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技術 光学計測モジュール、光学計測デバイス及びその方法

出願人 台医光電科技股ふん有限公司
発明者 リー育トウ曲昌盛賀培誠何貫エイ鐘双兆ハン植訓陳治誠
出願日 2016年4月11日 (3年6ヶ月経過) 出願番号 2016-078712
公開日 2016年12月1日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2016-200596
状態 特許登録済
技術分野 光学的手段による材料の調査、分析 蛍光または発光による材料の調査,分析
主要キーワード プリセットプログラム 計測ウィンドウ オリジナル光 計測区域 テレメーター 計測目標 電力密度分布 機械モジュール
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この項目の情報は公開日時点(2016年12月1日)のものです。
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図面 (20)

課題

本発明は、望ましくないノイズを最小限にし、計測の精確性及び整合性を高めるために、マルチモードの光学計測デバイス及び方法を提供することを目的とする。

解決手段

本発明に係る光学計測モジュールは、オリジナル光線を放射する光源と、オリジナル光線をコリメート光線に変換するコリメータと、コリメート光線を分析物へ導き、前記分析物は前記コリメート光線を計測ビームに変換する第一ビームスプリッターと、第一ビームスプリッターを介して計測ビームの第一部分を受光して第一検知ビーム及び第二検知ビームに分ける第二ビームスプリッターと、第一検知ビームを検知する第一受光モジュールと、第二検知ビームを検知する第二受光モジュールと、を備える。

概要

背景

生化学的パラメーターの非侵襲測定は、現代健康管理に対して多大な影響を及ぼしている。人々は、精確で効率がよく且つ安全な計測方法絶えず求めているので、現在も従来の分析方法から光学的特性化合物との相関関係の取得向上を目指している。実験における変動を低減するために、通常分析物が混合物である場合にはまず精製を行う。また単一の光学的パラメーター、例えば吸光度は、生化学溶液の濃度を推定することに用いられる。しかし例えば生物学的サンプル分析物中の組成物が複雑な場合、精確に計測できない。従って、複数の光学的パラメーターが必要である。従って、市場ニーズは、満たされていなく、良い解決方案熱望している。

また、単一の光学的パラメーターを利用して混合分析物を計測するため、他の化合物が計測の結果を妨げて計測の信頼性を低減することがある。ヒトが互いに独立した複数の計測機器で複数のモダリティを採用するが、実験の動的変化及び制限されたサンプルの量は、実験の整合性を著しく低下させる。

概要

本発明は、望ましくないノイズを最小限にし、計測の精確性及び整合性を高めるために、マルチモードの光学計測デバイス及び方法を提供することを目的とする。本発明に係る光学計測モジュールは、オリジナル光線を放射する光源と、オリジナル光線をコリメート光線に変換するコリメータと、コリメート光線を分析物へ導き、前記分析物は前記コリメート光線を計測ビームに変換する第一ビームスプリッターと、第一ビームスプリッターを介して計測ビームの第一部分を受光して第一検知ビーム及び第二検知ビームに分ける第二ビームスプリッターと、第一検知ビームを検知する第一受光モジュールと、第二検知ビームを検知する第二受光モジュールと、を備える。A

目的

本発明は、望ましくないノイズを最小化し、計測の精確性及び整合性を高めるために、マルチモードの光学計測のデバイス及び方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

オリジナル光線を放射する光源と、前記オリジナル光線をコリメート光線に変換するコリメータと、前記コリメート光線を分析物へ導き、前記分析物は前記コリメート光線を計測ビームに変換する第一ビームスプリッターと、前記第一ビームスプリッターを介して計測ビームの第一部分を受光して第一検知ビーム及び第二検知ビームに分ける第二ビームスプリッターと、前記第一検知ビームを検知する第一受光モジュールと、前記第二検知ビームを検知する第二受光モジュールと、を備える光学計測モジュール

請求項2

前記光源と前記コリメータとの距離は、前記コリメータの焦点距離であることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項3

前記光源と前記コリメータとの距離は、前記コリメータの焦点距離より大きいことを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項4

前記光源と前記コリメータとの距離は、調節できることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項5

第三受光モジュールと、第三ビームスプリッターと、を更に備え、前記第三ビームスプリッターは前記計測ビームの第二部分を前記第三受光モジュールに導くことを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項6

前記第三受光モジュールは、温度計テレメーター及びイメージセンサーから選ばれたことを特徴とする請求項5に記載の光学計測モジュール。

請求項7

前記オリジナル光線は単色偏光ビームであり、前記第一受光モジュールは直線偏光子を備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項8

前記オリジナル光線は単色偏光ビームであり、前記第一受光モジュールは直線偏光子を備え、前記第二受光モジュールも直線偏光子を備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項9

前記オリジナル光線は単色偏光ビームであり、前記第一受光モジュールは機械回転子を備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項10

前記オリジナル光線は単色偏光ビームであり、前記第一受光モジュールは機械回転子を備え、前記第二受光モジュールはダイクロイックフィルタを備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項11

前記オリジナル光線は単色偏光ビームであり、前記第一受光モジュールは機械回転子を備え、前記第二受光モジュールは光検出器アレイを備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項12

前記オリジナル光線は単色偏光ビームであり、前記第一受光モジュールは機械回転子を備え、前記第二受光モジュールは光検出器アレイ及び分散部品を備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項13

前記オリジナル光線は単色偏光ビームであり、前記第一受光モジュールはファラデー回転子を備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項14

前記オリジナル光線は単色偏光ビームであり、前記第一受光モジュールはファラデー回転子を備え、前記第二受光モジュールはダイクロイックフィルタを備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項15

前記オリジナル光線は単色偏光ビームであり、前記第一受光モジュールはファラデー回転子を備え、前記第二受光モジュールは光検出器アレイを備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項16

前記オリジナル光線は単色偏光ビームであり、前記第一受光モジュールはファラデー回転子を備え、前記第二受光モジュールは光検出器アレイ及び分散部品を備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項17

前記オリジナル光線は偏光校正された白色光であり、前記第一受光モジュールは直線偏光子を備え、前記第二受光モジュールは光検出器アレイ及び分散部品を備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項18

前記オリジナル光線は偏光校正された白色光であり、前記第一受光モジュールは直線偏光子及び機械回転子を備え、前記第二受光モジュールは光検出器アレイ及び分散部品を備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項19

前記オリジナル光線は偏光校正された白色光であり、前記第一受光モジュールはファラデー回転子を備え、前記第二受光モジュールは光検出器アレイ及び分散部品を備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項20

前記オリジナル光線は単色光であることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項21

前記オリジナル光線は単色光であり、前記第二受光モジュールは光検出器アレイを備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項22

前記オリジナル光線は単色光であり、前記第一受光モジュールは光検出器アレイを備え、前記第二受光モジュールは光検出器アレイを備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項23

前記オリジナル光線は単色光であり、前記第一受光モジュールはダイクロイックフィルタを備え、前記第二受光モジュールは光検出器アレイを備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項24

前記オリジナル光線は単色光であり、前記第二受光モジュールはダイクロイックフィルタを備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項25

前記オリジナル光線は単色光であり、前記第二受光モジュールはダイクロイックフィルタ、分散部品及び光検出器アレイを備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項26

前記オリジナル光線は単色光であり、前記第一受光モジュールはダイクロイックフィルタを備え、前記第二受光モジュールは光検出器アレイを備えることを特徴とする請求項1に記載の光学計測モジュール。

請求項27

請求項1に記載の光学計測モジュールと、データを処理するマイクロプロセッサと、マイクロプロセッサによって処理されたデータを格納するメモリと、光学計測モジュール、前記メモリ、前記マイクロプロセッサを収容するハウジングと、を備える光学計測デバイス

請求項28

フィードバック光線及び前記第一ビームスプリッターによって導くビームを受光する第0次受光素子を更に備える請求項27に記載の光学計測デバイス。

請求項29

第三受光モジュールと、第三ビームスプリッターと、を更に備え、前記第三ビームスプリッターは前記計測ビームの第二部分を前記第三受光モジュールに導くことを特徴とする請求項27に記載の光学計測デバイス。

請求項30

前記第三受光モジュールは温度計、テレメーター及びイメージセンサーから選ばれたことを特徴とする請求項29に記載の光学計測デバイス。

請求項31

アライメント発光器イメージビームスプリッター、イメージセンサー及び表示装置を更に備えることを特徴とする請求項27に記載の光学計測デバイス。

請求項32

アライメント発光器、イメージビームスプリッター、イメージセンサー及びアクチュエータモジュールを更に備えることを特徴とする請求項27に記載の光学計測デバイス。

請求項33

前記ハウジングは、両眼用ハウジング、折り畳みハウジング、単眼ハウジング及びプラットフォームハウジングから選ばれたことを特徴とする請求項27に記載の光学計測デバイス。

請求項34

光源がオリジナル光線をコリメータに射出するステップと、コリメータがオリジナル光線を第一ビームスプリッターに収束するステップと、前記第一ビームスプリッターがコリメート光線を分析物に導くステップと、前記分析物によって反射された計測ビームを第二ビームスプリッターにリダイレクトするステップと、前記第二ビームスプリッターが計測ビームを第一検出光線及び第二検出光線に分けるステップと、第一受光モジュールが第一検出光線を受光するステップと、第二受光モジュールが第二検出光線を受光するステップと、を備える光学計測方法

