(57)【要約】  波長スペクトルを有する光を放射する光源（１０１）と光検出器（１０９）とを有する能動ユニット（１１５）を備える、測定対象物（１０７ｂ）を監視するための装置。光リンク（１０４ａ、１０４ｂ）は、放射された光を少なくとも１つの受動ユニット（１１７）に通す。各受動ユニットは、センサ（１０６）と、放射された光をセンサに方向転換するためのセレクタ（１０５）とを備える。センサは、セレクタ（１０５）によって方向転換された放射光によって直接的または間接的に影響される発光材料（３３２、３４２、９０５、１００２、１１０７、１１０９）を備える。センサ（１０６）は変調信号を生成するための測定対象物（１０７ｂ）による外部影響（１０７ａ、１０７ａ’、１０７ａ’’）に敏感であり、光リンク（１０４ａ）を介して前記検出器（１０９）に渡される。発光材料は、光源からの放射光によって直接照射される発光材料であってもよい。
2021533388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物（１０７ｂ）を監視するための装置であって、
波長スペクトルを有する放射光を放射する光源（１０１）と光検出器（１０９）とを有する能動ユニット（１１５）と、
１つまたは複数の受動ユニット（１１７）と、
前記光源からの前記放射光を前記１つまたは複数の受動ユニット（１１７）に通すための少なくとも１つの光リンク（１０４ａ、１０４ｂ）を有し、
各受動ユニット（１１７）は、
センサ（１０６）と、
前記放射光の少なくとも一部を前記センサ（１０６）に向けるためのセレクタ（１０５）を有し、
前記センサ（１０６）は、前記セレクタ（１０５）によって方向転換された前記放射光によって直接的または間接的に影響を受ける発光材料（３３２、３４２、９０５、１００２、１１０７、１１０９）を含み、
前記光源（１０１）は前記発光材料に直接的または間接的に影響を及ぼすＵＶ光などの波長放出スペクトルの光を放射し、前記発光材料は、前記放射光によって直接的または間接的に影響を受けたときに可視光などの放射波長スペクトルの光を放射し、
前記センサ（１０６）は外部影響（１０７ａ、１０７ａ’、１０７ａ’、１０７ａ’’、１０７ａ’’’）の間に変調信号を生成するように前記測定対象物（１０７ｂ）によって前記外部影響（１０７ａ、１０７ａ’、１０７ａ’’、１０７ａ’’）に感応するように配置され、
前記変調された信号は、前記光検出器（１０９）に送られる、装置。
【請求項２】
前記発光材料が前記放射波長スペクトルの光を放射するために前記光源から前記放射光によって直接照射される発光材料（３３２、３４２、９０５、１００２、１１０７）である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記発光材料が前記受動ユニットに含まれる荷電粒子発生器によって生成された荷電粒子によって影響を受けたときに前記放射波長スペクトルの光を放射し、前記光源からの前記放射光によって影響を受けたときに荷電粒子を生成する材料である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記セレクタ（１０５）は、
前記光リンク（１０４ａ）から受け取った光の少なくとも一部を前記受動ユニット（１１７）に向けるための光学装置と、
前記光源からの前記放射光の少なくとも一部を前記センサ（１０６）に通すための固定フィルタ（２０３）を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置：。
【請求項５】
前記能動ユニット（１１５）が、２００ｎｍ〜２５０ｎｍ、２５０ｎｍ〜３００ｎｍ、３００ｎｍ〜３５０ｎｍ、および３５０ｎｍ〜４００ｎｍ、またはそれらの任意の組合せの異なる波長スペクトルのＵＶ光を透過するように構成された調整可能なＵＶ通過帯域フィルタを有する光透過フィルタ（１０２）を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記光検出器（１０９）の前に、光受信器フィルタ（１０８）が配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記光源（１０１）と、前記光検出器（１０９）と、任意選択で前記光伝送フィルタ（１０２）と、任意選択で前記光受信フィルタ（１０８）と、任意選択で前記光マルチプレクサ（１０３）のうちの少なくとも１つを制御するための制御プロセッサ（１００）をさらに有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記光検出器（１０９）から情報を受信するリアルタイムプロセッサ（１１０）をさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記リアルタイムプロセッサ（１１０）から情報を受信する情報結果プロセッサ（１１３）と、前記情報結果プロセッサ（１１３）のための情報を含む結果定義（１１２）と、前記情報結果プロセッサ（１１３）からユーザに情報を提供するための結果出力（１１４）をさらに含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記外部影響（１０７ａ、１０７ａ’）は前記発光材料（３３２、３４２、９０５、１００２、１１０７、１１０９）によって、可視光などの前記放射波長スペクトルの前記放射光に直接影響を及ぼすように配置され、例えば前記外部影響（１０７ａ、１０７ａ’）は発光光の放射をクエンチするように配置され、それにより、前記変調信号は前記発光材料によって放射される前記放射波長スペクトルとなる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記外部影響（１０７ａ、１０７ａ’、１０７ａ’’）は前記発光材料によって放射された前記放射光の前記放射波長スペクトルに直接影響を及ぼすように配置され、例えば前記発光材料によって放射された前記放射光を吸収または反射または散乱し、それにより、前記変調信号は、前記外部影響（１０７ａ、１０７ａ’、１０７ａ’’）の後で放射光の前記放射波長スペクトルとなる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記外部影響（１０７ａ’’’）は前記受動ユニットに含まれる荷電粒子発生器によって生成される荷電粒子によって、前記発光物質によって放射される放射光の前記放射波長スペクトルに間接的に影響を及ぼすように構成され、それにより、前記変調信号は前記外部影響（１０７ａ’’’）の後で放射光の前記放射波長スペクトルとなる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記外部影響（１０７ａ、１０７ａ’、１０７ａ’’、１０７ａ’’、１０７ａ’’）は前記セレクタによって逸らされる前記放射光の少なくとも一部に影響を及ぼすように配置され、例えば、前記発光材料に影響を及ぼす前に、前記放射光の前記少なくとも一部を吸収、反射、または散乱させる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記受動ユニットは、光が前記測定対象物に到達することを防止するためのストップフィルタをさらに備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記センサの校正のための手段、すなわち、光が前記光リンク（１０４ａ、１０４ｂ）を通過するときの吸光度の変動、前記光源（１０１）の変動、前記発光物質（３３２、３４２、９０５、１００２、１１０７）の変動、前記荷電粒子発生器（１１０８）の変動、前記検出器（１０９）の変動、温度によって引き起こされる変動、および周囲光放射によって引き起こされる変動の校正のための手段をさらに含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
さらに、前記装置の部品間の情報伝達用の無線伝送線（１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ）を有する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記装置および／または能動ユニット（１１５）、制御ユニット（１１８）、結果定義（１１２）および結果出力（１１４）のうちの少なくとも１つの要素が、携帯電話内に配置される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置の少なくとも一部に光学装置を利用する測定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象物の特性の測定は、多くの技術分野において必要とされている。このような特性は、電気的測定方法によって測定することができる。
【０００３】
多くの技術分野では、電気測定法の使用が例えば、大きな電気的又は磁気的擾乱を有する領域、又は高い水分又は高温を有する領域では困難であり得る。
【０００４】
光学測定技術は、このような困難な領域で使用され得る。下記は光学的測定方法が有益である測定領域の例である
１）  電気的相互作用が望ましくない医療器具；
２）  温度、湿度、負荷、火災警報、煙などの建物およびインフラストラクチャの監視；
３）  船舶、石油化学工業、火災の危険性が高い原子力発電所等の危険区域；
４）  小型部品が有益な携帯電話；
５）  衣類・ボディウェア；
６）  高温高湿度測定；
【０００５】
従来の光学的測定装置は、例えば電池または線間電圧によって供給される電力によって駆動される光源を含んでもよい。光は光ファイバを介して光センサに伝送される。光センサは測定対象物、例えば反射によって影響を受け、その結果、光信号が得られ、これは上述したのと同じ光ファイバであってもよい光ファイバを介して検出器に伝送される。検出器は光信号を電気信号に変換し、これをコンピュータで処理する。光ファイバは長くてもよく、したがって、任意の電気装置は測定対象物から離れた位置に配置される。例えば、特許公開ＷＯ２０１３／１４７６７０Ａ１を参照されたい。
【０００６】
いくつかの光学センサによって、いくつかの測定対象物の特性を同時に測定することが望まれる場合がある。測定環境が遠くてアクセスしにくい場合は、光センサは受動的である必要がある。光学センサに別々に、同時に、または順番にアクセスするために、選択方法が必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、単独で、または任意の組合せで、上記で特定され、以下で言及される欠点および欠陥のうちの１つまたは複数を軽減、軽減、または排除することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様では、測定対象物を監視するための装置が提供される。装置は、波長スペクトルを有する光を発する光源と光検出器とを有する能動ユニットを含む。装置は、少なくとも１つの受動ユニットと、光源からの放射光を受動ユニットに渡すための光リンク（又は、光学リンク）とをさらに備える。各受動ユニットは、センサと、放射された光の少なくとも一部をセンサに方向転換させるためのセレクタ（又は、選択器）とを備える。センサは、セレクタによって方向転換される発光によって直接的または間接的に影響される発光材料（又は、蛍光材料／luminescent material）を含む。光源は前記発光材料に直接または間接的に影響を及ぼすＵＶ光などの波長放出スペクトルの光を放出し、前記発光材料は、前記放出光によって直接または間接的に影響を受ける場合、可視光などの放射波長スペクトルの光を放出する。このセンサは、外部影響の間に変調信号を生成するための測定対象物による外部影響に敏感であるように配置され、この変調信号は検出器に渡される。
【０００９】
光源は例えばＮＩＲ光を含み、受動ユニット内の荷電粒子発生器を刺激して荷電粒子を生成する光を任意に放出する。そのような荷電粒子は、電流および電場を生成し得る。このような荷電粒子は、電子、イオンまたはプラズマであってもよい。
【００１０】
センサは、少なくとも１つの発光材料、例えば発光材料を含む。代替的または追加的に、発光材料は、荷電粒子発生器によって生成された荷電粒子に暴露することによって光を生成することができる。
【００１１】
