JP7692467B2 - 内蔵光源を有する回路板 - Google Patents

Description

本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づいて、２０２０年８月１２日出願の米国特許仮出願第６３／０６４，６０９号、および２０２１年７月２３日出願の米国特許仮出願第６３／２２５，１２４号の利益を主張する。上記で参照されている特許出願の内容全体を参照によって本明細書に組み入れる。

本明細書に開示する発明の概念は、一般に、試薬カードのための分析器に関し、より詳細には、限定ではないが、開口部および内蔵光源を有する回路板を使用することによって改善された信号対雑音比を有する分析器に関する。

医療界ならびに醸造産業、化学製造などの他の拡大する技術の必要を満たすために、ラテラルフローイムノアッセイおよびいわゆる「ディップアンドリード」式の試薬試験デバイスを含めて、無数の分析手順、組成物、およびツールが開発されてきた。ラテラルフローイムノアッセイまたはディップアンドリード試験デバイスが、生物流体または生体組織の分析に使用されるか、それとも商用または工業用の流体または物質の分析に使用されるかにかかわらず、一般的な手順は、試験デバイスが試験すべき試料または検体に接触すること、および手動または機器によって試験デバイスを分析することを伴う。

ラテラルフローイムノアッセイは、標的分析物の有無を確認するために使用される診断デバイスである。ラテラルフローイムノアッセイは、一般に、制御ライン位置および試験ライン位置を越えて試料を運ぶ流路を含む。制御ライン位置にある制御ラインは、試験が適切に機能していることを確定し、試験ライン位置にある試験ラインは、ラテラルフローイムノアッセイの結果を提供する。ラテラルフローイムノアッセイは、ディップスティック方式またはハウスドテスト方式で使用されるように開発されている。ディップスティックおよびハウスドテストはどちらも同様に機能し、概して、試験ライン位置に色の付いた線が存在することによって試験陽性が表されるサンドイッチアッセイ、および試験ライン位置に色の付いた線が存在しないことによって試験陽性が表される競合アッセイという２つのカテゴリのうちの１つに入る。

ディップアンドリード試薬試験デバイスは、比較的低コストであり、使いやすく、結果を速く得られるため、多くの分析用途で、特に生物流体の化学分析において広く使用されている。たとえば医学の分野では、ディップアンドリード試薬試験デバイスを尿または血液などの体液または組織の試料に浸し、色の変化または試験デバイスによって反射もしくは吸収される光の量の変化などの検出可能な応答を観察するだけで、多数の生理学的機能を監視することができる。

体液構成要素を検出するためのディップアンドリード試薬試験デバイスの多くは、定量的または少なくとも半定量的な測定を行うことが可能である。したがって、所定の時間後に検出可能な応答を測定することによって、使用者は、試験試料における特定の成分の存在に関する陽性標示だけでなく、その成分がどれだけ存在するかに関する推定も取得することができる。そのようなディップアンドリード試薬試験デバイスは、容易な診断ツール、ならびに疾患または身体的不調の程度を評価する能力を、医師および検査技師に提供する。

現在使用されているディップアンドリード試薬試験デバイスの例には、ＭＵＬＴＩＳＴＩＸの商標でＳｉｅｍｅｎｓ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ Ｉｎｃ．から入手可能な製品などが含まれる。これらのような免疫化学的、診断的、または血清学的な試験デバイスは通常、吸収紙などの１つまたはそれ以上のキャリアマトリックスを含み、そのようなキャリアマトリックスには、特有の試験試料構成要素または成分の存在下で検出可能な応答（たとえば、可視または紫外スペクトル内の色の変化）をはっきりと示す特定の試薬または反応系が組み込まれている。特定のマトリックスに組み込まれている反応系に応じて、これらの試験デバイスは、グルコース、ケトン体、ビリルビン、ウロビリノーゲン、潜血、亜硝酸塩、および他の物質の存在を検出することができる。ディップアンドリード試薬試験デバイスを試料に接触させてから特有の時間範囲内で観察される色の強度の特有の変化は、試料中の特定の成分の存在および／またはその濃度を示す。ディップアンドリード試薬試験デバイスおよびその試薬システムのいくつかの他の例は、特許文献１、特許文献２、および特許文献３に見ることができ、これらの開示全体を参照によって本明細書に組み入れる。

しかし、ディップアンドリード試薬試験デバイスにはいくつかの制限がある。たとえば、ディップアンドリード試薬試験デバイスの場合、一般に、技師が手動で試験デバイスを試料に浸し、規定の時間量まで待って、試験デバイスの色を試験デバイスとともに提供されたカラーチャートと目視で比較する必要がある。このプロセスは遅く、結果として得られる読取りは高度な技術に依存しており（たとえば、正確なタイミング、カラーチャートとの適当な比較、周囲の照明条件、および技師の視力）、同じ試験を実行する２人の異なる技師の間で結果が一貫しない可能性がある。最後に、手動で試験デバイスを試料に浸す動作は、試料への試験デバイスの挿入が不完全であること、試料を試験デバイス上に堆積させるには時間が不十分であること、または試験デバイス上に試料が多すぎて技師の作業領域、個人、または衣類に滴り、漏れ、もしくは飛び散ることなどによって、試験デバイス上の試験試料の相互汚染または不適切な堆積をもたらす可能性がある。

特に自動化された処理を使用することによって、複数の試験を経済的かつ迅速に行うための試験ツールおよび方法が、当技術分野で求められてきた。自動分析器システムには、試験ごとのコスト、試験の取扱量、および／または試験結果もしくは他の情報を取得する速度に関して、手動試験に比べて利点がある。

ラテラルフローイムノアッセイもしくはディップアンドリード試薬試験デバイスまたは試薬ストリップ（たとえば、Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．によって製造および販売されているＣＬＩＮＩＴＥＫ ＳＴＡＴＵＳ反射率光度計）などの個々の試薬試験デバイスを機器によって読み取るために現在利用可能な自動機器の場合、試験デバイスを試験すべき検体または試料に接触させてから各試験デバイスを自動機器に手動で装着する必要がある。手動で装着するには、試験すべき溶液または物質に接触してから制限された期間内に試薬試験デバイスを自動機器に適切に配置する必要がある。分析が終了すると、使用済みの試薬試験デバイスは機器から除去され、該当する法規制に従って廃棄される。

別の開発例は、複数プロファイル試薬カードおよび複数プロファイル試薬カードの自動分析器を導入することである。複数プロファイル試薬カードは、たとえば特許文献４に記載されているように、分析物の複数の分析を同時にまたは順次実行するための複数の試薬含浸マトリックスまたはパッドを含む本質的にカード状の試験デバイスであり、この開示全体を参照によって本明細書に組み入れる。複数プロファイル試薬カード上の試薬パッドは、典型的には、試薬パッドのいくつかの行および列を画成するように格子状の配置で配置され、互いから距離をあけて隔置される。同じ行内の隣接する試薬パッドは、たとえば、試験ストリップと呼ぶことができ、各試料に対して実行される事前設定された試験の組合せのための試薬を含むことができる。

複数プロファイル試薬カードは、自動分析を実行する効率的、経済的、迅速、かつ好都合な方法をもたらす。複数プロファイル試薬カードを使用するように構成された自動分析器は、典型的には、収納引き出しまたはカセットなどから複数プロファイル試薬カードを取り出し、カード移動機構を介して分析器の進行面で典型的には一度に１ステップずつ複数プロファイル試薬カードを前進させ、１つの試験ストリップ（または１行の試薬パッド）を試料投薬位置および／または１つもしくはそれ以上の読取り位置に配置する。例示的なカード移動機構は、コンベアベルト、ラチェット機構、摺動斜面、またはカード把持もしくは引張り機構を含む。複数プロファイル試薬カードが進行面に沿って移動または進行し、試料投薬位置に配置されると、１つまたはそれ以上のピペットが、試薬カード上の試薬パッドの１つまたはそれ以上に、１つまたはそれ以上の試料の体積を（たとえば、手動または自動で）堆積させる。次に、試薬パッドは、１つまたはそれ以上の読取り位置に配置され、（たとえば、手動または自動で）分析されて、試験結果を評価する。試薬カードは、たとえば光学撮像システム、顕微鏡、または分光計などの撮像システムの視野内に配置され、カード上の試薬パッドの１つまたはそれ以上の画像（たとえば、試薬パッドの色を示す光信号）が取り込まれて解析される。典型的には、撮像システムの視野は比較的大きく、試薬カードが撮像システムの視野内の複数の読取り位置にわたって移動または前進させられるとき、同じ試薬パッドの複数の画像の取り込みが可能になる。視野は、複数の読取り位置または場所を含んでおり、試薬カードが撮像システムの視野を進行するにつれて、各試薬パッドはこれらの読取り位置を段階的に移動する。分析器は知られている時間間隔において様々な読取り位置間でカードを移動するため、たとえば、撮像システムの視野内で得られた複数の画像により、パッドがそれぞれの読取り位置へ移動するためにかかる時間に応じて、試薬パッドが各読取り位置で試料と反応した結果として、分析器が試薬パッドの色の変化を判定することが可能になる。最後に、使用済みのカードは分析器から除去され、適当に廃棄される。

自動分析器とともに使用される光学撮像システムに伴う既存の問題は、光学撮像システムの比較的大きい視野の照明が不均一であり、使用されるカメラのレンズのビネッティング効果が生じ、試薬試験デバイスのアスペクト比が大きいことからノイズが生じ、試験デバイスと撮像システムとの間で光が散乱することである。これらの要因により、画像が不均一になる可能性がある。しかし、大部分の比色分析モジュールのこれらの要件のうちの１つは、試験デバイスにわたって獲得した画像内の照明強度を均一にすることである。しかし、画像処理を使用した補正では、信号対雑音比（ＳＮＲ）が改善されない。既存の光学撮像システム内の光散乱は、画像にノイズを導入することによって、信号対雑音比をさらに低減させる可能性がある。

正反射は、表面からの鏡面反射であり、表面の下の材料に関係しない。分析器内で、正反射は、試験試料および／または試験デバイスの表面が濡れていることによって生じる可能性がある。正反射が生じたとき、そのような正反射により、試薬パッド内の光の吸収に起因する信号に関係しない明るい鏡面反射スポットのため、測定が混乱する可能性がある。鏡面散乱は、分析物濃度に関係しない無関係の可変信号を加えることによって、試薬パッドからの反射光の測定に干渉し、分析物濃度に関係する測定を不正確にする。正反射による干渉を低減させるための交差させた偏光子が、特許文献５に論じられている。

米国特許第３，１２３，４４３号 米国特許第３，２１２，８５５号 米国特許第３，８１４，６６８号 米国特許第４，５２６，７５３号 米国特許第４，８９０，９２６号

したがって、制御された照明を提供し、光散乱の影響を低減させることによって、信号対雑音比を増大させる分析器が、当技術分野で必要とされている。本明細書に開示する発明の概念は、そのような試薬分析器を対象とする。

