DE69830678T2

DE69830678T2 - Messkopf für ein photometrisches Diagnosegerät

Info

Publication number: DE69830678T2
Application number: DE69830678T
Authority: DE
Inventors: Gary D. Troy Gwent Ross; Nick T. Govilon Stock
Original assignee: Bayer AG; Bayer Corp
Current assignee: Siemens Healthcare Diagnostics Inc
Priority date: 1997-03-20
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: JP4065597B2; PT866329E; ZA982282B; NZ329596A; CA2232223A1; CA2232223C; IL122913A; IL122913A0; ES2244020T3; NO981221D0; DE69830678D1; JPH10267833A; NO981221L; DK0866329T3; EP0866329A3; US5877863A; EP0866329B1; AU702513B1; EP0866329A2

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Messkopf für ein photometrisches Diagnoseinstrument, wie ein Reflexionsspektroskop, zur Durchführung von Tests an einer zu analysierenden Körperflüssigkeitsprobe.
Es ist für verschiedene medizinische Diagnosezwecke nützlich, ein Reflexionsspektroskop zur Analyse von Körperflüssigkeitsproben zu gebrauchen, um z.B. auf Immunoteststreifen oder Chemie-Teststreifen das Vorliegen von Blut im Urin einer Person nachzuweisen. Herkömmliche Reflexionsspektroskope sind verwendet worden, um das Vorliegen von Blut in einer Urinprobe auf einer Reagensunterlage nachzuweisen. Im Urin vorliegendes Blut reagiert mit dem Reagens auf der Reagensunterlage, wodurch sich die Reagensunterlage bis zu einem Ausmaß verfärbt, das von der Konzentration des Bluts abhängt. Beispielsweise kann sich bei Vorliegen einer relativ großen Konzentration von Blut eine derartige Reagensunterlage von gelb nach dunkelgrün verfärben.
Ein herkömmliches Reflexionsspektroskop weist die Konzentration des Bluts durch Beleuchtung der Reagensunterlage und durch über einen herkömmlichen Reflexionsdetektor durchgeführten Nachweis der Lichtmenge nach, die aus der Reagensunterlage empfangen wird und sich auf die Farbe der Reagensunterlage bezieht. Bezogen auf die Größe des durch den Reflexionsdetektor erzeugten Reflexionssignals, ordnet das Spektroskop die Urinprobe einer Zahl von Kategorien zu, z.B. einer ersten Kategorie, die keinem Blut entspricht, einer zweiten Kategorie, die einer kleinen Blutkonzentration entspricht, einer dritten Kategorie, die einer mittleren Blutkonzentration entspricht, und einer vierten Kategorie, die einer großen Blutkonzentration entspricht.
Ein Reflexionsspektroskop des Standes der Technik ist mit einem optischen System in der Form eines Messkopfes ausgerüstet worden, worin eine Lichtlampe direkt über der Reagensunterlage, die getestet wird, und ein Reflexionsdetektor unter einem Winkel von 45° zur Horizontaloberfläche der Reagensunterlage angeordnet sind. Licht aus diesem Spektroskop geht durch einen ersten senkrechten optischen Weg aus der Beleuchtungsquelle zur Reagensunterlage und durch einen zweiten optischen Weg unter 45° bezüglich des ersten optischen Weges aus der Reagensunterlage zum Reflexionsdetektor.
Weitere Vorrichtungen zur Beleuchtung einer Reagensunterlage sind entworfen worden. Beispielsweise ist in US 4,755,058 von Shaffer eine Vorrichtung zur Beleuchtung einer Oberfläche und zum Nachweis der aus der Oberfläche ausgestrahlten Lichtintensität offenbart. Die Oberfläche wird direkt mit einer Vielzahl von Licht-emittierenden Dioden unter einem spitzen Winkel relativ zur Oberfläche beleuchtet. In US 5,518,689 von Dosmann et al. ist ein Messkopf für diffuses Reflexionslicht offenbart, worin eine oder mehrere Licht-emittierende Dioden zur Beleuchtung einer Reagensunterlage verwendet und Licht aus der Reagensunterlage mit einem Lichtsensor nachgewiesen werden.
