JP7466817B1

JP7466817B1 - 分析装置

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Publication number: JP7466817B1
Application number: JP2024507954A
Authority: JP
Inventors: 祐樹津田; 周作林; 敬太宮川; 浩一秋山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2023-07-19
Filing date: 2023-07-19
Publication date: 2024-04-12
Anticipated expiration: 2043-07-19

Abstract

本開示の分析装置（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）は、光学媒質（３０）と、第１光源（１０）と、第２光源（２０）と、第１光路調整機構（１１）と、検出器（４０）とを備える。光学媒質は、測定対象物が接触する接触面（３０ａ）を有する。第１光源は、プローブ光（Ｌ１）を発生させる。第２光源は、励起光（Ｌ２）を発生させる。プローブ光は、光学媒質に入射され、接触面の反射位置（Ｐ）で反射され、かつ光学媒質から出射される。励起光は、光学媒質に入射され、かつ接触面の照射領域（Ｒ）に照射される。反射位置は、照射領域と重なる。第１光路調整機構は、反射位置を照射領域の範囲内で変化させるように、光学媒質に入射される前のプローブ光の光路を調整する。検出器は、光学媒質から出射されるプローブ光を検出する。

Description

本開示は、分析装置に関する。

特表２０１７－５１９２１４号公報（特許文献１）には、測定装置が記載されている。特許文献１に記載の測定装置では、励起光及びプローブ光を用いて、測定対象物に対して非侵襲方式の測定を行う。

特表２０１７－５１９２１４号公報

測定物の表面には、凹凸がある。特許文献１に記載の測定装置では、測定対象物の表面にある凹凸に起因して、測定の安定性に欠ける。本開示は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本開示は、表面に凹凸がある測定対象物に対して安定した測定が可能な分析装置を提供するものである。

本開示の分析装置は、光学媒質と、第１光源と、第２光源と、第１光路調整機構と、検出器とを備える。光学媒質は、測定対象物が接触する接触面を有する。第１光源は、プローブ光を発生させる。第２光源は、励起光を発生させる。プローブ光は、光学媒質に入射され、接触面の反射位置で反射され、かつ光学媒質から出射される。励起光は、光学媒質に入射され、かつ接触面の照射領域に照射される。反射位置は、照射領域と重なる。第１光路調整機構は、反射位置を照射領域の範囲内で変化させるように、光学媒質に入射される前のプローブ光の光路を調整する。検出器は、光学媒質から出射されるプローブ光を検出する。

本開示の分析装置によると、表面に凹凸がある測定対象物に対して安定した測定が可能である。

分析装置１００Ａの模式図である。上面３０ａ側から見た光学媒質３０の平面図である。分析装置１００Ａの動作を示す工程図である。分析装置１００Ａの効果を説明する第１模式図である。分析装置１００Ａの効果を説明する第２模式図である。分析装置１００Ｂの模式図である。分析装置１００Ｃの模式図である。

実施の形態１．
実施の形態１に係る分析装置を説明する。実施の形態１に係る分析装置を、分析装置１００Ａとする。

（分析装置１００Ａの構成）
以下に、分析装置１００Ａの構成を説明する。

図１は、分析装置１００Ａの模式図である。図１に示されているように、分析装置１００Ａは、光源１０と、光路調整機構１１と、光源２０と、光学チョッパ２１と、光路調整機構２２と、光学媒質３０と、検出器４０と、ロックインアンプ５０と、演算部６０とを有している。

光源１０は、プローブ光Ｌ１を発生させる。プローブ光Ｌ１は、例えば、レーザ光である。プローブ光Ｌ１の波長は、光学媒質３０を透過可能な波長である。好ましくは、プローブ光Ｌ１は、可視光又は近赤外光である。ここで、可視光とは、波長が３８０ｎｍ以上７７０ｎｍ以上の範囲内にある光である。近赤外光とは、波長が７８０ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の範囲内にある光である。

プローブ光Ｌ１は、光路調整機構１１を経由して、光学媒質３０に入射する。光路調整機構１１は、光学媒質３０に入射される前のプローブ光Ｌ１の光路を調整する。光路調整機構１１は、光学媒質３０への入射角度を一定に保ったまま、プローブ光Ｌ１の光路を調整可能であることが好ましい。光路調整機構１１は、例えば、一対のミラー１１ａ及びミラー１１ｂで構成されている。ミラー１１ａ及びミラー１１ｂは、例えば、手動又は自動で位置や角度の調整が可能である。

