JPH1090164A - 血液分析装置用光学システム - Google Patents

血液分析装置用光学システム

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JPH1090164A
JPH1090164A JP9218280A JP21828097A JPH1090164A JP H1090164 A JPH1090164 A JP H1090164A JP 9218280 A JP9218280 A JP 9218280A JP 21828097 A JP21828097 A JP 21828097A JP H1090164 A JPH1090164 A JP H1090164A
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lens
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Richard A Gontin
リチァド、エイ、ガンティン
Miers David
デイヴィド、アー、マイアズ
E Supangenbaagu Peter
ピータ、イー、スパンゲンバーグ
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Bayer Corp
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Bayer Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、分析装置内で使用するために容易
に方向付けることのできる、予め工場で整列した、低コ
ストの光学イルミネータアセンブリを提供することを目
的としている。 【解決手段】 臨床血液又はフローサイトメータ装置の
ような分析装置用の光学イルミネータアセンブリは、レ
ーザソース、例えばレーザダイオード、選択自由に空間
フィルタ、ビーム成形開口、及びフォーカスレンズのよ
うな複数の光学要素を含んでいる。光学要素は、ハウジ
ングに取り付けられ、かつ該ハウジングに関して内部的
に方向付けられて、フォーカスされたレーザビーム出力
を発生する。次に、このハウジングは、４つの自由度で
フォーカスされたビームを動かすことのできる整列機構
上に取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、テストサンプルの
分析を実行するための分析装置、特に、特定のサンプル
の異なる試薬及び試料を使って一連のテストを実行する
ための装置の改良に関する。このような装置は、例え
ば、制限無く、免疫学的検定分析器、臨床血液分析器、
フローサイトメータ（flow cytometer）、及び化学分析
器を含んでいる。
【０００２】
【従来の技術】分析装置は周知である。それらは、異な
る構成で何年にもわたって商業的に使用されてきて、種
々の方法で異なるテスト分析を実行してきた。一般的
に、これらの装置は、一時に１つのサンプルを、そして
より好ましくは、一連のサンプルを受け取り、各サンプ
ルを複数の試料に分割し、そして各試料を１以上の試薬
によって結合することにより１以上のテストを実行する
ために備えられる。このように形成された反応混合物
は、それから通常の方法で分析される。例えば、色彩測
定又は同様な測定が、１つの反応混合物に対してなすこ
とができる。１以上の他の混合反応物は、シース内につ
るし、実質上一時に１つの微粒子をフローセルに通すこ
とができ、そして、光相互作用を検出することができる
ようにフローセル内で照らすことができる。これらの相
互作用は、入射光又は入射光に対する蛍光応答の散乱及
び吸収を含むことができる。それから、この検出相互作
用は、試験の下でサンプル試料を特徴付けるために質的
にかつ／又は量的に評価することができる。このサンプ
ルで実行された異なる全ての反応での相互作用の結果
は、サンプルを特徴付けるために評価することができ
る。
【０００３】これらの装置は典型的には、多数の流体圧
ライン、混合チャンバー、弁及び制御システムを備え
て、反応混合物を形成するために組み合わせるべきサン
プル及び試薬を選択し、かつデータを集めるために相互
作用を実行する。その結果、サンプルを多量に処理する
ために正確なタイミング及び流体制御を必要とする複雑
で、高機能の機械となる。このような装置の問題の１つ
は、それらの複雑さのために、それらは、頻繁なサービ
ス、較正及び保守を必要とするということである。それ
らはまた、しばしばフィールドサービス訪問を必要とす
る故障をする。修繕することができるまで装置を使用す
ることができない結果、特に、多数のテスト分析を実行
する試験室の場合に、業務にかなりの損失を生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明の目的
は、公知の装置と比較して、要素構成を改良し、そして
部品数が少なく、サービスコールが少なく、また耐久力
及び信頼性を改善した分析装置を提供することである。
本発明の別の目的は、広範囲のタイプの分析器に適用す
ることのできるサブコンポーネント及びモジュールから
成る改善された分析装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は広く、臨床血液
学又はフローサイトメータ装置のような分析装置用のオ
プティカル照明アセンブリ、及び照明アセンブリの要素
を整列させる方法に関する。この照明アセンブリは、ビ
ームソース、好ましくはレーザーソース、例えばレーザ
ーダイオード、選択自由の空間フィルター、ビーム成形
開口を有するマスク、別のマスク又はビーム成形開口、
及び焦点合わせレンズのような複数の光学要素を含んで
いる。光学要素は、ハウジング内に或いはハウジングに
取り付けられ、それは次に、整列機構上に取り付けられ
る。
【０００６】光学要素は、それらのいくつかが所定の固
定位置にあるように取り付けられる一方、他のものは、
１以上の次元で可動であり、それによって、適切に整列
させかつ焦点を合わせたビーム出力を包含する照明アセ
ンブリハウジングを得る。それから、この焦点を合わせ
たビーム出力は、フローセル、特に、分析されるべきフ
ローセルを通過する微粒子流を調べるために使用され
る。
【０００７】この整列機構は、この焦点を合わせたビー
ムが垂直及び水平に移動することができ、かつｚ軸に関
して上下及び右左に傾けることができる点で、４つの自
由度で移動可能である。結果として、この焦点を合わせ
たビーム、特に焦点は、特定のロケーションに位置させ
るように３次元で移動することができる。この整列機構
は、要素の物理寸法の関数であり、かつ好ましくは、中
の詰まったシリンダーエリアにより束縛される移動範囲
により制限される。
【０００８】この構成の結果として、照明アセンブリの
光学要素は、整列させかつ焦点を合わせることができ、
そしてこの照明アセンブリにより発生した焦点を合わせ
たビームは、所望の方向に向けることができる。この整
列後、整列機構は、例えば、ネジ（それらは別のロック
構成にすることができるけれども、ここでは、”ロック
ネジ”として参照される）により固定することができ
る。
【０００９】本発明の１つの観点は、分析装置において
成形し、フィルタリングしたビームを提供し、かつレー
ザービーム出力を有するレーザーソース、レンズ及びマ
スク開口を備える照明光学アセンブリに関する。１つの
このようなアセンブリは、内部窪み及び縦方向軸を有す
る第一のハウジング；レーザービーム出力を有するレー
ザーソース及び該レーザービーム出力内に配置されたコ
リメートレンズを包含し、該コリメートレンズは、レー
ザービームソースから一定距離に取り付けられて、平行
化レーザービーム出力を発生し、そして、レーザービー
ム出力がハウジング窪みを通過するように第一のハウジ
ングに調整可能に結合され、かつ前記第一のハウジング
窪みを通るビーム軸を限定するために中の詰まったシリ
ンダーエリア内で調整可能である第二のハウジング：焦
点を有する対物レンズ、第一の開口、及びコレクターレ
ンズから成り、該コレクターレンズは、ビーム軸に交差
するように第一のハウジング窪み内の固定ロケーション
に取り付けられ、この第一の開口はビーム軸内の前記コ
レクターレンズから一定距離の所で第一のハウジング窪
み内に取り付けられ、そして、この対物レンズは第一の
ハウジング内に固定され、かつ第一の開口に関して予め
選択されたロケーションに焦点を移動するようビーム軸
に沿って移動可能である、空間的にフィルターされた平
行化レーザービーム出力を発生する空間フィルター；第
一のハウジング窪み内に調整可能に取り付けられ、かつ
空間的にフィルターされた平行化レーザービーム出力に
交差し、かつ前記ビームを成形するよう位置決め可能で
あるビーム成形開口；焦点レンズを含み、かつ該焦点レ
ンズが前記成形ビームの焦点を合わせるためにレーザー
ビーム路内で位置決め可能であるように第一のハウジン
グに調整可能に結合されている焦点レンズアセンブリ；
を備えている。
【００１０】空間フィルターはさらに、スロットを有す
るシリンダー、第一の湾曲半径を有する第一の円筒セク
ション及び第二の湾曲半径を有する第二の円筒セクショ
ンから成り、該第一及び第二の円筒セクションはシリン
ダー外部に２つのレールを形成するように交差し、該シ
リンダーが第一のハウジング窪み内に配置されている外
部面、及び回転軸を有するシャフト及び回転軸から中心
をずらせてシャフトに固定されたピンから成り、該シャ
フトは、ピンがスロット内に係合するように第一のハウ
ジング内に取り付けられているる偏心器を備えている。
【００１１】この偏心器は、シリンダーに対して偏倚し
ており、かつシャフトは、レールを第一の窪みと摺動接
触させて第一のハウジングに対してシリンダーを移動す
るよう回転可能であり、そして対物レンズがこのシリン
ダーに取り付けられている。第一のハウジングは典型的
には、第一のハウジング及びビーム軸に横断する円筒
穴、及びこの穴内に挿入可能の成形断面を有するサブア
センブリを有している。このサブアセンブリは、空間フ
ィルターの第一の開口を支持している。スプリングが、
穴に対して位置して、第一の開口を固定位置に運動学的
に固定するように穴に対してサブアセンブリを圧迫す
る。このサブアセンブリの断面は、矩形断面を有するこ
とができ、かつこのスプリングはさらに、サブアセンブ
リの共通側に間隔を開けて配置された２つのボールスプ
リングプランジャーを備えることができる。
【００１２】１つの具体例において、第二のハウジング
はさらに、球形セグメントのセクションを有するリング
を備えている。第一のハウジングは、第二のハウジング
の球形表面セクションを受けとめる形状にされた相補的
凹所を有している。また、第一のハウジングと第二のハ
ウジングの間に複数のコネクター（少なくとも２つ）が
あり、そのそれぞれが、第一のハウジングの縦方向軸に
関して中の詰まったシリンダーエリア内のビーム出力を
向けるように独立して動作可能である。このリングは好
ましくは、四分の一円形断面を有しており、かつ第一の
ハウジングの成形リセプタクルは、フラストコニカルセ
クションである。複数のコネクタはさらに、異なるピッ
チを有する少なくとも第一及び第二の同心ネジスレッド
を有する差動ネジを備えて、異なるピッチの間の差に相
当する調整粒度を有するビーム軸の精細調整、及び異な
るピッチの大きい方に等しい調整粒度を有する前記ビー
ム軸の粗調整を生じる。
【００１３】別の具体例において、ハウジングは、ハウ
ジングの窪みを横断する穴を有し、かつこの装置はさら
に、前記穴の内側に位置するよう第一のハウジングに取
り外し可能に結合されたフレーム、前記穴内側の第一の
円弧に沿って移動するためフレームを調整するための第
一の調整ネジ、及び前記穴内側の第二の円弧に沿って移
動するためフレームを調整するための第二の調整ネジを
備えている。ビーム成形開口は、フレーム上にこのよう
に取り付けられ、かつ第一及び第二の調整ネジが、ビー
ム軸に対してビーム成形開口を位置決めするよう動作可
能である。フレームはまた、第一のハウジングが球形表
面を受けとめるようなフラストコニカル断面を有するよ
うに、中心点を有する一部球形のセグメントを備えるこ
とができ、それによって、このフレームは、少なくとも
３つの自由度で中心点まわりに移動可能である。
【００１４】別の具体例において、この装置は、フィル
ターされた成形ビームを受けとめるための１つの入力、
該入力フィルター成形ビームの第一の部分から成る第一
の出力、及び入力フィルター成形ビームの第二の部分か
ら成る第二の出力を有するビーム軸内に挿入されたビー
ムサンプラーアセンブリを備えている。この第一及び第
二の出力は、異なる方向に向けられて、第一と第二の出
力の一方が、前記ビーム軸に関して屈折ビーム軸を有す
るようにされる。焦点レンズアセンブリは、第一のハウ
ジングに固着された第一のプレート、焦点レンズが取り
付けられる第二のプレート、及び第一と第二の偏心器及
び第一のプレートと第二のプレートを結合する固定ピン
及び溝を備えることができる。このピンは、第一と第二
のプレートの一方内に固定され、溝は第一と第二のプレ
ートの他方内に固定され、そしてピンは前記溝内に係合
される。それから、第一及び第二の偏心器が、第一の次
元及び第二の次元内でそれぞれピンまわりに第二のプレ
ートに関して第一のプレートを回転するよう独立して動
作することができる。
【００１５】本発明の別の観点は、分析装置のためのレ
ーザービーム路を有する照明光学アセンブリを位置決め
するためのシステムに関する。１つのこのようなシステ
ムは、シリンダーセクションを有し、該シリンダーセク
ションは、湾曲及び前記光学軸に相当する湾曲に対する
縦方向軸を有するボディと、回転のためのベースに取り
付けられた第一の引き締めネジと第二の引き締めネジを
備えている。この第一と第二の引き締めネジのそれぞれ
が、左ネジ切りセクション及び右ネジ切りセクション、
引き締めネジの回転に応答して左ネジ切りセクションに
沿って移動するため左ネジ切りセクション上に取り付け
られた第一のスライド、及び引き締めネジの前記回転に
応答して右ネジ切りセクションに沿って移動するため右
ネジ切りセクション上に取り付けられた第二のスライド
を有している。第一と第二のスライドのそれぞれが、湾
曲をもつ表面を有して、スライドの円筒表面セクション
の湾曲はボディの円筒セクションの湾曲に垂直である。
ボディは、第一と第二のスライドの表面によって支持さ
れ、かつ、所定の引き締めネジに対して、支持されたボ
ディは、ボディを上昇又は下降させるために前記引き締
めネジに回転を加えることにより前記所定の引き締めネ
ジに関して垂直に移動させられる。ボディは、第一と第
二の引き締めネジに等しく回転を加えることに応答して
垂直に移動させることができる。
【００１６】好ましくは、第一と第二のスライドのそれ
ぞれはさらに、引き締めネジのネジ切りセクションと係
合可能に相互結合され、かつ球形表面部分を有するナッ
ト、及び引き締めネジのネジ切りセクションが通過する
穴及びナットの球形表面を受けとめるためのリセプタク
ルを有する成形ボディを備えている。ナットはこのよう
に、引き締めネジの回転に応答して引き締めネジに沿っ
て移動し、かつこの成形ボディは、ナットの移動に応答
して移動する。このシステムはまた、第一のプラットフ
ォームを備えることができ、かつ第一と第二の引き締め
ネジは、その間に第一の軸を限定するベース上に間隔を
開けた関係で固定され、かつこの第一の軸は、ビーム軸
に相当する。第一のプラットフォームは、移動範囲内で
第一の軸をシフトするために、第二の軸に沿ってベース
に関して移動可能である。第二の軸は、好ましくは第一
の軸に垂直と並行の一方である。
【００１７】好適具体例において、第一と第二の引き締
めネジは、その間に第一の軸を限定するベース上に間隔
を開けた関係で固定される。第一の軸は、ビーム軸に相
当し、かつこのシステムは、第一と第二の次元内でそれ
ぞれ移動するため、ベースに対して可動に取り付けられ
た第一のプラットフォーム及び第二のプラットフォーム
を有している。第一と第二の次元は、互いに垂直であ
る。第一と第二のプラットフォームの一方は、このよう
にベースを支持し、かつその他方はプラットフォームを
支持し、そして、ここで、第一の軸は、移動範囲におい
て第一の軸をシフトするために第一と第二の次元により
限定された平面内で移動可能である。複数のスプリング
が、ボディをスライドに結合し、かつ前記スプリングの
それぞれが、ボディをスライドと接触状態に維持するの
に十分な公称張力を有している。好ましくは、ボディ
は、前述の光学照明アセンブリの具体例の１つ、或いは
その組合せを含んでいる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明のさらに別の特徴及び利点
は、本発明の図面及び以下の詳細な説明から明らかにな
るであろう。そして、ここで、同じ記号は同じ要素を示
している。図１１Ａ〜図１１Ｄ、図３９〜図４２、図４
９及び図５１を参照すると、本発明のフローサイトメー
タ装置における分析のための血液サンプルは、統合フロ
ー回路（ＵＦＣ）アセンブリ５０８のサンプル入力ポー
ト５４１内に真空により吸引される。ＵＦＣアセンブリ
５０８において、血液サンプルは、シアーバルブ５０３
により１又はそれ以上の所定の試料に分離され、それか
ら異なる試料が異なる反応チャンバーにおいて１又はそ
れ以上の試薬によって混合されて、試料を異なる分析の
ために調合する。それから反応混合物は、ＲＢＣ／ＢＡ
ＳＯ／ＲＥＴＩＣ光学台１１７、ＰＥＲＯＸ光学台１１
６、又はＨＧＢ色彩形１２１の１又はそれ以上のものに
おいて分析される。後述するように、これらの分析は、
システムコントローラ１０５の制御の下で独立して実行
され、かつこれは次ぎに好ましくは、コンピュータワー
クステーション１０３を使ってオペレータにより制御さ
れる。結果として、１以上の反応混合物が同じ血液サン
プルの異なる試料から形成することができ、かつ異なる
時の異なる反応の下で同じ血液サンプルから異なる散乱
及び吸収データを得るために同じフローセル１１０（又
はフローセル１１０Ａ）において調べることができる。
【００１９】流体圧システム サンプル吸引 図３７及び図３９を参照すると、血液サンプルは、３つ
のソースの１つ：手動開チューブサンプラー８０１、手
動閉チューブサンプラー８０２、及びオートサンプラー
８１８の一部である自動閉チューブサンプラー８０３、
から吸引することができる。手動開チューブサンプラー
８０１は、血液（又は他の流体）サンプルを包含する開
テストチューブ内に挿入することができる１つの管要素
である。好ましくは、可撓性ある医用グレード材質から
構成されるチューブは、本装置の前部から突出する取付
台８０４から下方に伸びる。サンプルの手動吸引の間
に、手動開チューブサンプラーの外側のために、リンス
（すすぎ）、及びそれに続くドライサイクルがある。全
ての３つのサンプルに対して、完全な内部バックフラッ
シュ（すすぎと乾燥の繰り返し）がある。
【００２０】手動閉チューブサンプラー８０２は、（図
３９に影線で示された）針８０５を含み、かつこれは、
閉じた血液サンプルチューブの典型的には天然ゴム又は
合成ゴムのシールを侵入させて、該チューブから血液サ
ンプルを抽出するのに適している。好ましくは、針８０
５は、サンプルチューブがシールを下方にして挿入され
ている（外側ハウジングのみが図示されている）リセプ
タクル８０６内に上方に突出している。リセプタクル８
０６内側でチューブを下方に押すと、サンプルチューブ
を針８０５に対して動作させる空気圧駆動がなされ、そ
のため、針がシール内に侵入する。針８０５の長さは、
それが、逆にしたサンプルチューブにおいて流体の典型
的レベル以上を越えないように制限され、そして、適切
な容量を真空により抽出することができる。他のサンプ
ラー８０３は、オートサンプラー８１８のそれであり、
かつこれは、チューブサンプリングプロセスが自動化さ
れるのを除いて手動閉チューブサンプラー８０２と構成
及び方向付けにおいて同じである。オートサンプラー８
１８は、オペレータの付き添いを必要とすることなく、
本装置を通して一連のサンプルチューブを自動的に給送
する機構である。本発明は、いかなる手動又は自動サン
プルチューブ給送機構によっても使用することができる
点で、それは本発明の一部を構成しないけれども、給送
機構の有用な技術モデルについて開示する。
【００２１】図３８、３９及び６５に示された３方向セ
レクタバルブ６５０は、後述するように、自動制御の下
で３つのサンプラー８０１、８０２、８０３のうちの１
つによって入力ポート５４１を選択的に接続する。ま
た、図６６Ａに断面で示されたセレクタバルブ６５０
は、３つのサンプルソース８０１、８０２、８０３に管
により接続された３つの入口６５１、６５２、６５３
（６５１、６５２のみを図示）を有している。この入口
は、９００の間隔でバルブハウジング６５４において半
径方向に配置されている。この入口は、一度には１つ
が、次第に細くなった回転可能のバルブスプール６５６
内の単一の通路６５７を通って、バルブハウジング内の
共通軸方向出口ポート６５５に連通している。最小の軸
方向余裕６６０が、バルブスプール６５６とハウジング
６５４の間に備えられて、バルブスプールのテーパー面
の適切な着座を確実にする。この余裕６６０は、各血液
サンプルが吸引されるときそれにさらされる軸方向共通
ポートの一部であり、それ故、それは、各サンプラーリ
ンスサイクルの間セレクタバルブによってリンスされな
ければならない。
【００２２】バルブハウジング及びスプールは好適に
は、不活性過フッ化炭化水素、例えば、ＴＥＦＬＯＮブ
ランドの材質から構成される。ＴＥＦＬＯＮは、デュポ
ンの商標である。バルブスプールは、バルブスプールを
回転させるため共通出口ポート６５５の反対端上に延長
部６５９を有している。本装置において３つのサンプル
ソースの１つを使用するために、バルブスプールは、該
スプール内の１つの通路６５７がハウジング６５４内の
３つの入口６５１、６５２、６５３の相当する１つと整
列されるまで延長部６５９を回転することにより回転さ
れる。
【００２３】別の具体例において、図６６Ｂに示された
セレクタバルブ６６４は、３つの分離した非接続通路６
７０、６７１、６７２を有するテーパーのある回転可能
のバルブスプール６８０を有している。これらの通路
は、バルブスプールを通して異なる方向にドリルされ
る。これらの通路のそれぞれが、ハウジング６７９内の
共通半径方向出口ポート６６５と整列することのできる
開口を有している。スプール６８０は、図６６Ｂに示さ
れるように、第一の回転位置を有して、通路６７０が共
通ポート６６５と入口ポート６７３の間で連通するよう
にする。第二のスプール位置において、通路６７１は、
共通ポート６６５と入口ポート６７４の間で連通する。
第三の位置において、通路６７２は、共通ポート６６５
と入口ポート６７５の間で連通する。３つの位置のそれ
ぞれにおいて、スプール６８０内の２つの不動作通路
は、入口ポート又は出口ポートのいずれとも連通しな
い。スプール６８０のテーパー面は、互いに通路を効果
的にシールする。１つの通路が、血液サンプルの吸引中
に使用された後、その通路は、”サンプル”リンスサイ
クル（前述した内部バックフラッシュ）、即ち、後述の
ように、サンプルが吸引されかつシアーバルブにより試
料に分割された後フローサイトメータのサンプル吸引部
分をリンスするリンスサイクルの一部としてすすがれ、
かつ乾燥される。乾燥は、すすいだ部分を通して真空を
加えて空気を引き出すことにより行われる。３つの通路
６７０、６７１、６７２のそれぞれがこのようにクリー
ンにされ、乾燥され、そして、この装置の次のサイクル
において使用するための用意がされる。
【００２４】バルブスプールのテーパー面の適切な着座
を確実にするために、バルブスプール６８０とハウジン
グ６７９の間に軸方向余裕６７８（また、デッドスペー
スと称される）が形成される。図６６Ａに示された軸方
向共通ポート構成とは異なり、このセレクタバルブは、
半径方向共通ポート６６５を通る吸引血液サンプルに、
軸方向余裕６７８をさらさないという利点を有してい
る。別の重要な利点は、詰まらせることになる９００タ
ーンが無いという点である。しかしながら、半径方向共
通ポートバルブは、軸方向共通ポートバルブよりもその
製造がより高価になると考えられている。スプールのポ
ート及びバルブハウジングのポートが適切に整列される
ということを確実にするために、セレクタバルブ６５
０、６６４の両方が、ハウジングに関してスプールを正
確に指示されることを必要とする。従来技術の血液装置
において、これは、スプールを正確に指示された位置に
回転させるステッピングモータを使ってなされた。ステ
ッピングモータ、及びステッピングモータシャフト位置
を監視する関連したセンサー、及びその制御回路が、こ
の装置のコストにかなり付加された。
【００２５】本発明によると、セレクタバルブは、ゼネ
バ機構に結合された安価な、非可逆ＤＣモータにより駆
動される。ゼネバ機構は、正確な角度でモータ回転を停
止する必要性もなくバルブスプールの正確な、反復可能
の機械的な指示を提供する。位置センサーが、いくつか
の指示位置のどこで、バルブが目下位置しているのかを
決定するために使用される。しかしながら、有利なこと
に、モータの加速及び減速は、本発明の場合に精細に制
御する必要はない。というのは、ゼネバ機構は、モータ
の一定角速度を変換して、バルブスプールを停止からス
ムースに加速し、そしてゼロ角度速度でかつ比較的に高
い精度で次の位置にスプールを位置させるからである。
それはまた、指示位置が変更されている時を除いて、駆
動カムが移動又は静止している間、選択された指示位置
でスプールを確実にロック状態を維持する。
【００２６】セレクタバルブ６５０及びゼネバ機構ドラ
イブ６９１を含むセレクタバルブアセンブリ６９０の分
解正面図が、図６５に示されている。このドライブ６９
１は、ハウジング７００内に取り付けられたＤＣモータ
６９２から成る。好適具体例において、ＤＣモータは、
所望の割合、例えば、１変化／秒で、バルブステート
（位置）を変更する出力を発生するために一体の速度減
速機を有している。このようなモータは、当該技術分野
において、またギアモータとして知られている。モータ
６９２は、偏心して取り付けられたカムドライバ６９４
を有するロータ６９３を駆動する。被駆動カム６９５
は、モータ６９２に平行にハウジング内に取り付けられ
た別個のシャフト６９８上で回転する。被駆動カム６９
５は、後述のように、カムドライバ６９４により断続的
に係合される。シャフト６９８は、バルブ６５０のスプ
ールを回転させる。バルブ６５０は、調整プレート６９
９上に取り付けられ、かつこれは、スロット穴内のネジ
（図示せず）によりハウジングに取り付けられる。調整
プレート６９９は、ネジを堅く締める前にハウジング７
００に関して回転することができる。この様にして、バ
ルブ６５０の回転位置は、被駆動カム６９５の指示位置
に合致するように調整することができる。
【００２７】被駆動カムは、指示された位置の１つにお
いて図６７の平面図に示されている。この図におけるカ
ムドライバ６９４は、カムスロット７０１にまだ係合し
ていない。ロータ６９３上のハブ７０２は、被駆動カム
６９５上のロック区域７０３に係合して、被駆動カムが
回転しないようにし、かつ４つの指示位置の１つにおい
てそれをロックする。それから、ロータ６９３は被駆動
カムの位置に影響することなく、第一の範囲の角度移
動、例えば２７００或いはそれ以下、を通して回転する
ことができる。この第一の範囲の間、バルブ６５０は所
定の指示位置にロックされている。これにより、モータ
停止及びスタート位置に大きな角度位置誤差が許容でき
る。このように、バルブ６５０は、同心面７０２を接触
面７０３と接触させて、ロータ６９３が第一の範囲にあ
るときはいつでも、かつどこでも指示位置に確実にロッ
クした状態に維持されたままであろう。ロータ６９３が
矢印７０４の方向に回転するとき、カムドライバ６９４
は、スロットと一直線の方向からカムスロット７０１に
入り、被駆動カムのスムースな角度加速を生じる。例え
ば、９００以上の第二の範囲の角度動作を限定する、ハ
ブ７０２内の切り抜き隙間７０５により、駆動カムは１
つの指示位置から次の位置に回転することができる。第
一と第二の角度範囲は好ましくは、３６００に加算され
る。
【００２８】図６８は、指示位置の間の中間位置にある
被駆動カムを示している。ドライバ６９４は、スロット
７０１内に係合し、かつ切り抜き隙間７０５により、被
駆動カム６９５は指示位置の間で回転することができ
る。ドライバ６９４は、スロットと一直線の方向にスロ
ット７０１を抜け出て、被駆動カム６９５の回転をスム
ースに減速する。ロータリ位置センサーディスク６９６
（図６５）及び第一と第二の位置センサー６９７（一方
が他方から離れている）が使用されて、バルブスプール
位置情報をこのシステムに提供する。位置センサーがセ
ンサーディスク上に配置されて、第一のセンサーのみが
第一の位置でオンになり、両方のセンサーが第二の位置
でオンになり、第二のセンサーのみが第三の位置でオン
になり、そしていずれのセンサーも第四の位置ではオン
にはならないように、４つの指示位置を検知する。４つ
の指示位置の間のいかなる中間位置でも、いずれのセン
サーもオンではない。センサーの第四の位置に相当する
セレクタバルブ６５０上に未使用位置を有することによ
り、このシステムは常に、少なくともセンサーの１つが
オンになるまでモータを駆動することができる。好まし
くは、（閾値に対する）光の存在又は不存在の検知に依
存する光学ロータリ位置センサーが使用されるが、しか
し、他のタイプの位置センサーを使用することができる
であろう。
【００２９】ゼネバ機構の正確な指示のために、セレク
タバルブの通路は、その３つの位置のそれぞれにおいて
正確に整列される。しかしながら、モータ及び関連した
位置センサは、それ程の精度は必要としない。例示した
具体例において、ロータは理論的に、その位置に影響す
ることなく、バルブを指示した後（即ち、少なくとも第
二の角度範囲の半分を通過して）、停止すべき２７００
（即ち、第一の角度範囲の長さ）を有している。３位置
バルブを駆動する４位置ゼネバ機構が開示されているけ
れども、本発明は、３〜８位置を有するゼネバ機構を使
って、同じかそれよりも少ない位置を有するバルブを駆
動するように、容易に実施することができる。それ故
に、スプール位置を変更することなく、ロータの回転度
は調整することができる。有利なことに、この簡単な信
頼性ある安価なゼネバ機構の使用を通して、このバルブ
はその動作位置の１つにおいて正確に係合するというこ
とが保証される。
【００３０】統合流体回路アセンブリ 図４９に示された統合流体回路アセンブリ５０８は、選
択された吸引ポートからサンプルを受け取り、このサン
プルを複数の試料に分割し、試薬又は他の流体を選択的
に汲み出し、サンプル試料と混合し、適切な時間及び温
度条件の下でサンプルと試薬を混合するための反応チャ
ンバーを提供し、そしてフローセルを通して反応混合物
をサンプルポンプに流すために反応混合物のためのバル
ブ及び流路を提供することを含む、好適具体例の臨床血
液装置のような分析装置の流体圧機能の多くを実行す
る。特に、アセンブリ５０６は反応チャンバー及び流路
及びバルブのネットワークを包含し、そしてこれは、所
定のサンプル及び所定の試薬（又は他の流体）を反応チ
ャンバーに選択的に通すために所定の方法で制御され、
かつここで、複数の反応混合物が異なる反応チャンバー
内で形成されるように反応が生じ、その後反応混合物が
後述のように選択自由の分析のための用意がされる。ネ
ットワークはまた、反応混合物を反応チャンバーの外
に、例えば、フローセルに、又は廃棄物容器のような統
合フロー回路アセンブリの別の出力に向けるよう機能す
る種々のバルブ及び流路を包含している。ここで使用さ
れるように、用語流路、通路、道、ラインは、流体圧又
は空気圧に関して変更して又は変更することなく、互換
可能に使用される。
【００３１】流体回路アセンブリ５０８は、統合流体回
路（ＵＦＣ）５０２、ロータリアクチュエータ（また、
ここではロータリ指示器として参照される）を有するサ
ンプルシアーバルブ５０３、試薬ポンプアセンブリ５０
４、及び加熱ＰＥＲＯＸ反応チャンバーサブアセンブリ
５０５から構成される。統合流体回路５０２は、試薬及
びサンプル流路を包含する前プレート５０６、及びソレ
ノイド空気バルブ及び関連した空気流路を包含する後プ
レート５０７を有している。
【００３２】試薬ポンプ 図４９及び図６２〜図６４を参照すると、試薬ポンプア
センブリ５０４は、正確な容量の試薬を試薬コンテナー
（図示せず）からシアーバルブ５０３を通って、ＵＦＣ
の前プレート５０６に、そしてＵＦＣに戻ってそこに包
含される１以上の反応チャンバーに独立してポンプ汲み
出すための１組のダイアフラムポンプから構成される。
試薬ポンプアセンブリ５０４は、ボルト（例えば、図６
２に示されるようなボルト６３３）によって固定される
上部、内部及び底部アクリル層６３０、６３１、６３２
から構成される。内部及び底部層６３１、６３２の間
に、内部及び下部アクリル層６３１と６３２におけるそ
れぞれの窪み６３５、６３６の間で可動のダイアフラム
６３４のような薄膜材質がある。窪み６３６内の通路６
３７のような、通路から真空と圧力を交互に加えること
により、ダイアフラム６３４を２つの位置の間で動くよ
う作動させる。
【００３３】図６４に最もよく示されているように、通
路６４０及び６４１のような試薬入口及び出口通路は、
試薬ポンプアセンブリ５０４の内部及び頂部層６３０及
び６３１、接続窪み６３５及び頂部面６４２を通して形
成される。１方向バルブ６３８、６３９は、内部及び頂
部層６３０と６３１の間の入口及び出口通路内に取り付
けられる。好適具体例において、１方向バルブ６３８、
６３９は、ダックビルチェックバルブである。各ポンプ
機構及び動作のより詳細な記述は、参照によりその全体
がここに組み入れられる、「一体バルブダイアフラムポ
ンプ及び方法」に対して、ジェームスマーウィルト及び
ブルースＥ．ビーリンジャーの名前で、１９９５年１０
月３０日に出願された米国特許出願Ｎｏ．０８／５４
９，９５８に見られる。
【００３４】本発明の技術モデル具体例において、１２
５−１２５０ １１の範囲のポンプ容量を有する７つの
別々に動作可能のダイアフラムポンプが、試薬ポンプア
センブリ５０４に組み入れられる。ポンプは、ＲＢＣ、
ＲＥＴＩＣ、ＨＧＢ、及び白血球（ＷＢＣ）テストのそ
れぞれにおいて使用される７つの試薬をポンプするため
に使用される。ダイアフラムポンプは、ダイアフラム材
質のために必要とされるエリアを備えて、スペース最小
化のために試薬ポンプアセンブリ内において千鳥足パタ
ーンで配置される。試薬ポンプアセンブリの頂部層６３
０の頂部面６４２は、ＵＦＣの前プレート５０６に直接
ボルト固定される。このように、通路６４１のような出
口通路は、ＵＦＣ５０２内の試薬入口通路と直接連通し
ている。好ましくは、出口通路６４１は、ＵＦＣ５０２
の試薬入口通路に好都合の流体圧結合するために頂部層
６４２の縦軸に沿って終端する。これにより、試薬ポン
プセクション５０４とＵＦＣ５０２の間の長い流体圧チ
ューブの必要性が無くなり、そして、乱雑管配置、部品
総数及びサービス要求を最小にしながら、信頼性を大い
に改善する。或いは、試薬ポンプアセンブリ及び統合フ
ロー回路がアクリル、例えば、ＬＵＣＩＴＥブランドア
クリルから作られるとき、２つのサブアセンブリを直接
接着するために表面溶融技術を使用することができる。
【００３５】ポンプアセンブリ５０４とＵＦＣ５０２の
間の流体圧結合は、頂部面６４２内の端ぐり開口６４２
ａ、及びＯ−リング６４２ｂによって得られ、そして、
このＯ−リング６４２ｂは、アセンブリ５０４がＵＦＣ
５０２にフラッシュ取り付けされるとき、流体密のシー
ルを形成する。試薬ポンプアセンブリ５０４への外部流
体入力（例えば、試薬、リンス、真空、及び圧力）は、
図４０及び図６４に示されるように通常の方法で、ポン
プアセンブリブロック５０４内に堅くネジ止めされるネ
ジ結合６４１ａによりこのアセンブリに機械的に結合さ
れた、空気及び流体圧ラインにより通常に提供される。
サンプルシアーバルブ５０３は、ＲＢＣ、ＨＧＢ、ＢＡ
ＳＯ、ＰＥＲＯＸ及びＲＥＴＩＣテストのそれぞれに対
して１つづつの、５つもの正確な試料に血液サンプルを
分割する。サンプル試料は、２ １１から１２ １１の
容量範囲にある。シアーバルブ５０３は、サンプル試料
のそれぞれを、後述のようにＵＦＣの前プレート５０６
内の反応チャンバー内にポンプされる正確な容量の試料
の流れに転換する。このテストで使用される試薬容量
は、１２５ １１から１２５０ １１の範囲にある。
【００３６】テスト選択性 本発明の好適具体例によると、サンプルシアーバルブ５
０３は、装置オペレータに、利用可能の全てのテストか
らどのテストが実行されるべきかを選択させるように構
成される。この具体例において、本装置は、実行されな
いテストのために試薬はポンプせず、それによって試薬
を節約する。１つのシアーバルブを使う従来技術の血液
装置において、各テストがそのサンプルのために要求さ
れようとされなかろうと、全てのテストが与えられたサ
ンプルで実行された。結果として、不所望の結果に我慢
するか、或いはまた不所望の結果が与えられた。これ
は、主として、従来技術のシアーバルブにおける試薬が
血液サンプルにより汚染されるようになり、新たな試薬
が、汚染を防ぐために各サイクルの間バルブを通してポ
ンプされることを必要とするためである。さらに、ある
従来技術の試薬ポンプは、独立して動作することができ
ないであろう。他の従来技術の血液装置は、ある程度の