In US 5,303,037 ist ein Farbsensor mit einer Beleuchtungsquelle offenbart, die einen Montageblock zur Unterbringung von 3 getrennten LEDs, die jeweils rote, blaue und grüne Wellenlängen ausstrahlen, und eine Lichtleitung in der Form eines festen durchsichtigen Blacks umfasst.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung ist auf einen Messkopf für ein photometrisches Diagnoseinstrument zur im Wesentlichen einheitlichen Beleuchtung einer Zielfläche über lediglich eine einzelne Licht-emittierende Diode und zur Aufnahme von Licht aus der Zielfläche gerichtet, so dass Reagenstests durchgeführt werden können. Da der Messkopf die Befähigung aufweist, die gesamte Zielfläche einheitlich zu beleuchten, welche einem Reagensstreifen in einer Anzahl von darauf angeordneten Reagensunterlagen zu entsprechen vermag, ist es nicht notwendig, Mittel zur Bewegung des Reagensstreifens relativ zur Licht-emittierenden Diode vorzusehen und bereitzustellen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Messkopf mit einem Gehäuse zur Einbringung in ein photometrisches Diagnoseinstrument, mit ersten und zweiten Lichtquellen, die in einer fixierten Position relativ zum Gehäuse montiert sind, mit einer Lichtleitung, die zur Aufnahme von Licht aus jeder der Lichtquellen montiert ist und, wenn nur eine der Lichtquellen angeschaltet ist, im Wesentlichen alles Licht aus der Lichtquelle überträgt, um die Zielfläche im Wesentlichen einheitlich zu beleuchten, sowie mit einem Lichtdetektor ausgerüstet, der angeschlossen ist, um Licht aus der Zielfläche zu empfangen und aufzunehmen. Jede der ersten und zweiten Lichtquellen ist nur aus einer einzelnen Licht-emittierenden Diode zur Emission von im Wesentlichen monochromatischem Licht einer besonderen Wellenlänge zusammengesetzt.
Die Lichtleitung schließt Mittel zur beliebigen Streuung des von den Lichtquellen ausgestrahlten Lichts in der Form einer divergierenden Lichtleitung ein, die eine relativ kleine Breite an einem Punkt in Nachbarschaft zu einem Einlass der Lichtleitung und ein relativ große Breite an einem Punkt in Nachbarschaft zu einem Auslass der Lichtleitung aufweist. Die Lichtleitung kann aus einem klaren Material mit einer Formgestalt zusammengesetzt sein, welche das von den Lichtquellen ausgestrahlte Licht aus dem Einlass der Lichtleitung zum Auslass der Lichtleitung vollständig im Inneren reflektieren lässt.
Der Messkopf kann auch Mittel zur Leitung des Lichts aus der Zielfläche zum Lichtdetektor in der Form eines Spiegels, der angeordnet ist, um Licht aus der Zielfläche zu empfangen, und eine Linse einschließen, die angeordnet ist, um vom Spiegel reflektiertes Licht aufzunehmen und Licht zum Lichtdetektor zu übertragen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Messkopf ein Gehäuse zur Einbringung in ein photometrisches Diagnoseinstrument, eine Lichtquelle aus einer Licht-emittierenden Diode, die in einer fixierten Position relativ zum Gehäuse montiert ist, eine Lichtleitung zur Übertragung von aus der Licht-emittierenden Diode ausgestrahltem Licht auf eine Zielfläche und einen Lichtdetektor auf, der angeschlossen ist, um Licht aus der Zielfläche zu empfangen und aufzunehmen. Die Lichtleitung ist in einer fixierten Position relativ zur Lichtquelle montiert und schließt Mittel zur beliebigen Streuung des von der Licht-emittierenden Diode ausgestrahlten Lichts in der Form einer oben diskutierten divergierenden Lichtleitung ein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Messkopf mit einem Gehäuse zur Einbringung in ein photometrisches Diagnoseinstrument, mit einer Lichtquelle aus einer linsenlosen Licht-emittierenden Diode, die in einer fixierten Position relativ zum Gehäuse montiert ist, mit oben diskutierten divergierenden Lichtleitungsmitteln in einer fixierten Position relativ zur Lichtquelle zur Übertragung von Licht aus der Lichtquelle zu einer Zielfläche sowie mit einem zur Aufnahme von Licht aus der Zielfläche angeschlossenen Lichtdetektor ausgerüstet.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann im Lichte der detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung erkennbar, die unter Bezug auf die Zeichnungen dargestellt ist, von denen eine kurze Beschreibung nun angegeben wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsseitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines Messkopfes gemäß der Erfindung;
