DE69531575T2 - Lesekopf mit veränderbarer Auflösung - Google Patents

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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B26/0875Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements
    • G02B26/0883Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements the refracting element being a prism
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59Transmissivity
    • G01N21/5907Densitometers
    • G01N21/5911Densitometers of the scanning type

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein das Gebiet der klinischen Chemie. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopf mit hoher Raumauflösung, welcher die Farbänderung analysiert, die mit einer oder mehreren Testflächen auf einem Teststreifen nach Kontakt mit einem flüssigen Specimen, wie mit Urin oder Blut, zusammenhängt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Reagensteststreifen werden in breitem Umfang auf dem Gebiet der klinischen Chemie verwendet. Ein Teststreifen weist gewöhnlich eine oder mehrere Testflächen auf, und jede Testfläche ist befähigt, eine Farbänderung in Reaktion auf den Kontakt mit einem flüssigen Specimen zu ergeben. Das flüssige Specimen enthält gewöhnlich einen oder mehrere Bestandteile von Interesse oder weist entsprechende Eigenschaften auf. Das Vorliegen und die Konzentrationen dieser Bestandteile von Interesse im Specimen sind durch eine Analyse der Farbänderungen auf dem Teststreifen bestimmbar. Gewöhnlich beinhaltet diese Analyse einen Farbvergleich zwischen der Testfläche oder Testunterlage und einem Farb-Standard oder einer Farb-Skala. Auf diese Weise helfen Reagens-Teststreifen dem Arzt bei der Diagnose der Existenz von Krankheiten und weiterer gesundheitlicher Probleme.
  • Farbvergleiche mit dem bloßen Auge können zu ungenauen Messungen führen. Heutzutage werden in Streifen-Ablesegeräten eine Vielfalt von Flächen-Array-Nachweisleseköpfen mit CCD (charge-coupled device = Ladungs gekoppelte Vorrichtung), CID (charge-injection device = Ladungs-Injektionsvorrichtung) oder mit PMOS-Nachweisstrukturen zum Nachweis von Farbänderungen auf den Teststreifen angewandt. Diese Geräte bestimmen die Farbänderung eines Teststreifens genau, versagen aber manchmal bei der Messung winziger Farbunstimmigkeiten wegen der eingeschränkten räumlichen Auflösung für eine gegebene Probennachweisfläche oder ein gegebenes Sichtfeld. Beispielsweise ergibt ein 739 × 484 Pixel-Array mit einem festgelegten Sichtfeld = 101,6 mm × 76,2 mm (4'' × 3'') eine festgelegte Pixel-Raumauflösung = 0,1575 mm × 0,1372 mm (0,0062'' × 0,0054'') (bezogen auf eine Pixelgröße von 9,92 μm × 8,66 μm). Flächen-Array-Nachweisleseköpfe mit Auflösungen in diesem Bereich können versagen, um winzige Farbschwankungen (d. h. Nicht-Hämolysierten Spurennachweis von Okkultem Blutreagens usw.) auf dem Bild eines MULTISTIX®-Reagensstreifens des Typs nachzuweisen, der von Miles Inc., Diagnostics Division, Elkhart, Indiana 46515, verkauft wird. Nach Kontakt des Urin-Specimen mit der Testunterlage eines MULTISTIX®-Reagensstreifens erscheinen intakte Blutzellen als winzige grüne Klekse auf der gelben Testfläche. Der Flächen-Array-Nachweislesekopf kann die winzige Farbschwankung, die durch eine individuelle Blutzelle verursacht wird, wegen der sehr kleinen Größe der Zelle verfehlen. Leider kosten Flächen-Array-Leseköpfe mit einem höheren räumlichen Auflösungsvermögen, welche winzige Farbschwankungen nachweisen können, deutlich mehr und sind weniger zuverlässig. Daher besteht ein Bedarf für ein neues Flächen-Array-Nachweissystem, welches eine verbesserte Raumauflösung ohne signifikante Kosten- oder Risikoerhöhung ergibt.
