-
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.