DE60320355T2 - Lesekopf für diffuse Reflektion - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Blutüberwachungsvorrichtungen mit einigen mit Glucoseüberwachungssystemen verwandten Ausführungsformen. Spezielle Ausführungsformen betreffen eine Vorrichtung zur diffusen Reflexion zur Verwendung in einem Glucoseüberwachungssystem.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Es ist oftmals notwendig, rasch eine Blutprobe zu entnehmen und eine Analyse der Blutprobe durchzuführen. Ein Beispiel, in dem ein Bedarf an der Entnahme einer Blutprobe in Verbindung mit einem Blutglucose-Überwachungssystem besteht, ist jenes, in dem ein Benutzer das System oft verwenden muss, um seine Blutglucosewerte zu überprüfen.
  • Für jene, die unter unregelmäßigen Blutglucose-Konzentrationswerten leiden, ist es aus medizinischer Sicht notwendig, ihre Blutglucose-Konzentrationswerte regelmäßig selbst zu überprüfen. Ein unregelmäßiger Blutglucosewert kann aus verschiedenen Gründen, beispielsweise Krankheiten, wie etwa Diabetes, entstehen. Der Zweck der Überwachung der Blutglucose-Konzentrationswerte ist die Bestimmung der Blutglucose-Konzentrationswerte und die anschließende Durchführung von Korrekturmaßnahmen auf Basis des Messergebnisses, wenn der Wert zu hoch oder zu niedrig ist, um den Wert wieder zurück in einen normalen Bereich zu bringen. Werden keine Korrekturmaßnahmen durchgeführt, so kann dies schwerwiegende Folgen haben. Wenn die Blutglucosewerte zu stark abfallen – ein Zustand, der als Hypoglykämie bekannt ist – kann eine Person nervös, zittrig und verwirrt werden. Das Urteilsvermögen dieser Person wird beeinträchtigt und diese Person kann schließlich das Be wusstsein verlieren. Eine Person kann ebenfalls sehr krank werden, wenn die Blutglucosewerte dieser Person zu hoch werden – ein Zustand, der als Hyperglykämie bekannt ist. Beide Zustände, Hypoglykämie und Hyperglykämie, sind potentiell lebensbedrohliche Notfälle. Daher ist das Erhalten genauer Testergebnisse äußerst wichtig.
  • Ein Verfahren zur Überwachung des Blutglucosewerts einer Person wird mithilfe tragbarer Blutglucose-Testgeräte durchgeführt. Die Eigenschaft der Tragbarkeit dieser Geräte ermöglicht es dem Benutzer, seinen Blutglucosewert bequem überall dort zu messen, wo er sich gerade aufhält. Zur Überprüfung des Blutglucosewerts wird ein Blutstropfen vom Benutzer, beispielsweise aus der Fingerspitze, unter Verwendung einer Lanzettenvorrichtung entnommen. Sobald die nötige Blutmenge aus der Fingerspitze hervorgetreten ist, wird das Blut unter Verwendung des Blutglucose-Testgeräts abgenommen. Das Blut wird ins Innere des Testgeräts gesaugt, welches dann die Konzentration der Glucose im Blut bestimmt. Die Ergebnisse des Tests werden dem Benutzer durch eine Anzeige auf dem Testgerät mitgeteilt. Eine detaillierte Erläuterung über Lanzettenvorrichtungen findet sich im US-Patent Nr. 6.152.942 .
  • Mit optischen Geräten zum Ablesen kolorimetrischer Reaktionen assoziierte Nachteile beinhalten Größe, geringer Signaldurchsatz und Präzisionsfehler, die zum Teil aufgrund der Empfindlichkeit optischer Komponenten in Bezug auf die mechanische Ausrichtung (oder Fehl-Ausrichtung) hervorgerufen werden. Diese Probleme werden weiter verschlimmert, wenn für die optischen Geräte das Ablesen von Messergebnissen bei mehr als einer Wellenlänge oder bei mehreren Wellenlängen nötig ist. Das Bereitstellen mehrerer Wellenlängen verschlimmert diese Probleme, da Vorrichtungen gemäß Stand der Technik das Licht jeder Wellenlänge mit einem unterschiedlichen Lichtelement, beispielsweise einer Leuchtdiode, erzeugen. Jede der Leuchtdioden kann nicht linear oder identisch mit der Probe ausgerichtet werden. Dies führt dazu, dass Licht aus jeder der Leuchtdioden eine unterschiedliche Intensität und unterschiedliche Intensitätsverteilung in der Probe aufweist.