一実施形態では、セレクタが光リンクから受け取った光の一部を受動ユニットに方向転換するための光学装置と、前記放出された光の少なくとも一部を前記センサに通すための固定フィルタとを備える。
【００１２】
別の実施形態では、能動ユニットが２００ｎｍ〜２５０ｎｍ、２５０ｎｍ〜３００ｎｍ、３００ｎｍ〜３５０ｎｍ、および３５０ｎｍ〜４００ｎｍ、またはそれらの任意の組合せをなどの複数の異なる波長スペクトルでＵＶ光を透過するように構成された調整可能なＵＶ通過帯域フィルタを有する光透過フィルタを備えることができる。
【００１３】
さらなる実施形態では能動ユニットが光受信器フィルタを含んでもよく、光受信器フィルタは光検出器の前に配置される。更に他の実施形態では、装置が光源、光検出器、随意の光伝送フィルタ及び随意の光受信器フィルタ及び随意の光マルチプレクサのうちの少なくとも１つを制御するための制御プロセッサを更に含むことができる。
【００１４】
装置は、光検出器から情報を受信するリアルタイムプロセッサをさらに備えてもよい。
【００１５】
リアルタイムプロセッサは検出された信号のフィルタリングなどの高速フィルタリングを実行することができ、それによって、周囲環境からの相互作用を低減する。フィルタリングの１つの方法は相関フィルタを使用することであり、例えば、検出された信号が、制御プロセッサによって光源に送信された制御信号と相関される場合である。
【００１６】
この装置はさらに、リアルタイムプロセッサから情報を受信する情報結果プロセッサを備えてもよく、オプションとして、ログに記録された情報を受信し、オプションとして、情報をユーザに提示するために使用される結果出力に情報を渡すための、リアルタイムプロセッサでの処理に関する何らかのアルゴリズムを定義する結果定義を受信する。
【００１７】
装置はさらに、結果定義を含み、ユーザによって入力され、結果プロセッサに渡されてもよい。
【００１８】
受動ユニットは、光が測定対象物に到達するのを防止するためのストップフィルタをさらに備えることができる。
【００１９】
受動ユニットは、外部影響が変調信号に影響を及ぼすボリュームに光が到達するのを防止するためのストップフィルタを更に備えることができる。
【００２０】
装置は、センサの校正のための手段をさらに含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明のさらなる目的、特徴、および利点は、図面を参照した本発明の実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるのであろう。
図１は、本発明の第１の実施形態のブロック図である。
図２．１は、図１に係る実施形態の光源のブロック図である。
図２．２は、図１に係る実施形態のセレクタのブロック図である
図２．３は、図１に係る実施形態の検出器のブロック図である
図３．１は、図１に係る実施形態のセンサのブロック図である。
図３．２は、図１による実施形態の別のセンサのブロック図である。
図４．１、４．２、４．３は、光マルチプレクサに渡したときに光源から放射される光のスペクトルである。
図５．１、図５．２および図５．３は、図２．２に従った実施形態のセレクタによって受光され、通過される光のスペクトルである。
図６．１および６．２は、図１による実施形態の検出器によって受け取られるスペクトルまたは可視光である。
図７．１、図７．２および図７．３は、図３．１に従った実施形態のセンサによって受光および放射される光である。
図８．１は、図１に係る実施形態のルミネッセンス（又は、蛍光／発光）材料の励起光および放射光の時間ダイアグラムである。
図９は、図３．１に係る実施形態のセンサの一実施形態のブロック図である。
図１０は、図３．１による実施形態のセンサの別の実施形態のブロック図である。
図１１は、セレクタおよびセンサの別の実施形態のブロック図である。
図１２．１および１２．２は、本発明の別の実施形態の概略図である。
図１３．１は、蛍光を説明するＪａｂｌｏｎｓｋｙ図である。
図１３．２および図１３．３は、波長にわたるＵＶ光強度のスペクトルを示す図である。
図１４．１および図１４．２は、外部からの影響を示す概略ブロック図である。
図１５．１〜１５．４は、セレクタ構成を示す概略ブロック図である。
図１６は、受動ユニットの一実施形態の概略ブロック図である。
図１７は、能動ユニットの実施形態のブロック図である。
図１８．１〜１８．５は、受動ユニットのグループの異なる実施形態のブロック図である。
図１９は、受動ユニットの実施形態のブロック図である。
図２０．１〜２０．５は、光リンクの実施形態のブロック図である。
図２１は、受動ユニットの実施形態のブロック図である。
図２２は、受動ユニットの別の実施形態のブロック図である。
図２３は、受動ユニットのさらなる実施形態のブロック図である。
図２４は、受動ユニットのさらに別の実施形態のブロック図である。
図２５は、受動ユニットのさらに別の実施形態のブロック図である。
図２６．１〜２６．４は、２つの外部影響を有する受動ユニットの実施形態のブロック図である。
図２７．１〜図２７．４は、ドレッシング（又は、包帯／手当／dressing）内に配置されるセンサ層の平面図および側面図である。
図２８は、センサ層を備えたドレッシングの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のいくつかの実施形態を説明する。これらの実施形態は当業者が本発明を実施し、最良の形態を開示することを可能にするために、例示の目的で記載される。しかしながら、そのような実施形態は、本発明の範囲を限定するものではない。さらに、特徴の特定の組み合わせが示され、議論される。しかしながら、異なる特徴の他の組み合わせも本発明の範囲内で可能である。
【００２３】
図１は、能動ユニット１１５と、受動ユニット１１６のグループに配置されたいくつかの受動ユニット１１７と、制御ユニット１１８と、結果定義１１２と、結果出力１１４と、オプションの無線送信１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃとを備える実施形態を示す。
【００２４】
能動ユニット１１５は、ライン電圧などの電力、またはバッテリなどの電気エネルギーに変換可能な蓄積化学エネルギーに接続される。能動ユニット１１５は制御ユニット１１８と共に、複数回使用され、いくつかの実施形態では、複雑で高価であり得る。
【００２５】
いくつかの実施形態では、受動ユニット１１７がより安価であり、血液検出装置、皮膚包帯装置、および体外の医療装置など、１回使用され、次いで廃棄される。
【００２６】
他の実施形態では、能動ユニットと受動ユニットの両方が携帯電話装置や自動車装置のように、より安価であってもよい。
【００２７】
他の実施形態では、能動的ユニットと受動的ユニットの両方が体内の医療装置、電気装置、電力ケーブル装置、電子装置、危険区域装置および航空機搭載装置のような高価であってもよい。
【００２８】
能動ユニット１１５は、光源１０１、光透過フィルタ１０２、および光マルチプレクサ１０３を備える。さらに、能動ユニットは、光検出器１０９および光受信器フィルタ１０８を備える。
【００２９】
光源１０１は、ＵＶ波長スペクトルの光を放射する。光源は、図１の実線太線で示す光路を介して光透過フィルタ１０２に接続される。
【００３０】
別の実施形態では、光源１０１がＮＩＲ波長スペクトルの光をさらに放出する。
【００３１】
別の実施形態では、光源１０１が調節可能であり、制御プロセッサ１００の制御下で、少なくとも２つの異なる所定のＵＶおよび／またはＮＩＲ光波長スペクトルを有するＵＶおよび／またはＮＩＲ光を放射するように調節することができる。
【００３２】
光源は、光を連続的に送達するように配置されてもよい。代替的に、光源はオン時間期間中、例えば数秒の短い時間期間中に、制御コンピュータの要求で光を送出する。期間は、例えばオン期間と等しい長さのオフ期間によって分離されてもよい。光は、例えばＱスイッチによって生成される、１ｎｓ〜１００μｓの持続時間を有する短いパルスで送達されてもよい。
【００３３】
光透過フィルタ１０２は、所定のＵＶ波長スペクトルで光を通過させるように配置されている。光透過フィルタ１０２は制御プロセッサ１００の制御下で、少なくとも２つの異なる所定のＵＶ波長スペクトルを有するＵＶ光を通過させるように調整可能であり、調整されてもよい。代替的に又は追加的に、光透過フィルタ１０２は、調節可能であってもよく、制御プロセッサ１００の制御下で、少なくとも２つの異なる所定のＮＩＲ波長スペクトルを有するＮＩＲ光を通過させるように調節されてもよい。
【００３４】
光透過フィルタ１０２によって通過されたＵＶ光及び／又はＮＩＲ光は光学的経路を介して光マルチプレクサ１０３に渡され、光学的経路はＵＶ光及び／又はＮＩＲ光を更にオンにして、能動ユニット１１５の外の光リンク１０４ａに通過させる。光リンク１０４ａにおける光は、異なるスペクトルの組み合わせであってもよい。あるいは光リンク１０４ａにおける光が各時刻における単一のスペクトルであり、それによって、異なるスペクトルは異なる時刻に光リンク１０４ａに伝送される。
【００３５】
光リンク１０４ａは、能動ユニット１１５を少なくとも１つの受動ユニット１１７と接続する。受動ユニット１１７は受動ユニット１１６のグループに配置することができ、受動ユニットの各グループは、光リンク１０４ｂによって相互接続された少なくとも１つ、多くの場合いくつかの受動ユニット１１７を含む。
【００３６】
他の実施形態では、複数の「受動ユニットのグループ」１１６が使用されてもよく、ここで、各グループに対して、別個の光リンク１０４ａが能動ユニット１１５内の光マルチプレクサ１０３に前記グループを接続している。
【００３７】
図１において、光マルチプレクサ１０３に接続された制御プロセッサ１００からの制御信号経路は、非アクティブであってもよい。しかし、別の実施形態では制御プロセッサ１００が制御信号を光マルチプレクサ１０３に渡し、いくつかの光リンク１０４ａのうちの１つを通過する光を選択することができ、各光リンク１０４ａはいくつかの「受動ユニットのグループ」１１６に接続される。
【００３８】
各受動ユニット１１７は、光透過フィルタ１０２によって通過された少なくとも１つのＵＶ及び／又はＮＩＲ波長スペクトルを選択するセレクタ１０５を含む。各スペクトルは、対応する受動ユニットセレクタ１０５によって選択されるように調整される。同じ所定のＵＶおよび／またはＮＩＲスペクトルを、２つ以上の受動ユニットセレクタ１０５によって選択することができる。各受動ユニットセレクタは、所定のＵＶ及び／又はＮＩＲスペクトルの単一又は複数を選択することができる。各受動ユニットには、２つまたはいくつかのセレクタがあってもよい。
【００３９】
セレクタ１０５によって選択されたＵＶスペクトルは、光路を介してセンサ１０６に渡される。センサは、蛍光可視光を全方向に放射するためにＵＶ光によって活性化される発光材料１０６を含む。フィルタ２０３（図２．２参照）はＵＶ光がセンサに伝送されたのと同様に、可視光がセレクタに逆に伝送されるのを防止するために配置される。
【００４０】
別の実施形態では、能動ユニット１１５がセレクタ１０５と、発光材料３３２、３４２、９０５、１００２、１１０７を含むセンサ１０６とを有する受動ユニット１１７にＵＶ光を通過させるとき、能動ユニット１１５から、前記セレクタ１０５にさらに送られるＵＶ光スペクトルを受信し、前記セレクタ１０５において、ＵＶ光フィルタ２０３が前記センサ１０６上にさらに受信光の一部を通過させ、発光材料３３２、３４２、９０５、１００２、１１０７におけるＵＶ光波長感度、時間遅延８１１〜８１２、別の時間遅延８１３〜８１４のうちの少なくとも１つの構成要素との組合せとして実行することができる。
【００４１】
別の実施形態では、能動ユニット１１５がセレクタ１０５を有する受動ユニット１１７と、荷電粒子発生器１１０８を含むセンサ１０６とに光を通すとき、能動ユニット１１５から、前記セレクタ１０５にさらに送られる受光スペクトルから、前記セレクタ１０５において、入射光の一部を前記荷電粒子発生器１１０８にさらに通す光フィルタ２０３と、前記荷電粒子発生器１１０８における光波長感度とのうちの少なくとも１つの構成要素との組合せとして実行することができる。
【００４２】
