專利名稱：基于光學(xué)的傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測液體或者氣體介質(zhì)中分析物的存在 或者濃度的光電傳感裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及(但在所有 情形均不是必須局限于)基于光學(xué)的傳感裝置，其特征在于，它 是完全自包含的，具有光滑和圓的長圓形、卵形或者橢圓形形狀 (例如豆形或者藥用膠囊形)，并且具有允許該裝置植入人體中以 現(xiàn)場檢測各種分析物的尺寸。
背景技術(shù)：
美國專利No.5517313描述了基于熒光的傳感裝置，其包括示 蹤劑分子(indicator molecules)和諸如光檢測器等光敏元件，該專 利所公開的內(nèi)容包含在此引作參考。 一般說來，在本發(fā)明的技術(shù) 領(lǐng)域范圍內(nèi)，示蹤劑分子是如下分子，即，其一種或者多種光學(xué) 特性受局部存在的分析物的影響。在根據(jù)美國專利No.5517313的 裝置中，諸如發(fā)光二極管("LED")的光源至少部分位于含有熒 光示蹤劑分子的材料層中，或者作為選擇，至少部分位于波導(dǎo)層 中，以至于光源發(fā)出的輻射(光)照在示蹤劑分子上并導(dǎo)致示蹤 劑分子發(fā)出熒光。高通濾波器在過濾掉來自光源的散射光的同時(shí) 允許由示蹤劑分子發(fā)出的熒光到達(dá)光敏元件(光檢測器)。
用在美國專利No.5517313所述裝置中的示蹤劑分子的熒光是
已被局部存在的分析物調(diào)制過的，即，被衰減或者加強(qiáng)。例如， 復(fù)合三(4，7-二苯l-l,10-鄰二氮雜菲)釕(II)高氯酸鹽(complextris (4,7-dipheny 1-1 ， 10-phenanthroline) ruthenium (II) perchlorate) 的橘
紅熒光被局部存在的氧氣減弱。因此，這種復(fù)合物可以有利地用 作氧氣傳感器中的示蹤劑分子。其熒光屬性受其它各種分析物影 響的示蹤劑分子也是公知的。
此外，如下示蹤劑分子也是公知的，其吸收光且吸收水平受 分析物的存在或者濃度的影響。例如，參見美國專利No.5512246， 該專利公開了其光譜響應(yīng)被局部存在的諸如糖等多羥基化合物削 弱的組合物，該專利公開的內(nèi)容包含在此引作參考。然而可以相 信，這種吸收光的示蹤劑分子此前還未用在如美國專利 No.5517313所教導(dǎo)的傳感器構(gòu)造或者本文所教導(dǎo)的傳感器構(gòu)造 中。
在美國專利No.5517313所述的傳感器中，包含示蹤劑分子的 材料對于分析物是可滲透的。因此，分析物可以從周圍的測試介 質(zhì)擴(kuò)散到這種材料中，從而影響示蹤劑分子的熒光性。光源、包 含示蹤劑分子的基體材料、高通濾波器和光檢測器構(gòu)造為使得示 蹤劑分子發(fā)出的熒光對光檢測器產(chǎn)生影響，以至于產(chǎn)生用于表示 分析物在周圍介質(zhì)中的濃度的電信號。
美國專利No.5517313所述的傳感裝置代表了對構(gòu)成該專利現(xiàn) 有技術(shù)的裝置的顯著改進(jìn)。然而，仍然需要能允許在極其重要的 環(huán)境-人體中檢測各種分析物的傳感器。并且，進(jìn)一步的改進(jìn)己 經(jīng)在該領(lǐng)域中進(jìn)行，這種改進(jìn)己經(jīng)產(chǎn)生了或多或少的有效裝置。
美國專利No.6400974和No.6711423都描述了被設(shè)計(jì)用于人 體中的包括示蹤劑分子和光敏元件的基于熒光的傳感裝置，這些 專利公開的內(nèi)容包含在此引作參考。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種光電傳感裝置。在一個(gè)具體 實(shí)施方式中，該傳感裝置包括外殼，其具有外表面；多個(gè)示蹤 劑分子，其位于外殼的外表面的至少一部分上；電路板，其容納 在外殼中；支撐構(gòu)件，其具有側(cè)面，所述側(cè)面位于與電路板的頂 側(cè)所在的平面大致垂直的平面上；輻射源，其安裝在支撐構(gòu)件的 所述側(cè)面上，并且位于電路板的頂側(cè)之上的一段距離處；以及光 檢測器，其與電路板相連，用于檢測示蹤劑分子的響應(yīng)。
有利的是，為了便于支撐構(gòu)件安裝到電路板上，電路板可以 在其頂側(cè)具有凹槽，并且支撐構(gòu)件可以具有插入所述凹槽中的端部。
