JP2003307488A - Measuring apparatus - Google Patents

Measuring apparatus

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JP2003307488A JP2002088864A JP2002088864A JP2003307488A JP 2003307488 A JP2003307488 A JP 2003307488A JP 2002088864 A JP2002088864 A JP 2002088864A JP 2002088864 A JP2002088864 A JP 2002088864A JP 2003307488 A JP2003307488 A JP 2003307488A
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity
    • G01N21/552Attenuated total reflection
    • G01N21/553Attenuated total reflection and using surface plasmons

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform an accurate measurement even if a sample is reinstalled in a measuring apparatus for observing a time change in total reflection attenuation for the same measurement unit. <P>SOLUTION: In a sensor for detecting light beams L1 that are totally reflected on an interface 11a while the light beams L1 are made incident at various angles to obtain total reflection conditions on an interface 11a on a thin-film layer 12 on a dielectric block 11, light beams L2 for measuring slope are made incident to the interface 11a, the light beams 12 for measuring inclination being reflected by the interface 11a are received by a light detection means 37, the slope between the first and second measurements for measuring the total reflection attenuation on the interface 11a is obtained, and the second measurement value is corrected by a signal-processing section 20 according to the obtained slope. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表面プラズモンの
発生を利用して試料中の物質を定量分析する表面プラズ
モンセンサー等の測定装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a measuring device such as a surface plasmon sensor for quantitatively analyzing a substance in a sample by utilizing the generation of surface plasmons.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属中においては、自由電子が集団的に
振動して、プラズマ波と呼ばれる粗密波が生じる。そし
て、金属表面に生じるこの粗密波を量子化したものは、
表面プラズモンと呼ばれている。
2. Description of the Related Art In a metal, free electrons oscillate collectively to generate compression waves called plasma waves. And, the quantized compression wave generated on the metal surface is
It is called surface plasmon.

【0003】従来より、この表面プラズモンが光波によ
って励起される現象を利用して、試料中の物質を定量分
析する表面プラズモンセンサーが種々提案されている。
そして、それらの中で特に良く知られているものとし
て、 Kretschmann配置と称される系を用いるものが挙げ
られる(例えば特開平6−167443号参照)。
Conventionally, various surface plasmon sensors have been proposed for quantitatively analyzing a substance in a sample by utilizing the phenomenon that the surface plasmon is excited by a light wave.
Among them, one that is particularly well known is one that uses a system called Kretschmann arrangement (see, for example, JP-A-6-167443).

【0004】上記の系を用いる表面プラズモンセンサー
は基本的に、例えばプリズム状に形成された誘電体ブロ
ックと、この誘電体ブロックの一面に形成されて試料に
接触させられる金属膜と、光ビームを発生させる光源
と、上記光ビームを誘電体ブロックに対して、該誘電体
ブロックと金属膜との界面で全反射条件が得られ、かつ
表面プラズモン共鳴による全反射減衰が生じ得るように
種々の角度で入射させる光学系と、上記界面で全反射し
た光ビームの強度を測定して表面プラズモン共鳴の状
態、つまり全反射減衰の状態を検出する光検出手段とを
備えてなるものである。
A surface plasmon sensor using the above system basically emits a light beam and a dielectric block formed in a prism shape, a metal film formed on one surface of the dielectric block and brought into contact with a sample. With respect to the light source to be generated and the above-mentioned light beam with respect to the dielectric block, the total reflection condition can be obtained at the interface between the dielectric block and the metal film, and the total reflection attenuation due to the surface plasmon resonance can occur at various angles. And an optical system for measuring the intensity of the light beam totally reflected at the interface to detect the state of surface plasmon resonance, that is, the state of attenuated total reflection.

【0005】なお上述のように種々の入射角を得るため
には、比較的細い光ビームを入射角を変えて上記界面に
入射させてもよいし、あるいは光ビームに種々の角度で
入射する成分が含まれるように、比較的太い光ビームを
上記界面に収束光状態であるいは発散光状態で入射させ
てもよい。前者の場合は、入射した光ビームの入射角の
変化にしたがって反射角が変化する光ビームを、上記反
射角の変化に同期して移動する小さな光検出器によって
検出したり、反射角の変化方向に沿って延びるエリアセ
ンサによって検出することができる。一方後者の場合
は、種々の反射角で反射した光ビームの成分を全て受光
できる方向に延びるエリアセンサによって検出すること
ができる。
In order to obtain various incident angles as described above, a relatively thin light beam may be incident on the above interface by changing the incident angle, or a component incident on the light beam at various angles. Therefore, a relatively thick light beam may be incident on the interface in a convergent light state or a divergent light state. In the former case, a light beam whose reflection angle changes according to the change of the incident angle of the incident light beam is detected by a small photodetector that moves in synchronization with the change of the above-mentioned reflection angle, or the direction of change of the reflection angle. It can be detected by an area sensor extending along. On the other hand, in the latter case, all the components of the light beam reflected at various reflection angles can be detected by the area sensor extending in the direction in which the light beam can be received.

【0006】上記構成の表面プラズモンセンサーにおい
て、光ビームを金属膜に対して全反射角以上の特定入射
角θSPで入射させると、該金属膜に接している試料中
に電界分布をもつエバネッセント波が生じ、このエバネ
ッセント波によって金属膜と試料との界面に表面プラズ
モンが励起される。エバネッセント光の波数ベクトルが
表面プラズモンの波数と等しくて波数整合が成立してい
るとき、両者は共鳴状態となり、光のエネルギーが表面
プラズモンに移行するので、誘電体ブロックと金属膜と
の界面で全反射した光の強度が鋭く低下する。この光強
度の低下は、一般に上記光検出手段により暗線として検
出される。
In the surface plasmon sensor having the above structure, when a light beam is incident on the metal film at a specific incident angle θ SP which is equal to or greater than the total reflection angle, an evanescent wave having an electric field distribution in the sample in contact with the metal film. Is generated, and surface plasmons are excited at the interface between the metal film and the sample by this evanescent wave. When the wave vector of the evanescent light is equal to the wave number of the surface plasmon and the wave number matching is established, both are in a resonance state and the energy of the light is transferred to the surface plasmon, so that at the interface between the dielectric block and the metal film. The intensity of the reflected light sharply decreases. This decrease in light intensity is generally detected as a dark line by the light detecting means.

【0007】なお上記の共鳴は、入射ビームがp偏光の
ときにだけ生じる。したがって、光ビームがp偏光で入
射するように予め設定しておく、もしくは、p偏光成分
のみを検出するように設定しておく必要がある。
The above resonance occurs only when the incident beam is p-polarized. Therefore, it is necessary to set in advance that the light beam is incident with p-polarized light, or to detect only the p-polarized component.

【0008】この全反射減衰(ATR)が生じる入射角
θSPから表面プラズモンの波数が分かると、試料の誘
電率が求められる。すなわち表面プラズモンの波数をK
SP、表面プラズモンの角周波数をω、cを真空中の光
速、εとεをそれぞれ金属、試料の誘電率とす
ると、以下の関係がある。
When the wave number of the surface plasmon is known from the incident angle θ SP at which this attenuated total reflection (ATR) occurs, the dielectric constant of the sample can be obtained. That is, the wave number of the surface plasmon is K
Let SP be the angular frequency of surface plasmons be ω, c be the speed of light in a vacuum, ε m and ε S be the metal, and the permittivity of the sample respectively, and the following relationships are established.

【0009】[0009]

【数1】 試料の誘電率εが分かれば、所定の較正曲線等に基
づいて試料中の特定物質の濃度が分かるので、結局、上
記反射光強度が低下する入射角θSPを知ることによ
り、試料の誘電率つまりは屈折率に関連する特性を求め
ることができる。
[Equation 1] If the permittivity ε S of the sample is known, the concentration of the specific substance in the sample can be known based on a predetermined calibration curve or the like. Therefore, by finally knowing the incident angle θ SP at which the reflected light intensity decreases, the dielectric constant of the sample can be determined. A property related to the index, that is, the refractive index can be obtained.

【0010】また、全反射減衰(ATR)を利用する類
似のセンサーとして、例えば「分光研究」第47巻 第
1号(1998)の第21〜23頁および第26〜27
頁に記載がある漏洩モードセンサーも知られている。こ
の漏洩モードセンサーは基本的に、例えばプリズム状に
形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一
面に形成されたクラッド層と、このクラッド層の上に形
成されて、試料に接触させられる光導波層と、光ビーム
を発生させる光源と、上記光ビームを上記誘電体ブロッ
クに対して、該誘電体ブロックとクラッド層との界面で
全反射条件が得られ、かつ光導波層での導波モードの励
起による全反射減衰が生じ得るように種々の角度で入射
させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度
を測定して導波モードの励起状態、つまり全反射減衰状
態を検出する光検出手段とを備えてなるものである。
As a similar sensor utilizing the attenuated total reflection (ATR), for example, "Spectroscopic Research" Vol. 47, No. 1 (1998), pages 21 to 23 and 26 to 27.
Leakage mode sensors described on the page are also known. This leaky mode sensor is basically formed by, for example, a dielectric block formed in a prism shape, a clad layer formed on one surface of the dielectric block, and formed on the clad layer and brought into contact with a sample. An optical waveguide layer, a light source for generating a light beam, and the light beam with respect to the dielectric block, a total reflection condition is obtained at the interface between the dielectric block and the cladding layer, and the light guide layer is used. The optical system that is incident at various angles so that the attenuation of the total reflection due to the excitation of the wave mode may occur, and the intensity of the light beam totally reflected at the interface is measured to determine the excited state of the guided mode, that is, the attenuated total reflection state. And a light detecting means for detecting.

【0011】上記構成の漏洩モードセンサーにおいて、
光ビームを誘電体ブロックを通してクラッド層に対して
全反射角以上の入射角で入射させると、このクラッド層
を透過した後に光導波層においては、ある特定の波数を
有する特定入射角の光のみが導波モードで伝搬するよう
になる。こうして導波モードが励起されると、入射光の
ほとんどが光導波層に取り込まれるので、上記界面で全
反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。
そして導波光の波数は光導波層の上の試料の屈折率に依
存するので、全反射減衰が生じる上記特定入射角を知る
ことによって、試料の屈折率や、それに関連する試料の
特性を分析することができる。
In the leak mode sensor having the above structure,
When a light beam is incident on the cladding layer through the dielectric block at an angle of incidence equal to or more than the total reflection angle, only light with a specific incident angle having a specific wave number is transmitted in the optical waveguide layer after passing through the cladding layer. It propagates in the guided mode. When the guided mode is excited in this manner, most of the incident light is taken into the optical waveguide layer, so that the total reflection attenuation occurs in which the intensity of the light totally reflected at the interface sharply decreases.
Since the wave number of the guided light depends on the refractive index of the sample on the optical waveguide layer, the refractive index of the sample and the related characteristics of the sample are analyzed by knowing the above-mentioned specific incident angle at which attenuation of total reflection occurs. be able to.

【0012】なお、表面プラズモンセンサーもしくは漏
洩モードセンサー等の全反射を利用した測定装置として
は、光を界面に全反射条件が得られる入射角で入射さ
せ、その光によるエバネッセント波の発生により、界面
で全反射した光の状態の変化を測定することにより被測
定物質の特性分析等を行うに際して、前述の全反射減衰
を生じる特定入射角の測定をする装置のほか、複数の波
長の光ビームを界面に入射させ、角波長毎の全反射減衰
の程度を検出する装置、あるいは、光ビームを界面に入
射させるとともに、この光ビームの一部を、界面入射前
に分割し、この分割した光ビームを界面で反射した光ビ
ームと干渉させて、該干渉の状態を測定する装置等種々
のタイプがある。
As a measuring device utilizing total internal reflection such as a surface plasmon sensor or a leaky mode sensor, light is made incident on the interface at an incident angle at which total reflection conditions are obtained, and the evanescent wave is generated by the light, so that the interface In order to analyze the characteristics of the substance to be measured by measuring the change in the state of the light totally reflected by, the device for measuring the specific incident angle that causes the attenuation of total reflection described above, as well as the light beams of multiple wavelengths A device that detects the degree of attenuation of total reflection for each angular wavelength by making it incident on the interface, or a light beam is made incident on the interface, and a part of this light beam is split before it enters the interface. There are various types such as a device that interferes with a light beam reflected by an interface to measure the state of the interference.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したタイプの
従来の表面プラズモンセンサーや漏洩モードセンサーに
おいて、一つの試料(同一測定ユニット)について時間
をおいて複数回測定し、その状態の変化を調べる必要が
ある場合、複数の試料について効率的な測定を行うため
に、試料を誘電体ブロック毎交換して測定を行うことが
ある。この場合、一つの試料について測定装置から一旦
取り外した後、再度セッティングを行って測定を行う
と、最初のベースライン(前記界面)と後のベースライ
ンとの間に差(傾き)が生じるという欠点がある。ベー
スラインの傾きが、前述の種々の入射角度で入射させる
光ビームの該入射角を変化させる縦方向の傾きである
と、検出している反射光の角度にもずれが生じることと
なり測定精度が低下してしまう。
In the conventional surface plasmon sensor or leak mode sensor of the type described above, it is necessary to measure one sample (same measurement unit) a plurality of times with time, and to examine the change in the state. In some cases, in order to perform efficient measurement on a plurality of samples, the samples may be exchanged for each dielectric block to perform the measurement. In this case, if one sample is once removed from the measuring device and then set again to perform measurement, a difference (tilt) is generated between the first baseline (the above interface) and the subsequent baseline. There is. If the inclination of the baseline is the inclination in the vertical direction that changes the incident angle of the light beam incident at the various incident angles described above, the angle of the reflected light that is detected is also displaced, and the measurement accuracy is reduced. Will fall.

【0014】また、試料を交換しなくても、複数の試料
を回転台に載せて回転させている間に、振動等でベース
ラインの傾きが微妙に変化することもある。そのような
場合にも、複数回測定する間に生じたベースラインの傾
きは測定誤差の原因になる。
Further, even if the samples are not replaced, the inclination of the baseline may be slightly changed due to vibration or the like while the plurality of samples are placed on the turntable and rotated. Even in such a case, the inclination of the baseline generated during multiple measurements causes a measurement error.

【0015】また、反射光の角度にずれを生じる、すな
わち光ビームの入射角度を変化させる縦方向の傾きのみ
ならず、該縦方向と交わる横方向への界面の傾きが生じ
ると、反射光の反射方向が変化するために反射光が光検
出手段の受光面に受光されない場合が生じるという問題
があり、界面の縦横方向のいずれの傾きも測定精度の低
下につながる。
Further, when the angle of the reflected light is deviated, that is, not only the vertical inclination that changes the incident angle of the light beam but also the inclination of the interface in the horizontal direction intersecting with the vertical direction occurs, the reflected light is reflected. There is a problem in that the reflected light may not be received by the light receiving surface of the light detection means due to the change of the reflection direction, and any inclination in the vertical and horizontal directions of the interface leads to a decrease in measurement accuracy.

【0016】本発明は上記の事情に鑑みて、同一測定ユ
ニットを複数回測定する場合においても測定精度の高い
測定装置を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a measuring device having high measurement accuracy even when the same measuring unit is measured a plurality of times.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の測定装置
は、透明な誘電体ブロック、およびこの誘電体ブロック
の一面に形成された薄膜層を備えてなる測定ユニット
と、光ビームを、前記誘電体ブロックに対して該誘電体
ブロックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる
ように種々の入射角度で入射させる光ビーム入射手段
と、前記界面で全反射した光ビームの所定の偏光成分を
受光する光検出手段とを備え、同一測定ユニットについ
て前記測定を複数回行い、該複数回の測定の間における
全反射減衰の状態の変化を検出する測定装置において、
前記複数回の測定の間における前記界面の前記入射角度
を変化させる縦方向の傾きを測定する縦傾き測定手段
と、該縦傾き測定手段により測定された前記縦方向の傾
きに応じて、該傾きによる誤差を補正した測定値を得る
演算手段とを備えたことを特徴とするものである。
A first measuring device of the present invention comprises a transparent dielectric block, a measuring unit comprising a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, and a light beam. Light beam incidence means for making the dielectric block incident at various incident angles so that total reflection conditions can be obtained at the interface between the dielectric block and the thin film layer, and a predetermined value for the light beam totally reflected at the interface. In the measuring device, which comprises a light detecting means for receiving the polarized light component of, performs the measurement a plurality of times on the same measurement unit, and detects a change in the state of attenuation of total reflection during the plurality of measurements,
Vertical tilt measuring means for measuring a vertical tilt that changes the incident angle of the interface between the plurality of measurements, and the tilt according to the vertical tilt measured by the vertical tilt measuring means. And an arithmetic means for obtaining a measured value in which an error due to the above is corrected.

【0018】上記測定装置は、前記薄膜層を、金属膜か
らなるものとし、前述の表面プラズモン共鳴による効果
を利用して測定を行なうように構成されたものとしても
よい。
The measuring device may be configured such that the thin film layer is made of a metal film and the measurement is performed by utilizing the effect of the surface plasmon resonance described above.

【0019】また、上記測定装置は、前記薄膜層を、誘
電体ブロックの前記一面に形成されたクラッド層と該ク
ラッド層上に形成された光導波層からなるものとし、該
光導波層における導波モードの励起による効果を利用し
て測定を行なうように構成されたものとしてもよい。
Further, in the above measuring apparatus, the thin film layer comprises a clad layer formed on the one surface of the dielectric block and an optical waveguide layer formed on the clad layer. The measurement may be performed by utilizing the effect of the excitation of the wave mode.

【0020】本発明の第2の測定装置は、透明な誘電体
ブロック、およびこの誘電体ブロックの一面に形成され
た薄膜層を備えてなる測定ユニットと、光ビームを、前
記誘電体ブロックに対して該誘電体ブロックと前記薄膜
層との界面で全反射条件が得られる入射角度で入射させ
る光ビーム入射手段と、前記界面で全反射した光ビーム
の所定の偏光成分を受光する光検出手段とを備え、同一
測定ユニットについて前記測定を複数回行い、該複数回
の測定の間における全反光の状態の変化を検出する測定
装置において、前記複数回の測定の間における前記界面
の前記入射角度を変化させる縦方向の傾きを測定する縦
傾き測定手段と、該縦傾き測定手段により測定された前
記縦方向の傾きに応じて、該傾きによる誤差を補正する
ように前記測定ユニット、前記光ビーム入射手段および
/または前記光検出手段を調整する縦方向調整手段とを
備えたことを特徴とするものである。
A second measuring device of the present invention is a measuring unit comprising a transparent dielectric block and a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, and a light beam to the dielectric block. And a light detection means for receiving a predetermined polarization component of the light beam totally reflected at the interface, and a light beam incidence means for making the incident angle at which the total reflection condition is obtained at the interface between the dielectric block and the thin film layer. In the measuring device for detecting a change in the state of total reflection during the plurality of measurements, the incident angle of the interface between the plurality of measurements is performed. A vertical inclination measuring unit that measures a vertical inclination to be changed, and the measurement unit that corrects an error caused by the inclination according to the vertical inclination measured by the vertical inclination measuring unit. Tsu bets, is characterized in that a longitudinal adjustment means for adjusting the light beam projecting means and / or the light detecting means.

【0021】上記測定装置は、前記薄膜層を、金属膜か
らなるものとし、前述の表面プラズモン共鳴による効果
を利用して測定を行なうように構成されたものとしても
よい。
The measuring device may be configured such that the thin film layer is made of a metal film and the measurement is performed by utilizing the effect of the surface plasmon resonance described above.

【0022】また、上記測定装置は、前記薄膜層を、誘
電体ブロックの前記上面に形成されたクラッド層と該ク
ラッド層上に形成された光導波層からなるものとし、該
光導波層における導波モードの励起による効果を利用し
て測定を行なうように構成されたものとしてもよい。
Further, in the above measuring apparatus, the thin film layer is composed of a clad layer formed on the upper surface of the dielectric block and an optical waveguide layer formed on the clad layer. The measurement may be performed by utilizing the effect of the excitation of the wave mode.

【0023】なお、上記第2の測定装置において、「全
反射光の状態の変化」を検出するとは、第1の測定装置
と同様に、界面に対して種々の入射角度で入射させた光
ビームの該界面での反射光を検出して、全反射減衰の状
態の変化を検出するものであってもよいし、また、D.V.
Noort,K.johansen,C.-F.Mandenius, Porous Gold in Su
rface Plasmon Resonance Measurement, EUROSENSORS X
III, 1999, pp.585-588に記載されているように、複数
の波長の光ビームを前記界面で全反射条件が得られる入
射角で入射させ、各波長毎に前記界面で全反射した光ビ
ームの強度を測定して、各波長毎の全反射減衰の程度を
検出するものであってもよい。さらに、P.I.Nikitin,A.
N.Grigorenko,A.A.Beloglazov,M.V.Valeiko,A.I.Savchu
k,O.A.Savchuk, Surface Plasmon Resonance Interfero
metry for Micro-Array Biosensing, EUROSENSORS XII
I, 1999, pp.235-238 に記載されているように、光ビー
ムを前記界面で全反射条件が得られる入射角で入射させ
るとともに、この光ビームの一部を、この光ビームが前
記界面に入射する前に分割し、この分割した光ビーム
を、前記界面で全反射した光ビームと干渉させて、その
干渉後の光ビームの強度の変化を検出するものであって
もよい。
In the second measuring device, "to detect the change in the state of the total reflection light" means to detect the light beam incident on the interface at various incident angles, as in the first measuring device. It is also possible to detect the change in the state of attenuation of total reflection by detecting the reflected light at the interface of
Noort, K.johansen, C.-F.Mandenius, Porous Gold in Su
rface Plasmon Resonance Measurement, EUROSENSORS X
As described in III, 1999, pp.585-588, a light beam having a plurality of wavelengths is made incident at an incident angle at which total reflection conditions are obtained at the interface, and light totally reflected at the interface for each wavelength. The intensity of the beam may be measured to detect the degree of attenuation of total reflection for each wavelength. In addition, PINikitin, A.
N.Grigorenko, AABeloglazov, MVValeiko, AISavchu
k, OASavchuk, Surface Plasmon Resonance Interfero
metry for Micro-Array Biosensing, EUROSENSORS XII
As described in I, 1999, pp.235-238, the light beam is made incident at an incident angle at which total reflection conditions are obtained at the interface, and a part of this light beam The light beam may be split before it is incident on the laser beam, and the split light beam may be caused to interfere with the light beam totally reflected at the interface to detect a change in the intensity of the light beam after the interference.

【0024】上記において、「前記界面で全反射した光
ビームの所定の偏光成分を受光して」とは、光ビーム
が、全反射光の状態を観測可能な所定の直線偏光であれ
ば、そのまま受光するようにセットされていればよく、
また複数の偏光成分を有するものであれば、検光子等の
光学素子を用いて全反射光の状態を観測可能な所定の直
線偏光成分のみを受光するようにセットされていればよ
い。
In the above description, "to receive a predetermined polarization component of the light beam totally reflected at the interface" means that the light beam is a predetermined linearly polarized light capable of observing the state of totally reflected light, as it is. It only needs to be set to receive light,
Further, if it has a plurality of polarization components, it may be set so as to receive only a predetermined linear polarization component capable of observing the state of totally reflected light using an optical element such as an analyzer.

【0025】「前記界面の前記入射角度を変化させる縦
方向の傾き」とは、ある基準となる界面位置からの傾き
であり、所定の一回(例えば初回)の測定時における界
面位置からの傾きであってもよいし、複数回の測定時の
界面の平均位置からの傾きからであってもよい。
The "vertical inclination of the interface which changes the incident angle" is an inclination from a reference interface position, and is an inclination from the interface position at a predetermined one time (for example, the first time) measurement. Or the inclination from the average position of the interface during a plurality of measurements.

【0026】なお、前記縦傾き測定手段が測定する「縦
方向の傾き」は、界面の縦方向の傾きの角度そのもので
あってもよいし、それに対応する特性値であってもよ
い。
The "vertical tilt" measured by the vertical tilt measuring means may be the angle of the vertical tilt of the interface itself, or a characteristic value corresponding thereto.

【0027】「前記測定ユニット、前記光ビーム入射手
段および/または前記光検出手段を調節する」とは、測
定ユニットの傾きを補正する、光ビーム入射手段による
光ビームの入射角度を変化させる、光検出手段を移動さ
せる等のうち、少なくとも一つを実施するものであり、
任意の二つ、あるいは全てを組み合わせて実施してもよ
い。
"Adjusting the measuring unit, the light beam incident means and / or the light detecting means" means correcting the inclination of the measuring unit, changing the incident angle of the light beam by the light beam incident means, To move at least one of the detection means,
Any two or all may be combined and implemented.

