Устройство для измерения силы света

 

Изобретение предназначено для измерения силы света. Задачей изобретения является создание малогабаритного устройства, в котором излучатель и приемник имеют определенные положения относительно измеряемой поверхности и в котором обеспечен механизм экранирования света. Устройство состоит из удлиненной детали (1), которая имеет на одном конце светоизлучающие средства (6) и светопринимающие средства (7). Этот конец окружен упругосмещаемой оболочкой (8), которая, когда упомянутая удлиненная деталь (1) приложена к поверхности для снятия показаний прибора, определяет светонепроницаемую полость. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Это изобретение относится к устройству для измерения силы света, в частности, хотя и не исключено, к устройству для измерения цвета и (или) яркости для использования, например, с биомедицинской диагностической контрольной картой.

Предшествующий уровень техники В недавние годы были разработаны контрольные карты, например контрольные карты твердофазной иммунопробы, для биомедицинских диагностических целей. Такие контрольные карты обычно снабжены одной или более контрольными точками, обычно шириной только несколько миллиметров (например, около 2 миллиметров), на которую нанесен жидкий образец (например, кровь или серум). Контрольные точки предназначены для изменения цвета в ответ на присутствие или концентрацию отдельной составной части (например, определенного протеина) в жидком образце.

Такое изменение цвета, по крайней мере, в определенной степени может быть обнаружено и измерено глазом, например, путем сравнения обработанной контрольной точки со справочной цветовой диаграммой. Такие визуальные технологии являются, однако, очевидно недостаточными, когда желательно провести точное, надежное измерение, чтобы надежно добиться высокоточных измерений, найдена система приборов.

Из патента США N 3718399, G 02 B 5/14, известно устройство для измерения силы света, выполненное в виде удлиненного корпуса, имеющего на одном его конце светоизлучающее и светопринимающее средства.

Устройство, заявленное в вышеуказанном патенте, просматривает только небольшую часть проверенного участка.

Измерение цвета, цветовых спектров и цветовой яркости непрозрачной поверхности выполняют путем анализирования света, отраженного от поверхности, когда она подвержена действию лучей определенного света. Существенно, что площадь поверхности, которая должна быть измерена, и система обнаружения не подвержены действию внешнего света в течение измерений, и поэтому обеспечен механизм экранирования света. Это является особенно критичным, если использованы слабые источники света, такие как светоизлучающие диоды (СИД), а не сильные источники, такие как ксеноновые дуговые лампы и тому подобное. Также важно, что световой излучатель и световой приемник имеют определенные положения относительно поверхности, которая должна быть измерена.

Обычные приборы для анализа цветов поверхности имеют тенденцию к большим размерам и весу и поэтому недостаточно транспортабельны или могут быть меньше, но все еще негибкими при использовании. Сделаны попытки разработать более многосторонние маленькие транспортабельные системы, но к настоящему времени нет известной системы, отвечающей всем требованиям по преодолению проблем предшествующей техники.

Раскрытие изобретения В соответствии с настоящим изобретением разработано устройство для измерения силы света, свободное от вышеперечисленных недостатков. Согласно изобретению в устройстве оболочка выполнена с возможностью скольжения между первым положением, в котором она образует светонепроницаемую полость при приложении к поверхности объекта, и вторым положением, в котором указанный конец корпуса является открытым, при этом конец оболочки, прилегающий к этому концу удлиненного корпуса, снабжен уплотнительным кольцом.

Желательно, чтобы светоприемное средство было выполнено в виде фотодиода.

Желательно, чтобы светоизлучающее средство было выполнено в виде светодиода.

Желательно, чтобы оно содержало два или более переключаемых фильтра.

Желательно, чтобы светоизлучающее средство содержало два или более источника излучения с различными длинами волн.

Желательно, чтобы конечная часть оболочки была расположена в плоскости, перпендикулярной центральной оси удлиненного корпуса.

Желательно, чтобы указанный конец удлиненного корпуса был снабжен светочувствительным датчиком и средствами управления, выполненными с возможностью измерения силы света светоприемным средством только в момент наступления темноты в светопроницаемой полости, образуемой оболочкой при приложении к поверхности объекта.

Желательно, чтобы светоизлучающие и светоприемные средства были установлены асимметрично по отношению к центральной оси удлиненного корпуса.

Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение поясняется конкретным вариантом его выполнения со ссылками на приложенные чертежи, на которых: фиг. 1 - вид бокового сечения устройства, соответствующего изобретению; фиг. 2 - поперечное сечение устройства, соответствующего варианту изобретения; фиг. 3 - вид вдоль линии III - III; фиг. 4 - вид вдоль линии IV - IV.

