KR100389252B1 - Method and apparatus for detecting liquid presence on a reflecting surface using modulated light - Google Patents

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KR100389252B1 KR10-1998-0708225A KR19980708225A KR100389252B1 KR 100389252 B1 KR100389252 B1 KR 100389252B1 KR 19980708225 A KR19980708225 A KR 19980708225A KR 100389252 B1 KR100389252 B1 KR 100389252B1
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카르디오바스큘러 다이아그노스틱스, 인크.
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Abstract

본 발명은 주변광(ambient light)과 챔버의 순간 움직임(transient motion)이 존재하는 상태에서 투명 반응 챔버(transparent reaction chamber)나 기타 반사면 내로의 액체 방울의 도포를 탐지하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다. 광원(4)은 변조기(3)에 의해 고정 또는 가변 변조율의 2개 이상의 이산 레벨로 변조된다. 이러한 레벨들은 광원으로부터의 광이 전혀 없는 경우인 오프 레벨을 포함하고 있다. 광원으로부터의 광은 광 검출기(5) 내로 반사되어 각각의 변조된 광 레벨에 대해 적어도 일회 샘플링된다. 변조된 레벨과 오프 레벨간의 차이는 표면 또는 챔버의 반사율의 양을 나타낸다. 액체가 챔버에 들어가거나 표면에 도포되면 반사율은 변화한다. 이는 변조된 레벨과 오프 레벨 간의 탐지가능한 변화의 원인이 된다. 주변광은 절대치 레벨을 시프트시킬 뿐이다. 진폭 차이는 임계치에 대해 비교되어 반사율이 액체의 존재를 나타낼 만큼 충분히 변화되었는지를 판정한다. 이러한 탐지가 3개 이상의 완전한 변조 사이클 동안 나타난다면 액체가 존재하는 것으로 보고된다.The present invention relates to a method and apparatus for detecting the application of liquid droplets into a transparent reaction chamber or other reflective surface in the presence of ambient light and transient motion of the chamber. will be. The light source 4 is modulated by the modulator 3 to two or more discrete levels of fixed or variable modulation rates. These levels include off levels when there is no light from the light source. Light from the light source is reflected into the photo detector 5 and sampled at least once for each modulated light level. The difference between the modulated level and the off level indicates the amount of reflectance of the surface or chamber. The reflectance changes as liquid enters the chamber or is applied to the surface. This causes a detectable change between the modulated level and the off level. Ambient light only shifts the absolute level. The amplitude difference is compared against a threshold to determine if the reflectance has changed sufficiently to indicate the presence of the liquid. If such detection appears for three or more complete modulation cycles, liquid is reported to be present.

Description

변조광을 이용하여 반사면 상의 액체의 존재를 탐지하는 방법과 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING LIQUID PRESENCE ON A REFLECTING SURFACE USING MODULATED LIGHT}METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING LIQUID PRESENCE ON A REFLECTING SURFACE USING MODULATED LIGHT}

여러 생의학의 응용 분야에서는 언제 표면으로부터의 반사광 레벨이 변화되었는지를 탐지할 수 있도록 하는 것이 매우 바람직하다. 이렇게 하는 것은 미국 특허 제4,849,340호와 제5,110,727호에 오버하르트(Oberhardt)에 의해 설명되는 챔버와 같은 반응 챔버에 대한 액체의 도포를 탐지할 필요가 있는 경우 특히 유용하다.In many biomedical applications, it is highly desirable to be able to detect when the level of reflected light from a surface has changed. This is particularly useful when it is necessary to detect the application of a liquid to a reaction chamber, such as the chamber described by Oberhardt in US Pat. Nos. 4,849,340 and 5,110,727.

반응 챔버 내에서의 생의학 반응의 개시점과 그 종점간의 시간 간격을 정확히 측정하기 위해서는 반응의 초기 시간(beginning time)을 정확히 알고 있어야만 한다. 오버하르트에 의해 설명되고 있는 여러 유형의 반응에서는 한 방울의 혈액이나 장액(serum)이 챔버 내에 놓여진 시점이 개시 시간(start time)이 된다. 이러한 액체의 도포가 챔버로 하여금 상이한 굴절률이나 흡수율을 갖도록 하고 있다. 어느 경우든 반사된 광빔은 진폭을 변화시키게 된다.In order to accurately measure the time interval between the start and end points of the biomedical reaction in the reaction chamber, the initial time of the reaction must be known. In the various types of reactions described by Oberhardt, the start time is when a drop of blood or serum is placed in the chamber. The application of this liquid causes the chamber to have different refractive indices or absorptivity. In either case, the reflected light beam will change in amplitude.

이러한 변화를 탐지하기 위한 종래의 방법은 그 절대치가 소정의 임계치(certain fixed threshold) 보다 큰 반사 광 레벨의 증가 또는 감소를 조사했을 뿐이다. 이러한 방법들은 검출기에 도달하는 주변광의 변화(chance)와, 챔버의 진동이나 움직임에 따른 의사 트리거링(false triggering)에 매우 민감하다. 예를 들어 섬광 또는 검출기에 들어가는 그림자의 변화는 시스템의 의사 트리거를 초래하여 시기 상조의 반응 타이밍이 개시되도록 할 수 있다. 또한 반응 챔버가 일종의 지지용 카드에 탑재되는 경우 그리고 상기 카드가 광원 또는 검출기에 대해 약간 이동되는 경우에는 의사 트리거가 발생할 수 있다. 이러한 동작은 미국 뉴저지주 러더포드의 벡톤 디킨슨사에 의해 제조된 Vacutainer (R) 내에 부착되는 펜실베니아주 남동부의 알파 사이언티픽 코포레이션의 DIFF-SAFE (R)과 같은 혈액 디스펜서가 한 방울의 혈액이나 장액의 분배(dispense)에 앞서 테스트 카드의 표면에 접속하는 경우에 발생할 수 있다.Conventional methods for detecting such changes have only investigated the increase or decrease of the reflected light level whose absolute value is greater than a predetermined fixed threshold. These methods are very sensitive to the change in ambient light reaching the detector and false triggering due to vibration or movement of the chamber. For example, changes in the flash or shadow entering the detector can cause a pseudo trigger of the system to trigger premature response timing. A pseudo trigger can also occur when the reaction chamber is mounted on a kind of support card and when the card is slightly moved relative to the light source or detector. This operation was performed by a blood dispenser, such as DIFF-SAFE (R) from Alpha Scientific Corporation in southeastern Pennsylvania, attached to Vacutainer (R) manufactured by Becton Dickinson, Rutherford, NJ, to deliver a drop of blood or serous fluid. This may occur if the surface of the test card is contacted prior to dispense.

