通过发光对测量对象的特性进行测量的设备

摘要

一种用于监测测量对象(107b)的设备，包括：具有发射具有波长光谱的光的光源(101)的有源单元(115)和光学检测器(109)。光学链路(104a，104b)将发射光传递到至少一个无源单元(117)。每个无源单元包括传感器(106)和用于将发射光转移到传感器的选择器(105)。传感器包括直接或间接地受到由选择器(105)转移的发射光的影响的发光材料(332、342、905、1002、1107、1109)。传感器(106)对测量对象(107b)的外部影响(107a、107a’、107a”)敏感，以产生调制信号，该调制信号经由光学链路(104a)传递到所述检测器(109)。发光材料可以是荧光材料，该荧光材料被来自光源的发射光直接照射。

说明书

发明领域

本发明涉及一种将光学设备用于测量设备的至少一部分的测量技术。

背景

在许多技术领域中，需要对测量对象的特性进行测量。这样的特性可以通过电测量方法来测量。

在许多技术领域中，电测量方法的使用可能是困难的，例如在具有大的电或磁干扰的领域或具有高湿度或高温的领域中。

光学测量技术可以用于这样的困难领域。光学测量方法在其中有益的测量领域的示例是：

1)医疗器械，其中电交互是不希望的；

2)建筑物和基础设施的监测，如温度、湿度、负荷、火警、烟雾；

3)危险领域，例如对火灾隐患有很高要求的船只、石化工业、核电站；

4)小组件在其中是有利的移动电话；

5)服装和紧身衣；

6)高温和高湿度的测量；

常规光学测量设备可以包括由例如电池或线电压提供的电力驱动的光源。光经由光纤传输到光学传感器。光学传感器受到测量对象的影响，例如被反射，从而产生光学信号，该光学信号经由光纤传输到检测器，该光纤可以是如上所述的相同光纤。检测器将光学信号转换成电信号，该电信号由计算机处理。光纤可能很长，使得任何电气设备都远离测量对象放置。参见例如专利公开WO2013/147670A1。

可能希望通过几个光学传感器同时测量几个测量对象特性。如果测量环境遥远且难以进入，则光学传感器应该是无源的。需要一种选择方法，以便分别、同时或依次接入光学传感器。

发明概述

因此，本发明的目的是单独地或以任意组合地缓和、减轻或消除上述和以下提到的缺陷和缺点中的一个或更多个。

在一个方面，提供了一种用于监测测量对象的设备。该设备包括有源单元和光学检测器，该有源单元具有发射具有波长光谱的光的光源。该设备还包括至少一个无源单元和用于将来自光源的发射光传递到无源单元的光学链路。每个无源单元包括传感器和用于将发射光的至少一部分转移到传感器的选择器。传感器包括发光材料，该发光材料直接或间接地受到由选择器转移的发射光的影响。光源发射波长发射光谱中的光(例如UV光)，其直接或间接影响所述发光材料，并且当所述发光材料被所述发射光直接或间接影响时，所述发光材料辐射在辐射波长光谱中的光(例如可见光)。传感器被布置成对测量对象的外部影响敏感，用于在外部影响期间产生调制信号，该调制信号被传递到检测器。

光源可选地发射光(包括例如NIR光)，其刺激无源单元中的带电粒子发生器以产生带电粒子。这样的带电粒子可产生电流和电场。这样的带电粒子可以是电子、离子或等离子体。

传感器包括至少一种发光材料，例如荧光材料。替代地或附加地，发光材料可以通过暴露于由带电粒子发生器产生的带电粒子来生成光。

在实施例中，选择器包括：用于将从光学链路接收的光的一部分转移到无源单元的光学设备；以及用于将所述发射光的至少一部分传递到所述传感器的固定滤波器。

在另一个实施例中，有源单元可以包括光学传输滤波器，该光学传输滤波器具有可调节的UV通带滤波器，该UV通带滤波器被布置成传输多个不同波长光谱(例如，200nm-250nm、250nm-300nm、300nm-350nm和350nm-400nm或其任意组合)的UV光。

在另一个实施例中，有源单元可以包括光学接收器滤波器，该光学接收器滤波器布置在光学检测器之前。在又一个实施例中，该设备还可以包括控制处理器，该控制处理器用于控制以下项中的至少一项：光源、光学检测器、可选的光学传输滤波器和可选的光学接收器滤波器以及可选的光学多路复用器。

