专利名称：可自动进板的生物生长板扫描仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于分析生物生长板和检测食物样品、实验室样品等中的细菌或其它生物剂(biological agent)的生物扫描仪。
背景技术：
当今社会最受关注的是生物安全性。对于食品的生产商和销售商来说，检测食物或其它物质中的生物污染已成为重要的并且经常是强制性的要求。生物检测还用于识别实验室样品(例如，取自医疗患者的血样、为实验用途而研发的实验室样品以及其它类型的生物样品)中的细菌或其它生物剂。多种技术和设备可用来改善生物检测，并且使生物检测过程流水化、标准化。
已经开发了很多种生物生长板。作为一个实例，位于美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司(下文简称“3M”)已经开发了生物生长板。3M销售的生物生长板的商品名为PETRIFILM板。生物生长板可用来促进通常与食物污染有关的细菌或其它生物剂快速生长并有助于检测到它们，所述的细菌或其它生物剂包括(例如)需氧细菌、大肠杆菌、大肠菌、肠杆菌、酵母菌、霉菌、金黄色葡萄球菌、李斯特菌、弯曲杆菌等。使用PETRIFILM板或其它生长培养基可以简化对食物样品的细菌检测。
可以使用生物生长板来对细菌的数目计数或辨识细菌的存在，从而可以进行纠正措施(在食物测试的情况下)，或者可以作出正确的诊断(在用于医疗的情况下)。在其它应用中，例如，为了实验的目的，可以使用生物生长板来使实验室样品中的细菌或其它生物剂快速生长。
生物扫描仪是指用于对生物生长板上的细菌菌落或者特定生物剂的量等进行扫描或计数的装置。例如，可将食物样品或实验室样品置于生物生长板上，然后，将该板插入培养室中。经过培养之后，可以将该生物生长板放入生物扫描仪中，以便对细菌生长进行自动检测和计数。生物扫描仪对生物生长板上的细菌或其它生物剂自动检测或计数，从而通过减少人为的错误而改进生物测试过程。
发明概述总的来说，本发明涉及一种用于生物生长板的生物扫描仪。生物生长板被插入该生物扫描仪中。一旦插入生物生长板，该生物扫描仪就生成该板的图像。然后，使用通过该生物扫描仪或者外部计算设备(例如台式计算机、工作站等)实施的图像处理和分析程序，可以对出现在图像中的生物剂的量(例如，细菌菌落的数目)计数或用其它方法确定。在任一种情况下，该生物扫描仪都自动分析生物生长板。
该生物扫描仪引入了自动装载机构，以便于该扫描仪对生物生长板进行处理和分析。该自动装载机构被构造成将生长板拉入该扫描仪中并将该生长板放置在扫描位置上。具体而言，该生物生长板通过电动辊或其它传送机构被装载到该生物扫描仪中，一旦该生长板被拉到在该扫描仪中的扫描位置时，执行机构就把该生长板压在台板上。然后，该生物扫描仪生成该生长板的一个或多个图像。
可以设置传感器，以便于在多个位置上感测和定位该生长板，从而对该生长板的不同部分进行扫描。例如，第一扫描位置可以与该生长板上的标记对应，第二扫描位置可以与该生物生长培养基上的生物剂的位置对应。此外，铰接式门可以方便于进入该扫描仪，置于该扫描仪不同侧上的底脚可有助于沿反向选择性地放置该扫描仪，从而方便习惯用右手或习惯用左手的用户使用。
在一个实施例中，本发明提供一种用于扫描生物生长培养基的生物扫描仪。该扫描仪具有传送机构，用于将生物生长培养基拉入该生物扫描仪中；台板，其位于该生物扫描仪中；以及一个或多个传感器，用于检测该生物生长培养基何时被拉到邻近该台板的扫描位置。该扫描仪还具有执行机构，用于当所述一个或多个传感器检测到该生物生长培养基被拉到所述扫描位置时将该生物生长培养基压在所述台板上；以及成像设备，用于当该生物生长培养基被压在所述台板上时生成该生物生长培养基的图像。
在另一实施例中，本发明提供一种用于扫描生物生长培养基的生物扫描仪。该扫描仪具有外壳和成像设备，该成像设备用于当所述生物生长培养基位于该外壳中时生成该生物生长培养基的图像。该扫描仪还具有第一组底脚(位于所述外壳的第一侧上)以及第二组底脚(位于所述外壳的第二侧上)，从而可以将该生物扫描仪放在所述第一组底脚或所述第二组底脚上。
在另一实施例中，本发明提供一种用于扫描生物生长培养基的生物扫描仪。该扫描仪具有外壳，其形成有铰接式门；以及成像设备，用于当所述生物生长培养基位于该外壳中时生成该生物生长培养基的图像。该扫描仪还具有一组辊，其用于将该生物生长培养基拉入该生物扫描仪中，这一组辊包括第一亚组辊，其置于所述铰接式门上；以及第二亚组辊，当所述铰接式门关闭时所述第二亚组辊与所述第一亚组辊相邻。
