JP2002340790A

JP2002340790A - Ｓｐｒセンサ装置

Info

Publication number: JP2002340790A
Application number: JP2001144230A
Authority: JP
Inventors: Kazuyasu Suzuki; 和保鈴木; Kenichi Uchiyama; 兼一内山; Mitsuhiro Negami; 光弘根上; Muneaki Nakamura; 宗昭中村
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で携帯が可能なＳＰＲセンサ装置を提供
することを、その目的とする。【解決手段】表面プラズモン共鳴を生じさせるＳＰＲ
センサプレート７と、このＳＰＲセンサプレート７に対
してそれぞれ異なる波長の光を入射する少なくとも２つ
の光源３と、これら各光源３の光源光強度及び各波長の
光がＳＰＲセンサプレートを透過した後の透過光強度と
を測定する受光部１１ａ，１１ｂと、各光源光強度に対
する各透過光強度を透過率として算出すると共にこれら
各透過率の差を算出する演算部と、透過率の差とＳＰＲ
センサプレートの屈折率との関係を予め屈折率情報とし
て記憶する記憶部とを備え、演算部は、透過率の差及び
屈折率情報とに基づいてＳＰＲセンサプレートの屈折率
を特定する屈折率特定機能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＰＲセンサ装置
に係り、特に、抗原抗体反応をリアルタイムで測定で
き、特定の蛋白質の検出，細菌の検出，ウィルスの検出
等に用いられるＳＰＲセンサ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＳＰＲ（表面プラズモン共
鳴：Surface Plazmon Resonance)センサ装置の一例とし
ては、光源にハロゲンランプを用いると共に、ＳＰＲセ
ンサ部を通過した光の波長分布を分析するために分光器
を用いていた。ハロゲンランプは広い波長範囲の光を含
んでいるために、分光器でなければ波長分布を分析でき
なかった。従って、このような構成のＳＰＲセンサ装置
では、分光器とこの分光器からの出力を計算処理するた
めの電子計算機が必須であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例には以下のような不都合があった。即ち、一般的に
分光器は高価であり、一方、電子計算機は所定の大きさ
を有しているので、結果としてＳＰＲセンサ装置の低コ
スト化及び小型化の実現が困難である、という不都合を
生じていた。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、小型で携帯可能なＳＰＲセンサ装置を
提供することを、その目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、表面プラズモン共鳴を生じさせるＳ
ＰＲセンサプレートと、このＳＰＲセンサプレートに対
してそれぞれ異なる波長の光を入射する少なくとも２つ
の光源と、これら各光源の光源光強度及び各波長の光が
ＳＰＲセンサプレートを透過した後の透過光強度とを測
定する受光部と、各光源光強度に対する各透過光強度を
透過率として算出すると共にこれら各透過率の差を算出
する演算部と、透過率の差とＳＰＲセンサプレートの屈
折率との関係を予め屈折率情報として記憶する記憶部と
を備え、演算部は、透過率の差及び屈折率情報とに基づ
いてＳＰＲセンサプレートの屈折率を特定する屈折率特
定機能を有する、という構成を採っている。

【０００６】以上のように構成されたことにより、先
ず、一方の光源が点灯する。そして、この一方の光源か
ら出射した光の光源光強度が測定される。また、光源か
らの光は、ＳＰＲセンサプレートに入射する。ＳＰＲセ
ンサプレートに入射した透過光は、ＳＰＲセンサプレー
ト内で反射を繰り返して、その後にＳＰＲセンサプレー
トから出射する。ＳＰＲセンサプレートから出射した透
過光は、受光部によってその光強度が透過光強度として
測定される。そして、光源光強度と透過光強度の情報
は、演算部に送られる。演算部では、透過光強度を光源
光強度で除することにより、ＳＰＲセンサプレートでの
光の透過率が算定される。ここで、一方の光源は消灯す
る。次に、他方の光源が点灯する。そして、一方の光源
の場合と同様に、異なる波長の光について、ＳＰＲセン
サプレートでの光の透過率が算定される。