该设备还可以包括从光学检测器接收信息的实时处理器。

实时处理器可以执行快速滤波，例如对检测到的信号进行滤波，从而减少来自周围环境的交互。一种滤波方法是使用相关滤波器，例如当检测到的信号与控制处理器发送给光源的控制信号相关时。

该设备还可以包括信息结果处理器，该信息结果处理器从实时处理器接收信息(可选地接收记录的信息、可选地接收定义关于实时处理器中的处理的一些算法的结果定义)，以将信息传递到用于向用户呈现信息的结果输出部。

该设备还可以包括由用户输入并传递到结果处理器的结果定义。

无源单元还可以包括用于防止光到达测量对象的带阻滤波器(stop filter)。

无源单元还可以包括用于防止光到达外部影响对调制信号进行影响的体积的带阻滤波器。

该设备还可以包括用于校准传感器的装置。

附图简述

通过以下参考附图对本发明的实施例的详细描述，本发明的其它目的、特征和优点将变得明显，在附图中：

图1是本发明的第一实施例的框图。

图2.1是根据图1的实施例的光源的框图。

图2.2是根据图1的实施例的选择器的框图。

图2.3是根据图1的实施例的检测器的框图。

图3.1是根据图1的实施例的传感器的框图。

图3.2是根据图1的实施例的另一个传感器的框图。

图4.1、图4.2和图4.3是光源发射的光传递到光学多路复用器时的光谱。

图5.1、图5.2和图5.3是由根据图2.2的实施例的选择器接收并由该选择器传递的光的光谱。

图6.1和图6.2是由根据图1的实施例的检测器接收的光谱或可见光。

图7.1、图7.2和图7.3是由根据图3.1的实施例的传感器接收和辐射的光。

图8.1是根据图1的实施例的发光材料的激发光和辐射光的时序图。

图9是根据图3.1的实施例的传感器的实施例的框图。

图10是根据图3.1的实施例的传感器的另一个实施例的框图。

图11是选择器和传感器的另一个实施例的框图。

图12.1和图12.2是本发明的另一个实施例的示意图。

图13.1是解释荧光的Jablonsky图。

图13.2和图13.3是显示UV光强度相对于波长的光谱的图示。

图14.1和图14.2是显示外部影响的示意框图。

图15.1至图15.4是显示选择器配置的示意框图。

图16是无源单元的实施例的示意框图。

图17是有源单元的实施例的框图。

图18.1至图18.5是无源单元组的不同实施例的框图。

图19是无源单元的实施例的框图。

图20.1至图20.5是光学链路的实施例的框图。

图21是无源单元的实施例的框图。

图22是无源单元的另一个实施例的框图。

图23是无源单元的又一个实施例的框图。

图24是无源单元的再一个实施例的框图。

图25是无源单元的还又一个实施例的框图。

图26.1至图26.4是具有两个外部影响的无源单元的实施例的框图。

图27.1至图27.4是在敷料中待布置的传感器层的平面图和侧视图。

图28是设置有传感器层的敷料的侧视图。

实施例的详细描述

下面，将描述本发明的几个实施例。描述这些实施例是为了说明目的，以便使技术人员能够实施本发明并公开最佳模式。然而，这些实施例并不限制本发明的范围。此外，示出并讨论了特征的某些组合。然而，在本发明的范围内，不同特征的其它组合是可能的。

图1示出了一个实施例，该实施例包括有源单元115、布置成无源单元组116的几个无源单元117、控制单元118、结果定义部112、结果输出部114以及可选的无线传输119a、119b和119c。

有源单元115连接到电力(例如线电压)或者可转换成电能的储存的化学能(例如电池)。有源单元115与控制单元118一起被多次使用，并且在一些实施例中可能复杂且昂贵。