在另一实施例中，本发明提供一种生物扫描系统，该生物扫描系统包括用于扫描生物生长培养基的生物扫描仪。该扫描仪具有传送机构，用于将所述生物生长培养基拉入该生物扫描仪中；台板，其位于该生物扫描仪中；一个或多个传感器，用于检测该生物生长培养基何时被拉到邻近该台板的扫描位置；执行机构，用于当所述一个或多个传感器检测到该生物生长培养基被拉到所述扫描位置时将该生物生长培养基压在所述台板上；以及成像设备，用于当该生物生长培养基被压在所述台板上时生成该生物生长培养基的图像。该系统还包括计算机，该计算机与该生物扫描仪连接，并且该计算机具有基于图像对所述培养基中的生物剂进行计数的处理器。
在另一实施例中，本发明提供一种方法，该方法包括将生物生长培养基接收到生物扫描仪中；将该生物生长培养基拉到该扫描仪中的第一扫描位置上；以及生成该生物生长培养基的第一图像。该方法还包括将该生物生长培养基拉到该扫描仪中的第二扫描位置上；以及生成该生物生长培养基的第二图像。
本发明的各个方面可以提供许多优点。例如，本发明可以确保生物生长板能够插入生物扫描仪中，被适当地定位在该扫描仪中，被成像或用其它方式被扫描以识别或计数生物剂的数量，然后以自动的方式从该生物扫描仪中退出。具体而言，本文所述的传感器结构能够以确保可靠成像可以发生的方式来使插入和定位生物生长板的过程自动化，从而提高这种生物生长板的自动扫描的完整性。对于用户来说，从该生物扫描仪中自动退出该板也可以简化该过程。
另外，铰接式门可以允许方便地进入该扫描仪的内部。因此，可以更容易地清洗或维修扫描仪部件。此外，铰接式门可以有助于缓解生物扫描仪内的堵塞或其它问题。另外，置于扫描仪不同侧上的底脚对扫描仪的进入位置和退出位置提供了灵活性。例如，可以根据用户的偏好或使用扫描仪的工作环境来将扫描仪放在指定的一组底脚上。
这些及其它实施例的其它细节在附图和下面的说明书中进行阐述。根据说明书、附图以及权利要求书，其它的特征、目的和优点将是显而易见的。
图1是根据本发明一个实施例的生物扫描仪的立体图。
图2是具有与外部计算机连接的生物扫描仪的示例性系统的立体图，该外部计算机对通过该生物扫描仪生成的图像进行成像分析。
图3是根据本发明的实施例的生物扫描仪的截面顶视图。
图4是图3所示的生物扫描仪的另一截面顶视图。
图5是图3和图4所示的生物扫描仪的截面正视图。
图6A和图6B是全面地示出生物扫描仪的立体图，该生物扫描仪具有置于扫描仪不同侧的底脚组。
图7是示出根据本发明实施例的示例性生物扫描仪的工作流程图。
发明详述本发明涉及一种用于生物生长板或其它生物生长培养基的生物扫描仪。根据本发明，生物生长板通过电动辊或其它传送机构被装载到生物扫描仪中，一旦生长板被拉到在该扫描仪中的扫描位置时，执行机构将该生长板压在台板上。然后，该生物扫描仪生成生长板的一个或多个图像。诸如二维单色相机的成像设备可被置于扫描仪中，以当生长板被压在台板上时生成生长板的一个或多个图像。
可以设置传感器，以便于在多个位置上感测和定位生长板，从而对生长板的不同部分进行成像。例如，生长板可以在第一位置上被感测到并被成像，以生成生长板上的标记(例如条形码)的图像。该标记可以识别板或板的类型，从而可以选择适当的扫描和图像处理程序。例如，可以基于标记执行不同的处理程序，以计数生长板上的生物生长情况。不管怎样，该生长板都可以移到第二位置，以生成生长板上的生物剂的一个或多个图像。设置传感器使生长板在穿过扫描仪时自动定位并移动。或者，可以使用成像设备替代传感器来检测生长板的定位。
这里也描述生物扫描仪的铰接式门，该门方便于进入扫描仪的内部。一亚组辊(a subset of rollers)可被置于该铰接式门上，使得当该门关闭时该门上的辊与其它辊接触。电机驱动至少一些辊，以拉动生长板通过扫描仪。
另外，可以将底脚置于扫描仪的不同侧上，以易于翻转扫描仪，从而便于习惯用右手或习惯用左手的用户使用。具体而言，可以将底脚置于扫描仪不同侧上，以有助于使扫描仪的进入位置和退出位置灵活。用户可以根据自己的偏好或使用扫描仪的工作环境来将扫描仪放在指定的一组底脚上。
本发明的各个方面都可以用于多种生物生长板。例如，本发明可以与用于生物剂生长的不同板状装置(例如，薄膜式培养板装置、有盖培养皿式培养板装置等)一起使用，以能够检测和/或计数生物剂。因此，本文广泛使用的术语“生物生长板”是指适于使生物剂生长从而允许通过扫描仪检测和计数该生物剂的培养基。根据本发明，还可以使用很多类型的生长板或培养基。
图1是根据本发明一个实施例的生物扫描仪10的立体图。如图所示，生物扫描仪10被设计成接收生物生长板12。具体而言，生物扫描仪10具有外壳16，该外壳16限定了有用于接收生物生长板12的进入狭口18。可以在外壳16上形成导向机构13，以有助于将生物生长板12插入生物扫描仪10中。生物扫描仪10还具有退出狭口(未示出)，在生长板12成像之后，生长板12通过退出狭口退出。