請求項35

マイクロプロセッサにて第一受光モジュール及び第二受光モジュールからの少なくとも2つの光学的な特性を決定するステップを更に備え、前記光学的な特性は、吸光度屈折率、偏光、蛍光、及び非弾性散乱からなる群から選ばれる請求項34に記載の光学計測方法。

技術分野

0001

本発明は、光学計測モジュール、光学計測デバイス及びその方法に関するものである。

背景技術

0002

生化学的パラメーターの非侵襲測定は、現代健康管理に対して多大な影響を及ぼしている。人々は、精確で効率がよく且つ安全な計測方法絶えず求めているので、現在も従来の分析方法から光学的特性化合物との相関関係の取得向上を目指している。実験における変動を低減するために、通常分析物が混合物である場合にはまず精製を行う。また単一の光学的パラメーター、例えば吸光度は、生化学溶液の濃度を推定することに用いられる。しかし例えば生物学的サンプル分析物中の組成物が複雑な場合、精確に計測できない。従って、複数の光学的パラメーターが必要である。従って、市場ニーズは、満たされていなく、良い解決方案熱望している。

0003

また、単一の光学的パラメーターを利用して混合分析物を計測するため、他の化合物が計測の結果を妨げて計測の信頼性を低減することがある。ヒトが互いに独立した複数の計測機器で複数のモダリティを採用するが、実験の動的変化及び制限されたサンプルの量は、実験の整合性を著しく低下させる。

発明が解決しようとする課題

0004

以上の問題を解決するために、本発明は、望ましくないノイズを最小化し、計測の精確性及び整合性を高めるために、マルチモードの光学計測のデバイス及び方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

本発明に係る光学計測モジュールは、オリジナル光線を放射する光源と、オリジナル光線をコリメート光線に変換するコリメータと、コリメート光線を分析物へ導き、前記分析物は前記コリメート光線を計測ビームに変換する第一ビームスプリッターと、第一ビームスプリッターを介して計測ビームの第一部分を受光して第一検知ビーム及び第二検知ビームに分ける第二ビームスプリッターと、第一検知ビームを検知する第一受光モジュールと、第二検知ビームを検知する第二受光モジュールと、を備える。

0006

本発明に係る光学計測デバイスは、前記光学計測モジュールと、メモリと、マイクロプロセッサと、電源と、ハウジングと、を備える。

0007

本発明に係る光学計測方法は、オリジナル光線をコリメータに射出するステップと、コリメータがオリジナル光線を第一ビームスプリッターに収束するステップと、第一ビームスプリッターがコリメート光線を分析物に導くステップと、分析物によって反射された計測ビームを第二ビームスプリッターにリダイレクトするステップと、第二ビームスプリッターが計測ビームを第一検出光線及び第二検出光線に分けるステップと、第一受光モジュールが第一検出光線を受光するステップと、第二受光モジュールが第二検出光線を受光するステップと、を備える。

発明の効果

0008

従来技術と比べて、本発明に係る光学計測モジュール、光学計測デバイス及び光学計測方法は、優れた計測の精確性及び整合性を有する。

図面の簡単な説明

0009

図1Aは、コリメート光線が平行ビームである光学計測モジュールの一例を示す図である。
図1Bは、コリメート光線が集束ビームである光学計測モジュールの一例を示す図である。
図1Cは、光源とコリメータとの距離が調節できる光学計測モジュールの一例を示す図である。
図2Aは、バンドパスフィルタが光源とコリメータとの間に設置される光学計測モジュールを示す図である。
図2Bは、直線偏光子及び1/4波長板が光源とコリメータとの間に設置される光学計測モジュールを示す図である。
図2Cは、光源とコリメータとの間の、バンドパスフィルタ、直線偏光子、及び1/4波長板を示す。
図3Aは、第0次受光モジュールが設置された光学計測モジュールの一例及びその光路を示す図である。
図3Bは、第0次受光モジュールが設置された光学計測モジュールの一例及びその光路を示す図である。
図3Cは、第0次受光モジュールが設置された光学計測モジュールの一例及びその光路を示す図である。
図4は、温度計が設置された光学計測モジュール及びその光路を示す図である。
図5Aは、マニュアルアライメントが設置された光学計測デバイス及びその光路を示す図である。
図5Bは、マニュアルアライメントのプロセスを説明するフローチャートである。
図6Aは、半自動アライメントが設置された光学計測デバイス及びその光路を示す図である。
図6Bは、半自動アライメントのプロセスを説明するフローチャートである。
図6Cは、本実施形態において、デフォルトアライメント情報アップデートするプロセスを説明するフローチャートである。
図7Aは、自動アライメントが設置された光学計測デバイス及びその光路を示す図である。
図7Bは、計測及び自動アライメントのプロセスを説明するフローチャートである。
図7Cは、自動アライメント及びフィードバック制御が設置された光学計測デバイスのブロック図である。
図8は、テレメーターが設置された光学計測デバイスを示す図及びその光路を示す図である。
図9A両眼用ハウジングを備える光学計測デバイスを示す図である。
図9Bは、折り畳みハウジングを備える光学計測デバイスを示す図である。
図9Cは、両眼用ハウジングを備える光学計測デバイスを示す図である。
図10Aは、ユーザが片手で光学計測デバイスを縦に持った際の上から見た光学計測デバイスを示す図である。
図10Bは、ユーザが片手で光学計測デバイスを横に持った際の上から見た図である。
図10Cは、ユーザが両手で光学計測デバイスを横に持った際の上から見た図である。
図11Aは、プラットフォーム式ハウジングを備えた光学計測デバイスの斜視図である。
図11Bは、プラットフォーム式ハウジングを備えた光学計測デバイスの上面図である。
図12Aは、マニュアルアライメントが設置された光学計測デバイスの別の一例及びその光路を示す図である。
図12Bは、半自動アライメントが設置された光学計測デバイスの別の一例及びその光路を示す図である。
図12Cは、自動アライメントが設置された光学計測デバイスの別の一例及びその光路を示す図である。
図13Aは、両眼用ハウジングを備えた光学計測デバイスの別の一例である。
図13Bは、折り畳みハウジングを備えた光学計測デバイスの別の一例である。
図13Cは、両眼用ハウジングを備えた光学計測デバイスの別の一例である。
図14Aは、プラットフォーム式ハウジングを備えた光学計測デバイスの別の一例の斜視図である。
図11Bは、プラットフォーム式ハウジングを備えた光学計測デバイスの別の一例の上面図である。

実施例

0010

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

0011

本発明において、光学計測モジュールは、分析物の光学的な特性を検知するために用いられる。また光学計測モジュールは、デバイス又はシステム統合できる。光学計測デバイスは、ターゲット分子の存在、濃度又は化合物の組成を計測することに用いられる。分析物は、化合物の混合物であってもよいし、体内生物学的サンプル(例えば、血液、皮膚、眼又は粘膜)又は体外の生物学的サンプル(例えば、血液、生検サンプル、尿又は糞便)であってもよい。光学計測モジュール又は光学計測デバイスは、生物学的サンプルにおいて異なる深度(Variable Depth)の化合物の光学的な特性を検知することができる。例えば、分析物は角膜強膜眼房水水晶体硝子体液又は網膜である。分析物中の特定の生化学的化合物(例えば、グルコース乳酸塩又はヘモグロビン)の存在又は濃度は、係る光学的な特性の組み合わせによって計測できる。更に、被験体の特定の疾患状態、例えば、眼の乾性角結膜炎又は生体組織診断異形成は体内又は体外の計測手段によって決定することができる。この場合、係る光学的な特性は、吸光度、屈折率偏光蛍光及び非弾性散乱である。

0012

光学計測モジュールは、光源、コリメータ、第一ビームスプリッター、第二ビームスプリッター、第一受光モジュール及び第二受光モジュールを備える。光源からコリメータまでの距離は特定の応用に応じて決まる。コリメート光線が限られたエリアに収束されることにより、分析物の特定の区域から大部分の情報が抽出される。一方、実験対象において画定された各エリアから平均的に情報を得るために、コリメート光線を平行ビームのように投影する。これにより、実験対象が特に不均質構成又は非静止流体である場合に、本発明は地域差を著しく低減することができる。以下、本発明の実施形態について説明する。

0013

光源は、1つの発光素子又は複数の発光素子の組み合わせである。光源は、単色光源又は多色光源であってもよい。光源は、レーザーダイオード発光ダイオード又は有機発光ダイオードであってもよい。他の実施形態において、光源は、複数のレーザーダイオード、発光ダイオード又は有機発光ダイオードを備える。また、各発光素子は、異なる波長又は偏光を有する。多色光源は、白熱光源又は校正された白色光源であってもよい。本発明の範囲における光は、紫外線から、可視光赤外線領域までの波長を有する電磁放射線である。また光源は、放射されたビームの光学的な特性を修正する光学部品を更に備える。該光学部品は、直線偏光子、ダイクロイックフィルタ又はコリメータである。