在一些实施例中，无源单元117比较便宜，并且被单次使用然后丢弃，例如血液检测设备、皮肤敷料设备和体外医疗设备。

在其它实施例中，有源单元和无源单元都可以比较便宜，例如移动电话设备和汽车设备。

在其它实施例中，有源单元和无源单元都可能是昂贵的，例如体内医疗设备、电气设备、电力电缆设备、电子设备、危险区域设备和机载(airborne)设备。

有源单元115包括光源101、光学传输滤波器102和光学多路复用器103。此外，有源单元包括光学检测器109和光学接收器滤波器108。

光源101发射UV波长光谱的光。光源经由通过图1中的实线所示的光路连接到光学传输滤波器102。

在另一个实施例中，光源101另外发射NIR波长光谱的光。

在另一个实施例中，光源101是可调节的，并且可以被调节为在控制处理器100的控制下发射具有至少两种不同的预定UV光波长光谱和/或NIR光波长光谱的UV光和/或NIR光。

光源可以被布置成连续传送光。可替代地，光源在接通时间段期间(例如在几秒钟的短时间段期间)根据控制计算机的要求传送光。该时间段可以由例如与接通时段等长的关断时段分隔。光可以以1ns到100μs持续时间的短脉冲形式(例如由Q开关产生)传送。

光学传输滤波器102被布置成使具有预定UV波长光谱的光通过。光学传输滤波器102可以是可调节的，并且可以被调节为在控制处理器100的控制下使具有至少两种不同的预定UV波长光谱的UV光通过。可选地或附加地，光学传输滤波器102可以是可调节的，并且可以被调节为在控制处理器100的控制下使具有至少两种不同的预定NIR波长光谱的NIR光通过。

通过光学传输滤波器102的UV光和/或NIR光经由光路传递到光学多路复用器103，光学多路复用器103将UV光和/或NIR光进一步传递到有源单元115之外的光学链路104a。光学链路104a处的光可以是不同光谱的组合。可替代地，光学链路104a处的光每次都是单个光谱，由此不同的光谱在不同的时间被传输到光学链路104a。

光学链路104a将有源单元115与至少一个无源单元117连接。无源单元117可以被布置成无源单元组116，其中每组无源单元包括至少一个但通常是几个通过光学链路104b互连的无源单元117。

在其它实施例中，可以使用多个“无源单元组”116，其中对于每一组，单独的光学链路104a将所述组连接到有源单元115中的光学多路复用器103。

在图1中，从控制处理器100连接到光学多路复用器103的控制信号路径可以是不活动的。然而，在另一个实施例中，控制处理器100可以将控制信号传递到光学多路复用器103，选择通过几个光学链路104a之一的光，其中每个光学链路104a连接到几个“无源单元组”116。

每个无源单元117包括选择器105，选择器105选择通过光学传输滤波器102传递的至少一个UV波长光谱和/或NIR波长光谱。每个光谱被调整以由相应的无源单元选择器105选择。同一预定UV光谱和/或NIR光谱可以由两个或更多个无源单元选择器105选择。每个无源单元选择器可以选择单个或几个预定UV光谱和/或NIR光谱。每个无源单元中可以有两个或几个选择器。

由选择器105选择的UV光谱经由光路传递到传感器106。传感器包括荧光材料106，荧光材料106被UV光激活，以便在所有方向上辐射荧光可见光。滤波器203(见图2.2)被布置成防止可见光以与UV光传输到传感器相同的方式传输回选择器。

在另一个实施例中，所述选择可以当有源单元115将UV光传递到具有选择器105和包括荧光材料332、342、905、1002、1107的传感器106的无源单元117时，作为与以下项中的至少一个组成部分的组合来执行：从有源单元115接收进一步发送到所述选择器105的UV光谱；在所述选择器105中将接收的光的一部分进一步传递到所述传感器106的UV光滤波器203；荧光材料332、342、905、1002、1107中的UV光波长灵敏度；时间延迟811至812；另一个时间延迟813至814。

在另一个实施例中，所述选择可以当有源单元115将光传递到具有选择器105和包括带电粒子发生器1108的传感器106的无源单元117时，作为与以下项中的至少一个组成部分的组合来执行：从有源单元115接收进一步发送到所述选择器105的光谱；在所述选择器105中将入射光的一部分进一步传递到所述带电粒子发生器1108的光滤波器203；所述带电粒子发生器1108中的光波长灵敏度。