テスト選択性を与えるために複数のシアー面を利用す
る。このようなシステムは、２以上の選択自由のテスト
を企てるために大いなる複雑性を必要とし、それ故、高
価で、かつ信頼性がない。
【００３７】それに対し、本発明の単一のシアーバルブ
５０３及びＵＦＣアセンブリ５０８は、シアーバルブ５
０３内に残っている未実行テストからの試薬を汚染しな
いように動作する。前述したように、本発明の装置のダ
イアフラム試薬ポンプは、独立して動作することができ
る。従って、本発明において、新たな試薬は、単にシア
ーバルブの汚れを取り除くために各サイクル中バルブを
通してポンプする必要はない。
【００３８】図５１を参照すると、ＵＦＣ５０２の前プ
レート５０６の平面図が示され、サンプルシアーバルブ
５０３（図５１においては図示せず）とＵＦＣ５０２の
間の連通のための通路穴サークル５４０を示している。
３つのサンプラーの１つから血液サンプルを吸引するた
めに、真空は、ＵＦＣ５０２内の真空バルブ５０３’を
通して、通路５４７を通して、シアーバルブ５０３に加
えられる。血液サンプルは、ＵＦＣの前プレート５０６
の前部の入口５４１を通して、通路５４２を通して、シ
アーバルブ５０３に入る。全てのテストが実行させられ
るならば、そのとき、血液サンプルはシアーバルブ５０
３と、ＵＦＣ５０２内の通路５４３−５４７を交互に通
過する。サンプル流の先縁が（後述の）導電率センサー
によって検出されて、サンプル流の先縁がシアーバルブ
５０３を満たすために完全に通過したということを信号
するとき、吸引は終了する。これは、真空及び血液サン
プルの吸引を停止するよう動作する。導電率センサーか
らの情報はまた、血液サンプルがヘマトクリット管にお
いて具体化されて、濃度及び塩度によって測定されたあ
る最小基準に合致するということを確認するために使用
することができる。もし所定の最小基準または基準範囲
に合致しないならば、そのときサンプルは取り除くこと
ができる。
【００３９】図５４に一部断面で示されたシアーバルブ
５０３は、シアーフェース５１１を有する静止セラミッ
クディスク５１０、及びシアーフェース５３１を有する
可動セラミックディスク５３０から構成される。シアー
フェース５１１、５３１は平らで、スムースであり、デ
ィスク５１０、５３０の相対移動中実質上完全な接触を
維持する。可動ディスクは、サンプルを吸引するための
第一の位置と、フロー路網内の種々の試薬の間にサンプ
ルの試料を分配するための第二の位置の間で指示され
る。静止セラミックディスク５１０は、ＵＦＣ５０２の
前プレート５０６にシール可能に取り付けられる。後述
のように、シアーバルブのサンプル及び試薬入口及び出
口は、ＵＦＣ５０２（図５１）内の連通穴サークル５４
０からなる入口及び出口穴と連通する。１つの好適具体
例において、シリコンゴムの薄いガスケット５１０Ａ
が、静止セラミックディスク５１０ＡとＵＦＣ前プレー
ト５０６の間に取り付けられ、該ガスケット５１０Ａ
は、ＵＦＣ５０２内の連通穴サークル５４０の穴と連通
させるための各バルブ入口及び出口と整列した穴を有し
ている。ポート、穴、及び流路が組立中に一致するとい
うことを確実にするための整列ピン５５６を取り付ける
ための整列穴がまた、バルブ５０３、ガスケット５１０
Ａ及びＵＦＣ５０２内に備えることができる。静止ディ
スク５１０は好ましくは、ネジ５５７を使ってＵＦＣ５
０２上に保持される。
【００４０】図４９に示されるように、通常のロータリ
アクチュエータ５５０が、前プレート５０６及びシアー
バルブ５０３の反対側でＵＦＣの後プレート５０７に取
り付けられる。図５４に最もよく示されるように、シャ
フト５５３は、ＵＦＣ５０２のプレート５０６と５０７
の両方の余裕穴５５４を通り、静止及び可動ディスク５
１０、５３０を整列するブッシングを通過し、そして可
動ディスク５３０に取り付けられる。圧縮バネ５５４及
び保持ナット５５５が、シアー面５１１、５３１の間で
接触を維持する。ロータリアクチュエータ５５０を作動
すると、シアーバルブの可動ディスク５３０を指示する
シャフト５５３が回転する。別の具体例において、ロー
タリアクチュエータは、中央シャフト５５３に取り付け
られる半径アーム５５２に接続された流体圧シリンダ５
５１にすることができる。
【００４１】本発明のシアーバルブ５０３の斜視図が図
５５に示されている。動作において、ポート５４１を通
りＵＦＣ５０２に入るサンプルは、入口５１３を通って
静止ディスク５１０に入る。シアーバルブに入った後、
サンプルは、静止ディスク５１０を通って可動ディスク
５３０の第一の試料ループ５１４に入り、静止ディスク
５１０を通って戻り、そして出口ポート５１５を通って
ＵＦＣ５０２に帰る。それから、ＵＦＣ５０２内の通路
５４３は、静止ディスク５１０内の第二の入口ポート５
１７にサンプルを向ける。それから、サンプル流は、再
び静止ディスク５１０を通り、可動ディスク５３０内の
第二の試料ループ５１８を通り、静止ディスク５１０を
通って戻り、出口ポート５１９を通ってＵＦＣ５０２に
復帰する。それから、サンプルは、ＵＦＣ５０２内の通
路５４４を通って、シアーバルブ５０３内の残りの試料
ループ（図示せず）を満たす。このように、サンプルシ
アーバルブ５０３は、実行させられるべきテストの最大
数に依存した任意数のループによって構成することがで
きる。１つの有用なバルブ設計において、サンプル導管
（図５７Ａ参照）によって接続される５つの試料ループ
が使用される。
【００４２】導電率センサーにより確認されるように、
サンプルがいったんシアーバルブ５０３を満たすと、ロ
ータリアクチュエータ５５０は、矢印５２０の方向に第
二の位置に可動ディスク５３０を回転させる。第二の位
置において、第一のループ５１４は、静止ディスク５１
０内の試薬通路５２５、５２６と整列し、かつこれは、
ＵＦＣ５０２内の第一の試薬入口５２１及び第一の試薬
出口５２２と連通する。同様に、第二のループ５１８
が、ＵＦＣ内の第二の試薬入口５２３及び第二の試薬出
口５２４と連通する試薬通路５２７、５２８と整列す
る。他のループは同様に、相当する試薬（又は流体）入
口及び出口と整列する。このサイクル中に全てのテスト
が実行させられるならば、全ての試料ループは、サンプ
ルで満たされる。試薬通路、入口及び出口は、先のサイ
クル中にバルブ内にポンプされた試薬を包含している。
試薬入口及び出口と各ループが整列すると、実行させら
れるべきテストのための試薬は、シアーバルブを通して
適切な反応チャンバーにポンプされて、それと共にサン
プル試料をループから運ぶ。この作用はまた、次のサン
プルのためにバルブ５０３を浄化する。サンプルライン
に対して、バルブ５０３は、吸引位置に回転して戻り、
次のサンプルを吸引する前にリンスによってラインを逆
流させる。
【００４３】前述したように、本発明の装置は、追加の
通路及びバルブを選択自由に備えて、次のサンプルサイ
クルのための未使用テストの試薬を汚染することなく、
全ての利用可能のテストよりも少なく選択的に実行させ
る。図５６は、テスト選択性能力を有するシアーバルブ
の単一試料ループ５６２の図解を示している。可動ディ
スク５３０はその第一の位置で示され、試料ループ５６
２は静止ディスク５１０内のサンプル入口ポート５６１
及びサンプル出口ポート５６３と整列される。サンプル
入口ポート５６１は、ＵＦＣ内の通路５６７に接続され
る。血液サンプルは、通路５６７に、隣接試料ループ、
サンプル導管、又はチューブサンプラーから直接入る。
サンプル出口ポート５６３は、ＵＦＣ５０２内の通路５
７１に接続され、導電率センサー５６８を通り、そして
バルブ５６９を通って真空源ＶＡＣに、そしてバルブ５
７０を通ってリンス源ＲＩＮＳＥに接続される。
【００４４】ＵＦＣ５０２におけるバルブ５６５、５６
６及びバイパス通路５６４の新規な位置決めは、図５６
に示された試料ループのためにテスト選択性を提供す
る。シアーバルブ５０３の各サイクルの後、バルブ５７
０は開かれて、リンス液体をシアーバルブを通して流
し、以前のサイクルから残された汚染物質を取り除く。
図５６のバルブを使う方法の一部として、リンスサイク
ルにおける最後のステップは、バルブ５６９、５６６を
閉じかつバルブ５７０、５６５を開いて、シアーバルブ
を通してリンスを送ることである。リンス液体は、試料
ループ及び入口及び出口ポート５６１、５６３の隣接部
分を満たす。それから、通路５７１、５６４、５６７
は、図５６に図解的に示されるように、バルブ５６６、
５６９を開き、かつバルブ５７０、５６５を閉じて、真
空を加えることにより乾燥される。リンス液体は、図示
されるように、試料ループ及び入口及び出口ポートの隣
接部分内に残っている。リンス液体は、次のサンプルで
どのテストが実行されるべきかが知られるまでその位置
に保持される。
【００４５】もし次のサイクルが試料ループ５６２と関
連したテストの実行を必要としないならば、追加の乾燥
が実行され、かつ血液サンプルがバルブ５６９を開き、
真空をシアーバルブに加えることにより吸引される。サ
ンプルは、通路５６７、５６４、５７１を満たし、試料
ループ内のリンス液体は血液が入るのを妨げる。もしル
ープ内にリンスが無かったならば、空気容量が真空圧を
取り除くにつれてループ内の空気が減少するとき、血液
サンプルが入ることになるであろう。５７２でリンスの
一部がサンプルに接触し、従って汚染されるけれども、
この点は、ループ５６２内のリンスを汚染しないように
シアー面から十分に離れている。それから、シアーバル
ブはその第二の位置に循環して、試薬ポート５２５、５
２６に隣接する図５６において影線で示された位置に、
リンス液体で満たされた試料ループを指示する。そのサ
イクルに対して通路５２１、５２２を通して試薬はポン
プされず、かつ事実上全てのリンスがループ内に残る。
テストのためにポンプされた比較的に大きな容量の試
薬、及びその中性特性のために選択されるリンス液体の
性質からして、リンスは、シアー面に存在する試薬／リ
ンス界面を通して試薬内にいくらか拡散するかもしれな
いが、しかし、その結果生じる希薄は無視することがで
きる程度のものである。それから、シアーバルブは第一
の位置に復帰し、かつリンス及び乾燥ルーチンが前述の
ように実行される。
【００４６】もし次のサイクルが、試料ループ５６２と
関連したテストの実行を要求するならば、バルブ５６
９、５６５は開かれ、かつバルブ５７０、５６６は閉じ
られて、ループ５６２からリンスを取り除き、それを乾
燥する。サンプルは今、開いたバルブ５６９、５６５及
び閉じたバルブ５７０、５６６によって吸引され、試料
ループを血液で満たす。シアーバルブを第二の位置に指
示した後、試薬は通路５２１、５２２を通して反応チャ
ンバー（図示せず）にポンプされて、サンプル試料をそ
れと共に運ぶ。
【００４７】複数テストのために試料を形成する複数ル
ープを有するシアーバルブにおいて、いくつかのテスト
組合せのための要求に直面するかもしれない。前述した
装置及び方法は、バイパス通路５６４を他のループに接
続することによりいくつかのテスト組合せを提供するよ
う拡張することができる。例えば、５つのテストのため
に５つの試料ループを有するシアーバルブにおいて、図
５７Ａ−図５７Ｆは、３つ、４つ、又は５つのテストを
実行することのできるテスト選択性プロセス及びシステ
ムを図解的に示している。明白にするために、図５５に
示されるように、シアー面は、表面の代わりにディスク
の周囲を示している。本発明の１つのこのような好適具
体例において、ループ５７３はＲＢＣテストのためであ
り、ループ５７４はＨＧＢのためであり、ループ５７５
はＢＡＳＯのためであり、ループ５７６はＰＥＲＯＸの
ためであり、そしてループ５７７はＲＥＴＩＣテストの
ためである。このシステムは、ループ５７３−５７５
（ＣＢＣテスト：ＲＢＣ、ＨＧＢ＆ＢＡＳＯ）、ループ
５７３−５７６（ＣＢＣ＋ＲＥＴＩＣテスト：ＲＢＣ、
ＨＧＢ、ＢＡＳＯ、＆ＰＥＲＯＸ）、又はループ５７３
−５７７（ＣＢＣ＋Ｄｉｆｆ＋ＲＥＴＩＣテスト：ＲＢ
Ｃ、ＨＧＢ、ＢＡＳＯ、ＰＥＲＯＸ＆ＲＥＴＩＣ）の組
合せを実行することができる。本発明の譲受人は、これ
らの３つの組合せが商用マーケットにおける血液分析の
ために要求される典型的テスト組合せの略９７％をカバ
ーするということを発見した。他の組合せが、前述のテ
スト選択性の原理を率直に適用することにより得ること
ができるであろう。
【００４８】図５６及び図５７Ａ−図５７Ｇを参照する
と、本発明の装置は、最後の試料ループのＵＦＣ５０２
下流の通路５４７内にバルブ５６５を有している。ＵＦ
Ｃ内のバイパス通路５６４は、シアーバルブのループ５
７５、５７６の間の通路５４５で始まり、ループ５７
６、５７７の間の通路５４６に接続するブランチ５７８
を有し、そしてバルブ５６５の通路５４７下流で合流す
る。バルブ５６６はバイパス通路５６４内にあり、かつ
その近くで、それは、サンプル導管通路５４５に合流す
る。バルブ５８２はブランチ５７８内にある。
【００４９】動作において、この装置の各サイクルの
後、シアーバルブ５０３の種々のフロー路がリンスされ
る。バルブ５６６、５８２、５６５、５６９、５７０、
及びバイパス通路５６４のリンスは必須ではないが、し
かし、汚染点は、後述のように考慮されなければならな
い。リンスサイクルの最後のステップとして、リンスは
図５７Ａに示されるように、バルブ５６６、５８２、５
６９を閉じ、かつバルブ５６６、５６９を開いて、シア
ーバルブを通して送られる。シアーバルブ内のリンスに
よって、バルブ５７０、５８２、５６５は閉じられ、か
つバルブ５６６、５６９は開かれる。サンプルプルーブ
（図示せず）、試料ループ５７３、５７４、５７５、及
びバイパス通路５６４は乾燥される。リンスは、図５７
Ｂに示されるように、ループ５７６、５７７及び合流通
路内にトラップされ、かつ保持される。リンスは、次の
サンプルで実行されるべきテストが知られるまでそこに
保持される。これは、典型的には、次のサンプルＩＤ
が、自動化閉チューブサンプラー（オートサンプラー８
１８）によって、或いはマニュアルバーコードリーダー
１０４（図１１Ａ）によって読み取られるときである。
しかしながら、このシステムは、分析のためのサンプル
が存在しないならば、この状態で休止状態に留まること
ができる。
【００５０】もし次のサンプルのためのテストが、ルー
プ５７３、５７４、５７５のみから試料を要求するなら
ば、追加の乾燥は実行されず、かつサンプルは、図５７
Ｃに示されるように、真空に開かれたバルブ５６６、５
６９によって吸引される。トラップされるリンスは、血
液サンプルが試料ループ５７６、５７７に流れ込まない
ようにする。図５６のバルブによるように、リンスの汚
染は、試料ループから離れており、前のものからの影響
はない。シアーバルブが指示されるときリンスはループ
５７６、５７７内に留まり、試薬ポート（図示せず）内
の試薬に接触するが、しかし汚染しない。
【００５１】次のサンプルのためのテストが、ループ５
７３−５７５に加えて、ループ５７６から試料を要求す
るならば、追加のループは最初に、バルブ５６９、５８
２を開き、かつバルブ５６５、５６６、５７０を閉じる
ことにより乾燥される。これは、略１秒を必要とする。
それから、真空バルブ５６９は閉じて、図５７Ｄに示さ
れるようにループ５７７及び合流通路内にリンスをトラ
ップして、サンプル吸引を待つ。血液サンプルは、バル
ブ５６９を再び開くことにより吸引される。ループ５７
７及び合流通路内にトラップされたリンスは、図５７Ｅ
に示されるように、シアーバルブのその部分に血液が流
れ込むのを妨げる。シアーバルブが指示されるときリン
スはループ５７７内に留まり、試薬ポート（図示せず）
内の試薬に接触するが、しかし汚染しない。
【００５２】もし次のサンプルのためのテストが、ルー
プ５７３−５７７の全てから試料を要求するならば、ル
ープ５７６、５７７は最初に、図５７Ｆに示されるよう
に、バルブ５６９、５６５を開き、かつバルブ５６６、
５８２、５７０を閉じることにより乾燥される。これ
は、略１秒を必要とする。サンプルが吸引の用意がされ
るとき、図５７Ｇに示されるように、真空バルブ５６９
は再び開かれ、かつサンプルは全ての試料ループを満た
す。
【００５３】ドームバルブ図５２を参照すると、バルブ
５６６、５８２、５６５、５６９及び５７０のそれぞれ
は、好ましくは、図５２に示されたタイプのドームバル
ブである。（特別の参照数字によって示されなければ）
図４９において参照ラベルＤＶにより全体的に示された
各ドームバルブは、ＵＦＣプレート５８８Ａの平面状面
内の凹面５８４により、かつ可撓性層５８６の１面５８
５により、境界を定めたバルブチャンバーを有してい
る。可撓性層５８６は、ゴム又はシリコーンシートのよ
うな弾性材質から構成される。剛体層５８８Ａにおける
少なくとも１つの流体通路５８７は、凹面５８４でバル
ブチャンバー内に開かれる。流体通路５８７は、バルブ
を動作させるために真空又は圧力をバルブチャンバーに
交互に加えるソレノイドバルブ５８９に接続されてい
る。
【００５４】ドームバルブはまた、可撓性層５８６の表
面５９５、及びバルブチャンバーの反対側にあるＵＦＣ
プレート５８８Ｂの表面内の凹−凸表面によって境界が
定められた流体チャンバーを含んでいる。凹凸表面は、
内部円形凸面部分５９６及び同心環状外側凹面部分５９
９を有している。凸面部分５９６は好ましくは、その中
心にドーム点を有しており、かつその接面は、剛体層５
８８Ｂの表面と同平面である。そのドーム点はまた、凹
面表面５８４の中心と整列している。プレート５８８Ｂ
の表面は、ドーム及び凹凸表面を取り巻き、かつドーム
とチャンネル５９６Ａの間に圧縮ゾーン５７９を形成す
る圧縮ー拡張解放チャンネル５９６Ａを含んでいる。圧
縮ゾーンは、可撓性層５８６を圧縮し、かつチャンネル
５９６Ａは、押し出しダイアフラム材質５８６のために
備えられる。剛体層５８８Ｂ及び５８８Ａが、図５２に
示されるように一緒に接続されるとき、圧縮ゾーン５７
９は、バルブの周辺及び流体チャンバーをシールするよ
う作用する。
【００５５】動作において、真空が通路５８７を通して
バルブチャンバーに加えられるとき、表面５９５が凸面
部分５９６から間隔をあけかつ流体チャンバーが開かれ
るように可撓性層は位置Ｐ１に曲がり、流体圧入力５８
３と流体圧出力５８１の間の連通を可能にする。逆に、
圧力がバルブチャンバーに加わるとき、表面５９５が凸
面及び凹面５９４、５９６に密着するように可撓性層５
８６が閉じた位置Ｐ２（影線で図示）内に曲がり、流体
圧入力５８３及び流体圧出力５８１の間の連通を妨げ
る。圧力及び／又は真空の印加は、ブロック４２上に取
り付けることができるか、或いはスタンドアロンのソレ
ノイドバルブの使用により制御される。凹凸表面の結果
として、開及び閉位置Ｐ１及びＰ２の両方において等し
い弾性伸張変形が存在し、かつこれは、ドームバルブの
寿命を改善する。本発明の１具体例において、可撓性層
５８６は、約０．０１”の厚さ及び約０．３７５”の直
径を有している。チャンネル５９６Ａは０．３２２”の
内径及び０．４”の外径、及び０．０１２”の高さを有
している。圧縮ゾーン５７９は、０．２２５”の内径及
び０．３２２”の外径を有し、かつその表面は圧縮ゾー
ンにおいて０．００９”だけ減少する。
【００５６】通路５８７は０．０３１”の直径を有し、
かつ通路５８１及び５８３は０．０２”の直径及び０．
０５”の中心ー中心間隔を有している。凹面５８４は、
０．１５６”の直径，０．１”の球半径、及び０．０２
５”の深さを有している。凸面部分５９９は、０．１５
６”の外径、０．０６”の内径、及び０．０２”の湾曲
半径を有している。凹面部分５９６は０．０６”シアー
バルブの直径、及び０．０８”の球半径を有している。
ドームバルブＤＶのさらなる詳細は、１９９４年１０月
７日に出願された米国特許出願Ｎｏ．０８／３１９，９
１８、米国特許５，４９６，００９に示され、かつこの
出願は、参照によりその全体がここに組み入れられ、か
つ共有される。
【００５７】シアーバルブ５０３が第二の位置を指示し
た後、血液の試料は、前述のように、種々の試薬路と整
列させられる。実行されるべき各テストに対して、正確
な容量の試薬が、試薬ポンプアセンブリ５０４（図４
９）から、５０３を通り、反応チャンバーの１つにポン
プされて、それと共にサンプル試料を運ぶ。例えば、図
５１に示されるように、ＲＢＣテストのための試薬は、
ＵＦＣ５０２の前ブロック５０６の底部でポート６００
を通ってＵＦＣ５０２に、かつ通路６０５を通ってシア
ーバルブ連通穴サークル５４０にポンプされる。試薬
は、シアーバルブにおいてＲＢＣ試料ループを通過し
て、通路６１０内のＵＦＣ５０２に戻り、かつそれは、
試薬及びサンプル試料をＲＢＣ反応チャンバー５９０に
向ける。別個の同様な路が、ポート６０１−６０４か
ら、ＲＥＴＩＣ反応チャンバー５９１、ＢＡＳＯ反応チ
ャンバー５９２、ＨＧＢ反応チャンバー５９３及びＰＥ
ＲＯＸ反応チャンバー５９４にそれぞれ導かれる。
【００５８】反応チャンバー ＲＢＣ及びＲＥＴＩＣ反応チャンバー５９０、５９１
は、２つのかみ合うアクリルプレートのそれぞれにおけ
る半円形断面を合致させることによりＵＦＣの前ブロッ
ク５０６の一体部分として形成される。図５８は、例え
ば、ＵＦＣ５０２のブロック５０２Ａにおいて機械加工
された半円形チャンバー５９７を示している。このチャ
ンバーは、反応チャンバーを形成するためにＵＦＣ５０
２の隣接層の合致ブロック（図示せず）において機械加
工された同様なチャンバーに合致する。好適具体例にお
いて、ＲＢＣ及びＲＥＴＩＣチャンバーは、１０ｍｍの
直径及び３０ｍｍの長さである。試薬／サンプル入口ポ
ート５９８は、図５８において、シアーバルブ５０３か
ら反応チャンバーに伸びる通路の終点として全体的に示
されている。例えば、ＲＢＣ反応チャンバーの場合に、
通路６１０の終点である。反応チャンバーのそれぞれの
ための試薬／サンプルポートは、サンプル及び試薬がチ
ャンバー内にポンプされるとき適切な混合量を提供する
よう構成される。好適具体例において、ＲＢＣ、ＰＥＲ
ＯＸ、及びＲＥＴＩＣ入口ポートは、水平（００）軸上
でチャンバー側壁に接しており、かつ０．５０ｍｍの直
径である。
【００５９】反応チャンバー５９７へのポート５９８の
終点の方向付けの１以上の構成を使用することができ、
かつその組合せは、所望の適切な混合を得るために反応
チャンバー形状及び通路直径の両方に依存するというこ
とが認められよう。また、ＵＦＣ５０２から成る複数層
の点から、異なる反応チャンバーを異なる層の間に位置
させることができ、従って、シアーバルブ５０３から反
応チャンバーへの通路は、異なる層を通すことができる
ということが理解されよう。しかしながら、構成を簡単
化するために、同じ２層界面内に全ての反応チャンバー
を備えることが望ましい。
【００６０】さて、図５２を参照すると、ＵＦＣ５０２
は側面図で示されている。この具体例において、ＵＦＣ
５０２の前平面５０６は、アクリル材質５０６Ａ、５０
６Ｂ、５０６Ｃ、及び５０６Ｄの４つの別個のシートか
ら成り、かつこれは、背面シートプレート５０７に融合
したシート５０６Ｄと一緒に融合される。１具体例にお
いて、このシートは、融合を生じるために熱及び圧力が
加えられる固定物内に保持されている。例えば、米国特
許４，８７５，９５６、４，９９９，０６９、５，０４
１，１８１に開示されているような別の技術が公知であ
り、かつその開示は、参照によりここに組み入れられて
いる。図５２には示されていないけれども、好適具体例
において、ＲＥＴＩＣ、ＢＡＳＯ、ＨＧＢ、及びＲＢＣ
反応チャンバー５９１、５９２、５９３、及び５９０、
及び排出ポート及びラインは、プレート５０６Ｃと５０
６Ｄの間の界面内に機械加工され、真空ライン、シアー
バルブへの血液サンプル入力、及び廃棄物出力ライン
は、プレート５０６Ｂと５０６Ｃの間の界面内で機械加
工され、そして、シアーバルブ５０３への試薬入力ライ
ンは、プレート５０６Ｄと５０７の間の界面で機械加工
される。
【００６１】図５１に示されるように、ＢＡＳＯ、ＲＢ
Ｃ、ＨＧＢ、ＲＥＴＩＣ及びＰＥＲＯＸチャンバーに対
して、サンプル入力ポート５９８は、下端の半径がチャ
ンバーの平らな円筒側に合致する位置のまわりでチャン
バーの下端近くで終端する。上及び下境界は、それぞれ
図５１の頂部及び底部にある。ＢＡＳＯ反応チャンバー
５９２は、適切に反応させるために試薬及びサンプルに
対して略３２０Ｃの温度に維持しなければならない。こ
の目的のために、ヒーター６１１及びサーミスタプルー
ブ６１２が、図５９及び図６０に示されるように、ＵＦ
Ｃの前ブロック５０６内に備えられている。円筒反応チ
ャンバー５９２は、ＵＦＣ前ブロック５０６のかみ合い
アクリル層内の半円形窪みを合致させることにより、反
応チャンバー５９０、５９１と同じ方法で形成される。
層（プレート）が、好ましくは融合により、一緒に接合
されて、チャンバー５９２を形成した後、図５９に示し
たように、窪み６１３は、結合ブロックの外側面６１５
から機械加工される。窪み６１３は、ヒーター６１１を
取り付けるための取付面６１４を形成する。取付面６１
４の中心部分は、チャンバー５９２のまわりに湾曲し
て、薄いアクリルの壁を形成する。熱効率のために、こ
の壁は、十分な強度を維持しながら、できるだけ薄くさ
れる。目下好適の具体例において、ヒーター６１１とチ
ャンバー５９２の間の壁は、約０．７ｍｍの厚さである
が、しかし、また、反応チャンバー内容物に熱移転をす
るだけの厚さにすることができる。
【００６２】図６０に断面で示されたヒーター６１１
は、箔タイプの抵抗ヒーターである。このような装置
は、多数のメーカーから利用可能である。ヒーターは表
面６１４上に置かれる。表面６１４の湾曲及びヒーター
の厚さに適合する凹面湾曲面６１７を有するスペーサー
ブロック６１６は、窪み６１３内に置かれ、かつヒータ
ー６１１は、スペーサーブロックの表面６１７とＵＦＣ
の表面６１４との間にサンドイッチにされる。通路６１
８が、ヒーターリード６１９のためにＵＦＣ５０２内に
備えられる。反応チャンバー５９２内に伸びるサーミス
タプルーブ６１２は、ＵＦＣブロック内の通路６２１内
に取り付けられる。スペーサーブロック６１６は、ＵＦ
Ｃ５０２の後ブロック５０７により窪み６１３内に収容
され、かつこれは、前ブロック５０６にボルト固定され
る。２つの圧縮バネ６１６Ａが、ブロック、箔ヒーター
６１１及び表面６１４の間の接触を維持するためにブロ
ック５０７の後ろに置かれる。
【００６３】図５９及び図６０において、ＢＡＳＯ反応
チャンバー５９２のための試薬／サンプル入口ポート５
９２Ａ（図示せず）は、サンプル及び試薬がチャンバー
内にポンプされるとき適切な混合量を提供するよう構成
される。好適具体例において、チャンバー５９２は、直
径８ｍｍ、高さ２３ｍｍであり、かつそのポートは下方
に１５０、及び半径から１５０の角度にされ、そして直
径が０．５０ｍｍである。ＨＧＢ反応チャンバー５９３
は、図４９、図５１に、かつ図６１に断面で示されるよ
うに、ＵＦＣ前ブロック５０６の上部分６２０内に位置
している。上部分６２０は、ＨＧＢテストにおいて使用
される色彩形６２１にアクセスするためにブロック５０
６の下部に対して厚さが減らされる。円筒ＨＧＢ反応チ
ャンバー５９３は、ＵＦＣ前ブロック５０６のかみ合い
アクリル層における半円形窪みを合致させることによ
り、反応チャンバー５９０、５９１、５９２と同様に形
成される。前ブロックにおける通路６２４は、シアーバ
ルブのＨＧＢループを反応チャンバー５９３と接続す
る。ＨＧＢ反応チャンバー５９３は、本発明においてＵ
ＦＣの一体部分であるので、従来技術の装置において必
要とされたように、別個のチューブ及びバルブは必要と
されない。
【００６４】色彩測定は、色彩形アセンブリ１２１を使
ってアクリル簿ロック５０６を通して直接行われる。図
１１Ｂ、図５１及び図６１を参照すると、ヘモグロビン
（ＨＧＢ）色彩形アセンブリ１２１が記載されている。
ＨＧＢ色彩形は、ＵＦＣ５０２における反応チャンバー
５９３、光源６２２、好ましくは３．５ボルトのタング
ステン光源、光フィルタ３６７、及び回路ボード１２３
上に取り付けられた光検出器６２３を含んでいる。ラン
プ６２２は、ハウジング１２１Ａ内に、より好ましく
は、ランプ６２２によって発生した熱を放散するための
フィン（図示せず）を有する金属鋳物１２１Ｂ内に取り
付けられる。ハウジング１２１Ａは、ランプ６２２を反
応チャンバー５９３の一方の側に、かつ検出器６２３を
他方の側にして、ＵＦＣ５０２に固定される。フィルタ
ー３６７は、ハウジング３５０の内側に取り付けられ、
かつ略５４６ナノメータのものを除いて全ての波長を効
果的に濾波するように動作する。結果として、５４６±
０．２ナノメータの光が通過する。５４６ナノメータで
０．５Ａを吸収するＮＩＳＴ９３０Ｄフィルタセット
が、フィルタ動作のために使用することができる。
【００６５】開口３６６がフィルタ３６７と光ダイオー
ド６２３の間に挿入される。ランプ６２２は、該ランプ
と反応チャンバー５９３の間にスペース３５３があるよ
うに取り付けられる。開口３５４は、反応チャンバー５
９３内に入る光量を制限するために備えられている。ヘ
モグロビン色彩形において公知のように、３．５ボルト
光源が安定な３．５ボルト源により駆動される。これ
は、フィードバックを使う差動増幅器のような通常の回
路によって達成することができる。ランプ電源回路は、
好ましくは回路ボード１２３上にあるけれども、それ
は、またハウジング１２１Ａ内の別個のボード上に取り
付けることができる。ほとんどの安定な電源回路を使用
することができる。１つの有用な回路は、５．１Ｖ±１
０％で、フローティングアース基準電圧を提供するため
のゼナーダイオード、そのアノードに２．５Ｖの基準を
提供するための第二のゼナーダイオード、及び差動増幅
器の正の入力に２．５Ｖ基準の調整可能部分を提供する
ためのポテンショメータを使用する。このポテンショメ
ータは、ランプ６２２両端に３．５Ｖを設定するために
使用される。それから、差動増幅器の出力は、エミッタ
フォロワートランジスタを通してランプ６２２を駆動す
る。
【００６６】それから、ランプ電圧は、第二の差動増幅
器により検知され、０．６８の利得を有する２．５ボル
トソースアノードに関連づけられ、そして抵抗器を通し
て第一の差動増幅器の負入力に印加される。その結果、
ランプ６２２に印加されるランプ電圧は、第一の差動増
幅器入力を等しくさせるレベルに留まる。エミッタフォ
ロワートランジスタに結合された電流検知抵抗器及びト
ランジスタは、ランプ６２２を駆動するために出力電流
を制限するよう使用される。動作において、分析される
べき血液サンプル及び試薬は、順次反応チャンバー内に
注入される。この注入は、チャンバーにおいて順次注入
された血液サンプル及び試薬の混合を生じる。試薬及び
血液サンプルを反応させ、かつ光路から外に湧き出る期
間後、光吸収測定が光検出器６２３から得られる。
【００６７】光検知信号を前置増幅するボード１２３上
の検出回路は、ＨＧＢノード１２２による信号処理のた
めの電圧にピンホトダイオード電流を変換するためのい
かなる回路にもすることができる。１つの有用な回路
は、相互コンダクタンスモードで動作するチョッパー安
定化演算増幅器を含んでいる。これは、低オフセット電
圧及び入力バイアス（電流、電圧）を提供する。演算増
幅器のフィードバックループ内のエミッタフォロワー構
成内に接続されたＰＮＰトランジスタを使うと、演算増
幅器の駆動能力が増加する。トランジスタのベース−エ
ミッタ降下は、演算増幅器の閉ループ利得により補償さ
れる。それから、光検出器の出力値は、後述のように、
検索テーブル値を使ってカラー測定パラメータに３．５
ボルト入力で公知のランプ強度に基づいて変換される。
センサー６２３及び関連したエレクトロニクスは、ＵＦ
Ｃ５０２のアクリル材質の光伝送特性を考慮して校正さ
れる。ときどき、リンス容量は、反応チャンバー内にポ
ンプされて、ＨＧＢベースライン読取りのための基準測
定を提供する。ＨＧＢ反応チャンバー５９３のための試
薬／サンプル入口ポート６２４Ａ（図４９参照）は、サ
ンプル及び試薬がチャンバー内にポンプされるとき適切
な混合量を提供するよう構成される。好適具体例におい
て、チャンバー５９３は、直径８ｍｍ、高さ２３ｍｍで
あり、かつ血液／試薬入口ポートは、下方に３００、半
径から１００の角度にされ、そして直径０．５０ｍｍで
ある。
【００６８】ＰＥＲＯＸチャンバー図４９及び図５０に
示された目下好適の具体例において、ＰＥＲＯＸ反応チ
ャンバー５９４は、統合流体回路に結合される別個のハ
ウジング５０５内に取り付けられる。反応チャンバー５
９３は、熱導電材料５０５ａ、例えば、３１６ステンレ
ス鋼であり、そのまわりに、ワイヤヒーター５０５ｃが
取り付けられ、かつこれは、ハウジング５０５内側の適
当なサイズの絶縁材料５０５ｂ内に固定される。ＰＥＲ
ＯＸチャンバー５９４は、（図５０に全ては図示されて
いない）３入力ライン：試薬Ｄｉｌ２（１２５Ｔｌ）の
ための５９４ｂ，試薬Ｄｉｌ１及びシアーバルブ５０３
からの血液サンプル試料のための５９４ｃ（２５０Ｔ
ｌ）、及び別の試薬Ｄｉｌ３のための５９４ｄ（２５０
Ｔｌ）を有している。それはまた、リンスのための入力
ライン５９４ａ、及びフローセル１１０ａを通してポン
プするためのシリンジポンプに反応混合物を出力するた
めの出力ライン５９４ｅを有している。血液サンプル及
び試薬及び希釈剤はこのようにステンレス鋼チャンバー
５０５ｂ内に注入され、かつ血液サンプル及び試薬を反
応させるのに必要な時間、例えば１０〜２０秒、所望の
反応温度、例えば６０−７５０Ｃの範囲の雰囲気、に加
熱される。ハウジング５０５内のＰＥＲＯＸ反応チャン
バー５９４は、ＨＧＢ反応チャンバー５９３から横方向
に離れた、ＵＦＣ前プレート５０６の上部分６２０に取
り付けられる。温度センサ５０５ｔは、反応チャンバー
５９４の温度を監視するために使用される。
【００６９】動作において、ＰＥＲＯＸ反応チャンバー
５９４は、略１５００Ｔｌの反応容量を包含することが
でき、かつその２５０Ｔｌは、第一の試薬Ｄｉｌ１及び
サンプルであり、そして３７５Ｔｌは２つの試薬Ｄｉｌ
２及びＤｉｌ３であり、６２５Ｔｌの反応混合容量を形
成する。ＨＧＢ及びＢＡＳＯ反応チャンバー５９３及び
５９２はそれぞれ、略１０００Ｔｌの反応容量を包含す
ることができ、かつその５００Ｔｌは試薬及びサンプル
容量である。ＲＢＣ及びＲＥＴＩＣ反応チャンバーはそ
れぞれ、２１００Ｔｌの反応容量を包含することがで
き、かつその１２５０Ｔｌは試薬及びサンプルの組合せ
容量である。種々の反応チャンバーのそれぞれの全容量
は、反応混合物を製造しかつ包含するためにのみ便利な
ように選択された任意の容量である。１つの有用なガイ
ドラインは、チャンバ容量が反応混合物の容量の約２倍
であるということである。
【００７０】図５１に、ＶＳＣ及びＥＱＵＩＬ反応チャ
ンバー５９０Ａ及び５９０Ｂが示されている。ＶＳＣ反
応チャンバー５９０Ａは、バルブの選択制御により、真
空を貯蔵する排気チャンバーを形成するために使用され
る。それから、貯蔵された真空は、反応チャンバーから
外にかつシリンジポンプ８４２Ａの近くに、適切なバル
ブ制御を使って、所定の反応混合物の正確な容量を引き
出すために使用される。このようにして、シリンジポン
プ８４２Ａが作動してその中にサンプルを引き出すと
き、それは直ちに、リンス又は試薬容量よりもむしろ反
応混合物容量を引き出す。ＶＳＣチャンバー及び真空／
圧力貯蔵装置のこの使用は、バルブ及び空気圧力又は真
空を直接作動するよりも正確で信頼性があると信じられ
ている。というのは、この容量は、圧力、真空、又は抵
抗に、決定的には依存しないからである。ＶＳＣ反応チ
ャンバー５９０Ａは、６．０ｍｍの直径（内径）及び２
０ｍｍの長さを有し、かつ５１１Ｔｌの容量を包含して
いる。ＥＱＵＩＬ反応チャンバー５９０Ｂは、１０ｍｍ
の直径及び２７ｍｍの長さを有し、かつ１８９５Ｔｌの
容量を包含している。このように、例示された具体例に
おいて、ＶＳＣチャンバー５９０Ａは好ましくは、ＰＥ
ＲＯＸ光学フローセル１１０Ａ及びＲＢＣ／ＢＡＳＯ／
ＲＥＴＩＣ光学フローセル１１０と関連して使用され
る。
【００７１】ＥＱＵＩＬチャンバー５９０Ｂは、閉チュ
ーブサンプルを出入りさせるための閉チューブマニュア
ルサンプラー、例えば、参照によりここに組み入れられ
るウフェンハイマーの米国特許第４，７５６，２０１、
４，７９９，３９３及び４，８１１，６１１に記載され
たベクトンーディキンソンプロダクトと関連して使用さ
れる。図５１を再び参照すると、ＵＦＣ５０２における
ラインのそれぞれが（流体、空気圧力又は部分真空のた
めの空気圧又は流体圧流路においてチューブ、流路、及
び通路としてまた参照される）、以下のようにコード文
字と共に示されている。 Ａは、０．５７ｍｍの深さ及
び通路の底部で０．２５ｍｍの半径を有している通路で
ある。Ｂは、０．８６ｍｍの深さ及び通路の底部で０．
４０ｍｍの半径を有している通路である。Ｃは、フュー
ズ平面の両側で０．８ｍｍカットの直径を有する通路で
ある。Ｄは、３．６ｍｍの深さ及び通路の底部で２．０
ｍｍの半径を有する通路である。Ｅは、１．４ｍｍの深
さ及び通路の底部で０．５ｍｍの半径を有する通路であ
る。Ｆは、０．４５ｍｍの深さ及び通路の底部で０．２
５ｍｍの半径を有する通路である。Ｇは、１．８５ｍｍ
の深さ及び通路の底部で０．７５ｍｍの半径を有する通
路である。
【００７２】これらの寸法は、本発明の統合流体回路に
おいて使用するのに適しているが、しかし、適当な寸法
の唯一の可能なものではない。適切なフローを提供しか
つラインの詰まりを最小にし、そして、血液サンプルと
試薬の適切な混合を可能にする寸法を使用することが重
要である。ＵＦＣ５０２の構成において、それは、好ま
しくは、利用可能の最良の市販グレードのクリアな、完