所述傳感裝置還可以包括反射器，該反射器與輻射源間隔開， 并且具有面向輻射源的反射側(cè)。光檢測器可以設(shè)置在輻射源和反 射器的反射側(cè)之間的區(qū)域下方的位置處。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述傳感裝置包括外殼，其具有外 表面；多個(gè)示蹤劑分子，其位于外殼的外表面的至少一部分上； 電路板，其容納在外殼中；光檢測器，其具有頂側(cè)和底側(cè)，其中， 該光檢測器與電路板上的電路電連接，并且至少該光檢測器的頂 側(cè)是光敏的；濾波器，其具有頂側(cè)和底側(cè)，所述底側(cè)設(shè)置在光檢 測器的頂側(cè)的上方；以及輻射源，其設(shè)置在濾波器的頂側(cè)的上方。
在一些實(shí)施方式中，所述傳感裝置還可以包括基座，該基座 具有頂側(cè)和底側(cè)，其中，基座的底側(cè)與電路板的端部相連，并且 光檢測器的底側(cè)安裝在該基座的頂側(cè)上。優(yōu)選的是，該基座的頂 側(cè)位于與電路板的頂側(cè)所在的平面大致垂直的平面中，并且光檢 測器的頂側(cè)大致平行于該基座的頂側(cè)。為了便于將基座安裝到電 路板上，基座的底側(cè)可以具有凹槽，電路板的端部可以插入所述 凹槽中。
在其它構(gòu)造中，光檢測器的頂側(cè)位于與電路板的頂側(cè)所在的 平面大致平行的平面中。此外，可以在輻射源和濾波器之間設(shè)置 不透射(不透光)基座。該基座可以由鉬制成。
下面，參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)勢以 及本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)和工作方式。


包含在此且形成說明書一部分的附圖與說明書一起幫助說明 本發(fā)明的各種實(shí)施方式，并且還用于解釋本發(fā)明的原理和使本領(lǐng) 域的技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)和利用本發(fā)明。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表 示相同的或者功能類似的元件。另外，附圖標(biāo)記最左邊的數(shù)字標(biāo) 識(shí)出該附圖標(biāo)記在該附圖中首次出現(xiàn)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的一種基于熒光的傳感器的示意 性剖視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的一種基于熒光的傳感器的 示意性剖視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的一種電路板的頂部透視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的一種基于熒光的傳感器的 示意性剖視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的一種組件的頂部透視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的一種基于熒光的傳感器的 示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的一種基于光學(xué)的傳感器(簡稱
傳感器)110的示意性剖視圖，該傳感器基于熒光示蹤劑分子116
的熒光而工作。如圖所示，傳感器110包括傳感器外殼112。傳感 器外殼112可以由適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)透射聚合物材料構(gòu)成。優(yōu)選的聚合 物材料包括但不限于諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸 類聚合物。
傳感器110還可以包括涂覆在傳感器外殼112的至少一部分 外表面上的基體層114，并且熒光示蹤劑分子116分布在整個(gè)層 114上(層114可以涂覆外殼112的所有或者部分表面)。
傳感器110還包括輻射源118，例如發(fā)光二極管(LED)或者 其它發(fā)出射線的輻射源，該射線包括與示蹤劑分子116互相作用 的在一定波長范圍的射線。例如，在基于熒光的傳感器的情形下， 輻射源118發(fā)射出會(huì)導(dǎo)致示蹤劑分子116發(fā)出熒光的波長的射線。 傳感器110還包括光檢測器120 (例如光電二極管、光電晶體管、 光敏電阻或者其它光敏元件)，在基于熒光的傳感器的情形下，光 檢測器120對示蹤劑分子116發(fā)出的熒光是敏感的，以至于光檢 測器120作出響應(yīng)而產(chǎn)生表明示蹤劑分子的熒光水平的信號。圖1 中示出了兩個(gè)光檢測器120a和120b，以說明傳感器110可以具有 不止 一 個(gè)光檢測器。可以禾U用例如Nichia Corporation (www.nichia.com)制造的型號為EU-U32SB的LED充當(dāng)輻射源 118。根據(jù)用于傳感器110的特定示蹤劑分子以及所關(guān)注的待檢測 的特定分析物，可以采用其它的LED。