光路調整機構１１は、ミラー１１ａ及びミラー１１ｂで構成される場合に限られるものではない。例えば、光路調整機構１１は、ミラーを用いることなく光源１０の出射部に可動部を設け、当該可動部を動かすことでプローブ光Ｌ１の角度や位置を調整してもよい。

光源２０は、励起光Ｌ２を発生させる。励起光Ｌ２は、例えば、レーザ光である。励起光Ｌ２の波長は、光学媒質３０を透過可能であり、かつ測定対象物Ｏ中の測定対象成分の指紋スペクトルに対応する波長である。励起光Ｌ２は、波長が互いに異なる複数の光が含まれていてもよい。複数の光の波長のうちの一部は、測定対象成分の指紋スペクトルに対応している。複数の光の波長のうちの残部は、測定対象成分で吸収されない波長になっている。測定対象成分で吸収されない波長の光は、参照波長として使用される。励起光Ｌ２に含まれている波長の数は、４以上であってもよい。

励起光Ｌ２は、例えば、赤外光である。ここで、赤外光とは、波長が７８０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲内にある光である。励起光Ｌ２の波長は、例えば、８μｍ以上１０μｍ以下の範囲内にある。光源２０は、例えば、量子カスケードレーザである。なお、量子カスケードレーザは、広帯域のレーザ光を発生させることが可能である。

励起光Ｌ２は、光学チョッパ２１及び光路調整機構２２を経由して、光学媒質３０に入射される。励起光Ｌ２は、光路調整機構２２を通る前に、光学チョッパ２１を通る。光路調整機構２２は、光学チョッパ２１を通過した後であって光学媒質３０に入射される前の励起光Ｌ２の光路を調整する。

光学チョッパ２１は、励起光Ｌ２を特定の周波数成分で強度変調する。光学チョッパ２１は、ブレードを有している。光学チョッパ２１は、ブレードの回転で周期的に励起光Ｌ２を遮断することにより、励起光Ｌ２を強度変調する。光学チョッパ２１による変調周波数は、例えば５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下である。

光路調整機構２２は、光学媒質３０に入射される前の励起光Ｌ２の光路を調整する。光路調整機構２２は、光学媒質３０への入射角度を一定に保ったまま、励起光Ｌ２の光路を調整可能であることが好ましい。光路調整機構２２は、例えば、一対のミラー２２ａ及びミラー２２ｂで構成されている。ミラー２２ａ及びミラー２２ｂは、例えば、手動又は自動で位置や角度の調整が可能である。光路調整機構２２は、ミラー２２ａ及びミラー２２ｂで構成される場合に限られるものではない。例えば、光路調整機構２２は、ミラーを用いることなく光源２０の出射部に可動部を設け、当該可動部を動かすことで励起光Ｌ２の角度や位置を調整してもよい。

光学媒質３０は、上面３０ａと、底面３０ｂと、側面３０ｃ及び側面３０ｄとを有している。上面３０ａは、測定対象物Ｏ（図１中において点線で示されている）が接触する接触面である。つまり、測定対象物Ｏは光学媒質３０上に配置され、光学媒質３０は測定台として機能する。測定対象物Ｏは、例えば、指、手首等の被験者の身体の一部である。底面３０ｂは、上面３０ａの反対面である。側面３０ｃは、上端において上面３０ａに連なっており、下端において底面３０ｂに連なっている。側面３０ｄは、側面３０ｃの反対面である。側面３０ｄは、上端において上面３０ａに連なっており、下端において底面３０ｂに連なっている。

光学媒質３０の構成材料は、プローブ光Ｌ１及び励起光Ｌ２に対する透過率が高い材料である。光学媒質３０の構成材料の具体例としては、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓｉ）、カルコゲナイドガラス等が挙げられる。これらの材料は、赤外線に対する透過率が高い。光学媒質３０の構成材料は、温度により屈折率が変化する。