放射光は、測定対象物１０７ｂによって生成される外部影響１０７ａに影響される。外部影響１０７ａは発光材料によって放射された蛍光を変調するために、センサ１０６内の発光材料に照射されてもよい（又は、直接的であってもよい）。
【００４３】
代替的に又は追加的に、放射光を直接変調するために、蛍光に影響を及ぼすことができ、例えば、光を吸収又は反射することができる。
【００４４】
代替的に又は追加的に、セレクタから受け取ったＵＶ光に影響を及ぼすことができる。ＵＶ光は発光材料の励起の前に、吸収され、反射され、または散乱されてもよい。
【００４５】
放射された光は、振幅および／または波長が変調され、および／または時間または偏光にわたって変化されてもよい。変調された光は、例えば別個のリターン光路を介してセレクタ１０５に戻される。セレクタ１０５は、光リンク１０４ａを介して変調された光を能動ユニット及び光マルチプレクサ１０３に戻す。光マルチプレクサ１０３は変調された光を光受信器フィルタ１０８に、さらに電気信号を生成する光検出器１０９に通す。
【００４６】
検出器は、μＰＭＴ、マイクロ光電子増倍管、ＭＰＰＣ、マルチピクセル光電計数器、ＣＣＤ、電荷結合素子、ＰＤ、光検出器のうちの少なくとも１つであってもよい。
【００４７】
２つの異なるセレクタ１０５から送られる変調された光信号は、波長の部分又は時間隔の部分において互いに多くの方法で重複することができる。検出器信号は、制御ユニット１１８内のリアルタイムプロセッサ１１０に送信される。リアルタイムプロセッサ１１０は検出器信号を処理し、情報結果プロセッサ１１３に情報を送信し、結果定義１１２の制御下で結果出力信号を生成する。結果出力信号は、ユーザ１１４にデジタル的に送信されてもよい。また、リアルタイムプロセッサは、情報結果プロセッサ１１３による記憶および後の検索のために情報ロガー１１１に情報を提供する。
【００４８】
制御プロセッサ１００は、制御信号を光源１０１、光伝送フィルタ１０２、光検出器１０９、光マルチプレクサ１０３、および能動ユニット１１５の制御のための光受信器フィルタ１０８に供給するように配置される。さらに、制御プロセッサ１００は、リアルタイムプロセッサ１１０および情報ロガー１１１に制御信号を提供する。制御プロセッサ１００は、情報結果プロセッサ１１３から情報を受信する。制御ユニット１１８の構成要素の一部又は全部は、能動ユニットと同じエンクロージャ又は場所に配置することができる。
【００４９】
制御プロセッサ１００は光検出器１０９を介して能動ユニット１１５が光信号の検出をどのように選択するかを制御し、「量」情報をさらにリアルタイムプロセッサ１１０に送る。結果定義１１２は、ユーザによって要求された情報と、結果プロセッサ１１３が情報フローを処理するために必要とする他の必要な情報とを定義する。
【００５０】
プロセッサは時間依存アプローチ、時間フィルタ、周波数領域アプローチ、例えば、高速フーリエ変換、幾何学的アプローチ、微分方程式アプローチ、任意の種類の幾何学におけるモデルに関連する最良適合、ＡＩアプローチ、機械学習アプローチ、オペレータ制御アプローチ、フッシー論理アプローチ、ランダムアプローチなどのいくつかの方法で検出器からの情報を評価することができる。評価は、光学系、および／または電子機器、マイクロチップ、および／またはソフトウェアなどの任意の構成要素を使用することができる。評価は、１つまたはいくつかの測定対象からの情報に関連し得る。
【００５１】
測定対象は、静脈針挿入領域、創傷、皮膚の上下、携帯電話、衣服、身体着用物、公共環境、運動用具、車両、人体内、運動用具、車両、体内、電力生産設備、電気機器、生産プラント、電力伝送路、ケーブル、管、バッテリ、建物、コンクリート、構造物、生物構造物、水中構造物、情報システム機器、トラック、ベアリング付きシステム、ベアリング、システム、ベアリング、ベアリング付きシステム、自動車、自動車、自転車、自転車、飛行機、列車、電車、鉄道、ロケット、軍用飛行物体、弾丸、可動機器、スマートフォン、ラップトップ、ハザードボリューム、火災の危険箇所、爆発の危険箇所、人間の生命器官、脳、心臓、肺、肝のうちの少なくとも１つ又はこれらの一部とすることができる。
【００５２】
測定対象物の特性は、吸収性、透過率、屈折率、温度、ガス濃度などのうちの少なくとも１つとすることができ、さらに以下を参照のこと。
【００５３】
外部影響は、放射光、放射エネルギー、温度、重力場、加速度、圧力、荷電粒子、原子、イオン、分子、タンパク質、細胞、小体積の物質、電流、電場、磁場、磁束密度などのうちの少なくとも１つであってもよい。
【００５４】
測定出力は、ルミネッセンス材料、ＵＶ光および／または可視光、振幅、位相、偏光、外部影響の測度を形成する波長に作用する外部影響によって生成される光信号であってもよい。代替的または付加的に、測定出力は、そのような光信号の結果として生成される電気信号であってもよい。測定出力は、任意のプログラムの下で１つまたは複数のコンピュータで処理した後のコンピュータ出力とすることができる。
【００５５】
結果定義１１２は、
１  単位摂氏内の温度及び／又はパーセントで表した充填率に対応するような、量を各センサの定量化可能な値に接続する較正情報；
２  ロギング情報の計算方法；
３  信号アラートとアラームが充填率にどのように依存するか；
４  ユーザが入力した情報から他の変数を定義する方法；
５  処理された情報を結果出力にさらに渡すために、入力情報の処理をどのように行うべきか。
【００５６】
結果出力１１４に送られる情報は例えば、以下を含むことができる。
１．  各測定点の温度情報の記録；
２．  各測定点の充填率のロギング情報；
３．  他の定義済み変数のロギング情報；
３．  信号アラームおよび警告。
【００５７】
結果定義１１２は外部キーボードによって入力されることもあれば、事前に提供されることもあるし、コンピュータ・インターフェースを介して送られることもあるし、無線リンク１１９ｃによって送られることもある。
【００５８】
制御ユニット１１８は、能動ユニット１１５と同じエンクロージャ内に配置されてもよい。あるいは、制御ユニット１１８が無線リンク１１９ａを介して能動ユニット１１５に接続される。代替的に又は追加的に、無線リンク１１９ｂは、制御ユニット１１８と、移動電話及び／又はユーザコンピュータシステムであってもよい結果出力１１４との間に配置されてもよい。
【００５９】
以下、上記各項目についてさらに詳細に説明する。
【００６０】
図２．１は、複数の内部光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄおよびマルチプレクサ２２１を有する光源１０１を示す。制御プロセッサは、内部光源のうちの１つまたはいくつかを毎回選択する。
【００６１】
図２．２は、セレクタ１０５を更に詳細に示す。光リンク１０４ａは、光路外部光源インターフェース２０１に接続されている。受光されたＵＶ光は、ＵＶ光をパスフィルタ２０３に通過させるインターフェース２０２にリンク２０９ｃされ、このインターフェースは以下にさらに詳細に説明するように、光透過フィルタ１０２によって通過されたＵＶ光に対応する所定のＵＶスペクトルを有するＵＶ光のみを通過させるように構成される。また、パスフィルタ２０３は、蛍光体から放射される可視光の通過を防止するために設けられている。パスフィルタ２０３を通過したＵＶ光は、発光材料への通過のために界面２０４に通過する。
【００６２】
発光材料によって放射され、外部影響によって変調された可視光はインターフェース２０５によって受光され、対応する発光材料によって放射された波長スペクトルの光のみ、または任意選択として、前記スペクトルの一部のみを通過させるように構成された任意選択のパスフィルタ２０６を通過する。従って、パスフィルタ２０６は、他の光波長、例えば迷光（stray light）を低減する。変調された光は、インターフェース２０７に伝送され、光路２０９ｂを介してインターフェース２０１に戻る。迷光は、光ファイバ自体からの蛍光としても発生し得る。使用されるすべての光学構成要素は蛍光、反射または散乱を生成しないように、あるいは迷光を生成または受け入れないように配置されるべきである。
【００６３】
２つ以上の受動ユニットがある場合、インターフェース２０１からのＵＶ光はさらに光路２０９ａを通ってインターフェース２０８に入り、各々が受動ユニット１１７の少なくとも１つに接続された少なくとも１つの光リンク１０４ｂを通過する。光リンク１０４ａについて示されたすべての特徴は、光リンク１０４ｂにも適用可能である。
【００６４】
インターフェースの他の組み合わせからの光も、経路２１０ａ、２１０ｂ、および２１０ｃ内の光を通過させることが望ましくない場合がある。この効果は、セレクタ１０５の設計を最適化することによって低減することができる。最適化の１つの方法は、大量生産されたポリマー成形部品を使用することである。
【００６５】
図２．３は、複数の内部検出器１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄおよびマルチプレクサ２３１を有する検出器１０９を示す。
【００６６】
図３．１は、センサ１０６及び測定対象物１０７ｂを示す。センサ１０６は、インターフェース２０４に接続するためのインターフェース３３１と、インターフェース２０５に接続するためのインターフェース３３８とを備える。インターフェース３３１はＵＶ光を発光材料３３２に通し、この発光材料は、可視光をインターフェース３３３に放射する。ＵＶフィルタ３３４はＵＶ光が発光材料３３２を通過し、さらにフィルタ３３４を越えるのを防止するように配置される。
【００６７】
放射された光はフィルタ３３４を通過して伝送ユニット３３６に入り、さらにインターフェース３３８に入り、セレクタのインターフェース２０５に戻る。
【００６８】
ＵＶフィルタ３３４は発光材料を通過したＵＶ光が透過ユニット３３６に到達することを防止するために配置され、ＵＶ光は透過ユニット３３６において意図しない変調を引き起こし得る。
【００６９】
測定対象１０７ｂは情報経路１０７ａによって示されるように、発光材料３３２に直接外部影響を及ぼす少なくとも１つの特性３２５を備える。外部影響は酸素分子であってもよく、これは発光材料に供給されるか、または発光材料を取り囲み、発光材料の放射線を消光し、これは増加した酸素濃度での蛍光可視光線の放射線を変調し、減少させる。外部影響は温度であり得る。さらなる代替は、圧力などであってもよい。
【００７０】
代替的に、または追加的に、測定対象１０７ｂは、情報経路１０７ａ’を介して発光材料３３２によって放射された光に直接外部影響を及ぼす少なくとも１つの特性３３９を備える。伝送ユニット３３６は、電界を測定するように配置されたプローブであってもよい。プローブの光透過はプローブにおける電場に関連しており、例えばＮａｔｕｒｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ＩＳＳＮ  ２５２０−１１３１（オンライン）によって２０１８年１月８日に発行されたＶｉｔｔｏｒｉｏ  Ｆｅｒｒａｒｉによる論文「電場の歪みのないプローブ」を参照されたい。伝送ユニット３３６は、外部影響１０７ａ’を介して吸収性を測定することができる。さらなる代替は、散乱などであってもよい。
【００７１】
発光材料３３２の直接変調が矢印１０７ａに従って使用される場合、透過ユニット３３６は省略されてもよい。他方、放射光の変調が透過ユニット３３６によって使用される場合、矢印１０７ａによる発光材料３３２への影響は、最小化されるか、または事前に知られるべきである。
【００７２】
センサ１０６は、外部からの影響１０７ａ、１０７ａ’が発光材料３３２及び透過ユニット３３６に存在しない場合などに較正することができる。
【００７３】
較正は、いくつかのプロセッサ１００、１１０および１１３によって記憶されてもよく、後に検出された信号の補正のために使用される。
【００７４】
