專(zhuān)利名稱(chēng)：特定成分信息測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非侵入性測(cè)量試樣中所含葡萄糖、膽固醇、酒精等特定成分的濃度信息等的特定成分信息測(cè)量裝置。
例如，日本特開(kāi)平9-113439號(hào)公報(bào)提出使具有一對(duì)平行相對(duì)的反射面的透明ATR元件緊貼上下嘴唇，測(cè)量血糖值的方法。
該方法將ATR棱鏡銜在嘴上對(duì)其上下按壓后，使光入射到ATR元件，在ATR元件的反射面與嘴唇的邊界之間反復(fù)進(jìn)行全反射，分析滲出到ATR元件外部的光線。
在BME Vol.5，No.8，(日本ME學(xué)會(huì)，1991)提出了這樣的方法，即將ZnSe光學(xué)晶體等組成的ATR元件緊貼在嘴唇粘膜上之后，對(duì)該ATR元件入射波長(zhǎng)9～11微米的激光，使ATR元件內(nèi)部產(chǎn)生多重反射，并分析其吸收光、散射光，以測(cè)量血糖值和血中的酒精濃度。采用該方法，能以非侵入方式實(shí)時(shí)地測(cè)量葡萄糖濃度、酒精濃度、膽固醇濃度等特定成分的濃度。
上述方法將易失性光(“消散光”)用于定量分析。ATR元件中穿行的光僅少量浸入嘴唇，受該處所存在的體液中各種成分的影響。
例如，葡萄糖在光波數(shù)為1080/cm處存在光吸收峰，因而對(duì)生物體照射該波數(shù)的光時(shí)，吸收量隨生物體中葡萄糖濃度的變化而不同。
因此，利用對(duì)生物體照射這種光，并且測(cè)量從生物體返回的光，能檢測(cè)出隨體液中各種成分的濃度變化而發(fā)生的吸收量變化，所以能得到各種成分的濃度信息。
然而，上述已有ATR測(cè)量裝置存在下列問(wèn)題。
易失性波的滲入深度通常與波長(zhǎng)同一數(shù)量級(jí)，光只在生物體中通過(guò)很小的距離，因而存在不能得到足夠的信號(hào)強(qiáng)度的問(wèn)題。即，由于通過(guò)體液的光的光程長(zhǎng)度非常短，被體液所吸收的光吸收量非常小，觀測(cè)吸光度時(shí)不能得到足夠的信號(hào)強(qiáng)度。圖2所示虛線示出這種已有的ATR裝置那樣，不用起偏器而用無(wú)偏振光測(cè)量的、葡萄糖溶液在規(guī)定波長(zhǎng)范圍的吸光度。
這樣，已有的ATR裝置由于吸光度的信號(hào)強(qiáng)度不夠強(qiáng)，也嘗試進(jìn)行重復(fù)全反射以增加信號(hào)強(qiáng)度的方法，但因多次反射而使光學(xué)元件有大型化并且成本提高的問(wèn)題。
而且，由于光學(xué)元件變大，使測(cè)量也涉及更大范圍，存在只能從特定的待測(cè)量處取得信號(hào)，造成分辨率低的問(wèn)題。
又，易失性波滲入生物體中的深度與波長(zhǎng)同一數(shù)量級(jí)，非常淺，因而在測(cè)量例如嘴唇粘膜中葡萄糖濃度等情況下存在問(wèn)題。
亦即，只要嘴唇粘膜表面存在少量唾液，則光在唾液中通過(guò)并返回，因而具有不能測(cè)量其深處存在的嘴唇粘膜中的葡萄糖濃度的問(wèn)題。
為了解決上述課題，本發(fā)明第1項(xiàng)是一種特定成分信號(hào)測(cè)量裝置，該裝置具有光源、對(duì)試樣照射從所述光源出射的光并且接收從所述試樣返回的光的光學(xué)元件、檢測(cè)出返回到所述光學(xué)元件的光的光檢測(cè)器、和設(shè)定在所述光源與所述光檢測(cè)器之間的光路中并且使P偏振分量的光比其他偏振分量的光通過(guò)得多的起偏器，根據(jù)由所述光檢測(cè)器檢測(cè)出的光測(cè)量所述試樣中特定成分的信息。
本發(fā)明第2項(xiàng)是如本發(fā)明第1項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其中所述光檢測(cè)器檢測(cè)所述光的光量，所述信息是有關(guān)濃度的信息，根據(jù)所述光量測(cè)量所述濃度。
本發(fā)明第3項(xiàng)是如本發(fā)明第1或第2項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其中使所述光的波數(shù)與所述特定成分有對(duì)應(yīng)關(guān)系。