プローブ光Ｌ１は、側面３０ｃから光学媒質３０に入射される。プローブ光Ｌ１は、光学媒質３０に入射される際、側面３０ｃにおいて屈折される。光学媒質３０に入射されたプローブ光Ｌ１は、上面３０ａ（測定対象物Ｏとの接触面）において、反射（全反射）される。プローブ光Ｌ１が反射される上面３０ａの位置を反射位置Ｐとする（図２参照）。上面３０ａにおいて反射されたプローブ光Ｌ１は、側面３０ｄから出射される。プローブ光Ｌ１は、光学媒質３０から出射される際、側面３０ｄにおいて屈折される。なお、プローブ光Ｌ１の光学媒質３０内での光路は、後述する屈折率変化領域３０ｅを通ればよく、光学媒質３０内で２回以上全反射されてもよく、上面３０ａ近傍を上面３０ａと平行に近い角度で通過してもよい。

励起光Ｌ２は、底面３０ｂから光学媒質３０に入射される。励起光Ｌ２は、光学媒質３０を通過して上面３０ａから出射され、測定対象物Ｏに達する。励起光Ｌ２が照射される上面３０ａの領域を、照射領域Ｒとする（図２参照）。励起光Ｌ２が照射されることで、照射領域Ｒの近傍において光学媒質３０の温度が上昇する。上記のとおり、光学媒質３０の構成材料の屈折率は温度により変化するため、励起光Ｌ２が上面３０ａに照射されている際、照射領域Ｒの近傍には、屈折率変化領域３０ｅが形成されることになる。

図２は、上面３０ａ側から見た光学媒質３０の平面図である。図２に示されているように、反射位置Ｐは、平面視において、照射領域Ｒと重なっている。すなわち、反射位置Ｐは、照射領域Ｒ内にある。照射領域Ｒの幅、すなわち上面３０ａに照射される励起光Ｌ２のビーム径は、屈折率変化領域３０ｅにおける屈折率を高める観点から、例えば１００μｍ以下である。反射位置Ｐにおけるプローブ光Ｌ１のビーム径は、上面３０ａに照射される励起光Ｌ２のビーム径（照射領域Ｒの幅）よりも小さくなっている。反射位置Ｐにおけるプローブ光Ｌ１のビーム径は、例えば、５０μｍ以下である。

反射位置Ｐは、光路調整機構１１がプローブ光Ｌ１の光路を変化させることにより、調整される。照射領域Ｒの位置は、光路調整機構２２が励起光Ｌ２の光路を変化させることにより、調整される。但し、反射位置Ｐ及び照射領域Ｒの位置の調整は、反射位置Ｐが照射領域Ｒ内にある状態を維持して行われる。

検出器４０は、光学媒質３０から出射されるプローブ光Ｌ１を検知する。より具体的には、検出器４０は、検出器４０に照射されるプローブ光Ｌ１の位置を検知する。図１に示されているように、プローブ光Ｌ１は、上面３０ａに励起光Ｌ２が照射されていない場合に、図１中の点線矢印で示される光路上を進む。上記のとおり、上面３０ａに励起光Ｌ２が照射されている場合には屈折率変化領域３０ｅが形成されるため、屈折率変化領域３０ｅにおける屈折率の変化の勾配により、プローブ光Ｌ１の光路は、図中の実線矢印で示されているように変化される。検出器４０は、このような光路の変化に起因する検出器４０上におけるプローブ光Ｌ１の照射位置の変化を検知する。また、検出器４０は、検出器４０上におけるプローブ光Ｌ１の照射位置に対応する信号を出力する。検出器４０は、例えば、４分割フォトダイオードで構成されている。

ロックインアンプ５０は、検出器４０から出力された信号を読み取る。ロックインアンプ５０は、光学チョッパ２１に接続されており、光学チョッパ２１のブレードの回転に同期して検出器４０から出力された信号を読み取る。そのため、ロックインアンプ５０は、励起光Ｌ２の変調周波数成分と同期している検出器４０から出力された信号を読み取ることになる。演算部６０は、ロックインアンプ５０が読み取った信号を取得し、当該信号に対する演算を行う。

光学チョッパ２１で励起光Ｌ２を周波数がｆとなるように変調すると、測定信号は、変調された励起光Ｌ２と周波数及び位相が等しく、変調された励起光Ｌ２と振幅が異なる信号となる。そのため、励起光Ｌ２と測定信号とを乗算すると、２ｆの周波数成分と直流成分とから構成される信号となる。そのため、ローパスフィルタで上記の直流成分のみを計測対象とすれば、ノイズ成分を除去して高精度の測定が可能である。