生物扫描仪10还可以具有其它特征件，例如显示屏幕(未示出)，以将对生物生长板分析的过程或结果显示给用户。在一些实施例中，生物扫描仪10具有内部处理器，用于分析生长板12的图像。然而，在其它实施例中，对图像的处理发生在生物扫描仪10的外部，例如在台式计算机、工作站等中。在后一种情况下，生物扫描仪10可以具有接口，该接口可使生物扫描仪10与另一计算机以交换信息的方式连接。
生物扫描仪10内安置有成像设备例如二维单色相机，用于生成插入的生物生长板12的一个或多个图像。另外，生物扫描仪10内可以安置有各种照明器，用于在成像过程中照亮生物生长板12的前面和背面。照明器可以用一种或多种颜色照亮生物生长板12，可以生成生长板12的一个或多个图像，然后对图像进行分析以确定生长板12上的细菌数。
生长板12可以具有生长区17，生长区17是细菌或其它生物剂显现在生长板12的区域，生长区17可以是平坦的表面或者凹井。可根据每单位面积的细菌菌落数，确定在生长板12上测试的给定样品就细菌菌落数而言是否可接受。因此，可以使用由生物扫描仪10生成的图像来确定板12上每单位面积的细菌菌落数。生物生长板12的生长区17的表面可以包含一种或多种生长增强剂，设计该生长增强剂以促进一种或多种类型的细菌或其它生物剂快速生长。在一些情况中，在生物生长板12插入生物扫描仪10之前，对生物生长板12进行培养。
生长板12还可以具有标记19，例如用于识别生长板12的条形码或其它类型的识别标记。例如，标记19可以识别在生长板12上生长和测试的细菌或生物剂的类型。生物扫描仪10可被设计成这样将生长板12拉到扫描仪中的第一位置上并生成标记19的图像，然后将生长板12拉到第二位置上并生成生长区17的图像。以这种方式，通过生物扫描仪10可以生成标记19和生长区17的图像。或者，可以拍摄标记19和生长区17在一起的单个图像。在任一情况下，扫描标记19可以帮助识别正使用的板的类型，扫描生长区17从而会更好地对板12上生长的生物剂进行自动计数。
作为实例，生长板12可以包括由3M销售的商品名为PETRIFILM板的生物生长板。可以用生长板12来促进通常与食物污染有关的细菌或其它生物剂快速生长并有助于检测到它们，所述的细菌或其它生物剂包括(例如)需氧细菌、大肠杆菌、大肠菌、肠杆菌、酵母菌、霉菌、金黄色葡萄球菌、李斯特菌、弯曲杆菌等。
图2是具有与外部计算机22连接的生物扫描仪20的示例性系统21的立体图，该外部计算机对由该生物扫描仪生成的图像进行成像分析。外部计算机22可以具有(例如)微处理器，该微处理器被编程，用于对生物生长板24进行图像分析。外部计算机22可以包括个人计算机(PC)、台式计算机、膝上型计算机、手持计算机、工作站等。例如，可以将软件程序装载到外部计算机22上，以便于对由生物扫描仪20生成的生物生长板24的图像进行图像分析。
生物扫描仪20通过接口25与外部计算机22连接。例如，接口25可以包括通用串行总线(USB)接口、通用串行总线2(USB2)接口、IEEE 1394火线接口、小型计算机系统接口(SCSI)类接口、高级技术附加装置(ATA)接口、串行ATA接口、外设部件互连(PCI)接口、常规的串行或并行接口等。
图3是生物扫描仪30的截面顶视图，该扫描仪30可以与生物扫描仪10或生物扫描仪20相同。如图3所示，生物扫描仪30具有外壳31，该外壳31内安置有成像设备32，例如相机；以及一个或多个照明器33A、33B，用于照亮要成像的生长板。电路系统34控制成像设备32和照明器33，以生成生长板的一个或多个图像。
作为实例，成像设备32可以包括二维单色相机，照明器33可以包括三色照明器，该三色照明器选择性地用一种或多种颜色照亮生长板。当用一种或多种颜色照亮生长板时，成像设备32可以生成生长板的多种单色图像。
外壳31限定导向机构35，以有助于将生长板插入生物扫描仪30中。例如，用户可以将生长板插入导向机构35和执行机构47之间，该执行机构通常具有压板，并且还可以具有各种背部照明器。执行机构47被螺线管驱动以将生长板压在台板41上或者将生长板从台板上释放。当生长板被压在台板41上时，该生长板被定位在成像设备32的焦平面上。各种电动辊可以夹持住生长板，并且将生长板拉入生物扫描仪30中，以便成像。
具体而言，生物扫描仪30具有一组辊36A、36B、37A、37B，该组辊将生长板拉入生物扫描仪30中，并且使生长板自动移动通过扫描仪30。然而，还可以使用其它类型的传送机构代替辊。在图3所示的示例性实施例中，第一亚组辊36A、36B可以包括由电机38通过皮带39驱动的分段的橡胶辊。电机38可以包括直流(DC)电机，其对检测生长板定位的传感器响应。以这种方式，辊36A、36B被电机驱动，以有助于生长板自动移动通过扫描仪30。