Вариант наилучшего осуществления изобретения Обратимся сначала к фиг. 1, в которой показана удлиненная, похожая на перо деталь, состоящая из цилиндрического корпуса 2. Один конец корпуса 2 снабжен отверстием для приема кабеля 3, посредством которого светоизлучающие, светопринимающие и светочувствительные элементы (будут описаны ниже) могут быть функционально соединены с удаленным блоком управления, таким как микропроцессор (не показан). Устройство может включать схему измерения яркости света типа, раскрытого в нашей одновременно рассматриваемой заявке, озаглавленной "Измерение света", содержание которой объединено с этой заявкой ссылкой.

Другой конец цилиндрического корпуса 2 закрыт деталью основания и деталью конического наконечника 4. Деталь конического наконечника 4 сформирована с полой центральной камерой 5, внутри которой расположены светоизлучающие средства в форме светоизлучающего диода (СИД) 6 и светопринимающие средства в форме фотодиода 7. Камера 5 открывается наружу из детали наконечника 4 в ее вершине, которая определяет положение измерения, расположенное на центральной продольной оси корпуса 2. Размещение СИД 6 и фотодиода 7 утопленными внутри детали конического наконечника 4 помогает как защитить их от случайного повреждения, так и частично экранировать их от побочного света.

Окружая нижнюю половину корпуса 2, расположена цилиндрическая оболочка 8 из светопроницаемого материала, вокруг нижней части которой обеспечено кольцевое уплотнительное кольцо, сформированное, например, из упругого эластомерного материала. Пружина 10 расположена между кольцевым выступом 11, сформированным в нижнем конце корпуса 2 и направленным внутрь кольцевым краем 12, сформированным в верхнем конце оболочки 8. Пружина 10 обычно смещает оболочку 8 в направлении вверх от положения на фиг. 1, чтобы оставить открытой деталь конического наконечника 4. При использовании деталь наконечника 4 прикладывают к поверхности, которая должна быть измерена, и впоследствии оболочку сдвигают вниз против смещающего напряжения пружины, пока уплотнительное кольцо 9 войдет в контакт с поверхностью вокруг области, которая должна быть измерена. Таким образом там определены светонепроницаемая полость, внутри которой получается поверхность, которая должна быть измерена, и светоизлучающие и принимающие средства.

В конической детали 4 сформировано высверленное отверстие 13, а основание корпуса 2 в удаленном от наружной среды конце снабжено фототранзистором 14. Фототранзистор 14 приспособлен чувствовать, когда свет внутри светонепроницаемой полости ниже минимального уровня для выполнения точности измерения. Фототранзистор 14 затем посылает сигнал средствам управления, чтобы вызвать приведение в действие СИД 6 для выполнения измерения.

Как можно увидеть из фиг. 2, 3 и 4, СИД 6 и фотодиод 7 расположены асимметрично по отношению друг к другу и центральной продольной оси корпуса, благодаря чему, если устройство приложено к блестящей плоскости, прямо отраженный свет из СИД 6 не может быть принят фотодиодом 7.

Хотя изобретение было описано с особыми ссылками на измерение цвета, должно быть оценено, что диапазон применений шире, и, например, с подходящим программным обеспечением средств управления изобретение может быть применено для устройства, считывающего штриховой код, например, для модернизации устройства с новыми контрольными данными.

Должно быть также понятно, что, хотя в этом описании сделана ссылка на термин "свет", не имеется в виду, что изобретение ограничено видимым светом, но до некоторой степени изобретение может также быть расширено на невидимые части электромагнитного спектра.

В дополнение к контрольным картам твердофазной иммунопробы устройство конечно может быть также использовано для измерения относительной яркости цвета в других аналитических методах, дающих подъем кривой относительной спектральной световой эффективности, например, капельных и точечных иммунопроб и электрофорезных, полученных контактным способом систем.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения силы света, содержащее удлиненный корпус, в одном конце которого расположены светоизлучающее средство и светоприемное средство, окруженное оболочкой, отличающееся тем, что указанная оболочка выполнена с возможностью скольжения между первым положением, в котором она образует светонепроницаемую полость при приложении к поверхности объекта, и вторым положением, в котором указанный конец корпуса является открытым, при этом конец оболочки, прилегающий к этому концу удлиненного корпуса снабжен уплотнительным кольцом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светоприемное средство выполнено в виде фотодиода.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что светоизлучающее средство выполнено в виде светодиода.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что оно содержит два или более переключаемых фильтра.

5. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что светоизлучающее средство содержит два или более источника излучения с различными длинами волн.

6. Устройство по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что конечная часть оболочки расположена в плоскости, перпендикулярной центральной оси удлиненного корпуса.

7. Устройство по любому из пп.1 - 6, отличающееся тем, что указанный конец удлиненного корпуса снабжен светочувствительным датчиком и средствами управления, выполненными с возможностью измерения силы света светоприемным средством только в момент наступления темноты в светонепроницаемой полости, образуемой оболочкой при приложении к поверхности объекта.

8. Устройство по любому из пп.1 - 7, отличающееся тем, что светоизлучающие и светоприемные средства установлены асимметрично по отношению к центральной оси удлиненного корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.06.2009

Извещение опубликовано: 27.07.2010        БИ: 21/2010

---