ОПТИЧЕСКИЙ ЧИСТЯЩИЙ КАРТРИДЖ Российский патент 2020 года по МПК G02B27/00 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно §119(e) статьи 35 свода законов США по предварительной патентной заявке США 62/655,777, поданной 10 апреля 2018 года, озаглавленной "Картридж очистки объектива" ("Objective cleaning cartridge"), и предварительной патентной заявки США 62/677,092, поданной 28 мая 2018 года, озаглавленной "Оптический чистящий картридж" ("Optical cleaning cartridge"), содержание которых полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

Уровень техники

В различных оптических аналитических модулях и инструментах, таких как устройства микроскопической визуализации, секвенаторы ДНК, и другом лабораторном оборудовании, образцы могут подаваться в или заливаться через съемные картриджи, размещаемые в поле зрения оптического датчика с различными оптическими компонентами, например, линзами, фильтрами и так далее. Такие съемные картриджи могут размещаться или удерживаться в приемнике картриджа, например, в механическом устройстве сопряжения, которое взаимодействует со съемным картриджем, удерживает съемный картридж на месте, и обеспечивает механическое, электрическое сопряжение и/или сопряжение по текучей среде, посредством которых аналитический модуль может взаимодействовать со съемным картриджем.

Раскрытие сущности изобретения

Подробное описание одного или нескольких вариантов осуществления сущности представленного в настоящей заявке изобретения представлено на прилагаемых чертежах и в нижеследующем раскрытии изобретения. Другие признаки, аспекты и преимущества станут очевидными из описания, чертежей и формулы изобретения.

В некоторых вариантах осуществления может быть предусмотрено устройство для очистки оптического компонента аналитического модуля, выполненного с возможностью анализа образцов, размещенных во время анализа в съемном картридже, с использованием оптического компонента. В таких вариантах осуществления устройство может содержать раму чистящего картриджа, выполненную с возможностью ее приема и удержания приемником картриджа аналитического модуля, который выполнен с возможностью приема и удержания съемного картриджа. Упомянутое устройство может дополнительно содержать один или несколько оптических чистящих блоков, причем каждый оптический чистящий блок содержит абсорбирующую чистящую салфетку и податливую опорную конструкцию, выступающую из поверхности рамы чистящего картриджа и расположенную между рамой чистящего картриджа и по меньшей мере частью чистящей салфетки.

В некоторых вариантах осуществления устройства, податливая опорная конструкция может содержать эластомерный материал и может содержать первую часть, имеющую сводчатую форму. В некоторых из таких вариантов осуществления радиус сводчатой формы по меньшей мере по существу соответствует радиусу кривизны поверхности оптического компонента, обращенного к раме чистящего картриджа при удержании устройства в приемнике картриджа.

В некоторых вариантах осуществления устройства абсорбирующая чистящая салфетка может представлять собой многослойный материал, включающий в себя микроволокнистый слой и вспененный слой, размещенный между микроволокнистым слоем и податливой опорной конструкцией.

В некоторых вариантах осуществления устройства рама чистящего картриджа может содержать соответствующее углубление для каждого оптического чистящего блока, причем каждое соответствующее углубление для оптического чистящего блока может содержать одну или несколько боковых стенок и дно, при этом каждый оптический чистящий блок может быть расположен в соответствующем углублении для оптического чистящего блока.

В некоторых вариантах осуществления каждый оптический чистящий блок может дополнительно содержать соответствующую накладку, размер которой таков, чтобы она по меньшей мере проходила до боковых стенок соответствующего углубления для оптического чистящего блока, причем каждая накладка может содержать отверстие, размер которого позволяет податливой опорной конструкции выступать через накладку, при этом по меньшей мере часть абсорбирующей чистящей салфетки для каждого из оптических чистящих блоков может быть размещена между соответствующей накладкой для оптического чистящего блока и рамой чистящего картриджа.

В некоторых вариантах осуществления устройства, устройство может дополнительно содержать датчик обнаружения спирта и/или датчик обнаружения жидкости. Такой датчик может быть расположен с возможностью обнаружения, соответственно, спирта или жидкости, присутствующих в углублении для оптического чистящего блока.

В некоторых вариантах осуществления устройства по меньшей мере часть абсорбирующей чистящей салфетки может содержать индикатор, инициирующий изменение цвета части абсорбирующей чистящей салфетки при воздействии жидкости. В некоторых вариантах осуществления изменение цвета может происходить, когда упомянутая часть подвергается воздействию изопропилового спирта, но не любой жидкости.

В некоторых вариантах осуществления устройства может быть один оптический чистящий блок, два оптических чистящих блока, три оптических чистящих блока, четыре оптических чистящих блока, или более чем четыре оптических чистящих блока.

В некоторых вариантах осуществления устройства, устройство может содержать механизм предотвращения повторного использования, такой как метка радиочастотной идентификации (RFID, от англ. radio frequency identity), штрих-код, матричный код (QR, от англ. quick response), серийный номер и/или метка коммуникации ближнего поля (NFC, от англ. near-field communications).

В некоторых вариантах осуществления может быть предложен комплект, содержащий одно из устройств, а также емкость жидкого чистящего средства, шприц и/или пипетку.

В некоторых вариантах осуществления может быть предложен способ, содержащий: а) получение раскрытых выше устройств или комплекта, b) добавление на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока из одного или нескольких оптических чистящих блоков жидкого чистящего средства; с) установку устройства в приемник картриджа аналитического модуля; d) управление аналитическим модулем для инициирования относительного вертикального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом аналитического модуля, таким образом, что оптический компонент аналитического модуля и абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока входят в контакт друг с другом, причем абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока и податливая опорная конструкция первого оптического чистящего блока прижаты друг к другу на первую величину; и е) управление аналитическим модулем для инициирования относительного горизонтального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом таким образом, чтобы абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока очищала оптический компонент.

В некоторых вариантах осуществления способа, способ может содержать (е) управление аналитическим модулем для инициирования относительного горизонтального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом по траектории "галстука-бабочки" () или лемнискаты (∞) один или несколько раз.

В некоторых вариантах осуществления способа устройство может быть устройством, содержащим абсорбирующую чистящую салфетку, которая содержит индикатор, инициирующий изменение цвета части абсорбирующей чистящей салфетки при воздействии, в некоторых вариантах осуществления, жидкости или, в других вариантах осуществления, спирта, причем способ может дополнительно содержать управление аналитическим модулем для инициирования получения аналитическим модулем данных визуализации абсорбирующей чистящей салфетки первого оптического чистящего блока перед (d) или (е), и определение того, что на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока нанесено чистящее средство, на основании цвета, обнаруженного по данным визуализации.

В некоторых вариантах осуществления способа упомянутый способ может дополнительно содержать управление аналитическим модулем для инициирования получения аналитическим модулем данных визуализации абсорбирующей чистящей салфетки первого оптического чистящего блока перед (d) или (е), и определение того, что на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока нанесено чистящее средство, на основании отражающей способности абсорбирующей чистящей салфетки, измеренной по данным визуализации.

В некоторых вариантах осуществления способа устройство может содержать датчик, как раскрыто выше, причем упомянутый способ может дополнительно содержать управление аналитическим модулем для получения показаний датчика по меньшей мере от одного датчика перед (d) или (е).

В некоторых вариантах осуществления может быть предложен аналитический модуль, который содержит оптическую сенсорную головку, содержащую оптический компонент, приемник картриджа, выполненный с возможностью приема и удержания съемного картриджа, и контроллер, содержащий один или несколько процессоров и запоминающее устройство. Один или несколько процессоров могут быть соединены с запоминающим устройством с возможностью обмена данными, причем в запоминающем устройстве могут быть сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами с целью: а) определения того, что устройство по любому из пп. 1-10 установлено в приемник картриджа, b) инициирования относительного вертикального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом, таким образом, чтобы оптический компонент и абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока из одного или нескольких оптических чистящих блоков устройства входили в контакт друг с другом, и чтобы абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока и податливая опорная конструкция первого оптического чистящего блока прижаты друг к другу на первую величину; и с) инициирования относительного горизонтального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом таким образом, чтобы абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока очищала оптический компонент.