【０００７】次に、一方の光源の光の透過率と他方の光
源の光の透過率に基づいて、ＳＰＲセンサプレートの屈
折率が特定される。具体的に説明すると、記憶部には予
め各波長の光の透過率の差とＳＰＲセンサプレートの屈
折率との関係が記憶されている。このため、演算部は取
得された透過率の差に対応する屈折率を記憶部から特定
して出力する。

【０００８】

【発明の実施の形態】［全体概要］本発明の一実施形態
を図面に基づいて説明する。

【０００９】図１は、本発明の第１の実施形態を示す斜
視図である。このＳＰＲセンサ装置１は、光源３として
の２つの発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という）３
ａ，３ｂと、ＳＰＲセンサプレート７と、ＬＥＤ３ａ、
３ｂの光をＳＰＲセンサプレート７に導入する二分岐光
ファイバ９とを備えている。更に、ＳＰＲセンサ装置１
は、光源３の光源光強度及びＳＰＲセンサプレート７を
透過した光の透過光強度を測定する受光部１１ａ，１１
ｂとしてのフォトダイオードを備えている。また、ＳＰ
Ｒセンサ装置１は、各波長の光の透過率の差とＳＰＲセ
ンサプレートの屈折率との関係を記憶する記憶部１９
と、光源光強度及び透過光強度を受信して演算処理する
演算部１３と、この演算部１３での演算結果を表示する
表示部１７を有している。

【００１０】［ＳＰＲセンサプレート］先ず、ＳＰＲセ
ンサプレート７について説明する。このＳＰＲセンサプ
レート７は、光導波路として光が透過しやすい透明板７
ａと、この透明板７ａの表面に形成される金属薄膜７ｂ
からなる。透明板７ａはガラスやプラスチック等からな
る。ただし、透明な部材であって所定の強度を有するも
のであれば、特にガラスやプラスチックに限定されるも
のではない。

【００１１】本実施形態の透明板７ａは、平面形状が矩
形状をしている。これは、各ＬＥＤ３ａ、３ｂの光を透
明板７ａの一方の入射端面から入射させて、他方の出射
端面から出射させるためである。当該実施形態では、光
の光路に沿った方向の方が長く形成された長方形である
が、本発明はこのような長方形に限定されるものではな
く、光路に沿った方向の方が短い長方形や、正方形であ
ってもよい。

【００１２】また、透明板７ａの各端面（入射端面及び
出射端面）は光が入射し、もしくは、出射しやすいよう
に、研磨処理が施されている。これらの端面が研磨され
ていないと、各ＬＥＤ３ａ，３ｂの光が透明板７ａに入
射する際に乱反射して、光の強度が低下してしまうから
である。また、乱反射による光強度の低下は透明板７ａ
から光が出射する時も同様である。一方、透明板７ａの
端面のうち、光路を挟んで左右の各端面（右端面及び左
端面）は、特に研磨処理を施す必要はない。これらの各
端面は直接光が透過する面ではないからである。逆に、
外部からの不要な光の進入を防止するために、遮光処理
を施すようにしてもよい。ここで、遮光処理としては、
遮光用塗料を塗布する等の手段が考えられる。

【００１３】次に透明板７ａの表面について説明する。
この透明板７ａの表面には、上記したように金属薄膜７
ｂが形成されている。この金属薄膜７ｂは、表面プラズ
モン共鳴現象を生じさせるためのものであり、本実施形
態では材質として金（Ａｕ）を用いている。ただし、金
属薄膜７ｂの材質としては金に限定されるものではな
く、表面プラズモン共鳴現象を生じさせる材質であれば
どのようなものを採用してもよい。

