专利名称：结合点光源与单一透镜的装置的制作方法
技术领域：
本发明有关一种可检测具有小检测面积的待测物的装置；特别是有关一种结合点光源与单一透镜的装置。
(2)背景技术对于显色水性液体中化学及生物化学成份的定量，特别是显色生物液体例如血液、尿液及生物液体衍生物如血清及血浆中化学及生物化学成份的定量，已愈来愈重要。许多重要的应用已存在于医疗诊断及治疗上，以及治疗用药物、毐性物品与有害化学物质等的定量上。在一些应用中，需要定量的物质其浓度往往在毫克/每100立方公分范围或以下而过于微量，以致于很难准确地定量，或者需要使用到复杂的仪器及技巧熟练的操作人员。另外，在此种情况下，通常在取样后数小时或几天的后才能获得分析结果。
一种常见的医疗检测是糖尿病患者的血糖含量测量。现今的作法是建议糖尿病患者根据个人病情于一天的内测量血糖含量二至七次。糖尿病患者及医生再根据血糖含量测量结果，来调整糖尿病患者的饮食、运动及胰岛素注射量，以有效控制糖尿病病情。
现今广泛使用的一种血糖含量检测方法是采用一种检验试片，将血液样品(约20至40微升)施予在检验试片涂覆有乙基纤维素的一试剂垫片上，此试剂垫片含有包含葡萄糖氧化酶(glucose oxidase)及过氧化酶(peroxidase)的酵素系统。此酵素系统会与葡萄糖反应，产生过氧化氢。试剂垫片仍含有一种指示剂，其在过氧化酶存在的情况下，会与过氧化氢反应，产生显色强度与血液样品中葡萄糖浓度成正比关系的显色物质。另一种血糖含量检测方法是采用相同的化学反应原理，但以防水薄膜代替涂覆有乙基纤维素的试剂垫片，其中酵素成份及指示剂是散布于防水薄膜中。
在上述两种已知的血糖含量检测方法中，血液样品是与试剂垫片接触一预定时间，约数分钟。然后，就上述第一种已知方法，是以清水将血液样品从试剂垫片上洗除，而就上述第二种已知方法，是将血液样品从试剂垫片上拭去。接着，将试剂垫片吸干并进行测定。此一测定方法是将试剂垫片的显色强度与一色表(color chart)进行比较，或将检验试片置于一反射度测量仪器中，以读取试剂垫片上的一显色强度值。
虽然上述方法使用于血糖含量的检测已行之多年，但这些方法皆有其限制，例如，以针刺指尖取样而言，皆需要较大的样品检测面积，对于微血管显现不明显的人而言，较难取得足够的血液样品。
上述已知检测方法的定量结果是倚赖于所读取的显色强度值，而此显色强度值是与血液样品与试剂垫片上的检测试剂的反应程度有关。第一种已知的方法是在一段预定反应时间后，需将血液样品从试剂垫片上洗除或拭去，因此使用者需预备在预定的反应时间后，以清水洗去试剂垫片上的血液样品或拭去血液样品。血液样品从试剂垫片上除去会终止血液样品与试剂垫上的检测试剂的反应，导致检测结果的不确定性，过度清洗可能得到较低的检测结果，而清洗不够则可能得到较高的检测结果，对于自行在家中使用的使用者而言，此一问题更形明显。
另一个问题是当血液样品施予在试剂垫片上时，即需要启动一时间序列。使用者通常以针刺指尖的方法取得血液样品，而当将血液样品施予在试剂垫片上的同时使用者需要使用另一只手以启动计时器。因此，上述已知检测方法需要使用者同时使用双手。由于须确保当血液样品施予在试剂垫片的同时才启动计时器，使得使用者在操做上变得困难。
据此，亟待提供一种可检测显色液体例如血液样品中特定成份含量的装置，其可克服习知检测方法的缺失。
(3)发明内容本发明的主要目的是提供一种结合点光源与单一透镜的装置，其可检测点状或具小检测面积的待测物。
本发明的另一目的是提供一种结合点光源与单一透镜的装置，其是符合轻、薄、短、小及迷你化需求，并且容易携带。
本发明的又一目的是提供一种结合点光源与单一透镜的装置，其中透镜具有聚光效果，而不需要高发光强度的发光源。
本发明的再一目的是提供一种结合点光源与单一透镜的装置，其组合构件少及简单，容易制造，可节省制造成本。
本发明的又另一目的是提供一种结合点光源与单一透镜的装置，其可用于定性及定量地检测一试片的一检验区的一特定成份。
本发明又再一目的是提供一种结合点光源与单一透镜的装置，其可用于检测一生物检体中一特定成份，且易于操作，利于使用者自行检测。
本发明的又再一目的是提供一种结合点光源与单一透镜的装置，其藉由透镜的聚光效果，可提高测量清晰度。
根据以上所述的目的，本发明提供一种结合点光源与单一透镜的装置，其主要包括一点光源、一光传感器及一透镜。透镜是设于点光源与光传感器的一同侧，以使点光源的发射光经由透镜聚焦于一待测物，及使待测物的反射光经由透镜聚焦于光传感器。透镜具有二次聚光效果，藉点光源、光传感器及透镜的组合关系，可提高本发明装置的测量清晰度。
本发明提供的结合点光源与单一透镜的装置，其组成构件少及简单，可节省占据空间及方便携带，并可降低制造成本。