第二亚组辊37A、37B可以包括弹簧加载式压力辊，其与辊36A、36B相邻并且提供偏压力，使得可以通过亚组辊36A、36B的运动在该组辊36A、36B、37A、37B之间拉动生长板。例如，弹簧加载式辊36A、36B可以提供一定量的弹簧偏压，该弹簧偏压能够适应不同宽度的不同生长板。此外，该组辊36A、36B、37A、37B可以定位成相互足够靠近，以确保所需的最小生长板能够被拉过扫描仪30。此外，辊36A、36B、37A、37B通常包括根据本发明可以使用的一类传送机构。但是，可以选择使用其它类型的传送机构。
生物扫描仪30具有台板41和执行机构47，当生物生长板位于所需的扫描位置时，该执行机构47将生物生长板压在台板41上。具体而言，执行机构47能够将生长板压在台板41上，以确保生长板在成像设备32的焦平面上。辊36A、36B、37A、37B能够将生长板拉到所需的扫描位置上，执行机构47能够将生长板压在台板41上。照明器33A、33B用一种或多种颜色照亮生长板，通过成像设备32生成一个或多个图像。一组传感器(在图3中未示出)能够在所需的扫描位置上自动检测和定位生长板。或者，可以使用成像设备32代替传感器来检测生长板的定位。
执行机构47可以具有另一台板，使得当执行机构47将生长板压在台板41时，该生长板夹于这两个台板之间。附加的背部照明器42可以在成像过程中给生长板提供背面照明。在一些情况下，背部照明器42被置于已形成为执行机构的一部分的台板上。如果是那样的话，执行机构47还具有三色照明系统，该三色照明系统可以引入红色、绿色和蓝色(RGB)照明LED。RGB LED可以给执行机构47提供侧面照明，并且由此可以给停放在执行机构47和台板41之间的生物生长板提供背面照明。另外，可以使用类似的RGB照明LED来提供顶部照明。换句话说，照明器33A、33B还可以包括RGB照明LED。
执行机构47可以被螺线管驱动。如果是那样的话，执行机构47具有使执行机构47运动的一个或多个螺线管44A、44B。例如，螺线管44A、44B可以置于背部照明器42的相对两侧上，以将生长板的两侧压在台板41上。一旦生物生长板被定位在所需的位置上，螺线管44A、44B中的一个或两个就致使执行机构47将该生长板压在台板41上。然后，进行照明和成像。此外，设置传感器有助于在生物扫描仪30中的一个或多个所需的位置上检测生长板。在一个实例中，执行机构47受弹簧作用而被偏置在台板上，螺线管44A、44B接合以克服该弹簧偏压。换句话说，螺线管44A、44B中的一个或两个可以松开以致使执行机构47压在台板41上，并且螺线管44A、44B中的一个或两个可以接合以致使执行机构47从台板41上释放。
在照明时，成像设备32拍摄生物生长板的一个或多个图像，并且提供这些图像给处理器，以便分析。处理器可以被安置在生物扫描仪30中，或者可以是被置于另一计算机(例如台式计算机或工作站)中的外部处理器。在一个实例中，成像设备32包括拍摄生物生长板的单色图像的单色成像设备。例如，生物生长板可以被一个或多个红色LED照亮，这时成像设备32生成第一图像。然后，该生物生长板可以被一个或多个绿色LED照亮，这时成像设备32生成第二图像。最后，该生物生长板可以被一个或多个蓝色LED照亮，这时成像设备32生成第三图像。
处理器(在扫描仪30内或者在扫描仪30外)接收单色图像并对图像进行分析，以得出细菌菌落数。使用单色成像设备32来生成一个或多个独立的单色图像，可以对每一种颜色提高图像分辨率，同时，可以减少与成像设备32有关的实施费用。为了观察或分析的目的，还可以通过处理器组合不同的图像。
在一些实施例中，扫描仪30可以根据不同的图像处理简表(image processing profile)来处理不同生物生长板的图像。可以根据用户的进入或提供给扫描仪30的生物生长板类型的识别来选择图像处理简表。图像处理简表可以指定具体的图像拍摄条件，例如照明强度、曝光持续时间和颜色，以便拍摄具体板类型的图像。因此，在处理不同的生物生长板的图像时，扫描仪可以使用不同的图像拍摄条件，包括不同的照明条件。而且，对生长板上的标记的识别可以允许以自动的方式选择图像处理简表。
作为例证，某些类型的生物生长板可能需要具有特定颜色、强度和持续时间的照明。另外，一些生物生长板可能仅需要前面照明或背面照明，但不同时需要前面照明和背面照明。例如，需氧细菌板可能仅需要前面照明及诸如红色的单色照明。或者，大肠杆菌/大肠菌板可能仅需要背面照明及红色和蓝色照明的组合。类似的是，特定的强度水平和持续时间可能是合适的。由于这些原因，可以响应由图像处理简表指定的图像拍摄条件来控制照明，该图像处理简表可以由生长板12上的标记19确定。
