JP2018531380A

JP2018531380A - カートリッジに埋め込まれたファイバ基調のカンチレバーを用いた検出器

Info

Publication number: JP2018531380A
Application number: JP2018516446A
Authority: JP
Inventors: ハカン・ウレイ; ギョクセン・ギョクセニン・ヤラルオール; フェーミ・チヴィッジ; ユスフ・サメット・ヤラシュ; ギョクハン・サーラム
Original assignee: Koc Universitesi
Current assignee: Koc Universitesi
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2018-10-25
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: WO2017058121A1; US10942102B2; US20180217041A1; US11965808B2; JP6653754B2; US20210199550A1; EP3356788B1; CN108474724A; EP3356788A1; RU2700013C1

Abstract

本発明は、カートリッジに埋め込まれたファイバ基調のカンチレバーを用いて流体媒質の物性を計測するための検出器に関する。より特に、カートリッジ（１００）であって、少なくとも１つの流体導管（１０３）と、少なくとも１つの光導管（１０２）と、流体導管（１０３）及び光導管（１０２）の交差部に位置する少なくとも１つのチャンバ（１０４）と、光導管（１０２）内に配置された少なくとも１つの光誘導装置（１０１）と、を含み、光誘導装置（１０１）が少なくとも部分的にそれぞれのチャンバ（１０４）に含まれ、光誘導装置（１０１）が可動部（１０６）を持ち、可動部（１０６）の振動が外部から駆動可能な、カートリッジを提案する。

Description

本発明は、カートリッジに埋め込まれたファイバ基調のカンチレバーを用いて流体媒質の物性を計測するための検出器に関する。

流体媒質の物性は科学的・技術的目的のために有用である。医学的な診断がよい例である：血液の血漿の粘性は、心血管障害、関節リウマチ、特定の自己免疫系の病気といったいくつかの病気の診断に用いることができる。さらに、石油工業では、流体の化学的組成や状態図、密度や粘性についての情報は、どの地帯で特定の油田を採掘し、その地帯に適切なインフラを整備するのが経済的なのかを決定するには欠かせない。

流体媒質の物性を検出するためにはいくつかのアプローチがあり、そのうちの１つがＭＥＭＳ（微小電子機械システム）に基づいた装置である。ＭＥＭＳのカンチレバーは電気めっきされたニッケルで作られ、電磁石を用いて、磁場によって遠隔に駆動する。カンチレバーは液体の中に配置され、振動の動態（位相及び振幅）はその液体の粘性やカンチレバーの質量の積み重ねに影響される。この振動の周期及び／又は振幅を計測することにより、液体の粘性並びに液体の中に存在し得る微小量の化学物質及び物質を検出することができる。しかしながら、ＭＥＭＳのカンチレバーは光が流体媒質の中を進んでカンチレバーの表面に到達する必要があり、これは信号の伝達の間にノイズを発生させる。さらに、ＭＥＭＳのカンチレバーの視覚的な読み出しは、一般的にアクティブアライメントを必要とする。

このため、この技術における課題を乗り越えるためには、よりよい検出方法が必要である。

本発明により解決される技術的課題は、カートリッジ内に埋め込まれたファイバ基調のカンチレバーを用いて流体媒質の物性を計測するための検出器を開示することである。検出器の検出動作の間、光は光ファイバ内を伝えられる。従って信号対ノイズ比率は増加する。光学的な読み出しのアライメントはより単純にでき、アクティブアライメントは不要になり、これにより、単純な検出方法で精密な検出効果が達成される。

本発明は、カートリッジであって、
少なくとも１つの流体導管と、
少なくとも１つの光導管と、
流体導管と光導管の交差部に位置するチャンバと、
少なくとも１つの光誘導装置と、を含み、
各光誘導装置が少なくとも部分的に、それぞれのチャンバに内包されている、
カートリッジを開示する。

本発明はさらに、流体媒質の検出器であって、
光源と、
探知器と、
時間変化する磁場を生成するための電磁石と、
検電器の出力を処理して流体媒質の物性に反応して検出信号を生成する制御電子装置と、
を含み、
カートリッジが検出器に取り外し可能に結合されている、
検出器を開示する。

カートリッジの上面図である。カートリッジの（図１の直線Ａ−Ａ’からの）断面図である。光源（ＬＤ）及び光探知器（ＰＤ）と結合されたカートリッジの模式的な断面図を示す。ＰＤユニット及びＬＤユニットがカートリッジ内に配置され、光誘導装置及び光受信器ユニットに直接結合されているのを示す。ＰＤのみがカートリッジ内に統合されているのを模式的に示す。ＬＤのみがカートリッジ内に統合されているのを模式的に示す。光熱駆動を模式的に示す。垂直オフセット付きの光受信器の光軸を模式的に示す。垂直オフセット及び光誘導装置から光受信器ユニットまでつながれた光パワーの間の関係を示すグラフである。特殊な角度に切削されたファイバで光誘導装置を置き換えた場合を模式的に示す。チャンバ内の角度をつけた反射体と結合された、１個だけの特殊な角度で切削されたマルチモードファイバを用いる検出器の模式的な断面図を示す。図３に示されたＬＤ及びＰＤが、レーザーダイオードを使うことによって、埋め込まれた背面ファセット発光ダイオードで置き換えられ得ることを示す。光受信器ユニットが光マスクと光探知器からなるのを模式的に示す。光誘導装置の可動部から出てくる光が９０度曲げられているのを示す。角度をつけて切削されたファイバが光誘導装置の可動部から出てくる光を曲げることを示す。この装置に適用される光マスクを示す。カートリッジへ／からの出入りの結合のために用いられるレンズを示す。カートリッジの出入り口に断熱的に薄くされたクラッド・プロファイルを用いることでクラッド・モードを排除する検出器の模式的な断面図を示す。光誘導装置を１個だけ含むファイバーブラググレーティング（ＦＢＧ）に基づく検出器の模式的な断面図を示す。端部で結合された背面ファセット光探知器付きレーザーダイオードが光源として使用されているのを示す。疎水表面コーティングが光受信器と光誘導装置の間への流体の漏出を防げるのを模式的に示す。疎水コーティングが流体停止領域に用いられるのを模式的に示す。チャンバの幅広部を模式的に示す。図２３のＡ−Ａ’からの断面図を示す。この装置のアライメントユニットを示す。この装置のアライメントユニットを示す。全体システムの模式図を示す。カートリッジの全体像を示す。カートリッジの全体像を示す。図１の破線の円Ａの拡大図を示す。第二の実施形態における別のカートリッジの全体像を示す。第二の実施形態における別のカートリッジの全体像を示す。図３１の破線の円Ｂの拡大図を示す。図３２の破線の円Ｃの拡大図を示す。第三の実施形態の別のカートリッジを模式的に示す。好適なカートリッジの実施形態の異なる層を示す。図３６のチャンバの拡大図を示す。