図３．２は、可視光を変調するために反射を使用するさらなるセンサ配置を示す。インターフェース２０４からのＵＶ光はインターフェース３４１に進み、さらに発光材料３４２に進み、可視光を放射する。任意選択のフィルタ３４８は、ＵＶ光が発光材料を越えて通過するのを阻止するように配置される。放射された可視光は、プリズムが空気によって取り囲まれている場合、インターフェース３４３を介してプリズム３４４に渡され、このプリズムはインターフェース３４６を介して光を反射し、全内部反射によってセレクタ・インターフェース２０５に戻る。プリズムが水などのより高い屈折率を有する、流体源３４７からの矢印１０７ａ’’によって示されるような流体３４５によって囲まれる場合、全内部反射は停止し、放射された可視光は、流体の存在によって変調される。プリズムは、光ファイバの端部にある円錐形（又は、円錐体／コーン）であってもよい。
【００７５】
上記の装置および特徴のさらなる変更は、以下で明らかになるのであろう。
【００７６】
光源１０１は、いくつかのまたは少なくとも１つの所定の波長スペクトルでＵＶ光を生成するように構成される。光源は、紫外線波長から赤外線波長までの幅広いスペクトルの光を放射するように配置されてもよい。広いスペクトルの光を放射するこのような光源は、大きなスペクトルを放射する水銀ランプである。
【００７７】
光透過フィルタは、ＵＶ光が通過するポリエステルカラーフィルタであってもよい。ポリエステルカラーフィルタは、１つの所定のＵＶ光スペクトルのみのＵＶ光を通過させるように調整することができる。このようなフィルタの一例は、ＧａｍＣｏｌｏｒの濃染ポリエステル色によって製造されたフィルタのタイプである。別のこのようなフィルタは、Ｅｄｍｏｎｄ  ｏｐｔｉｃｓによって市販されている「蛍光イメージング用のＤｉｃｒｏｎｉｃフィルタ」である。
【００７８】
ポリエステルおよび／またはダイクロニックカラーフィルタは、制御プロセッサ１００によって制御されるマルチプレクサおよび／または遮断ゲートなどの機械的または電気的手段によってＵＶ光の経路に導入される。
【００７９】
対応するセレクタ１０５では、ＵＶ光フィルタ２０３と同じポリエステルカラーフィルタおよび／またはダイクロニックフィルタが使用される。
【００８０】
ＵＶ光フィルタ３３４と同じポリエステルカラーおよび／またはダイクロニックフィルタが、対応するセンサ１０６において使用される。
【００８１】
また、各光透過フィルタは光パススルー材料、反射光、プリズムのような光学系、偏光子、回折およびナノスケール光学系、薄い金属被覆、透明材料、透明塗料、反射塗料のような複数の組み合わせ効果を使用してもよく、各組み合わせは入射波長スペクトルの一部をさらに通過する。
【００８２】
さらなる代替光源は、異なる波長の光を放射するいくつかのＬＥＤまたはレーザダイオードである。
【００８３】
能動ユニット１０１から引き渡される波長光スペクトルを変更するさらなる代替は、内部温度を変更するために光源１０１に渡される制御信号を使用することによる。多くの発光成分は温度変化、特にレーザダイオードがこの挙動を持つとき、発光波長スペクトルを変化させる。この副作用は、波長スペクトルを変化させるために使用することができる。
【００８４】
検出器１０９内で波長感度を選択するためのさらなる代替案は温度依存性が使用されるように、前記検出器１０９内の温度を制御することによる。
【００８５】
光源によって放出された光は、発光材料を励起する。図１３．１に蛍光を説明するＪａｂｌｏｎｓｋｙ図を示す。発光材料は、基底状態Ｓ０からより高い状態Ｓ１へ電子を移動させる高エネルギー光子を吸収する。この系は振動的に緩和し、最終的にはより長い波長で蛍光を発する。蛍光寿命は、光子を放出する前に分子がその励起状態に留まる平均時間を指す。寿命は、０．５ナノ秒〜２０ナノ秒の範囲であってもよい。
【００８６】
本文脈で使用することができる多くの発光材料がある。フルオロフォアは、光励起時に光を再放出することができる蛍光化合物である。ほとんどのフルオロフォアは２０〜１００原子の有機小分子であるが、タンパク質であるはるかに大きな天然フルオロフォアも存在する。
【００８７】
フルオロフォアは、その蛍光が環境特性によって影響される場合、プローブまたは指示薬として使用される。蛍光体は発光材料を形成するために、バインダー材料中に埋め込まれてもよい。いくつかの異なるタイプのフルオロフォア、例えば、赤色光を放射する１つのタイプおよび緑色光を放射する１つのタイプのフルオロフォアを、同じバインダー材料中に配置することができる。
【００８８】
フルオロフォアは、励起および発光スペクトルのピークに対応する最大励起および発光波長を有する。最大励起スペクトルは約３２５ｎｍから６００ｎｍの範囲であり、少数の材料は依然としてより大きいまたはより小さい励起波長を有する。最大発光波長は４００ｎｍから７００ｎｍの範囲にあり、励起光の波長への依存性は非常に少ない。しかしながら、励起光のエネルギーは、通常、放射光よりも大きくすべきである。
【００８９】
本明細書では、光源が発光材料を励起することができる光を放射すべきである。さらに、異なる所定の放射ＵＶ波長スペクトルを生成することができる。
【００９０】
これは、２４０ｎｍから光を生成する利用可能なＬＥＤによって行われてもよい。ＬＥＤは、狭い波長帯域幅を有する紫外線を生成することができる。
【００９１】
代替の光源は、１２６ｎｍの波長まで光を発生し得る紫外線レーザである。
【００９２】
より連続的なスペクトルを持つＵＶ光源は、キセノンアークランプと水銀蒸気ランプである。
【００９３】
本文脈において、光は５０ｎｍ〜１５．０００ｎｍの波長を有する任意の電磁波エネルギーを手段し、「紫外線」は５０ｎｍ〜４００ｎｍの波長を有する光を手段し、「可視光」は４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有する光を手段し、「近赤外線」（近赤外線）は７００ｎｍ〜１４００ｎｍの波長を有する光を手段し、「赤外線」は、１４００ｎｍ〜１５．０００ｎｍの波長を手段する。
【００９４】
多くの発光材料は発光光として紫外線を必要とするため、本明細書では「紫外線」という条件を、対応する発光材料を励起することができる任意の光について使用し、多くの発光材料は可視光を放射するので、「可視光」という条件は発光材料によって放射される任意の光について使用し、「近赤外線」という条件は本明細書では荷電粒子発生器の励起のために使用されるが、そのような励起のために任意の光を使用することができる。可視光はルミネセンス材料または発光材料の励起のために、ＵＶ光の代わりに使用され得る。また、発光材料または発光材料からの発光光として、可視光の代わりに赤外線または紫外線を用いてもよい。荷電粒子発生器の励起には、ＵＶ光、可視光、ＮＩＲ光またはＩＲ光などの任意の光を使用することができる。
【００９５】
より長い波長（３５０ｎｍ〜４００ｎｍ）のＵＶスペクトルは、より長い波長（赤色）の可視光を放射する発光材料を励起するために使用されることができ、逆もまた同様である。
【００９６】
「スペクトル」は、波長の関数としての光強度のプロットである。
【００９７】
光源１０１は、波長：２００ｎｍ〜２５０ｎｍ；２５０ｎｍ〜３００ｎｍ；３００ｎｍ〜３５０ｎｍ；および／または３５０ｎｍ〜４００ｎｍを有するＵＶ光であり得る、複数または少なくとも１つの異なる所定のＵＶ光スペクトルを放出する。
【００９８】
代替的に又は追加的に、光源は、複数の又は少なくとも１つの異なる所定のＮＩＲ波長光スペクトルを放射する。
【００９９】
代替的または追加的に、光源は例えば、ユーザまたは他の測定タスクに渡された、試験に使用される、複数の異なる所定の可視光スペクトルを放出する。
【０１００】
このような波長スペクトルは、図４．１に示すような広帯域ＵＶ光源によって生成することができる。ＵＶ光源が発する光は、上記の波長帯域でＵＶ光源を分割するプリズムを透過することができる。１つの所定の波長スペクトルが図４．２に示されている。別の所定の波長スペクトルを図４．３に示す。プリズムを備えたこの実施形態では、光透過フィルタ１０２は過剰であり、省略してもよい。
【０１０１】
別の光源１０１は図２．１に示すように、同じくマルチプレクサ１０３に接続されたインターフェース２２１にそれぞれ接続された幾つかのレーザ、ＬＥＤ、蛍光ランプ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄなどであってもよい。制御プロセッサ１００は、所望の所定の波長スペクトルに対応するレーザ又はＬＥＤを、一度に１つ又は一度にいくつか起動するように構成される。
【０１０２】
別の検出器１０９は図２．３に示すように、それぞれインターフェース２３１に接続された別個の可視波長スペクトルを検出するいくつかの検出器１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄを内部的に使用することができる。制御プロセッサ１００は、検出器のうちの１つまたはいくつかを、所望の所定の検出波長スペクトルに独立して作動させるように構成されてもよい。各検出器からの電気信号は、一度に１つずつ、または同時にリアルタイムプロセッサ１１０に渡すことができる。
【０１０３】
図５．１および図５．３は光源１０１によって放射され、光リンク１０４ａによって受動ユニット１１７に伝送される、２つの異なる所定の波長スペクトルを示しており、それによって、受動ユニットのセレクタ１０５は、対応する所定の波長スペクトルを選択する。光は、図５．２に示すように可視光を放射する、対応するルミネッセンス物質に影響を及ぼす。
【０１０４】
図６．１は、光受信器フィルタ１０８によって受光される可視光を示す。制御プロセッサの制御の下で、受信器フィルタ１０８は図６．２に示すように波長スペクトルの一部をフィルタ除去し、これを検出器に渡す。レシーバフィルタ１０８は入射スペクトルの一部をさらに検出器１０９に渡し、通過した波長ごとの強度が入射強度よりも低くなるようにする。
【０１０５】
図７．１は発光材料が受光したＵＶ光を示しており、これは図７．２に従った第１のスペクトルの可視光を放射する。吸収材料３３６または反射体積（３４４および３４５）の通過後、放射光は図７．３に示されるように、減少した振幅を有する。
【０１０６】
図８．１は多くのＵＶ刺激波長のうちの１つについて、ＵＶ光によって照射されたときに、時間の関数として発光材料によって放射された多くの可視波長のうちのどれだけが遅延されるかを示す。この図は効果の原理を示しており、実際の強度及び時間スケールは、単に概略的なものである。ＵＶ光刺激が増加する（８１１）と、可視光が生じる（８１２）前の時間遅延は非常に短く、典型的なスケールは１  ｎｓである。ＵＶ光刺激が減少すると（８１３）、可視光強度が１／１０に減少するまでの遅延は、典型的には２０  ｎｓである（８１４）。検出器がこの情報をリアル・プロセッサ１１０に渡すとき、ＵＶ波長のうちの少なくとも１つについて、および可視波長のうちの少なくとも１つについて、時間遅延８１１〜８１２、および／または時間遅延８１３〜８１４は、この情報を、リアル・タイム・プロセッサ１１０における処理のために使用して、結果をさらに渡すことができる。２つの前記遅延のいずれか１つは、例えば燐光及び／又は放射性発光塗料を添加することによって、時間枠内で増加させることができる。光信号として検出器１０９に渡されたときに記載された効果はリアルタイムプロセッサ１１０で情報が処理された後に、異なる受動ユニットからの光信号を選択するために使用され得る。この効果を使用する場合、８１３から８１４までの時間遅延は、この時間遅延がより長く、したがって、より容易に検出されるので、好ましい。
【０１０７】
光リンク１０４ａは、能動ユニット１１５から受動ユニット１１６の１つまたはいくつかのグループに両方向に光を伝送することができる伝送リンクである。
【０１０８】
光リンク１０４ｂは、１つの受動ユニット１１７から別の受動ユニット１１７に両方向の光を伝送できる伝送リンクである。これは、光リンク１０４ａと同様であってもよい。
【０１０９】
光リンク１０４ａ、１０４ｂの一例は、光ファイバまたは光ファイバの束である。他の例は、延伸可能なポリマーをベースとするライトチューブである。このようなチューブは、生体適合性であり得、そして移植可能であり得る。光ファイバはまた、高温を取り扱うように設計されてもよく、および／または酸などに対する耐薬品性を有する可能性がある。周囲光のためのような、異なる種類の保護を使用することができる。
【０１１０】
光リンク長は、非常に短くても、非常に長くてもよい。一例は、３ミリメートル〜１００メートル（および１００ｋｍまで）である。長い光リンクはその公称長の１０％から２０００％まで調節可能であるために、ばねとしてコイル状に巻かれた光ファイバとすることができる。スプリングは、フラットにすることができる。