辐射光受到由测量对象107b产生的外部影响107a的影响。外部影响107a可以直接作用在传感器106中的荧光材料上，以调制由荧光材料辐射的荧光。

可替代地或附加地，可以对荧光施加影响(例如吸收或反射光)，以直接调制辐射光。

可替代地或附加地，可以对从选择器接收的UV光施加影响。UV光可以在荧光材料激发之前被吸收、反射或散射。

辐射光可以在振幅和/或波长上被调制和/或随时间或偏振而变化。调制的光例如经由单独的返回光路被传递回选择器105。选择器105经由光学链路104a将调制的光传递回有源单元和光学多路复用器103。光学多路复用器103将调制的光传递到光学接收器滤波器108，并进一步传递到产生电信号的光学检测器109。

检测器可以是以下项中的至少一项：μPMT，微型光电倍增管；MPPC，多像素光电计数器；CCD，电荷耦合器件；PD，光检器。

从两个不同的选择器105发送的调制的光学信号可以在许多方面在波长的部分或时间间隔的部分中彼此重叠。检测器信号被传输到控制单元118中的实时处理器110。实时处理器110处理检测器信号并将信息发送到信息结果处理器113，该信息结果处理器113在结果定义部112的控制下产生结果输出信号。结果输出信号可以被数字地发送给用户114。实时处理器还将信息提供给信息记录器111，以供储存并随后由信息结果处理器113检索。

控制处理器100被布置成向光源101、光学传输滤波器102、光学检测器109、光学多路复用器103和光学接收器滤波器108提供控制信号，以控制有源单元115。此外，控制处理器100向实时处理器110和信息记录器111提供控制信号。控制处理器100从信息结果处理器113接收信息。控制单元118的一些或所有组件可以被布置在与有源单元相同的外壳或位置中。

控制处理器100控制有源单元115如何经由光学检测器109选择光学信号的检测，并将“数量”信息进一步发送给实时处理器110。结果定义部112定义用户请求的信息以及结果处理器113处理信息流所需的其它必要信息。

处理器可以以几种方式评估来自检测器的信息，例如：时间相关方法；时间滤波器；频域方法，例如快速傅立叶变换；几何方法；微分方程方法；与任何种类的几何结构的模型相关的最佳拟合；AI方法；机器学习方法；操作者控制的方法；模糊逻辑方法；随机方法。评估可以使用任何组件，如：光学器件和/或电子器件、微芯片和/或软件。评估可以涉及来自一个或几个测量对象的信息。

测量对象可以是以下项中的至少一项或一部分：静脉针插入区、皮肤上方或下方的伤口、移动电话、衣服、身体穿戴物(body wear things)、公共环境、锻炼工具、交通工具、人体内部、电力生产设施、电气设备、电子设备、生产工厂、电力传输路径、电缆、管子、电池、建筑物、混凝土、结构、生物结构、水下系统、信息系统设备、卡车、轴承、带有轴承的系统、齿轮、点火系统、汽车、摩托车、自行车、飞机、火车、电车、火箭、军用飞行对象、子弹、可移动设备、智能手机、笔记本电脑、危险体积、火灾危险场所、爆炸危险场所、人体重要器官、大脑、心脏、肺、肝脏。

测量对象特性可以是以下项中的至少一项：吸收率、透射率、折射率、温度、气体浓度等，进一步参见下文。

外部影响可以是以下项中的至少一项：辐射光、辐射能量、温度、引力场、加速度、压力、带电粒子、原子、离子、分子、蛋白质、细胞、小体积物质、电流、电场、磁场、磁通密度等。

测量输出可以是由作用在发光材料上的外部影响、UV光和/或可见光、形成外部影响的量度的振幅、相位、偏振、波长所产生的光学信号。可替代地或附加地，测量输出可以是由于这种光学信号而产生的电信号。测量输出可以是在任何程序下在一台或几台计算机中处理后的计算机输出。

结果定义部112可以包括：

1.将数量与对于每个传感器的可量化值(例如，对应于以摄氏度为单位的温度和百分比形式的填充率)联系起来的校准信息；

2.应该如何计算记录信息；

3.信号警报和报警如何取决于填充率；

4.如何根据用户输入的信息定义其它变量；

5.应该如何处理输入信息以将处理后的信息进一步传递到结果输出部。

发送到结果输出部114的信息可以例如包括：

1.对于每个测量点的温度记录信息；

2.对于每个测量点的填充率的记录信息；

3.对于其它定义变量的记录信息；

3.信号报警和警告。

结果定义112可以通过外部键盘输入，或者可以预先提供，或者经由计算机接口发送，或者通过无线链路119c发送。

控制单元118可以布置在与有源单元115相同的外壳中。可替代地，控制单元118经由无线链路119a连接到有源单元115。可替代地或附加地，无线链路119b可以被布置在控制单元118和结果输出部114之间，结果输出部114可以是移动电话和/或用户计算机系统。

