JP2002131229A - 分光光度計用拡散反射光測定装置 - Google Patents
分光光度計用拡散反射光測定装置Info
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- JP2002131229A JP2002131229A JP2000328144A JP2000328144A JP2002131229A JP 2002131229 A JP2002131229 A JP 2002131229A JP 2000328144 A JP2000328144 A JP 2000328144A JP 2000328144 A JP2000328144 A JP 2000328144A JP 2002131229 A JP2002131229 A JP 2002131229A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光検出器へ導入する光の効率を改善する。
【解決手段】 測定対象物に近接する測光プローブ１の
先端では、照射側光ファイバ２と受光側光ファイバ３の
端面をそれぞれ列状に配列し、且つその列が交互になる
ように規則正しく配置する。これにより、或る照射側光
ファイバ２の端面の隣には受光側光ファイバ３の端面が
配置され、これにより拡散反射光の受光効率が向上す
る。
先端では、照射側光ファイバ２と受光側光ファイバ３の
端面をそれぞれ列状に配列し、且つその列が交互になる
ように規則正しく配置する。これにより、或る照射側光
ファイバ２の端面の隣には受光側光ファイバ３の端面が
配置され、これにより拡散反射光の受光効率が向上す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物に光を
照射し、その測定対象物の内部で拡散反射した光を光検
出器に導入するための分光光度計用の拡散反射光測定装
置に関する。この発明に係る装置は、特に、拡散反射光
を利用した分光測定により、生体表面に近い生体内部の
情報を取得するための生体情報測定装置に好適である。
照射し、その測定対象物の内部で拡散反射した光を光検
出器に導入するための分光光度計用の拡散反射光測定装
置に関する。この発明に係る装置は、特に、拡散反射光
を利用した分光測定により、生体表面に近い生体内部の
情報を取得するための生体情報測定装置に好適である。
【０００２】
【従来の技術】生体に特定波長の光を照射し、その生体
内部に入り込んで透過及び反射を繰り返し再び生体表面
に出てきた光を検出し、その吸光度等を算出することに
よって生体内部に関わる情報を取得する、という測定手
法が従来より知られている。例えば特開平７−１０３８
８８号公報には、このような手法により臓器移植の際の
ＨｂＮＯの濃度を測定する構成が記載されている。ま
た、特開平１１−１３７５３８号公報には、類似の手法
により血液中の血糖成分（グルコース）の濃度を測定す
ることが記載されている。
内部に入り込んで透過及び反射を繰り返し再び生体表面
に出てきた光を検出し、その吸光度等を算出することに
よって生体内部に関わる情報を取得する、という測定手
法が従来より知られている。例えば特開平７−１０３８
８８号公報には、このような手法により臓器移植の際の
ＨｂＮＯの濃度を測定する構成が記載されている。ま
た、特開平１１−１３７５３８号公報には、類似の手法
により血液中の血糖成分（グルコース）の濃度を測定す
ることが記載されている。
【０００３】このような測定を目的とする分光光度計で
は、測定対象物である生体自体を試料室内部に収容する
ことは不可能であるから、分光した光を取り出して生体
に照射するため、及び生体内部からの拡散反射光を光検
出器へ送るために、それぞれ光ファイバが非常に有用で
ある（例えば、上記特開平７−１０３８８８号公報に記
載の通り）。このような光ファイバを利用した測定装置
を用いれば、分光光度計本体から離れた位置に在る生体
の測定が可能であるとともに、狭い隙間等にある生体の
所定部位の測定も行うことができる。
は、測定対象物である生体自体を試料室内部に収容する
ことは不可能であるから、分光した光を取り出して生体
に照射するため、及び生体内部からの拡散反射光を光検
出器へ送るために、それぞれ光ファイバが非常に有用で
ある（例えば、上記特開平７−１０３８８８号公報に記