図１はカートリッジ１００の上面図を示し、図２はカートリッジ１００の断面図を示す。カートリッジ１００は、少なくとも１つの光誘導装置１０１を含み、光誘導装置１０１の中央線は光誘導装置の光軸２０１として定義される。またカートリッジ１００は少なくとも１つの光導管１０２を含み、光誘導装置１０１は光導管１０２内に配置されている。好適な実施形態では、光導管１０２はＶ溝（光導管１０２の形状が「Ｖ」の文字に類似している）であり、光誘導装置１０１は光ファイバ又は導波管である。しかしながら、光導管１０２の形は、光導管１０２内に光誘導装置１０１を配置できるような任意の形であればよい。さらに、カートリッジ１００は少なくとも１つの流体導管１０３を含む。流体導管１０３は流体導管１０３内に配置される流体のための流動経路を提供する。流体導管１０３及び光誘導装置１０１は互いに交差する。光誘導装置１０１及び流体導管１０３の交差部に、チャンバ１０４が存在する。粘性の計測はチャンバ１０４の中で行われる。光誘導装置１０１は２つの部分：固定部１０５と、可動部１０６を持つ。可動部１０６はカートリッジ１００の外側に配置されたアクチュエータ（図面には示されていない）を用いることで振動できる。このアクチュエータは、時間変化する磁場を生成することが可能な電磁石であればよい。光誘導装置１０１の可動部１０６は磁性薄膜２００で覆われている。時間変化する磁場が、電磁石に時間変化する電流を加えることによって生成される。電磁石により生成された磁場は可動部１０６を覆う磁性薄膜２００と相互作用し、可動部１０６の移動を引き起こす。可動部１０６について異なる位置に電磁石を配置することで、異なるデザインのために移動の方向を変えることができる。他の駆動方法として、光熱駆動があり得る。これは振動を提供するために、可動部１０６上の光吸収部２３８に集中させた変調光場を用いるものである。光熱による駆動方法は図７に説明されている。さらに、圧電や他の機械的なアクチュエータも、可動部１０６の様々な振動モードを誘発できる。静電気による駆動は不動態層及び小さい間隙を必要とし、並びにカートリッジ１００との電気的な接続を必要とする。光誘導装置１０１は光受信器１０７と結合されている。光受信器１０７は光誘導装置１０１から光を集める。光受信器１０７の異なる代替案については、後の節で議論される。生物学的な計測のようなある実施形態では、カートリッジ１００は血漿、血液、唾液、又は計測がなされる任意の他の流体といった流体で満たされる。生物学的流体は流体取得口１０８を通ってチャンバ１０４へ入る。流体は浸透圧を用いてカートリッジを満たすか、又はシリンジや類似の機構を用いてカートリッジ１００の中に押し込まれてもよい。余剰の空気やすでに流体導管を満たしている他の流体は、流体排出口１０９を通じてチャンバ１０４の外へ排出される。

図３は光誘導装置１０１に結合された光源２０４を示す。同様に、光探知器２０３は光受信器１０７に結合されている。光源２０４及び光探知器２０３はカートリッジ１００内に統合されてもよい。好適な実施形態では、光源２０４及び光探知器２０３はカートリッジ１００の外側に配置される。

別の実施形態（図４）では、光源２０４及び光探知器２０３はすべてカートリッジ１００の中に組み込まれ、カートリッジ１００の一部となっている。光源２０４及び光探知器２０３はそれぞれ光誘導装置１０１及び光受信器１０７と結合されている。さらに別の実施形態（図５）では、光源２０４がカートリッジ１００の外側に位置する一方、光探知器２０３がカートリッジ１００内に統合されている。さらに別の形態（図６）では、光探知器２０３がカートリッジ１００の外側に位置する一方、対して光源２０４がカートリッジ１００に統合されている。光探知器２０３又は光源２０４の片方がカートリッジ１００に統合されていると、光誘導装置１０１と光受信器１０７の光学的アライメントはより容易である。同様に、光探知器２０３と光誘導装置２０４の両方がカートリッジ１００に組み込まれていると、光誘導装置１０１と光受信器１０７の光学的アライメントはより容易になる。

図７は光熱駆動の原理を示し、光吸収器２３８が変調光源２３９によって生成された光線によって照らされる。変調光源２３９はレーザー光源であってもよいし、又は可視光若しくは（不可視の）赤外光を生成するＬＥＤであり得る。変調光源２３９によって生成された光は変調されていて、吸収された光は十分な熱を含み、可動部１０６の湾曲に帰結する。熱は第一に光誘導装置１０１じゅうに放散される。変調光源２３９の変調周波数は光誘導装置１０１の所望の振動周波数と等しい。光誘導装置１０１が熱に対して速い機械的反応を生じるために、光誘導装置１０１は小さい熱容量を持っている必要がある。レンズ２２０は変調光源２３９及び光吸収器２３８の間に位置する。レンズ２２０は光を集中させるために使用される。

図８を参照して、光受信器の光軸２０２は、垂直オフセット２０８を伴って配置される。光受信器の光軸２０２は光誘導装置の光軸２０１と平行である。垂直オフセット２０８は、可動部１０６の振動軸と平行な方向である。光探知器の信号の直流及び時間変化する交流の成分は、垂直オフセット２０８に依存する。図９は、光誘導装置１０１から光受信器１０７までつながれた光パワーを、垂直オフセット２０８の関数として示す。最大の交流（ＡＣ）信号（つまり最も高い感度）を得るためには、検出器を最も大きい傾きを伴う領域で動作させ、光誘導装置１０１の（１００ナノメートルオーダーの）偏差の大きさに対する線形な反応を提供させるべきである。信号のより高いＡＣ（直流）対ＤＣ（交流）比率のため、交流信号の振幅を犠牲にすることで、垂直オフセット２０８はさらに増加し得る。これは信号のダイナミックレンジのよりよい利用を助ける。ある実施形態において、交流信号の振幅も、（図１０に示されるように）特殊な角度で切削されたファイバ２２２を含む末端ファセットを伴って、光誘導装置１０１のかわりに入力ファイバ２１０を用い、光受信器１０７のかわりに出力ファイバ２１１を用いることで改善できる。（ファイバ表面における光の屈折を定義する）屈折率及び、入力ファイバ２１０と出力ファイバ２１１の間の距離を考慮するに、切断の角度を調整して入力ファイバ２１０と出力ファイバ２１１の光軸を実効的に傾けることができる。ここで角度オフセットを導入する。図１０に示された、角度をつけて切断されたファイバ２２２によって生じるこの角度オフセットは、図８で示された垂直オフセット２０８と同じ効果を提供する。