반사광의 변화에는 매우 감응적이지만 주변광의 변화에는 매우 비감응적이고 반사면의 진동이나 순간 움직임(transient motion)에도 비감응적인 탐지 방법을 갖는 것이 매우 바람직하다.It is highly desirable to have a detection method that is very insensitive to changes in reflected light but very insensitive to changes in ambient light and insensitive to vibrations or transient motion of the reflecting surface.

본 발명은 주변광(ambient light)이 존재하는 상태에서 반사광(reflected light)의 변화를 탐지하는 분야에 관한 것으로, 특히 반사면에 또는 고도의 반사면(highly reflecting surface)을 구비한 반응 챔버(reaction chamber)에 대한 액체의 도포(application)를 변조광을 이용하여 탐지하는 분야에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of detecting changes in reflected light in the presence of ambient light, in particular in a reaction chamber having a reflecting surface or having a highly reflecting surface. It relates to the field of detecting the application of a liquid to a chamber using modulated light.

본 발명의 보다 완전한 이해를 위해 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 예시하고 본 발명의 다른 예를 이하 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION For a more complete understanding of the present invention, embodiments are exemplified with reference to the accompanying drawings and other examples of the present invention will be described in detail below.

도 1은 본 발명의 블록도.1 is a block diagram of the present invention.

도 2는 광원, 반응 챔버의 일부분인 반사면, 광 검출기를 나타내는 도면.2 shows a light source, a reflective surface that is part of the reaction chamber, and a photo detector.

도 3은 주변광이 존재하는 상태에서 3상 변조기(three-state modulator)로부터의 샘플링된 광 레벨에 대한 타이밍도.3 is a timing diagram for sampled light levels from a three-state modulator in the presence of ambient light.

도 4는 변조기의 실시예에 대한 상태도.4 is a state diagram for an embodiment of a modulator.

도 5는 변조기의 실시예에 대한 개략도.5 is a schematic diagram of an embodiment of a modulator.

도 6은 가능한 탐지 프로그램의 흐름도.6 is a flow chart of a possible detection program.

본 발명은 본 명세서에서 예시된 특정 실시예에 반드시 제한되는 것은 아님을 이해해야 한다.It is to be understood that the invention is not necessarily limited to the specific embodiments illustrated herein.

본 발명은 정적 또는 변화하는 주변광 상태와 챔버의 순간 움직임이 존재하는 상태에서 투명한 반응 챔버나 기타 반사면 내로의 액체 방울(liquid drop)의 도포를 탐지하기 위한 방법과 장치를 포함하고 있다.The present invention includes methods and apparatus for detecting the application of liquid drops into a transparent reaction chamber or other reflective surface in the presence of static or changing ambient light conditions and instantaneous movement of the chamber.

광원은 고정 또는 가변 변조율로 2개 이상의 이산 레벨 상태로 변조된다. 이러한 레벨들은 광원으로부터 방출된 광이 전혀 없는 오프 레벨(off level)을 포함하고 있다. 광원으로부터의 광은 반사면으로부터 광 검출기로 반사된다. 이 검출기의 출력은 각각의 변조 레벨에 대해 순차적으로 적어도 일회 샘플링된다.The light source is modulated into two or more discrete level states with a fixed or variable modulation rate. These levels include off levels with no light emitted from the light source. Light from the light source is reflected from the reflecting surface to the photo detector. The output of this detector is sampled at least once in sequence for each modulation level.

오프 레벨을 나타내는 검출기로부터의 샘플값은 시스템에 들어가는 주변광의 양에 비례한다. 기타 변조 레벨들과 오프 레벨 간의 차이는 표면 또는 챔버의 반사율의 크기(amount of reflectivity)를 나타낸다. 액체가 챔버에 들어가거나 표면에 도포되는 경우 반사율은 굴절률의 차이 또는 흡수율의 차이 때문에 변경된다. 이점은 주변광이 큰 경우에도 온 레벨과 오프 레벨간의 차이를 변화시키는 원인이 된다. 그러나 주변광 만으로는 이러한 차이의 변경을 발생시키지는 않을 것이며, 단지 모든 레벨의 진폭을 위 아래로 이동시킬 뿐이다.The sample value from the detector indicating the off level is proportional to the amount of ambient light entering the system. The difference between the other modulation levels and the off level is indicative of the amount of reflectivity of the surface or chamber. When liquid enters the chamber or is applied to the surface, the reflectance changes due to the difference in refractive index or the difference in absorption. This causes the difference between the on level and the off level to change even when the ambient light is large. Ambient light alone, however, will not cause this difference to change, it merely shifts the amplitude of all levels up and down.

액체가 도포되었음을 나타낼 만큼 반사율이 충분히 변화되었는지를 판정할 수 있도록 진폭 차이가 임계치에 대해 비교된다. 하나 이상의 차이가 충분히 변경되었다면 시스템은 액체가 검출되었음을 보고하게 된다.The amplitude difference is compared against the threshold to determine if the reflectance has changed sufficiently to indicate that liquid has been applied. If one or more of the differences have changed sufficiently, the system will report that the liquid has been detected.

장기간의 드리프트 가능성이 존재할 수 있기 때문에 이동 평균(running averages)은 차이를 유지할 수도 있고, 차이의 변화는 일부 초기 절대치 보다는 오히려 이들 평균에 대해 비교될 수 있다.Running averages may keep the difference because there may be a long term possibility of drift, and changes in the difference may be compared against these averages rather than some initial absolute value.

또한, 큰 반사율(large reflections) 또는 주변 공기(ambients)가 광 검출 시스템을 가장 밝은 변조 레벨의 포화 상태로 유도할 수도 있기 때문에, 본 발명은이러한 상태를 감지할 수 있고 하나 이상의 차이의 변화를 무시할 수 있다.In addition, since large reflections or ambients may lead the light detection system to the saturation of the brightest modulation level, the present invention can detect such a condition and ignore changes in one or more differences. Can be.

도 1은 본 발명의 블록도이다. 타이머(1)는 어느 선정된 반복률로 주기적인 신호(periodic signal)를 발생시킨다. 이 타이머(1)는 주기적인 신호를 발생시키기 위한 것으로서 디지털 기술 분야에서 공지되어 있는 타입 555를 이용하거나, 또는 주기적인 신호를 발생시킬 수 있는 비안정 오실레이터의 어느 유형을 이용할 수 있다.1 is a block diagram of the present invention. The timer 1 generates a periodic signal at any predetermined repetition rate. This timer 1 is for generating a periodic signal using a type 555 known in the digital art, or any type of unstable oscillator capable of generating a periodic signal.