0014

コリメータは、ビームの放射角度を狭くする光学素子であり、焦点平面からコリメータの光学センターまでの距離によって定義される焦点距離(f)を有する。光源が焦点の位置に設置された場合、出射されたビームをコリメータの構造に対応し且つ制限された横断面積を有する一連の平行ビームのように導く。光源が焦点の位置に近い箇所に設置された場合、出射されたビームを制約された放射角度を有するビームのように導く。光源が焦点の位置から離れた箇所に設置された場合、出射されたビームをコリメータから所定の距離に集中するように導く。コリメータの例として、収束レンズ、収束レンズ、凸レンズ平凸レンズ平凹レンズ両凸レンズ又は両凹レンズが挙げられる。また、光学計測モジュール又は光学計測デバイスは、光源とコリメータとの距離を調整するための機械部品を備える。

0015

ビームスプリッターは、光学的な特性、例えば波長、偏光によって1つのビームを2つの方向に分割する又は特定の割合に分けることができる。尚、ビームスプリッターは、光の伝送又は反射を介してビームの一部を所定の方向に導くことができる。ビームスプリッターは、プリズムレンズ又はミラーであってもよい。例えば、ニュートラルビームスプリッターは、スペクトル分割を変えずにビームを分ける。ダイクロイックビームスプリッタースペクトルによりビームを分ける。またビームスプリッターは光を異なる偏光ビームに分ける偏光ビームスプリッターであってもよい。その例として、ウォラストンプリズムが挙げられる。

0016

特定の光学的な特性を有するビームを検知することに用いられる受光モジュールは、少なくとも1つの光検出器を備える。光検出器は、フォトダイオードフォトトランジスタフォトレジスタ光電子増倍管金属酸化物半導体(Metal Oxide SemiConduCtor,MOS)の何れから選択される。また受光モジュールは、上記複数の光検出器、電荷結合素子(CCD)又は相補型金属酸化膜半導体(CMOS)により形成される線形アレイ又は2次元アレイを備える。受光モジュールは、イメージセンサー、例えば、CCDイメージセンサーCMOSイメージセンサー又はカメラを備える。各実施形態に応じて、受光モジュールは、光検出器がビームのエネルギー電気信号に変換するために、特定の光学的な特性を有するビームを単離する又は調節する光学部品を更に備える。受光モジュールの光学部品は、フィルタ偏光子又は分散素子であってもよいし、レンズ、プリズム、ミラー又は回折格子であってもよい。受光モジュールは、旋光を計測するための機械式回転子又はファラデー回転子を更に備える。受光モジュールには、信号処理のために、デジタル変換器に接続される演算増幅器及び/又はアナログフロントエンドチップを更に備える。本実施形態において、伝送及び反射が機能上同等であるので、第一受光モジュール及び第二受光モジュールは交互に設置できる。

0017

光学計測モジュールは、光源、コリメータ、第一ビームスプリッター、第二ビームスプリッター、第一受光モジュール及び第二受光モジュールを備える。ここで、光源からコリメータまでの距離(d)は、コリメータの焦点距離(f)を参照して決定される。コリメータは、光源から放射されるオリジナル光線をコリメート光線に収束する。コリメート光線は、光源とコリメートとの距離によって平行ビーム又は集束ビームであってもよい。

0018

図1Aに示したように、光学計測モジュールは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21及び第二受光モジュール22を備える。ここで、光源10からコリメータ15までの距離(d)は、コリメータの焦点距離(f)であり、コリメート光線115は、平行ビームである。

0019

一般的に、ビームは、所定の光路に沿って伝播している光エネルギー指向性投影である。明確に説明するために、ビームの定義を互いに対応している部品との間の指向性光路により説明する。オリジナル光線110は、光源10から放射されてコリメータ15まで進入するビームである。オリジナル光線110は、特定の光学的特性、例えば、特定の狭い波長、スペクトル波長コヒーレンス、偏光又はこれらの組み合わせを有する。オリジナル光線110はコリメータ15を通過した後、コリメート光線115となる。コリメート光線115は、コリメータ15から第一ビームスプリッター31を介して分析物99に到達する。計測用光線120は、分析物99と相互作用した後、元の光路に維持されているビームである。この相互作用は、屈折、反射、拡散、吸収、蛍光発光光学回転弾性散乱及び/又は非弾性散乱である。計測用光線120の一部は、分析物99から第一ビームスプリッター31を介して第二ビームスプリッター32に伝送された後、第二ビームスプリッター32により第一検出光線121と第二検出光線122とに分けられる。第二ビームスプリッター32が出射した第一検出光線121は、第一受光モジュール21によって検出されるが、第二ビームスプリッター32が出射した第二検出光線122は、第二受光モジュール22によって検出される。

0020

本発明の1つの実施形態において、第一受光モジュール21は、ビームの偏光面の偏光軸又は分析物99の旋光度を計測することに用いられる。材料の旋光度又は旋光性は、直線偏光の方向を回転させる能力を表す。光源10が直線偏光光源又は偏光子を備える無偏光光源である場合、偏光ビームを放射することができる。第一受光モジュール21は、偏光子を更に備える。旋光度は、光検出器によって検出された電力密度及び偏光ビームと偏光子との軸角で、マリュスの法則によって推定される。本実施形態において、第二受光モジュール22は、分析物99の別の光学的特性、例えば、屈折率、吸光度、蛍光又は非弾性散乱を計測することに用いられる。本発明の1つの実施形態において、第二受光モジュール22は、分析物99の屈折率を計測することに用いられる。1つの光検出器が第二受光モジュール22に設置されることで、分析物99の屈折率は、フレネル方程式を介して光検出器によって検出された電力密度から算出される或いは光路シフトが引き起こす電力密度の変化から算出される。光検出器アレイ(図示せず)が第二受光モジュール22に設置されることで、分析物99の屈折率は、スネルの法則又はプリズム方程式を介して光検出器アレイによって検出された光路シフトから算出される。分析物99の旋光度及び屈折率情報によって、グルコース又は乳酸の存在又は濃度を推定することができる。本発明のもう1つの実施形態において、第二受光モジュール22は、分析物99の吸光度を計測することに用いられる。1つの光検出器が第二受光モジュール22に設置されることで、分析物99の特定の波長における吸光度は、ランベルトベールの法則を介して光検出器によって検出された電力密度から算出される。光検出器アレイ又は分散素子が第二受光モジュール22に設置され、及びスペクトル校正光源(calibrated spectral light source)が設置されることで、分析物99の吸光度スペクトルは、光検出器アレイによって検出された電力密度分布から算出される。分析物99の旋光度及び吸光度の情報によって、グルコース、乳酸、ヘモグロビン、オキシヘモグロビン尿素アルコール又は癌細胞などの存在及び濃度を推定することができる。本発明の1つの実施形態において、第二受光モジュール22は、分析物99の蛍光を計測することに用いられる。1つの光検出器及びロングパスフィルター(又はノッチフィルター)が第二受光モジュール22に設置され、適当な狭い波長を有する光源10が設置された場合、分析物99の蛍光強度は、光検出器によって検出された電力密度から算出される。光検出器アレイ又はフィルターが光源の第二受光モジュール22に設置され、適当な狭い波長を有する光源10が設置された場合、分析物99の蛍光スペクトルは、光検出器アレイによって検出された電力密度分布から算出される。分析物99の旋光度及び蛍光の情報によって、グルコース又は乳酸を推定することができる。本発明の別の実施形態において、第二受光モジュール22は、分析物99の非弾性散乱を計測することに用いられる。光検出器アレイ又は分散素子が光源の第二受光モジュール22に設置され、適当な狭い波長を有する光源10が設置された場合、分析物99のラマンスペクトルは、光検出器アレイによって検出された電力密度分布から算出される。分析物99の旋光度及び非弾性散乱の情報によって、グルコース又は乳酸などの存在及び濃度を推定することができる。