  • Die meisten Flächen-Array-Nachweisleseköpfe arbeiten mit Videokamerasystemen, die mit Fernseh-Standards übereinstimmen, und somit sind die räumlichen Abmessungen (L × W) der Flächen-Arrays in den Nachweisleseköpfen proportional zum 4 × 3-Aspektverhältnis der Fernseh-Bildröhren. Flächen-Array-Nachweisleseköpfe verwenden in typischer Weise Flächen-Arrays mit dem 4 × 3-Aspektverhältnis, um Kosten und Risiko zu verringern. In typischer Weise weist der Flächen-Array-Nachweislesekopf eine Linse auf, die eine festgelegte Probennachweisfläche oder ein festgelegtes Sichtfeld (im obigen Beispiel wurde eine 101,6 mm × 76,2 mm (4'' × 3'')-Fläche angewandt) auf einem Flächen-Array mit einem 4 × 3 Aspektverhältnis (d. h. von 6,4 mm × 4,8 mm) abbildet. Die vorliegende Erfindung zieht ihren Vorteil aus den niedrigeren Kosten und dem geringeren Risiko, welche mit derzeitigen Flächen-Array-Detektoren verbunden sind und ergibt ein verbessertes räumliches Auflösungsvermögen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Die vorliegende Erfindung beinhaltet die Modifizierung eines bestehenden Flächen-Array-Nachweislesekopfes, um eine verbesserte Raumauflösung innerhalb der Probennachweisfläche zu ergeben. Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine Verkleinerung des Sichtfeldes des Flächen-Array-Nachweislesekopfes auf weniger als die ursprüngliche Probennachweisfläche. Die Verkleinerung im Sichtfeld erhöht die Pixel-Raumauflösung, weil die gleiche Anzahl von Pixeln im Flächen-Array-Detektor eine kleinere Fläche abdeckt. Beispielsweise kann eine 101,6 mm × 76,2 mm (4'' × 3'')-Probennachweisfläche auf 76,2 mm × 57,15 mm (3'' × 2,25'') verkleinert werden. Diese Verkleinerung kann dadurch bewerkstelligt werden, dass die Vergrößerung der Linse des Flächen-Array-Nachweislesekopfs verändert oder die Probennachweisfläche näher an den Flächen-Array-Nachweislesekopf bewegt werden.
  • Im verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopf gelangt ein optischer Keil zur Anwendung, der zwischen dem Flächen-Array-Nachweislesekopf und der Probennachweisfläche angeordnet ist. Der optische Keil ist mit der entsprechenden Neigung relativ zur Probennachweisfläche entworfen, um das verkleinerte Sichtfeld um eine vorbestimmte Zahl von x° aus der Normallage entlang der Länge der Probennachweisfläche zu verschieben, um ein erstes Feld der Probennachweisfläche abzudecken. Der ausgewählte Verschiebungswinkel für das Sichtfeld und somit der Winkel für den optischen Keil hängen von einer Anzahl von Faktoren wie dem Typ des Flächen-Array-Detektors, der Linsenvergrößerung, der Sichtfeldgröße, dem angestrebten Raumauflösungsvermögen, der Größe der Probennachweisfläche, der Größe des Flächen-Array, dem Abstand von der Probennachweisfläche usw. ab. Im gegebenen Beispiel verschiebt der optische Keil das 76,2 mm × 57,15 mm (3'' × 2,25'')-Sichtfeld, um den 76,2 mm × 57,15 mm (3'' × 2,25'')-Teil oder dieses Feld der 101,6 mm × 76,2 mm (4'' × 3'')-Probennachweisfläche abzudecken. Ferner werden durch Umkehr des optischen Keils oder durch Einführung eines weiteren optischen Keils das Sichtfeld verschoben, um die restliche Fläche der Probennachweisfläche abzudecken. Dadurch wird die Probennachweisfläche in zwei Felder aufgeteilt, die die gesamte Probennachweisfläche abdecken. Demgemäß verschiebt, durch Umschalten oder Umkehren des optischen Keils, der verbesserte Flächen-Array-Nachweislesekopf das verkleinerte Sichtfeld, um die gesamte Probennachweisfläche bei der höheren Raumauflösung abzubilden. Auf diese Weise verbessert sich im verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopf das räumliche Auflösungsvermögen der früheren Flächen-Array-Nachweisleseköpfe durch Nutzung von mehr Pixeln pro Oberflächenfläche.
