專利名稱：對分析測試元件上的樣本進行分析的分析系統(tǒng)的制作方法
對分析測試元件上的樣本進行分析的分析系統(tǒng)
本發(fā)明涉及一種對分析測試元件上的樣本進行分析的、具有包 括有透鏡和光闌的光學(xué)才莫塊的分析系統(tǒng)。
為了分析例如血液或尿液等體液的樣本，經(jīng)常會〗吏用分析系統(tǒng)， 其中待分析的樣本位于測試元件上，并且在分析之前，它們可能在 測試區(qū)里與 一種或多種試劑在該測試元件上發(fā)生反應(yīng)。對測試元件 進行光學(xué)評估，特別是光度評估以及電化學(xué)評估，是快速確定樣本 中分析物濃度最常用的方法。帶有測試元件的用來進行樣本分析的 分析系統(tǒng)普遍使用于分析學(xué)、環(huán)境分析學(xué)以及特別是醫(yī)學(xué)的診斷學(xué) 領(lǐng)域。尤其是在使用毛細血管血血糖診斷領(lǐng)域，從光度或者電化學(xué) 上評估的測試元件具有很重要的意義。
存在各種形狀的測試元件。已知的有例如基本上是方形的小盤 子，也叫玻片。在小盤子的中間是多層測試區(qū)。制成條狀的診斷測試元件稱為測試條。在現(xiàn)有技術(shù)里，例如在DE-A 19753847、 EP-A 0821233、 EP-A 0821234或WO 97/02487等文獻中，人們對測試元件 進行了詳盡的描述。本發(fā)明涉及任一形狀的(特別是條狀的)測試元 件。
為了對在測試元件上的樣本進行分析研究，現(xiàn)有技術(shù)介紹了測 試元件-分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括把測試元件定位于測量點的測試元件 支架以及進行測量并給出基于測量的分析結(jié)果的測量評估裝置。
文獻WO 00/19185 Al涉及一種對測試元件進4亍光度評估的器 件。該器件包括
具有至少第 一 光源以及第二光源的照明單元，
用來載帶帶有檢測區(qū)的測試元件的支架，該檢測區(qū)相對于該照明單元而定位，
具有至少 一個檢測器的檢測單元，該檢測器檢測被^r測區(qū)反射 的或通過該;險測區(qū)的光，
激發(fā)這兩個光源并把檢測單元產(chǎn)生的信號作為檢測信號記錄下 來的控制單元，以及
評估檢測信號以求得樣本中包含的分析物濃度的評估單元。
文獻EP 0618443 Al涉及一種由具有測試條支架和合適的測試條 的評估器件構(gòu)成的測試條分析系統(tǒng)。該測試條支架用來使測試條定 位于面向測量單元的限定的位置上。其具有測試條支架和測試條導(dǎo) 架。
文獻WO 01/48461 Al涉及一種對物質(zhì)的樣本進行分析測試的測 試元件分析系統(tǒng)。該分析系統(tǒng)包括測試元件，其帶有栽帶薄膜和被 連接在該載帶薄膜平側(cè)的測試區(qū)。為了進行該類分析，把該測試區(qū) 與樣本接觸，使得液體樣本成分滲入到該測試區(qū)。其中該測試區(qū)包 含試劑系統(tǒng)，該系統(tǒng)與樣本成分的反應(yīng)導(dǎo)致在檢測區(qū)內(nèi)及測試區(qū)面 向載帶薄膜的一側(cè)上發(fā)生光學(xué)可測的、對于分析來說是特征性的變 化。該分析系統(tǒng)還包括評估器件，其具有把測試元件定位在測量位置上的測試元件支架(Haltung)以及對該檢測區(qū)的光學(xué)可測的變化進行測量的測量裝置。其中該測量裝置具有利用第 一光為該檢測區(qū)進行 照明的發(fā)光器，以及對被檢測區(qū)散射的第二光進行檢測的檢測器。
很多這樣已知的分析系統(tǒng)具有至少 一個光學(xué)模塊，其包括可聚 光的透鏡和光闌等。在現(xiàn)有技術(shù)中，該光學(xué)模塊由多個單個部件制 造并合并而成，并且例如通過超聲波焊接，熱壓制或者粘合等方法 可以把它們彼此連接起來。其中該透鏡和該光闌孔徑要根據(jù)光的光 路在空間上精確地相互定位。由于它們的公差和小的尺寸，只有花 大的代價才有可能把它們合并在一起。另外由于許多單個部件使光 學(xué)模塊產(chǎn)生較大的總公差。