2 ist eine Querschnittsdraufsicht eines Teilstücks des Messkopfes entlang der Linien 2-2 in 1;
3 stellt die Struktur des Auslassendes der Lichtleitung des Messkopfes dar;
4 stellt die Struktur des Einlassendes der Lichtleitung des Messkopfes dar;
5 ist ein Diagramm der Lichtintensität gegen den Emissionswinkel für eine herkömmliche Licht-emittierende Diode, die eine Linse aufweist;
6 ist ein Diagramm der Lichtintensität gegen den Emissionswinkel für eine linsenlose Licht-emittierende Diode; und
7 ist eine Querschnittsseitenansicht eines linsenlosen Licht-emittierenden Diodenarray des Messkopfes.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltung
1 und 2 stellen eine bevorzugte Ausgestaltung eines Messkopfes 10 für ein photometrisches Diagnoseinstrument wie ein Reflexionsspektroskop dar. Der Messkopf 10 weist ein Gehäuse, das aus einem oberen Gehäuseteil 12 gebildet ist, einen mittleren Gehäuseteil 14 und einen unteren Gehäuseteil 16 auf, die in jeder herkömmlichen Weise mit einander verbunden sein können. Die Gehäuseteile 12, 14, 16 können spritzgussgeformte Teile aus schwarzem Kunststoff sein, um umherirrende Lichtstrahlen im Wesentlichen zu absorbieren, die auf das Gehäuse einfallen. Während die Gehäuseteile 12, 14, 16 zur Einbringung in ein photometrisches Diagnoseinstrument geformt und angepasst sind, ist die detaillierte Formgestalt der Gehäuseteile 12, 14, 16 als nicht wichtig für die Erfindung zu erachten, und zusätzliche Strukturen, wie Löcher und Reiter, könnten in die Gehäuseteile 12, 14, 16 eingeschlossen werden, um den Einbau der Gehäuseteile 12, 14, 16 in das Diagnoseinstrument zu erleichtern.
Vier Lichtquellen in der Form von Licht-emittierenden Dioden (LEDs) 20 werden von einem Sims 22 getragen, der im unteren Gehäuseteil 16 ausgebildet ist. Die LEDs 20 könnten von einer gedruckten Schaltkreistafel (nicht gezeigt) getragen werden. Jede der LEDs 20 ist entworfen, um monochromatische Strahlung einer unterschiedlichen Wellenlänge auszustrahlen, die rotem Licht, grünem Licht, blauem Licht und Infrarot entspricht. Die Wellenlänge des ausgestrahlten Lichts kann von ca. 400 nm (für blaues Licht) bis ca. 1.000 nm (für Infrarot) schwanken. Jede der LEDs 20 kann selektiv über eine Vielzahl von Drähten 24 an- und abgeschaltet werden, die zwischen den LEDs 20 und einem Aktivierungsschaltkreis (nicht gezeigt) angeschlossen sind.
Die LEDs 20 sind direkt benachbart und in sehr enger Nähe zu einem Einlassende 26a der Lichtleitung 26 angeordnet, in welche Licht aus den LEDs 20 gestrahlt wird. Wie dargestellt in 1, weist die Lichtleitung 26 ein relativ langes, im Wesentlichen ebenes Teilstück 26b und ein Teilstück 26c auf, das nach unten zum Auslassende 26d der Lichtleitung 26 gekrümmt ist. Wie dargestellt in 2, die eine Querschnittsdraufsicht eines Teilstücks des Messkopfes 10 ist, weist die Lichtleitung 26 ein Paar gekrümmter Seiten 26e, 26f auf, die nach außen aus dem Einlassende 26a zum Auslassende 26b der Lichtleitung 26 divergieren (aus einander laufen).
Die Lichtleitung 26, die ein spritzgussgeformtes Stück aus klarem Kunststoff wie aus Acryl oder Polycarbonat sein kann, leitet im Wesentlichen alles Licht, das ihr Einlassende 26a betritt, zu ihrem Auslassende 26b über totale interne Reflexion. Um jegliches intern reflektierte Licht daran zu hindern, aus der Lichtleitung 26 zwischen ihrem Einlass 26a und ihrem Auslass 26b auszutreten, könnte das Äußere der Lichtleitung 26 gegebenenfalls mit einem hoch reflektiven Überzug, wie aus Silber, überzogen sein.