  • Eine Modifikation beinhaltet, dass das verkleinerte Sichtfeld innerhalb der Probennachweisfläche sauber angeordnet wird, um den Vorteil aus der verbesserten Pixel-Auflösung zu ziehen. Bevorzugt bildet, durch Drehung des typischen Flächen-Array-Nachweislesekopf es um 90° bezüglich der Probennachweisfläche, die Länge des verkleinerten Sichtfeldes eine Linie mit der Breite der Probennachweisfläche. Im gegebenen Beispiel bildet die 76,2 mm (3'')-Länge des verkleinerten Sichtfeldes eine Linie mit der 76,2 mm (3'')-Breite der Probennachweisfläche und die 57,15 mm (2,25'')-Breite des Sichtfeldes bildet eine Linie mit der Mitte der 57,5 mm (2,25'') der 101,6 mm (4'')-Länge der Probennachweisfläche.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei der Lektüre der nun folgenden detaillierten Beschreibung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren noch besser erkennbar, in denen das folgende dargestellt ist:
  • 1 zeigt eine Ausgestaltung des Standes der Technik eines Testprobendetektors mit einem Flächen-Array-Nachweislesekopf;
  • 2 zeigt einen Testprobendetektor mit einem Flächen-Array-Nachweislesekopf mit verkleinertem Sichtfeld, das um 90° gemäß dem verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopf der vorliegenden Erfindung gedreht worden ist;
  • 3 zeigt ein Bild der Probennachweisfläche, aufgeteilt in zwei Felder;
  • 4 zeigt eine Seitenansicht des verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopfes mit einem optischen Keil in einer ersten Position, um das Sichtfeld um eine vorbestimmte Zahl x° aus der Normallage der Probennachweisfläche zu verschieben; und
  • 5 zeigt eine Seitenansicht des verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopfes mit dem optischen Keil in einer zweiten Position, um das Sichtfeld um x° aus der Normallage auf der Probennachweisfläche zu verschieben.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen
  • Was nun die Zeichnungen und insbesondere 1 betrifft, ist ein bestehender Testprobendetektor dargestellt, der ganz allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Im Testprobendetektor 10 gelangt der Flächen-Array-Nachweislesekopf 11 zur Anwendung, der einen Flächen-Array-Detektor 12 und eine Linse 14 einschließt. Der Flächen-Array-Nachweislesekopf 11 sichtet eine Probennachweisfläche 16 durch die Linse 14, die ein Bild der Probennachweisfläche 16 auf das Flächen-Array des Flächen-Array-Detektors 12 fokussiert. Der Testprobendetektor 10 analysiert Testproben innerhalb der Probennachweisfläche 16. In der bevorzugten Ausgestaltung werden Reagens-Teststreifen in der Probennachweisfläche 16 entweder von Hand oder durch einen Transportmechanismus 18 angeordnet. Jeder Teststreifen weist Testunterlagen auf, die mit den Testproben reagieren, die Bestandteile von Interesse enthalten. Die Testunterlagen ändern ihre Farbe, wenn sie mit den flüssigen Testproben reagieren, die die Bestandteile von Interesse enthalten. Durch Analyse der Farbe der Testunterlagen sind die Konzentration oder das Vorliegen eines Bestandteils von Interesse sowie weitere messbare Eigenschaften des flüssigen Specimen wie Farbe oder spezifisches Gewicht bestimmbar.
  • Der Flächen-Array-Nachweislesekopf 11 kann solche herkömmlichen Flächen-Array-Nachweisleseköpfe wie CCD-Kameras (d. h. Farbe, monochrom oder monochrom mit Farbfiltern), CID-Kameras oder Transistor-Arrays (d. h. PMOS-Nachweisstrukturen) einschließen. Der Testprobendetektor 10 kann ein Video-Teststreifenableser sein, wie beschrieben in der parallelen US-Anmeldung Nr. 08/117782 (= US 5,408,535 ). Betreffend eine allgemeinere Beschreibung des Testprobendetektors 10, erzeugt der Flächen-Array-Nachweislesekopf 11 eine Analogsignal, das ein Bild der Probennachweisfläche 16 darstellt. In typischer Weise beleuchtet eine Beleuchtungsquelle 19 die Probennachweisfläche 16, und die Beleuchtungsquelle 19 sollte die Probennachweisfläche 16 gleichmäßig beleuchten, auf dass der Flächen-Array-Nachweislesekopf 11 die Farbe oder Reflexion der Testproben auf der Probennachweisfläche 16 genau misst. Die Beleuchtungsquelle 19 ist in 1 als ein Beleuchtungsring aus optischer Faser dargestellt, der an eine stabilisierte Quelle 20 angeschlossen ist.
  • Der Testprobendetektor 10 von 1 ist mit herkömmlichem Verarbeitungs- und Steuerungsschaltkreis 21 dargestellt, der an den Flächen-Array-Nachweislesekopf 11 gekoppelt ist. Der Verarbeitungs- und Steuerungsschaltkreis 21 empfängt die Analogsignale aus dem Flächen-Array-Nachweislesekopf 11 und verarbeitet diese Signale zur Analyse der Testproben. Der Verarbeitungs- und Steuerungsschaltkreis kann einen Bildverarbeiter 22 einschließen, der in herkömmlicher Weise an den Flächen-Array-Lesekopf 11 gekoppelt ist. Der Bildverarbeiter 22 schließt gewöhnlich einen Signalwandler 23 ein, der das Analogsignal aus dem Flächen-Array-Nachweislesekopf 11 in ein Digitalsignal, das das Bild darstellt, umwandelt oder dazu digitalisiert. In typischer Weise speichert der Bildverarbeiter 22 auch das durch das Digitalsignal dargestellte Bild in einer Weise, die einen Prozessor 24 dazu befähigt, die Digitalinformation wirkungsvoll zu verarbeiten. Alternativ dazu, kann der Flächen-Array-Nachweislesekopf einen Signalwandler einschließen, um ein Digitalsignal zum Bildverarbeiter zu erzeugen.
