JPH08304287A - 光ファイバ拡散光反射率センサ - Google Patents

光ファイバ拡散光反射率センサ

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JPH08304287A
JPH08304287A JP8079950A JP7995096A JPH08304287A JP H08304287 A JPH08304287 A JP H08304287A JP 8079950 A JP8079950 A JP 8079950A JP 7995096 A JP7995096 A JP 7995096A JP H08304287 A JPH08304287 A JP H08304287A
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light
optical fiber
fiber bundle
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bundle
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JP8079950A
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Anthony Boiarski
アンソニー・ボイアルスキー
Andrew Dosmann
アンドリュー・ドスマン
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Bayer AG
Bayer Corp
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Bayer AG
Bayer Corp
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
    • G01N21/474—Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres

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  • Pathology (AREA)
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分析対象物と反応した試薬試験パッドから反
射した光を検出するための光ファイバ拡散光反射率セン
サの分解能を高めること。 【解決手段】 照射手段１６からの光を照射光バッフル
２８を介して試薬試験片パッド１４に当てて反射させる
ための照射用光ファイバ束２０と、該試薬試験パッドに
よって反射された光を集束するためのレンズ手段３２
と、該集束した光を受けるための入力端３６及び光を放
つための出力端３８を有する検出用光ファイバ束３４
と、該検出用光ファイバ束の出力端に光学的に結合され
検出用光ファイバ束によって導かれた光を電気信号に変
換する線形アレイ検出器２４と、該電気信号を解釈する
ための処理用電子的手段２５とを含むことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に、臨床化学に
使用される医療診断機器の分野に関する。具体的には、
本発明は、試薬試験片が潜血を含有する液体試料と接触
したのちその試験片上の１個以上の試験パッド区域に関
する光反射率に生じる変化を解析する視覚的画像処理シ
ステムに使用されるセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】試薬試験片は臨床化学において広く使用
されている。試薬試験片は普通、１個以上の試験区域
（パッド）を有し、各試験区域は、液状試料との接触に
応答して色または明るさの変化を起こすことができる。
分析対象物が試薬片と反応して、分析対象物中の１種以
上の対象の成分または性質の存在が確認される。試料中
のこのような対象成分の存在および濃度は、分析対象物
と反応したときの試験片における変化によって表示され
る。反応した試薬試験片から反射する光を解析すると、
対象の成分が存在するか、また、どれくらいの量で存在
するかが測定される。普通、この解析は、反応した試験
パッドと色標またはスケールとの色の比較を含む。この
ように、試薬試験片は、医師が疾病や他の健康上の問題
の存在を診断するのに役立つ。
【０００３】裸眼で行われる反射光の比較は、不正確な
計測を招くおそれがある。今日、試験片の変化を読み取