  • Viele Glucoseüberwachungssysteme bestimmen die Konzentration von Glucose in der Blutprobe, in dem die diffuse Reflexion von einem Reagens gemessen wird. Das Reagens hat eine Farbveränderung, die proportional zur Glucosekonzentration im Blut ist. Im Allgemeinen ist die diffuse Reflexion das bevorzugte Verfahren zum Ablesen der Farbveränderung des Reagens. Zusätzliche Hintergrundinformationen in Bezug auf kolorimetrische Testverfahren und diffuse Lichtreflexion finden sich in den US-Patenten Nr. 5.723.284 , 6.181.41781 , 5.518.689 , 5.611.999 .
  • US-Dokument Nr. 5.866.349 beschreibt ein Photometer zum Messen der Glucosemenge im Blut in Transmission. Dieses Photometer umfasst zwei LEDs mit unterschiedlichen Wellenlängen, deren Strahlen durch einen Strahlungsteiler gekoppelt und in Richtung der Probe geleitet werden.
  • US-5.518.689 offenbart einen Lesekopf für diffuse Lichtreflexion. Der Lesekopf verwendet eine verbesserte Leuchtdiode, die einen stärker gebündelten Lichtstrahl um deren Strahlachse auf das Reagenstestpad bereitstellt. Das Reagenstest-Kissen wird auf einer Streifenführung in einem Winkel α von 5 Grad in Bezug auf die Senkrechte zur Strahlachse gehalten. Es wurde festgestellt, dass, wenn α zwischen 3 und 8 Grad beträgt, die gerichtete Reflexion relativ zur geringen Reduktion des durch den Sensor empfangenen reflektierten Lichts erheblich verringert wird. Das diffuse, reflektierte Licht bewegt sich zum Sensor, indem es durch ein treppenförmiges, optisches Ablenkelement in einem Winkel von 45 Grad zur Normalen der Strahlachse hindurchtritt. Die Stufen dieser Treppe definieren jeweils zueinander einen Winkel von 90 Grad.
  • Aktuelle Verfahren zum Ablesen diffuser Reflexion verwenden LEDs als monochromatische Beleuchtungsquelle. Das Problem bei Verwendung einer LED ist, dass eine übliche Mittenwellenlängen-Toleranz von plus oder minus 20 nm eine Schwankung in der diffusen Reflexion hervorruft. Die Schwankung in der Wellenlänge rund um die Mittenwellenlänge wird bewirken, dass die Reagensfarbe um eine Reflexion entsprechend der Mittenwellenlänge der LED schwankt. Diese Reflexionsschwankung führt zu einem Fehler in der Glucosekonzentration. Ein Fehler im Glucosekonzentrationswert kann dazu führen, dass der Benutzer zu viel oder zu wenig Medizin nimmt oder gar keine Medizin nimmt, was möglicherweise zu einem Herzinfarkt, Koma oder sogar zum Tod führt. Das Erhalten präziser Glucosekonzentrationswerte in einer Blutprobe ist daher äußerst wichtig.
  • Eine Kategorie der diffusen Reflexion ist die diffuse Reflexion für zwei Wellenlängen. Aktuelle Realisierungsmöglichkeiten für diffuse Reflexionsleseköpfe für zwei Wellenlängen verwenden koaxiale Probenbeleuchtung von LEDs bei zwei verschiedenen Wellenlängen. Die koaxiale Beleuchtung der Probe durch die zwei LEDs wird üblicherweise mit einem Strahlenteiler durchgeführt. Ein weiteres Verfahren ist die Beleuchtung der Probe mit beiden LEDs, die 15 Grad gegenüber der normalen optischen Achse der Probe geneigt sind.