В некоторых вариантах осуществления аналитического модуля, устройство может являться устройством с механизмом предотвращения повторного использования, причем в запоминающем устройстве могут быть дополнительно сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами для того, чтобы инициировать аналитический модуль: получить данные от механизма предотвращения повторного использования, определить, на основе данных, допущено ли устройство к использованию, и выполнить этапы (b) и (с) только если определено, что устройство допущено к использованию.

В некоторых вариантах осуществления аналитического модуля в запоминающем устройстве могут быть дополнительно сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами для дополнительного инициирования, как часть этапа (с), относительного горизонтального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом по траектории "галстука-бабочка" () или лемнискаты (∞) один или несколько раз.

В некоторых вариантах осуществления аналитического модуля, устройство может содержать индикатор, инициирующий изменение цвета части абсорбирующей чистящей салфетки при воздействии жидкости или, в некоторых вариантах осуществления, спирта. В таких вариантах осуществления в запоминающем устройстве могут быть дополнительно сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами для того, чтобы инициировать аналитический модуль получить данные визуализации абсорбирующей чистящей салфетки первого оптического чистящего блока перед этапами (b) или (с), и определить, что на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока нанесено чистящее средство, на основании цвета, обнаруженного по данным визуализации.

В некоторых вариантах осуществления аналитического модуля в запоминающем устройстве могут быть дополнительно сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами для того, чтобы дополнительно инициировать аналитический модуль получить данные визуализации абсорбирующей чистящей салфетки первого оптического чистящего блока перед этапами (b) или (с), и определить, что на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока нанесено чистящее средство, на основании отражающей способности абсорбирующей чистящей салфетки, измеренной по данным визуализации.

В некоторых вариантах осуществления аналитического модуля, устройство может содержать датчик обнаружения спирта или датчик обнаружения жидкости, причем в запоминающем устройстве могут быть дополнительно сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами для того, чтобы дополнительно инициировать аналитический модуль получить показания датчика по меньшей мере от одного датчика перед этапами (b) или (с) и определить, что на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока нанесено чистящее средство, на основании показаний датчика.

Краткое описание чертежей

Различные описанные здесь варианты осуществления проиллюстрированы на неограничивающих примерах на фигурах прилагаемых чертежей, в которых аналогичными ссылочными номерами обозначены аналогичные элементы.

На фиг. 1 изображен пример аналитической системы, а также пример съемного картриджа и пример оптического чистящего картриджа, которые могут быть использованы в аналитической системе.

На фиг. 2 изображен разнесенный вид в аксонометрии примера оптического чистящего картриджа, представленного на фиг. 1.

На фиг. 3 изображен разнесенный вид в аксонометрии примера вставки для примера чистящего картриджа, представленного на фиг. 2.

На фиг. 4 изображен вид сбоку в разрезе примера чистящего картриджа, представленного на фиг. 2.

На фиг. 4' представлен подробный вид части фиг. 4, выделенной штрих-пунктирной прямоугольной границей.

На фиг. 5 изображен упрощенный вид в аксонометрии части примера аналитического модуля, представленного на фиг. 1, в первой конфигурации.

На фиг. 6 представлен подробный вид части, представленной на фиг. 5.

На фиг. 7 изображен упрощенный вид в аксонометрии части примера аналитического модуля, представленного на фиг. 1, во второй конфигурации.

На фиг. 8 представлен подробный вид части, представленной на фиг. 7.

На фиг. 9 представлен пример комплекта, содержащего пример оптического чистящего картриджа, представленного на фиг. 1.

На фиг. 10 представлено другой разнесенный вид примера оптического чистящего картриджа, представленного на фиг. 1, с различными примерами датчиков.

На фиг. 11 представлен пример алгоритма использования оптического чистящего картриджа, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 12 представлен поперечный разрез примера вставки оптического чистящего картриджа с уплотнительным колпачком.

На фиг. 13 представлен поперечный разрез примера вставки оптического чистящего картриджа с уплотнительной мембраной.

На фиг. 14 представлена увеличенная фотография загрязненного примера оптического компонента после двух проходов ручной очистки без визуального контакта.

На фиг. 15 представлена увеличенная фотография загрязненного примера оптического компонента после ручной очистки без визуального контакта, результатом которой стала дополнительная 2%-ная потеря интенсивности при прохождении через оптический компонент.

На фиг. 16 представлена увеличенная фотография загрязненного примера оптического компонента после очистки с использованием оптического чистящего картриджа, представленного на фиг. 1.

Фигуры с 1 по 10 изображены в масштабе в пределах каждой из фигур, но не обязательно в одном и том же масштабе от фигуры к фигуре. Следует понимать, что объем изобретения не ограничен вариантами осуществления, изображенными на фигурах (в частности, объем изобретения не ограничен несколькими раскрытыми подробными примерами), и что другие варианты осуществления, не противоречащие представленному описанию, также должны считаться входящими в объем настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Как описано выше, различные оптические аналитические модули и инструменты, такие как устройства микроскопической визуализации, секвенаторы ДНК, и другое лабораторное оборудование, могут быть выполнены с возможностью приема съемных картриджей, которые могут содержать или вмещать в себе образцы, например, образцы, заливаемые через картриджи, размещенные в поле зрения оптического датчика с различными оптическими компонентами, например, линзами, фильтрами и так далее. Такие съемные картриджи могут вмещаться или удерживаться приемником картриджа, например, механическим устройством сопряжения, которое взаимодействует со съемным картриджем, удерживает съемный картридж на месте, и обеспечивает механическое, электрическое сопряжение и/или сопряжение по текучей среде, посредством которых аналитический модуль может взаимодействовать со съемным картриджем.

На фиг. 1 изображен пример аналитической системы или модуля, а также пример съемного картриджа и пример оптического чистящего картриджа, которые могут быть использованы в аналитической системе. Пример аналитического модуля 102 может содержать оптическую сенсорную головку 158 (показанную здесь размещенной в кожухе), которая может содержать один или несколько оптических датчиков, которые могут быть выполнены с возможностью сканирования частей съемного картриджа 108, который, в данном примере, является микрожидкостной (или микрофлюидной) проточной ячейкой. Съемный картридж 108 может быть, например, вставлен в приемник картриджа аналитического модуля 102, расположенный за дверцей 160; во время использования дверца 160 может сдвигаться, позволяя вставить и съемный картридж и расположить его в приемнике картриджа. Замет приемник картриджа может быть поступательно перемещен под оптическую сенсорную головку 158 для того, чтобы части съемного картриджа были просканированы/визуализированы оптической сенсорной головкой 158.

Аналитический модуль 102 может содержать, например, контроллер 180, который может содержать один или несколько процессоров 184 и запоминающее устройство 186. Один или несколько процессоров 184 и запоминающее устройство 186 могут быть функционально соединены друг с другом и, например, с оптической сенсорной головкой, и могут быть выполнены с возможностью инициирования аналитического модуля выполнять различные действия или операции, такие как загрузка картриджа, выполнение операций по очистке, проверка чистоты оптического компонента и/или верификация статуса расходования оптического чистящего картриджа. Во многих вариантах осуществления в запоминающем устройстве 186 могут быть сохранены инструкции, которые могут быть выполнены одним или несколькими процессорами 184 для инициирования одного или нескольких процессоров 184 выполнять различные действия или инициировать возникновение различных событий.

В некоторых случаях загрязняющие вещества могут накапливаться на оптических компонентах оптического датчика (датчиков), особенно на поверхностях таких компонентов, которые ближе всего к съемному картриджу 108 (и поэтому подвержены воздействию окружающего воздуха).