一実施形態では、本明細書に開示する発明の概念は、上述した従来技術の欠陥に対処する試薬分析器である。試薬分析器は、回路板、撮像システム、およびプロセッサを有する。回路板は、基板および基板上または基板内に延びる複数の導電リードを有する。基板は、第１の主表面および第２の主表面を有し、第１の主表面は第２の主表面とは反対に位置する。基板は、第１の主表面と第２の主表面との間に延びる開口部を有する。試薬分析器はまた、撮像システムを含み、撮像システムは、基板内に形成された開口部を通って延びる視野を有し、視野内の読取り位置に配置された湿式試薬試験デバイスの画像を取り込むように構成されており、画像は複数の画素を有する。プロセッサは、画像を受け取り、画像の画素を解析して、湿式試薬パッドに加えられた試料内の標的成分の有無を判定するように構成される。

当業者が本明細書に開示する発明の概念を作製および使用することを支援するために、添付の図面および概略図を参照するが、これらは原寸に比例して描くことを意図したものではなく、同じ参照番号は、整合性のために同じまたは類似の要素を指すことを意図したものである。明確にするために、すべての図面ですべての構成要素が示されているわけではない。明確かつ簡潔にするために、これらの図の特定の構成および特定の外観は、原寸に比例せず強調して示されていることがあり、または概略的に示されていることがある。

その撮像システムの視野内に配置された試薬カードなどの試験デバイスを示す、本明細書に開示する発明の概念による分析器の例示的な実施形態の正面図である。 図１の分析器の側面図である。 試薬カードの制御された照明を容易にし、撮像システムによって検出される光散乱を低減させるために、本明細書に開示する発明の概念による内蔵光源によって取り囲まれた開口部を有する回路板の底面図である。 本明細書に開示する発明の概念による内蔵光源のための試験デバイスに対する例示的な電力レベル、ｘ、ｙ、およびｚ位置、ならびに角度を示す表である。 本明細書に開示する発明の概念による光源の最適化ありおよびなしの照明グラフを示す図である。 本明細書に開示する発明の概念による分析器によって読み取ることができる例示的な試験デバイスの図である。 コントローラを有する試薬分析器の例示的な実施形態の図である。 較正ルーチンの例示的な実施形態の流れ図である。 第１の偏光子および第２の偏光子を有する試薬分析器の例示的な実施形態の側面図である。 回路板および第１の偏光子の分解直交図である。 第１の偏光子が光をフィルタリングして試料の方へ伝送し、試料／試験デバイスが光を第２の偏光子の方へ反射し、第２の偏光子が光をフィルタリングしてカメラの方へ伝送することを示す図である。

本明細書に開示する発明の概念の少なくとも１つの実施形態について詳細に説明する前に、発明の概念は、以下の説明に記載しまたは図面に示す構成要素または工程または方法の構造および配置の詳細にその用途が限定されるものではないことを理解されたい。本明細書に開示する発明の概念は、他の実施形態が可能であり、または様々な方法で実行もしくは実施することが可能である。また、本明細書で用いる用語および術語は、説明を目的とし、本明細書に開示および特許請求する発明の概念を何らかの方法で限定すると解釈されるべきではないことを理解されたい。

発明の概念の実施形態の以下の詳細な説明では、発明の概念のより徹底的な理解を提供するために、多数の特有の詳細について記載する。しかし、本明細書に開示する発明の概念は、これらの特有の詳細がなくても実行することができることが、当業者には明らかになるであろう。他の例では、本開示を不要に複雑にしないために、よく知られている構成について詳細に説明しない。

本明細書では、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、またはその任意の他の変形は、非排他的な包含を意図したものである。たとえば、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されるものではなく、明示的に列挙されていないまたは本質的に存在していない他の要素も含むことができる。

逆の内容が明示的に記載されていない限り、「または（ｏｒ）」は、排他的論理和ではなく包含的論理和を指す。たとえば、ＡまたはＢという条件は、Ａが真（または存在）でありかつＢが偽（または不在）である状態、Ａが偽（または不在）でありかつＢが真（または存在）である状態、およびＡおよびＢの両方が真（または存在）である状態のうちのいずれか１つによって満たされる。

加えて、「ａ」または「ａｎ」の使用によって、本明細書の実施形態の要素および構成要素について説明する。これは、発明の概念の概略的な意味を与えるために、便宜的にのみ行われる。この説明は、１つまたは少なくとも１つを含むと解釈されるべきであり、他の内容を意味することが明らかでない限り、単数は複数も含む。

さらに本明細書では、「一実施形態」または「実施形態」のあらゆる参照は、その実施形態に関連して記載される特定の要素、構成、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な場所における「一実施形態では」という語句への言及は、必ずしもすべて同じ実施形態を参照するとは限らない。

本明細書では、「湿式試薬試験デバイス」は、試料の体積を堆積させた試薬デバイスを指し、そのような成分が試料内に存在する場合、試薬デバイス内の試薬はその標的成分と反応することができるようになっている。湿式試薬試験デバイスはまた、陰性コントロール体積を堆積させることもできる。

本明細書では、「試薬試験デバイス」は、試薬を有するキャリアを指す。例示的な試薬デバイスは、ディップアンドリード試験ストリップの試薬パッド、またはラテラルフローイムノアッセイの制御ストリップもしくは試験ストリップを含む。

最後に、本明細書では、「約（ａｂｏｕｔ）」、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、および「実質的（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」などの修飾語は、修飾されている項目が、指定された正確な値に限定されるものではなく、たとえば測定誤差、製造公差、様々な部材にかけられる応力、摩損、およびこれらの組合せによって引き起こされるその値からの軽微な変動または逸脱も含むことを意味することを意図したものである。

本明細書に開示する発明の概念は、一般に、試薬カードのための分析器を対象とし、より詳細には、限定ではないが、許容できる限度内で制御された照明を提供し、光散乱の影響を低減させることによって、信号対雑音比を増大させる分析器を対象とする。制御された照明の例には、それだけに限定されるものではないが、許容できる限度内の均一の照明、スポット、フラッシュ、または時間とともに変動する照明が含まれる。本明細書に開示する発明の概念について、主に複数プロファイル試薬カードを使用する自動分析器に関連して説明するが、本明細書に開示する発明の概念は、自動分析器または複数プロファイル試薬カードに限定されるものではない。たとえば、本開示の利益がある当業者には理解されるように、本明細書に開示する発明の概念による方法は、手動分析器によって実装することができ、またはラテラルフローイムノアッセイ、ディップアンドリード試薬試験デバイス、または基板上の試薬試験デバイスのリール、およびこれらの組合せなどの試薬試験デバイスを使用する自動分析器によって実装することができる。さらに、本明細書に開示する発明の概念は、視野内に少なくとも１つの読取り位置を有する任意の試薬デバイス撮像システムによって実装することができる。

特に、試薬試験デバイスが濡れると、試薬パッド、制御ライン、または試験ラインなどの試薬試験デバイスの色を示す信号値が変化する。陰性溶液の場合、信号値の変化が知られており（または測定することができる）、したがって任意選択のオフセット信号値となることができる。オフセット信号値の範囲外のあらゆる変化は、測定されている臨床構成要素との反応によって引き起こされた可能性が高い。

次に図１～図２を参照すると、本明細書に開示する発明の概念による試薬分析器１０の例示的な実施形態が示されている。試薬分析器１０は、たとえば自動試薬カード分析器とすることができる。自動試薬カード分析器の例示的な実施形態は、２０１２年１２月１２日出願の米国特許出願第１３／７１２，１４４号、および２０１２年１２月１４日出願のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６９６２１に詳細に記載されており、これらの開示全体を明示的に参照によって本明細書に組み入れる。

概して、試薬分析器１０は、空洞１８を取り囲むハウジング１４と、少なくともカメラ２６を含む撮像システム２２と、空洞１８内に配置された試料ホルダ３２を有する試料トレイ３０と、開口部３８（第１の開口部とも呼ぶ）および１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎを有し、空洞１８内に配置された回路板３４とを含むことができる。

ハウジング１４は、空洞１８を形成し、撮像システム２２、試料トレイ３０、および回路板３４を支持するように構成された１つまたはそれ以上の構成要素から形成することができる。一実施形態では、ハウジングは可視光に対して不透明である。別の実施形態では、ハウジングは、１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎによって生成される光の１つまたはそれ以上の波長に対して不透明である。一実施形態では、ハウジング１４は、周囲光を正規化することができる。

撮像システム２２は、少なくとも１つのカメラ２６を含み、ハウジング１４によって支持される。一実施形態では、撮像システム２２は、たとえば、ハウジング１４に固定することができ、または試料トレイ３０から相対距離をあけて固定することができる。撮像システム２２および／またはカメラ２６は、少なくとも回路板３４の開口部３８を含むために視野４０を提供するように選択された焦点距離を有する１つまたはそれ以上のレンズを含むことができる。

撮像システム２２は、たとえば、撮像システム２２の視野４０が回路板３４の開口部３８の実質的に全体を含むように、任意の所望のリーダとして実装および機能することができる。撮像システム２２は、試料トレイ３０の上、下、または隣の場所で支持することができる。いくつかの実施形態では、視野４０は、撮像システム２２から開口部３８へ線形方向に延びることができる。他の実施形態では、視野４０は、視野４０内の１つまたはそれ以上の光学的ステアリング構成要素の存在により、撮像システム２２から開口部３８へ非線形方向に延びることができる。例示的な光学的ステアリング構成要素には、鏡、レンズ、ビームスプリッタ、またはこれらの組合せが含まれる。撮像システム２２は、たとえば、撮像システム２２の視野４０内に配置された試薬パッドの反射値または色値を示す画像または光信号を検出または取り込むように構成することができる（図６に示し、以下でより詳細に論じる）。しかし、いくつかの例示的な実施形態では、撮像システム２２の視野４０は、回路板３４の開口部３８の一部分のみを含むこともできることを理解されたい。撮像システム２２のカメラ２６は、デジタルカメラ、アナログカメラ、ＣＭＯＳ撮像装置、ダイオード、およびこれらの組合せなど、任意の所望のデジタルまたはアナログ撮像装置を含むことができる。撮像システム２２はまた、たとえば、レンズ系、光学フィルタ、コリメータ、拡散器、または任意の他の光信号処理デバイスを含むことができる。さらに、撮像システム２２は、可視スペクトル内の光学撮像装置に限定されるものではなく、たとえば、赤外撮像システム、紫外撮像システム、マイクロ波撮像システム、Ｘ線撮像システム、および／または他の所望の撮像システムを含むことができる。撮像システム２２の非排他的な例には、たとえば、光学撮像システム、分光光度計、ガスクロマトグラフ、顕微鏡、赤外センサ、およびこれらの組合せが含まれる。