全に標準化された型造アクリルから構成されて、流体搬
送面の全てが０．２マイクロメータ仕上げに磨かれ、Ｈ
ＧＢ反応チャンバー５９３のエリアは光学的にクリアに
磨かれ、そしてＵＦＣ５０２の表面の残りは、透明にク
リアに磨かれるようにする。シアーバルブ５０３直前の
エリアは好ましくは、２０ライトバンド（干渉縞）の平
坦性及び０．２マイクロメータの仕上げを有するように
磨かれ、かつＵＦＣの残りは、５０ｍｍ×５０ｍｍエリ
アに渡って４０ライトバンド（干渉縞）以上の平坦性を
有するように磨かれる。
【００７３】ＰＥＲＯＸ光学システム 図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ−図１１Ｄ、図１５及び
図３７を参照すると、本発明に従うＰＥＲＯＸ光学シス
テム１１６が示されている。ＰＥＲＯＸ光学システム
は、５タイプの白血球を識別する現在の通常の方法にお
いて使用される。セルタイプは、エオシン嗜好性白血
球、好中性白血球、リンパ球、単核白血球、及び大きな
汚れのないセルである。ＰＥＲＯＸ光学システムは、イ
ルミネータアセンブリ３８１、フローセル１１０Ａ、及
び光検出器アセンブリ３９４を含んでいる。イルミネー
タアセンブリ３８１は、光源３７９、好ましくは５ボル
ト、２アンペアレベルで動作する１０ワットタングステ
ンハロゲンランプ、及びフローセル１１０Ａ上にランプ
出力の一部をフォーカスするのに適したビーム光学を含
んでいる。イルミネータアセンブリ３８１はまた、外来
光を濾波するハウジング３９５、及びいくつかのビーム
光学要素を包含するためのランプ端の取付ブロック３８
０を含んでいる。ランプ３７９により発する光は、順
に、コンデンサーレンズ３８２、精密スリット開口３８
３、精密円形開口３８４ａ、及びプロジェクタレンズ３
８４に通り、かつこれは、ビームをフローセル１１０Ａ
上にフォーカスして、フローセル１１０Ａ内の流路を通
過するサンプル（シースフロー内の微粒子浮遊液）を調
べる。
【００７４】図１０Ｂに示されるように、また分解前部
平面図に示されている精密スリット開口は、流路に垂直
な主軸を有する矩形スリットである。この開口は、ビー
ムを形成しかつ外来散乱光を取り除くように位置してい
る。このように形成されたビームは、光が散乱し、かつ
フローセル１１０Ａを通ってセルにより吸収されるよう
に、フローセル１１０Ａを通過する。フローセル１１０
Ａは好ましくは、以下のＲＢＣ／ＰＬＴ光学１１７のフ
ローセル１１０Ａと関連して説明されるのと同じ構成を
有している。フローセル１１０Ａを通過した後、通過光
は、検出器システム３９４により処理されて、散乱信号
３３７及び吸収信号３３６（図１５参照）を得る。検出
器システム３９４は、コリメートレンズ３８５（好まし
くは、対物レンズ３８５ａ、収集レンズ３８５ｂ、及び
コリメートレンズ３８５ｃを有する３レンズシステム）
を含んでいる。コリメートレンズ３８５は、ビームスプ
リッタ３８６により２つの部分に分割される比較的にま
っすぐな平行化ビームを形成する。ビームスプリッタ３
８６は好ましくは、部分的に反射するミラーであり、そ
してそれは、光の一部を吸収レッグにそらし、かつその
残りを散乱レッグに通過させる。この散乱レッグは、主
軸ビームを阻止するため中央に不透明なダークフィール
ドストップ、及び散乱光が集束レンズ３８７ｂに通過す
る透明環状開口を残す不透明外側部分を有する透明レチ
クルを包含している。集束レンズ３８７ｂは、散乱光を
光検出器３８８、好ましくはピン電流ホトダイオードの
上にフォーカスする。吸収レッグは、ビームスプリッタ
３８６からのビームを受け取り、それを、スペクトラム
を２つの部分に分割するためにスペクトラルフィルタ３
９０を通って通過しかつブルー光（７００ｎｍよりも
小）のみを通過させるレンズ３８９に通過させ、そして
ホトダイオード３９１、好ましくはピン電流ホトダイオ
ードにより検出される。低利得前置増幅の後、ホトダイ
オード３８８の出力は、吸収信号３３６となる。図１０
Ａ及び図１０Ｂに示されるように、吸収ホトダイオード
３９１及び散乱ホトダイオード３８８は、分離回路ボー
ド上に取り付けられる。
【００７５】図１０Ａに示されるように、タングステン
ランプ３７９は好ましくは、ランプ調整アセンブリ３９
３内に水平にそろえられ、かつそれは、イルミネータア
センブリ３８１のビーム軸に対してランプ３７９を位置
決めするための調整ノブ３９２を有している。ランプ３
７９は、レーザビーム光学システム１１７の場合のよう
に、平行化レーザビームを発生しないので、この整列
は、他の場合のように重要ではなく、かつマイクロメー
タ調整は必要としない。それにも関わらず、光学要素調
整機構が永久的にＰＥＲＯＸ光学システム１１６に取り
付けられるか、或いは要素調整ツールが工場で整列させ
るためにＰＥＲＯＸ光学システム１１６に取り外し可能
に取り付けられ、このアセンブリがフローサイトメータ
装置内に取り付けられるときそれぞれが取り外すことが
できるようにするいずれかの通常の方法において、いく
つかの光学要素及びフローセル１１０Ａを整列させるこ
とは必要である。この後者の技術は、ＲＢＣ光学アセン
ブリ１１７と関連してさらに後述する。
【００７６】ランプ３７９のための電気接続３７８は、
パラレルノード１４０に結合される。このように、ラン
プを動作させ、かつホトダイオード３９１及び３８８が
それぞれ取り付けられるプリント回路ボードに電力を供
給するためのＰＥＲＯＸ光学システム１１６の動作は、
パラレルノード１４０を通して制御される。好ましく
は、市販ベイヤーモデルＨ* ３システム臨床血液装置に
おいて使用される同じＰＥＲＯＸ光学システムが、本発
明において使用することができる。
【００７７】レーザ光学及び検出システム 本発明の装置は、ＲＢＣ、ＢＡＳＯ、及びＲＥＴＩＣ方
法において使用するためのレーザ光学システムを含んで
いる。レーザ光学システムの図解が図１に示されてい
る。光学システム１００は、血球のような薄い浮遊粒子
の流れが分析のために通過するチャンネルを有するフロ
ーセル１１０、フィルタされ、平行化され、かつ成形さ
れたレーザビームＢをフローセル１１０に与えるためイ
ルミネータアセンブリ１３０（図１には詳細に図示され
ず）、及びセルにより散乱されかつ吸収されるビームに
応答して光を測定するための検出器システム１６４から
構成される。
【００７８】フローセル１１０は、イルミネータアセン
ブリ１３０及び検出器システム１６４による光学アクセ
スのために位置決めされた流れ内に実質上一度に１つの
浮遊セル又は他の粒子を与える。セル浮遊は、シース液
体の薄膜状フロー流れの中心内にノズルを通して導入さ
れる。シース液体のフロー速度は、導入されたセル浮遊
の速度よりも大きくなるように制御される。これは、浮
遊流れが周知のように、シース液体の速度にまで加速さ
れるときその断面積を狭くさせる。セル浮遊流れの断面
積は、セル浮遊を包含するシース液体を、徐々に減少し
た断面積を通して通過させることによりさらに狭くされ
る。レーザビームＢが、セル浮遊流れの上にぶつかる
（即ち、照明又は調べるために交差する）点１１９で、
流れの直径は、２つのセルが流れ内で並んでは容易に移
動することができないように、セルの直径のオーダーに
される。少なくともレーザビームＢがセル浮遊流れにぶ
つかる領域において、フローセル１１０は、光伝達材
料、好ましくはガラスから構成される。シース液体は、
レーザビームＢをイルミネータアセンブリ１３０から、
かつ適切な強度でセル浮遊に、そしてそれを通して移動
させて、散乱及び非散乱レーザ光を検出させるために、
同様に光伝達性でなければならない。
【００７９】本発明のイルミネータアセンブリ１３０が
図１に示され、かつ１具体例において、図２の部分断面
図に示されている。図２の面に垂直方向にある要素を位
置決めするために使用されるいくつかの要素は、説明の
ために、それらの実際の方向から９００回転させた位置
で示されている。このイルミネータは、セル流れにフォ
ーカスされる空間的にフィルタされたレーザイメージを
提供する。セル浮遊流れに平行な方向のイメージのサイ
ズは、２つのセルが同時にイメージ内を容易に通過する
ことができないように、セルの直径のオーダーである。
図２に示された具体例を参照すると、イルミネータアセ
ンブリ１３０は、組み立て中に取り付けられるとき、各
光学要素を正確に、永久的に整列させるためにモジュー
ラ様式に構成される。アセンブリ１３０は、イルミネー
タハウジング１７０、及び該イルミネータハウジング内
にユニットとして取り付けられた第一、第二、第三、第
四、第五のイルミネータ光学要素キャリヤー１７１、１
７２、１７３、１７４、１７５から構成される。イルミ
ネータハウジング１７０は、イルミネータ取付リング１
７６Ｂ内に取り付けられ、かつそれは、光学台１０１に
調整可能に取り付けられる。
【００８０】レーザビームソース１３１は、レーザソー
ス取付プレート１３１Ａ内に取り付けられる。好適具体
例において、レーザビームソースは、半導体レーザデバ
イスであり、好ましくは、東芝によって製造されたモデ
ルＮｏ．ＴＯＬＤ−９２２５（Ｓ）のような、１０ｍ
ｗ、６７０ｎｍ，ＩｎＧａＡｌＰレーザダイオードのよ
うなレーザダイオードである。図２に示されるように、
レーザダイオード１３１は、取付プレート１３１Ａ内の
中央穴１３３内に取り付けられ、かつネジを切ったバッ
クプラグ１３１Ｂによってプレート内に保持されてい
る。リード１３１Ｇは、ダイオード１３１からバックプ
ラグ１３１Ｂに通り、かつコネクタ１３１Ｃを使ってレ
ーザダイオードドライバプリント回路ボード１４９（図
１５及びレーザダイオードドライバ回路の関連した説明
参照）に接続されている。プリント回路ボード１４９
は、マウント１３１Ｄによりレーザソース取付プレート
１３１Ａの後にボルト固定される。
【００８１】レーザソース取付プレート１３１Ａは、１
つのみが図示されているロックネジ１３１Ｆを使って、
第一のイルミネータキャリヤー１７１のプレート取付面
１３１Ｅに取り付けられる。取付プレート１３１Ａの周
辺回りにギャップ１４１が備えられて、プレート１３１
Ａの位置が、ネジ１３１Ｆを締める前に取付面１３１Ｅ
上にプレートをスライドさせることにより調整すること
ができる。
【００８２】さらに調整するために、余分な余裕を有す
る穴が、ロックネジ１３１Ｆのためにプレート１３１Ａ
内に備えられる。ダエダルＣａｔ．＃ＳＰＤＲ１１３７
マイクロメータネジのような取り外し可能のマイクロメ
ータアジャスタ１４７Ｂが備えられて、ネジ１３１Ｆを
締める前にプレート１３１Ａの位置を正確に調整する。
粗い外部ネジ溝を有するナットが最初に第一のキャリヤ
ー１７１内に備えられたねじ切り穴内に挿入される。細
かくネジ溝を付けたマイクロメータネジ１４７がナット
内に前もって取り付けられている。バネ装填プランジャ
１４７Ａ及びナット１４５が、マイクロメータネジの反
対側のネジ溝を付けた穴内に取り付けられている。マイ
クロメータネジ１４７及びプランジャ１４４は、レーザ
取付プレート１３１Ａの外周に接触する。面１３１Ｅ上
のプレートの位置は、バックラッシュを除去するバネ装
填プランジャ１４７Ａの力に対してマイクロメータネジ
１４７を回すことにより細かく調整することができる。
プレート１３１Ａがキャリヤー１７１の取付面１３１Ｅ
上に正確に位置決めされた後、ネジ１３１Ｆは、プレー
トを適所にロックするために締められる。同様なマイク
ロメータネジ及びプランジャ（図示されず）は、その方
向に調整するためにマイクロメータネジ１４７に９００
の方向にされる。これは、光ビーム路であるか（又は結
局のところそれに整列される）”ｚ”軸に関して要素の
ｘ−ｙ位置決め（また中心からそらすことを意味するデ
ィセンタリングと呼ばれる）を達成する。マイクロメー
タネジ１４７及びナット１４３、及びバネ装填プランジ
ャ１４７Ａ及びナット１４５は、ネジ１３１Ｆを締めた
後取り除かれる。それから、これらの要素は、別のイル
ミネータアセンブリを組み立てるために再使用すること
ができる。
【００８３】レーザダイオード１３１により発した自然
に発散したビームをコリメートするための非球面コリメ
ートレンズ１５８は、レーザダイオード近くのビーム路
内に置かれる。コリメートレンズ１５８は、保持ナット
１５９を使って取付シリンダ１５１内の穴内に取り付け
られる。取付シリンダ１５１は、第一のキャリヤー１７
１の中央穴１５９Ｃ内に置かれる。取付シリンダ１５１
は、中央穴１５９Ｃ内に密着し、コリメートレンズ１５
８の半径方向のこれ以上の位置決めは必要とされない。
フォーカスツール１５７Ａは、キャリヤー１７１内に備
えられた別の穴内に置かれ、偏心係合ピン１５７が取付
シリンダ１５１の周辺の溝に係合するようにされる。中
央穴１５９Ｃ内の取付シリンダ１５１の軸位置（即ち、
ｚ方向における）は、穴内のフォーカスツール１５７Ａ
を回転することにより調整して、係合ピン１５７を溝内
で偏心して回転させることができる。コリメートレンズ
１５８が適切に位置決めされた後、ロックネジ１５９Ｂ
は回されて、取付シリンダ１５１に対してだぼ１５９Ａ
を圧縮し、それを穴１５９Ｃ内の適所にロックする。ネ
ジ１５９Ｂを締めた後、フォーカスツール１５７Ａは取
り除いて、別のイルミネータアセンブリを組み立てる際
に再使用することができる。
【００８４】選択自由に、空間フィルタ１３０が使用さ
れて、不所望の空間周波数を今は平行化したビームから
取り除き、ガウシアン強度分布を持つビームを発生す
る。空間フィルタは、対物レンズ１８５、コリメートレ
ンズ１９０、及びこれらレンズの間に挿置されたフィル
タ開口プレート１９５から構成される。対物レンズ１８
５は、取付シリンダ１８６内の穴内に取り付けられる。
取付シリンダ１８６は、フォーカスツール１８７及びロ
ックネジ１８８を使って、取付シリンダ１５１と同様に
第一のキャリヤー１７１の中央穴１５９Ｃ内に位置決め
され、かつロックされる。第二のキャリヤー１７２が、
ボルトを使って第一のキャリヤー１７１に取り付けられ
る。パイロットショルダー１７８が、第一と第二のキャ
リヤーを整列させるために使用される。コリメートレン
ズ１９０は、フォーカスツール１９２及びロックネジ１
９３を使って、取付シリンダー１５１と同様に第二のキ
ャリヤー１７２の中央穴１７７内に整列されかつロック
される取付シリンダー１９１内の穴内に取り付けられ
る。
【００８５】空間フィルタ開口プレート１９５は好まし
くは、非反射性コーティング及び中央精密開口を有する
薄い金属ディスク、この例においては、略１４Ｔｍ×３
２Ｔｍである矩形である。この開口プレート１９５は、
粘着性の、好ましくは、エポキシを使って取付プレート
１９６に取り付けられる。取付プレート１９６は、ネジ
１９７（１つのみ図示）を使って第一のキャリヤー１７
１に取り付けられる。取付プレート１９６は、第二のキ
ャリヤー１７２において直交軸内に取り付けられ、かつ
ネジ１９７を締めた後取り外すことのできるバネ装填プ
ランジャ１９８（１対のみ図示）及び２対の取り外し可
能のマイクロメータアジャスタ１９９を使って、レーザ
取付プレート１３１Ａと同様にｘ−ｙ方向に整列され
る。
【００８６】それから、レーザイメージは、好ましくは
非反射性コーティング及び開口を有する薄い金属シート
から形成され、この例においては、略４４６Ｔｍ×１２
０Ｔｍの矩形であるビーム成形開口プレート２０１Ａに
よってマスクされる。開口プレート２０１Ａは、好まし
くはエポキシのような粘着物を使って第三のキャリヤー
１７３に取り付けられる。第三のキャリヤー１７３は、
ネジ２１１Ａ（１つのみ図示）を使って第二のキャリヤ
ー１７１に取り付けられる。第三のキャリヤー１７３
は、第二のキャリヤー１７２内に取り付けられ、かつネ
ジ２１１Ａを締めた後取り外すことのできるバネ装填プ
ランジャ２０４（再び、１対のみ図示）及び２対の取り
外し可能のマイクロメータアジャスタ２０５を使って、
レーザ取付プレート１３１Ａと同様に整列される。第四
のキャリヤー１７４は、パイロットダイアメータ２１０
を使って第三のキャリヤー１７３に整列され、かつボル
ト２１１を使って第三のキャリヤーにボルト止めされ
る。好ましくは、空間フィルタ要素は、焦点はずれ状態
でｘ−ｙ方向に整列される。これは、空間フィルタがフ
ォーカスされ（ｚ方向に調整され）そしてそれ故小さな
寸法のビームを形成する場合よりも、要素を整列するこ
とを容易にする大きなレーザビーム寸法を形成する。
【００８７】ビームサンプラー２２２は、第五のキャリ
ヤー１７５の曲がった穴２２５内に取り付けられる。第
五のキャリヤーは、ネジ２１５（１つのみ図示）を使っ
て第四のキャリヤー１７４に取り付けられる。第五のキ
ャリヤー１７５は、第五のキャリヤー１７５内で直交し
て取り付けられ（１対のみ図示）、かつ再使用のために
ネジ２１５を締めた後取り外すことのできるバネ装填プ
ランジャ２１７及び２対の取り外し可能のマイクロメー
タネジ２１６を使って、レーザ取付プレート１３１Ａと
同様に整列される。ビームサンプラー２２２はレーザビ
ームの一部を反射するよう機能して、後述のように血球
を分析する際に差回路により使用するためのその強度を
監視するために基準ビームを得る。ビームサンプラー２
２２は、ホトダイオードのような基準検出器上にビーム
の一部を反射するための部分的反射性面２２３を有して
いる。本発明の有用な具体例において、ビームの２０％
が反射される。基準検出器は、マウント２２６を通して
第五のキャリヤー１７５に取り付けられる基準検出器プ
リアンプボード２２７上に取り付けられる。基準検出器
２２４は、レーザソース１３１に固有のビーム強度にお
けるランダム変動を測定する。この情報は、基準検出器
プリアンプボード２２７によって抽出され、かつ検出器
システム１６４によりなされたビーム吸収の測定を補償
するために使用される。
【００８８】空間フィルタ１３０によりフィルタされか
つビーム成形開口プレート２０１Ａによりクリップされ
た後ビームを抽出することにより、フローセル１１０に
おいてイメージされるときビームに影響するこれらのラ
ンダムパワー変動のみが、測定される。開口プレート１
９５，２０１Ａによりフィルタされ、或いはマスクされ
るビームのこれらの部分のみに影響する変動は、それ
故、差回路によって無視される。これは、吸収測定のた
めのより正確な補償を生じる。ビームの残りの部分は、
ビームサンプラー２２２を通して伝達され、かつ屈折に
よりわずかに軸方向にシフトされる。ビームは、第五の
キャリヤー１７５内の中心穴内に取り付けられるイルミ
ネータレンズ２２０に通される。このように、レーザビ
ームイメージは、セル浮遊流れにイルミネータレンズ２
２０によりフォーカスされる。第三のビーム成形開口２
２０Ａは、レンズ２２０とビームサンプラー２２２の間
に挿置されて、レーザビーム入力レンズ２２０を形成す
る。
【００８９】バネ鋼のようなシート金属から構成される
屈曲部２３０が、第三と第四のキャリヤー１７３、１７
４の間に取り付けられ、かつイルミネータハウジング１
７０に接続される。この屈曲部は、マイクロメータアジ
ャスタ２３１及びバネ装填プランジャ２３２と関連し
て、ハウジングに関してキャリヤーアセンブリ１７１−
１７５の角度調整をする。マイクロメータアジャスタ２
３１の回転により、屈曲部２３０がそらせるときキャリ
ヤーアセンブリ１７１ー１７５の角度を細かく調整す
る。ネジ２３３が締められて、キャリヤーアセンブリを
ハウジング内の適所にロックした後、マイクロメータア
ジャスタ２３１及びプランジャ２３２は取り外して、別
のイルミネータを組み立てるために再使用することがで
きる。イルミネータハウジング１７０は、環状面２３７
上のイルミネータ取付リング１７６Ｂに取り付けられ
る。イルミネータ取付リングの環状面上のイルミネータ
ハウジングの位置は、マイクロメータアジャスタ２３４
及びプランジャ２３６を使って調整される。この位置は
ネジ２３５（１つを図示）によってロックされ、かつそ
の後、マイクロメータアジャスタ及びプランジャは、取
り外し、再使用することができる。
【００９０】イルミネータアセンブリ１３０を製造する
ために、光学要素は、好ましくは、前述の順序及び方法
で、整列され、かつ組み立てられる。マイクロメータア
ジャスタ（及び相対するバネプランジャ）及びフォーカ
スツールは、各要素が適所にロックされる前にその正確
な位置決めを容易にする。適所にロックした後、マイク
ロ調整ツール（及びプランジャ）は、組立構成から取り
除かれる。また、全ての光学要素が適切に方向付けさ
れ、かつそれから取付ネジにより適所にロックされるよ
うに、種々のマイクロメータを調整することができ、そ
してその後、マイクロメータは取り外されるということ
が理解されよう。
【００９１】マイクロメータアジャスタ、バネ装填プラ
ンジャ及び偏心フォーカスツールは、イルミネータを通
して最適に標準化され、それによって、製造プロセスに
おいて使用するために購買されかつ在庫管理されなけれ
ばならない部品数を減少させる。これらの部品は、工場
で再使用されるので、非常に高精度のツールを使用する
ことができ、そしてそれでも、作られたイルミネータの
材料コストはかなり減らされる。さらに、この製造技術
は、修理を要求する機械内に取り付けられたイルミネー
タが、工場から予め整列させたアセンブリによってより
効率的に取り替えることができ、かつ修理を要求するア
センブリが、修理のために工場に戻すことができるよう
にコストの減少を生じる。ここで使用されるような用語
の「工場」は、最初のメーカー及び整列していないアセ
ンブリが再び整列される場所、例えば、修理施設、修繕
バン等、を包含しているということが理解されよう。ま
た、偏心フォーカスツール以外の調整装置を使用して、
ビーム路内でｚ方向にフォーカスされる必要のある要素
を動かすことができ、そしてこの用語の「フォーカスツ
ール」は、その定義でこのような装置を含むように解釈
されるということが理解されよう。また、ここで使用さ
れるような用語の”マイクロメータアジャスタ”、”バ
ネプランジャ”及び”フォーカスツール”は、種々の備
品（プッシュロッド、ナット、ネジ接続、等）を含み、
かつまたこれは、取り外し可能にして、それらをイルミ
ネータ要素を調整するための要素に取り外し可能に固定
することができるということが理解されよう。
【００９２】図２Ａ〜図２Ｊを参照すると、イルミネー
タアセンブリ整列の別の構成及び方法が、示されてい
る。この別の具体例において、イルミネータアセンブリ
１３０は、レーザダイオードサブアセンブリ３０１０、
ハウジングアセンブリ３０２０及びフォーカスレンズア
センブリ３０５０を含んでいる。ハウジングアセンブリ
３０２０はまた、空間フィルタ開口１９５を包含する第
一のサブアセンブリ３０３０、及びビーム形成開口２０
１Ａを包含する第二のサブアセンブリを受けとめる。図
２Ａを参照すると、レーザダイオード１３１は、回路ボ
ード１４９上に取り付けられ、かつ固定関係にスペーサ
部材３０１１内でハウジング３０１０に取り付けられ
る。コリメートレンズ１５８はまた、円柱状化したレー
ザビームＢを出力するように所定の距離及び方向だけレ
ーザダイオード１３１から正確に離れた保持リング３０
１２内でハウジング３０１０に取り付けられる。レーザ
ダイオード１３１及びレンズ１５９はこのように、通常
のネジ配列を使って予めフォーカスされ、かつ一体化サ
ブアセンブリを構成する。
【００９３】ハウジング３０１０は、ハウジング３０２
０上のさら穴を開けた開口に接触するための球形セグメ
ントを有するリング３０２２を含んでいる。この球形面
は、図２Ａに示されるようなレーザダイオード１３１か
ら近似的に発する半径Ｒ１４から測定される。この正確
な半径は、ハウジング３０２０の相対するさら穴を開け
た（好ましくは、円錐形又は円錐台）表面と実質上点接
触する（特に楕円形）限り、重要ではない。それから、
レーザダイオードアセンブリ３０１０は、２つの直交差
動ネジの組３０２４によりハウジングに結合され、かつ
これは、レンズ１５８からレーザビーム軸出力を調整す
るために使用される。図２Ａに１つが図示されている差
動ネジ３０２４は、互いに異なるピッチ３０２４Ａ及び
３０２４Ｂを持つ２つの同心ネジ溝を有している。差動
ネジ３０２４Ｃを回転すると、ビーム軸の精密調整がで
き、かつこの調整粒度は、２つのネジ切りピッチ３０２
４Ａと３０２４Ｂの間の差に等しい。差動ネジ３０２４
の内部ネジ切りピッチ３０２４Ａに係合する合致ネジ３
０２４Ｄを回転することにより、ネジ切りピッチ３０２
４Ａに等しい粒度を持つビーム軸の祖調整が可能であ
る。このように、球形面３０２２の傾きは、ハウジング
３０２０の軸に関して調整される。これは、通常の構成
であり、かつ祖調整のためにネジヘッド３０２４Ｄを、
そして精細調整のために六角ヘッド３０２４Ｃを使用す
る。このように、２つの直交差動ネジ３０２４は、イル
ミネータアセンブリ１３０の光学要素と共通の光学軸を
有するようにレーザダイオードアセンブリ３０１０を向
けるために使用される。いったんレーザダイオード軸
が、適切に調整されると、ハウジング３０２０と、図２
Ｂに示されるようなレーザダイオードアセンブリハウジ
ング３０１０の間のセットネジ、及びハウジングエリア
３０２８は、エポキシ、例えば、３Ｍブランドエポキシ
ＥＣ２２１６によって満たされて、レーザダイオードビ
ーム軸をセットする。Ｏ−リング３０２６がエリア３０
２８内のセットネジ３０２５まわりに挿入されて、シー
ルを形成し、かつエポキシ内にセットネジを入れた状態
に維持する。各差動ネジ３０２４は、ネジ３０２７とハ
ウジング３０２０の間のベルビレ（Bellevelle）ワッシ
ャの堆積により及ぼされる張力に対して動作し、かつこ
れは、差動ネジ３０２４上に反対力を維持するのに役立
って、ハウジング３０２０と点接触するよう球形面３０
２２を維持する。
【００９４】ハウジング３０２０を参照すると、それ
は、その内部を通る円筒通路又は穴を含み、かつ空間フ
ィルタのコレクタレンズ１９０が圧迫されるショルダー
３０２９を有している。レンズ１９０は、ベルビレワッ
シャ又はその変形物にすることのできるバネワッシャ３
０２１により堅く取り付けられて、適所に保持される。
レンズ１９０は、固定方向でハウジング内に取り付けら
れ、かつそのため、典型的には調整は必要でない。空間
フィルタの対物レンズ１８５及び空間フィルタの開口１
９５は、ハウジング３０２０内に挿入される。開口１９
５は、サブアセンブリ３０３０内に挿入され、かつこれ
は好ましくは、矩形断面を有し、かつハウジング３０２
０に横断し、ビーム軸を妨害する円筒開口３０３９内に
挿入される。ハウジング３０２０内に挿入された開口１
９５のためのサブアセンブリ３０３０の上面図、図２Ｃ
を参照すると、開口アセンブリ３０３０のコーナーが、
ハウジング３０２０の円筒壁に対して、ブリア(vleer）
ボールバネプランジャ３０３１により圧迫され、かつこ
れは、開口１９５を、それが挿入される穴に対して強制
する。このように、ブリアボールバネプランジャ対３０
３２が、ハウジング３０２０内の精密に開けた穴にサブ
アセンブリ３０３０を運動学的に着座させるのに役立
つ。
【００９５】このように、開口１９５は、位置決め開口
３０３８の挿入を有利に可能にする取り外し可能の構成
であり、かつこれは、前述した差動ネジ３０２４を使っ
てレーザダイオードビームを整列させる目的のために一
時的に使用され、そしてそれから取り外されるツールで
ある。図２Ｆを参照すると、位置決め開口３０３８は、
正確に中心を位置させる寸法を有するクロスとして示さ
れている。開口１９５は、小さな穴を有しているので、
それが明るい光にさらされるときでさえ、穴を通して通
過する光を見ることは困難である。位置決め開口３０３
８の使用は、ビームが通過するようにクロスの１つの脚
を横断するビーム方向を調整することを可能にし、かつ
開口３０３８の下流を検出することを可能にする。これ
は、図２Ｆで、垂直ライン３０３９Ｘによって示されて
いる。いったんビームが１つの脚内に集中すると、それ
は、点線３０３８Ｙによって示されるように、開口１９
５の中心に相当するクロスの中心に移動することができ
る。このようにして、レーザダイオードビームは、２次
元内で調整することができ、かつ開口３０３８の中心に
位置させることができる。これは単に、レーザビームの
焦点をぼかし、かつレーザビームを連続的にフォーカス
することにより中心を位置決めし、そして、ビームが開
口１９５を通過するのを維持するようその傾きを調整す
ることよりも容易であると信じられている。しかしなが
ら、この焦点ぼかし技術はまた、別個の位置決め開口３
０３８を挿入することに代えて使用することができると
いうことに注目すべきである。
【００９６】空間フィルタの対物レンズ１８５は、シリ
ンダ３０６０上に取り付けられ、かつこれは、ビーム軸
に沿って動かして、レーザビームを開口１９５上にフォ
ーカスするのに適合している。シリンダ３０６０を参照
すると、それは、全体的に円筒構成にする第一の半径Ｒ
１で機械加工され、かつその一部は、半径Ｒ１から中心
のずれた第二の大きな半径Ｒ２に機械加工される。この
結果は、偏心機構によりハウジング３０２０の穴に対し
て係合する２つのラインコンタクト又はレールをシリン
ダ３０６０に備える円弧３０６２である。後述のよう
に、偏心機構は、レールに沿ってシリンダ３０６０、そ
れ故、ビーム軸を動かして、空間フィルタのコレクタレ
ンズをフォーカスする。これに関して、コレクタレンズ
１８５は、シリンダ３０６０上に固定関係に取り付けら
れる。シリンダ３０６０は、２つのラインコンタクト内
に運動学的サポートを備え、かつこれは、ビーム軸に直
交する面内又はそのまわりに揺れることなくビーム軸に
沿って移動させる。
【００９７】この移動は、偏心３０６４上で軸まわりに
ピン３０６７を回転させるネジ３０６６により調整され
る偏心３０６４により達成される。図２Ｄ及び図２Ｅを
参照すると、ピン３０６７はスロット３０６８内に係合
して、ピン３０６７が偏心３０６４軸まわりに回転する
とき、ピンはスロット３０６８内で動き、かつシリンダ
３０６０をビーム軸に沿って直線的に移動させる。調整
ネジ３０６６は、ベルビレワッシャ３０６９によってハ
ウジング内に固定され、かつこれは、偏心３０６４をシ
リンダ３０６０と接触するよう圧迫し、そしてハウジン
グ３０６０の内部に対して、図２Ｄ上の矢印３０６１Ａ
及び３０６１Ｂによって示される２つのレールを維持す
る。これは、偏心が回転するときハウジングのスムース
な動作を提供し、そして、レンズが揺れるのを妨げ、特
に、シリンダ３０６０が偏心３０６４及びピン３０６７
の移動によりフォーカスされるとき、ビーム軸に垂直な
面内にレンズを維持する。
【００９８】図２Ａを参照すると、ビーム成形開口２０
１Ａが、長円形ヘッドネジ３０４２によってハウジング
３０２０に結合されている調整可能のフレーム３０４０
内に堅く取り付けられている。長円形ヘッドネジは、弾
性ストップナット３０４３を有している。長円形ヘッド
ネジ３０４２は、ハウジング３０２０内のさら穴開口に
対して取り付けられて、それ、従ってフレーム３０４０
が、３つの自由度で中心内で旋回させるようにしてい
る。ドームヘッドネジ３０４２は、ハウジング３０２０
内のさら穴に対して位置する実質上球形面を有してい
る。フレーム又は開口アセンブリ３０４０は、ドームヘ
ッド球形まわりにアセンブリ３０４０の旋回を制御する
ために使用される２組のネジを含んでいる。各組のネジ
は、開口２０１Ａがビーム軸上を中心とすることができ
るように、小さな円弧まわりにアセンブリ３０４０を旋
回させる。保持ピン３０４５は、アセンブリ３０４０が
回転しないようにするために使用される。このピンは、
溝３０４４に係合して、そしてこれが、アセンブリ３０
４０を移動させるが、しかしそれを回転させない。ビー
ムサンプラーアセンブリ２２２は、ハウジング３０２０
に固定されたマウント３０８０内に位置して、それが、
レーザビームの一部を反射し、かつその残りを屈折する
ようにする。結果として、サンプラー２２２を通過する
ビームは、図２Ａに示されるように、レーザダイオード
によりビーム出力に関して相殺することができる。
【００９９】基準ホトダイオード２２７が、ハウジング
３０２０に固定されたマウント３０８４内でビームサン
プラー２２２まわりに位置している。これらの要素２２
２及び２２７は、適所に固定したままにされる。フォー
カスレンズに関して、それは、（ＦＣとラベルされたマ
ークにより図２Ａに示された）フローセル１１０上にレ
ーザビームをフォーカスするために使用されるアセンブ
リ３０５０内に取り付けられる。アセンブリ３０５０の
側面図、図２Ｇを参照すると、保持レンズ２２２は、レ
ンズを屈折ビーム路内の２２０に位置させるために使用
される固定ピン及び２つの偏心があるということを示し
ている。レンズ２２０は、アセンブリ３０５０上に調整
可能に位置しているプレート３０５２に固定される。次
ぎに、アセンブリ３０５０は、例えば一緒にボルト止め
することにより、ハウジング３０２０に接続される。プ
レート３０５２は、ハウジング３０５０内に固定され、
かつプレート３０５２内の溝３０５５内で摺動するピン
３０５４を有している。第一の偏心は、プレート３０５
２をピンまわりに回転させ、従って、ビーム軸に関して
上及び下位置でビーム軸上にレンズを向ける。第二の偏
心３０５８は、ビーム軸上で左及び右にレンズ２２０を
移動させるために使用され、かつプレート３０５２はピ
ン３０５４まわりに回転する。いったんレンズ２２０
が、２方向に集中すると、プレート３０５２は、３つの
ロックネジ及びベルビルワッシャ（図示せず）によりア
センブリ３０５０に固定される。フローセルは、試験中
に粒子を照らすために適切な許容範囲内でシフトするこ
とができるので、レンズ２２０によって形成されるフォ
ーカスは、イルミネータアセンブリ１３０に特に重要な
ものではないということに注目されよう。
【０１００】図２Ｈ及び２Ｉを参照すると、イルミネー
タアセンブリ１３０が、レンズから出力されたレーザビ
ームをフローセル上に向けるために使用されるアセンブ
リ上に取り付けられる。このアセンブリは、ベース３１
００及び２つの引き締めネジ３１０２を含み、かつこれ
らは、イルミネータアセンブリ１３０、それ故レーザビ
ーム軸の調整に対して運動学的制御を提供する。各引き
締めネジは実質上同じ構成を有していて、その１つのみ
が図２Ｈ及び２Ｉに示されている。各引き締めネジ３１
０２は、左利きネジ部分３１０３及び右利きネジ部分３
１０４を有している。ネジ溝のそれぞれに取り付けられ
ているのは、バネ３１０８により離されるくさび面３１
１２及び３１１４及びボール３１１３及び３１１５であ
る。くさび３１１２及び３１１４のそれぞれが、ボール
３１１３及び３１１５に対して適所に圧迫される。バネ
３１０９はボス３１２０とボール３１１３の間に取り付
けられて、引き締めネジ３１０２をドームヘッドネジ３
１２２に対して係合した状態に維持する。このように、
引き締めネジ３１０２が、時計回りに回転するとき、ボ
ール３１１３及び３１１５はハウジング３０２０の中心
に関して外方向に動き、かつこれは、イルミネータアセ
ンブリを低下させ、かつレーザビーム軸を傾ける。反時
計方向の回転により、引き締めネジ上をシリンダの一部
を持ち上げるよう動作して、レーザビーム軸を他方に傾
ける。
【０１０１】バネ３１２４及び３１２５は、くさび面３
１１２及び３１１４とそれぞれハウジング３０２０を接
触させるよう維持するために使用される。バネ３１２４
及び３１２５は、決定的な張力を有しておらず、単にハ
ウジングが落下しないようにしている。くさび面３１１
２及び３１１４は、イルミネータハウジング３０２０の
バレルに接しており、従って、点接触（より正確には楕
円接触）をする湾曲を有している円筒である。このよう
に、２つの引き締めネジ３１０２によって、イルミネー
タアセンブリは、個々の引き締めネジの適切な調整によ
り上方又は下方に傾けることができ、そしてイルミネー
タアセンブリは、２つの引き締めネジを同じ方向に動じ
動作させることにより（傾き角度を一定に維持しなが
ら）垂直に移動させることができる。ｘ及びｙ方向のイ
ルミネータアセンブリ１３０の移動は、引き締めネジ３
１０２及びそのくさび片をユニットとしてシフトするた
めにドームヘッドネジ３１２２を調整することにより達
成される。個々のドームヘッドネジによる引き締めネジ
の別個の調整は、イルミネータアセンブリを右及び左に
シフトするよう動作する。このように、ハウジング３０
２０のシリンダは、運動学的に４つの自由度で２次元内
で動かすことができる。さらに、先のアセンブリは、フ
ォーカスのために（即ち、ビーム軸に沿って）ｚ−軸移
動をすることができ、そしてそれは、ボス３１２０内に
取り付けられる別個の楕円ヘッドネジ３１３０によって
得られ、そしてアセンブリベース３１００上の固定スト
ップ３１３４に対して置かれる。同様に、（図２Ｉに影
線で示された）別のプレート３２００は、ベース３１０
０と引き締めネジの間に挿置して、かつボス３２３２内
の楕円ヘッドネジ３２３０を使って引き締めネジのｙ−
軸移動（即ち、イルミネータアセンブリ及びビーム軸を
一緒にシフト）を提供するために使用することができ
る。１以上の適切なガイド又はレール（２つが図２Ｊに
示されている）は、当業者に公知のように、正確な線形
移動を維持するために使用される。或いは、ベース３１
００は、楕円ヘッドネジ、ボス、及びストップ部材位置
の間のように、適切な調整によってプレート３２００上
に取り付けることができるであろう。図２Ｊを参照する
と、バネ３２３０Ａは、ボス３１５０Ｂと楕円ヘッドネ
ジ３１３０の間に挿置して、アセンブリボス３１２０を
楕円ヘッドネジ３１３０と接触状態に維持することがで
きる。ロックナット３１３０Ａを使用して、いったんフ
ォーカス（又はシフト）が達成されるときアセンブリを
固定することができる。