【0028】本発明の第1または第2の測定装置におい
て、前記光ビーム入射手段および前記光検出手段が、前
記界面に対して種々の入射角度で光ビームを入射させ、
該界面に所定の入射角度で入射される際に発生する全反
射減衰の状態を測定するように構成されたものであり、
前記光ビームが、前記界面に種々の角度で入射する成分
を含み、該界面に対する入射角度の変化方向に所定の光
量分布を有する1本の光ビームである場合、前記縦傾き
測定手段を、該光ビームの少なくとも一部の前記測定ユ
ニットの一部による反射を利用して前記縦方向の傾きを
測定するものとすることができる。
In the first or second measuring apparatus of the present invention, the light beam incidence means and the light detection means cause the light beam to enter the interface at various incident angles,
It is configured to measure the state of attenuation of total internal reflection that occurs when incident on the interface at a predetermined incident angle,
When the light beam is a single light beam that includes components incident on the interface at various angles and has a predetermined light amount distribution in the direction of change of the incident angle with respect to the interface, the vertical tilt measuring means The tilt in the vertical direction may be measured by utilizing reflection of at least a part of the light beam by a part of the measuring unit.

【0029】さらに詳細には、縦傾き測定手段を、前記
光ビームの、前記全反射減衰の測定範囲外の成分を利用
して前記縦方向の傾きを測定するものとしてもよい。こ
の場合、前記光検出手段で受光した前記光ビームの、前
記全反射減衰の測定範囲外の成分のうち前記入射角度の
変化に伴い大きく光量の変化が生じる部分の、反射光強
度と検出位置との関係から前記縦方向の傾きを測定する
ものとしてもよいし、前記光ビームの、前記全反射減衰
の測定範囲外の成分の一部を暗線として前記界面に入射
せしめ、前記光検出手段により前記光ビームの反射光の
成分の中に含まれる暗線の位置を検出することにより前
記縦方向の傾きを測定するものとしてもよい。
More specifically, the vertical tilt measuring means may measure the vertical tilt by utilizing a component of the light beam outside the measurement range of the attenuation of total reflection. In this case, the reflected light intensity and the detection position of the portion of the light beam received by the light detection means, which is outside the measurement range of the attenuation of total reflection, in which the light amount largely changes with the change of the incident angle, It is also possible to measure the vertical inclination from the relationship of, the light beam, a part of the component outside the measurement range of the total reflection attenuation is made incident on the interface as a dark line, the photodetection means The tilt in the vertical direction may be measured by detecting the position of a dark line included in the reflected light component of the light beam.

【0030】また、一方、前記縦傾き測定手段が、前記
測定ユニットの一部で反射した光ビームの少なくとも一
部を収束させる収束レンズと、該収束レンズにより収束
された光ビームを受光して該光ビームの位置を検出する
第2の光検出手段とを備えるものであってもよい。すな
わち、光ビームの反射光を収束レンズにより収束させ、
該収束位置の変化を検出することにより界面の縦方向の
傾きを検出するようにしてもよい。
On the other hand, the vertical tilt measuring means receives a light beam converged by the converging lens by converging at least a part of the light beam reflected by a part of the measuring unit, and receives the light beam. Second light detection means for detecting the position of the light beam may be provided. That is, the reflected light of the light beam is converged by the converging lens,
The vertical inclination of the interface may be detected by detecting the change in the convergence position.

【0031】なお、収束レンズを光ビームの光路上と光
路外との位置で移動可能としておけば、前記光検出手段
が第2の光検出手段を兼ねるものとすることもできる。
この場合、収束レンズを光路上に配した状態で傾き測定
を行い、収束レンズを光路外の位置に移動させた状態で
全反射減衰の状態測定を行えばよい。
If the converging lens is movable between the position on the optical path of the light beam and the position outside the optical path, the light detecting means can also serve as the second light detecting means.
In this case, the tilt measurement may be performed with the converging lens placed on the optical path, and the state of attenuation of total reflection may be measured with the converging lens moved to a position outside the optical path.

【0032】また、前記光ビームが、複数の偏光成分を
含むものである場合、前記第2の光検出手段が、前記光
ビームの前記所定の偏光成分以外の成分を受光して該光
ビームを検出するようにしてもよい。
When the light beam includes a plurality of polarization components, the second light detecting means receives the components other than the predetermined polarization component of the light beam and detects the light beam. You may do it.

【0033】また、収束レンズを備えた測定装置におい
ては、さらに、前記縦傾き測定手段が、前記収束レンズ
と前記第2の光検出手段との間にさらに第2のレンズを
備え、前記収束レンズおよび前記第2のレンズの焦点距
離をそれぞれf1、f2、前記光ビームの反射位置と前
記光検出手段との距離をL、前記反射位置と前記収束レ
ンズとの距離をd0、前記収束レンズと前記第2のレン
ズとの距離をd1、前記第2のレンズと前記第2の光検
出手段間の距離をd2、前記界面の鉛直方向の移動量に
基づく反射位置のシフト量をx、前記界面の縦方向の傾
きをθとしたとき、Ltanθ+xで表される全反射減衰
角の移動距離量Aと、θ{d1+d2-d1d2/f2-d0(d1/f1+d0/
f1-d1d2/f1/f2-1+d2/f2}‐x(d1/f1+d2/f1-d1d2/f1/f2-
1+d2/f2)で表される前記第2の光検出手段における前記
光ビームのスポット移動量Bとの関係が、A=Bまたは
A=−Bとなるように、L、d0、d1、d2、f1、
f2を選択して、前記収束レンズ、前記第2のレンズお
よび前記第2の光検出手段を配置してもよい。このよう
に、第2の光検出手段に至る光路上に2つのレンズを所
定の間隔で配置することにより、界面の縦方向の傾きの
みならず、界面の上下方向のシフト量をも検出可能とな
る。
Further, in the measuring device provided with a converging lens, the vertical tilt measuring means further comprises a second lens between the converging lens and the second light detecting means, and the converging lens is provided. The focal lengths of the second lens are f1 and f2, the distance between the reflection position of the light beam and the light detecting means is L, the distance between the reflection position and the converging lens is d0, the converging lens and the converging lens, respectively. The distance from the second lens is d1, the distance between the second lens and the second light detecting means is d2, the shift amount of the reflection position based on the vertical movement amount of the interface is x, and the interface When the vertical tilt is θ, the moving distance A of the attenuation angle of total reflection represented by Ltan θ + x and θ {d1 + d2-d1d2 / f2-d0 (d1 / f1 + d0 /
f1-d1d2 / f1 / f2-1 + d2 / f2} -x (d1 / f1 + d2 / f1-d1d2 / f1 / f2-
1 + d2 / f2), L, d0, d1, so that the relationship with the spot movement amount B of the light beam in the second light detecting means is A = B or A = −B. d2, f1,
You may select f2 and arrange | position the said converging lens, the said 2nd lens, and the said 2nd photon detection means. As described above, by disposing the two lenses at a predetermined interval on the optical path leading to the second light detecting means, it is possible to detect not only the vertical inclination of the interface but also the vertical shift amount of the interface. Become.

【0034】例えば、前記距離L、d0、d1、d2お
よび前記焦点距離f1、f2の関係が、d1=f1、d
2=f2、d0=f1+Lとなるように前記収束レン
ズ、前記第2のレンズおよび前記第2の光検出手段を設
置すればよい。
For example, the relationship between the distances L, d0, d1, d2 and the focal lengths f1, f2 is d1 = f1, d.
The converging lens, the second lens, and the second light detecting means may be installed so that 2 = f2 and d0 = f1 + L.

【0035】また、本発明の第1または第2の測定装置
において、前記縦傾き測定手段としては、前記光ビーム
とは異なる第2の光ビームを前記測定ユニットの一部に
入射せしめる第2の光ビーム入射手段と、前記測定ユニ
ットの一部で反射された前記第2の光ビームを受光して
該第2の光ビームの位置を検出する第2の光検出手段と
を備えてなるものとしてもよい。
Further, in the first or second measuring apparatus of the present invention, the vertical tilt measuring means includes a second light beam which is different from the light beam and is incident on a part of the measuring unit. A light beam incident means and a second light detection means for receiving the second light beam reflected by a part of the measurement unit and detecting the position of the second light beam. Good.

【0036】この場合、前記第2の光ビームを、前記光
ビームとは異なる波長を有するものとしてもよいし、前
記光ビームが、前記所定の偏光成分の直線偏光である場
合には、前記第2の光ビームを、前記光ビームとは異な
る偏光成分の直線偏光としていもよい。
In this case, the second light beam may have a wavelength different from that of the light beam, or when the light beam is linearly polarized light of the predetermined polarization component, The second light beam may be linearly polarized light having a polarization component different from that of the light beam.

【0037】上記において、前記測定ユニットの一部と
は、前記界面であってもよいし、該界面以外の部分であ
って、該界面の縦方向の傾きに対応して傾く前記測定ユ
ニットの所定の面であってもよい。該所定の面とは、前
記誘電体ブロックの側面、底面等の一面であってもよい
し、前記誘電体ブロックの前記薄膜層が形成されている
前記一面の近傍に設けられた反射面であってもよい。
In the above description, the part of the measurement unit may be the interface, or a part other than the interface, which is inclined by a predetermined inclination of the interface according to the vertical inclination of the interface. May be a surface. The predetermined surface may be one surface such as a side surface or a bottom surface of the dielectric block, or a reflecting surface provided near the one surface of the dielectric block on which the thin film layer is formed. May be.

【0038】本発明の第3の測定装置は、透明な誘電体
ブロック、およびこの誘電体ブロックの一面に形成され
た薄膜層を備えてなる測定ユニットと、光ビームを、前
記誘電体ブロックに対して該誘電体ブロックと前記薄膜
層との界面で全反射条件が得られるように種々の入射角
度で入射させる光ビーム入射手段と、前記界面で全反射
した光ビームの所定の偏光成分を受光する光検出手段と
を備え、同一測定ユニットについて前記測定を複数回行
い、該複数回の測定の間における全反射減衰の状態の変
化を検出する測定装置において、前記複数回の測定の間
における前記界面の、前記入射角度を変化させる縦方向
の傾きおよび該縦方向と交わる横方向の傾きを測定する
縦横傾き測定手段と、前記縦横傾き測定手段により測定
された前記横方向の傾きに応じて、該傾きに起因する前
記光ビームよる前記光検出手段による受光位置のずれを
補正するように前記測定ユニット、前記光ビーム入射手
段および/または前記光検出手段を調整する横方向調整
手段と、前記縦横傾き測定手段により測定された前記縦
方向の傾きに応じて、該傾きによる誤差を補正した測定
値を得る演算手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
A third measuring device of the present invention is a measuring unit comprising a transparent dielectric block and a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, and a light beam to the dielectric block. Light beam incidence means for making incident light at various incident angles so that total reflection conditions can be obtained at the interface between the dielectric block and the thin film layer, and a predetermined polarization component of the light beam totally reflected at the interface is received. In a measurement device comprising a light detection means, performing the measurement a plurality of times on the same measurement unit, and detecting a change in the state of attenuation of total internal reflection during the plurality of measurements, the interface between the plurality of measurements. A vertical and horizontal inclination measuring means for measuring a vertical inclination for changing the incident angle and a horizontal inclination intersecting the vertical direction, and the horizontal direction measured by the vertical and horizontal inclination measuring means. Lateral adjustment for adjusting the measuring unit, the light beam incident means and / or the light detecting means so as to correct the deviation of the light receiving position of the light detecting means by the light beam caused by the tilt according to the inclination. Means and means for obtaining a measurement value in which an error due to the inclination is corrected according to the inclination in the vertical direction measured by the vertical and horizontal inclination measuring means.

【0039】上記測定装置は、上記薄膜層を、金属膜か
らなるものとし、前述の表面プラズモン共鳴による効果
を利用して測定を行なうように構成されたものとしても
よい。
The measuring device may be configured such that the thin film layer is made of a metal film and the measurement is performed by utilizing the effect of the surface plasmon resonance described above.

【0040】また、上記測定装置は、上記薄膜層を、誘
電体ブロックの前記上面に形成されたクラッド層と該ク
ラッド層上に形成された光導波層からなるものとし、該
光導波層における導波モードの励起による効果を利用し
て測定を行なうように構成されたものとしてもよい。
In the measuring device, the thin film layer is composed of a clad layer formed on the upper surface of the dielectric block and an optical waveguide layer formed on the clad layer. The measurement may be performed by utilizing the effect of the excitation of the wave mode.

【0041】本発明の第4の測定装置は、透明な誘電体
ブロック、およびこの誘電体ブロックの一面に形成され
た薄膜層を備えてなる測定ユニットと、光ビームを、前
記誘電体ブロックに対して該誘電体ブロックと前記薄膜
層との界面で全反射条件が得られる入射角度で入射させ
る光ビーム入射手段と、前記界面で全反射した光ビーム
の所定の偏光成分を受光する光検出手段とを備え、同一
測定ユニットについて前記測定を複数回行い、該複数回
の測定の間における全反射光の状態の変化を検出する測
定装置において、前記複数回の測定の間における前記界
面の、前記入射角度を変化させる縦方向の傾きおよび該
縦方向と交わる横方向の傾きを測定する縦横傾き測定手
段と、前記縦横傾き測定手段により測定された前記横方
向の傾きおよび縦方向の傾きに応じて、前記横方向の傾
きに起因する前記光ビームよる前記光検出手段による受
光位置のずれ、および前記縦方向の傾きによる誤差を補
正するように前記測定ユニット、前記光ビーム入射手段
および/または前記光検出手段を調整する縦横方向調整
手段とを備えたことを特徴とするものである。
A fourth measuring device of the present invention is a measuring unit comprising a transparent dielectric block and a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, and a light beam to the dielectric block. And a light detection means for receiving a predetermined polarization component of the light beam totally reflected at the interface, and a light beam incidence means for making the incident angle at which the total reflection condition is obtained at the interface between the dielectric block and the thin film layer. In the measuring device for detecting the change in the state of the total reflection light during the plurality of measurements, the measurement is performed a plurality of times for the same measurement unit, the incidence of the interface between the plurality of measurements. A vertical / horizontal tilt measuring means for measuring a vertical tilt for changing an angle and a horizontal tilt intersecting the vertical direction, and the horizontal tilt and the vertical tilt measured by the vertical / horizontal tilt measuring means. The measurement unit and the light beam incident so as to correct the deviation of the light receiving position by the light detection unit due to the light beam due to the lateral tilt and the error due to the vertical tilt according to the tilt of the direction. Means and / or vertical and horizontal direction adjusting means for adjusting the light detecting means.

【0042】上記測定装置は、上記薄膜層を、金属膜か
らなるものとし、前述の表面プラズモン共鳴による効果
を利用して測定を行なうように構成されたものとしても
よい。
The measuring apparatus may be configured such that the thin film layer is made of a metal film and the measurement is performed by utilizing the effect of the surface plasmon resonance described above.

【0043】また、上記測定装置は、上記薄膜層を、誘
電体ブロックの前記上面に形成されたクラッド層と該ク
ラッド層上に形成された光導波層からなるものとし、該
光導波層における導波モードの励起による効果を利用し
て測定を行なうように構成されたものとしてもよい。
In the measuring device, the thin film layer is composed of a clad layer formed on the upper surface of the dielectric block and an optical waveguide layer formed on the clad layer. The measurement may be performed by utilizing the effect of the excitation of the wave mode.

【0044】なお、上記第4の測定装置において、「全
反射光の状態の変化」を検出するとは、第3の測定装置
と同様に、界面に対して種々の入射角度で入射させた光
ビームの該界面での反射光を検出して、全反射減衰の状
態の変化を検出するものであってもよいし、また、複数
の波長の光ビームを前記界面で全反射条件が得られる入
射角で入射させ、各波長毎に前記界面で全反射した光ビ
ームの強度を測定して、各波長毎の全反射減衰の程度を
検出するものであってもよい。さらに、光ビームを前記
界面で全反射条件が得られる入射角で入射させるととも
に、この光ビームの一部を、この光ビームが前記界面に
入射する前に分割し、この分割した光ビームを、前記界
面で全反射した光ビームと干渉させて、その干渉後の光
ビームの強度の変化を検出するものであってもよい。
In the fourth measuring device, "to detect the change in the state of the total reflected light" is detected as in the third measuring device, the light beam incident on the interface at various incident angles. The reflected light at the interface may be detected to detect the change in the state of attenuation of total reflection, or the incident angle at which the light beams of a plurality of wavelengths are obtained at the interface under the condition of total reflection. It is also possible to detect the degree of attenuation of total reflection for each wavelength by measuring the intensity of the light beam that has been made incident on the above-mentioned optical fiber and totally reflected at the interface for each wavelength. Further, the light beam is made incident at an incident angle at which total reflection conditions are obtained at the interface, and a part of the light beam is divided before the light beam enters the interface, and the divided light beam is The change in the intensity of the light beam after the interference may be detected by causing interference with the light beam totally reflected at the interface.

【0045】本発明の第3または第4の測定装置におい
て、前記光ビーム入射手段および前記光検出手段が、前
記界面に対して種々の入射角度で光ビームを入射させ、
該界面に所定の入射角度で入射される際に発生する全反
射減衰の状態を測定するように構成されたものであり、
前記光ビームが、前記界面に種々の角度で入射する成分
を含み、該界面に対する入射角度の変化方向に所定の光
量分布を有する1本の光ビームである場合、前記縦横傾
き測定手段を、前記測定ユニットの一部で反射した前記
光ビームの少なくとも一部を収束させる収束レンズと、
該収束レンズにより収束された光ビームを受光して該光
ビームの位置を検出する二次元光検出手段とからなるも
のとすることができる。
In the third or fourth measuring apparatus of the present invention, the light beam incident means and the light detection means make the light beam incident on the interface at various incident angles,
It is configured to measure the state of attenuation of total internal reflection that occurs when incident on the interface at a predetermined incident angle,
When the light beam is a single light beam that includes components incident on the interface at various angles and has a predetermined light amount distribution in the direction of change of the incident angle with respect to the interface, A converging lens for converging at least a part of the light beam reflected by a part of the measuring unit;
The two-dimensional light detecting means may be configured to receive the light beam converged by the converging lens and detect the position of the light beam.

【0046】また、本発明の第3または第4の測定装置
において、前記縦横傾き測定手段を、前記光ビームとは
異なる第2の光ビームを前記測定ユニットの一部に入射
せしめる第2の光ビーム入射手段と、前記測定ユニット
の一部で反射された前記第2の光ビームを受光して該第
2の光ビームの位置を検出する二次元光検出手段とを備
えてなるものとしてもよい。
In the third or fourth measuring apparatus of the present invention, the vertical / horizontal inclination measuring means causes the second light beam different from the light beam to enter a part of the measuring unit. It may be provided with a beam incidence means and a two-dimensional light detection means for receiving the second light beam reflected by a part of the measurement unit and detecting the position of the second light beam. .

【0047】前記第2の光ビームとしては、前記光ビー
ムとは異なる波長を有するものとしてもよいし、前記光
ビームが、前記所定の偏光成分の直線偏光である場合に
は、前記第2の光ビームを、前記光ビームとは異なる偏
光成分の直線偏光としてもよい。
The second light beam may have a wavelength different from that of the light beam, or when the light beam is linearly polarized light of the predetermined polarization component, the second light beam The light beam may be linearly polarized light having a polarization component different from that of the light beam.

【0048】前記二次元光検出手段としては、4分割フ
ォトダイオードあるいは、抵抗型光検出器等が好適であ
る。
As the two-dimensional light detecting means, a four-division photodiode, a resistance type photodetector or the like is suitable.

【0049】上記において、前記測定ユニットの一部と
は、前記界面であってもよいし、該界面以外の部分であ
って、該界面の縦方向および横方向の傾きに対応して傾
く前記測定ユニットの所定の面であってもよい。該所定
の面とは、前記誘電体ブロックの側面、底面等の一面で
あってもよいし、前記誘電体ブロックの前記薄膜層が形
成されている前記一面の近傍に設けられた反射面であっ
てもよい。
In the above, the part of the measuring unit may be the interface, or the part other than the interface, the measurement being inclined corresponding to the inclination of the interface in the vertical direction and the horizontal direction. It may be a predetermined surface of the unit. The predetermined surface may be one surface such as a side surface or a bottom surface of the dielectric block, or a reflecting surface provided near the one surface of the dielectric block on which the thin film layer is formed. May be.

【0050】なお、前記誘電体ブロックは、前記光ビー
ムの入射端面および出射端面と、前記薄膜層が形成され
る面とを全て有する1つのブロックとして形成されたも
のであってもよいし、前記光ビームの入射端面および出
射端面を有する部分と、前記薄膜層が形成される面を有
する部分との2つが、屈折率マッチング手段を介して接
合されてなるものであってもよい。
The dielectric block may be formed as one block having all of the incident end face and the emitting end face of the light beam and the face on which the thin film layer is formed. The two parts, that is, the part having the incident end face and the exit end face of the light beam and the part having the face on which the thin film layer is formed may be joined via a refractive index matching means.

【0051】なお、上記各測定装置においては、光検出
手段として、エリアセンサ、ラインセンサ等を用いるこ
とができ、より具体的には、2分割フォトダイオード、
フォトダイオードアレイ等を好適に用いることができ
る。
In each of the above measuring devices, an area sensor, a line sensor or the like can be used as the light detecting means, and more specifically, a two-division photodiode,
A photodiode array or the like can be preferably used.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明の第1の測定装置によれば、複数
回の測定の各測定時における界面の光ビームの入射角度
を変化させる縦方向の傾きを測定する縦傾き測定手段に
より測定された縦方向の傾きに応じて、該傾きによる誤
差を補正した測定値を得る演算手段を備えているので、
同一測定ユニットについて測定を複数回行い、該複数回
の測定の間における全反射減衰の状態の変化を検出する
際に、各測定時における界面が互いに縦方向に傾きを有
することにより生じる測定誤差を補償し、より正確な測
定を行うことができるようになる。
According to the first measuring apparatus of the present invention, the measurement is performed by the vertical inclination measuring means for measuring the vertical inclination that changes the incident angle of the light beam on the interface at each measurement of a plurality of measurements. According to the tilt in the vertical direction, the calculation means for obtaining the measured value in which the error due to the tilt is corrected is provided.
When performing measurement a plurality of times on the same measurement unit and detecting a change in the state of attenuation of total internal reflection during the plurality of measurements, a measurement error caused by the interfaces at the time of each measurement having a vertical inclination with respect to each other is measured. You will be able to compensate and make more accurate measurements.

【0053】本発明の第2の測定装置によれば、複数回
の測定の各測定時における界面の光ビームの入射角度を
変化させる縦方向の傾きを測定する縦傾き測定手段によ
り測定された縦方向の傾きに応じて、該傾きによる誤差
を補正するように前記測定ユニット、前記光ビーム入射
手段および/または前記光検出手段を調整する縦方向調
整手段を備えているので、同一測定ユニットについて測
定を複数回行い、該複数回の測定の間における全反射光
の状態の変化を検出する際に、各測定時における界面が
互いに縦方向に傾きを有することにより生じる測定誤差
を補償し、より正確な測定を行うことができるようにな
る。
According to the second measuring apparatus of the present invention, the vertical tilt measured by the vertical tilt measuring means for measuring the vertical tilt that changes the incident angle of the light beam on the interface at each measurement of a plurality of measurements. Since the measurement unit, the light beam incident means and / or the light detection means are adjusted so as to correct the error due to the inclination of the direction, the measurement unit measures the same measurement unit. When a change in the state of the total reflected light is detected during a plurality of measurements, the measurement error caused by the vertical inclination of the interfaces at each measurement is compensated, and more accurate. It becomes possible to perform various measurements.

【0054】光ビームを界面へ種々の入射角度で入射さ
せ、全反射減衰の状態を測定する装置の場合、縦傾き測
定手段として、測定用の光ビームの、全反射減衰の測定
範囲外の成分の反射光強度を利用する形態のものを使用
すれば、特別な装置を設けることなく界面の縦方向の傾
きを検出することができ、装置の大型化やコストの増加
を抑えることができる。
In the case of a device for measuring the state of attenuation of total reflection by injecting a light beam into an interface at various incident angles, a component outside the measurement range of attenuation of total reflection of the measurement light beam is used as the vertical inclination measuring means. By using the one utilizing the reflected light intensity, it is possible to detect the vertical inclination of the interface without providing a special device, and it is possible to suppress an increase in size and cost of the device.