0021

本発明の1つの実施形態において、第一受光モジュール21は、分析物99の屈折率を計測する。この際、光源10は、単色光源である。1つの光検出器が第一受光モジュール21に設置されることで、分析物99の屈折率は、フレネル方程式を介して光検出器によって検出された電力密度から算出される。光検出器アレイが第一受光モジュール21に設置されることで、分析物99の屈折率は、スネルの法則又はプリズム方程式を介して光検出器アレイによって検出された光路シフトから算出される。本実施形態において、第二受光モジュール22は、分析物99の別の光学的特性、例えば、吸光度、蛍光又は非弾性散乱を計測することに用いられる。本発明の1つの実施形態において、第二受光モジュール22は、分析物99の吸光度を計測することに用いられる。1つの光検出器が第二受光モジュール22に設置されることで、分析物99の特定の波長における吸光度は、ランベルト・ベールの法則を介して光検出器によって検出された電力密度から算出される。光検出器アレイ又は分散素子が第二受光モジュール22に設置され、及びスペクトル校正光源(calibrated spectral light source)が設置されることで、分析物99の吸光度スペクトルは、光検出器アレイによって検出された電力密度分布から算出される。分析物99の屈折率及び吸光度の情報によって、グルコース、乳酸、ヘモグロビン、オキシヘモグロビン、尿素、アルコール又は癌細胞などの存在及び濃度を推定することができる。本発明のもう1つの実施形態において、第二受光モジュール22は、分析物99の蛍光を計測することに用いられる。1つの光検出器及フィルターが第二受光モジュール22に設置されたことで、適当な狭い波長を有する光源10が設置された場合、分析物99の蛍光強度は、光検出器によって検出された電力密度から算出される。光検出器アレイ又はフィルターが光源の第二受光モジュール22に設置されたことで、適当な狭い波長を有する光源10が設置された場合、分析物99の蛍光スペクトルは、光検出器アレイによって検出された電力密度分布から算出される。分析物99の屈折率及び蛍光の情報によって、グルコース、乳酸、ヘモグロビン、オキシヘモグロビン、尿素、アルコール又は癌細胞などの存在及び濃度を推定することができる。本発明のもう1つの実施形態において、第二受光モジュール22は、分析物99の非弾性散乱を計測することに用いられる。光検出器アレイ又は分散素子が光源の第二受光モジュール22に設置されたことで、適当な狭い波長を有する光源10が設置された場合、分析物99のラマンスペクトルは、光検出器アレイによって検出された電力密度分布から算出される。分析物99の屈折率及び非弾性散乱の情報によって、グルコース、乳酸、ヘモグロビン、オキシヘモグロビン、尿素、アルコール又は癌細胞などの存在及び濃度を推定することができる。

0022

本発明の1つの実施形態において、第一受光モジュール21は、分析物99の吸光度を計測する。この際、光源10は、狭帯域光源又は校正されたスペクトル光源である。1つの光検出器が第一受光モジュール21に設置されたことで、分析物99の吸光度は、ランベルト・ベールの法則を介して光検出器によって検出された電力密度から算出される。光検出器アレイ又は分散素子が第二受光モジュール22に設置され、及びスペクトル校正光源(calibrated spectral light source)が設置されることで、分析物99の吸光度スペクトルは、光検出器アレイによって検出された電力密度分布から算出される。本実施形態において、第二受光モジュール22は、分析物99の別の光学的特性、例えば、蛍光又は非弾性散乱を計測することに用いられる。本発明の1つの実施形態において、第二受光モジュール22は、分析物99の蛍光を計測することに用いられる。1つの光検出器及フィルターが第二受光モジュール22に設置されたことで、適当な狭い波長を有する光源10が設置された場合、分析物99の蛍光強度は、光検出器によって検出された電力密度から算出される。光検出器アレイ又はフィルターが光源の第二受光モジュール22に設置されたことで、適当な狭い波長を有する光源10が設置された場合、分析物99の蛍光スペクトルは、光検出器アレイによって検出された電力密度分布から算出される。分析物99の蛍光及び吸光度及び蛍光の情報によって、グルコース、乳酸、ヘモグロビン、オキシヘモグロビン、尿素、アルコール又は癌細胞などの存在及び濃度を推定することができる。また、第二受光モジュール22は、分析物99の非弾性散乱を計測することに用いられる。光検出器アレイ又は分散素子が光源の第二受光モジュール22に設置されたことで、適当な狭い波長を有する光源10が設置された場合、分析物99のラマンスペクトルは、光検出器アレイによって検出された電力密度分布から算出される。分析物99の吸光度及び非弾性散乱の情報によって、グルコース、乳酸、ヘモグロビン、オキシヘモグロビン、尿素、アルコール又は癌細胞などの存在及び濃度を推定することができる。

0023

本発明の1つの実施形態において、第一受光モジュール21は、分析物99の蛍光を計測する。この際、光源10は、狭帯域光源又はスペクトル校正光源である。光検出器アレイ又はフィルターが光源の第一受光モジュール21に設置されたことで、適当な狭い波長を有する光源10が設置された場合、分析物99の蛍光スペクトルは、光検出器アレイによって検出された電力密度分布から算出される。第二受光モジュール22は、分析物99の非弾性散乱を計測することに用いられる。光検出器アレイ又は分散素子が光源の第二受光モジュール22に設置されたことで、適当な狭い波長を有する光源10が設置された場合、分析物99のラマンスペクトルは、光検出器アレイによって検出された電力密度分布から算出される。分析物99の蛍光及び非弾性散乱の情報によって、グルコース又は乳酸などの存在及び濃度を推定することができる。

0024

図1Bに示したように、光学計測モジュールは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21及び第二受光モジュール22を備える。この際、光源10からコリメータ15までの距離(d)は、コリメータの焦点距離(f)より長い。コリメート光線115は、収束ビームである。

0025

図1Cに示したように、光学計測モジュールは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21、第二受光モジュール22及び調節可能な機械モジュール(図に示せず)を備える。光源10からコリメータ15までの距離は調節できる。つまり、調節可能な機械モジュールを利用して、光源10からコリメータ15までの距離を調節することができる。光源10からコリメータ15までの距離は、平行ビームを投影するためにコリメータ15の焦点距離に調節してもよいし、収束ビームを投影するためにコリメータ15の焦点距離より長い距離に調節してもよい。

0026

光学計測モジュールは、光学部品を更に備える。この光学部品は、光源10とコリメータ15との間に設置されてオリジナル光線110の光学的特性、例えば、強度、帯域幅、及び/又は偏光を特定することに用いられる。これにより、計測の精確性及び整合性を向上できる。図2Aに示す実施形態において、光学部品は、光源10とコリメータ15との間に設置されるバンドパスフィルタ12である。光源10の帯域幅が特定の計測目的を満たすほど十分に鋭くないため、バンドパスフィルタ12によって、放射光半値全幅(full width at half maximum,FWHM)を更に狭くし且つ低くして単色光に近づける。これにより、オリジナル光線110は単色光になる。

0027

図2Bに示したように、光学計測モジュールは、1/4波長板14を備える。通常、オリジナル光線110の一部が必然的にコリメータ15を介してオリジナル光線110と干渉するため、フィードバックノイズが計測結果の信号対雑音比を大幅に低下させる。この問題を解決するために、1/4波長板14を前記偏光子とコリメータ15との間に配置して、オリジナル光線110を円偏光に変換する。これにより、反射された一部の円偏光ビームはオリジナル光線110を干渉できず、光源10の出力ノイズを低減することができる。オリジナル光線110は偏光であってもよいが、計測の複数のモダリティのために、オリジナル光線110の制限条件は厳しい。計測の精確性及び整合性を満たすために、半値全幅(FWHM)及び偏光度(Degree Of the Polarization,DOP)の何れも制御する必要がある。しかしこの際、例えば、オリジナル光線110は、単色偏光であることができる。

0028

図2Cに示したように、光学部品は、直線偏光子である。直線偏光子が偏光度を向上させることで、旋光度計測の信号対雑音比を大幅に向上できる。直線偏光子13は、光源10とコリメータ15との間に配置され、1/4波長板14は、直線偏光子13とコリメータ15との間に配置され、バンドパスフィルタ12は、光源10と直線偏光子13との間に配置される又は1/4波長板14とコリメータ15との間に配置される。従って、オリジナル光線110は、単色偏光であってもよい。

0029

光学計測デバイスは、光学計測モジュール、メモリ、マイクロプロセッサ、電源及びハウジングを備える。マイクロプロセッサは、電子信号を受信し、処理する又は光源、光検出器、メモリ、イメージセンサ表示装置空間センサ又はアクチュエータモジュールなどの電子部品転送する集積回路である。メモリは、マイクロプロセッサにより処理されたデータ又はプリセットプログラムを格納する。メモリは、ランダムアクセスメモリ(Random Access Memory,RAM)のような揮発性メモリ又はフラッシュメモリのような不揮発性メモリである。本発明は、マイクロプロセッサとメモリは、費用対効果と機能性を高めるために、システムインパッケージ(System In Package,SIP)として統合することができる。同様に、マイクロプロセッサは、増幅器および/又はアナログ−デジタル変換器ADC)を含むことができる。電源は、全ての電子部品を駆動するのに十分な電気エネルギーを提供し、しかも電源ソケットからの交流電流を変換するリチウムベース電池又は電力供給源(draining)である。ハウジングは、より効果的な統合及び応用のために、光学計測デバイスの部品を収容する。

0030

図3Aに示したように、光学計測デバイスは、第0次受光モジュール20を更に備え、フィードバック光線125の電力密度を計測し且つ光源10から出射されるコリメート光線115を推測する。光源10がレーザーダイオードであることを一つの例とすると、レーザーパワーの制御は、安全性及び分析物99の破壊を防止するための重要な事項である。そのため、互いに接続されている光学計測モジュール、マイクロプロセッサ41(図3Bを参照)及び光源10の密切な協働が必要となる。

0031

オリジナル光線110は、コリメータ15によってコリメート光線115に収束される。コリメート光線115は、コリメータ15から第一ビームスプリッター31を通過して分析物99まで進入する。第一ビームスプリッター31から第0次受光モジュール20まで進入するコリメート光線115の一部は、フィードバック光線125として第一ビームスプリッター31を介してガイドされる。これによりフィードバック光線125は、第0次受光モジュール20によって電気信号に変換される。また、計測ビームの一部は、分析物99から第一ビームスプリッター31を介して第二ビームスプリッター32に進入して、第二ビームスプリッター32によって第一検知ビーム及び第二検知ビームに分けられる。第一検知ビームは、第二ビームスプリッター32から出射されて第一受光モジュール21によって検知されるが、第二検知ビームは、第二ビームスプリッター32から出射されて第二受光モジュール22によって検知される。