一実施形態では、撮像システム２２は、少なくとも１つのカメラ２６およびレンズを含み、少なくとも１つのカメラ２６は、ＯｎＳｅｍｉ ＭＴ９Ｄ１３１ ＣＭＯＳセンサ（ＯＮ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、Ｐｈｏｅｎｉｘ、Ａｒｉｚｏｎａ）であり、レンズは、ＤＳＬ９４９ Ｓｕｎｅｘレンズ（Ｓｕｎｅｘ Ｉｎｃ．、Ｃａｒｌｓｂａｄ、ＣＡ）であり、どちらも、幾何学的な画像の歪みを抑えながら広い視野４０を維持し、それによって１６００画素×１２００画素の分解能を提供するように構成されており、各画素は、試料トレイ３０および／または試料ホルダ３２の約０．０６５ｍｍの正方形の面積を表す。

試料トレイ３０は、視野４０内の試料ホルダ３２の場所を調整するように構成することができる。試料ホルダ３２は、試験デバイス４４のうちの少なくとも１つを受け取るように構成することができ、試験デバイス４４は、試薬カードおよび試薬カードカセットとすることができ、各々が試料４６を有する。試料４６は、たとえば、尿、唾液、または血液など、任意の体液、組織、または任意の他の化学もしくは生体試料、およびこれらの組合せとすることができる。試料４６は、たとえば、液状とすることができ、ビリルビン、ケトン、グルコース、または任意の他の所望の標的成分などの１つまたはそれ以上の標的成分を含有することができる。

開口部３８を有する回路板３４は、空洞１８内に配置して、撮像システム２２と試料トレイ３０との間に置くことができ、したがって撮像システム２２の視野４０は、試料ホルダ３２、試験デバイス４４、および／または試料４６から実質的に妨げられないようになっている。回路板３４については、図３および以下でより詳細に説明する。一実施形態では、回路板３４は、撮像システム２２と試料トレイ３０との間の固定の場所に配置されているが、別の実施形態では、撮像システム２２と試料トレイ３０との間の変動する場所へ回路板３４を調整することもできる。回路板３４が調整可能である場合、あらゆる調整後に較正ルーチン１７０（後述）を実行しなければならない。

照明源４２ａ～ｎは、たとえば、任意の所望の強度、波長、周波数、または伝播方向を有する光信号を放出するように構成された発光ダイオード、電球、レーザ、白熱電球もしくは管、蛍光電球もしくは管、ハロゲン電球もしくは管、または任意の他の所望の光源もしくは物体のうちの１つまたはそれ以上として実装することができる。照明源４２ａ～ｎは、回路板３４に取り付けることができ、撮像システム２２の視野４０の実質的に全体が照明源４２ａ～ｎによって照明されるように向けることができる。いくつかの例示的な実施形態では、照明源４２ａ～ｎは、コントローラ１４４（図７参照、以下に詳述）に動作可能に連結することができ、したがって制御および／または電力信号をコントローラ１４４によって照明源４２ａ～ｎに供給することができる。照明源４２ａ～ｎによって放出される光信号の強度は、コントローラ１４４によって供給される制御および電力信号などによって、試薬分析器１０の動作にわたって実質的に一定に維持されることが望ましい。一実施形態では、照明源４２ａ～ｎによって放出される光信号は、たとえば、フィルタ、拡散器、偏光子、レンズ、レンズ系、コリメータ、およびこれらの組合せなど、１つまたはそれ以上の光学系または他のシステム（図示せず）によって調節または処理することができる。

いくつかの例示的な実施形態では、第１の照明源４２ａおよび第２の照明源４２ｂなど、１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎを実装することができ、第１の照明源４２ａおよび第２の照明源４２ｂは、異なる場所および／または向きを有することができ、それによって第１の照明源４２ａおよび第２の照明源４２ｂは、撮像システム２２の視野４０の実質的に全体（たとえば、試料ホルダ３２および／または試料４６の実質的に全体）を照明するように協働する。第１の照明源４２ａおよび第２の照明源４２ｂは、たとえば、異なる照明強度を有する光信号を放出することができる。

一実施形態では、試料ホルダ３２は、たとえば、１つまたはそれ以上の複数プロファイル試薬カードを有する試薬カードカセットの形態の試験デバイス４４を受け入れるように適用することができる。各試薬カード（以下に詳述）は、基板および１つまたはそれ以上の試薬パッドを含むことができ、試薬パッドは、基板上に配置され、または他の方法で基板に関連付けられる。例示的な実施形態では、試薬パッドは、流体またはマイクロ流体コンパートメント（図示せず）を含むことができる。

各試薬パッドは、試薬パッド上に堆積した検体の試料４６内の分子、細胞、または物質などの標的成分の存在に応答して、色の変化を生じるように構成された試薬を含むことができる。異なる標的成分の存在を検出するために、試薬パッドに異なる試薬を提供することができる。異なる試薬は、特定のタイプの分析物など、試料４６内の特定の成分の存在に応答して、１つまたはそれ以上の色の変化を引き起こすことができる。特定の試薬に対する特定の成分の反応によって生じる色は、その特定の成分に関する光の吸収および／または反射に対して特徴的な個別のスペクトルを画成することができる。試薬および試料４６の色の変化の程度は、たとえば、試料４６内に存在する標的成分の量に依存することができる。

試料４６内のこれらの標的成分の存在および濃度は、たとえば、試料４６を試薬パッドに加えてから所定の時間後に、かつ／または撮像システム２２の視野内の所定の読取り位置で、１つまたはそれ以上の試薬パッドによって生じる色の変化の分析によって判定可能とすることができる。この分析は、試料４６に加えてから異なる期間後に、かつ／または撮像システム２２の視野４０内の異なる読取り位置で、各試薬パッドの色比較を伴うことができる。

撮像システム２２によって検出された光信号の大きさの解析に基づいて、たとえば、試料４６内に標的成分が存在しないことに対応する第１のカテゴリ、試料４６内に存在する標的成分の濃度が小さいことに対応する第２のカテゴリ、試料４６内に存在する標的成分の濃度が中程度であることに対応する第３のカテゴリ、および試料４６内に存在する標的成分の濃度が大きいことに対応する第４のカテゴリという複数のカテゴリのうちの１つに、試料４６を割り当てることができる。

さらに、撮像システム２２は、たとえば、特定の試薬パッドおよび／または試験ストリップの場所にかかわらず、試料４６の体積が試験デバイス４４、たとえば試薬パッドおよび／または試験ストリップ上に分注されてから任意の時間間隔で、試薬パッドおよび／または試験ストリップの色または反射値を示す光信号を検出することができる。１つの例示的な実施形態では、試料４６の体積が試薬パッドおよび／または試験ストリップ上に堆積されてから様々な時間間隔で、試薬パッドおよび／または試験ストリップのビデオまたは一連の画像を取り込むことができる。

撮像システム２２は、たとえば、任意の時間およびカメラ２６の視野内の任意の位置で、１つまたはそれ以上の試験デバイス４４、たとえば試薬パッドの色または反射値を示す１つまたはそれ以上の反射信号を検出するように、断続的、連続的、または周期的に動作させることができる。いくつかの例示的な実施形態では、撮像システム２２は、たとえば、任意の試料４６が試薬パッド上に堆積される前に、または試料４６の体積が試薬パッド上に堆積されてから任意の既知の時点で、試験デバイス４４、たとえば試薬パッドの色または反射値を示す画像を取り込むことができる。

次に図３を参照すると、試料ホルダ３２および／または試料４６の制御された照明を容易にし、撮像システム２２によって検出される光散乱を低減させるために、本明細書に開示する発明の概念による１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎによって取り囲まれた開口部３８を有する回路板３４の底面図が示されている。制御された照明について、本明細書では例として、許容できる限度内で試料ホルダ３２および／または試料４６の範囲、すなわち長さおよび幅にわたって均一の照明として説明する。しかし、本開示は均一の照明に限定されるものではないことを理解されたい。回路板３４は、底面６１ａおよび頂面６１ｂを有する基板６０と、基板６０上または基板６０内に延びる複数の導電リードと、底面６１ａと頂面６１ｂとの間に延びる開口部３８を含む。

図３に示す回路板３４は、１つまたはそれ以上の照明源４２ａを有する回路板３４の底面６１ａを表す。試薬分析器１０内に配置されたとき、底面６１ａは、試料トレイ３０に対向するように向けられており、したがって１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎによって生じた光を試料ホルダ３２および／または試料４６に直接提供することができる。照明源４２ａ～ｎは、回路板３４の複数の導電リードに接続され、したがって導電リードは各照明源４２ａ～ｎに電気を提供する。一実施形態では、回路板３４は、複数の導電リードに接続された照明源回路（図示せず）をさらに含み、照明源回路は、各照明源４２ａ～ｎとは関係なく電気を印加するように構成される。たとえば、照明源回路は、第１の照明源４２ａに第１の電力を供給し、第２の照明源４２ｂに第２の電力を供給するように構成することができ、第１の電力および第２の電力は異なり、それによって試料にわたって照明強度の差を引き起こす。照明源４２ａ～ｎは、カメラ２６の視野４０にわたって照明強度が実質的に均一になるように配置され、それによって試薬パッドが実質的に均一の強度で照明されるため、試薬パッドの色の変化の読取りの精度を増大させる（以下および図５により詳細に示す）。図３に示すように、回路板３４の基板６０は実質的に平面であり、それによって１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎの各々は、試料トレイ３０から類似の距離をあけて位置する。試料４６に対する照明源４２ａ～ｎの場所に応じて、照明源４２ａ～ｎのいくつかに対して、照明源４２ａ～ｎと試料４６との間の距離は異なってよい。しかし他の実施形態では、回路板３４は非平面とすることができ、それによって照明源４２ａ～ｎのうちの１つまたはそれ以上は、試料トレイ３０から異なる距離をあけて位置する。一実施形態では、１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎを支柱（図示せず）に取り付けることができ、各支柱は回路板３４に取り付けられて、照明源４２ａ～ｎのうちの特定の１つへの１つまたはそれ以上の導電経路を提供する。支柱が使用されると、これにより１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎの一部分が試料４６および／または試料トレイ３０に近づく。

一実施形態では、基板６０は、第１の領域６２ａと、第１の領域６２ａとは反対に位置する第２の領域６２ｂと、第１の領域６２ａと第２の領域６２ｂとの間に位置する中間領域６２ｃとを有する。１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎは、第１の領域６２ａ、第２の領域６２ｂ、および中間領域６２ｃの各々で、またはこれらの何らかの組合せで、基板６０に取り付けることができる。一実施形態では、第１の領域６２ａおよび第２の領域６２ｂ内の１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎに第１の電力を印加することができ、それによって第１の領域６２ａおよび第２の領域内の１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎが第１の照明強度を提供することができ、中間領域６２ｃ内の１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎに第２の電力を印加することができ、それによって中間領域６２ｃ内の１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎが第２の照明強度を提供することができ、第１の電力および第２の電力は異なり、第１の照明強度および第２の照明強度は異なる。