  • Der Prozessor 24 ist gewöhnlich an den Bildverarbeiter 22 gekoppelt. Der Prozessor 24 ist vorzugsweise ein Digitalsignal-Prozessor (DSP) auf einem zugeordneten Brett, das das Bild der Probennachweisfläche 16 analysiert, die durch die Digitalinformation dargestellt wird. Der Prozessor 24 ist an einen Speicher 26 zur Speicherung von Analysedaten, Instruktionen und Berechnungsergebnissen gekoppelt. Darüber hinaus ist der Prozessor 24 gewöhnlich an ein Display 30 und/oder einen Druckmechanismus 32 zur Ausgabe der Testergebnisse und an eine Tastatur 34 gekoppelt, um eine Interaktion des Anwenders mit dem Testprobendetektor 10 zu ergeben. Der Testprobendetektor 10 kann auch einen Co-Prozessor (nicht gezeigt) zur Durchführung von Berechnungen oder zur Steuerung des Transportmechanismus 18 und einen Sekundärspeicher (nicht gezeigt), wie einen Disk-Speicher, einschließen.
  • Zur weiteren Erläuterung, stimmt der Flächen-Array-Nachweislesekopf 11 von 1 mit Fernseh-Standards überein, und somit sind die Abmessungen (L × W) für das Flächen-Array (nicht gezeigt) des Flächen-Array-Detektors 12 proportional zum 4 × 3-Aspektverhältnis, das auf Fernseh-Bildröhren zu sehen ist. Somit fokussiert die Linse 14 des Flächen-Array-Nachweislesekopfes 11 ein festgelegtes Sichtfeld oder eine festgelegte Probennachweisfläche 16 (im obigen Beispiel ein 101,6 mm × 76,2 mm (4'' × 3'')-Sichtfeld) 16 auf die Flächen-Arrays (nicht gezeigt) des Flächen-Array-Detektors 12, der ein 4 × 3-Aspektverhältnis aufweist (unter der Annahme von Pixeln festgelegter Größe). Eine typische Größe für das Flächen-Array beträgt 6,4 mm × 4,8 mm. Um im obigen Beispiel zu bleiben und zum leichteren Verständnis, weist der Flächen-Array-Nachweislesekopf 11 ein festgelegtes Sichtfeld gleich 101,6 mm × 76,2 mm (4'' × 3'') auf, welches, an diesem Punkt, die Probennachweisfläche 16 ist. Ausserdem weist der Flächen-Array-Detektor 12 ein Pixel-Array von 739 × 484 auf, das eine festgelegte Pixelauflösung von 0,1372 mm (0,0054 inches) Probennachweisfläche/Pixel × 0,1575 mm (0,0062 inches) Probennachweisfläche/Pixel ergibt. Diese Auflösung ist auf ein Flächen-Array mit einer Größe von 6,4 mm × 4,8 mm und eine festgelegte Pixelgröße von 8,66 myist. Ausserdem weist der Flächen-Array-Detektor 12 ein Pixel-Array von 739 × 484 auf, das eine festgelegte Pixelauflösung von 0,1372 mm (0,0054 inches) Probennachweisfläche/Pixel × 0,1575 mm (0,0062 inches) Probennachweisfläche/Pixel ergibt. Diese Auflösung ist auf ein Flächen-Array mit einer Größe von 6,4 mm × 4,8 mm und eine festgelegte Pixelgröße von 8,66 μm × 9,92 μm bezogen.