本发明的目的及诸多优点藉由以下具体实施例的详细说明，并参照所附图式将更趋于明了。
(4)


图1是一试片的透视示意图；及图2是包含本发明一较佳具体实施例的一光反射度测量仪器的功能方块示意图。
(5)具体实施方式
本发明提供一种结合点光源与单一透镜的装置，其主要包括一点光源、一光传感器及一透镜。透镜是设于点光源与光传感器的一同侧，以使点光源的发射光经由透镜聚焦于一待测物，及使经待测物的反射光经由透镜聚焦于光传感器。本发明装置可供做一光反射度测量仪器，其可应用于检测具点状检测面积或小检测面积的待测物，而藉测量经待测物反射的反射光强度，以决定待测物中一特定成份的含量。本发明装置可用以测量一检验试片上的一显色区域的反射光强度，并藉由测得的反射光强度，以决定经检验试片测试的一受测检体中一特定成份的含量。
参照图1，是一种检测一受测检体中一特定成份的试片10透视示意图。试片10包括一条状基材12及一试剂垫片14。试剂垫片14是以一种黏着剂(adhesive)16黏贴于条状基材12的一测试面(test surface)一端。试剂垫片14包含一酵素系统及一指示剂(indicator)，其中酵素系统含有可使受测检体中此特定成份进行反应以产生过氧化氢的氧化酶及使过氧化氢与指示剂进行反应的过氧化酶。酵素系统中的过氧化酶是可使过氧化氢与指示剂反应以产生显色吸光物质。条状基材12相对其测试面的一样品面(samplesurface)设有一开口18，供受测检体从此开口18施予在试剂垫片14上。当试剂垫片14的酵素系统含有葡萄糖氧化酶及过氧化酶时，经样品面的开口18施予在试剂垫片14的血液样品中的葡萄糖经葡萄糖氧化酶催化反应产生过氧化氢，且在过氧化酶催化下，过氧化氢与指示剂反应产生显色吸光物质，形成于试剂垫片14相应条状基材12测试面的一对边。血液样品中的葡萄糖浓度则正比于显色吸光物质的显色强度。此一显色吸光物质会改变试剂垫片14的光反射强度，藉助测量显色吸光物质的反射光强度，则可决定血液样品中的葡萄糖浓度。当试剂垫片14的酵素系统含有胆固醇氧化酶时，其可使胆固醇进行催化反应产生过氧化氢，试片12即可用以检测血液样品中的胆固醇含量。因此，藉助改变试片12的酵素系统成份，即可决定可检测的受测检体的特定成份。另外，试剂垫片14上的显色吸光物质的光反射强度是与受测检体中一特定成份的浓度成反比关系，藉助本发明结合点光源与单一透镜的装置检测试剂垫片14上的显色吸光物质的光反射强度，即可决定受测检体中此特定成份的浓度。
以下将藉由较佳具体实施例详细说明本发明装置及其应用。
参照图2，它是包含本发明一较佳具体实施例的一光反射度测量仪器的功能方块示意图，本实施例包括一固持件21、一点光源22、一光传感器23、一透镜24、一放大器25、一模拟数字转换器26、一微处理器27、一存储器及一显示器29。点光源22是设于固持件21的一第一端，光传感器23是设于与第一端同侧的固持件21的一第二端。透镜24是设于点光源22与光传感器23的一同侧，藉以使点光源22的发射光经由透镜24聚焦于位于透镜24另一侧的一待测物30的一光吸收面积31。在本发明中，待测物30较佳是位于透镜24的焦距位置。待测物30的光吸收面积31的反射光再经由透镜24聚焦于光传感器23。待测物30的光吸收面积31包含一显色吸光物质，可吸收点光源22的发射光。此一显色吸光物质的显色强度是与产生此显色吸光物质的一特定成份含量多寡成正比关系，而使得此显色吸光物质对于点光源22的光反射强度与此特定成份成反比关系。再参照图1，待测物30即可为包含一光吸收物质的试片10，而此光吸收物质是由施予于试片10的一受测检体的一特定成份产生。光传感器23是相应经待测物30的光吸收面积31的反射光产生一反应电流。在此一较佳具体实施例中，点光源22可以是一发光二极管(lightemitting diode)，光传感器23则可以是一光电二极管(photodiode)、一电荷耦合元件(charge-coupled device)及一互补式金氧半导体传感器(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor sensor)。
光传感器23相应经待测物30的光吸收面积31反射的反射光强度产生的一感应电流是经由一放大器25，转换成一电压，再经由一模拟数字转换器26转换成一组数字信号，然后送至一微处理器27。微处理器27可提供以下功能对于光反射度测量仪器的测量进行计时；读取模拟数字转换器26输出的数字信号；结合储存于存储器28的一执行程序，以计算出一取样时间点的光反射强度值，并将此光反射强度值储存于存储器28；根据储存的光反射强度值，以决定相应待测物30的光吸收面积31的一特定成份浓度值。此浓度值再经由一显示器29例如液晶显示器显示出来。