400Hz 내지 1200Hz 사이의 반복률이 만족스러운 것으로 판명되었다. 대략833Hz의 반복률이 이용되면 본 발명의 변조율은 후술되는 바와 같이 10mS 가 된다.Repetition rates between 400 Hz and 1200 Hz proved satisfactory. When a repetition rate of approximately 833 Hz is used, the modulation rate of the present invention is 10 mS as described later.

타이머(1)는 한 세트의 제어 신호를 발생시키는 PLD 상태 머신(programmable logic device state machine;2)을 구동시킨다. 이 상태 머신은 집적 회로에 의해 또는 어느 기타 디지털적인 방법에 의한 이산 로직으로 실현될 수 있다. 이러한 제어 신호들은 TRW ECG(Electronic Components Group)에 의해 제조된 OP290 타입의 적외선 LED와 유사한 광원(4)을 제어하는 변조기(3)를 구동시킨다. 적외선 너머의 기타 파장들이 사용될 수 있다. 광원이 구동되어 오프 레벨(광 없음)과 적어도 하나의 온 레벨(on level)을 발생시킬 수 있다. 주변광이 존재하는 상태에서는 2개의 온 레벨을 제공하는 것이 액체의 도포를 탐지하는데 적절할 뿐만 아니라 주변 및 반사광 레벨의 넓은 동적 범위(wide dynamic range)의 작용에 이용할 수 있음을 발견하였다.The timer 1 drives a programmable logic device state machine (2) that generates a set of control signals. This state machine can be realized in discrete logic by integrated circuits or by any other digital method. These control signals drive a modulator 3 that controls a light source 4 similar to the OP290 type infrared LED manufactured by TRW Electronic Components Group (ECG). Other wavelengths beyond infrared can be used. The light source may be driven to generate an off level (no light) and at least one on level. In the presence of ambient light it has been found that providing two on-levels is not only suitable for detecting application of liquid, but also available for the operation of a wide dynamic range of ambient and reflected light levels.

LED(4)로부터의 광은 해당 표면으로부터 다시 지멘스사에서 제조한 BP104BS 타입의 PIN 다이오드와 같은 광 검출기로 반사된다. 광원(4)으로부터의 광에 반응하는 어느 광 검출기나 사용될 수 있다. 광 검출기의 전류 출력은 전압으로 변환되어 공지의 트랜스컨덕턴스 증폭기에 의해 증폭된다. 이 전압 신호는 A/D 변환기(7)의 아날로그 입력에 공급된다. 본 발명의 1실시예가 PIN 다이오드를 광 검출기로서 사용하고 있지만, 광전자 증배관(photomultipler), 선형 어레이(linear array) 또는 광 검출기를 포함하는 공지된 광 검출기 중의 어느 검출기도 동작할 것이다. 텍사스 인스트루먼트사에서 제조한 TSL230과 유사한 광-주파수 변환기가 유사한 회로로 사용될 수도 있다.Light from the LED 4 is reflected back from the surface to a light detector such as a PIN diode of type BP104BS manufactured by Siemens. Any photo detector that reacts to light from the light source 4 can be used. The current output of the photo detector is converted into a voltage and amplified by a known transconductance amplifier. This voltage signal is supplied to the analog input of the A / D converter 7. Although one embodiment of the present invention uses a PIN diode as a photo detector, any of the known photo detectors, including photomultiplers, linear arrays or photo detectors, will operate. An optical-frequency converter similar to the TSL230 manufactured by Texas Instruments may be used in a similar circuit.

A/D 변환기는 100kHz 또는 그 보다 빠른 비율로 변환하는 10 또는 12 비트 변환기일 수 있다. A/D 변환기는 데이터 획득 기술에서 공지되어 있다. 맥심 인테그레이티드 프로덕트사에서 제조한 MAX186 등의 직렬 유닛 뿐만 아니라 내셔널 반도체에서 제조한 ADC12062 등의 병렬 유닛이 사용될 수 있다. 광-주파수 변환기가 사용되면, A/D 변환기는 본 발명을 변경시키는 일 없이 생략될 수 있다.The A / D converter may be a 10 or 12 bit converter that converts at a rate of 100 kHz or faster. A / D converters are known in the data acquisition art. Parallel units such as the ADC12062 manufactured by National Semiconductor, as well as serial units such as the MAX186 manufactured by Maxim Integrated Products, can be used. If an optical-frequency converter is used, the A / D converter can be omitted without changing the present invention.

A/D 변환기는 상태 머신(8)에 동기되어 각각의 상이한 변조광 레벨에 대해 1회 변환한다. 그 디지털 출력은 공지의 어느 마이크로프로세서 또는 마이크로콘트롤러일 수 있는 프로세서(8)에 공급된다. 이 프로세서(8)는 변조 레벨과 오프 레벨간의 차이를 취하는 프로그램을 실행하고, 주변광이 존재하는 동안 오프 레벨을 평가하고, 이동 평균을 계산하며, 임계치에 대한 차이를 비교하여 액체가 언제 반사면 또는 반응 챔버에 도포되었는지를 판정한다.The A / D converter converts once for each different modulated light level in synchronization with the state machine 8. The digital output is supplied to a processor 8 which can be any known microprocessor or microcontroller. The processor 8 executes a program that takes the difference between the modulation level and the off level, evaluates the off level during the presence of ambient light, calculates a moving average, and compares the difference against the threshold when the liquid is reflected Or is applied to the reaction chamber.

프로세서(8)는 액체의 검출을 보고하는 포트(9)에 연결될 수 있으며 또는 판정이 행해지는 경우 단지 또 다른 프로그램(생의학 반응의 타이밍과 같은)을 속행할 수 있다. 탐지 후에 변조기는 조정되어 광원으로 하여금 다른 응용을 위해 고정 광 레벨을 출력하도록 할 수 있다.The processor 8 may be connected to a port 9 that reports the detection of a liquid or may only continue another program (such as the timing of a biomedical reaction) when a determination is made. After detection, the modulator can be adjusted to cause the light source to output a fixed light level for other applications.

공지의 표준 입/출력 포트를 통해 프로세서(8)로부터 직접 변조기의 광 레벨을 제어하도록 하는 것이 가능하다. 대안적인 실시예에서 상태 머신의 작용(function)은 프로세서의 프로그램으로 시뮬레이트된다. 프로세서는 A/D 변환의 타이밍과 개시(initiation)를 제어할 수도 있다.It is possible to control the light level of the modulator directly from the processor 8 via known standard input / output ports. In an alternative embodiment the function of the state machine is simulated in the program of the processor. The processor may control the timing and initiation of the A / D conversion.