（分析装置１００Ａの動作）
以下に、分析装置１００Ａの動作を説明する。

図３は、分析装置１００Ａの動作を示す工程図である。図３に示されているように、分析装置１００Ａの動作は、静置工程Ｓ１と、位置調整工程Ｓ２と、測定工程Ｓ３とを有している。静置工程Ｓ１では、光学媒質３０（上面３０ａ）上に、測定対象物Ｏが静置される。静置工程Ｓ１の後には、位置調整工程Ｓ２が行われる。

位置調整工程Ｓ２では、第１に、光源１０及び光源２０がそれぞれプローブ光Ｌ１及び励起光Ｌ２を発生させる。この際、光学チョッパ２１も動作されることにより、励起光Ｌ２が強度変調される。すなわち、この際、励起光Ｌ２が測定対象物Ｏに照射されている状態と励起光Ｌ２が測定対象物に照射されていない状態とが繰り返されることになる。励起光Ｌ２が測定対象物Ｏに照射されていない状態を第１状態とし、励起光Ｌ２が測定対象物Ｏに照射されていない状態を第２状態とする。光学チョッパ２１により励起光Ｌ２が強度変調されているため、第１状態及び第２状態は、周期的に繰り返される。

励起光Ｌ２が光学媒質３０を通って測定対象物Ｏに照射されると、測定対象物Ｏの内部で吸収される。その結果、測定対象物Ｏには、吸収熱が発生する。上記の吸収熱は、光学媒質３０に伝搬される。上記の吸収熱が光学媒質３０に伝搬されると、屈折率変化領域３０ｅが形成される。上記の吸収熱の伝搬により光学媒質３０には温度勾配が生じるため、屈折率変化領域３０ｅでは、屈折率の勾配がある。そのため、第２状態では、プローブ光Ｌ１が、光学媒質３０に入射される際及び光学媒質３０から出射される際に加えて、屈折率変化領域３０ｅを通過する際にも屈折されることになる。

他方で、第１状態では、励起光Ｌ２が測定対象物Ｏに照射されないため、光学媒質３０に屈折率変化領域３０ｅが形成されない。そのため、第１状態では、プローブ光Ｌ１が、光学媒質３０に入射される際及び光学媒質３０から出射される際のみに屈折されることになる。その結果、プローブ光Ｌ１が照射される検出器４０上の位置は、第１状態と第２状態とで変化することになる。第１状態においてプローブ光Ｌ１が照射される検出器４０上の位置を第１位置とし、第２状態においてプローブ光Ｌ１が照射される検出器４０上の位置を第２位置とする。検出器４０は第１位置と第２位置との差に基づく信号を出力し、当該信号はロックインアンプ５０で読み取られて演算部６０で処理される。

位置調整工程Ｓ２では、第２に、励起光Ｌ２の光路を固定した上で、光路調整機構１１がプローブ光Ｌ１の光路を調整する。この調整は、第１位置と第２位置との差が最大になるように行われる。位置調整工程Ｓ２では、第３に、プローブ光Ｌ１の光路を固定した上で、光路調整機構２２が励起光Ｌ２の光路を調整する。この調整は、第１位置と第２位置との差が最大となるように行われる。上記のようなプローブ光Ｌ１の光路の調整及び励起光Ｌ２の光路の調整は、複数回繰り返されてもよい。プローブ光Ｌ１の光路の調整及び励起光Ｌ２の光路の調整は、照射領域Ｒと測定対象物Ｏの表面との接触面積が最大となるように行われてもよい。位置調整工程Ｓ２の後には、測定工程Ｓ３が行われる。

測定工程Ｓ３では、光源２０が、励起光Ｌ２として、測定対象物Ｏ中の測定対象成分の指紋スペクトルに対応した波長の光を発生させる。このような励起光Ｌ２が照射されている状態で、ロックインアンプ５０は第１位置と第２位置との差に基づく信号を読み取り、演算部６０は当該信号に基づく演算を行う。測定対象成分が血液中の糖であるとすると、励起光Ｌ２は、測定対象物Ｏの表面付近にある間質液中の糖に吸収される。間質液中の成分は血液中の成分と連動して変化するため、間質液中の糖の割合と血液中の糖の割合（すなわち、血糖値）との間には相関がある。そして、間質液中の糖の割合により励起光Ｌ２の糖への吸収、すなわち測定対象物Ｏにおける発熱量が変化し、それに伴って第１位置と第２位置との差も変化する。そのため、励起光Ｌ２が照射されている状態で第１位置と第２位置との差に基づく信号の演算が行われることにより、間質液中の糖の割合、ひいては血糖値の測定が可能となる。