上面提到的不同项将在下面进一步详细解释。

图2.1示出了具有多个内部光源101a、101b、101c、101d和多路复用器221的光源101。控制处理器每次选择一个或几个内部光源。

图2.2更详细地示出了选择器105。光学链路104a连接到光路外部光源接口201。接收的UV光被链接209c到接口202，接口202将UV光传递到滤通器(pass filter)203，滤通器203被布置为仅使具有预定UV光谱的UV光(对应于通过光学传输滤波器102传递的UV光)通过，如下面进一步详细解释的。此外，滤通器203被布置成防止由荧光材料辐射的可见光通过。通过滤通器203的UV光被传递到接口204，以传递到荧光材料。

由荧光材料辐射并由外部影响调制的可见光由接口205接收，并通过可选的滤通器206，该滤通器206被布置成仅使由相应发光材料辐射的波长光谱的光通过，或者作为选择，仅使所述光谱的一部分通过。因此，滤通器206降低了其它光波长(例如杂散光)。调制的光被传输到接口207，并经由光路209b返回到接口201。杂散光还可以以来自光纤本身的荧光的形式出现。所用的所有光学组件应该被布置成不产生荧光、反射或散射，或者以其它方式产生或允许杂散光。

来自接口201的UV光在光路209a中进一步传递到接口208以经由至少一个光学链路104b传递，每个光学链路104b连接到至少一个无源单元117(如果有一个以上的无源单元的话)。针对光学链路104a指示的所有特征也适用于光学链路104b。

来自接口的其它组合的光也可能不希望地使光在路径210a、210b和210c中通过。这种影响可以通过优化选择器105的设计来降低。优化的一种方法是使用批量生产的聚合物成型组件。

图2.3示出了具有多个内部检测器109a、109b、109c、109d和多路复用器231的检测器109。

图3.1示出了传感器106和测量对象107b。传感器106包括用于连接到接口204的接口331和用于连接到接口205的接口338。接口331将UV光传递到荧光材料332，该荧光材料332将可见光辐射到接口333。UV滤波器334被布置成防止通过荧光材料332的UV光进一步越过滤波器334。

辐射的光通过滤波器334到达传输单元336，并且进一步到达接口338，然后返回选择器接口205。

UV滤波器334被布置用于防止已经通过荧光材料的UV光到达传输单元336，其中UV光可导致传输单元336中的无意调制。

测量对象107b包括至少一个特性325，其直接对荧光材料332施加外部影响，如信息路径107a所示。外部影响可以是氧分子，该氧分子被供给到荧光材料或围绕荧光材料，并淬灭(quench)荧光材料的辐射，这在增加的氧浓度下调制和减少其荧光可见光的辐射。外部影响可以是温度。进一步的替代选择可以是压力等。

可替代地或附加地，测量对象107b包括至少一个特性339，该特性339经由信息路径107a’直接对已经由荧光材料332辐射的光施加外部影响。传输单元336可以是被布置成测量电场的探针。探针的光传输与探针处的电场有关，例如，参见Vittorio Ferrari于2018年1月8日发表于Nature Electronics ISSN 2520-1131(在线)的文章“Distortion-freeprobes of electric field”。传输单元336可以经由外部影响107a’测量吸收率。进一步的替代选择可以是散射等。

如果根据箭头107a使用荧光材料332的直接调制，则可以省略传输单元336。另一方面，如果传输单元336使用辐射光的调制，则根据箭头107a对荧光材料332的任何影响应该被最小化或预先知道。