扫描完生长板之后，辊36A、36B、37A、37B能够将生长板从退出狭口48退出。然后，另一生长板可以被插入生物扫描仪30中。
图4是生物扫描仪30的另一截面顶视图。如图4所示，外壳31可以限定铰接式门49，该门可以通过锁定机构45固定在关闭的位置上。铰接式门49有助于容易地进入生物扫描仪30的内部。因此，通过打开门49，如图4所示，可以对生物扫描仪30的各种部件进行清洗和维修。此外，铰接式门49可用于缓解生物扫描仪30内的堵塞或其它问题。
辊36A、36B、电机38、皮带39和螺线管44A、44B被安置在门49内。当铰接式门49关闭并通过锁定机构45锁定就位时(如图3所示)，置于门49上的辊36A、36B与辊37A、37B相邻。当铰接式门49打开时(如图4所示)，辊37A、37B没有偏置在辊36A、36B上。
图5是示出传感器的设置方式的生物扫描仪30的截面正视图，设置传感器有助于生物生长板的自动进板。具体而言，生物扫描仪具有一组传感器52A、52B、52C，该组传感器检测生物生长板的定位并使辊36A、36A’、36B、36B’和执行机构47(图3)自动运动，以有助于为成像定位该生长板。可以沿轴53驱动辊36A、36A’，可以沿轴54驱动辊36B、36B’。传感器52可以置于门49上或邻近台板41设置。传感器52可以包括光学传感器或者能够感测生长板的任何其它类型的传感器。
当生长板沿导向机构35插入生物扫描仪30时，第一传感器52A检测到生长板的存在并致使电机38通过皮带39驱动辊36A、36A’、36B、36B’，以将生长板拉到生物扫描仪30中。当第二传感器52B检测到生长板时，电机38暂时停止运动，并且螺线管44A、44B致使执行机构47将生长板压在台板41上(见图3)。具体而言，第二传感器52B对应于生长板的第一所需的扫描位置，例如，可以使生长板12的标记19(图1)成像的位置。
一旦生成标记19的一个或多个图像时，螺线管44A、44B致使执行机构47将生长板从台板41上释放。此外，标记19的图像可以用来识别生长板12并有助于选择用于该已识别的板的计数算法。电机38通过皮带39驱动辊36A、36A’、36B、36B’，以将生长板进一步拉到生物扫描仪30中。当第三传感器52C检测到生长板时，电机38再次停止运动，并且螺线管44A、44B致使执行机构47将生长板压在台板41上(见图3)。具体而言，第三传感器52C对应于生长板12的第二个所需的扫描位置，例如，可以使生长板12的生长区17(图1)成像的位置。
换句话说，传感器52A-52C对穿过生物扫描仪30的步骤流程进行控制。第一传感器52A检测生长板并启动将生长板12拉到生物扫描仪中的步骤。第二传感器52B在第一扫描位置上检测生长板12并致使成像发生。成像之后，将生长板12进一步拉到生物扫描仪30中，然后，第三传感器52C在第二扫描位置上检测生长板12并使成像再次发生。接下来，生长板12从生物扫描仪30中退出。还可以形成很多其它的传感器的设置方式。一般而言，该传感器组52通过以下方式进行生物生长板的自动进板和处理检测生长板的位置并使各种操作在合适的时间发生，使得可以生成生长板的所需的图像，这包括生长板携带的标记的图像以及生长板的生长区的图像。然而，在另外的实施例中，可以使用成像设备32(图3)代替传感器以便于检测和定位生长板。
图6A和图6B是全面地示出生物扫描仪60的立体图，该生物扫描仪60具有另一可用的特征件。具体而言，生物扫描仪60具有第一组底脚62和第二组底脚64，第一组底脚62置于扫描仪60的第一侧上，第二组底脚64置于扫描仪60的第二侧上。在该实例中，第一组底脚62置于底侧上，第二组底脚64置于扫描仪60的顶侧上。但是，扫描仪的其它侧可以选择性地或额外地具有底脚。
根据本发明的这一方面，当扫描仪60放置在第一组底脚62上并且扫描仪60的前侧68面向用户时(如图6A所示)，接收生物生长板的插入狭口65被置于扫描仪60的右侧上。当扫描仪60放置在第二组底脚64上并且扫描仪60的前侧68面向用户时(如图6B所示)，插入狭口65被置于扫描仪60的左侧上。以这种方式，置于扫描仪60不同侧上的底脚可以有助于选择性地倒转放置该扫描仪60，从而方便习惯用右手或习惯用左手的用户使用。换句话说，扫描仪60可以根据插入狭口65的所需方向“正面朝上”或“颠倒”地放置。以这种方式，底脚可以置于扫描仪60的不同侧上，以对扫描仪的进入位置和退出位置提供了灵活性。用户可以根据自己的偏好或使用扫描仪60的工作环境来将扫描仪60放在指定的一组底脚62或64上。对于一些应用，还可能希望在扫描仪的背侧上有底脚。在这种情况下，如果扫描仪被放在置于其背侧的底脚上，则前侧68面向上，狭口65取向在扫描仪60的最上侧上。
