DE60204816T2

DE60204816T2 - Bildschirmplättchen für ein abbildendes Messinstrument

Info

Publication number: DE60204816T2
Application number: DE60204816T
Authority: DE
Inventors: Janne Salonen
Original assignee: Wallac Oy
Current assignee: Wallac Oy
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2002-04-29
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: EP1253446A3; US20020164268A1; EP1253446A2; ATE298895T1; FI114740B; DE60204816D1; FI20010881A0; FI20010881A; EP1253446B1; US7524458B2

Description

Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Blendenplatte für ein Imaging-Messinstrument, die hauptsächlich zur Verwendung von Absorptionsmessungen von Proben vorgesehen ist, die sich auf die Gebiete der Biochemie und Medizin beziehen, und die Blendenplatte umfasst

– mindestens eine fluoreszierende oder lichtstreuende Schicht,
– mindestens eine Grundschicht, wie z.B. eine Glasplatte oder Kunststoffplatte, auf der die fluoreszierende oder lichtstreuende Schicht angeordnet ist.

Wenn in einem Absorptionsmessverfahren eine Probe mit sichtbarem Licht oder UV-Licht beleuchtet wird, wird einiges von dem Licht in die Probe absorbiert und einiges davon tritt durch die Probe hindurch. Das durch die Probe hindurchgetretene Licht wird auf einer auf der gegenüberliegenden Seite der Probe relativ zu der Lichtquelle angeordneten Blende empfangen, und somit wird ein Abbild des durch die Probe hindurchgetretenen Lichtfelds auf der Blende ausgebildet. Wenn sichtbares Licht verwendet wird, ist die Blendenplatte normalerweise aus einem streuenden Material hergestellt, oder sie ist eine Glasplatte mit einer Ummantelung eines streuenden Materials auf ihrer Oberfläche. Das somit auf der Blende erzeugte Abbild wird mittels einem Imaging-Messinstrument untersucht, das z.B. in der europäischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 987540 A1 dargestellt ist.
Wenn UV-Licht zum Beleuchten der Probe verwendet wird, tritt eine Absorption von UV-Licht in der Probe auf, so dass das durch die Probe tretende UV-Licht verkehrt proportional zu der Absorption ist, die in verschiedenen Teilen der Probe auftritt. Bevor die Absorption des UV-Lichts unter Verwendung eines Imaging-Messinstruments überprüft werden kann, muss das UV-Licht in sichtbares Licht umgewandelt werden. Das durch die Probe hindurchgetretene UV-Licht kann unter Verwendung einer Blendenplatte sichtbar gemacht werden, die aus einer Wellenlängenumwandlungsplatte besteht, die das einfallende UV-Licht in sichtbares Licht umwandelt. In der Umwandlungsplatte findet mittels Fluoreszenz die Umwandlung von UV-Licht in sichtbares Licht statt. Die Umwandlungsplatte ist eine fluoreszierende Platte oder weist eine fluoreszierende Oberfläche auf, von der das sichtbare Licht weiter gestreut werden kann. Die Intensität des somit erzeugten fluoreszierenden Lichts ist direkt proportional zur Stärke des durch die Probe hindurchgetretenen UV-Lichts. Die Wellenlänge des auf die Umwandlungsplatte einfallenden UV-Lichts beträgt allgemein 250 bis 400 nm und wird über die Fluoreszenz in der Umwandlungsplatte in sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von z.B. 400 bis 800 nm umgewandelt.
STAND DER TECHNIK
Platten zum Streuen von sichtbarem Licht gemäß dem Stand der Technik oder für UV-Licht verwendete Umwandlungsplatten werden normalerweise so hergestellt, dass der Körper der Platte aus einer Glasplatte mit einer an deren Oberfläche angebrachten streuenden oder fluoreszierenden Ummantelung besteht. In einem Imaging-Messinstrument wird die Ummantelung auf die Seite der Platte platziert, die zu der Probe gerichtet ist. Wenn das durch die Probe hindurchgetretene Licht die streuende Oberfläche der streuenden Platte trifft, wird bei diesem Punkt ein Abbild des Lichtstrahls ausgebildet. Entsprechend wird durch die Probe hindurchgetretenes UV-Licht in sichtbares Licht umgewandelt und ein Abbild des Lichtstrahls bei diesem Punkt ausgebildet, wenn dieses eine fluoreszierende Oberfläche trifft. Danach wird das somit auf der Oberfläche der streuenden Platte oder Umwandlungsplatte ausgebildete Abbild mittels eines Imaging-Messinstruments aufgezeichnet.