なお、測定対象成分は、血糖値に限られない。測定対象成分は、間質液中に含まれているタンパク質、アミノ酸、糖類、脂肪酸、ホルモン、神経伝達物質等であってもよい。すなわち、分析装置１００Ａは、各種の生体情報の測定に適用可能である。測定対象成分による吸収の周波数をｆとし、測定対象物Ｏの熱拡散係数をαとすると、測定対象物Ｏにおいて発生した熱の熱拡散長は、（α／π・ｆ）^１／２で表される。そのため、光学チョッパ２１の変調周波数が５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下に設定されれば、測定対象物Ｏの表面から数十μｍの深さにある間質液の測定が可能である。

（分析装置１００Ａの効果）
以下に、分析装置１００Ａの効果を説明する。

図４Ａは、分析装置１００Ａの効果を説明する第１模式図である。図４Ｂは、分析装置１００Ａの効果を説明する第２模式図である。図４Ａ及び図４Ｂに示されているように、測定対象物Ｏの表面には、凹凸が存在している。測定対象物Ｏの表面に存在している凹凸は、測定対象物Ｏが人体の皮膚である場合、例えば指紋、汗腺等である。上記の凹凸の深さ、幅及び周期は、数十μｍから数百μｍ程度である。指紋の例では、上記の凹凸の深さが２０μｍから５０μｍ程度であり、上記の凹凸の周期や幅が３００μｍから５００μｍ程度である。測定対象物Ｏには、ある程度の弾力性がある。そのため、測定対象物Ｏの表面は、凸部において光学媒質３０（上面３０ａ）に密着する。他方で、測定対象物Ｏの表面は、凹部において光学媒質３０に密着しない。すなわち、測定対象物Ｏの表面は、光学媒質３０との間に空気が存在することになる。

測定対象物Ｏの表面と光学媒質３０との間に空気が存在すると、励起光Ｌ２が光学媒質３０と空気との界面及び空気と測定対象物Ｏの表面の双方において反射されやすくなるため、励起光Ｌ２の測定対象物Ｏへの入射効率が低下する。すなわち、励起光Ｌ２の照射に起因して測定対象物Ｏに発生する熱量が低下する。また、空気の熱伝導率は低く、測定対象物Ｏの表面にある凹部の深さは数十μｍ以上であるため、励起光Ｌ２の照射に起因して測定対象物Ｏに発生する熱は、測定対象物Ｏの表面の凹部から光学媒質３０に伝達されがたい。その結果、光学媒質３０と測定対象物Ｏの表面との間に空気が存在する場合、屈折率変化領域３０ｅにおける屈折率の勾配が小さくなる。

照射領域Ｒと対向している測定対象物Ｏの表面に凹部が存在していると、屈折率変化領域３０ｅが形成されがたくなり、第２状態においてプローブ光Ｌ１が屈折率変化領域３０ｅで十分に屈折せず、第２位置と第１位置との差が小さくなる。上記のとおり、照射領域Ｒの幅は数百μｍ程度と小さいため、測定対象物Ｏ中の測定対象成分の組成が同一でも、光学媒質３０上における測定対象物Ｏの位置が少しずれるだけで、照射領域Ｒと対向している測定対象物Ｏの表面における凹部の存在状態が変わり、測定結果が著しく変化してしまうことになる。より具体的には、照射領域Ｒと対向している測定対象物Ｏの表面の位置が少しずれるだけで、信号の値が１桁以上減少することがある。また、被験者は、このような数十μｍから数百μｍ程度の位置ずれを意図的に制御することが困難である。

この点、分析装置１００Ａでは、測定対象物Ｏ中の測定対象成分の測定に先立って、第１位置と第２位置との差が最大となるように、照射領域Ｒの位置及び反射位置Ｐの調整が行われる。励起光Ｌ２の照射に伴う励起光Ｌ２の強度あたりの測定対象物Ｏにおける発熱は一定である。そのため、照射領域Ｒと測定対象物Ｏの表面との間の接触面積が大きくなるほど、屈折率変化領域３０ｅにおいてプローブ光Ｌ１が屈折されやすくなり、第２位置と第１位置との差が大きくなる。すなわち、第１位置と第２位置との差が大きくなることは、照射領域Ｒと測定対象物Ｏの表面との間の接触面積が大きくなっていることを意味する。このように、分析装置１００Ａによると、照射領域Ｒと測定対象物Ｏの表面との接触状態が良好になるような位置において測定が行われていることになり、表面に凹凸のある測定対象物Ｏに対して安定した測定が可能である。