本發(fā)明第4項(xiàng)是本發(fā)明第1～第3項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其中所述光學(xué)元件是ATR元件，所述試樣配置成接觸所述ATR元件，所述光檢測(cè)器檢測(cè)從所述ATR元件滲到所述試樣的P偏振分量的光。
本發(fā)明第5項(xiàng)是本發(fā)明第2～第4項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其中所述光的波數(shù)至少包含1000/cm至1125/cm的范圍，根據(jù)所述波數(shù)范圍的光量測(cè)量所述試樣中的葡萄糖濃度。
本發(fā)明第6項(xiàng)是本發(fā)明第1～第5項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其中所述起偏器設(shè)置成與所述光學(xué)元件、所述光源或所述光檢側(cè)器合為一體。
本發(fā)明第7項(xiàng)是本發(fā)明第1～第6項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其中所述光源是SiC光源或量子級(jí)聯(lián)光源。
本發(fā)明第8項(xiàng)是本發(fā)明第1～第7項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其中所述光檢測(cè)器是MCT檢測(cè)器或熱電傳感器。
本發(fā)明第9項(xiàng)是本發(fā)明第6～第8項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其中在所述光學(xué)元件、所述光源或所述光檢測(cè)器的對(duì)光進(jìn)行輸入輸出的至少一部分上形成用于反射或吸收所述P偏振分量以外的偏振分量的至少一部分的遮光膜，在所述形成的部分上形成所述起偏器。
本發(fā)明第10項(xiàng)是如本發(fā)明第9項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其中由所述多個(gè)所述ATR元件形成所述光學(xué)元件，對(duì)所述多個(gè)ATR元件進(jìn)行準(zhǔn)直校正，使光的輸入輸出面對(duì)齊，在所述準(zhǔn)直校正后的面上形成所述遮光膜。
本發(fā)明第11項(xiàng)是本發(fā)明第1～第10項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其中所述光的照射對(duì)象是生物體粘膜。
本發(fā)明第12項(xiàng)是本發(fā)明第1～第4項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其中所述光的照射對(duì)象是氣體。
圖2是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測(cè)量裝置的葡萄糖溶液吸光度測(cè)量結(jié)果的特性圖。
圖3是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測(cè)量裝置的嘴唇粘膜吸光度的特性圖。
圖4表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測(cè)量裝置以氣體為測(cè)量對(duì)象時(shí)的構(gòu)成圖。
圖5是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測(cè)量裝置的一部分的構(gòu)成的立體圖。
圖6是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測(cè)量裝置的一部分的構(gòu)成的立體圖。
圖7是涉及本發(fā)明的濃度測(cè)量裝置的剖面圖。
圖8是涉及本發(fā)明的濃度測(cè)量裝置在使用狀態(tài)下的剖面圖。
附圖中，1為光源，2為ATR元件，3為起偏器，4為光檢測(cè)器。
具體實(shí)施形態(tài)下面用附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
下面用

圖1說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。圖1是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測(cè)量裝置的概略圖。