別の実施形態では、角度をつけた反射体と結合された、１個だけの特殊な角度で切削された光誘導装置１０１を用いる検出器の模式的な断面図を示す。光誘導装置１０１はマルチモードファイバ２４５で作られている。光は光源２０４からマルチモードファイバ２４５へと加えられる。光はマルチモードファイバ２４５の中を進み、その光は角度をつけた反射体２４６から反射される。光は角度をつけた反射体２４６から反射された後、再びマルチモードファイバ２４５につながり、分光器２４３に到達するまでマルチモードファイバ２４５の中を進む。光は分光器２４３によって反射された後、光探知器２０３に到達する。マルチモードファイバ２４５は本願で前述した技術のいずれか１つを用いることで振動させられる。たとえば、マルチモードファイバ２４５が磁性を持つ材料で覆われてもよく、そうすればマルチモードファイバ２４５の近くに位置する電磁石を用いてその電磁石に電流を加えることでマルチモードファイバ２４５のまわりに磁場を発生させられる。この構成はマルチモードファイバ２４５が移動するのを可能にする一方で、マルチモードファイバ２４５を振動させる異なる機構も存在し得る。マルチモードファイバ２４５を特定の振動数で振動させることにより、液体の物性に対応する検出信号が獲得され得る。システムの感度はマルチモードファイバ２４５の切削を最適化し、分光器２４３の角度を調整し、角度をつけた反射体２４６の角度を調整することで最大化できる。図１２は本発明の別の実施形態を示し、埋め込まれた背面ファセット光探知器を伴うレーザーダイオード２４４が存在する。背面ファセット光受信器付きレーザーダイオード２４４は、光探知器２０３と光源２０４の機能を持っている。

別の実施形態では、図１３は、光受信器１０７が光マスク２１３及び光探知器２０３を含むのを示す。光誘導装置の光軸２０１について、マスク２１３の垂直オフセット２０８が存在する。オフセット２０８はつながった光を変調するための機構を提供する。カートリッジ１００は透明な材料でできている。光受信器１０７はカートリッジ１００の上部に配置されている。光マスク２１３は光探知器２０３及びカートリッジ１００の間に位置する。図１４は可動部１０６から出てきた光が角度をつけた反射体２４６により反射され、結果９０度曲げられるのを示している。光はその後光探知器２０３へと進む。

図１５は別の実施形態を示し、可動部１０６から出てくる光は角度をつけて切削されたファイバ２２２を用いることにより反射・屈折される。このことは可動部１０６の先端からの内部全反射により達成される。

図１６は別の実施形態を示し、２つの光マスク２１３がカートリッジに配置され、１つの光マスク２１３は光誘導装置２１４の入り口に、もう１つの光学マスク２１３は光受信器２１５の出口に配置される。これは、クラッド・モードにより誘発される信号の減少を防ぐためになされる。光誘導装置２１４の入り口は、屈折率の異なる２つの層を含む。光は内部全反射によって光誘導装置の内側部（高屈折率）内を誘導される。光マスク２１３がない場合、光は入力ファイバのコア（内側）２１６及び入力ファイバのクラッド（外側）２１７の両方とつながる。光誘導装置１０１からの光は光受信器１０７の出力ファイバのコア２１８及び出力ファイバのクラッド２１９とつながることになる。可動部１０６のために、受信器側のコアにつながる光は変調されている。さらに、受信器側のクラッドへの光も変調されているが、光誘導装置の出口２１４及び光受信器の入り口２１５の間にオフセットが存在する場合、πだけ位相シフト（位相の不一致）を伴う。同様の状況は、可動部１０６のクラッドから受信器側のコア／クラッドまでつながる光にも生じる。光探知器２０３は光受信器１０７からのすべての光を集めるため、変調信号の総量は減少する。光マスク２１３があれば、光誘導装置や受信器のクラッド・モードは排除され、光探知器１０３は、コアからコアまでつながる変調光のみを計測することになる。光マスク２１３は、透明なカートリッジの材料を通じた、光源２０４から光探知器２０３への迷光も防ぐ。

図１７は、光源２０４からカートリッジ１００への光及びカートリッジ１００から光探知器２０３への光が、光誘導装置の入り口２１４及び／又は光受信器の出口２１５に配置されたレンズ２２０を通じてつながる実施形態を示す。光誘導装置の入り口２１４に配置されたレンズ２２０は、光源２０４から光誘導装置の入り口２１４へつながる光を増大させることになり、適切に焦点を合わせれば光のほとんどが光誘導装置の入り口２１４のコア部分に含まれ得る。光受信器２１５の出口のレンズ２２０の１つは光を小さい領域に集めることができ、光探知器２０３のごく小さい領域を使用することを可能にする。

前述のとおり、光誘導装置１０１と光受信器１０７の両方に存在するクラッド・モードは、時間変化する信号の大きさを減少させ、結果として信号対バイアス比率を減少させる。図１８は別の実施形態を示し、カートリッジの出入り口にある断熱的に薄くされたクラッド・プロファイルがクラッド・モードを排除している。ここで、断熱性のプロファイルは、ファイバをエッチング液から制御されたやり方で引き出すことで達成され、ファイバのコアからのクラッド・モードを誘発しないために不可欠なものである。

別の実施形態では、図１９はファイバー・ブラグ・グレーティング（FBG）２４１基調の、光誘導装置を１つだけ含む検出器であって、本質的には埋め込まれたファイバー・ブラグ・グレーティング構造を伴う単一モードファイバ２４２である、検出器の断面図を示す。この装置において、光源２０４は分光器２４３を通して単一モードファイバ２４２につながっており、同一のファイバファセット２２１からの光の出入りのつながりを提供する。単一モードファイバ２４２内のファイバー・ブラグ・グレーティング２４１は、所定のファイバの条件のための励起波長において特定の反射率を持つように形成されていて、光を再び光探知器２０３へと反射する。もしファイバー・ブラグ・グレーティング２４１が図１９に描かれた位置１（最大応力領域）又は位置２（最大屈曲領域）に配置されているならば、反射光の強さは単一モードファイバ２４２を動かすことで調整できる。従って、媒質の物性についての検出信号は、単一モードファイバ２４２を特定の周波数で振動させることで獲得できる。このシステムには２点、明確な利点がある。１つの利点は、所定のファイバの条件のための低い反射率を選択することで、信号の交流対直流比率を増加できるという点である。もう１つの利点は、（図２２のような）流体停止領域２２３が不要となり、カートリッジ製作の複雑さが軽減されるという点である。