Jedoch schließen streuende Platten und Umwandlungsplatten nach dem Stand der Technik das Problem ein, dass die durch das Imaging-Messinstrument wahrgenommenen Pixel des Abbilds verwischt werden. Dies ist ein Ergebnis der Tatsache, dass verstreutes Licht oder fluoreszierendes Licht sich nicht nur zu dem Imaging-Messinstrument ausbreitet, sondern ebenfalls seitlich in allen Raumwinkelrichtungen innerhalb der Glasplatte von diesem Punkt reflektiert oder gestreut wird. Somit werden zumindest einige der in schräge seitliche Richtungen voranschreitende Lichtstrahlen von der gegenüberliegenden Oberfläche der Glasplatte zurück zu der streuenden oder fluoreszierenden Ummantelung reflektiert, von wo es weiter in allen Raumwinkelrichtungen zurück reflektiert oder gestreut wird. Eine derartige Reflexion oder Streuung schreitet wiederholt auftretend voran, und bildet somit eine Vielzahl an Geisterbildern um das ursprüngliche Lichtpixel ab, die das Abbild des ursprünglichen Lichtpixels verwischen.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Blendenplatte zu erreichen, welche die oben beschriebenen Nachteile nicht einschließt.
CHARAKTERISTISCHE MERKMALE DER ERFINDUNG
Die Blendenplatte der Erfindung ist durch die angehängten Ansprüche definiert.
Gemäß der Erfindung ist der Grad der durch die verdunkelte Glasplatte oder eine andere äquivalente Platte erzeugten Abschwächung konstruiert, so zu sein, dass von einem auf die streuende oder fluoreszierende Oberfläche einfallenden Lichtstrahl nur Lichtstrahlen mit einem ausreichenden Intensitätsgrad durchtreten können, die auf dem kürzesten Weg zu dem Imaging-Messinstrument, d.h. in eine Richtung rechtwinklig zu der Oberfläche der Glasplatte, voranschreiten, während innerhalb der Glasplatte seitlich reflektierte oder gestreute Lichtstrahlen wirkungsvoll abgeschwächt werden, da diese durch eine vielfachen Abstand innerhalb der Glasplatte gehen müssen, da sie von der gegenüberliegenden Fläche der Glasplatte reflektiert werden. Die Abschwächung ist desto wirkungsvoller, um so mehr der reflektierte oder gestreute Lichtstrahl von der Richtung rechtwinklig zu der Oberfläche der Glasplatte abweicht. Deswegen werden keine Geisterbilder erzeugt, welche die Schärfe des Lichtpixels reduzieren, wenn eine Blendenplatte gemäß der Erfindung verwendet wird.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
In einer bevorzugten Ausführungsform der streuenden Platte umfasst die Blendenplatte

– eine aus einem Licht absorbierenden Material, wie z.B. grauem Glas oder grauem Kunststoff hergestellte Grundplatte, die einen Lichtdurchlässigkeitskoeffizienten unter 10% aufweist
– und eine Oberflächenschicht, die aus einem Material hergestellt ist, das sowohl fluoreszierende als auch lichtstreuende Eigenschaften aufweist, die geeignet sind für Absorptionsmessungen unter Verwendung von Licht mit einer Wellenlänge von 250 bis 800 nm.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der streuenden Platte ist die Grundplatte der Blendenplatte aus einem grauen Glas oder einem grauen Kunststoff hergestellt, der einen Lichtdurchlässigkeitskoeffizienten von unter 10% aufweisen, und die Oberflächenschicht ist aus einem fluoreszierenden Material gemacht, das für Absorptionsmessungen unter Verwendung von UV-Licht mit einer Wellenlänge von 250 bis 400 nm geeignet ist.
In einer dritten bevorzugten Ausführungsform der streuenden Platte ist die Grundplatte der Blendenplatte aus grauem Glas oder grauem Kunststoff mit einem Lichtdurchlässigkeitskoeffizienten unter 10% hergestellt, und die Oberflächenschicht ist aus einem lichtstreuenden Material hergestellt, das für Absorptionsmessungen unter Verwendung von sichtbarem Licht mit einer Wellenlänge von 400 bis 800 nm geeignet ist.
In einer vierten bevorzugten Ausführungsform der streuenden Platte ist