图7是示出根据本发明实施例的示例性生物扫描仪的工作流程图。将参照图3-5的生物扫描仪30来说明图7。
生物扫描仪30接收生物生长板(71)。例如，用户可以将生物生长板从导向机构35和执行机构47之间插入生物扫描仪30。一旦生长板被第一传感器52A检测到，辊36、37中的一个或多个将生长板拉到第一位置(72)，例如，对应于第二传感器52B的位置。执行机构47将生长板压在台板41上(73)，生物扫描仪30生成生物生长板的第一图像(74)。例如，照明器33A、33B以及(或许)背部照明器42可以照亮生长板，并且成像设备32可以生成一个或多个图像，其中背部照明器42可成为执行机构47的一部分。
然后，执行机构47将生长板从台板41上释放(75)。辊36、37将生长板拉到第二位置(76)，例如，对应于第三传感器52C的位置。执行机构47将生长板压在台板41上(77)，生物扫描仪30生成生物生长板的第二图像(78)。作为实例，第一图像可以对应于生长板上的标记的图像，第二图像可以对应于生长板上的生长区的图像。
接下来，执行机构47将生长板从台板41上释放(79)，辊36、37将生长板从扫描仪30中退出(80)。然后，处理图像(81)。具体而言，处理图像，以得出生长板上的细菌菌落数。在一个实例中，通过内部处理器(未示出)在生物扫描仪30中对图像进行内部处理。在这种情况下，生物扫描仪30将显示或用其它方式输出细菌数。在另一实例中，可以将生成的图像发送给外部计算机进行处理。在这种情况下，外部计算机将显示或用其它方式输出细菌数。
已经描述了生物扫描仪的很多实施例。例如，已经描述了传感器的设置方式，其有助于在多个位置上感测和定位生长板以便成像。还描述了自动传送机构和定位执行机构，用于生长板的自动进板以及在生物扫描仪内定位生长板。附加的实施例涉及特征件，例如方便进入扫描仪的铰接式门以及置于扫描仪不同侧上的底脚，所述底脚是为了易于翻转扫描仪，从而便于习惯用右手或习惯用左手的用户使用。
然而，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，可以做出各种修改。例如，可以使用本文所述的一个或多个特征件，而不必管有没有其它所述的特征件。此外，在一些实施例中，可以使用成像设备来检测生长板的定位。在这种情况下，可以省略一个或多个传感器。这些及其它实施例都在所附权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种用于扫描生物生长培养基的生物扫描仪，该扫描仪具有传送机构，所述传送机构将所述生物生长培养基拉到所述生物扫描仪中；台板，所述台板位于所述生物扫描仪中；一个或多个传感器，所述传感器检测所述生物生长培养基何时被拉到邻近所述台板的扫描位置；执行机构，当所述一个或多个传感器检测到所述生物生长培养基被拉到所述扫描位置时，所述执行机构将所述生物生长培养基压在所述台板上；以及成像设备，当所述生物生长培养基被压在所述台板上时，所述成像设备生成所述生物生长培养基的图像。
2.根据权利要求1所述的生物扫描仪，其中，所述执行机构具有第二台板和使所述第二台板运动的螺线管。
3.根据权利要求1所述的生物扫描仪，所述生物扫描仪还具有处理器，所述处理器基于所述图像对所述培养基中的生物剂进行计数。
4.根据权利要求1所述的生物扫描仪，所述生物扫描仪还具有照明设备，当所述生物生长培养基被压在所述台板上时，所述照明设备照亮所述生物生长培养基。
5.根据权利要求4所述的生物扫描仪，所述生物扫描仪还具有第一照明设备，当所述生物生长培养基被压在所述台板上时，所述第一照明设备照亮所述生物培养基的顶侧；以及第二照明设备，当所述生物生长培养基被压在所述台板上时，所述第二照明设备照亮所述生物培养基的底侧。
6.根据权利要求1所述的生物扫描仪，其中，所述成像设备包括相机。
7.根据权利要求1所述的生物扫描仪，所述生物扫描仪还具有第一狭口，所述第一狭口形成在所述扫描仪的第一侧上，用于接收所述生物生长培养基；以及第二狭口，所述第二狭口形成在所述扫描仪的第二侧上，用于在生成所述图像之后退出所述生物生长培养基。
8.根据权利要求1所述的生物扫描仪，其中，所述传送机构包括一组辊。
9.根据权利要求8所述的生物扫描仪，所述生物扫描仪还具有铰接式门，其中，第一亚组辊置于所述铰接式门上，当所述铰接式门关闭时，第二亚组辊与所述第一亚组辊相邻。
10.根据权利要求8所述的生物扫描仪，其中，第一亚组辊受弹簧作用而被偏置在第二亚组辊上。
11.根据权利要求8所述的生物扫描仪，所述生物扫描仪还具有电机，所述电机驱动至少某一亚组辊，以将所述生物生长培养基拉到所述生物扫描仪中。