  • Verschiedene Modifikationen des bekannten Testprobendetektors 10 sind zur Bewerkstelligung des verbesserten Raumauflösungsvermögens innerhalb der gleichen Probennachweisfläche 16 erforderlich. 2 veranschaulicht einen modifizierten Testprobendetektor 40, der ein verkleinertes Sichtfeld aufweist, das nur geringfügig mehr als die Hälfte der Probennachweisfläche 16 abdeckt. Wie oben dargelegt, wies das ursprüngliche Sichtfeld die gleiche Größe wie die Probennachweisfläche 16 auf. Das Sichtfeld des Flächen-Array-Nachweislesekopfes 42 ist auf ca. die Hälfte des ursprünglichen Sichtfelds verkleinert. Die Verkleinerung des Sichtfelds auf ca. die Hälfte erhöht die Pixel-Raumauflösung um 78%, weil die gleiche Zahl von Pixeln im Flächen-Array des Detektors 12 eine kleinere Fläche (d. h. das verkleinerte Sichtfeld) abdeckt. Im Beispiel ist das 101,6 mm × 76,2 mm (4'' × 3'')-Sichtfeld auf 76,2 mm × 57,15 mm (3'' × 2,15'') verkleinert. Diese kann durch Abänderung der Linse 14 von 1 auf eine Linse 46 mit stärkerer Vergrößerung oder durch Bewegung der Probennachweisfläche 16 näher zum Flächen-Array-Nachweislesekopf 42 bewerkstelligt werden.
  • Zum Erhalt der bevorzugten Konfiguration für das in 2 dargestellte verkleinerte Sichtfeld 44 muss der Flächen-Array-Detektor 12 der 1 durch Drehung des Flächen-Array-Detektors 12 um 90° bezüglich der 101,6 mm × 76,2 mm (4'' × 3'')-Probennachweisfläche 16 modifiziert werden. Wie in 2 ersichtlich, positioniert diese Orientation das verkleinerte Sichtfeld 44 in die Mitte der Probennachweisfläche 16. Außerdem liegt, im gegebenen Beispiel, die 76,2 mm (3'')-Länge des verkleinerten Sichtfeldes 44 in Linie mit der 76,2 mm (3'')-Breite der Probennachweisfläche 16. An diesem Punkt weist der Flächen-Array-Nachweislesekopf 42 das verbesserte Raumauflösungsvermögen im Sichtfeld 44 auf, deckt aber nur ein wenig mehr als die Hälfte der Probennachweisfläche 16 ab.
  • In der vorliegenden Erfindung wird das verkleinerte Sichtfeld 44 um eine vorbestimmte Zahl ± x° aus der Normallage der Länge der Probennachweisfläche 16 verschoben. Auf diese Weise scannt der verbesserte Flächen-Array-Nachweislesekopf die gesamte Probennachweisfläche 16 mit dem verkleinerten Sichtfeld 44 mit verbesserter Raumauflösung. Gemäß dem für die vorliegende Erfindung beschriebenen Beispiel wird das Sichtfeld 44 um ca. ±17° aus der Normallage entlang der Länge der Probennachweisfläche 16 verschoben, um die gesamte, 101,6 mm × 76,2 mm (4'' × 3'') große Probennachweisfläche 16 nachzuweisen. Wie in 3 dargestellt, teilt die Verschiebung des Sichtfeldes um ±17° die Probennachweisfläche 16 in zwei Felder 50a und 50b auf. Die Felder 50a und 50b liegen Seite an Seite in der Probennachweisfläche 16, und obwohl nicht erforderlich, sind die zwei Felder 50a und 50b so dargestellt, dass sie sich in der Mitte der Probennachweisfläche 16 überlappen. Anhand des Beispiels sind die Abmessungen für jedes der beiden Felder 50a und 50b die gleichen wie das verkleinerte Sichtfeld von 76,2 mm × 57,5 mm (3'' × 2,25''), und die Abmssungen für die Probennachweisfläche 16 betragen 101,6 mm × 76,2 mm (4'' × 3'').
  • In der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Keil angewandt, um das verkleinerte Sichtfeld um eine vorbestimmte Zahl x° aus der Normallage der Länge der Probennachweisfläche 16 zu verschieben. In einer ersten Position verschiebt der optische Keil das Sichtfeld um +x°. 4 zeigt einen verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopf 54, worin ein optischer Keil 52 von ca. 9,5° zur Anwendung gelangt, der zwischen der Linse 46 des Flächen-Array-Nachweislesekopfes 54 und der Probennachweisfläche 16 angeordnet ist, um das verkleinerte Sichtfeld 44 (2) um ca. +17° zu verschieben, um das Feld 50a der Probennachweisfläche 16 abzudecken. Die Bestimmung des Verschiebungswinkels und des Winkels für den optischen Keil hängen von vielen Faktoren ab, einschließlich des Typs des Flächen-Array-Detektors, der Vergrößerung der Linse, der Größe des Sichtfeldes, der angestrebten Raumauflösung, der Größe der Probennachweisfläche, der Größe des Flächen-Array und allgemeiner physikalischer Spezifikationen für den Testprobendetektor. In dieser Ausgestaltung des verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopfes 54 ist der optische Keil 52 innerhalb eines Keil-Gehäuses 56 montiert, das vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist. Außerdem ist das Keil-Gehäuse 56 beweglich relativ zur Linse 46 des verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopfes 54 montiert.