  • Ein Verfahren zur Reduktion der Reflexionsschwankung aufgrund der Toleranz der LED ist das Sortieren der LEDs in Übereinstimmung mit festen Mittenwellenlängen-Toleranzen, um die Spektralfehler zu verringern. Solche Sortiervorgänge können die Kosten von LEDs um bis 15-Mal höher als deren nominelle Kosten ansteigen lassen. Eine kostengünstige Alternative zur Reduktion des Spektralfehler, die durch die LED-Mittenlängewellenschwankung hervorgerufen wird, wird hierin gelehrt. Ein Verfahren zum koaxialen Beleuchten der zu analysierenden Probe wird ebenfalls hierin gelehrt. Zusätzliche Vorteile in Bezug auf Beleuchtung, Detektion und Blutüberwachung werden für Fachleute auf diesem Gebiet im Allgemeinen anhand der hierin ausgeführten Erläuterungen ersichtlich.
  • ZIEL DER ERFINDUNG
  • Ein Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Blutüberwachungssystems. Ein weiteres Ziel ist die Reduktion von Kosten der zu einer Blutüberwachungsvorrichtung zugehörigen Komponenten und im Besonderen einer Glucoseüberwachungsvorrichtung.
  • Ein Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung verbesserter Genauigkeit und Präzision in Bezug auf die Ergebnisse der Überwachungssysteme. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung verbesserter Ergebnisse unter Verwendung von koaxialer Beleuchtung mithilfe von zwei Wellenlängen.
  • Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Überprüfung der Schwankung der Mittenwellenlängen der Beleuchtung.
  • Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung diffuser Reflexionsanalyse unter Verwendung einer relativ schmalen Bandbreitenbeleuchtung von üblichen Standard-LEDs mit einer üblichen Mittenwellenlängen-Toleranz, wobei die schmale Bandbreite weniger als die Schwankung der LEDs ist. Ein weiteres Ziel ist die Steuerung der Mittenwellenlänge mit einer LED-, Filter- und Strahlenteiler-Kombination.
  • Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung einer Verbesserung zur Reduktion internen Streulichts, das in einen aktiven Detektorbereich eines Detektors für diffuse Reflexion eintritt.
  • Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung einer verbesserten monochromatischen Beleuchtungsquelle.
  • Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung präziserer Ergebnisse der Analyse auf Basis der Lichtbeleuchtung und anderer Verfahren.
  • Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines verbesserten Lesekopfs zur Verwendung in einem diffusen Reflexionssystem.
  • Weitere Ziele und Vorteile werden durchschnittlichen Fachleuten auf diesem Gebiet aus den hierin ausgeführten Erläuterungen ersichtlich.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft einen Lesekopf wie in Anspruch 1 definiert. Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind durch die anhängigen Ansprüche definiert.
  • Ferner wird die Filtertoleranz für einige Anwendungen so ausgewählt, dass sie geringer als die mit der ersten LED verbundene erste Toleranz ist. Der ausgewählte Bandpassfilter umfasst im Vergleich zu einer mit der ersten LED verbundenen Bandbreite einen relativ schmalen Bandpass.
  • Für einige Anwendungen wird die Filtertoleranz so ausgewählt, dass sie in etwa einer Hälfte der Beleuchtungstoleranz entspricht, wobei die Filtermittenwellenlänge so ausgewählt wird, dass sie in etwa der Beleuchtungsmittenwellenlänge minus der Beleuchtungstoleranz entspricht.
  • Der Lesekopf umfasst ferner eine Fläche, die eine Ausgangsöffnung definiert, durch die die koaxiale Beleuchtung hindurchtritt. Eine Probenöffnung ist in einem vorbestimmten Abstand von der Fläche beabstandet und zur Beleuchtung durch die koaxiale Beleuchtung positioniert. Wenn sich eine Probe auf der Probenöffnung befindet, wird die Probe die koaxiale Beleuchtung reflektieren.
  • Ein Detektor ist zur Aufnahme zumindest eines Abschnitts der diffusen, koaxialen Reflexionsbeleuchtung angeordnet. In einigen Anwendungen ist eine Linse über der Detektionsöffnung positioniert, um Licht auf einen aktiven Bereich des Detektors zu fokussieren.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Lesekopf, der von einer Probenöffnung beabstandet angeordnet ist.
  • 2 zeigt eine Seitenansicht des Lesekopfs und der Probenöffnung von 1.