도 2는 불투명면(12)의 개구(aperture)를 통해 투명한 커버(10)가 장착된 반사면이나 반응 챔버(11)로 보내지는 광을 발생시키는 광원(4)을 나타내고 있다. 광원(13)으로부터의 광은 표면(11)에서 반사된다. 경면 반사선(specular reflecte -d rays;14)은 불투명면(12) 내의 제2 개구를 통해 광 검출기(5)로 들어간다.FIG. 2 shows a light source 4 for generating light which is sent to the reaction chamber 11 or the reflecting surface on which the transparent cover 10 is mounted through the aperture of the opaque surface 12. Light from the light source 13 is reflected at the surface 11. Specular reflecte-d rays 14 enter the photodetector 5 through a second opening in the opaque surface 12.

도 3은 변조된 광의 레벨을 나타내며, 이들 레벨은 트랜스컨덕턴스 증폭기(6)(도 1)의 출력에 나타난다. 이러한 실시예에서는 3개의 변조 레벨 즉, 하나의 오프 레벨 15와, 2개의 온 레벨 16 및 17이 사용된다. 첫 번째 레벨 16은 광원이 대략 반정도 온인 중간 밝기 상태(medium bright state)를 나타낸다. 제2 온 레벨 17은 광원이 거의 전부 온인 밝기 상태를 나타낸다. 밝기 상태 17 이후 시퀀스는 일정하지 않게(indefinitely) 반복된다. 각 레벨에 대한 타임은 5mS 내지 20mS 사이가 되어야 하며, 실제 10mS 정도면 만족스럽게 작용한다. 레벨 중 하나가 광원의 오프 레벨(광 없음)인 동안은 광 레벨 중의 기타 어느 시퀀스나 본 발명에 사용될 수 있다.3 shows the levels of modulated light, which levels appear at the output of transconductance amplifier 6 (FIG. 1). In this embodiment three modulation levels are used, one off level 15 and two on levels 16 and 17. The first level 16 represents a medium bright state where the light source is approximately half on. The second on level 17 represents a brightness state in which the light sources are almost all on. After brightness state 17, the sequence is repeated indefinitely. The time for each level should be between 5mS and 20mS, with a true 10mS working satisfactorily. Any other sequence of light levels can be used in the present invention while one of the levels is the off level (no light) of the light source.

주변광이 시스템에 들어가는 경우 광 검출기에서 검출되는 것과 같은 오프 레벨은 진폭 18로 쉬프트업된다. 이 측정된 오프 레벨의 값은 검출기에 들어가는 모든 주변광에 직접 비례한다. 기타 2 레벨인 19 와 20 역시 쉬프트업되지만 레벨 19와 오프 레벨 18 간의 차이와 레벨 20과 오프 레벨 18 간의 차이는 대략 일정(approximately-constant)하게 유지된다.When ambient light enters the system, the off level as detected by the photo detector is shifted up to amplitude 18. The value of this measured off level is directly proportional to all ambient light entering the detector. The other two levels 19 and 20 are also shifted up, but the difference between level 19 and off level 18 and the difference between level 20 and off level 18 remain approximately approximately-constant.

액체가 챔버에 들어가거나 또는 반사면에 존재하는 경우 차이는 현저하게 변화한다. 레벨 21,22,23은 주변광의 동일한 양의 존재시 검출된 신호를 레벨 18, 29, 20으로 나타내지만 챔버에는 액체가 있다. 레벨 23과 21간의 차이가 레벨 20과 18간의 차이보다 큼을 명확히 볼 수 있다. 전술한 사항은 레벨 19와 레벨 18간의 차이와 비교되는 레벨 22와 레벨 21간의 차이에 대해서도 유지된다. 이러한 차이의 변화는 반사면상의 액체의 존재를 탐지하는데 사용된다. 여러 유형의 액체와 더불어 차이는 도 3에 도시된 바와 같이 증가하거나 또는 감소할 수도 있다(도시생략). 따라서, 차이의 절대치가 고려되어 검출을 위해 임계치와 비교되어야 한다.The difference varies significantly when liquid enters the chamber or is present on the reflective surface. Levels 21, 22, and 23 represent signals detected in the presence of the same amount of ambient light at levels 18, 29, and 20 but with liquid in the chamber. It can be clearly seen that the difference between levels 23 and 21 is greater than the difference between levels 20 and 18. The foregoing also holds for the difference between level 22 and level 21 compared to the difference between level 19 and level 18. This change in difference is used to detect the presence of liquid on the reflective surface. In addition to the various types of liquids, the difference may increase or decrease as shown in FIG. 3 (not shown). Therefore, the absolute value of the difference must be taken into account and compared with the threshold for detection.

도 4는 변조를 제어하는데 사용될 수도 있는 (도 1)의 상태 머신(2)의 상태도이다. 상태 머신은 타이머(1)의 주기적인 출력에 의해 구동된다(도 1). 주기 신호의 각각의 상승 에지에서 S0 내지 S7로 표기된 상태 머신(24)은 하나의 상태를 내보낸다. 주기 신호가 대략 833Hz라면 S0-S7 상태 머신(24)은 하나의 완료 사이클이 대략 10mS 가 되게 한다. 상태 머신(24)은 어느 정도 공지된 Mealy Machine 이며, 실제로는 상태 S7로 남아 있어, F0 - F3으로 표기된 제2 상태 머신(25)이 하나의 상태를 진행하게 한다. 따라서, S0-S7 상태 머신(25)의 매 사이클 동안 F0-F3 머신(25)은 한 단계 진행한다. F0-F3 머신(25)은 S0-S7 머신(24)의 3개의 완료 사이클 마다 하나의 완전한 사이클을 형성한다. 따라서, F0-F3 머신(25)은 타이머(1)로부터의 주기 신호(도 1)가 대략 833Hz라면 대략 30mS 의 사이클로 완료한다.4 is a state diagram of the state machine 2 of FIG. 1 that may be used to control modulation. The state machine is driven by the periodic output of the timer 1 (FIG. 1). At each rising edge of the periodic signal, state machine 24, denoted S0 to S7, emits one state. If the periodic signal is approximately 833 Hz, then the S0-S7 state machine 24 causes one complete cycle to be approximately 10 mS. State machine 24 is, to some extent, a known Mealy Machine and actually remains in state S7, causing second state machine 25, denoted F0-F3, to advance one state. Thus, during every cycle of the S0-S7 state machine 25, the F0-F3 machine 25 goes one step further. F0-F3 machine 25 forms one complete cycle every three completion cycles of S0-S7 machine 24. Thus, the F0-F3 machine 25 completes in a cycle of approximately 30mS if the periodic signal from the timer 1 (Fig. 1) is approximately 833 Hz.