【０１０２】バネ３１０９及び３１０８によって及ぼさ
れる力は単に、摩擦に打ち勝つのに十分にされる。ボー
ル３１１３及び３１１５の使用は、部品を機械加工する
際に許容誤差を軽減するのに好適である。この点で、ボ
ールは、くさび面３１１２及び３１１４の位置内にいか
なる変化ももたらすことなく、ある程度それらの中心ま
わりに旋回させることができる。この別のアセンブリに
おいて、イルミネータアセンブリ１３０のための光学要
素の正確な整列は、図２と関連して説明した具体例と比
較してさえ、部品数を最小、製造を容易、そして比較的
に低コストにして、達成される。図１に示されるよう
に、イルミネータアセンブリ１３０を出た後、レーザビ
ームＢは、フローセル内の点１１９でセル浮遊流れ上に
向けられる。好ましくは、フローセル１１０は、３０−
５０、好ましくは４０（図１には図示されず）のレーザ
ビームＢの軸に垂直な面に対する角度１１８で傾けられ
る。この傾き軸は、ビーム成形開口の長軸並行であり、
かつ光学軸及びフローセルの軸の両方に直交している。
【０１０３】フローセル１１０を出た後、散乱ビーム
は、検出器システム１６４に入る。図３に切断し示され
た検出器システム１６４は、２エレメント、高開口数
（ＮＡ）、ビームスプリッタ３１０、相当するイメージ
レンズ３１６を持つ吸収検出器３１５、ダークストップ
３２０、スプリットミラー３３０、及び相当するイメー
ジレンズ３４７を持つ散乱検出器３４５、３４６から構
成される。各エレメントは、所定の固定位置で、ハウジ
ング３０５の円筒穴内に取り付けられる。高ＮＡレンズ
システム３０１は、フローセルからの散乱光を集め、か
つ平行化して、ビームスプリッタ３１０及びダークスト
ップ３２０による分離のために平行光線の円形パターン
を形成する。このレンズシステムは、フローセル１１０
のまわりに範囲を定めた立体角度を含めた最大まで散乱
ビームを集めるために高開口数を有するということが重
要である。しかしながら、レンズにより形成された集光
パターンのある球形収差は、吸収及び散乱の測定を意味
あるほどには低下させることなく許されうるということ
が本発明者により発見された。この理由のために、低コ
ストの２エレメント高ＮＡレンズが、本発明の検出器シ
ステム内で使用可能である。高ＮＡレンズ３０１は、第
一のエレメント３０２及び第二のエレメント３０３から
成り、かつ検出器ハウジング３０５の穴内に取り付けら
れる。レンズ３０２は、一定距離だけレンズ３０２とレ
ンズ３０３を分離するスペーサ部材３０２Ｂに隣接す
る、バネ保持器３０２Ａにより適所に保持される。この
バネ保持器３０２Ａは、例えば、ナイロンから作られた
ベルビレワッシャ形態にすることができる。
【０１０４】高ＮＡレンズ３０１の第二のエレメント３
０３を出た後、平行化光は、スペーサ部材３１０Ａ内で
ビーム軸に一定角度方向に取り付けられるビームスプリ
ッタ３１０に当たる。光の一部は、ビームスプリッタ３
１０によって反射され、かつベース３０５に取り付けら
れた吸収検出器イメージレンズ３１６を通過する。イメ
ージレンズ３１６は、吸収検出器３１５上に光をフォー
カスする。検出器の目下好適の具体例において、高ＮＡ
からの光の５０％は、吸収チャンネルにより使用するた
めにビームスプリッタ３１０により反射される。ビーム
スプリッタ３１０はまた、０．５０くさびを有し、かつ
これは、反射ビームからの干渉を減らすためにスプリッ
タ３１０の前光学面と、スプリッタ３１０の後光学面の
間で測定された角度である。或いは、レンズ３１６は、
整列した配置をするためにビームスプリッタ３１０に関
して一定位置においてスペーサ部材３１０Ａ内に取り付
けることができる。吸収検出器３１５は、好ましくは、
さらに後述する検出器回路ボード３５２上に取り付けら
れた光感知ダイオードである。
【０１０５】吸収検出器は、高ＮＡレンズにより集めら
れるフローセルからの非吸収光を実際に測定する。この
測定は、レーザダイオード１３１からのレーザパワーに
おけるランダム変動により影響される（図１）。この変
動は、基準検出器２２４により測定され、かつこれは、
基準ダイオードプリアンプボード２２７において振動電
気信号に変換され、そして、ＤＡＴＡＣボード１１５
（図１１Ａ）上の差動回路により吸収検出器信号から減
算される。レーザからのランダムパワー変動の影響を取
り除くことにより、よりクリーンな吸収測定が得られ
る。さらに、吸収測定において利用されるビームのマス
クした部分のみがビームサンプラー２２２によって抽出
されるので、差動回路は、吸収測定に影響しがちである
レーザビームにおけるこれらのランダム変動を減算す
る。結果としてより正確な測定補償が生じる。
【０１０６】高ＮＡレンズ３０３により集められた光の
残りの部分は、高及び低角度散乱の測定において使用す
るためのビームスプリッタ３１０を通して伝達される。
光は平行化されるので、円形パターンの外側部分は、フ
ローセル内で高角度で散乱した光から成り、パターンの
内側部分は、低角度で散乱した光である。散乱光のこれ
らの２つの部分は、図４の平面図に示されているダーク
ストップ３２０により分離される。ダークストップは好
ましくは、不透明、非反射性コーティングを有する薄い
金属プレートから構成される。このダークストップは好
ましくは、光学システム内に戻るゴースト反射からの干
渉を減らし、かつ光学システムからの収差を最小化する
ために、ビーム路に垂直な約７1/2 ０（７．４１０）の
角度Ｉ（図３）でショルダに対してハウジング３０５の
穴内に取り付けられる。他の角度、例えば、５０と１０
０の間の角度を使用することができる。１具体例におい
て、ショルダに対してダークストップ３２０の角度を選
択するためにネジ調整を提供することができる。ダーク
ストップ３２０は、スペーサ部材３１０Ａ及び３２０Ａ
及び保持ワッシャ３０２Ａにより適所に保持される。
【０１０７】ダークストップ３２０の不透明コーティン
グは、光パターンの中心からの距離に従い、光を通過さ
せる複数の精密成形開口を有している。第一の開口３２
１は、典型的にはフローセルにおいて５０と１５０の間
の散乱光である高角度散乱を通過させる。好適具体例に
おいて、第一の開口３２１は、３．９４ｍｍの内径、１
１．５７ｍｍの外径により限定されたセクタ形状開口で
あり、かつ１８００より少し小さな円弧を通して伸び
る。ダークストップ３２０の残りの半分において、第二
及び第三の開口３２２、３２３は典型的には、２０と３
０の間で散乱される低角度散乱を通過させる。好適具体
例において、第二及び第三の開口３２２、３２３は、
１．５８ｍｍの内径、２．３７ｍｍの外径により限定さ
れたセクタ形状開口であり、そしてそれぞれ、９００よ
り少し小さな円弧を通して伸びる。このように、ダーク
ストップは、光パターンの半分で高角度散乱のみを通過
させ、かつ他の半分で低角度散乱を通過させる。整列を
容易にするために、ダークストップ３２０の中心は、レ
ーザビームの一部を通過させ、かつ整列のために反射性
スプリットミラー３３０に衝突させる穴を有することが
できる。いったん整列すると、この穴は、整列穴を通っ
て通過するビーム部分を阻止するが、しかし成形開口を
阻止しない収集レンズとダークストップの間に挿入され
たロッドにより使用中にふさがれる。
【０１０８】ダークストップにおける非放射状開口は、
異なる散乱（及び選択的に吸収）光学相互作用を検出す
るために使用することができるということを理解すべき
である。同様に、非円形レーザビームは、フローセル１
１０における粒子の流れに衝突させるために使用するこ
とができるであろう。このような場合に、例えば円形レ
ーザビーム及びビームストップを持つ放射状環状区分開
口（即ち、フローサイトメータに対する通常の構成）に
対する公知の散乱及び吸収パターンの点から、このよう
な非放射状開口及び／又は非円形ビームを使って所望の
散乱範囲（及び吸収）相互作用を経験的に対応付け、そ
のため、検出された信号が調査の下で粒子を正しく識別
しかつ列挙するために適切に解釈することができるよう
にすることが望ましいかもしれない。
【０１０９】ダークストップ３２０によってマスクされ
るような光パターンは、ハウジング３３０Ａ内に取り付
けられたスプリットミラー３３０に伝達され、そしてそ
れは次に、ベース３０５に（例えばボルトにより）固定
されている。スプリットミラーは、図５に示されるよう
に、光軸上方及び下方にそれぞれ配置された２つの光学
フラット３３１、３３２から構成される。フラット３３
１、３３２の表面は、図３に最も良く見られるように、
共通軸を有しかつ面間に傾き角度３３４を有する異なる
面内に方向付けられている。好適具体例において、面３
３１、３３２間の角度３３４（図３）は、５1/2 ０であ
る。スプリットミラー３３０は、面のエッジ３３３（図
５参照）が、光パターンの高角度散乱部分と光パターン
の低角度部分の間にあるように、ベース３０５内に取り
付けられる。即ち、ダークストップ３２０の第一の開口
３２１を通る光は面３３１に当たる一方、ダークストッ
プの第二及び第三の開口３２２、３２３を通る光は、ビ
ームスプリッタエレメント３３０（図５参照）の面３３
２に当たる。光パターンの高及び低角度散乱部分はそれ
故、スプリットミラーにより発散方向に反射する。１つ
の有用な具体例は、軸に関して４０．７５０の角度で光
軸上方の高角度散乱ミラー３３１、及びビーム軸に関し
て４６．２５０の角度で光軸下方の低角度散乱ミラー３
３２を使用する。
【０１１０】別の具体例において、光パターンの高及び
低角度散乱部分を分離するために、スプリットミラーの
代わりに多面プリズムを使用することができる。図６及
び図７は、それぞれ第一と第二の小面３６２、３６４を
有する第一と第二のセクション３６１、３６３から成る
２−角度面プリズム３６０を示している。この多面プリ
ズム３６０は、光パターンが矢印Ａの方向にプリズムを
通って伝達するように検出器アセンブリ内に取り付けら
れる。ダークストップ３２０からのビームの高角度散乱
部分は、プリズムの第一のセクション３６１に当たり、
かつ低角度部分は第二のセクション３６３に当たる。小
面３６２、３６４は、回転した面角度を有しているの
で、光パターンの高及び低角度散乱部分は、異なる角度
で屈折する。本発明のダークストップ及びミラー又はプ
リズムは、３、４、又はそれ以上の散乱角度に、光散乱
パターンのさらなる分解のために構成することができる
であろう。例えば、図８及び図９にそれぞれ示されたダ
ークストップ３７０及びプリズム３７４は、このパター
ンを３位置に分離するために構成される。ダークストッ
プ３７０は、光パターンの中心から３つの半径範囲に位
置した３つの開口３７１、３７２、３７３を有してい
る。多面プリズム３７４は、３つの検出器（図示せず）
上に生じるビーム部分を屈折するための相当するセクシ
ョン３７５、３７６、３７７を有している。
【０１１１】図３に戻ると、光パターンの高及び低角度
散乱部分は、１つの散乱検出器イメージレンズ３４７を
通過する。このパターンは、高角度散乱検出器３４５及
び低角度散乱検出器３４６の上にそれぞれ１つの、２つ
のイメージとしてフォーカスされる。光パターンの２つ
の部分は、スプリットミラー３３０によって十分に分離
されて、２つの並んだ検出器３４５、３４６の上に２つ
の並んだイメージを形成する。この配列は、さもなけれ
ば光パターンの高及び低角度散乱部分を分離するために
必要とするであろう追加のイメージレンズ、ビームスプ
リッタ、及びダークストップを取り除く。レンズ３４７
はまた好ましくは、ハウジング３３０Ａ内に取り付けら
れる。ハウジング３０５内の精密機械加工の穴及びスペ
ーサ部材を使う検出器アセンブリ１６４の構成は、この
ように、低コスト及び正確位置決めの検出器アセンブリ
を提供する。吸収検出器３１５及び高及び低角度散乱検
出器３４５、３４６は、共通検出器回路ボード３５２上
に取り付けられる。共通プリント回路ボードの使用は、
部品数を減らしかつアセンブリを簡単化することにより
コストを減少させる。さらに、以前に別々に行った３つ
の検出器の整列は、共通ボード３５２の位置を調整する
ことにより単一動作でなすことができる。共通プリント
回路ボード上の３つの検出器の相対位置は、標準ＰＣボ
ードアセンブリ技術を使って相互に十分な精度で維持す
ることができる。
【０１１２】シャーシ及び要素の組立 本発明に従うフローサイトメータ装置のシャーシ及びア
センブリの構成が、図３７−図４０、図４４、図４５に
示されている。図４５及び図４７を参照すると、フロー
サイトメータ装置のシャーシの上部構造は、ベースプレ
ート８３０、左側パネル８３１、右側パネル８３２、及
び上部パネル８３４を含み、かつこれらは、好ましく
は、ひずみ及び質感を最小化するためにリベットにより
一緒に固定されている。上部プレート８１３は、空気圧
又は流体圧チューブ及び電気配線を通すための種々の開
口（図示されず）、及び、例えばネジ又はボルトを使っ
て、種々のボディパネル及び要素を取り付けるための他
の開口（図示されず）を有する上部パネル８３４に固定
されている。
【０１１３】前部から見た図４５を参照すると、この装
置のシャーシは、上部シェルフパネル８３９及び８３
８、及び底部シェルフパネル８３７及び８３６から形成
された、上部、底部、左及び右内部シェルフを有してい
る。これらのパネルは、一緒にかつ個々のサイドパネル
８３１、８３２に固定されている。シェルフ８３９、８
３８、８３７、及び８３６はそれぞれ、空気圧及び電気
的管類を通すための種々の開口（図示されず）を包含し
ている。図４５に図示されていないけれども、上部内部
シェルフ８３９及び８３８の下側に、種々の空気圧マニ
フォールドと共に複数のダイアフラムポンプアセンブリ
が固定されている。これらの通常の構成が例えば、統合
フローセルアセンブリへの、そしてネットワークのフロ
ーセル動作のためにシリンジポンプへの真空ライン又は
圧力ライン入力を、即ち、ここで説明した反応混合物の
サンプル処理及び分析の流体圧流れを実行するための空
気圧ライン及びバルブを制御しかつ接続するために使用
される。
【０１１４】図４６及び図１１Ｃに示されるように、空
気圧制御アセンブリ１６３は、１４のバルブを含んでい
る。即ち、３つの４方向４０psig／ＡＴＭバルブ、サン
プルシアーバルブを動作させるためのバルブＶ３０、マ
ニュアル開チューブサンプラーのサンプルスリーブを動
作させるためのバルブＶ３８、及びマニュアル閉チュー
ブサンプラーニードルを動作させるためのバルブＶ３
９；ＴＥＴＩＣ試薬ダイアフラムポンプを動作させるた
めのバルブＶ３８，ＲＢＣ試薬ダイアフラムポンプを動
作させるためのバルブＶ８０、ＰＥＲＯＸ Ｄｉｌ２試
薬ダイアフラムポンプを動作させるためのバルブＶ７７
を含む３つの３方向４０psig／Ｖａｃバルブ；＃１リン
スダイアフラムポンプを動作させるためのバルブＶ２
８、＃２リンスダイアフラムポンプを動作させるための
バルブＶ２９を含む６つの３方向２０psig／Ｖａｃバル
ブ；ウオッシュリンスダイアフラムポンプを動作させる
ためのバルブＶ６０；ＨＧＢ及びＢＡＳＯ試薬ダイアフ
ラムポンプを動作させるためのバルブＶ７５；ＰＥＲＯ
Ｘ Ｄｉｌ１ダイアフラムポンプを動作させるためのバ
ルブＶ７６；ＰＥＲＯＸ Ｄｉｌ２−３ダイアフラムポ
ンプを動作させるためのバルブＶ７９、及びＰＥＲＯＸ
の光学シースフローダイアフラムポンプを動作させるた
めのバルブＶ２６及びＲＢＣ／ＢＡＳＯ／ＲＥＴＩＣシ
ースフローダイアフラムポンプを動作させるためのバル
ブＶ３４を含む２つの３方向５psig／Ｖａｃバルブであ
る。
【０１１５】図４７を参照すると、センタ横内部パネル
８３３があり、かつこれは、内部シェルフ８３９、８３
８、８３７及び８３６が接続されている上内部センタ横
パネル８４０に接続されている。ストリップはとめ８４
７が、例えばパワーモジュール／ポンプアセンブリモジ
ュールから成る取り外し可能のモジュールを支持するた
めのサイドパネル８３１及び８３２に取り付けられる。
ＣＡＮＢＵＳスクランブラ１２０が、後述のようにＣＡ
ＮＢＵＳに種々のノードを相互接続するために上パネル
８４０の後側に固定されている。図４５を参照すると、
ＰＥＲＯＸ光学スクランブラ８２５及びＲＢＣ／ＢＡＳ
Ｏ／ＲＥＴＩＣ光学スクランブラ８２６のためのプリン
ト回路ボードが、内部上パネル８４０上の個々の位置へ
の点線接続によって示されている。
【０１１６】さて、図３７及び図４４を参照すると、シ
ョックマウント８５０を使って上パネル８１３にＰＥＲ
ＯＸ光学１１６が取り付けられている。ＲＢＣ／ＢＡＳ
Ｏ／ＲＥＴＩＣ光学アセンブリ１１７が同様に上プラッ
トフォーム８１３に取り付けられている。統合フロー回
路アセンブリ５０８が、図３８及び図４４に示されるよ
うに、左及び右内部上及び下シェルフの間のスペースに
取り付けられている。シリンジポンプ８４２Ａ及び８４
０Ｂはフランジ８４６とシリンジ８４３の間にあり、そ
してこれは、シリンジナット８４４を使ってシリンジポ
ンプ８４２Ａ又は８４２Ｂに結合されている。図３９に
示されるように、個々のシリンジポンプは、個々のソレ
ノイドバルブ８２２に、カプラ８４５で管結合されてい
る。分析されるべき反応混合物容量をシースフロー内に
注入するシリンジ８４２Ｂは、例えば５０マイクロリッ
トル／ストロークの少容量を個々にポンプするのに対し
て、フローセルからシースフロー及び反応混合物を引き
出す他の対のシリンジ８４２Ａは、例えば、１．０ミリ
リットル／ストロークのより大きな容量をポンプする。
【０１１７】図４２及び図４３を参照すると、各シリン
ジポンプ８４１Ａは、同様な構成を有している。それ
は、ネジ溝を付けたリードネジシャフト８６６に沿って
移動するよう取り付けたキャリッジ８７１を駆動するリ
ードネジ線形アクチュエータ８６６を含んでいる。シャ
フト８６６はモータ８７０により回転させられ、かつこ
れは、プレート８４１の後に取り付けられて、モータ８
７０がベルト及びプーリシステム８６８、８６９により
リードネジ８６６に接続されるようにする。シリンジピ
ストンは、ガラスシリンダ８６７内側を上下に動かされ
る。バー８９０は、キャリッジ８７１がリードネジ８７
１に沿って動くときそれをガイドするために使用され
る。キャリッジ８６６は、シリンジ８４３のプランジャ
８４３Ｐに結合されるフランジ８４６Ａを含んでいる。
つまみ輪８９１が、シリンジ位置のマニュアル調整のた
めに備えられる。
【０１１８】動作において、モータ８７０は、メモリ内
に記憶され、かつシリンジポンプ８４２Ａ及び８４２Ｂ
（後述）を制御するために使用されるポンプノード内に
ダウンロードされる多数のプログラム化ポンププロフィ
ールの１つに従い駆動される。ダウンロードしたパラメ
ータは、使用されるべきポンプ機構を制御するのに有用
ないずれにすることもできる。モータは、ステッパ又は
ＤＣモータにすることができる。ＤＣモータの場合に、
インクリメントがステップと呼ばれるエンコーダが、ポ
ンプを動作させるモータシャフトにロックされる。これ
らの”ステップ”は、パラメータ、典型的には加速、及
び速度、及び合計距離を表しており、そして、各加速セ
グメント、速度セグメント及び減速セグメントが開始し
かつ停止する時を含むことができる。これは、モータが
オンオフされ、かつより速く、より遅く、或いは一定速
度で動作するよう調整される時又は各セグメントに対す
るステップ数の形態で提供することができる。或いは、
パラメータは、ステップ数／秒を含むことができ、かつ
その割合は、加速セグメントに対して時間の経過につれ
て増加（及び減速セグメントに対して減速）する。ダウ
ンロードストロークで、シリンジポンプチャンバ８６７
は、ＵＦＣ５０２の”vac シャトル”ポートと関連し
て、分析されるべき選択された反応チャンバからの反応
混合物によって満たされる。上昇ストロークに対して、
モータ８７０は、ポンププロフィールに従い制御され
て、プランジャ８４３Ｐが計算された加速率で動いて、
問題のフローセルを通る粒子浮遊及びシースフローの所
望のフロー率を達成し、かつこのフローを所定の速度に
維持するようにする。上昇ストローク及び下降ストロー
クプロフィールは異なるかもしれず、かつ試薬及びサン
プルに依存した方法である。
【０１１９】図４１を参照すると、サンプリングのため
に使用されるべき各プロフィールは好ましくは、外観は
台形形状であり、かつ典型的には、実質上同じ加速及び
減速時間間隔、及び光学測定がなされる間一様なフロー
率を有しているであろう。このプロフィールは、吸収及
び散乱データが得られる間非常に安定した、一定のフロ
ー率を達成するであろう。いくつかの具体例において、
反応混合物における粒子の安定したフロー率がフローセ
ルを通して得られるまで、光学相互作用データの取得を
遅延させることが望ましいかもしれない。ポンププロフ
ィールは経験的に、関連した特別の寸法及び反応混合物
特性に対して得られる。また、実質上同じ時間の間異な
る容量の流体（２つの入力流体及び１つの出力流体）を
それぞれがポンプすると仮定すると、シリンジポンプ８
４２Ａ及び８４２Ｂのポンププロフィールは異なるかも
しれないということに注目されよう。適当なポンププロ
フィールは、以前に、ニューヨーク、タリータウンのテ
クニコンインスツルメントコーポレーションにより販売
されたテクニコンモデルＨ* １システム診断装置に見ら
れるものから適合させることができる。種々の流体（シ
ース）及び反応混合物サンプルのための代表的ポンププ
ロフィールが、図４１に示されている。例えば、ＲＢＣ
／ＢＡＳＯサンプルのためのいくつかの反応混合物は、
ポンプの第一のストローク距離のために維持される第一
のより高い速度を有利に使用することができ、かつそれ
からストローク距離の残りのために第二のより低い速度
に減少される。これは、図４１Ｂに示されている。光学
測定は、典型的には第二の低い速度の間に得られる。
【０１２０】図４１Ａ及び図４１Ｂを参照すると、時
間”ｔ”がステップモータ８７０のステップ増加の合計
数として秒で測定され、速度”Ｖ”がステップ数／秒で
測定され、そして加速”ＡＣ”がステップ数／秒の二乗
として測定される。便宜上、ポンププロフィールは、例
えば、ゼロで開始し、加速ステージを通して進み、一定
に達し、それから減速し、そしてゼロに戻る速度の関数
として定義することができる。図４１Ａは、３及び１５
秒の間の開始から終了までの期間を有して、４００，０
００ステップ／sec 2 から１，２５０，０００ステップ
／sec 2 の範囲の加速（及び減速）ＡＣ、１０，０００
ステップ／sec から５０，０００ステップ／sec のオー
ダーの速度Ｖを有する反応混合物のために適しているこ
のようなプロフィールを表している。シースフローのた
めのポンププロフィールは、シース流体内に反応混合物
を運び、かつフローセル光学調査エリアを通して実質上
一度に一つの粒子を通過させるように、周知のように、
少なくとも反応混合物と同じ速度を有するであろう。
【０１２１】図４１Ｂは、前述した一方が他方よりも高
い２つの一定フロー速度ステージを有するタイプのポン
ププロフィールを示している。高い速度Ｖ1 は、例えば
８０００と１２，２５０ステップ／sec の間のオーダー
にあり、かつ低い速度Ｖ2 は、１８００と８０００ステ
ップ／sec のオーダーにあるかもしれない。シースフロ
ーは、粒子を適切に運ぶための高い速度を有していると
いうことを理解すべきである。また、シースフロー速度
は、比較的にわずか、例えば２０％程度、高い速度から
低い速度に変化するのに対して、高い速度の反応混合物
フローは、低い速度の物よりも３〜５倍大きいかもしれ
ない。各反応混合物及びシースのために予め定められ、
かつポンプを動作させるために適切な制御パラメータの
形態でメモり内に記憶されるポンププロフィールの経験
的取得は簡単である。それは、サンプルサイズ、光学的
に調べられるべき利用可能のサンプル部分、データ取得
を完了するために望まれる時間、データを取得すべき安
定な速度を得るために必要とされる時間、調べられるべ
き粒子のサイズ、及び使用されているフローセルのサイ
ズ及び形状に依存する。それ故、多数の設計選択が与え
られると、任意の反応混合物のために１以上のプロフィ
ールを適用することができる。また、非一様、非対称
な、非台形形状ポンププロフィールを使用することがで
きるということが理解されよう。
【０１２２】ソレノイドバルブ８２２が、反応混合物が
適切な時間にフローセルに提供され、そして同様に、リ
ンス溶液がシリングポンプ及びフローセルを浄化するた
めに提供されるということを確実にするために制御され
るということを理解すべきである。ソレノイドバルブ８
２２Ｃは、フローセル１１０及び１１０Ａ内へのシース
フローの切り替えを制御するために使用することができ
る。ソレノイドバルブ８２２Ｂは、フローセルを通る反
応混合物及びシースフローの切り替えを制御するために
動作し、かつソレノイドバルブ８２２Ａは、シリンジポ
ンプ８４２Ａを廃棄システムに切り換えるために使用さ
れる。
【０１２３】図３９の左側のシリンジポンプ８４２Ａ及
び８４２Ｂを参照すると、それらはフローセル１１０Ａ
内で行われるペルオキシダーゼ分析のために使用される
ポンプである。シリンジポンプ８４２Ｂは、ＵＦＣ５０
２の”シャトルperox 出力”に結合されたチューブ８５
８Ａ、及びＵＦＣ５０２の”直接サイトメータ”出力に
結合された入力チューブ８５８Ｂを有する入力を備えて
いる。シリンジポンプ８４２Ｂは、３対１同心フローモ
ジュール（ＣＦＭ）８５９Ａとして示されたフローセル
１１０Ａの入力に接続されている出力チューブ８５８Ｃ
を有している。ＣＦＭ８５９Ａに結合されているのは、
ＵＦＣ５０２への”真空シャトルperox”入力からのチ
ューブ８６０Ａ、及びソレノイドバルブ８２２Ｃからの
チューブ８６１Ａである。チューブ８６２Ａは、シリン
ジポンプ８４２Ａに結合されているチューブ８６３Ａに
結合されているソレノイドバルブ８２２Ｂに結合され
る。ＲＢＣ／ＢＡＳＯ／ＲＥＴＩＣ光学アセンブリのシ
リンジポンプ８４２Ａ及び８４２Ｂを参照すると、シリ
ンジポンプ８４２ＢがそれぞれＵＦＣ５０２の”シャト
ルbaso”出力、”シャトルＲＢＣ”出力、”直接サイト
メータ”出力、及び”シャトルretics”出力に接続され
たチューブ８６４Ａ−８６４Ｄにより示された複数入力
を有しているのを除いて、それらは、ＰＥＲＯＸ光学ア
センブリのシリンジバルブと同様な構成を有していると
いうことが示されている。例示された他のチューブは、
参照数字が削除されているのを除いてperox チャンネル
に対するのと同様に使用される。
【０１２４】空気圧／流体圧アセンブリ ＵＦＣのニードルオーバフロ真空、ニードル真空、及び
ニードルリンスラインをオートサンプラユニット８１８
にそれぞれ接続するチューブ８６６、８６７、８６８に
よる流体圧接続が、図３９及び図４０に示されている。
さて、図４０を参照すると、統合流体回路アセンブリ５
０８のポンプアセンブリ５０４を種々の流体に接続する
ストローアセンブリが示されている。ストローアセンブ
リは、それぞれ第一の試薬（Perox Dil 1 ）、第二の試
薬（Perox Dil2 ）、第三の試薬（Perox Dil 3 ）及び
シース流体を、これらの流体供給の汚染を防ぐ個々のチ
ェックバルブ８２７を通して、接続するチューブ８２０
Ａ、８２０Ｂ、８２０Ｃ、８２０Ｄを含むＤＩＦＦスト
ローアセンブリ８２０を含んでいる。チューブ８２０Ａ
−８２０Ｃはそれぞれ、ダイアフラムポンプユニット５
０４のＰＥＲＯＸ Ｄｉｌ１、ＰＥＲＯＸ Ｄｉｌ２、
ＰＥＲＯＸ Ｄｉｌ３と表示された入力に入力され、か
つシースフローチューブ８２０Ｄは、ＰＥＲＯＸシース
ポンプに接続される。
【０１２５】ＣＢＣ／ＲＥＴＩＣストローアセンブリに
関して、チューブ８２１Ａは、ＲＢＣテストのための試
薬に接続され、かつダイアフラムポンプユニット５０４
のＲＢＣ入力に接続されている。チューブ８２１Ｂは、
ヘモグロビン試薬供給に、かつダイアフラムポンプユニ
ット５０４のＨＧＢ入力に結合される。チューブ８２１
Ｃは、ダイアフラムポンプ５０４のＢＡＳＯ入力に接続
されるＢＡＳＯ分析のための試薬供給に接続される。チ
ューブ８２１Ｄは、ＲＥＴＩＣ分析のために試薬供給に
接続され、かつダイアフラムポンプユニット５０４上の
ＲＥＴＩＣＳと表示された入力に結合される。チューブ
８２１Ｅは、例えばフロア上の分離コンテナ内に位置し
たリンス溶液供給に接続され、かつＲＩＮＳＥダイアフ
ラムポンプに結合される。チューブ８２１Ｆは、デフォ
ーマ８４９の供給に結合され、かつＵＦＣ５０２のデフ
ォーマ入力に結合される。図４０上で”クレンザポンプ
から”、”リンスポンプから”、” PEROXシースポンプ
から”、”クレンザポンプへ”と表示された部品は、典
型的には試薬ボトル上方に位置したユーティリティダイ
アフラムポンプによりポンプされる溶液を参照してい
る。
【０１２６】図３７を参照すると、上部カバー８１０が
上部パネル８１３上に取り付けられて、ＲＢＣ光学アセ
ンブリ１１７及びperox 光学アセンブリ１１６を保護す
る。ヒンジ結合された前部カバー８１１と８１２、８１
６と８１５、８１４を含む追加のカバーパネル、及びサ
イドパネル８１７Ａ及び８１７Ｂがシャーシに取り付け
られる。好ましくは、シャーシ部材は、カバー及び他の
外部パネルを除いて、腐食を最小化するために亜鉛メッ
キ鋼から構成される。外側ボディパネルは好ましくは、
耐久性のあるプラスチックから構成される。この鋼構成
は、ＥＭＩへの抵抗を増強する。それはまた、疑似”ユ
ニボディ”構成により強い構成を提供する。シリンジポ
ンプモジュールのようなある要素は、上部構造に組み込
まれ、かつ、より軽く、より強いシャーシを作るこの装
置の構造強度に重要である。
【０１２７】オートサンプラー 図１１Ｄ、図３７及び図４８を参照すると、本発明と共
に使用することができるオートサンプラーアセンブリ８
１８が示されている。オートサンプラー８１８は、入力
待ち行列８５４、ミキサアセンブリ８８０、及び出力待
ち行列８５７から成る。入力待ち行列８５４及び出力待
ち行列８５７は実質上互いのミラーイメージである。そ
れぞれは、各カセット８６５が複数の、好ましくは１０
個のサンプルチューブ８７６を含むカセット８６５（図
３７に図示せず）を並べるための内部トレー８５５を含
んでいる。模範的なカセット８７６の断面が図４８に示
されている。また、各カセットが、個々にバーコード８
７７を、好ましくは永久的に備えている１０個の容器を
どのように備えるかを示している。このように、各サン
プルテストチューブ８７６はまた、個々にバーコード化
することができ、そして、サンプルチューブのバーコー
ド及びカセット容器は、テスト及び報告目的のために相
互に関連づけることができる。１０個のチューブ８７６
の使用により、完全にフルラックに装荷するための”１
０進”システムの使用を可能にする。これは、例えば、
オートサンプラー８１８が有効な血液サンプルを吸引す
ることができなかったチューブ或いは追加のテストが要
求されるチューブのオペレータによる容易な識別をす
る。それから、オペレータは容易にチューブを位置決め
し、かつ場合によって、マニュアル吸引ポート又は別個
の装置を使ってテストを実行することができる。
【０１２８】トレー８５５は好ましくは、ステンレス鋼
から造られ、かつクリーニングのために取り外すことが
できる。トレー９５５はまた、一方のサイド８５５Ｂを
他方のサイド８５５Ａよりも高くして、相当するフラン
ジを有するカセット８６５がミキサアセンブリ８８０を
通過させるために適切な方向で待ち行列内にされ装荷さ
れるということを確実にする。入力待ち行列及び出力待
ち行列はそれぞれ、通過する開口を通してパネル８３０
の下に固定され、かつＬブラケット（図示されず）を使
って左及び右サイドに固定された矩形構成であるバイヨ
ネットサポートの頂部に取り付けられる。これらのバイ
ヨネット８５１は、入力及び出力待ち行列８５４及び８
５７のためのサポートと共に、２人でこの装置を運ぶデ
ュアル機能に役立つ。取付ブロック８５２は、オートサ
ンプラーミキサアセンブリ８８０の入力端から、バイヨ
ネット８５１及び入力待ち行列８５４に突出するＩ−ビ
ームレール８５３を固定するために使用される。同様な
配列は、出力待ち行列サイドで使用される。入力及び出
力待ち行列８５４及び８５７は、フローサイトメータの
容易な搬送を可能にするためにバイヨネット８５１から
容易に取り外すことができる。
【０１２９】入力及び出力待ち行列はそれぞれ、移行用
ビーム構成を利用し、それによって、入力待ち行列で、
カセットは待ち行列内の複数のカセットと密接に接触し
てこの装置の前部の方に機械的に順次動かされる。この
ように、カセット内の全てのチューブがテストされると
き、次のカセットが挿入の用意がされ、そして今テスト
されたカセットが、カセットに戻されるサンプルチュー
ブの全てと共に、出力待ち行列の前部のスペース内に排
出される。１具体例において、一度に２つのカセットを
混合アセンブリ内に備えることができる。出力待ち行列
の移行用ビーム構成が、テストしたカセットを出力待ち
行列の後ろに移行させる。本発明のいかなる部分も構成
しないミキサアセンブリ８８０は、カセット８６５のよ
うなチューブ保持装置からサンプルチューブ８７６の１
つを選択的に把持し、選択したサンプルチューブと関連
したバーコードを読み取り、そして選択したサンプルチ
ューブ８７６をかき回しかつ自動サンプラーニードル８
０５を弾性シールを通して貫通させて、サンプルを吸引
するのに適したどのような機構にもすることができる。
ベイヤーＨ* ３システム装置のバンドオリヤーシステム
及びコマーシャルコールタＳＴＫＳ装置、及びＴＯＡ装
置において使用されるロボットアームのような別のオー
トサンプラー機構がまた使用することができる。
【０１３０】本発明のフローサイトメータ装置は、その
従来技術の装置に比較して比較的コンパクトな装置であ
るということを理解すべきである。それは、テーブル頂
部上で使用するのに適しており、かつそれは、この装置
に電気的に結合されたコンピュータワークステーショ
ン、及び廃棄容器及びシース流体の大量供給のために床
の上に小さなスペースのみを必要とする。フローサイト
メータ装置において使用される他の流体は、ストローア
センブリ（図４０参照）の下のこの装置のエリア８２４
内に挿入される試薬パック内に便利に貯蔵することがで
きる。好ましくは、試薬パックは、ネスト又はインター
フィット構成で、所定の容量を有していて、それらは、
例えば、厚紙又はプラスチックの帯によって、一緒に結
合し、輸送し、設置し、そして同時にこの機械から引き
出すことができるようにする。試薬パック容器の所定の
容量及びサイズは、この装置の全テスト能力が使用され
るとき、試薬の供給は、ほぼ同時に枯渇するように計算
される。このように、オペレータはフルセットの試薬パ
ックを、新たな組の試薬と便利に取り替えることができ
る。
【０１３１】この装置が、ここで開示されたようなテス
ト選択性を提供する場合に、選択可能のテストの組合せ
に相当する別個の試薬パックを提供し、或いは試薬パッ
クを分離して、別々に取り替え可能の容器を使用するこ
とが必要であるかもしれない。このことに関して、この
装置は、種々のスイッチ及び表示インディケータを包含
するオペレータ入力パネルを備えている。これらのスイ
ッチは、オペレータが動作を開始し、或いは存続してい
る自動動作を中断して固定サンプルテストを実行するこ
とを可能にする。或いは、オペレータはこの装置に結合
されたワークステーションを通して動作を制御すること
ができ、かつこれは、プログラム化テスト又はテストシ
ーケンスを自動的に実行することを可能にする。フロー
サイトメータのハードウエアの、機械的、流体圧、及び
アセンブリについて説明したけれども、以下の説明は、
所望の分析を実行するための装置のエレクトロニクス及
び制御に関する。好適モードにおいて、この装置は、人
の血液を分析するために使用されるけれども、それはま
た、特別の試薬（蛍光又は非蛍光）によって反応する微
粒子を有する非血液サンプルと共に、他の生物の血液を
分析するために使用して、サンプルの１以上のサブポピ
ュレーションの分離、定量、又は分析を、そして好まし
くは微粒子の識別を可能にする独特の光吸収及び散乱パ
ターンを得ることができるということを理解すべきであ
る。
【０１３２】エレクトロニクス 概観 図１１Ａ−図１１Ｅは、本発明の一具体例のエレクトロ
ニクスアーキテクチャー１０１を例示する簡単化された
ブロック図である。図１１Ａにおいて、ワークステーシ
ョン１０３は、分析装置コントローラ１０５に接続さ
れ、かつまた、プリンタ又はモデム（図示せず）のよう
な種々の他の周辺装置に接続することができる。ワーク
ステーション１０３はまた、追加の装置コントローラ及
びワークステーションに接続することができる。ワーク
ステーション１０３は、少なくとも４８６タイプマイク
ロプロセッサ及び適切なメモリと同じほど強力な中央処
理ユニット、カラーモニタ、及びオペレータにより使用
するためのキーボード及びマウスを有するＩＢＭ互換パ
ーソナルコンピュータ又は（ウインドーズ９５又はウイ
ンドーズＮＴブランドオペレーティングシステム（マイ
クロソフト登録商標）が使用できる）等価なものから構
成されることを意図している。ワークステーション１０
３は好ましくは、イーサネット１０６を通して分析装置
コントローラ１０５に接続されている。
【０１３３】分析装置コントローラ１０５は、イーサネ
ット１０６、外部フラッシュメモリ１０９、ＲＳ２３２
ポート１７６を通したバーコードリーダにすることがで
きるマニュアル識別子読み取り装置１０４、分析器／サ
ンプラーＲＳ２３２ポート１１０、コントロールエリア
ネットワークポートバス（ＣＡＮＢＵＳ）インターフェ
ース１１２、及びデータ取得インターフェースボード
（ＤＡＴＡＣ ＩＢ）１１４に接続された３８６ＣＰＵ
及びメモリ１０７から構成される。ＤＡＴＡＣＩＢ１１