0032

図3Bに示したように、光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21及び第二受光モジュール22、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42及び第0次受光モジュール20を備える。例えば、光学計測デバイスにフィードバック制御プロセスを設置した場合、光源10はレーザーモジュールである。この光源10から出射されて第一ビームスプリッター31によって導かれたビームを検知するために、第0次受光モジュール20は、フォトダイオードとなる。本発明の1つの実施形態において、レーザーモジュール(光源10)はレーザービームを出射する。フォトダイオードはこのレーザービームを検出して光電流に変換する。光電流は増幅器によって増幅され、アナログ入力端子を介して光電力アナログ信号をマイクロプロセッサに送る。アナログ信号に応じてフィードバック制御信号を決定し且つレーザーモジュール(光源10)のレーザーパワーを制御するために、マイクロプロセッサ41はメモリからプリセットフィードバック制御機能を取り込む。本発明の1つの実施形態において、増幅された光電流は、ADCによってデジタル光電力に変換されてマイクロプロセッサ41に伝送される。マイクロプロセッサ41は、メモリからプリセットフィードバック制御機能を取り込むことでフィードバック制御信号を決定して、レーザーモジュール(光源10)のレーザーパワーを制御する。また、フィードバック制御機能の一つとして、レーザーモジュール(光源10)は、レーザー電流をマイクロプロセッサ41に送り返す。本発明の1つの実施形態において、マイクロプロセッサ41、増幅器、ADC及びメモリは、単一のコンパクトチップに統合されてもよい。

0033

図3Cのフローチャートは、光学計測デバイスのフィードバック制御プロセスを示す。レーザードライバは、マイクロプロセッサ41から出力された制御信号を受信して、レーザーダイオードをトリガして、レーザーダイオードにオリジナル光線110を放射させる。オリジナル光線110は、コリメータ15によってコリメート光線115に変換される。第一ビームスプリッター31から第0次受光モジュール20まで進入したコリメート光線115の一部は、フィードバック光線125として第一ビームスプリッター31を介してガイドされる。第0次受光モジュール20は、フィードバック光線125を受光してレーザーの電力密度をマイクロプロセッサ41に伝送する。フィードバック制御機能は、レーザーパワー(電力密度)が分析物99の計測を満たすか満たさないかを判断できる。レーザーパワーは、低すぎることが原因で計測の要求を満たさない場合、制御信号の指示によって徐々に増大される。計測の要求を満たしたレーザーパワーが検出された場合、第0次受光モジュール20を作動させて、フィードバック光線125を電気信号に変換する。また、レーザードライバ及びレーザーダイオードは、レーザーモジュールに統合され、光学計測デバイスに対して光源として機能することができる。

0034

光学計測モジュールは、第三ビームスプリッター及び第三受光モジュールを更に備える。第三ビームスプリッターは、計測ビームの第二部分を第三受光モジュールに導く。第三ビームスプリッターは、温度計、テレメーター又はイメージセンサであってもよい。

0035

図4に示す光学計測モジュールは、温度計ビームスプリッター34及び温度計測モジュール54を備える。分析物99の温度は、旋光度などの光学的特性に影響を及ぼす。つまり、温度は光学的特性の計算ための1つの基本パラメーターである。温度計測モジュール54は、測定物体の温度を計測することに用いられる。しかし好ましくは、光学計測モジュールを含む光学計測デバイスによって計測区域の温度を得る。温度計測モジュール54は、光検出器及び光学部品を備える。光検出器は、それぞれ1つの特定の波長、2つの異なる波長及び特定の区域のスペクトルを検出するための1つのフォトダイオード、2つのフォトダイオード又はフォトダイオードアレイである。各例において、光学部品は、それぞれ集束レンズダイクロイックビームスプリッタ又は分散素子である。

0036

熱放射線154は、分析物99から自発的に放射されるビームである。熱放射線154は、分析物99から温度計ビームスプリッター34を介して温度計測モジュール54に放射される。尚、オリジナル光線110は、コリメータ15を通過した後に、コリメート光線115となる。コリメート光線115は、コリメータ15から進入して第一ビームスプリッター31を通過して分析物99に到達する。計測ビームの一部は、分析物99から出射されて温度計ビームスプリッター34を介して第二ビームスプリッター32に到達して、第二ビームスプリッター32によって第一検出光線及び第二検出光線に分けられる。第一検知ビームは、第二ビームスプリッター32から出射されて第一受光モジュール21によって検知されるが、第二検知ビームは、第二ビームスプリッター32から出射されて第二受光モジュール22によって検知される。

0037

本発明の1つの実施形態において、光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21、第二受光モジュール22、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42及び温度計測モジュール54を備える。温度計測モジュール54は、分析物99から出射された熱放射線154を接収して、この熱放射線154を電気信号に変換する。その後、マイクロプロセッサ41は、接収された熱放射線154によって温度を計算する。また、マイクロプロセッサ41は、計測された温度によって第一受光モジュール21及び第二受光モジュール22の計測値補正する。温度の推定結果は、単一の波長、2つの波長、又は熱放射のスペクトルによってステファン・ボルツマンの法則に基づいて得られる。

0038

図5Aに示したように、光学計測デバイスは、光学計測モジュール、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42、アライメント発光器17、イメージビームスプリッター33、イメージセンサ53及び表示装置56を備える。LED又はレーザーダイオードであるアライメント発光器17は、アライメントビームの分析物99における投影からアライメント光スポットを生成することに用いられる。イメージセンサ53は、イメージ捕捉することに用いられる。イメージセンサ53は、電荷結合素子(CCD)又は相補型金属酸化膜半導体(CMOS)などのイメージセンサアレイを備える。そのイメージは、即時のイメージ又は時間的な一連のイメージである。イメージセンサ53は、十分な収束又はイメージ捕捉のために光学部品を更に備える。表示装置56は、マイクロプロセッサ41からイメージ情報を受信して、可視化させることに用いられる。表示装置56は、液晶ディスプレイ(LCD)、発光ダイオード(LED)又は有機発光ダイオード(OLED)などの発光素子のパネルを備える。イメージビームスプリッター33は、計測ビームの光学的特性を変えずに分析物99の表面から出射されるビームをイメージセンサ53にガイドすることに用いられる。参照光スポット116は、コリメート光線115の投影から生成される。工場出荷時の設定によって、光学計測デバイスと分析物99との相対位置にかかわらず、イメージセンサ53は、イメージの同じ区域に参照光スポット116を捕捉する。アライメント光スポット117は、アライメント発光器17から出射されるビームの投影から生成され、イメージセンサ53によって捕捉される。アライメント光スポット117は、参照光スポット116に対して可変の距離や位置を有する。効果的なアライメントのために、複数のアライメント発光器17は、複数のアライメント光スポット117を生成する。好ましくは、光学計測デバイスと分析物の計測区域とは精確に合わさる。

0039

光学計測の方法は、光源がオリジナル光線をコリメータに出射するステップと、コリメータがオリジナル光線を第一ビームスプリッターに収束するステップと、第一ビームスプリッターがコリメート光線を分析物に導くステップと、分析物によって反射された測定ビームを第二ビームスプリッターにリダイレクトするステップと、第二ビームスプリッターが測定ビームを第一検出光線と第二検出光線とに分割するステップと、第一受光モジュールが第一検出光線を受光するステップと、第二受光モジュールが第二検出光線を受光するステップと、を備える。また、光学計測の方法は、アライメント方法のステップを更に備える。

0040

図5Bに示したように、アライメントプロセスは、分析物99の表面に、アライメント光スポット117及び参照光スポット116を含む光スポットを生成するステップと、アライメント光スポット117、参照光スポット116及び分析物表面99のイメージを含むイメージを捕捉するステップと、参照光点、アライメント光点及びランドマークを含むデフォルトアライメント情報を含むイメージを表示するステップと、を含む。アライメントプロセスは、アライメントデバイスで行う。アライメントデバイスは、参照光線を放射する光源と、分析物99の表面におけるアライメント光スポット117を生成するアライメント発光器と、分析物99における参照光スポット116を生成するために参照光線を導くイメージビームスプリッターと、イメージビームスプリッターを介して分析物のイメージを捕捉するイメージセンサ53と、アライメントのために、イメージを処理するマイクロプロセッサ41と、イメージ及びデフォルトアライメント情報を格納するメモリと、を備える。イメージは参照光スポット116、アライメント光スポット117及び分析物の特徴を含む。デフォルトアライメント情報は参照光点、アライメント光点及びランドマークを含む。本発明の実施形態において、アライメントデバイスは、コリメート15を更に備える。参照光線は、コリメート光線115である。