開口部３８は、頂面６１ｂから底面６１ａまで延びており、撮像システム２２の視野４０が撮像システム２２から試料ホルダ３２まで通過するためのアパーチャを提供し、試料ホルダ３２に関連付けられた試験デバイス４４の制御された視野をカメラ２６に提供する。開口部３８は、回路板３４の底面６１ａが開口部３８の各面に１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎを含むことができるようにさらに構成することができる。一実施形態では、開口部３８は、実質的に中間領域６２ｃ内に位置する。一実施形態では、開口部３８が第１の長軸および第１の短軸を有し、試料ホルダ３２が第２の長軸および第２の短軸を有し、第１の長軸は、第２の長軸と位置合わせされる。方形の試薬試験デバイスの制御された視野を提供するために、図３では開口部３８が長方形として示されているが、開口部３８は、視野４０が試料トレイ３０の制御された視野になるように、任意の形状で構成することができ、照明源４２は、試料４６の実質的に均一の照明を提供するように較正することができることが理解される。図３の例では、開口部３８は、回路板３４の縁部まで延びない。

一実施形態では、開口部３８は、回路板３４を２等分することなく回路板３４の縁部まで延びるが、別の実施形態では、開口部３８は、回路板３４全体を通って延び、回路板を第１の半分および第２の半分に２等分しており、第１の半分および第２の半分は、別個の場所に取り付けられており、視野４０が試料トレイおよび照明源４２の制御された視野になるように、ハウジング１４によって支持される。

図３に示す一実施形態では、１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎは、複数のＬＥＤ６４ａ～ｎおよび１つまたはそれ以上の赤外ＬＥＤ６８ａ～ｎである。図３に示すＬＥＤ６４ａ～ｎは、図３に示すように配置された２０個の可視光ＬＥＤと、１つまたはそれ以上の赤外ＬＥＤ６８とを含む。ＬＥＤ６４ａ～ｎは、試料ホルダ３２および／または試薬カードもしくは試薬カセットにわたって実質的に均一の光強度を生じさせるために必要とされる任意のＬＥＤを含む。赤外ＬＥＤ６８は、たとえば、試料４６に熱を加えるために、または試験デバイス４４上のＩＤパッドを識別するために使用することができる。一実施形態では、ＩＤパッドは、試料ホルダ３２によって支持された試験デバイス上の試料を、試薬分析器１０によって取得されたデータに相関させるために利用される。

一実施形態では、複数のＬＥＤ６４ａ～ｎは、固定の色、可視光、紫外光、赤外光、または白色光、またはこれらの何らかの組合せを提供するように選択される。別の実施形態では、各ＬＥＤ６４ａ～ｎが、試薬カードに対して斜めに配置される。さらに別の実施形態では、各ＬＥＤ６４ａ～ｎは、試料ホルダ３２によって支持された試験デバイス４４から１つまたはそれ以上の距離をあけて配置され、したがって第１のＬＥＤ６４および第２のＬＥＤ６４は、試験デバイス４４および／または試料ホルダ３２から異なる距離をあけて位置する。

次に図４～図５を参照すると、図４には、電力レベル８４、ｘ位置８８、ｙ位置９０、ｚ位置９２、および相対角度９４を示す表８０が示されており、相対角度９４は、各ＬＥＤ６４ａ～ｔに関する試料ホルダ３２に対する角度であり、図５には、照明強度グラフ１００を示す図が示されており、最適化された正規化照明強度測定１０４がＬＥＤ６４ａ～ｔの最適化を示し、最適化されていない照明強度測定１０８が本明細書に開示する発明の概念による最適化を受けていないＬＥＤ６４ａ～ｔを示す。各ＬＥＤ６４の電力レベルを調整することによって、最適化された照明強度測定１０４に示されている実質的に均一の光強度が実現される。実質的に均一の光強度は、８５％～１００％均一とすることができる。図５に示す例では、最適化された正規化照明強度は８５％～９５％である。

次に図６を参照すると、本明細書に開示する発明の概念による試薬分析器１０によって読み取ることができる試薬カード１２４の形態の例示的な試験デバイス４４の一部分の図１２０が示されている。

試薬カード１２４は、基板１２８および１つもしくはそれ以上または複数の試薬パッド１３２ａ～ｎを含むことができ、試薬パッド１３２ａ～ｎは、基板１２８上に配置され、または他の方法で基板１２８に関連付けられる。基板１２８は、たとえば、紙、写真紙、高分子、繊維材料、およびこれらの組合せなどの任意の好適な材料から構築することができる。試薬パッド１３２ａ～ｎは、たとえば、１つまたはそれ以上の試験ストリップを画成するように、格子状の構成で基板１２８上に配置することができる。例示的な実施形態では、試薬パッド１３２ａ～ｎは、流体またはマイクロ流体コンパートメント（図示せず）を含むことができる。試薬パッド１３２ａ～ｎは、たとえば、互いから距離をあけて隔置することができ、したがって試験ストリップが隔置され、したがって隣接する試験ストリップおよび／または試薬パッド１３２ａ～ｎを撮像システム２２の視野４０内の別個の位置に同時に配置することができる。試薬カード１２４は、異なる試薬および／または複数の異なる試験ストリップを有する複数の試薬パッド１３２ａ～ｎを有する複数プロファイル試薬カードとすることができる。さらに、いくつかの例示的な実施形態では、試薬カード１２４は、たとえば、１つまたはそれ以上の較正チップまたは基準パッドを含むことができ、そのような較正チップまたは基準パッドは、試薬を有しておらず、色基準として働くことができる。別の実施形態では、試薬カード１２４は、赤外光下で見ることができる識別子を有するＩＤパッドを含む。

各試薬パッド１３２ａ～ｎは、試薬パッド１３２ａ～ｎ上に堆積した検体の試料４６内の分子、細胞、または物質などの標的成分の存在に応答して、色の変化を生じるように構成された試薬を含むことができる。異なる標的成分の存在を検出するために、試薬パッド１３２ａ～ｎに異なる試薬を提供することもできる。異なる試薬は、特定のタイプの分析物など、試料４６内の特定の成分の存在に応答して、１つまたはそれ以上の色の変化を引き起こすことができる。特定の試薬に対する特定の成分の反応によって生じる色は、その特定の成分に関する光の吸収および／または反射に対して特徴的な個別のスペクトルを画成することができる。試薬および試料の色の変化の程度は、たとえば、試料４６内に存在する標的成分の量に依存することができる。

色の変化は、撮像システム２２によって読み取ることができる。試薬パッド１３２ａ～ｎの色を示す信号は、撮像システム２２によって受け取ることができ、撮像システム２２は、それらの信号を解析し、試薬パッド１３２ａ～ｎが試薬パッド１３２ａ～ｎ上に堆積した試料４６の体積と反応した結果として生じる試薬パッド１３２ａ～ｎの色の変化を判定することができる。そのような色の変化は、たとえば、試薬パッド１３２ａ～ｎの色を示す光信号もしくは画像が検出されたときの試薬パッド１３２ａ～ｎの読取り位置、および／または試料４６の体積が試薬パッド１３２ａ～ｎ上に堆積している既知の継続時間、ならびにこれらの組合せに応じて分析することができる。色の変化は、上述したように、試薬パッド１３２ａ～ｎ上に堆積した試料４６の体積内の標的成分の存在および／または濃度もしくは量の定量的、定性的、および／または半定性的な標示として解釈することができる。

次に図７を参照すると、分析器コントローラ１４４を含む試薬分析器１０を表した分析器図１４０が示されている。分析器コントローラ１４４は、少なくともプロセッサ１４８および非一時的コンピュータ可読メモリ１５２を有する。メモリ１５２は、コンピュータ実行可能命令を記憶することができ、コンピュータ実行可能命令は、プロセッサ１４８によって実行されると、プロセッサ１４８に、試薬分析器１０の他の要素と通信させ、かつ／または試薬分析器１０の他の要素に動作可能に連結させる。分析器コントローラ１４４は試薬分析器１０とは別個に表されているが、いくつかの実施形態では、分析器コントローラ１４４を試薬分析器１０に一体化することができ、たとえば例示のみを目的として、分析器コントローラ１４４は、試薬分析器１０の追加の構成要素とすることができ、または試薬分析器１０の別の構成要素、たとえば回路板３４と一体化することができることが理解される。

一実施形態では、撮像システム２２は、たとえば、分析器コントローラ１４４および／またはプロセッサ１４８に動作可能に連結することができ、したがってコントローラ１４４によって、１つまたはそれ以上の電力および／または制御信号をカメラ１２６および／または１つもしくはそれ以上の照明源４２ａ～ｎへ伝送することができ、１つまたはそれ以上の信号をカメラ１２６からプロセッサ１４８へ伝送することができる。分析器コントローラ１４４は、たとえばカメラ１２６から１つまたはそれ以上の信号を受け取ることによって、試薬分析器１０内で試薬カードが抽出されたときの試験結果を評価するように構成することができる。カメラ１２６は、たとえば、試薬パッドなどの試験デバイス４４の反射値を示す１つまたはそれ以上の光信号または他の信号を検出または取り込み、試験デバイス４４、たとえば試薬パッドの反射値を示す信号を、プロセッサ１４８へ伝送するように構成することができる。たとえば、カメラ１２６によって各読取り位置において、試薬パッドおよび／または試験ストリップの反射値を示す波長を有する１つまたはそれ以上の光信号を検出することができる。カメラ１２６は、たとえば、視野４０内の任意の所望の読取り位置、場所、もしくは領域、または任意の他の所望の１つもしくは複数の場所もしくは領域における試薬パッドおよび／または試験ストリップの反射値を示す光信号を検出することができる。カメラ１２６によってプロセッサ１４８へ伝送される信号は、たとえば、電気信号、光信号、およびこれらの組合せとすることができる。一実施形態では、信号は、画素のマトリックスを有する画像ファイルの形態であり、各画素が反射値を示す色コードを有する。例示的な実施形態では、画像ファイルは、２つまたはそれ以上の所定の領域の画素を有することができ、所定の各領域の画素が、カメラ１２６の視野４０内の試薬パッドおよび／または試験ストリップのうちの１つの読取り位置に対応する。一実施形態では、プロセッサ１４８は、伝送された信号および／または画像ファイルを、１つもしくはそれ以上のデータベース１５６および／またはメモリ１５２内に記憶することができる。