別の実施形態では、図２０は単一モードファイバ２４２の性質から生じる、出入りのつながりのスキームの複雑さを減少させるための実装を示す。背面ファセット光探知器付きレーザーダイオード２４４に結合された端部が光源として利用できる。跳ね返りの強さは、背面ファセット光探知器付きレーザーダイオード２４４から獲得され得る。

図２１は、疎水コートされた光誘導部２０５及び疎水コートされた光受信器部２０６の間に間隙２０７が配置されたカートリッジ１００を示す。もし流体が間隙２０７を満たしているならば、血液の中の赤血球のような流体中の粒子は、光が間隙２０７内で拡散され吸収される原因となる。この拡散及び吸収は、光探知器の信号にノイズを導入する。好適な実施形態（図１７）では、疎水コートされた光受信器部２０６の先端及び疎水コートされた光誘導装置部２０５の先端は、疎水表面コーティングで覆われ、光受信器１０７と光誘導装置１０１の間への血液（流体）の漏出を防いでいる。

間隙２０７内の流体の存在は拡散吸収の原因となり、同時にノイズを増加させる。図２２では、間隙２０７を取り囲む流体停止領域２２３は、疎水コーティング２２４で覆われ、他のすべての流体導管１０３及びチャンバ１０４は親水コーティング２２５で覆われている。親水コーティング２２５は流体が広がるのを促進する一方、疎水コーティング２２４は流体が広がるのを防ごうとする。流体は親水コーティングで覆われた部分に留まり、そのため流体停止領域２２３内に一切の流体は存在しないことになる。

図２３〜２４では、チャンバの幅広部２２６ｂが大幅に拡大され、チャンバの狭い部分２２６のより小さい部分のより高い浸透圧（部分間の減少したギャップ）が原因で流体がチャンバの幅広部２２６ｂに広がってしまうことがないようになっている。

カートリッジ１００の異なる層を位置合わせして、流体導管１０３、光導管１０２及びチャンバ１０４が正常に機能することを保証するために、（図２５に示す）アライメントユニット２２７が必要である。図２６は、１つの筒状部２２９を用いて位置合わせされる層の上の２個のＶ溝２２８からなるアライメントユニット２２７の、図２５のＡ−Ａ’に沿った断面を示す。筒状部２２９は好適な実施形態においては光ファイバである。２つの軸方向のアライメントを保証するために、互いについて垂直な方向を持つ少なくとも２つのアライメントユニット２２７が必要となる。図２６に、Ｖ溝２２８についての筒状部２２９の配置を示す。

図２７は、全体のシステムの模式図を示す。カートリッジ１００は断面図で示している。光誘導装置１０１は電磁石２３０により生じる外部の磁場によって駆動する。光源２０４及び光探知器２０３はそれぞれ光マスク２１３を通して光誘導装置１０１及び光受信器１０７と結合されている。ユーザはユーザインタフェース２３１を用いることで、このデバイスと相互作用できる。処理ユニット２３２が電磁石駆動部２３３、光源制御部２３４、光探知器読み出し部２３５及びロックインアンプ２３６へと信号を送る。電磁石駆動部２３３は電磁石２３０を所望の電流と周波数で駆動させる。光源制御部２３４は光源２０４を駆動し、光探知器読み出し部２３５は光探知器２０３から来る電流を適切な電圧に変換する。ロックインアンプ２３６は光探知器読み出し部２３５からの信号を電磁石制御部２３３からの信号にロックし、その間の位相差を追跡する。電源２３７はシステムに電力を供給する。温度制御部２４９は加熱器２４８を制御し、粘度計測のための安定した温度を保証する。粘度は温度に大きく依存するため、粘度計測のために制御された温度を持つことは重要である。

図２８〜２９は本発明の別の実施形態、カートリッジ１００、を示し、２つの板１０が互いに重ねられてカートリッジ１００の本体を形成している。本体は１つの吸入口１１と５つの排出口１２を含む。カートリッジ１００はさらに本体内に、複数の光導管１０２及び複数の流体導管１０３を持つ。この実施形態では５つの光導管１０２があり、それらは板１０の横方向に沿って露出している。光導管１０２はそれぞれの光誘導装置１０１を含む。各光誘導装置１０１は入力から出力へ光信号を伝えるのに適した材料から作られる。光誘導装置の一例としては光ファイバ線が挙げられる。光誘導装置１０１は固定されていてもよい。かわりに、光誘導装置１０１は光導管１０２内を動くことが可能でもよい。板１０のうちの１つの表面には５つの流体導管１０３が露出しており、それぞれ吸入口１１及び排出口１２をつなげている。吸入口１１から離れて、流体導管１０３の各々はそれぞれの光導管１０２と交差している。光導管１０２は部分的に流体導管１０３と一致しており、反応空間１３を形成している。反応空間１３は光誘導装置１０１を含んでもよい。光誘導装置１０１は完全に又は部分的に反応空間１３に含まれてもよい。光導管１０２の形は、Ｖ字形、円形、三角形、又は光導管１０２内に光誘導装置１０１を担持するのに適する任意の他の形であってもよい。流体導管１０３は内部に配置された流体を伝える任意の形であってもよい。流体導管１０３の形はＶ字形、円形、三角形、又は内部に配置された流体を伝えるのに適する任意の他の形であってもよい。

カートリッジ１００はさらにアライメントユニット２２７を含む。アライメントユニット２２７はカートリッジの挿入と誘導のための２つのエッジレリーフ１６１を含み、それぞれカートリッジ１００の反対の側面に露出していて、弧形又は階段形として設計されている。

図３０は図２９における破線の円Ａの拡大図を示し、隣接の光誘導装置１０１同士の間隔が約２０マイクロメートルであることを示す。光誘導装置１０１の各々は、光誘導装置１０１の固定部１０５及び光誘導装置１０１の可動部１０６を含む。光誘導装置１０１の固定部１０５及び光誘導装置１０１の可動部１０６は、間隙２０７によって隔てられ、すべて光誘導装置１０１に含まれる。間隙２０７は１０マイクロメートル未満である。光誘導装置１０１は光ファイバ、導波管又は光パイプの材料から選択され、磁性駆動のために磁性体の材料で覆われている。光誘導装置１０１が光ファイバ及び光パイプのような材料から作られているとき、それはニッケルでコーティングされてもよく、かつコーティングの厚さは５マイクロメートル未満、好ましくは約１マイクロメートル〜約２マイクロメートルの間であればよい。光誘導装置１０１は固定されているコンポーネントでも、機械的に可動なコンポーネントでもよい。