S0-S7 상태 머신은 상태 S6 27을 지나감에 따라 A/D 변환기가 변환 동작하도록 신호할 수도 있다. 상태 머신은 이 변환 명령 신호를 디지털 기술에서 둘다 공지되어 있는 Moore Machine(상태를 갖는 출력)이나 Mealy Machine(상태 전이를 갖는 출력) 중 어느 하나로 출력할 수 있다.The S0-S7 state machine may signal the A / D converter to convert as it passes state S6 27. The state machine can output this transform command signal to either the Moore Machine (output with state) or the Mealy Machine (output with state transition), both of which are known in digital technology.

상태 머신 F0-F3 25는 변조기(3)로의 2개의 제어 라인을 구동시킨다(도 1). 이러한 제어 라인들은 상태 F0 28에서는 광원이 오프이고; 상태 F1 29에서는 광원은 중간 밝기이며, 상태 F2 30에서 광원은 풀 밝기이다. 상태 머신 F0-F3 25는 광원을 떠나는 광량과 광 검출기에 도달하는 광량을 제어한다.State machine F0-F3 25 drives two control lines to modulator 3 (FIG. 1). These control lines have the light source off in state F0 28; In state F1 29 the light source is medium brightness and in state F2 30 the light source is full brightness. State machine F0-F3 25 controls the amount of light leaving the light source and the amount of light reaching the photo detector.

도 4에 도시된 상태 머신은 단지 변조기를 구동시키는데 요구되는 콘트롤러의 유형을 나타낸다. 이 특정예는 점점 증가하는 밝기의 순서로 발생하는 3개의 밝기 상태를 변조기가 갖도록 하고 있다. 기타 상태 머신과 변조 기구(modulation scheme)가 본 발명에 포함되어 있다. 임의 수의 밝기 레벨(any number of brightness)을 이용하고 이들 레벨을 어느 순서로나 배열할 수 있다. 상기 레벨들모두가 동일한 간격(duration)일 필요는 없다. 본 발명의 중요한 특징은 레벨 중 하나가 광원의 오프 상태를 나타낸다는 점이다. 광 검출기로 들어가는 주변광의 양에 대한 정보를 제공하는 것이 바로 이 레벨이다.The state machine shown in FIG. 4 merely indicates the type of controller required to drive the modulator. This particular example allows the modulator to have three brightness states that occur in the order of increasing brightness. Other state machines and modulation schemes are included in the present invention. Any number of brightness levels can be used and these levels can be arranged in any order. All of these levels need not be at the same duration. An important feature of the present invention is that one of the levels represents the off state of the light source. It is at this level that provides information about the amount of ambient light entering the photo detector.

변조기를 제어할 수 있는 도 4에 도시된 상태 머신이나 임의의 상태 머신은 Cypress Semiconductors에서 제조된 타입 22V10인 PLD 이나 이에 상당하는 것에 프로그램될 수 있다. 상태 머신은 또한 이산 집적 회로나 부품(components)으로 제조될 수도 있고 또는 그 자체가 마이크로프로세서 또는 마이크로콘트롤러일 수 있다.The state machine or any state machine shown in FIG. 4 capable of controlling the modulator can be programmed to a PLD of type 22V10 or equivalent manufactured by Cypress Semiconductors. The state machine may also be manufactured in discrete integrated circuits or components, or may itself be a microprocessor or microcontroller.

도 5는 변조기의 일 부분에 대한 가능한 실시예의 개략도이다. 제어 라인(37,38)은 상태 머신 PLD로부터 나온다. 이러한 제어 라인은 오프 상태가 요구되는 경우 모두 하이 상태이다. 중간 밝기 상태가 바람직한 경우에는 라인중 하나가 하이 상태이고, 나머지 한 라인은 로우 상태이다. 풀 밝기 상태가 바람직한 경우에는 두 라인 모두 로우 상태이다. 제어 라인(37,38)은 집적회로 74ACT244(31)에 연결된다(74AC244 역시 동작함). 이러한 회로는 통상 버스 드라이버로서 사용되지만, 그 제어 라인이 하이인 경우 그 출력(34)은 접지에 대해 매우 높은 임피던스(3상)를 나타낸다. 그 입력이 로우이면(접지된다면) 35, 그 제어 라인은 로우이며(인에이블됨), 그 출력 34은 접지에 대해 매우 낮은 임피던스를 나타낸다. 따라서 이러한 장치는 접지 스위치(grounding switch)의 역할을 훌륭하게 수행한다.5 is a schematic diagram of a possible embodiment of a portion of a modulator. Control lines 37 and 38 come from the state machine PLD. These control lines are all high when an off state is required. If a medium brightness state is desired, one of the lines is high and the other is low. If full brightness is desired, both lines are low. Control lines 37 and 38 are connected to integrated circuit 74ACT244 31 (also 74AC244 also operates). This circuit is typically used as a bus driver, but when its control line is high its output 34 exhibits a very high impedance (three phase) to ground. If the input is low (grounded) 35, the control line is low (enabled) and its output 34 exhibits a very low impedance to ground. Thus, these devices perform well as grounding switches.

출력 라인(36)은 Micrel (핀 7)에 의해 제조된 LP2951과 유사한 정전류원의 전류 제어 리드이다. 이러한 정전류 소자는 라인(36)상의 전류의 양이 광원의 밝기를 판정하는 방식으로 광원을 구동시키는데 사용된다. 2개의 저항(32,33)이 서로 병렬로 놓여지지만 라인 36과는 직렬로 놓여진다. 이러한 저항들은 74ACT244 34의 출력에 접속된다. 따라서 2개의 인에이블 라인(37,38)이 하이 상태인 경우에는 74ACT244가 오픈되어 라인 36에는 전류가 전혀 흐르지 않는다. 이점은 광원에 대한 오프 상태로 나타난다. 라인 37과 같은 인에이블 라인중 한 라인이 로우 상태이고 다른 인에이블 라인이 하이 상태인 경우에는 74ACT244의 반만이 온되고, 하나의 저항(본 실시예에서는 32)을 통해서만 전류가 흐른다. 이러한 상태에서 광원은 절반의 밝기이다. 라인(37,38) 모두가 로우인 경우 74ACT244 절반도 온되어 전류는 저항(32,33)의 병렬 조합을 통해 흐른다. 여기서 광원은 하이 밝기이다. 상태 머신으로부터의 제어 라인(37,38)은 광원의 밝기의 상태를 설정한다. 본 실시예에서는 3개의 밝기 상태만이 존재하지만 상당한 밝기 상태를 허용하는 기타 유사한 변조기가 구성될 수 있다. 또한 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않는 상당한 품질의 아날로그 스위치가 74ACT244를 대체할 수도 있다. 저항(32,33)이 선택되어 광원과의 원하는 밝기 레벨을 달성하는데 이용된다. 이들 저항은 통상 100 내지 300ohms이다.Output line 36 is a current control lead of a constant current source similar to LP2951 manufactured by Micrel (pin 7). This constant current element is used to drive the light source in such a way that the amount of current on line 36 determines the brightness of the light source. The two resistors 32 and 33 lie in parallel with each other but in line with line 36. These resistors are connected to the output of 74ACT244 34. Thus, when the two enable lines 37 and 38 are in a high state, 74ACT244 is open so that no current flows in line 36 at all. This appears to be off for the light source. When one of the enable lines, such as line 37, is low and the other enable line is high, only half of 74ACT244 is on, and current flows through only one resistor (32 in this embodiment). In this state, the light source is half the brightness. When both lines 37 and 38 are low, the 74ACT244 half is also on so that current flows through the parallel combination of resistors 32 and 33. The light source here is high brightness. Control lines 37 and 38 from the state machine set the state of the brightness of the light source. There are only three brightness states in this embodiment, but other similar modulators may be configured that allow for significant brightness states. In addition, analogue switches of significant quality without departing from the spirit and scope of the present invention may replace 74ACT244. Resistors 32 and 33 are selected and used to achieve the desired brightness level with the light source. These resistances are typically between 100 and 300 ohms.