0041

ユーザが光学計測デバイスを分析物99に配置すると、マニユアルアライメントプロセスが開始される。参照光点、アライメント光点及びランドマークを含むデフォルトアライメント情報は、メモリ42に格納される。ステップS501において、光学計測デバイスは、分析物99の表面にアライメント光スポット117及び参照光スポット116を含む光スポットを生成する。コリメート光線は参照光スポット116を投影し、アライメント発光器は、アライメント光スポット117を投影する。ステップS502において、イメージセンサ53は、アライメント光スポット117、参照光スポット116及び分析物99の表面のイメージを含むイメージを捕捉して、電気信号の形式によって捕捉されたイメージをマイクロプロセッサ41に転送する。ステップS503において、表示装置56は、マイクロプロセッサ41から送信され捕捉されてデフォルトアライメント情報を含むイメージを可視化させる。ステップS504において、アライメントデバイスは、ユーザからボタンを押す信号などの確認信号を受信する。デフォルトアライメント情報は、メモリ42に格納されているデフォルト設定値又はアライメントのプロセスにおいてアップデートされた値である。

0042

図6Aは、半自動アライメントの例を示す。光学計測デバイスは、光学計測モジュール、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21、第二受光モジュール22、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42、アライメント発光器17、イメージビームスプリッター33、イメージセンサ53及び表示装置56を備える。アライメントプロセスの原理は、得られたアライメント情報とデフォルトアライメント情報とのマッチ可否を判断するものである。アライメント情報は、参照光点、アライメント光点及びランドマークを含む。マイクロプロセッサ41が実行するパターン識別によって、アライメント情報は、捕捉されたイメージから抽出される。具体的には、ランドマークは、分析物99の表面のイメージから抽出され、参照光点は、参照光スポット116から抽出され、アライメント光点は、アライメント光スポット117から抽出される。特に、ランドマークは、瞳孔の中心、角膜のアウトライン又は虹彩ストライプである。得られたアライメント情報は、アライメントのプロセスにおいて得られた情報である。デフォルトアライメント情報は、メモリ42に格納されているデフォルト設定値又はアライメントのプロセスにおいてアップデートされた値である。

0043

図6Bに示したように、ユーザは半自動アライメントプロセスを開始する際、まず、光学計測デバイスを分析物99に合わせる。ステップS601において、コリメート光線は参照光スポット116を投影し、アライメント発光器は、アライメント光スポット117を投影する。ステップS602において、イメージセンサ53は、アライメント光スポット117、参照光スポット116及び分析物表面のイメージを含むイメージを捕捉して、電気信号の形式によって捕捉されたイメージをマイクロプロセッサ41に転送する。ステップS603において、マイクロプロセッサ41は、捕捉されたイメージによって得られたアライメント情報を識別する。その後、表示装置56は、マイクロプロセッサ41から送信して捕捉されたイメージと共にデフォルトアライメント情報を表示する。ステップS604において、マイクロプロセッサ41は、得られたアライメント情報とデフォルトアライメント情報とを比較して、得られたアライメント情報とデフォルトアライメント情報とのマッチの可否を判断する。得られたアライメント情報とデフォルトアライメント情報とがマッチしない場合、S605において、マイクロプロセッサ41は、インジケータ118をスクリーンに表示して、ユーザにアライメントプロセスを繰り返す必要があることを警告する。アライメントプロセスを容易にするために、マイクロプロセッサ41は、精確なアライメント方向を計算し且つインジケータ118を送信する。また、図6Cに示したように、ステップS611において、コリメート光線は参照光スポット116を投影し、アライメント発光器は、アライメント光スポット117を投影する。ステップS612において、イメージセンサ53は、アライメント光スポット117、参照光スポット116及び分析物99の表面のイメージを含むイメージを捕捉して、電気信号の形式によって捕捉されたイメージをマイクロプロセッサ41に転送する。ステップS613において、マイクロプロセッサ41は、捕捉されたイメージによって得られたアライメント情報を識別する。その後、表示装置56は、マイクロプロセッサ41から送信して捕捉されたイメージと共にデフォルトアライメント情報を表示する。デフォルトアライメント情報は、メモリ42に格納する(ステップS614に示す)又はユーザの要求又はアライメントプロセスの成功の要求によって、アライメントプロセスにおいて得られたアライメント情報に由来する(ステップS615に示す)。

0044

図7Aは、自動アライメントの例を示す。光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21、第二受光モジュール22、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42、アライメント発光器17、イメージビームスプリッター33、イメージセンサ53及びアクチュエータモジュール80を備える。

0045

図7Bに示したように、ユーザは自動アライメントプロセスを開始する際、まず、光学計測デバイスを分析物99に合わせる。ステップS701において、コリメート光線は参照光スポット116を投影し、アライメント発光器はアライメント光スポット117を投影する。ステップS702において、イメージセンサ53は、アライメント光スポット117、参照光スポット116及び分析物99の表面のイメージを含むイメージを捕捉して、電気信号の形式によって捕捉されたイメージをマイクロプロセッサ41に転送する。ステップS703において、マイクロプロセッサ41は、捕捉されたイメージによって得られたアライメント情報を識別する。ステップS704において、マイクロプロセッサ41は、得られたアライメント情報とデフォルトアライメント情報とを比較して、得られたアライメント情報とデフォルトアライメント情報とのマッチの可否を判断する。得られたアライメント情報とデフォルトアライメント情報とがマッチしない場合、S705において、マイクロプロセッサ41は、正確なアライメント方向を計算し且つアクチュエータモジュールを作動させ、アライメントプロセスを繰り返す。また、図7Cに示したように、デフォルトアライメント情報は、メモリ42に格納する(ステップS614に示す)又はユーザの要求又はアライメントプロセスの成功の要求によって、アライメントプロセスにおいて得られたアライメント情報に由来する(ステップS615に示す)。

0046

アライメント及びフィードバック制御機能を有する光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第0次受光モジュール20、第一受光モジュール21、第二受光モジュール22、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42、アライメント発光器17、イメージビームスプリッター33、イメージセンサ53、表示装置56及びアクチュエータモジュール80を備える。図7Cに示したように、上記部品は市販の商品であってもよい。例えば、MCUをメモリ42を有するマイクロプロセッサ41とし、レーザードライバを備えるレーザーを光源10とし、LEDドライバを備えるLEDをアライメント発光器17とする。光学計測デバイスは、使いやすい動作環境及びデリケート信号処理のために、ヒューマンインターフェイス(例えば、LCD、キーボードタッチパネル又はスピーカー)、マルチプレクサ(multiplexer,MUX)、増幅器及びADCsを更に備える。

0047

光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21、第二受光モジュール22、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42及び空間センサーを備える。空間センサーは、装置の相対的な空間位置、運動及び傾きを検出し、計測デバイスに対して効果的なアライメントをサポートして、正確な計測を達成させる。空間センサーは、加速度又は傾きを検知する慣性センサー、光学計測デバイスと分析物との間の距離を検出するテレメーター又はさらに多くの空間情報収集するこれらの組み合わせである。本実施形態において、慣性センサーは加速度計又は回転儀である。

0048

実際に、ビームの電力密度は進入距離に沿って消散している。本発明の実施形態において、計測距離はアライメント整合性に影響を及ぼすだけでなく、検知された電力密度のベースライン基準にも影響を及ぼす。従って、正確な計測のために、電力密度のベースラインの修正が必要となる。好ましくは、光学計測デバイスが取得した区域までの距離は、計測された区域までの距離となる。図8に示したように、光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21、第二受光モジュール22、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42及びテレメーター55を備える。テレメーター55は、分析物99とデバイスとの距離を検知し、計測の整合性のために計測デバイスに対して効果的な計測をサポートする。本実施形態において、テレメーター55は、光源10とテレメーター55との間の飛行時間によって距離を計算するためのマイクロプロセッサ41に接続されている高速応答の光検出器又は干渉によって距離を得る干渉計である。

0049

本実施形態において、オリジナル光線110は、コリメータ15を通過した後、コリメート光線115となる。コリメート光線115は、コリメータ15から第一ビームスプリッター31を通過して分析物99に到達する。計測ビームの第一部分は、分析物99から出射されてテレメータビームスプリッタ35を介してテレメーター55に到達するが、計測ビームの第二部分は、分析物99から出射されてテレメータビームスプリッタ35を介して第二ビームスプリッター32に到達した後、第二受光モジュール22によって第一検知ビームと第二検知ビームとに分割される。第一検知ビームは、第二ビームスプリッター32から出射されて第一受光モジュール21によって検知されるが、第二検知ビームは、第二ビームスプリッター32から出射されて第二受光モジュール22によって検知される。

0050

光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21、第二受光モジュール22、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42及び慣性センサーを備える。慣性センサーは、装置の相対的な空間位置、運動及び傾きを検出し、計測デバイスに対して効果的なアライメントをサポートして、正確な計測を達成させる。本実施形態において、慣性センサーは光学計測デバイスの加速度及傾きを検知する加速度計又は回転儀である。

0051

テレメーター55及び慣性センサーは何れも他の空間情報を提供して光学計測デバイスのアライメントをサポートする。マニユアルアライメントの場合、空間情報は、表示装置56上に表示され、ユーザに必要とするアライメントの取得を支持する。半自動アライメントの場合、光学計測デバイスが空間情報及びアライメント情報によって光学計測デバイスと分析物99との相対位置を計算するため、インジケータ118に表示させて、ユーザが光学計測デバイスを正確的にアライメントするのをサポートする。尚、空間情報及びアライメント情報によってアクチュエータモジュール80を制御することで、自動アライメントを完成する。