【０１１１】
光リンクの他の例は、流体または気体で満たされた容積である。典型的な容積は、チューブであり得る。ガス圧は典型的には１バールであり、１０〜１２バール〜５００バールの範囲に制限される。
【０１１２】
光リンク１０４ａ、１０４ｂの別の例は、光が通過するときに偏光を維持する設計、および／または光が通過するときに偏光をもたらす設計、および／または光が通過するときに異なる光学モードをもたらす設計、および／または異なる波長に対して屈折率が異なる設計である。
【０１１３】
光リンク１０４ａ、１０４ｂの別の例は、上述した方法の少なくとも１つが使用されるなど、上述した複数の例が組み合わされる場合である。
【０１１４】
また、光リンクは、何らの境界もなく空気中を通過する光線であってもよい。
【０１１５】
光路は、光リンクよりも短い長さを有することができる。光路は、高圧、振動、電磁放射および／または高エネルギー粒子に耐えるように構成されてもよい。光路は、複数の透明および／または反射材料で充填され得る管またはキャビティであり得る。光路は、光ファイバであってもよい。光路を配置し、２箇所または数箇所の間で光を透過させる。
【０１１６】
図９は、発光材料９０５が配置されるセンサボリューム（又は、センサ容積／センサ体積）９０６を備えるセンサを示す。発光材料は、発光材料９０５内に懸濁または分割された複数のフルオロフォア９０４を含む。外部影響１０７ａは発光材料９０５を通過し、それによって発光材料からの可視光の放射に直接影響を及ぼす気体または流体の流れであってもよい。外部からの影響は、ボリューム（又は、容積／体積）９０６内に存在するか、またはそこに伝導される温度とすることができる。容積９０６は、非常に小さくても、非常に大きくてもよい。ＵＶ光は、インターフェース２０４（図２．２参照）からインターフェース９０２へ、さらに容積９０６へ通過する。発光材料によって放射された可視光は、インターフェース９０３を介してインターフェース２０５に送られる。
【０１１７】
図１０は、放射光の吸収または反射または散乱のための対応する配置を示す。センサは、外部影響１０７ａに影響される光学材料１００６を含むセンサ容積１００７を含む。光学材料１００６は、ガスまたはセンサ容積１００７を通過する流体であってもよい。光学材料は、センサ容積１００７に配置されたまたはこれを通過する試薬と反応する化学化合物であってもよい。光学材料は上述したように、電界を測定するためのプローブであり得る。外部影響は、通過するまたは反射器に配置される異なる屈折率を有する流体であってもよい。
【０１１８】
ＵＶ光は、インターフェース１００１によってインターフェース２０４から受け取られ、可視光を放射する発光材料１００２に渡される。光学フィルタ１００３ａは、光学材料へのＵＶ光の通過を妨げることができる。発光材料によって放射された可視光は、ボリューム１００７内の光学材料１００６を通過するように配置され、インターフェース２０５に接続されたインターフェース１００５にさらに通過する。反射された可視光は、インターフェース１００４を介してインターフェース２０５に送られる。
【０１１９】
図１１は、ＵＶ光をインターフェース１１０１からインターフェース１１０４に向け、ＮＩＲ光をインターフェース１１０２からインターフェース１１０５に向け、可視光をインターフェース１１０６からインターフェース１１０３に集めるセレクタ１０５を示す。光源１０１はＮＩＲ光を放射し、ＵＶ光を放射することもできる。ＮＩＲ光は、荷電粒子発生器１１０８を活性化して、例えばエレクトロルミネッセンスによって可視光を放射するルミネッセンス材料１１０９に渡される電子のような荷電粒子を生成する。ＵＶ光１１０４は、任意の発光材料１１０７に通される。任意選択の光学フィルタ１１１１は、ＵＶ光が発光材料１１０９に伝わるのを防止することができる。測定対象物１０７ｂは、外部影響１０７ａ、１０７ａ’、１０７ａ’’および１０７ａ’’’のうちの少なくとも１つによって特性を通過させることによって、複数の特性１１１０を通過させることができる。可視波長スペクトルにおける変調された光信号は、セレクタ１０５内のインターフェース１１０３を介してインターフェース１１０６を経由してさらに検出器１０９に渡される。
【０１２０】
外部影響１０７ａは、図３．１に従う実施形態に類似する放射可視波長スペクトルを急冷することによって、発光材料１１０７を変調する（又は、改変する）。外部影響１０７ａ’は、図３．１による実施形態と同様の放射可視波長スペクトルを消光することによって、ルミネッセンス材料１１０９を変調する。外部影響１０７ａ’’は通過した可視波長スペクトルを例えば、吸収、偏光または反射を介して図３．２に従う実施形態に類似した通過した情報１０７ａ’’として変調する。外部影響１０７ａ’’’は、荷電粒子発生器１１０８が荷電粒子をどのように生成するかを変調する。その結果、発光材料１１０９からの放射光を変調することができる。
【０１２１】
代替として、外部からの影響（１０７ａ、１０７ａ’、１０７ａ’’、１０７ａ’’’）によって測定対象物１０７ｂからセンサ１０６に情報が渡されるときに、物質を含む体積のわずかな部分を情報としてセンサに渡すことができる。体積の大きさは原子の大きさからヒトの細胞の大きさであってもよいが、より大きくてもよい。
【０１２２】
代替として、例えば、図３．１、図３．２、図９、図１０及び図１１に示すように、外部影響（１０７ａ、１０７ａ’、１０７ａ’’）によって測定対象物１０７ｂからセンサ１０６に情報が渡されるとき、代替として又は付加的に、情報経路（１０７ａ、１０７ａ’、１０７ａ’’、１０７ａ’’’）によって通過された前記外部影響は対流熱伝達によって、波長光スペクトルによって、光偏光によって、絡み合いによって、発光材料に伝導される、又は発光材料を取り囲む温度として渡されてもよい。発光材料への直接の影響により測定され、可視光の放射を変調する特性は、分子、蛋白質、細胞、磁場、振動、圧力、圧力による振動、電子のような粒子の放射、電磁波の放射、周囲の液体を用いることによる、拡散を用いることによる、小型容器を用いることによる、拡散による、小型容器を用いることによる、ブラウン運動による、力学による、電気力による、磁気力による、光による、振動による、振動による、圧力による、電子のような粒子の放射による、特性である。
【０１２３】
代替として、外部影響（１０７ａ、１０７ａ’、１０７ａ’、１０７ａ’’’）によって測定対象１０７ｂからセンサ１０６に情報が渡されるとき、前記外部影響は、上述の方法の少なくとも１つを使用して外部影響を渡すことができる複数の方法によって渡すことができる。
【０１２４】
さらなる実施形態を図１２．１および１２．２に示す。図１２．１は、ＵＶ光を放射する１つまたは複数のＬＥＤ１４０１を含む能動ユニット１４１５を示す。ＬＥＤは、制御プロセッサ１４１１によって制御される。ＬＥＤからのＵＶ光は、コリメータレンズ１４０３によって少なくとも１つの光路１４０２に集光される。さらなるコリメータレンズ１４０４はスペクトル１４０６によって示されるように、所定の波長スペクトル、例えば３００ｎｍ〜３５０ｎｍのＵＶ光のみを通過させる鋭い（又は、シャープな）ＵＶフィルタ１４０５上にＵＶ光を集束させる。制御プロセッサ１４１１によって制御される機械的スライダによって選択可能な、少なくとも２つの異なる鋭いＵＶフィルタがある。さらなるコリメータレンズ１４０７は通過したＵＶ光を別の光路１４０８で集束させ、さらに更なるコリメータレンズ１４１０はＵＶ光を光学フィルタ１４１２（ＵＶ反射／可視光透過フィルタ）で集束させる。フィルタは、光路１４０８に対して４５度で配置される。光学フィルタ１４１２は図１に示されるように光リンク１０４ａに接続される光路１４１４に、図中右側に、さらにコリメータレンズ１４１３を介して、ＵＶ光を反射するように配置される。
【０１２５】
さらに、光学フィルタ１４１２は、光リンク１０４ａから図の右から到達することができる可視光を通過させるように配置される。光学フィルタ１４１２のスペクトル分布はスペクトル１４１９において概略的に示され、低透過は光の反射をもたらし、高透過は光の通過をもたらす。これにより、光路１４１４を介して光リンク１０４ａから到達した可視光は、コリメータレンズ１４１３によって集束され、光フィルタ１４１２を図中左側に通過する。可視光は、コリメータレンズ１４１６によって、さらなる光路１４１７に集束される。さらにコリメータレンズ１４１８を介して、可視光は少なくとも１つの検出器１４０９に集束され、この検出器は可視光を、リアルタイムプロセッサ１４１０に送られる電気信号に変換する。
【０１２６】
光リンク１０４ａの他端は、図１２．２に示す受動ユニットに接続されている。受動ユニットは、フィルタ１４１２と同じタイプでスペクトル１４３４を有するＵＶ反射／可視光パスフィルタ１４３３で受光されたＵＶ光を集束させる光路１４３１およびコリメータレンズ１４３２を備える。左から通過するＵＶ光は、下方に９０°リンクされ、コリメータレンズ１４３５によって光路１４３６に合焦される。さらなるコリメータレンズ１４３７は、フィルタ１４０５と同じタイプで、スペクトル１４３９を有する鋭いＵＶ透過フィルタ１４３８でＵＶ光を集束させる。フィルタバンド内のＵＶ光はフィルタ１４３８を右に通過し、残りのＵＶ光は図中右に反射される。
【０１２７】
フィルタ１４３８を通過したＵＶ光はコリメータレンズ１４４０によって光路１４４１に集束され、さらにコリメータレンズ１４４３を介して、スペクトル１４４６を有し、光路に対して４５°で配置されたＵＶ反射／可視光透過フィルタ１４４４に集束される。フィルタ１４４４における入射ＵＶ光は、図中左側に反射され、コリメータレンズ１４４７によって光路１４４８に合焦され、発光材料１４４２に渡される。
【０１２８】
発光材料は、ＵＶ光によって励起されると、可視光をあらゆる方向に放射する。可視光線は光路１４４８内を右に通過し、コリメータレンズ１４４７によって光学フィルタ１４４４で集束される。光学フィルタは、コリメータレンズ１４４９によって集束された可視光線を光路１４５０で通過させる。可視光線はコリメータレンズ１４５１によって反射プリズム１４５２で集束され、図中下方に通過し、コリメータレンズ１４５４によって光路１４５５に集束される。可視光線は反射プリズム１４５７においてコリメータレンズ１４５６によってさらに集束され、それは可視光線を右に反射し、コリメータレンズ１４５８を介して別の反射プリズム１４５９に反射し、それは可視光線を図において上方に通過させる。
【０１２９】
反射プリズム１４５７、１４５９は、ボリューム１４４５に含まれる被測定媒体に接触している。測定される媒体は、繊維、例えば綿、および繊維間の空気を含む創傷における包帯であってもよい。巻きつけられた噴出物を与えるとき、流体はプリズム１４５７および１４５９とのインターフェースにおける光学特性の外部影響を実行し、その結果、検出され得る変調が生じる。例えば、プリズム１４５７および１４５９の全内部反射はプリズムの外表面に流体が存在する場合に部分的または完全に除去され、それによって、プリズムは可視光を反射しなくなる。
【０１３０】
プリズム１４５９から図中上方を通過する可視変調光は、コリメータレンズ１４６０によって光路１４６１に集束される。さらなるコリメータレンズ１４６２は可視変調光を反射プリズム１４６３で焦点合わせし、コリメータレンズ１４６４は、光を２対１のコンバイナ（又は、結合器）１４６５で焦点合わせする。変調された光はコンバイナ１４６５に沿って通過し、コリメータレンズ１４７８は、可視光に対して透過性である前記フィルタ１４３３で光の焦点を結ぶ。可視変調光は上述のように、コリメータレンズ１４３２および光路１４３１を介して光リンク１０４ａに図中左側に通過する。
【０１３１】
鋭いＵＶフィルタ１４３８を通過しないＵＶ光は、フィルタ１４３８によって図中右に反射され、コリメータレンズ１４６６によって光路１４６７で、さらにコリメータレンズ１４６８を介して反射プリズム１４６９に合焦される。ＵＶ光は図中上方を通過し、光路１４７１においてコリメータレンズ１４７０によって集束され、さらに、スペクトル１４７９を有し、フィルタ１４３３と同じタイプであるＵＶ反射／可視光透過フィルタ１４７３においてコリメータレンズ１４７２によって集束される。ＵＶ光は、図中右に反射され、コリメータレンズ１４７４によって、光リンク１０４ｂを介して別の受動ユニットに結合され得る光路１４７５に合焦される。このようにして、受動ユニットによって受光され、発光材料のために選択されないＵＶ光は、存在する場合には次の受動ユニットにさらに進む。