도 6은 표면에 대한 액체의 도포를 탐지하는데 사용된 프로그램의 흐름도이다. 도 6의 목적은 A/D 변환기가 새롭게 변조된 밝기 레벨 마다 하나의 샘플을 제공하는 것이며 여기에는 3개의 밝기 레벨이 존재하는 것으로 하였다. 도 6에 도시된 프로그램이 시작되면 변환기는 제1 샘플이 도달(come in)되는 것을 대기하고 이어서 이 레벨이 어느 레벨을 나타내는지를 결정하여야 한다. 주변광이 임의의 샘플값을 변경시킬 수 있기 때문에 프로그램은 3개의 샘플(또는 모든 레벨들)을 취하여 유입되는 데이터 스트림(incoming data stream)과 동기하도록 해야한다. 동기화 단계(39)에서는 다가오는 처음 3개의 샘플(상이한 레벨)을 취한다. 상기 단계는 샘플들을 비교하여 크기에 따라 이 샘플들을 순서화(order)한다. 이러한 순서화로부터 상기 단계에서는 오프 레벨을 나타내는 다음 샘플이 다가오는 시점을 결정하고 이어서 이러한 여러 샘플들을 지연시켜 차례대로 동기화한다. 프로세서가 광 레벨의 생성을 제어하는데 사용된다면 동기화는 전혀 필요하지 않다.6 is a flow chart of a program used to detect the application of a liquid to a surface. The purpose of FIG. 6 is to provide one sample for each newly modulated brightness level by the A / D converter, where three brightness levels are present. When the program shown in Fig. 6 starts, the transducer must wait for the first sample to come in and then determine which level this level represents. Since ambient light can change any sample value, the program must take three samples (or all levels) to synchronize with the incoming data stream. Synchronization step 39 takes the first three samples (different levels) coming. The step compares the samples and orders them according to size. From this ordering, the step determines when the next sample representing the off level is approaching and then delays these several samples to synchronize in turn. If the processor is used to control the generation of light levels, no synchronization is necessary.

동기화 이후에 프로그램은 이러한 예에 대해 3개의 그룹으로 데이터 샘플을 지속적으로 취한다. 탐지(detection)가 발생할 수 있기 전에 프로그램은 먼저 조정해야만 한다(단계 40). 이것은 당면한 주변광량의 기준선과 당면한 레벨들 간의차이를 설정하는 것을 의미한다. 표면에 액체가 전혀 존재하지 않는 것은 이 시점인 것으로 한다. 만일 주변광의 최대량이 존재한다면 프로그램은 조정을 대기할 것인지를 결정할 수도 있다(단계 42). 주변광이 적당하다면 프로그램은 단지 유사 샘플들(동일 레벨을 나타내는 샘플들)의 몇몇 그룹을 평균하여 기준선을 설정하거나, 또는 각 레벨의 이동 평균 또는 레벨간의 차이의 이동 평균을 시작할 수도 있다. 차이에 대한 이동 평균은 액체의 도포를 나타내지 않는 시스템의 상당한 기간의 드리프트(any long term drift)를 서서히 추적할 수 있다고 하는 이점을 갖는다. 고정된 평균이 사용되면 프로그램은 장기간의 드리프트(long term drift)로부터 의사 트리거를 방지할 수 있도록 때때로 재조정되어야 한다(단계 41).After synchronization, the program continuously takes data samples in three groups for this example. The program must first adjust (step 40) before detection can occur. This means setting the difference between the baseline of the amount of ambient light encountered and the levels encountered. It is assumed at this point that no liquid is present on the surface. If there is a maximum amount of ambient light, the program may determine whether to wait for adjustment (step 42). If ambient light is appropriate, the program may simply set a baseline by averaging a few groups of similar samples (samples representing the same level), or start a moving average of each level or a moving average of the differences between levels. Moving averages for the differences have the advantage of being able to slowly track any long term drift of the system that does not indicate the application of liquid. If a fixed average is used, the program must be readjusted from time to time to prevent pseudo triggers from long term drift (step 41).

일단 기준선 또는 이동 평균이 설정되면 프로그램은 3개의 샘플(또는 사용되는 레벨의 수)로 된 그룹을 지속적으로 취하게 된다. 각각의 새로운 완전한 그룹과 더불어, 가장 새로운 차이는 이동 평균 차이 또는 기준선 차이와 비교되어 어느 주요 변경을 탐지한다. 차이에 대한 이러한 비교의 절대치 그 자체는 임계치와 비교되어 "히트(hit)" 또는 상태를 판정하게 되고 이 경우 여기에는 2 차이 모두 주요한 변경이 있다. 먼저 단계 43이 행해진다. 3개 이상의 샘플들이 취해지고, 다시 "히트"가 단계 44에서 조사된다. "히트"가 발견되지 않으면 "히트" 카운트가 리세트되고 프로그램은 마치 "히트"가 전혀 발생하지 않은 상태처럼 작용한다(단계 46). 제2 순차 "히트"가 단계 44에서 탐지되면 3개 이상의 샘플이 취해지고 제3 "히트"가 단계 45에서 체크된다. 제3 히트가 전혀 없다면 카운트는 리세트되고 프로그램은 마치 "히트"가 전혀 발생하지 않은 상태처럼 재개(resume)한다(단계 46).제3 순차 "히트"가 단계 45에서 탐지되면 액체가 탐지되었음을 의미하는 트리거가 선언된다. 트리거가 선언되었음을 루틴에 보고하거나 또는 애세이(assay)의 일부를 수행하는 경우에는 루틴이 존재한다(단계 47).Once a baseline or moving average is established, the program will continue to take groups of three samples (or the number of levels used). With each new complete group, the newest difference is compared to the moving average difference or baseline difference to detect any major change. The absolute value of this comparison to the difference itself is compared to the threshold to determine the "hit" or state, in which case both differences have major changes. Step 43 is first performed. Three or more samples are taken and again a "hit" is investigated in step 44. If no "hit" is found, the "hit" count is reset and the program acts as if no "hit" has occurred at all (step 46). If a second sequential “hit” is detected in step 44, three or more samples are taken and the third “hit” is checked in step 45. If there is no third hit at all, the count is reset and the program resumes as if no hits occurred at all (step 46). The trigger that is meant to be declared. The routine is present if it reports to the routine that a trigger has been declared or if it performs part of an assay (step 47).