載の通り）。このような光ファイバを利用した測定装置
を用いれば、分光光度計本体から離れた位置に在る生体
の測定が可能であるとともに、狭い隙間等にある生体の
所定部位の測定も行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、拡散反
射光は生体内部から様々な方向に向かって出射するの
で、これを効率良く捕捉しないと十分な精度を得ること
ができない。光ファイバを用いない構成であれば、積分
球を利用して様々な方向に向かう反射光を集光して光検
出器に導入することができるが、光ファイバを利用する
場合にはこのような方法を採ることはできない。なお、
積分球を利用可能であったとしても、生体内部からの拡
散反射光のみならず、生体表面からの正反射光もその多
くを収集してしまうため、必ずしも精度の高い測定が行
えるとは限らない。
射光は生体内部から様々な方向に向かって出射するの
で、これを効率良く捕捉しないと十分な精度を得ること
ができない。光ファイバを用いない構成であれば、積分
球を利用して様々な方向に向かう反射光を集光して光検
出器に導入することができるが、光ファイバを利用する
場合にはこのような方法を採ることはできない。なお、
積分球を利用可能であったとしても、生体内部からの拡
散反射光のみならず、生体表面からの正反射光もその多
くを収集してしまうため、必ずしも精度の高い測定が行
えるとは限らない。
【０００５】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、拡散反
射光を利用した分光分析において、拡散反射光の受光効
率を向上することができる分光光度計用拡散反射光測定
装置を提供することにある。
成されたものであり、その目的とするところは、拡散反
射光を利用した分光分析において、拡散反射光の受光効
率を向上することができる分光光度計用拡散反射光測定
装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、測定対象物に光を照射し、該測定
対象物の内部で拡散反射した光を光検出器に導入するた
めの分光光度計用拡散反射光測定装置であって、複数本
の照射側光ファイバと複数本の受光側光ファイバとを備
え、測定対象物に対向する面内で、全体として、照射側
光ファイバの端面と受光側光ファイバの端面とがそれぞ
れ列状に配置され、且つその照射側光ファイバの列と受
光側光ファイバの列とが１乃至複数列毎に交互に配置さ
れた形状を有して成ることを特徴としている。
に成された本発明は、測定対象物に光を照射し、該測定
対象物の内部で拡散反射した光を光検出器に導入するた
めの分光光度計用拡散反射光測定装置であって、複数本
の照射側光ファイバと複数本の受光側光ファイバとを備
え、測定対象物に対向する面内で、全体として、照射側
光ファイバの端面と受光側光ファイバの端面とがそれぞ
れ列状に配置され、且つその照射側光ファイバの列と受
光側光ファイバの列とが１乃至複数列毎に交互に配置さ
れた形状を有して成ることを特徴としている。
【０００７】ここで、「全体として、照射側光ファイバ
の端面と受光側光ファイバの端面とがそれぞれ列状に配
置され、且つその照射側光ファイバの列と受光側光ファ
イバの列とが１乃至複数列毎に交互に配置された形状を
有して成る」という意味は、基本的には、照射側光ファ
イバの端面と受光側光ファイバの端面とがそれぞれ列状
に配列され、且つその照射側光ファイバの列と受光側光
ファイバの列とが１乃至複数列毎に交互に配置された形
状を有するものの、例えば、全体の光ファイバの本数か
らみればごく少数の光ファイバが不規則な位置に在るよ
うな場合も含む、という意味である。
の端面と受光側光ファイバの端面とがそれぞれ列状に配
置され、且つその照射側光ファイバの列と受光側光ファ
イバの列とが１乃至複数列毎に交互に配置された形状を
有して成る」という意味は、基本的には、照射側光ファ
イバの端面と受光側光ファイバの端面とがそれぞれ列状
に配列され、且つその照射側光ファイバの列と受光側光
ファイバの列とが１乃至複数列毎に交互に配置された形
状を有するものの、例えば、全体の光ファイバの本数か
らみればごく少数の光ファイバが不規則な位置に在るよ
うな場合も含む、という意味である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明による分光光度計用