  • 3 bis 5 sind graphische Darstellungen von 700 nm-LED und von 680 nm-Bandpassfilterspektren.
  • 6 zeigt eine Draufsicht auf eine 700 nm-LED zur Beleuchtung eines dichroitischen Filters.
  • 7 zeigt einen Detektor, der mit dem Reflexionswinkel von 45 Grad ausgerichtet ist.
  • 8 zeigt Lichtstrahlen, die von einem herkömmlichen, geformten Lesekopfgehäuse mit Stufen mit Winkeln von 90 Grad reflektiert werden.
  • 9 zeigt Lichtstrahlen, die von einem modifizierten, geformten Lesekopfgehäuse mit Stufen mit Winkeln von 100 Grad reflektiert werden.
  • BESCHREIBUNG DER ANSCHAULICHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 und 2 zeigen eine Drauf- bzw. eine Seitenansicht eines Lesekopfs 10. Insbesondere der veranschaulichte Lesekopf ist ein Lesekopf für diffuse Reflexion mit 2-Wellenlängen. 1 zeigt ein Gehäuse 11, das eine zweite horizontale LED 12 trägt, welche eine Mittenwellenlänge von 940 nm hat. Eine erste vertikale LED 14 mit einer Mittenwellenlänge von 700 nm wird im Gehäuse 11 im rechten Winkel zur zweiten LED 12 getragen. In 2 ist ein Teil der ersten LED 14 der besseren Übersichtlichkeit wegen weggeschnitten. Fachleute auf diesem Gebiet werden verstehen, dass die hierin ausgeführten Offenbarungen nicht auf spezifische Wellenlängen oder LED-Größen beschränkt sind. Ein dichroitischer Strahlungsteiler 16 ist relativ zur zweiten LED 12 und zur ersten LED 14 angeordnet, um die koaxiale Beleuchtung einer Probe 17 durch die beiden LEDs bereitzustellen.
  • Eine Fläche 18 definiert eine Ausgangsöffnung 19, durch die die koaxiale Beleuchtung hindurchtritt. Ein 0,20 mm dickes Polycarbonatfenster 20 befindet sich über der Fläche 18 des Lesekopfs 10, um die Kontamination des Lesekopfs zu verhindern.
  • Ein Überwachungssystem 21 umfasst eine Probenöffnung 22, die um 5 Grad gegenüber der Normale geneigt ist, um gerichtete Reflexionen der Probe daran zu hindern, einen Detektor 24 zu erreichen. In 1 ist ein Teil des Detektors 24 der besseren Darstellung des Strahlungsteilers 16 wegen weggeschnitten. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich eine Probe 17 mit einem Durchmesser von 4,57 mm über einer ovalen Probenöffnung 22 von 3,81 mm × 4,32 mm. Die Probe 17 befindet sich 3,175 mm vom Lesekopf 10 entfernt. Die Ausgangsöffnung ist größenmäßig so ausgebildet, dass sie einen Strahl mit einem Durchmesser von 3,300 mm an der Probe erzeugt.
  • Der Detektor 24 in einer bevorzugten Ausführungsform ist ein monolithischer Detektor/Verstärker TAGS LS250, der sich senkrecht zur 45 Grad-Reflexionsachse befindet. Der Detektor 24 umfasst einen aktiven Bereich (nicht abgebildet) etwa 1,50 mm im Quadrat. Ein Abschnitt des diffusen Reflexionslichts tritt durch eine Detektionsöffnung 28 hindurch, die auch 1,5 mm im Quadrat hat und in einem Winkel von 45 Grad angeordnet ist. Ein herkömmliches TAOS-Paket umfasst eine geformte Linse 26, die stromabwärts der Detektoröffnung 28 angeordnet ist, um das einfallende Licht auf den aktiven Bereich des Detektors 24 zu fokussieren. Üblicherweise umfasst das Lesekopfgehäuse einen Lichtstreuungsabschnitt 30, der stromaufwärts von der Detektionsöffnung 28 angeordnet ist. Der Lichtstreuungsabschnitt umfasst eine Vielzahl an Stufen 32, die an hinteren rechten Winkeln ausgebildet sind.
