JP5637488B2 - 分光特性測定装置及び分光特性測定方法 - Google Patents
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Description
血液中の血糖(グルコース)やコレステロール等の生体成分の濃度値は、血管に光を照射してそれを透過した光、又は、反射した光の中の、それら特定成分が吸収又は反射する(1又は複数の)特定波長の光の強度を測定することにより求めることができる。しかし従来の方法では、光源光量の変化や温度・湿度等の周囲環境の変化、可動ミラー部の移動誤差等の外乱によって測定光の強度が変化してしまい、特定成分の濃度を高精度に測定することができないという問題があった。
このような問題は、半導体基板に光を照射したときに該半導体基板から発せられる光の分光特性から、半導体基板の微小な欠陥を検出する場合等にも生じる。
a)固定反射部及び可動反射部と、
b)測定対象から発せられた測定光を前記固定反射部と前記可動反射部に入射させる入射光学系と、
c)前記固定反射部によって反射された測定光と前記可動反射部によって反射された測定光の干渉光を形成する結像光学系と、
d)前記測定光の干渉光強度を検出する測定光検出部と、
e)前記可動反射部を移動させることにより得られる前記測定光の干渉光強度変化に基づき前記測定光のインターフェログラムを求める処理部と、
f)前記測定光の波長帯域の一部である狭帯域の波長の参照光を、前記入射光学系を通して前記固定反射部と前記可動反射部に入射させる参照光入射手段と、
g)前記固定反射部によって反射された参照光と前記可動反射部によって反射された参照光の、前記結像光学系によって形成される干渉光強度を検出する参照光検出部と、
h)前記可動反射部を移動させることにより前記参照光検出部で検出される前記参照光の干渉光強度変化の振幅、及び前記測定光のうち前記参照光と同じ波長の測定光と前記参照光の位相差に基づき前記測定光のインターフェログラムを補正し、補正後のインターフェログラムに基づき前記測定光のスペクトルを求める演算処理部と
を備えることを特徴とする。
前記参照光入射手段を、光源と、該光源から出射された光の1次回折光を参照光として前記入射光学系に入射させる反射型の回折格子とから構成することができる。
前記回折格子が、前記光照射面の一部の領域に設けられ、
前記光源が、前記光照射面の全体に光を照射し、且つ、該光照射面に光が照射されたときに発生する正反射光が前記入射光学系に入射しない角度で該光照射面に光を照射するように構成すると良い。
また、上記構成では、光源からの光を窓部の光照射面に照射させたときに生じる正反射光(0次光)は入射光学系に入射せず、1次回折光を参照光として入射光学系に入射させた。正反射光に比べると1次回折光成分の光量は非常に小さいが、該1次回折光と同様に目的成分から発する散乱光成分の光量も非常に小さいため、測定光と参照光のバランスをとることができる。
前記参照光入射手段を、前記測定光の波長帯域の一部である狭帯域の光を出射する光源と、前記光源から出射された光を反射して前記入射光学系に入射させる反射膜とから構成することもできる。
a)測定対象から発せられた測定光を入射光学系によって固定反射部と可動反射部に入射させ、
b)前記固定反射部によって反射された測定光と前記可動反射部によって反射された測定光の干渉光を形成させ、
c)前記可動反射部を移動させることにより得られる前記測定光の干渉光強度変化に基づき前記測定光のインターフェログラムを求め、
d)前記測定光の波長帯域の一部である狭帯域の波長の参照光を、前記入射光学系を通して固定反射部及び可動反射部に入射させ、
e)前記固定反射部によって反射された参照光と前記可動反射部によって反射された参照光の干渉光強度を検出し、
f)前記可動反射部を移動させることにより得られる参照光の干渉光強度変化の振幅、及び前記測定光のうち前記参照光と同じ波長の測定光と前記参照光の位相差に基づき前記測定光のインターフェログラムを補正し、補正後のインターフェログラムに基づき前記測定光のスペクトルを求めることを特徴とする。
光源から回折格子に照射することにより該回折格子において生じる1次回折光を参照光として前記入射光学系に入射させると良い。
前記光源が、前記光照射面の全体に光を照射し、且つ、前記光照射面に光が照射されたときに発生する正反射光が前記入射光学系に入射しない角度で該光照射面に光を照射するようにすると良い。
検出部165は例えば16×16画素の二次元CCD(Charge Coupled Device)カメラから構成されており、結像レンズ164の結像面に検出部165の受光面165aが位置するように配置されている。
まず、被検者の手の指先を窓部14の載置面に載置する。ここでは、指先を窓部14の載置面に載置するだけでなく、載置面に強く押し当てることとする。このように、強く押し当てることにより、測定中、対物レンズ162の合焦位置を、指先の内部の所定の位置(深度)に維持することができる。なお、指先は必ずしも強く押さえつけなければならないものではなく、例えば指先の表面に近い領域の血管中の成分等を検出する場合には載置面上に軽く乗せる程度としてもよい。