当在荧光材料332和传输单元336处没有外部影响107a、107a’时，传感器106可以被校准。

该校准可以由几个处理器100、110和113存储，并且稍后用于检测的信号的校正。

图3.2示出了另一种传感器布置，该传感器布置使用反射来调制可见光。来自接口204的UV光传递到接口341，并进一步传递到辐射可见光的荧光材料342。可选的滤波器348被布置成阻挡UV光穿过荧光材料。辐射的可见光经由接口343传递到棱镜344，当棱镜被空气包围时，棱镜344通过全内反射将光经由接口346反射回选择器接口205。如果棱镜被来自诸如水的具有较高折射率的流体源347的流体345包围(如箭头107a”所示)，则全内反射停止，并且辐射的可见光因流体的存在而被调制。棱镜在光纤的末端可以是圆锥体。

上述设备和特征的进一步修改将在下面变得明显。

光源101被布置成生成几个或至少一个预定波长光谱的UV光。光源可以被布置用于发射从紫外波长到红外波长的广谱光。发射广谱光的这种光源是发射大光谱的汞灯。

光学传输滤波器可以是UV光穿过的聚酯彩色滤波器。聚酯彩色滤波器可以被定制为仅使一个预定UV光谱的UV光通过。这种滤波器的一个示例是GamColor生产的一种深染聚酯彩色的滤波器。另一种这样的滤波器是由Edmond optics销售的“用于荧光成像的双色向滤波器(Dicronic filters)”。

聚酯和/或双色向滤波器通过机械或电子方式引入到UV光的路径中，例如由控制处理器100控制的多路复用器和/或关断栅极(shut off gates)。

在相应的选择器105中使用与UV光滤波器203相同的聚酯彩色滤波器和/或双色向滤波器。

在相应的传感器106中使用与UV光滤波器334相同的聚酯彩色和/或双色向滤波器。

每个光学传输滤波器还可以使用多种组合效果，例如光穿过材料、反射光、像棱镜一样的光学器件、偏振器、衍射和纳米级光学器件、薄金属涂层、透明材料、透明涂料、反射涂料，其中每个组合使入射波长光谱的一部分进一步通过。

另一种替代光源是发射不同波长的光的几个LED或激光二极管。

改变从有源单元101发出的波长光谱的另一种选择是通过使用传递到光源101的控制信号来改变内部温度。当温度变化时，许多发光组件会改变发射的波长光谱，尤其是激光二极管具有这种性能。这种侧边效应(side effect)可用于改变波长光谱。

用于选择检测器109中波长灵敏度的另一种选择是通过控制所述检测器109中的温度，使得使用温度依赖性。

光源发射的光激发荧光材料。图13.1显示了解释荧光的Jablonsky图。荧光材料吸收高能光子，该高能光子将电子从基态S0移动到更高态S1。该系统振动地弛豫，最终发出更长波长的荧光。荧光寿命是指分子在发射光子之前停留在其激发态的平均时间。寿命范围可以从0.5纳秒到20纳秒。

在目前的情况下，有许多荧光材料可以使用。荧光团是可以在光激发后重新发射光的荧光化合物。大多数荧光团是20个原子-100个原子的有机小分子，但也有大得多的是蛋白质的天然荧光团。

当荧光团的荧光受到环境特性的影响时，荧光团被用作探针或指示器。荧光团可以嵌入粘合剂材料中以形成荧光材料。几种不同类型的荧光团可以布置在同一粘合剂材料中，例如一种类型辐射红光，以及一种类型辐射绿光。

荧光团具有对应于激发和发射光谱中的峰值的最大激发和发射波长。最大激发光谱范围从大约325nm到600nm，以及少数材料具有更大或更小的激发波长。最大发射波长范围从400nm到700nm，并且显示出对激发光的波长的非常小的依赖性。然而，激发光的能量通常应该大于辐射光。

在本说明书中，光源应该发射可以激发荧光材料的光。此外，可以产生不同的预定发射的UV波长光谱。

这可以通过LED来实现，LED是可用的并且产生从240nm开始的光。LED可以产生具有窄波长带宽的紫外光。

另一种光源是紫外激光器，该紫外激光器可以产生低至126nm波长的光。

具有更连续光谱的UV光源是氙弧灯和汞蒸气灯。

在本文中，光是指波长在50nm和15.000nm之间的任何电磁能。“UV光”是指波长在50nm至400nm之间的光。“可见光”是指波长在400nm至700nm之间的光。“NIR光”(近红外光)是指波长为700nm至1400nm的光。“IR”(红外光)是指波长从1400nm到15.000nm。