【００１４】また、実際に免疫反応の測定などに用いら
れるＳＰＲセンサプレート７の場合には、上記金属薄膜
７ｂの上には所定の誘電体膜（図示略）が形成され、更
にこの誘電体膜の表面に抗原や抗体が固定されている。
これは、ＳＰＲセンサプレート７が、表面プラズモン共
鳴による誘電率の変化に基づいて、免疫反応等の結果を
測定することができるものだからである。即ち、誘電体
膜に固定された抗原や抗体が反応した場合には、誘電体
膜の誘電率が変化する。そして、この誘電率の変化は金
属薄膜７ｂでの屈折率の変化として現れ、屈折率の変化
を当該ＳＰＲセンサプレート７で検出できるからであ
る。

【００１５】ここで、本実施形態のＳＰＲセンサプレー
ト７では、透明板７ａの一方の表面（図１ではおもて
面）の全面に金属薄膜７ｂが形成されている。しかしな
がら、本発明はこれに限定されるものではなく、透明板
７ａの表面の周囲部には金属薄膜７ｂを形成しないよう
にしてもよい。

【００１６】［光源］次に、図１に基づいて光源３につ
いて説明する。本実施形態のＳＰＲセンサ装置１で用い
られる光源３は、２つのＬＥＤ３ａ，３ｂである。これ
らのＬＥＤ３ａ，３ｂは市販されているものである。こ
こで、各ＬＥＤ３ａ，３ｂはそれぞれ出射する光の波長
が相互に異なっている。そして、後述する二分岐光ファ
イバ９によって、それぞれのＬＥＤ３ａ，３ｂの光がＳ
ＰＲセンサプレート７に導入されるようになっている。

【００１７】各ＬＥＤ３ａ，３ｂは、ＳＰＲセンサプレ
ート７の入射端面側に配置されている。また、各ＬＥＤ
３ａ、３ｂは図示しない発光制御部に接続されており、
各ＬＥＤ３ａ、３ｂの発光及び消灯はこの発光制御部に
よって制御される。尚、光源として用いるものとして
は、一例として波長が４６０［ｎｍ］のＬＥＤ３ａと、
波長が６６０［ｎｍ］のＬＥＤ３ｂである。ただし、こ
れらの波長はあくまでも一例であり、測定したい屈折率
の範囲に応じて最適なものを選択して使用する。

【００１８】［二分岐光ファイバ］次に、二分岐光ファ
イバ９について説明する。この二分岐光ファイバ９は、
上記した２つのＬＥＤ３ａ、３ｂからの光を、ＳＰＲセ
ンサプレート７へ導入するためのものである。具体的な
形状としては、各ＬＥＤ３ａ、３ｂ側が２つに分岐して
おり、ＳＰＲセンサプレート７側が１本になっている。
これによって、各ＬＥＤ３ａ、３ｂを移動させることな
く、各ＬＥＤ３ａ，３ｂの光をＳＰＲセンサプレート７
の入射端面に入射させることができる。

【００１９】また、この二分岐光ファイバ９の材質は透
明であれば種々のものが考えられる。たとえばガラスや
プラスチックなどを使用したものである。なお、図示は
しないが、仮に三種類のＬＥＤを使用する場合には、三
分岐光ファイバを用いることは言うまでもない。

【００２０】［受光部］次に、受光部１１ａ，１１ｂに
ついて説明する。受光部１１ａ，１１ｂは、光強度を測
定するためのものであり、本実施形態ではフォトダイオ
ードを使用している。この受光部１１ａ，１１ｂのう
ち、一方の受光部１１ａは、ＳＰＲセンサプレート７の
出射端面側に配置されており、他方の受光部１１ｂはＳ
ＰＲセンサプレートの出射端面側に配置されている。そ
して、光源３から出射された光の光源光強度が受光部１
１ｂで測定されると共に、ＳＰＲセンサプレート７を透
過して出射端面から出射した光の透過光強度が受光部１
１ａで測定される。但し、各ＬＥＤ３ａ，３ｂの光源光
強度が不変の場合には、受光部１１ｂは不要となる。な
ぜなら、予め、記憶部１９に各ＬＥＤ３ａ，３ｂの光源
光強度を記憶しておけばよいからである。