  • 3, 4 und 5 zeigen das Spektrum der ersten LED, umfassend eine Mittelwellenlänge von 700 nm mit einer Toleranz von 20 nm. Die erste LED hat eine Bandbreite von etwa 100 nm. Für die zweite LED werden die gleichen typischen Charakteristika angenommen, außer, dass die Mittenwellenlänge der zweiten LED bei 940 nm angeordnet ist. Fachleute auf diesem Gebiet werden erkennen, dass das obere Spektrum der ersten LED bei 820 nm abfällt und das untere Spektrum der zweiten LED ebenfalls bei 820 nm abfällt. Trotz einer Trennung von 240 nm zwischen den Mittenwellenlängen ist eine potentielle Überlappung im Strahl vorhanden, welche die koaxiale Beleuchtung, die aus erster LED und zweiter LED ausgebildet ist, umfasst.
  • Zur Vermeidung der Überlappung zwischen den Strahlen aus erster LED und zweiter LED wird ein Bandpassfilter mit dem Strahlenteiler verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bandpassfilter ein Zweifarbenfilter, der einstückig mit dem Strahlenteiler vorliegt. Der Strahlenteiler ist daher vorzugsweise ein dichroitischer Strahlungsteiler 16. Andere Strahlungsteiler- und Bandpassfilterkombinationen werden – in Übereinstimmung mit den hierin ausgeführten Erläuterungen – für durchschnittliche Fachleute auf diesem Gebiet ersichtlich.
  • 35 zeigen die Verwendung eines Halbwertsbreiten-Bandpassfilters von 25 nm für den Strahlenteiler 16. Die Filter-Mittenwellenlänge ist auf 680 nm eingestellt. Die in den 3 bis 5 verwendete Filtertoleranz beträgt 10 nm. Die Mittenwellenlängen-Toleranz von 10 nm ist üblicherweise zu niedrigen Kosten erhältlich. Durch die Überprüfung der 3 bis 5 bei Halbwertsbreite (FWHM) ist ersichtlich, dass – unter Bezug auf 3 – nur geringe Abweichungen in den Mittenwellenlängen-Charakteristika des gefilterten LED-Lichts von 700 nm mit plus oder minus einer LED-Mittenwellenlängeverschiebung von 20 nm vorhanden sind. Auf ähnliche Weise zeigen 4 und 5 eine Abweichung von plus oder minus 20 nm der Mittenwellenlänge der LED-Spektren mit der Bandpassfilter-Mittenwellenlänge von 680 nm plus oder minus 10 nm.
  • Die einzige Bedingung, welche die gefilterte Mittenwellenlänge erheblich verändert, besteht dann, wenn die LED-Mittenwellenlänge bei 700 nm plus 20 nm ist und die Filter-Mittenwellenlänge bei 680 nm minus 10 nm ist. Diese Bedingung zwingt die kombinierte Mittenwellenlänge in Richtung einer Nominale von 680 nm. Daher werden die großen Mittenwellenlängen-Abweichungen plus oder minus 20 nm die Spektrenausgabe des Teilers 16 nicht erheblich ändern.
  • 6 zeigt Strahlen 31 außerhalb der Bandbreite, die durch den Teiler 16 blockiert werden, während die Strahlen 14R innerhalb der Bandbreite durch den Teiler 16 hindurchtreten. Alle Strahlen mit 940 nm 12R, die mit der zweiten LED assoziiert werden, werden vom Bandpassfilter 16 reflektiert, um die Probenöffnung 22 und somit die Probe zu beleuchten. Die beiden Sätze der Strahlen 14R und 12R werden kom biniert, um die Probenöffnung 22 zu beleuchten. Der Detektor 24 ist der besseren Übersichtlichkeit wegen entfernt.