因此，本發(fā)明的目的是為了避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點。特別是要減少裝配該分析系統(tǒng)時的代價和成本。
該目的將根據(jù)本發(fā)明，通過對在分析測試元件上的樣本進行分析的分析系統(tǒng)來實現(xiàn)。該系統(tǒng)包括
-對在分析測試元件上的樣本進行測量的測量^^莫塊，和 -包括可聚光的透鏡和光闌的光學(xué)模塊，其中 -該光學(xué)模塊的透鏡和光闌整體式地結(jié)合到多件式注塑件中。
根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)包括對在分析測試元件上的樣本進行測 量的測量模塊等。
這里的樣本指的是例如體液，特別是血液或者組織液。在臨床 診斷學(xué)上，對血樣或者組織液的研究使對病理狀態(tài)早期和可靠的認 識以及對身體狀況有針對的和有根據(jù)的控制成為可能。醫(yī)學(xué)診斷學(xué) 一直以從被研究的個人的血液或組織液中獲取樣本作為前提條件。
為了獲取樣本，可以借助無菌的，尖銳的放血針刺破被研究人員的例如手指肚或耳垂上的皮膚，以便獲得用于分析的少量的血液或者組織液。特別地，該方法適于當(dāng)獲取樣本后就立刻對樣本進行 的分析。
尤其是在所謂的"家庭監(jiān)護"領(lǐng)域，也就是說，當(dāng)未經(jīng)過醫(yī)學(xué) 培訓(xùn)的人自己進行簡單的血液或組織液的分析時，特別是糖尿病患者為控制血液葡萄糖濃度而進行定期的、每天多次的血液獲取時， 可以使用放血針及與之相配的器件(所謂的扎針輔助器)，其使盡可能少疼痛的和可重復(fù)的取樣成為可能。
為了進行測量，把該樣本施加到包含試劑的(例如在測試區(qū)內(nèi))分析測試元件上。當(dāng)試劑接觸到樣本，樣本中包含的分析物與該試劑發(fā)生的反應(yīng)導(dǎo)致測試元件產(chǎn)生物理可測的與分析物的、濃度相關(guān)的變化。
根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)的測量模塊用于對該變化進行測量。測量;模塊在測量中所得到的測量值用于確定樣本中該分析物的濃度。
在光度分析系統(tǒng)中，該測試元件包括試劑系統(tǒng)。該試劑系統(tǒng)與 分析物的反應(yīng)導(dǎo)致在光度上可檢測到的變化(顏色的突變)。其中該試 劑通常處于測試元件的測試區(qū)內(nèi)，其顏色取決于濃度而變化。借助
于測量沖莫塊，可以通過反射光度測定法(Reflexionsphotometrie)對該顏
色變化進行定量的確定。
電化學(xué)測試元件包括電化學(xué)試劑系統(tǒng)，其與分析物的反應(yīng)影響 著測試元件兩極間的電壓及/或測試元件兩極間在限定的電壓下流動 的電流強度。在這種情況下，該電壓或電流強度是物理可測的量， 其可以通過集成在分析系統(tǒng)中的，作為電壓測量裝置或電流測量裝 置設(shè)計出來的相應(yīng)的測量一莫塊來確定，并且它們與分析物的濃度相 關(guān)的變化將被轉(zhuǎn)化成分析數(shù)據(jù)(分析物的濃度)。
根據(jù)本發(fā)明，光學(xué)模塊是組合件，其包括至少一個透鏡(Linse)以 及至少一個光闌(Blende)。該透4t和光闌可以對光進4亍聚焦。在此， 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，透鏡就是叫做光學(xué)透鏡的光學(xué)元件。而 光闌指的是一種包括不透光光闌體和透光光闌孔徑的光學(xué)元件。光 闌阻止光在一定空間方向的擴散。其可以用來限制光束的截面以及 減少散射光。