【０１３２】
次の受動ユニットは変調された光信号を生成することができ、光路１４７５によって右から受信され、可視光を透過する光フィルタ１４７３においてコリメータレンズ１４７４によって合焦される。したがって、次の受動ユニットからの可視変調光はフィルタ１４７３を通って左側に通過し、光路１４７７でコリメータレンズ１４７６によって集束される。光路１４７７は、２対１の結合器１４６５の上側分岐に接続され、第１の受動ユニットからの任意の変調光と結合される。可視変調光は上述したように、最終的に検出器によって受光される。
【０１３３】
プリズム１４５７および１４５９は、プリズム間の光が前記外部影響を形成する吸収性材料を通過するように配置されてもよい。吸収性材料が空気のような気体である場合、より少ない吸収性があり、吸収性材料が創傷滲出液のような流体を含む場合、より多くの吸収性がある。
【０１３４】
図１３．２は、２つの波長スペクトル１３０１および１３０２によって生成される波長スペクトル１３０３を示す。２つの波長スペクトル１３０１、１３０２は、２つのＬＥＤによって、または２つの異なるフィルタによってフィルタリングされた単一の光源によって生成することができる。合成された波長スペクトル１３０３は、光リンク１０４ａに送信される。受動ユニットは、それらが分離可能であるので、一方または他方の波長スペクトルを選択してもよい。
【０１３５】
図１３．３は、２つの波長スペクトル１３０４および１３０５によって生成される別の波長スペクトル１３０６を示す。２つの波長スペクトル１３０４、１３０５は、２つのＬＥＤによって、または２つの異なるフィルタによってフィルタリングされた単一の光源によって生成することができる。合成された波長スペクトル１３０６は、光リンク１０４ａに送信される。結合された波長スペクトル１３０６は、頂部が近すぎるため、受動ユニットによって容易に分離できない。したがって、結合された波長スペクトル１３０６は、単一の波長スペクトルとして使用され得る。
【０１３６】
図１４．１は、外部影響１４０３を介してセンサ１４０２に影響を及ぼす、少なくとも１つの測定特性１４０５を有するセレクタ／センサ１４０２と測定対象物１４０４とを備える単一の受動ユニット１４０１を示す。
【０１３７】
図１４．２は、セレクタ／センサ１４１２、１４２２と、少なくとも１つの測定対象物特性１４１５、１４２５を含む測定対象物１４１４および１４２４とをそれぞれ備える２つの受動ユニット１４１１および１４２１を示す。測定特性は、外部影響１４１３および１４２３を介してセンサに影響を及ぼす。
【０１３８】
図１５．１〜１５．４は、異なるセレクタ構成を示す。図１５．１は図１に対応する単純な構成を示し、コネクタ１５０２はインターフェース１５０３への送信のためのＵＶ−光を受け取り、インターフェース１５０４から可視光を受け取り、場合によってはインターフェース１５０５からも受け取る。更に、コネクタ１５０５を介して更なる少なくとも１つの受動ユニットへのＵＶ光の透過がある。図１５．２はチェーン内にさらなる受動ユニットが存在しない場合の構成を示し、コネクタ１５１２はインターフェース１５１３への伝送のためのＵＶ光を受け取り、インターフェース１５１４から可視光を受け取るためのものである。図１５．３はインターフェース１５３４にＵＶ光を通過させるための第１の別個のコネクタ１５３３と、更に、インターフェース１５３６を次の少なくとも１つの受動ユニットにインターフェースさせるための構成、及び、場合によっては、インターフェース１５３５を介してセンサによって生成され、場合によってはインターフェース１５３７からも受信される可視光を戻すための第２の別個のコネクタ１５３２とを示す。最後に、図１５．４は、すべての送信オプションが同じ構成要素１５５８に含まれる代替構成を示す。コネクタ１５５３はＵＶ光をインターフェース１５５４に、また、コネクタ１５５６を介してさらに少なくとも１つの受動ユニットに送信するために配置される。コネクタ１５５２は、インターフェース１５５５からの可視光、および任意選択の更なる少なくとも１つの受動ユニットからのコネクタ１５５７からの可視光を受光するために配置される。
【０１３９】
図１６は、能動ユニット１１５に対応する能動ユニット１６０１が光リンク１６０２に接続された構成を示す。スプリッタ１６０３は、３つの光リンク分岐（又は、ブランチ／分岐部）１６０４、１６０５、１６０６でＵＶ光を分割する。分岐部１６０６はＵＶ光を第１の発光材料１６１２を含む受動ユニット１６１０に送信し、このＵＶ光は、外部影響１６１４を介して測定対象物１６１５によって影響を受ける。さらに、第２の発光材料１６１３を含む第２の分岐があり、これは、いかなる外部影響によっても影響されない。第１の発光材料は赤色光のような第１の波長スペクトルの光を放出することができ、第２の発光材料は、緑色光のような異なる波長スペクトルの光を放出することができる。第２の発光材料は、較正のために使用される。いかなるエラー源も、第１および第２の発光材料の両方、ならびにエラー源を補償するために使用することができる伝送経路に同様に作用する。第２のブランチ１６０５は、同様の方法で第２の受動ユニット１６０９を動作させる。第３の分岐１６０４は、光リンク１６１７によって相互接続された２つの直列接続受動ユニット１６０７および１６０８を動作させる。
【０１４０】
図１７は図１で説明したように、光源１０１、オプションの光伝送フィルタ１０２、オプションの光マルチプレクサ１０３、光検出器１０９、及びオプションの光受信器フィルタ１０８を備えた能動ユニット１１５を示す。すべての構成要素および接続光路は、一般漏洩物体１７０１を介して互いに光学的に影響を及ぼし得る。構成要素はこれらの漏れが測定の妨げにならないように、例えば、光学構成要素間に光吸収材料を配置することによって、高光学密度（ＯＤ）を有するフィルタを使用するなどして、配置されてもよい。
【０１４１】
図１８．１乃至図１８．５は、１つまたは複数の受動ユニット１１７または受動ユニット１１６のグループへの光リンクを介した能動ユニット１１５間の異なる接続可能性を示す。図１８．１は、単一の光リンクを介して能動ユニット１１５に接続された単一の受動ユニット１１７を示す。図１８．２は、少なくとも２つの受動ユニット１１７を備え、単一の光リンクを介して能動ユニット１１５に接続される受動ユニット１１６の単一のグループを示す。図１８．３は少なくとも２つの受動ユニット１１７を備え、二重光リンクを介して能動ユニット１１５に接続される受動ユニット１１６の単一グループを示し、ＵＶ光は１つの光リンクを通過してもよく、可視戻り光は他の光リンクを通過してもよい。図１８．４は、各光リンクが少なくとも１つの受動ユニット１１７に接続されている、３つの光リンクなどの少なくとも２つに接続するためのスプリッタを備える能動ユニット１１５を示す。図１８．５は３つの光リンクなどのいくつかの光リンクに接続するためのスプリッタを備える能動ユニット１１５を示しており、各光リンクは、それぞれ少なくとも２つの受動ユニット１１７を備える受動ユニット１１６のグループに接続されている。他の組み合わせを使用してもよい。
【０１４２】
図１９は、センサ１９０１を備える受動ユニットを示す。ＵＶ光はインターフェース１９０６を介して受光され、可視光はインターフェース１９０７を介して戻される。ＵＶ光は発光材料１９０２に光を放出させ、この光は外部影響１９０５を介して測定対象物１９０４の特性によって変調される。ＵＶ光の一部は、光路１９０８を介して、外部からの影響を受けず、較正のために使用される第２の発光材料１９０３に渡される。
【０１４３】
図２０．１〜図２０．５は、能動ユニット１１５と受動ユニット１１６のグループとの間の光リンクの実施形態を示す。図２０．１は、能動ユニット１１５と受動ユニット１１６のグループとを相互接続する単一の光ファイバを示す。図２０．２は二重光ファイバを示しており、第１のファイバは受動ユニットのグループにＵＶ光を伝送することができ、第２のファイバは、受動ユニットのグループから可視光を伝送することができる。図２０．３は、ＵＶ光および可視光が空気または気体などの媒体中で光線として透過され得ることを示す。図２０．４は、光リンクが光ファイバなどの３つ（またはそれ以上）の伝送経路を備えることができることを示す。
【０１４４】
図２０．５は、１つまたは複数の光源および１つまたは複数の検出器を有する少なくとも１つの能動ユニット１１５を示す。受動ユニット１１６の少なくとも１つのグループがあり、各受動ユニットは少なくとも１つのセンサを含む。いくつかの光路２０５１があり、各光路は、光源１０１、送信機フィルタ１０２、マルチプレクサ１０３、受信器フィルタ１０８、および検出器１０９のうちの少なくとも１つに一方向または両方向に光を伝送する。光路２０５１が多くの経路を含む場合、能動ユニット内の他の経路も１つまたは複数の光路を有する。各光路２０５１は、能動ユニットの近くに配置された表面２０５２の排他的部分で終わる。いくつかの光路２０５７があり、各光路は、受動ユニット１１７、セレクタ１０５インターフェース２０１、１５０２、１２１２、１５３２、１５３３、１５５２、１５５３、２７０７、またはセンサ１０６のうちの少なくとも１つに一方向または両方向に光を伝送する。各光路２０５７は、受動ユニットの近くに配置された表面２０５６の排他的部分で終わる。レンズなどの光学構成要素２０５４はインターフェース２０５３および２０５５を介して、表面２０５２の大部分を表面２０５６の大部分に投影し、その逆もまた同様である。投影は、同時に又は異なる時点で行うことができる。インターフェースは光を透過することができ、ガラス、ガス、空気、液体、水、または真空とすることができる。光学部品は、レンズまたはレンズ系、少なくとも１つの可動ミラーとして配置されたスキャナ、マルチプレクサ、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。ＵＶ光などの光源１１５からの光は、１つまたは複数の光路２０５１に伝送され、１つまたは複数の光路２０５７に投影されて、前記受動ユニット群の少なくとも１つのセンサに伝送される。前記受動ユニット内の各センサからの光、例えば可視光は１つまたは複数の光路２０５７に伝送され、１つまたは複数の光路２０５１に投影されて能動ユニット内の少なくとも１つの検出器に伝送され、検出器は各ピクセルが検出器であるＣＣＤとすることができる。
【０１４５】
図２１は、２つの別々の光路が使用される受動ユニットのより詳細な実施形態２１０１を示す。セレクタ２１０２はインターフェース２１０４（フィルタ２１０５を含み得る）を介してＵＶ光を発光材料２１０６に通過させ、それはインターフェース２１０８を介して吸収材料２１０９に透過される可視光を発する。インターフェース２１０８は、任意選択で、ＵＶ光が吸収性材料を通過するのを防止するフィルタ２１０７を含むことができる。測定対象物２１１３は外部影響２１１４を介して吸収性材料に作用し、可視光を変調する。変調された可視光は、インターフェース２１１１を介して第２の光路２１１２に伝送され、それは可視光をセレクタ２１０２を介して能動ユニットに伝え戻す。任意選択のフィルタ２１１０をインターフェース２１１１内に配置することができる。
【０１４６】
図２２は、ＵＶ光および可視光が受動ユニット内部の同じ光路を通過する実施形態２２０１を示す。セレクタ２２０２は、インターフェース２２０４（任意選択でフィルタ２２０５を含む）を介してＵＶ光を吸収性材料２２０６に透過させる。ＵＶ光は吸収性材料を通過し、インターフェース２２０８（任意選択でフィルタ２２０７を含む）を介して発光材料２２０９に至る。蛍光体２２０９は、全ての方向に可視光を発する。また、蛍光体２２０９の端部にミラーを配置してもよい。可視光は、インターフェース２２０８を介して吸収性材料に戻るように透過される。測定対象物２２１１は外部影響２２１０を介して吸収性材料に作用し、インターフェース２２０４およびセレクタ２２０２を介して能動ユニットに送られる可視光を変調する。
