JPH07508587A - 光学的測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 唄四 本発明は光学的測定装置に関し、限定されないが、例えば生物医学的診断テスト カードに使用するための、特に色彩および／または強度の測定装置に関する。

近年、生物医学的診断を目的として、例えば固相イムノアッセイテストカードの ようなテストカードが開発されてきた。このようなテストカードには、通常、１ つ以上のテストサイトが備えられており、このサイトは、通常、数ミリメートル （例えば約５ミリメートル）の幅しかなく、これに液状サンプル（例えば血液ま たは血清）が塗布される。このテストサイトは、液状サンプル中の特定成分（例 えばある種のタンパク質）の存在および濃度に感応して色彩を変化させるように 設計されている。

この色彩の変化は、少なくともある程度までは目視によって、例えば参照色彩チ ャートと処理されたテストサイトとを比較することによって、検出および測定す ることができる。しかしながら、このような視覚的技術は、正確な信頼しつる測 定を得ようとする場合には、明らかに不満足である。信頼できる極めて正確な測 定を得るために、道具となるシステムがめられている。

不透明な表面の色彩の測定、色彩スペクトルの測定および色彩強度の測定は、決 められた光に露光されたときに、その表面から反射する光を分析することによっ て達成される。測定される表面領域および検出システムが、測定の間に外部光に 曝露されないことが基本であり、従ってこの機構の光遮蔽が設けられている。

これは、キセノンアークランプなどの強い光源よりも発光ダイオード（ＬＥＤ） のような弱い光源か使用される場合に、特に決定的である。また、発光体および 検出体か測定される表面に対して定められた位置を有することも重要である。

表面の色彩を分析するための従来の器具は、大きくて重くなりがちなので、容易 に持ち運びできないか、あるいは小さくても使用するには今だ順応性かない。

より汎用的な、小さくて持ち運び可能なシステムを開発する試みかなされている か、先行技術の問題点を克服するための全ての要求を満たすシステムは、今日ま で知られていない。

本発明によれば、一端に発光手段と光検出手段とを有する長尺部材を含み、前記 発光手段と前記光検出手段とが備えられた前記長尺部材のその端部が、少なくと も、弾性的にバイアスされたシース（鞘または被覆）により取り囲まれており、 これによって、使用時に前記長尺部材が読み取るべき表面に当てられたときに、 前記シースが光の侵入しない＋ｌｉｇｈｔ−ｔｉｇｈｔｌ囲い込み部を定めるよ うに構成された光学的測定装置が提供される。

好ましくは、発光手段および光検出手段は、電子部品、例えばフォトダイオード 、フォトトランジスタなどからなっていてよく、これによって、前記部材の端部 （即ちｒ先端１）の寸法を小さくすることができ、その結果、本装置を小さい表 面積に使用することができる。光の侵入しない囲い込み部を定めるためのシース を設けること、により、発光手段として低い強度の光源、例えば発光ダイオード （ＬＥＤ）の使用が可能になる。

発光手段は、広幅スペクトル光または制限された波長範囲の光を放出するための 手段からなっていてよい。狭いバンドの発光体を２つ以上使用することにより、 単純なスペクトル分析を行なうことができる。このような可能性は、波長バンド ／波長域の異なる光を吸収するテストサイト上の２つ以上の成分の１度比（１つ 以上）を測定することが望まれるときに、特に有利である。この後者の配置では 、２つ以上の別個の光源、例えば２つ以上のＬＥＤを設けることができ、あるい は単一光源に対してスイッチ可能なフィルタ手段を設けることもできる。着色表 面からの吸収スペクトルは、常に広いバンドの性質を有するので、吸収範囲と一 致する広いバンドの発光体を用いることによって、測定中のシグナル対ノイズ（ Ｓ／Ｎ）比を改善することができる。

シースは、これが光の侵入しない囲い込み部を定める位置と、長尺部材の端部か 露出される位置との間で摺動可能に取り付けることが好ましい。これは、本装置 を先ず小さい面積に当てるのを容易にし、その後でシースを動かして光の侵入し ない囲い込み部を定めることかできる。シースは、例えばバネのような弾性的な 手段によって、長尺部材の端部を露出させる位置にバイアスできることが実際に 好ましい。長尺部材の端部に隣接するシースの端部にシールリングを設けて、光 の侵入しないシールを更に確実にすることかできる。