在根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)中，該光學(xué)模塊的透鏡和光闌整體式 地結(jié)合到多件式注塑部件中。在現(xiàn)有技術(shù)中注塑是眾所周知的方法。 其中在高壓下，把塑化材料(注塑物質(zhì))(特別是熱塑性塑料或硬塑料) 注入到成形模具(加壓澆注模)中，并且在壓力作用下，該材料在模具 中向固態(tài)轉(zhuǎn)變。然后可以把該注塑件從模子里取出。多件式注塑同 樣是現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法。所謂的結(jié)合注塑方法特別適合用來生 產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的分析器件的該多件式注塑部件。在生.產(chǎn)中，兩種或 多種材料被依次注入到成形模具中，由此在它們的邊界面上以材料 (materialschlussig)結(jié)合在一起。在該成形模具內(nèi)存在的空腔的幾何結(jié) 構(gòu)在不同的注入過程中是變化的。
在現(xiàn)有技術(shù)里，例如多個透鏡作為整體的多件式注塑部件而生 產(chǎn)，像例如在文獻DE 10261974 Al 、 US 2004/0120053 A1或者DE 4431744 Al中描述的那樣。
在根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)里，通過把光學(xué)模塊的透鏡以及光闌 整體式地結(jié)合到多件式注塑部件中帶來了很多優(yōu)點。不再需要在透 鏡和光闌被生產(chǎn)出后之后再把它們連接到一起，由此在生產(chǎn)根據(jù)本 發(fā)明的分析系統(tǒng)時，就可以減少一個工序。由此可以節(jié)省成本。處 理多件式注塑部件比處理單個的透鏡和單個的光闌要筒單。在批量 生產(chǎn)中也可以生產(chǎn)出可重復(fù)精確的透鏡與光闌組成的單元。透鏡與 光闌間沒有公差，所以保障了光闌相對于透鏡的精確定位。
在根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)中，除了該透鏡和該光闌之外，更多 的透鏡及/或更多的光闌及/或更多的光學(xué)才莫塊部件也可以結(jié)合到該光 學(xué)模塊的注塑件中。若有可能，整個光學(xué)模塊是一個多件式注塑件。
根據(jù)本發(fā)明的 一 個優(yōu)選實施例是把兩個光闌以及 一 個或兩個透 鏡結(jié)合到該多件式注塑件中。優(yōu)選的是，該多件式注塑件為兩件式 注塑件，特別是帶有第一透光塑料部件和第二不透光塑料部件的兩 件式注塑件。優(yōu)選的是，該透光塑料部件允許波長在200nm到1700nm 之間的光透過，特別優(yōu)選地在600nm到950nm之間，此時不透光塑料 部件優(yōu)選地不會讓絕大多數(shù)在此波長范圍內(nèi)的光通過。優(yōu)選的是， 集成在多件式注塑件里的透鏡由透光塑料組成。為此該多件式注塑 件由透光塑料制成的區(qū)域這樣形成，即其具有光學(xué)透鏡的功能。不 透光塑料可以例如用在該多件式注塑件的具有光闌體功能的區(qū)域。 該透光塑料部件可以包括(例如)下列材料集合中的至少 一種丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯-聚合物(ABS)、曱基丙烯酸曱酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙 烯共聚物(MABS)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯共混物(PCB)、聚砜(PSU)、 聚醚砜(PES)。優(yōu)選的是，該不透光塑料部件包括下列材料集合中的 至少一種丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)、聚碳酸酯共混物(PCB) 和聚醚;風(fēng)(PES)。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，該光闌包括不透光塑^T牛構(gòu)成的