На фиг. 1 также изображен пример оптического чистящего картриджа 110, который предназначен для использования в том же аналитическом модуле 102. Соответственно, пример оптического чистящего картриджа 110 имеет схожий форм-фактор, обеспечивающий возможность вставки в аналитический модуль 102 подобным образом, как съемный картридж 108, и использования его для очистки оптических компонентов от загрязняющих веществ. Такой оптический чистящий картридж может быть использован в таких аналитических системах для надежной, быстрой и безопасной очистки таких оптических компонентов от таких загрязняющих веществ. Такие чистящие картриджи могут быть использованы вместо операций по ручной очистке, которые могут вносить отклонения из-за различия выполнения операции разными людьми, и даже различия выполнения операции одним и тем же человеком от одной очистки к другой. Применительно к такому аналитическому модулю, как аналитический модуль 102, в котором оптический датчик закрыт кожухом, операции по ручной очистке могут также требовать снятия кожуха и/или других компонентов для обеспечения доступа технического персонала к оптическому компоненту (компонентам).

Раскрытые здесь принципы реализации оптического чистящего картриджа совместимы с интерфейсами аналитических инструментов, которые принимают и удерживают съемные картриджи, используемые такими аналитическими инструментами во время нормальных аналитических операций (не по очистке), и не ограничены только показанным вариантом (вариантами) осуществления. Следует понимать, что схожие принципы могут быть реализованы применительно к другим типам систем на основе картриджей.

На фиг. 2 изображен разнесенный вид в аксонометрии примера оптического чистящего картриджа, представленного на фиг. 1. В показанном примере оптический чистящий картридж 110 содержит раму 112 чистящего картриджа, которая по существу подобна или идентична раме картриджа, используемой в съемных картриджах. Например, в некоторых случаях, съемный картридж может содержать пластиковую внешнюю раму 112 чистящего картриджа, в которой установлена стеклянная микрожидкостная пластина, или подобная конструкция, в границах пластиковой внешней рамы 112 чистящего картриджа; причем такая пластина может удерживаться в раме на месте посредством, например, скоб 114. В оптическом чистящем картридже 110 для аналитического модуля 102, выполненного с возможностью использования такого картриджа, может, в некоторых случаях, быть использован точно такой же тип пластиковой внешней рамы 112 чистящего картриджа, но стеклянная микрожидкостная пластина или подобная конструкция может быть заменена на вставку 116, содержащую оптические чистящие блоки 118 и, опционально, углубления для оптических чистящих блоков, как раскрыто далее в настоящей заявке. В других вариантах осуществления рама 112 чистящего картриджа и вставка 116, содержащая оптические чистящие блоки 118, могут быть интегрированы в один компонент. В любом из случаев конструкция части рамы 112 чистящего картриджа, сопрягаемой с приемником картриджа аналитического модуля 102, может быть выполнена совместимой с приемником картриджа. В некоторых вариантах осуществления оптический чистящий картридж 110 может содержать механизм 178 предотвращения повторного использования, например, метку радиочастотной идентификации (RFID), метку коммуникации ближнего поля (NFC), машиночитаемый серийный номер, штрих-код, матричный код (QR) или другой идентификатор, который может быть прочитан аналитическим модулем 102 и использован для идентификации используемого в данный момент оптического чистящего картриджа 110 и определения, следует ли использовать этот оптический чистящий картридж 110. На фиг. 2 механизм 178 предотвращения повторного использования является меткой радиочастотной идентификации (RFID), хотя в зависимости от конкретного типа аналитического модуля могут быть использованы другие механизмы.

Таким образом, раскрытые здесь оптические чистящие картриджи могут иметь возможность быть вставленными в существующий аналитический модуль с небольшими дополнительными усилиями, или без них, по сравнению с вставкой/установкой съемного картриджа для обычных аналитических операций.

На фиг. 3 изображен разнесенный вид в аксонометрии примера вставки 116 для примера чистящего картриджа, представленного на фиг. 2. Вставка 116 может содержать один или несколько (в данном примере три) оптических чистящих блоков 118, каждый из которых может быть установлен в углублении 138 для оптического чистящего блока.

Каждый оптический чистящий блок 118 может содержать абсорбирующую чистящую салфетку 120 и податливую опорную конструкцию 122, которая, в конечном счете, установлена с опиранием на раму 112 чистящего картриджа и/или вставку 116. Абсорбирующая чистящая салфетка 120 для каждого оптического чистящего блока 118 может быть помещена между соответствующим углублением 138 для оптического чистящего блока и накладкой 124, которая может, например, защелкиваться за конструктивные элементы рядом с углублением 138 для оптического чистящего блока посредством защелок 150, или присоединяться посредством других механизмов. В некоторых вариантах осуществления абсорбирующая чистящая салфетка 120 и податливая опорная конструкция 122 могут быть установлены с фиксацией на месте с использованием конструкций, отличных от показанных накладок 124.

Каждая накладка 124 может, например, быть сопряжена с соответствующим углублением 138 для оптического чистящего блока, например, накладка может содержать стенки, которые прижимаются изнутри (или снаружи) к стенкам или поверхностям, образующим углубление для оптического чистящего блока, таким образом, что когда накладка 124 установлена в оптический чистящий картридж 110, накладка 124 способствует дополнительному перекрыванию углубления 138 для оптического чистящего блока и предотвращению протечек жидкости из углубления 138 для оптического чистящего блока. Каждая накладка 124 может, например, содержать отверстие 144, размер которого таков, чтобы обеспечить возможность выступания податливой опорной конструкции 122 и абсорбирующей чистящей салфетки 120 через накладку 124. Накладка 124 и остальные конструкции оптического чистящего картриджа 110 могут быть прикреплены или соединены друг с другом так, чтобы абсорбирующая чистящая салфетка 120 и/или податливая опорная конструкция 122 были расположены между ними и прижаты с фиксацией относительно оптического чистящего картриджа 110.

На фиг. 4 изображен вид сбоку в разрезе примера чистящего картриджа 110, представленного на фиг. 2. На фиг. 4' представлен подробный вид части фиг. 4, выделенной штрих-пунктирной прямоугольной границей.

В некоторых вариантах осуществления, как видно на фиг. 4', внешняя поверхность (внешние поверхности) абсорбирующей чистящей салфетки 120 могут быть изготовлены из материала, подходящего для очистки оптических компонентов, к примеру, текстильный слой 134 и внутренний вспененный наполнитель 136, способный абсорбировать чистящее средство, например, изопропиловый спирт (IPA, от англ. isopropyl alcohol), которое может быть нанесено на абсорбирующую чистящую салфетку 120. Подходящим примером абсорбирующей чистящей салфетки 120, например, может быть абсорбирующая чистящая салфетка 120 с мелкопористым полиуретановым вспененным наполнителем 136 с открытыми ячейками, размещенным между двумя текстильными слоями 134, выполненными из тканого микроволокнистого полиэстера. Текстильный слой 134 такой абсорбирующей чистящей салфетки 120, обращенный вверх, может взаимодействовать непосредственно с оптическим компонентом для протирки каких-либо загрязняющих веществ, находящихся на таком оптическом компоненте. Вспененный наполнитель 136 такой абсорбирующей чистящей салфетки 120 может служить для обеспечения распределенной сжимающей нагрузки на текстильный слой 134, способствующей прижиму текстильного слоя 134 к поверхности очищаемого оптического компонента, а также может служить накопителем жидкого чистящего средства, такого как изопропиловый спирт (IPA). В таких вариантах осуществления во время использования чистящее средство может быть выдавлено (выжато) в текстильный слой 134, что обеспечивает смачивание текстильного слоя 134 и возможность выполнения влажной очистки оптического компонента.

Абсорбирующая чистящая салфетка 120 может быть установлена с опиранием снизу на податливую опорную конструкцию 122, которая может быть, например, изготовлена из эластомерного материала, выступающего вверх из поверхности 126 рамы 112 чистящего картриджа и/или вставки 116 для прижатия абсорбирующей чистящей салфетки 120 к оптическому компоненту, подлежащему очистке. Податливая опорная конструкция 122 может быть выполнена из такого материала как силикон, резина или другой эластомерный материал. В некоторых вариантах осуществления податливая опорная конструкция 122 может содержать жесткий компонент, например, жесткий сводчатый элемент, и податливый компонент, например, пружину, которая может быть сжата для обеспечения возможности перемещения жесткого компонента, например, вверх и вниз. В таких случаях как жесткий компонент, так и пружинный компонент, могут рассматриваться совместно как податливая опорная конструкция 122. Податливая опорная конструкция 122 может быть выполнена с возможностью размещения части абсорбирующей чистящей салфетки 120 в таком месте, которое позволяет ей входить в контакт с оптическим компонентом, подлежащим очистке, тогда, когда приемник картриджа и оптический элемент выровнены относительно друг друга соответствующим образом.