– die Grundplatte der Blendenplatte aus einem grauen Glas oder aus grauem Kunststoff mit einem Lichtdurchlässigkeitskoeffizienten unter 10% hergestellt,
– die Grundplatte mit einer zweischichtigen Oberflächenschicht bereitgestellt, welche die erste Schicht umfasst, die aus fluoreszierendem Material hergestellt ist, das geeignet ist für Absorptionsmessungen unter Verwendung von UV-Licht mit einer Wellenlänge von 250 bis 400 nm, und die zweite Schicht aus einem lichtstreuenden Material hergestellt ist, das geeignet ist für Absorptionsmessungen unter Verwendung von sichtbarem Licht mit einer Wellenlänge von 400 bis 800 nm.

In einer fünften bevorzugten Ausführungsform der streuenden Platte,

– dass die Grundplatte der Blendenplatte aus einem grauen Glas oder aus grauem Kunststoff mit einem Lichtdurchlässigkeitskoeffizienten unter 10%,
– eine Seite der Grundplatte mit einer Oberflächenschicht bereitgestellt ist, die aus einem fluoreszierenden und/oder lichtstreuenden Material hergestellt ist,
– und dass die gegenüberliegende Seite der Grundplatte mit einem die Reflexion von Licht verhindernden Film bereit gestellt ist.

In einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der streuenden Platte ist die Grundplatte der Blendenplatte aus verdunkeltem Glas oder Kunststoff, wie z.B. grauem Glas oder grauem Kunststoff, hergestellt, die einen Lichtdurchlässigkeitskoeffizienten von bevorzugt unter 1% aufweisen.
BEISPIELE VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im folgenden wird die Erfindung ausführlich Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, worin
LISTE DER ZEICHNUNGEN
1 einen Querschnitt einer Blendenplatte darstellt, die für Absorptionsmessungen verwendet wird.
2 der 1 entspricht und eine zweite Ausführungsform der Blendenplatte darstellt.
3 der 1 entspricht und eine dritte Ausführungsform der Blendenplatte darstellt.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt eine Querschnittsansicht einer Blendenplatte 10 gemäß der Erfindung zur Verwendung bei der Absorptionsmessung dar. Der Körper der Blendenplatte besteht aus einer aus einem absorbierenden Material hergestellten Platte 11, wie z.B. verdunkeltem oder gefärbtem Glas oder Kunststoff, und weist auf ihrer Oberfläche eine Oberflächenschicht 12 auf. Gemäß der Erfindung ist die Platte 11 bevorzugt aus grauem Glas hergestellt, das dieses durch Voranschreiten des Lichts wirkungsvoll absorbiert. Die Oberflächenschicht 12 ist für sichtbares Licht aus einem streuenden Material oder für UV-Licht aus einem fluoreszierenden Material hergestellt. Eine fluoreszierende Oberflächenschicht kann gleichzeitig streuende Eigenschaften aufweisen. Durch das Auswählen der Eigenschaften der Oberflächenschicht kann die gleiche Blendenplatte der Erfindung sowohl für Absorptionsmessungen mit sichtbarem Licht als auch für Absorptionsmessungen mit UV-Licht verwendet werden.
In der in 1 als Beispiel dargestellten Situation ist ein Lichtstrahl R auf einen Punkt S₁ in der Oberflächenschicht 12 gefallen, die auf der Oberfläche der Blendenplatte 10 bereit gestellt ist, der durch die Probe hindurchgetreten ist. Falls das auf den Punkt S₁ gefallene Licht sichtbares Licht ist, wird das sichtbare Licht sich von diesem Punkt S₁ der streuenden Oberflächenschicht 12 innerhalb der Platte 11 in verschiedene Richtungen streuen. Entsprechend wird sich in diesem Fall fluoreszierendes Licht in unterschiedliche Richtungen innerhalb der Platte 11 von dem Punkt S₁ der fluoreszierenden Oberflächenschicht 12 streuen, falls das den Punkt S₁ erreichende Licht UV-Licht ist. In 1 sind diese innerhalb der Platte 11 voranschreitenden Lichtstrahlen diagrammatisch durch in verschiedene Richtungen zeigende Pfeile bezeichnet.
Falls in einem Beispiel in 1 die Platte 11 aus klarem Glas hergestellt ist, wie es bei Blendenplatten gemäß dem Stand der Technik der Fall ist, würden die sich von dem Punkt S₁ in unterschiedliche Richtungen streuenden Lichtstrahlen unbehindert in alle Richtungen innerhalb der Glasplatte 11 voranschreiten. 1 stellt ein Beispiel eines Lichtstrahls dar, der innerhalb einer klaren Glasplatte 11 von Punkt S₁ schräg zu Punkt P₁ auf der gegenüberliegenden Oberflächen 13 der Platte voranschreitet. Der Teil R₁ des Lichtstrahls schreitet nun weiter aus der Glasplatte 11 voran, während ein Teil davon zurück zu der streuenden Oberfläche 12 reflektiert wird. In 1 trifft dieser letztere Lichtstrahl die streuende Oberfläche 12 bei einem Punkt S₂, von dem der Lichtstrahl wieder gestreut wird und ein Teil von diesem zu dem Punkt P₂ reflektiert wird. Bei diesem Punkt wird die gleiche Situation wie bei Punkt P₁ wiederholt, mit anderen Worten schreitet Teil R₂ des Lichtstrahls aus der Glasplatte 11 voran, während ein Teil davon zu der streuenden Oberfläche 12 zurück reflektiert wird, und bei Punkt S₃ auf diese fällt. Somit addiert jede zusätzliche Reflexion des Lichtstrahls R die Anzahl von Lichtstrahlen R₁, R₂ usw., die aus der Glasplatte 11 herauskommen.
1 zeigt grob, dass, falls eine klare Glasplatte 11 verwendet wird, und die Reflexionen innerhalb der Glasplatte unbehindert in schräge seitliche Richtungen voranschreiten können, dann ebenfalls zusätzlich zu dem Hauptlichtstrahl R eine große Anzahl von zusätzlichen Lichtstrahlen R₁, R₂ usw. vorhanden sein werden, die aus der Glasplatte 11 herauskommen, und diese werden als zahlreiche Geisterbilder wahrgenommen. Es ist offensichtlich, dass die Geisterbilder das auf dem Imaging-Messinstrument zu sehende Bild des Lichtstrahls R im Wesentlichen mehr verwischt darstellen.
Falls die Platte 11 in 1 im Gegenzug, eine Platte aus einem Material ist, das wirkungsvoll Lichtabsorptionseigenschaften aufweist, wie z.B. graues oder gefärbtes Glas oder Kunststoff, wie durch die Erfindung vorgesehen ist, dann werden nur die Lichtstrahlen R aus der Platte heraustreten, die rechtwinklig auf dem kürzesten Weg durch die Platte treten. Alle anderen Lichtstrahlen, d.h. alle Reflexionen in seitliche Richtungen als auch Lichtstrahlen, die in unterschiedliche Richtungen gestreut werden, werden wirkungsvoll innerhalb der Platte 11 aus grauem Glas abgeschwächt. Um jegliche schwache Reflexionen, die verbleiben mögen, auszuschließen, ist die Oberfläche gegenüber der streuenden Oberfläche 12 der Platte 11 zusätzlich mit einem Antireflexionsfilm 13 bereit gestellt. Es ist offensichtlich, dass in diesem Fall keine Geisterbilder erscheinen werden und dass der Lichtstrahl R als klares und scharfes Bild auf dem Imaging-Messinstrument zu sehen sein wird.
2 stellt eine Blendenplatte 10 dar, die eine streuende Oberflächenschicht aufweist, die verglichen mit 1, auf deren gegenüberliegender Seite angeordnet ist, während die andere Oberfläche der grauen Glasplatte 11 mit einem Antireflexionsfilm 14 bereit gestellt ist. In dieser Ausführungsform werden ebenfalls keine unerwünschten Geisterbilder aus dem Inneren der grauen Glasplatte 11 heraustreten, aber eine derart angeordnete streuende Oberflächenschicht 12 kann die Schärfe des auf dem Imaging-Messinstrument zu sehenden Abbilds geringfügig reduzieren.
3 stellt eine Ausführungsform dar, die keinerlei streuende Oberflächenschicht aufweist. Statt dessen sind die zwei gegenüberliegenden Flächen der grauen Glasplatte 11 jeweils mit einem Antireflexionsfilm 13 und 14 bereit gestellt. Diese Ausführungsform ist nicht für UV-Licht geeignet, aber in bestimmten Absorptionsmessanwendungen mit sichtbarem Licht ausreichend.