光闌體以及由透光塑料填充的光闌孔徑。那么利用由透光塑料制成 的保護窗把該光闌孔徑關(guān)閉，從而阻止對光闌孔徑的污染。特別優(yōu) 選的是，此時該透鏡和由透光塑料填充的光闌孔徑在接觸區(qū)域結(jié)合 在一起。在這里，他們由透光塑料制成并且結(jié)合到該多件式注塑件 之中。由此就簡化了注塑工序和該光學(xué)模塊，并且保障了光闌孔徑 的(或者該窗的)相對于透鏡的牢固限定的定位。
然而，根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)的光學(xué)模塊中的光闌還可以包括 由不透光塑料制成的光闌體以及光闌孔徑，其中光闌孔徑是光闌體
里的缺口(Aussparung)。其中，該缺口沒有用材料填充。因此與光闌 孔徑由材料填充的情況相比較，更少的光在穿越該光闌孔徑時被吸 收。
根據(jù)本發(fā)明的 一 個優(yōu)選實施例，該測量模塊包括用來對分析測 試元件上的樣本進行光學(xué)測量的光學(xué)模塊。這里特別涉及的是對樣 本(例如人或動物的體液)進行光度測量的測量模塊，該模塊設(shè)計成可 以確定樣本中的分析物(例如葡萄糖)的濃度。
在現(xiàn)有技術(shù)里，例如在RocheDiagnostics(德國)的AKKU CHEK -Compakt分析系統(tǒng)中，目前正在使用 一種包括光學(xué)才莫塊的測量才莫塊， 而該光學(xué)模塊由兩個塑料部件結(jié)合而成，其中一個塑料部件包括具 有作為光闌孔徑的塑料窗的光闌，另一個包括透鏡。這兩個部件的 尺寸很小(14.5x 7.5x21 mm以及0.7x4x60 mm)。在現(xiàn)有技術(shù)的分 析系統(tǒng)中，該測量模塊的任務(wù)是對要進行測量的測試元件進行定位 并且借助該光學(xué)模塊把光線引射到測試元件上，光學(xué)地確定血糖值。 在該分析系統(tǒng)中，通過超聲波焊接把該光學(xué)模塊的兩個塑料部件相 互連接。其中，由于要連接這兩個部分產(chǎn)生了高額成本。因為該部 件的尺寸很小，使操作非常復(fù)雜。這樣的焊接需姜顛外的、代價很 大的工序。由該兩個部件帶來的額外的公差是不可避免的。這里光 闌的位置也由它們的生產(chǎn)7>差決定。
在根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)里，該測量模塊包括光學(xué)模塊。在該
光學(xué)模塊中，有至少一個透鏡和至少一個光闌整體式地結(jié)合到多件 式注塑件中。特別優(yōu)選的是，在該測量模塊里所包括的整個光學(xué)模 塊是兩件式注塑件，其包括至少一個透鏡和至少一個光闌。這樣的 一個很大的優(yōu)點在于，整個光學(xué)模塊可在一個工序中注塑而成。為 此在必要時必須重新計算光學(xué)的光路并且在必要時必須另外設(shè)計光 學(xué)模塊中所包含的光學(xué)部件。
優(yōu)選的是，在根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)里的測量模塊包括光源、檢測器和測試元件接受器(Testelementaufnahme)，其設(shè)置成使來自光 源的光可以通過該多件式注塑件透光區(qū)域而到達設(shè)置在測試元件載 帶體中的測試元件上，并且^皮該測試元件反射而通過該透光區(qū)域到 達檢測器。該光源是例如可發(fā)光的二極管(LED)。該檢測器是例如光 電二極管。該測試元件接受器用來容納測試元件，特別是當(dāng)利用該 光學(xué)模塊進行測量時。該接受器設(shè)計成在把測試元件手工或自動放 入測量模塊時起引導(dǎo)作用以及在測量時對該測試元件進行精確定 位。