プロセッサ１４８は、たとえば、カメラ１２６によって検出された信号に基づいて、試薬パッドおよび／または試験ストリップ上に配置された試料（たとえば、尿）とともに、試薬パッドおよび／または試験ストリップの反射値または色の変化を判定することができる。カメラ１２６によって検出された１つまたはそれ以上の反射値の読取りを示す各光信号または他の信号は、異なる光波長（すなわち、色）に関する大きさを有することができる。試料の色および／または試薬パッド内の標的成分に対する１つもしくはそれ以上の試薬の反応は、様々な色成分の反射信号、たとえば、赤色、緑色、および青色の反射成分信号の相対的な大きさに基づいて判定することができる。たとえば、各試薬パッドの色は、標準色モデルに変換することができ、標準色モデルは、典型的には、組合せが特定の色を表す３つまたは４つの値または色成分を含む（たとえば、色相、彩度、および明度（ＨＬＳ）、および色相、彩度、および値（ＨＳＶ）の点表現を含むＲＧＢ色モデル、ならびに／もしくはＣＭＹＫ色モデル、または任意の他の好適な色モデル）。いくつかの実施形態では、カメラ１２６は、各読取り位置で複数の光信号を検出することができ、検出された各信号は、たとえば赤色成分信号、緑色成分信号、および青色成分信号などの１つまたはそれ以上の色成分を有し、これらの成分信号の各々をプロセッサ１４８へ伝送することができる。いくつかの例示的な実施形態では、たとえば、カメラ１２６は、各読取り位置で単一の光信号を検出することができ、プロセッサ１４８は、カメラ１２６から受け取った信号を、赤色成分信号、緑色成分信号、および青色成分信号などの別個の色成分信号に変換することができる。

一実施形態では、プロセッサ１４８は、試薬パッドを基準試薬パッドとして選択または他の方法で指定し、基準試薬パッドを残りの試薬パッドの各々の基準とすることによって、カメラ１２６によって各試薬パッドで検出されたそれぞれの光信号または画像に対する基準試薬パッドで検出された光信号または画像の反射値の比に基づいて、各読取り位置における各試薬パッドに対する較正係数を計算することができる。さらに、いくつかの例示的な実施形態では、基準試薬パッドを選択するのではなく、当業者には理解されるように、各試薬パッドに対する概念色または色標準を各試薬パッドの基準とすることができる。

較正ルーチン１７０（後述および図８に示す）は、非一時的コンピュータ可読媒体１５４に記憶されているプロセッサ実行可能命令または論理セットとして実装することができ、これらの命令または論理は、プロセッサ１４８によって実行されると、プロセッサ１４８に、論理を実施させて較正係数を計算または判定させる。較正ルーチン１７０は、たとえば、事前設定された時間間隔、試薬カードの新しいロットごと、試薬分析器１０に該当する特有の品質管理手順に従って所望される場合、およびこれらの組合せなど、周期的に実施することができる。

次に図８を参照すると、較正ルーチン１７０の例示的なプロセスフロー図が示されており、較正ルーチン１７０は概して：較正試験ストリップの少なくとも１つの画像を獲得する工程であって、各画像に対して１つまたはそれ以上の照明源のうちの１つのみが有効にされる工程（工程１７４）と；画像を前処理する工程（工程１７８）と；前処理された画像によって「Ａ」マトリックスを更新する工程（工程１８２）と；１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎの各々の強度値を判定する工程（工程１８６）と；照明源強度ファイルを生成する工程（工程１９０）と；照明源強度ファイルを使用して較正試験ストリップの試験画像を獲得する工程（工程１９４）と；不均一性値を判定する工程（工程１９８）とからなる。較正ルーチン１７０は、必要とされる最小数の照明源４２ａ～ｎで光強度の均一性を最大にし、回路板３４上の各照明源４２ａ～ｎに対する照明源の状態を判定するために使用される。較正ルーチン１７０について、各照明源４２ａ～ｎをＬＥＤ６４ａ～ｎとして以下で説明するが、各ＬＥＤ６４ａ～ｎを他の照明源４２ａ～ｎに置き換えることもできることが理解される。さらにたとえば、各ＬＥＤに対する照明源の状態をＬＥＤ状態データとして記憶することができ、これには、強度、電力レベル、場所、ＬＥＤ識別子、および／またはこれらの組合せなど、ＬＥＤについて記述するデータを含むことができる。

工程１７４で、カメラ１２６は、第１のＬＥＤ６４ａが有効にされ、たとえば残りすべてのＬＥＤ６４ｂ～ｔが無効にされた状態で、試料ホルダ３２内に配置された較正試験ストリップの反射値を示す第１の光信号または第１の画像を検出することができる。例示的な実施形態では、カメラ１２６は、較正試験ストリップの色を表す色または反射値を有する画素領域を有する画像を検出し、そのような画像をコントローラ１４４へ伝送することができる。カメラ１２６は、次いで、第２のＬＥＤ６４ｂが有効にされ、たとえば残りすべてのＬＥＤ６４ａおよび６４ｃ～ｔが無効にされた状態で、試料ホルダ３２内の較正試験ストリップ位置の反射値を示す第１の光信号とは異なる第２の光信号または第１の画像とは異なる第２の画像を検出することができる。較正試験ストリップは、１つまたはそれ以上の乾式試薬パッドを有する乾式試薬カードとすることができる。各画像は、有効状態、すなわちＬＥＤ電力レベルがＬＥＤによる光の生成を有効にする値に設定された状態を有するＬＥＤ６４に関連付けられたＬＥＤ識別子など、画像に記憶されたメタデータを含むことができる。較正試験ストリップには試料が堆積していないため、反応は発生せず、較正試験ストリップの色は較正試験ストリップにわたって均一になるはずである。したがって、第１の画像および第２の画像内で検出される反射値の差は、不均一な照明によるものである。

工程１７８で、各画像が前処理される。前処理は、画像間の比較を有効にするための各画像の１つまたはそれ以上の修正を含むことができる。たとえば、前処理は、画像を回転させること、および／または画像の一部分のみが較正ルーチン１７０で利用されるように画像を切り取ることを含むことができる。

工程１８２で、前処理された画像によって「Ａ」マトリックスが更新される。「Ａ」マトリックスにおいて、「Ａ」のｉ番目の列は、物体平面（たとえば、試薬カードの頂面に対応する平面）上の照明強度または明るさに電力供給されるｉ番目のＬＥＤの強度分布である。ビネッティングＶは別個に較正することができる。同様に、Ａ^ｉのｉ番目の列は、画像平面において単位電力で測定されたｉ番目のＬＥＤの照明強度分布である。

例示的な「Ａ」マトリックスは、Ｐ_１×ｍ＝Ｖ_ｍ×ｍＡ_ｍ×ｎＷ_１×ｎとして、マトリックスの形態で説明することができ、ここで、ｖはビネッティング機能であり、ｗはＬＥＤ照明強度または明るさであり、ｍは物体および画像平面上の格子点の数であり、ｎはＬＥＤの数である。画像平面強度を適応させるために、重みｗ_ｉが判定される必要がある。

物体平面上に配置されたＬ（ｑ）によって与えられる放射強度分布を有する単一のＬＥＤの場合、平面上の任意の点（ｘ，ｙ）における放射照度は：

または、

によって与えられ、ここで、ｐ_ｏｂｊは単位面積当たりの強度である。

均一の電力が供給される１つまたはそれ以上のＬＥＤによる照明は、画像平面である物体平面の縁部で先細りし、ビネッティングによって悪化する。均一の照明強度を取得するために、物体平面の縁部により近いＬＥＤに対して、ＬＥＤ電力が増大され、したがって照明強度を増大させる。一実施形態では、各ＬＥＤの電力を調整することは、異なる電流制限抵抗器の使用および／またはパルス幅変調によって実行される。

工程１８６で、画像平面内の実質的に均一の照明のために、ＬＥＤの数、ＬＥＤ位置、およびＬＥＤ照明強度または明るさを最適化するように、一定のベクトルに対して、０≦ｗ≦ｗ_ｍａｘを条件として、ｃ_１×ｍおよびＡ^Ｉ＝ＶＡ ｍｉｎｉｍｉｚｅ（｜｜Ａ^Ｉｗ－ｃ｜｜_２＋λ｜｜ｗ｜｜_１）という最適化問題が解決される。代替実施形態では、最適化は、ＬＥＤ照明強度ではなく、ＬＥＤ電流または電力に基づいて実行することができ、一定のベクトルｃが総入射電力を指定する。この最適化問題を解決することによって、ビネッティングを別個に較正またはモデル化する必要がなくなる。さらに、上記のｃの選択により、最適化問題によって照明強度を均一の照明だけでなく任意の関数に適応させることが有効になる。一実施形態では、前処理された画像によって「Ａ」マトリックスを更新することは、プロセッサ１４８によって実行され、これをメモリ１５２またはデータベース１５６内に記憶することができる。次いで画像は、回転のために補正され、セグメント化され、ベクトル化され、「Ａ」マトリックスからアセンブルされる。最適化されたＬＥＤ強度は、ＬＥＤ６４ａ～ｔの各々に電力供給するために使用され、評価のために再び画像が撮影される。一実施形態では、ＬＥＤ強度は、たとえばＭＡＴＬＡＢにおけるＣＶＸ最適化パッケージおよび以下のコードを利用することによって判定することができる：
ｃｖｘ＿ｂｅｇｉｎ
ｖａｒｉａｂｌｅ ｗ（ｌｅｄ．ｃｏｕｎｔ）
ｍｉｎｉｍｉｚｅ（ｎｏｒｍ（Ａ＊ｗ－ｂ））
ｓｕｂｊｅｃｔ ｔｏ
０＜＝ｗ＜＝１
ｃｖｘ＿ｅｎｄ

工程１９０で、ＬＥＤ強度は、ＬＥＤ強度ファイルにコンパイルされ、プロセッサ１４８によって、メモリ１５２、データベース１５６、または別の好適な記憶媒体、またはこれらの組合せに記憶される。ＬＥＤ強度ファイルは、ＬＥＤ６４ａ～ｔの各々に対するＬＥＤ状態データを記憶することができる。ＬＥＤ強度は、ＬＥＤ強度ファイル内に、各ＬＥＤ６４ａ～ｎに対する単一のＬＥＤ強度として、または所望の色モデルの各チャネルに対するＬＥＤ強度として記憶することができる。たとえば、各ＬＥＤ６４ａ～ｔに対して、またＲＧＢ色モデルまたは任意の他の所望の色モデルの各チャネルに対して、赤色成分ＬＥＤ強度、緑色成分ＬＥＤ強度、および青色成分ＬＥＤ強度を記憶することができる。

工程１９４で、カメラ１２６は、たとえば、ＬＥＤ強度ファイル内の特有のＬＥＤ状態データごとに各ＬＥＤ６４ａ～ｔが有効にされた状態で、試料ホルダ３２内に配置された較正試験ストリップの反射値を示す試験光信号を検出することができ、または試験画像を取得することができる。カメラ１２６は、較正試験ストリップの色を表す色または反射値を有する画素の領域を有する試験画像を検出し、そのような画像をコントローラ１４４へ伝送することができる。

工程１９８で、コントローラ１４４は、試験画像を評価して不均一性値を判定することができる。不均一性値は、試験画像内の照明強度の不均一性のパーセンテージとして表すことができる。例示的な実施形態では、不均一性パーセントは５％未満である。不均一性パーセントが５％より大きい場合、コントローラ１４４は、較正ルーチン１７０をうまく完了することに失敗したことの標示、較正ルーチン１７０の再実行の試行、および／もしくはこれらの何らかの組合せを行うことができ、または何も行わなくてもよい。