  • Die Verwendung einer Kombination aus Strahlenteiler und Bandpassfilter, beispielsweise ein dichroitischer Filter, führt zu erheblichen Kosteneinsparungen. Beispielsweise beträgt die Kostendifferenz zwischen einer herkömmlichen T1-LED mit 680 nm mit einer spezifischen Bandbreite (Shinkoh Electronics Corporation, QDI KL724-680) und einer T1-LED mit 700 nm (Lite-On Inc., LTL-4212) etwa $ 4,00,-. Eine Kostenschätzung des dichroitischen Filters (Strahlungsteiler) ist $ 1,09,- (OCLI Inc.), eine Kosteneinsparung von etwa $ 3,00 könnte mit einer LED mit 700 nm in einer Bandpassfilterkombination realisiert werden. Die Kosten des TAGS-Detektors betragen $ 1,02,- (bei 50 k/Jahr). Die neue Lesekopfkonstruktion stellt einen diffusen Reflexionslesekopf mit zwei Wellenlängen bei geringen Kosten bereit. Aktuelle Komponenten kosten etwa $ 11,00,-, während der Lesekopf gemäß den Erläuterungen etwa $ 3,00,- bis $ 4,00,- kostet.
  • 6 und 7 zeigen die T1-LED mit 700 nm, welche den dichroitischen Bandpassfilter 16 von 680 nm beleuchtet. Die Spektrenreflexionen der Probe werden vom aktiven Bereich des Detektors 24 weggeleitet oder vor dem Erreichen des aktiven Detektorbereichs durch Stufen 32 innerhalb des Lichtstreuungsabschnitts 30 blockiert.
  • Der Filter lässt eine 25 nm-Bandbreite an Licht bei einer Mittenwellenlänge von 680 nm plus und minus 5 nm durch, also 650 nm bis 710 nm. Ein gefiltertes Licht tritt durch eine Ausgangsöffnung 19 mit einem Durchmesser von 2 mm hindurch. Und das T1-LED-Ausgangssignal von 940 nm wird vom dichroitischen Strahlungsteiler 16 wegreflektiert und tritt durch die Ausgangsöffnung 19 mit einem Durchmesser von 2 mm hindurch. Zusammen beleuchten die LEDs 12 und 14 die Probe mit einem koaxialen Strahl 33 mit einem Durchmesser von 3,3 mm.
  • Zwei Lesekopfgehäuse (11, 11'), in 8 und 9 gezeigt, wurden mit den Lichtstreuungsstufen 32 in einem Winkel von 90 Grad (Bezugszeichen 34) und einem Winkel von 100 Grad (Bezugszeichen 36) ausgebildet. Aus Gründen der Einfachheit sowie zur Minimierung der Testvariablen wurde eine LED 14 verwendet; ein Filter und eine zweite LED waren nicht Teil des Winkel-Stufen-Tests. Die Stufen sind so gestaltet, um gerichtete Reflexionen von der Probe daran zu hindern, den aktiven Detektionsbereich 26 zu erreichen, was das interne Streulicht (also das nicht diffuse Licht) reduziert. Die Stufe 34 von 90 Grad reflektiert eher einen gerichteten Strahl 38 zurück in die Probenöffnung 22, wo der Strahl 38' zurück auf den aktiven Detektionsbereich 26 reflektiert werden kann. Ein gerichteter Strahl 40, der von einer Stufe 36 mit einem Winkel von 100 Grad wegreflektiert wird, wird von der Probenöffnung 22 weggeleitet und erreicht daher nach dem Wegreflektieren von der Öffnung 22 den aktiven Detektorbereich 26 mit geringerer Wahrscheinlichkeit. Beim Ausbilden wurde die Reflexion von einer Spiegelprobe gemessen, um die interne, gerichtete Lichtabweisung zu bestimmen. Der Lesekopf mit einer Stufe 34 in einem Winkel von 90 Grad hatte eine Spiegelreflexion von 0,17%, während die Stufe 36 von 100 Grad eine Spiegelreflexion von 0,07%R hatte. Die Gestaltung der Stufe 36 von 100 Grad stellt eine Verbesserung der internen Streulichtreflexion bereit.