拡散反射光測定装置の一実施例である測光プローブにつ
いて、図面を参照して説明する。図１は本実施例の測光
プローブ１を用いた分光光度計の概略構成図、図２はこ
の測光プローブ１の外観図、図３はこの測光プローブ１
の測定対象側端面の平面図である。
拡散反射光測定装置の一実施例である測光プローブにつ
いて、図面を参照して説明する。図１は本実施例の測光
プローブ１を用いた分光光度計の概略構成図、図２はこ
の測光プローブ１の外観図、図３はこの測光プローブ１
の測定対象側端面の平面図である。
【０００９】図１に示す分光光度計において、光源５か
ら発した光は分光器６に導入され、そこで所定波長を有
する単色光が取り出される。その単色光は照射側光ファ
イバ２を通して測定対象である生体９近傍に導かれ、測
光プローブ１の先端から生体９に向けて照射される。こ
の単色光の波長は測定したい生体の情報の種類等に依っ
ても異なるが、いずれにしても生体９の内深部までは入
り込みにくい波長が選定される。本願発明者らのシミュ
レーション計算によれば、波長１．３〜２．５μｍの範
囲では、最大でも１．４ｍｍ 程度しか生体内部まで入
り込まない。そこで、例えばこのような波長範囲又はこ
れに近い波長を選定することができる。
ら発した光は分光器６に導入され、そこで所定波長を有
する単色光が取り出される。その単色光は照射側光ファ
イバ２を通して測定対象である生体９近傍に導かれ、測
光プローブ１の先端から生体９に向けて照射される。こ
の単色光の波長は測定したい生体の情報の種類等に依っ
ても異なるが、いずれにしても生体９の内深部までは入
り込みにくい波長が選定される。本願発明者らのシミュ
レーション計算によれば、波長１．３〜２．５μｍの範
囲では、最大でも１．４ｍｍ 程度しか生体内部まで入
り込まない。そこで、例えばこのような波長範囲又はこ
れに近い波長を選定することができる。
【００１０】照射光は生体９の内部に若干入り込み、そ
の内部で透過及び反射して生体９から出てゆく。この拡
散反射光の一部は測光プローブ１の先端に到達し、受光
側光ファイバ３を通って光検出器７に導入される。光検
出器７は受光強度に応じた電気信号を出力し、信号処理
部８はその信号に基づいて吸光度などを算出し、更に所
定の計算式を利用して必要な生体情報に換算する。
の内部で透過及び反射して生体９から出てゆく。この拡
散反射光の一部は測光プローブ１の先端に到達し、受光
側光ファイバ３を通って光検出器７に導入される。光検
出器７は受光強度に応じた電気信号を出力し、信号処理
部８はその信号に基づいて吸光度などを算出し、更に所
定の計算式を利用して必要な生体情報に換算する。
【００１１】測光プローブ１にあっては、照射側光ファ
イバ２及び受光側光ファイバ３の端面が略面一に揃うよ
うに、その端部が円筒状のバンドル金具４で保持・固定
されている。本例では、照射側光ファイバ２及び受光側
光ファイバ３はそれぞれ５８本の光ファイバが束になっ
たものである。
イバ２及び受光側光ファイバ３の端面が略面一に揃うよ
うに、その端部が円筒状のバンドル金具４で保持・固定
されている。本例では、照射側光ファイバ２及び受光側
光ファイバ３はそれぞれ５８本の光ファイバが束になっ
たものである。
【００１２】図３に示すように、バンドル金具４の内側
にあっては、照射側光ファイバ２及び受光側光ファイバ
３の端面は所定の規則をもって配列されている。具体的
には、照射側光ファイバ２と受光側光ファイバ３とはそ
れぞれほぼ直線状に並べられ、しかもそれが１列ずつ交
互になるように秩序よく配列されている。但し、ちょう
ど中央の部分では照射側光ファイバ２の端面（黒丸）列
中に１個のみ受光側光ファイバ３の端面（白丸）が存在
しているが、これは照射側光ファイバ２と受光側光ファ
イバ３との本数を揃えるためであって、上記規則を大き
く逸脱するものではない。
にあっては、照射側光ファイバ２及び受光側光ファイバ
３の端面は所定の規則をもって配列されている。具体的
には、照射側光ファイバ２と受光側光ファイバ３とはそ
れぞれほぼ直線状に並べられ、しかもそれが１列ずつ交
互になるように秩序よく配列されている。但し、ちょう
ど中央の部分では照射側光ファイバ２の端面（黒丸）列
中に１個のみ受光側光ファイバ３の端面（白丸）が存在
しているが、これは照射側光ファイバ２と受光側光ファ