示蹤劑分子116可以涂覆在傳感器本體的表面上，或者可以 包含在基體層114內(nèi)(如圖l所示)，基體層114包括根據(jù)本領(lǐng)域 公知的方法制備且涂覆在傳感器外殼112表面上的生物適應(yīng)性聚 合物基體。對于分析物優(yōu)選可滲透的適當(dāng)?shù)纳镞m應(yīng)性基體材料
包括一些甲基丙烯酸鹽(例如HEMA)和水凝膠，這些材料可以
被有利地制成為尤其對于分析物可以選擇性地滲透，也就是說， 它們具有分子重量分離的功能。
傳感器110可以是完全自包含的。換句話說，傳感器優(yōu)選以 如下方式構(gòu)建，即，使得沒有電導(dǎo)線伸入或者伸出傳感器外殼112 來給傳感器提供能量(例如，用于驅(qū)動(dòng)輻射源118)或者從傳感器 傳輸信號。然而，傳感器110可以由外部能源(未示出)提供能 量，這在本領(lǐng)域是公知的。例如，外部能源可以產(chǎn)生磁場以在感 應(yīng)元件142 (例如，銅線圈或者其它感應(yīng)元件)中通過感應(yīng)而產(chǎn)生 電流。此外，電路166可以利用感應(yīng)元件142給外部數(shù)據(jù)讀取器 傳送信息。電路166可以包括分立電路元件、集成電路(例如， 特定用途集成電路(ASIC))元件，禾B/或其它電子元件。外部電 源和數(shù)據(jù)讀取機(jī)可以是相同的裝置。
在可選實(shí)施方式中，傳感器110可以由內(nèi)部的自包含能源提 供能量，例如微型電池、微型發(fā)電機(jī)和/或其它能源。
如圖1所示，傳感器110的許多光電元件都固定在電路板170 上。電路板170在傳感器110的各個(gè)元件之間提供了通信路徑。
仍然如圖1所示，諸如高通濾波器或者帶通濾波器等光學(xué)濾 波器134a禾P 134b可以分別覆在光檢測器120a和120b的光敏側(cè) 上。濾波器134a可以大致降低輻射源118產(chǎn)生的輻射量，或者防 止該輻射照在光檢測器120a的光敏側(cè)135上。同時(shí)，濾波器134a 允許由熒光示蹤劑分子116發(fā)出的熒光穿過而照在光檢測器120a 的光敏側(cè)135上。這有效地減少了光檢測器的信號中因?yàn)檩椛湓?118的入射輻射而產(chǎn)生的"噪音"。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，傳感器110被研制用在測量人體中 的各種生物分析物的應(yīng)用上(雖然決不是傳感器110適用的僅僅 一種應(yīng)用)。例如，傳感器110可以用來測量葡萄糖、氧氣、毒素、 醫(yī)藥品或者其它藥物、荷爾蒙和人體中的其它代謝性分析物。基
體層114和示蹤劑分子116的特定組分可以根據(jù)傳感器用來檢測
的具體分析物和/或傳感器用來檢測的分析物所處的位置(即，在
血液中或者在皮下組織中)而改變。然而，優(yōu)選的是，基體層114
(如果存在的話)應(yīng)該便于將示蹤劑分子暴露于分析物。并且， 優(yōu)選的是，示蹤劑分子的光學(xué)特性(例如，熒光示蹤劑分子的熒 光水平)是該示蹤劑分子將要暴露于其中的特定分析物的濃度的 函數(shù)。
為了便于現(xiàn)場用在人體中，外殼112優(yōu)選地形成有光滑、長 圓形或者圓形的形狀。有利的是，外殼112具有與蠶豆或者藥用 明膠膠囊相近似的形狀和尺寸，也就是說，外殼112的長度L近 似為大約500微米到大約0.85英寸，直徑D近似為大約300微米 到大約0.3英寸，并且具有整體上大致光滑的圓形表面。這種構(gòu)造 允許傳感器110被植入人體，即皮膚或者下面的組織(包括器官 或者血管)中，而不妨礙必要的身體機(jī)能或者導(dǎo)致過度的疼痛或 不適。
在一些實(shí)施方式中，外殼的優(yōu)選長度是大約0.5英寸到0.85 英寸，優(yōu)選直徑是大約0.1英寸到0.11英寸。
在圖1所示的實(shí)施方式中，輻射源118關(guān)于電路板170的頂 側(cè)171高架著。更具體地說，在圖示實(shí)施方式中，輻射源118固 定在支撐構(gòu)件174上，支撐構(gòu)件174的作用在于將輻射源118高 架在頂側(cè)171之上和將輻射源118與電路板170上的電路電連接，以至于能量可以傳遞給輻射源118。輻射源118和頂側(cè)171之間的 距離(d)通常在0和0.030英寸之間。優(yōu)選的是，距離(d)在 0.010和0.020英寸之間。支撐構(gòu)件174可以是電路板。電路板170 可以具有用于容納支撐構(gòu)件174的近端173的凹槽180。該特征還 在作為電路板170的頂部透視圖的圖3中示出了。