Claims

Blendenplatte (10) eines Imaging-Messinstruments für Absorptionsmessungen mit Hilfe von Licht einer Wellenlänge von 250–800 nm von Proben im Bereich der Biochemie und Medizin, bestehend aus – mindestens einer fluoreszierenden oder Licht streuenden Schicht (12) – mindestens einer Grundplatte (11), wie z.B. einer Glas- oder Kunststoffplatte, auf welcher die fluoreszierende oder Licht streuende Schicht (12) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Grundplatte (11) der Blendenplatte (10) aus einem Licht absorbierenden Material besteht, das einen so geringen Lichtdurchlässigkeitskoeffizienten hat, dass lediglich diejenigen Lichtstrahlen durch die besagte Grundplattenschicht dringen, die von der fluoreszierenden oder Licht streuenden Schicht (12) kommen und im wesentlichen senkrecht zur Grundplatte verlaufen, – die Grundplatte (11) aus dunkel getöntem Glas oder Kunststoff, wie z.B. grauem Glas oder Kunststoff besteht, das eine Lichtdurchlässigkeit von unter 10% aufweist.
Blendenplatte (10) nach Anspruch 1, bestehend aus einer Oberflächenschicht (12) aus einem Material, das sowohl Fluoreszenz- als auch Lichtstreueigenschaften aufweist, die sich für Absorptionsmessungen mit Hilfe von Licht einer Wellenlänge von 250–800 nm eignen.
Blendenplatte (10) nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenschicht (12) aus fluoreszierendem Material besteht, das sich für Absorptionsmessungen mit Hilfe von UV-Licht einer Wellenlänge von 250–400 nm eignet.
Blendenplatte (10) nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenschicht (12) aus lichtstreuendem Material besteht, das sich für Absorptionsmessungen mit Hilfe von sichtbarem Licht einer Wellenlänge von 400–800 nm eignet.
Blendenplatte (10) nach Anspruch 1, wobei die Grundplatte (11) mit einer zweilagigen Oberflächenschicht (12) versehen ist, deren erste Lage aus einem für Absorptionsmessungen mit Hilfe von UV-Licht einer Wellenlänge von 250–400 nm geeigneten Material und die zweite Lage aus einem für Absorptionsmessungen mit Hilfe von sichtbarem Licht einer Wellenlänge von 250–800 nm geeigneten Material besteht.
Blendenplatte (10) nach Anspruch 1, wobei eine Seite der Grundplatte (11) mit einer Oberflächenschicht (12) aus fluoreszierendem und/oder Licht streuenden Material versehen ist, und die entgegengesetzte Seite der Grundplatte (11) zur Unterbindung von Lichtreflexionen mit einer Folie (13) versehen ist.
Blendenplatte (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Grundplatte (11) der Blendenplatte (10) aus dunkel getöntem Glas oder Kunststoff, wie z.B. grauem Glas oder Kunststoff besteht, das eine Lichtdurchlässigkeit von unter 1% aufweist.