DE3538472A1

DE3538472A1 - Device for scanning test areas on test strips

Info

Publication number: DE3538472A1
Application number: DE19853538472
Authority: DE
Inventors: Horst Wuenschmann; Michael Ganslmeier
Original assignee: GW Elektronik GmbH
Current assignee: GW Elektronik GmbH
Priority date: 1985-10-29
Filing date: 1985-10-29
Publication date: 1987-04-30

Abstract

For a device which is suitable for optoelectronic, especially semi-quantitative colour measurement, for scanning test areas of test strips, such as reagent strips for blood-glucose determination, consisting of a section of a so-called Ulbricht's sphere, optical conductors being provided, according to a second embodiment, as coupling means between test surfaces and sensors; cf. Fig. 2. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Abtasten von Testfeldern auf Teststreifen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for scanning from test fields to test strips according to the generic term of Claim 1.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in Verbindung mit einem Meßgerät zur Feststellung des Blutzuckergehalts aus der DE-OS 31 12 029 bekannt.Such a device is connected, for example with a measuring device for determining the blood sugar content known from DE-OS 31 12 029.

Infolge des Ansteigens des Diabetes besteht ein großer Be darf an solchen Meßgeräten, bei denen ein wesentliches Pro blem das die Genauigkeit der Meßwerte bestimmende Abtasten der Testfelder der Teststreifen darstellt. Zum einen ist nämlich der zu erfassende Meßbereich relativ groß, zum an deren erfolgt das Messen mehr oder weniger durch Laien, was die Anwendung komplizierter Meßmethoden ausschließt. Ferner bestehen hinsichtlich des Meßaufwands bereits aus Preisgründen enge Grenzen.As a result of the increase in diabetes, there is a large problem may on such measuring devices in which an essential pro blem the scanning determining the accuracy of the measured values the test fields represent the test strips. For one thing namely the measuring range to be recorded is relatively large whose measurement is done more or less by lay people, which precludes the use of complicated measuring methods. Furthermore, with regard to the measurement effort already exist Price limits are limited.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine als sogenannte Meßkopfvorrichtung bezeichnete Vorrichtung für das Abtasten von Testfeldern zum Zwecke der opto-elektro nischen semiquantitativen Farbmessung unter Verwendung wohlfeiler Bauteile derart auszubilden, daß die Meßgenauig keit trotz Beibehaltung eines geringen Bedienungsaufwands wesentlich erhöht wird.The invention is therefore based on the object So-called measuring head device called device for the scanning of test fields for the purpose of opto-electro African semi-quantitative color measurement using cheaper components to be designed so that the measurement is accurate speed despite maintaining a low level of operating effort is significantly increased.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kennzeich nenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is according to the invention by the character nenden features of claim 1 solved.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung nur eines Abschnitts einer an sich bekannten Ulbricht′schen Kugel für die Mes sung des von dem Testfeld des Teststreifens reflektierten Lichtstroms wird mit überraschend einfachen Mitteln die Meßgenauigkeit wesentlich erhöht, ohne daß dabei ein gegen über den bisherigen Meßmethoden höherer Bedienungsaufwand für den Anwender des Meßgeräts notwendig wird.By using only one section according to the invention a well-known Ulbricht ball for the Mes solution from the test field of the test strip Luminous flux becomes surprisingly simple Accuracy of measurement significantly increased without a counter higher operating effort over the previous measuring methods becomes necessary for the user of the measuring device.

Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit sind Teststreifen auf dem Markt, die vorzugsweise zwei unterschiedlichen Meßbereichen zugeordnete Testfelder aufweisen.To increase the measuring accuracy, test strips are on the Market that preferably has two different measuring ranges have assigned test fields.

Das erfindungsgemäße Meßprinzip läßt sich bei einer Aus bildung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan spruchs 2 auch zum Messen solcher Teststreifen vorteilhaft anwenden.The measuring principle according to the invention can be at an off education according to the characterizing features of the patent Proverb 2 also advantageous for measuring such test strips apply.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen.Further features of the invention emerge from the sub claims.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeich nung mehr oder minder schematisch dargestellter Ausfüh rungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:The invention is based on two in the drawing voltage more or less schematically represented execution described examples. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung nach der Erfindung; und Figure 1 is a perspective view of a first embodiment of a device according to the invention. and

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung nach der Erfindung. Fig. 2 is a perspective view of a second embodiment of the device according to the invention.