また、本実施例の血糖値センサ10では、指先内部のうち対物レンズ162の特定深度に位置する合焦面から発せられた散乱光のみが検出部165の受光面165aにおいて結像し、合焦面以外から生じた光は検出部165の受光面165aで結像しない。従って、合焦面のみに深度を限定した指先内部の分光特性を得ることができる。
このように、本実施例では、光源161からの光及びレーザ光源54からの光の両方を参照光として用いたため、測定光のインターフェログラムを一層精度良く求めることができる。
12…ケーシング
14…窓部
16…分光測定部
161…光源
162…対物レンズ
163…位相シフタ
164…結像レンズ
165…検出部
165a…受光面
20、21…回折格子
31…固定ミラー部
32…可動ミラー部
33…駆動機構
40…制御部
42…処理部
43…演算処理部
52、53…反射膜
Claims (8)
- a)固定反射部及び可動反射部と、
b)測定対象から発せられた測定光を前記固定反射部と前記可動反射部に入射させる入射光学系と、
c)前記固定反射部によって反射された測定光と前記可動反射部によって反射された測定光の干渉光を形成する結像光学系と、
d)前記測定光の干渉光強度を検出する測定光検出部と、
e)前記可動反射部を移動させることにより得られる前記測定光の干渉光強度変化に基づき前記測定光のインターフェログラムを求める処理部と、
f)前記測定光の波長帯域の一部である狭帯域の波長の参照光を、前記入射光学系を通して前記固定反射部と前記可動反射部に入射させる参照光入射手段と、
g)前記固定反射部によって反射された参照光と前記可動反射部によって反射された参照光の、前記結像光学系によって形成される干渉光強度を検出する参照光検出部と、
h)前記可動反射部を移動させることにより前記参照光検出部で検出される前記参照光の干渉光強度変化の振幅、及び前記測定光のうち前記参照光と同じ波長の測定光と前記参照光の位相差に基づき前記測定光のインターフェログラムを補正し、補正後のインターフェログラムに基づき前記測定光のスペクトルを求める演算処理部と
を備えることを特徴とする分光特性測定装置。 - 請求項1に記載の分光特性測定装置において、
前記参照光入射手段が、
光源と、
該光源から出射された光の1次回折光を参照光として前記入射光学系に入射させる反射型の回折格子と
から構成されていることを特徴とする分光特性測定装置。 - 請求項2に記載の分光特性測定装置において、
光透過性部材から成る板状の窓部であって、その両面のうちの一方が前記測定対象が載置される載置面であり、他方が光照射面である窓部を備え、
前記回折格子が、前記光照射面の一部の領域に設けられ、
前記光源が、前記光照射面の全体に光を照射し、且つ、該光照射面に光が照射されたときに発生する正反射光が前記入射光学系に入射しない角度で該光照射面に光を照射するものであることを特徴とする分光特性測定装置。 - 請求項1に記載の分光特性測定装置において、
前記参照光入射手段が、
前記測定光の波長帯域の一部である狭帯域の光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を反射して前記入射光学系に入射させる反射膜と
から構成されていることを特徴とする分光特性測定装置。 - a)測定対象から発せられた測定光を入射光学系によって固定反射部と可動反射部に入射させ、
b)前記固定反射部によって反射された測定光と前記可動反射部によって反射された測定光の干渉光を形成させ、
c)前記可動反射部を移動させることにより得られる前記測定光の干渉光強度変化に基づき前記測定光のインターフェログラムを求め、
d)前記測定光の波長帯域の一部である狭帯域の波長の参照光を、前記入射光学系を通して固定反射部及び可動反射部に入射させ、
e)前記固定反射部によって反射された参照光と前記可動反射部によって反射された参照光の干渉光強度を検出し、
f)前記可動反射部を移動させることにより得られる参照光の干渉光強度変化の振幅、及び前記測定光のうち前記参照光と同じ波長の測定光と前記参照光の位相差に基づき前記測定光のインターフェログラムを補正し、補正後のインターフェログラムに基づき前記測定光のスペクトルを求めることを特徴とする分光特性測定方法。 - 請求項5に記載の分光特性測定方法において、
光源からの光を回折格子に照射することにより該回折格子において生じる1次回折光を参照光として前記入射光学系に入射させることを特徴とする分光特性測定方法。 - 請求項6に記載の分光特性測定方法において、
光透過性部材から成る板状の窓部であって、その両面のうちの一方が前記測定対象が載置される載置面であり、他方の面が光照射面である窓部の、該光照射面の一部の領域に前記回折格子を設け、
前記光源が、前記光照射面の全体に光を照射し、且つ、該光照射面に光が照射されたときに発生する正反射光が前記入射光学系に入射しない角度で該光照射面に光を照射することを特徴とする分光特性測定方法。 - 請求項5に記載の分光特性測定方法において、
前記測定光の波長帯域の一部である狭帯域の光を光源から反射膜に照射し、該反射膜で反射された光を参照光として前記入射光学系に入射させることを特徴とする分光特性測定方法。
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