采用SiC光源作為光源1。與鎢、鹵素光源相比，SiC光源能輻射長(zhǎng)波長(zhǎng)的紅外光。在對(duì)例如葡萄糖那樣波數(shù)為1080/cm的紅外區(qū)中具有吸收峰的物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量特別理想。
作為本發(fā)明的光學(xué)元件的一個(gè)例子的ATR元件2采用對(duì)例如波長(zhǎng)1.1～10微米的光透明的硅單晶基片。
特別是硼和磷等雜質(zhì)含量小且電阻率為100Ω·cm以上的這種基片更理想。電阻率為1500Ω·cm以上的更好。這些高電阻率的硅對(duì)于約9～10微米波長(zhǎng)的紅外線透射率高，適合測(cè)量在這些頻帶具有吸收區(qū)的葡萄糖等物質(zhì)。而鍺在這些紅外區(qū)也透明，因而也是理想的。將這種ATR元件2配置成與例如嘴唇粘膜等本發(fā)明的試樣接觸。
作為本發(fā)明的起偏器的一個(gè)例子的起偏器3配置在ATR元件與光檢測(cè)器4之間的光路中。由于采用起偏器3，能從無(wú)偏振的紅外光取出P偏振分量的光。即在上述狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)起偏器3以對(duì)該起偏器進(jìn)行設(shè)定，使到達(dá)光檢測(cè)器4的光的偏振分量為P偏振光。光檢測(cè)器4采用例如熱電傳感器或MCT檢測(cè)器。
下面用圖1說(shuō)明本發(fā)明特定成分濃度測(cè)量裝置的工作原理。從光源1射出并且射入到ATR元件2的光一面反復(fù)進(jìn)行全反射，一面在ATR元件內(nèi)傳播。光在ATR元件2的界面上全反射，但這時(shí)光少量滲出到ATR元件2外側(cè)的媒體(例如嘴唇粘膜)中。這樣從界面滲出的光稱(chēng)為易失性光波，已知有在波長(zhǎng)的幾倍的長(zhǎng)度上從界面滲出的情況。這樣滲出的光受媒體中特定成分的影響，一面在ATR元件2內(nèi)部傳播，一面通過(guò)起偏器3被引導(dǎo)到光檢測(cè)器4。光檢測(cè)器4根據(jù)導(dǎo)入的光線的光量對(duì)該光線進(jìn)行分析，決定與該波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的特定成分的濃度。
也就是說(shuō)，光檢測(cè)器4在與規(guī)定的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的特定成分含量大的情況下檢測(cè)出大的吸收峰，反之，特定成分含量少時(shí)則檢測(cè)出小的吸收峰。然后，與光檢測(cè)器具有的該波長(zhǎng)上的基準(zhǔn)吸收峰進(jìn)行比較，以決定與該波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的特定成分的濃度。
在ATR元件2的外側(cè)填充葡萄糖溶液作為本發(fā)明的試樣，圖2示出測(cè)量其吸光度特性的結(jié)果。作為試樣的葡萄糖溶液，采用濃度為1000mg/dl的溶液。
圖2所示實(shí)線示出如上所述將起偏器3設(shè)定成使P偏振光透射，并且在光波數(shù)從1000/cm到1125/cm的范圍利用光檢測(cè)器4對(duì)葡萄糖溶液的吸光度進(jìn)行分光測(cè)量的結(jié)果。虛線示出無(wú)起偏器3的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量時(shí)的結(jié)果。這樣將起偏器3設(shè)定成使P偏振光透射，容易了解從ATR元件2滲出的P偏振狀態(tài)的光的變化。
采用P偏振光時(shí)，分光特性的形狀與無(wú)偏振時(shí)幾乎相同，但各波長(zhǎng)上的吸光度大小差別大。例如，在波數(shù)為1080/cm時(shí)，無(wú)偏振的情況下吸光度為約0.0058，而采用P偏振光時(shí)吸光度增大到0.0073左右。
這是由于P偏振光比無(wú)偏振光更多地滲入葡萄糖溶液中，光線滲入較深，結(jié)果使光路實(shí)質(zhì)上加長(zhǎng)。
這種情況意味著高靈敏度檢測(cè)非常微弱的信號(hào)時(shí)，采用P偏振光進(jìn)行檢測(cè)較佳，如以上那樣采用P偏振光能得到較好的結(jié)果。