るのに反射率測光を用いる試薬片読取り機器が存在す
る。これらの機器は、限られた分解能でしか試験片の色
の変化を測定することができない。現在の機器の分解能
よりも小さい色の変化は、現在の機器によっては検出不
可能であるにもかかわらず、診断にとってきわめて重要
であることもある。例えば、そのような計器は、尿試料
中の極微量の非溶血を検出することができない。Miles
社のDiagnostics Division（インディアナ州エルクハー
ト４６５１５）によって販売されるタイプのMultistix
（登録商標）１０ＳＧ試薬片上の潜血パッドのような試
薬は、尿中の低い濃度の非溶血と反応すると、小さな色
付きの斑点を発色する。このようなレベルの濃度を一般
に非溶血極微量（ＮＨＴ）と呼ぶ。
【０００４】尿試料がMultistix （登録商標）１０ＳＧ
試薬片の試験パッドと接触したのち、橙色の試験区域の
上に無傷の血球が小さな緑のしみとして現れる。既存の
試験片読取り装置は、試験パッドおよび大きな緑の区域
の全体の色または明るさを検出するが、非溶血に関連す
る緑色の小さな区域を無視する。緑色の小さな区域は、
尿中の非溶血細胞が試薬試験紙上で溶血したことを示す
斑点付きの見かけを作り出す。現在、ＮＨＴ状態、すな
わち、血球５〜１５個／μl （マイクロリットル）は一
貫的には報告されず、したがって、自動化尿分析機器に
よる誤った負の読み値を出してしまう。さらには、病院
の環境では、ＮＨＴは、尿試料１５個あたり約１個の割
合で生じ、その約５０％しか検出されない。現在の検出
器は、ＮＨＴを赤血球約１５個／μl までしか検出する
ことができず、これは、すべての医療診断にとって十分
な精度とはいえない。潜血中の非溶血血球の存在は種々
の腎臓およびその他の障害の可能性に関連するため、こ
れは重要である。例えば、血尿、ヘモグロビン尿および
ミオグロブリン尿のような腎臓疾患を検出する際に、よ
り正確なＮＨＴ検出器が有用であろう。したがって、診
断用具として、より高い分解能の拡散反射率センサが大
いに望ましい。
【０００５】現在の反射率センサは、試薬パッドの一つ
の視野（ＦＯＶ）しか読み取ることができず、すなわ
ち、試薬パッド全体を１個のセンサで見ることになるた
め、その分解能は本来的に限られる。一つのＦＯＶに伴
う問題は、小さな区域で生じる貴重な色反射率情報が失
われることである。例えば、光学系が、パッド区域（通
常０．５cm×０．５cm）に限られるＦＯＶを有するなら
ば、その光学系には、ＦＯＶ内の小さな区域（通常、直
径０．０３cm）の色反射率変化を検出する感度はないで
あろう。
【０００６】従来技術の発明のいくつかは、多様な方法
を用いて単一ＦＯＶの限定を解消しようと試みている。
一つの方法は、小さめのＦＯＶをもつ可動式開口を使用
することである。可動式開口を用いる装置の一例は、鈴
木らにより１９９１年９月２０日に出願された特開平５
−８００４８である。この日本の出願はまた、光ファイ
バ束を使用して、試薬片から反射した光を伝送すること
を開示している。しかも、この出願は、可動式開口をも
つ読取り装置を使用して、光ファイバによって伝送され
る光を測定することを記載している。この設計に関する
問題は、光ファイバを介して試薬パッドから反射する光
を走査するためには、パッドまたは開口のいずれかを精
確に動かさなければならないことである。パッドまたは
開口を精確に機械的に並進させることに伴う困難が、費
用、信頼性および分解能に対して否定的に影響する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、試薬片から反
射した拡散光のより高い分解を提供するための方法およ
び装置である。試薬片上の試験パッドが分析対象物と反
応する。試薬片から反射した光が、診断機器によって解
析することができる電気信号に変換される。より具体的
には、本発明の一つの実施態様は、ランダムに配向した
光ファイバの照射束を用いて、離れたところにある光源
からの拡散光で試薬片を照射する。バッフルとレンズと
の系が、試薬片から反射した拡散光を、第一の端部にあ
る光ファイバの検出束に集束する。検出束の第一の端部
の断面は、第一の端部に集束された状態の試薬パッド区
域にほぼ一致するような形状である。検出束の反対側端
部は、線形アレイ検出器と光学的に結合するよう、直線
的に配設されている。線形アレイが、光ファイバの検出
束によって伝送された反射光を処理に備えて電気信号に
変換する。光ファイバの小さな基準束が線形検出器に光