４は、ペルオキシダーゼ（Ｐｅｒｏｘ）光学アセンブリ
１１６及びＲＢＣ光学アセンブリ１１７により発生した
信号を処理するデータ取得ボード（”ＤＡＴＡＣ”）１
１５に接続されている。電力は、後述の図１１Ｅに示さ
れた電源回路２００からワークステーション１０３、分
析装置コントローラ１０５及びＤＡＴＡＣ１１５に供給
される。
【０１３４】分析装置コントローラ１０５のＣＡＮＢＵ
Ｓインターフェース１１２は、図１１Ｂに示されたＣＡ
ＮＢＵＳスクランブラ１２０に接続される。ＣＡＮＢＵ
Ｓスクランブラ１２０は、分析装置コントローラ１０５
から、後述の種々のノードにケーブル接続をする。図１
１Ｂ及び図１１Ｃを参照すると、ＣＡＮＢＵＳは、分析
装置コントローラ１０５を複数のノードに接続するとい
うことを見ることができる。特に、図１１Ｂにおいて、
ＣＡＮＢＵＳは、ヘモグロビンノード（ＨＧＢノード）
１２２、スイッチインディケータノード１２４、及び圧
力及びスイッチノード１２６に接続される。ＨＧＢノー
ド１２２は、ＨＧＢ色彩形１２１の一部であり、かつＨ
ＢＧ電源及び前置増幅器回路ボード１２３に接続され
る。スイッチインディケータノード１２４は、制御パネ
ル１２５に、そしてスイッチ及び表示光アセンブリ１２
７に接続される。圧力及びスイッチノード１２６は、汎
用リンスアセンブリ１２９、廃棄物ジャグアセンブリ１
２８及び空気圧／コンプレッサアセンブリ１３０Ａに接
続される。電力は、図１１Ｅの電源回路２００により、
ＣＡＮＢＵＳスクランブラ１２０、ＨＢＧ色彩形１２
１、スイッチインディケータノード１２４、及び空気圧
／コンプレッサアセンブリ１３０Ａに供給される。
【０１３５】図１１Ｃを参照すると、ＣＡＮＢＵＳは、
モータドライバノード１３２、１３４、１３６、１３８
に接続され、そしてこれらは、それぞれＲＢＣ光学サン
プルポンプ１３３、ＲＢＣ光学シースポンプ１３５、Ｐ
ＥＲＯＸサンプルポンプ１３７、及びＰＥＲＯＸシース
ポンプ１３９に接続される。ＣＡＮＢＵＳはまた、パラ
レルノード１４０に接続され、そしてこれは、吸引及び
セレクタバルブアセンブリ１４２、サンプルシアーバル
ブアセンブリ１４４、ＰＥＲＯＸ反応チャンバーアセン
ブリ１４６、及びＢＡＳＯ反応チャンバーアセンブリ１
４８に接続される。ＣＡＮＢＵＳはまた、２つのバルブ
ドライバノード１５０、１６０に接続される。第一のバ
ルブドライバノード（ノード１）１５０は、スクランブ
ラ１５１Ａを通してどこか他でも説明する統合流体回路
（ＵＦＣ）を構成する種々の要素に接続され、そして、
これは、サンプルシアーバルブ１５２、統合フロー回路
アセンブリ１５３、導電率検出器１５４、ＰＥＲＯＸヒ
ータ１５５、及びＢＡＳＯヒータ１５６を含んでいる。
第二のバルブドライバノード（ノード２）１６０は、ス
クランブラ１６１Ａを通して、ＲＢＣ光学アセンブリ１
１７及びＰＥＲＯＸ光学アセンブリ１１６の両方に位置
したいくつかのバルブに接続される。さらに、第二のバ
ルブドライバノード１６０は、スクランブラ１６２を通
して空気圧制御アセンブリ１６３の複数のバルブに接続
される。
【０１３６】図１１Ｄは、本発明のフローサイトメータ
に結合することのできるオートサンプラー８１８のため
の電気接続の簡単化されたブロック図である。マイクロ
コントローラボード１６６は、分析器／サンプラＲＳ２
３２インターフェース１６８を通して図１１Ａの分析装
置コントローラ１０５に接続される。ＣＰＵ及びＥＰＲ
ＯＭメモリ回路１７９は、ＲＳ２３２インターフェース
１６８に接続され、かつ監視タイマー１７２Ａ、電力監
視回路１７４Ａ、及びマイクロコントローラボード１６
６をバーコードリーダ１７８Ａに接続するバーコードリ
ーダインターフェース１７６Ａに接続される。マイクロ
コントローラボード１６６はさらに、ＩＳＢＸ拡張ポー
ト１８２を通してカスタム設計のドーターボード１８０
に接続される。ドーターボードは、診断ＲＳ２３２イン
ターフェース１８３に接続されたＩＳＢＸ拡張ポート１
８２、機構及びラック一センサインターフェース１８
４、カー及びミキサステッパ動作制御ドライブ１８１、
待ち行列送り動作制御及びドライブ１８９、及び空気ア
クチュエータ制御及びドライブ１９０Ａから構成され
る。ドーターボード１８０に接続されるのは、ラック機
構１９２Ａ、カー及びミキサ機構１９４、送り機構１９
６Ａ、空気アクチュエータ機構１９８Ａ、サンプラ診断
ポート１９９Ａである。電力は、図１１Ｅの電源回路２
００によりオートサンプラ８１８に供給される。
【０１３７】図１１Ｅは、本発明の装置と共に使用する
のに適している電源回路２００の一具体例である。電源
回路２００は、電力供給の切替使用を避ける線形電源を
都合良く利用する。線形電源は、切替電源よりも安価で
あり、システムにおける発生ノイズが少ない。電源から
のノイズは、血液サンプルの光学分析の結果として発生
した信号がこのようなノイズにより壊されないように最
少に保持されなければならない。交流（Ａ／Ｃ）電力
は、フューズＦ１、Ｆ２及びメイン電力遮断スイッチＳ
１を含むＲＦＩフィルタアセンブリ２０２に入り、そし
てコンピュータ及びモニタのようなワークステーション
１０３構成要素により使用するためＡ／Ｃコンセントに
提供する。ＲＦＩアセンブリ２０２は、システムアース
を提供し、かつまた、過渡電圧スパイク、電源フュー
ズ、及び電圧セレクタプログラミングスイッチ（図示せ
ず）からの保護を提供する。ゼロクロスオーバスイッチ
２０４Ａが、このシステムをオンオフするために使用さ
れ、かつ、ＡＣからＤＣへの線形電源２０５Ａが、ＨＧ
Ｂランプ、前部パネルスイッチ、及び他の表示制御要素
のような要素によって使用するため、５ボルト、３アン
ペアを提供する。ゼロクロスオーバスイッチ２０４Ａ
は、ＡＣ−ＤＣ変換電源２０６、２０７、２０８に接続
される。電力は、ゼロクロスオーバスイッチ２０４Ａか
ら直接、ラインＪ３を経て空気圧モジュール１２６に供
給するために使用される絶縁変圧器に供給される。電源
２０６は、この装置のファン、ソレノイド、加熱漕、ド
ライヤー、及びモータに、１２アンペアの２４ボルトＤ
Ｃを供給する。このシステムのためのファン（図示せ
ず）は、電源２００及び本発明を構成する他の要素の下
方に取り付けられ、このように、システム全体のための
強制空気冷却を提供する。電源２０７は、サンプラー、
ヒータ、及び通信要素に１．７アンペアで+/- １２ボル
トを供給する。電源２０７はまた、サンプラ及びシステ
ムロジック処理要素のために１２アンペアで５ボルトＤ
Ｃを供給する。電源２０８は、ペルオキシダーゼ光学ラ
ンプのために６アンペアで５ボルトＤＣを提供する。電
源２０８はまた、ＨＧＢ色彩形１２１、ＤＡＴＡＣ１１
５、基準チャンネル照明アセンブリ、及びＲＢＣ光学ア
センブリ１１７のために１５アンペアで+/- １５ボルト
ＤＣを供給する。今説明しなかった他の要素もまた、必
要なとき電源回路２００から電力を受け取る。
【０１３８】スイッチインディケータ及び電圧ノード１
２４が、電力モジュール２００内に位置し、かつ（ＣＰ
Ｕ及び関連したメモリデバイスを含めて、図１１Ａに示
された）システムコントローラ１０７に接続される。シ
ステムコントローラ１０７が、スイッチインディケータ
ノード１２４を通して各電源を監視し、電圧レベルが、
現在の許容限界内にあるということを確実にする。もし
問題が検出されるならば、警報信号を、オペレータに告
げるためにワークステーション１０３で表示させるため
に発生させることができる。さらに、温度センサは、電
力モジュール２００空気温度及びシステム周囲温度を監
視し、かつこれは、ワークステーション１０３で表示さ
せることができる。本装置のエレクトロニクスアーキテ
クチャを概観した今、以下に特定の要素の詳細な説明を
する。
【０１３９】ワークステーション図１２は、本発明に従
うこの装置の２つの主サブシステム、分析サブシステム
２５０及びワークステーションサブシステム１０３の簡
単化されたブロック図である。ワークステーションは、
カラーモニタ１０８及びキーボード１１１を有するＩＢ
Ｍ互換ＰＣ１０２から成り、かつこれは、ＴＣＰ／ＩＰ
を使ってイーサネット接続を通して分析装置コントロー
ラ１０５にかつプリンタ１１３に接続されている。ワー
クステーションは、フロッピ、ハードディスク及びＣＤ
−ＲＯＭドライブ及びマウスを有することができる。分
析サブシステム２５０は、分析装置コントローラ１０
５、オートサンプラ１６５及びデータ取得ボード１１５
から構成される。ワークステーション１０３は、血液サ
ンプルのテストを開始するソフトウエアを含み、その結
果生じるテストデータを処理し、そしてその結果をグラ
フィック表示する。また、それは、ワークステーション
間通信のためのネットワークに結合することができる。
サブモジュール２５０の電子回路及び電気機械装置を使
用可能にし、アンプルを分析し、そして処理されるべき
テストデータを発生するためのソフトウエアは、ワーク
ステーション１０３からダウンロードすることができ
る。
【０１４０】分析サブモジュール２５０に関して、それ
はハードウエア及びソフトウエアの集合であり、かつそ
れは、流体圧ハードウエア、サンプラ８１８を一緒に制
御しかつモニタし、そして装置ワークステーション１０
３と通信する。コントローラ１０５は、例えば、インテ
ル３８６ｅｘプロセッサでソフトウエアルーチンを実行
する。このアーキテクチャはまた、イーサネット及び制
御エリアネットワーク（ＣＡＮ）カード、ＰＣ１０４バ
ス、ＤＡＴＡＣボード１１５及び、アクセレレーテッド
テクノロジＩｎｃ．から手に入れることのできる”ＮＵ
ＣＬＥＵＳ ＰＬＵＳ”ＲＴＯＳを含んでいる。”ルー
ズ”結合機構が、分析サブモジュールソフトウエアアー
キテクチャにおいて使用されて、保守性、ポータブル
性、及び拡張性を大いに向上させる。ＩＰＣ機構は、モ
ジュール間の唯一の結合である。一般に、プロセスは、
入力のための待ちを阻止するであろう。この入力は、Ｃ
ＡＮＢＵＳ、オートサンプラ８１８、ワークステーショ
ン１０３、バーコードリーダ１７８、１０４から、又は
内部タイマーの満了から生じることがある。
【０１４１】ワークステーション１０３は、本発明部分
を構成しない。しかしながら、それは、本発明によって
使用して、大きなユーザフレキシビリティを提供し、か
つここで開示された臨床血液装置の有用性を高めること
ができる。例えば、システムコントローラ１０５内に存
在するかもしれない通常の機能のいくつか、例えばリセ
ット機能は、１つ又は一連のテストを実行するために装
置制御パネル１２５（図１１Ｂ参照）上でオペレータ入
力選択に応答し、そして、分析コントローラ１０５、Ｃ
ＰＵ１０７上の計算負担を最少化するためにワークステ
ーションに負担させることができる。このように、ワー
クステーション１０３は、４８６ＤＸ６６ＭＨｚＣＰＵ
又はペンティアムクラスＣＰＵのようなより強力なマシ
ンにすることができる。この点で、ワークステーション
ＰＣ１０３は、”立ち上げ”手順を実行するよう構成す
ることができ、かつこれは、全ての必要とされるシステ
ム決定プロセスを起動し、キーシステム属性を初期化
し、ワークステーションディスプレイ上にメインシステ
ムメニューを表示する（従って、システムコントローラ
１０５のための専用表示の必要性を避ける）。クリーン
システム停止を条件として、(i) （装置に接続された）
オンライン又はオフラインオペレーション（例えば、デ
ィスク上のデータで動作）；(ii)立ち上げで起動するた
めのシステム決定モジュールの選択；及び(iii) 立ち上
げで起動するための他のモジュールの選択、によってシ
ステム初期化を構成する能力を可能にしている。
【０１４２】ワークステーションはまた、分析装置コン
トローラ１０５ＤＡＴＡＣから受け取った生ディジタル
データで必要とされる全ての処理を実行し、かつサンプ
ル分析モード、例えば、ＣＢＣ、ＣＢＣ／ＤＩＦＦ等に
よって決定される全ての必要なデータ分析を完成する。
このように、ワークステーション１０３は、好ましくは
圧縮形態で、それが受け取った生データを記憶し、分析
結果を”結果”記憶機構（メモリ、フロッピ、ペーパー
プリントアウト）に出し、そして、分析結果を実行スク
リーン（視覚表示）に出す。好ましくは、ワークステー
ションはまた、取得したデータの後取得で動作するため
のデータ管理処理ソフトウエアを包含している。
【０１４３】ワークステーション１０３が実行すること
のできる別の機能は、分析サブモジュール２５０への中
央アービトレーション及びメッセージ発行ポイントであ
る。それは、他のアプリケーション／プロセスにより必
要とされるようなサブモジュール２５へのメッセージの
発行を処理し、かつサブモジュール２５０のステータス
を受け取り返す。このようなワークステーション１０３
は、制御メッセージの発行のための１つとステータス及
びエラーメッセージの受け取りのためのもう１つの、２
つの単方向”ソケット”上をサブモジュール２５０に接
続することができる。 ワークリスト、ワーク順序、及
びサンプルテストの実行の制御に関して、ワークステー
ション１０３は、選択性（又はより正確な分析モード）
及びヘッダ情報（ＩＤ、日付、時間、サンプルタイプ、
スペーシー等）が、ユーザにより必要とされるときサン
プル毎を基礎として選択されるということを補償するた
めに責任があるかもしれない。それは、必要な情報を、
ユーザ定義のワークリスト（もし１つがアクティブなら
ば）、或いは実行制御ユーザ割り込みスクリーン（もし
それがアクティブで、かつ必要とされる情報を含んでい
るならば）から、或いはデフォルト設定から位置させる
ことができる。このように、ワークステーションは、サ
ンプルがまさに処理されようとしているという通知を受
け取り、かつ関連するソースから必要な分析モード及び
ヘッダ情報を発行することによりこれに反応することが
できる。バーコード読み取りモードにおいて（マニュア
ルＩＤＥＥリーダ１０４又はオートサンプラバーコード
リーダを通して）実行するとき、バーコードデータを受
け取り、従って実行制御スクリーンを更新する。そし
て、ワークリストモードで実行するとき、ワークリスト
データベースから分析サブモジュール２５０に取り出し
た関連するサンプルデータを発行し、かつこの同じ情報
を実行制御ユーザインターフェースに発行する。
【０１４４】ワークステーション１０３により開始され
るような一連のテストの初めに、システムＣＰＵ１０７
は、種々のノードにコマンドを発生して、赤血球（ＲＢ
Ｃ）及び血小板（ＰＬＴ）（集合的にＲＢＣ／ＰＬ
Ｔ）、網状赤血球（ＲＥＴＩＣ）、ヘモグロビン（ＨＧ
Ｂ）、ペルオキシダーゼ（ＰＥＲＯＸ）及び好塩基球
（ＢＡＳＯ）チャンネルからの生データを取得する。Ｒ
ＢＣ／ＰＬＴ及びヘモグロビンデータが取得されると
き、それらは、アナログからディジタル形に変換され、
かつシステムＣＰＵ１０７内のバッファにロードされ
る。ディジタル化生データは、有効性がチェックされ、
かつもし有効ならば、処理のためにワークステーション
１０３に転送される。データ取得期間の終わりに、蓄積
されたＲＢＣ／ＰＬＴ及びＨＧＢデータが、ＲＢＣ／Ｐ
ＬＴ、ヘモグロビン分析プログラムによりワークステー
ションによって分析されて、ＲＢＣパラメータ及び血小
板ＰＬＴ及びヘモグロビンＨＧＢパラメータを計算し、
かつＲＢＣサイトグラムのための閾値及びグラフィック
ス、及びＲＢＣ容量及びＰＬＴヒストグラムのためのグ
ラフィックスを発生する。
【０１４５】同様に、ＰＥＲＯＸデータ取得期間の終わ
りに、ワークステーションに転送される有効ＰＥＲＯＸ
データは、白血球（ＷＢＣ）分析プログラムによりワー
クステーションにおいて分析されて、ＷＢＣパラメータ
を計算し、かつＰＥＲＯＸサイトグラムのための閾値及
びグラフィックスを発生する。ワークステーションに伝
送された好塩基球チャンネルからのデータは、ＷＢＣ分
析プログラムによりペルオキシダーゼチャンネルデータ
の後に分析される。他の２チャンネルのように、好塩基
球データが計算され、かつ報告される。ロビュラリティ
指数がまた計算され、かつ報告され、そして、ＢＡＳＯ
／ロビュラリティサイトグラムのための閾値及びグラフ
ィックスが発生する。網状赤血球サンプルがまた、ワー
クステーションに伝送された後自動的に分析される。網
状赤血球データが取得された後、それらは、アナログか
らディジタル形に変換され、バッファ内にロードされ、
そしてもし有効と決定されたならば、ワークステーショ
ンに伝送されて、記憶される。データ取得期間の終わり
に、ワークステーションに伝送された網状赤血球データ
は、ＲＥＴＩＣ分析プログラムにより分析されて、網状
赤血球の割合を決定するために使用されるヒストグラ
ム、サイトグラム、及び閾値を発生する。
【０１４６】このシステムにより使用されるカラーモニ
タ１０８は、ワークステーション１０３からスクリーン
データを受け取る。プリンタ１１３は、スクリーンデー
タ及びグラフィックス、例えば、テスト結果、統計デー
タ、及びグラフィックス（サイトグラム、ヒストグラ
ム）を、好ましくは複数カラーで、プリントアウトする
ことができる。データ処理技術及び能力の現在の状態か
ら、望ましいことであるとは信じられていないけれど
も、ワークステーションの機能はシステムコントローラ
１０５に統合することができるということを理解すべき
である。
【０１４７】データ取得ボード 図１１Ａに示されたＤＡＴＡＣボード１１５は、フロー
サイトメータ光散乱テストから発生した信号を処理し
て、赤血球数、容量、及びヘモグロビン含有量、血小板
数及び容量を測定する。以下に簡単に説明するように、
セル容量及びヘモグロビン内容は、高角度及び低角度光
散乱技術を使って決定される。このようなテストから発
生した信号は処理され、かつそれから、オペレータによ
る調査のためにワークステーション１０３のモニタスク
リーン上に表示することができ、或いはプリンタ上にプ
リントアウトすることができる。特に、データは、サン
プルセットを構成する多数のセルのそれぞれに対する低
角度低利得、高角度低利得、吸収信号のためＤＡＴＡＣ
１１５により集められる。疑似吸収補正前の網状赤血球
サイトグラム（cytogram）が、高角度散乱及び吸収デー
タを使って発生する。ＲＢＣサイトグラムが、高角度散
乱及び低角度散乱データを使って発生する。
【０１４８】容量（Ｖ）及びヘモグロビン濃度（ＨＣ）
がそれから、セル毎に、低角度散乱及び高角度散乱デー
タを使って計算される。Ｖ及びＨＣのために発見された
値は、各セルに対して疑似吸収を計算するために使用さ
れる。新たなセルデータが、網状赤血球サイトグラムを
再生するために使用される。網状赤血球閾値、上一致閾
値、及び下血小板閾値が、高角度及び吸収ヒストグラム
を使って計算される。ＲＢＣ、網状赤血球、及びアウト
ライアーは、ソフトウエア及び閾値設定を使って分離さ
れる。このシステムは、典型的には、網状赤血球の割合
のみを報告する。網状赤血球の絶対数は、サンプルＩＤ
ＥＥ（即ち、バーコード）番号を一致させ、そしてオー
トサイトケミストリ結果において発見されたＲＢＣ数を
パーセント網状赤血球数に乗算することにより見出され
る。これらの計算は、ＤＡＴＡＣ１１５により提供され
たデータに基づき、ワークステーションにより実行され
る。
【０１４９】図１３は、本発明のＤＡＴＡＣ１１５の入
力及び出力接続の簡単化されたブロック図である。特
に、ＤＡＴＡＣ１１５は、ペルオキシダーゼ光学アセン
ブリ１１６及びＲＢＣ光学アセンブリ１１７の両方から
アナログ信号の形態で血液テストデータを受け取る。こ
れらのアナログ信号は、ＤＡＴＡＣ１１５で受信され、
かつここで、適切なときに、それらは、調整され、増幅
され、ディジタル化され、そしてデータ収集のためにバ
ッファに導かれる。ＤＡＴＡＣ１１５は、５０ピンリボ
ンケーブルを通して分析装置コントローラ１０５のデー
タ取得インターフェースボード（”ＤＡＴＡＣ Ｉ
Ｂ”）１１４に接続される。ＤＡＴＡＣ ＩＢ１１４
は、ＰＣ／１０４パラレルバスを有し、かつこれは、Ｐ
Ｃ／ＡＴシステムアーキテクチャと互換性があり、そし
て標準ＤＯＳ Ｉ／Ｏアドレス空間（０Ｈ−０３ＦＦ
Ｈ）にマップされる。１６の双方向データライン、７つ
のアドレスライン、及びＩ／Ｏ読取り、Ｉ／Ｏ書込み、
及びリセット制御ラインが、ＤＡＴＡＣボード１１５と
ＤＡＴＡＣ ＩＢ１１４の間に備えられる。ＤＡＴＡＣ
ＩＢ ＰＣ／１０４を通してシステムＣＰＵ１０７に
ディジタルセル情報を通すための典型的転送速度は８０
Ｋバイト／秒である。
【０１５０】ＤＡＴＡＣ１１５は、信号増幅、アナログ
及びディジタル処理及びテスト、又は診断機能を実行す
る。ＤＡＴＡＣ１１５は、好ましくは、ハイブリッド回
路及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧ
Ａ）に具体化され、かつこれは、さらに処理するために
アナログ信号入力をディジタル出力に変換する。このよ
うな回路は、分離ディジタル制御回路機能を単一要素ブ
ロック内に組み合わせることによりボードのサイズを減
少させる。さらに、ケーブル要求が減少し、かつモジュ
ラーテスト可能のブロック及びテスト導入ポートが備え
られる。
【０１５１】図１４は、ＤＡＴＡＣ１１５回路の一部の
簡単化されたブロック図であり、かつこれは、信号を処
理し、かつ本装置により実行されるＲＢＣ／ＲＥＴＩＣ
及びＢＡＳＯ血液テストに関する出力を提供するために
使用される。光学台１１７は、４チャンネル上をレーザ
ダイオード１３１（図１４に図示されず）からアナログ
血液テスト信号を提供する。４チャンネルにより提供さ
れる信号パルスは、それぞれ、吸収基準（ＡＲ）信号
（チャンネル４）、散乱低角度（ＳＬＡ）信号（チャン
ネル２）、散乱高角度（ＳＨＡ）信号（チャンネル
１）、及びＲＥＴＩＣ吸収（ＲＡ）信号（チャンネル
３）である。点線１３００により境界された回路は、Ｒ
ＢＣ及びＲＥＴＩＣ血液分析結果を生じるために４チャ
ンネルからのアナログ信号を処理する。後述のように、
低利得信号であるアナログ信号は、増幅器１３０２に入
力され、それからＲＢＣ／ＲＥＴＩＣ血液分析処理のた
めにハイブリッド回路１３０４、比較１３０６及びＦＰ
ＧＡ１３０８に入力される。ハイブリッド回路１３０４
は、アナログディバイダ回路、アナログ利得制御回路、
可変利得増幅器、ＤＣ回復増幅器及びピーク検出回路を
含んでいる。アナログ利得制御回路は、光学チャンネル
照明源のエネルギー変動を比率的に幾分減少させるため
に使用される。ハイブリッド１３０４は実際上（明白に
するために図１４に分離して示された）比較器１３０６
を包含し、かつさらに後述するように、ＦＰＧＡ１３０
８の制御の下で、かつランプ発生器１３１２に応答し
て、ピーク検出アナログ信号のディジタル変換を実行す
るということを理解すべきである。ＦＰＧＡ１３０８
は、ロジックシーケンサ回路、パルス高さ分析回路、及
び制御ロジック回路を包含して、セル不動作時間及び有
効セル数のような変数を計算する。赤血球（ＲＢＣ）及
び網状赤血球（ＲＥＴＩＣ）血液テストのいくつかの一
般的背景は、以下の通りである。
【０１５２】網状赤血球は、依然としてＲＮＡを包含す
る未熟赤血球である。それらは、しばしば、成熟赤血球
（ＲＢＣ）よりも大きい。本発明において、網状赤血球
サンプルは、ＲＢＣチャンネルにおいて試薬オンライン
で化学的に処理される。網状赤血球試薬は、全てのＲＢ
Ｃを容積測定的に取り囲み、そして網状赤血球内のＲＮ
Ａを着色する。適当な試薬及びオンライン培養を可能に
する方法を説明し、かつ参照によりここに組み入れられ
る共通所有の米国特許第５，３５０，６９５号（コリラ
他）を参照されたい。網状赤血球は、２フェーズで決定
される。フェーズ１は、セルの光吸収を測定することに
よるものであり、かつフェーズ２は、ＲＢＣと網状赤血
球の間で識別するソフトウエアによるものである。フロ
ーセル１１０（図１４に図示せず）を通過するＲＢＣ及
び網状赤血球は、低及び高角度で光を散乱し、かつ着色
された網状赤血球はまた、一定割合の光を吸収する。散
乱光信号は、単一プリント回路ボード上のホトダイオー
ドにより検出される。吸収された光の割合、及びあまり
に大きな角度で散乱され収集されなかった光（疑似吸
収）は、どこか他で説明したように、ＲＥＴＩＣ吸収ホ
トダイオードにより検出される。
【０１５３】再び、図１４を参照すると、散乱低角度低
利得チャンネル（チャンネル２）における信号振幅は、
有効セルと考えられる０．６ボルトより大きくなければ
ならない。もし低角度低利得チャンネル２からの信号
が、有効セルのための第一の基準に合致するならば、そ
れは再びＦＰＧＡ回路３０８でチェックされて、パルス
幅が、２−８０ミリ秒の間にあるかどうかが判断され
る。ランプ発生器１３１２は、４つのピーク検出信号を
同時に変換するために１０秒間、ディジタル変換プロセ
スの一部としてランプ信号を供給する。もしパルス幅
が、規定の限界内にあり、かつ第一の基準がまた真であ
るならば、そのとき、信号は、有効セル信号として分類
され、かつ同じセルレーザビーム相互作用のためにチャ
ンネル１、２、３及び４により発生したアナログ信号
は、ディジタルワードに変換され、かつＦＩＦＯバッフ
ァ１３１０内に記憶される。制御ロジック回路１３１４
は、ＦＩＦＯ１３１０からＤＡＴＡＣ ＩＢ１１４（図
１１Ａ参照）を通して分析装置コントローラ１０５への
データの解放を制御する。光源調整回路１３１８は、ハ
イブリッド１３０４内部のアナログディバイダの分母部
分に一定利得設定を提供して、光源におけるいかなる変
化も、ハイブリッドディバイダの分子及び分母により等
しく体験するようにされ、そしてそれ故、ディバイダか
らの標準セルパルス信号を提供する。より一般的に、そ
れは、ハイブリッド１３０４に、自動利得制御電圧のコ
ンピュータ設定のために提供する。従来装置で使用され
ている、エレクトロニクスの校正のためにマニュアル調
整を必要とするポテンショメータ及び他の装置の使用が
避けられるということが、本発明の業績の１つである。
【０１５４】ＲＢＣ／ＲＥＴＩＣテスト期間の間に、コ
ンピュータプログラムは、一致補正を実行して、サイト
グラムデータをＲＢＣ容量及びヘモグロビン濃度ヒスト
グラムに整え、かつ変換する。高角度、高利得データ
が、血小板容量ヒストグラムを形成するために使用され
る。ヒストグラムは、セルサイズパラメータを計算する
ために使用される。ＲＢＣ／ＲＥＴＩＣ比は、不動作時
間及び有効セル数と共に、パーセントＲＥＴＩＣ数及び
ＲＥＴＩＣ指数を計算するために使用される。テスト信
号が処理された後、オペレータはワークステーション１
０３のモニタ上で血液テスト結果の全てを見ることがで
きる。
【０１５５】図１４はまた、チャンネル１及び２からの
信号を処理するＢＡＳＯ血液テスト信号取得回路を示し
ている。ＢＡＳＯ／ロビュラリティサイトグラムの別個
のクラスタへの分離は、ソフトウエア及び一定閾値によ
り実行される。好塩基球は比較的に大きく、かつ低角度
散乱検出器の方向に多くの光を散乱する。顆粒球（ＰＭ
Ｎ）は、高角度散乱検出器の方向に多くの光を散乱する
ことにより単核（ＭＮ）細胞から分離する。ＰＭＮとＭ
Ｎの比は、ロビュラリティ指数（ＬＩ）において使用さ
れる。特に、ＳＨＡ及びＳＬＡ信号は、それらの個々の
ハイブリッド回路１３０４に入力され、かつそれから前
述したように比較器１３０６及びＦＰＧＡ１３０８に入
力されるが、しかしこの場合、ＢＡＳＯ処理のために使
用される。他のチャンネル３及び４からのデータは、Ｂ
ＡＳＯ判断においては使用されない。ランプ発生器１３
１２を通るＦＰＧＡ１３０８からのフィードバック信号
は、ディジタル化のために比較器１３０６により使用さ
れる。ＳＨＡの信号振幅、散乱高角度利得信号（チャン
ネル１）は、有効セルと考えられるべき０．６ボルトよ
りも大きくなければならない。もしチャンネル１からの
ＳＨＡ信号が、有効セルのための第一の基準に合致する
ならば、それは再び、ＦＰＧＡ１３０８においてチェッ
クされて、パルス幅が２−８０Tsecの間にあるかどうか
を判断する。もしパルス幅が規定された限界内にあるな
らば、そしてその振幅が０．６ボルトよりも大きいなら
ば、そのとき信号は有効セル信号として分類され、かつ
アナログ信号は、ピーク検出され、かつディジタルワー
ドに変換されて、相当するＦＩＦＯバッファ１３１０内
に記憶される。
【０１５６】制御ロジック回路１３１４は、ＦＩＦＯ１
３１０からＤＡＴＡＣ ＩＢ１１４を通して分析装置コ
ントローラ１０５へのデータの開放を制御する。低及び
高角度検出器から収集されたデータはそれから、ワーク
ステーション１０３でオペレータにより見ることのでき
るサイトグラムを形成するために使用される。好ましく
は、ＢＡＳＯ信号取得回路は、ＲＢＣ／ＲＥＴＩＣ回路
１３００と同じプリント回路ボード上にある。しかしな
がら、並列セットのハイブリッドを持つ分離回路ボード
及びＦＰＧＡ回路がまた使用できるであろう。
【０１５７】図１６を参照すると、図１４のハイブリッ
ド１３０４を含むＤＡＴＡＣ１１５の入力セクションの
機能図解図が示されている。各入力チャンネルは、典型
的にはアナログ信号でディバイダ動作を実行する自動利
得制御回路３０４ｂを備えている。分割機能の値は、マ
スタ利得制御回路３０４ａにより制御される。他の自動
利得制御回路がまた使用することができる。アナログス
イッチ３０２ａが、ＤＡＴＡＣ１１５を通して４つの可
能な低利得入力信号の制御及び方向を制御するために使
用されて、以下のように４つの比較器１３０６に入力さ
れるべき異なる出力アナログ信号を得る。即ち、比較器
３０６ａへの広角度散乱ＲＢＣ又はＢＡＳＯアナログ信
号、比較器３０６ｂへの血小板アナログ信号、比較器３
０６ｃへの低角度散乱ＲＢＣ又はＢＡＳＯアナログ信
号、及び比較器３０６ｄへのＲＥＴＩＣアナログ信号で
ある。図１４又は図１６に示されていないけれども、各
ＡＣ結合アナログ信号のためのＤＣ電圧回復回路が、好
ましくは比較器１３０６への入力で使用される。例え
ば、図１７のＰＥＲＯＸ信号処理回路における同様な回
路を参照のこと。減算回路３０２ｄが、周知のように、
通常の差動減算技術を使ってＲＥＴＩＣ信号を得るため
に使用される。アナログスイッチ３０２ｃが、相当する
ディバイダ回路３０４ｂを通して低角度高利得信号及び
ＲＥＴＩＣ信号の１つの通過を選択するために使用され
る。
【０１５８】テスト発生器制御回路３０１Ａが、（光検
出器のみをバイパスすることにより）ＤＡＴＡＣ１１５
入力に所定の有効アナログ信号を発生するテスト発生器
回路３０１ｂを動作させ、データ取得及び信号処理装置
で診断及びトラブルシューティングテストを実行するた
めに使用される。このオンボードテスト信号導入は、こ
の装置を自動的に校正すると共に、システム完全性をテ
ストしかつ機能不全を診断するために既知のパルス幅、
パルス高さ、及びデューティサイクル信号を使用する。
例えば、システムコントローラ１０５又はワークステー
ション１０３は、テスト発生器制御回路３０１ａ及び適
切な動作を確認すべき適切なアナログスイッチを作動す
るために、特別の時、又は期間に、例えば、起動時又は
リセット時にエレクトロニクスの保守チェックを実行す
るようプログラムすることができる。好ましくは、それ
はまた、例えば、フィールドサービス検査又は始動中
に、マニュアルで作動することができる。この点で、テ
スト信号の大きさは、全てのアナログシステム要素の未
飽和テストを行うために使用することができる。さら
に、テスト信号の同期化は、ディジタル化、計数及びモ
ニタ上へのパルス対の表示を可能にする。このテストシ
ステムは、正常動作中不能にされる。
【０１５９】図１５は、ペルキシダーゼアナログチャン
ネルアーキテクチャ１３３５の簡単化されたブロック図
である。ＰＥＲＯＸ光学アセンブリ１１６は、２つの信
号、低利得散乱信号ＣＨ１及び高利得吸収信号ＣＨ４を
発生し、かつこれらは、ハイブリッド１３４２及び１３
４７にそれぞれ入力される。チャンネル１からの高利得
散乱信号は、ハイブリッド増幅器３３８に導かれ、ハイ
ブリッド回路１３４２に導かれ、それから比較器１３４
４に、そしてＦＰＧＡ回路１３４６に導かれる。同様
に、チャンネル４からの高利得吸収信号は、ハイブリッ
ド回路１３４７に、それから比較器１３４９に、そして
ＦＰＧＡ回路１３４６に導かれる。比較器１３４４及び
１３４９は、ＦＰＧＡ回路１３４６により制御されるラ
ンプ発生器１３４８からの第二の入力をそれぞれ有して
いる。ＰＥＲＯＸ分析期間の間、散乱チャンネルにおけ
る信号振幅は、有効セル信号と考えられるべき０．６ボ
ルトよりも大きくなければならない。ＲＢＣ／ＰＬＴ、
ＲＥＴＩＣ及びＢＡＳＯデータ取得チャンネルにおける
ように、この信号は再びチェックされて、それが、２−
８０Tsecの間のパルス幅の有効セル基準に合致するかど
うかを判断する。もしそうならば、散乱及び吸収チャン
ネル（Ｘ及びＹ）におけるアナログパルスはピーク検出
され、ディジタルワードに変換され、かつＦＩＦＯバッ
ファ１３５０及び１３５２内に記憶される。制御ロジッ
ク回路３５４は、図１４に示されるように、ＦＩＦＯに
記憶されたデータ信号の分析装置コントローラ１０５へ
の開放を制御し、かつこれはそれから、ＰＥＲＯＸサイ
トグラムを形成するために使用される。散乱チャンネル
における信号パルスはまた、不動作時間カウンタにより
測定され、かつパルス幅がチェックされて、この信号が
有効セルカウンタにより計数されるかどうかを判断す
る。
【０１６０】図１７を参照すると、図１５のＰＥＲＯＸ
チャンネル部分のさらに詳細が示されている。図１６の
ＲＢＣ／ＢＡＳＯ回路と同様に、ＰＥＲＯＸチャンネル
はまた、アナログスイッチ３０２ａを含み、かつこれは
この場合、一方で、ＣＨ１の高利得散乱入力及びＣＨ４
の高利得吸収入力と、他方で、（テスト発生器コントロ
ール３０１ａの制御の下で）テスト発生器３０１ｂによ
るテストパルス出力の間で、選択することができる。Ｐ
ＥＲＯＸチャンネルはまた、自動利得制御回路３０４ａ
及びディバイダ回路３０４ｂを含み、かつこれは、それ
ぞれ２つのアナログ信号チャンネルＣＨ１及びＣＨ４の
ために自動利得制御をする。再び、別の自動利得制御回
路が使用できるであろう。
【０１６１】自動特制御の出力で、アナログ信号は減衰
器回路３０４ｃに入力され、かつこれは、０から１の範
囲のプログラム可能の利得を増幅器回路３０４ｄに提供
し、そしてこれは、利得５、及びＡＣ結合アナログ信号
のＤＣ回復を提供する。減衰器回路３０４ｃは、これら
のアナログチャンネルにおける利得の校正を選択するた
めにシステムコントローラ１０７により動作される。各
増幅器回路３０４ｄの出力は、ピーク検出回路に、かつ
分離して比較器１３４４に供給される。比較器１３４４
は、どこか他で説明したように、潜在的に有効なパルス
を識別するために使用される０．６Ｖ閾値を提供する。
ピーク検出器は、信号が有効パルスからであるというこ
とを確認するＦＰＧＡ１３４６に応答して、ピーク値を
取得する。図１４及び図１６に例示されたＲＢＣ／ＢＡ
ＳＯ／ＲＥＴＩＣ回路のハイブリッド１３０４におい
て、図示されていないけれども、同じ減衰器及び増幅器
回路３０４ｃ及び３０４ｄが使用されるということを理
解すべきである。さて、図１７のＦＰＧＡ１３０８のス
テート図を参照すると、ＤＡＴＡＣ１１５におけるＦＰ
ＧＡ１３０８の”シーケンサ”部分の動作を今説明す
る。このシーケンサは、次の定義された入力及び出力を
有している。
【０１６２】 入力 定義／コメント Ｉ１５ リセット 分析装置コントローラ１０５により発行 Ｉ１０ セル ４つのハイブリッド１３０４の１つにより発行 （ソフトウエア選択可能） Ｉ９ ＦＩＦＯフル メモリの１つがフルの時４つのＦＩＦＯ１３１０の いずれかにより発行 Ｉ６ カウンタＳＤ 内部８ビットカウンタの上バイト Ｉ３ カウンタＬＳＤ 内部８ビットカウンタの下バイト 出力 定義／コメント Ｆ０ ダンプ ハイブリッド１３０４の内側の回路に入力信号をイ ネーブルするために使用。そのピーク値にチャージ するための各チャンネルにおけるアナログ入力信号 Ｆ１ ディスエーブル ハイブリッド１３０４の内側の回路への入力信号。 ピーク検出器をディスエーブルするために使用。 Ｆ２ ランプイネーブル ランプ発生器１３１２への入力信号。単一傾斜アナ ログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器 Ｆ３ ＦＩＦＯ書込 ＦＩＦＯ１３１０への入力信号。Ａ／Ｄ変換器出力 を一時的に記憶するために使用 Ｆ４ 比較器クリア ＦＰＧＡ１３０８の内部回路への入力信号。別のＡ ／Ｄ変換器サイクルの用意をして内部フリップフロ ップをクリアするために使用 Ｆ５ カウンタロード ＦＰＧＡ１３０８の内部回路への入力信号。カウン タをゼロに初期化するために使用 Ｆ６ カウンタ ＦＰＧＡ１３０８の内部回路への入力信号。内部カ イネーブル ウンタ回路を開始させるために使用（カウンタは自 由動作の１０メガヘルツクロックサイクルに基づい て０．１マイクロ秒毎にインクリメントされる）
【０１６３】このステートオペレーションは以下の通り
である。”ブートアップ”時に、分析装置コントローラ
１０５は、リセットコマンドを発行し、かつシーケンサ
及びその入力をリセットステート（３Ｆ）にする。リセ
ットステートにある間に、もしセル（Ｉ１０）パルスが
低ならば、シーケンサはステート０に動き、かつセル
（Ｉ１０）パルスの先縁が到達するのを待つ。セル（Ｉ
１０）パルスの先縁がＦＰＧＡ１３０８に入るとき、ロ
ジック０ダンプ（Ｆ０）信号がハイブリッド１３０４に
発行され、かつロジック１カウンタロード（Ｆ５）信号
は、シーケンサがステート１に動くときＦＰＧＡ１３０
８内部カウンタに発行される。ダンプ（Ｆ０）信号は、
各ハイブリッド１３０４におけるピーク検出器ステージ
を、アナログ入力パルスのピーク値にチャージさせ、そ
してディスエーブル（Ｆ５）信号は、内部カウンタをゼ
ロに初期化する。