В некоторых вариантах осуществления податливая опорная конструкция 122 может быть выполнена имеющей сводчатую форму 128. Такой вариант осуществления может особенно подходить для случаев, в которых поверхность оптического компонента имеет, по существу, вогнутую форму. В таких вариантах осуществления кривизна поверхности сводчатой формы 128 может быть по существу близкой к радиусу кривизны вогнутой поверхности оптического компонента. Например, величина радиуса кривизны сводчатой формы 128 в области контакта абсорбирующей чистящей салфетки 120 с оптическим компонентом может быть выбрана между величиной радиуса кривизны вогнутой поверхности оптического компонента и величиной радиуса кривизны вогнутой поверхности оптического компонента за вычетом толщины абсорбирующей чистящей салфетки 120 (в несжатом состоянии).

Как отмечено выше, в некоторых вариантах осуществления оптический чистящий блок 118 или блоки 118 могут быть расположены в соответствующем углублении 138 для оптического чистящего блока, например, углублении, образованном выемкой в оптическом чистящем картридже 110 или выступающей стенкой оптического чистящего картриджа. В обоих случаях углубление для оптического чистящего блока имеет дно 142 и одну или несколько боковых стенок 140, обращенных внутрь в сторону податливой опорной конструкции 122, которые могут образовывать не допускающую просачивания емкость (в предположении, что оптический чистящий картридж 110 остается в своем положении и не сталкивается с чем-либо). Такое углубление может служить не только для способствования правильному расположению конструктивных элементов, например, оптического чистящего блока 118 или его компонентов, но также для вмещения излишков жидкого чистящего средства, которые могут быть не абсорбированы абсорбирующей чистящей салфеткой 120, например, если при подготовке на абсорбирующую чистящую салфетку нанесено слишком много жидкого чистящего средства, или если абсорбирующая чистящая салфетка 120 насыщена жидким чистящим средством и сжата во время использования (в случае чего, часть жидкого чистящего средства может быть выжата из абсорбирующей чистящей салфетки 120). Размер таких углублений 138 для оптического чистящего блока может быть выбран, например, для обеспечения возможности вмещения по меньшей мере такого количества жидкого чистящего средства, которое предполагается наносить на каждую абсорбирующую чистящую салфетку (например, приблизительно 1 мл жидкости, или более).

В примере аналитического инструмента съемный картридж может удерживаться во время работы с опиранием на держатель или другую плоскую поверхность приемника картриджа. Во время использования части съемного картриджа могут быть зажаты или закреплены на месте другим способом, и приемник картриджа может быть выполнен с возможностью поступательного перемещения во время использования по вертикали и/или по горизонтали, например, для обеспечения возможности фокусирования оптического датчика аналитического модуля на различных областях съемного картриджа. В некоторых аналитических модулях оптический датчик (и связанные с ним оптические компоненты) могут быть также установлены с возможностью перемещения в вертикальном и/или горизонтальном направлениях (в некоторых из таких случаев приемник картриджа может быть неподвижен в направлениях, в которых возможно перемещение оптического датчика, для обеспечения относительного перемещения между оптическим датчиком и приемником картриджа). Часто в таких системах оптический датчик может оставаться выше предопределенной минимальной высоты над съемным картриджем для предотвращения возможного столкновения самого нижнего оптического компонента оптического датчика со съемным картриджем.

На фиг. 5 изображен упрощенный вид в аксонометрии части примера аналитического модуля, представленного на фиг. 1, в первой конфигурации. На фиг. 6 представлен подробный вид части, представленной на фиг. 5. В этой первой конфигурации существует промежуток между оптическим компонентом 104 оптической сенсорной головки 158 и абсорбирующей чистящей салфеткой 120 оптического чистящего картриджа 110. В этом примере оптический компонент имеет вогнутую поверхность 130, отрицательный радиус кривизны которой, например, в целом соответствует радиусу кривизны 132 сводчатой формы оптических чистящих блоков 118. Оптический чистящий картридж 110 может быть установлен в аналитическом модуле 102 с опиранием на приемник 106 картриджа, который может поддерживать оптический чистящий картридж 110 снизу.

На фиг. 7 изображен упрощенный вид в аксонометрии части примера аналитического модуля, представленного на фиг. 1, во второй конфигурации. На фиг. 8 представлен подробный вид части, представленной на фиг. 7.

Во время операций по очистке приемник 106 картриджа и оптическая сенсорная головка 158 могут быть перемещены во вторую конфигурацию, в которой абсорбирующая чистящая салфетка 120 может быть приведена в близкий контакт с оптическим компонентом 104. В контакте с оптическим компонентом 104 абсорбирующая чистящая салфетка 120 и оптический компонент 104 могут быть приведены в движение друг относительно друга в плоскости, например, по траектории "восьмерки" или лемнискаты 164, траектории "галстука-бабочки" 162, или по любой другой траектории движения, обеспечивающей протирку абсорбирующей чистящей салфеткой 120 загрязненной поверхности оптического компонента 104.

На фиг. 9 представлен пример комплекта для аналитического модуля, содержащий пример оптического чистящего картриджа, представленного на фиг. 1. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления комплект может содержать емкость 156 чистящего средства, например, изопропилового спирта (IPA) или любой подходящей жидкости, и/или пипетку 154 или какой-либо другой аппликатор, такой как шприц, для переноса заранее определенного количества чистящего средства на каждый оптический чистящий блок 118. В некоторых вариантах осуществления комплект может содержать только аппликатор или пипетку 154 и оптический чистящий картридж 110, а чистящее средство может поставляться отдельно, например, конечным пользователем или учреждением, в котором расположен аналитический модуль 102. В других вариантах осуществления комплект может содержать емкость 156 с чистящим средством, но не содержать аппликатор или пипетку 154. В некоторых из таких вариантов осуществления емкость 156 для чистящего средства может содержать автоматический дозатор, который выдает за один раз заранее определенное количество чистящего средства. В других таких вариантах осуществления емкость 156 может быть просто емкостью, при этом пользователь отвечает за отслеживание дозировки чистящего средства, чтобы убедиться, что чистящего средства взято не слишком много. В других вариантах осуществления комплект может содержать все три элемента: оптический чистящий картридж 110, аппликатор или пипетку 154 и емкость 156 с чистящим средством.

Перед использованием оптического чистящего картриджа 110 на абсорбирующую чистящую салфетку 120 может быть нанесено чистящее средство, такое как изопропиловый спирт (IPA) или любая другая подходящая жидкость, например, с использованием пипетки 154 или другого аппликатора, такого как шприц. В некоторых вариантах осуществления оптический чистящий картридж 110 может содержать один или несколько конструктивных элементов, выполненных с возможностью подтверждения нанесения чистящего средства. Например, в некоторых вариантах осуществления оптический чистящий картридж может содержать датчик, или компоненты датчика, которые могут быть использованы для определения того, нанесено ли чистящее средство. На фиг. 10 представлен другой разнесенный вид примера оптического чистящего картриджа, представленного на фиг. 1, с различными примерами датчиков. В примере оптического чистящего картриджа 110, представленном на фиг. 10, в каждом из оптических чистящих блоков 118 применен различный тип датчика, для облегчения описания. Однако, на практике, если такие датчики используются, один и тот же тип, с большой долей вероятности, будет использован для каждого оптического чистящего блока 118 оптического чистящего картриджа 110.