代替の実施形態では、光導管１０２と流体導管１０３は交差しなくてもよい。かわりに、流体導管１０３から光導管１０２に流体を移送する異なる手段が用いられ得る。この手段は、流体導管１０３と光導管１０２の間に形成されたごく小さい導管を内包する。主な目的は流体媒質を吸入口１１から光導管１０２へ運び、光導管１０２内の光誘導装置１０１が吸入口１１に流される流体媒質と接触できるようにすることである。また別の実施形態では、反応空間１３がなくてもよい。光導管１０２の形はＶ字形、円形、三角形、又は光導管１０２の中に光誘導装置１０１を担持するのに適した任意の形であってもよい。流体導管１０３の形は、内部に配置された流体媒質を伝えるのに適する任意の他の形であってもよい。流体導管１０３の形はＶ字形、円形、三角形、又は内部に配置された流体媒質を伝えるのに適した任意の形であってもよい。

図３１〜３４は、本発明の別の実施形態の別のカートリッジ１００を開示する。この実施形態では、カートリッジ１００は１つの吸入口１１と５つの排出口１２を持つ。５つの反応空間１３が存在し、そのそれぞれが液体導管１０３及び光導管１０２の一致する位置に形成されている。反応空間１３は長方形をしていて、その深さは約２５マイクロメートル以下であり、光誘導装置１０１の直径の半分をオフセットする。反応空間１３は流体導管１０３の本体と比較してより深い深さ及びより広い面積を持つ。図３４は図３２の破線の円Ｃの拡大図を示し、光誘導装置１０１の２つの部分、すなわち光導管１０１の固定部１０５及び光誘導装置１０１の可動部１０６を明確に示している。光誘導装置１０１の可動部１０６の先端は疎水性コーティングを持つ。この図３１〜３４の説明は、他の実施形態のカートリッジにも適用できる。

この実施形態及び他の実施形態の間の主要な差異は、流体導管１０３と光導管１０２が２つの板の向かい合う表面に形成されていることである。光導管１０２は第一の実施形態における断面ではＶ字形であり、第二の実施形態における光導管１０２は断面では四角形でも菱形でもよい。従って、断面における面積が大きくなるにつれ、光導管１０１は光導管１０２内をより自由に動き、より深く振動し得る。

図３５は本発明の第三の実施形態における別のカートリッジを模式的に示す。実施形態の間の主要な差異は：
・カートリッジが５つの吸入口を含み、
・カートリッジの本体が３つの板１０により形成され、
・カートリッジのアライメントユニット２２７がさらに複数の溝１４を含む、
という点である。光導管１０２と溝１４は同じ板１０に形成されている。溝１４は板１０の縦方向に沿って露出しており、光導管１０２と垂直である。溝１４により、板１０の横方向のアライメントがより簡単になり得る。

図３６及び３７は、本発明の別の実施形態の別のカートリッジを模式的に示す。この実施形態及び他の実施形態の間の主要な差異は：
・カートリッジがさらに、流体媒質による間隙２０７の充填を防ぐために、少なくとも１つの流体停止領域２２３を含み、
・カートリッジが２つ又は３つの板１０上に形成された２組のアライメントユニット２２７を含む、
という点である。

図３６は本発明の好ましい実施形態を示し、３つの板１０が互いに重なって、カートリッジ１００の本体を構成している。本体は複数の流体採取口１０８及び複数の流体排出口１０９を含む。本体内に、カートリッジ１００はさらに複数の光導管１０２及び複数の流体導管１０３を含む。この実施形態では、５つの光導管１０２が存在し、板１０の横方向に沿って露出している。光導管１０２はそれぞれの光誘導装置１０１を含む。各光誘導装置１０１は入力から出力へ光信号を伝えるのに適した材料で作られている。光ファイバ線が光誘導装置の一例である。板１０の１つの表面には５つの流体導管１０３が露出しており、それぞれ流体採取口１０８及び流体排出口１０９の間をつなげている。流体採取口１０８から離れて、流体導管１０３の各々はそれぞれの光導管１０２と交差している。光導管１０２は部分的に流体導管１０３と一致して、チャンバ１０４を形成している。光誘導装置１０１はチャンバ１０４に完全に又は部分的に含まれ得る。光導管１０２の形はＶ字形、円形、三角形、又は光導管１０２内に光誘導装置１０１を担持するのに適した任意の他の形であってもよい。流体導管１０３の形はＶ字形、円形、三角形、又は内部に配置された流体を伝えるのに適した任意の他の形であってもよい。カートリッジ１００はさらに、液体媒質による間隙２０７の充填を防ぐために、少なくとも１つの流体停止領域２２３を含む。カートリッジ１００は２組の、２つ又は３つの板１０上で形成されるアライメントユニットを含む。

図３７は、図３６の破線の円Ｄの拡大図である。流体停止領域２２３は間隙２０７が配置された反応空間１３の側部内に配置されている。流体停止領域２２３は反応領域１３と比べるとより深い溝と、より広い面積を持つ。表面同士の間の空間がより小さい部分では、浸透圧が大幅に高いため、流体停止領域２２３内に流体が広がってしまわないように、流体停止領域２２３はかなり大きく作られている。間隙２０７内に流体が存在すると、その流体は間隙２０７の間を通過する信号に影響を与え、それゆえ信号対ノイズ比率を下げてしまうため、間隙２０７の中に流体を持たないことは重要である。特に流体媒質が血液である場合、もし流体停止領域２２３がないならば、血液は間隙２０７の周囲の空間を占有し、結果として信号対ノイズ比率は低下してしまうだろう。この実施形態では、光誘導装置１０１の各々は光誘導装置１０１の固定部１０５及び光誘導装置１０１の可動部１０６を含む。光誘導装置１０１の固定部１０５及び光誘導装置１０１の可動部１０６は間隙２０７により隔てられ、それらはすべて光誘導装置１０１内に含まれている。間隙２０７は約１０マイクロメートル（μｍ）未満である。光誘導装置１０１は光ファイバ、導波管又は光パイプの材料から選択され、磁性駆動のために磁性体の材料でコーティングされている。光誘導装置１０１が光ファイバ及び光パイプのような材料で作られるならば、それはニッケル又は任意の他の適切な材料でコーティングされ、そのコーティングの厚さは約５マイクロメートル未満、好ましくは約１マイクロメートル〜約２マイクロメートルの間であるとよい。