イバ３との本数を揃えるためであって、上記規則を大き
く逸脱するものではない。
【００１３】照射側光ファイバ２及び受光側光ファイバ
３の端面を上記のように配列した場合、いずれかの光フ
ァイバの端面がかたまった部分が存在せず、或る照射側
光ファイバ２の端面のいずれかの隣には受光側光ファイ
バ３の端面が必ず存在する（当然のことながら、最外周
の光ファイバ端面を除く）。これに対し、本実施例のよ
うに意図的に光ファイバを配列せず、単にバンドル金具
等で束ねた場合、照射側光ファイバ２の端面と受光側光
ファイバ３の端面とが不規則に並んだ、いわゆるランダ
ム配列を有する。このようなランダム配列の場合、或る
照射側光ファイバ２の端面の隣に受光側光ファイバ３の
端面が存在するとは限らず、多くの場合、いずれか又は
両方の光ファイバの端面が集中的にかたまった部分が生
じる。
３の端面を上記のように配列した場合、いずれかの光フ
ァイバの端面がかたまった部分が存在せず、或る照射側
光ファイバ２の端面のいずれかの隣には受光側光ファイ
バ３の端面が必ず存在する（当然のことながら、最外周
の光ファイバ端面を除く）。これに対し、本実施例のよ
うに意図的に光ファイバを配列せず、単にバンドル金具
等で束ねた場合、照射側光ファイバ２の端面と受光側光
ファイバ３の端面とが不規則に並んだ、いわゆるランダ
ム配列を有する。このようなランダム配列の場合、或る
照射側光ファイバ２の端面の隣に受光側光ファイバ３の
端面が存在するとは限らず、多くの場合、いずれか又は
両方の光ファイバの端面が集中的にかたまった部分が生
じる。
【００１４】このような配列の相違は、次のような効果
の差となって現れる。図４は、本実施例による秩序的な
配列とランダム配列とによる受光効率の差をシミュレー
ション計算によって求めた結果である。ここでは、ラン
ダム配列で波長を１．５８μｍとしたときの受光効率を
１００とし、他をそれに対する比率で示している。この
図から明らかなように、本実施例に係る端面配列によれ
ば、より多くの拡散反射光を光検出器７へ導入すること
ができる。
の差となって現れる。図４は、本実施例による秩序的な
配列とランダム配列とによる受光効率の差をシミュレー
ション計算によって求めた結果である。ここでは、ラン
ダム配列で波長を１．５８μｍとしたときの受光効率を
１００とし、他をそれに対する比率で示している。この
図から明らかなように、本実施例に係る端面配列によれ
ば、より多くの拡散反射光を光検出器７へ導入すること
ができる。
【００１５】また、図１に示すように、生体９の表面に
対して略垂直方向から光を照射すると、生体９表面で正
反射した光が測光プローブ１に戻ってきてしまうが、斜
め方向から生体９に向けて光を照射すれば、正反射光は
測光プローブ１に入射せず、拡散反射光のみを受光する
ことができる。
対して略垂直方向から光を照射すると、生体９表面で正
反射した光が測光プローブ１に戻ってきてしまうが、斜
め方向から生体９に向けて光を照射すれば、正反射光は
測光プローブ１に入射せず、拡散反射光のみを受光する
ことができる。
【００１６】なお、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨の範囲で適宜修正や変形を行えることは明らかで
ある。例えば、光源５、分光器６、光検出器７の種類や
構成は本発明を限定するものではない。また、照射側光
ファイバ２、受光側光ファイバ３ともに、そのサイズや
本数は限定されず、またバンドル金具４の形状も限定す
るものではない。
の趣旨の範囲で適宜修正や変形を行えることは明らかで
ある。例えば、光源５、分光器６、光検出器７の種類や
構成は本発明を限定するものではない。また、照射側光
ファイバ２、受光側光ファイバ３ともに、そのサイズや
本数は限定されず、またバンドル金具４の形状も限定す
るものではない。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明に係る分光光度計用
拡散反射光測定装置によれば、測定対象物に光を照射す
る照射側光ファイバと拡散反射光を受ける受光側光ファ
イバとをその端面の配列が規則正しくなるように配列し
たため、測定対象物の内部に入り込んで拡散反射した光
を効率的に受光することができる。これにより、分光分
析のＳ／Ｎ比やダイナミックレンジの向上に寄与する。
また、上述したようなランダム配列の場合には、各装置
