acto de determinar el tamaño y el número de partículas en el fluido utilizando las imágenes secuenciales incluye restar, por medio de un controlador, la primera imagen de la segunda imagen para proporcionar una imagen de diferencia, y determinar el tamaño y el número de partículas en el fluido analizando la imagen de diferencia.

15. El método según la reivindicación 12, en donde el acto de adquirir las imágenes secuenciales incluye adquirir las imágenes secuenciales después de que la placa (104) se agite, y

en donde el acto de determinar el tamaño y el número de partículas en el fluido utilizando las imágenes secuenciales incluye generar una proyección de intensidad mínima (MinIP) a partir de las imágenes secuenciales, restar la MinIP de cada una de las imágenes secuenciales para generar un apilamiento de imágenes y determinar el tamaño y el número de partículas en el fluido a partir del apilamiento de imágenes.