さらに、当業者には理解されるように、たとえば、試薬分析器１０に対する休止時間を低減させるために、試薬カード上の１つまたはそれ以上の較正試験ストリップで較正ルーチン１７０を実施することができ、残りの試験ストリップは、上述したように試料を試験するために使用される。一実施形態では、試薬分析器１０は、現在の較正を確認するために、試料が分析される前に不均一性値を判定することができる。試薬分析器１０が較正されていないことが判定された場合、較正ルーチン１７０を実行することができる。

次に図９を参照すると、上記で論じた試薬分析器１０と同様に構築された試薬分析器１０ａの例示的な実施形態の図が示されているが、試薬分析器１０ａは第１の偏光子２０２ａおよび第２の偏光子２０２ｂを有する。試薬分析器１０と試薬分析器１０ａとの間で共通している要素は、同じ参照番号で示す。第１の偏光子２０２ａおよび第２の偏光子２０２ｂは、たとえば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、三酢酸セルロース（ＣＴＡ）、およびこれらの組合せなどの任意の好適な材料から構築された線吸収性（または二色性）の偏光フィルタとすることができる。

第１の偏光子２０２ａは、第１の伝送軸２０６ａ、第１の境界２１０ａ、第１の境界２１０ａとは反対に位置する第２の境界２１０ｂ、および開口部２１４（本明細書では、第２の開口部とも呼ぶ）を有することができ、空洞１８内に配置して、回路板３４と試料ホルダ３２との間に置くことができ、したがって１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎによって生成された光は第１の境界２１０ａに提供され、光の一部分は第１の偏光子２０２ａおよび第２の境界２１０ｂを通過する。いくつかの実施形態では、１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎによって生成された光は、第１の境界２１０ａに直接提供される。

第１の境界２１０ａに光が提供されたとき、第１の偏光子２０２ａは、光のうち第１の伝送軸２０６ａに平行に線形偏光された部分は第２の境界２１０ｂから伝送し、光のうち第１の伝送軸２０６ａに垂直に線形偏光された部分は吸収するように構成することができる。

一実施形態では、第１の偏光子２０２ａは、回路板３４の底面６１ａに取り付けられて、１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎを覆い、別の実施形態では、第１の偏光子２０２ａは、空洞１８内で回路板３４の下および試料ホルダ３２の上に取り付けられる。

第２の開口部２１４は、第１の開口部３８と位置合わせする（すなわち、重なる）ことができる。第２の開口部２１４は、第１の境界２１０ａから第２の境界２１０ｂへ延びることができ、第１の開口部３８と位置合わせされて、撮像システム２２の視野４０が回路板３４および第１の偏光子２０２ａを通って撮像システム２２から試料ホルダ３２へ進むことを可能にし、試料ホルダ３２に関連付けられた試験デバイス４４の制御された視野をカメラ２６に提供することができる。第２の開口部２１４は、視野４０が試料ホルダ３２の制御された視野になり、１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎによって生成された光が第１の偏光子２０２ａに提供されるように、任意の形状で構成することができる。

たとえば、いくつかの実施形態では、第１の偏光子２０２ａは、複数の別個の偏光子を含み、これら別個の偏光子が、１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎのうちの１つまたはそれ以上を覆う。この実施形態では、第２の開口部２１４は、第１の開口部３８と位置合わせされた別個の偏光子をなくすことによって形成することができる。

第２の偏光子２０２ｂは、第２の伝送軸２０６ｂ、第３の境界２１０ｃ、および第４の境界２１０ｄを有することができ、空洞１８内に配置して、撮像システム２２と回路板３４との間に置くことができ、したがって撮像システム２２の視野４０は第２の偏光子２０２ｂを通過し、試料ホルダ３２、試験デバイス４４、および／または試料４６から反射された光は、第３の境界２１０ｃによって受け取られて、第２の偏光子２０２ｂおよび第４の境界２１０ｄを通って撮像システム２２および／またはカメラ２６へ進められる。

第３の境界２１０ｃに光が提供されたとき、第２の偏光子２０２ｂは、光のうち第２の伝送軸２０６ｂに平行に線形偏光された部分は第４の境界２１０ｄから伝送し、光のうち第２の伝送軸２０６ｂに垂直に線形偏光された部分は吸収するように構成することができる。

一実施形態では、第２の偏光子２０２ｂは、固定された向きを有し、したがって第２の伝送軸２０６ｂは第１の伝送軸２０６ａに実質的に直交しているが、別の実施形態では、第２の偏光子２０２ｂは、第２の伝送軸２０６ｂの向きを調整することができるように、撮像システム２２および／またはカメラ２６に可動（たとえば、回転可能）に取り付けられる。

次に図１０を参照すると、回路板３４および第１の偏光子２０２ａの例示的な実施形態の分解直交図を示す図が示されている。回路板３４は基板６０から構成され、基板６０は、底面６１ａおよび頂面６１ｂと、底面６１ａと頂面６１ｂとの間に延びる第１の開口部３８と、１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎとを有する。１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎは、底面６１ａに取り付けることができる。第１の偏光子２０２ａは、第１の境界２１０ａおよび第２の境界２１０ｂ、第１の伝送軸２０６ａ、ならびに第１の境界２１０ａと第２の境界２１０ｂとの間に延びる第２の開口部２１４から構成される。第２の開口部２１４は、第１の開口部３８と位置合わせされる。第１の偏光子２０２ａは、回路板３４の底面６１ａに取り付けることができ、１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎを覆うことができる。

次に図１１を参照すると、第１の偏光子２０２ａが１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎによって生成された偏光されていない光２１８をフィルタリングし、偏光された光２２２を、試料４６を有する試験デバイス４４の方へ直接伝送することを示す図が示されている。試料４６を有する試験デバイス４４は、偏光された光２２２を反射し、拡散反射２２６および正反射２３０を第２の偏光子２０２ｂの方へ誘導する。第２の偏光子２０２ｂは、拡散反射２２６および正反射２３０をフィルタリングし、偏光された光２２２をカメラ２６の方へ伝送する。

第１の伝送軸２０６ａを有する第１の偏光子２０２ａは、偏光されていない光２１８をフィルタリングし、偏光された光２２２を試料４６の方へ直接伝送することができ、偏光された光２２２は、第１の伝送軸２０６ａに平行に線形偏光される。偏光された光２２２は、試料４６によって反射されて、拡散反射２２６および正反射２３０を生じさせることができる。

拡散反射２２６は、偏光されていなくてもよく、または偏光された光２２２とは異なる方向（すなわち、第１の伝送軸２０６ａと交差）に偏光させることもできる。正反射２３０は、偏光された光２２２と同じ方向（すなわち、第１の伝送軸２０６ａに平行）に偏光させることができる。

拡散反射２２６および正反射２３０はどちらも、第２の偏光子２０２ｂの方へ誘導される。第２の偏光子２０２ｂは、拡散反射２２６および正反射２３０をフィルタリングし、偏光された光２２２をカメラ２６の方へ直接伝送することができ、偏光された光２２２は、第２の伝送軸２０６ｂに平行に線形偏光される。

１つまたはそれ以上の照明源４２ａ～ｎとカメラ２６との間に提供される角度θが比較的小さい場合（たとえば、約５度）、第１の偏光子２０２ａおよび第２の偏光子２０２ｂを含むことは特に重要である。しかし、角度θは、本開示によって試薬分析器１０ａが機能することを可能にする任意の角度とすることができる。たとえば（限定ではないが）、角度θは、約１０度、約２０度、約３０度、約４０度、約５０度、約６０度、約７０度、約８０度、約９０度、またはそれ以上、ならびに２つの上述した値の間に入る２つの整数を組み合わせた範囲（すなわち、約１３度～約８７度の範囲など）とすることができる。

偏光されていない光２１８が第１の偏光子２０２ａに提供された場合、第１の偏光子２０２ａによって伝送される偏光された光２２２は、第１の伝送軸２０６ａに平行に線形偏光され、

によって与えられる強度を有し、ここで、Ｉ_０は偏光されていない光２１８の強度である。

偏光された光２２２が第２の偏光子２０２ｂに提供された場合、第２の偏光子２０２ｂによって伝送される光は、第２の伝送軸２０６ｂに平行に線形偏光され、Ｉ_２＝Ｉ_１ｃｏｓ^２Φによって与えられる強度を有し、ここで、Φは偏光された光２２２の偏光と第２の伝送軸２０６ｂとの間の角度である。図１１に示すように、偏光された光２２２の偏光が第２の伝送軸２０６ｂに実質的に直交している場合（すなわち、Φ≒９０°）、第２の偏光子２０２ｂによって伝送される光の強度は、Ｉ_２＝Ｉ_１ｃｏｓ^２（９０°）＝０であり、第２の偏光子２０２ｂは、偏光された光２２２のいずれも伝送しない。

一実施形態では、第２の伝送軸２０６ｂは、第１の伝送軸２０６ａに実質的に直交している。したがって、正反射２３０の偏光は第２の伝送軸２０６ｂに実質的に直交するが、拡散反射２２６の偏光は直交しておらず、それにより拡散反射２２６の一部分が第２の伝送軸２０６ｂを通過することを可能にしながら、正反射２３０は阻止する。別の実施形態では、第２の偏光子２０２ｂは、拡散反射２２６および／または正反射２３０をより多くまたは少なく吸収するように、第２の伝送軸２０６ｂの向きを調整することができるように可動（たとえば、回転可能）である。

いくつかの実施形態では、試験デバイス４４は、試薬カードまたは試薬ストリップ上に１つまたはそれ以上の試薬パッドを含む。いくつかの場合、試料４６の一部分が試験デバイス４４（たとえば、試薬パッド）の表面に溜りまたは留まり、正反射２３０を生じさせる。第１の偏光子２０２ａおよび第２の偏光子２０２ｂを組み込むことによって、偏光された光２２２を試験デバイス４４の試薬パッド内の光の吸収および散乱のみに関係付けることができ、分析物の濃度に関して改善された読取りを提供することができる。

以下は、本明細書に開示する発明の概念の非限定的な例示的実施形態の番号リストである：

１．方法であって：
カメラセンサの視野内に湿式試薬試験デバイスを配置することであって、カメラセンサの視野が、回路板の基板の第１の主表面と第２の主表面との間に延びる開口部を通過し、湿式試薬試験デバイスに試料の体積が堆積され、したがって標的成分が試料内に存在する場合、湿式試薬試験デバイス内の試薬が標的成分と反応することができることと；
回路板の基板の第２の主表面に取り付けられた複数の光源によって生成された光によって湿式試薬試験デバイスを照明することとを含み、
光の一部分は、光が湿式試薬試験デバイスパッドから反射して回路板の基板内の開口部を通過することによって形成される反射光信号であり；
方法はさらに、
カメラセンサによって反射光信号を検出し、試薬パッドの少なくとも一部分の画像を生成することを含む方法。