로우(row) 내의 3개의 "히트(hit)"에 대한 통계는 랜덤한 변동을 배제하여 정확한 액체 검출의 가능성을 높여준다. 차이에 대한 이동 평균의 사용은 장기간 드리프트로부터의 의사 트리거링없이 보다 감응적인 임계치 설정(more sensitive threshold setting)을 허용해준다. 로우 방법(row method)내의 3개의 히트는 챔버의 고속 플래쉬와 순간 움직임에 대해 시스템이 비감응적이 되도록 한다. 차이에 대한 방법은 DC 주변광과 60Hz(또는 50Hz) 백열등의 존재시 본 발명을 확고하게 해준다.Statistics for three "hits" in a row eliminate the random variation, increasing the likelihood of accurate liquid detection. The use of a moving average for the differences allows a more sensitive threshold setting without pseudo triggering from long term drift. Three hits in the row method make the system insensitive to high speed flash and instantaneous movement of the chamber. The method for the difference establishes the invention in the presence of DC ambient light and 60 Hz (or 50 Hz) incandescent lamps.

일부 표면은 상당히 높은 반사율을 가지므로 광 검출기가 가장 밝은 레벨의 포화 상태로 될 수도 있다. 포화가 일부 선정된 절대치 보다 큰 경우에는 본 발명은 가장 밝은 레벨을 무시함으로써 이를 보상할 수 있다. 이러한 경우에 나머지 레벨과 오프 레벨 간의 차이에서 탐지가 발생한다. 임계치는 이러한 상태가 탐지된 경우에 변경될 수도 있다. 레벨에 남아있는 것이 하나인 경우에만 특히 임계치는 의사 트리거를 방지할 수 있도록 통상 약간 증가된다. 이와 달리 가장 밝은 레벨은 이 레벨이 광포화 레벨로부터 벗어날 때까지는 진폭이 감소될 수도 있다. 가장 밝은 광 레벨의 이러한 동적인 감소는 본 발명의 범주내에 있는 것이며 부가 회로(additional circuit)를 필요로 한다.Some surfaces have considerably higher reflectivity, which may result in the light detector being at the brightest level of saturation. If saturation is greater than some predetermined absolute value, the present invention can compensate for this by ignoring the brightest levels. In this case detection occurs at the difference between the remaining level and the off level. The threshold may change if such a condition is detected. The threshold is usually slightly increased to prevent pseudo triggers only if there is only one remaining in the level. Alternatively, the brightest level may be reduced in amplitude until this level deviates from the light saturation level. This dynamic reduction in the brightest light level is within the scope of the present invention and requires an additional circuit.

이상 설명한 장치(arrangements)는 단지 본 발명의 원리의 적용을 설명하기 위한 것이며, 당업자라면 본 발명의 취지와 범주를 벗어나지 않는 기타 장치가 고안될 수도 있음을 이해할 것이다.The arrangements described above are merely intended to illustrate the application of the principles of the invention, and those skilled in the art will understand that other devices may be devised without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (14)