【0055】また、縦傾き測定手段として、測定用の光
ビームとは異なる第2の光ビームを利用し、特に、測定
用の光ビームとは異なる偏光方向を有するもの、あるい
は測定用の光ビームとは異なる波長を有するものを利用
すれば、測定用の光ビームに影響を与えることなく、全
反射光の測定と同時に界面の縦方向の傾きを測定するこ
とができる。
As the vertical tilt measuring means, a second light beam different from the measuring light beam is used, and in particular, one having a polarization direction different from that of the measuring light beam, or a measuring light beam. If the one having a wavelength different from that of is used, the vertical inclination of the interface can be measured simultaneously with the measurement of the total reflected light without affecting the measurement light beam.

【0056】また、本発明の第3の測定装置によれば、
複数回の測定の各測定時における界面の光ビームの入射
角度を変化させる縦方向および横方向の傾きを測定する
縦横傾き測定手段により測定された縦方向および横方向
の傾きに応じて、横方向の傾きに起因する光ビームよる
前記光検出手段による受光位置のずれを補正するように
前記測定ユニット、前記光ビーム入射手段および/また
は前記光検出手段を調整する横方向調整手段と、縦方向
の傾きによる誤差を補正した測定値を得る演算手段とを
備えているので、同一測定ユニットについて測定を複数
回行い、該複数回の測定の間における全反射減衰の状態
の変化を検出する際に、各測定時における界面が互いに
横方向に傾きを有することにより生じる測定用の光ビー
ムの受光位置のずれを補正し、光検出手段に光ビームが
受光されない等の不具合を防止するとともに、各測定時
における縦方向に傾きを有することにより生じる測定誤
差を補償し、より正確な測定を行うことができるように
なる。
According to the third measuring device of the present invention,
Depending on the vertical and horizontal tilts measured by the vertical and horizontal tilt measuring means for measuring the vertical and horizontal tilts that change the incident angle of the light beam on the interface during each of the plurality of measurements, the horizontal direction A horizontal direction adjusting means for adjusting the measuring unit, the light beam incident means and / or the light detecting means so as to correct the shift of the light receiving position by the light detecting means due to the inclination of the light beam; Since it has a calculation means for obtaining a measurement value in which the error due to the tilt is corrected, the measurement is performed a plurality of times on the same measurement unit, and when detecting a change in the state of attenuation of total reflection during the plurality of measurements, It corrects the deviation of the light receiving position of the measuring light beam caused by the mutual inclination of the interfaces during each measurement, and the light beam is not received by the light detecting means. Thereby preventing the condition, to compensate for measurement errors caused by having a tilt in the longitudinal direction at the time of each measurement, it is possible to perform more accurate measurements.

【0057】また、本発明の第4の測定装置によれば、
複数回の測定の各測定時における界面の光ビームの入射
角度を変化させる縦方向および横方向の傾きを測定する
縦横傾き測定手段により測定された縦方向および横方向
の傾きに応じて、横方向の傾きに起因する前記光ビーム
よる前記光検出手段による受光位置のずれ、および縦方
向の傾きによる誤差を補正するように前記測定ユニッ
ト、前記光ビーム入射手段および/または前記光検出手
段を調整する縦横方向調整手段を備えているので、同一
測定ユニットについて測定を複数回行い、該複数回の測
定の間における全反射光の状態の変化を検出する際に、
各測定時における界面が互いに横方向に傾きを有するこ
とにより生じる測定用の光ビームの受光位置のずれを補
正し、光検出手段に光ビームが受光されない等の不具合
を防止するとともに、各測定時における縦方向に傾きを
有することにより生じる測定誤差を補償し、より正確な
測定を行うことができるようになる。
According to the fourth measuring device of the present invention,
Depending on the vertical and horizontal tilts measured by the vertical and horizontal tilt measuring means for measuring the vertical and horizontal tilts that change the incident angle of the light beam on the interface during each of the plurality of measurements, the horizontal direction The measuring unit, the light beam incident means, and / or the light detection means so as to correct the deviation of the light receiving position by the light detection means by the light beam due to the tilt of the light beam and the error due to the tilt in the vertical direction. Since the vertical and horizontal direction adjusting means is provided, measurement is performed a plurality of times on the same measurement unit, and when detecting a change in the state of total reflected light during the plurality of measurements,
Corrects the deviation of the light receiving position of the measurement light beam caused by the mutual inclination of the interfaces at the time of each measurement, and prevents problems such as the light beam not being received by the light detection means. It becomes possible to compensate for the measurement error caused by having the vertical inclination in and to perform more accurate measurement.

【0058】[0058]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。本発明の第1の実施形態の
測定装置は、表面プラズモン共鳴を利用した表面プラズ
モンセンサーであり、図1はその側面形状を示すもので
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention is a surface plasmon sensor utilizing surface plasmon resonance, and FIG. 1 shows its side surface shape.

【0059】この表面プラズモンセンサーの測定ユニッ
トとしての測定チップ10は、例えば透明樹脂等により形
成された倒立截頭四角錐形状を有し、この測定チップ10
上部には、断面円形の検体保持穴13aが形成された検体
保持部13が構成されており、検体保持穴13aの底面(後
述する誘電体ブロック11の面11a)には、金属膜12が被
着され、この金属膜12上に例えば試料液15が蓄えられ
る、この測定チップ10の検体保持部13の下部が誘電体ブ
ロック11であり、その4つの側面のうちの対面する2面
がそれぞれ光入射端面11b、光出射端面11cとされてい
る。すなわち、この誘電体ブロック11は、光ビームの入
射端面11bおよび出射端面11cと、薄膜層(金属膜)12
が形成される面とを全て有する1つのブロックとして形
成されたものである。なお本例では、金属膜12の上にセ
ンシング媒体30が固定されるが、このセンシング媒体30
については後述する。
The measuring chip 10 as a measuring unit of this surface plasmon sensor has an inverted truncated quadrangular pyramid shape formed of, for example, a transparent resin.
A sample holding portion 13 in which a sample holding hole 13a having a circular cross section is formed is formed in the upper portion, and the metal film 12 is coated on the bottom surface of the sample holding hole 13a (the surface 11a of the dielectric block 11 described later). The lower part of the sample holding part 13 of the measuring chip 10 on which the sample solution 15 is deposited and on which the sample solution 15 is stored is the dielectric block 11, and two facing surfaces of the four side surfaces are light-receiving. An incident end face 11b and a light emitting end face 11c are formed. That is, the dielectric block 11 includes an incident end face 11b and an emitting end face 11c of the light beam, and a thin film layer (metal film) 12
Is formed as one block having all the surfaces on which is formed. In this example, the sensing medium 30 is fixed on the metal film 12.
Will be described later.

【0060】測定チップ10は、例えばターンテーブル31
に複数設けられたチップ保持孔31aに1個ずつ嵌合固定
される。測定チップ10がこのようにターンテーブル31に
固定された後、ターンテーブル31が一定角度ずつ間欠的
に回動され、所定位置に停止した測定チップ10に対して
試料液15が滴下され、該試料液15が検体保持部13内に保
持される。その後さらにターンテーブル31が一定角度回
動されると、測定チップ10がこの図1に示した測定位置
に送られ、そこで停止する。
The measuring chip 10 is, for example, a turntable 31.
One by one is fitted and fixed in the chip holding holes 31a provided in the plurality. After the measurement chip 10 is fixed to the turntable 31 in this manner, the turntable 31 is intermittently rotated by a constant angle, and the sample solution 15 is dropped onto the measurement chip 10 stopped at a predetermined position. The liquid 15 is held in the sample holding unit 13. Thereafter, when the turntable 31 is further rotated by a certain angle, the measuring tip 10 is sent to the measuring position shown in FIG. 1 and stopped there.

【0061】本実施形態の表面プラズモンセンサーは、
上記測定ユニットである測定チップ10に加えてさらに、
光ビームL1を誘電体ブロック11に通し、該誘電体ブロッ
ク11と金属膜12との界面11aに対して、種々の入射角が
得られるように入射させる光学系とからなる光ビーム入
射手段1、上記界面11aで全反射した光ビームL1を平行
光化するコリメーターレンズ16と、この平行光化された
光ビームL1を検出する光検出手段17と、光検出手段17に
接続された差動アンプアレイ18と、ドライバ19と、コン
ピュータシステム等からなる信号処理部20と、この信号
処理部20に接続された表示手段21とを備えている。
The surface plasmon sensor of this embodiment is
In addition to the measurement chip 10 which is the above measurement unit,
A light beam incidence means 1 including an optical system which passes the light beam L1 through a dielectric block 11 and makes it incident on an interface 11a between the dielectric block 11 and the metal film 12 so as to obtain various incident angles. A collimator lens 16 for collimating the light beam L1 totally reflected at the interface 11a, a photodetector 17 for detecting the collimated light beam L1, and a differential amplifier connected to the photodetector 17. An array 18, a driver 19, a signal processing section 20 including a computer system and the like, and a display means 21 connected to the signal processing section 20 are provided.

【0062】光ビーム入射手段1は、光ビームL1を発
生させる半導体レーザ等からなる光源2と、該光源2か
ら発散光状態で出射した光ビームL1を平行光化するコリ
メーターレンズ3と、該平行光化された光ビームL1を上
記界面11a上で収束させる集光レンズ4とから構成され
ている。
The light beam incident means 1 includes a light source 2 including a semiconductor laser for generating the light beam L1, a collimator lens 3 for collimating the light beam L1 emitted from the light source 2 in a divergent light state, and It is composed of a condenser lens 4 which converges the collimated light beam L1 on the interface 11a.

【0063】図1に示す通り、光源2から発散光状態で
出射した光ビームL1はレンズ3、4の作用により、誘電
体ブロック11と金属膜12との界面11a上で集束する。し
たがって光ビームL1は、界面11aに対して種々の入射角
θで入射する成分を含むことになる。なおこの入射角θ
は、全反射角以上の角度とされる。そこで、光ビームL1
は界面11aで全反射し、この反射した光ビームL1には、
種々の反射角で反射する成分が含まれることになる。な
お光ビームL1は、界面11aに対してp偏光で入射させ
る。そのようにするためには、予め光源2をその偏光方
向が所定方向となるように配設すればよい。その他、波
長板や偏光板で光ビームL1の偏光の向きを制御してもよ
い。また、光ビーム入射手段1は、光ビームL1を界面11
aにデフォーカス状態で入射させるように構成されても
よい。そのようにすれば、表面プラズモン共鳴の状態検
出(例えば前記暗線の位置測定)の誤差が平均化され
て、測定精度が高められる。
As shown in FIG. 1, the light beam L1 emitted from the light source 2 in a divergent state is focused on the interface 11a between the dielectric block 11 and the metal film 12 by the action of the lenses 3 and 4. Therefore, the light beam L1 includes components that are incident on the interface 11a at various incident angles θ. This incident angle θ
Is an angle equal to or greater than the total reflection angle. So the light beam L1
Is totally reflected at the interface 11a, and the reflected light beam L1 is
Components that reflect at various reflection angles will be included. The light beam L1 is incident on the interface 11a as p-polarized light. In order to do so, the light source 2 may be arranged in advance so that the polarization direction thereof is the predetermined direction. In addition, the polarization direction of the light beam L1 may be controlled by a wave plate or a polarizing plate. Further, the light beam incidence means 1 applies the light beam L1 to the interface 11
The light may be incident on a in a defocused state. By doing so, the error in the state detection of the surface plasmon resonance (for example, the position measurement of the dark line) is averaged, and the measurement accuracy is improved.

【0064】界面11aで全反射した後、コリメーターレ
ンズ16によって平行光化された光ビームL1は光検出手段
17により検出される。本例における光検出手段17は、複
数のフォトダイオード17a、17b、17c……が1列に並
設されてなるフォトダイオードアレイであり、図1の図
示面内において、平行光化された光ビームL1の進行方向
に対してフォトダイオード並設方向がほぼ直角となる向
きに配設されている。したがって、上記界面11aにおい
て種々の反射角で全反射した光ビームL1の各成分を、そ
れぞれ異なるフォトダイオード17a、17b、17c……が
受光することになる。
After being totally reflected by the interface 11a, the light beam L1 which is collimated by the collimator lens 16 is a light detecting means.
Detected by 17. The light detecting means 17 in this example is a photodiode array in which a plurality of photodiodes 17a, 17b, 17c ... Are arranged side by side in a row, and a parallel light beam is formed in the plane of the drawing of FIG. The photodiodes are arranged in a direction in which the direction in which the photodiodes are arranged is substantially perpendicular to the traveling direction of L1. Therefore, the different photodiodes 17a, 17b, 17c ... Receive the respective components of the light beam L1 totally reflected at the various reflection angles at the interface 11a.

【0065】図2は、この表面プラズモンセンサーの電
気的構成を示すブロック図である。図示の通り上記ドラ
イバ19は、差動アンプアレイ18の各差動アンプ18a、18
b、18c……の出力をサンプルホールドするサンプルホ
ールド回路22a、22b、22c……、これらのサンプルホ
ールド回路22a、22b、22c……の各出力が入力される
マルチプレクサ23、このマルチプレクサ23の出力をデジ
タル化して信号処理部20に入力するA/D変換器24、マ
ルチプレクサ23とサンプルホールド回路22a、22b、22
c……とを駆動する駆動回路25、および信号処理部20か
らの指示に基づいて駆動回路25の動作を制御するコント
ローラ26から構成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the electrical construction of this surface plasmon sensor. As shown in the figure, the driver 19 includes the differential amplifiers 18 a, 18 a of the differential amplifier array 18.
The sample-hold circuits 22a, 22b, 22c, ... for sampling and holding the outputs of b, 18c .., the multiplexer 23 to which the outputs of these sample-hold circuits 22a, 22b, 22c. A / D converter 24 that digitizes and inputs to signal processing unit 20, multiplexer 23 and sample hold circuits 22a, 22b, 22
.. and c, and a controller 26 that controls the operation of the drive circuit 25 based on an instruction from the signal processing unit 20.

【0066】上記フォトダイオード17a、17b、17c…
…の各出力は、差動アンプアレイ18の各差動アンプ18
a、18b、18c……に入力される。この際、互いに隣接
する2つのフォトダイオードの出力が、共通の差動アン
プに入力される。したがって各差動アンプ18a、18b、
18c……の出力は、複数のフォトダイオード17a、17
b、17c……が出力する光検出信号を、それらの並設方
向に関して微分したものと考えることができる。
The photodiodes 17a, 17b, 17c ...
Each output of ... is the difference amplifier 18 of the difference amplifier array 18.
It is input to a, 18b, 18c .... At this time, the outputs of two photodiodes adjacent to each other are input to a common differential amplifier. Therefore, each differential amplifier 18a, 18b,
The output of 18c ... is a plurality of photodiodes 17a, 17
It can be considered that the photodetection signals output by b, 17c ... Are differentiated with respect to their parallel arrangement direction.

【0067】各差動アンプ18a、18b、18c……の出力
は、それぞれサンプルホールド回路22a、22b、22c…
…により所定のタイミングでサンプルホールドされ、マ
ルチプレクサ23に入力される。マルチプレクサ23は、サ
ンプルホールドされた各差動アンプ18a、18b、18c…
…の出力を、所定の順序に従ってA/D変換器24に入力
する。A/D変換器24はこれらの出力をデジタル化して
信号処理部20に入力する。
The outputs of the differential amplifiers 18a, 18b, 18c, ... Are sample and hold circuits 22a, 22b, 22c ,.
Are sample-held at a predetermined timing by the ... And input to the multiplexer 23. The multiplexer 23 includes the sample-and-hold differential amplifiers 18a, 18b, 18c ...
The outputs of ... Are input to the A / D converter 24 in a predetermined order. The A / D converter 24 digitizes these outputs and inputs them to the signal processing unit 20.

【0068】図3は、界面11aで全反射した光ビームL1
の入射角θ毎の光強度と、差動アンプ18a、18b、18c
……の出力との関係を説明するものである。ここで、光
ビームL1の界面11aへの入射角θと上記光強度Iとの関
係は、同図(1)のグラフに示すようなものであるとす
る。
FIG. 3 shows the light beam L1 totally reflected at the interface 11a.
Intensity of each incident angle θ and differential amplifiers 18a, 18b, 18c
It describes the relationship with the output of. Here, the relationship between the incident angle θ of the light beam L1 on the interface 11a and the light intensity I is assumed to be as shown in the graph of FIG.

【0069】界面11aにある特定の入射角θSPで入射
した光は、金属膜12と試料15との界面に表面プラズモン
を励起させるので、この光については反射光強度Iが鋭
く低下する。つまりθSPが全反射減衰角であり、この
角度θSPにおいて反射光強度Iは最小値を取る。この
反射光強度Iの低下は、図1にDで示すように、反射光
中の暗線として観察される。
Light incident on the interface 11a at a specific incident angle θ SP excites surface plasmons at the interface between the metal film 12 and the sample 15, so that the reflected light intensity I of this light sharply decreases. That is, θ SP is the attenuated total reflection angle, and the reflected light intensity I takes the minimum value at this angle θ SP . This decrease in the reflected light intensity I is observed as a dark line in the reflected light, as indicated by D in FIG.

【0070】また図3の(2)は、フォトダイオード17
a、17b、17c……の並設方向を示しており、先に説明
した通り、これらのフォトダイオード17a、17b、17c
……の並設方向位置は上記入射角θと一義的に対応して
いる。
Further, FIG. 3B shows the photodiode 17
a, 17b, 17c ... are shown in a line, and as described above, these photodiodes 17a, 17b, 17c are shown.
The position in the parallel direction of ...... uniquely corresponds to the incident angle θ.

【0071】そしてフォトダイオード17a、17b、17c
……の並設方向位置、つまりは入射角θと、差動アンプ
18a、18b、18c……の出力I’(反射光強度Iの微分
値)との関係は、同図(3)に示すようなものとなる。
Then, the photodiodes 17a, 17b, 17c
……, the parallel installation position, that is, the incident angle θ and the differential amplifier
The relationship between the outputs 18 ', 18b, 18c ... And the output I' (differential value of the reflected light intensity I) is as shown in FIG.

【0072】信号処理部20は、A/D変換器24から入力
された微分値I’の値に基づいて、差動アンプ18a、18
b、18c……の中から、全反射減衰角θSPに対応する
微分値I’=0に最も近い出力が得られているもの(図
3の例では差動アンプ18dとなる)を選択し、それが出
力する微分値I’を表示手段21に表示させる。なお、場
合によっては微分値I’=0を出力している差動アンプ
が存在することもあり、そのときは当然その差動アンプ
が選択される。
The signal processing section 20 is based on the value of the differential value I'input from the A / D converter 24, and the differential amplifiers 18a, 18a.
From b, 18c, ..., select the one (the differential amplifier 18d in the example of FIG. 3) that has the output closest to the differential value I '= 0 corresponding to the total reflection attenuation angle θ SP . , And the differential value I ′ output by it is displayed on the display means 21. In some cases, there is a differential amplifier that outputs a differential value I ′ = 0, and in that case, that differential amplifier is naturally selected.

【0073】以後、所定時間が経過する毎に上記選択さ
れた差動アンプ18dが出力する微分値I’が表示手段21
に表示される。この微分値I’は、測定チップ10の金属
膜12(図1参照)に接している物質の誘電率つまりは屈
折率が変化して、図3(1)に示す曲線が左右方向に移
動する形で変化すると、それに応じて上下する。したが
って、この微分値I’を時間の経過とともに測定し続け
ることにより、金属膜12に接している物質の屈折率変
化、つまりは特性の変化を調べることができる。
Thereafter, every time a predetermined time elapses, the differential value I'output from the selected differential amplifier 18d is displayed on the display means 21.
Is displayed in. This differential value I'changes the dielectric constant, that is, the refractive index of the substance in contact with the metal film 12 (see FIG. 1) of the measuring chip 10, and moves the curve shown in FIG. When it changes in shape, it moves up and down accordingly. Therefore, by continuously measuring the differential value I ′ with the passage of time, it is possible to investigate the change in the refractive index of the substance in contact with the metal film 12, that is, the change in the characteristic.

【0074】特に本実施形態では金属膜12に、試料液15
の中の特定物質と結合するセンシング媒体30を固定して
おり、それらの結合状態に応じてセンシング媒体30の屈
折率が変化するので、上記微分値I’を測定し続けるこ
とにより、この結合状態の変化の様子を調べることがで
きる。つまりこの場合は、試料液15およびセンシング媒
体30の双方が、分析対象の試料となる。そのような特定
物質とセンシング媒体30との組合せとしては、例えば抗
原と抗体等が挙げられる。
Particularly in this embodiment, the sample solution 15 is applied to the metal film 12.
The sensing medium 30 that binds to the specific substance in the is fixed, and the refractive index of the sensing medium 30 changes according to the binding state thereof, so by continuously measuring the differential value I ′, the binding state You can check the state of change. That is, in this case, both the sample liquid 15 and the sensing medium 30 are the samples to be analyzed. Examples of such a combination of the specific substance and the sensing medium 30 include an antigen and an antibody.

【0075】なお、試料液15の中の特定物質とセンシン
グ媒体30との結合状態の変化の様子を時間経過とともに
調べるためには、所定時間が経過する毎の微分値I’を
求めて表示する他、最初に計測した微分値I’(0)と所
定時間経過時に計測した微分値I’(t)との差ΔI’を
求めて表示してもよい。
In order to investigate the change in the binding state between the specific substance in the sample solution 15 and the sensing medium 30 with the passage of time, the differential value I'is obtained and displayed every time a predetermined period of time elapses. Alternatively, a difference ΔI ′ between the differential value I ′ (0) measured first and the differential value I ′ (t) measured after a lapse of a predetermined time may be obtained and displayed.

【0076】さて、上述のように微分値I’の時間変化
を測定する場合、同一測定チップについて一定時間経過
毎に複数回測定を行うことになる。この時、複数の試料
(複数の測定チップ)について効率的に測定を行うため
に、一旦、測定チップ10をターンテーブル31から取外
し、他の試料を保持する次の測定チップについての測定
を行い、一定時間後に再び最初の測定チップ10をターン
テーブル31に取り付けて測定を行う。
When measuring the time change of the differential value I'as described above, the same measurement chip is measured a plurality of times at every elapse of a fixed time. At this time, in order to efficiently perform measurement on a plurality of samples (a plurality of measurement chips), the measurement chip 10 is once removed from the turntable 31, and the next measurement chip holding another sample is measured, After a certain period of time, the first measurement chip 10 is attached to the turntable 31 again and measurement is performed.

【0077】この測定チップ10の再セッティングの際
に、先の測定時の状態からずれが生じる場合があり、特
に光ビームL1の界面11aへの入射角度を変化させる界
面11aの縦方向の傾きが測定値に多大な影響を与えるこ
ととなる。
When the measuring chip 10 is reset, there may be a deviation from the state at the time of the previous measurement, and in particular, the vertical inclination of the interface 11a that changes the incident angle of the light beam L1 on the interface 11a may occur. This will greatly affect the measured value.

【0078】そこで、本実施形態の表面プラズモンセン
サーは、界面11aの縦方向傾き測定用の第2の光ビーム
L2を、上記誘電体ブロック11の界面11aで全反射するよ
うに、該誘電体ブロック11に入射させる第2の光ビーム
入射手段32と、該第2の光ビーム入射手段32から出力さ
れ、界面11aで反射された第2の光ビームL2を検出する
第2の光検出手段37とからなる傾き測定手段を備えてい
る。第2の光検出手段37は、具体的には光検出手段17と
同様のフォトダイオードアレイ等のライン状の光検出器
であり、具体的には、界面11aの縦方向の傾きによる光
ビームL2の入射角度(すなわち反射角度)の変化に伴う
光ビームL2の進行方向のずれを検出する方向(図中矢印
K方向)にフォトダイオードが併設され、光ビームL2の
受光位置のK方向へのずれ(すなわち反射角度の変化)
を検出するものである。この第2の光検出手段37からの
出力S は信号処理部20に送られ、該信号処理部20に
おいて、プラズモン共鳴信号を検出する光検出手段17か
らの信号に、界面11aの傾きを補正するための補正信号
を加算することにより界面11aの傾きによる誤差を補正
した正確な測定値を得る。具体的には、第2の光検出手
段37からの信号から求められた界面の角度の差分(傾
き)をプラズモン共鳴信号について得られる測定値の角
度に加算もしくは減算して補正する。すなわち、この信
号処理部20が演算手段を構成する。ここで用いる傾き測
定用の第2の光ビームL2は、光ビームL1と偏光方向が異
なるようにs偏光で界面に入射するように設定されてい
る。
Therefore, the surface plasmon sensor of the present embodiment uses the second light beam for measuring the vertical inclination of the interface 11a.
A second light beam incident means 32 for making L2 incident on the dielectric block 11 so as to be totally reflected at the interface 11a of the dielectric block 11, and output from the second light beam incident means 32, An inclination measuring means including a second light detecting means 37 for detecting the second light beam L2 reflected by 11a is provided. The second photo-detecting means 37 is specifically a line-like photo-detector such as a photodiode array similar to the photo-detecting means 17, and specifically, the light beam L2 due to the vertical inclination of the interface 11a. Of the light beam L2 in the direction K to detect the deviation of the traveling direction of the light beam L2 due to the change of the incident angle (that is, the reflection angle) of the light beam L2. (Ie change in reflection angle)
Is to detect. The output S R from the second light detecting means 37 is sent to the signal processing unit 20, the signal processing unit 20, the signal from the light detection means 17 for detecting a plasmon resonance signal, correcting the inclination of the surface 11a By adding the correction signal for the correction, an accurate measurement value in which an error due to the inclination of the interface 11a is corrected is obtained. Specifically, the difference (inclination) in the angle of the interface obtained from the signal from the second light detecting means 37 is added to or subtracted from the angle of the measurement value obtained for the plasmon resonance signal to correct it. That is, the signal processing unit 20 constitutes an arithmetic means. The second light beam L2 for tilt measurement used here is set so as to enter the interface as s-polarized light so as to have a different polarization direction from the light beam L1.