Die Lichtleitung 26 wird innerhalb des unteren Gehäuseteils 16 von einem Paar von Stützträgern 28 unterhalb der Lichtleitung 26 an einem Punkt nahe ihres Einlassendes 26a und von einer Vielzahl von Stützträgern 30 unterhalb der Lichtleitung an einem Punkt nahe ihres Auslassendes 26b getragen. Die Stützträger 28, 30 können integral mit dem unteren Gehäuseteil 16 ausgebildet sein. Wie dargestellt in 2, ist die Lichtleitung 26 zwischen einem Paar gewinkelter Leitwände 32, 34 angeordnet.
Wie dargestellt in 1, wird Licht aus einem Auslassende 26b der Lichtleitung 26 auf einen Reagensstreifen 40 auf einer Trägerunterlage 42 in einer Beleuchtungskammer 44 gestrahlt, wie angezeigt durch den Pfeil 46. Die Trägerunterlage 42 kann nicht relativ zu den Gehäuseteilen 12, 14, 16 bewegt werden. Der Reagensstreifen 40 weist ein dünnes, nicht-reaktives Substrat auf, worauf eine Anzahl von Reagensunterlagen 50 fixiert ist. Jede Reagensunterlage 50 ist aus einem relativ absorbierenden Material zusammengesetzt, das mit einem jeweiligen Reagens imprägniert ist, wobei jedes Reagens und jede Reagensunterlage 50 mit einem besonderen Test zusammenhängen, der durchgeführt wird. Werden Urinanalyse-Tests durchgeführt, können diese z.B. einen Test für Leukozyten im Urin, einen Test des pH-Wertes des Urins, einen Test für Blut im Urin usw. einschließen. Gelangt die jeweilige Reagensunterlage 50 in Kontakt mit der Urinprobe, verfärbt sich die Unterlage über einen Zeitraum in Abhängigkeit vom eingesetzten Reagens und den charakteristischen Eigenschaften der Urinprobe. Der Reagensstreifen 40, der ein herkömmlicher ist, kann ein Multistix^®-Reagensstreifen sein, der im Handel von Bayer Corporation verfügbar ist.
Licht aus dem Reagensstreifen 40 geht durch eine rechteckige Öffnung 54, die im unteren Gehäuseteil 16 ausgebildet ist, in einer durch den Pfeil 56 angedeuteten Richtung zu einem Spiegelelement 58, das in der oberen linken Ecke des oberen Gehäuseteils 12 fixiert ist. Das Spiegelelement 58 ist aus einem zylindrischen Spiegel 60 und einem Paar hervorspringender Reiter 62 zusammengesetzt, die mit dem Spiegel 60 verbunden sind. Das Spiegelelement 58, das ein durch Spritzguss geformtes Stück aus Kunststoff sein kann, das das gekrümmte Teilstück 60 aufweist, das mit einem hoch reflektiven Material überzogen ist, erstreckt sich in annähernd der Länge der Öffnung 54, wie dargestellt in 2. Der Spiegel 60 reflektiert Licht, das auf ihn aus dem Reagensstreifen 40 durch eine quadratische Öffnung 64 einfällt, die im mittleren Gehäuseteil 14 ausgebildet ist, zu einer Linse 66, die vom mittleren Gehäuseteil 14 getragen wird, wie angedeutet durch den Pfeil 68. Die eine Seite der Linse 66 weist eine ebene Oberfläche, und die andere Seite der Linse 66 weist eine konvex gekrümmte (asphärische) Oberfläche auf. Licht, das durch die Linse 66 geht, wird auf ein Lichtdetektorarray 70 übertragen, wie angedeutet durch den Pfeil 72.
Das Detektorarray 70, das an einer Seitenwand 74 des oberen Gehäuseteils 12 fixiert ist, kann ein herkömmliches Detektorarray umfassen, wie ein TSL 1402, das im Handel von Texas Instruments verfügbar und aus 256 individuellen Lichtdetektoren zusammengesetzt ist, die in einer einzelnen horizontalen Reihe angeordnet sind.
Im Einsatz wird nur 1 der LEDs 20 zum jeweiligen Zeitpunkt eingeschaltet, und die durch die Einzel-LED 20 bereitgestellte Beleuchtung reicht hin, den Reagensstreifen 40 bis zu einem Ausmaß einheitlich zu beleuchten, welches es für das Detektorarray 70 ermöglicht, genug Licht aus dem Reagensstreifen 40 nachzuweisen, um die oben beschriebenen Reagenstests hinreichend gut durchzuführen. Jeder individuelle Lichtdetektor im Array 70 erfasst Licht aus einem besonderen Punkt entlang der Länge des Reagensstreifens 40. Um beispielsweise Licht aus der untersten Reagensunterlage 50, dargestellt in 2, nachzuweisen, würde eine Anzahl der Lichtdetektoren am entsprechenden Ende des Detektorarray 70 aktiviert werden. Licht aus allen Reagensstreifen 50 könnte gleichzeitig durch Aktivierung aller Detektoren im Array 70 nachgewiesen werden.