【０１４７】
図２３は一実施形態２３０１を示し、そこでは、セレクタ２３０２が光路を介してインターフェース２３０４にＵＶ光を送信する。ＵＶ光はインターフェース２３０６（任意選択で、フィルタ２３０７を含む）を介して、プリズムの外側に空気が存在する場合、光を反射するが、プリズムの外側に流体（水）が存在する場合、光を反射しないプリズムであってもよい変調材料２３０８に通過する。同様の動作は、鋭い曲がりを有する光ファイバによって得ることができる。測定対象物２３１６は、流体の存在または非存在であり得る外部影響２３１７を介して変調材料２３０８に作用する。変調材料を通過するＵＶ光はインターフェース２３１０（任意選択でフィルタ２３０９を含む）を介して発光材料２３１１に通過し、この発光材料は、変調材料２３０８を通過するＵＶ光に依存して発光する。可視光は、インターフェース２３１３（任意選択でフィルタ２３１２を含む）および光路２３１４を介してインターフェース２３１５およびインターフェース２３０４に通過する。あるいは、変調材料が外部影響、例えば温度によって変調されるフィルタであってもよい。したがって、ＵＶ光は発光材料を刺激する前に、前記外部影響によって変調される。
【０１４８】
図２４は、セレクタ２４０３がＵＶ光をスプリッタ２４０４に伝達する実施形態２４０１を示す。第１の経路２４０５はインターフェース２４０６（任意選択でフィルタ２４０７を備える）を介してＵＶ光を透過し、さらに、外部影響を受けず、較正に使用される発光材料２４０８へとＵＶ光を透過する。第２の経路２４０９は、インターフェース２４１０（任意選択でフィルタ２４１１を備える）を介してＵＶ光を吸収性材料２４１２に透過させ、測定対象物２４２３から外部影響２４２５を受け取る。ＵＶ光は、インターフェース２４１４（任意選択でフィルタ２４１３を含む）を介して、可視光を全方向に放出する発光材料２４１５にさらに通される。可視光は、インターフェース２４１４を介して吸収性材料２４１２に戻され、インターフェース２４１０および第２の経路２４０９を介してセレクタに戻され、さらに能動ユニットに戻される。第３の経路２４１６は、インターフェース２４１７（任意選択でフィルタ２４１８を備える）を介してＵＶ光を吸収性材料２４１９に透過させ、測定対象物２４２３から外部影響２４２４を受け取る。ＵＶ光はさらに、インターフェース２４２１（任意選択でフィルタ２４２０を含む）を介して発光材料２４２２に通され、発光材料は、あらゆる方向に可視光を放射する。可視光はインターフェース２４２１を介して吸収性材料２４１９に戻され、インターフェース２４１７および第３の経路２４１６を介してセレクタ２４０３に、さらに能動ユニットに送られる。２つの外部影響２４２４および２４２５の両方は同じ測定対象物２４２３から発し、例えば屈折率および吸収性であってもよい。別の例は、２つの異なる可視光スペクトル、緑色および赤色における吸収性であり得る。
【０１４９】
図２５は図２４に類似するが、１つの測定対象物特性のみを測定する実施形態２５０１を示す。セレクタ２５０２は、第１のインターフェース２５０３を介して、およびインターフェース２５０４（任意選択で、フィルタ２５０５を含む）を介して、外部からの影響を受けず、較正のために使用される発光材料２５０６にＵＶ光を透過する。第２のインターフェース２５０７はインターフェース２５０８（任意選択で、フィルタ２５０９を含む）を介して、吸収性材料２５１０にＵＶ光を透過し、測定対象物２５１４から外部影響２５１５を受け取る。ＵＶ光は、インターフェース２５１２（任意選択でフィルタ２５１１を含む）を介して、可視光を全方向に放出する発光材料２５１３にさらに通される。可視光はインターフェース２５１２を介して吸収性材料２５１０に戻され、インターフェース２５０８および第２の経路２５０７を介してセレクタ２５０２に、さらに能動ユニットに送られる。
【０１５０】
図２６．１は実施形態２６０１を示し、同一測定対象物２６０７は２つの（またはいくつかの）測定対象物特性２６０８、２６０９を有し、外部影響２６１０および２６１１をセンサ２６０４に作用させる。ＵＶ光は、光リンクおよびセレクタ２６０３を介して、活性ユニット２６０２からセンサ２６０４に受け取られる。
【０１５１】
図２６．２は、２つ（またはいくつか）の受動ユニットを備える実施形態２６２１を示す。ＵＶ光は、能動ユニット２６２２および光リンクによって、２つのセレクタ２６２５および２６３０に伝送される。各セレクタは、ＵＶ光を各センサ２６２６および２６３１に送信する。測定対象物２６２８の１つまたは複数の測定対象物特性２６２９は外部影響２６２７を介してセンサ２６２６に作用し、測定対象物２６３３の１つまたは複数の測定対象物特性２６３４は、外部影響２６３２を介してセンサ２６３１に作用する。
【０１５２】
図２６．３は、セレクタ２６５２がインターフェース２６５３（任意選択でフィルタ２６５４を含む）を介して第１の吸収性材料２６５５にＵＶ光を透過させる実施形態２６６７を示す。測定対象物２６６２の測定対象物特性２６６４からの第１の外部影響２６６３は、第１の吸収性材料２６５５に作用する。ＵＶ光は、インターフェース２６５７（任意選択でフィルタ２６５６を含む）を介して第２の吸収性材料２６５８にさらに伝達される。測定対象物２６６２の測定対象物特性２６６６からの第２の外部影響２６６５は、第２の吸収性材料２６５８に作用する。ＵＶ光は、インターフェース２６６０（任意選択でフィルタ２６５９を含む）を介して発光材料２６６１にさらに伝達され、その結果、可視光は反対方向に伝達される。２つの測定対象物特性２６６４および２６６６は、同じ測定対象物２６６２に関連する。
【０１５３】
図２６．４は能動ユニット２６７２が第１の受動ユニットのセレクタ２６７３にＵＶ光を送信し、第２の受動ユニットのセレクタ２６７４に送信し、さらに、存在する場合、さらなる受動ユニットにオンする、実施形態２６７１を示す。セレクタ２６７３はＵＶ光をセンサ２６７５に通し、センサは、測定対象物２６７９の測定対象物特性２６８０から外部影響２６７７を受ける。セレクタ２６７４はＵＶ光をセンサ２６７６に通し、センサは、同じ測定対象物特性２６８０から外部影響２６７８を受ける。外部影響２６７７および２６７８は、同じタイプ、例えば屈折率、または異なるタイプ、例えば吸収性および屈折率であってもよい。外部影響２６７７および２６７８は、同じ測定対象２６７９から発する。
【０１５４】
図２７．１はセンサ層２７０２の概略図であり、これは、監視される創傷に適用されることを意図したドレッシングに配置され得る。センサ層の幾何学的形状は薄い厚さを有するシート形態であってもよいし、又は１つ若しくは幾つかの円筒又は正方形、三角形等の任意の他の幾何学的形状であってもよい。センサ層２７０２は、光リンク２７０８によって相互接続されるいくつかの受動ユニット２７０７を含む。光リンクは、さらなる光リンク２７０１を介して能動ユニットに接続される。光リンクは、いくつかのスプリッタ２７０９によって、いくつかの受動ユニットのグループに分岐される。受動ユニットは、ドレッシングの表面上の滲出液の存在、またはドレッシングの表面上の血液の存在など、測定対象物のいくつかの特性を測定するように構成されてもよい。拡大部２７０３では、受動ユニットがコーンを端に持つ光ファイバとして示されており、コーンと接触する媒質の屈折率を測定することができる。拡大部２７０４では、受動ユニットはスプリッタを含む。拡大部２７０５において、受動ユニットは、受動ユニットの光路に配置された媒体の吸光度を測定してもよい。拡大部２７０６では、受動ユニットがさらなる受動ユニットに接続されずに示されている。受動ユニットは、薄くてもよい可撓性支持材料に配置される。
【０１５５】
図２７．２は、図２７．１によるセンサ層と同様のセンサ層の断面図である。光リンクは、別の光リンク２７１１を介して能動ユニットに接続される。ドレッシングに配置される場合、図２７．２によるセンサ層は、場合によっては別の層を介して底面で創傷に面するように配置され、受動ユニット２７１４および２７１５はドレッシングの滲出液による飽和度を決定するために、創傷から異なる距離に配置される。
【０１５６】
図２７．３は図２７．１に類似するセンサ層２７２２の平面図であり、スプリッタ２７２１に接続される４つの受動ユニット群を示す。上側のグループは、直列に接続された２つの受動ユニットを含む。第２のグループは、ループ状に接続された単一の受動ユニットを含む。第３のグループは、直列にループ状に接続された２つの受動ユニットを含む。第４のグループは３つの経路へのスプリッタが続く単一の受動ユニットを含み、そのうちの２つの経路は直列に接続された２つの受動ユニットを含み、第３の経路は、単一の受動ユニットを含む。さらなる構成が使用されてもよい。
【０１５７】
図２７．４は、ＵＶ光が光リンク２７３２を介して、インターフェース２７３３を介して４つのスプリッタに伝送されるセンサ層を示す。各スプリッタは別個の受動ユニットとなるように、ＵＶ光を方向転換する。コンバイナ２７３４は、４つの受動ユニットのそれぞれから受け取った変調信号を組み合わせ、光リンク２７３５を介して信号を能動ユニットに送信する。
【０１５８】
図２８は表面２８０４ａの上方に配置されたドレッシングの実施形態を示し、ここで、前記表面は、創傷の近く、または体液の近く、または滲出液（又は、エクスカウデート／尾のない／excaudate）の近くに位置する。ドレッシングは、表面２８０４ａと接触して配置されるように意図された上部層２８０１（任意選択）および下部層２８０３を含むことができる。各層は、副層を有する内部構造を有することができる。センサ層２８０２は、下層２８０３の上方に配置され、上層２８０１は任意選択的に、センサ層の上方に配置される。最上層は、センサ層を迷光から保護してもよく、不透明であってもよい。滲出液、血液、または他の液体もしくは気体、または測定特性は線２８０４、２８０５、２８０６、２８０７、２８０８、および２８０９によって示されるように、層の間を通過することができ、また、センサ層２８０２を通過することもできる。
【０１５９】
センサ層は大量に製造することができ、包帯に配置されるようにコイル状に配置することができる。
【０１６０】
ドレッシング層は、プラスターまたはバンドエイドなどに関する。プラスターは、治療される創傷に合わせて調整することができる。ドレッシング層は、剥離紙、接着材料、液体移動材料、水分移動材料、スペーサ材料、機械構造材料、化粧材料などを含むことができる。センサ層は、任意選択で接触層を介して、１つまたは複数のドレッシング層と接触して配置することができる。これに加えて、またはこれに代えて、センサ層は、創傷または皮膚に部分的にまたは完全に接触してもよい。
【０１６１】
発光材料は、蛍光よりも高いエネルギーを有する光によって活性化される、上述のような発光材料であってもよい。さらに、エレクトロルミネセンス材料、化学ルミネセンス材料、生物発光材料、電気化学ルミネセンス材料、溶解発光材料、カンドルミネセンス材料、カソードルミネセンス材料、圧電ルミネセンス材料、燐光材料、ラマン発光材料、放射ルミネセンス材料、熱ルミネセンス材料など、他のタイプのルミネセンスを有する材料を使用することができる。
【０１６２】
上記の実施形態による装置および光学センサによって測定することができる測定対象物の特性は多数ある。いくつかの特性を以下に述べる。特性を測定する方法が明らかでない場合には、そのような方法も記載されている。
例えば、機械的、流体的、気体的、真空的、電磁気的、音響的、化学的、および物理的状態を記述する他の量など、任意の種類の相互作用によって引き起こされる、異なる方向に取られる２つの別個の容積間の絶対値または相対値としての圧力
任意の種類の相互作用によって生じる物体に作用する、２つの別々の体積間の絶対値または相対値としての力機械的構造において光学的吸収または遮蔽を使用することによって測定される力
任意の種類の相互作用によって物体に作用する、２つの分離された体積間の絶対値または相対値としてのトルク
基準質量および力の測定値を用いて測定される物体の加速度
測定した加速度を積分して測定した物体の速度
物体の圧力
機械的構造における光吸収又は遮蔽を使用することにより、又は測定された速度を積分することにより測定された物体の変位
機械的構造体において光吸収又は遮蔽を用いて測定され、異なる方向に配向された小さな構造体における力測定を用いて測定される物体の内部応力