【0079】試料15について第1回目の測定時に、第2
の光ビーム入射手段32により界面11aに入射された第2
の光ビームL2が該界面11aで反射され、この反射光が第
2の光検出手段37により検出される。2回目の測定時
に、同様にして第2のビームL2の反射光を検出し、1回
目の検出位置からの矢印K方向のずれを求める。この検
出位置のずれは界面11aの縦方向の傾きに対応するもの
である。このように、第2の光検出手段37により界面11
aで反射された第2の光ビームL2を受光して、界面11a
への入射角度を変化させる該界面11aの縦方向の傾きに
より変化する反射光の検出位置を測定することにより界
面11aの縦方向の傾きを測定する。この光ビームL2の検
出位置の変動から得られる界面の縦方向の傾きに基づい
て、信号処理部20において該傾きによる誤差を補正した
測定値を得る。3回目以降の測定においても同様に1回
目の測定時からの界面の縦方向の傾きによる誤差を補正
した測定値を得る。これにより、界面11aの縦方向の傾
きが補償された測定値を得ることができ、より精密な測
定を行うことができる。
When the first measurement of the sample 15 was performed, the second
The second light beam incident means 32 is incident on the interface 11a.
Is reflected by the interface 11a, and the reflected light is detected by the second light detecting means 37. At the time of the second measurement, the reflected light of the second beam L2 is similarly detected, and the deviation in the arrow K direction from the first detection position is obtained. This shift in the detection position corresponds to the vertical inclination of the interface 11a. As described above, the interface 11 is formed by the second light detecting means 37.
The second light beam L2 reflected by a is received, and the interface 11a
The vertical tilt of the interface 11a is measured by measuring the detection position of the reflected light that changes depending on the vertical tilt of the interface 11a that changes the incident angle on the interface 11a. Based on the vertical inclination of the interface obtained from the change in the detection position of the light beam L2, the signal processing unit 20 obtains a measurement value in which an error due to the inclination is corrected. Also in the third and subsequent measurements, similarly, measured values are obtained by correcting the error due to the vertical inclination of the interface from the time of the first measurement. As a result, it is possible to obtain a measurement value in which the vertical inclination of the interface 11a is compensated, and more precise measurement can be performed.

【0080】なお、複数回の測定を行う際に各測定時の
界面が互いに傾きを有することとなる原因としては、上
述のような測定チップを再セッティングする場合のみな
らず、測定チップを支持する支持台の回転(移動)によ
る場合、該支持台や、測定を行うための光源、光検出器
等の配置を移動させた場合等が挙げられ、これらの場合
に生ずる界面の縦方向の傾きについても上述の場合と同
様に、界面の縦方向の傾きを測定して該傾きに応じて補
正した測定値を得ることにより信頼性の高い測定を行う
ことができる。
The reason why the interfaces at the time of each measurement have an inclination with respect to each other when performing the measurement a plurality of times is not only the case where the measurement chip is reset as described above, but also the case where the measurement chip is supported. When the support base is rotated (moved), the support base, the light source for performing the measurement, and the arrangement of the photodetector are moved, and the like. About the vertical inclination of the interface that occurs in these cases Also in the same manner as in the case described above, highly reliable measurement can be performed by measuring the vertical inclination of the interface and obtaining a measured value corrected according to the inclination.

【0081】また、試料についての全反射減衰の状態を
測定するに際して測定チップ10への試料液15の分注前
に、測定チップ10についての全反射減衰の状態を測定し
ておき、試料液15の分注後の測定値から測定チップ10の
バルク効果を差し引くようにして、試料液15のみによる
全反射減衰角の変化を測定する場合、試料液15の分注前
後に界面11aの傾きが生じると測定値の信頼性が損なわ
れる。このような場合にも界面の縦方向の傾きを測定し
て該傾きに応じて補正した測定値を得るようにすれば信
頼性の高い測定を行うことができる。
When measuring the state of attenuated total reflection of the sample, the state of attenuated total reflection of the measuring chip 10 is measured before dispensing the sample solution 15 to the measuring chip 10, When the change in the attenuated total reflection angle due to only the sample liquid 15 is measured by subtracting the bulk effect of the measurement tip 10 from the measured value after the dispensing of the sample liquid 15, the inclination of the interface 11a occurs before and after the dispensing of the sample liquid 15. And the reliability of the measured value is impaired. Even in such a case, if the longitudinal inclination of the interface is measured and a measured value corrected according to the inclination is obtained, highly reliable measurement can be performed.

【0082】次に、図4を参照して本発明の第2の実施
形態について説明する。なお、図4以下において、図1
中の要素と同等の要素には同符号を付しており、それら
についての説明は特に必要のない限り省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, in FIG.
Elements that are the same as the elements inside are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted unless otherwise necessary.

【0083】この第2の実施形態の測定装置は、第1の
実施形態に示したプラズモンセンサーと略同一の構成を
しているが、界面11aの傾き測定後の傾き補償のための
手段が異なるものである。本表面プラズモンセンサー
は、第2の光検出手段37の測定値から得られた界面11a
の縦方向の傾きを補償するため、全反射減衰角を検出す
る第1の光検出手段17を図中矢印xの方向に移動させて
調整する位置調整手段を備えてなるものである。すなわ
ち、縦方向調整手段である位置調整手段は、矢印x方向
に可動とされた光検出手段17と、該光検出手段17を調整
するために移動させる駆動手段35とからなり、該駆動手
段35は、信号処理部20からの指示により光検出手段17を
移動調節する。すなわち、本実施形態においては、演算
による測定値の補正を行うのではなく、光検出手段17を
移動させて界面の縦方向の傾きによる誤差を補正するよ
うに調整するものである。
The measuring apparatus of the second embodiment has substantially the same structure as the plasmon sensor shown in the first embodiment, but the means for compensating the inclination after measuring the inclination of the interface 11a is different. It is a thing. This surface plasmon sensor has an interface 11a obtained from the measurement value of the second light detecting means 37.
In order to compensate for the vertical inclination of the above, the first light detecting means 17 for detecting the attenuated total reflection angle is provided with position adjusting means for moving and adjusting in the direction of the arrow x in the figure. That is, the position adjusting means, which is the vertical direction adjusting means, comprises the light detecting means 17 that is movable in the arrow x direction, and the driving means 35 that moves to adjust the light detecting means 17, and the driving means 35. Adjusts the movement of the light detection means 17 according to an instruction from the signal processing unit 20. That is, in the present embodiment, the measurement value is not corrected by calculation, but the photodetection means 17 is moved so as to correct the error due to the vertical inclination of the interface.

【0084】このように、本実施の形態の装置によれ
ば、縦傾き測定手段により検出された縦方向の傾きに応
じて光検出手段17を移動させる縦方向調整手段を備え、
物理的な位置調整を行うことにより界面の縦方向の傾き
を補償した測定結果を得ることができる。
As described above, according to the apparatus of the present embodiment, the vertical direction adjusting means for moving the light detecting means 17 in accordance with the vertical inclination detected by the vertical inclination measuring means is provided,
By physically adjusting the position, it is possible to obtain a measurement result in which the vertical inclination of the interface is compensated.

【0085】また、図5に第3の実施形態の測定装置と
して示すプラズモンセンサーにおいては、光検出手段17
の位置調整ではなく、光ビーム入射手段1による入射角
度を調整する入射角調整手段を縦方向調整手段として備
えてなるものである。入射角調整手段は、光源2からの
光ビームL1を反射させる面を有すると共に、該反射面が
光ビームL1の入射角を変化させる方向に回転可能とされ
たミラー36と、該ミラー36を回転駆動させる駆動手段38
とからなり、該駆動手段38は、信号処理部20からの指示
によりミラー36を回転させて反射角度を調整する。すな
わち、各測定時における、界面11aに対する光ビームL1
の入射角度を調整することにより、該界面11aで反射し
た光ビームL1が常に略同一の方向に反射するように調
整するものである。なお、本実施形態の光ビーム入射手
段1は、光源2から出射した小径の光ビームを凹レンズ
5で拡散させる構成である。
Further, in the plasmon sensor shown in FIG. 5 as the measuring apparatus of the third embodiment, the light detecting means 17
In addition to the position adjustment described above, an incident angle adjusting means for adjusting the incident angle by the light beam incident means 1 is provided as the vertical direction adjusting means. The incident angle adjusting means has a surface for reflecting the light beam L1 from the light source 2, and the mirror 36 is rotatable in a direction in which the reflecting surface changes the incident angle of the light beam L1, and the mirror 36 is rotated. Drive means for driving 38
The drive means 38 rotates the mirror 36 according to an instruction from the signal processing section 20 to adjust the reflection angle. That is, the light beam L1 to the interface 11a at each measurement
The light beam L1 reflected by the interface 11a is adjusted so as to always be reflected in substantially the same direction by adjusting the incident angle of. The light beam incident means 1 of this embodiment has a configuration in which a small-diameter light beam emitted from the light source 2 is diffused by the concave lens 5.

【0086】このように、傾き測定手段により得られた
界面の縦方向の傾きに応じて、光ビームを傾けることに
より、界面11aに対する入射角度を一定とすることがで
きるため、界面の縦方向の傾きを補償した測定結果を得
ることができる。
As described above, since the incident angle to the interface 11a can be made constant by inclining the light beam according to the longitudinal inclination of the interface obtained by the inclination measuring means, the vertical direction of the interface can be kept constant. It is possible to obtain the measurement result in which the inclination is compensated.

【0087】なお、上記のように、光検出手段17、ある
いは光ビーム入射手段1を調整するほか、測定チップ10
自体を傾ける等して界面の縦方向の傾きを補正するよう
に調整してもよい。また、さらには、光検出手段17、光
ビーム入射手段1、測定チップ10のすべてもしくは任意
の2つの位置等を調整することにより、全体として界面
の縦方向の傾きを補償した測定値を得るようにしてもよ
い。
As described above, in addition to adjusting the light detecting means 17 or the light beam incident means 1, the measuring chip 10
It may be adjusted so as to correct the vertical inclination of the interface by inclining itself. Furthermore, by adjusting all or arbitrary two positions of the light detecting means 17, the light beam incident means 1, the measuring chip 10 and the like, it is possible to obtain a measured value in which the longitudinal inclination of the interface is compensated as a whole. You may

【0088】次に、図6を参照して本発明の第4の実施
形態について説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0089】この第4実施形態の測定装置は、先に説明
した漏洩モードセンサーであり、本例でも測定ユニット
として測定チップ10を用いるように構成されている。た
だし、この測定チップ10の検体保持穴13a底面にはクラ
ッド層40が形成され、さらにその上には光導波層41が形
成されている。
The measuring apparatus of the fourth embodiment is the leak mode sensor described above, and in this example also, the measuring chip 10 is used as the measuring unit. However, the cladding layer 40 is formed on the bottom surface of the sample holding hole 13a of the measurement chip 10, and the optical waveguide layer 41 is further formed thereon.

【0090】クラッド層40は、誘電体ブロック11よりも
低屈折率の誘電体や、金等の金属を用いて薄膜状に形成
されている。また光導波層41は、クラッド層40よりも高
屈折率の誘電体、例えばPMMAを用いてこれも薄膜状
に形成されている。クラッド層40の膜厚は、例えば金薄
膜から形成する場合で36.5nm、光導波層41の膜厚は、
例えばPMMAから形成する場合で700nm程度とされ
る。
The clad layer 40 is formed into a thin film using a dielectric having a lower refractive index than the dielectric block 11 or a metal such as gold. The optical waveguide layer 41 is also formed in a thin film shape by using a dielectric material having a higher refractive index than the cladding layer 40, for example, PMMA. The clad layer 40 has a film thickness of 36.5 nm, for example, when formed from a gold thin film, and the optical waveguide layer 41 has a film thickness of
For example, when it is formed from PMMA, it is about 700 nm.

【0091】上記構成の漏洩モードセンサーにおいて、
光源2から出射した光ビームL1を誘電体ブロック11を通
してクラッド層40に対して全反射角以上の入射角で入射
させると、該光ビームL1が誘電体ブロック11とクラッド
層40との界面11aで全反射するが、クラッド層40を透過
して光導波層41に特定入射角で入射した特定波数の光
は、該光導波層41を導波モードで伝搬するようになる。
こうして導波モードが励起されると、入射光のほとんど
が光導波層41に取り込まれるので、上記界面11aで全反
射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。
In the leaky mode sensor having the above structure,
When the light beam L1 emitted from the light source 2 is incident on the cladding layer 40 through the dielectric block 11 at an angle of incidence equal to or greater than the total reflection angle, the light beam L1 is generated at the interface 11a between the dielectric block 11 and the cladding layer 40. The light having a specific wave number that is totally reflected but is transmitted through the clad layer 40 and incident on the optical waveguide layer 41 at a specific incident angle propagates through the optical waveguide layer 41 in the waveguide mode.
When the guided mode is excited in this way, most of the incident light is taken into the optical waveguide layer 41, so that total reflection attenuation occurs in which the intensity of the light totally reflected at the interface 11a sharply decreases.

【0092】光導波層41における導波光の波数は、該光
導波層41の上の試料15の屈折率に依存するので、全反射
減衰が生じる上記特定入射角を知ることによって、試料
15の屈折率や、それに関連する試料15の特性を分析する
ことができる。そして、上記特定入射角の近傍における
反射光強度Iや、差動アンプアレイ18の各差動アンプが
出力する微分値I’に基づいて試料15の特性を分析する
こともできる。
Since the wave number of the guided light in the optical waveguide layer 41 depends on the refractive index of the sample 15 on the optical waveguide layer 41, by knowing the specific incident angle at which attenuation of total reflection occurs, the sample
It is possible to analyze the refractive index of 15 and the characteristics of the sample 15 related thereto. Then, the characteristics of the sample 15 can be analyzed based on the reflected light intensity I in the vicinity of the specific incident angle and the differential value I ′ output from each differential amplifier of the differential amplifier array 18.

【0093】また、この漏洩モードセンサーは、界面11
aの縦傾き測定用の第2の光ビームL2を、上記誘電体ブ
ロック11の界面11aで全反射するように、該誘電体ブロ
ック11に入射させる第2の光ビーム入射手段46と、該第
2の光ビーム入射手段により界面11aに入射され、該界
面11aで反射された第2の光ビームL2を検出する光検出
手段47とを備えている。この光検出手段47からの出力S
は信号処理部20に送られ、該信号処理部20において
プラズモン共鳴信号を検出する光検出手段17からの信号
に、界面11aの縦方向の傾きを補正するための補正信号
を加算することにより正確な測定値を得る。すなわち、
この信号処理部20が補正手段を構成する。ここで用いる
傾き測定用の第2の光ビームL2は、全反射減衰測定用の
光ビームL1と異なる波長を有するものである。
Further, this leaky mode sensor has an interface 11
The second light beam incidence means 46 for injecting the second light beam L2 for measuring the vertical inclination of a into the dielectric block 11 so as to be totally reflected at the interface 11a of the dielectric block 11; And a light detecting means 47 for detecting the second light beam L2 which is incident on the interface 11a by the two light beam incident means and is reflected by the interface 11a. The output S from this light detecting means 47
R is sent to the signal processing unit 20, and by adding a correction signal for correcting the vertical inclination of the interface 11a to the signal from the photodetection means 17 that detects the plasmon resonance signal in the signal processing unit 20. Get accurate measurements. That is,
This signal processing unit 20 constitutes a correction means. The second light beam L2 for inclination measurement used here has a wavelength different from that of the light beam L1 for attenuation measurement of total internal reflection.

【0094】試料15について第1回目の測定時に、第2
の光ビーム入射手段46により入射された第2の光ビーム
L2が界面11bで反射され、この反射光が光検出手段47に
より検出される。次いで、2回目の測定時に、同様にし
て第2の光ビームL2の反射光を検出し、1回目の検出位
置からの矢印K方向のずれを求める。この検出位置のず
れは界面11aの縦方向の傾きに対応するものである。こ
の得られた傾きに基づいて、信号処理部20において該傾
きによる誤差を補正した測定値を得る。これにより、界
面11aの縦方向の傾きが補償された測定値を得ることが
でき、より精密な測定を行うことができる。
For the sample 15, the second measurement was performed at the first measurement.
Second light beam incident by the light beam incident means 46 of
L2 is reflected by the interface 11b, and the reflected light is detected by the light detecting means 47. Next, at the time of the second measurement, similarly, the reflected light of the second light beam L2 is detected, and the deviation in the arrow K direction from the first detection position is obtained. This shift in the detection position corresponds to the vertical inclination of the interface 11a. Based on the obtained inclination, the signal processing unit 20 obtains a measurement value in which an error due to the inclination is corrected. As a result, it is possible to obtain a measurement value in which the vertical inclination of the interface 11a is compensated, and more precise measurement can be performed.

【0095】次に、図7を参照して本発明の第5の実施
形態について説明する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0096】この第5実施形態の測定装置は、第1の実
施形態と同様表面プラズモン共鳴を利用した表面プラズ
モンセンサーであり、図7は、その側面形状を示すもの
である。
The measuring apparatus of the fifth embodiment is a surface plasmon sensor utilizing surface plasmon resonance as in the first embodiment, and FIG. 7 shows its side surface shape.

【0097】本装置は図1のものと比べると、用いてい
る測定ユニットの構成が異なるものである。すなわち本
実施形態では、図1の装置で用いられていた測定チップ
10に代えて、誘電体であるガラスから形成されて、図7
の紙面に垂直な方向に延びる三角柱のプリズム50と、こ
のプリズム50上面に屈折率マッチングオイル52を介して
接合された誘電体プレート55とからなるものが用いられ
ている。プリズム50は光ビームL1の入射端面50aおよび
出射端面50bを有するものであり、一方誘電体プレート
55上には金属薄膜56が形成されており、光ビームL1はこ
の誘電体プレート55と金属薄膜56との界面57において全
反射する構成となっている。なお、この金属薄膜56が形
成された誘電体プレート55上に試料58が載置され、この
誘電体プレート55ごと取外し可能となっている。すなわ
ち、本実施形態における測定ユニットは、その誘電体ブ
ロックが、光ビームの入射端面50aと出射端面50bとを
有する部分50と薄膜層56が形成されている面を有する部
分55とが屈折率マッチング手段(屈折率マッチングオイ
ル)52により接合されてなるものである。
The present apparatus is different from that of FIG. 1 in the structure of the measuring unit used. That is, in the present embodiment, the measuring chip used in the apparatus of FIG.
Instead of 10, it is formed from a glass that is a dielectric, and FIG.
A prism 50 having a triangular prism shape extending in a direction perpendicular to the paper surface and a dielectric plate 55 joined to the upper surface of the prism 50 via a refractive index matching oil 52 are used. The prism 50 has an entrance end face 50a and an exit end face 50b of the light beam L1, and a dielectric plate.
A metal thin film 56 is formed on 55, and the light beam L1 is totally reflected at the interface 57 between the dielectric plate 55 and the metal thin film 56. The sample 58 is placed on the dielectric plate 55 on which the metal thin film 56 is formed, and the dielectric plate 55 can be removed together. That is, in the measurement unit according to the present embodiment, the dielectric block is such that the portion 50 having the incident end surface 50a and the emission end surface 50b of the light beam and the portion 55 having the surface on which the thin film layer 56 is formed are matched in refractive index. They are joined by means (refractive index matching oil) 52.

【0098】また、本実施形態の表面プラズモンセンサ
ーにおいては、前述の第1の表面プラズモンセンサーに
おける界面の縦傾き測定手段とは異なる形態の縦傾き測
定手段を備えている。以下に本実施形態における縦傾き
測定手段について説明する。
Further, the surface plasmon sensor of this embodiment is provided with a vertical inclination measuring means having a different form from the interface vertical inclination measuring means in the above-mentioned first surface plasmon sensor. The vertical inclination measuring means in this embodiment will be described below.

【0099】一般に、表面プラズモンセンサーにおいて
は、光ビームとして、図8に一部点線で示すようにその
光量分布がガウシアン分布となっているものが用いられ
ている。通常全反射減衰角θSPがピーク強度近傍とな
るように設定されており、上述のように、この全反射減
衰角θSPの時間変化を観察することになる。したがっ
て、ガウシアン分布の両端の部分は測定にはほとんど寄
与しない部分である。そこで、本実施形態の表面プラズ
モンセンサーにおいてはこの測定範囲外の成分を利用し
て界面57の縦方向の傾きを求める。通常、このガウシア
ン分布の測定範囲外の領域は光強度と入射角度(反射角
度)との関係が変化しない部分であり、両者の関係の変
化は界面の角度の差(傾き)によってのみ生じるものと
考えられる。従って、本実施形態においては図8中点線
円で囲む箇所のように、光量分布が急峻になっている箇
所の光量を観測し、この光量の変化により界面の縦方向
の傾きを求める。具体的には入射角度θa の部分の光強
度を光検出手段17により検出する、すなわち、光検出手
段17の所定のフォトダイオードからの出力の変化を検出
することにより界面57の縦方向の傾きを求める。このよ
うにして求められた傾きに基づいて、上述の実施形態と
同様に信号処理部20において縦方向の傾きによる誤差を
補正した測定値を得る。
Generally, in the surface plasmon sensor, a light beam whose light quantity distribution is a Gaussian distribution as shown by a dotted line in FIG. 8 is used. Normally, the total reflection attenuation angle θ SP is set to be near the peak intensity, and as described above, the time change of the total reflection attenuation angle θ SP will be observed. Therefore, the portions at both ends of the Gaussian distribution are the portions that hardly contribute to the measurement. Therefore, in the surface plasmon sensor of this embodiment, the component outside the measurement range is used to determine the vertical inclination of the interface 57. Usually, the area outside the measurement range of this Gaussian distribution is the portion where the relationship between the light intensity and the incident angle (reflection angle) does not change, and the change in the relationship between the two is caused only by the difference in the interface angles (tilt). Conceivable. Therefore, in the present embodiment, the light amount at a portion where the light amount distribution is steep, such as the place surrounded by the dotted circle in FIG. 8, is observed, and the vertical inclination of the interface is obtained from the change in this light amount. Specifically, the light intensity of the portion at the incident angle θa is detected by the light detection means 17, that is, the change in the output from a predetermined photodiode of the light detection means 17 is detected to determine the vertical inclination of the interface 57. Ask. Based on the tilt thus obtained, the signal processing unit 20 obtains a measurement value in which an error due to the vertical tilt is corrected, as in the above-described embodiment.

【0100】次に、図9を参照して本発明の第6の実施
形態について説明する。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0101】この第6の実施形態の測定装置は、第5の
実施形態と同様表面プラズモン共鳴を利用した表面プラ
ズモンセンサーであり、図9は、その側面形状を示すも
のである。構成は上述の第5の実施形態の表面プラズモ
ンセンサーとほぼ同一であるが、光ビームL1の入射光学
系側の光路上に遮蔽物60を配置して、光ビームL1の一部
を暗線61として界面57に入射させ、光ビームL1の反射光
に含まれる暗線61を検出することにより、界面57の縦方
向の傾きを検出するものである点で異なる。
The measuring apparatus of the sixth embodiment is a surface plasmon sensor utilizing surface plasmon resonance as in the fifth embodiment, and FIG. 9 shows its side surface shape. The structure is almost the same as that of the surface plasmon sensor of the fifth embodiment described above, but a shield 60 is arranged on the optical path of the light beam L1 on the incident optical system side, and a part of the light beam L1 is used as a dark line 61. The difference is that the vertical inclination of the interface 57 is detected by detecting the dark line 61 included in the reflected light of the light beam L1 by making it incident on the interface 57.