測定を行なうための本装置の操作は、単に操作する者の指令に委ねることができ る。しかしながら、長尺部材の先端には、光の侵入しない囲い込み部内に位置す る光センサ（例えばフォトトランジスタなど）を設けることが好ましい。この先 センサは、信頼できる正確な読み取りを得るために、囲い込み部内が充分に暗い ときに検出するように調整することができ、その後、制御回路を経由して測定を 行なうことができる。

シース部材を設けることは、光の侵入しない囲い込み部を決定するのに加え、こ の装置が正確な方向、即ち測定される表面に対して直角方向に操作されることを 保証する助けとなる利点をも有する。

また、発光手段と光検出手段とを互いに非対照的に配置して、光沢のある表面か ら直接反射する光の問題を排除することも、特に好ましい。実際に、他の観点に よれば、本発明は、一端に発光手段と光検出手段を有する長尺部材を含み、前記 発光手段および前記光検出手段か、前記長尺部材の中心軸に対して非対称的に配 置されている工学的測定装置を提供する。

本発明の一態様を、実施例を挙げ、かつ添付図面を参照しながら以下に説明する 。

図１は、本発明の一態様に係る装置の側断面図であり、図２は、この装置の先端 部分の断面図であり、図３は、ラインエＩＩ−エエエに沿う図であり、図４は、 ラインＩＶ−工Ｖに沿う図である。

初めに図１を参照すれば、そこには円筒状ハウジング２を備えたペン様の長尺部 材ｌが示されている。ハウジング２の一端には、ケーブル３を収容するための開 口（窓）が設けられており、ケーブル３によって、発光素子、光検出素子および 光センサ素子（以下に説明する）を、マイクロプロセッサ（図示せず）のような 遠隔操作ユニットと作動的に連結することができる。この装置は、「光学的測定 袋［Ｊと題する我々の同日付の同時係属出願に開示されたタイプの光学的強度測 定回路を含んでいてもよい。この同時係属出願の内容は、引用により本明細書に 組み入れられる。

円筒状ハウジング２の他端は、ベース部材と円錐状の先端部材４とにより閉じら れている。円錐状先端部材４には、中空の中央チャンバ５が形成されており、こ の中に、発光ダイオード（ＬＥＤ）６の形の発光手段と、フォトダイオード７の 形の光検出手段とが置かれている。チャンバ５は、先端部材４の頂点でその外側 に開いており、この頂点は測定位置（これはハウジング２の長手方向の中心軸上 に位置決めされる）を定める。ＬＥＤ６およびフォトダイオード７を円錐状の先 端部材４内の奥の方に置くことは、これらを事故による損傷から保護するのに役 立つと共に、これらを迷光からある程度保護するのに役立つ。

ハウジング２の下半分は光非透過性材料の円筒状シース８で囲まれており、その 下方端部の周囲には、例えば弾性エラストマー材料で形成した環状のシールリン グ９が備えられている。ハウジング２の下方端部に形成された環状シタルダ１１ と、シース８の上方端部に形成された内側方向に向いた環状リム１２との間に、 バネ１０が位置している。バネ１０は通常、シース８を図１の位置から上向きに バイアスして（偏らせて）、円錐状先端部材４を露出させる。使用の際、先端部 材４を測定される表面に当て、続いてシールリング９が測定域周辺の表面に接触 するまで、シース８をスプリングバイアスに抗して下側に動かす。このようにし て、光の侵入しない囲い込み部が定められ、その中に、測定すべき表面、ならび に発光手段および光検出手段が収容される。

円錐状部材４およびハウジング２のベースに、中ぐり１３が形成されており、ベ ースの外部から離れた端部にフォトトランジスタ１４が備えられている。フォト トランジスタ１４は、光の侵入しない囲い込み部内の光が、正確な測定を得るた めの最小レベル未満であるときに感知するように配設されている。次いでフォト トランジスタ１４は制御手段に信号を送り、ＬＥＤ６を作動させて測定を行なわ せる。