Ohne die Erfindung hierauf zu beschränken ist nachfolgend der Einfachheit halber die neue Vorrichtung im Zusammenhang mit einem Blutzuckermeßgerät beschrieben.Without restricting the invention thereto, the following is as follows related to the new device for simplicity described with a blood glucose meter.

Ein solches, nicht dargestelltes Blutzuckermeßgerät weist neben einer internen Stromversorgung, einer mikroprozessor gesteuerten Auswerteelektronik und einer Anzeigevorrich tung eine Abtastvorrichtung 3 auf, die einen Meßkopf 4 be sitzt, mit dem ein Teststreifen 6 derart in Verbindung zu bringen ist, daß sein Testfeld 7 dem Meßkopf 4 gegenüber liegt. Die hierzu notwendigen apparativen Mittel sind, da nicht zur Erfindung gehörend, ebenfalls nicht dargestellt.Such a blood glucose meter, not shown, has, in addition to an internal power supply, a microprocessor-controlled evaluation electronics and a display device, a scanning device 3 , which has a measuring head 4 , with which a test strip 6 is to be connected in such a way that its test field 7 is the measuring head 4 lies opposite. The equipment required for this is also not shown, since it is not part of the invention.

Die Abtastvorrichtung 3 besteht aus einem schmalen quader förmigen Gehäuse 9, das innen eine kugelförmige Öffnung 10 mit einer dem Abschnitt entsprechenden inneren Kugelfläche 11 aufweist, deren Innenfläche reinweiß ist.The scanning device 3 consists of a narrow cuboid housing 9 , which has a spherical opening 10 with an inner spherical surface 11 corresponding to the section, the inner surface of which is pure white.

Die kugelförmige Öffnung 10 ist der zentrische Kugelab schnitt einer sogenannten Ulbricht′schen Kugel, die als Meßgerät zur Messung des Lichtstroms von elektrischen Lichtquellen bekannt ist.The spherical opening 10 is the central Kugelab section of a so-called Ulbricht ball, which is known as a measuring device for measuring the luminous flux of electrical light sources.

In der Mittelachse der Öffnung 10 ist, gegenüber dem Mit telpunkt der Öffnung in bezug auf Fig. 1 nach unten ver setzt, eine Lichtquelle 12 angeordnet, durch die die unte re Hälfte der inneren Kugelfläche direkt beleuchtet wird. Auf der gleichen Mittelachse ist, ebenfalls gegenüber dem Mittelpunkt der Öffnung, jedoch nach oben versetzt, ein Sensor 13 angeordnet, dessen Öffnungsfenster einer licht durchlässigen ebenen Meßfläche 14 zugewandt ist. Auf die se Meßfläche 14 ist jeweils der Teststreifen 6 derart auf zulegen, daß sein Testfeld in bezug auf Fig. 1 nach unten, also der Meßfläche zugewandt, ist. Die Lagerung von Licht quelle und Sensor erfolgt am einfachsten mittels nicht dar gestellter Stäbe, die in der Rückwand 15 des Gehäuses 9 angeordnet sind. Die zugehörige Verdrahtung ist nicht dar gestellt.In the central axis of the opening 10 , compared with the center point of the opening with respect to FIG. 1, a light source 12 is arranged through which the lower half of the inner spherical surface is directly illuminated. A sensor 13 is arranged on the same central axis, likewise opposite the center of the opening, but offset upwards, the opening window of which faces a transparent, flat measuring surface 14 . On each measuring surface 14 , the test strip 6 is to be placed in such a way that its test field is facing downward, ie facing the measuring surface, with respect to FIG. 1. The storage of light source and sensor is easiest by means of not shown rods, which are arranged in the rear wall 15 of the housing 9 . The associated wiring is not shown.

Die Vorderseite des Gehäuses 9 ist mittels einer nur teil weise dargestellten Vorderwand 16 abgedeckt.The front of the housing 9 is covered by a front wall 16 shown only partially.