学的に結合されて基準信号を創り出す。この基準信号を
使用して、線形アレイ検出器の利得における有意なドリ
フトを防ぐ。光の一部を分割して基準信号を創り出す能
力は、光ファイバをこのように使用するもう一つの利点
である。一つの実施態様においては、電子信号を処理し
て、分析対象物中の溶血または非溶血極微量血液の存在
を確認する。例えば、溶血または非溶血血液の量を測定
するため、電子信号に対してさらなる解析をも実施す
る。
【０００８】検出感度は、赤血球２個／μl のＮＨＴ検
出が可能になるほどに改善される。これは、一部には、
反射した光を、別々の検出および解析のための小さな表
示区域に分割するように作用する細い光ファイバを検出
束に使用することによって可能になる。さらには、各光
ファイバが多数の検出器に結合されて、検出器ごとの視
野が大幅に減る。各検出器がはるかに縮小したＦＯＶを
有するようになるため、はるかに小さな細部を確認でき
るようになり、したがって分解能が高まる。本発明は、
現在の系に対して改善された費用、信頼性および性能の
利点を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、多様な変形および代替
の形態に付されることができるが、その具体的な実施態
様のいくつかを例として図面に示し、本明細書に詳細に
説明する。しかし、これは、本発明を、開示される特定
の形態に限定しようとするものではないことを理解すべ
きである。それどころか、請求の範囲によって定義され
る本発明の真髄および範囲に該当するすべての変形、同
等物および代替形態を包含しようとするものである。
【００１０】本発明の実施態様は、分析対象物、例えば
血液を含有する尿と反応した試薬紙から反射する拡散光
を測定するための医療用診断機器に使用される。本発明
を用いると、非常に小さな区域の色反射率パターン、特
に、試薬片と分析対象物との化学反応の際に発現する、
非溶血極微量血球の色反射率パターンを検出することが
できる。
【００１１】図１において、光ファイバ拡散光反射率セ
ンサ１０は、分析対象物と反応した試薬試験片パッド１
４から光を反射させるための読取りヘッド１２を備えた
設計である。試薬試験片１４から反射する光は光源１６
から発されたものである。一つの実施態様においては、
光源１６は、約６６０nmの波長の光を約±１３nm（ナノ
メータ）のバンド幅をもって狭い角度（±５°）で発す
る単一の発光ダイオード（ＬＥＤ）である。例えば、東
芝（１０５−０１東京都港区芝浦１−１−１）製のTLRA
180AP ＬＥＤが光源１６として満足であることがわかっ
た。ＬＥＤ以外の光源、例えばレーザダイオードまたは
水晶ハロゲン灯を狭バンドフィルタと組み合わせて単色
光を発するようにしたものを用いてもよい。一つの実施
態様においては、東芝ＬＥＤは、定電流パルス直流（Ｄ
Ｃ）電源を使用してオンおよびオフで律動される２０mA
の駆動電流で３mW/cm2の望ましい高輝度出力を有するも
のである。ＬＥＤを律動させることは、ＬＥＤの加熱を
最小限にし、同様に、関連のＬＥＤの輝度および波長の
変動を最小限にする。
【００１２】光源１６から出た光は光源光ファイバ束１
８に送られる。光源束１８は、何百ものランダムに配向
した、それぞれが直径約０．０１cmの非常に細い光ファ
イバからなる。「ランダムに配向した」とは、光ファイ
バが方向において絶対的にランダムでなくてもよいこと
に注意すること。光源束１８はさらに、照射用光ファイ
バ束２０と、基準光ファイバ束２２とに分割される。約
０．０３cmの全直径を有する基準束２２は、光源１６か
ら出る光の一部を線形アレイ検出器２４の一部に光学的
に結合するのに使用される。線形アレイ検出器２４の一
端にある多数のピクセルが基準束２２によって照射され
て、基準輝度信号２６が提供される。この基準輝度信号
２６は、ＬＥＤ出力または検出器応答の時間的変動によ
って生じる系のドリフトを修正するのに使用される。し
たがって、基準束２２は、より堅実な線形アレイ検出器
２４の性能を可能にし、それが転じて、光ファイバ拡散
光反射率センサ１０のより高い測定分解能を生み出す。
【００１３】照射用束２０は、光源１６からの光を読取
りヘッド１２中の照射光バッフル２８に運ぶ。照射用束
２０から出る光は、分析される各試薬片パッド１４を照
射するように作用する。照射用束２０は、約０．２８cm
の全直径を有し、照射光バッフル２８の中で終端してい
る。照射光バッフル２８は、試薬試験片パッド１４の垂