実施の形態２．
実施の形態２に係る分析装置を説明する。実施の形態２に係る分析装置を、分析装置１００Ｂとする。ここでは、分析装置１００Ａと異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（分析装置１００Ｂの構成）
以下に、分析装置１００Ｂの構成を説明する。

図５は、分析装置１００Ｂの模式図である。図５に示されているように、分析装置１００Ｂは、光源１０と、光路調整機構１１と、光源２０と、光学チョッパ２１と、光路調整機構２２と、光学媒質３０と、検出器４０と、ロックインアンプ５０と、演算部６０とを有している。この点に関して、分析装置１００Ｂの構成は、分析装置１００Ａの構成と共通している。

分析装置１００Ｂは、ビーム径調整機構２３をさらに有している。ビーム径調整機構２３は、例えば、光路調整機構２２と光学媒質３０との間に配置されている。ビーム径調整機構２３は、レンズを有しており、当該レンズの位置を励起光Ｌ２の光路上において変化させることにより照射領域Ｒの大きさを変化させる。

ビーム径調整機構２３は、位置調整工程Ｓ２が行われている際、照射領域Ｒ（上面３０ａにおける励起光Ｌ２のビーム径）を第１範囲とする。ビーム径調整機構２３は、測定工程Ｓ３が行われている際、照射領域Ｒを第２範囲とする。第２範囲は、第２範囲よりも小さい。第１範囲の幅及び第２範囲の幅は、例えば、それぞれ５００μｍ及び１００μｍである。これらの点に関して、分析装置１００Ｂの構成は、分析装置１００Ａの構成と異なっている。

（分析装置１００Ｂの効果）
以下に、分析装置１００Ｂの効果を説明する。

位置調整工程Ｓ２では、照射領域Ｒの範囲内で最適な反射位置Ｐの位置となるように調整を行うため、照射領域Ｒが大きいほど、反射位置Ｐの調整を行いやすい。他方で、照射領域Ｒが小さいほど、すなわち、照射領域Ｒにおいて励起光Ｌ２が集光されているほど、屈折率変化領域３０ｅの温度勾配、ひいては屈折率の勾配が大きくなり、励起光Ｌ２の屈折が大きくなって第２位置と第１位置との差が大きくなる。そのため、ビーム径調整機構２３が第１範囲よりも第２範囲が小さくなるように照射領域Ｒを調整することにより、測定位置の調整を容易にしつつ、測定精度を高めることが可能となる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る分析装置を説明する。実施の形態３に係る分析装置を、分析装置１００Ｃとする。ここでは、分析装置１００Ａと異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（分析装置１００Ｃの構成）
以下に、分析装置１００Ｃの構成を説明する。

図６は、分析装置１００Ｃの模式図である。図６に示されているように、分析装置１００Ｃは、光源１０と、光路調整機構１１と、光源２０と、光学チョッパ２１と、光路調整機構２２と、光学媒質３０と、検出器４０と、ロックインアンプ５０と、演算部６０とを有している。この点に関して、分析装置１００Ｃの構成は、分析装置１００Ａの構成と共通している。

分析装置１００Ｃは、観察機構７０をさらに有している。観察機構７０は、測定対象物Ｏの表面と光学媒質３０との界面を観察可能である。観察機構７０の具体例としては、例えば、プローブ光Ｌ１及び励起光Ｌ２の少なくとも一方に対して感度を有するカメラである。これらの点に関して、分析装置１００Ｃの構成は、分析装置１００Ａの構成と異なっている。

（分析装置１００Ｃの効果）
以下に、分析装置１００Ｃの効果を説明する。

分析装置１００Ｃでは、位置調整工程Ｓ２において光学媒質３０と測定対象物Ｏの表面との接触状態を観察機構７０により観察することができるため、測定箇所における接触面積を見積もること、すなわち測定箇所における接触状態を確認しながら位置調整工程Ｓ２を行うことが可能である。観察機構７０がプローブ光Ｌ１及び励起光Ｌ２の少なくとも一方に感度を有する場合、測定位置を容易に判別可能となる。