【００２１】［演算部］次に演算部１３について説明す
る。この演算部１３は、受光部１１ａ，１１ｂで測定さ
れた光源光強度及び透過光強度に関する情報を用いて、
ＳＰＲセンサプレート７の屈折率を特定する屈折率特定
機能を有している。この演算部１３の具体的な構成とし
ては種々のものが考えられるが、例えばＡ／Ｄコンバー
タと、ＣＰＵとメモリ（いずれも図示略）とを備えてい
る。

【００２２】Ａ／Ｄコンバータは、受光部１１ａ，１１
ｂからのアナログの出力信号をデジタル信号に変換する
ものである。また、ＣＰＵは、Ａ／Ｄコンバータでデジ
タル信号に変換された透過光強度に関する情報に基づい
て、ＳＰＲセンサプレートの屈折率を特定するものであ
る。また、メモリには、受光部１１ａ，１１ｂで得られ
た光源光強度や透過光強度に関する情報が一時的に保持
されるようになっている。

【００２３】また、ＳＰＲセンサ装置１には、所定の記
憶部１９が装備されている。この記憶部１９は、各波長
の光のＳＰＲセンサプレート７での透過率の差とＳＰＲ
センサプレートの屈折率との関係を屈折率情報として記
憶している。そして、記憶部１９に記憶されたこの屈折
率情報を演算部１３が読み出して、最終的にＳＰＲセン
サプレートの屈折率が演算部１３で特定される。なお、
実際に受光部１１ａ，１１ｂで得られた光源光強度及び
透過光強度に基づいてＳＰＲセンサプレートの屈折率を
特定する測定原理については後述する。

【００２４】［表示部］次に表示部について説明する。
この表示部は演算部で特定された屈折率を表示するため
のものである。具体的には、液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）などが用いられる。ただし、ＣＰＵでの演算結果を
表示できるものであれば、その種類は問わない。

【００２５】［測定原理］次に、本実施形態にかかるＳ
ＰＲセンサ装置１による測定原理を説明する。先ず、Ｓ
ＰＲセンサプレート７に形成されている金属薄膜７ｂ
は、可視光領域の波長の光について、屈折率の分散特性
を有している。ここで、分散特性というのは、異なる波
長の光ごとに、金属薄膜の屈折率が異なっていることを
示す。

【００２６】図２について説明すると、横軸はＳＰＲセ
ンサプレートの金属薄膜７ｂに接するサンプル溶液の屈
折率を表し、縦軸はＳＰＲセンサプレートでの光の透過
率を示している。また、この図では、波長が４７０［ｎ
ｍ］から６６０［ｎｍ］までの１１種類の光についての
透過率を表示している。このように、ＳＰＲセンサプレ
ート７を透過する各波長の光の透過率は、それぞれ異な
る屈折率でその値が低下する。特に、波長が５６２［ｎ
ｍ］以上の光の場合には、特定の屈折率で透過率の最小
値が現れている。

【００２７】例えば、波長が６６０［ｎｍ］の光の透過
率は、サンプル溶液の屈折率が約1.42で最小値を示して
いる。また、波長が５６２［ｎｍ］の光の場合には、サ
ンプル溶液の屈折率が約1.35の時に透過率が最小値を示
している。これは、金属薄膜（本実施形態では金(Au)）
の分散特性による。

【００２８】次に、具体的に屈折率を特定する手法につ
いて説明する。図３は、図２に示した分散特性に基づい
て、２つの波長の光の透過率の差をグラフに表したもの
である。このように２つの波長の光を用いるのは、透過
率の差を使用することで、広い屈折率の範囲にわたっ
て、透過率の曲線の傾きが大きくなり、サンプル溶液の
屈折率を特定する時の精度が向上するからである。尚、
図３は、２つの波長の光の透過率の差を求めた上で、曲
線を縦軸方向に適当な量だけシフトさせた図である。