Die der Beleuchtung der Meßfläche 14 dienenden Lichtstrah len der Lichtquelle 12 werden durch die innere Kugelfläche 11 zur Meßfläche geleitet; der von dem dort befindlichen Testfeld reflektierte Lichtstrom beleuchtet die Öffnung des Sensors 13, der diesen in einen elektrischen Signalstrom umwandelt. Dieser Signalstrom wird in der nicht dargestell ten mikroprozessorgesteuerten Schaltungsanordnung verstärkt, ausgewertet und in eine dem Farbwert des Testfeldes entspre chende Anzeige überführt. Der vorstehend beschriebene Meß kopf ist also ein Teil einer an sich bekannten Anordnung zur opto-elektronischen semiquantitativen Farbmessung zwecks Feststellung der Färbung eines auf der Meßfläche des Meßkopfs aufliegenden Testfeldes eines Teststreifens.The illuminating the measuring surface 14 serving light rays len of the light source 12 are passed through the inner spherical surface 11 to the measuring surface; the luminous flux reflected by the test field located there illuminates the opening of the sensor 13 , which converts it into an electrical signal current. This signal stream is amplified in the microprocessor-controlled circuit arrangement, not shown, evaluated and converted into a display corresponding to the color value of the test field. The measuring head described above is therefore part of a known arrangement for opto-electronic semi-quantitative color measurement for the purpose of determining the color of a test field of a test strip lying on the measuring surface of the measuring head.

Die Abmessungen des vorzugsweise aus Kunststoff bestehen den Gehäuses 9 betragen nach einem bevorzugten Ausführungs beispiel 20 × 20 × 10 mm. Der Durchmesser der Öffnung 10 beträgt 14 mm, dementsprechend ist die Kugelfläche 11 mit einem Radius von 7 mm senkrecht zur Zeichnungsebene gekrümmt. Als Lichtquelle dient gelbe Leuchtdiode, wahrend als Sensor ein Phototransistor Verwendung findet. Der Abstand zwischen der Öffnung des Sensors 13 und der Un terkante der Meßfläche 14 beträgt 2 mm, der Abstand der Lichtquelle 12 zur Kugelfläche 11 beträgt ebenfalls 2 mm.The dimensions of the preferably plastic housing 9 are according to a preferred embodiment, for example 20 × 20 × 10 mm. The diameter of the opening 10 is 14 mm, accordingly the spherical surface 11 is curved with a radius of 7 mm perpendicular to the plane of the drawing. Yellow light-emitting diode serves as the light source, while a phototransistor is used as the sensor. The distance between the opening of the sensor 13 and the bottom edge of the measuring surface 14 is 2 mm, the distance of the light source 12 to the spherical surface 11 is also 2 mm.

Ein zweites, zur Messung von Teststreifen mit zwei Test feldern ausgebildetes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 dargestellt, in der gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 tragen.A second exemplary embodiment designed for measuring test strips with two test fields is shown in FIG. 2, in which the same components have the same reference numerals as in FIG. 1.

Zu diesem Zweck ist in die Mitte der Öffnung 10 des Gehäu ses 9 ein Lichtleiter 20 aus Plexiglas eingefügt, der aus zwei gleich ausgebildeten Teilen 18 a und 18 b besteht, und dessen einander zugewandte ebene Längsflächen durch eine lichtundurchlässige Metallplatte 22 voneinander getrennt sind. Jedes Lichtleiterteil 18 a, 18 b weist ähnlich einem Lagerbock ein bauchförmiges Mittelteil 21 a, 21 b auf, deren Außenflächen 23 im Abstand zu den Kugelflächen 11 der Öff nung 10 liegen und ebenfalls Kugelflächen 23 bilden, die parallel zu den Kugelflächen 11 verlaufend gekrümmt sind.For this purpose, a light guide 20 made of plexiglass is inserted into the center of the opening 10 of the housing 9 , which consists of two parts 18 a and 18 b of the same design, and whose mutually facing flat longitudinal surfaces are separated from one another by an opaque metal plate 22 . Each light guide part 18 a , 18 b has, similar to a bearing block, a bulbous central part 21 a , 21 b , the outer surfaces 23 of which are at a distance from the spherical surfaces 11 of the opening 10 and likewise form spherical surfaces 23 which are curved parallel to the spherical surfaces 11 .