在測量時，該處于測試元件接受器中的測試元件這樣定位，使 得從光源來的光通過該多件式注塑件透光區(qū)域射到該測試元件上 的、包括樣本和試劑的測試區(qū)上。根據(jù)樣本中分析物的濃度，相應(yīng) 一部分射到測試元件上的光如此反射，使其通過該多件式注塑件的 透光區(qū)域到達檢測器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，該測量^^莫塊包括光源、檢測器以 及測試元件接受器，其設(shè)置成，使從光源來的光通過多件式注塑件 透光區(qū)域，到達設(shè)置在測試元件接受器中的測試元件上，并且通過 該測試元件到達4全測器。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個優(yōu)選實施例，該分析系統(tǒng)包括用來讀取光 學(xué)編碼數(shù)據(jù)的讀取模塊，其中該讀取模塊包括一個或多個光學(xué)模塊。
在現(xiàn)有技術(shù)里，具有帶有多個測試元件的儲存容器(儲存部)的分 析系統(tǒng)是已知的。其中測試元件例如通過滑塊或者推桿從該儲存部 中輸送到測量模塊中的測量位置上，并且在測量之后自動地從該分析系統(tǒng)里拋棄或者重新-故儲藏到該儲存部中。例如在文獻DE 19902601 Al中，介紹了用來從包括一個或多個包括消耗物的小室的 儲存容器中取走分析性消耗物(尤其是測試元件)的器件。這些小室都 具有用于取走消耗物的取出開口以及與該取出開口相對而置的用來 引入用于輸送消耗物的推桿的插入孔。為了儲藏消耗物，用薄膜遮 閉該取出開口和插入孔。該器件包括推桿，其為了取走消耗物而可 以借助驅(qū)動單元來移動。
在德國Roche Diagnostics公司的AKKU CHEK⑧-Compact分析系統(tǒng)中，包括例如讀取^f莫塊(帶有條形碼閱讀器)，其可以對設(shè)置在分析 系統(tǒng)內(nèi)部的筒形測試元件儲存部外表面上的條形碼進行讀取。該條 形碼包括例如關(guān)于包含在儲存部內(nèi)的測試元件的信息，該信息與對 測試模塊所測的數(shù)據(jù)的評估相關(guān)，并且在評估時被考慮到。在現(xiàn)有 技術(shù)里，該讀取模塊包括兩個單個的塑料注塑件以及電路板(Platine)， 它們在生產(chǎn)讀取模塊時結(jié)合到 一起。其中 一 個注塑件包括光闌而另 一個包括透鏡裝置。該電路板以及這兩個注塑件在一個復(fù)雜的粘合 工序中相互連接。其中由于注塑件的公差等原因，只有花費很大的 代價，該連接才是可能的。由于部件的尺寸很小，該操作有很多問 題。通過眾多的單個部件產(chǎn)生了 一個很大的光學(xué)模塊的總公差。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，這兩個注塑件整體式地結(jié)合到 多件式注塑件里。因此相互之間定位精確的光闌和透鏡裝置是可以 生產(chǎn)出來的，并且可以避免上述的缺點。
不需要光闌與光學(xué)系統(tǒng)間的粘合工序。而且，在批量生產(chǎn)中還 可以得到精確的部件。對該多件式注塑件的處理比對兩個單個部件 的處理要簡單。在光學(xué)系統(tǒng)與光闌之間不存在公差。該構(gòu)造是價廉 物美的，從而節(jié)約了成本。
接著可以把該讀取模塊的電路板連接在該多件式注塑件上。該 電路板載有例如檢測器(例如光電二極管)以及光源(例如LED)。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，該讀取^莫塊包括光源、檢測器以及儲存部接受器。它們設(shè)置成，使得光從光源通過多件式注塑件的透光的區(qū)域而到達容納在該儲存部接受器里的測試元件儲存部上，然后被該測試元件儲存部反射而通過該透光區(qū)域到達檢測器。
優(yōu)選的是，借助接合到間隙里的銷，把電路板(優(yōu)選地其載有檢測器和光源)相對于該多件式注塑件進行定位并且利用例如粘合、超聲波焊接或者熱壓制使其與該多件式注塑件連接起來。其中，該多件式注塑件具有間隙和/或銷而該電路板具有與之相配的銷和/或間隙。