２．試料内の標的成分の有無を判定するために、プロセッサが非一時的コンピュータ可読媒体内に記憶されているプロセッサ実行可能コードを実行することによって画像を解析することをさらに含む、例示的実施形態１に記載の方法。

３．プロセッサがプロセッサ実行可能コードを実行することによって画像を解析することは、試料内の標的成分の存在を示す所定の色に関して画像内の画素を解析することとしてさらに定義される、例示的実施形態２に記載の方法。

４．複数の光源によって生成された光によって湿式試薬試験デバイスを照明することは、各光源が湿式試薬試験デバイスで制御された照明を提供するように計算された量の照明に寄与するようなレベルの電気を光源の各々に供給することとしてさらに定義される、例示的実施形態１～３のいずれか１つに記載の方法。

５．制御された照明は、湿式試薬試験デバイスにおいて実質的に均一の強度を有する照明である、例示的実施形態４に記載の方法。

６．制御された照明は、湿式試薬試験デバイスにおいて設計された強度である、例示的実施形態４に記載の方法。

７．基板は、第１の面、第１の面とは反対に位置する第２の面、および第１の面と第２の面との間に位置する中間領域を有し、第１の群の光源は、基板の第１の面に隣接して配置され、第２の群の光源は、基板の中間領域内に配置され、光によって湿式試薬試験デバイスを照明することは、第１の量の電気を第１の群の光源に提供し、第２の量の電気を第２の群の光源に提供することを含み、第１の量の電気は第２の量の電気より大きい、例示的実施形態４～６のいずれか１つに記載の方法。

８．第１の量の電気は、第１の群の光源のうちの第１の光源を第１の明るさで動作させ、第２の量の電気は、第２の群の光源のうちの第２の光源を第２の明るさで動作させ、第１の明るさは第２の明るさより大きい、例示的実施形態７に記載の方法。

９．光源は平面関係で配置される、例示的実施形態１～８のいずれか１つに記載の方法。

１０．光を第１の偏光子の第１の境界へ誘導することであって、第１の偏光子が、第１の伝送軸を有し、光のうち第１の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第１の偏光子の第２の境界から伝送するように構成されることと；
反射光信号を第２の偏光子の第３の境界へ誘導することであって、第２の偏光子が、第２の伝送軸を有し、反射光信号のうち第２の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第２の偏光子の第４の境界から伝送するように構成されることと
をさらに含む、例示的実施形態１～９のいずれか１つに記載の方法。

１１．第２の偏光子の第２の伝送軸は、第１の偏光子の第１の伝送軸に実質的に直交している、例示的実施形態１０に記載の方法。

１２．第２の偏光子は、第２の偏光子の第２の伝送軸が調整可能になるように、カメラセンサに可動に取り付けられる、例示的実施形態１０に記載の方法。

１３．試薬分析器であって：
基板および基板上または基板内に延びる複数の導電リードを有する回路板であって、基板が第１の主表面および第２の主表面を有し、第１の主表面が第２の主表面とは反対に位置し、基板が、第１の主表面と第２の主表面との間に延びる開口部を有する、回路板と、
基板内に形成された開口部を通って延びる視野を有し、視野内の読取り位置に配置された湿式試薬試験デバイスの画像を取り込むように構成された撮像システムであって、画像が複数の画素を有する、撮像システムと；
画像を受け取り、画像の画素を解析して、湿式試薬パッドに加えられた試料内の標的成分の有無を判定するように構成されたプロセッサとを含む試薬分析器。

１４．第１の主表面は、撮像システムに対向し、基板の第２の主表面に取り付けられた光源をさらに含む、例示的実施形態１３に記載の試薬分析器。

１５．光源は第１の光源であり、試薬分析器は、第２の光源と、第１および第２の光源に電気を供給するように構成された回路とをさらに含み、したがって第１および第２の光源は、制御された照明を提供するように計算された量の湿式試薬試験デバイスの照明に寄与する、例示的実施形態１４に記載の試薬分析器。

１６．制御された照明は、実質的に均一の強度である、例示的実施形態１５に記載の試薬分析器。

１７．基板は、第１の面、第１の面とは反対に位置する第２の面、および第１の面と第２の面との間に位置する中間領域を有し、第１の光源は、基板の第１の面に隣接して配置され、第２の光源は、基板の中間領域内に配置され、回路は、第１の量の電気を第１の光源に提供し、第２の量の電気を第２の光源に提供するように構成され、第１の量の電気は第２の量の電気より大きい、例示的実施形態１５に記載の試薬分析器。

１８．第１の量の電気は、第１の光源を第１の明るさで動作させ、第２の量の電気は、第２の光源を第２の明るさで動作させ、第１の明るさは第２の明るさより大きい、例示的実施形態１７に記載の試薬分析器。

１９．基板の第２の主表面は平面である、例示的実施形態１４に記載の試薬分析器。

２０．開口部は、第１の開口部であり：
第１の伝送軸、光源によって生成された光が第１の境界に入射するように光源に対向する第１の境界、湿式試薬試験デバイスに対向する第２の境界、および第１の境界と第２の境界との間に延びる第２の開口部を有する第１の偏光子であって、光源によって生成された光のうち第１の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第２の境界から伝送するように構成され、第１の開口部が第２の開口部に重なる、第１の偏光子と；
第２の伝送軸、湿式試薬デバイスによって反射された光が第３の境界に入射するように基板の第１の開口部に対向する第３の境界、および撮像システムに対向する第４の境界を有する第２の偏光子であって、湿式試薬デバイスによって反射された光のうち第２の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第４の境界から伝送するように構成された第２の偏光子をさらに含む、例示的実施形態１４に記載の試薬分析器。

２１．第２の偏光子の第２の伝送軸は、第１の偏光子の第１の伝送軸に実質的に直交している、例示的実施形態２０に記載の試薬分析器。

２２．第２の偏光子は、第２の偏光子の第２の伝送軸が調整可能になるように、撮像システムに可動に取り付けられる、例示的実施形態２１に記載の試薬分析器。

２３．装置であって：
空洞を取り囲む、可視光に対して不透明なハウジングと；
空洞内の視野を有するカメラセンサと；
空洞内に配置され、カメラセンサの視野内に試料ホルダを有し、カメラセンサから距離をあけて配置された試料トレイと；
空洞内でカメラセンサと試料トレイとの間に配置された回路板であって、基板および基板上または基板内に延びる複数の導電リードを有し、基板が、カメラセンサに対向する第１の主表面、および試料トレイに対向する第２の主表面を有し、第１の主表面が、第２の主表面とは反対に位置し、基板が、第１の主表面と第２の主表面との間に延びる開口部を有し、開口部が、試料トレイの試料ホルダの制御された視野をカメラセンサに提供するために、カメラの視野が開口部を通過するようにカメラセンサの視野内に配置される、回路板と；
基板の第２の主表面に取り付けられ、基板上に延びる複数の導電リードの少なくとも一部分に接続された光源と；
導電リードに取り付けられ、導電リードを介して光源に電気を供給するように構成された回路とを含む装置。

２４．光源は、平面の構成で配置および支持された複数の光源を含む、例示的実施形態２３に記載の装置。

２５．基板の第２の主表面は平面である、例示的実施形態２４に記載の装置。

２６．回路は、各光源が試料ホルダで制御された照明を提供するように計算された量の試料トレイの試料ホルダの照明に寄与するように、光源の各々に電気を供給するように構成される、例示的実施形態２４または２５に記載の装置。

２７．制御された照明は、試料トレイの範囲にわたって実質的に均一の強度である、例示的実施形態２６に記載の装置。

２８．基板は、第１の面、第１の面とは反対に位置する第２の面、および第１の面と第２の面との間に位置する中間領域を有し、第１の群の光源は、基板の第１の面に隣接して配置され、第２の群の光源は、基板の中間領域内に配置され、回路は、第１の量の電気を第１の群の光源に提供し、第２の量の電気を第２の群の光源に提供し、第１の量の電気は第２の量の電気より大きい、例示的実施形態２４に記載の装置。

２９．第１の量の電気は、第１の群の光源のうちの第１の光源を第１の明るさで動作させ、第２の量の電気は、第２の群の光源のうちの第２の光源を第２の明るさで動作させ、第１の明るさは第２の明るさより大きい、例示的実施形態２８に記載の装置。

３０．試料ホルダは、第１の長軸および第１の短軸を有し、基板内の開口部は、第１の長軸に平行な第２の長軸を有する、例示的実施形態２３～２９のいずれか１つに記載の装置。

３１．開口部は、第１の開口部であり：
空洞内で光源と試料トレイとの間に配置された第１の偏光子であって、第１の伝送軸、光源によって生成された光が第１の境界に入射するように光源に対向する第１の境界、試料トレイに対向する第２の境界、および第１の境界と第２の境界との間に延びる第２の開口部を有し、光源によって生成された光のうち第１の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第２の境界から伝送するように構成された第１の偏光子と；
カメラセンサに取り付けられた第２の偏光子であって、第２の伝送軸、試料トレイによって反射された光が第３の境界に入射するように基板の第１の開口部に対向する第３の境界、およびカメラセンサに対向する第４の境界を有し、試料トレイによって反射された光のうち第２の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第４の境界から伝送するように構成された第２の偏光子とをさらに含む、例示的実施形態２３～３０のいずれか１つに記載の装置。

３２．第２の偏光子の第２の伝送軸は、第１の偏光子の第１の伝送軸に実質的に直交している、例示的実施形態３１に記載の装置。

３３．第２の偏光子は、第２の偏光子の第２の伝送軸が調整可能になるように、カメラセンサに可動に取り付けられる、例示的実施形態３２に記載の装置。

３４．装置であって：
基板を有する回路板であって、基板が第１の主表面および第２の主表面を有し、第１の主表面が第２の主表面とは反対に位置し、第１の開口部が第１の主表面と第２の主表面との間に延びる、回路板と；
基板の第２の主表面に取り付けられた光源と；
第１の伝送軸、光源に対向する第１の境界、第１の境界に対向する第２の境界、および第１の境界と第２の境界との間に延びる第２の開口部を有し、第２の開口部が第１の開口部に重なる、第１の偏光子と；
基板内に形成された第１の開口部および第１の偏光子内に形成された第２の開口部を通って延びる視野を有するカメラセンサと；
カメラセンサの視野内に試料ホルダを有し、カメラセンサから距離をあけて配置された試料トレイと；
第１の伝送軸に実質的に直交する第２の伝送軸を有し、カメラセンサに取り付けられた第２の偏光子とを含む装置。