圖3示出采用嘴唇粘膜作為本發(fā)明試樣時(shí)P偏振狀態(tài)的光的吸光度特性。與圖2所示葡萄糖溶液的情況一樣，采用P偏振光時(shí)測(cè)得的吸光度比不用起偏器的無(wú)偏振時(shí)的吸光度大。例如，在波數(shù)為1080/cm時(shí)，無(wú)起偏器的無(wú)偏振光時(shí)吸光度為約0.007，而由于采用P偏振分量，吸光度大幅度增加到0.0125。
這是因?yàn)镻偏振光比無(wú)偏振光能更深地滲入嘴唇粘膜，結(jié)果使吸光度增大。
因此，即使嘴唇粘膜上存在唾液等障礙物質(zhì)，光也能通過(guò)該物質(zhì)到達(dá)嘴唇粘膜，所以不容易受障礙物質(zhì)的影響。這樣，本發(fā)明的特定成分濃度測(cè)量方法、裝置不局限于溶液，對(duì)嘴唇粘膜也有效。尤其測(cè)量嘴唇粘膜中的葡萄糖濃度時(shí)，利用P偏振光，從而能進(jìn)行精度高且使用上有效的測(cè)量。這樣，本實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測(cè)量裝置就能以非侵入方式測(cè)量嘴唇粘膜中的葡萄糖濃度等生物體內(nèi)特定成分的濃度。
以上的說(shuō)明中，所作闡述假設(shè)在包含波數(shù)1000/cm至1125/cm的范圍測(cè)量試樣中的葡萄糖濃度，但該范圍只是一個(gè)例子，也可在其他范圍測(cè)量葡萄糖濃度。
本實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測(cè)量裝置，作為生物體內(nèi)的特定成分，不限于測(cè)量葡萄糖濃度，對(duì)酒精濃度、膽固醇濃度等特定成分的濃度當(dāng)然也都能測(cè)量。
再者，本發(fā)明的特定成分濃度測(cè)量裝置不僅能測(cè)量溶液中存在的特定成分，而且能測(cè)量氣體的特定成分。圖4示出一例本發(fā)明用作氣體傳感器的情況。
圖4記述的濃度測(cè)量裝置中，孔7形成于存在任意種氣體的氣管6上以便能安裝導(dǎo)管5，并且將導(dǎo)管5插入孔7。導(dǎo)管5的前端設(shè)置作為本發(fā)明光學(xué)元件之一例的，ATR元件構(gòu)成的棱鏡8。由折射率比所設(shè)想進(jìn)行測(cè)量的氣體的折射率大足夠多的材料組成。棱鏡8具有斜面9和斜面11，前者用于進(jìn)行折射，以使從光源1入射的光照射到作為對(duì)象的氣體與棱鏡的界面10，后者用于進(jìn)行折射，以將界面10上全反射的光引導(dǎo)到光檢測(cè)器4。
下面說(shuō)明這樣構(gòu)成的濃度測(cè)量裝置的工作原理。從光源1出射的光在棱鏡8的斜面10上折射后，到達(dá)棱鏡8與氣體的界面10。界面10上全反射的光在棱鏡8的斜面11折射后，返回導(dǎo)管5內(nèi)，通過(guò)起偏器3到達(dá)光檢測(cè)器4。這時(shí)在界面10滲出部分光線，因而光檢測(cè)器4通過(guò)起偏器3分析受氣體影響的光。這時(shí)，如果將起偏器3設(shè)定成能透射P偏振波，則與上文所述的情況相同，能以更高精度分析氣體的成分。一旦棱鏡8表面上的氣體濃度發(fā)生變化，則返回的光的光量發(fā)生變化，因而與上文所述的情況相同，能根據(jù)光量決定氣體濃度。
這樣，利用圖4所示濃度測(cè)量裝置，則不從氣管6等抽取氣體，就能分析該氣體成分的濃度。
作為氣體，只要在所用光源的波長(zhǎng)上存在吸收，就能進(jìn)行檢測(cè)，例如能檢測(cè)酒精、水、二氧化碳等。
圖4所示的上述例子中，所作的說(shuō)明假設(shè)氣管6的孔7直接插入導(dǎo)管5，進(jìn)行氣體濃度測(cè)量，但也可做成在氣管6上設(shè)置測(cè)量用的閥(圖中未示出)，通過(guò)該閥安裝導(dǎo)管5的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，可在關(guān)閉該閥的狀態(tài)下將導(dǎo)管5裝到該閥的一端，而在測(cè)量氣體濃度時(shí)只要打開(kāi)該閥即可。