本發(fā)明還涉及到對在分析測試元件上的樣本進行分析的分析系統(tǒng)的生產(chǎn)方法，其中該分析系統(tǒng)包括測量模塊和具有透鏡和光闌的光學(xué)模塊。該生產(chǎn)方法的特征在于以下步驟
對整體性的、包括有透鏡和光闌的多件式注塑件進行多件式注塑，以及
把該多件式注塑件定位和裝配到該分析系統(tǒng)中。
下文將參考附圖對本發(fā)明做更詳盡的解釋。
其中


圖1顯示了包括在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分析系統(tǒng)的測量才莫塊中的光學(xué)模塊的截面，
圖2顯示了包括在根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)的測量模塊中的光學(xué)才莫塊的截面，
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的、帶有測試元件的分析系統(tǒng)的測量才莫塊的截面，
圖4顯示了圖3中測量模塊中的光路，
圖5顯示了對根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分析系統(tǒng)的讀取模塊的組成部件以及根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)的讀取J漠塊的組成部件的示意性比較圖， 圖6示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)的讀取模塊， 圖7顯示了圖6中讀取模塊中的光路，
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)的電路板和多件式注塑件，以及
圖9顯示了把電路板連接在多件式注塑件上的多種連接方案 (Befestigungsvariante)。
圖1顯示了包括在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分析系統(tǒng)的測量沖莫塊中的光學(xué) 模塊的截面。
該光學(xué)模塊1包括透鏡2以及光闌3,其中該光闌3包括光闌體4和 光闌孔徑5。光闌孔徑5由透光的窗6填充。透鏡2以及該光闌3是與光 學(xué)模塊基體7粘合在一起的單個部件。透鏡2的裝配件8可充當(dāng)另 一個 光闌。在光學(xué)模塊基體7內(nèi)存在大空腔9和小空腔10。來自光源(未顯 示)的光線可以從小空腔10依次通過透鏡2、大空腔9及關(guān)閉了光闌孔 徑5的透光窗6，而到達光闌3上方的、處于測試元件載帶體15內(nèi)的測 試元件(未顯示)。然后，在該測試元件上^皮反射回來的光可以通過窗 6到達大空腔9，并且從那里通過開口ll到達檢測器(未顯示)。該由許 多單個的部件相互粘合在一起的光學(xué)模塊具有現(xiàn)有技術(shù)的上述缺 點。
圖2顯示了包括在根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)中的測量模塊中的光學(xué) 模塊的截面。
在這種情況下，該光學(xué)模l是兩件式注塑件，其把光闌3(包括光 闌體4和用作光闌孔徑5的窗6)、透鏡2和光學(xué)模塊基體7整體式地結(jié)合 起來。光學(xué)模塊基體7，光闌體4和透鏡2的裝配件8是由不透光塑料 注塑而成的。光闌孔徑5中的透鏡2及窗6在透光塑料形成的連續(xù)區(qū)域 12內(nèi)結(jié)合到該兩件式注塑件中。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的帶有測試元件的分析系統(tǒng)的測量模塊的 截面。