【０１６４】セル（Ｉ１０）の後縁がＦＰＧＡ１３０８
に入るとき、それは、信号持続期間が２マイクロ秒より
も大きく、かつ８０マイクロ秒よりも小さいかどうかを
判断するためにテストされる。これは、ステート１〜ス
テート５で達成される。ステート１にある間、もしセル
（Ｉ１０）パルスが低になるならば（即ち、パルスが２
マイクロ秒よりも小さいならば）、シーケンサは、ステ
ートＣに動き、かつピーク検出信号のチャージを停止す
るためにロジック１ダンプ（Ｆ０）信号を発行する。ス
テートＣにある間に、カウンタがゼロに初期化され、か
つシーケンサが、その出力を既知のリセット状態にする
リセットステート（３Ｆ）に動かされる前に、シーケン
サは１マイクロ秒に等しい０Ａｈｅｘの１６進カウント
を待つ（即ち、ＭＳＤ＝０、及びＬＳＤ＝Ａ）。もしシ
ーケンサがステート５にまで動き、かつセル（Ｉ１０）
パルスが低にならなかったならば、そのときパルスは８
０lsecよりも大きくかつシーケンサは前述のようにステ
ートＣに動いて、別のセル（Ｉ１０）パルスを待つ。も
し任意の時にセル（Ｉ１０）がステート１と５の間に低
になるならば（即ち、セルは、有効セルのための基準に
合致するならば）、ロジック１ディスエーブル（Ｆ１）
及びロジック０カウンタロード（Ｆ５）信号が発行さ
れ、かつシーケンサはステート６に動く。
【０１６５】ステート６にある間に、カウンタはゼロに
初期化され、かつロジック１ランプイネーブル（Ｆ２）
信号は、ランプ発生器１３１２に発行される。ランプ発
生器１３１２へのこの信号は、０〜１０ボルト線形傾斜
を開始する。線形傾斜の安定化のために０．２lsec間計
数した後、シーケンサはステート７に動き、かつここ
で、そのカウンタは再びゼロに初期化される。ハイブリ
ッド１３０４内側の比較器の入力で確立する線形傾斜
は、アナログ入力信号のピーク値電圧と比較される。こ
の傾斜がピーク値電圧を少し超えると、比較器出力は状
態を切り換える。それは、ピーク値アナログ信号に等価
な比較器からの出力の持続期間であり、それによってＡ
／Ｄ変換を実行する。この傾斜が比較器に確立する期
間、カウンタは１０ＭＨｚでその時間をクロックし、か
つその値は、ＦＰＧＡ１３０８内側の個々の内部８ビッ
トラッチにラッチされる。傾斜が１０lsec間イネーブル
にされた後、ロジック１カウンタイネーブル（Ｆ６）
は、内部カウンタを不能にするために発行され、ロジッ
ク０比較器クリア（Ｆ４）は、ＦＰＧＡ１３０８内側の
比較器に発行され、そしてシーケンサはステートＥに動
く。比較器クリア信号は、別のＡ／Ｄコンバータサイク
ルのためにＤＡＴＡＣ１１５を用意するためにカウンタ
イネーブル信号と同時に発行される。
【０１６６】ステートＥにある間に、もしＦＩＦＯバッ
ファ１３１０メモリのいずれかが満たされるならば、シ
ーケンサはステートＤに動き、かつここで、それは、内
部カウンタを不能にして、分析装置コントローラ１０５
がＦＩＦＯの読み取りを開始するのを待つ。ＦＩＦＯメ
モリが空になるとき、シーケンサはステート９に動き、
かつここで、それは、ラッチされたピーク検出値信号を
個々のＦＩＦＯ３１０に記憶するのを始めることができ
る。シーケンサがステートＥに動き、かつＦＩＦＯメモ
リがいっぱいでないということを検出するとき、カウン
タは不能にされ、かつシーケンサはステート９に動く。
ステート９において、カウンタはゼロに初期化され、か
つ０．１lsec後、シーケンサは、ピーク検出器ステージ
をイネーブルにするためにハイブリッド１３０４にロジ
ック１ダンプ（Ｆ０）信号を、変換傾斜をオフにするた
めにロジック０ランプイネーブル（Ｆ２）信号を、ＦＩ
ＦＯメモリ内側のラッチされた変換データを記憶するＦ
ＩＦＯ３１０にロジック０ＦＩＦＯ書込（Ｆ３）信号を
発行し、そして、シーケンサはステートＡに動く。
【０１６７】ステートＡは、０．３lsec間ＦＩＦＯ書込
（Ｆ３）信号を低に保持し、かつそれからステートＢに
動き、そこでそれは、ＦＩＦＯ３１０へのデータ書込み
を停止する。ステートＢにある間に、シーケンサは、チ
ャージされたピーク検出ステージ出力信号を待ち、リセ
ットステート（３Ｆ）に戻る前に０ボルトレベルに降下
させ、そしてここで、シーケンサは変換すべき別のセル
（Ｉ１０）を待つ。説明したように、ＤＡＴＡＣ１１５
ボードは、信号取得回路がピーク検出０．６Ｖ閾値を越
える全ての信号に対して使用中であるという時間を示す
セル不動作時間信号、及び０．６Ｖ閾値及び２−８０Ts
ecパルス幅テストを満足するパルスの計数である有効セ
ル計数信号を出力する。ＤＡＴＡＣ１１５はまた、光パ
ワー信号を供給し、かつこれは、吸収低利得アナログ信
号のディジタル測定を供給しかつ光源の平均パワーを表
している。
【０１６８】ＰＥＲＯＸ光学台１１６は、より少ない光
学要素が必要とされかつ異なる光源、即ち、タングステ
ンランプ及びイルミネータアセンブリが使用されるのを
除いて、ＲＢＣ／ＲＥＴＩＣ／ＢＡＳＯ光学台１１７と
同様に構成することができるということを理解すべきで
ある。或いは、市販のＨ* ３システムモデル臨床血液装
置において使用されるＰＥＲＯＸ光学台は、本発明にお
いて使用するのに適している。しかしながら、好適具体
例において、ブートストラップ増幅器を組み合わせる低
利得増幅器を使用して、好ましくは、ＤＡＴＡＣボード
１１５の一部として取り付けられる増幅器（図示せず）
にチャンネル１及び４上を低利得アナログ信号を伝送す
ることができる。実際、この構成において、図２０Ｂに
示されたチャンネル１及び４の高角度散乱及び吸収基準
信号を処理するための同じ回路が使用することができ、
それによって必要とする回路数を最小化する。
【０１６９】詳細はＨＧＢノードと関連して後述するヘ
モグロビン決定は、通常５４６ナノメータで色彩計測的
に通常に実行される。それは、ＤＡＴＡＣ１１５の一部
ではないけれども、ここで、光学データ取得に関して簡
単に説明する。各測定のために、反応したサンプル、試
薬及び希釈混合物を包含する反応容器を通して伝達され
る光に正比例する信号電流は、ホトダイオードにより発
生する。この信号電流は、電圧に変換され、それから、
ＨＧＢノード１２２（図１１Ｂ）で、アナログーディジ
タル変換器に出力される。それから、等価なディジタル
ワードが、ＣＡＮＢＵＳ（図１１Ａ）を通して分析装置
コントローラ１０５内のシステムＣＰＵ１０７に出力さ
れる。ＣＰＵ１０７は、光学密度指示の光伝達指示にお
ける変化によりヘモグロビン濃度を決定する。各ＨＧＢ
測定後、ベースライン基準信号は、反応容器内のリンス
溶液を使って監視される。
【０１７０】レーザドライブ及びＲＢＣ検出回路アーキ
テクチャ 図１９を参照すると、レーザダイオード１３１の動作を
制御し、かつ赤血球（”ＲＢＣ”）光学アセンブリ１１
７から供給される光学出力を検出する回路構成が例示さ
れている。光学信号は二重線によって示され、かつその
電気接続は単一線により通常に示されている。図１９に
示されるように、レーザダイオード１３１の出力は、Ｒ
ＢＣ光学アセンブリ１１７を通って、そして、本明細書
のどこか他で説明するように、台から出る４つの光学信
号を生じる。４つの光学信号は、サンプルフローセル１
１０の上流に得られる吸収基準ＡＲ、及びフローセル１
１０の下流に得られる散乱低角度ＳＬＡ、散乱高角度Ｓ
ＨＡ、及び網状赤血球（”ＲＥＴＩＣ”）吸収ＲＡであ
る。これらの光学信号のそれぞれは、ホトダイオード２
２４、３４６、３４５、及び３１５として示された光検
出器により別々に検出される。各光検出器は好ましく
は、光−電流ピンダイオード検出器、例えば、浜松ピン
シリコンホトダイオードモデル５１２２３−０１（又は
６１８−６０８１−０１）又はそれに等価なものであ
る。これら検出器ダイオードのそれぞれは、アクティブ
なブートストラップ増幅器構成において、低利得前置増
幅器４１０間に結合され、そして個々の低利得増幅器４
２０によりフィルターされ、反転され、かつバッファさ
れる。各増幅器４２０の出力はそれ故、低利得電気信号
である。これらの４つの電気出力は、それぞれ比較的に
長いケーブル、例えば、略２フィートの長さ、に沿っ
て、試験中の血液サンプルを分析する際に使用するため
に、ＤＡＴＡＣ１１５に入力される。
【０１７１】構成及び保守性を改良することである本発
明の目的の観点で、３つの検出器ダイオード３４６、３
４５、及び３１５が、個々の増幅器４１０及び４２０と
共に、単一プリント回路ボード３５２上に取り付けられ
て、その検出器ダイオードは、３つの光学信号ＳＬＡ、
ＳＨＡ及びＲＡのビーム軸に関して一定の予め整列した
状態に配置される。これにより、従来技術の装置におい
てなされたように、３つの別個の回路ボードを整列させ
る問題が避けられる。それはまた部品数を減らし、マシ
ンシャーシへの回路ボードの相互接続を簡単化し、より
経済的な複数の分離要素集積回路パッケージの使用を可
能にし、そして部品実装可能面積、ケーブル接続、及び
電力消費要求を減らすので、それはまた有利である。吸
収基準光学信号ＡＲは、ＲＢＣ光学アセンブリ１１７の
他端でフローセル１１０の上流に得られるので、光学ア
センブリベースに直接取り付けられた別個のプリント回
路ボード２２７上に検出器２２４及びその前置増幅器４
１０を位置決めすることがより好都合である。しかしな
がら、代換え品として、プリント回路ボード３５２上に
検出器２２４及びその増幅器４１０を取り付け、そして
光学信号ＡＲを検出器２２４に導くための光学ファイバ
又はミラー（図示せず）を使用することが可能である。
実際、光学ファイバは、共通プリント回路ボード上に好
都合に取り付けられたピンダイオード光検出器に光学入
力のそれぞれからの光を結合するために使用することが
できるであろう。
【０１７２】本発明の別の利点は、比較的に低利得電子
信号のみが高利得増幅器までのかなりの回路長に沿って
通されるように、検出器回路（ボード２２７及び３５
２）における高利得増幅器の省略である。この構成によ
り、クロストーク干渉が避けられるが、これは、検出器
回路からの比較的長いケーブルにわたって信号処理ボー
ドに伝達される高利得信号を有する従来技術の装置にお
いてかなりの問題となっていた。それはまた、エレクト
ロニクスのために高い帯域幅を得るのに役立つ。さて、
図１９及び図２０を参照すると、増幅器４１０及び４２
０の好適具体例が、散乱低角度検出回路（チャンネル
２）のために例示されている。この具体例において、増
幅器４１０は、２つの演算増幅器４１１及び４１２から
構成される。増幅器４１１は好ましくは、単一利得を有
するホトダイオード３４６のための電圧フォロワーとし
て構成されるタイプ３５６演算増幅器である。ホトダイ
オード３４６は、増幅器４１１の出力と非反転入力との
間に、キャパシタ４１７と直列に接続される。キャパシ
タ４１７は、例えば２２Ｔｆキャパシタである。抵抗器
４１８は、検出器３４６とキャパシタ４１７の間の接続
点と、＋１５ボルト電源の間に接続される。抵抗器４１
８は、好ましくは、８０．６ＫＡである。増幅器４１２
は好ましくは、検出器３４６のアノードに接続された反
転入力及びアースに接続された非反転入力を有するモデ
ル３５７演算増幅器である。増幅器４１２は、並列接続
されたキャパシタ４１３及び抵抗器４１４を含むフィー
ドバックループを有している。キャパシタ４１３は好ま
しくは、１．２ピコファラッドであり、かつ抵抗器４１
４は好ましくは、３０１ＫＡである。
【０１７３】増幅器４１２の出力は、ＲＣフィルタネッ
トワーク（図１９に図示せず）を通して、増幅器４２１
として図２０に示された増幅器４２０の反転入力に接続
される。ＲＣフィルタは、抵抗器４２２及び４２３及び
キャパシタ４２４を含み、好ましくは、１ＫＡ，１．８
７ＫＡ、及び１０ｐｆの値をそれぞれ有している。増幅
器４２１は、好ましくはモデル３５７演算増幅器であ
り、かつ２つの直列抵抗器４２８及び４２９と並列にキ
ャパシタ４２７を含むフィードバックループを有してい
る。キャパシタ４２７は、好ましくは１．２ｐｆであ
り、かつ抵抗器４２８及び４２９はそれぞれ２０ＫＡで
ある。それから、増幅器４２１の出力は、ＤＡＴＡＣ１
１５に通される電気散乱定格度出力信号を供給する１０
０Ａ抵抗器４３０に通される。この出力信号は、この装
置における他の信号からのクロストークによる劣化を受
けることなく、略２フィートの距離のケーブル上を通過
することができる。増幅器４１１、４１２及び４２１の
それぞれは、±１５ボルトバイアス電圧を供給し、かつ
これはまた、図２０に示されるように０．１Ｔｆキャパ
シタ４３１を横切ってアースに結合される。散乱広角度
信号を検出するための回路は、増幅器４２０のフィード
バックループ内に１つの２０ＫＡ抵抗器のみがあるとい
う点でのみ、散乱定格度回路検出器とは異なっている。
【０１７４】吸収及び基準信号ＡＲ及びＲＡを検出する
ための回路は、電圧フォロワー増幅器に結合された＋１
５ボルト電源が−１５ボルトに変更され、ピンホトダイ
オードの極性が逆にされ、そして図２１Ｂを参照する
と、キャパシタ４２４が１．０ｐｆキャパシタと取り替
えられ、抵抗器４２２が１０ＫＡ抵抗器と取り替えら
れ、そして抵抗器４２３が５０ＫＡポテンショメータと
取り替えられるように、増幅器４１１と４１２の間のＲ
Ｃフィルタネットワークが可変抵抗ＲＣネットワークと
取り替えられるのを除いて、散乱高角度検出回路のため
の回路と同じである。電圧源の極性における差は、散乱
低及び高角度がダークフィールド吸収を検出するという
事実を説明することができるのに対して、吸収及び基準
検出器は明るい（光）フィールド吸収を検出する。５０
ＫＡポテンショメータは、明るいフィールド吸収信号の
ための前置増幅器４２０に可変利得を提供するために使
用される。
【０１７５】検出回路の構成は、低及び高角度散乱が
０．５から１．５ボルトピーク値の正のパルス、及び例
えば１０マイクロ病の信号パルス幅（略２メータ／秒の
割合でフローセル１１０を通るセルの公称フローを仮定
している）を発生するように、粒子の検出に相当するパ
ルス高さ出力を供給することができる。これに反して、
吸収基準及びＲＥＴＩＣ吸収は、５−７lsecの公称パル
ス幅で略１．５ボルトピーク値の正方向パルスを発生す
るために調整可能の利得を有している。ボード１４０と
して図１９に示されたレーザダイオード１３１を駆動す
るための回路は、図２１に詳細に示されている。レーザ
ダイオード１３１は、共通帰還アースに接続されている
ケースターミナルＴ1 、電流出力ターミナルＴ2 、及び
ドライブ電流出力ターミナルＴ3 を有している。ドライ
バ回路は、ターミナルＴ2 とＴ3 の間に接続されてい
る。適当なレーザダイオード１３１は、東芝モデルＮ
ｏ．ＴＯＬＤ９２２５（Ｓ）である。
【０１７６】レーザダイオードドライバ回路は、演算増
幅器４４１、トランジスタ４４２、調整された−５ボル
トソース４４３、＋２．４ボルト基準４４５、及び±１
５ボルト基準電圧源を含んでいる。増幅器４４１は、好
ましくはモデル３５６演算増幅器であり、その反転入力
に３信号の和を有している。第一に、抵抗器４４４、２
００オーム抵抗器間に通されるレーザダイオードＬＤの
ターミナルＴ2 からの信号；第二に、増幅器４４１から
のフィードバック信号、及び第三に、ポテンショメータ
４４６を通過する基準電圧４４５からの信号である。好
ましくは、ポテンショメータ４４６は、３００Ａ〜６０
０Ａ抵抗範囲を提供し、かつ基準電圧は、＋２．４ボル
トＤＣである。増幅器４４１の非反転入力は、アースに
接続されている。
【０１７７】増幅器４４１の出力は、好ましくはモデル
２２２２Ａトランジスタであるトランジスタ４４２のベ
ースに入力される。トランジスタ４４２のコレクタは、
１０Ａ抵抗器４４７を横切ってレーザダイオード１３１
のドライブ電流出力ターミナルＴ3 に結合される。抵抗
器４４７間で検知される電圧ＶCMは、レーザダイオード
ドライブ電流ＩL に比例している電圧である。トランジ
スタ４４２のエミッタは、タイミング回路を、好ましく
は並列に接続されたキャパシタ４４８及び抵抗器４４９
を含むＲ−Ｃネットワークを横切って、増幅器４４１の
反転入力に結合される。タイミング回路は、たとえば、
最大１マイクロ秒の高速応答時間を持つ増幅器に提供す
る。この応答時間は、ＲＢＣチャンネルパラメータの感
度をフローセル内のシースフローの速度に減少させ、か
つサンプリング処理能力を増加するように、少なくとも
３５０Ｋｈｚの最小帯域幅に相当する。好適具体例にお
いて、キャパシタ４４８及び抵抗器４４９の値は、それ
ぞれ１００ｐｆ及び５６８Ａになるように選択される。
トランジスタ４４２のエミッタはまた、抵抗器４５０を
横切って−５ボルトのドライブ電圧ソース４４３に接続
される。抵抗器４５０は、例えば、１０Ａである。この
回路で使用される抵抗器は好ましくは、１％精度限界を
有する十分に調和した、熱的追跡抵抗器である。
【０１７８】本発明によると、レーザダイオード１３１
のパワー出力は、レーザダイオード電流ＩL を調整する
ためにポテンショメータを変更することにより容易に制
御することができる。説明したように、ダイオード電流
ＩL は、トランジスタ４４２のコレクタ内の抵抗器４４
７間の電圧ＶCMを追跡することにより監視される。ダイ
オード電流はそれから、トランジスタ４４２により制御
され、かつその出力は、増幅器４４１の反転入力にフィ
ードバックされる。好都合に、トランジスタ４４２は、
演算増幅器４４１のフィードバックループ内にあるの
で、それは、ドライバ回路要素変動とは独立して動作
し、かつ演算増幅器出力により制御される。公知の従来
技術の設計に関して、本発明のレーザダイオードドライ
バ回路は、改善された寿命（後述）及び応答時間（帯域
幅）、即ちレーザの動作に対してより高速の制御を提供
する。好都合に、レーザドライバ回路１４９はまた、最
小数の部品を使用し、かつ線形モードの非常に安定した
動作を提供する。結果として、実質上、トランジスタ４
４２の飽和、即ち非線形動作はない。ドライバ回路はま
た、固定線形モードで動作するので、改善されたバラン
ス制御をし、かつフィードバックループ内のＲＣネット
ワークの抵抗器４４９及びキャパシタ４４８の値の時定
数を選択することにより帯域幅制御をする。この結果、
大きなサンプル処理能力可能性を生じる。
【０１７９】レーザダイオードドライバ回路１４９及び
レーザダイオード１３１は、３つの基本機能を提供する
単一プリント回路ボード上に好都合に取り付けることが
できる。１つは、レーザダイオード１３１を駆動するた
めに定常状態電流を提供することである。第二の機能
は、レーザダイオード１３１を定電力モードに維持する
ためにダイナミックフィードバックループを作ることで
ある。第三の機能は、電流ＩL を表す電圧ＶCMを監視す
ることによりレーザダイオード電流ＩL の上限状態を検
出し、かつ示すことである。好ましくは、ポテンショメ
ータ４４６を調整することによりレーザダイオードドラ
イブ電流ＩL を設定するため、そして（図１９に図示さ
れていない）電圧監視に使用するためのドライブ電流Ｉ
L 下限のための閾値を設定するため、同様なポテンショ
メータ（図２１に図示せず）を調整することにより、プ
リント回路ボード１４９上で調整がなされる。マニュア
ル調整ポテンショメータ４４６が、模範的な装置として
図示されているけれども、適当なソフトウエア指令を実
行するマイクロプロセッサにより抵抗を制御することが
できるようにディジタル制御可変抵抗装置がまた使用す
ることができるであろう。好都合に、図２１に示された
回路は、１．５”×１．５”プリント回路ボードの一方
の側に取り付けられた表面取付要素及びポテンショメー
タを使って構成することができる。
【０１８０】図２１及び図２２を考慮すると、レーザド
ライバ回路及びその電源は、電流過渡中にレーザダイオ
ード１３１がオンになるのを防ぐように動作する。従っ
て、レーザダイオードドライブ電圧源４４３は、ダイオ
ードドライバ回路に電力供給する他のＤＣ供給電圧、即
ち、＋１５、−１５及び＋２．４ボルト供給に関して、
ターンオン、ソフトスタート遅延時間、例えば、０．５
〜１．０秒を備えている。このような動作は、レーザダ
イオード１３１の寿命を改善する。図２２を参照する
と、ターンオン、ソフトスタート遅延−５ボルト基準電
圧４４３は、＋１５及び−１５ボルト電源に結合された
変換回路を使って得られる。この変換回路は、ソフトス
タート回路４５３、５ボルトレギュレータ４５４、及び
フィルタ回路４５５を包含している。フィルタ回路４５
５の出力は、ターンオン、ソフトスタート遅延の−５ボ
ルト電源４４３である。ターンオン遅延は、他のＤＣ電
源及び基準電圧に関して、典型的には０．５〜１．０秒
にセットされる。他の時間を使用することができる。
【０１８１】ソフトスタート回路４５２は、好ましく
は、電圧レギュレータ４５４への入力信号の供給を遅延
させる回路である。この回路は、それぞれがモデル２Ｎ
２９０５トランジスタである２つの縦続トランジスタ４
５７及び４５８を含んでおり、−１５ボルト電源が、ス
イッチ４５９でこの回路に切り換えられるとき、キャパ
シタ４６１と並列に、かつ抵抗器４６２と直列にキャパ
シタ４６０のＲＣネットワークにより生じた遅延で、ト
ランジスタ４５７及び４５８をオンにするよう動作す
る。抵抗器４６２は、トランジスタ４５７のベースとコ
レクタの間に接続されている。キャパシタ４６０及び４
６１の他端は、共通帰還アースに接続されている。キャ
パシタ４６０は０．１Ｔｆ、キャパシタ４６１は２．２
Ｔｆ（１０％、３５Ｖ定格）、及び抵抗器４６２は１０
０ＫＡにすることができる。ＲＣネットワークは、０．
５〜１秒の時定数を提供し、かつその端で、−１５ボル
ト電源がトランジスタ４５８を通して電圧レギュレータ
４５４の入力に完全結合になる。これが生じるとき、即
ち、遅延後、電圧レギュレータはオンになり、かつ調整
された−５ボルト出力（４４３）を供給する。この遅延
中、＋１５、−１５、及び＋２．４ボルト電源が、図１
９のライン４５１により示されるように、レーザダイオ
ードドライバ回路ボード１４９に直接通される。電圧レ
ギュレータは好ましくは、外部放熱器を有するナショナ
ルセミコンダクタのような販売者から利用可能のモデル
ＬＭ３２０Ｔ−５である。
【０１８２】フィルタ４５３は、共通帰還アースと電圧
レギュレータ入力の間に並列に接続された２つのキャパ
シタ４６３及び４６４からなり、かつ入力ノイズフィル
タのために利用される。フィルタ４５５は、並列キャパ
シタ構成４６５、４６６及び並列抵抗器４６７を有して
いる。キャパシタ４６５及び４６６は、出力ノイズフィ
ルタ及び改善された電圧調整を提供する。抵抗器４６７
は、電圧レギュレータ４５４を最少に負荷するために使
用される。キャパシタ４６３及び４６５は好ましくは、
２２Ｔｆ（１０％、３５ｗ定格）、キャパシタ４６４及
び４６６は０．１Ｔｆ、及び抵抗器４６７は１６０Ａ
（５％、1/4 ワット定格）である。再び、図２２を参照
すると、＋１５電源がまた、＋２．４基準信号を発生す
るために２．４Ｖゼナーダイオード４５６（モデルＩＮ
４３７０Ａデバイス）を含む変換回路に通される。＋１
５電源は、並列キャパシタ４６８（２２Ｔｆ、１０％、
３５ｗ）及び４６９（０．１Ｔｆ）、及びゼナーダイオ
ード４５６と並列の抵抗器４７０（５１０Ａ、５％、1/
2 ワット）を含むフィルタに通される。キャパシタ４７
１（１．０Ｔｆ、１０％、５０Ｖ）が、ゼナーダイオー
ド４５６と並列に接続され、かつ＋２．４ボルト信号を
発生する。
【０１８３】典型的動作において、レーザダイオード駆
動電流ＩL は、公称７０ミリアンペアに、かつ最大８０
ミリアンペアにセットされて、この値が、６０と８０ミ
リアンペアの間で連続的に調整可能にされる。内部にパ
ッケージされた検出器を含む東芝モデルＴＯＬＤ９２２
５（Ｓ）レーザダイオードに関して、その監視された電
流は、典型的には１．５ミリアンペア、及び最大３．０
ミリアンペアであり、１０ミリワットの出力で最小０．
５ミリアンペアを有している。レーザダイオードドライ
ブ電流ＩL を表す検知電圧ＶCMは、”寿命”（”ＬＯＮ
Ｇ”）信号を発生するために好都合に使用され、かつこ
れは、レーザダイオード１３１に対して、論理レベル出
力を有している。この点で、論理ＨＩＧＨ信号（１）
は、レーザダイオード電流ＩL がプリセット基準値、例
えば８０ミリアンペアに相当、よりも大きいか又は等し
いとき示される。論理ＬＯＷ（０）信号は、正規のレー
ザダイオード動作を示すために使用される。
【０１８４】図２３は、また図１９に示されたレーザダ
イオード寿命ステータス回路４８０の一具体例の図解図
である。レーザダイオードドライバボード１４９は、入
力ライン４７０をステータス回路４８０に供給する。ス
テータス回路４８０は、比較器４７１、及び±１５ボル
ト基準電圧源を含んでいる。比較器４７１は好ましく
は、その反転入力に２つの信号の和を有するモデルＬＭ
３１１Ｍである。その第一の信号は、１ＫＡポテンショ
メータ４７４及び１ＫＡ抵抗器４７５から成る電圧ディ
バイダを通過する−１５ボルトソースからの信号であ
り、その第二の信号は、レーザダイオード１３１のター
ミナルＴＰ３からの信号である。比較器４７１の非反転
入力は、入力電圧ＶCMに、レーザダイオードドライバボ
ード１４９から入力ライン４７０に接続されている。
【０１８５】比較器４７１は、０．１Ｔｆキャパシタと
並列に接続された−１５ボルトソースにより、かつ＋１
５ボルトソースにより、バイアスされている。比較器４
７１の出力は、２ＫＡ抵抗器４７３及び１ＫＡ抵抗器４
７６を通して＋１５ボルトソースに接続されている。＋
１５ボルトソースはまた、０．１Ｔｆキャパシタ４７７
及び抵抗器４７３、４７６及び１ＫＡ抵抗器及び４９９
Ａ抵抗器４７９と並列に接続されている。ライン４８１
上の出力信号は、レーザダイオードが必要な光強度を発
生するために利用する電力量の指示をする。特に、ポテ
ンショメータ回路は、４７４、４７５で、閾値レベルを
セットするために調整され、かつこれは、ライン４７０
上のレーザダイオード電力信号に、比較器４７１により
比較される。もし閾値レベルを越えるならば、論理レベ
ルに相当するＴＴＬ互換出力信号は、ライン４８１上で
発生して、レーザダイオード１３１があまりに多くの電
力を使用しているということを示し、従って取り替えを
必要とするかもしれない。もし閾値レベルを越えないな
らば、そのとき、０論理レベルに相当するＴＴＬ互換出
力信号は、ライン４８１上に発生して、レーザダイオー
ド１３１が正常に動作しているということを意味してい
る。
【０１８６】ＣＡＮＢＵＳ 図２４は、本発明の一具体例に従うＣＡＮＢＵＳアーキ
テクチャの簡単化されたブロック図である。特に、ＣＡ
ＮＢＵＳインターフェース１１２は、ＰＣ１０４バスと
して全体的に示されたデータ、アドレス、及びコントロ
ールラインを有するＰＣ１０４バスを通してシステムＣ
ＰＵ１０７に接続されている。ＣＡＮＢＵＳインターフ
ェース１１２はまた、ＣＡＮＢＵＳスクランブラ１２０
を通して、ＨＧＢノード１２２、スイッチインディケー
タノード１２４、圧力及びスイッチノード１２６、モー
タドライブノード１３２、１３４、１３６、１３８、パ
ラレルノード１４０及びバルブドライバノード１５０、
１６０から成るシステムノードに接続される。各ノード
は、”利口な”ノードであり、そしてこのように、ＣＡ
ＮＢＵＳ上のデータ、アドレス、及びコントロール信号
を受信し、処理し、かつ送るための常駐マイクロプロセ
ッサを包含している。ＣＡＮＢＵＳの使用は、このシス
テムに実装されるべきロジックの分散を可能にする。
【０１８７】ＣＡＮＢＵＳインターフェース１１２は、
分析装置コントローラ１０５（図１１Ａ参照）と全ての
接続ノード間の全ての通信の送信機及び受信機であるイ
ンターフェースである。分析装置コントローラ１０５、
例えば、インテルシリーズ３８６ＥｘＣＰＵは、ＣＡＮ
プロトコルの一部であるシリアルリンクを通して通信す
る。ＣＡＮＢＵＳインターフェース１１２は好ましく
は、ＰＣ１０４標準に従うバス５０１出力接続による入
力を使ってバス５０１により分析装置コントローラ１０
５に接続される。この設計は、１６ビット多重アーキテ
クチャモードを使ってＣＰＵインターフェースロジック
を有するインテルモデル８２５２７シリアル通信コント
ローラに基づくことができる。ＣＡＮＢＵＳインターフ
ェース１１２は好ましくは、それ及び種々のノードに接
続されたＣＡＮＢＵＳ５００から光学的に分離されてい
る。バス高ラインピン、バス低ラインピン、＋５Ｖ入力
電力ピン、及びアースピンを含む通常の９ピンＤ−タイ
プコネクタ（図示せず）が、ＣＡＮＢＵＳスクランブラ
１２０への各ノードをＣＡＮＢＵＳ５００に結合するた
めに使用される。
【０１８８】図２４及び図２５を参照すると、ＣＡＮＢ
ＵＳインターフェース１１２及びＣＡＮＢＵＳスクラン
ブラ１２０の主構成要素が示されている。ＣＡＮＢＵＳ
インターフェース１１２は、インターフェース１１２を
ＣＡＮＢＵＳスクランブラ１２０に結合するＣＡＮコン
トローラ１７１０、２つの光アイソレータ１８２０、及
び１７３０、プログラマブルアレイロジック（ＰＡＬ）
デバイス１７４０、バッファ回路１７５０、データベー
ストランシーバ回路１７６０、アドレスバッファ回路１
７７０、データトランシーバ回路１７８０、及び制御ロ
ジック回路１７９０を含んでいる。ＣＡＮコントローラ
１７１０、好ましくは、インテルデバイスモデルＮｏ．
８２５２７コントローラは、ＣＡＮプロトコルに従い通
信を実行するシリアル通信コントローラである。ＣＡＮ
プロトコルは、ネットワーク上のノード間のメッセージ
オブジェクトの転送のためにマルチマスタバス構成を使
用する。ＣＡＮコントローラ１７１０は、ホストＣＰＵ
１０７からの相互作用を最少にして、メッセージの送信
及び受信、メッセージフィルタ、送信サーチ及び割り込
みサーチのような全てのシリアル通信機能を実行する。
通信オブジェクトは、制御データセグメントと共に、識
別子から成る。制御セグメントは、メッセージを転送す
るために必要とされる全ての情報を包含している。送信
ノードは、ネットワーク上の全ての他のノードにそのメ
ッセージを同報通信し、かつ各ノードの受け入れフィル
タは、そのメッセージを受信すべきかどうかを決定す
る。
【０１８９】ＣＡＮコントローラ１７１０は、ＣＰＵ１
０７にいかなる負荷もかけることなく、メッセージの送
信及び受信を管理するだけでなく、エラー処理を管理す
る。ＣＡＮコントローラ１７１０は、巡回冗長検査（Ｃ
ＲＣ）及びビット符号ルールを含むいくつかのエラー検
出構成を特徴とする。もしメッセージが崩壊したなら
ば、それは、受信ノードによって受け入れられない。コ
ントローラ１７１０は、送信ステータスを監視し、かつ
エラーの場合にデータの自動再送信が開始される。好ま
しくは、コントローラ１７１０は、永久的ハードウエア
故障をソフトエラーと区別することができ、かつ欠陥ノ
ードはバスから切り離される。好適具体例において、コ
ントローラ１７１０は、通常のインテル１６ビット多重
モードに構成され、かつこれは、８ビットバイト又は１
６ビットワードでＣＰＵからのデータ転送を可能にす
る。このように、コントローラ１７１０は、制御及びメ
ッセージレジスタ間で分割されるＲＡＭの２５６バイト
のブロックとしてＣＰＵに現れる。８ビットの一般目的
のＩ／Ｏポートがコントローラ１７１０により備えら
れ、かつそのビット０は、ＣＡＮＢＵＳ５００上でシス
テムをリセットするために使用される。コントローラ１
７１０のためのクロックはＰＣ１０４バス５０１からの
８ＭＨｚクロック信号ＢＣＬＫである。インテル部品８
２５２７についてのより詳細な情報は、参照によりここ
に組み入れられるインテルデータシート上で利用可能で
ある。
【０１９０】ＣＡＮＢＵＳインターフェース（ドライバ
／受信機）、好ましくはフィリップスモデル８２Ｃ２５
０デバイスは、コネクタＪ３（９ピンＤ−タイプコネク
タ）上のＣＡＮＢＵＳ５００のＣＡＮＢＵＳスクランブ
ラ１２０に、そしてそこから、ＣＡＮＢＵＳ５００に結
合されたノードのそれぞれの相補的ＣＡＮインターフェ
ースデバイス及びＣＡＮコントローラマイクロプロセッ
サに物理インターフェースを提供する。これらのノード
エレメントは、さらに後述する。ＣＡＮＢＵＳステート
は、以下のように定義される。 ＴｘＤ ＣＡＮＨ ＣＡＮＬ ＢＵＳＳＴＡＴＥ ＲｘＤ ０ 高 低 優勢 ０ １又は浮動 浮動 浮動 劣勢 １ 抵抗器は、ＣＡＮＢＵＳ信号の傾斜を制御するために使
用される。ＣＡＮコネクタＪ３の出力は、以下のピン定
義を有している。
【０１９１】 Ｊ３−１ 接続無し Ｊ３−２ ＣＡＮＬ Ｊ３−３ 電力帰還 Ｊ３−４ 電力帰還 Ｊ３−５ 電力入力 Ｊ３−６ 接続無し Ｊ３−７ ＣＡＮＨ Ｊ３−８ 電力帰還 Ｊ３−９ 電力入力 ＣＡＮＢＵＳターミネータジャンパ（図示せず）は、１
１８オームのＣＡＮＢＵＳ終端を提供するために挿入す
ることができ、或いはＣＡＮＢＵＳ終端を形成しないた
めに使用されない。
【０１９２】さらに、電源ジャンパＰ３は、一部にはＣ
ＡＮＢＵＳ５００に供給される電力を制御するために使
用される。この回路は５ボルトを必要とするが、しかし
ながら、オンボードレギュレータＶＲ１が備えられ、か
つこれは、８−１２電圧源からの動作を可能にする。ジ
ャンパＰ３は電源を選択し、かつＣＡＮＢＵＳ５００か
ら利用可能の５ボルト電源と共に使用するために挿入さ
れ、そしてより高い供給電圧と共に使用するために取り
除かれる。光アイソレータ１７２０及び１７３０は、Ｃ
ＡＮドライバ／受信機１７３５及びＣＡＮＢＵＳ５００
を、ＣＡＮＢＵＳインターフェース１１２の回路の残り
及びシステムコントローラ１０５から分離する。アイソ
レータのＣＡＮＢＵＳコントローラ１７１０側の回路
は、ＰＣ１０４バス５０１から電力供給される。ＣＡＮ
ＢＵＳインターフェース１１２は、ＰＣ１０４バス５０
１を通してＣＰＵ１０７ボードにインターフェースす
る。ＰＣ１０４バス５０１は、標準ＩＳＡ（Ｐ９６６）
と同様であるが、しかしコネクタは埋め込み応用に適合
させるよう変更される。このボードは、１６ビットイン
ターフェースによってマップされたメモリである。これ
は、８ビットと１６ビットの両方の転送を可能にし、か
つこのボードが１メガ以上のメモリ空間を占めることを
可能にする。
【０１９３】コネクタＪ１において次のピン定義が使用
される。 ２ ５ＶＲＥＴ ４０ ＢＣＬＫ ３ ＳＤ７ ４１ Ａ１０ ４ ＰＷＲＧＤ／ ４２ ＩＲＱ７ ５ ＳＤ６ ４３ Ａ９ ６ ＋５Ｖ ４４ ＩＲＱ６ ７ ＳＤ５ ４５ Ａ８ ８ ＩＲＱ９ ４６ ＩＲＱ５ ９ ＳＤ４ ４７ Ａ７ １１ ＳＤ３ ４９ Ａ６ １３ ＳＤ２ ５１ Ａ５ １５ ＳＤ１ ５３ Ａ４ １７ ＳＤ０ ５５ Ａ３ １９ ＩＯＣＨＲＤＹ ５６ ＢＡＬＥ ２０ ５ＶＲＥＴ ５７ Ａ２ ２９ Ａ１６ ５８ ＋５Ｖ ３１ Ａ１５ ５９ Ａ１ ３３ Ａ１４ ６１ ＢＬＥ ３５ Ａ１３ ６２ ５ＶＲＥＴ ３７ Ａ１２ ６３ ５ＶＲＥＴ ３９ Ａ１１ ６４ ５ＶＲＥＴ
【０１９４】コネクタＪ２において次のピン定義が使用
される。 １ ＧＮＤ ２２ ＭＥＭＷ／ ２ ＧＮＤ ２４ ＳＤ８ ３ ＭＥＭＣＳ１６／ ２６ ＳＤ９ ４ ＢＨＥ／ ２８ ＳＤ１０ ６ Ａ２３ ３０ ＳＤ１１ ８ Ａ２２ ３２ ＳＤ１２ １０ Ａ２１ ３４ ＳＤ１３ １２ Ａ２０ ３６ ＳＤ１４ １４ Ａ１９ ３８ ＳＤ１５ １５ ＩＲＱ１４ ３３ ＶＣＣ １６ Ａ１８ ３７ ＧＮＤ １８ Ａ１７ ３９ ＧＮＤ ２０ ＭＥＭＲ／ ４０ ＧＮＤ
【０１９５】ＰＡＬデバイス１７４０は、ＰＣ１０４ア
ドレスラインＡ１１−Ａ２３をデコードして、ＣＡＮＢ
ＵＳインターフェース１１２へのＣＰＵ通信を可能にす
るよう動作する。ＰＡＬを定義する等式は、以下の通り
である。 ＣＳ／＝ＭＣＳ１６Ｌ／／＊Ａ１６／＊Ａ１５／＊Ａ１
４／＊Ａ１３／＊Ａ１２／＊Ａ１１／＊Ｅ１＋ＭＣＳ１
６Ｌ／／＊Ａ１６＊Ａ１５／＊Ａ１４／＊Ａ１３／＊Ａ
１２／＊Ａ１１／＊Ｅ１／＊Ｅ０＋ＭＣＳ１６Ｌ／／＊
Ａ１６／＊Ａ１５／＊Ａ１４／＊Ａ１３／＊Ａ１２／＊
Ａ１１／＊Ｅ１／＊Ｅ０／
【０１９６】ＭＣＳ１６＝Ａ２３＊Ａ２２＊Ａ２１＊Ａ
２０＊Ａ１９＊Ａ１８＊Ａ１７＊Ｅ１＊Ｅ０＋Ａ２３／
＊Ａ２２／＊Ａ２１／＊Ａ２０／＊Ａ１９＊Ａ１８＊Ａ
１７＊Ｅ１＊Ｅ０＋Ａ２３／＊Ａ２２／＊Ａ２１／＊Ａ
２０／＊Ａ１９＊Ａ１８＊Ａ１７／＊Ｅ１／
【０１９７】Ｅ０＝Ｐ４−１ Ｅ１＝Ｐ４−３ ジャンパは、ボードのベースアドレスを選択するために
使用される。 ベースアドレス Ｐ４ １−２ Ｐ４ ３ー４ ０Ｃ００００ｈ Ｘ Ｘ ０Ｄ００００ｈ Ｘ オープン ０Ｅ００００ｈ オープン Ｘ ＦＥ００００ｈ オープン オープン
【０１９８】ＣＡＮコントローラ１７１０ Ｉ／Ｏポー
トＰ２．０は、ＣＡＮＢＵＳリセット機能を制御する。
ＣＡＮＢＵＳ５００に対するリセットを開始するため
に、Ｉ／ＯＰ２．０は、少なくとも１３０lsec間高に保
持されなければならない。これは、ＣＡＮＢＵＳ５００
をこの時間、バス上の各ノードのリセット機能を動作さ
せる状態である優勢状態にする。ジャンパＰ２は、電源
投入時のリセット回路の初期状態を制御するために使用
される。ジャンパＰ２が取り外されると、ボードは電源
投入時にＣＡＮをリセットし、かつポートＰ２．０は、
リセットを解除するために低状態にプログラムされなけ
ればならない。ジャンパＰ２が挿入されるとき、ソフト
ウエアがポートＰ２．０を高にするまで電源投入時にリ
セットは生じない。
【０１９９】本発明で使用されるＣＡＮＢＵＳプロトコ
ルは、ＳＬＡＶＥ／ＳＬＡＶＥ通信と共に、ＭＡＳＴＥ
Ｒ／ＳＬＡＶＥ通信を可能にする。用語ＭＡＳＴＥＲ
は、着手装置を参照し、かつ用語ＳＬＡＶＥは、コマン
ドを受信する装置を参照する。ＳＬＡＶＥは、コマンド
に応答し、かつ／又は実行する。分析装置コントローラ
１０５におけるシステムコントローラＣＰＵ１０７は、
ＨＯＳＴとして知られ、かついかなるＮＯＤＥも、別の