上述說(shuō)明中，所作闡述假設(shè)將起偏器3如圖1所示，配置在ATR元件與光檢測(cè)器4之間，但并不限于上述位置，只要在光源1與光檢測(cè)器4之間的光路上即可。這時(shí)也能取得與上文所述相同的效果。該情況下，起偏器3與例如光源1、光檢測(cè)器4、ATR元件2等合為一體也是理想的。以此可實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
圖5表示起偏器與ATR元件2合為一體的例子。圖5(a)為其立體圖，圖5(b)是從圖5(a)的A方向看的剖面圖。
對(duì)于ATR元件2光線入射或出射的面上形成作為本發(fā)明的起偏器的一個(gè)例子的線狀遮光膜62。作為遮光膜62的材料只要是對(duì)使用的光進(jìn)行反射或吸收的材料即可。然后，用例如掩模蒸鍍、光刻法制版等方法，在ATR元件2的光入射或出射面上形成遮光膜。
遮光膜62的厚度為10nm以上、1微米以下較佳，不到10nm，則光透射，超過(guò)1微米，則形成遮光膜62時(shí)的蒸鍍時(shí)間或蝕刻時(shí)間變長(zhǎng)，因而不理想。
作為遮光膜62形成的線與線的間隔設(shè)定為例如0.5微米至3微米。將線與線的間隔設(shè)定成這種間隔，能多透射圖5箭頭方向的P偏振光。雖然圖中未示出，但對(duì)遮光膜62而言，與該箭頭正交的偏振分量的光幾乎都被吸收而不能透射。
這樣使起偏器與ATR元件2合為一體，起偏器就不需要對(duì)ATR元件定位，因而濃度測(cè)量裝置組裝簡(jiǎn)單。而且對(duì)濃度測(cè)量裝置本身的小型化也有效。
圖6示出一例批量生產(chǎn)具有上述那種起偏器的ATR元件的情況。
如圖6所示，首先疊置多個(gè)ATR元件2。例如，圖6表示將3級(jí)ATR元件2疊在一起的例子。在這種情況下，疊置得使ATR元件2輸入輸出光的側(cè)面61對(duì)齊。
接著，在ATR元件61的入射面或出射面上用真空蒸鍍法等成膜手段形成遮光膜62。這樣能方便地在ATR上制作遮光膜。
利用這種制作方法，能在疊置在一起的ATR元件上統(tǒng)一形成起偏器，因而對(duì)批量生產(chǎn)有效。
以上的說(shuō)明中，所作闡述一直假設(shè)光源1是SiC光源，但也可將量子級(jí)聯(lián)激光光源用作光源1。量子級(jí)聯(lián)光源比上述SiC光源發(fā)熱量小，因而能抑制生物體或設(shè)備的熱損壞問(wèn)題，特別有用。
如上文所述，以上說(shuō)明的特定成分濃度測(cè)量方法不限于溶液，對(duì)嘴唇粘膜的特定成分測(cè)量、用作氣體傳感器的特定氣體成分測(cè)量也有效。
又，以上說(shuō)明的濃度測(cè)量裝置中，雖然圖中未示出，但也有在光源1與ATR元件2之間設(shè)置分光手段的情況。這樣，能測(cè)量特定成分的波長(zhǎng)分光特性，因此可取得各種波長(zhǎng)上的吸收特性，因而是理想的。尤其是采用干涉儀的FT-IR分光法能進(jìn)行高靈敏度測(cè)量，因此是理想的。
如上所述，采用本發(fā)明，則可提供能利用簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)方便地取得高信號(hào)強(qiáng)度，能高精度測(cè)量特定成分的濃度的特定成分濃度測(cè)量裝置和測(cè)量方法。本發(fā)明的特定成分濃度測(cè)量裝置和測(cè)量方法能在微弱信號(hào)得到放大的狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)，因而實(shí)用上有利。
又，以上的說(shuō)明中，所作闡述假設(shè)接收從試樣返回的光，根據(jù)所接收光的光量測(cè)量試樣中特定成分的濃度，但也可利用光的波長(zhǎng)變化、散射狀態(tài)等光量以外的參數(shù)代替光的光量，測(cè)量特定成分的濃度。即，本實(shí)施形態(tài)的特定成分濃度測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)上也可做成根據(jù)接收的光，測(cè)量試樣中特定成分的濃度的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，只要從界面滲出的光受與界面相接的試樣的影響，使光的波長(zhǎng)、散射狀態(tài)等發(fā)生變化，就能得到與上文所述相同的效果。