毎にその配列が相違するため、装置間の測定結果の差が
避けられないが、本発明に係る分光光度計用拡散反射光
測定装置によれば、装置間の差もなくなり、複数の測定
結果の比較精度が向上する。
拡散反射光測定装置によれば、測定対象物に光を照射す
る照射側光ファイバと拡散反射光を受ける受光側光ファ
イバとをその端面の配列が規則正しくなるように配列し
たため、測定対象物の内部に入り込んで拡散反射した光
を効率的に受光することができる。これにより、分光分
析のＳ／Ｎ比やダイナミックレンジの向上に寄与する。
また、上述したようなランダム配列の場合には、各装置
毎にその配列が相違するため、装置間の測定結果の差が
避けられないが、本発明に係る分光光度計用拡散反射光
測定装置によれば、装置間の差もなくなり、複数の測定
結果の比較精度が向上する。
【図１】 本発明の一実施例による分光光度計の概略構
成図。
成図。
【図２】 この分光光度計の測光プローブの外観図。
【図３】 この測光プローブの測定対象側端面の平面
図。
図。
【図４】 本実施例による測光プローブの受光効率の改
善効果を示すシミュレーション計算結果。
善効果を示すシミュレーション計算結果。
１…測光プローブ ２…照射側光ファイバ ３…受光側光ファイバ ４…バンドル金具 ５…光源 ６…分光器 ７…光検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 測定対象物に光を照射し、該測定対象物
の内部で拡散反射した光を光検出器に導入するための分
光光度計用拡散反射光測定装置であって、 複数本の照射側光ファイバと複数本の受光側光ファイバ
とを備え、 測定対象物に対向する面内で、全体として、照射側光フ
ァイバの端面と受光側光ファイバの端面とがそれぞれ列
状に配置され、且つその照射側光ファイバの列と受光側
光ファイバの列とが１乃至複数列毎に交互に配置された
形状を有して成ることを特徴とする分光光度計用拡散反
射光測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000328144A JP2002131229A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 分光光度計用拡散反射光測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000328144A JP2002131229A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 分光光度計用拡散反射光測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002131229A true JP2002131229A (ja) | 2002-05-09 |
Family
ID=18805044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000328144A Pending JP2002131229A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 分光光度計用拡散反射光測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002131229A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010533055A (ja) * | 2007-07-13 | 2010-10-21 | オール プロテクト，リミティド ライアビリティ カンパニー | 検体に対する非侵襲的分光計測装置およびその方法 |
-
2000
- 2000-10-27 JP JP2000328144A patent/JP2002131229A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010533055A (ja) * | 2007-07-13 | 2010-10-21 | オール プロテクト，リミティド ライアビリティ カンパニー | 検体に対する非侵襲的分光計測装置およびその方法 |
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