【0102】上記第5の実施形態と同様に光ビームL1と
して、図10に一部点線で示すようにその光量分布がガ
ウシアン分布となっているものを用い、ガウシアン分布
の両端の、全反射減衰の測定にはとんど寄与しない部分
を利用して界面57の縦方向の傾きを求める。上述のよう
に、光ビームL1の一部を暗線61として界面11aに入射せ
しめ、光検出手段17によりその暗線61を検出する。界面
57の縦方向の傾きが変化しない限り、光検出手段17上で
検出される暗線61の位置は変動しないため、この暗線位
置のずれが界面57の縦方向の傾きに対応する。例えば、
1回目の測定時に暗線61がθbに対応するフォトダイオ
ードで検出され、その後、界面57の角度が変化すると2
回目の測定時には暗線61は異なるフォトダイオードで検
出されることとなる。従って、いずれのフォトダイオー
ドにより暗線61が検出されたかにより界面57の縦方向の
傾きが求められ、このようにして求められた傾きに基づ
いて、信号処理部20において該傾きによる誤差を補正し
た測定値を得る。
As in the fifth embodiment, as the light beam L1, a light amount distribution of which is a Gaussian distribution as shown by a dotted line in FIG. 10 is used, and total reflection attenuation at both ends of the Gaussian distribution is used. The inclination of the interface 57 in the vertical direction is obtained by utilizing the portion that hardly contributes to the measurement of. As described above, a part of the light beam L1 is made to enter the interface 11a as the dark line 61, and the dark line 61 is detected by the light detecting means 17. interface
As long as the vertical inclination of 57 does not change, the position of the dark line 61 detected on the light detecting means 17 does not change, and thus the deviation of the dark line position corresponds to the vertical inclination of the interface 57. For example,
When the dark line 61 is detected by the photodiode corresponding to θb during the first measurement, and then the angle of the interface 57 changes, 2
During the second measurement, the dark line 61 will be detected by a different photodiode. Therefore, the vertical inclination of the interface 57 is obtained depending on which photodiode the dark line 61 is detected, and the signal processing unit 20 corrects the error due to the inclination based on the thus obtained inclination. Get the value.

【0103】以下、図11から図23を参照して他の測
定装置の実施形態を説明するが、各センサーにおいて
は、前述した各実施形態と全反射減衰の測定に係る部分
は略同一であり、縦傾き測定手段の形態が異なるもので
あるため、主として傾き測定手段について説明し、全反
射減衰の測定に係る部分については変更箇所についての
み言及する。
Embodiments of other measuring devices will be described below with reference to FIGS. 11 to 23. In each sensor, the portions related to the measurement of attenuation of total reflection are substantially the same as those in the above-described embodiments. Since the form of the vertical tilt measuring means is different, the tilt measuring means will be mainly described, and only the changed portion will be described regarding the portion related to the measurement of the attenuated total reflection.

【0104】図11を参照して本発明の第7の実施形態
について説明する。
The seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0105】この第7の実施形態の測定装置の縦傾き測
定手段は、光ビームL1の反射光の光検出手段17に至る光
路上と該光路外の位置とで移動可能とされた収束レンズ
66と、光検出手段17とにより構成されている。本センサ
ーにおいては、収束レンズ66を光路上に配した状態で界
面11aの縦方向の傾き測定を行い、収束レンズ66を光路
外に配した状態で全反射減衰の状態の測定を行う。すな
わち本実施形態においては、光ビームL1の反射光を収束
レンズ66により光検出手段17上で収束させ、光検出手段
17上における収束ビームの矢印x方向における検出位置
の変化を測定することにより界面11aの縦方向の傾きを
測定する。
The vertical inclination measuring means of the measuring apparatus of the seventh embodiment is a converging lens which is movable on the optical path to the light detecting means 17 of the reflected light of the light beam L1 and at a position outside the optical path.
66 and the light detection means 17. In this sensor, the vertical inclination of the interface 11a is measured with the converging lens 66 disposed on the optical path, and the total reflection attenuation state is measured with the converging lens 66 disposed outside the optical path. That is, in the present embodiment, the reflected light of the light beam L1 is converged by the converging lens 66 on the light detecting means 17,
The vertical inclination of the interface 11a is measured by measuring the change in the detection position of the convergent beam on the arrow 17 in the direction of the arrow x.

【0106】本実施形態の場合、光ビームL1はp偏光と
して界面11aに入射させ、この表面プラズモン共鳴によ
り生じた暗線の状態を測定するが、光ビームL1として複
数の偏光成分を含む光を利用した場合、該表面プラズモ
ン共鳴の状態を検知するために光検出手段17においてp
偏光成分のみを検出できるようにする必要がある。そこ
で、光ビームL1がp偏光以外の偏光成分を含むものであ
る場合には、図12に第8の実施形態のセンサー側面図
として示すように、光検出手段17の光ビーム入射側に検
光子68を配し、p偏光成分のみを透過させるようにすれ
ばよい。なお、傾き測定時には、検光子68を回転させ
て、p偏光成分と直交するs偏光成分の収束光の位置を
検出するようにしてもよい。
In the case of the present embodiment, the light beam L1 is made incident on the interface 11a as p-polarized light, and the state of the dark line generated by this surface plasmon resonance is measured. However, light containing a plurality of polarization components is used as the light beam L1. In this case, in order to detect the state of the surface plasmon resonance, p is detected in the light detecting means 17.
It is necessary to be able to detect only the polarized component. Therefore, when the light beam L1 contains a polarization component other than p-polarized light, an analyzer 68 is provided on the light beam incident side of the light detection means 17, as shown in the sensor side view of the eighth embodiment in FIG. It may be arranged so that only the p-polarized component is transmitted. At the time of measuring the inclination, the analyzer 68 may be rotated to detect the position of the converged light of the s-polarized component orthogonal to the p-polarized component.

【0107】次に、図13を参照して本発明の第9の実
施形態について説明する。
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0108】この第9の実施形態の測定装置の縦傾き測
定手段は、光ビームL1の反射光の光検出手段17に至る光
路上に配されたハーフミラー70と該ハーフミラー70によ
り分離された光ビームの一部を収束する収束レンズ71
と、該収束レンズ71により収束された光ビームを検出す
る第2の光検出手段72とからなる。ハーフミラー70によ
り光ビームL1の反射光を分割し、一部を全反射減衰の測
定に用い、一部を界面11aの縦方向の傾き測定用に用い
ている。ハーフミラー70で一部反射された光ビームL1が
収束レンズ71により第2の光検出手段72上に収束され、
この光検出手段72上における光ビームの矢印Q方向の検
出位置の変化により界面11aの縦方向の傾きを検出する
ものである。なお、ハーフミラー70の代りに、光路上と
光路外の位置とで移動可能なミラーを備えるようにして
もよい。この場合、ミラーを光路上に配し、光ビームを
該ミラーで第2の光検出手段側へ反射させるようにして
傾きを測定し、ミラーを光路外の位置へ移動させたて光
ビームを光検出手段17へ直進させて全反射減衰を測定す
るようにすればよい。
The vertical inclination measuring means of the measuring apparatus according to the ninth embodiment is separated by the half mirror 70 and the half mirror 70 arranged on the optical path leading to the light detecting means 17 of the reflected light of the light beam L1. Converging lens 71 that converges part of the light beam
And second light detection means 72 for detecting the light beam converged by the converging lens 71. The reflected light of the light beam L1 is split by the half mirror 70, part of which is used for measuring attenuation of total reflection, and part of which is used for measuring the vertical inclination of the interface 11a. The light beam L1 partially reflected by the half mirror 70 is converged by the converging lens 71 on the second light detecting means 72,
The inclination of the interface 11a in the vertical direction is detected by the change in the detection position of the light beam on the light detecting means 72 in the direction of the arrow Q. In addition, instead of the half mirror 70, a mirror that can be moved between an optical path and a position outside the optical path may be provided. In this case, a mirror is placed on the optical path, the light beam is reflected by the mirror toward the second light detecting means, the tilt is measured, and the mirror is moved to a position outside the optical path to emit the light beam. The total reflection attenuation may be measured by going straight to the detecting means 17.

【0109】本実施形態の場合、光ビームL1はp偏光と
して界面11aに入射させ、この表面プラズモン共鳴によ
り生じた暗線の状態を測定するが、光ビームL1として複
数の偏光成分を含む光を利用した場合、図14に第10
の実施形態のセンサー側面図として示すように、光検出
手段17の光ビーム入射側に検光子68を配し、p偏光成分
のみを透過させるようにすればよい。
In the case of the present embodiment, the light beam L1 is made incident on the interface 11a as p-polarized light, and the state of the dark line generated by this surface plasmon resonance is measured. However, light containing a plurality of polarization components is used as the light beam L1. If you do,
As shown in the side view of the sensor of the above embodiment, an analyzer 68 may be arranged on the light beam incident side of the light detecting means 17 so that only the p-polarized component is transmitted.

【0110】次に、図15を参照して本発明の第11の
実施形態について説明する。
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0111】第11の実施形態の測定装置の傾き測定手
段は、図13に示した第9の実施形態において、縦傾き
測定用の第2の光検出手段72に至る光路上にさらに第2
のレンズ75を設けてなるものである。本センサーは、レ
ンズを2枚組み合わせることにより、界面11aの縦方向
の傾きのみならず、界面11aの上下方向のシフト量に対
応する特性値を得ることができるため、より高精度な全
反射減衰の状態を測定することができる。
The tilt measuring means of the measuring apparatus of the eleventh embodiment is the second embodiment in the ninth embodiment shown in FIG. 13 and further on the optical path to the second light detecting means 72 for measuring the vertical tilt.
The lens 75 is provided. This sensor can obtain not only the vertical tilt of the interface 11a but also the characteristic value corresponding to the vertical shift amount of the interface 11a by combining two lenses, so that more accurate total reflection attenuation can be achieved. The state of can be measured.

【0112】界面の縦方向の傾きとシフトを検出する仕
組みについて図16を参照に簡単に説明する。図16
(a)はシフト量を検出する仕組み、同図(b)は傾き
を検出する仕組みを模式的に示したものである。
A mechanism for detecting the vertical inclination and shift of the interface will be briefly described with reference to FIG. FIG.
(A) schematically shows the mechanism for detecting the shift amount, and (b) in the figure schematically shows the mechanism for detecting the inclination.

【0113】収束レンズ71および第2のレンズ75の焦点
距離をそれぞれf1、f2、光ビームの反射位置と光検
出手段17との距離をL(図15参照)、光ビーム反射位
置と収束レンズ71との距離をd0、収束レンズ71と第2
のレンズ75との距離をd1、第2のレンズ75と第2の光
検出手段72間の距離をd2、界面11aの鉛直方向の移動
量yに基づく反射位置のシフト量をx、界面11aの傾き
をθとする。なお、図15においてはハーフミラー70に
より光路が変更されているが、図16においては、模式
的に光路を直線とした。
The focal lengths of the converging lens 71 and the second lens 75 are f1 and f2, respectively, the distance between the reflection position of the light beam and the light detecting means 17 is L (see FIG. 15), the light beam reflection position and the converging lens 71. And the distance between the converging lens 71 and the second
, The distance between the second lens 75 and the second light detecting means 72 is d2, the shift amount of the reflection position based on the vertical movement amount y of the interface 11a is x, and the interface 11a is The inclination is θ. Although the optical path is changed by the half mirror 70 in FIG. 15, the optical path is schematically shown as a straight line in FIG.

【0114】光ビームL1が入射される界面の縦方向の傾
きがθ、シフト量xであるとき、この界面の変動による
全反射減衰角の移動距離Aは、Ltanθ+xで表され
る。
When the vertical inclination of the interface on which the light beam L1 is incident is θ and the shift amount is x, the moving distance A of the attenuation angle of total reflection due to the variation of the interface is represented by Ltan θ + x.

【0115】一方、図16(a)に示すように、実線で
示した測定チップ10が点線で示した測定チップ位置に距
離yシフトした場合、光ビーム入射位置のシフト量x
は、二つのレンズの作用により、第2の光検出手段72上
の光ビーム検出位置において所定のシフト量として現れ
る。また、図16(b)に示すように、実線で示した測
定チップ10が点線で示した測定チップのようにθ傾いた
場合、第2の光検出手段72上の光ビーム検出位置は、所
定のシフト量変化する。
On the other hand, as shown in FIG. 16A, when the measuring tip 10 shown by the solid line is shifted by the distance y to the measuring tip position shown by the dotted line, the shift amount x of the light beam incident position is x.
Appears as a predetermined shift amount at the light beam detection position on the second light detection means 72 due to the action of the two lenses. Further, as shown in FIG. 16B, when the measuring chip 10 shown by the solid line is inclined by θ like the measuring chip shown by the dotted line, the light beam detection position on the second light detecting means 72 is a predetermined position. The shift amount of changes.

【0116】この界面11aの傾きおよび上下方向のシフ
トによる第2の光検出手段72上の光ビームのスポット移
動量Bは、θ{d1+d2−d1d2/f2−d0(d1/f1+d0/f1−d1d2
/f1/f2−1+d2/f2}−x(d1/f1+d2/f1−d1d2/f1/f2−1+d2
/f2)で表される。
The spot moving amount B of the light beam on the second light detecting means 72 due to the inclination of the interface 11a and the vertical shift is θ {d1 + d2-d1d2 / f2-d0 (d1 / f1 + d0 / f1-d1d2
/ f1 / f2−1 + d2 / f2} −x (d1 / f1 + d2 / f1−d1d2 / f1 / f2−1 + d2
It is represented by / f2).

【0117】したがって、光検出手段17上における全反
射減衰角の移動距離Aと第2の光検出手段72上の光ビー
ムのスポット移動量Bとの関係がA=BまたはA=−B
となるように、L、d0、d1、d2、f1、f2を選
択して、収束レンズ71、第2のレンズ75および第2の光
検出手段72を配置しておけば、界面の変動による全反射
減衰角の移動距離が第2の光検出手段72上のスポット移
動量として現れる。上記A=BもしくはA=−Bを満た
すためには、具体的には、距離L、d0、d1、d2お
よび前記焦点距離f1、f2が、d1=f1、d2=f
2、d0=f1+Lとなるように収束レンズ71、第2の
レンズ75および第2の光検出手段72を設置すればよい。
Therefore, the relationship between the moving distance A of the attenuation angle of total reflection on the light detecting means 17 and the spot moving amount B of the light beam on the second light detecting means 72 is A = B or A = -B.
If L, d0, d1, d2, f1, and f2 are selected so that the converging lens 71, the second lens 75, and the second light detecting means 72 are arranged, all of them due to the fluctuation of the interface can be obtained. The moving distance of the reflection attenuation angle appears as the spot moving amount on the second light detecting means 72. To satisfy the above A = B or A = −B, specifically, the distances L, d0, d1, and d2 and the focal lengths f1 and f2 are d1 = f1 and d2 = f.
2, the converging lens 71, the second lens 75, and the second light detecting means 72 may be installed so that d0 = f1 + L.

【0118】本実施形態のように、二つのレンズを利用
して界面11aの縦方向の傾きと上下方向のシフト量を得
るようにすれば、この界面の変動量による誤差を補正し
た測定値を得ることができるため、さらに精度よい全反
射減衰の状態測定を行うことができる。
As in this embodiment, by using two lenses to obtain the vertical tilt and the vertical shift amount of the interface 11a, the measured value in which the error due to the variation amount of this interface is corrected is obtained. Since it can be obtained, the state of attenuation of total reflection can be measured with higher accuracy.

【0119】次に、図17を参照して本発明の第12の
実施形態について説明する。
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0120】この第12の実施形態の測定装置の縦傾き
測定手段は、光ビームL1の、測定チップ10の誘電体ブロ
ック11の光入射面11bで反射した反射光を集光するレン
ズ80と該レンズ80により収束された光ビームを検出する
第2の光検出手段82とからなる。すなわち、本実施形態
の縦傾き測定手段は、光ビームL1は入射面11bで一部反
射されるため、この反射光を利用するものである。この
入射面11bは、誘電体ブロック11の一部である界面11a
の縦方向の傾きに応じて傾くため、この入射面11bでの
反射光の第2の光検出手段82上の矢印Q方向における位
置変動は界面11aの縦方向の傾きに応じたものとなる。
The vertical inclination measuring means of the measuring apparatus according to the twelfth embodiment comprises a lens 80 for condensing the reflected light of the light beam L1 reflected by the light incident surface 11b of the dielectric block 11 of the measuring chip 10 and the lens 80. The second light detecting means 82 detects the light beam converged by the lens 80. That is, the vertical tilt measuring means of the present embodiment uses the reflected light because the light beam L1 is partially reflected by the incident surface 11b. The incident surface 11b is an interface 11a which is a part of the dielectric block 11.
Since the light is tilted in accordance with the vertical tilt of the interface 11a, the position variation of the reflected light on the incident surface 11b on the second photodetector 82 in the direction of the arrow Q depends on the vertical tilt of the interface 11a.

【0121】次に、図18を参照して本発明の第13の
実施形態について説明する。
Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0122】この第13の実施形態の測定装置の傾き測
定手段は、測定チップ10の検体保持穴13aの底面の一部
に設けられた反射面83と、該反射面83で反射された光ビ
ームL1を集光するレンズ84と、該レンズ84により収束さ
れた光を検出する第2の光検出手段86とからなる。本実
施形態においては、光ビームL1を界面11aに対して、そ
の一部が反射面83に入射されるように発散光状態で入射
せしめる。界面11aに入射された光ビームは全反射減衰
を測定する光検出手段17に向けて反射される。一方、反
射面83に入射した光ビームL1の一部は第2の光検出手段
86側に反射され、レンズ84で集光されて光検出手段86上
で収束される。反射面83は、界面11aに対して所定の角
度で設けられており、界面11aの縦方向の傾きに応じて
傾くため、この反射面83での反射光の第2の光検出手段
86上における矢印Q方向の位置変動は界面11aの縦方向
の傾きに応じたものとなる。
The tilt measuring means of the measuring apparatus according to the thirteenth embodiment comprises a reflecting surface 83 provided on a part of the bottom surface of the sample holding hole 13a of the measuring chip 10 and a light beam reflected by the reflecting surface 83. It is composed of a lens 84 for condensing L1 and a second light detecting means 86 for detecting the light converged by the lens 84. In the present embodiment, the light beam L1 is made to enter the interface 11a in a divergent light state so that a part thereof is made incident on the reflecting surface 83. The light beam incident on the interface 11a is reflected toward the light detecting means 17 for measuring the attenuation of total reflection. On the other hand, a part of the light beam L1 incident on the reflecting surface 83 is the second light detecting means.
The light is reflected to the side of 86, is condensed by the lens 84, and is converged on the light detection means 86. The reflecting surface 83 is provided at a predetermined angle with respect to the interface 11a and tilts in accordance with the vertical tilt of the interface 11a. Therefore, the second light detecting means of the reflected light on the reflecting surface 83 is provided.
The positional fluctuation in the direction of the arrow Q on 86 corresponds to the vertical inclination of the interface 11a.

【0123】次に、図19を参照して本発明の第14の
実施形態について説明する。
Next, a fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0124】この第14の実施形態の測定装置の傾き測
定手段は、第2の光ビームを界面11aで全反射するよう
に、該誘電体ブロック11に入射させる第2の光ビーム入
射手段90と、界面11aで反射した第2の光ビームを集光
するレンズ95と、該レンズ95により収束された光ビーム
の位置を検出する光検出手段17とからなるものである。
The inclination measuring means of the measuring apparatus according to the fourteenth embodiment includes a second light beam incident means 90 for making the second light beam incident on the dielectric block 11 so as to be totally reflected at the interface 11a. , A lens 95 for condensing the second light beam reflected by the interface 11a, and a light detecting means 17 for detecting the position of the light beam converged by the lens 95.

【0125】第2の光ビーム入射手段90は、光ビームL
1を界面11aに入射させる光ビーム入射手段1の構成に
加えて、光源2から出射された直線偏光ビームを円偏光
にするλ/4板91と、円偏光ビームをs偏光とp偏光に
分離するウォラストンプリズム92とを備えており、光源
2から出射された光ビームをλ/4板91により円偏光と
し、ウォラストンプリズム92により、該光ビームをp偏
光L1とs偏光L2とに分離して互いに異なる方向に出射
し、p偏光ビームL1とs偏光ビームL2を界面11aの互い
に異なる位置に入射せしめるものである。
The second light beam incident means 90 is arranged to detect the light beam L
In addition to the configuration of the light beam incidence means 1 for making 1 incident on the interface 11a, a λ / 4 plate 91 for making the linearly polarized beam emitted from the light source 2 circularly polarized, and for separating the circularly polarized beam into s polarized light and p polarized light And a Wollaston prism 92 for converting the light beam emitted from the light source 2 into circularly polarized light by the λ / 4 plate 91, and separating the light beam into p-polarized L1 and s-polarized L2 by the Wollaston prism 92. Then, the p-polarized beam L1 and the s-polarized beam L2 are made to emerge in mutually different directions, and are made incident at different positions on the interface 11a.

【0126】s偏光ビームL2の反射光をレンズ95により
集光し、光検出手段17上の一部に収束させ、このs偏光
ビームL2の位置変動により界面11aの縦方向の傾きを測
定する。一方、p偏光ビームL1の光検出手段17に至る光
路上に検光子68を配することにより、s偏光ビームL2に
よる影響を除去し、全反射減衰の状態を検出する。ここ
では、光検出手段17として、全反射減衰の状態のみを検
出する場合よりも広領域に亘って検出可能なフォトダイ
オードアレイを利用し、全反射減衰の状態を検出する部
分と交わらない箇所においてs偏光ビームL2の位置を検
出するようにしたが、s偏光ビームL2を検出する光検出
手段を別個に設けてもよい。
The reflected light of the s-polarized beam L2 is condensed by the lens 95 and converged on a part of the light detecting means 17, and the vertical inclination of the interface 11a is measured by the position variation of the s-polarized beam L2. On the other hand, by disposing the analyzer 68 on the optical path of the p-polarized beam L1 to the light detecting means 17, the influence of the s-polarized beam L2 is removed and the attenuated total reflection state is detected. Here, as the light detection means 17, a photodiode array that can be detected over a wider area than in the case of detecting only the state of attenuated total reflection is used, and at a location that does not intersect with the portion that detects the state of attenuated total reflection. Although the position of the s-polarized beam L2 is detected, a light detecting means for detecting the s-polarized beam L2 may be separately provided.

【0127】次に、図20を参照して本発明の第15の
実施形態について説明する。
Next, a fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0128】この第15の実施形態の測定装置の傾き測
定手段は、小径の2偏光ビームを第2の光ビームとして
界面11aで全反射するように、該誘電体ブロック11に入
射させる第2の光ビーム入射手段100と、界面11aで反
射した第2の光ビームL2(s偏光)を反射し、光ビーム
L1(p偏光)を透過するPBS107と、該PBS107に
より反射された第2の光ビームの位置を検出する第2の
光検出手段108とからなるものである。
The tilt measuring means of the measuring apparatus of the fifteenth embodiment makes the second polarized light beam having a small diameter enter the dielectric block 11 so as to be totally reflected at the interface 11a as the second light beam. The light beam incidence means 100 and the second light beam L2 (s-polarized) reflected at the interface 11a are reflected
It is composed of a PBS 107 that transmits L1 (p-polarized light) and a second light detection means 108 that detects the position of the second light beam reflected by the PBS 107.

【0129】なお、本実施形態においては、光ビーム入
射手段1は、小径の平行光L0をp偏光として出射する光
源2’と光ビームの径を拡大せしめるビーム拡大光学系
3’と、該拡大光学系3’により拡大された光ビームの
うち後述のPBS102を透過したp偏光ビームL1を収束
させて界面11aに入射せしめるレンズ4とから構成され
ている。
In the present embodiment, the light beam incident means 1 includes a light source 2'that emits a small-diameter parallel light L0 as p-polarized light, a beam expansion optical system 3'that expands the diameter of the light beam, and the expansion. The optical system 3'constitutes a lens 4 for converging a p-polarized beam L1 that has passed through the PBS 102, which will be described later, to be incident on the interface 11a.