本発明の流体媒質は血漿、希釈血液、血液、刺指血液、又は静脈血を含み得る。

以下で述べられている本発明の説明を読めば、当業者であれば、現時点でベストモードと判断される実施形態を作成して使用することができる一方、当業者であれば、ここに記載される特定の実施形態、方法及び例示の、変形、組み合わせ及び均等の存在を理解し、それを認める。
従って、本発明は前述の実施形態、手法及び例示により限定されるのではなく、本発明の範囲及び精神の範囲内のすべての実施形態及び方法によって限定されるべきである。

簡潔に言うと本発明は、カートリッジ（１００）であって、少なくとも１つの流体導管（１０３）と、少なくとも１つの光導管（１０２）と、流体導管（１０３）及び光導管（１０２）の交差部に位置する少なくとも１つのチャンバ（１０４）と、光導管（１０２）内に配置された少なくとも１つの光誘導装置（１０１）と、を含み、光誘導装置（１０１）が少なくとも部分的にそれぞれのチャンバ（１０４）に含まれ、光誘導装置（１０１）が可動部（１０６）を含み、可動部（１０６）の振動が外部から駆動可能である、カートリッジを提案する。

本発明のさらなる実施形態では、カートリッジ（１００）は光誘導装置（１０１）からの光を受け取る少なくとも１つの光受信器（１０７）を含む。

本発明のさらなる実施形態では、可動部（１０６）の振動が、振動伝達手段によって駆動可能である。

本発明のさらなる実施形態では、カートリッジ（１００）は、複数の流体導管（１０３）と、複数の光導管（１０２）と、複数のチャンバ（１０４）と、を含み、複数の流体導管（１０３）のうち任意の１つの流体導管（１０３）及び複数の光導管（１０２）のうち任意の１つの光導管（１０３）が交差し、複数のチャンバ（１０４）のうちの１つのチャンバ（１０４）が、複数の流体導管（１０３）のうち任意の１つの流体導管（１０３）及び複数の光導管（１０２）のうち任意の１つの光導管（１０２）の各々の交差部に位置する。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）の一部分が、駆動を容易にする材料でコートされている。

本発明のさらなる実施形態では、駆動を容易にする材料は磁性体の材料である。

本発明のさらなる実施形態では、前記振動伝達手段が、光誘導装置の可動部（１０６）を駆動させる力を生成する電磁石（２３０）である。

本発明のさらなる実施形態では、可動部（１０６）が光吸収体を含む。

本発明のさらなる実施形態では、振動伝達手段が、駆動を容易にするために光吸収体を照らし、光誘導装置（１０６）の可動部を駆動させる強度変調光源（２３９）である。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）から光を受け取る光受信器（１０７）が、同一のものから非接触な形状で離されて、光受信器（１０７）及び光誘導装置（１０１）の間に間隙（２０７）が存在し、光受信器（１０７）の一端及び光誘導装置（１０１）の一端が互いにごく近くに位置している。

本発明のさらなる実施形態では、光受信器（１０７）の光軸が光誘導装置（１０１）の光軸について横方向のオフセットを持ち、それにより光受信器（１０７）の光軸（２０２）が垂直オフセット（２０８）を伴って配置されている。

本発明のさらなる実施形態では、光受信器（１０７）は光ファイバである。

本発明のさらなる実施形態では、光受信器（１０７）が、導波管、光ファイバ又は光パイプからなるグループから選択された集光装置を含む。

本発明のさらなる実施形態では、光受信器（１０７）が光マスク（２１３）を含む。

本発明のさらなる実施形態では、光受信器（１０７）が光の方向を変える角度をつけた反射体（２４６）を含む。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）が、光ファイバ、導波管及び光パイプからなるグループから選択される。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）の一端が疎水コーティングを持つ。

本発明のさらなる実施形態では、光受信器（１０７）の一端が疎水コーティングを持つ。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）の先端が、光マスク（２１３）の方向に光を送るためにある角度に切削されている。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）が同時に光受信器（１０７）でもある。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）がブラグ・グレーティングを含む。

本発明のさらなる実施形態では、チャンバ（１０４）が流体停止領域（２２３）を持ち、その流体停止領域（２２３）が構造的にチャンバと異なる寸法を伴って流体が光誘導装置（１０１）と光受信器（１０７）の間に入るのを防ぐ。

本発明のさらなる実施形態では、チャンバ（１０４）が流体停止領域（２２３）を持ち、その流体停止領域（２２３）が異なる表面コーティングを伴って流体が光誘導装置（１０１）と光受信器（１０７）の間に入るのを防ぐ。

本発明のさらなる実施形態では、カートリッジ（１００）がさらに光誘導装置（１０１）と結合された光源（２０４）を含む。

本発明のさらなる実施形態では、カートリッジ（１００）がさらに光受信器（１０７）と結合された光探知器（２０３）を含む。

本発明のさらなる実施形態では、カートリッジ（１００）がさらに光誘導装置（１０１）と結合された光源（２０４）を含み、かつ光受信器（１０７）に結合された光探知器（２０３）も含む。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）の第一の一端が分光器（２４３）と結合されている。

本発明のさらなる実施形態では、光探知器（２０３）及び光源が分光器（２４３）と結合されている。

本発明のさらなる実施形態では、角度をつけた反射体（２４６）が光誘導装置（１０１）の第二の一端に結合されていて、光誘導装置（１０１）の第一の一端に向けた跳ね返りを提供する。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）がマルチモードファイバである。

本発明のさらなる実施形態では、可動部（１０６）の振動が外部から駆動可能である。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）の一部分が磁性体の材料という形式の、駆動を容易にする材料でコーティングされている。

本発明のさらなる実施形態では、振動伝達手段がカートリッジ（１００）に結合された、光誘導装置（１０１）を駆動するための力を生成する電磁石（２３０）である。

本発明のさらなる実施形態では、振動伝達手段が、前記光吸収体の形式の駆動を容易にする材料を照らして光誘導装置（１０１）の可動部を駆動させる変調光源である。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）は光ファイバ、導波管及び光パイプらなるグループから選択される。

本発明のさらなる実施形態では、チャンバ（１０４）が流体停止領域（２２３）を持ち、その流体停止領域（２２３）が構造的にチャンバと異なる寸法を伴って流体が光誘導装置（１０１）及び角度をつけた反射体（２４６）の間に入るのを防ぐ。

本発明のさらなる実施形態では、チャンバ（１０４）が流体停止領域（２２３）を持ち、その流体停止領域が異なる表面コーティングを伴って流体が光誘導装置（１０１）及び角度をつけた反射体（２４６）の間に入るのを防ぐ。

本発明のさらなる実施形態では、光誘導装置（１０１）が先細りの光ファイバである。

本発明のさらなる実施形態では、光導管（１０２）が断面でＶ字形である。

本発明のさらなる実施形態では、少なくとも２つの板（１０）が組み合わさってカートリッジ（１００）を形成し、流体導管（１０３）が片方の板（１０）又は向かい合う２つの板（１０）上に形成される。