在一些實(shí)施方式中，支撐構(gòu)件174可以包括布置在其表面上 且與輻射源118電連接的電觸點(diǎn)158(例如導(dǎo)電襯墊或者其它用于 導(dǎo)電的裝置)。電觸點(diǎn)158與相應(yīng)的電觸點(diǎn)157電連接，電觸點(diǎn)157 可以經(jīng)由電互連件159 (例如，電路布線或者其它傳輸線)布置在 凹槽180中。電觸點(diǎn)157可以與電路166或者電路板170上的其 它電路電連接。此外，在一些實(shí)施方式中，存在從電路166到輻 射源118的電通路。
仍然如圖1所示，反射器176可以連接在電路板170的端部。 優(yōu)選的是，反射器176按如下方式連接在電路板170上，即，其 使得反射器176的表面部分177大致垂直于頂側(cè)171和輻射源118。 優(yōu)選的是，表面177反射由輻射源118發(fā)射出的射線。例如，表 面177可以具有布置在其上的輻射涂層，或者表面177可以由反 射材料構(gòu)成。
現(xiàn)在談及光檢測器120，光檢測器120優(yōu)選地布置在頂側(cè)171 的位于輻射源118和反射器176之間的區(qū)域之下。例如，在一些 實(shí)施方式中，光檢測器120安裝在電路板170的底側(cè)175的如下 位置處，S卩，其位于輻射源118和反射器176之間的區(qū)域的下方。 在光檢測器120安裝在電路板170的底側(cè)175上的實(shí)施方式中， 用于每個(gè)光檢測器120的孔優(yōu)選地穿過電路板170而形成。這顯 示在圖3中。如圖3所示，兩個(gè)孔301a和301b已經(jīng)形成在電路板170中，從而為光提供從示蹤劑分子116到每個(gè)光檢測器120 的通路。電路板170中的孔可以通過例如鉆孔、激光切削等方法 形成。優(yōu)選的是，每個(gè)光檢測器120設(shè)置為使得進(jìn)入孔中的光有 可能照在光檢測器120的光敏側(cè)上，如圖1所示。這種技術(shù)也減 少了照在光檢測器120上的環(huán)境光的量。
仍然如圖1所示，電路板170中的每個(gè)孔都可以容納濾波器 134，以至于光僅僅可以通過穿過相應(yīng)的濾波器134到達(dá)光檢測器 120。光檢測器120的底側(cè)和所有側(cè)可以涂覆有阻擋黑光的環(huán)氧樹 脂190以進(jìn)一步減少照在光檢測器120上的環(huán)境光的量。
在一個(gè)實(shí)施方式中，光檢測器120a用來產(chǎn)生與示蹤劑分子116 發(fā)出或者吸收的光相應(yīng)的信號，光檢測器120b用來產(chǎn)生參考信號。 在該實(shí)施方式中，熒光元件154可以設(shè)置在濾波器134b的頂部。 優(yōu)選的是，熒光元件154發(fā)出預(yù)定波長的熒光。熒光元件154可 以由鋱或者發(fā)出該預(yù)定波長的熒光的其它熒光元件制成。在該實(shí) 施方式中，濾波器134a和134b過濾不同波長的光。例如，濾波 器134a可以過濾400 nm以下的波長，波器134b可以過濾500 nm 以下的波長。
現(xiàn)在參考圖2，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的傳感器 210。如圖2所示，傳感器210與傳感器IIO類似。主要的不同之 處在于，反射器176由支撐構(gòu)件202代替，支撐構(gòu)件202與電路 板170的端部194相連，并且輻射源118固定在支撐構(gòu)件202上。 在該實(shí)施方式中，支撐構(gòu)件174由反射器209代替。與反射器176 一樣，反射器209具有面向輻射源118的反射面211。此外，光檢 測器120a可以與光檢測器120b交換位置，并且濾波器134a可以 與濾波器134b交換位置，以至于光檢測器120a仍然更靠近輻射
源118。熒光元件154也可以被重新定位，以至于它仍然位于濾波 器134b的頂部。
如圖1和圖2所示，在一些實(shí)施方式中，示蹤劑分子116可 以僅僅設(shè)置在位于區(qū)域193上方的區(qū)域中，區(qū)域193處于輻射源 118和反射器176之間。
現(xiàn)在參考圖4，圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的一種基于光 學(xué)的傳感器410的示意性剖視圖。傳感器410包括許多與傳感器 IIO相同的部件。然而，輻射源118、光檢測器120a和濾波器134a 在傳感器410中的布置不同于在傳感器110中的布置。