0052

図9A図9Cに示したように、光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21、第二受光モジュール22、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42、アライメント発光器17、イメージビームスプリッター33、イメージセンサ53及びハウジングを備える。光学計測デバイスは、眼科学に適用され、グルコース、乳酸、ヘモグロビン、オキシヘモグロビン、尿素、アルコール又は癌細胞などの眼球内の分析物99を計測する。しかし、眼科学における計測の精確性と整合性は、効果的なアライメント及び適当な応用に基づくべきであり、特に、手持ち式ハウジングは、アライメントプロセスをサポートし、全ての部品を統合することに用いられる。

0053

両眼用光学計測デバイスの例において、光学計測デバイスは、両眼用手持ちハウジング62(図9Aに示す)を更に備える。両眼用手持ちハウジング62は、光学計測デバイスの全ての部品を収容することに用いられる。両眼用手持ちハウジング62は、計測ウィンドウ及び観察ウィンドウを含む。計測ウィンドウは、コリメート光線115及び計測ビームを通過させる。イメージセンサ53は、計測目標とされる目のイメージ及びイメージビームスプリッター33を通過するアライメント光スポット117を捕捉する。また、観察ウィンドウによって、もう一つの目は、マイクロプロセッサ41によって処理されたイメージ情報を表示させる表示装置56を観察できる。

0054

折り畳み式光学計測デバイスの例において、光学計測デバイスは、折り畳み式ハウジング63(図9Bに示す)を更に備える。折り畳み式ハウジング63は、折り畳みフレーム及び接眼鏡筒を含む。折り畳みフレーム(図示せず)は、表示装置56を収容し、接眼鏡筒は、光学計測デバイスの別の部品を収容する。接眼鏡筒は、コリメート光線115及び計測ビームを通過させる計測ウィンドウを含む。イメージセンサ53は、計測目標とされる目のイメージ及びイメージビームスプリッター33を通過するアライメント光スポット117を捕捉する。折り畳みフレームは、表示装置56を収容する。また、観察ウィンドウによって、もう一つの目は、マイクロプロセッサ41によって処理されたイメージ情報を表示させる表示装置56を観察できる。

0055

単眼の光学計測デバイスの例において、光学計測デバイスは、単眼手持ちハウジング66及びディスプレイビームスプリッタ36(図9Cに示す)を更に備える。単眼手持ちハウジング66は、アライメントデバイスの他の部品を収容し、セルフ測定及び単眼によってアライメントをサポートすることに用いられる。単眼手持ちハウジング66は、コリメート光線115及び計測ビームを通過することを可能にする計測ウィンドウを含む。イメージセンサ53は、計測目標とされる目のイメージ及びイメージビームスプリッター33を通過するアライメント光スポット117を捕捉する。また、観察ウィンドウによって、もう一つの目は、マイクロプロセッサ41によって処理されたイメージ情報を表示させる表示装置56を観察できる。

0056

図10A図10Cに示したように、光学計測デバイスは、光学計測モジュール及びセンサーモジュール57を備える。センサーモジュール57は、ユーザが光学計測デバイスを使用する時に他の生物学的な情報を提供する。センサーモジュール57は、血中酸素飽和レベルを計測する反射型パルスオキシメータ、皮膚の電気インピーダンスを計測する電極又は接触のみを通じて複数の生理学的パラメータを計測するデュアルセンサモジュールである。複数のセンサーモジュール57は、手持ちハウジング(図10Aに示す)の互いに対向する2つの面に取り付けられる。ユーザが片手で光学計測デバイスを持った際、複数の生理学的パラメータは、互いに独立した各センサーモジュール57上で計測している(図10Bに示す)。ユーザが両手で光学計測デバイスを持った際、センサーモジュール57は、両手間の電位差を計測することで心電図(Electrocardiogram,ECG)を得る(図10Cに示す)。また、血中酸素飽和レベル及びECGに由来するパルス通過時間(Pulse Transit Time,PTT)によって血圧を推定することができる。

0057

本発明において、エレクトロニクスオプトエレクトロニクス、オプメカニック(optomechanics)及び光学部品のモジュールは、コンパクトなサイズによって実現できる。つまり、上記光学計測デバイスは、モバイルデバイス(例えば、光学計測腕時計)又はスマートデバイスアクセサリー(例えば、スマート腕時計、スマートフォンタブレットウルトラブック)であってもよい。光学計測デバイスは、スマートデバイスの一部としてスマートデバイスに統合されてもよい。つまり、スマートデバイスと、計算資源(例えば、MCU、記憶媒体通信モジュール)及びヒューマンインターフェイス(例えば、手持ちハウジング、タッチスクリーンパネル、virtual reality goggle、HUDヘルメット)を共有することができる。光学計測デバイスは、アプリケーションAPP)を介してスマートデバイスに接続されているアプセサリー(Appcessory)又はアクセサリーであってもよい。計測データは、ビッグデータ及び統計の応用のためにクラウドサーバに送信される。

0058

図11A及び図11Bに示したように、光学計測デバイスは、プラットフォーム式ハウジング70を備える。プラットフォーム式ハウジング70は、コネクタモジュールスタンド及びハウジングを備える。光学計測デバイスと、プラットフォーム式ハウジング70とは、コネクタモジュールを介して機械的に及び/又は電子的に接続されている。機械的に接続されている場合、光学計測デバイスがコネクタモジュールに緩やかに固定されているので、空間位置及び傾きを元の状態に初期化できる。また、電子的に接続されている場合、コネクタモジュールは光学計測デバイスへ電力及び電子信号を提供することができる。しかも、プラットフォーム式ハウジング70は、アライメントをサポートするアクチュエータモジュール80を更に備える。本実施形態において、ユーザは、アクチュエータモジュール80を制御して光学計測デバイスを合わせる又は表示装置56に表示されるインジケータ118に応じてアクチュエータモジュール80を制御する。また、アクチュエータモジュール80は、自動アライメントを達成するために、マイクロプロセッサ41が送信した電気信号によってアライメントを調整することができる。

0059

眼科計測技術において、計測の精確性及び整合性を高めるためにアライメントが必要となる。従来の技術は、操作員の計測デバイスと患者の目とのアライメントに対する効果を向上させたが、現在個人の健康管理に対する意識がさらに高まっているため、外部の力を借りずにセルフアライメントの要求を満たすことができない。

0060

アライメントデバイスは、参照光線を放射する光源と、分析物の表面におけるアライメント光スポットを生成するアライメント発光器と、分析物99における参照光スポットを生成するために参照光線を導くイメージビームスプリッターと、イメージビームスプリッターを介して分析物のイメージを捕捉するイメージセンサと、アライメントのためにイメージを処理するマイクロプロセッサと、イメージ及びデフォルトアライメント情報を格納するメモリと、を備える。イメージは、参照光スポット、アライメント光スポット及び分析物の特徴を含む。デフォルトアライメント情報は、参照光点、アライメント光点及びランドマークを含む。さらにアライメントデバイスは、第一受光モジュールの光路を分割する。本実施形態において、計測目的に応じて特定の光学情報を得るために、第一受光モジュールはアライメントデバイスに応用され、光学計測デバイスは、分析物の計測区域に正確的に合わさる。

0061

図12Aに示したように、光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42、アライメント発光器17、イメージビームスプリッター33、イメージセンサ53及び表示装置56を備える。LED又はレーザーダイオードであるアライメント発光器17は、アライメントビームの分析物99における投影からアライメント光スポットを生成することに用いられる。イメージセンサ53は、イメージを捕捉することに用いられる。イメージセンサ53は、電荷結合素子(CCD)又は相補型金属酸化膜半導体(CMOS)などのイメージセンサアレイを備える。そのイメージは、即時のイメージ又は時間的な一連のイメージである表示装置56は、マイクロプロセッサ41からイメージ情報を受信して可視化させることに用いられる。表示装置56は、液晶ディスプレイ(LCD)、発光ダイオード(LED)又は有機発光ダイオード(OLED)などの発光素子のパネルを備える。イメージビームスプリッター33は、計測ビームの光学的特性を変えずに分析物99の表面から出射されるビームをイメージセンサ53にガイドすることに用いられる。参照光スポット116は、コリメート光線115の投影から生成される。工場出荷時の設定によって、光学計測デバイスと分析物99との相対位置にかかわらず、イメージセンサ53は、イメージの同じ区域に参照光スポット116を捕捉する。アライメント光スポット117は、アライメント発光器17から出射されたビームの投影から生成され、イメージセンサ53によって捕捉される。アライメント光スポット117は、参照光スポット116に対して可変の距離や位置を有する。効果的なアライメントのために、複数のアライメント発光器17は、複数のアライメント光スポット117を生成する。