Claims (8)

  1. Lesekopf (10), umfassend: eine erste LED (14) mit einer ersten, dieser zugeordneten Mittenwellenlänge, die zum Emittieren eines ersten Lichtstrahlengangs (14R) angepasst ist; eine zweite LED (12) mit einer zweiten, dieser zugeordneten Mittenwellenlänge, die zum Emittieren eines zweiten Lichtstrahlungsgangs (12R) angepasst ist, welcher den ersten Lichtstrahlungsgang (14R) an einem Schnittpunkt schneidet; einen Strahlungsteiler (16), der an dem Schnittpunkt angeordnet ist und einen diesem zugeordneten Bandpassfilter aufweist; eine Probenöffnung (22) zum Positionieren der Probe (17) auf dieser, worin: die erste LED (14), die zweite LED (12) und der Strahlungsteiler (16) angeordnet sind, um eine koaxiale Beleuchtung (33) in einer ersten Richtung bereitzustellen, zumindest ein Teil der koaxialen Beleuchtung (33) von einer Probe (17) reflektiert wird, was diffuses, reflektiertes Licht erzeugt; und der Lesekopf (10) ferner einen Detektor (24) umfasst, der angeordnet ist, um zumindest einen Teil des diffusen, reflektierten Lichts zu empfangen, wobei der Lesekopf (10) ferner eine Fläche (18) umfasst, die eine Ausgangsöffnung (19) definiert, durch die die koaxiale Beleuchtung (33) hindurchtritt, wobei die Probenöffnung (22) in einem vorbestimmten Abstand von der Fläche (18) beabstandet und angeordnet ist, um durch die koaxiale Beleuchtung (33) beleuchtet zu werden, so dass, wenn die Probe (17) auf der Probenöffnung (22) angeordnet ist, die Probe (17) zumindest einen Teil der koaxialen Beleuchtung (33) reflektieren wird; dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtstreuungsabschnitt (30) stromaufwärts des Detektors (24) angeordnet ist, worin der Lichtstreuungsabschnitt (30) eine Vielzahl an Stufen (32) umfasst, die jeweils einen Winkel definieren, der größer als 90 Grad ist, und der Lichtstreuungsabschnitt (30) so positioniert ist, dass die Stufen (32) abgewinkelt sind, um inneres Streulicht auf dem Detektionsbereich des Detektors (24) zu verringern.
  2. Lesekopf (10) nach Anspruch 1, worin: die Beleuchtungs-Mittenwellenlänge der ersten LED (14) ungefähr 700 nm ist; und die Beleuchtungstoleranz nicht größer als ungefähr 20 nm ist.
  3. Lesekopf (10) nach Anspruch 1 oder 2, worin die zweite LED (12) eine dieser zugeordnete Mittenwellenlänge von ungefähr 940 nm aufweist.
  4. Lesekopf (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Beleuchtungsstrahlengang, der der zweiten LED (12) zugeordnet ist, ungefähr 90 Grad relativ zum Beleuchtungsstrahlengang angeordnet ist, der der ersten LED (14) zugeordnet ist.
  5. Lesekopf (10) nach Anspruch 1, worin: die erste LED (14) eine zugeordnete Beleuchtungs-Mittenwellenlänge aufweist, die sich ungefähr in einem Bereich von ungefähr 680 bis ungefähr 960 nm ist; die zweite LED (12) eine zugeordnete Beleuchtungs-Mittenwellenlänge aufweist, die ungefähr in einem Bereich von ungefähr 510 nm bis 740 nm ist; und die erste LED (14) und die zweite LED (12) relativ zum Strahlungsteiler (16) angeordnet sind, so dass Strahlen von der ersten LED (14) durch den Strahlungsteiler (16) in der ersten Richtung hindurchtreten.
  6. Lesekopf (10) nach Anspruch 5, worin: die der ersten LED (14) zugeordnete Beleuchtungs-Mittenwellenlänge ungefähr in einem Bereich von ungefähr 700 nm bis ungefähr 740 nm ist; und die der zweiten LED (12) zugeordnete Beleuchtungs-Mittenwellenlänge ungefähr in einem Bereich von ungefähr 510 nm bis ungefähr 550 nm ist.
  7. Lesekopf (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin der Detektor (24) einen aktiven Bereich umfasst und eine Detektionsöffnung (28) angeordnet ist, um zumindest einen Teil diffusen Lichts zu empfangen, das sich aus dem reflektierten Strahl ergibt.
  8. Lesekopf (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Bandpassfilter im Vergleich zu einer der ersten LED (14) zugeordneten Bandbreite eine schmale Bandbreite umfasst.
DE60320355T 2002-10-29 2003-10-25 Lesekopf für diffuse Reflektion Expired - Lifetime DE60320355T2 (de)

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