【００２９】実際に図３を参照して説明する。ここでは
説明を簡略化するために、一例として波長が５２５［ｎ
ｍ］と波長が６６０［ｎｍ］の２種類の光の分散特性に
着目した場合を説明する。図３中の●印で結ばれた曲線
が、波長が５２５［ｎｍ］の光の透過率から波長が６６
０［ｎｍ］の光の透過率を減じて縦軸方向に所定量だけ
シフトさせた時の透過率曲線を示している。例えば、各
光の透過率の差が約0.7である場合には、屈折率は約1.4
0あるいは1.43であることが分かる。屈折率が1.40か1.4
3のいずれであるかを決定するためには、各波長の光の
透過率に基づいて図２を用いれば容易に特定することが
できる。尚、この縦軸に記載している値は、あくまでも
相対値を示しているものであり、この値自体に量的な意
味はない。

【００３０】このように、本実施形態では、特定の波長
の光を出射する２つの光源を備え、これらの光がＳＰＲ
センサプレート７を通過した場合に、それぞれの光のＳ
ＰＲセンサプレート７での透過率を測定し、その透過率
の差を演算することで、簡単にＳＰＲセンサプレート７
上の金属薄膜７ｂと接するサンプル溶液の屈折率を特定
することができる。

【００３１】以上は、光源光強度を測定した上で、透過
率としてＳＰＲセンサプレート７を透過した透過光強度
を光源光強度で除した値を用いる場合について説明し
た。しかしながら、本発明はこれに限定されるものでは
ない。即ち、記憶部１９に、透過光強度とサンプル溶液
の屈折率との関係を予め記憶しておき、この記憶部１９
の屈折率情報に基づいてサンプル溶液の屈折率を特定す
るようにしてもよい。この場合には、ＳＰＲセンサプレ
ート７を透過した透過光強度を光源光強度で除する工程
が省略できるので、演算が簡素化される。但し、この場
合には各光源３の光源光強度が変化しないという条件が
必要である。

【００３２】［具体的測定方法］次に、図１に基づいて
具体的測定方法について説明する。上記したように、光
源３として２つのＬＥＤ３ａ，３ｂが備えられている。
そして、これらのＬＥＤ３ａ，３ｂは相互に波長が異な
る光を出射するものである。

【００３３】先ず最初に、図示しない発光制御部によっ
て第１のＬＥＤ３ａが点灯する（図４中のステップＳ
１）。そして、受光部１１ｂで光源光強度を測定する
（ステップＳ２）。光源光強度を測定する場合には、二
分岐光ファイバ９の端部を受光部１１ｂに向けるか、あ
るいは、ミラー等（図示略）で受光部１１ｂにＬＥＤ３
ａの光を反射させる必要がある。そして、この光源光強
度を演算部１３のメモリに記憶しておく。次に、ＳＰＲ
センサプレート７を透過した光の透過光強度を受光部１
１ａで測定する（ステップＳ３）。そして、測定された
透過光強度の情報も一旦演算部１３のメモリに記憶して
おく。次に、第１のＬＥＤ３ａは消灯され（ステップＳ
４）、第２のＬＥＤ３ｂが点灯する（ステップＳ５）。
そして、このときの光源光強度及び透過光強度も受光部
１１ａ，１１ｂで測定する（ステップＳ６及びステップ
Ｓ７）。そして、この測定された光源光強度及び透過光
強度の情報も演算部１３のメモリに記憶される。

【００３４】次に、上記工程で測定されたそれぞれの波
長の光の光源光強度と透過光強度に基づいて、演算部１
３で屈折率を特定する。具体的には、各ＬＥＤ３ａ，３
ｂの光の透過率を算出し（ステップＳ８）、これら各透
過率の差を算出する（ステップＳ９）。ここで、記憶部
１９には、透過率の差に対する屈折率の関係（屈折率情
報）が記憶されている。このため、２つの波長の光の透
過率の差に基づいて、記憶部から対応する屈折率情報を
読み出すことで、金属薄膜に接するサンプル溶液の屈折
率を特定できる（ステップＳ１０）。そして、読み出さ
れた屈折率が表示部に表示される。このように、金属薄
膜に接するサンプル溶液の屈折率が特定できると、ＳＰ
Ｒセンサプレート上において生じている免疫反応を測定
することができる。