本发明的另一较佳具体实施例中，除了点光源外，其余组成构件皆与图2所示的构件相同，点光源22是设计成可发射一第一波长光线及一第二波长光线，其中第一波长光线可被待测物30的光吸收面积31包含的一受测检体吸收，及藉经光吸收面积31反射的第一波长光线的强度，可决定施予在待测物30的受测检体的取样量是否足够。例如当施予在待测物30的光吸收面积31的受测检体取样量不足够时，则可测量到第一波长光线的光反射强度相较于未施予受测检体时仅有稍微减少，例如第一波长光线的光反射强度不低于一预定值时，模拟数字转换器26可送出一位元数字信号″0″至微处理器27，再由微处理器27发出一警告信号，以提醒使用者受测检体取样量不足。当施予在待测物30的光吸收面积31的受测检体取样量足够时，则可测量到第一波长的光反射强度相较于未施予受测检体时有明显的降低，例如第一波长光线的光反射强度低于此预定值，此时模拟数字转换器26可送出一位元数字信号″1″至微处理器27。微处理器27接着控制点光源22发出第二波长光线，经透镜24聚焦于待测物30的光吸收面积31，第二波长光线是可被光吸收面积31包含的一显色光吸收物质吸收，而此显色光吸收物质是受测检体中一特定成份所造成。藉由光吸收面积31反射的第二波长光线的强度，即可决定此特定成份浓度。
本发明提供的结合点光源与单一透镜的装置可应用于一光反射度测量仪器，其中透镜具有二次聚光效果，可提高此光反射度测量仪器的测量清晰度。本发明装置构件少及简单，除了可达到降低制造成本的目的外，亦符合轻、薄、短、小、迷你化的需求，方便使用者携带。
以上所述仅为本发明的具体实施例，其并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神所完成的等效改变或等效替换，均应包含在下述的权利要求所限定的范围内。
权利要求
1.一种结合点光源与单一透镜的装置，其特征在于，包括一点光源；一光传感器；及一透镜，是设于该点光源与该光传感器的同侧，以使该点光源的发射光经由该透镜聚焦于一待测物，及使该待测物的反射光经由该透镜聚焦于该光传感器。
2.如权利要求1所述的结合点光源与单一透镜的装置，其特征在于，还包括一固持件，用于固设该点光源于该固持件的一第一端及固设该光传感器于该固持件的一第二端。
3.如权利要求1所述的结合点光源与单一透镜的装置，其特征在于，所述的待测物是位于该透镜的一焦距位置。
4.如权利要求1所述的结合点光源与单一透镜的装置，其特征在于，所述的点光源包含一发光二极管。
5.如权利要求1所述的结合点光源与单一透镜的装置，其特征在于，所述的光传感器是相应经该待测物的反射光产生一感应电流。
6.如权利要求5所述的结合点光源与单一透镜的装置，其特征在于，所述的光传感器是选自光电二极管、电荷耦合元件及互补式金氧半导体传感器之一。
7.如权利要求1所述的结合点光源与单一透镜的装置，其特征在于，所述的待测物为包含一光吸收面积的一试片，该光吸收面积是由施予于该试片的一受测检体的一特定成份产生，该光吸收面积可吸收该点光源的该发射光。
8.如权利要求7所述的结合点光源与单一透镜的装置，其特征在于，所述的点光源可发射一第一波长光线及一第二波长光线，其中该第一波长光线是可被该试片的该光吸收面积包含的该受测检体吸收，及藉助经该光吸收面积反射的该第一波长光线的强度，以决定施予在该试片的该受测检体的取样量，及该第二波长是被相应该受测检体的该特定成份产生的该光吸收面积吸收，及藉助经该光吸收面积反射的该第二波长光线的强度，以决定该特定成份的浓度。
9.如权利要求7所述的结合点光源与单一透镜的装置，其特征在于，所述的试片检测的该受测检体的该特定成份是由该试片包含的一酵素系统决定。
10.如权利要求9所述的结合点光源与单一透镜的装置，其特征在于，所述的试片是用以检测一血液样品的葡萄糖浓度。
11.如权利要求9所述的结合点光源与单一透镜的装置，其特征在于，所述的试片是用以检测一血液样品的胆固醇含量。
全文摘要
一种结合点光源与单一透镜的装置。本发明装置主要包括一点光源、一光传感器及一透镜。透镜是设于点光源与光传感器的一同侧，以使点光源的发射光经由透镜聚焦于一待测物，及使经待测物的反射光经由透镜聚焦于光传感器。藉助本发明装置可定性及定量地决定一受测检体的一特定成分含量，且藉由点光源、光传感器及单一透镜的组合关系，可提高测量清晰度。
文档编号G01N33/50GK1515891SQ0310094
公开日2004年7月28日 申请日期2003年1月7日 优先权日2003年1月7日
发明者黄英俊, 王国任 申请人:力捷电脑股份有限公司