0062

図12Bに示したように、光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42、アライメント発光器17、イメージビームスプリッター33、イメージセンサ53及び表示装置56を備える。アライメントプロセスの方法は、得られたアライメント情報とデフォルトアライメント情報とのマッチの可否を判断するものである。アライメント情報は、参照光点、アライメント光点及びランドマークを含む。マイクロプロセッサが実行するパターン識別によって、アライメント情報は、捕捉されたイメージから抽出される。具体的には、ランドマークは分析物99の表面のイメージから抽出され、参照光点は参照光スポット116から抽出され、アライメント光点はアライメント光スポット117から抽出される。特に、ランドマークは、瞳孔の中心、角膜のアウトライン又は虹彩のストライプである。得られたアライメント情報は、アライメントプロセスにおいて生成されたアライメント情報である。メモリ42に格納されているデフォルト設定値又はアライメントのプロセスにおいてアップデートされた値である。

0063

図12Cに示したように、光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第一受光モジュール25、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42、アライメント発光器17、イメージビームスプリッター33、イメージセンサ53及びアクチュエータモジュール80を備える。図12Cに示したように、空間センサーは、装置の相対的な空間位置、運動及び傾きを検出し、計測デバイスに対して効果的なアライメントをサポートして、正確な計測を達成させる。空間センサーは、加速度又は傾きを検知する慣性センサー、光学計測デバイスと分析物との間の距離を検出するテレメーター55又はさらに多くの空間情報を収集するこれらの組み合わせである。本実施形態において、慣性センサーは加速度計又は回転儀である。

0064

光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21、第二受光モジュール22、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42及び空間センサーを備える。

0065

実際にビームの電力密度は、進入距離に沿って消散している。本発明の実施形態において、計測距離は、アライメント整合性よりも検知される電力密度のベースライン基準に影響を及ぼす。従って、正確な計測のために、電力密度のベースラインの修正が必要となる。好ましくは、光学計測デバイスが計測された区域となる分析物の同一の区域からの距離を取得する。光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42及びテレメーター55を備える。テレメーター55は、分析物99とデバイスとの距離を検知し、計測デバイスに対して効果的なアライメントをサポートして、正確な計測を達成させる。本実施形態において、テレメーター55は、光源10とテレメーター55との間の飛行時間によって距離を計算するマイクロプロセッサ41に接続される高速応答の光検出器又は干渉によって距離を得る干渉計である。

0066

本実施形態において、コリメータ15を通過した後、オリジナル光線110はコリメート光線115となる。コリメート光線115は、コリメータ15から第一ビームスプリッター31を通過して分析物99に到達する。計測ビームの第一部分は、分析物99から出射されてテレメータビームスプリッタ35を介してテレメーター55に到達するが、計測ビームの第二部分は、分析物99から出射されてテレメータビームスプリッタ35を介して第二ビームスプリッター32に到達した後、第二受光モジュール22によって第一検知ビーム及び第二検知ビームに分けられる。第一検知ビームは、第二ビームスプリッター32から出射されて第一受光モジュール21によって検知されるが、第二検知ビームは、第二ビームスプリッター32から出射されて第二受光モジュール22によって検知される。

0067

光学計測デバイスは、光源10、コリメータ15、第一ビームスプリッター31、第二ビームスプリッター32、第一受光モジュール21、第二受光モジュール22、マイクロプロセッサ41、電源45、メモリ42及び慣性センサーを備える。慣性センサーは、装置の相対的な空間位置、運動及び傾きを検出し、計測デバイスに対して効果的なアライメントをサポートして、正確な計測を達成させる。本実施形態において、慣性センサーは、光学計測デバイスの加速度及び傾きを検知する加速度計又は回転儀である。

0068

テレメーター55及び慣性センサーの何れも、光学計測デバイスのアライメントをサポートする他の空間情報を提供する。マニュアルアライメントの場合、空間情報は、表示装置56に表示され、ユーザに必要とするアライメントの取得を支持する。半自動アライメントの場合、光学計測デバイスが、空間情報及びアライメント情報によって光学計測デバイスと分析物99との相対位置を計算するため、インジケータ118に表示させて、ユーザが光学計測デバイスを正確的にアライメントするのをサポートする。尚、空間情報及びアライメント情報によってアクチュエータモジュール80を制御することで、自動アライメントが完成する。

0069

アライメントデバイスは、ハウジングを更に備える。ハウジングは、アライメントプロセスをサポートし、全ての部品を収容することに用いられる。

0070

図13Aに示したハウジングは、両眼用手持ちハウジング62である。両眼用手持ちハウジング62は、アライメントデバイスの全ての部品を収容することに用いられる。両眼用手持ちハウジング62は、計測ウィンドウ及び観察ウィンドウを含む。計測ウィンドウは、コリメート光線115及び計測ビームを通過させる。イメージセンサ53は、計測目標とされる目のイメージ及びイメージビームスプリッター33を通過するアライメント光スポット117を捕捉する。また、観察ウィンドウによって、もう一つの目は、マイクロプロセッサ41によって処理されたイメージ情報を表示させる表示装置56を観察できる。

0071

図13Bに示したハウジングは、折り畳み式ハウジング63である。折り畳み式ハウジング63は、折り畳みフレーム及び接眼鏡筒を含む。この折り畳みフレームは、表示装置56を収容し、接眼鏡筒は、アライメントデバイスの別の部品を収容する。接眼鏡筒は、コリメート光線115及び計測ビームを通過させる計測ウィンドウを含む。イメージセンサ53は、計測目標とされる目のイメージ及びイメージビームスプリッター33を通過するアライメント光スポット117を捕捉する。折り畳みフレームは、表示装置56を収容し、又もう1つの目がマイクロプロセッサ41によって処理されたイメージ情報を表示している表示装置56を観察することを可能になる。

0072

単眼の光学計測デバイスの例において、光学計測デバイスは、単眼手持ちハウジング66及びディスプレイビームスプリッタ36(図9Cに示す)を更に備える。単眼手持ちハウジング66は、アライメントデバイスの他の部品を収容し、セルフ測定及び単眼でアライメントに助けることに用いられる。単眼手持ちハウジング66は、コリメート光線115及び計測ビームを通過させる計測ウィンドウを含む。イメージセンサ53は、計測目標とされる目のイメージ及びイメージビームスプリッター33を通過するアライメント光スポット117を捕捉する。計測目標とされる目は、ディスプレイビームスプリッタ36上に投影されたイメージ情報を表示させる表示装置56を観察できる。

0073

本発明において、エレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、オプメカニック(optomechanics)及び光学部品のモジュールは、コンパクトサイズで実現できる。従って、上記アライメントデバイスは、モバイルデバイス(例えば、光学計測腕時計)又はスマートデバイスのアクセサリー(例えば、スマート腕時計、スマートフォン、タブレット、ウルトラブック)であってもよい。アライメントデバイスは、スマートデバイスの一部としてスマートデバイスに統合されてもよい。つまり、スマートデバイスと、計算資源(例えば、MCU、記憶媒体、通信モジュール)及びヒューマンインターフェイス(例えば、手持ちハウジング、タッチスクリーンパネル、virtual reality goggle、HUDヘルメット)を共有することができる。アライメントデバイスは、アプリケーション(APP)を介してスマートデバイスに接続されるアプセサリー(Appcessory)又はアクセサリーであってもよい。また、計測データは、ビッグデータ及び統計の応用のためにクラウドサーバに送信する。

0074

図14A及び図14Bに示したように、アライメントデバイスは、プラットフォーム式ハウジング70を備える。プラットフォーム式ハウジング70は、コネクタモジュール、スタンド及びハウジングを備える。アライメントデバイスと、プラットフォーム式ハウジング70とは、コネクタモジュールを介して機械的に及び/又は電子的に接続されている。機械的に接続されている場合、アライメントデバイスがコネクタモジュールに緩やかに固定されているので、空間位置及び傾きは元の状態に初期化できる。また、電子的に接続されている場合、コネクタモジュールはアライメントデバイスへ電力及び電子信号を提供することができる。しかも、プラットフォーム式ハウジング70は、アライメントをサポートするアクチュエータモジュール80を更に備える。本実施形態において、ユーザがアクチュエータモジュール80を制御してアライメントデバイスを合わせる又は表示装置56に表示されるインジケータ118に応じてアクチュエータモジュール80を制御する。また、アクチュエータモジュール80は、自動アライメントを達成するために、マイクロプロセッサ42が送信した電気信号によってアライメントを調整することができる。

0075

10光源
12バンドパスフィルタ
13直線偏光子
14 1/4波長板
15コリメータ
17アライメント発光器
20 第0次受光モジュール
21、25 第一受光モジュール
22 第二受光モジュール
31 第一ビームスプリッター
32 第二ビームスプリッター
33イメージビームスプリッター
34温度計ビームスプリッター
35テレメータビームスプリッタ
36ディスプレイビームスプリッタ
41マイクロプロセッサ
42メモリ
45電源
53イメージセンサ
54温度計測モジュール
55テレメーター
56表示装置
57センサーモジュール
62両眼用手持ちハウジング
63 折り畳み式ハウジング
66単眼手持ちハウジング
70プラットフォーム式ハウジング
80アクチュエータモジュール
99分析物
110オリジナル光線
115コリメート光線
116参照光スポット
117アライメント光スポット
118インジケータ
120計測用光線
121 第一検出光線
122 第二検出光線
125フィードバック光線
154 熱放射線

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