주변광이 존재하는 상태에서, 응고물 분석(coagulation assays)을 수행하는데 사용되는 유형의 광반사면으로의 액체의 도포를 탐지하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for detecting the application of a liquid to a light reflecting surface of the type used to perform coagulation assays in the presence of ambient light, 광원과;A light source; 상기 광원에 연결되어, 상기 광원을 진폭 변조시킴으로써 광도(intensity)를 갖지 않는 하나의 오프 레벨을 포함하는 다수의 광도 레벨(intensity levels)을 발생시키는 변조 수단과;Modulation means coupled to the light source to generate a plurality of intensity levels comprising one off level having no intensity by amplitude modulating the light source; 광도(light intensity)에 비례하여 전기 신호를 발생시키는 광 검출기와;A photo detector for generating an electrical signal in proportion to light intensity; 상기 광원으로부터의 광이 상기 광 검출기 내로 반향되도록 위치하고 있는 액체 수용가능 반사면(reflecting surface)과;A liquid acceptable reflecting surface positioned to reflect light from the light source into the photo detector; 상기 광 검출기에 연결되고 상기 변조 수단에 동기되어, 상기 광도 레벨 각각에 대해 적어도 하나의 광도 샘플을 발생시키는 변환 수단(conversion means)과;Conversion means coupled to the photo detector and synchronized with the modulation means to generate at least one luminance sample for each of the luminance levels; 광 레벨을 나타내는 광도 샘플들(intensity samples)과 상기 오프 레벨을 나타내는 광도 샘플들 간의 차이(differences) - 상기 차이는 주변광이 존재하는 상태에서 상기 반사면의 반사율에 비례함 - 를 계산하기 위한 처리 수단(processing means) 과;Processing to calculate differences between the intensity samples representing the light level and the luminance samples representing the off level, the difference being proportional to the reflectance of the reflecting surface in the presence of ambient light Processing means; 상기 차이가 선정된 양만큼 변화되는 경우 상기 반사면 상의 액체의 존재를 보고하기 위한 보고 수단Reporting means for reporting the presence of liquid on the reflecting surface when the difference is varied by a predetermined amount 을 포함하는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.Detection apparatus comprising a. 제1항에 있어서, 상기 변환 수단은 A/D 변환기인 것을 특징으로 하는 탐지 장치.The detection apparatus according to claim 1, wherein the conversion means is an A / D converter. 제1항에 있어서, 상기 변환 수단은 광도-주파수(intensity to frequency) 변환기인 것을 특징으로 하는 탐지 장치.2. A detection device according to claim 1, wherein said conversion means is an intensity to frequency converter. 제1항에 있어서, 상기 처리 수단은 상기 오프 레벨을 나타내는 광도 샘플로부터 주변광의 광도를 판정하는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.The detection apparatus according to claim 1, wherein said processing means determines the luminous intensity of ambient light from a luminous intensity sample representing said off level. 제1항에 있어서, 상기 광원은 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 탐지 장치.The detection apparatus of claim 1, wherein the light source is a light emitting diode. 제5항에 있어서, 상기 발광 다이오드는 적외광(infrared light)을 방출하는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.The detection device of claim 5, wherein the light emitting diode emits infrared light. 제1항에 있어서, 상기 처리 수단은 마이크로프로세서인 것을 특징으로 하는 탐지 장치.The detection apparatus according to claim 1, wherein said processing means is a microprocessor. 주변광이 존재하는 상태에서, 응고물 분석을 수행하는데 사용되는 유형의 광반사면으로의 액체의 도포를 탐지하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for detecting the application of a liquid to a light reflecting surface of the type used to perform a coagulant analysis in the presence of ambient light, 적어도 하나의 온 진폭 레벨(on amplitude level)과 하나의 오프 레벨(off level)로 변조된 광원 - 상기 레벨들은 선정된 시간에 발생함 - 과;A light source modulated with at least one on amplitude level and one off level, the levels occurring at a predetermined time; 상기 광원으로부터의 광이 광 검출기 내로 반향되도록 위치하고 있는 반사면 및 광 검출기(a reflecting surface and optical detector)와;A reflecting surface and optical detector positioned to reflect light from the light source into the photo detector; 상기 온 진폭 레벨과 상기 오프 레벨 간의 차이 - 상기 차이는 상기 반사면의 반사율을 나타내고, 상기 오프 레벨은 주변광을 나타냄 - 를 계산하는 상기 광 검출기로부터의 진폭 레벨에 응답하는 처리 수단을 포함하고, 상기 차이가 선정된 양만큼 변화하는 경우, 상기 처리 수단은 상기 반사면으로의 액체의 도포를 보고하는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.Processing means responsive to an amplitude level from the photo detector for calculating a difference between the on amplitude level and the off level, the difference representing a reflectance of the reflective surface and the off level representing ambient light; And when said difference varies by a predetermined amount, said processing means reports application of liquid to said reflective surface. 주변광과 반사면의 순간적인 움직임에 비감응적인, 반사면으로의 액체의 도포를 탐지하는 장치에 있어서,A device for detecting the application of a liquid to a reflective surface that is insensitive to instantaneous movement of ambient light and the reflective surface, 3개의 상이한 레벨인 오프 레벨, 중간 범위 레벨, 밝기 레벨로 순서대로 변조되는 광을 발생시키는 광원 - 각각의 레벨은 선정된 기간 동안 유지됨 - 과;A light source for generating light modulated in sequence to three different levels: off level, mid range level, brightness level, each level being maintained for a predetermined period of time; 광 검출기와;A photo detector; 상기 광원으로부터의 광이 상기 표면으로부터 상기 광 검출기로 반사하도록 위치하고 있는 액체 수용가능 반사면과;A liquid acceptable reflective surface positioned to reflect light from the light source from the surface to the photo detector; 상기 광 검출기에 연결되고 상기 광원과 동기되어, 순차적으로 각각의 변조된 레벨에 대해 하나의 샘플값을 발생시키는 A/D 변환기와;An A / D converter coupled to the photo detector and synchronous with the light source to sequentially generate one sample value for each modulated level; 상기 오프 레벨의 샘플값으로부터 주변광의 광량, 및 상기 밝기 레벨의 샘플값과 상기 오프 레벨의 샘플값의 제1 차이와 상기 중간 범위 레벨과 상기 오프 레벨의 제2 차이로부터 표면 반사율을 판정하기 위한 프로세서 수단 - 상기 표면 반사율은 상기 차이들에 비례함 -과;A processor for determining a surface reflectance from a light amount of ambient light from the off level sample value, and a first difference between a sample value of the brightness level and a sample value of the off level and a second difference between the mid range level and the off level Means, wherein the surface reflectance is proportional to the differences; 상기 제1 차이와 제2 차이가 선정된 양만큼 변화하는 경우 상기 표면으로의 액체의 도포를 보고하는 보고 수단Reporting means for reporting the application of liquid to the surface when the first and second differences vary by a predetermined amount 을 포함하는 것을 특징으로 하는 탐지 장치.Detection apparatus comprising a. 제9항에 있어서, 상기 프로세서 수단은 마이크로콘트롤러인 것을 특징으로 하는 탐지 장치.10. The apparatus of claim 9, wherein said processor means is a microcontroller. 제9항에 있어서, 상기 광원은 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 탐지 장치.10. The detection apparatus of claim 9, wherein the light source is a light emitting diode. 제9항에 있어서, 상기 광 검출기는 PIN 다이오드인 것을 특징으로 하는 탐지 장치.10. The detection apparatus of claim 9, wherein the photo detector is a PIN diode. 제9항에 있어서, 상기 광 검출기는 광도-주파수 변환기인 것을 특징으로 하는 탐지 장치.10. The detection apparatus of claim 9, wherein the light detector is a light intensity-frequency converter. 주변광과 반사면의 순간 움직임에 비감응적인, 반사면으로의 액체의 도포를 탐지하는 방법에 있어서,A method of detecting the application of a liquid to a reflective surface insensitive to instantaneous movement of ambient light and the reflective surface, 선정된 시간에 광원을 변조시켜, 하나의 레벨이 오프 레벨이 되는 이산 진폭 레벨들을 발생시키는 단계와;Modulating the light source at a predetermined time to generate discrete amplitude levels in which one level becomes an off level; 액체 수용가능 반사면 상의 상기 광원으로부터의 광을 광 검출기 내로 반사시키는 단계와;Reflecting light from the light source on a liquid acceptable reflective surface into a photo detector; 각각의 상이한 변조 레벨에 대해 적어도 일회 상기 광 검출기의 출력을 샘플링하는 단계와;Sampling the output of the photo detector at least once for each different modulation level; 상기 오프 레벨을 갖는 상기 변조된 레벨들 간의 차이를 비교하여, 주변광의 광량과, 상기 반사면으로의 액체의 도포를 나타낼 수 있는 상기 반사면의 반사율의 변화를 판정하는 단계Comparing the difference between the modulated levels having the off level to determine a change in the amount of ambient light and the reflectance of the reflective surface that may indicate the application of liquid to the reflective surface 를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐지 방법.Detection method comprising a.
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