  • Beim verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopf gelangt ein Schaltmechanismus 57 zur Anwendung, der den optischen Keil 52 einsetzt, und die Position des optischen Keils 52 relativ zur Linse 46 und zur Probennachweisfläche 16 so verändert, dass die gesamte Probennachweisfläche 16 mit dem verkleinerten Sichtfeld 44 (2) untersucht wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung schließt das Keil-Gehäuse 56 Zähne 58 ein, die im Gehäuse 56 angebracht oder darauf geformt sind. Die Zähne 58 werden vorzugsweise durch einen Motor 60 eingesetzt, der benachbart zum Gehäuse 56 liegt und die Drehung des Keil-Gehäuses 56 zur Veränderung der Position des optischen Keils 52 bezüglich der Linse 46 erzwingt. Vorzugsweise sollte der Motor 60 mindestens 1 Gang zum Einsatz der Zähne 58 des Keil-Gehäuses 56 einschließen.
  • Nach Untersuchung der Testproben auf dem Feld 50a des Probennachweises wird ein Steuerungssignal über eine Motor-Steuerungslinie 62 gesendet, die den Motor 62 aktiviert. Der Motor 62 setzt das Keil-Gehäuse 56 ein und dreht den optischen Keil 52 um ca. 180° aus seiner laufenden Position in eine zweite Position. In der zweiten Position verschiebt der ausgewählte optische Keil 52 das verkleinerte Sichtfeld 44 (2) um x° aus der Normallage entlang der Länge von 101,6 mm (4'') der Probennachweisfläche 14, um das andere Feld 50b der Probennachweisfläche 16 abzudecken. Unter Anwendung des optischen Keils 52 von ca. 9,5° aus 4 in der zweiten Position verschiebt der optische Keil das Sichtfeld 44 um ca. –17° aus der Normallage, um die restliche Probennachweisfläche 16 abzudecken. Somit untersucht der verbesserte Flächen-Array-Nachweislesekopf 54 die Testproben auf der gesamten Probennachweisfläche 16 mit verbessertem Auflösungsvermögen zu niedrigen Kosten und bei hoher Zuverlässigkeit.
  • 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopfes 64 der vorliegenden Erfindung mit einem Feldverschieber unter Anwendung von 2 optischen Keilen 66a und 66b. In 5 verschiebt der optische Keil 66a das verkleinerte Sichtfeld 44 (2), um das Feld 50b der Probennachweisfläche 16 abzudecken. Wie im obigen Beispiel ist der optische 9,5°-Keil 66a zwischen der Linse 46 und der Probennachweisfläche 16 angeordnet. Der optische Keil 66a ist allerdings in einem Keil-Gehäuse 66 zusammen mit einem weiteren optischen Keil 66b untergebracht, der symmetrisch gegenüber dem Keil 66a angeordnet ist. Das Keil-Gehäuse 68 ist beweglich relativ zur Linse 46 des verbesserten Flächen-Array-Nachweislesekopfes 64 montiert, um entweder den optischen Keil 66a oder den Keil 66b zwischen der Linse 46 und der Probennachweisfläche anzuordnen. Vorzugsweise ist das Keil-Gehäuse 68 dem Einsatz durch den Schaltmechanismus 70 angepasst. Der Schaltmechanismus 70 ist vorzugsweise in Nachbarschaft zum Keil-Gehäuse 68 montiert und setzt das Keil-Gehäuse 68 zur Veränderung der Positionen der optischen Keile 66a und 66b relativ zur Linse 46 und der Probennachweisfläche 16 ein.