В некоторых случаях такой датчик может быть простым датчиком обнаружения влаги, который может проверять изменение проводимости между двумя электродами 172 в углублении для оптического чистящего блока, которые могут одновременно контактировать с жидкостью, такой как чистящее средство, при ее наличии. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью отслеживания таких электродов 172 и обнаружения изменений проводимости между ними, которые могут быть следствием наличия между ними жидкостного мостика. Такие электроды 172 могут отслеживаться электрической схемой, расположенной в оптическом чистящем картридже 110, или могут быть простыми проводящими дорожками и/или проводами, проходящими к таким местам в оптическом чистящем картридже 110, где они могут взаимодействовать с электропроводящими контактами аналитического модуля 102, который может отслеживать изменение электрических характеристик электродов 172.

В других случаях датчик может быть более специфическим, и может иметь возможность обнаружения не только наличия чистящего средства, но и того, является ли чистящее средство требуемым чистящим средством. Например, оптическое волокно 174, расположенное в углублении 138 для оптического чистящего блока может быть снабжено определенным оптическим покрытием, которое выпучивается в контакте с изопропиловым спиртом (IPA), в результате чего изменяется его показатель преломления; такое изменение показателя преломления может быть обнаруживаемо, и может служить механизмом определения наличия изопропилового спирта (IPA) в углублении 138 для оптического чистящего блока. Например, поликарбонатное оптическое волокно может быть покрыто (после удаления любой оболочки) слоем полистирола, который может выпучиваться при контактировании со спиртом. Аналитический модуль, с которым используют оптический чистящий картридж, может опрашивать такие оптоволоконные датчики для определения того, был ли оптический чистящий картридж 110 правильно подготовлен с использованием чистящего средства, такого как изопропиловый спирт (IPA), перед началом операций по очистке с использованием оптического чистящего картриджа 110. Если нет, аналитический модуль 102 может быть выполнен с возможностью отображения сообщения об ошибке и отказа начать операции по очистке.

В некоторых других вариантах осуществления датчик обнаружения нанесения чистящего средства может принимать вид химического индикатора 176, который может, например, изменять свой цвет при контакте с чистящим средством. Такой химический индикатор 176 может быть предусмотрен, например, в частях абсорбирующей чистящей салфетки, расположенных рядом с основанием податливой опорной конструкции, таким образом, чтобы такие химикаты не были расположены вблизи верхней части податливой опорной конструкции 122, которая используется для передачи прижимного усилия на абсорбирующую чистящую салфетку 120, контактирующую с оптическим компонентом (для предотвращения случайного загрязнения оптического компонента индикатором). В некоторых вариантах осуществления накладка 124 может содержать окно 182, обеспечивающее видимость индикатора 176, если его обзор в противном случае мог бы быть затруднен.

Например, дихромат калия подвергается реакции восстановления при взаимодействии с изопропиловым спиртом (IPA), в результате чего его цвет меняется с желтого на бледно-голубой. В зависимости от выбранного чистящего средства для подобного эффекта могут быть использованы другие химические индикаторы. Такое изменение цвета может наблюдаться человеком-оператором или, в некоторых случаях, может быть обнаружено аналитическим модулем. Например, аналитический модуль 102 может выравнивать оптический датчик, подлежащий очистке, относительно части оптического чистящего картриджа 110, содержащей химический индикатор 176, и может получать данные визуализации, позволяющие определить цвет визуализируемой области - если цвет не является таким, который ожидается в результате наличия чистящего средства, то аналитический модуль 102 может генерировать сообщение об ошибке и может требовать добавления чистящего средства перед продолжением операций по очистке.

В некоторых случаях в оптическом чистящем картридже 110 может не использоваться датчик, но аналитический модуль 102 может осуществлять попытку обнаружения наличия жидкости в оптическом чистящем картридже 110 просто с использованием данных от оптического датчика. Например, если абсорбирующая чистящая салфетка 120 содержит белый или светлый микроволокнистый текстильный слой 134 и вспененный наполнитель 136 темного цвета, например, серого, темно-серого, голубого, темно-голубого, красного и так далее, внешний текстильный слой 134 может выглядеть гораздо более темным при увлажнении, поскольку жидкость действует как световод по отношению к более темному вспененному наполнителю 136 (например, при увлажнении ткани светлого цвета она выглядит более темной, и это делает более видимым объекты более темного цвета, расположенные под тканью). В таких случаях аналитический модуль 102 может получать данные изображения абсорбирующей чистящей салфетки 120 и сравнивать усредненный цвет абсорбирующей чистящей салфетки 120 с диапазоном значений, для которых заранее определено, что они указывают на "влажное" состояние абсорбирующей чистящей салфетки 120. Если абсорбирующая чистящая салфетка 120 не выглядит "влажной" при рассмотрении такой информации, аналитический модуль 102 может генерировать сообщение об ошибке и может требовать добавления чистящего средства перед продолжением операций по очистке.

В качестве альтернативы, анализ данных визуализации может быть произведен для определения уровня отражательной способности, которым характеризуется абсорбирующая чистящая салфетка 120; если абсорбирующая чистящая салфетка 120 влажная, ее отражательная способность выше, чем если она сухая. Соответственно, если отражательная способность абсорбирующей чистящей салфетки не находится в заранее определенном диапазоне отражательной способности, который считается указывающим на "влажное" состояние, аналитический модуль 102 может генерировать сообщение об ошибке и может требовать добавления чистящего средства перед продолжением операций по очистке.

Следует понимать, что другие чистящие картриджи и/или аналитические модули могут не иметь обратной связи, то есть обнаружение и индикация наличия или отсутствия чистящего средства могут быть не предусмотрены.

Следует понимать, что раскрытые здесь чистящие картриджи могут содержать один или несколько оптических чистящих блоков. Например, чистящий картридж может содержать два, три, четыре или даже большее количество оптических чистящих блоков. В таких случаях операции по очистке могут быть переключены на неиспользованные оптические чистящие блоки на различных стадиях во время очистки, чтобы убедиться, что загрязняющие вещества, вытертые с оптического компонента, не нанесены обратно на оптический компонент при дальнейших операциях при очистке. В вариантах осуществления с несколькими оптическими чистящими блоками некоторые или все компоненты каждого из оптических чистящих блоков могут быть интегрированы или объединены в меньшее число компонентов. Например, одна накладка может содержать три отверстия и быть использована для закрепления деталей трех оптических чистящих блоков. Аналогично, размер одного углубления для оптического чистящего блока может быть выбран достаточно большим для приема нескольких оптических чистящих блоков. Дополнительно или в качестве альтернативы, для нескольких оптических чистящих блоков может быть использована одна длинная абсорбирующая чистящая салфетка. В некоторых вариантах осуществления податливая опорная конструкция для нескольких оптических чистящих блоков может быть одним непрерывным компонентом.

Как отмечалось выше, в некоторых вариантах осуществления оптический чистящий картридж 110 может содержать механизм 178 предотвращения повторного использования, например, метку радиочастотной идентификации (RFID), метку коммуникации ближнего поля (NFC), машиночитаемый серийный номер, штрих-код, QR-код (QR, от англ. quick response) или другой идентификатор, который может быть прочитан аналитическим модулем 102 и использован для идентификации рассматриваемого в данный момент оптического чистящего картриджа 110 и определения, следует ли использовать этот оптический чистящий картридж 110. Например, в некоторых вариантах осуществления аналитический модуль 102 может передавать такие идентификационные данные удаленному серверу, соединенному с возможностью обмена данными с аналитическим модулем 102, причем удаленный сервер может определять, использовался ли ранее оптический чистящий картридж 110 с другим аналитическим модулем 102 (который также должен был передавать такие идентификационные данные удаленному серверу во время такого использования в прошлом). В других вариантах осуществления оптический чистящий картридж 110 может содержать запоминающее устройство в каком-либо виде, например, это может быть часть компонента радиочастотной идентификации (RFID), такого как показан на фиг. 2, который позволяет хранить данные об использовании оптического чистящего картриджа 110 в самом оптическом чистящем картридже 110. Такие данные могут быть прочитаны аналитическим модулем 102 для определения, является ли оптический чистящий картридж 110 неиспользованным; если он уже использован, аналитический модуль 102 может отказать в повторном использовании оптического чистящего картриджа 110 и потребовать использования другого, неиспользованного оптического чистящего картриджа 110. В случаях, когда аналитический модуль 102 выполняет операции по очистке с использованием оптического чистящего картриджа 110, аналитический модуль 102 может инициировать обновление информации, сохраненной в оптическом чистящем картридже 110, для учета такого использования и предотвращения повторного использования в дальнейшем.