装置にそのステータスを問い合わせるような特別のコマ
ンドに対してＭＡＳＴＥＲになることができる。ＨＯＳ
Ｔは、種々のノードにコマンド及びステータス質問を送
信し、かつワークステーション１０３（図１１Ａ参照）
のためにノードから受け取ったデータを処理する責任が
ある。
【０２００】ＣＡＮプロトコルは、メッセージ識別子
（ＭＩＤ）のための１１ビット識別子フィールドを利用
する。メッセージは、ＭＩＤが低くなればなるほど、優
先度が高くなるようにＭＩＤ値により優先付けられる。
このように、ＣＡＮインターフェース及びコントローラ
ハードウエアは、ＭＩＤを使うバスを仲裁する。ＭＩＤ
と共に、データの０から８バイトを転送するために使用
される８データバイトがある。４ビット装置クラスフィ
ールドは、１５の異なる装置クラスと１つの同報通信ク
ラスを定義するためにＭＩＤにおいて使用される。メッ
セージの優先度はＭＩＤの値に基づいているので、その
クラスは、システムタイミング要求に基づいて定義され
る。バルブドライバノード１５０、１６０により制御さ
れるバルブのようなある装置は、典型的には、コマンド
実行に対して高精度を必要とする。低いクラス値、例え
ば、値（１）を有することにより、これは、ＣＡＮＢＵ
Ｓ仲裁によるバルブの制御のためのコマンド待ち時間が
減少する助けとなる。
【０２０１】他のクラス定義は、以下のように割り当て
ることができる。バス上の全ての装置と話すために使用
され、かつ通常最高の優先度が与えられる同報通信のた
めのクラス（０）。使用されるコマンドは、停止、リセ
ット、バス上の装置リクエスト等のようなものである。
ほとんど全てのノードは、これらのコマンドを聞き、か
つ処理するであろう（例えば、あるポンプ装置は、これ
らのコマンドを無視することができる）。バルブ及びシ
ャッタのような他の働きのためのクラス（１）。ホスト
からノードへの情報のポンプ制御のためのクラス
（２）、及びポンプノードからホストへの情報のための
クラス（１０）（これらのクラスは、他の装置クラスと
は異なるドライバ及び通信を使用し、かつ必ずしも同報
通信コマンドに応答しない）。サンプル吸引のためのサ
ーボ機構及びサンプラのためのクラス（３）、ステッパ
モータ装置及び搬送機構のためのクラス（６）。ポンプ
のためのクラス（７）。例えば、コンテナの補充レベ
ル、要素の位置、エレメント等の温度を決定するための
センサのためのクラス（９）。サンプルデータ追跡のた
めバーコードを読み取るＩＤリーダのためのクラス（１
１）。シリアル又はパラレル入力／出力通信のためのク
ラス（１２）。装置コントローラのためのクラス（１
５）。もちろん、他のクラスを使用することができ、か
つ割り当てられたクラス優先度は、所定の装置のために
適切なものとして変更することができるであろう。
【０２０２】前述のシステムとして、ビット０−２は、
送られるメッセージのタイプを識別するフレームタイプ
を定義する。１１ビットＭＩＤのビット３−６は、装置
ＩＤを識別する。ビット７ー１０は、送り先装置クラス
を識別する。メッセージのフレームタイプは、着手マス
タ装置に戻される、スレーブからマスタへの受信通知”
０”；マスタからスレーブに送られる、単一フレーム又
はマルチフレームシーケンスの終わり”１”；マスタか
らスレーブに送られるマルチフレームスタート”３”；
マスタからスレーブに送られるマルチフレームデータ”
４”；マスタからスレーブに送られ、かつスレーブステ
ータスを要求する照会”６”；及びコマンド又は装置か
らの応答不要の故障指示に応答してスレーブからマスタ
に送られる故障／ＮＡＫ”７”を含んでいる。フレーム
タイプ５は、使用されず、かつフレータイプ２は、後述
のようにポンプのために使用される。第一のデータバイ
ト（バイト０）は、センダ識別子ＭＩＤを供給する。次
の７つのデータバイト（バイト１−７）は、データを供
給する（コマンド又は他の情報）。
【０２０３】ポンプの場合に、異なる通信フォーマット
が使用される。１１ビットＭＩＤ識別フィールドにおい
て、ビット１０は０にセットされて、ホストからポンプ
へのメッセージであるということを示し、かつ１にセッ
トされて、ポンプからホストへの応答であるということ
を示す。ビット７−９は、前述したように、クラス（１
０）とクラス（２）の間で区別するために使用される。
ビット３−６は、０−１５に対する装置ＩＤを識別する
ために使用される。ビット０−２は、フレームタイプを
提供する。フレームタイプ０及び７が使用されず、フレ
ームタイプ１がアクションフレームであり、かつフレー
ムタイプ２が共通コマンドフレームであるのを除いて、
前述したのと同じフレームタイプが使用される。ＣＡＮ
ＢＵＳはまた、ダウンロードモードを含み、かつその
間、時間パラメータ及び／又は新たなソフトウエアコー
ドは、ホストから装置にダウンロードすることができ
る。
【０２０４】このようなシステムは、公知の、モジュラ
ー状態の全てのノード間で通信を可能にし、かつ重要な
ことに他の装置で使用するために本装置からノードの使
用を可能にする。１１ビット識別子のための適当なＣＡ
Ｎプロトコルが、ＢＯＳＣＨＣＡＮ仕様書バージョン
２．０、パートＡに記載されている。用語ＣＡＮＢＵＳ
は、制御エリアネットワークバス（Control Area Netwo
rk Bus）を表している。異なるタイプのＣＡＮコントロ
ーラをＣＡＮＢＵＳのいずれかの端で使用することがで
き、かつこれは、種々の程度のＭＩＤフィルタを提供す
る。好ましくはＣＡＮＢＵＳインターフェース１１２に
おいて使用されるインテルモデル８２５２７デバイス
は、１０のフィルタを提供する。しかしながら、本発明
の前述の具体例は、１つのみのフィルタを提供するフィ
リップスエレクトロニクスカンパニーによって販売され
たフィリップモデルＰ８７Ｃ５９２マイクロコントロー
ラを各ノードにおいて利用する。これは、もし同報通信
又は選択同報通信信号のような複数タイプのクラス情報
が、受信される必要があるならば、問題を生じるかもし
れない。一般的に、装置（ノード）は、バス上の全ての
メッセージを聞くことを望まず、従って、受け入れフィ
ルタは、その特別のノードのために割り込みを発生する
のみのためにプログラムすることができる。そのとき、
この装置は、それ自身のクラス及び装置ＩＤをフィルタ
するようセットされているならば、同報通信又は選択同
報通信メッセージを受信することができないであろう。
しかしながら、ファームウエアを全クラスに一度にダウ
ンロードするような機能を実行することが望まれると
き、別の問題が生じる。それ故この装置はまた、全ての
フィルタを取り除き、同報通信フィルタを可能にし、選
択同報通信フィルタを可能にし、そしてオリジナルなフ
ィルタを可能にする一組のコマンドを組み入れる。
【０２０５】次の説明において明らかになるように、各
マイクロコントローラは、ノードの分散ロジック及び制
御機能を実行するためにそれ自身のプログラミング及び
他の関連した回路を有するけれども、ノードのそれぞれ
は、好ましくは、ＣＡＮバスに結合するために同じ基本
ハードウエア（ＣＡＮインターフェース及びマイクロコ
ントローラ）を含む。
【０２０６】ＨＧＢ色彩計ノード ＨＧＢノード１２２の機能は、ＨＧＢ色彩計６２１から
の電圧信号を検知し、かつＣＡＮＢＵＳ５００を通して
分析コントローラ１０５に転送することができるディジ
タルデータに変換することができる。図３４、図５１、
及び図６１を参照すると、ＨＧＢノード１２２に関し
て、電力及び前置増幅器アセンブリボード１２３が、白
熱灯６２２に電力を供給し、かつピン電流シリコンホト
ダイオード検出器６２３（図６１）から前置増幅された
信号を発生するために使用される。ＨＧＢ反応チャンバ
５９３は、光路内に挿置され、かつ検出光がフィルタさ
れて、ＨＧＢカラー測定を得るために光波長５４６±
２．０ナノメータを通過させる。前置増幅器２１３２
は、検出器信号を変換する。図６１に例示されるよう
に、ランプアセンブリ、ＰＣボード１２３、及びホトダ
イオードアセンブリが、統合フロー回路に固定されたハ
ウジング１２１Ａ内に、反応チャンバ番号５９３を通し
て一直線にランプ６２２及びホトダイオード６２３を整
列する鋳物１２１Ｂ内に取り付けられる。
【０２０７】ＨＧＢノード１２２は、ＨＧＢ色彩計アセ
ンブリ１６１の一部であり、かつ好ましくは、ハウジン
グ１２１Ａ内のＨＧＢ電源／前置増幅器ボード１２３に
（図６１）ピッギーバックスタイルで取り付けられる。
ＨＧＢノード１２２は、カラー測定を示す値を取得し、
かつディジタル化するためにソフトウエアルーチンプロ
グラムを実行するマイクロコントローラを動作させる。
図３４を参照すると、ＨＧＢノードマイクロコントロー
ラ２１１０は、好ましくは、フィリップスから利用可能
のモデルＮｏ．Ｐ８７Ｃ５９２マイクロコントローラで
ある。（市販装置の全ての回路モデル番号は、他に示さ
れていなければ、フィリップスエレクトロニクスＩｎ
ｃ．から利用可能のものであるということに注目されよ
う。）。マイクロコントローラ２１１０は、ＣＰＵ２１
１２、好ましくは、集積化ＣＡＮコントローラ２１１１
を持つモデル８０Ｃ５１コア、ディジタル及びアナログ
ポート２１１６、シフトレジスタ、シリアルＵＡＲＴポ
ート２１１９、ＲＯＭ２１１３、ＲＡＭ２１１４及び監
視タイマ２１１５を含んでいる。
【０２０８】データは、内部ＵＡＲＴポート２１１９を
使って別個の内部アナログ−ディジタル変換器（ＡＤ
Ｃ）２１３０からシリアルに転送される。ＡＤＣ２１３
０は、データの最上位ビットを転送し、かつＵＡＲＴポ
ート２１１９は、データの最下位ビットを受信するの
で、コントローラが有効データを得るためにビットを交
換することが必要である。通常のピン番号を使うＡＤＣ
２１３０のポート割り当ては、以下の通りである。 Ｐ１．０ Ａ０ ＡＤＣアドレス Ｐ１．１ Ａ１ ＡＤＣアドレス Ｐ１．２ ＢＰ バイポーラ／ユニポーラ選択 Ｐ１．４ オプションＬＥＤ２１２５ Ｐ１．５ オプションジャンパＰ３ ２１２４ Ｐ１．６ ＴｘＤ ＣＡＮ送信 Ｐ３．０ ＳＤＡＴＡ ＡＤＣからシリアルデータ Ｐ３．１ ＳＣＬＫ ＡＤＣにシリアルデータクロック Ｐ３．２ ＤＲＤＹ／ ＡＤＣからデータレディ Ｐ３．３ ＣＳ／ ＡＤＣにチップセレクト Ｐ３．４ ＣＯＮＶ ＡＤＣに変換信号 Ｐ３．５ ＣＡＬ ＡＤＣに校正信号
【０２０９】フィリップスモデル８７Ｃ５９２マイクロ
コントローラは、ＣＡＮプロトコルのカーネルを表すト
ランスファ層を実施するために必要な全てのハードウエ
アモジュールを含んでいる。監視タイマ２１１５は、ア
プリケーションソフトウエアにより周期的に再ロードさ
れる。タイマは、１．５ｍｓ毎にインクリメントする。
もしプロセッサＣＰＵ２１１２が、ソフトウエア／ハー
ドウエア故障を被るならば、ソフトウエアは、タイマを
再ロードすることに失敗し、オーバフローが生じ、そし
てそれは、マイクロコントローラ２１１０をリセットす
る。好ましくは、ＲＯＭ２１１３は、１６キロバイトの
ＰＲＯＭを含むデバイスであり、かつＲＡＭ２１１４は
５１２バイトを含むデバイスである。ＲＯＭはまた、異
なるプログラマブルメモリデバイス、例えば、ＥＰＲＯ
Ｍ、ＦＬＡＳＨメモリ、或いは必要に応じて他のプログ
ラマブル（磁気又は光）メモリにすることができるとい
うことを理解すべきである。フィリップスモデル８７Ｃ
５９２デバイスのより完全な説明が、公開されておりか
つ参照によりここに組み入れられるフィリップスデータ
シートにおいて利用可能である。
【０２１０】ＣＡＮインターフェース２１０１は、好ま
しくはフィリップスモデル８２Ｃ２５０デバイスであ
り、かつコネクタＪ１上のＣＡＮＢＵＳ５００とマイク
ロコントローラ２１１０のＣＡＮコントローラ２１１１
の間の物理インターフェースを提供する。コネクタＪ１
は、各ノードをＣＡＮＢＵＳスクランブラ１２０に結合
するために使用される前記の９ピンＤ−タイプコネクタ
である。或いは、ＣＡＮインターフェース２１０２は、
前述のＣＡＮインターフェース１７３５と同じにするこ
とができ、かついかなる場合にも、定義されたＣＡＮＢ
ＵＳステート及びプロトコルと互換にしなければならな
い。抵抗器（図示せず）が、ＣＡＮＢＵＳ信号の傾斜を
制御するために、かつＥＭＩ制御のために使用すること
ができる。モデル８２Ｃ２５０ＣＡＮインターフェース
のさらに詳細な説明は、公開されかつ参照によりここに
組み入れられるフィリップスデータシートにおいて利用
可能である。
【０２１１】ＨＧＢノード１２２は、±１５ボルト電源
により電力供給され、かつこれは、オンボード電圧レギ
ュレータにより５ボルトに降圧調整される。ＣＡＮイン
ターフェース２１０１（図示せず）は、ＣＡＮＢＵＳに
より電力供給される。５ボルトが必要であり、かつレギ
ュレータは、８−１２ボルトの動作を可能にする。これ
は、前述したＣＡＮインターフェース１７３５の動作と
同じである。リセット回路２１２０は、ＣＡＮＢＵＳの
状態を監視する。所定数の発振器周期、例えば（１２８
Ｔｓに相当する）２０４８発振器周期、の間ＣＡＮＢＵ
Ｓ上の優勢ビット条件を受信したときに、マイクロコン
トローラ２１１０のリセットが開始される。優勢状態
は、リセットサイクルを完成させるために少なくとも２
４（１．５Ｔｓ）発振器周期の間維持されるべきであ
る。ＲＣ回路（図示せず）を使用して、電力が確立し
て、電力確立リセットを保証するときに、リセット回路
２１２０におけるフリップフロップのクリアラインを保
持することができる。発振器（図３４に図示せず、図３
５に図示）が、マイクロコントローラ２１１０及びリセ
ット回路２１２０をクロックするために備えられる。発
振器周波数は好ましくは、１６ＭＨｚ（±．０１％）で
ある。
【０２１２】アナログ−ディジタルコンバータ（ＡＤ
Ｃ）２１３０は、ユニポーラモードで０から２．５ボル
トの電圧を、或いはバイポーラモードで−２．５から
２．５ボルトの電圧をディジタル化するために備えられ
ている。このモードは、マイクロコントローラ２１１０
ポートＰ１．２により選択される。このＡＤＣ２１３０
は、０．００３０％フルスケールよりも小さな線形エラ
ーを持つ１６ビット分解能を提供する。内部ディジタル
フィルタは、３２，７６８Ｈｚのディジタル化クロック
周波数で動作するとき、１２０ｄＢの５０、６０Ｈｚ
（ライン周波数）排除を提供する。この周波数で、１秒
当たり２０までの変換をすることができる。好ましく
は、ＡＤＣ２１３０は、アナログ入力１Ｎ１、１Ｎ２、
１Ｎ３、及び１Ｎ４を有する集積化４チャンネルマルチ
プレクサ２１３１を含むモデルＣＳ５５０５デバイスで
ある。
【０２１３】ＡＤＣ２１３０のアナログ入力は、ユニポ
ーラモードで０から−２．５ボルトの電圧、或いはバイ
ポーラモードで−２．５から２．５ボルトの電圧を受け
入れるであろう。ＨＧＢ色彩計前置増幅器ボード１２３
（図３４に図示せず、図６１参照）は、回路ボード１２
３からの前置増幅した光検出器出力として、ボックス２
１３３で−１．１から−４．０ボルトのＤＣ電圧を提供
する。これは、４ボルトベースラインで、０から．５３
Ｏ．Ｄ．の吸収度に相当する。２１３３における入力
信号は、最初、低オフセット、低ノイズオペアンプ２１
３２を反転することによりバッファされ、そして入力Ｉ
Ｎ１でアナログ−ディジタル変換器２１３０に導かれる
前に増幅器出力（図示されず）に結合された精密電圧デ
ィバイダを使って半分に減らされる。ディジタル化デー
タは、ＵＡＲＴポート２１１９でマイクロコントローラ
２１１０に、ＭＳＢを最初にシリアルに転送され、かつ
マイクロコントローラ２１１０はデータクロックを供給
する。ＡＤＣ２１３０入力ピンＣＯＮＶ上の入力は、も
しピンＣＡＬ上の信号が低ならば低から高への移行で変
換を開始し、或いはもしＣＡＬが高であるならば、校正
サイクルを開始する。もしＣＯＮＶ入力での低から高へ
の移行中にピンＣＡＬでの信号が高であるならば、ＡＤ
Ｃ２１３０オフセットの校正及び利得スケールファクタ
ーの校正を含む校正サイクルが生じる。
【０２１４】ＡＤＣ２１３０入力Ａ０、Ａ１は、入力信
号のためにどの入力チャンネルが使用されるのかを選択
するために使用される。これらの信号は、ＣＯＮＶ入力
で低から高への移行によりラッチされる。ＡＤＣ２１３
０ＢＰ／ＵＰ入力は、もしこの信号が高であるならばバ
イポーラモードを選択し、そしてもしこの信号が低にセ
ットされるならばユニポーラモードを選択する。ＡＤＣ
２１３０ＤＲＤＹ／ピンは、ＵＡＲＴシリアルポート２
１１９上でデータが利用可能であるということをマイク
ロコントローラ２１１０に信号するために、アナログ−
ディジタル変換サイクルの終わりに低になるデータレデ
ィ信号である。それは、全てのビットがシフト出力した
後、或いはもしピンＣＳ／が高ならば新たなデータが利
用可能になる前の２クロックサイクル、高に戻る。ＣＳ
／ポートは、低にセットされるときシリアルポートへの
アクセスを可能にする。ＳＤＡＴＡポートは、データが
ＭＳＢを最初にシフト出力するシリアルデータラインで
ある。ＳＣＬＫポートは、マイクロコントローラ２１１
０により供給されたシリアルデータクロックである。好
ましくは、データは、クロックの立ち下がりエッジで変
化する。他のノードは、データをディジタル化するため
にフィリップスモデル８７Ｃ５９７装置の内部１０ビッ
トＡＤＣを利用するが、しかし異なるＡＤＣが、ＨＧＢ
ノード１２２におけるように、より大きな（或いは小さ
な）分解能が所望されるときに使用することができる。
【０２１５】通常の電圧レギュレータが（図示せず）、
ＨＧＢノード１２２動作のために必要な電圧に、±１５
ボルト入力を変換するために使用される。典型的に次の
電源が備えられる。＋５ボルトディジタル電源、オペア
ンプ２１３−２のための±１０ボルト電源、及びＡＤＣ
２１３０のための±５Ｖアナログ電源である。ＨＧＢ色
彩測定は、１５秒周期内でなされるサンプル電圧測定と
ベースライン電圧測定の比から得られる。電圧基準許容
誤差のようなスケーリングエラーは、この比を形成する
ときに除外される。線形性、オフセット、ノイズ、及び
ドリフトエラーが結果に影響する。１ないし４ボルトの
電圧範囲で電圧比測定をする際のボードの全体精度は、
０．１％である。この電圧範囲は、０ないし．５３
Ｏ．Ｄ．の色彩計吸収度及び４ボルトのベースライン電
圧に相当する。
【０２１６】圧力及びスイッチノード 図２６は、分析装置コントローラ１０５と空気圧アセン
ブリ１２９，１２８，１３０Ａの間のインターフェース
である圧力及びスイッチノード１２６の簡単化された図
解図である。空気圧アセンブリは、図１１Ｂにブロック
形態で示されており、かつ空気圧／コンプレッサアセン
ブリ１３０Ａ、廃棄物ジャグアセンブリ１２８及び汎用
リンスアセンブリ１２９から構成される。圧力及びスイ
ッチノード１２６は、コンプレッサ、ドライヤーへの電
力を制御し、廃棄物及び試薬コンテナのためのレベルセ
ンサの状態を監視し、そしてこのシステムの圧力及び真
空ラインを監視する。圧力及びスイッチノードの種々の
要素のそれぞれが、単一５ボルトソース１５０３から電
力が供給される。
【０２１７】圧力及びスイッチノード１２６を含む各ノ
ードは、他のノードから、及び／又はシステムＣＰＵ１
０７からＣＡＮＢＵＳ５００上のデータを、スイッチノ
ードマイクロコントローラ１５０４のようなノードマイ
クロコントローラにリンクするＣＡＮＢＵＳインターフ
ェース回路１５０２を有している。このように、スイッ
チノードマイクロコントローラ１５０４は、システムＣ
ＰＵ１０７及び他のノードにＣＡＮＢＵＳインターフェ
ース１５０２を通して接続される。ＣＡＮインターフェ
ース１５０２は、好ましくは前述したＣＡＮインターフ
ェース回路（例えば、図３４の回路２１０１、又は図２
５の回路１７３５）と同じ動作するように構成され、か
つ同様にマイクロコントローラ１５０４は、前述のノー
ドマイクロコントローラ装置（例えば、図３４における
マイクロコントローラ２１１０）と同じである。これら
の装置は、圧力及びスイッチノード１２６をＣＡＮＢＵ
Ｓ５００に、かつそこの通信に関して、これらの装置と
同様に動作する。
【０２１８】圧力及びスイッチノード１２６において、
マイクロコントローラ１５０４は、３つの圧力変換器及
び１つの真空変換器からの入力１５０８、１５０９、１
５１０及び１５１１を有している。マイクロコントロー
ラ１５０４はまた、リセット回路１５０６から、そして
廃棄物レベルセンサ１５１７及び試薬レベルセンサ１５
１９から受信する。レベルセンサは、磁気的に動作する
リードスイッチにすることができる。マイクロコントロ
ーラ１５０４は、ライン１５３０上のコンプレッサリレ
ーにコマンドを出力することができ、かつ必要に応じ
て、ＣＡＮＢＵＳにデータを送ることができる。このリ
レーはソリッドステートリレーにすることができる。さ
らに、マイクロコントローラ１５０４は、診断又は他の
目的に応じて、データライン１５３１上に複数の出力信
号を発生することができる。
【０２１９】空気圧／コンプレッサアセンブリ１３０Ａ
は、５、２０及び４０ポンド／平方インチ（ＰＳＩ）の
３つの圧力、及び２０”Ｈｇの真空を供給する。同じよ
うに構成される４つの異なる電子変換器回路１５０８、
１５０９、１５１０及び１５１１は、（全体的に、”空
気圧”又は”流体圧”ラインとして参照される）種々の
圧力及び真空ラインを監視し、かつ出力信号を発生す
る。４つのセンサは、好ましくは予め校正された圧力変
換器を使用し、かつその３つは、４０、２０及び５psig
動作圧力をそれぞれ測定するための最大検知能力６０、
３０及び５psi を有し、かつその第四のものは、１５ps
i の最大能力を有しているが、しかし、それは真空を測
定するように出力極性を反転して設置される。分析装置
コントローラ１０５におけるシステムマイクロコントロ
ーラ１０７は、どの圧力又は真空ラインを監視すべきか
を選択し、かつ圧力測定がプラス又はマイナス５％許容
帯内に入ることを保証する。この許容帯は、変換器、増
幅器、及びアナログ−ディジタル変換器に、生じるかも
しれないエラーを組み入れる。マイクロコントローラ１
５０４に欠くことのできないアナログ−ディジタル変換
は典型的には、ＣＡＮＢＵＳ上に転送するために１０ビ
ットの分解能でアナログ圧力及び真空信号を変換する。
変換器の使用により、空気圧システムを実時間で監視す
ることを可能にする。
【０２２０】図２６を参照すると、変換器回路１５０８
の１つが詳細に示されている。変換器回路は、実時間で
このシステムを監視するための圧力センサに加えて、低
オフセット演算増幅器を利用し、かつもし圧力（又は真
空）が、プリセット許容帯内にないならば信号を発生す
ることができる。変換器回路１５０８を参照すると、５
ボルト電源１５０３が、．０１マイクロファラッドキャ
パシタ１５１２を横切って予め校正された圧力センサ１
５１４の入力に接続される。センサ１５１４の負の出力
は、演算増幅器１５１６の非反転入力に導かれる。増幅
器１５１８の出力は、１ＫＡ抵抗器１５１８を通して反
転入力にフィードバックされる。さらに、５ボルト電源
が、抵抗器１５２３と並列の抵抗器１５２０、１５２１
及び１５２２から成る電圧ディバイダ回路を通して増幅
器１５１６の反転入力に接続される。選択自由に、０−
１ＫＡポテンショメータが、抵抗器１５２３と並列にす
ることができる。増幅器１５１６の出力はまた、１ＫＡ
抵抗器を通して演算増幅器１５２６の反転入力に入力さ
れる。圧力センサ１５１４の正の出力は、増幅器１５２
６の非反転入力に導かれる。増幅器１５２６の出力
は、．００１マイクロファラッドキャパシタ１５２９と
並列に１００ＫＡ及び選択自由の抵抗器１５２７及び１
５２８から成る回路を通してその反転入力にフィードバ
ックされる。増幅器１５２６により発生した出力信号
は、ＣＡＮＢＵＳに伝送するためにマイクロコントロー
ラ１５０４に導かれる。このようにこの回路は、計測増
幅器として構成される。各圧力変換器は、５ボルト電源
でフルスケール２５ｍＶ出力を供給するよう接続され
る。値を記載していない例示の回路要素は、可能な利得
及びオフセット調整を提供することを意図した選択自由
の要素である。
【０２２１】再び、図２６を参照すると、ノードリセッ
ト回路１５０６が詳細に示されている。このシステムに
おける各ノードは、このようなリセット回路を包含し、
かつそれは、ＣＡＮＢＵＳにより発生した優勢信号が、
プリセットされた最大時間よりも長い時間低になると
き、ノードをリセットするよう機能する。このリセット
回路１５０６は、１０ＫＡ抵抗器１５３３を通して５ボ
ルトソース１５０３に接続された１６ＭＨｚ発振器１５
３２（又は少なくともこのような発振器からのクロック
信号）を包含している。この５ボルトソースはまた、．
０１マイクロファラッドキャパシタ１５３４を通してア
ースに接続される。発振器１５３２の出力は、２０Ａ抵
抗器１５３５を通してマイクロコントローラに、かつ集
積回路１５３６のクロック入力に接続される。２０Ａ抵
抗器１５４３を通して、回路１５３６は、クロック周波
数を２０４８分割するカウンタである。集積回路（セン
サ）１５３６のリセット入力ラインは、ＣＡＮＢＵＳイ
ンターフェース１１２に接続され、かつこれはまた、イ
ンバータ１５３７を通してフリップフロップ１５３８に
接続される。フリップフロップ１５３８の第一の入力
は、（ＣＡＮＢＵＳリセット機能を不能にするための）
ジャンパＰ３を通して５ボルトソースに接続され、かつ
これはまた、１０ＫＡ抵抗器１５３９を通してアースに
接続される。フリップフロップ１５３８の第二の入力
は、集積回路１５３６の出力に接続される。フリップフ
ロップ１５３８の”クリア”入力は、１０ＫＡ抵抗器１
５４０を通して５ボルトソースに接続され、かつこの５
ボルトソースはまた、ダイオード１５４１と並列の抵抗
器１５４０及び１０マイクロファラッドキャパシタ１５
４２から成る回路を通してアースに接続される。リセッ
ト回路１５０６の発振器１５３２はセンサ１５３６をイ
ネーブルにして、ＣＡＮＢＵＳの優勢信号が、プリセッ
トされた最大周期（例えば、２０４８クロックパルス）
を超える時間低であるときを決定し、かつライン１５４
４上のフリップフロップ１５３８からの信号をマイクロ
コントローラ１５０４に発生して、このような状況が生
じるノードをリセットする。
【０２２２】また、マイクロコントローラ１５０４の内
部ＡＤＣへの入力は、４つのテスト電圧源からの電圧、
即ち、フルスケールテスト電圧、2/3 スケールテスト電
圧、1/3 スケールテスト電圧、及び０テスト電圧を監視
するための４つのアナログ入力のバンクである。このＡ
ＤＣは、１０ビットアナログ−ディジタル変換を提供す
る。このＡＤＣのための基準電圧は、４つの変換器回路
１５０８、１５０９、１５１０及び１５１１のための入
力電圧である５ボルト電源であり、そのため、なされた
測定は比率計的であり、電源変動によっては影響されな
い。
【０２２３】ポンプノード−ポンププロフィール 図３５を参照すると、全体的に、ポンプノードは小さな
プリント回路ボードであり、かつこれは、ポンプ自身の
上に取り付けられ、かつエンコーダを利用してポンプを
監視している。ノードマイクロコントローラは、パルス
幅変調信号を発生することによりモータの速度を制御
し、かつデューティサイクルを変更する。ポンプノード
１３２、１３４、１３６、及び１３８はそれぞれ、光学
測定のためフローセル１１０及び１１０Ａを通してシー
ス及び反応混合物をポンプするためのシリンジポンプ８
６７用のサーボモータユニットを動作させる。ポンプノ
ード１３８を例にとると、それは、誤動作を避けかつフ
ローセル読み取り時間の間実質上一定速度を有する所定
のポンププロフィールに従い、規定の時間内に関連した
シリンジを制御するよう機能する。ポンプノードのそれ
ぞれは、実質上同様に動作し、それ故、１つのみを説明
する。
【０２２４】ポンプノード１３２は、ＣＡＮインターフ
ェース回路２２１０、マイクロコントローラ２２２０、
電圧レギュレータ２２２４、リセット回路２２２１、発
振器２２２２、ＲＡＭ及びＰＲＯＭメモリ２２２３を含
み、そしてその全ては、ノード１３２とＣＡＮＢＵＳ５
００及びＣＰＵ１０７との間の通信に関して、前述した
他のノードと同じ本質的構成及び動作を有している。さ
らに、ノード１３２は、プロフィール発生器２２５２、
位置検出器２２５４、及び光アイソレータ２２６０に結
合されるパルス幅変調器回路２２５６を含んでいる。得
られるべきポンププロフィールを実行するマイクロコン
トローラ２２２０により発生したパルス幅変調信号は、
モータドライバ回路２２７２を制御するために光アイソ
レータブリッジ２２６０上を伝送される。このモータド
ライバ回路２２７２は次に、モータ２２７０を駆動し
て、プログラムされたプロフィールに従い関連したシリ
ンジポンプ８６７を動作させる。このプロフィールは、
特にプロフィールを決定するために必要とされる定数
は、ＣＡＮＢＵＳ５００上をシステムコントローラ１０
５からダウンロードされ、かつプロフィール発生器２２
５２内に記憶される。定数は、例えば、初期条件、加速
傾斜（計数／sec 2 ）と持続時間（計数）、定速度（計
数／sec ）と持続時間（計数）、及び減速（計数／sec
2 ）と持続時間（計数）である。
【０２２５】モータ８７０（図４２及び図４３）は、シ
リンジポンプモータの位置を表す符号化信号を発生する
相当するエンコーダ回路２２７６を有している。この符
号化信号はそれから、位置デコーダ回路２２５４によっ
てデコードされ、かつプロフィール発生器２２５２を使
ってこのプロフィールと比較され、それによって、所望
のプロフィールに従いポンプ動作のフィードバック制御
を提供する。このフィードバックは、モータのエンコー
ダ２２７６、及び直交デコーダ２２７８、例えば、ヒュ
ーレットパッカードから利用可能の装置モデルＮｏ．Ｈ
ＥＤＳ−９１２０及びＨＣＴＬ−２０１６によって提供
される。モータポンプが所望のプロフィールに従うよう
に補正することができない場合に、そのとき、マイクロ
コントローラ２２２０は適切な故障信号を発生すること
ができ、かつそれをＣＡＮＢＵＳ５００上のホストＣＰ
Ｕに伝送することができる。モータドライバ回路は、Ｃ
ＡＮＢＵＳ５ボルト電源とは別個の２４ボルト電源、或
いはオンボード電圧レギュレータ２２２４を備えてモー
タ２２７０を動作させるに必要な電力を発生することが
できる。好適モータドライバ回路は、ナショナルセミコ
ンダクタＣｏｒｐ．サンタクララ、ＣＡ ９５０５２か
ら利用可能のモデルＬＭＤ１８２００である。この回路
要素は、好ましくは単一プリント回路ボード上に取り付
けられ、かつそれは次に、後述のようなポンプモジュー
ルにおいて、シリンジポンプを動作させるためのモータ
に隣接して接続されている。
【０２２６】バルブノード 図３１を参照すると、バルブドライバノード１６０は、
分析装置コントローラ１０５及びそのＣＰＵ１０７とシ
ステムバルブハードウエアの間のインターフェースであ
る。バルブドライバノード１６０は、応用可能のシステ
ムソレノイド（空気圧）バルブＶ２６、Ｖ２８、Ｖ２
９、Ｖ３０、Ｖ３４、Ｖ３１、Ｖ７５、Ｖ７６、Ｖ７
７、Ｖ７８、Ｖ７９、Ｖ３９、Ｖ６０及びＶ８０（図５
２参照）を制御する。それはまた、バルブショート及び
開回路状態のための故障指示回路を含んでいる。ノード
１６０は、ボードマイクロコントローラ２０２０及び、
バルブ選択、タイミングを処理し、かつバルブステータ
スを報告するためにＣＡＮＢＵＳ５００を通してホスト
ＣＰＵ１０７により質問されるＣＡＮＢＵＳインターフ
ェース２０１０を通してインテリジェントにされる。バ
ルブノード１６０は好ましくは、バルブを駆動するため
の，ＭＩＣＲＥＬセミコンダクタ集積回路ＭＩＣ５９Ｐ
５０、８ビットパラレル入力保護ラッチドライバ回路に
基づく、プリント回路ボードアセンブリとして構成され
る。バルブドライバノード１６０は好ましくは、５×８
バルブのバンクに配列することのできる４０の低電流
（５０−６０ＭＡ）ドーム又はダイアフラムバルブに電
力を送ることができる。バルブドライバノード１６０は
また、好ましくは１×２及び１×４の２つのバンク、及
び前記の組合せに配列することのできる６つの高電流
（２００ＭＡ）ソレノイドバルブに電力を送ることがで
きる。バルブドライバは、出力ドライバ回路２０４０に
より集合的に表されている。
【０２２７】マイクロコントローラ２０２０及びＣＡＮ
インターフェース２０１０は、マイクロコントローラの
入力及び出力及びそのデータ処理機能が専用ノードの１
６０の機能を実行するために異なっているのを除いて、
装置コントローラ１０５とノード１６０の間のデータ及
び制御機能転送を実行するために、他のノードと同様に
構成されて、リセット回路２０２１、１６．０ＭＨｚで
の発振器２０２２、ＲＡＭ及びＰＲＯＭメモリ２０２
３、及びオンボード電圧レギュレータ２０２４を有して
いる。図３２を参照すると、デコードロジック回路２０
３０は、システムＣＰＵ１０７からバルブドライバスト
ローブをデコードするための回路を含んでいる。回路２
０３２、好ましくはモデル７４ＨＣ５７３ラッチは、Ａ
ＬＥ／信号を通して少なくとも３つの上位アドレスビッ
トをラッチして、どのドライバ集積回路が新たなデータ
を受信すべきかを選択する。回路２０３４、好ましくは
モデル７４ＨＣ１３８は、記憶されたデータビットを受
け取りかつそれらをＷＲ／信号の到達により適切な時間
に処理する３〜８のラインデコーダである。デコードさ
れたストローブは、識別されたバルブを制御するために
種々の電力出力ドライバ２０４０に導かれる。８進３状
態バッファ２０３５Ａ及び２０３５Ｂは、データビット
Ｄ０、Ｄ１及びＲＤ／信号をデコードすることによりオ
ンボードマイクロコントローラ２０２０にバルブ故障フ
ラグを導くために使用される。
【０２２８】出力バルブ駆動回路２０４０は、集積ドラ
イバ回路２０４１、２０４２、２０４３、及び２０４５
から成り、それぞれ好ましくは、＋５ボルト電源及び２
４Ｖ帰還アースを有するＭＩＣＲＥＬモデル５９Ｐ５０
である。各ドライバ出力ピンは、電力レール（図示せ
ず）に結合された過渡ダイオードにより保護される。ま
た、全てのドライバ出力上には、センス比較器回路２０
４８及び２０４９に差動モードで接続された配線即ち直
列の電流検知抵抗器（図示せず）、例えば１．０オーム
５％（３ワット）が組み込まれている。センス比較器回
路２０４８及び２０４９（例えば、好ましくは、Allegr
o モデルＵＬＮ２４５４デバイス）が、デコードロジッ
ク２０３０において使用されて、ソフトウエアが各バル
ブを個々にオンにするときセンス抵抗器間の電圧降下を
検知する。もし電圧が検知されないならば、そのときバ
ルブ又は配線は、オープン回路であると仮定される。そ
れから、これは、システムコントローラ１０５に報告さ
れる。
【０２２９】ドライバ回路２０４０のためのタイミング
は、以下の真理値表に従って得られる。 真理値表 データ 入力 ストローブ クリア ＯＥ Ｏ(t-1) Ｏ(t) 注 ０ １ ０ ０ ｘ オフ ｘ＝無関係 １ １ ０ ０ ｘ オン t -1＝以前の出力状態 ｘ ｘ １ ｘ ｘ オフ ｔ＝現在の出力状態 ｘ ｘ ｘ １ ｘ オフ ｘ ０ ０ ０ オン オン ｘ ０ ０ ０ オフ オフ
【０２３０】選択自由に、１以上の出力ドライバ回路
は、各出力ドライバをパラレルに使用することを可能に
する出力パラレル配線を備えることができる。これらの
出力ドライバは、高電流駆動をするために使用すること
ができる。マイクロコントローラ２０２０は好ましく
は、前述したように種々のＩ／Ｏ能力の配列を持つ８０
ｃ５１コアを有するフィリップスモデルＰ８７ｃ５９２
−ＥＦＡデバイスである。バルブドライバノード１６０
の好適具体例において、通常のピン割り当てを使うマイ
クロコントローラ２０２０ポート割り当ては、以下の通
りである。ポートＰ０．０−０．７は、内部データバス
Ｉ／Ｏ２０１５のために使用され、ポートＰ１．０及び
ポート１．５は、ノード１６０ＩＤをポートデコードす
るために使用され、ポートＰ１．２はボードリセットの
ために使用され、ポートＰ１．３及びＰ１．４はステー
タスインディケータであり、ポートＰ３．６はボードＷ
Ｒ／コマンドのために使用され、ポートＰ３．７はボー
ドＲＤ／コマンドのために使用され、そしてポート３．
２はボード出力イネーブルコマンドのために使用され
る。図１Ｋに示されたバルブドライバノード２は、バル
ブドライバノード１と同じ構成を有している。
【０２３１】パラレルノード 図２７は、パラレルノード１４０のアーキテクチャの簡
単化されたブロック図である。ＣＡＮＢＵＳインターフ
ェース１６０２は、ＣＡＮＢＵＳをパラレルノードマイ
クロコントローラ１６０３に接続し、それは次に、図１
１Ａ及び図１１Ｃに示されるように、ＢＡＳＯ、ＰＥＲ
ＯＸ、サンプルシアーバルブ及び吸引及びセレクタバル
ブアセンブリと関連した種々のセンサ、ヒータ及びモー
タに接続される。ＣＡＮＢＵＳインターフェース１６０
２は、バルブドライバノード１６０内のインターフェー
ス２０１１と実質上同じである。同様に、マイクロコン
トローラ１６０３は、（異なってプログラムされている
けれども）マイクロコントローラ２０２０と同じであ
り、かつインターフェース１６０２とマイクロコントロ
ーラ１６０３の間で同じ内部バスが、バルブドライバノ
ード１６０及び他のノードにおいて説明したように使用
される。
【０２３２】マイクロコントローラ１６０３は、回路動
作を制御するためパルス幅変調器回路１６０４を通して
セレクタバルブモータドライブ回路１６０５に接続され
る。マイクロコントローラ１６０３はまた、出力ポート
１６０６を通してＰＥＲＯＸ及びＢＡＳＯヒータコント
ロール１６０７及び１６０８に接続され、かつアナログ
ーディジタル変換器１６０９を通してＰＥＲＯＸ及びＢ
ＡＳＯ温度センサ１６１０及び１６１１に接続される。
さらに、導電率センサ１６１４、第一のセレクタバルブ
モータセンサ１６１６、サンプルシアーバルブアセンブ