在測量模塊13中包括有根據(jù)圖2的光學(xué)模塊1和電路板14。該光 學(xué)模塊1包括光學(xué)模塊基體7、透鏡2、光闌3、透鏡2的裝配件8、空腔9、 10以及測試元件接受器15。該光學(xué)^f莫塊l作為兩件式注塑件而 構(gòu)造，其具有第一透光塑料部件(區(qū)域12)以及第二不透光塑料部件。 在測試元件接受器15中設(shè)有條形的分析測試元件16,它的測試區(qū)17 設(shè)置在窗6的上方，而待分析樣本處于測試區(qū)17中。
在電路板14上設(shè)有檢測器18和光源19,它們分別突入到大空腔9 和小空腔10中。電路板14(例如)固定地粘合在該兩件式注塑件上。
圖4顯示了圖3中的測量模塊中的光路。
光源19發(fā)出光，以對在測試元件16的測試區(qū)17上的樣本進行光 度分析，該光通過連續(xù)的透光區(qū)域12聚焦到測試元件16上。在測試 區(qū)17中，取決于其光學(xué)性質(zhì)(例如其色調(diào))， 一部分光經(jīng)過反射通過區(qū) 域12返回，并穿入大空腔9落到檢測器18上。從其信號中可以確定樣 本中分析物的濃度(例如在沒有顯示的、根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)里的 評估模塊里)。
圖5示意地顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分析系統(tǒng)中的讀取模塊的組成 部件以及根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)中的讀取模塊的組成部件的比較 圖。
在現(xiàn)有技術(shù)里(圖5a),讀取模塊包括電路板20、光闌21和具有至 少一個透鏡的透鏡裝置22，其中它們作為三個分開的元件而制造， 然后結(jié)合到一起。
根據(jù)本發(fā)明(圖5b)在讀取模塊中，該透鏡裝置22和該光闌21整體 式地結(jié)合到多件式注塑件23中。該多件式注塑件與電路板20結(jié)合到 一起。
圖6示意顯示了在根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)中的讀3M^塊。 讀取模塊24包括光學(xué)模塊25、電路板20等。在光學(xué)模塊25中， 第一透鏡26(顯示了截面)、第二透鏡27以及光闌21等整體式地結(jié)合到 兩件式注塑件中。透鏡26、 27由第一透光部件(透光區(qū)域38)注塑而成， 而光闌21由第二不透光部件注塑而成。該電路板20與該光學(xué)才莫塊通 過例如粘4矣方式而連接。該電路板載有光源28以及突入光學(xué)模塊25
的空腔29里的檢測器(未顯示)。該電路板連接在例如分析系統(tǒng)的電路 板30上。
圖6中還顯示了筒狀的測試元件儲存部31,其用來儲存大量的測 試元件。在其周向面32上，該儲存部31具有可被讀取^^莫塊24讀取的 條形碼33。儲存部3H立于讀取模塊24中的儲存部接受器中，由此其 相對于讀取條形碼33的光學(xué);f莫塊25而定位。
圖7顯示了圖6中的讀取模塊中的光路。
為了清楚起見，分開顯示了分析系統(tǒng)電路板30、電路板20以及 光學(xué)模塊25。該光路37通過箭頭來表示。來自光源28的光通過第一 空腔34，光闌21和包括第一透鏡26的透光區(qū)域38,而一直傳播到條 形碼33上，然后從那里被反射，并通過帶有第二透鏡27的透光區(qū)域 38、光闌21和第二空腔35而到達^r測器36。
圖8說明了在根據(jù)本發(fā)明的分析系統(tǒng)里，電路板與多件式注塑件 是如何相互連接的。
為此電路板20具有兩個銷39,其可以和在多件式注塑件23上為 此設(shè)置的開口(小孔40以及長孔41)接合。其中光源28和檢測器36定位 成可以精確地安置于空腔34與35內(nèi)。接著通過對本領(lǐng)域技術(shù)人員而 言已知的連接方法而把該部件20和23連接到一起。該多件式注塑件23 可以是例如讀取模塊的光學(xué)模塊。
圖9顯示了用于電路板的不同的連接方案a)到c)。.