12.根据权利要求1所述的生物扫描仪，所述生物扫描仪还具有第一传感器，所述第一传感器检测所述生物生长培养基的插入并致使所述传送机构将所述生物生长培养基拉到所述扫描仪中；以及第二传感器，所述第二传感器检测所述生物生长培养基何时被拉到所述扫描位置并致使所述执行机构将所述生物生长培养基压在所述台板上。
13.根据权利要求1所述的生物扫描仪，所述生物扫描仪还具有第一传感器，所述第一传感器检测所述生物生长培养基的插入并致使所述传送机构将所述生物生长培养基拉到所述扫描仪中；第二传感器，所述第二传感器检测所述生物生长培养基何时被拉到第一扫描位置并致使所述执行机构将所述生物生长培养基压在所述台板上；以及第三传感器，所述第三传感器检测所述生物生长培养基何时被拉到第二扫描位置并致使所述执行机构将所述生物生长培养基压在所述台板上。
14.根据权利要求13所述的生物扫描仪，其中，所述第一扫描位置对应于所述生物生长培养基上的标记位置，所述第二扫描位置对应于所述生物生长培养基上的生物剂的位置。
15.根据权利要求1所述的生物扫描仪，所述生物扫描仪还具有第一组底脚，所述第一组底脚位于所述生物扫描仪的第一侧上；以及第二组底脚，所述第二组底脚位于所述生物扫描仪的第二侧上，从而所述生物扫描仪可以被放在所述第一组底脚上或所述第二组底脚上。
16.一种用于扫描生物生长培养基的生物扫描仪，该扫描仪具有外壳；成像设备，当所述生物生长培养基在所述外壳内时，所述成像设备生成所述生物生长培养基的图像；第一组底脚，所述第一组底脚位于所述外壳的第一侧上；以及第二组底脚，所述第二组底脚位于所述外壳的第二侧上，从而所述生物扫描仪可以被放在所述第一组底脚上或所述第二组底脚上。
17.根据权利要求16所述的生物扫描仪，所述生物扫描仪还具有第一狭口，所述第一狭口形成在所述外壳的第一侧上，用于接收所述生物生长培养基；以及第二狭口，所述第二狭口形成在所述外壳的第二侧上，用于在生成所述图像之后退出所述生物生长培养基，其中，当所述扫描仪被放在所述第一组底脚上并且所述扫描仪的前侧朝向用户时，所述第一狭口置于所述扫描仪的右侧上，并且，当所述扫描仪被放在所述第二组底脚上并且所述扫描仪的前侧朝向用户时，所述第一狭口置于所述扫描仪的左侧上。
18.一种用于扫描生物生长培养基的生物扫描仪，该扫描仪具有外壳，所述外壳形成有铰接式门；成像设备，当所述生物生长培养基位于所述外壳内时，所述成像设备生成所述生物生长培养基的图像；以及一组辊，这一组辊将所述生物生长培养基拉到所述生物扫描仪中，这一组辊包括第一亚组辊和第二亚组辊，所述第一亚组辊置于所述铰接式门上，当所述铰接式门关闭时，所述第二亚组辊与所述第一亚组辊相邻。
19.根据权利要求18所述的生物扫描仪，其中，当所述铰接式门关闭时，第一亚组辊受弹簧作用而被偏置在第二亚组辊上。
20.根据权利要求18所述的生物扫描仪，其中，当所述铰接式门关闭时，第二亚组辊受弹簧作用而被偏置在第一亚组辊上。
21.根据权利要求18所述的生物扫描仪，所述生物扫描仪还具有电机，所述电机驱动至少一些所述辊，以将所述生物生长培养基拉到所述生物扫描仪中。
22.一种生物扫描系统，该系统具有生物扫描仪，所述生物扫描仪用于扫描生物生长培养基，该扫描仪具有传送机构，所述传送机构将所述生物生长培养基拉到所述生物扫描仪中；台板，所述台板位于所述生物扫描仪中；一个或多个传感器，所述传感器检测所述生物生长培养基何时被拉到邻近所述台板的扫描位置；执行机构，当所述一个或多个传感器检测到所述生物生长培养基被拉到所述扫描位置时，所述执行机构将所述生物生长培养基压在所述台板上；以及成像设备，当所述生物生长培养基被压在所述台板上时，所述成像设备生成所述生物生长培养基的图像；以及计算机，所述计算机与所述生物扫描仪连接，并且具有处理器，所述处理器基于所述图像对所述培养基中的生物剂进行计数。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述执行机构具有第二台板和使所述第二台板运动的螺线管。
24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述成像设备包括相机。
25.根据权利要求22所述的系统，其中，所述传送机构包括一组辊，所述生物扫描仪还具有铰接式门，其中，第一亚组辊置于所述铰接式门上，当所述铰接式门关闭时，第二亚组辊与所述第一亚组辊相邻。
26.根据权利要求25所述的系统，其中，第一亚组辊受弹簧作用而被偏置在第二亚组辊上。
27.根据权利要求22所述的系统，所述生物扫描仪还具有第一传感器，所述第一传感器检测所述生物生长培养基的插入并致使所述传送机构将所述生物生长培养基拉到所述扫描仪中；以及第二传感器，所述第二传感器检测所述生物生长培养基何时被拉到所述扫描位置并致使所述执行机构将所述生物生长培养基压在所述台板上。