以上的說(shuō)明中，所作說(shuō)明假設(shè)接收從試樣返回的光，根據(jù)所接收的光測(cè)量試樣中特定成分的濃度，但所測(cè)量的不限于濃度，也可測(cè)量溫度，濕度、粘度、密度等濃度以外的信息。在這種情況下，可根據(jù)所接收的光，使上述信息與其對(duì)應(yīng)。在這種情況下也能得到與上文所述相同的效果。
以上的說(shuō)明中，將本發(fā)明的起偏器設(shè)定在其起作用的狀態(tài)下能夠使P偏振光通過(guò)，但本發(fā)明的起偏器不限于其作用狀態(tài)僅使P偏振分量的光通過(guò)，也可以是使P偏振分量的光比其他偏振分量的光通過(guò)得多的作用狀態(tài)，這時(shí)也能得到與上文所述相同的效果。
亦即，上述本發(fā)明的起偏器未必僅透射完全偏振狀態(tài)的光線，只要能透射比無(wú)偏振狀態(tài)下的P偏振分量多的P偏振狀態(tài)的光，就能得到與上文所述相同的效果。
又，本發(fā)明的范圍包含使用時(shí)支持著上面所述的ATR元件2的支持機(jī)構(gòu)。圖7示出一例這種支持機(jī)構(gòu)的剖面圖。
圖7所示的支持機(jī)構(gòu)71配置光源1、起偏器3、光檢測(cè)器4，并且具有支持ATR元件用的凹口73。而且，在凹口73又形成凹部72。該凹部72用于在圖8那樣使用并支持ATR元件2時(shí)，排除從ATR元件2滲出的光對(duì)支持手段的材料的影響。圖7示出與光源1、起偏器3和光檢測(cè)器4一起支持ATR元件2的機(jī)構(gòu)，但光源1、起偏器3或光檢測(cè)器4也可與支持機(jī)構(gòu)71分開(kāi)配置。這時(shí)，只要由支持機(jī)構(gòu)71支持ATR元件，并且配置光源1、起偏器3、光檢測(cè)器4以得到與上面所述相同的效果即可。
以上的說(shuō)明中，所作闡述一直假設(shè)本發(fā)明的光學(xué)元件是ATR元件2，但即使是ATR元件以外的元件，只要是進(jìn)行與上面所述相同作用的光學(xué)元件，任何元件均可。
本發(fā)明光檢測(cè)器也可以是MCT檢測(cè)器、熱電傳感器以外的光檢測(cè)器。
下面說(shuō)明本發(fā)明所涉及的本發(fā)明者的發(fā)明。本發(fā)明涉及的第1發(fā)明是這樣的特定成分信息測(cè)量方法，即其中具有對(duì)試樣照射光源的光線并且接收從所述試樣返回的光線的步驟、以及檢測(cè)所述接收的光并且根據(jù)所述檢測(cè)的光測(cè)量所述試樣中特定成分的信息的步驟，在所述光源與所述光檢測(cè)器之間的光路中設(shè)定起偏器，以使P偏振分量的光比其他偏振分量的光通過(guò)得得多，以檢測(cè)受所述試樣影響的P偏振分量的光。
本發(fā)明的第2發(fā)明是這樣的特定成分信息測(cè)量裝置，即具有光源、支持對(duì)試樣照射所述光源的光線并且接收從所述試樣返回的光線的光學(xué)元件用的支持機(jī)構(gòu)、檢測(cè)返回所述光學(xué)元件的光的光檢側(cè)器、和設(shè)定在所述光源與所述光檢測(cè)器之間的光路中并且使P偏振分量的光比其他偏振分量的光通過(guò)得更多的起偏器，根據(jù)由所述光檢測(cè)器檢測(cè)出的光，測(cè)量所述試樣中的特定成分的信息。
本發(fā)明的第3發(fā)明是對(duì)試樣照射光源的光線并且接收從所述試樣返回的光線的光學(xué)元件，由光檢測(cè)器檢測(cè)返回所述光學(xué)元件的光，在所述光源與所述光檢測(cè)器之間的光路中設(shè)定起偏器，以使P偏振分量的光比其他偏振分量的光多透射，并且根據(jù)所述光檢測(cè)器檢測(cè)出的光測(cè)量所述試樣中的特定成分的信息。
本發(fā)明涉及的第4發(fā)明是如第3發(fā)明所述的光學(xué)元件，而且在光輸入輸出的至少一部分上形成用于反射或吸收至少一部分所述P偏振分量以外的偏振分量的遮光膜，并且在所述形成的部分形成所述起偏器。
工業(yè)應(yīng)用性采用本發(fā)明，可提供不受試樣表面障礙物質(zhì)影響并且能得到高信號(hào)強(qiáng)度的特定成分信息測(cè)量裝置。
權(quán)利要求
1.一種特定成分信息測(cè)量裝置，其特征在于，具有光源、對(duì)試樣照射從所述光源射出的光并且接收從所述試樣返回的光的光學(xué)元件、檢測(cè)返回所述光學(xué)元件的光的光檢測(cè)器、以及設(shè)定在所述光源與所述光檢測(cè)器之間的光路中，并且使P偏振分量的光比其他偏振分量的光通過(guò)得更多的起偏器，根據(jù)由所述光檢測(cè)器檢測(cè)出的光，測(cè)量所述試樣中特定成分的信息。