Die Querschnittsform des Spiegels 70 ist gekrümmt, so dass jeder Lichtdetektor im Detektorarray 70 Licht aus einem breiteren Teilbereich des Reagensstreifens 40 nachweist, als dies der Fall wäre, falls ein Spiegel mit einer geraden Querschnittsform verwendet würde. Allerdings könnte, abhängig vom besonderen Design des Messkopfes 10, ein gerader Spiegel anstatt des zylindrisch gekrümmten Spiegels 60 ebenfalls verwendet werden.
Betreffend 2, verläuft die Lichtleitung 26 divergierend und weist eine relativ kleine Breite an ihrem Auslassende 26a und eine relativ große Breite an ihrem Einlassende 26d auf. Die Tatsache, dass die Lichtleitung 26 divergiert bzw. aus einander läuft, wirkt sich dahingehend aus, dass sich 1) das Licht aus der einzelnen der LEDs 20 entlang der relativ großen Länge ausbreitet, die der Länge des Auslassendes 26d entspricht, und dass 2) verursacht wird, dass die von der einen der LEDs 20 ausgestrahlten Lichtstrahlen beliebig gestreut werden, wodurch sich eine einheitlichere Beleuchtung an der Zielfläche, in welcher der Reagensstreifen 40 vorliegt, dadurch ergibt, dass einige der Lichtstrahlen innerhalb der Lichtleitung 26 unter unterschiedlichen Winkeln intern reflektiert werden.
Bezüglich des Merkmals 2), sollte klar sein, dass in einer Lichtleitung mit aus einander laufenden Seitenwänden ein einzelner Lichtstrahl von den Wänden unter unterschiedlichen Winkeln reflektiert werden kann (d.h. unter nach einander stumpferen Einfallswinkel bezüglich der Seitenwände, und zwar in dem Maße, wie der Lichtstrahl aus dem Einlass zum Auslass verläuft, wodurch die beliebige Streubarkeit der Lichtstrahlen und somit die Einheitlichkeit der Beleuchtung gesteigert werden.
Die LEDs 20 umfassen vorzugsweise linsenlose LEDs, wie Oberfläche-Berg-LEDs. Herkömmliche LEDs werden in typischer Weise mit einer Linse bereitgestellt, die die Licht-emittierende Komponente der LED abdeckt. Solche Linsen ergeben einen relativ großen Grad an Geradlinigkeit, wie dargestellt in 5, die ein Diagramm der relativen Lichtintensität, die von einer gelinsten LED ausgestrahlt wird, gegen den Emissionswinkel des Lichts ist. Unter Emissionswinkeln von größer als ca. 20° weist das Licht eine sehr schwache Intensität auf. Eine linsenlose LED wirkt mehr wie eine Lambertian-Quelle, indem sie einen viel niedrigeren Grad an Geradlinigkeit zeigt und ergibt, wie dargestellt in 6, die ein Diagramm der relativen Lichtintensität, die von einer linsenlosen LED ausgestrahlt wird, gegen den Emissionswinkel ist.
7 veranschaulicht die Struktur herkömmlicher linsenloser LEDs 20. Betreffend 7, ist jede LED 20 dargestellt, um ganz allgemein ein Substrat 80 mit einer darin ausgebildeten Aushöhlung 82 zu umfassen, worin die Licht-emittierende Struktur 84 innerhalb der Aushöhlung 82 angeordnet ist und keine Linse aufweist, die die Aushöhlung 82 oder die Licht-emittierende Struktur 84 abdeckt.
In einer besonderen Ausgestaltung des Messkopfs 10 ist die Querschnittsform des Spiegels 60 kreisförmig und weist einen Krümmungsradius von ca. 11 Millimeter (mm) auf, und der Spiegel 60 ist 22,5 mm über dem Reagensstreifen 40 und ca. 79 mm links von der Öffnung 64 angeordnet (1). Die Öffnung 64 ist quadratisch mit einer Länge von 4 mm auf jeder Seite, und sie ist ca. 4 mm links von der Linse 66 angeordnet. Die Breite der Linse 66 beträgt an ihrem dicksten Punkt 4,26 mm, und die Linse 66 ist vom Detektorarray 70 mit ca. 20 mm beabstandet und weist einen Vergrößerungsfaktor von ca. 5,5 auf.