（付記）
本開示の諸態様を、付記としてまとめて記載する。

＜付記１＞
光学媒質と、
第１光源と、
第２光源と、
第１光路調整機構と、
検出器とを備え、
前記光学媒質は、測定対象物が接触する接触面を有し、
前記第１光源は、プローブ光を発生させ、
前記第２光源は、励起光を発生させ、
前記プローブ光は、前記光学媒質に入射され、前記接触面の反射位置で反射され、かつ前記光学媒質から出射され、
前記励起光は、前記光学媒質に入射され、かつ前記接触面の照射領域に照射され、
前記反射位置は、前記照射領域と重なり、
前記第１光路調整機構は、前記反射位置を前記照射領域の範囲内で変化させるように、前記光学媒質に入射される前の前記プローブ光の光路を調整し、
前記検出器は、前記光学媒質から出射される前記プローブ光を検出する、分析装置。

＜付記２＞
第２光路調整機構をさらに備え、
前記第２光路調整機構は前記照射領域の位置を変化させる、付記１に記載の分析装置。

＜付記３＞
前記第１光路調整機構及び前記第２光路調整機構は、前記励起光が照射されている状態で、前記反射位置及び前記照射領域の位置をそれぞれ変化させる、付記２に記載の分析装置。

＜付記４＞
前記第１光路調整機構は、前記励起光が前記照射領域に照射されている状態で、前記検出器において検出される前記プローブ光の強度が最大となるように、前記反射位置を変化させる、付記２又は付記３に記載の分析装置。

＜付記５＞
ビーム径調整機構をさらに備え、
前記ビーム径調整機構は、前記第１光路調整機構及び前記第２光路調整機構がそれぞれ前記反射位置及び前記照射領域の位置を変化させている際に前記照射領域の範囲を第１範囲とし、かつ前記測定対象物に対する測定が行われている際に前記照射領域の範囲を前記第１範囲よりも小さい第２範囲とする、付記３に記載の分析装置。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この出願の範囲は上記の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０光源、１１光路調整機構、１１ａ，１１ｂミラー、２０光源、２１光学チョッパ、２２光路調整機構、２２ａ，２２ｂミラー、２３ビーム径調整機構、３０光学媒質、３０ａ上面、３０ｂ底面、３０ｃ，３０ｄ側面、３０ｅ屈折率変化領域、４０検出器、５０ロックインアンプ、６０演算部、７０観察機構、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ分析装置、Ｌ１プローブ光、Ｌ２励起光、Ｏ測定対象物、Ｐ反射位置、Ｒ照射領域、Ｓ１静置工程、Ｓ２位置調整工程、Ｓ３測定工程。

Claims

光学媒質と、
第１光源と、
第２光源と、
第１光路調整機構と、
検出器とを備え、
前記光学媒質は、測定対象物が接触する接触面を有し、
前記第１光源は、プローブ光を発生させ、
前記第２光源は、励起光を発生させ、
前記プローブ光は、前記光学媒質に入射され、前記接触面の反射位置で反射され、かつ前記光学媒質から出射され、
前記励起光は、前記光学媒質に入射され、かつ前記接触面の照射領域に照射され、
前記反射位置は、前記照射領域と重なり、
前記第１光路調整機構は、前記反射位置を前記照射領域の範囲内で変化させるように、前記光学媒質に入射される前の前記プローブ光の光路を調整し、
前記検出器は、前記光学媒質から出射される前記プローブ光を検出する、分析装置。
第２光路調整機構をさらに備え、
前記第２光路調整機構は、前記照射領域の位置を変化させる、請求項１に記載の分析装置。
前記第１光路調整機構及び前記第２光路調整機構は、前記励起光が照射されている状態で、前記反射位置及び前記照射領域の位置をそれぞれ変化させる、請求項２に記載の分析装置。
前記第１光路調整機構は、前記励起光が前記照射領域に照射されている状態で、前記検出器において検出される前記プローブ光の強度が最大となるように、前記反射位置を変化させる、請求項２又は請求項３に記載の分析装置。
ビーム径調整機構をさらに備え、
前記ビーム径調整機構は、前記第１光路調整機構及び前記第２光路調整機構がそれぞれ前記反射位置及び前記照射領域の位置を変化させている際に前記照射領域の範囲を第１範囲とし、かつ前記測定対象物に対する測定が行われている際に前記照射領域の範囲を前記第１範囲よりも小さい第２範囲とする、請求項３に記載の分析装置。