図２、図３および図４から判るように、ＬＥＤ６およびフォトダイオード７は互 いに非対称的に、またハウジングの長手方向の中心軸に対しても非対称的に位置 しており、これによって、この装置を光沢のある表面に適用する場合に、ＬＥＤ ６からの直接反射光はフォトダイオード７によって受光できない。

本発明を特に色彩測定について説明してきたが、本発明の応用範囲はより広く、 制御手段を好適にプログラミングすることにより、例えば本装置を新しいテスト データに関して最新式にするために、例えばバーコードの読み取り機に適用でき ることが評価されるであろう。

また、本明細書中で「光」なる用語に言及しているが、本発明は可視光に限定さ れるものでなく、むしろ本発明は電磁スペクトルの非可視光にも拡張されること を意図しているものと理解すべきである。

本装置は、固相イムノアッセイテストカートに加え、着色応答を生じる他の分析 方法、例えばドツト／スポットイムノアッセイおよび電気泳動プロットシステム において相対的な色彩強度を測定するのに使用できる　ことは勿論である。

Ｉ 国際調査報告　ｅｕ−Ｔ／ｅ００１／Ｉ’ｌｌ’１Ｇ７ｏｒＴｔｒ、ＩｌＩ　Ｑ １１０１３Ｓ７フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，６識別記号　庁内整理番号ＧＯＩＮ　３３１５４３ 　５９５　７０５５−２Ｊ（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＲ，ＧＢ、　ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、　ＬＵ、〜ＩＣ，ＮＬ、Ｐ Ｔ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＰ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ 、　ＭＬ、　ＭＲ，ＮＥ、　ＳＮ。

ＴＤ、ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ。

ＣＨ，ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＫＺ、 ＬＫ、ＬＵ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、　ＮＬ、　Ｎｏ、　ＮＺ、ＰＬ、ＰＴ、　ＲＯ ，ＲＵ、　ＳＤ。

ＳＥ、ＳＫ、ＵＡ、ＵＳ、ＶＮ Ｉ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．一端に発光手段（６）と光検出手段（７）とを有する長尺部材（１）を含み 、前記発光手段（６）と前記光検出手（７）段とが備えられた前記長尺部材のそ の端部は、少なくとも、弾性的にバイアスされたシース（８）によって取り囲ま れており、これによって、使用時に前記長尺部材（１）が読み取るべき表面に当 てられたときに、前記シース（８）が光の侵入しない囲込み部を定めるように構 成された光学的測定装置。
2. ２．光検出手段がフォトダイオードである請求項１に記載の装置。
3. ３．発光手段が発光ダイオードである請求項１または請求項２に記載の装置。
4. ４．波長の異なる光を発光するために２つ以上の発光手段が設けられているか、 または単一の発光手段に２つ以上のスイッチ可能なフィルタが設けられている請 求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. ５．弾性的にバイアスされたシースが光の侵入しない囲込み部を定める位置と、 長尺部材の端部が露出される位置との間で、前記シースが摺動可能に配設されて いる請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
6. ６．長尺部材の端部に隣接するシースの端部にシールリングが備えられている請 求項５に記載の装置。
7. ７．シース内で光の侵入しない囲い込み部が決められるときに、長尺部材が前記 表面に対して直角方向にある請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
8. ８．長尺部材の先端が光の漏れのない囲い込み部内の光センサと、制御手段とが 設けられており、これによって、信頼できる正確な読み取りを行なうために、光 の侵入しない囲い込み部内が充分に暗いときにのみ、光検出手段によって光学的 測定が行なわれる請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
9. ９．発光手段と光検出手段とが、長尺部材の中心軸に対して非対称的に設けられ ている請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
10. １０．固相イムノアッセイのテストサイトにおいて発色された色彩強度を測定す るための請求項１に記載の装置の使用。
11. １１．テストサイトが約５ミリメートル幅である請求項１０に記載の使用。