In der oberen besonderen Ausgestaltung beträgt die Breite der Lichtleitung 26 an ihrem Einlassende 26a 25 Millimeter (mm); die Breite der Lichtleitung 26 beträgt an ihrem Auslassende 26d 83 mm (in diesem Fall beträgt die Länge des Reagensstreifens 90 mm); und die Länge der Lichtleitung 26 (in der horizontalen Richtung) beträgt 105 mm. Die Seitenwand 26f (die symmetrisch zur Seitenwand 26e verläuft) weist eine kreisförmige Krümmung mit einem Radius von 574 mm entlang einem Mittelpunkt auf, der (wenn die Lichtleitung 26 von oben betrachtet wird, wie dargestellt in 2) 537,6 mm unterhalb und 201,6 mm rechts von der unteren linken Kante der Lichtleitung 26 liegt. Die Unterseite 26g (3) des gekrümmten Teilstücks 26c der Lichtleitung 26 weist eine kreisförmige Krümmung mit einem Radius von 22,9 mm entlang einem Mittelpunkt auf, der 84,1 mm links vom Einlassende 26a der Lichtleitung 26 und 26,4 mm unterhalb der oberen Oberfläche der Lichtleitung 26 liegt. Die obere Seite 26h des gekrümmten Teilstücks 26c weist eine kreisförmige Krümmung mit einem Radius von 40 mm entlang einem Mittelpunkt auf, der 78,7 mm links vom Einlassende 26a der Lichtleitung 26 und 40 mm unterhalb der oberen Oberfläche der Lichtleitung 26 liegt. Betreffend 3, weist das Auslassende 26b eine erste Oberfläche 26i unter einem Winkel θ₁ von 31,5° und eine zweite Oberfläche 26j unter einem Winkel θ₂ von 77,6° bezüglich der Horizontalen auf. Betreffend 4, weist das Einlassende 26a ein Paar symmetrisch abgewinkelter Oberflächen 26k auf.
Obwohl nur eine spezifische Struktur für die Komponenten des Messkopfes 10 im Detail oben beschrieben worden ist, können weitere geeignete Strukturen zur Anwendung gelangen. Derartige Strukturen könnten unter Anwendung herkömmlicher Strahl-Spur-Computerprogramme (die automatisch die Richtung darstellen, in welcher zahlreiche Lichtstrahlen reflektiert werden) entworfen werden, um ein geeignetes Design zu erstellen, das die gewünschte Einheitlichkeit des durch die Lichtleitung ausgestrahlten Lichts ergibt.
In einem alternativen Entwurf könnten das Spiegelelement 58 weggelassen und die Detektoren 70 direkt über der Öffnung 54 angeordnet werden.
Zusätzliche Modifikationen und alternative Ausgestaltungen der Erfindung sind für den Fachmann im Lichte der vorstehenden Beschreibung ersichtlich und erkennbar. Die vorliegende Beschreibung soll lediglich einer Veranschaulichung sowie der Vermittlung der technischen Lehre der besten Ausführungsform der Erfindung für den Fachmann dienen. Die Details der Struktur und Verfahrensweise können wesentlich variiert werden, ohne vom Umfang der Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.

Claims

Messkopf für ein photometrisches Diagnoseinstrument zum Bestrahlen einer Zielfläche und Empfangen von Licht von der Zielfläche, wobei der Messkopf umfasst: ein Gehäuse (12, 14, 16), das zum Einführen in ein photometrisches Diagnoseinstrument angepasst ist; eine erste Lichtquelle (20), die in einer fixierten Position in Bezug auf das Gehäuse (12, 14, 16) befestigt ist, wobei die erste Lichtquelle (20) aus nur einer Einzellicht emittierenden Diode (20) zum Emittieren von im wesentlichen monochromatischem Licht einer ersten Wellenlänge zusammengesetzt ist; eine zweite Lichtquelle (20), die in einer fixierten Position in Bezug auf das Gehäuse (12, 14, 16) befestigt ist, wobei die zweite Lichtquelle (20) aus nur einer Einzellicht emittierenden Diode (20) zum Emittieren von im wesentlichen monochromatischem Licht mit einer zweiten Wellenlänge zusammengesetzt ist, die im wesentlichen verschieden ist von der ersten Wellenlänge; Lichtführungsmittel (26), das zum Empfang von Licht von jeder der Lichtquellen (20) befestigt ist, zum Zuführen von im wesentlichen dem gesamten Licht von der ersten Lichtquelle (20) zu einer Zielfläche, wenn nur eine der Lichtquellen (20) bestrahlt wird, sodass die Zielfläche im wesentlichen gleichmäßig bestrahlt wird; und einen Lichtdetektor (70), der zum Empfang von Licht von der Zielfläche gekuppelt ist, worin das Lichtführungsmittel (26) eine divergierende Lichtführung (26) mit einer verhältnismäßig kleinen Breite bei einem Punkt neben einem Einlass der divergierenden Lichtführung (26) und einer verhältnismäßig großen Breite an einem Punkt neben einem Auslass der divergierenden Lichtführung (26) umfasst.