2.如權(quán)利要求1所述的信息測(cè)量裝置，其特征在于，所述光檢測(cè)器檢測(cè)所述光的光量，所述信息是有關(guān)濃度的信息，根據(jù)所述光量測(cè)量所述濃度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的信息測(cè)量裝置，其特征在于，使所述光的波數(shù)與所述特定成分有對(duì)應(yīng)關(guān)系。
4.如權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其特征在于，所述光學(xué)元件是ATR元件，所述試樣配置成接觸所述ATR元件，所述光檢測(cè)器檢測(cè)從所述ATR元件滲到所述試樣的P偏振分量的光。
5.如權(quán)利要求2～4中的任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其特征在于，所述光的波數(shù)至少包含1000/cm至1125/cm的范圍，根據(jù)所述波數(shù)范圍的光量測(cè)量所述試樣中的葡萄糖濃度。
6.如權(quán)利要求1～5中的任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其特征在于，所述起偏器設(shè)置成與所述光學(xué)元件、所述光源或所述光檢測(cè)器合為一體。
7.如權(quán)利要求1～6中的任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其特征在于，所述光源是SiC光源或量子級(jí)聯(lián)光源。
8.如權(quán)利要求1～7中的任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其特征在于，所述光檢測(cè)器是MCT檢測(cè)器或熱電傳感器。
9.如權(quán)利要求6～8中的任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其特征在于，在所述光學(xué)元件、所述光源或所述光檢測(cè)器的對(duì)光進(jìn)行輸入輸出的至少一部分上形成用于反射或吸收所述P偏振分量以外的偏振分量的至少一部分用的遮光膜，在所述形成的部分上形成所述起偏器。
10.如權(quán)利要求9所述的信息測(cè)量裝置，其特征在于，由多個(gè)所述ATR元件形成所述光學(xué)元件，對(duì)所述多個(gè)ATR元件進(jìn)行準(zhǔn)直校正，使光的輸入輸出面對(duì)齊，在所述準(zhǔn)直校正后的面上形成所述遮光膜。
11如權(quán)利要求1～10中的任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其特征在于，所述光進(jìn)行照射的對(duì)象是生物體粘膜。
12.如權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的信息測(cè)量裝置，其特征在于，所述光進(jìn)行照射的對(duì)象是氣體。
全文摘要
本發(fā)明提供不受試樣表面障礙物質(zhì)影響且能得到高信號(hào)強(qiáng)度的特定成分信息測(cè)量裝置和測(cè)量方法。該測(cè)量裝置具有光源(1)、對(duì)試樣照射光源(1)的光線并且接收從所述試樣返回的光線的ATR元件(2)、檢測(cè)返回ATR元件(2)的光線的光檢測(cè)器(4)、以及設(shè)定在所述光源(1)與所述光檢測(cè)器(4)之間的光路中并且使P偏振分量的光比其他偏振分量的光通過(guò)得更多的起偏器(3)，根據(jù)由所述光檢測(cè)器(4)檢測(cè)出的光，測(cè)量所述試樣中特定成分的濃度等信息。
文檔編號(hào)G01N21/21GK1479864SQ02803286
公開(kāi)日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2002年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月28日
發(fā)明者內(nèi)田真司, 大嵨希代子, 代子 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社