【0130】第2の光ビーム入射手段100は、光ビームL
1を界面11aに入射させる光ビーム入射手段1の構成に
加えて、光源2’から出射された直線偏光ビームL0を円
偏光ビームにするλ/4板101と、p偏光を透過し、s偏
光を反射するPBS102と、s偏光ビームL2を反射する
ミラー103、105、106と、s偏光ビームL2の径を縮小さ
せる縮小光学系104とを備えており、光源2’から出射
された直線偏光ビームL0をλ/4板101により円偏光と
し、ビーム拡大光学系3’で拡大された光ビームをPB
S102により、該光ビームをp偏光ビームL1を透過さ
せ、s偏光ビームL2を反射させることにより分離し、縮
小光学系104によりs偏光ビームL2の径を縮小させた
後、p偏光ビームL1の光路上に戻し、p偏光ビームL1
と比較して小径の光ビームとして界面11aに入射せしめ
るものである。
The second light beam incident means 100 is arranged to
In addition to the configuration of the light beam incidence means 1 for making 1 incident on the interface 11a, a λ / 4 plate 101 for converting the linearly polarized beam L0 emitted from the light source 2 ′ into a circularly polarized beam, and p-polarized light and s-polarized light are transmitted. The linearly polarized beam emitted from the light source 2 ′ is provided with a PBS 102 that reflects light, a mirror 103, 105, 106 that reflects the s-polarized beam L2, and a reduction optical system 104 that reduces the diameter of the s-polarized beam L2. The L0 is circularly polarized by the λ / 4 plate 101, and the light beam expanded by the beam expanding optical system 3'is PB.
In S102, the light beam is transmitted through the p-polarized beam L1 and is separated by reflecting the s-polarized beam L2, and the reduction optical system 104 reduces the diameter of the s-polarized beam L2. Return to the road and p-polarized beam L1
In comparison with the above, the light beam having a smaller diameter is made incident on the interface 11a.

【0131】該界面11aにおいて反射したs偏光ビーム
L2はPBS107で反射され、第2の光検出手段108に検出
される。すなわち、この第2の光検出手段108上におけ
るs偏光ビームL2の位置変動により界面11aの縦方向の
傾きを測定する。
S-polarized beam reflected at the interface 11a
L2 is reflected by the PBS 107 and detected by the second light detecting means 108. That is, the vertical inclination of the interface 11a is measured by the position variation of the s-polarized beam L2 on the second light detecting means 108.

【0132】第2の光ビーム入射手段100の光学素子の
構成等は種々変更可能である。例えば、図21に示すよ
うに、反射光学素子であるミラー103、105、106の反射
面の傾きおよび位置を変化させて、第2の光ビームL2の
光路を変更してもよい。
The configuration and the like of the optical element of the second light beam incident means 100 can be variously changed. For example, as shown in FIG. 21, the optical path of the second light beam L2 may be changed by changing the tilts and positions of the reflecting surfaces of the mirrors 103, 105, and 106, which are reflecting optical elements.

【0133】また、図22に示すように、ミラー105、1
06の反射面の傾きを変化させ、第2の光ビームL2がレン
ズ4の端部を通過するようにすれば、第2の光ビームL2
は、界面11aにおけるp偏光ビームL1の入射位置から
大きくずれた位置に入射することになり、p偏光ビーム
L1と第2の光ビームL2の反射光の光路がずれるため、光
検出手段側にPBSを設ける必要がなくなる。また、光
検出手段17の一部を第2の光ビームL2の位置検出に利用
することもできる。
Further, as shown in FIG. 22, the mirrors 105, 1
If the inclination of the reflecting surface of 06 is changed so that the second light beam L2 passes through the end of the lens 4, the second light beam L2
Is incident on the interface 11a at a position largely deviated from the incident position of the p-polarized beam L1.
Since the optical paths of the reflected lights of L1 and the second light beam L2 are deviated, it is not necessary to provide the PBS on the photodetector side. Further, a part of the light detecting means 17 can be used for detecting the position of the second light beam L2.

【0134】図20から図22で示した測定装置におい
ては、光源2’から出射された光ビームL0を光ビーム拡
大光学系3’により拡大した後にs偏光、p偏光に分離
することとしたが、図23に示すように、λ/4板101
により円偏光とされた光ビームL0を拡大する前にPBS
102によりp偏光ビームL1、s偏光ビームL2に分離し、
p偏光ビームL1のみを拡大光学系3’に入射せしめるよ
うにすれば、第2の光ビーム入射手段の構成が簡易なも
のとなる。
In the measuring apparatus shown in FIGS. 20 to 22, the light beam L0 emitted from the light source 2'is expanded by the light beam expanding optical system 3'and then separated into s-polarized light and p-polarized light. , The λ / 4 plate 101 as shown in FIG.
Before expanding the circularly polarized light beam L0 by PBS
102 separates the p-polarized beam L1 and the s-polarized beam L2,
If only the p-polarized beam L1 is made incident on the magnifying optical system 3 ', the configuration of the second light beam incident means becomes simple.

【0135】なお、図24に示すように、光源2’から
出射された光ビームL0を円偏光にすることなく、直線偏
光(p偏光)の状態でハーフミラー110により2分し、
一方を拡大光学系3’により拡大させて測定用の光ビー
ムL1として使用し、他方をλ/2板111により偏光方向
を変化させてs偏光ビームL2として界面11aに入射させ
るようにしてもよい。
Incidentally, as shown in FIG. 24, the light beam L0 emitted from the light source 2'is not circularly polarized but is bisected by the half mirror 110 in the state of linearly polarized light (p polarized light),
One may be expanded by the expanding optical system 3'and used as the measurement light beam L1, and the other may be changed in the polarization direction by the λ / 2 plate 111 to be incident on the interface 11a as the s-polarized beam L2. .

【0136】次に、図25を参照して本発明の第16の
実施形態について説明する。
Next, a sixteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0137】この第16の実施形態の測定装置の傾き測
定手段は、測定チップの底面10dに設けられた反射面
と、該反射面に小径のs偏光ビームを第2の光ビームL2
として全反射条件で入射させる第2の光ビーム入射手段
120と、該反射面で反射された第2の光ビームL2を検出
する光検出手段125とを備えてなる。
The inclination measuring means of the measuring apparatus according to the sixteenth embodiment has a reflecting surface provided on the bottom surface 10d of the measuring chip and an s-polarized beam having a small diameter on the reflecting surface, which is used as the second light beam L2.
Second light beam injection means for making the light incident under the condition of total reflection
It is provided with 120 and a light detecting means 125 for detecting the second light beam L2 reflected by the reflecting surface.

【0138】第2の光ビーム入射手段120は、光ビームL
1を界面11aに入射させるための光ビーム入射手段1の
構成に加えて、光源2'から出射された光ビームLを円
偏光にするλ/4板101と、円偏光ビームをp偏光ビー
ムL1とs偏光ビームL2に分離するウォラストンプリズム
121、ミラー122を備えてなり、s偏光ビームL2を測定チ
ップ10の底面10dに全反射角度で入射させるものであ
る。
The second light beam incident means 120 is arranged to
In addition to the configuration of the light beam incident means 1 for making 1 incident on the interface 11a, the λ / 4 plate 101 for making the light beam L emitted from the light source 2 ′ circularly polarized, and the circularly polarized beam p-polarized beam L1 Wollaston prism that separates and s-polarized beam L2
It comprises 121 and a mirror 122, and makes the s-polarized beam L2 incident on the bottom surface 10d of the measurement chip 10 at a total reflection angle.

【0139】本傾き測定手段は、測定チップ10の底面10
d(誘電体ブロック11の底面)を反射面としておき、第
2の光ビームL2を界面11aに入射させることなく、該界
面11aの傾きに対応して傾く測定チップ10の底面10dに
入射させ、該底面10dで反射した反射光の位置変動を検
出してに界面11aの縦方向の傾きを測定する。
The inclination measuring means is the bottom surface 10 of the measuring chip 10.
d (bottom surface of the dielectric block 11) is used as a reflecting surface, and the second light beam L2 is made incident on the bottom surface 10d of the measuring chip 10 which is inclined corresponding to the inclination of the interface 11a without being made incident on the interface 11a, The vertical inclination of the interface 11a is measured by detecting the positional fluctuation of the reflected light reflected by the bottom surface 10d.

【0140】なお、このように第2の光ビームを底面で
反射させるようにすれば、第2の光ビームは必ずしもs
偏光にする必要はない。
If the second light beam is reflected on the bottom surface in this way, the second light beam is not necessarily s.
It need not be polarized.

【0141】なお、図19から図25に示した各実施形
態において、s偏光ビームを界面もしくは該界面に対応
して傾く所定の面に入射させるための第2の光ビーム入
射手段は、いずれも全反射減衰測定用の光ビームL1を
生成する光源2から出射された光の一部を用いることと
したが、別個に光源を設けてもよい。
In each of the embodiments shown in FIGS. 19 to 25, any of the second light beam incident means for making the s-polarized beam incident on the interface or a predetermined surface inclined corresponding to the interface, is used. Although a part of the light emitted from the light source 2 that generates the light beam L1 for attenuation of total reflection is used, a light source may be separately provided.

【0142】なお、第4の実施形態から第16の実施形
態においては、界面の縦方向の傾きによる誤差を補償す
る方法として傾きに応じた補正を施した測定値を得るこ
ととしたが、第2、第3の実施形態と同様に光ビーム入
射手段、光検出手段および/または測定ユニットの位置
調整を行うようにしてもよい。
In the fourth to sixteenth embodiments, as a method of compensating the error due to the vertical inclination of the interface, the measured value corrected according to the inclination is obtained. The position adjustment of the light beam incident means, the light detection means and / or the measurement unit may be performed as in the second and third embodiments.

【0143】また、傾きに応じた補正を施した測定値を
得る演算手段を備えた各実施の形態においては、初回の
測定時の界面位置を基準とし、それ以降の各側定時には
その界面からの縦方向の傾きを求めて該傾きによる誤差
を補正した測定値を得る形態について説明したが、複数
回の測定のうち初回以外の所定の測定時の界面位置を基
準とし、各測定値にはその基準とする界面からの傾きを
求めて該傾きに応じて補正した測定値を得るようにして
もよいし、複数回の測定時の界面の平均位置を基準と
し、各測定値にはこの平均位置からの傾き求めて該傾き
に応じた補正を施すようにしてもよい。
Further, in each of the embodiments provided with the calculating means for obtaining the measured value which is corrected according to the inclination, the interface position at the time of the first measurement is used as a reference, and the interface from the interface is fixed at each side thereafter. The form of obtaining the measurement value in which the error due to the tilt is obtained by obtaining the tilt in the vertical direction has been described, but the interface position at the time of a predetermined measurement other than the first measurement among multiple measurements is used as a reference, and each measurement value is The inclination from the reference interface may be obtained and the measured value corrected according to the inclination may be obtained. Alternatively, the average position of the interface during a plurality of measurements may be used as a reference, and the average value may be used for each measured value. The inclination from the position may be obtained and the correction according to the inclination may be performed.

【0144】また、測定装置における傾き測定における
検出誤差を測定装置毎の号機データとして保有し、傾き
測定時に号機データを用いた補正値を傾き値として得る
ようにすると、さらに測定精度を向上させることができ
る。
Further, if the detection error in the tilt measurement in the measuring device is held as the machine data for each measuring device and the correction value using the machine data is obtained as the tilt value during the tilt measurement, the measurement accuracy is further improved. You can

【0145】さらに、演算手段を備えた各実施形態にお
いて、傾きが許容値以上となった場合にはアラームを出
すようにし、その場合には、光ビーム入射手段、測定ユ
ニットおよび/または光検出手段等の調整を行うように
してもよい。
Further, in each of the embodiments provided with the calculating means, an alarm is issued when the inclination exceeds a permissible value, and in that case, the light beam incident means, the measuring unit and / or the light detecting means. You may make it adjust such as.

【0146】第1から第16の実施形態に説明した測定
装置における傾き測定および該傾き補正は、界面の縦方
向への傾きのみを検出してそれによる誤差を補正するも
のであったが、界面11aの傾きには、光ビームL1の入
射角度を変化させる縦方向の傾きの他、該入射角度の変
化方向を含む面に垂直な方向に光ビームL1の入射位置を
変化させる横方向の傾きがある。横方向の傾きは、界面
で全反射する光ビームL1の、フォトダイオードの並び方
向に垂直な方向へのずれにつながり、光ビームL1が光検
出手段17で受光できなくなる場合を生じさせる。ずれが
小さく、光ビームL1を受光可能な範囲であればよいが、
受光不可能となるのを防ぐため、以下に説明する実施形
態においては、縦横方向の傾きを検出する縦横傾き検出
手段と、縦横方向への傾きを補正する補正手段を備えて
なる。
The tilt measurement and the tilt correction in the measuring apparatus described in the first to sixteenth embodiments detect only the tilt of the interface in the vertical direction and correct the error caused by the tilt. The inclination of 11a includes not only the vertical inclination that changes the incident angle of the light beam L1 but also the horizontal inclination that changes the incident position of the light beam L1 in the direction perpendicular to the plane including the changing direction of the incident angle. is there. The inclination in the lateral direction leads to a shift of the light beam L1 totally reflected at the interface in a direction perpendicular to the arrangement direction of the photodiodes, which may cause the light beam L1 to be unable to be received by the light detection means 17. It is sufficient that the deviation is small and the light beam L1 can be received,
In order to prevent the inability to receive light, the embodiments described below are provided with a vertical / horizontal tilt detecting means for detecting a vertical / horizontal tilt, and a correcting means for correcting the vertical / horizontal tilt.

【0147】図26を参照して本発明の第17の実施形
態について説明する。
A seventeenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0148】この第17の実施形態の測定装置は、第1
の実施形態に示した表面プラズモンセンサーと略同一で
あるが、界面の縦方向の傾きに加えて横方向の傾きを検
出可能としたものであり、界面11aの傾き測定用の第2
の光ビームL2を、上記誘電体ブロック11の界面11aで全
反射するように、該誘電体ブロック11に入射させる第2
の光ビーム入射手段32と、該第2の光ビーム入射手段32
から出力され、界面11aで反射された第2の光ビームL2
を検出する第2の光検出手段130とからなる縦横傾き測
定手段および傾きによる誤差(測定不良を含む)を補正
するための手段を備えている。
The measuring apparatus according to the seventeenth embodiment is the same as the first embodiment.
The surface plasmon sensor is substantially the same as that of the surface plasmon sensor according to the first embodiment, but is capable of detecting a horizontal tilt in addition to a vertical tilt of the interface.
The second light beam L2 is made incident on the dielectric block 11 so as to be totally reflected at the interface 11a of the dielectric block 11.
Light beam incident means 32 and the second light beam incident means 32
Second light beam L2 emitted from the laser and reflected at the interface 11a
And a means for correcting an error (including a measurement error) due to the inclination, and a vertical / horizontal inclination measuring means including a second light detecting means 130 for detecting

【0149】第2の光検出手段130は、例えば4分割フ
ォトダイオードからなる位置センサであり、受光面上に
入射する光ビームL2の二次元的な位置変動を検出するも
のである。図27は第2の光検出手段130の受光面を模
式的に示した図である。図示のとおり、第2の光検出手
段130は4つのフォトダイオードPD1,PD2,PD
3,PD4からなり、入射した光ビームの各フォトダイ
オードで受光した光量から位置を検出するものである。
具体的には、x方向のずれ(界面の縦方向の傾き)はP
D1とPD3の加算信号とPD2とPD4の加算信号と
の差分から求めることができ、y方向のずれ(界面の横
方向の傾き)はPD1とPD2の加算信号とPD3とP
D4の加算信号との差分から求めることができる。
The second light detecting means 130 is a position sensor composed of, for example, a four-division photodiode, and detects a two-dimensional position change of the light beam L2 incident on the light receiving surface. FIG. 27 is a diagram schematically showing the light receiving surface of the second light detecting means 130. As shown, the second photo-detecting means 130 includes four photodiodes PD1, PD2 and PD.
3, PD4, and detects the position from the amount of light received by each photodiode of the incident light beam.
Specifically, the deviation in the x direction (vertical inclination of the interface) is P
It can be obtained from the difference between the addition signal of D1 and PD3 and the addition signal of PD2 and PD4, and the shift in the y direction (the lateral inclination of the interface) is the addition signal of PD1 and PD2 and PD3 and P.
It can be obtained from the difference from the addition signal of D4.

【0150】なお、ここで用いる傾き測定用の第2の光
ビームL2は、光ビームL1と偏光方向が異なるようにs偏
光で界面に入射するように設定されている。
The second light beam L2 for tilt measurement used here is set so as to enter the interface as s-polarized light so that the second light beam L2 has a polarization direction different from that of the light beam L1.

【0151】傾きによる誤差を補正するための手段は、
横方向の傾きに起因する光ビームL1の光検出手段17上に
おける受光位置の矢印y方向のずれを補正する横方向調
整手段としての、光検出手段17を矢印y方向に移動させ
て位置調整する位置調整手段と、縦方向の傾きによる誤
差を補正した測定値を得る演算手段とからなる。
The means for correcting the error due to the inclination is
The light detecting means 17 is moved in the arrow y direction to adjust the position of the light beam L1 on the light detecting means 17 in the arrow y direction due to the inclination in the horizontal direction. It comprises a position adjusting means and a calculating means for obtaining a measured value in which an error due to a tilt in the vertical direction is corrected.

【0152】すなわち、位置調整手段は、y方向に可動
とされた光検出手段17と、該光検出手段17を調整するた
めに移動させる駆動手段135とからなり、該駆動手段135
は、傾き測定用の第2の光検出手段130からの信号を得
て光ビームL2のy方向へのずれを求める信号処理部20か
らの指示により光検出手段17を移動調節する。また、演
算手段は信号処理部20により構成されており、前述の第
1の実施形態の場合と同様に、信号処理部20が、第2の
光検出手段130からの信号を得て、光ビームL2のx方向
へのずれを求め、プラズモン共鳴信号を検出する光検出
手段17からの信号に、界面11aの傾きを補正するための
補正信号を加算することにより界面11aの傾きによる誤
差を補正した正確な測定値を得る。具体的な演算は第1
の実施形態と同様であるため説明を省略する。
That is, the position adjusting means is composed of the light detecting means 17 which is movable in the y direction and the driving means 135 which is moved to adjust the light detecting means 17, and the driving means 135.
Adjusts the movement of the light detecting means 17 according to an instruction from the signal processing unit 20 which obtains the signal from the second light detecting means 130 for measuring the inclination and obtains the deviation of the light beam L2 in the y direction. Further, the arithmetic means is composed of the signal processing section 20, and the signal processing section 20 obtains the signal from the second photodetecting means 130 and outputs the light beam as in the case of the first embodiment. The error due to the inclination of the interface 11a was corrected by obtaining the deviation of L2 in the x direction and adding the correction signal for correcting the inclination of the interface 11a to the signal from the photodetection means 17 for detecting the plasmon resonance signal. Get accurate measurements. The concrete calculation is the first
The description is omitted because it is the same as that of the first embodiment.

【0153】傾きの測定および位置調整等は以下のよう
にして行う。まず、試料15について第1回目の測定時
に、第2の光ビーム入射手段32により界面11aに入射さ
れた第2の光ビームL2が該界面11aで反射された反射光
が図27に実線で示すように第2の光検出手段130の中
心で受光されるようにセッティングしておく。2回目の
測定時に、第2の光ビームL2の反射光を検出し、1回目
の検出位置からのy方向へのずれ(界面の横方向の傾
き)を検出し、該y方向へのずれに応じて光検出手段17
のy方向の位置調整を行う。第2の光ビームL2を受光し
た第2の光検出手段130からの信号から得られたずれ量
に基づいて光検出手段17のみ位置調整するようにしても
よいし、光検出手段17と第2の光検出手段130を連動し
て移動するようにしておき、第2の光検出手段130のy
方向中心で第2の光ビームL2が受光されるように位置調
整するようにしてもよい。その後、第2の光ビームL2の
x方向へのずれ(界面の縦方向の傾き)を検出し、該ず
れ量に基づいて、信号処理部20において、界面11aの縦
方向の傾きによる誤差を補正した測定値を得る。
The tilt measurement, position adjustment, and the like are performed as follows. First, in the first measurement of the sample 15, the second light beam L2 incident on the interface 11a by the second light beam incident means 32 is reflected by the interface 11a, and the reflected light is shown by a solid line in FIG. As described above, the setting is made so that the light is received at the center of the second light detecting means 130. At the time of the second measurement, the reflected light of the second light beam L2 is detected, the deviation in the y direction from the first detection position (the lateral inclination of the interface) is detected, and the deviation in the y direction is detected. According to the light detection means 17
Position adjustment in the y direction. The position of only the light detecting means 17 may be adjusted based on the amount of deviation obtained from the signal from the second light detecting means 130 which has received the second light beam L2, or the light detecting means 17 and the second light detecting means 17 may be adjusted. Of the second light detecting means 130, and the light detecting means 130 of FIG.
The position may be adjusted so that the second light beam L2 is received at the center of the direction. After that, the deviation of the second light beam L2 in the x direction (the vertical inclination of the interface) is detected, and the error due to the vertical inclination of the interface 11a is corrected in the signal processing unit 20 based on the deviation amount. Obtain the measured value.

【0154】3回目以降の測定においても同様に第2の
光検出手段130で受光された第2の光ビームL2の位置に
応じて、光検出手段17の横方向の位置調整を行ってから
全反射減衰の状態を測定し、縦方向の傾きによる誤差を
補正した測定値を得る。これにより、界面11aの縦横へ
の傾きが補償された測定値を得ることができ、より精密
な測定を行うことができる。
In the third and subsequent measurements as well, after the lateral position adjustment of the photodetector means 17 is performed in accordance with the position of the second light beam L2 received by the second photodetector means 130 in the same manner. The state of return loss is measured, and the measured value is obtained by correcting the error due to the tilt in the vertical direction. As a result, it is possible to obtain a measured value in which the vertical and horizontal inclinations of the interface 11a are compensated, and more precise measurement can be performed.

【0155】次に、本発明の第18の実施形態を図28
を参照して説明する。
Next, FIG. 28 shows the eighteenth embodiment of the present invention.
Will be described with reference to.

【0156】この第18の実施形態の測定装置は、第1
7の実施形態に示した表面プラズモンセンサーと略同一
であるが、縦横方向の傾きによる誤差を補正する手段が
異なるものである。本実施形態においては、界面の横方
向の傾きおよち縦方向の傾きを同時に解消するものであ
り、縦横への傾きによる誤差(測定不良を含む)を補正
するための縦横傾き調整手段として、第1の光検出手段
17を図中矢印x方向および紙面に垂直なy方向に二次元
的に移動させて位置調整する位置調整手段を備えてなる
ものである。すなわち、位置調整手段は、xy方向に可
動とされた光検出手段17と、該光検出手段17を調整する
ために移動させる駆動手段136とからなり、該駆動手段1
36は、傾き測定用の第2の光検出手段からの信号を得て
光ビームL2のずれを求める信号処理部20からの指示によ
り光検出手段17を移動調節する。
The measuring apparatus according to the eighteenth embodiment is the same as the first embodiment.
The surface plasmon sensor is substantially the same as the surface plasmon sensor shown in the seventh embodiment, but the means for correcting the error due to the inclination in the vertical and horizontal directions is different. In the present embodiment, the horizontal inclination and the vertical inclination of the interface are eliminated at the same time, and as vertical and horizontal inclination adjusting means for correcting an error (including a measurement error) due to the vertical and horizontal inclination, First light detection means
It is provided with a position adjusting means for two-dimensionally moving 17 in the arrow x direction and the y direction perpendicular to the paper surface to adjust the position. That is, the position adjusting means is composed of the light detecting means 17 that is movable in the xy directions and the driving means 136 that moves to adjust the light detecting means 17.
36 receives the signal from the second light detecting means for inclination measurement, and moves and adjusts the light detecting means 17 according to an instruction from the signal processing section 20 for obtaining the deviation of the light beam L2.

【0157】縦横傾きの測定および位置調整は以下のよ
うにして行う。まず、試料15について第1回目の測定時
に、第2の光ビーム入射手段32により界面11aに入射さ
れた第2の光ビームL2が該界面11aで反射された反射光
が図4に実線で示すように第2の光検出手段130の中心
で受光されるようにセッティングしておく。2回目の測
定時に、第2の光ビームL2の反射光を検出し、1回目の
検出位置からのずれを検出し、該ずれに応じて光検出手
段17のxy方向の位置調整を行う。第2の光ビームL2を
受光した第2の光検出手段130からの信号から得られた
ずれ量に基づいて光検出手段17のみ位置調整するように
してもよいし、光検出手段17と第2の光検出手段130を
連動して移動するようにしておき、第2の光検出手段13
0の中心で第2の光ビームL2が受光されるように位置調
整するようにしてもよい。
The measurement of the vertical and horizontal inclinations and the position adjustment are performed as follows. First, at the time of the first measurement of the sample 15, the second light beam L2 incident on the interface 11a by the second light beam incident means 32 is reflected by the interface 11a, and the reflected light is shown by a solid line in FIG. As described above, the setting is made so that the light is received at the center of the second light detecting means 130. At the time of the second measurement, the reflected light of the second light beam L2 is detected, the deviation from the first detection position is detected, and the position of the light detecting means 17 in the xy directions is adjusted according to the deviation. The position of only the light detecting means 17 may be adjusted based on the amount of deviation obtained from the signal from the second light detecting means 130 which has received the second light beam L2, or the light detecting means 17 and the second light detecting means 17 may be adjusted. The light detecting means 130 of the second light detecting means 13 is moved in association with each other.
The position may be adjusted so that the second light beam L2 is received at the center of 0.