Messkopf wie in Anspruch 1 definiert, worin das Lichtführungsmittel (26) Mittel zum im wesentlichen gleichmäßigen Strahlen einer rechteckigen Zielfläche mit einer Länge und einer Breite umfasst, wobei die Länge wenigstens etwa zweimal so groß wie die Breite ist.
Messkopf wie in Anspruch 1 definiert, zusätzlich umfassend Tragemittel (42) zum Tragen eines Reagenzstreifens in der Zielfläche, wobei das Tragemittel (42) in Bezug auf das Gehäuse (12, 14, 16) nicht bewegbar ist.
Messkopf wie in Anspruch 1 definiert, worin das Lichtführungsmittel (26) Mittel zum Streuen des Lichtes umfasst, das durch die eine Lichtquelle emittiert ist.
Messkopf wie in Anspruch 1 definiert, worin das Lichtführungsmittel (26) ein klares Material mit einer Form umfasst, die verursacht, dass das durch die eine Lichtquelle (20) emittierte Licht vollständig intern von einem Einlass des Lichtführungsmittels (26) zu einem Auslass des Lichtführungsmittels (26) reflektiert wird.
Messkopf wie in Anspruch 1 definiert, zusätzlich umfassend Mittel zum Lenken von Licht von der Zielfläche zu dem Lichtdetektor (70), wobei das Lichtlenkungsmittel umfasst: einen Spiegel (58), der zum Empfang von Licht von der Zielfläche positioniert ist; und eine Linse (26), die zum Empfang von Licht, das durch den Spiegel (58) reflektiert wird, und zum Transmittieren von Licht zu dem Lichtdetektor (70) positioniert ist.
Messkopf wie in Anspruch 1 definiert, zusätzlich umfassend Mittel zum Lenken von Licht von der Zielfläche zu dem Lichtdetektor (70), wobei das Lichtlenkmittel einen Spiegel (58) umfasst, der zum Empfang von Licht von der Zielfläche positioniert ist, wobei der Spiegel (58) eine zylindrisch gekrümmte Oberfläche aufweist.
Messkopf für ein photometrisches Diagnoseinstrument zum Bestrahlen einer Zielfläche und Empfangen von Licht von der Zielfläche, wobei der Messkopf umfasst: ein Gehäuse (12, 14, 16), das zum Einfügen in ein photometrisches Diagnoseinstrument angepasst ist, eine Lichtquelle (20), die in einer fixierten Position in Bezug auf das Gehäuse befestigt ist, wobei die Lichtquelle (20) eine lichtemittierende Diode (20) zum Emittieren von Licht umfasst; ein Lichtleitmittel (26) zum Führen von Licht, das von der lichtemittierenden Diode (20) emittiert ist, zu einer Zielfläche, wobei das Lichtleitmittel (26) in einer fixierten Position in Bezug auf die Lichtquelle (20) befestigt ist und Mittel zum Streuen des Lichtes, das durch die lichtemittierende Diode (20) emittiert wird, umfasst; und einen Lichtdetektor (70), der zum Empfang von Licht von der Zielfläche gekuppelt ist, worin das Lichtleitmittel (26) eine divergierende Lichtleitung (26) mit einer verhältnismäßig kleinen Breite bei einem Punkt neben einem Einlass der divergierenden Lichtleitung (26) und einer verhältnismäßig großen Breite an einem Punkt neben einem Auslass der divergierenden Lichtleitung (26) umfasst.