リセンサ１６１８、第二のセレクタバルブモータセンサ
１６２０、マニュアル開チューブセンサ１６２２、及び
マニュアル閉チューブセンサ１６２４がそれぞれ、入力
ポート１６１２を通してマイクロコントローラ１６０３
に接続される。パラレルノード１４０はまた、ＣＭＯＳ
コントロールロジックを利用してＰＥＲＯＸ及びＢＡＳ
Ｏヒータを制御し、かつここで、”高”レベルは信号が
ヒータをオンにするのを可能にし、かつ”低”レベル信
号はヒータをオフにする。パラレルノードはまた、ＢＡ
ＳＯ及びＰＥＲＯＸチャンバにおけるアナログ温度を監
視し、かつこの温度指示を表すアナログ電圧を，Ａ／Ｄ
変換器１６０９を使ってディジタル値に変換する。１０
ビットの最少分解能が好ましい。
【０２３３】ノード１４０は、回路１６０４を利用して
パルス幅変調信号を供給して、セレクタバルブモータド
ライブ回路１６０５内のＦＥＴトランジスタを制御し、
システムコントローラ１０７がセレクタバルブモータを
動作させるコマンドを出すときセレクタバルブモータを
駆動する。ノード１４０は好ましくは、３．０アンペア
の電流でＤＣモータを駆動することができ、かつヒータ
のそれぞれに３．０アンペア信号を供給することができ
る。パラレルノードはまた、図２７に示された１６のセ
ンサのために入力ポートを提供する。即ち、導電率検出
器１６１４、第一のセレクタバルブモータセンサ１６１
６、サンプルシアーバルブアセンブリセンサ１６１８、
第二のセレクタバルブモータセンサ１６２０、マニュア
ル開チューブセンサ１６２２、及びマニュアル閉チュー
ブセンサ１６２４のためである。センサ信号のそれぞれ
は、入力ポート１６１２における１６進反転シュミット
トリガーから成るバッファ回路に入力される。キャパシ
タは、好ましくは過渡からのアナログ入力を減結合する
ために使用される。
【０２３４】光アイソレータは、セレクタバルブモータ
（図示せず）に与えられるシアー面アクチュエータ信号
を分離するためにセレクタバルブモータドライブ回路１
６０５において使用される。図２８に示されたセレクタ
バルブモータドライバ回路１６０５は、電圧比較器１６
０５Ａ、好ましくは±１２ボルトバイアス電圧が印加さ
れるモデルＬＭ３９９装置、及び５０％デューティサイ
クルチョッパ回路を形成する関連した回路要素を含んで
いる。この出力は、コネクタＪ６を通り、電力ＭＯＳＦ
ＥＴ Ｑ１を経て＋１２ボルトＤＣモータを駆動する。
比較器１６０５Ａは＋１．５６ボルト（±１５％）の閾
値電圧を備え、かつ入力ポート１６１２（図３２）を経
て入来セレクトバルブロジック信号ＳＥＬＶＡＬと比較
される。この閾値を超えるとき、電力ＭＯＳＦＥＴ Ｑ
１はオンになる。セレクタバルブドライバ回路１６０５
は３つの出力、モータ出力、＋２４ボルト電源、及びコ
ネクタＪ６で終端するアースＣＧＮＤを有している。
【０２３５】センサ１６１０及び１６１１で検知された
各ヒータからのアナログ入力信号は、検知された温度と
相似である。これらの信号は、好ましくはオン−ノード
マイクロコントローラ１６０３の一部であるアナログー
ディジタル変換器１６０９により変換される。マイクロ
コントローラ１６０３の説明及びアナログーディジタル
変換器１６０９の動作は、前述の通りである。ＰＥＲＯ
Ｘアナログ入力のための転送機能は、摂氏＋５０度の等
価に対して０ボルトであり、かつ摂氏＋９０度の等価に
対して＋５ボルトＤＣである。それ故、この機能は、摂
氏＋５０度以上で８度／１ボルトである。ＢＡＳＯアナ
ログ入力に対する転送機能は、摂氏１４度の等価に対し
て０ボルトであり、かつ摂氏＋４０度の等価に対して＋
５ボルトＤＣである。それ故、この機能は、摂氏＋４０
度以上で５度／１ボルトである。ＢＡＳＯヒータは好ま
しくは、マイクロコントローラ１６０３により監視され
る開センサ入力（図示せず）を有している。
【０２３６】図３２及び図３３は、本発明の血液分析シ
ステムにおいて使用するための導電率検出器１６１４の
一具体例の詳細な図解図である。導電率検出器１５４の
検知プレート１６２８及び１６３０は、静止していよう
と或いはより好ましいことに動作中であろうと、分析中
の流体に接触するようにＵＦＣバルブアセンブリ１５３
（図１１Ｃ参照）内側に物理的に接続される。特に、
水、血液、試薬及び他のテスト材料のような流体が、テ
ストサイクル中のある時にＵＦＣバルブアセンブリ内に
流れる。導電率検出器１６１４の目的は、流体サンプ
ル、例えば、血液サンプルが該血液サンプルのための許
容可能の値の範囲に相当する所定の導電率範囲内にある
かどうかを決定することである。もしそうならば、その
ときこのサンプルは、通常にテストされるべき有効血液
サンプルであると考えられる。もしそうでないならば、
そのとき、この範囲外になるサンプルは、有効血液サン
プルであるとすることに問題を示すので、血液分析テス
トは実行されるべきでない。
【０２３７】図３２を参照すると、信号発生器岐路１６
２５は、好ましくは常に、前述したようにプレート１６
２８を通して流体内に注入される既知の周波数及び振幅
の信号を発生する。この信号は、発生器１６２５の制御
の下で発生する。それからこの信号は、ピックアッププ
レート１６３０により検知され、かつ増幅器回路１６３
２に入力され、かつこれは、この信号を整流器回路１６
３４に送る前にそれを増幅する。整流器回路１６３４の
出力は、積分器回路１６３６に接続される。図３３を参
照すると、積分された信号はそれから調整可能の出力回
路１６３８の入力に与えられる。血液サンプル（又は他
の関心のある導電性流体）が、導電率センサ１６１４に
よりＵＦＣアセンブリ内に与えられるとき、最終出力信
号が発生し、かつこれは、プレート１６２８と１６３０
の間で検知された溶液の導電率を示す。特に、もし導電
率レベルが許容可能の血液サンプルに相当する所定の範
囲内に入るならば、そのときディジタルゼロ信号が発生
するであろう。しかしながら、もし導電率レベルがこの
範囲の外側ならば、そのときディジタル１信号が発生し
て、許容できない血液サンプルが存在するということが
示される。許容できない血液サンプルが、実行されるべ
き分析のための適切な所定の導電率範囲内の導電率値を
有するサンプルに基づいて、必要なとき分析することが
できる。
【０２３８】用語「ヘマトクリット値」は、血液内の赤
血球の容量％濃度として定義され、かつ典型的には３０
〜５０の範囲にある。この点で、血液は、２つの主要
素、赤血球と血漿を有している。血液の導電率は、塩
（Ｎａ+ 及びＣｌ- ）によるものであるのに対して、赤
血球は電気的に導電性であるとは考えられない。赤血球
の存在は、血漿に比較して導電率を減少させることがで
きる。血液を非常に粘性にする非常に高いヘマトクリッ
ト値で、導電率センサは導電率又は粘性により”タイム
アウト”し、そして許容できないサンプルを示すかもし
れない。しかしながら、このヘマトクリット値はテスト
を行うための許容可能の値の範囲内にないかもしれない
けれども、このようなタイムアウトは実際には、テスト
目的のための許容できるサンプルの検出を示していると
いうことが理解されよう。信頼性のために、タイムアウ
トは、典型的には、分析がなされないように許容可能の
サンプルを検出しないとして扱われる。
【０２３９】詳細において、発生器回路１６２６は、．
０１マイクロファラッドキャパシタを通して±１２ボル
トソースに接続された演算増幅器１６４０から構成され
る。増幅器１６４０の反転及び非反転入力は、１００Ｋ
Ａ抵抗器１６４３及び２６１０ＫＡ抵抗器１６４４をそ
れぞれ通して出力からのフィードバック路内に接続され
る。さらに、増幅器１６４０の反転入力は、３３００ピ
コファラッドキャパシタ１６４５を通して−１２ボルト
基準に接続され、かつその非反転入力は、２２６０ＫＡ
抵抗器１６４６を通して−１２ボルト基準に接続され
る。増幅器１６４０の出力は、２ＫＡ抵抗器１６４
７、．４７マイクロファラッドキャパシタ１６４８、１
００ＫＡ抵抗器１６４９及びダイオード１６５０、１６
５１から成る回路に接続されて、１．４Ｋｈｚの周波数
及び±．５ボルトの振幅を有する矩形波信号を発生す
る。矩形波信号は、プレート１６２８に導かれ、血液サ
ンプル内に注入され、かつプレート１６３０により検知
される。この検知信号は、．００１マイクロファラッド
キャパシタ１６５６及び８２ＫＡ抵抗器１６５７から成
る並列回路を通して流れるフィードバック信号と共に、
５６０Ａ抵抗器１６５５を通して増幅器１６５４の反転
入力に導かれる。増幅器１６５４の非反転入力は、１２
ボルト基準に接続される。増幅器回路１６３２の出力信
号は、整流器回路１６３４の入力に導かれ、かつこれ
は、増幅器１６６０の反転入力に接続された１０ＫＡ抵
抗器１６５９を備え、これはまた、１５ＫＡ抵抗器１６
６１、ダイオード１６６２、及び．００１５マイクロフ
ァラッドキャパシタ１６６４と並列の１００ＫＡ抵抗器
１６６３から成るフィードバック路からの入力を有して
いる。増幅器１６６０の非反転入力は、１２ボルト基準
に接続される。整流器回路１６３４の出力はそれから、
積分器回路１６３６に導かれ、かつこれは、増幅器１６
６６の反転入力に接続された１００ＫＡ抵抗器１６６５
を備え、かつこれはまた、．０２２マイクロファラッド
キャパシタ１６６８と並列の１２０ＫＡ抵抗器１６６７
から成るフィードバック路からの入力を有している。増
幅器１６６６の非反転入力は、１２ボルト基準に接続さ
れる。積分器回路１６３６の出力は、調整可能の出力回
路１６３８に接続され、かつこれは、＋１２ボルト基準
に接続される２０ＫＡ抵抗器１６７５と並列の６．８１
ＫＡ抵抗器１６７４に接続されたポテンショメータ１６
７３及び１００ＫＡ抵抗器から成る可変抵抗回路と並列
の増幅器１６７１の反転入力に接続された１００ＫＡ抵
抗器を備えている。増幅器１６７１は、．０１マイクロ
ファラッドキャパシタ１６７６及び１６７７を通して±
１２ボルト基準電圧に接続されている。増幅器１６７１
の非反転入力は、３０ＫＡ抵抗器１７６８を通してフィ
ードバック路内で、かつ１ＫＡ抵抗器１６８０と並列に
４９９Ａ抵抗器１６７９を通して１２ボルト基準に接続
される。増幅器１６７１の出力は、また２０ＫＡ抵抗器
１６８２と並列の６８．１ＫＡ抵抗器１６８１を通して
インバータ１６８２に、かつ６．８１ＫＡ抵抗器１６８
３を通して１２ボルト基準に接続される。インバータ１
６８４からの出力信号は、血液サンプルがさらにテスト
を可能にするために許容可能のヘマトクリット値範囲内
にあるかどうかを示している。出力回路１６３８におい
て、ポテンショメータ１６７３は、所望のヘマトクリッ
ト値範囲を選択するよう調整することができる。
【０２４０】図２９の前述の導電率検出器１６１４は１
つの増幅器、１つの整流器及び１つの積分器を利用する
けれども、２以上の増幅器回路を使うような種々の他の
回路組合せを使用して、必要な信号処理機能を実行する
ことができるということが理解されよう。当業者はま
た、検出器能力を増すために複数対のプレートを使用す
ることができ、かつ検知された信号は、有用なデータを
得るための多数の方法のいずれにおいても処理すること
ができるということが認められるであろう。例えば、導
電率検出器回路からの各出力信号は、システムマイクロ
プロセッサＣＰＵ１０７により処理して、血液サンプル
における不純物量等に関するデータを発生することがで
きる。このように、使用可能のデータ信号のいかなる組
合せも、所定範囲内に入るサンプルのみがテストされる
ように、血液サンプルの構成に関する情報を得るために
発生することができるであろう。これは、血液分析にお
いて使用される試薬の保存を可能にし、かつ処分のため
に処理されなければならない生物学的廃棄物量を最少化
する。非血液サンプル分析のために、それは同様に、さ
もなければ使用されるであろう分析試薬の使用を最少化
するであろう。
【０２４１】スイッチインディケータノード 図３６を参照すると、スイッチインディケータノード１
２４は前部パネルスイッチを監視し、かつリボンコネク
タＪ１上を前部パネル２４６０のステータスＬＥＤを監
視し、コネクタＪ５上の電源電圧を選択自由に監視し、
そしてＣＡＮＢＵＳ５００上のＣＰＵ１０７とインター
フェースする。ノード１２４は、ＣＡＮインターフェー
ス２４０１、ＣＡＮマイクロコントローラ２４１０、リ
セット回路２４２０及び発振器２４２１を含み、全てＣ
ＡＮＢＵＳ５００と通信するための他のノードに対して
前述したように構成されている。ＣＡＮインターフェー
ス２４０１は好ましくは、フィリップスモデル８２Ｃ２
５０デバイスであり、かつＣＡＮマイクロコントローラ
２４１０は好ましくはフィリップスモデル８７Ｃ５９２
デバイスである。アナログ−ディジタル変換器部分を除
いて、ＨＧＢノード（図３４）のマイクロコントローラ
２１１０の説明が参照される。ここで、図３６で使用さ
れる参照数字X4XXは、図３４における参照数字X1XXを有
する同じデバイスを参照している。
【０２４２】このスイッチインディケータノード１２４
において、マイクロコントローラ２４１０のポートＰ５
は、コントローラ２４１０のオンボード１０ビットＡＤ
Ｃ２４３０への入力として構成される。ＡＤＣ２４３０
はこのように、８つの電源からの電圧を、アナログ−デ
ィジタル変換により監視するために使用される。ＡＤＣ
２４３０のための基準電圧は、２．５±０．４ボルトで
ある。
【０２４３】マイクロコントローラ２４１０のポート割
り当ては、以下の通りである。 Ｐ１．４ オプションＬＥＤ Ｐ１．５ オプションジャンパＰ４ Ｐ１．７ 電源温度オーバーセンサ Ｐ３．２ 待機スイッチ Ｐ３．３ スタート／ストップスイッチ Ｐ３．４ イジェクトスイッチ Ｐ３．５ スペア Ｐ４．０ 待機ＬＥＤ表示 Ｐ４．１ スタートＬＥＤ表示 Ｐ４．２ ストップＬＥＤ表示 Ｐ４．３ イジェクトＬＥＤ表示 Ｐ４．４ ラックＬＥＤ表示 Ｐ４．５ 用意ＬＥＤ表示 Ｐ４．６ ＤＲＳＴ／ＯＥ／−リセット／出力イネーブル／ ＬＥＤドライバ用 Ｐ４．７ フラグ−ＬＥＤドライバ用過電流フラグ Ｐ５．０ ＋５ボルト非切替電源 Ｐ５．１ ＋５ボルト切替電源 Ｐ５．２ −１２ボルト電源 Ｐ５．３ ＋１２ボルト電源 Ｐ５．４ −１５ボルト電源 Ｐ５．５ ＋１５ボルト電源 Ｐ５．６ ＋２４ボルト電源 Ｐ５．７ ＋５ボルトランプ電源
【０２４４】電源電圧は、コネクタＪ５上のスイッチ／
インディケータノード１２４にもたらされる。全ての電
圧は、ＡＤＣ２４３０の２．５ボルト電圧範囲に適合す
るよう電圧ディバイダ（図示せず）により縮小される。
負電圧は、増幅器により反転される。分離されたランプ
電源は、差動増幅器２４３５によりバッファされる。各
チャンネルのための転送機能は、以下のように定義され
る。 Ｖ＝Ｎ／１０２４ＸＶfs ここで、Ｖは測定電圧、ＮはＡＤＣ上で記録された計
数、及びＶfsはチャンネルのフルスケール電圧である。
【０２４５】電源へのコネクタＪ５は、次のピン定義を
有している。 ピン ポート 機能 Ｖfs Ｊ５−６ Ｐ５．０ ＋５ボルト非切替 ７．５００ボルト Ｊ５−５ Ｐ５．１ ＋５ボルト切替 ７．５００ボルト Ｊ５−８ Ｐ５．２ −１２ボルト −２５．０００ボルト Ｊ５−２ Ｐ５．３ ＋１２ボルト ＋２７．０００ボルト Ｊ５−４ Ｐ５．４ −１５ボルト −２５．０００ボルト Ｊ５−７ Ｐ５．５ ＋１５ボルト ＋２７．５００ボルト Ｊ５−１ Ｐ５．６ ＋２４ボルト ＋２７．５００ボルト Ｊ５−３ ＡＧＮＤ Ｊ５−１２ Ｐ５．７ ＋５ボルト ＋６．２３７５ボルト ２．５％ ランプ（＋） ランプ（−） Ｊ５−１１ ランプ（−） Ｊ５−９ Ｐ１．７ 温度
【０２４６】電源アセンブリにおける高温度は、好まし
くは、温度オーバースイッチ（又は同様な温度検知装
置）を使って検知され、かつその比較出力は、ポートＰ
１．７に通される。このように、ポート上の高信号は、
高温度状態を示している。コントロールパネル２４６０
上のスイッチ閉は、マイクロコントローラポートＰ３．
２−Ｐ３．４で独立して検出される。ノード１２４をパ
ネル２４６０に結合するコネクタＪ１上の入力ピンは通
常高にセットされ、かつアースへのスイッチ閉により低
になる。これらのレベルは、ポートＰ３に進む前に反転
増幅器２４６２により反転される。３８０オーム以下の
スイッチ抵抗がスイッチ閉を構成する。
【０２４７】コントロールパネルＬＥＤは、マイクロコ
ントローラポートピンＰ４．０−Ｐ４．３により制御さ
れ、かつドライバ回路２１６４、好ましくはＭＩＣＲＥ
Ｌモデル５９Ｐ５０により、コネクタＪ１を通して駆動
される視覚表示インディケータである。各ＬＥＤは１５
ｍａで駆動される。ＭＩＣ５９Ｐ５０上のフラグピン
は、マイクロコントローラ２４１０ポートＰ４．７に接
続され、かつ過電流或いは温度オーバー故障の信号を出
す。ＭＩＣ５９Ｐ５０デバイスのＯＥ／リセットピン
は、ポートＰ４．６に接続されている。ポートＰ４．６
はＬＥＤドライバを可能にするために低でなければなら
ず、一方、高はドライバを不能にし、かつ／又は故障状
態をリセットする。コネクタＪ１は、その５Ｖ出力を保
護するためにヒューズを付けることができる。制御パネ
ルインターフェースへのコネクタＪ１のピン定義は、以
下の通りである。 ピン デザイン マイクロコントローラポート ポートステート Ｊ１−１ 待機スイッチ Ｐ３．２ 高＝スイッチ閉 Ｊ１−２ ＧＮＤ Ｊ１−３ スタート／ストップ Ｐ３．３ 高＝スイッチ閉 スイッチ Ｊ１−４ ＧＮＤ Ｊ１−５ イジェクトスイッチ Ｐ３．４ 高＝スイッチ閉 Ｊ１−６ ＧＮＤ Ｊ１−７ 待機ＬＥＤ Ｐ４．０ 高＝ＬＥＤオン Ｊ１−８ ＡＧＮＤ Ｊ１−９ スタートＬＥＤ Ｐ４．１ 高＝ＬＥＤオン Ｊ１−１０ ＡＧＮＤ Ｊ１−１１ ストップＬＥＤ Ｐ４．２ 高＝ＬＥＤオン Ｊ１−１２ ＡＧＮＤ Ｊ１−１３ イジェクトＬＥＤ Ｐ４．３ 高＝ＬＥＤオン Ｊ１−１４ ＡＧＮＤ Ｊ１−１５ ラックＬＥＤ Ｐ４．４ 高＝ＬＥＤオン Ｊ１−１６ オフスイッチ Ｊ１−１７ オンＬＥＤ Ｊ１−１８ オンＬＥＤ Ｊ１−１９ オン／オフスイッチ Ｊ１−２０ ＋５Ｖ
【０２４８】ＬＥＤインターフェースへのコネクタＪ６
のピン定義は、以下の通りである。 ピン デザイン マイクロコントローラポート ポートステート Ｊ６−１ 用意 Ｐ４．５ 高＝ＬＥＤオン Ｊ６−２ ５Ｖ（１００オーム） Ｊ６−３ ＣＧＮＤ
【０２４９】リレーＫ１は、システム電力を制御する。
この回路は、常にオンである非切替５ボルト電源により
電力供給される。制御パネル２４６０のオンスイッチを
押すことによりリレーＫ１が動作し、かつラッチされ、
そしてこれはＡＣ／ＤＣモジュールコネクタＪ４を通し
て電源アセンブリのソリッドステートリレーに電力を印
加する。オフボタンを押すと、リレーＫ１への電流を遮
断し、そしてそれ故、このシステムをオフにする。
【０２５０】電力制御ポートコネクタＪ４ピン定義は、
以下の通りである。 メモリ２４６５は、選択自由の外部メモリデバイス、例
えば、フィリップスモデル２７Ｃ２５６ＰＲＯＭであ
る。ジャンパ（図示せず）が、適切な位置にあるとき、
マイクロコントローラ２４１０は、その内部ＰＲＯＭの
代わりにこのＰＲＯＭ２４６５からそのプログラムを実
行するであろう。さもなければ、その内部ＰＲＯＭは、
プログラムソースである。当業者は、例示目的のためで
あって制限のためではない前述の具体例以外のものによ
って、本発明を実施することができるということが認め
られるであろう。
【０２５１】
【発明の効果】本発明の光学要素は、フォーカスされた
レーザビーム出力を発生するために、ハウジングに取り
付けられ、かつ該ハウジングに関して内部的に方向付け
られており、そして次に、このハウジングが４自由度で
フォーカスビームを動かすことができる整列機構上に取
り付けられることにより、フォーカスビームを特定の位
置に向けることができ、従って、分析装置内で使用する
ために容易に方向付けることのできる工場調整した、低
コストの光学イルミネータアセンブリを得ることができ
る。それ故、本発明によって、公知の装置と比較して、
要素構成を改良し、そして部品数が少なく、サービスコ
ールが少なく、また耐久力及び信頼性を改善した分析装
置が提供される。また、本発明によれば、広範囲のタイ
プの分析器に適用することのできるサブコンポーネント
及びモジュールから成る改善された分析装置が提供され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデバイス内の赤血球及び白血球分
析チャンネルの好適具体例において使用するためのレー
ザー光学台及び検出器の図解的図である。
【図２】第一の具体例に従う図１の照明アセンブリの図
である。
【図２Ａ】第二の具体例に従う図１の照明アセンブリの
図解的図である。
【図２Ｂ】図２Ａのアセンブリのロックネジシステムの
部分的側面断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａの空間フィルタの開口アセンブリの上
面断面図である。
【図２Ｄ】図２Ａの空間フィルタ焦点アセンブリの端面
図である。
【図２Ｅ】図２Ａの空間フィルタ焦点アセンブリの側面
図である。
【図２Ｆ】図２Ａのアセンブリにおいて使用するための
位置決め開口の前面図である。
【図２Ｇ】図２Ａの焦点レンズアセンブリの前端面図で
ある。
【図２Ｈ】図２Ａの照明アセンブリ用の位置決めシステ
ムの前断面図である。
【図２Ｉ】図２Ｈの方向付けシステムの側面図である。
【図２Ｊ】図２Ｈの横方向調整機構の概略図である。
【図３】図１の検出器システムの概略図の上面図であ
る。
【図４】図３のダークストップの前平面図である。
【図５】図３のスプリットミラーの前平面図である。
【図６】図１の検出器システムの別の具体例において使
用するための２面体プリズムの前面図である。
【図７】図１の検出器システムの別の具体例において使
用するための２面体プリズムの側面図である。
【図８】図１の検出器システムの別の具体例において使
用するためのダークストップの前平面図である。
【図９】図１の検出器システムの別の具体例において使
用するための３面体プリズムの前平面図である。
【図１０Ａ】本発明に従うデバイス内のペルオキシダー
ゼ光学チャンネルにおいて使用するためのランプ光学台
の図解的図である。
【図１０Ｂ】本発明に従うデバイス内のペルオキシダー
ゼ光学チャンネルにおいて使用するための検出器の図解
的図である。
【図１１Ａ】本発明の好適具体例の電子アーキテクチャ
ーの回路ブロック図である。
【図１１Ｂ】本発明の好適具体例の電子アーキテクチャ
ーの回路ブロック図である。
【図１１Ｃ】本発明の好適具体例の電子アーキテクチャ
ーの回路ブロック図である。
【図１１Ｄ】本発明の好適具体例の電子アーキテクチャ
ーの回路ブロック図である。
【図１１Ｅ】本発明の好適具体例の電子アーキテクチャ
ーの回路ブロック図である。
【図１２】図１１Ａ〜図１１Ｅのアーキテクチャーの２
つのメジャーコンピュータサブシステムのブロック図で
ある。
【図１３】図１１Ａの“データ取得ボード”の入力及び
出力接続のブロック回路図である。
【図１４】図１３の“データ取得ボード”のブロック回
路図である。
【図１５】図１３の装置の“ペルオキシダーゼアナロ
グ”チャンネルのブロック回路図である。
【図１６】図１４の“データ取得ボード”の一部の機能
回路図である。
【図１７】図１５の“データ取得ボード”の一部の機能
回路図である。
【図１８】図１３の“データ取得ボード”のステート図
である。
【図１９】図１１ＡのＲＢＣ／ＲＥＴＩＣ／ＢＡＳＯ光
学台のブロック回路図である。
【図２０】図１９のアナログ信号チャンネルの回路図で
ある。
【図２１】図１９のレーザーダイオードドライバの回路
図である。
【図２２】図１９の電源回路の回路図である。
【図２３】図１９のレーザーダイオード寿命ステータス
回路の回路図である。
【図２４】図１１Ａ〜図１１ＥのＣＡＮＢＵＳアーキテ
クチャーのブロック図である。
【図２５】図２４のＣＡＮインターフェース回路のブロ
ック回路図である。
【図２６】図１１Ｂの“圧力及びスイッチ”ノードのブ
ロック回路図である。
【図２７】図１１Ｃの“パラレルノード”のブロック図
である。
【図２８】図２７のセレクタバルブモータドライバ回路
の回路図である。
【図２９】図２７の導電率センサの回路図である。
【図３０】図２７のパラレルノードの調整可能の出力回
路の回路図である。
【図３１】図１１Ｃの“空気バルブドライバノード”の
ブロック図である。
【図３２】図１１Ｃの“空気バルブドライバノード”の
ブロック図である。
【図３３】図１１Ｃの“空気バルブドライバノード”の
ブロック図である。
【図３４】図１１Ｂの“ＨＧＢノード”のブロック図で
ある。
【図３５】図１１Ｂの“ポンプノード”のブロック図で
ある。
【図３６】図１１Ｂの“スイッチ／インディケータノー
ド”のブロック図である。
【図３７】一部分解して示す本発明の好適具体例に従う
装置の正面斜視図である。
【図３８】図３７の装置の一部分解した図である。
【図３９】サンプル吸引のための図３８の流体圧流体部
分の前面図である。
【図４０】サンプルポンピングのための図３８の流体圧
流体部分の前面図である。
【図４１Ａ】図３８のシリンジポンプのための代表的ポ
ンププロフィールである。
【図４１Ｂ】図３８のシリンジポンプのための代表的ポ
ンププロフィールである。
【図４２】図３８のシリンジポンプの側断面図である。
【図４３】図３８のシリンジポンプの前平面図である。
【図４４】図３８の装置の内部構造の前正面斜視図であ
る。
【図４５】図４４の装置の内部構造の前正面斜視図であ
る。
【図４６】図１１Ｃ及び図３７〜図４４の空気制御アセ
ンブリのブロック図である。
【図４７】図４４の装置の内部構造の後立面斜視図であ
る。
【図４８】図３７のオートサンプラーにおいて使用する
のに適したカセットの断面図である。
【図４９】本発明の好適具体例の統合流体回路アセンブ
リの側面図である。
【図５０】図４９のＰＥＲＯＸ反応チャンバーの部分断
面図である。
【図５１】図４９の統合流体回路アセンブリの統合流体
回路（ＵＦＣ）の前平面図である。
【図５２】図４９のＵＦＣのドームバルブの側断面図で
ある。
【図５３Ａ】図５１のＵＦＣの右側図である。
【図５３Ｂ】図５１のＵＦＣの左側図である。
【図５３Ｃ】図５１のＵＦＣの底面図である。
【図５４】図４９のライン５４−５４に沿ったシアーバ
ルブの断面図である。
【図５５】図４９のシアーバルブの正面斜視図である。
【図５６】本発明の好適具体例に従いテスト選択性を有
するシアーバルブの図解的断面図である。
【図５７Ａ】図５６のシアーバルブのためのテスト選択
性プロセスの図解的図である。
【図５７Ｂ】図５６のシアーバルブのためのテスト選択
性プロセスの図解的図である。
【図５７Ｃ】図５６のシアーバルブのためのテスト選択
性プロセスの図解的図である。
【図５７Ｄ】図５６のシアーバルブのためのテスト選択
性プロセスの図解的図である。
【図５７Ｅ】図５６のシアーバルブのためのテスト選択
性プロセスの図解的図である。
【図５７Ｆ】図５６のシアーバルブのためのテスト選択
性プロセスの図解的図である。
【図５７Ｇ】図５６のシアーバルブのためのテスト選択
性プロセスの図解的図である。
【図５８】図５１の統合流体回路（ＵＦＣ）の反応チャ
ンバーの側断面図である。
【図５９】図５１のライン５９−５９に沿った部分断面
図である。
【図６０】図５１のライン６０ー６０に沿った部分断面
図である。
【図６１】図５１のＨＧＢ反応チャンバー及び本発明の
装置に従うＨＧＢ色彩計の断面図である。
【図６２】ライン６２ー６２に沿った図４９の試薬ポン
プアセンブリの側断面図である。
【図６３】図６２のライン６３ー６３に沿った上断面図
である。
【図６４】図６３のライン６４ー６４に沿った側断面図
である。
【図６５】図４９のＵＦＣの自動３方向セレクタバルブ
の分解側面図である。
【図６６Ａ】ライン６６Ａ−６６Ａに沿った図６５のセ
レクタバルブの側断面図である。
【図６６Ｂ】本発明において使用するためのセレクタバ
ルブの別の具体例の正面、３次元透明図である。
【図６７】ロック位置にある図６５のゼネバ機構の被駆
動カム及びロータの断面図である。
【図６８】中間位置にある図６５のゼネバ機構の被駆動
カム及びロータの断面図である。
【符号の説明】
１００ 光学システム １１０ フローセル １３０ イルミネータアセンブリ １３１ レーザビームソース １５８ 非球面コリメートレンズ １６４ 検出器システム １８５ コリメートレンズ １９０ コリメートレンズ １９５ 開口プレート ２０１Ａ ビーム成形開口プレート ２２０ イルミネータレンズ ２２０Ａ ビーム成形サンプラ ２２２ ビームサンプラ ２２４ 基準検出器 ２２７ プリアンプボード ３０１ 高ＮＡレンズシステム ３０２ 第一のエレメント ３０３ 第二のエレメント ３１０ ビームスプリッタ ３１５ 吸収検出器 ３１６ 吸収検出器イメージレンズ ３３０ スプリットミラー ３４５ 高角度散乱検出器 ３４６ 低角度散乱検出器 ３４７ 散乱検出器イメージレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 33/49 Ｇ０１Ｎ 33/49 Ｈ (31)優先権主張番号 ０８／６９２９３４ (32)優先日 1996年７月30日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０８／６９２９３０ (32)優先日 1996年７月30日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (72)発明者 ピータ、イー、スパンゲンバーグ アメリカ合衆国カネティカット州06468、 マンロウ、マンロウ・ターンパイク 1115 番

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザビーム出力を有する、好ましくは
    レーザダイオードのレーザビームソースと、 開口を有し、かつレーザビームを成形するためにレーザ
    ビームと光学的に整列させて位置決めされているマスク
    と、 浮遊粒子の薄い流れが通過するチャンネルを有し、かつ
    このチャンネルは、レーザビームの軸に交差するよう位
    置決めされており、それによって、浮遊粒子がレーザビ
    ームの一部を吸収し、かつ吸収されない部分はここを抜
    け出るフローセルと、 前記吸収されないレーザビーム部分の強度を測定するた
    めに前記レーザビームに関して位置決めされた検出器
    と、 前記マスクと、初期ビーム強度に相当する出力を有する
    前記フローセルとの間に挿置されたビームサンプラと、 入力として、前記初期ビーム強度及び前記吸収されない
    ビーム強度を有し、かつ前記吸収されないビーム強度と
    前記初期ビーム強度の間の差に相当するビーム吸収出力
    を有する差回路と、から成る移動流体中に浮遊した粒子
    によるレーザビームの吸収を測定するための装置におい
    て使用するための光学システム
  2. 【請求項２】 前記ビームサンプラが、レーザビーム路
    内に位置決めされたビームサンプリングミラーから成
    り、該ミラーが、第二の路内の前記ビームのサンプルを
    反射するための部分的反射性の表面を有し、そして前記
    第二の路内に位置決めされた検出器が前記ビームの前記
    サンプルの強度に相当する出力を有する請求項１に記載
    の光学システム。
  3. 【請求項３】 レーザビームによる調査のために薄い流
    れにおける粒子が通過するフローセル、及びこの粒子に
    より散乱され或いは吸収された光を測定するための検出
    システムを有する分析装置において、成形され、フィル
    タされたレーザビームを提供するための光学システムに
    おいて、 発散するレーザビーム出力を有するレーザダイオード
    と、 前記発散レーザビームを受信するよう位置決めされ、か
    つ平行化レーザビーム出力を有する第一のコリメートレ
    ンズと、 対物レンズ、第二のコリメートレンズ、及び該対物レン
    ズとコリメートレンズの間に挿置された開口から成り、
    かつ前記平行化レーザビームで動作しかつ空間的にフィ
    ルタされたレーザビーム出力を有する空間フィルタと、 前記フローセル内の粒子の薄い流れの上に前記空間的に
    フィルタされたレーザビームをフォーカスするよう動作
    可能のフォーカスレンズと、 から成る前記光学システム。
  4. 【請求項４】 レーザビームを提供するためのレーザソ
    ースと、該ビームを通して浮遊粒子の薄い流れを提供す
    るためのフローセルと、レーザビームと浮遊粒子の相互
    作用により散乱した光を測定するための検出器システム
    とを有する、移動流体中に浮遊した粒子によるレーザビ
    ームの散乱を測定するための装置において使用するため
    の光学システムにおいて、検出器システムを備える前記
    測定装置が、 散乱光を集めるために位置決めされ、かつビームセンタ
    を有する平行化ビーム出力を有する高開口数レンズシス
    テムと、 前記ビームセンタと一致して位置決めされたセンタを有
    し、かつ前記ビームセンタから別個のゾーン内に位置決
    めされた少なくとも２つの開口から成り、そして少なく
    とも２つのマスクされたビーム出力を転送し、かつ前記
    マスクされたビーム出力のそれぞれが前記開口の１つに
    相当するダークストップと、 前記マスクされたビーム出力のそれぞれを受け取り、か
    つそれらを共通検出器レンズを通して少なくとも２つの
    相当する光検出器の上に向けるよう位置決めされ、かつ
    前記光検出器のそれぞれが単一のマスクされたビーム出
    力を受け取るビーム分離エレメントと、 から成る前記光学システム。
  5. 【請求項５】 前記ビーム分離エレメントはさらに、分
    離方向に前記マスクされたビーム出力のそれぞれを向け
    るよう位置決めされた異なる平面内に少なくとも２つの
    反射面を有するスプリットミラーから成る請求項４に記
    載の光学システム。
  6. 【請求項６】 前記ビーム分離エレメントが、前記２つ
    の光検出器の一方に前記マスクされたビーム出力のそれ
    ぞれを向けるための少なくとも２つの屈折部分を有する
    多面プリズムである請求項４に記載の光学システム。
  7. 【請求項７】 レーザビーム出力を有するレーザソー
    ス、レンズ及びマスク開口を有し、分析装置において成
    形され、フィルタされたビームを提供するためのイルミ
    ネータ光学アセンブリにおいて、さらに、 プレート取付面を有するハウジングと、 大きなサイズの取付穴を有し、かつ前記ビームと整列さ
    せて中央穴を有する要素取付プレートと、 前記大きなサイズの取付穴を通して前記取付面内のネジ
    溝を付けた穴内に取り付けられるロックネジと、 前記ハウジング内の適所に取り外し可能に取り付けら
    れ、そして第一のマイクロメータアジャスタが前記取付
    面上に前記プレートを位置決めするため前記要素取付プ
    レートの第一の縁に接触する第一のマイクロメータアジ
    ャスタ及び第一のスプリングプランジャと、 前記ハウジング内の適所に取り外し可能に取り付けら
    れ、そして第二のマイクロメータアジャスタが前記取付
    面上の前記プレートを位置決めするため前記要素取付プ
    レートの第二の縁に接触しており、かつ第一と第二の縁
    が直交軸内にある第二のマイクロメータアジャスタ及び
    第二のスプリングプランジャと、 を備え、 前記レーザソース、前記レンズ及び前記マスク開口のう
    ちの１つが、前記取付プレートの前記中央穴内に取り付
    けられた前記要素である、 前記イルミネータ光学アセンブリ。
  8. 【請求項８】 内部窪み及び縦方向軸を有する第一のハ
    ウジングと、 レーザビーム出力を有するレーザソース及びレーザビー
    ム出力内に配置されたコリメートレンズを有し、該コリ
    メートレンズは、平行化レーザビーム出力を発生するた
    めにレーザビームソースから一定距離に取り付けられ、
    そして、レーザビーム出力がハウジング窪みを通過し、
    かつ前記第一のハウジング窪みを通るビーム軸を限定す
    るようにソリッドシリンダエリア内で調整可能であるよ
    うに第一のハウジングに調整可能に結合されている第二
    のハウジングと、 焦点を有する対物レンズ、第一の開口、及び集光レンズ
    から成り、該集光レンズは、ビーム軸に交差するように
    第一のハウジング窪み内の固定位置に取り付けられ、第
    一の開口がビーム軸内の前記集光レンズから一定距離に
    第一のハウジング窪み内に取り付けられ、そして対物レ
    ンズが、第一のハウジング内に固定され、かつ第一の開
    口に関して予め選択された位置に焦点をシフトするため
    にビーム軸に沿って移動可能である、空間的にフィルタ
    された平行化レーザビーム出力を発生する空間フィルタ
    と、 第一のハウジング窪み内で調整可能に、かつ空間的にフ
    ィルタされた平行化レーザビーム出力に交差しかつ前記
    ビームを成形するよう位置決め可能に取り付けられたビ
    ーム成形開口と、 フォーカスレンズを含み、かつ該フォーカスレンズは、
    前記成形ビームをフォーカスするためにレーザビーム路
    内に位置決め可能であるように第一のハウジングに調整
    可能に結合されるフォーカスレンズアセンブリと、 から成る、分析装置において成形され、フィルタされた
    ビームを提供するためのイルミネータ光学アセンブリ。
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