【００３５】［第２の実施形態］次に、本発明の第２の
実施形態について図５に基づいて説明する。本実施形態
にかかるＳＰＲセンサ装置１ｂでは、ＳＰＲセンサ装置
本体２１に対して、ＳＰＲセンサプレート２３が取り外
し可能に構成されている。より詳しく説明すると、ＳＰ
Ｒセンサ装置本体２１は、内部に２つの光源（図示略）
と、ＳＰＲセンサプレート２３を透過した光の光強度を
測定するフォトダイオードとを備え、さらに表面に表示
部としてのＬＣＤ２５を備えている。

【００３６】また、ＳＰＲセンサプレート２３には流路
２７が設けられており、センサセルユニットとなってい
る。このセンサセルユニットの流路２７は検体（サンプ
ル）溶液を流すための流路である。また、図中の穴２８
は光が透過する領域である。

【００３７】［第３の実施形態］次に、本発明の第３の
実施形態について図６に基づいて説明する。この実施形
態では、プリズム３５を用いている点に特徴を有してい
る。より詳しく説明すると、ＳＰＲセンサ装置本体３３
には、所定の測定プローブ３１が装着されている。本実
施形態のＳＰＲセンサ装置本体３３には、２つのＬＥＤ
と、フォトダイオード、演算部，記憶部及び表示部（い
ずれも図示略）とが収納されている。

【００３８】測定プローブ３１は、第１の導波管３７
と、ＳＰＲセンサプレート４１と、プリズム３５と、更
に第２の導波管３９とからなる。第１の導波管３７は、
ＳＰＲセンサ装置本体３３の光源からの光をＳＰＲセン
サプレート４１に導入するためのものである。このた
め、第１の導波管３７はガラスやプラスティックなどの
透明な部材により構成されている。この第１の導波管３
７は、光ファイバで構成することもできるし、内壁が平
滑な金属パイプなどから構成してもよい。

【００３９】また、第１の導波管３７の先端部前方部分
には、ＳＰＲセンサプレート４１が装着されている。こ
のＳＰＲセンサプレート４１は、上記した第２の実施形
態と同様に、取り換えが可能となっている。このＳＰＲ
センサプレート４１の構造は、すでに説明したものと同
様である。

【００４０】次に、プリズム３５について説明する。こ
のプリズム３５は、ＳＰＲセンサプレート４１に接触し
て配置されている。具体的な形状としては、略二等辺三
角形である。そして、この三角形の底面に相当する部分
がＳＰＲセンサプレート４１に接触している。また、プ
リズム３５の各斜面に相当する部分には、アルミニウム
などの材質からなる反射膜が被覆されている。この反射
膜は、真空蒸着などの手法によって形成されている。

【００４１】このプリズム３５の機能について説明する
と、ＳＰＲセンサプレート４１を透過した光が、プリズ
ム３５の底面から入射し、プリズム３５の一方の斜面で
反射する。そして、この反射した光はプリズム３５の底
面と略平行にプリズム内を進み、他方の斜面で再度反射
する。そして、プリズム３５の底面から出射する。

【００４２】プリズム３５から出射した光は、次に第２
の導波管３９に導入される。第２の導波管３９は、プリ
ズム３５からＳＰＲセンサ装置本体３３まで一体的に形
成されている。このため、プリズム３５から出射した光
は第２の導波管３９を透過して、ＳＰＲセンサ装置本体
３３に導入される。