Messkopf wie in Anspruch 8 definiert, worin das Lichtleitmittel (26) ein klares Material mit einer Form umfasst, das verursacht, dass das durch die Lichtquelle (20) emittierte Licht vollständig von einem Einlass des Lichtleitmittels (26) zu einem Auslass des Lichtleitmittels (26) intern reflektiert wird.
Messkopf wie in Anspruch 8 definiert, zusätzlich umfassend Mittel zum Lenken von Licht von der Zielfläche zu dem Lichtdetektor (70), wobei das Lichtlenkmittel umfasst: einen Spiegel (58), der zum Empfang von Licht von der Lichtfläche positioniert ist; und eine Linse (66), die zum Empfang von Licht, das durch den Spiegel (58) reflektiert wird, und zum Transmittieren von Licht zu dem Lichtdetektor (70) positioniert ist.
Messkopf für ein photometrisches Diagnoseinstrument zum Bestrahlen einer Zielfläche und Empfangen von Licht von der Zielfläche, wobei der Messkopf umfasst: ein Gehäuse (12, 14, 16), das zum Einfügen in ein photometrisches Diagnoseinstrument angepasst ist; eine Lichtquelle (20), die in einer fixierten Position in Bezug auf das Gehäuse (12, 14, 16) befestigt ist, wobei die Lichtquelle (20) eine linsenlose lichtemittierende Diode (20) umfasst; Lichtleitmittel (26), das in einer fixierten Position in Bezug auf die Lichtquelle (20) befestigt ist, zum Zuführen von Licht von der Lichtquelle (20) zu einer Zielfläche; und einen Lichtdetektor (70), der zum Empfangen von Licht von der Zielfläche gekuppelt ist, worin das Lichtleitmittel (26) eine divergierende Lichtleitung (26) mit einer verhältnismäßig kleinen Breite an einem Punkt neben einem Einlass der divergierenden Lichtleitung (26) und einer verhältnismäßig großen Breite an einem Punkt neben einem Auslass der divergierenden Lichtleitung (26) umfasst.
Messkopf wie in Anspruch 11 definiert, worin das Lichtleitmittel (26) Mittel zum Streuen des Lichtes umfasst, das durch die lichtemittierende Diode (20) emittiert ist.
Messkopf wie in Anspruch 11 definiert, worin das Lichtleitmittel (26) eine divergierende Lichtleitung (26) mit einer verhältnismäßig kleinen Breite an einem Punkt neben einem Einlass der divergierenden Lichtleitung (26) und einer verhältnismäßig großen Breite an einem Punkt neben einem Auslass der divergierenden Lichtleitung (26) umfasst.
Messkopf wie in Anspruch 11 definiert, worin das Lichtleitmittel (26) ein Paar von nicht parallelen Seitenwänden aufweist.
Messkopf wie in Anspruch 11 definiert, worin das Lichtleitmittel (26) ein klares Material mit einer Form umfasst, das verursacht, dass das durch die Lichtquelle (20) emittierte Licht vollständig intern von einem Einlass des Lichtleitmittels (26) zu einem Auslass des Lichtleitmittels (26) reflektiert wird.
Messkopf wie in Anspruch 11 definiert, zusätzlich umfassend Mittel zum Lenken von Licht von der Lichtfläche zu dem Lichtdetektor (70), wobei das Lichtlenkmittel umfasst: einen Spiegel (58), der zum Empfang von Licht von der Zielfläche positioniert ist; und eine Linse (66), die zum Empfang von Licht, das durch den Spiegel (58) reflektiert wird, und zum Transmittieren von Licht zu dem Lichtdetektor (70) positioniert ist.
Messkopf wie in Anspruch 11 definiert, zusätzlich umfassend Mittel zum Lenken von Licht von der Zielfläche zu dem Lichtdetektor (70), wobei das Lichtlenkmittel einen Spiegel (58) umfasst, der positioniert ist, zum Empfang von Licht von der Zielfläche, wobei der Spiegel (58) eine zylindrisch gekrümmte Oberfläche hat.
Messkopf wie in Anspruch 11 definiert, worin die Zielfläche eine rechteckige Fläche mit einer Länge und einer Breite umfasst, wobei die Länge der rechteckigen Fläche zumindest etwa viermal so groß ist wie die Breite der rechteckigen Fläche und worin das Lichtleitmittel (26) Mittel zum Zuführen von im wesentlichen dem gesamten Licht, das von der lichtemittierenden Diode (20) emittiert ist, zu der rechteckigen Fläche umfasst.