如圖4所示，基座412安裝在電路板170的端部413上?；?座412的頂側(cè)414和底側(cè)416都可以位于與電路板170的頂側(cè)171 所在的平面大致垂直的平面中。底側(cè)416可以具有用于容納電路 板170的端部413的凹槽418。凹槽418便于將基座412固定到電 路板170上。
光檢測器120a可以安裝在基座412的頂側(cè)414上。優(yōu)選的是， 光檢測器120a以如下方式安裝在基座412上，S卩，使得光檢測器 120a的光敏側(cè)135位于與電路板170的頂側(cè)171所在的平面大致 垂直并且與頂側(cè)414面向同一方向的平面中。
濾波器134a優(yōu)選地設(shè)置在光檢測器120a的光敏側(cè)135的上 方，以至于照在光敏側(cè)135上的所有或者大部分光必須首先穿過 濾波器134a。濾波器134a可以固定地安裝到光檢測器120a上。 例如， 一種折射率(RI)匹配的環(huán)氧樹脂501 (參見圖5)可以用 來將濾波器134a固定到光檢測器120a上。
在一些實(shí)施方式中，基座412可以包括至少兩個(gè)布置在其上(例如，在頂側(cè)414上)的電觸點(diǎn)。例如，如圖4所示，第一電 觸點(diǎn)471和第二電觸點(diǎn)472布置在基座412的頂側(cè)414上。電線 473 (或者其它電連接件)優(yōu)選地將光檢測器120a與電觸點(diǎn)471 相連，電線474 (或者其它電連接件)優(yōu)選地將輻射源118與電觸 點(diǎn)472相連。電觸點(diǎn)471經(jīng)由電互連件476電連接到相應(yīng)的電觸 點(diǎn)475上。與此類似，電觸點(diǎn)472經(jīng)由電互連件478電連接到相 應(yīng)的電觸點(diǎn)477上。電觸點(diǎn)475、 477優(yōu)選地布置在電路板170的 被插入凹槽418的端部上。電觸點(diǎn)475、 477可以與電路166或者 電路板170上的其它電路電連接。因此，在一些實(shí)施方式中，基 座412提供從電路166到輻射源118和/或光檢測器120a的一部分 電通路。
現(xiàn)在參考圖5，圖5進(jìn)一步示出了光檢測器120a、濾波器134a 和輻射源118的布置。如圖4和圖5所示，輻射源118安裝在濾 波器134a的頂側(cè)467上。因此，如圖4和圖5所示，光檢測器120a、 濾波器134a和輻射源118是對齊的。也就是說，如圖5所示，濾 波器134a和輻射源118都布置在如下區(qū)域中，S口，其位于光檢測 器120a的光敏側(cè)135的至少一部分的上方。
優(yōu)選的是，非透射(非透明)且非半透射(非半透明)的基 座431布置在輻射源118和濾波器134a之間。不透射(不透光) 基座431的作用是防止輻射源118發(fā)出的光照在濾波器134a的頂 側(cè)467上。基座431可以是金包覆鉬的微型集成封裝體(molytab) 或者其它不透射(不透光)結(jié)構(gòu)。環(huán)氧樹脂555可以用來將輻射 源118固定到基座431上以及將基座431固定到濾波器134a上。
優(yōu)選的是，在該實(shí)施方式中，輻射源118按如下方式構(gòu)造和 定向，即，如圖4和圖5所示，使得從其發(fā)出的大部分光沿著背
離頂側(cè)467的方向傳輸。例如，在所示實(shí)施方式中，光主要被朝
向外殼102的端部491引導(dǎo)。優(yōu)選的是，示蹤劑分子116位于端 部491上，以至于示蹤劑分子116將接收輻射源118所發(fā)出的輻 射。如上所述，示蹤劑分子116對接收的輻射作出響應(yīng)，并且在 示蹤劑分子116的區(qū)域中該響應(yīng)是被測量分析物的濃度的函數(shù)。 光檢測器120a檢測該響應(yīng)。
現(xiàn)在參考圖6，圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的一種基于光 學(xué)的傳感器610的示意性剖視圖。傳感器610包括許多與傳感器 110相同的部件。并且，傳感器610與傳感器410的相似之處在于， 在傳感器610中，光檢測器120a、濾波器134a和輻射源118優(yōu)選 是對齊的。此外，如圖6所示，與傳感器410—樣，在傳感器610 中，濾波器134a可以固定地安裝到光檢測器120a的光敏側(cè)135 上，輻射源118可以固定地安裝到濾波器134a的頂側(cè)467上，并 且光檢測器120a、濾波器134a和輻射源118組件可以相鄰地位于 外殼102的端部491。