本明細書に開示する工程は、同時にまたは任意の所望の順序で実行することができることを理解されたい。たとえば、本明細書に開示する工程のうちの１つまたはそれ以上を省略することができ、１つまたはそれ以上の工程を１つまたはそれ以上の下位工程にさらに分割することができ、２つまたはそれ以上の工程または下位工程を組み合わせて単一の工程にすることができる。さらに、いくつかの例示的な実施形態では、１つまたはそれ以上の工程を１つまたはそれ以上の回数繰り返すことができ、そのような反復は順次実施され、または他の工程もしくは下位工程に点在される。加えて、１つまたはそれ以上の他の工程または下位工程は、たとえば、本明細書に開示する工程の前、後、または間に実施することができる。

本明細書に開示する発明の概念について、試薬パッドの反射値を検出することに関連して説明したが、本発明の概念のいくつかの例示的な実施形態では、吸収値、伝送値、または試薬パッドの色もしくは色の変化に関連する任意の他の値もしくは特性を使用して、較正を計算することもできることを理解されたい。

上記の説明から、本明細書に開示する発明の概念は、これらの目的を実施し、本明細書に記載した利点ならびに本明細書に開示する発明の概念に固有の利点を達成するようにうまく適用されることが明らかである。本明細書に開示する発明の概念の例示的な実施形態について、本開示の目的で説明したが、当業者には容易に想到される多数の変更を加えることができ、そのような変更は、添付の特許請求の範囲に開示および定義する発明の概念の範囲内で実現されることが理解されよう。

Claims (26)

1. 方法であって：
   カメラセンサの視野内に湿式試薬試験デバイスを配置することであって、カメラセンサの視野が、回路板の基板の第１の主表面と第２の主表面との間に延びる開口部を通過し、湿式試薬試験デバイスは堆積したある量の試料を有し、したがって標的成分が試料内に存在する場合、湿式試薬試験デバイス内の試薬が標的成分と反応することができることと；
   各光源が湿式試薬試験デバイスで制御された照明を提供するように計算された量の照明に寄与するようなレベルの電気を光源の各々に供給することによって、回路板の基板の第２の主表面に取り付けられた複数の光源によって生成された光によって湿式試薬試験デバイスを照明することと；
   光の一部分は、該光が湿式試薬試験デバイスパッドから反射して回路板の基板内の開口部を通過することによって形成される反射光信号であり；
   カメラセンサによって反射光信号を検出し、試薬パッドの少なくとも一部分の画像を生成すること；
   光を第１の偏光子の第１の境界へ誘導することであって、第１の偏光子が、第１の伝送軸を有し、光のうち第１の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第１の偏光子の第２の境界から伝送するように構成されることと；
   反射光信号を第２の偏光子の第３の境界へ誘導することであって、第２の偏光子が、第２の伝送軸を有し、反射光信号のうち第２の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第２の偏光子の第４の境界から伝送するように構成されることと含む、
   前記方法。
2. 試料内の標的成分の有無を判定するために、プロセッサが非一時的コンピュータ可読媒体内に記憶されているプロセッサ実行可能コードを実行することによって画像を解析することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. プロセッサがプロセッサ実行可能コードを実行することによって画像を解析することは、試料内の標的成分の存在を示す所定の色に関して画像内の画素を解析することとしてさらに定義される、請求項２に記載の方法。
4. 制御された照明は、湿式試薬試験デバイスにおいて実質的に均一の強度を有する照明である、請求項１に記載の方法。
5. 制御された照明は、湿式試薬試験デバイスにおいて設計された強度である、請求項１に記載の方法。
6. 基板は、第１の面、第１の面とは反対に位置する第２の面、および第１の面と第２の面との間に位置する中間領域を有し、第１の群の光源は、基板の第１の面に隣接して配置され、第２の群の光源は、基板の中間領域内に配置され、光によって湿式試薬試験デバイスを照明することは、第１の量の電気を第１の群の光源に提供し、第２の量の電気を第２の群の光源に提供することを含み、第１の量の電気は第２の量の電気より大きい、請求項１、４、５のいずれか１項に記載の方法。
7. 第１の量の電気は、第１の群の光源のうちの第１の光源を第１の明るさで動作させ、第２の量の電気は、第２の群の光源のうちの第２の光源を第２の明るさで動作させ、第１の明るさは第２の明るさより大きい、請求項６に記載の方法。
8. 光源は平面関係で配置される、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。
9. 第２の偏光子の第２の伝送軸は、第１の偏光子の第１の伝送軸に実質的に直交している、請求項１に記載の方法。
10. 第２の偏光子は、第２の偏光子の第２の伝送軸が調整可能になるように、カメラセンサに可動に取り付けられる、請求項１に記載の方法。
11. 試薬分析器であって：
    基板および基板上または基板内に延びる複数の導電リードを有する回路板であって、基板が第１の主表面および第２の主表面を有し、第１の主表面が第２の主表面とは反対に位置し、基板が、第１の主表面と第２の主表面との間に延びる開口部を有する、回路板と、
    基板の第２の主表面に取り付けられた第１の光源と；
    基板の第２の主表面に取り付けられた第２の光源と；
    第１および第２の光源が、制御された照明を提供するように計算された量の湿式試薬試験デバイスの照明に寄与するように、第１および第２の光源に電気を供給するように構成された回路と；
    基板内に形成された開口部を通って延びる視野を有し、該視野内の読取り位置に配置された湿式試薬試験デバイスの画像を取り込むように構成された撮像システムであって、画像が複数の画素を有する、撮像システムと；
    画像を受け取り、該画像の画素を解析して、湿式試薬パッドに加えられた試料内の標的成分の有無を判定するように構成されたプロセッサとを；
    開口部は、第１の開口部であり：
    第１の伝送軸、光源によって生成された光が第１の境界に入射するように光源に対向する第１の境界、湿式試薬試験デバイスに対向する第２の境界、および第１の境界と第２の境界との間に延びる第２の開口部を有する第１の偏光子であって、光源によって生成された光のうち第１の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第２の境界から伝送するように構成され、第１の開口部が第２の開口部に重なる、第１の偏光子と；
    第２の伝送軸、湿式試薬デバイスによって反射された光が第３の境界に入射するように基板の第１の開口部に対向する第３の境界、および撮像システムに対向する第４の境界を有する第２の偏光子であって、湿式試薬デバイスによって反射された光のうち第２の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第４の境界から伝送するように構成された第２の偏光
    子とを含む、
    前記試薬分析器。
12. 制御された照明は、実質的に均一の強度である、請求項１１に記載の試薬分析器。
13. 基板は、第１の面、第１の面とは反対に位置する第２の面、および第１の面と第２の面との間に位置する中間領域を有し、第１の光源は、基板の第１の面に隣接して配置され、第２の光源は、基板の中間領域内に配置され、回路は、第１の量の電気を第１の光源に提供し、第２の量の電気を第２の光源に提供するように構成され、第１の量の電気は第２の量の電気より大きい、請求項１１に記載の試薬分析器。
14. 第１の量の電気は、第１の光源を第１の明るさで動作させ、第２の量の電気は、第２の光源を第２の明るさで動作させ、第１の明るさは第２の明るさより大きい、請求項１３に記載の試薬分析器。
15. 基板の第２の主表面は平面である、請求項１１に記載の試薬分析器。
16. 第２の偏光子の第２の伝送軸は、第１の偏光子の第１の伝送軸に実質的に直交している、請求項１１に記載の試薬分析器。
17. 第２の偏光子は、第２の偏光子の第２の伝送軸が調整可能になるように、撮像システムに可動に取り付けられる、請求項１６に記載の試薬分析器。
18. 装置であって：
    空洞を取り囲む、可視光に対して不透明なハウジングと；
    空洞内の視野を有するカメラセンサと；
    空洞内に配置され、カメラセンサの視野内に試料ホルダを有し、カメラセンサから距離をあけて配置された試料トレイと；
    空洞内でカメラセンサと試料トレイとの間に配置された回路板であって、基板および基板上または基板内に延びる複数の導電リードを有し、基板が、カメラセンサに対向する第１の主表面、および試料トレイに対向する第２の主表面を有し、第１の主表面が第２の主表面とは反対に位置し、基板が、第１の主表面と第２の主表面との間に延びる開口部を有し、開口部が、試料トレイの試料ホルダの制御された視野をカメラセンサに提供するために、カメラの視野が開口部を通過するようにカメラセンサの視野内に配置される、回路板と；
    基板の第２の主表面に取り付けられ、基板上に延びる複数の導電リードの少なくとも一部分に接続された複数の光源と；
    導電リードに取り付けられ、該導電リードを介して光源に電気を供給するように構成された回路と、
    各光源が試料ホルダで制御された照明を提供するように計算された量の試料トレイの試料ホルダの照明に寄与するように、光源の各々に電気を供給するように構成された回路と；
    開口部は、第１の開口部であり：
    空洞内で光源と試料トレイとの間に配置された第１の偏光子であって、第１の伝送軸、光源によって生成された光が第１の境界に入射するように光源に対向する第１の境界、試料トレイに対向する第２の境界、および第１の境界と第２の境界との間に延びる第２の開口部を有し、光源によって生成された光のうち第１の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第２の境界から伝送するように構成された第１の偏光子と；
    カメラセンサに取り付けられた第２の偏光子であって、第２の伝送軸、試料トレイによって反射された光が第３の境界に入射するように基板の第１の開口部に対向する第３の境
    界、およびカメラセンサに対向する第４の境界を有し、試料トレイによって反射された光のうち第２の伝送軸に平行な方向に偏光された部分を第４の境界から伝送するように構成された第２の偏光子とを含む、
    前記装置。
19. 複数の光源は、平面の構成で配置および支持されている、請求項１８に記載の装置。
20. 基板の第２の主表面は平面である、請求項１９に記載の装置。
21. 制御された照明は、試料トレイの範囲にわたって実質的に均一の強度である、請求項１８～２０のいずれか１項に記載の装置。
22. 基板は、第１の面、第１の面とは反対に位置する第２の面、および第１の面と第２の面との間に位置する中間領域を有し、第１の群の光源は、基板の第１の面に隣接して配置され、第２の群の光源は、基板の中間領域内に配置され、回路は、第１の量の電気を第１の群の光源に提供し、第２の量の電気を第２の群の光源に提供し、第１の量の電気は第２の量の電気より大きい、請求項１９に記載の装置。
23. 第１の量の電気は、第１の群の光源のうちの第１の光源を第１の明るさで動作させ、第２の量の電気は、第２の群の光源のうちの第２の光源を第２の明るさで動作させ、第１の明るさは第２の明るさより大きい、請求項２２に記載の装置。
24. 試料ホルダは、第１の長軸および第１の短軸を有し、基板内の開口部は、第１の長軸に平行な第２の長軸を有する、請求項１８～２３のいずれか１項に記載の装置。
25. 第２の偏光子の第２の伝送軸は、第１の偏光子の第１の伝送軸に実質的に直交している、請求項１８に記載の装置。
26. 第２の偏光子は、第２の偏光子の第２の伝送軸が調整可能になるように、カメラセンサに可動に取り付けられる、請求項２５に記載の装置。

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