  • Wie in 5 gezeigt, verschiebt der optische Keil 66a das verkleinerte Sichtfeld 44 (2) um ca. –17°, um das Feld 50b der Probennachweisfläche 16 abzudecken. Nach Untersuchung der Testproben auf dem Feld 50b wird das verkleinerte Sichtfeld 44 (2) um +17° aus der Normallage entlang der 4''-Länge der Probennachweisfläche 16 verschoben, um die Testproben auf dem Feld 50a der Probennachweisfläche 16 zu untersuchen. Um dies zu bewerkstelligen, aktiviert ein Schaltsignal auf der Schaltmechanismussteuerungslinie 72 den Schaltmechanismus 70. Der Schaltmechanismus 70 verändert die Position des Keil-Gehäuses 68 so, dass der optische Keil 66b zwischen der Linse 46 und der Probennachweisfläche 16 angeordnet wird. Der Schaltmechanismus 70 kann einen Motor, Gänge und eine Zahn-Konfiguration (nicht gezeigt) oder ein Feder-belastetes Solenoid einschließen. Im Fall des dargestellten Feder-gelasteten Solenoids aktiviert das Schaltsignal das Solenoid, um das Keil-Gehäuse 68 in eine erste Position zu zwingen, und wenn das Schaltsignal unterbrochen wird, wird das Solenoid entaktiviert, wodurch die Feder das Keil-Gehäuse 68 zwangsweise in eine zweite Position führt. Wie der optische Keil 52 von 4 verschiebt der optische Keil 66b das verkleinerte Sichtfeld 44 (2) um ca. +17° aus der Normallage entlang der Länge von 101,6 mm (4'') der Probennachweisfläche 16, um das Feld 50a der Probennachweisfläche 16 ab zudecken. Auf diese Weise analysiert der verbesserte Flächen-Array-Nachweislesekopf 64 die Testproben auf der gesamten Probennachweisfläche 16 mit verbessertem Raumauflösungsvermögen.
  • Der verbesserte Flächen-Array-Nachweislesekopf der vorliegenden Erfindung ergibt ein höheres Raumauflösungsvermögen zu niedrigen Kosten und Risiko. Der verbesserte Flächen-Array-Nachweislesekopf weist billige, aber wirkungsvolle Modifikationen auf, die an bestehenden Flächen-Array-Nachweisleseköpfen durchgeführt sind, unter Einschluss von Flächen-Array-Nachweisleseköpfen, in denen CCD- oder CID-Technologie, Transistoranordnungen und weitere Formen lichtempfindlicher Flächen-Arrays zur Anwendung gelangen.
  • Somit sind der verbesserte Flächen-Array-Nachweislesekopf und das Verfahren zur Bereitstellung eines verbesserten Raumauflösungsvermögens sowie viele damit einhergehende Vorteile aus der vorstehend dargelegten Beschreibung verständlich, und es können verschiedene Modifikationen bei der Form, Konstruktion und der Anordnung entsprechender Teile davon durchgeführt werden. Die oben beschriebene Form stellt lediglich eine bevorzugte Ausgestaltung davon dar.

Claims (9)

  1. Verbesserter Flächen-Array-Nachweislesekopf zur Untersuchung von Testproben auf einer Probennachweisfläche (16), umfassend – einen Flächen-Array-Detektor (12) zur Abbildung eines verkleinerten Felds (44), das mindestens die Hälfte der genannten Probennachweisfläche (16) abdeckt, – einen Feldverschieber mit optischem Keil (52, 66a, 66b), der bei Einsatz zwischen dem genannten Flächen-Array-Detektor (12) und der genannten Probennachweisfläche (16) so angeordnet wird, dass er, in einer ersten Position, das genannte verkleinerte Feld auf der genannten Probennachweisfläche (16) so verschiebt, dass ein erstes Feld (50a) davon abgedeckt wird, und – einen Schaltmechanismus (57, 70) zur Veränderung der Position des genannten Feldverschiebers relativ zum genannten Flächen-Array-Detektor (12) und zur genannten Probennachweisfläche (16), so dass dieser in einer zweiten Position, das genannte verkleinerte Feld auf der genannten Probennachweisfläche (16) so verschiebt, dass ein zweites Feld (50b) abgedeckt wird, das das restliche Feld einschließt, das nicht durch das genannte erste Feld (50a) abgedeckt ist.
  2. Verbesserter Flächen-Array-Nachweislesekopf gemäß Anspruch 1, worin der genannte optische Keil (52, 66a, 66b) innerhalb eines Keil-Gehäuses (56, 68) montiert ist, wobei der genannte Schaltmechanismus (57, 70) das genannte Keil-Gehäuse in Betrieb setzt.
  3. Verbesserter Flächen-Array-Nachweislesekopf gemäß Anspruch 2, worin der genannte Schaltmechanismus (57, 70) einen Motor (60) einschließt, der das genannte Keil-Gehäuse (56, 68) in Betrieb setzt.
  4. Verbesserter Flächen-Array-Nachweislesekopf gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine Linse (46), die zwischen dem genannten optischen Keil (52, 66a, 66b) und dem genannten Flächen-Array-Detektor (12) angeordnet ist.
  5. Verbesserter Flächen-Array-Nachweislesekopf gemäß Anspruch 1, worin im genannten Flächen-Array-Detektor (12) eine CCD-Technologie zur Anwendung gelangt.
  6. Verbesserter Flächen-Array-Nachweislesekopf gemäß Anspruch 1, worin im genannten Flächen-Array-Detektor (12) eine CID-Technologie zur Anwendung gelangt.