На фиг. 11 представлен пример алгоритма использования оптического чистящего картриджа, такого как представленный в настоящей заявке. Различные аспекты такого алгоритма могут быть инициированы контроллером аналитического модуля, хотя некоторые аспекты способа могут быть выполнены пользователем или другой системой.

На этапе 1102 может быть получен оптический чистящий картридж. На этапе 1104 может быть осуществлено дозирование чистящего средства в оптический чистящий картридж, если оно еще отсутствует. Например, в каждый оптический чистящий блок может быть добавлено заранее определенное количество изопропилового спирта (IPA) с использованием пипетки или подобного аппликатора. На этапе 1106 оптический чистящий картридж может быть вставлен в аналитический модуль, который содержит один или несколько очищаемых оптических компонентов. После того, как оптический чистящий картридж вставлен в аналитический модуль, на этапе 1108 может быть запущен режим очистки аналитического модуля. В некоторых вариантах осуществления сам аналитический модуль может быть оснащен резервуаром чистящего средства и системой, выполненной с возможностью выдачи чистящего средства в картридж. В таких системах сначала в аналитический модуль может быть загружен оптический чистящий картридж, после чего аналитический модуль может подать необходимое количество чистящего средства в оптические чистящие блоки.

В некоторых вариантах осуществления оптический чистящий картридж может быть заранее снабжен жидким чистящим средством, например, дозированное количество чистящего средства может быть добавлено на каждую абсорбирующую чистящую салфетку перед упаковкой и доставкой заказчику. В таких вариантах осуществления оптический чистящий картридж может быть запакован в герметичную оболочку, или углубления для оптических чистящих блоков могут быть герметично закрыты съемными колпачками (например, пластиковыми или эластомерными колпачками, которые могут установлены с натягом вокруг боковых стенок углублений для оптических чистящих блоков) для предотвращения утечки и/или испарения жидкого чистящего средства. Перед использованием оболочка или колпачки могут быть удалены пользователем. В некоторых из таких вариантов осуществления на оболочку или колпачки может быть нанесен узор или цветовая маркировка для обеспечения легкого подтверждения того, были ли ранее удалены оболочка или колпачки, например, колпачки могут быть изготовлены из красного, оранжевого, черного, голубого или зеленого материала, сильно контрастирующего с белым или желтоватым материалом, используемым для абсорбирующих чистящих салфеток. В некоторых таких вариантах осуществления сам аналитический модуль может сканировать или визуализировать абсорбирующие чистящие салфетки перед использованием для подтверждения того, что оболочка или колпачок полностью удалены - обнаружение любой области высококонтрастного цвета, например, может указывать на то, что оболочка или колпачок не полностью удалены. Аналитический модуль может остановить операции и указать на то, что оптический чистящий картридж неправильно подготовлен к использованию.

На фиг. 12 представлен поперечный разрез примера вставки оптического чистящего картриджа с уплотнительным колпачком. Вставка 116 подобна той, что представлена на фиг. 4', и одинаковые ссылочные позиции использованы для обозначения аналогичных конструкций (однако некоторые компоненты, показанные на фиг. 4', не показаны). Накладка 124 отличается по форме от представленной на фиг. 4', но выполняет аналогичную функцию. Показан эластомерный или пластиковый колпачок 188 герметично установленный вокруг углубления 138 для оптического чистящего блока, с уплотнением по боковым стенкам углубления 138 для оптического чистящего блока. Колпачок 188 может быть герметично установлен на углублении 138 для оптического чистящего блока после дозирования жидкого чистящего средства на абсорбирующую чистящую салфетку 120, герметично закрывая, таким образом, жидкое чистящее средство внутри и предотвращая утечку. Перед использованием колпачок 188 может быть удален.

На фиг. 13 представлен поперечный разрез примера вставки оптического чистящего картриджа с уплотнительной мембраной. Этот пример подобен примеру фиг. 12, за исключением того, что над абсорбирующей чистящей салфеткой 120 (после дозирования на абсорбирующую чистящую салфетку 120 жидкого чистящего средства) установлена пластиковая мембрана или оболочка 190, налипающая или приклеиваемая к стенкам, образующим периметр углубления 138 для оптического чистящего блока. Язычок 192 мембраны или оболочки 190 может проходить за край углубления 138 для оптического чистящего блока, позволяя пользователю легко отделить мембрану или оболочку 190 от оптического чистящего картриджа.

Как часть режима очистки аналитический модуль может опционально проверять на этапе 1110, был ли оптический чистящий картридж использован ранее, как раскрыто выше. Если на этапе 1110 аналитическим модулем определено, что оптический чистящий картридж ранее уже был использован, на этапе 1112 аналитический модуль может остановить режим очистки, и оптический чистящий картридж может быть удален из аналитического модуля на этапе 1114 перед его заменой на этапе 1116 на новый оптический чистящий картридж, который далее может быть вставлен в аналитический модуль на этапе 1106, в момент чего режим очистки аналитического модуля может быть перезапущен.

Если на этапе 1110 определено, что оптический чистящий картридж ранее не был использован (или если проверка использования ранее оптического чистящего картриджа не производится вовсе), алгоритм может, опционально, переходить к этапу 1118, на котором аналитический модуль может проверять, используя раскрытые выше алгоритмы или методики, наличие или отсутствие в оптическом чистящем картридже чистящего средства. Если на этапе 1118 определено, что чистящее средство отсутствует, аналитический модуль может на этапе 1120 остановить режим очистки, и оптический чистящий картридж может быть удален из аналитического модуля на этапе 1122, после чего на этапе 1124 в оптический чистящий картридж может быть добавлено чистящее средство, и далее оптический чистящий картридж снова вставляют в аналитический модуль на этапе 1106, в момент чего режим очистки аналитического модуля может быть перезапущен.

Если на этапе 1118 определено, что чистящее средство в оптическом чистящем картридже присутствует (или если проверка чистящего средства не производится вовсе), алгоритм может перейти к этапу 1126, на котором аналитический модуль может инициировать приведение абсорбирующей чистящей салфетки оптического чистящего картриджа в контакт с очищаемым оптическим компонентом. Это может включать в себя поступательное перемещение оптического чистящего картриджа и/или оптического компонента по горизонтали (в направлении оси X и/или Y), таким образом, чтобы абсорбирующая чистящая салфетка в целом была центрирована под оптическим компонентом, и, затем, поступательное перемещение оптического чистящего картриджа и/или оптического компонента по вертикали (в направлении оси Z), таким образом, чтобы абсорбирующая чистящая салфетка и оптический компонент вошли в контакт.

Затем на этапе 1128 аналитический модуль может инициировать поступательное перемещение абсорбирующей чистящей салфетки в плоскости, например, по траектории лемнискаты, "галстука-бабочки" или другой один или несколько раз для обеспечения протирки оптического компонента абсорбирующей чистящей салфеткой, прижатой к оптическому компоненту податливой опорной конструкцией.

В некоторых вариантах осуществления на этапе 1130 может быть произведена оценка чистоты оптического компонента для определения эффективности операции по очистке. Например, оптический чистящий картридж и/или оптический компонент может быть перемещен так, чтобы оптический чистящий картридж не блокировал оптический путь оптического компонента, и, следовательно, оптический компонент может быть использован для выполнения тестового измерения, при котором может быть произведена оценка прозрачности оптического компонента.