Die Endteile 24 und 26 der Lichtleiterteile 18 a und 18 b bilden mit ihren rechteckigen Stirnseiten die Meßfläche 14 der Abtastvorrichtung, während die Endteile 25 und 27 die Koppelflächen für die Sensoren 13 a und 13 b bilden.The end parts 24 and 26 of the light guide parts 18 a and 18 b form with their rectangular end faces the measuring surface 14 of the scanning device, while the end parts 25 and 27 form the coupling surfaces for the sensors 13 a and 13 b .

Die Lichtquellen 12 a und 12 b ragen hier in den freien Raum 28 zwischen den Kugelflächen 11 und 23, die ebenfalls weiß sind.The light sources 12 a and 12 b protrude here into the free space 28 between the spherical surfaces 11 and 23 , which are also white.

Auch hier werden die Lichtstrahlen der Lichtquellen 12 a und 12 b über die Kugelflächen 11 und 23 zur Meßfläche 14 geleitet. Die dort durch die Testfelder 7 a und 7 b reflek tierten Lichtströme gelangen durch die als optische Koppler dienenden Lichtleiterteile 18 a und 18 b direkt in die Senso ren 13 a und 13 b, deren Stromsignale in einer hier ebenfalls nicht dargestellten mikroprozessorgesteuerten Schaltungsan ordnung verstärkt, ausgewertet und in eine entsprechende Anzeige überführt werden.Here, too, the light beams from the light sources 12 a and 12 b are guided to the measuring surface 14 via the spherical surfaces 11 and 23 . The light fluxes reflected there by the test fields 7 a and 7 b pass through the light guide parts 18 a and 18 b serving as optical couplers directly into the sensors 13 a and 13 b , the current signals of which are amplified in a microprocessor-controlled circuit arrangement, also not shown here, evaluated and transferred to a corresponding display.

Infolge der unterschiedliche Meßbereiche umfassenden Test felder 7 a und 7 b muß diese Schaltungsanordnung entsprechend ausgebildet werden, deren Ausbildung ist jedoch nicht Ge genstand der vorliegenden Erfindung. Um bei batteriebetrie benen Geräten Strom zu sparen, kann dabei das Messen in der Weise durchgeführt werden, daß erst das eine Testfeld 7 a und daran anschließend das zweite Testfeld 7 b ausgewertet wird.As a result of the different measuring ranges comprising test fields 7 a and 7 b , this circuit arrangement must be designed accordingly, but the design thereof is not the subject of the present invention. In order to save electricity in battery-operated devices, the measurement can be carried out in such a way that only one test field 7 a and then the second test field 7 b is evaluated.

Claims

1. Device for scanning test fields on test strips, in particular of test paper strips, for the determination of liquid parameters with the aid of a light source and a sensor for the luminous flux reflected by the test field, characterized in that the light source ( 12 ) and sensor ( 13 ) are arranged within a cen trical spherical section ( 10 ) which has a flat, outwardly directed measuring surface ( 14 ) for supporting the test field ( 7 ) of the test strip ( 6 ).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the central spherical section ( 10 ) by a central, at least partially parallel to the spherical surfaces ( 11 ) extending light guide ( 20 ) is divided in half, one end ( 24 , 26 ) of which Test field ( 14 ) and its other ends ( 25 , 27 ) are each assigned a sensor ( 13 a , 13 b ) that the light guide ( 20 ) through a non-light-conducting plate ( 22 ) in two mutually identical halves ( 18 a , 18 b ) is divided, and that each half ( 18 a , 18 b ) of the light guide ( 20 ) is assigned a light source ( 12 a , 12 b ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the test field ( 14 ) by means of the sections ( 18 a , 18 b ) of the light guide ( 20 ) is divided into two test fields of the same size.

4. Device according to claims 2 and 3, characterized in that the light guide ( 20 ) consists of two congruent, semicircular spherical surfaces ( 23 ) on pointing plexiglass halves ( 18 a , 18 b ), with their rectilinear surfaces of the plate ( 22nd ) facing and with their spherical surfaces ( 23 ) the spherical surfaces ( 11 ) of the Kugelab section ( 10 ) facing at a distance and on opposite sides in an approximately rectilinear end part ( 24 to 27 ), which pass with their respective end faces form the coupling surfaces for the test field ( 14 ) and the sensors ( 13 a , 13 b ).

5. Device according to claims 1 to 4, ge characterized by their use as scanners device for a blood glucose meter.