本発明のさらなる実施形態では、流体導管（１０３）が板の１つの上に形成されているとき、流体導管（１０３）が断面図において三角形であり、かつ流体導管（１０３）が向かい合う２つの板の上に形成されているとき、流体導管（１０３）は断面図において四角形又は菱形である。

本発明のさらなる実施形態では、カートリッジ（１００）がさらに光誘導装置（１０１）に結合された光源（２０４）を含む。

本発明のさらなる実施形態では、光源（２０４）及び光探知器（２０３）がカートリッジ（１００）の外側に位置する。

本発明のさらなる実施形態では、流体媒質のための検出器で、光源（２０４）と、光探知器（２０３）と、時間変化する磁場を生成するための電磁石（２３０）と、光探知器（２０３）の出力を処理して流体媒質の物性に対応して検出信号を生成するための処理ユニット（２０３）と、検出器に取り外し可能に結合されたカートリッジ（１００）を含む、検出器を提案する。

本発明のさらなる実施形態では、光源（２０４）がカートリッジ（１００）の光誘導装置（１０１）と結合されており、光探知器（２０３）がカートリッジ（１００）の光受信器（１０７）と結合されている。

本発明のさらなる実施形態では、磁場がカートリッジ（１００）の光誘導装置（１０１）の可動部（１０６）を振動させることが可能である。

１０…板、１１…吸入口、１２…排出口、１３…反応空間、１４…溝、１６１…エッジレリーフ、１００…カートリッジ、１０１…光誘導装置、１０２…光導管、１０３…流体導管、１０４…チャンバ、１０５…固定部、１０６…可動部、１０７…光受信器、１０８…流体採取口、１０９…流体排出口、２００…磁性薄膜、２０１…光誘導装置の光軸、２０２…光受信器の光軸、２０３…光探知器（ＰＤ）、２０４…光源（ＬＤ）、２０５…疎水コートされた光誘導装置部、２０６…疎水コートされた光受信器部、２０７…間隙、２０８…垂直オフセット、２１０…入力ファイバ、２１１…出力ファイバ、２１３…光マスク、２１４…光誘導装置の入り口、２１５…光受信器の出口、２１６…入力ファイバコア、２１７…入力ファイバクラッド、２１８…出力ファイバコア、２１９…出力ファイバクラッド、２２０…レンズ、２２１…ファイバファセット、２２２…角度をつけて切削されたファイバ、２２３…流体停止領域、２２４…疎水コーティング、２２５…親水コーティング、２２６…チャンバの狭い部分、２２６ｂ…チャンバの幅広部、２２７…アライメントユニット、２２８…アライメントユニットのＶ溝、２２９…筒状部、２３０…電磁石、２３１…ユーザインタフェース、２３２…処理ユニット、２３３…電磁石駆動装置、２３４…光源制御装置、２３５…光探知器読み出し装置、２３６…ロックインアンプ、２３７…電源、２３８…光吸収器、２３９…変調光源、２４１…ファイバー・ブラグ・グレーティング（ＦＢＧ）、２４２…単一モードファイバ、２４３…分光器、２４４…背面ファセット光受信器付きレーザーダイオード、２４５…マルチモードファイバ、２４６…角度をつけた反射体、２４７…光を透過する材料、２４８…加熱器、２４９…温度調整装置