На этапе 1132 может быть принято решение о том, требуется ли дополнительная очистка. Такое решение может быть принято на основании результатов оценки чистоты, как раскрыто со ссылкой на этап 1130, или может быть принято на основании заранее определенной программы очистки. Например, если оптический чистящий картридж содержит три оптических чистящих блока, отдельный цикл очистки может быть произведен с каждым оптическим чистящим блоком (начальный цикл очистки, промежуточный цикл очистки, и окончательный цикл очистки), вне зависимости от уровня чистоты оптического компонента. Если на оптическом чистящем картридже предусмотрены несколько оптических чистящих блоков, аналитический модуль может периодически поступательно перемещать оптический компонент и оптический чистящий картридж друг относительно друга таким образом, чтобы задействовать с оптическим компонентом абсорбирующую чистящую салфетку одного из других оптических чистящих блоков, и так далее. Если на этапе 1132 определено, что требуется выполнение дополнительной очистки, алгоритм может вернуться к этапу 1126, и тогда аналитический модуль может инициировать центрирование того же или другого оптического чистящего блока под оптическим компонентом, прежде чем перейти к этапу 1128.

Если на этапе 1132 определено, что дополнительных операций по очистке не требуется, аналитический модуль может остановить режим очистки и оптический чистящий картридж может быть удален, что позволяет аналитическому модулю вернуться к нормальному использованию.

Оптические чистящие картриджи, такие как раскрытый в настоящей заявке, показали себя обеспечивающими значительно превосходящие и повторяемые результаты по очистке по сравнению с ручной очисткой, особенно в системах, в которых очистка оптических компонентов реалистично может быть произведена вручную только "слепым" методом. Например, во многих аналитических системах пользователю сложно или невозможно напрямую фактически осмотреть внешнюю поверхность оптических компонентов, поскольку часто такие поверхности могут быть расположены внутри аналитического модуля в таком месте, в котором нет достаточного свободного пространства для головы пользователя. Более того, может не быть достаточного пространства или доступа даже для непрямого осмотра таких поверхностей пользователем, например, с использованием зеркала или другого устройства. В таких случаях пользователю может оставаться только "слепая" очистка, при которой для очистки оптических компонентов он должен работать на ощупь или другим способом без прямого визуального подтверждения. Такие операции по очистке могут быть сильно подвержены вариациям эффективности, поскольку процесс ручной, и может отличаться от пользователя к пользователю или даже между попытками одного и того же пользователя. Для иллюстрации контраста между слепой очисткой и очисткой на основе оптического чистящего картриджа далее описаны фотографии оптических компонентов после ручной очистки вслепую и после очистки оптическим чистящим картриджем.

На фиг. 14 представлена увеличенная фотография загрязненного примера оптического компонента после двух проходов ручной очистки без визуального контакта. Как видно, пятна налета или загрязняющих веществ 1452 остаются на линзе даже после двух проходов ручной очистки.

На фиг. 15 представлена увеличенная фотография загрязненного примера оптического компонента после проходов ручной очистки без визуального контакта (с использованием, например, абсорбирующей чистящей салфетки, поддерживаемой пальцем техника, и смоченной изопропиловым спиртом (IPA)), результатом которой стала дополнительная 2%-ная потеря интенсивности при прохождении через оптический компонент. В этом примере два прохода ручной очистки фактически усугубили проблему загрязнения, поскольку загрязняющие вещества 1452 размазаны по большей площади оптического компонента. Несмотря на то, что загрязняющие вещества были частично удалены, что улучшает прозрачность оптического компонента в этих областях, загрязняющие вещества были перенесены на другие области оптического компонента, которые до этого загрязнены не были, в результате чего интенсивность сигнала, проходящего через оптический компонент, фактически снизилась дополнительно на 2%. Конечно, описанное выше ухудшение на 2% является просто результатом одной очистки для примера, выполненной конкретным человеком; другие очистки, проведенные тем же человеком или другими людьми могут привести к более или менее сильному ухудшению.

На фиг. 16 представлена увеличенная фотография загрязненного примера оптического компонента после очистки с использованием оптического чистящего картриджа, представленного на фиг. 1. В сравнении с линзами, показанными на фиг. 14 и 15, линза на фиг. 16 была очищена с использованием оптического чистящего картриджа, такого как оптический чистящий картридж 110 (с изопропиловым спиртом (IPA) в качестве чистящего средства) и таких алгоритмов, как раскрыты выше. Как видно, поверхность оптического компонента почти полностью или полностью свободна от загрязняющих веществ, что разительно отличается от результатов слепых ручных операций по очистке.

Следует понимать, что фразу "для каждого <элемента> из одного или более <элементов>", если она использована в настоящей заявке, следует понимать как включающую в себя как группу с одним элементом, так и группы со множеством элементов, то есть фраза "для … каждого" использована в том значении, в котором она используется в языках программирования для ссылки на каждый элемент любого множества элементов, о котором идет речь. Например, если на множество элементов, на которое ссылаются, является одним элементом, тогда слово "каждый" относится только к этому одному элементу (несмотря на тот факт, что словарное определение слова "каждый" часто определяет термин как относящийся к "каждому из двух или более элементов") и не означает, что должно быть по меньшей мере два таких элемента.

Использование, при наличии такового, порядковых обозначений, например, (а), (b), (с), или подобных, в настоящей заявке и формуле изобретения следует понимать как не несущее в себе указания на какой-либо конкретный порядок или последовательность, за исключением случаев, когда есть прямое указание на такой порядок или последовательность. Например, если есть три шага, обозначенных (i), (ii) и (iii), следует понимать, что эти шаги могут быть выполнены в любом порядке (или даже одновременно, если не указано обратное), за исключением случаев, когда прямо упомянуто об обратном. Например, если шаг (ii) содержит работу с элементом, который создается на шаге (i), то шаг (ii) может считаться происходящим в некоторое время после шага (i). Аналогично, если шаг (i) содержит работу с элементом, который создается на шаге (ii), то предполагается обратное.

Такие термины как "около", "приблизительно", "по существу", "номинальный" и подобные, при использовании со ссылкой на количества или подобные количественные признаки, следует понимать как включающие в себя значения в пределах ±10% от указанных значений или соотношений (а также включающие в себя фактические указанные значения и соотношения), если не указано обратное.

Следует понимать, что все комбинации приведенных выше концепций (при условии, что такие концепции не являются взаимно несовместимыми) рассматриваются как часть объекта настоящего изобретения, раскрытого в данном описании. В частности, все комбинации заявленных объектов, фигурирующих в конце данного описания, рассматриваются как часть заявленного объекта настоящего изобретения, раскрытого в данном описании. Следует также понимать, что термины, непосредственно использованные в настоящей заявке, которые могут также встречаться в любом из раскрытий изобретений, включенных посредством ссылки, следует понимать в значении, наиболее соответствующем конкретным идеям, раскрытым в настоящей заявке.

Кроме того, следует понимать, что, несмотря на то, что приведенное выше раскрытие изобретения фокусируется на конкретном примере или примерах осуществления, оно не ограничено только раскрытым примером, но может также быть применимо к аналогичным вариантам или механизмам, и такие аналогичные варианты и механизмы также считаются входящими в объем настоящего изобретения.

Изобретение относится к оптическому чистящему картриджу и способу автоматизированной очистки оптических компонентов аналитических инструментов. Устройство для очистки оптического компонента в аналитическом модуле, выполненное с возможностью анализа образцов, расположенных во время анализа в съемном картридже, с использованием оптического компонента содержит раму чистящего картриджа, выполненную с возможностью ее приема и удержания приемником картриджа аналитического модуля, который выполнен с возможностью приема и удержания съемного картриджа; и один или несколько оптических чистящих блоков, причем каждый из оптических чистящих блоков содержит: абсорбирующую чистящую салфетку и податливую опорную конструкцию, выступающую из поверхности рамы чистящего картриджа и расположенную между рамой чистящего картриджа и по меньшей мере частью чистящей салфетки. Техническим результатом является улучшение результатов очистки оптических компонентов, в том числе в системах, где очистка вручную производится "слепым" методом. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Устройство для очистки оптического компонента в аналитическом модуле, выполненное с возможностью анализа образцов, расположенных во время анализа в съемном картридже, с использованием оптического компонента, содержащее:

раму чистящего картриджа, выполненную с возможностью ее приема и удержания приемником картриджа аналитического модуля, который выполнен с возможностью приема и удержания съемного картриджа; и

один или несколько оптических чистящих блоков, причем каждый из оптических чистящих блоков содержит:

абсорбирующую чистящую салфетку, и

податливую опорную конструкцию, выступающую из поверхности рамы чистящего картриджа и расположенную между рамой чистящего картриджа и по меньшей мере частью чистящей салфетки.