因为许多或大多数荧光材料需要紫外光作为发射光，所以术语“UV光”在本说明书中用于能够激发相应荧光材料的任何光。因为许多荧光材料辐射可见光，所以术语“可见光”用于由荧光材料辐射的任何光。“NIR光”在本说明书中用于激发带电粒子发生器，但是任何光都可以用于这种激发。可见光可以用来代替UV光来激发发光或荧光材料。此外，可以使用红外光或紫外光代替可见光作为来自发光或荧光材料的发射光。任何光(例如UV光、可见光、NIR光或IR光)都可用于激发带电粒子发生器。

较长波长(350nm–400nm)的UV光谱可用于激发辐射具有较长波长的可见光(红色)的荧光材料，反之亦然。

“光谱”是光强与波长的函数关系图。

光源101发射多个或至少一个不同的预定UV光谱，其可以是具有以下波长的UV光：200nm-250nm、250nm-300nm、300nm-350nm和/或350nm-400nm。

可替代地或附加地，光源发射多个或至少一个不同的预定NIR波长光谱。

可替代地或附加地，光源发射多个不同的预定可见光谱，例如用于测试、传递给用户或其它测量任务。

这种波长光谱可以由宽带UV光源产生，如图4.1所示。由UV光源发射的光可以传输通过将UV光源划分为上述波长带的棱镜。一个预定波长光谱在图4.2中示出。另一个预定波长光谱在图4.3中示出。在这个具有棱镜的实施例中，光学传输滤波器102是多余的，并且可以被省略。

另一个光源101可以是几个激光器、LED、荧光灯101a、101b、101c、101d等。每个连接到接口221，也连接到多路复用器103，如图2.1所示。控制处理器100被布置成一次一个或一次几个地激活对应于期望的预定波长光谱的激光器或LED。

另一个检测器109可以在内部使用几个检测器109a、109b、109c、109d，每个检测器检测单独的可见波长光谱，每个检测器连接到接口231，如图2.3所示。控制处理器100可以被布置成独立地将一个或几个检测器激活到期望的预定检测波长光谱。来自每个检测器的电信号可以一次一个或者同时传递到实时处理器110。

图5.1和图5.3示出了由光源101发射并由光学链路104a传输到无源单元117的两种不同的预定波长光谱，由此无源单元的选择器105选择相应的预定波长光谱。光影响相应的发光材料，该发光材料辐射可见光，如图5.2所示。

图6.1示出了由光学接收器滤波器108接收的可见光。在控制处理器的控制下，接收器滤波器108滤除如图6.2所示的波长光谱的一部分，该波长光谱被传递到检测器。接收器滤波器108将入射光谱的一部分进一步传递到检测器109，使得对于每个通过的波长的强度低于入射强度。

图7.1示出了由荧光材料接收的UV光，该荧光材料根据图7.2辐射第一光谱中的可见光。在通过吸收材料336或反射体(344和345)后，辐射光的振幅减小，如图7.3所示。

图8.1示出了对于许多UV刺激波长中的一个，当被UV光照射时，作为时间的函数的荧光材料的许多辐射可见光波长之一如何被延迟。该图显示的是效果的原理，实际强度和时间尺度只是示意性的。当UV光刺激增加811时，可见光出现812之前的时间延迟非常短，典型的标度为1ns。当UV光刺激减少813时，直到强度可见光减少到1/10的延迟通常为20ns814。当检测器将该信息传递给实时处理器110时，对于至少一个UV波长和对于至少一个可见波长，时间延迟811至812和/或时间延迟813至814，该信息可以用于实时处理器110中的处理，进一步传递结果。例如通过添加磷光和/或辐射发光涂料，两个所述延迟中的任何一个可以在时间范围内增加。所描述的效果当作为光学信号传递到检测器109时可以在实时处理器110中处理该信息之后用于从不同的无源单元中选择光学信号。当使用这种效果时，从813到814的时间延迟是优选的，因为这种时间延迟更长，因此更容易检测。

光学链路104a是传输链路，该传输链路可以在两个方向上将光从有源单元115传输到一组或几组无源单元116。

光学链路104b是可以在两个方向上将光从一个无源单元117传输到另一个无源单元117的传输链路。它可以类似于光学链路104a。

光学链路104a、104b的示例是光纤或一束光纤。其它示例是基于可拉伸聚合物的光管。这种管可以是生物相容的，并且可以是可植入的。光纤还可以设计用于处理高温和/或具有耐化学性(例如耐酸性)。可以使用不同种类的保护(例如环境光保护)。