直軸に対して３０°の角度で取り付けられ、読取りヘッ
ド１２に隣接して配置され、バッフル（整流・そらし）
作用により迷光を減らし、試薬試験片上の照射の均一性
を改善するように作用する。
【００１４】ＬＥＤ光の約３０％が照射用束２０によっ
て収集され、伝送される。この光の損失は、主として、
照射用束２０の入力側の直径がＬＥＤ出力ビームによっ
て過剰に満たされることによる。また、照射用束２０の
開口数（ＮＡ）は、０．２５のＬＥＤ出力ＮＡよりも小
さい。しかし、これらの光学的非効率は、より誤差許容
的な、光源１６と照射用束２０との位置合わせを許容す
る。ＬＥＤの傾きをはじめとする小さな位置ずれは、照
射ファイバ束２０の照射特性に対して最小限の影響しか
及ぼさない。
【００１５】試薬試験パッド１４は、照射用束２０のラ
ンダムに配向した光ファイバから出る拡散光によって３
０°の角度で照射される。読取りヘッド１２の中で照射
光ファイバ２０を３０°で配置することが、従来技術に
使用される４５°での配置とは反対に、試薬試験パッド
１４上での照射の均一性を高める。その結果、高められ
た照射均一性が、試薬片パッド１４の高さの変動に対す
る色反射率感度の低下をもたらす。試薬パッド１４にお
ける、読取りヘッド１２からの高さの変動に対する感度
が０．７％Ｒ／０．００３cm（従来技術）から０．２％
Ｒ／０．００３cmに低下した。従来技術の読取りヘッド
は通常、試験区域を４５°で照射する。試薬試験パッド
１４から反射する照射の円錐は、より大きな照射角度で
より急速に拡大、収縮するため、４５°で照射するより
も３０°で照射するほうがより堅実な色反射率値が得ら
れる。したがって、３０°の照射は、試薬片１４の高さ
および位置の変動に対して感度が低い。高さおよび位置
に対するより低い感度は、試薬片１４によって反射され
る光のより精確な測定を容易にする。
【００１６】３０°の照射角度がもっとも小さな実用的
角度を提供するため、この角度を選択した。上述したよ
うに、より均一な試薬パッド１４照射輝度を提供する点
で、小さな角度がより望ましい。照射バッフル２８は、
試薬試験パッドから約１．３７cmのところに位置する直
径０．３６cmの開口を有している。これらの数値の選択
は、試薬試験片１４の面におけるパッド１４と読取りヘ
ッド１２との位置ずれを考慮するためのある程度の過剰
照射を含めて、試薬片パッド１４全体を照射することが
できるよう、照射ファイバ束２０のＮＡを考慮に入れな
がら行った。
【００１７】照射用光ファイバ束２０は、ランダムな光
ファイバ分散に関するより望ましい特徴のため、ランダ
ムな光ファイバ分散を用い、他の種類の分散、例えば直
接的（干渉性）分散を用いない。例えば、ランダムな光
ファイバ分布、ひいてはランダム化した照射は、±１５
％しか変動しない試薬１４の照射の均一さを提供する。
この形状は、光源１６によって創り出される非均一な光
を細分し、より均等に分散させる。照射の均一さは、検
出される小区域ごとの色反射率視野のＳＮ比における変
動を減らす。これが反射率測定の精度を高める。
【００１８】さらには、光ファイバを使用して試薬パッ
ド１４を照射し、試薬パッド１４から反射した光を運ぶ
方法は、照射光源１６が、試薬片が分析される試料区域
から離れたところに位置するという利点を有している。
光ファイバは、ＬＥＤ、レーザダイオードまたは他の光
源により、離れたところから照射することができる。光
ファイバ照射のもう一つの利点は、必要に応じてファイ
バ束１８を複数の小さめの束に分割できることにある。
【００１９】拡散光は、試薬片１４から反射されたの
ち、検出光バッフル３０を通過して両凸レンズ３２に達
する。検出光バッフル３０は、両凸レンズ３２に進入し
ようとする迷光を減らすように機能する。長さ２．０８
cm×直径０．３６cmの円筒形要素を使用してパッド１４
を視野に入れ、０．１６４−３２ＵＮＣ−２Ｂねじ山設
計を使用してこの要素にねじを付すと、適当な検出光バ
ッフル３０が得られた。ねじ付き領域内での多数の反射
が不要な光を効果的に吸収するようにした。
【００２０】レンズ３２とパッド１４との距離は、少な
くとも０．８４cmであることが好ましい。この距離は、
検出光バッフル３０およびレンズ３２がパッド１４上の
試料によって汚染されることを防ぐために必要である。
検出光バッフル３０は、レンズ３２の正面に直径０．２
５cmの開口を形成し、それにより、三つの性能要因を改
善する。この開口はレンズ３２のＦ数を増す。レンズ３
２のＦ数の増大は、光学的収差対パッド１４の高さの変