然而，輻射源118、光檢測器120a和濾波器134a在傳感器 610中的方向不同于在傳感器410中的方向。例如，在傳感器610 中，光檢測器120a的光敏側(cè)135面對的方向大致垂直于外殼102 的縱軸。此外，在傳感器610中，濾波器134a和/或光檢測器120a 直接固定在電路板170上，以至于可以取消基座412。在所示實(shí)施 方式中，濾波器134a禾n/或光檢測器120a直接固定在電路板170 的端部413上。
在上述一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施方式中，外殼102可以充滿使外殼 102中容納的部件能夠到處移動(dòng)的材料。例如，在電路板170和連 接在電路板170上的部件插入外殼102之前或者之后，外殼102 可以充滿光學(xué)環(huán)氧樹脂。可以采用由馬薩諸塞州的Epoxy Technology of Billerica制造的EPO-TEK 301-2型環(huán)氧樹脂和/或其 它環(huán)氧樹脂。
雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方式及其變型，但是 可以認(rèn)識(shí)到，它們僅僅是作為示例而非限制性的說明。因此，本 發(fā)明的寬度和范圍不受上述任何一個(gè)示例性實(shí)施方式的限制，而 僅由下述權(quán)利要求和其等同物進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1、一種光電傳感裝置，其用于檢測分析物的存在或者濃度，包括外殼，其具有外表面；多個(gè)示蹤劑分子，其位于所述外殼的外表面的至少一部分上；電路板，其容納在所述外殼中；支撐構(gòu)件，其具有側(cè)面，所述側(cè)面位于與電路板的頂側(cè)所在的平面大致垂直的平面上；輻射源，其安裝在支撐構(gòu)件的所述側(cè)面上，并且位于電路板的頂側(cè)之上的一段距離處；以及光檢測器，其與電路板相連，用于檢測示蹤劑分子的響應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述 電路板在其頂側(cè)具有凹槽，并且所述支撐構(gòu)件具有插入所述凹槽 中的端部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述 距離在大約0.010英寸禾口 0.030英寸之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感裝置，其特征在于，還包 括反射器，所述反射器與輻射源間隔開，并且具有面向輻射源的 反射側(cè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述 光檢測器設(shè)置在輻射源和反射器的反射側(cè)之間的區(qū)域下方的位置處。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述 光檢測器具有光敏側(cè)，所述光敏側(cè)面對的方向大致垂直于所述反 射器的反射側(cè)面對的方向。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述 光檢測器的光敏側(cè)設(shè)置在電路板的頂側(cè)的下方。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述 電路板具有從其頂側(cè)延伸到底側(cè)的孔。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述 光檢測器安裝在所述電路板的底側(cè)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述電路板在其頂側(cè)具有凹槽，所述反射器具有插入所述凹槽中的 端部。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳感裝置，其特征在于，在 所述支撐構(gòu)件的表面上設(shè)置有第一電觸點(diǎn)，輻射源與所述電觸點(diǎn) 電連接。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述第一電觸點(diǎn)與設(shè)置在電路板上的第二電觸點(diǎn)電連接。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的光電傳感裝置，其特征在于，還 包括布置在支撐構(gòu)件上或者內(nèi)部的電路布線，所述電路布線用于 將所述第一電觸點(diǎn)與第二電觸點(diǎn)電連接。