【0158】3回目以降の測定においても同様に第2の
光検出手段130で受光された第2の光ビームL2の位置に
応じて、光検出手段17の位置調整を行ってから全反射減
衰の状態を測定する。これにより、界面11aの縦横への
傾きが補償された測定値を得ることができ、より精密な
測定を行うことができる。
Also in the third and subsequent measurements, the position of the light detecting means 17 is adjusted in accordance with the position of the second light beam L2 received by the second light detecting means 130, and then the total reflection attenuation is performed. Measure the condition. As a result, it is possible to obtain a measured value in which the vertical and horizontal inclinations of the interface 11a are compensated, and more precise measurement can be performed.

【0159】なお、複数回の測定を行う際に各測定時の
界面が互いに傾きを有することとなる原因としては、上
述のような測定チップを再セッティングする場合のみな
らず、測定チップを支持する支持台の回転(移動)によ
る場合、該支持台や、測定を行うための光源、光検出器
等の配置を移動させた場合等が挙げられ、これらの場合
に生ずる界面の縦横の傾きについても上述の場合と同様
に、界面の縦横の傾きを測定して該傾きに応じて補正し
た測定値を得ることにより信頼性の高い測定を行うこと
ができる。
The reason why the interfaces at the time of each measurement have an inclination with respect to each other when the measurement is performed a plurality of times is not only the case where the measurement chip is reset as described above, but also the case where the measurement chip is supported. When the support base is rotated (moved), the support base, the light source for performing the measurement, the arrangement of the photodetector and the like are moved, and the vertical and horizontal inclinations of the interface generated in these cases are also included. Similar to the case described above, highly reliable measurement can be performed by measuring the vertical and horizontal inclinations of the interface and obtaining the measured values corrected according to the inclinations.

【0160】また、試料についての全反射減衰の状態を
測定するに際して測定チップ10への試料液15の分注前
に、測定チップ10についての全反射減衰の状態を測定し
ておき、試料液15の分注後の測定値から測定チップ10の
バルク効果を差し引くようにして、試料液15のみによる
全反射減衰角の変化を測定する場合、試料液15の分注前
後に界面11aの縦横の傾きが生じると測定値の信頼性が
損なわれる。このような場合にも界面の縦横の傾きを測
定して該傾きに応じて補正した測定値を得るようにすれ
ば信頼性の高い測定を行うことができる。
When measuring the attenuated total reflection state of the sample, the attenuated total reflection state of the measuring chip 10 is measured before the sample liquid 15 is dispensed to the measuring chip 10. When measuring the change in the attenuated total reflection angle due to the sample liquid 15 only, by subtracting the bulk effect of the measuring tip 10 from the measured value after dispensing, the vertical and horizontal inclinations of the interface 11a before and after the dispensing of the sample liquid 15 are measured. If this occurs, the reliability of the measured value will be impaired. Even in such a case, if the vertical and horizontal inclinations of the interface are measured and the measured values corrected according to the inclination are obtained, highly reliable measurement can be performed.

【0161】次に、図29を参照して本発明の第19の
実施形態について説明する。
Next, a nineteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0162】図29に示す第19の実施形態の測定装置
として示すプラズモンセンサーにおいては、界面の縦横
の傾きによる誤差を補正するための手段として、光検出
手段17の位置調整ではなく、光ビーム入射手段1による
入射角度および入射位置を調整する光ビーム調整手段を
備えてなるものである。光ビーム調整手段は、光源2か
らの光ビームL1を反射させる面を有すると共に、該反射
面を縦横に回転可能とされたチルトミラー138と、該チ
ルトミラー138を駆動させる駆動手段139とからなり、該
駆動手段139は、信号処理部20からの指示によりミラー1
38を回転させ光ビームの入射角度および入射位置を調整
する。なお、本実施形態の光ビーム入射手段1は、光源
2から出射した小径の光ビームを凹レンズ5で拡散させ
る構成である。
In the plasmon sensor shown as the measuring apparatus of the nineteenth embodiment shown in FIG. 29, the means for correcting the error due to the vertical and horizontal inclinations of the interface is not the position adjustment of the light detecting means 17, but the light beam incidence. The light beam adjusting means for adjusting the incident angle and the incident position by the means 1 is provided. The light beam adjusting means includes a tilt mirror 138 having a surface for reflecting the light beam L1 from the light source 2, the reflection surface being rotatable in the vertical and horizontal directions, and a driving means 139 for driving the tilt mirror 138. , The driving means 139 is operated by the mirror 1 according to an instruction from the signal processing unit 20.
38 is rotated to adjust the incident angle and incident position of the light beam. The light beam incident means 1 of this embodiment has a configuration in which a small-diameter light beam emitted from the light source 2 is diffused by the concave lens 5.

【0163】このように、縦横傾き測定手段により得ら
れた界面の縦方向および横方向の傾きに応じて、光ビー
ムの入射角度および入射位置を調整することにより、界
面の縦横の傾きを補償した測定結果を得ることができ
る。
As described above, the vertical and horizontal tilts of the interface are compensated by adjusting the incident angle and the incident position of the light beam according to the vertical and horizontal tilts of the interface obtained by the vertical and horizontal tilt measuring means. The measurement result can be obtained.

【0164】なお、上記のように、光検出手段17、ある
いは光ビーム入射手段1を調整するほか、測定チップ10
自体を傾ける等して界面の縦方向および横方向の傾きを
補正するように調整してもよい。また、さらには、光検
出手段17、光ビーム入射手段1、測定チップ10のすべて
もしくは任意の2つの位置等を調整することにより、全
体として界面の縦方向および横方向の傾きを補償した測
定値を得るようにしてもよい。
As described above, in addition to adjusting the light detecting means 17 or the light beam incident means 1, the measuring chip 10
You may adjust so that the inclination of the interface in the vertical direction and the horizontal direction may be corrected by inclining itself. Moreover, by adjusting all or any two positions of the light detection means 17, the light beam incidence means 1, the measurement chip 10 and the like, the measured values are compensated for the inclination in the vertical and horizontal directions of the interface as a whole. May be obtained.

【0165】次に、図30を参照して本発明の第20の
実施形態について説明する。
Next, a twentieth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0166】この第20実施形態の測定装置は、先に説
明した第4の実施形態と同様の漏洩モードセンサーであ
るが、界面の縦方向の傾きに加えて横方向の傾きを検出
可能としたものであり、第2の光検出手段130として4
分割フォトダイオードからなる位置センサを備えた縦横
傾き測定手段および傾きによる誤差(測定不良を含む)
を補正するための手段を備えている。
The measuring apparatus according to the twentieth embodiment is the same leak mode sensor as that of the fourth embodiment described above, but is capable of detecting the horizontal inclination in addition to the vertical inclination of the interface. The second light detecting means 130 has four
Vertical / horizontal tilt measuring means equipped with a position sensor consisting of divided photodiodes and tilt error (including measurement failure)
And a means for correcting

【0167】傾きを補正するための手段は、第17の実
施形態の表面プラズモンセンサーの場合と同様であり、
xy方向に可動とされた光検出手段17と該光検出手段17
を駆動する駆動手段136とからなる位置調整手段からな
り、測定毎に界面の傾きを検出し、該傾きに応じた光検
出手段17の位置調整を行うことにより、界面11aの傾き
が補償された測定値を得ることができ、より精密な測定
を行うことができる。ただし、ここで用いる傾き測定用
の第2の光ビームL2は、全反射減衰測定用の光ビームL1
と異なる波長を有するものである。
The means for correcting the inclination is the same as in the case of the surface plasmon sensor of the seventeenth embodiment,
Light detecting means 17 movable in the xy directions and the light detecting means 17
The tilt of the interface 11a is compensated by detecting the tilt of the interface for each measurement and adjusting the position of the photodetector 17 according to the tilt. The measured value can be obtained, and more precise measurement can be performed. However, the second light beam L2 for tilt measurement used here is the light beam L1 for attenuation measurement of total reflection.
With a different wavelength from.

【0168】次に、図31を参照して本発明の第21の
実施形態について説明する。
Next, a twenty-first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0169】この第21の実施形態の測定装置は、先に
説明した第5の実施形態と同様の表面プラズモンセンサ
ーであり、測定ユニットとして、紙面に垂直な方向に延
びる三角柱のプリズム50と、このプリズム50上面に屈折
率マッチングオイル52を介して接合された誘電体プレー
ト55とからなるものが用いられたものである。本実施形
態においては、界面の縦方向の傾きに加えて横方向の傾
きを検出可能としたものであり、第17の実施形態と同
様に、界面11aの傾き測定用の第2の光ビームL2を、上
記誘電体ブロック11の界面11aで全反射するように該誘
電体ブロック11に入射させる第2の光ビーム入射手段32
と、該第2の光ビーム入射手段32から出力され、界面11
aで反射された第2の光ビームL2を検出する4分割フォ
トダイオードからなる第2の光検出手段130とを備えた
縦横傾き測定手段および傾きによる誤差(測定不良を含
む)を補正するための手段を備えており、界面の縦横の
傾きによる誤差を補償した測定値を得ることができる。
The measuring apparatus of the twenty-first embodiment is the same surface plasmon sensor as that of the fifth embodiment described above, and the measuring unit includes a triangular prism 50 extending in the direction perpendicular to the paper surface, and A prism plate 50 and a dielectric plate 55 joined to the upper surface of the prism 50 via a refractive index matching oil 52 are used. In the present embodiment, not only the vertical tilt of the interface but also the horizontal tilt can be detected. As with the seventeenth embodiment, the second light beam L2 for measuring the tilt of the interface 11a is detected. Second light beam incident means 32 for making the light incident on the dielectric block 11 so as to be totally reflected at the interface 11a of the dielectric block 11.
Is output from the second light beam incident means 32, and the interface 11
a vertical / horizontal inclination measuring means having a second light detecting means 130 composed of a four-division photodiode for detecting the second light beam L2 reflected by a, and for correcting an error (including a measurement error) due to the inclination. It is possible to obtain a measured value by compensating for an error due to the vertical and horizontal inclinations of the interface.

【0170】その他、第7から第16の各実施形態(た
だし第11の実施形態を除く)において説明した測定装
置において、例えば図32から図34に示すように、第
2の光検出手段130として、1次元のフォトダイオード
アレイに代えて、4分割フォトダイオードあるいは抵抗
型光検出器等の2次元センサを備え、第1の光検出手段
17をxy方向に可動とし、該光検出手段17を駆動し位置
調整を行う駆動手段136を備えれば、界面11aの縦方向
の傾きのみならず横方向の傾きを検出することができ、
縦横方向の傾きによる誤差を補償した精度よい測定値を
得ることができる。
In addition, in the measuring apparatus described in each of the seventh to sixteenth embodiments (excluding the eleventh embodiment), as shown in, for example, FIGS. 32 to 34, the second light detecting means 130 is used. In place of the one-dimensional photodiode array, a four-division photodiode or a two-dimensional sensor such as a resistance type photodetector is provided, and the first photodetection means is provided.
If 17 is movable in the xy directions and the driving means 136 for driving the light detecting means 17 to adjust the position is provided, not only the vertical inclination of the interface 11a but also the horizontal inclination can be detected.
It is possible to obtain an accurate measurement value that compensates for an error due to the inclination in the vertical and horizontal directions.

【0171】なお、上述の各実施形態の測定装置は、光
源からの光ビームを界面に対して種々の角度で入射さ
せ、該界面からの反射光を測定し暗線となる入射角度か
ら全反射減衰の状態を測定して被検体とセンシング媒体
との結合状態を得るものであるが、光ビームの入射角度
を界面で全反射条件を満たす所定の角度とし、種々の波
長を有する光ビームを入射させる、もしくは入射させる
光ビームの波長を変化させ、界面からの反射光を測定
し、各波長毎の全反射減衰の状態により被検体とセンシ
ング媒体との結合状態を得るようにしてもよい。
The measuring apparatus of each of the above-described embodiments makes the light beam from the light source incident on the interface at various angles, measures the reflected light from the interface, and attenuates the total reflection from the incident angle that is a dark line. The state of measurement is measured to obtain the binding state between the subject and the sensing medium. The incident angle of the light beam is set to a predetermined angle that satisfies the condition of total reflection at the interface, and light beams having various wavelengths are made incident. Alternatively, the wavelength of the incident light beam may be changed, the reflected light from the interface may be measured, and the binding state between the subject and the sensing medium may be obtained from the attenuated total reflection state for each wavelength.

【0172】また、さらに別の全反射光を利用した測定
装置を第22の実施形態として以下に説明する。
Further, another measuring device using totally reflected light will be described below as a 22nd embodiment.

【0173】図35に側面形状を示すように、本実施の
形態の表面プラズモンセンサーは、測定ユニットとして
第1の実施形態と同様の測定チップ10を備え、該測定チ
ップ10は、傾き補正ステージを兼ねた測定ユニット支持
台300上に配置されている。
As shown in the side view of FIG. 35, the surface plasmon sensor of this embodiment is provided with a measuring chip 10 similar to that of the first embodiment as a measuring unit, and the measuring chip 10 has an inclination correction stage. It is arranged on the combined measurement unit support 300.

【0174】測定チップ10の誘電体ブロック11の光ビー
ム入射面11b側および出射面11c側にそれぞれ、光源32
0とCCD360とが配設されており、これら光源320とC
CD360との間には、コリメータレンズ350、干渉光学
系、集光レンズ355およびアパーチャー356が配設されて
いる。
A light source 32 is provided on each of the light beam incident surface 11b side and the emission surface 11c side of the dielectric block 11 of the measuring chip 10.
0 and CCD 360 are provided, and these light sources 320 and C
A collimator lens 350, an interference optical system, a condenser lens 355, and an aperture 356 are arranged between the CD 360 and the CD 360.

【0175】上記干渉光学系は、偏光フィルタ351、ハ
ーフミラー352、ハーフミラー353およびミラー354によ
り構成されている。
The interference optical system is composed of a polarization filter 351, a half mirror 352, a half mirror 353, and a mirror 354.

【0176】さらに、CCD360は信号処理部361に接続
されており、信号処理部361は表示部362に接続されてい
る。
Further, the CCD 360 is connected to the signal processing unit 361, and the signal processing unit 361 is connected to the display unit 362.

【0177】本測定装置においては、第18の実施形態
の測定装置と同様の、界面11aの傾き測定用の第2の光
ビームL2を、上記誘電体ブロック11の界面11aで全反射
するように、該誘電体ブロック11に入射させる第2の光
ビーム入射手段32と、該第2の光ビーム入射手段32から
出力され、界面11aで反射された第2の光ビームL2を検
出する第2の光検出手段130とからなる縦横傾き測定手
段および傾きによる誤差(測定不良を含む)を補正する
ための手段を備えている。測定チップ10の支持台300
が、縦横への傾きによる誤差(測定不良を含む)を補正
するための縦横傾き調整手段である傾き用ステージを兼
ねており、この傾き補正用ステージが信号処理部361か
らの指示により測定チップ10の位置調整を行う。
In this measuring apparatus, the second light beam L2 for measuring the inclination of the interface 11a, which is similar to the measuring apparatus of the eighteenth embodiment, is totally reflected at the interface 11a of the dielectric block 11. , A second light beam incident means 32 which is incident on the dielectric block 11, and a second light beam L2 which is output from the second light beam incident means 32 and is reflected by the interface 11a. A vertical / horizontal inclination measuring means including the light detecting means 130 and means for correcting an error (including a measurement error) due to the inclination are provided. Measuring tip 10 support 300
However, it also serves as a tilting stage which is a vertical and horizontal tilt adjusting means for correcting an error (including a measurement error) due to tilting in the vertical and horizontal directions, and this tilt correcting stage is instructed by the signal processing unit 361 to measure the chip 10. Adjust the position of.

【0178】以下、本実施の形態の表面プラズモンセン
サーにおける試料の測定について説明する。
The measurement of the sample in the surface plasmon sensor of this embodiment will be described below.

【0179】光源320が駆動されて光ビーム330が発散光
の状態で出射される。この光ビーム330はコリメータレ
ンズ350により平行光化されて偏光フィルタ351に入射す
る。偏光フィルタ351を透過して界面11aに対してp偏
光で入射するようにされた光ビーム330は、ハーフミラ
ー352により一部がレファレンス光ビーム330Rとして分
割され、ハーフミラー352を透過した残りの光ビーム330
Sは界面11aに入射する。界面11aで全反射した光ビー
ム330Sおよびミラー354で反射したレファレンス光ビー
ム330Rはハーフミラー353に入射して合成される。合成
された光ビーム330´は集光レンズ355により集光され、
アパーチャー356を通過してCCD360によって検出され
る。このとき、CCD360で検出される光ビーム330´
は、光ビーム330Sとレファレンス光ビーム330Rとの干
渉の状態に応じて干渉縞を発生させる。
The light source 320 is driven and the light beam 330 is emitted in a divergent state. The light beam 330 is collimated by the collimator lens 350 and enters the polarization filter 351. The light beam 330 that has passed through the polarization filter 351 and is incident on the interface 11a as p-polarized light is partially split as a reference light beam 330R by the half mirror 352, and the remaining light that has passed through the half mirror 352. Beam 330
S is incident on the interface 11a. The light beam 330S totally reflected by the interface 11a and the reference light beam 330R reflected by the mirror 354 enter the half mirror 353 and are combined. The combined light beam 330 ′ is condensed by the condenser lens 355,
It passes through aperture 356 and is detected by CCD 360. At this time, the light beam 330 ′ detected by the CCD 360
Generates interference fringes according to the state of interference between the light beam 330S and the reference light beam 330R.

【0180】試料15分注後から継続的に複数回測定し、
CCD360により検出される干渉縞の変化を検出するこ
とにより、試料中の特定物質とセンシング媒体との結合
の有無を検出することができる。つまりこの場合は、上
記特定物質とセンシング媒体30との結合状態に応じてセ
ンシング媒体30の屈折率が変化すると、界面11aで全反
射した光ビーム330Sおよびレファレンス光ビーム330R
がハーフミラー353により合成される際に、干渉の状態
が変化するため、上記干渉縞の変化に応じて結合を検出
することができる。
[0180] After dispensing the sample 15 times, measurement is continuously performed a plurality of times,
By detecting the change in the interference fringes detected by the CCD 360, it is possible to detect whether or not the specific substance in the sample is bound to the sensing medium. That is, in this case, when the refractive index of the sensing medium 30 changes according to the binding state between the specific substance and the sensing medium 30, the light beam 330S and the reference light beam 330R totally reflected at the interface 11a.
Since the state of interference changes when the light beams are combined by the half mirror 353, the coupling can be detected according to the change in the interference fringes.

【0181】信号処理部361は、以上の原理に基づいて
上記反応の有無を検出し、その結果が表示部362に表示
される。
The signal processing unit 361 detects the presence or absence of the above reaction based on the above principle, and the result is displayed on the display unit 362.

【0182】本装置における界面11aの傾きの検出方法
は第18の実施形態の場合と同様である。測定回毎に第
2の光検出手段130により検出された傾きに応じて信号
処理部361の指示により傾き補正用ステージ300が駆動さ
れてチップ10の傾きを調整し、界面11aの縦横の傾きの
補正を行う。このように測定チップ10の界面11aの位置
調整を行うので、精度よい測定を行うことができる。
The method of detecting the inclination of the interface 11a in this apparatus is the same as in the eighteenth embodiment. The tilt correction stage 300 is driven according to the instruction of the signal processing unit 361 according to the tilt detected by the second light detection means 130 for each measurement time, and the tilt of the chip 10 is adjusted to determine the vertical and horizontal tilts of the interface 11a. Make a correction. Since the position of the interface 11a of the measuring chip 10 is adjusted in this manner, accurate measurement can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態による表面プラズモン
センサーの側面図
FIG. 1 is a side view of a surface plasmon sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記表面プラズモンセンサーの電気的構成を示
すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the surface plasmon sensor.

【図3】上記表面プラズモンセンサーにおける光ビーム
入射角と検出光強度との関係、並びに光ビーム入射角と
光強度検出信号の微分値との関係を示す概略図
FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the light beam incident angle and the detected light intensity in the surface plasmon sensor, and the relationship between the light beam incident angle and the differential value of the light intensity detection signal.

【図4】本発明の第2の実施形態による表面プラズモン
センサーの側面図
FIG. 4 is a side view of a surface plasmon sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施形態による表面プラズモン
センサーの側面図
FIG. 5 is a side view of a surface plasmon sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施形態による漏洩モードセン
サーの側面図
FIG. 6 is a side view of a leaky mode sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施形態による表面プラズモン
センサーの側面図
FIG. 7 is a side view of a surface plasmon sensor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】第5の実施形態による表面プラズモンセンサー
における反射光強度分布を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a reflected light intensity distribution in the surface plasmon sensor according to the fifth embodiment.

【図9】本発明の第6の実施形態による表面プラズモン
センサーの側面図
FIG. 9 is a side view of a surface plasmon sensor according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】第6の実施形態による表面プラズモンセンサ
ーにおける反射光強度分布を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a reflected light intensity distribution in the surface plasmon sensor according to the sixth embodiment.

【図11】本発明の第7の実施形態による表面プラズモ
ンセンサーの側面図
FIG. 11 is a side view of a surface plasmon sensor according to a seventh embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第8の実施形態による表面プラズモ
ンセンサーの側面図
FIG. 12 is a side view of a surface plasmon sensor according to an eighth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第9の実施形態による表面プラズモ
ンセンサーの側面図
FIG. 13 is a side view of a surface plasmon sensor according to a ninth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第10の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 14 is a side view of a surface plasmon sensor according to a tenth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第11の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 15 is a side view of a surface plasmon sensor according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図16】第11の実施形態による表面プラズモンセン
サーの傾き測定手段を説明するための図
FIG. 16 is a view for explaining the inclination measuring means of the surface plasmon sensor according to the eleventh embodiment.

【図17】本発明の第12の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 17 is a side view of a surface plasmon sensor according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第13の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 18 is a side view of a surface plasmon sensor according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第14の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 19 is a side view of a surface plasmon sensor according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第15の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 20 is a side view of a surface plasmon sensor according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図21】第15の実施形態による表面プラズモンセン
サーの変形例
FIG. 21 is a modification of the surface plasmon sensor according to the fifteenth embodiment.

【図22】第15の実施形態による表面プラズモンセン
サーの変形例
FIG. 22 is a modification of the surface plasmon sensor according to the fifteenth embodiment.

【図23】第15の実施形態による表面プラズモンセン
サーの変形例
FIG. 23 is a modification of the surface plasmon sensor according to the fifteenth embodiment.

【図24】第15の実施形態による表面プラズモンセン
サーの変形例
FIG. 24 is a modification of the surface plasmon sensor according to the fifteenth embodiment.

【図25】本発明の第16の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 25 is a side view of a surface plasmon sensor according to a sixteenth embodiment of the present invention.

【図26】本発明の第17の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 26 is a side view of a surface plasmon sensor according to a seventeenth embodiment of the present invention.

【図27】第2の光検出手段の受光面を示す図FIG. 27 is a view showing the light receiving surface of the second light detecting means.

【図28】本発明の第18の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 28 is a side view of the surface plasmon sensor according to the eighteenth embodiment of the present invention.

【図29】本発明の第19の実施形態による漏洩モード
センサーの側面図
FIG. 29 is a side view of a leaky mode sensor according to a nineteenth embodiment of the present invention.

【図30】本発明の第20の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 30 is a side view of a surface plasmon sensor according to a twentieth embodiment of the present invention.

【図31】本発明の第21の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 31 is a side view of a surface plasmon sensor according to a twenty-first embodiment of the present invention.

【図32】本発明の他の実施形態による表面プラズモン
センサーの側面図
FIG. 32 is a side view of a surface plasmon sensor according to another embodiment of the present invention.

【図33】本発明の他の実施形態による表面プラズモン
センサーの側面図
FIG. 33 is a side view of a surface plasmon sensor according to another embodiment of the present invention.

【図34】本発明の他の実施形態による表面プラズモン
センサーの側面図
FIG. 34 is a side view of a surface plasmon sensor according to another embodiment of the present invention.