【００４３】なお、第１の導波管３７と第２の導波管３
９とは、コネクタなどを介してＳＰＲセンサ装置本体３
３に対して着脱可能な構成とすることが望ましい。

【００４４】［第４の実施形態］次に、第４の実施形態
について図７に基づいて説明する。この実施形態にかか
るＳＰＲセンサ装置１ｄは、第１の実施形態と主要な構
成を共通にしている。しかしながら、本実施形態では、
二分岐光ファイバが省略されている点が、第１の実施形
態と異なる。すなわち、本実施形態のＳＰＲセンサ装置
１ｄでは、ＳＰＲセンサプレート４３の近傍に光源３と
して２つのＬＥＤ３ａ，３ｂが配設されている。

【００４５】各ＬＥＤ３ａ，３ｂは、ＳＰＲセンサプレ
ート７の入射端面に位置するように配置されて、それぞ
れのＬＥＤ３ａ，３ｂが図示しない発光制御部に接続さ
れている。そして、それぞれのＬＥＤ３ａ，３ｂが切り
替わって点灯するようになっている。そのほかの機能は
第１の実施形態と同様である。

【００４６】［第５の実施形態］次に、第５の実施形態
について図８に基づいて説明する。ここで、図８はＳＰ
Ｒセンサプレート５１近傍の構成要素のみ記載し、その
他の部分を省略している。この実施形態では、ＳＰＲセ
ンサプレート５１自体の構造に特徴がある。すなわち、
当該実施形態のＳＰＲセンサ装置１ｅでは、ＳＰＲセン
サプレート４１の入射端面と出射端面が共通である点に
特徴を有している。

【００４７】具体的に説明すると、ＳＰＲセンサプレー
ト５１の一端面は平滑に研磨されており、この端面が光
の入射端面及び出射端面になっている。一方、ＳＰＲセ
ンサプレート５１の他端面は、金が蒸着されていて入射
端面から入射した光がこの他端面で反射するように反射
面５３になっている。

【００４８】そして、入射端面の近傍に光ファイバ５５
が配設されており、この光ファイバ５５に光源（図示
略）からの光が導入されるようになっている。従って、
光ファイバ５５に導入された光は、ＳＰＲセンサプレー
ト５１の入射端面から入射して、ＳＰＲセンサプレート
５１内を透過してゆく。そして、他端面で反射して、Ｓ
ＰＲセンサプレート５１内を逆方向に透過してゆく。こ
の反射した光は、ＳＰＲセンサプレート５１の出射端面
から出射して、受光部５７によって出射した光の透過光
強度が測定される。

【００４９】本実施形態のように、光がＳＰＲセンサプ
レート５１内を反射する構造の場合には、単純に光が透
過する場合と比較して、光路の長さが２倍程度になるの
で、測定感度を向上させることが可能となる。

【００５０】［第６の実施形態］次に、第６の実施形態
について図９に基づいて説明する。この実施形態にかか
るＳＰＲセンサ装置１ｆは、上記した第５の実施形態の
構造と近似しているが、本実施形態では、ＳＰＲセンサ
プレート６１の形状に特徴を有している。即ち、当該Ｓ
ＰＲセンサ装置１ｆのＳＰＲセンサプレート６１は、他
端部が略台形状をしている。即ち、矩形のＳＰＲセンサ
プレートの２つの角部が傾斜面６３ａ，６３ｂとなって
いる。そして、これらの各傾斜面６３ａ，６３ｂには、
アルミや金からなる金属の薄膜が蒸着され、所定の反射
面となっている。

【００５１】当該実施形態のＳＰＲセンサ装置１ｆの動
作を説明すると、光ファイバ６５を透過してきた光は、
光ファイバ６５の先端から出射し、ＳＰＲセンサプレー
ト６１の入射端面から入射する。そして、この光はＳＰ
Ｒプレート６１内を透過して、第１の傾斜面６３ａで反
射する。ここで、第１の傾斜面６３ａは光路の方向に対
して略４５度の角度で形成されている。このため、透過
してきた光はこの第１の傾斜面６３ａで略直角に反射す
る。