28.根据权利要求22所述的系统，所述生物扫描仪还具有第一传感器，所述第一传感器检测所述生物生长培养基的插入并致使所述执行机构将所述生物生长培养基拉到所述扫描仪中；第二传感器，所述第二传感器检测所述生物生长培养基何时被拉到第一扫描位置并致使所述执行机构将所述生物生长培养基压在所述台板上，其中，所述成像设备生成与所述第一扫描位置相关的第一图像；以及第三传感器，所述第三传感器检测所述生物生长培养基何时被拉到第二扫描位置并致使所述执行机构将所述生物生长培养基压在所述台板上，其中，所述成像设备生成与所述第一扫描位置相关的第一图像，其中，所述处理器基于所述第一图像识别与所述生物生长板相关的标记，并且基于所述第二图像对所述培养基中的生物剂进行计数。
29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述第一扫描位置对应于所述生物生长培养基上的标记位置，并且，所述第二扫描位置对应于所述生物生长培养基上的生物剂的位置。
30.根据权利要求22所述的系统，所述生物扫描仪还具有第一组底脚，所述第一组底脚位于所述生物扫描仪的第一侧上；以及第二组底脚，所述第二组底脚位于所述生物扫描仪的第二侧上，从而所述生物扫描仪可以被放在所述第一组底脚上或所述第二组底脚上。
31.一种方法，该方法包括将生物生长培养基接收到生物扫描仪中；将所述生物生长培养基拉到在所述扫描仪中的第一扫描位置上；生成所述生物生长培养基的第一图像；将所述生物生长培养基拉到在所述扫描仪中的第二扫描位置上；以及生成所述生物生长培养基的第二图像；
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述第一图像显示出标记，所述第二图像显示出在所述生物生长培养基上的生物剂。
33.根据权利要求31所述的方法，所述方法还包括将所述生物生长培养基从所述生物扫描仪中退出。
34.根据权利要求31所述的方法，所述方法还包括处理所述第一图像，以识别所述生物生长培养基。
35.根据权利要求31所述的方法，所述方法还包括处理所述第二图像，以基于所述第二图像对所述培养基中的生物剂进行计数。
36.根据权利要求31所述的方法，所述方法还包括当所述生物生长培养基在所述第一扫描位置时，将所述生物生长培养基压在台板上；在生成所述第一图像之后，将所述生物生长培养基从所述台板上释放；当所述生物生长培养基在所述第二扫描位置时，将所述生物生长培养基压在台板上；以及在生成所述第二图像之后，将所述生物生长培养基从所述台板上释放。
37.根据权利要求31所述的方法，所述方法还包括处理第一图像，以识别所述生物生长培养基；以及处理第二图像，以基于所述第二图像对所述培养基中的生物剂进行计数，其中，处理所述第一图像和处理所述第二图像在所述生物扫描仪内部进行。
38.根据权利要求31所述的方法，所述方法还包括将所述第一图像和所述第二图像传送给计算机；处理所述第一图像，以识别所述生物生长培养基；以及处理所述第二图像，以基于所述第二图像对所述培养基中的生物剂进行计数，其中，处理所述第一图像和处理所述第二图像在所述计算机中进行，所述计算机位于所述生物扫描仪外部。
39.一种用于扫描生物生长培养基的生物扫描仪，该扫描仪具有传送机构，所述传送机构将所述生物生长培养基拉到所述生物扫描仪中；台板，所述台板位于所述生物扫描仪中；成像设备，所述成像设备检测所述生物生长培养基何时被拉到邻近所述台板的扫描位置，并且，当所述生物生长培养基被压在所述台板上时，所述成像设备生成所述生物生长培养基的图像；以及执行机构，当所述成像设备检测到所述生物生长培养基被拉到所述扫描位置时，所述执行机构将所述生物生长培养基压在所述台板上。
全文摘要
本发明涉及用于扫描生物生长板的生物扫描仪。将所述生物生长板通过电动辊装载到所述生物扫描仪中，一旦所述生长板被拉到在所述扫描仪中的扫描位置时，执行机构将所述生长板压在台板上。然后，所述生物扫描仪生成所述生长板的一个或多个图像。此外，可以设置传感器，以便于在多个位置上检测和定位生长板，从而使该板的不同部分成像。附加的实施例涉及特征件，例如便于进入所述扫描仪的铰接式门以及置于所述扫描仪不同侧上的底脚，所述底脚是为了易于翻转扫描仪，从而便于习惯用右手或习惯用左手的用户使用。
文档编号G01N35/00GK1845985SQ200480025584
公开日2006年10月11日 申请日期2004年9月2日 优先权日2003年9月4日
发明者约瑟夫·A·格雷斯勒, 凯文·R·格林, 艾伯特·芬特 申请人:3M创新有限公司