【図35】本発明の第22の実施形態による表面プラズ
モンセンサーの側面図
FIG. 35 is a side view of a surface plasmon sensor according to a twenty-second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ビーム入射光学手段 2 光源 10 測定チップ 11 誘電体ブロック 11a 誘電体ブロックと金属膜との界面 12 金属膜 13 検体保持部 15 試料 16 コリメーターレンズ 17 光検出手段(フォトダイオードアレイ) 17a、17b、17c…… フォトダイオード 18 差動アンプアレイ 18a、18b、18c…… 差動アンプ 19 ドライバ 20 信号処理部 21 表示手段 22a、22b、22c…… サンプルホールド回路 23 マルチプレクサ 24 A/D変換器 25 駆動回路 26 コントローラ 30 センシング媒体 31 ターンテーブル 32 第2の光ビーム入射手段 37 第2の光検出手段 40 クラッド層 41 光導波層 50 プリズム 52 屈折率マッチングオイル 55 誘電体プレート 56 金属膜 57 誘電体プレートと金属膜との界面 58 試料 60 遮蔽物 1 Light beam incident optical means 2 light sources 10 measuring tip 11 Dielectric block 11a Interface between dielectric block and metal film 12 Metal film 13 Sample holder 15 samples 16 collimator lens 17 Light detection means (photodiode array) 17a, 17b, 17c ... Photodiodes 18 Differential amplifier array 18a, 18b, 18c ... Differential amplifier 19 driver 20 Signal processor 21 Display means 22a, 22b, 22c ... Sample hold circuit 23 Multiplexer 24 A / D converter 25 Drive circuit 26 Controller 30 Sensing medium 31 turntable 32 Second light beam incident means 37 Second light detection means 40 clad layer 41 Optical waveguide layer 50 prism 52 Refractive index matching oil 55 Dielectric plate 56 Metal film 57 Interface between dielectric plate and metal film 58 samples 60 Shield

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 信文 神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地 富 士写真フイルム株式会社内 (72)発明者 清水 仁 神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地 富 士写真フイルム株式会社内 (72)発明者 佐藤 周 神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地 富 士写真フイルム株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA03 AA31 FF52 GG06 HH04 HH12 HH14 JJ01 JJ18 JJ25 JJ26 LL00 LL12 LL13 LL34 LL36 LL37 LL47 MM04 PP12 QQ03 QQ13 SS01 2G057 AA02 AB04 AB07 AC01 BA01 BB01 BB06 BC07 HA04 2G059 AA01 BB12 CC16 DD12 DD13 EE02 EE05 EE11 GG01 GG04 JJ11 JJ12 JJ13 JJ19 JJ20 JJ22 KK01 KK03 KK04 MM01 MM09 MM11 PP04    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Norifumi Mori             798 Miyadai, Kaisei-cho, Ashigarakami-gun, Kanagawa Prefecture             Shishi Film Co., Ltd. (72) Inventor Hitoshi Shimizu             798 Miyadai, Kaisei-cho, Ashigarakami-gun, Kanagawa Prefecture             Shishi Film Co., Ltd. (72) Inventor Shu Sato             798 Miyadai, Kaisei-cho, Ashigarakami-gun, Kanagawa Prefecture             Shishi Film Co., Ltd. F term (reference) 2F065 AA03 AA31 FF52 GG06 HH04                       HH12 HH14 JJ01 JJ18 JJ25                       JJ26 LL00 LL12 LL13 LL34                       LL36 LL37 LL47 MM04 PP12                       QQ03 QQ13 SS01                 2G057 AA02 AB04 AB07 AC01 BA01                       BB01 BB06 BC07 HA04                 2G059 AA01 BB12 CC16 DD12 DD13                       EE02 EE05 EE11 GG01 GG04                       JJ11 JJ12 JJ13 JJ19 JJ20                       JJ22 KK01 KK03 KK04 MM01                       MM09 MM11 PP04

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明な誘電体ブロック、およびこの誘電
体ブロックの一面に形成された薄膜層を備えてなる測定
ユニットと、 光ビームを、前記誘電体ブロックに対して該誘電体ブロ
ックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られるよう
に種々の入射角度で入射させる光ビーム入射手段と、 前記界面で全反射した光ビームの所定の偏光成分を受光
する光検出手段とを備え、 同一測定ユニットについて前記測定を複数回行い、該複
数回の測定の間における全反射減衰の状態の変化を検出
する測定装置において、 前記複数回の測定の間における前記界面の前記入射角度
を変化させる縦方向の傾きを測定する縦傾き測定手段
と、 該縦傾き測定手段により測定された前記縦方向の傾きに
応じて、該傾きによる誤差を補正した測定値を得る演算
手段とを備えたことを特徴とする測定装置。
1. A measuring unit comprising a transparent dielectric block and a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, and a light beam for the dielectric block and the thin film. Light beam incidence means for making incident light at various incident angles so that total reflection conditions can be obtained at the interface with the layer, and light detection means for receiving a predetermined polarization component of the light beam totally reflected at the interface, In a measuring device that performs the measurement a plurality of times on a measurement unit and detects a change in the state of attenuation of total reflection during the plurality of measurements, a vertical direction that changes the incident angle of the interface between the plurality of measurements. A vertical inclination measuring means for measuring the inclination of the direction, and an arithmetic means for obtaining a measurement value in which an error due to the inclination is corrected according to the vertical inclination measured by the vertical inclination measuring means. Measuring device characterized by comprising.
【請求項2】 透明な誘電体ブロック、およびこの誘電
体ブロックの一面に形成された薄膜層を備えてなる測定
ユニットと、 光ビームを、前記誘電体ブロックに対して該誘電体ブロ
ックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる入射
角度で入射させる光ビーム入射手段と、 前記界面で全反射した光ビームの所定の偏光成分を受光
する光検出手段とを備え、 同一測定ユニットについて前記測定を複数回行い、該複
数回の測定の間における全反射光の状態の変化を検出す
る測定装置において、 前記複数回の測定の間における前記界面の前記入射角度
を変化させる縦方向の傾きを測定する縦傾き測定手段
と、 該縦傾き測定手段により測定された前記縦方向の傾きに
応じて、該傾きによる誤差を補正するように前記測定ユ
ニット、前記光ビーム入射手段および/または前記光検
出手段を調整する縦方向調整手段とを備えたことを特徴
とする測定装置。
2. A measurement unit comprising a transparent dielectric block and a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, and a light beam for the dielectric block and the thin film. A light beam incidence means for making incident at an angle of incidence at which the total reflection condition is obtained at the interface with the layer, and a light detection means for receiving a predetermined polarization component of the light beam totally reflected at the interface, and the same measurement unit as described above In a measurement device that performs a plurality of measurements and detects a change in the state of totally reflected light during the plurality of measurements, a vertical inclination that changes the incident angle of the interface during the plurality of measurements is used. Vertical inclination measuring means for measuring, and the measuring unit and the light beam so as to correct an error due to the inclination according to the vertical inclination measured by the vertical inclination measuring means. Measuring device being characterized in that a longitudinal adjustment means for adjusting the means and / or said light detecting means morphism.
【請求項3】 前記光ビーム入射手段および前記光検出
手段が、前記界面に対して種々の入射角度で光ビームを
入射させ、該界面に所定の入射角度で入射される際に発
生する全反射減衰の状態を測定するように構成されたも
のであり、 前記光ビームが、前記界面に種々の角度で入射する成分
を含み、該界面に対する入射角度の変化方向に所定の光
量分布を有する1本の光ビームであり、 前記縦傾き測定手段が、該光ビームの少なくとも一部の
前記測定ユニットの一部による反射を利用して前記縦方
向の傾きを測定するものであることを特徴とする請求項
1または2記載の測定装置。
3. Total reflection that occurs when the light beam incidence means and the light detection means impinge a light beam on the interface at various incident angles and impinge on the interface at a predetermined incident angle. One that is configured to measure the state of attenuation, wherein the light beam includes components that are incident on the interface at various angles, and that has a predetermined light amount distribution in the direction of change of the incident angle with respect to the interface. The vertical tilt measuring means measures the tilt in the vertical direction by utilizing reflection of at least a part of the light beam by a part of the measuring unit. Item 1. The measuring device according to item 1 or 2.
【請求項4】 前記縦傾き測定手段が、前記光ビーム
の、前記全反射減衰の測定範囲外の成分を利用して前記
縦方向の傾きを測定するものであることを特徴とする請
求項3項記載の測定装置。
4. The vertical tilt measuring means measures the vertical tilt using a component of the light beam outside the measurement range of the attenuation of total reflection. The measuring device according to the item.
【請求項5】 前記縦傾き測定手段が、前記光検出手段
で受光した前記光ビームの、前記全反射減衰の測定範囲
外の成分のうち前記入射角度の変化に伴い大きく光量の
変化が生じる部分の、反射光強度と検出位置との関係か
ら前記縦方向の傾きを測定するものであることを特徴と
する請求項4記載の測定装置。
5. A portion of the light beam received by the light detecting means by the vertical tilt measuring means, of a component outside the measurement range of the attenuation of total reflection, in which a large change in the light quantity occurs with a change in the incident angle. 5. The measuring apparatus according to claim 4, wherein the inclination in the vertical direction is measured from the relationship between the reflected light intensity and the detection position.
【請求項6】 前記縦傾き測定手段が、前記光ビーム
の、前記全反射減衰の測定範囲外の成分の一部を暗線と
して前記界面に入射せしめ、前記光検出手段により前記
光ビームの反射光の成分の中に含まれる暗線の位置を検
出することにより前記縦方向の傾きを測定するものであ
ることを特徴とする請求項4記載の測定装置。
6. The vertical tilt measuring means causes a part of a component of the light beam outside the measurement range of the attenuation of total reflection to be incident on the interface as a dark line, and the light detecting means reflects the reflected light of the light beam. 5. The measuring apparatus according to claim 4, wherein the vertical inclination is measured by detecting the position of a dark line included in the component of.
【請求項7】 前記縦傾き測定手段が、前記測定ユニッ
トの一部で反射した前記光ビームの少なくとも一部を収
束させる収束レンズと、 該収束レンズにより収束された光ビームを受光して該光
ビームの位置を検出する第2の光検出手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項3記載の測定装置。
7. The vertical tilt measuring means converges at least a part of the light beam reflected by a part of the measuring unit, and receives the light beam converged by the converging lens to receive the light. 4. The measuring device according to claim 3, further comprising a second light detecting means for detecting the position of the beam.
【請求項8】 前記光ビームが、複数の偏光成分を含む
ものであり、 前記第2の光検出手段が、前記光ビームの前記所定の偏
光成分以外の成分を受光して該光ビームの位置を検出す
るものであることを特徴とする請求項7記載の測定装
置。
8. The light beam includes a plurality of polarization components, and the second light detecting means receives a component other than the predetermined polarization component of the light beam to position the light beam. The measuring device according to claim 7, wherein the measuring device detects.
【請求項9】 前記縦傾き測定手段が、前記収束レンズ
と前記第2の光検出手段との間にさらに第2のレンズを
備え、 前記収束レンズおよび前記第2のレンズの焦点距離をそ
れぞれf1、f2、前記光ビームの反射位置と前記光検
出手段との距離をL、前記反射位置と前記収束レンズと
の距離をd0、前記収束レンズと前記第2のレンズとの
距離をd1、前記第2のレンズと前記第2の光検出手段
間の距離をd2、前記界面の鉛直方向の移動量に基づく
反射位置のシフト量をx、前記界面の縦方向の傾きをθ
としたとき、 Ltanθ+xで表される全反射減衰角の移動距離量A
と、θ{d1+d2-d1d2/f2-d0(d1/f1+d0/f1-d1d2/f1/f2-1+
d2/f2}‐x(d1/f1+d2/f1-d1d2/f1/f2-1+d2/f2)で表され
る前記第2の光検出手段における前記光ビームのスポッ
ト移動量Bとの関係が、 A=BまたはA=−Bとなるように、L、d0、d1、
d2、f1、f2を選択して、前記収束レンズ、前記第
2のレンズおよび前記第2の光検出手段を配置したこと
を特徴とする請求項7または8記載の測定装置。
9. The vertical tilt measuring means further includes a second lens between the converging lens and the second light detecting means, and the focal lengths of the converging lens and the second lens are f1 respectively. , F2, the distance between the reflection position of the light beam and the light detecting means is L, the distance between the reflection position and the converging lens is d0, the distance between the converging lens and the second lens is d1, the The distance between the second lens and the second light detecting means is d2, the shift amount of the reflection position based on the vertical movement amount of the interface is x, and the vertical inclination of the interface is θ.
Then, the moving distance A of the total reflection attenuation angle represented by Ltan θ + x
And θ {d1 + d2-d1d2 / f2-d0 (d1 / f1 + d0 / f1-d1d2 / f1 / f2-1 +
d2 / f2} -x (d1 / f1 + d2 / f1-d1d2 / f1 / f2-1 + d2 / f2) represented by the second light detection means in relation to the spot movement amount B of the light beam , L, d0, d1, such that A = B or A = −B.
9. The measuring device according to claim 7, wherein d2, f1 and f2 are selected and the converging lens, the second lens and the second light detecting means are arranged.
【請求項10】 前記距離L、d0、d1、d2および
前記焦点距離f1、f2の関係が、 d1=f1、d2=f2、d0=f1+Lとなるように
前記収束レンズ、前記第2のレンズおよび前記第2の光
検出手段を設置したことを特徴とする請求項9記載の測
定装置。
10. The convergent lens, the second lens, and the second lens so that the relationship between the distances L, d0, d1, d2 and the focal lengths f1, f2 is d1 = f1, d2 = f2, d0 = f1 + L. The measuring device according to claim 9, wherein the second light detecting means is installed.
【請求項11】 前記縦傾き測定手段が、前記光ビーム
とは異なる第2の光ビームを前記測定ユニットの一部に
入射せしめる第2の光ビーム入射手段と、前記測定ユニ
ットの一部で反射された前記第2の光ビームを受光して
該第2の光ビームの位置を検出する第2の光検出手段と
を備えてなることを特徴とする請求項1または2記載の
測定装置。
11. The vertical inclination measuring means reflects a second light beam incident means for making a second light beam different from the light beam incident on a part of the measuring unit and a part of the measuring unit. 3. The measuring device according to claim 1, further comprising: a second light detecting unit that receives the second light beam that has been generated and detects the position of the second light beam.
【請求項12】 前記第2の光ビームが、前記光ビーム
とは異なる波長を有するものであることを特徴とする請
求項11記載の測定装置。
12. The measuring device according to claim 11, wherein the second light beam has a wavelength different from that of the light beam.
【請求項13】 前記光ビームが、前記所定の偏光成分
の直線偏光であり、 前記第2の光ビームが、前記光ビームとは異なる偏光成
分の直線偏光であることを特徴とする請求項11記載の
測定装置。
13. The light beam is linearly polarized light having the predetermined polarization component, and the second light beam is linearly polarized light having a polarization component different from that of the light beam. The measuring device described.
【請求項14】 前記測定ユニットの一部が、前記界面
の縦方向の傾きに対応して傾く前記測定ユニットの所定
の面であることを特徴とする請求項3から13いずれか
1項記載の測定装置。
14. The measurement unit according to claim 3, wherein a part of the measurement unit is a predetermined surface of the measurement unit that is inclined corresponding to a vertical inclination of the interface. measuring device.
【請求項15】 前記所定の面が、前記誘電体ブロック
の前記薄膜層が形成されている前記一面の近傍に設けら
れた反射面であることを特徴とする請求項14記載の測
定装置。
15. The measuring device according to claim 14, wherein the predetermined surface is a reflecting surface provided in the vicinity of the one surface of the dielectric block on which the thin film layer is formed.
【請求項16】 透明な誘電体ブロック、およびこの誘
電体ブロックの一面に形成された薄膜層を備えてなる測
定ユニットと、 光ビームを、前記誘電体ブロックに対して該誘電体ブロ
ックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られるよう
に種々の入射角度で入射させる光ビーム入射手段と、 前記界面で全反射した光ビームの所定の偏光成分を受光
する光検出手段とを備え、 同一測定ユニットについて前記測定を複数回行い、該複
数回の測定の間における全反射減衰の状態の変化を検出
する測定装置において、 前記複数回の測定の間における前記界面の、前記入射角
度を変化させる縦方向の傾きおよび該縦方向と交わる横
方向の傾きを測定する縦横傾き測定手段と、 前記縦横傾き測定手段により測定された前記横方向の傾
きに応じて、該傾きに起因する前記光ビームよる前記光
検出手段による受光位置のずれを補正するように前記測
定ユニット、前記光ビーム入射手段および/または前記
光検出手段を調整する横方向調整手段と、 前記縦横傾き測定手段により測定された前記縦方向の傾
きに応じて、該傾きによる誤差を補正した測定値を得る
演算手段とを備えたことを特徴とする測定装置。
16. A measuring unit comprising a transparent dielectric block and a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, and a light beam for the dielectric block and the thin film. Light beam incidence means for making incident light at various incident angles so that total reflection conditions can be obtained at the interface with the layer, and light detection means for receiving a predetermined polarization component of the light beam totally reflected at the interface, In a measuring device that performs the measurement a plurality of times with respect to a measurement unit and detects a change in the state of attenuation of total reflection during the plurality of measurements, changing the incident angle of the interface during the plurality of measurements. A vertical / horizontal tilt measuring means for measuring a vertical tilt and a horizontal tilt intersecting the vertical direction, and the tilt according to the horizontal tilt measured by the vertical / horizontal tilt measuring means. The horizontal direction adjusting means for adjusting the measuring unit, the light beam incident means and / or the light detecting means so as to correct the shift of the light receiving position of the light detecting means due to the light beam, and the vertical and horizontal inclination measurement. A measuring device which obtains a measurement value in which an error due to the inclination is corrected according to the inclination in the vertical direction measured by the measuring device.
【請求項17】 透明な誘電体ブロック、およびこの誘
電体ブロックの一面に形成された薄膜層を備えてなる測
定ユニットと、 光ビームを、前記誘電体ブロックに対して該誘電体ブロ
ックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる入射
角度で入射させる光ビーム入射手段と、 前記界面で全反射した光ビームの所定の偏光成分を受光
する光検出手段とを備え、 同一測定ユニットについて前記測定を複数回行い、該複
数回の測定の間における全反射光の状態の変化を検出す
る測定装置において、 前記複数回の測定の間における前記界面の、前記入射角
度を変化させる縦方向の傾きおよび該縦方向と交わる横
方向の傾きを測定する縦横傾き測定手段と、 前記縦横傾き測定手段により測定された前記横方向の傾
きおよび縦方向の傾きに応じて、前記横方向の傾きに起
因する前記光ビームよる前記光検出手段による受光位置
のずれ、および前記縦方向の傾きによる誤差を補正する
ように前記測定ユニット、前記光ビーム入射手段および
/または前記光検出手段を調整する縦横方向調整手段と
を備えたことを特徴とする測定装置。
17. A measuring unit comprising a transparent dielectric block and a thin film layer formed on one surface of the dielectric block, and a light beam for the dielectric block and the thin film. A light beam incidence means for making incident at an angle of incidence at which the total reflection condition is obtained at the interface with the layer, and a light detection means for receiving a predetermined polarization component of the light beam totally reflected at the interface, and the same measurement unit as described above In a measuring device that performs a plurality of measurements and detects a change in the state of totally reflected light during the plurality of measurements, a vertical inclination that changes the incident angle of the interface during the plurality of measurements. And a vertical / horizontal tilt measuring unit that measures a horizontal tilt that intersects the vertical direction, and according to the horizontal tilt and the vertical tilt measured by the vertical / horizontal tilt measuring unit, The measuring unit, the light beam incident means, and / or the light detection so as to correct the deviation of the light receiving position of the light detection means by the light beam due to the inclination in the horizontal direction and the error due to the inclination in the vertical direction. And a vertical and horizontal adjustment means for adjusting the means.
【請求項18】 前記光ビーム入射手段および前記光検
出手段が、前記界面に対して種々の入射角度で光ビーム
を入射させ、該界面に所定の入射角度で入射される際に
発生する全反射減衰の状態を測定するように構成された
ものであり、 前記光ビームが、前記界面に種々の角度で入射する成分
を含み、該界面に対する入射角度の変化方向に所定の光
量分布を有する1本の光ビームであり、 前記縦横傾き測定手段が、前記測定ユニットの一部で反
射した前記光ビームの少なくとも一部を収束させる収束
レンズと、 該収束レンズにより収束された光ビームを受光して該光
ビームの位置を検出する二次元光検出手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項16または17記載の測定装置。
18. Total reflection that occurs when the light beam incident means and the light detection means make light beams incident on the interface at various incident angles and are incident on the interface at a predetermined incident angle. One that is configured to measure the state of attenuation, wherein the light beam includes components that are incident on the interface at various angles, and that has a predetermined light amount distribution in the direction of change of the incident angle with respect to the interface. And a converging lens for converging at least a part of the light beam reflected by a part of the measuring unit, and a light beam converging by the converging lens for receiving the light beam. The measuring device according to claim 16 or 17, further comprising a two-dimensional light detecting means for detecting the position of the light beam.
【請求項19】 前記縦横傾き測定手段が、前記光ビー
ムとは異なる第2の光ビームを前記測定ユニットの一部
に入射せしめる第2の光ビーム入射手段と、前記測定ユ
ニットの一部で反射された前記第2の光ビームを受光し
て該第2の光ビームの位置を検出する二次元光検出手段
とを備えてなることを特徴とする請求項16または17
記載の測定装置。
19. The vertical / horizontal inclination measuring means reflects a second light beam incident means for causing a second light beam different from the light beam to be incident on a part of the measuring unit, and a part of the measuring unit. 18. A two-dimensional light detecting means for receiving the generated second light beam and detecting the position of the second light beam.
The measuring device described.
【請求項20】 前記第2の光ビームが、前記光ビーム
とは異なる波長を有するものであることを特徴とする請
求項19記載の測定装置。
20. The measuring device according to claim 19, wherein the second light beam has a wavelength different from that of the light beam.
【請求項21】 前記光ビームが、前記所定の偏光成分
の直線偏光であり、 前記第2の光ビームが、前記光ビームとは異なる偏光成
分の直線偏光であることを特徴とする請求項19記載の
測定装置。
21. The light beam is linearly polarized light having the predetermined polarization component, and the second light beam is linearly polarized light having a polarization component different from that of the light beam. The measuring device described.
【請求項22】 前記二次元光検出手段が、4分割フォ
トダイオードであることを特徴とする請求項18から2
1いずれか1項記載の測定装置。
22. The two-dimensional light detecting means is a four-division photodiode, wherein the two-dimensional light detecting means is a four-division photodiode.
1. The measuring device according to any one of 1.
【請求項23】 前記二次元光検出手段が、抵抗型光検
出器であることを特徴とする請求項18から21いずれ
か1項記載の測定装置。
23. The measuring device according to claim 18, wherein the two-dimensional photodetector is a resistance photodetector.
【請求項24】 前記測定ユニットの一部が、前記界面
の縦方向および横方向の傾きに対応して傾く前記測定ユ
ニットの所定の面であることを特徴とする請求項18か
ら23いずれか1項記載の測定装置。
24. A part of the measurement unit is a predetermined surface of the measurement unit which is inclined corresponding to the inclinations of the interface in the vertical direction and the horizontal direction. The measuring device according to the item.
【請求項25】 前記所定の面が、前記誘電体ブロック
の前記薄膜層が形成されている前記一面の近傍に設けら
れた反射面であることを特徴とする請求項24記載の測
定装置。
25. The measuring device according to claim 24, wherein the predetermined surface is a reflecting surface provided in the vicinity of the one surface of the dielectric block on which the thin film layer is formed.
【請求項26】 前記誘電体ブロックが、前記光ビーム
の入射端面および出射端面と、前記薄膜層が形成される
面とを全て有する1つのブロックとして形成されたもの
であることを特徴とする請求項1から25いずれか1項
記載の測定装置。
26. The dielectric block is formed as one block having all of an incident end surface and an exit end surface of the light beam and a surface on which the thin film layer is formed. Item 25. The measuring device according to any one of items 1 to 25.
【請求項27】 前記誘電体ブロックが、前記光ビーム
の入射端面および出射端面を有する部分と、前記薄膜層
が形成される面を有する部分との2つが、屈折率マッチ
ング手段を介して接合されてなるものであることを特徴
とする請求項1から25いずれか1項記載の測定装置。
27. In the dielectric block, two parts, a part having an incident end face and an exit end face of the light beam and a part having a face on which the thin film layer is formed, are joined via a refractive index matching means. The measuring device according to any one of claims 1 to 25, characterized by comprising:
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