在一種變型方案(Variante) a)中，電路板20具有兩個銷39，其彼 此偏置設(shè)置。在方案b)中，對應(yīng)于圖8所示的方案，其具有位于在一 條中間線上的兩個銷39,它們與小孔40及已銑的長孔41接合。在方 案c)中，兩個銷39位于一條共同的4黃向線上并且分別位于光源28以及 檢測器36的延長線上。
附圖標(biāo)記列單
1光學(xué)模塊
2透鏡
3光闌
4光闌體
5光闌孔徑
6透光窗
7光學(xué)模塊基體
8透鏡裝配件
9大空腔
10小空腔
11開口
12連續(xù)區(qū)域
13測量才莫塊
14電路板
15測試元件接受器
16測試元件
17測試區(qū)
18檢測器
19光源
20電路板
21光闌
22透鏡裝置
23多件式注塑件
24讀取模塊
25光學(xué)模塊
26第一透鏡
27笫二透鏡
28光源
29空腔
30分析系統(tǒng)電路板
31測試元件儲存部
32周向面
33條型碼
34第一空腔
35第二空腔
36檢測器
37光路
38透光區(qū)域
39銷
40小孔
41長孔
權(quán)利要求
1、一種對在分析測試元件(16)上的樣本進行分析的分析系統(tǒng)，所述分析系統(tǒng)包括測量模塊(13)，其用來對在所述分析測試元件(16)上的樣本進行測量，和光學(xué)模塊(1，25)，其包括可聚光的透鏡(2，26，27)及光闌(3，21)，其特征在于，所述光學(xué)模塊(1，25)的所述透鏡(2，26，27)和所述光闌(3，21)整體式地結(jié)合到多件式注塑件(23)中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述多件式 注塑件(23)是具有第一透光塑料部件和第二不透光塑料部件的兩件式 注塑件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述 光闌(3,21)包括光闌孔徑(5)和由不透光塑料制成的光闌體(4)，其中， 所述光闌孔徑(5)用透光塑料填充。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡 (2,26,27)由透光塑料構(gòu)成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡 (2,26,27)以及所述由透光塑料填充的光闌孔徑(5)在由透光塑料形成的 連續(xù)區(qū)域(12)內(nèi)結(jié)合到所述多件式注塑件(23)中。.
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述 光闌(3,21)包括光闌孔徑(5)和由不透光塑料構(gòu)成的克闌體(4),其中， 所述光闌孔徑(5)是所述光闌體(4)中的缺口 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的分析系統(tǒng)，其特征在于， 所述測量模塊(13)包括光學(xué)模塊(7),所述光學(xué)模塊(7)用來對在所述 分析測試元件(16)上的樣本進行光學(xué)測量。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述測量才莫 塊(13)包括光源(19)、檢測器(18)以及測試元件接受器(15)，它們設(shè)置 成使得光能夠從所述光源(19)通過所述多件式注塑件(23)的透光區(qū)域 (12)，而到達設(shè)在所述測試元件接受器(15)中的所述測試元件(16)上， 并且被所述測試元件(16)反射而又通過所述透光區(qū)域(12)到達所述檢 測器(18)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的分析系統(tǒng)，其特征在于， 所述分析系統(tǒng)還包括用來讀取光學(xué)編碼數(shù)據(jù)的讀取才莫塊(24)，其中， 所述讀取模塊(24)包括所述光學(xué)模塊(25),或者還包括另一個光學(xué)模 塊(25)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述讀取 模塊(24)還包括光源(28)、檢測器(36)以及儲存部接受器，它們設(shè)置 成使得光能夠從所述光源(28)通過所述多件式注塑件(23)的透光區(qū)域 (38)，而到達設(shè)置在所述儲存部接受器中的測試元件儲存部(31),并 且被所述測試元件儲存部(31)反射而通過所述透光區(qū)域(38)到達所述 檢測器(36)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述光源 (28)和所述檢測器(36)設(shè)置在與所述光學(xué)模塊(25)相連接的電路板(20) 上。
12、 一種制造用于對分析測試元件上的樣本進行分析的分析系 統(tǒng)的方法，其中，所述分析系統(tǒng)包括測量模塊以及光學(xué)模塊，而所 述光學(xué)模塊包括透鏡和光闌，所述方法其特征在于以下步驟對所述透鏡和所述光闌進行多件式注塑，從而4巴它們注塑到整 體性的多件式注塑件中，并且把所述多件式注塑件定位并裝配到所述分析系統(tǒng)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對在分析測試元件(16)上的樣本進行分析的分析系統(tǒng)。該分析系統(tǒng)包括對在分析測試元件(16)上的樣本進行測量的測量模塊(13)以及包括有可聚光的透鏡(2，26，27)和光闌(3，21)的光學(xué)模塊(1，25)。其中，該光學(xué)模塊(1，25)的透鏡(2，26，27)以及光闌(3，21)整體式地結(jié)合到多件式注塑件(23)中。
文檔編號G01N33/50GK101203755SQ200680022146
公開日2008年6月18日 申請日期2006年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者J·舒拉特, K·-D·斯蒂格 申請人:霍夫曼一拉羅奇有限公司