14、 一種光電傳感裝置，其用于檢測分析物的存在或者濃度， 包括外殼，其具有外表面；多個(gè)示蹤劑分子，其位于所述外殼的外表面的至少一部分上； 電路板，其容納在所述外殼中；光檢測器，其具有頂側(cè)和底側(cè)，其中，所述光檢測器與所述 電路板上的電路電連接，并且至少所述光檢測器的頂側(cè)是光敏的；濾波器，其具有頂側(cè)和底側(cè)，所述底側(cè)設(shè)置在光檢測器的頂 側(cè)的上方；以及輻射源，其設(shè)置在所述濾波器的頂側(cè)的上方。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光電傳感裝置，其特征在于，還 包括基座，所述基座具有頂側(cè)和底側(cè)，所述基座的底側(cè)與電路板 的端部相連，并且光檢測器的底側(cè)安裝在所述基座的頂側(cè)上。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述基座的頂側(cè)位于與電路板的頂側(cè)所在的平面大致垂直的平面 中。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述光檢測器的頂側(cè)大致平行于所述基座的頂側(cè)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述基座的底側(cè)中具有凹槽，電路板的端部插入所述凹槽中。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的光電傳感裝置，其特征在于，還包括第一電觸點(diǎn)，其設(shè)置在所述基座上；以及 第二電觸點(diǎn)，其設(shè)置在所述基座上， 其中，所述光檢測器與所述第一電觸點(diǎn)電連接，以及 所述輻射源與所述第二電觸點(diǎn)電連接。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述第一電觸點(diǎn)與設(shè)置在電路板上的第三電觸點(diǎn)電連接，所述第二 電觸點(diǎn)與設(shè)置在電路板上的第四電觸點(diǎn)電連接。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的光電傳感裝置，其特征在于，還 包括布置在所述基座上面或者內(nèi)部的電路布線，所述電路布線用 于將所述第一電觸點(diǎn)與第三電觸點(diǎn)電連接，以及將所述第二電觸 點(diǎn)與第四電觸點(diǎn)電連接。
22、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述光檢測器的頂側(cè)位于與所述電路板的頂側(cè)所在的平面大致平行 的平面中。
23、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光電傳感裝置，其特征在于，還 包括設(shè)置在輻射源和濾波器之間的不透射基座。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述基座含有鉬。
25、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述濾波器采用環(huán)氧樹脂固定到所述光檢測器上。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述環(huán)氧樹脂布置在所述濾波器的底側(cè)和所述光檢測器的頂側(cè)之 間。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述環(huán)氧樹脂的折射率與濾波器的折射率相匹配。
28、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光電傳感裝置，其特征在于，所 述輻射源是發(fā)光二極管。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于檢測分析物的存在或者濃度的光電傳感裝置(110)。更具體地說，本發(fā)明涉及具有如下特征的基于光學(xué)的傳感裝置(110)其是完全自包含的，具有光滑和圓的長圓形、卵形或者橢圓形形狀(例如豆形或者藥用膠囊形)，并且具有允許該裝置植入人體中以現(xiàn)場檢測各種分析物的尺寸。本發(fā)明的傳感裝置包括傳感裝置外殼(112)，電路板(170)、輻射源(118)和光檢測器(120a，120b)安裝在該外殼中。輻射源在所述電路板(170)的上方安裝在支撐構(gòu)件(174)的側(cè)面上。作為選擇，其上安裝有光檢測器、濾波器和輻射源的基座連接在所述電路板的端部位置處。
文檔編號G01N21/77GK101198857SQ200680021119
公開日2008年6月11日 申請日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者A·D·德埃尼斯, C·J·奧康納, 小A·E·科爾文 申請人:醫(yī)藥及科學(xué)傳感器公司