Claims

カートリッジ（１００）であって、
少なくとも１つの流体導管（１０３）と、
少なくとも１つの光導管（１０２）と、
流体導管（１０３）及び光導管（１０４）の交差部に位置する少なくとも１つのチャンバ（１０４）と、
光導管（１０２）内に配置された、少なくとも部分的にそれぞれのチャンバ（１０４）に含まれている、少なくとも１つの光誘導装置（１０１）と、
を含み、
光導管（１０１）が可動部（１０６）を持ち、
可動部（１０６）の振動が外部から駆動可能である、
カートリッジ。
請求項１に記載のカートリッジ（１００）であって、
カートリッジ（１００）が光誘導装置（１０１）からの光を受け取る少なくとも１つの光受信器（１０７）を含む、
カートリッジ。
請求項２に記載のカートリッジ（１００）であって、
可動部（１０６）の振動が、振動伝達手段によって駆動可能である、
カートリッジ。
請求項２又は３に記載のカートリッジ（１００）であって、
カートリッジ（１００）が
複数の流体導管（１０３）と、
複数の光導管（１０２）と、
複数のチャンバ（１０４）と、
を含み、
複数の流体導管（１０３）のうちの任意の１つの流体導管（１０３）が、複数の光導管（１０２）のうちの任意の１つの光導管（１０２）と交差し、
複数のチャンバ（１０４）のうちいずれか１つのチャンバ（１０４）が、複数の流体導管（１０３）のうちの任意の１つの流体導管（１０３）及び複数の光導管（１０２）のうちの任意の１つの光導管（１０２）の各交差部に位置する、
カートリッジ。
請求項３又は４に記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）の一部が駆動を容易にする材料でコートされている、
カートリッジ。
請求項５に記載のカートリッジ（１００）であって、
駆動を容易にする材料が磁性体の材料である、
カートリッジ。
請求項６に記載のカートリッジ（１００）であって、
前記振動伝達手段が、光誘導装置の可動部（１０６）を駆動させる力を生成する電磁石（２３０）である、
カートリッジ。
請求項３に記載のカートリッジ（１００）であって、
可動部（１０６）が光吸収体を含む、
カートリッジ。
請求項８に記載のカートリッジ（１００）であって、
振動伝達手段が、駆動を容易にするために光吸収体を照らし、光誘導装置の可動部（１０６）を駆動させる強度変調光源（２３９）である、
カートリッジ。
請求項６又は８に記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）から光を受け取る光受信器（１０７）が、同一のものから非接触な構成で間隔を空けられ、
光受信器（１０７）及び光誘導装置（１０１）の間に間隙（２０７）が存在し、
光受信器（１０７）の一端及び光誘導装置（１０１）の一端が互いにごく近くに位置している、
カートリッジ。
請求項１０に記載のカートリッジ（１００）であって、
光受信器（１０７）の光軸が光誘導装置（１０１）の光軸について横方向のオフセットを持ち、それにより光受信器（１０７）の光軸（２０２）が垂直オフセット（２０８）を伴って配置されている、
カートリッジ。
請求項１０に記載のカートリッジ（１００）であって、
光受信器（１０７）が光ファイバである、
カートリッジ。
請求項２〜１２のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
光受信器（１０７）が、導波管、光ファイバ又は光パイプからなるグループから選択された集光装置を含む、
カートリッジ。
請求項２〜１３のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
光受信器（１０７）が光マスク（２１３）を含む、
カートリッジ。
請求項２〜１４のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
光受信器（１０７）が光の方向を変える角度をつけた反射体（２４６）を含む、
カートリッジ。
請求項１〜１５のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）が、光ファイバ、導波管及び光パイプからなるグループから選択される、
カートリッジ。
請求項１〜１６のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）の一端が疎水コーティングを持つ、
カートリッジ。
請求項２〜１７のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
光受信器（１０７）の一端が疎水コーティングを持つ、
カートリッジ。
請求項２に記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）の先端が、光マスク（２１３）の方向に光を送るためにある角度に切削されている、
カートリッジ。
請求項２に記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）が同時に光受信器（１０７）でもある、
カートリッジ。
請求項２０に記載の光誘導装置（１０１）であって、
光誘導装置（１０１）がブラグ・グレーティングを含む、
光誘導装置。
請求項２〜２１のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
チャンバ（１０４）が流体停止領域（２２３）を持ち、その流体停止領域（２２３）が構造的にチャンバと異なる寸法を持って流体が光誘導装置（１０１）と光受信器（１０７）の間に入るのを防ぐ、
カートリッジ。
請求項２〜２２のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
チャンバ（１０４）が流体停止領域（２２３）を持ち、その流体停止領域（２２３）が異なる表面コーティングを伴って流体が光誘導装置（１０１）と光受信器（１０７）の間に入るのを防ぐ、
カートリッジ。
請求項２に記載のカートリッジ（１００）であって、
カートリッジ（１００）がさらに光誘導装置（１０１）と結合された光源（２０４）を含む、
カートリッジ。
請求項２に記載のカートリッジ（１００）であって、
カートリッジ（１００）がさらに光受信器（１０７）と結合された光探知器（２０３）を含む、
カートリッジ。
請求項２に記載のカートリッジ（１００）であって、
カートリッジ（１００）がさらに光誘導装置（１０１）と結合された光源（２０４）を含み、かつ光受信器（１０７）に結合された光探知器（２０３）も含む、
カートリッジ。
請求項１に記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）の第一の一端が分光器（２４３）と結合されている、
カートリッジ。
請求項２７に記載のカートリッジ（１００）であって、
光探知器（２０３）及び光源が分光器（２４３）と結合されている、
カートリッジ。
請求項１に記載のカートリッジ（１００）であって、
角度をつけた反射体（２４６）が光誘導装置（１０１）の第二の一端に結合されていて、光誘導装置（１０１）の第一の一端に向けた跳ね返りを提供する、
カートリッジ。
請求項１に記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）がマルチモードファイバである、
カートリッジ。
請求項１、２７、２８、２９、又は、３０に記載のカートリッジ（１００）であって、
可動部（１０６）の振動が外部から駆動可能である、
カートリッジ。
請求項３１に記載のカートリッジ（１００）であって、
可動部（１０６）の振動が、振動伝達手段によって駆動可能である、
カートリッジ。
請求項３２に記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）の一部分が磁性体の材料という形式の、駆動を容易にする材料でコートされている、
カートリッジ。
請求項３３に記載のカートリッジ（１００）であって、
振動伝達手段が、カートリッジ（１００）に結合された、光誘導装置（１０１）を駆動するための力を生成する電磁石（２３０）である、
カートリッジ。
請求項３２に記載のカートリッジ（１００）であって、
可動部（１０６）が光吸収体を含む、
カートリッジ。
請求項３５に記載のカートリッジ（１００）であって、
振動伝達手段が前記光吸収体の形式の駆動を容易にする材料を照らす変調光源であり、光誘導装置（１０１）の可動部を駆動させる、
カートリッジ。
請求項１〜３６のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）は光ファイバ、導波管及び光パイプからなるグループから選択される、
カートリッジ。
請求項１〜３７のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）の一端が疎水コーティングを持つ、
カートリッジ。
請求項１に記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）がブラグ・グレーティングを含む、
カートリッジ。
請求項２９に記載のカートリッジ（１００）であって、
チャンバ（１０４）が流体停止領域（２２３）を持ち、その流体停止領域（２２３）が構造的にチャンバと異なる寸法を伴って流体が光誘導装置（１０１）及び角度をつけた反射体（２４６）の間に入るのを防ぐ、
カートリッジ。
請求項４０に記載のカートリッジ（１００）であって、
チャンバ（１０４）が流体停止領域（２２３）を持ち、その流体停止領域（２２３）が異なる表面コーティングを伴って流体が光誘導装置（１０１）及び角度をつけた反射体（２４６）の間に入るのを防ぐ、
カートリッジ。
請求項１に記載のカートリッジ（１００）であって、
光誘導装置（１０１）が先細りの光ファイバである、
カートリッジ。
請求項１〜４２のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
光導管（１０２）が断面でＶ字形である、
カートリッジ。
請求項１〜４３のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
少なくとも２つの板（１０）が組み合わさってカートリッジ（１００）を形成し、
流体導管（１０３）が板（１０）の１つの上に、又は向かい合う２つの板（１０）上に形成される、
カートリッジ。
請求項１〜４４のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
流体導管（１０３）が板の１つの上に形成されているとき、流体導管（１０３）が断面図において三角形であり、
かつ流体導管（１０３）が向かい合う２つの板の上に形成されているとき、流体導管（１０３）は断面図において四角形又は菱形である、
カートリッジ。
請求項１〜４５のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
さらに光誘導装置（１０１）に結合された光源（２０４）を含む、
カートリッジ。
請求項１〜４６のいずれか１つに記載のカートリッジ（１００）であって、
光源（２０４）及び光探知器（２０３）がカートリッジ（１００）の外側に位置する、
カートリッジ。
流体媒質のための検出器であって、
光源（２０４）と、
光検知器（２０３）と、
時間変化する磁場を生成するための電磁石（２３０）と、
光探知器（２０３）の出力を処理して流体媒質の物性に反応して検出信号を生成するための処理ユニット（２０３）と、
検出器に取り外し可能に結合された、請求項１〜４７に記載のカートリッジと、
を含む、
検出器。
請求項４８に記載の検出器であって、
光源（２０４）がカートリッジ（１００）の光誘導装置（１０１）と結合されており、
光探知器（２０３）がカートリッジ（１００）の光受信器（１０７）と結合されている、
検出器。
請求項４９に記載の検出器であって、
磁場がカートリッジ（１００）の光誘導装置（１０１）の可動部（１０６）を振動させることが可能である、
検出器。