動を減らす（すなわち、被写界深度または高さの感度を
改善する）。検出光バッフル３０はレンズ３２のＦＯＶ
をパッド区域１４内に限定する。これが、パッド１４で
反射した光のみが検出用光ファイバ束３４上に集束され
ることを保証するのに役立つ。検出光バッフル３０はま
た、極端な軸外し光（迷光）が両凸レンズ３２に入るこ
とを防ぐ。照射または周囲の室内光から生じる軸外し光
は、検出光バッフル３０内に捕らえられる。
【００２１】両凸レンズ３２は、検出光バッフル３０を
通過する反射光を捕集し、それを、検出用光ファイバ束
３４の入力端３６上に集束する。本発明の一つの実施態
様においては、両凸レンズ３２は、０．６４cmの焦点距
離、０．６４cmの直径を有し、試薬パッド１４から２．
５４cmのところに位置している。両凸レンズ３２は×３
の倍率をもたらし、したがって、試薬パッド１４の像
は、検出用光ファイバ束３４の入力端３６上に投射され
ると、３倍に拡大する。両凸レンズ３２は、０．０２cm
のスポットサイズ（試薬パッド１４の面から）を拡大
し、検出用光ファイバ束３４の入力端３６上に投射す
る。したがって、拡大された像スポットサイズに対する
ＮＨＴスポットサイズの比率は２．０である。試薬パッ
ド１４上で検出される特徴のサイズは、検出用束３４中
の検出ファイバの直径および数ならびにレンズ３２の倍
率に依存する。信頼できる検出を行うためには、２：１
のファイバ：スポット比が望ましい。
【００２２】光源光ファイバ束１８と同様、検出用光フ
ァイバ束３４は、何百もの非常に細い光ファイバを結束
したものからなる。検出用束３４中の個々の光ファイバ
が、パッド１４または検出用束３４を動かすことなく、
小さな視野（ＦＯＶ）から反射した光を受ける。これが
位置ずれの問題を回避する。検出用束３４中の光ファイ
バは、費用を節約するため、ランダムにアセンブルされ
ている。しかし、検出用束３４はまた、干渉性アセンブ
リとして構成することもできる。検出用束３４の入力端
３６では、光ファイバは、試薬パッド１４の像が両凸レ
ンズ３２を透過したときの形状に一致する形状に結束さ
れている。しかし、一つの実施態様では入力端３６は正
方形であるが、検出ファイバ３４の入力端３６は、試薬
パッド１４または検出されるパターンの形状と一致する
種々の形状、例えば円、長方形などに構成することもで
きる。
【００２３】読取りヘッド１２は、照射および検出用光
ファイバ束２０、３４と、バッフル２８、３０と、両凸
レンズ３２とを、整合した状態で機械的に保持する。読
取りヘッド１２の部品は成形することもできるし機械加
工することもできる。
【００２４】一つの実施態様においては、検出用光ファ
イバ束３４は、それぞれ直径０．０１cmである４００本
のランダムに配向したファイバを使用する。４００本の
検出用束３４のファイバは、試薬試験パッド１４の正方
形に一致するよう、その入力端３６がほぼ正方形（０．
１cm×０．１cm）のパターンにアセンブルされている。
この入力端３６のサイズが、×３のレンズ倍率ととも
に、０．３cm×０．３cmの拡大された試薬パッド１４の
像を提供する。検出束ファイバ３４は、その出力端３８
で、すなわち線形アレイ検出器２４と接触する側の端部
で、高さ０．０１cm×長さ２．０３cmの線形アレイ状に
配設されている。
【００２５】検出光ファイバ３４の光出力が平均化され
て、全反射輝度が測定される。この平均色反射率値が試
料中の溶血の存在を示す。したがって、センサ１０は、
尿試料中の溶血濃度および非溶血濃度の両方を検出す
る。
【００２６】検出用光ファイバ束３４の出力端３８（入
力端３６の反対側）では、光ファイバはリボンまたは線
に線形化されている。本発明の一つの実施態様において
は、光ファイバは、線形アレイ検出器２４と光学的に結
合するために線形化されている。光ファイバは、線形ア
レイ検出器２４の表面に直接取り付けられている。代替
の実施態様においては、レンズ（図示せず）を用いて検
出ファイバ３４のラインを線形アレイ検出器２４上に集
束することもできる。各ファイバは、最大の空間分解能
を維持するため、線形アレイ２４中に１個以上の対応す
る検出器を有していなければならない。線形アレイ検出
器２４として使用することができる装置には、電荷結合
素子（ＣＣＤ）、光電セルアレイ、カラーＣＣＤアレイ
またはＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）フォトダイ
オードアレイがある。
【００２７】本発明の一つの実施態様においては、線形