2. Устройство по п. 1, в котором податливая опорная конструкция содержит эластомерный материал и содержит первую часть, имеющую сводчатую форму.

3. Устройство по п. 2, в котором радиус сводчатой формы по меньшей мере по существу соответствует радиусу кривизны поверхности оптического компонента, обращенного к раме чистящего картриджа при удержании устройства в приемнике картриджа.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором абсорбирующая чистящая салфетка является многослойным материалом, включающим в себя микроволокнистый слой и вспененный слой, размещенный между микроволокнистым слоем и податливой опорной конструкцией.

5. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором:

рама чистящего картриджа содержит соответствующее углубление для каждого оптического чистящего блока,

каждое углубление для оптического чистящего блока содержит одну или несколько боковых стенок и дно, и

каждый оптический чистящий блок расположен в соответствующем углублении для оптического чистящего блока.

6. Устройство по п. 5, в котором:

каждый оптический чистящий блок дополнительно содержит соответствующую накладку, размер которой выбирают так, чтобы она по меньшей мере проходила до боковых стенок соответствующего углубления для оптического чистящего блока,

причем каждая накладка содержит отверстие, размер которого позволяет податливой опорной конструкции соответствующего оптического чистящего блока выступать через накладку, и

по меньшей мере часть абсорбирующей чистящей салфетки для каждого из оптических чистящих блоков размещена между соответствующей накладкой для оптического чистящего блока и рамой чистящего картриджа.

7. Устройство по любому из пп. 1-6, дополнительно содержащее по меньшей мере один датчик, выбранный из группы, содержащей: датчик обнаружения спирта и датчик обнаружения жидкости, причем упомянутый по меньшей один датчик расположен с возможностью обнаружения, соответственно, спирта или жидкости, присутствующих в углублении для оптического чистящего блока.

8. Устройство по любому из пп. 1-6, в котором: по меньшей мере часть абсорбирующей чистящей салфетки содержит индикатор, выполненный с возможностью изменения цвета части абсорбирующей чистящей салфетки при воздействии субстанции, выбранной из группы, которая содержит: жидкость и изопропиловый спирт.

9. Устройство по любому из пп. 1-8, в котором количество оптических чистящих блоков выбрано из группы, содержащей: один оптический чистящий блок, два оптических чистящих блока, три оптических чистящих блока, четыре оптических чистящих блока, и более чем четыре оптических чистящих блока.

10. Устройство по любому из пп. 1-9, дополнительно содержащее механизм предотвращения повторного использования, выбранный из группы, содержащей: метку радиочастотной идентификации (RFID), штрих-код, матричный код (QR), серийный номер и метку коммуникации ближнего поля (NFC).

11. Комплект для очистки оптического компонента в аналитическом модуле, содержащий:

устройство по любому из пп. 1-10, и

по меньшей мере один элемент, который выбран из группы, содержащей: емкость для жидкого чистящего средства, шприц и пипетку.

12. Способ очистки оптического компонента в аналитическом модуле, содержащий:

a) получение устройства по любому из пп. 1-10;

b) добавление жидкого чистящего средства на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока из одного или нескольких оптических чистящих блоков;

c) установку устройства в приемник картриджа аналитического модуля;

d) управление аналитическим модулем для инициирования относительного вертикального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом аналитического модуля таким образом, чтобы оптический компонент аналитического модуля и абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока входили в контакт друг с другом, и чтобы абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока и податливая опорная конструкция первого оптического чистящего блока были прижаты друг к другу на первую величину; и

е) управление аналитическим модулем для инициирования относительного горизонтального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом таким образом, чтобы абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока очищала оптический компонент.

13. Способ по п. 12, в котором этап (е) содержит управление аналитическим модулем для инициирования относительного горизонтального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом по траектории "галстука-бабочки" или лемнискаты (∞) один или несколько раз.

14. Способ по п. 12 или 13, в котором устройство является устройством по п. 8, причем способ дополнительно содержит:

управление аналитическим модулем для инициирования получения аналитическим модулем данных визуализации абсорбирующей чистящей салфетки первого оптического чистящего блока перед этапом (d) или (е), и

определение того, что на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока нанесено чистящее средство, на основании цвета, обнаруженного по данным визуализации.

15. Способ по любому из пп. 12 или 13, дополнительно содержащий:

управление аналитическим модулем для инициирования получения аналитическим модулем данных визуализации абсорбирующей чистящей салфетки первого оптического чистящего блока перед этапом (d) или (е), и

определение того, что на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока нанесено чистящее средство, на основании отражающей способности абсорбирующей чистящей салфетки, измеренной по данным визуализации.

16. Способ по п. 12 или 13, в котором устройство является устройством по п. 7, причем способ дополнительно содержит:

управление аналитическим модулем для получения показаний датчика по меньшей мере от одного датчика перед этапом (d) или (е).

17. Оптический аналитический модуль, содержащий:

оптическую сенсорную головку, содержащую оптический компонент;

приемник картриджа, выполненный с возможностью приема и удержания съемного картриджа;

контроллер, содержащий один или несколько процессоров и запоминающее устройство, в котором:

один или несколько процессоров соединены с возможностью обмена данными с запоминающим устройством, причем

в запоминающем устройстве сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами для:

a) определения того, что устройство по любому из пп. 1-10 установлено в приемник картриджа,

b) инициирования относительного вертикального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом таким образом, чтобы оптический компонент и абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока из одного или нескольких оптических чистящих блоков устройства входили в контакт друг с другом, и чтобы абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока и податливая опорная конструкция первого оптического чистящего блока были прижаты друг к другу на первую величину; и

с) инициирования относительного горизонтального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом таким образом, чтобы абсорбирующая чистящая салфетка первого оптического чистящего блока очищала оптический компонент.

18. Модуль по п. 17, в котором устройство является устройством по п. 10, причем в запоминающем устройстве дополнительно сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами для того, чтобы инициировать оптический аналитический модуль:

получить данные от механизма предотвращения повторного использования,

определить, на основе данных, допущено ли устройство к использованию, и

выполнить этапы (b) и (с) только если определено, что устройство допущено к использованию.

19. Модуль по любому из пп. 17 или 18, в котором в запоминающем устройстве дополнительно сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами для дополнительного инициирования, как часть этапа (с), относительного горизонтального поступательного перемещения между приемником картриджа и оптическим компонентом по траектории "галстука-бабочки" или лемнискаты (∞) один или несколько раз.

20. Модуль по любому из пп. 17-19, в котором устройство является устройством по п. 8, причем в запоминающем устройстве дополнительно сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами для того, чтобы дополнительно инициировать оптический аналитический модуль:

получить данные визуализации абсорбирующей чистящей салфетки первого оптического чистящего блока перед этапами (b) или (с), и

определить, что на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока нанесено чистящее средство, на основании цвета, обнаруженного по данным визуализации.

21. Модуль по любому из пп. 17-19, в котором в запоминающем устройстве дополнительно сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами для того, чтобы дополнительно инициировать оптический аналитический модуль:

получить данные визуализации абсорбирующей чистящей салфетки первого оптического чистящего блока перед этапами (b) или (с), и

определить, что на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока нанесено чистящее средство, на основании отражающей способности абсорбирующей чистящей салфетки, измеренной по данным визуализации.

22. Модуль по любому из пп. 17-19, в котором устройство является устройством по п. 7, причем в запоминающем устройстве дополнительно сохранены инструкции для управления одним или несколькими процессорами для того, чтобы дополнительно инициировать оптический аналитический модуль:

получить показания датчика по меньшей мере от одного датчика перед этапами (b) или (с),

определить, что на абсорбирующую чистящую салфетку первого оптического чистящего блока нанесено чистящее средство, на основании показаний датчика.