体積またはインターフェースで測定した屈折率
光伝送
吸光度
光反射
光エネルギー輸送における主エネルギー方向を評価する方向波ベクトルであって、小さな光透過空洞を異なる方向に配置して測定し、それぞれの光透過を測定する方向波ベクトル
体積に近い電荷が測定される
体積を閉じる、または通過する電界が測定される
体積に近い電流または体積を通過する電流が測定され、オームの法則を使用して測定され、電界が測定される
測定された体積を閉じる、または通過する磁場
測定された体積を閉じるか、または通過する磁束密度
荷電粒子発生器１１０８を変調する情報経路１０７ａ’’’において、測定された材料自体を移動させることによって測定された、測定された体積に近い、または、測定された抵抗率
放射された蛍光波長スペクトルを反応消光することによって測定される、近くのまたは体積中の（ここで、反応性は種に結合する）であって、１つまたは純度の波長スペクトルにおける光吸収によっても測定される種の濃度
化合物の反応速度。
【０１６３】
第１の実施形態において、液体充填レベル検出および任意に血液検出は、人体の外部の創傷上に置かれたドレッシングにおいて行われる。創傷被覆材がいくつかの関連する体積において相対的な最大吸収をどのくらい吸収したかを測定すること、および、警告または警報レベルを超える血液の一部が関連する体積に存在するかどうかを検出する選択肢として、液体情報が警告情報としてユーザに渡され、血液検出が警告として、または警報情報としてユーザに送られることが望ましい。
【０１６４】
第２の実施形態では、透析システムの静脈針からの血液漏出を監視することが望ましい。動脈／静脈瘻に動脈と静脈の針を挿入する。静脈針を誤って抜去した場合、発見されなければ大量の失血が起こる可能性がある。
【０１６５】
また、第１の実施形態の拡張に基づく第３の実施形態では、包帯中で測定するときに他の指標が興味深く、したがって、温度、グルコース、ケトン、タンパク質、細菌、炎症などの他の特性を測定することができる。
【０１６６】
ヒトおよび動物の両方の健康状態を測定する第４の実施形態では、特許健康状態の草案表示（又は、ドラフト表示）を有するための健康特性を測定することが望ましく、受動ユニットは創傷包帯、携帯電話、衣服、公共環境、運動器具、車両のような様々な場所に配置することができる。温度、グルコース、ケトン、タンパク質、細菌、炎症などの特性も測定することができる。
【０１６７】
第５の実施形態では、大部分の測定が皮膚の上面の上下、典型的には＋／−１５ｍｍで行われる皮膚の周りで測定を行う健康状態装置は、オプションとして、情報は皮膚の下の体積から皮膚の上のセンサに渡される。ここで、針を使用することができ、具体的には、極微針を使用することができる。温度、グルコース、ケトン、タンパク質、細菌、炎症などの特性も測定することができる。
【０１６８】
第６の実施形態では、健康状態装置が身体内で測定を行い、そこではまた、いくつかの測定値を身体のすぐ外側に配置することができる。典型的な測定特性は、運動、温度、脈拍、血圧、物質、神経、血液種、タンパク質、細胞、細菌、ウイルス、振動である。
【０１６９】
第７の実施形態では、システムの状態が多くの種類の電力システム、例えば、電力生産設備、電気装置、点火システム、電子装置、生産プラント、ギアボックス、任意の種類のベアリング、ベアリングが存在する任意の種類のシステム、また、多くの動力伝達経路、例えば、電気、原子力、蒸気、化学薬品、バッテリでエネルギーが存在するケーブルやチューブで測定される。一例として、温度、機械的応力、湿度、電場、磁場、速度、温度の特性は測定するのに興味深く、ここで、測定は危険および高温体積における電気的干渉なしに実施することができる。
【０１７０】
第８の実施形態では、システム状態が建物、インフラストラクチャ、生物システム、水中システム、情報システムなどの環境で測定される。一例として、実施形態７で言及したのと同じ特性も、ここでは測定することに関心がある。
【０１７１】
第９の実施形態では、システム状態がトラック、乗用車、オートバイ、自転車、飛行機、列車、路面電車、ロケット、軍用飛行ロボット、弾丸のような、質量が１０グラムより大きい任意の種類の移動装置で測定される。一例として、実施形態６で言及したのと同じ特性も、ここで測定するのに重要である。
【０１７２】
第１０の実施形態では、システム状態が携帯電話、スマートフォン、ラップトップなどの、無線通信システムと環境と相互作用する任意の種類の可動装置において測定される。一例として、実施形態６で言及したのと同じ特性も、ここで測定するのに重要である。
【０１７３】
第１１の実施形態では、システム状態が例えば、火災及び爆発の危険性が存在する任意の種類の潜在的危険量で測定される。一例として、実施形態６で言及したのと同じ特性も、ここで測定するのに重要である。
【０１７４】
第１２の実施形態では、脳、心臓、肺、肝臓などのヒトの生命維持に必要な器官における測定を行う。一例として、実施形態４で言及したのと同じ特性も、ここで測定するのに重要である。
【０１７５】
しかしながら、第１３の実施形態では、実施形態７として、ベアリングまたはベアリングが存在するシステムのみに限定される。
【０１７６】
しかしながら、第１４の実施形態では、実施形態７として、ギアボックスでの使用のみに限定される。
【０１７７】
しかしながら、第１５の実施形態では、実施形態７として、点火システムでの使用のみに限定される。
【０１７８】
特許請求の範囲において、「有する／有する」という用語は他の要素又はステップの存在を排除するものではなく、更に、個々に列挙された複数の手段、要素又は方法ステップは例えば単一のユニットによって実施されてもよい。加えて、個々の特徴は異なる請求項又は実施形態に含まれてもよいが、これらは場合によっては有利に組み合わされてもよく、異なる請求項に含まれることは特徴の組み合わせが実現可能及び／又は有利ではないことを意味するものではない。加えて、単数の参照は複数を排除するものではない。用語「ａ」、「ａｎ」、「ｆｉｒｓｔ」、「ｓｅｃｏｎｄ」等は複数を排除するものではない。クレーム中の参照符号は、単に明確な例として提供されるにすぎず、いかなる方法によってもクレームの範囲を限定するものと解釈してはならない。
【０１７９】
本発明は特定の実施形態を参照して上述されたが、本明細書に記載された特定の形態に限定されることは意図されていない。むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、上記で特定されたもの以外の他の実施形態はこれらの添付の特許請求の範囲内で等しく可能である。
【図１】
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【図２．１】
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【図２．２】
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【図２．３】
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【図３．１】
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【図３．２】
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【図４．１−４．３】
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【図５．１−５．３】
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【図６．１−６．２】
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【図７．１−７．３】
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【図８．１】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２．１】
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【図１２．２】
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【図１３．１】
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【図１３．２−１３．３】
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【図１４．１】
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【図１４．２】
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【図１５．１】
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【図１５．２】
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【図１５．３】
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【図１５．４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８．１】
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【図１８．２】
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【図１８．３】
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【図１８．４】
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【図１８．５】
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【図１９】
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【図２０．１】
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【図２０．２】
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【図２０．３】
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【図２０．４】
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【図２０．５】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６．１】
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【図２６．２】
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【図２６．３】
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【図２６．４】
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【図２７．１】
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【図２７．２】
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【図２７．３】
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【図２７．４】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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