アレイ検出器２４としてＣＣＤを用いる。ＣＣＤ内の各
光感知素子は、対応する検出用束３４光ファイバから受
信される光の輝度に比例する電気的応答を有する。この
電気的応答が処理用電子部品２５によって利用される。
処理用電子部品２５がアレイ２４の電気的応答を逐次に
クロックアウトしてアナログ・デジタル変換器（図示せ
ず）に送り、この変換器が一方で電気的応答を相当する
デジタルデータに変換する。処理用電子部品２５はま
た、デジタルデータを記憶し、利用して、線形アレイ検
出器２４中の個々の検出素子によって示されるコントラ
スト変動を計算するマイクロプロセッサ（図示せず）を
含む。コントラスト変動の数および位置を使用して、試
験される分析対象物中のＮＨＴの濃度または溶血が測定
される。
【００２８】ＣＣＤは２０４８ピクセルのアレイをサポ
ートする。本発明の一つの実施態様には、例えば、EG&G
Reticon社（０１９７０マサチューセッツ州Salem 、35
Congress Street）から市販されているＣＣＤアレイを
使用した。このＣＣＤは、幅１４μm ×高さ１３０μm
のピクセルを使用して、ファイバあたり３．５個のピク
セルおよび２．５４cmのＣＣＤ長を提供している。この
配設を用いると、検出用束３４の４００個のファイバそ
れぞれの出力輝度を精確に記録することができる。さら
には、アレイ２４の縁の近くのさらなる空間を利用し
て、未結合のピクセルからの暗ＣＣＤピクセル出力およ
び基準ファイバ２２からの基準輝度信号２６を記録する
ことができる。暗ＣＣＤピクセル出力は、ピクセル応答
輝度を修正しするのに使用したのち、検出された基準輝
度信号２６と合わせて、検出器２４の利得効果を最小限
にする。
【００２９】直接接触方法を選択したため、検出束の線
形面３８とＣＣＤとの間に伝送光学系は必要ない。この
直接接続を達成するためには、ファイバ束３４の線形の
端部３８をＣＣＤパッケージ面に直接結合する（例えば
エポキシを用いる）。また、出力端３８ファイバとＣＣ
Ｄピクセルとの間に屈折率整合材料を配して、光の広が
りを減らしてもよい。この配設は、小さめのセンサパッ
ケージを使い易くする。さらに、この配設は、多数の明
るいファイバ（負のパッド領域）の隣に存在する暗化し
たファイバ（ＮＨＴスポットを見ているファイバ）の輝
度を記録する際に、最適なＣＣＤ出力変調をもたらす。
【００３０】本発明の一つの実施態様の規格は次のとお
りである。
【００３１】 非溶血極微量スポットサイズ直径検出＝＜０．０３cm 両凸レンズ３２の直径＝０．６４cm 両凸レンズ３２の焦点距離＝０．６４cm 両凸レンズ３２の倍率＝３ 両凸レンズ３２の視野＝０．３cm×０．３cm 検出用光ファイバ束３４ 検出用光ファイバ束３４のアセンブリはランダムであ
る。 ファイバ数＝４００ ファイバ直径＝０．０１cm ファイバ開口数（ＮＡ）＝０．２５ 検出束入力端３６のサイズ＝０．１cm×０．１cm 検出束出力端３８のサイズ＝２．０３cm×０．０１cm 線形アレイ検出器２４のＣＣＤアレイ ピクセル数＝２０４８ ピクセル幅＝１４μm ピクセル高＝１３０μm アレイ長＝２．５４cm
【００３２】このように、光ファイバ拡散光反射率セン
サ１０を本明細書に記載した。
【００３３】本発明の真髄および範囲を逸脱することな
く、前記の本発明に数多くの変更を加えうることは明白
であり、したがって、請求の範囲によって示されるよう
な限定のみが課されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施態様による光ファイバ拡散
光反射率センサの概観を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 光ファイバ拡散光反射率センサ １２ 読取りヘッド １４ 試薬試験片パッド １６ 光源 １８ 光源光ファイバ束 ２０ 照射用光ファイバ束 ２２ 基準束 ２４ 線形アレイ検出器 ２８ 照射バッフル ３０ 検出光バッフル ３２ 両凸レンズ ３４ 検出用光ファイバ束

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 分析対象物と反応した試薬試験パッドか
    ら反射した光を検出するための光ファイバ拡散光反射率
    センサにおいて、 光を発するための照射手段と、 該照射手段から該光を受け、該試薬試験片パッドから該
    光を反射させる照射用光ファイバ束と、 該試薬試験パッドによって反射された該光を集束するた