  7. Verbesserter Flächen-Array-Nachweislesekopf gemäß Anspruch 1, worin im genannten Flächen-Array-Detektor (12) eine Transistor-Array-Technologie zur Anwendung gelangt.
  8. Verbesserter Flächen-Array-Nachweislesekopf gemäß Anspruch 1 zur Untersuchung von Testproben auf einer rechteckigen Probennachweisfläche (16), worin das genannte verkleinerte Feld (44) ebenfalls rechteckig und der genannte Flächen-Array-Detektor (12) so angeordnet sind, dass die Länge des genannten verkleinerten Feldes (44) in Linie mit der Breite der genannten Probennachweisfläche (16) liegt.
  9. Verbesserter Flächen-Array-Nachweislesekopf gemäß Anspruch 1, worin der genannte Feldverschieber einen ersten optischen Keil (66a) und einen zweiten optischen Keil (66b) einschließt.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1164518A (ja) * 1997-08-12 1999-03-05 Mitsubishi Electric Corp 車両用光レーダ装置
DE19827655C1 (de) * 1998-06-22 2000-02-24 Reinhold Pfeiffer Verfahren zur Beurteilung der Wirksamkeit einer Fußbodenreinigung
US6686956B1 (en) 1999-08-31 2004-02-03 International Business Machines Corporation Increased resolution digital capture device
US6353692B1 (en) * 2000-02-17 2002-03-05 Jds Uniphase Inc. Optical switch
US6850633B2 (en) * 2001-02-23 2005-02-01 Beckman Coulter, Inc. Devices and methods for reading and interpreting guaiac-based occult blood tests
DE10259667B4 (de) * 2002-12-18 2004-09-16 Lfk-Lenkflugkörpersysteme Gmbh Verfahren zur Vergrößerung des Bildfeldes einer Focal-Plane-Array-Kamera
RU2006132051A (ru) * 2004-02-06 2008-03-20 БАЙЕР ХЕЛТКЭР ЭлЭлСи (US) Окисляемые соединения в качестве внутреннего стандарта для биосенсоров и способ их применения
WO2006009754A1 (en) * 2004-06-17 2006-01-26 Bayer Healthcare Llc Coaxial diffuse reflectance read head
US7264971B2 (en) * 2004-07-20 2007-09-04 Siemens Medical Solutions Diagnostics Read-head for optical diagnostic device
ATE530906T1 (de) * 2004-12-13 2011-11-15 Bayer Healthcare Llc Verfahren zur unterscheidung zwischen einen gemeinsamen analyten enthaltenden blut- und kontrollösungen
EP1698930A3 (de) * 2005-03-04 2007-04-11 Nidec Sankyo Corporation Lichtstrahlabtastvorrichtung
CA2603542C (en) 2005-04-08 2014-01-14 Bayer Healthcare Llc Oxidizable species as an internal reference in control solutions for biosensors
US8263414B2 (en) 2005-05-23 2012-09-11 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Dispensing of a diagnostic liquid onto a diagnostic reagent
GB2445160B (en) * 2006-12-29 2011-08-10 Mologic Ltd Diagnostic test device
WO2009048833A1 (en) * 2007-10-09 2009-04-16 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Two dimensional imaging of reacted areas on a reagent
WO2009076302A1 (en) * 2007-12-10 2009-06-18 Bayer Healthcare Llc Control markers for auto-detection of control solution and methods of use
US20090305317A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 Brauer Jacob S User interface for testing device
DE102008030277B4 (de) * 2008-06-25 2014-05-28 Lre Medical Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Konzentration einer Substanz in einer Flüssigkeit
JP6250040B2 (ja) 2012-05-18 2017-12-20 シーメンス・ヘルスケア・ダイアグノスティックス・インコーポレーテッドSiemens Healthcare Diagnostics Inc. 魚眼レンズ・アナライザ
US9193171B2 (en) * 2014-02-12 2015-11-24 Xerox Corporation Chemically reactive test strip for detecting mis-firing print heads with clear fluids

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1938854B2 (de) * 1969-07-31 1971-07-22 Verfahren zur analyse eines bildmusters und einrichtungen zur durchfuehrung des verfahrens
US4241257A (en) * 1979-05-24 1980-12-23 Koester Charles J Scanning microscopic apparatus
FR2545945B1 (fr) * 1983-05-11 1985-12-06 Sopelem Appareil d'observation permettant de viser alternativement au moins deux objets
GB2186993A (en) * 1986-02-26 1987-08-26 British Nuclear Fuels Plc Viewing systems with variable field of view

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