【００５２】次に、第１の傾斜面６３ａで反射した光
は、第２の傾斜面６３ｂに向かって進み、再度第２の傾
斜面６３ｂで反射する。ここで、第２の反射面６３ｂは
第１の反射面６３ａと同様の角度で傾斜しているので、
光は略直角に反射する。この結果、ＳＰＲセンサプレー
ト６１に入射した光は、入射した方向とは逆の方向に進
み、入射端面と同じ端面（出射端面）から出射する。

【００５３】ＳＰＲセンサプレート６１から出射した光
は、その出射端面の近傍に配置されている受光部６７に
入射して、この受光部６７によって光強度が測定される
ようになっている。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＳＰＲセ
ンサ装置は、波長の異なる２つの光源を用い、これらの
光がＳＰＲセンサプレートを透過するときの透過率の差
に基づいて、ＳＰＲセンサプレートの屈折率を求める。
特に、本発明では、光源としてＬＥＤを用いることがで
き、また、受光部としてフォトダイオードを用いること
ができる。

【００５５】従って、電源として乾電池を使用した簡易
な構造でＳＰＲセンサプレートによる様々な測定をする
ことが可能となる。このことは、ＳＰＲセンサ装置を携
帯型にできることを意味するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す説明図である。

【図２】ＳＰＲセンサプレートの波長に対する分散特性
を示す図であり、横軸はＳＰＲセンサプレートの屈折率
を示し、縦軸はＳＰＲセンサプレートの透過率を示す。

【図３】ＳＰＲセンサプレートの波長に対する分散特性
を示す図であり、横軸はＳＰＲセンサプレートの屈折率
を示し、縦軸はＳＰＲセンサプレートの２つの光の透過
率の差を示す。

【図４】本実施形態による測定工程を示すフローチャー
トである。

【図５】本発明の第２の実施形態を示す説明図である。

【図６】本発明の第３の実施形態を示す説明図である。

【図７】本発明の第４の実施形態を示す説明図である。

【図８】本発明の第５の実施形態を示す説明図である。

【図９】本発明の第６の実施形態を示す説明図である。

【符号の説明】１ＳＰＲセンサ装置３光源３ａ，３ｂＬＥＤ７ＳＰＲセンサプレート１１ａ，１１ｂ受光部（フォトダイオード）１３演算部１７表示部１９記憶部

フロントページの続き (72)発明者根上光弘神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号スズキ株式会社横浜研究所内 (72)発明者中村宗昭神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号スズキ株式会社横浜研究所内Ｆターム(参考） 2G059 AA02 AA05 BB12 CC16 EE01 EE04 EE11 GG02 GG03 HH02 HH06 JJ12 JJ17 JJ22 KK01 MM01 MM09 MM10 PP04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面プラズモン共鳴を生じさせるＳＰＲ
センサプレートと、このＳＰＲセンサプレートに対して
それぞれ異なる波長の光を入射する少なくとも２つの光
源と、これら各光源の光源光強度及び各波長の光が前記
ＳＰＲセンサプレートを透過した後の透過光強度とを測
定する受光部と、前記各光源光強度に対する各透過光強
度を透過率として算出すると共にこれら各透過率の差を
算出する演算部と、前記透過率の差と前記ＳＰＲセンサ
プレートの屈折率との関係を予め屈折率情報として記憶
する記憶部とを備え、前記演算部は、前記透過率の差及び前記屈折率情報に基
づいて前記ＳＰＲセンサプレートの屈折率を特定する屈
折率特定機能を有することを特徴としたＳＰＲセンサ装
置。
【請求項２】前記ＳＰＲセンサプレートは、透明な板
状の透明板と、この透明板上に形成される金属薄膜とを
備えることを特徴とした請求項１記載のＳＰＲセンサ装
置。
【請求項３】前記光源は、少なくとも波長が４６０
［ｎｍ］の光と波長が６６０［ｎｍ］の光を出射するＬ
ＥＤからなることを特徴とした請求項１又は２記載のＳ
ＰＲセンサ装置。
【請求項４】前記受光部は、フォトダイオードからな
ることを特徴とした請求項１，２又は３記載のＳＰＲセ
ンサ装置。