    めのレンズ手段と、 該レンズ手段によって集束された該光を受けるための入
    力端及び該光を放つための出力端を有する検出用光ファ
    イバ束を形成する複数の光ファイバと、 該検出用光ファイバ束の該出力端に光学的に結合され、
    該検出用光ファイバ束から放たれた該光を受け、該光を
    相当する電気信号に変換する線形アレイ検出器と、 該相当する電気信号を解釈するための解釈手段とを含む
    ことを特徴とする光ファイバ拡散光反射率センサ。
  2. 【請求項２】 該照射用光ファイバ束が、ランダムに配
    向した光ファイバを含む請求項１記載の光ファイバ拡散
    光反射率センサ。
  3. 【請求項３】 該照射用光ファイバ束が、該試薬試験パ
    ッドに対して垂直な軸から４５°未満の角度で光を反射
    する請求項１記載の光ファイバ拡散光反射率センサ。
  4. 【請求項４】 該角度が３０°である請求項３記載の光
    ファイバ拡散光反射率センサ。
  5. 【請求項５】 該試薬試験パッドがある形状を有し、該
    検出用光ファイバ束の該入力端が、該試薬試験区域の該
    形状に近似するように空間的に配設され、該検出用光フ
    ァイバ束の該出力端が線形に配設されている請求項１記
    載の光ファイバ拡散光反射率センサ。
  6. 【請求項６】 該線形アレイ検出器が電荷結合素子から
    なる請求項１記載の光ファイバ拡散光反射率センサ。
  7. 【請求項７】 該レンズ手段が両凸レンズをさらに含む
    請求項１記載の光ファイバ拡散光反射率センサ。
  8. 【請求項８】 光を発するための該照射手段が発光ダイ
    オードをさらに含む請求項１記載の光ファイバ拡散光反
    射率センサ。
  9. 【請求項９】 分析対象物と反応した試薬試験パッドか
    ら反射した光を検出するための光ファイバ拡散光反射率
    センサにおいて、 該光を発するための光源と、 該光源から該光を運ぶための、ランダムに結束された光
    ファイバを含む照射用光ファイバ束と、 該照射用光ファイバ束から該光を受けるための照射光バ
    ッフルと、 該光を該試薬試験パッドから反射させるように該照射用
    光ファイバ束を配置するための読取りヘッドと、 該試薬試験パッドから反射した該光を受け、伝送する検
    出光バッフルと、 該検出光バッフルによって伝送された該光を受け、集束
    するための両凸レンズと、 該両凸レンズによって集束された光を受けるための入力
    端と、該光を伝送するための、線形に結束された出力端
    とを有する検出用光ファイバ束と、 該検出用光ファイバ束の該線形に結束された出力端に光
    学的に結合され、該検出用光ファイバ束から伝送された
    該光を受け、該光を相当する電気信号に変換する線形ア
    レイ検出器とを含むことを特徴とする光ファイバ拡散光
    反射率センサ。
  10. 【請求項１０】 該線形アレイ検出器がさらに電荷結合
    素子からなる請求項９記載の光ファイバ拡散光反射率セ
    ンサ。
  11. 【請求項１１】 該検出用光ファイバ束がランダムに結
    束されている請求項９記載の光ファイバ拡散光反射率セ
    ンサ。
  12. 【請求項１２】 該光源が発光ダイオードである請求項
    ９記載の光ファイバ拡散光反射率センサ。
  13. 【請求項１３】 該両凸レンズが少なくとも×３の倍率
    を提供する請求項９記載の光ファイバ拡散光反射率セン
    サ。
  14. 【請求項１４】 尿試料と反応した試薬試験パッド上の
    極微量の溶血および非溶血の存在を検出する方法におい
    て、 複数の光ファイバによって伝送される光で該試薬試験パ
    ッドを照射する段階と、 該試薬試験パッドを照射する該光を検出器光バッフルで
    バッフル（整流）処理する段階と、 該検出器光バッフルによってバッフル処理された該光を
    検出用光ファイバ束の入力端に集束させる段階と、 該光ファイバ束の該入力端に集束された該光を該検出器
    光ファイバ束の出力端から放つ段階と、 該光ファイバ束の該出力端によって放たれた該光を、該
    検出用光ファイバ束の各光ファイバによって伝送された
    該光に相当する電気信号に変換する段階と、 該電気信号を解析して、極微量の溶血および非溶血の存
    在を検出する段階とを含むことを特徴とする方法。
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