光学链路长度可以很短或很长。例如，长度在3毫米到100米(最长100km)之间。长的光学链路可以是盘绕成弹簧的光纤，在其标称长度的10％到2000％之间可调节。弹簧可以是平的。

光学链路的其它示例是填充有流体或气体的体积。典型的体积可以是管。气压通常为1巴，被限制在10^-12巴至500巴的范围内。

光学链路104a、104b的另一个示例是当光通过时保持偏振的设计、和/或当光通过时实现偏振的设计、和/或当光通过时实现不同光学模式的设计、和/或对于不同波长折射率不同的设计。

光学链路104a、104b的另一个示例是当多个所提及的示例被组合时，例如使用所提及的方式中的至少一种方式。

光学链路还可以是没有任何边界的情况下在空气中穿过的一束光线。

光路可以具有比光学链路更短的长度。光路可以被构造成承受高压、振动、电磁辐射和/或高能粒子。光路可以是管或腔，其可以填充有多种透明和/或反射材料。光路可以是光纤。光路被布置成在两个或几个位置之间传输光。

图9示出了包括传感器体积906的传感器，荧光材料905布置在传感器体积906中。荧光材料包括悬浮或划分在荧光材料905内的多个荧光团904。外部影响107a可以是通过荧光材料905的气体流或流体流，从而直接影响来自荧光材料的可见光的辐射。外部影响可以是存在于体积906中或传导至体积906的温度。体积906可以非常小或非常大。UV光从接口204(见图2.2)传递到接口902，并进一步传递到体积906。荧光材料辐射的可见光经由接口903传递到接口205。

图10示出了辐射光的吸收或反射或散射的相应布置。该传感器包括包含光学材料1006的传感器体积1007，其受到外部影响107a的影响。光学材料1006可以是穿过传感器体积1007的气体或流体。光学材料可以是化合物，其与布置在传感器体积1007中或穿过传感器体积1007的试剂反应。光学材料可以是如上所述的用于测量电场的探针。外部影响可以是通过或布置在反射器处的具有不同折射率的流体。

接口1001从接口204接收UV光，并将其传递到辐射可见光的荧光材料1002。光学滤波器1003a可以防止UV光到达光学材料。由荧光材料辐射的可见光被布置成穿过体积1007中的光学材料1006，并进一步被传递到连接到接口205的接口1005。被反射的可见光经由接口1004传递到达接口205。

图11示出了选择器105，该选择器105将UV光从接口1101转移到接口1104、将NIR光从接口1102转移到接口1105并将可见光从接口1106收集到接口1103。光源101发射NIR光，并且还可以发射UV光。NIR光激活带电粒子发生器1108以产生带电粒子(例如电子)，该带电粒子被传递到发光材料1109，发光材料1109例如通过电致发光辐射可见光。UV光1104被传递到可选的荧光材料1107。可选的光学滤波器1111可以防止UV光传递到达发光材料1109。通过由外部影响107a、107a’、107a”和107a”’中的至少一个传递特性，测量对象107b可以传递多个特性1110。可见波长光谱中的调制光学信号经由接口1106进一步经由选择器105中的接口1103传递到检测器109。

类似于根据图3.1的实施例，外部影响107a通过淬灭辐射的可见波长光谱来调制荧光材料1107。类似于根据图3.1的实施例，外部影响107a’通过猝灭辐射的可见波长光谱来调制发光材料1109。类似于根据图3.2的实施例，外部影响107a”例如经由吸收、偏振或反射来调制通过的可见波长光谱，作为通过的信息107a”。外部影响107a”’调制带电粒子发生器1108如何产生带电粒子。结果，来自发光材料1109的辐射光可以被调制。

作为替代方案，当信息通过外部影响(107a、107a’、107a”、107a”’)从测量对象107b传递到传感器106时，包含物质的体积的一小部分可以作为信息传递到传感器。体积的大小可以从原子大小到人体细胞大小，然而还可以更大。

作为替代方案，当信息通过外部影响(107a、107a’、107a”、107a”’)从测量对象107b传递到传感器106时，例如如图3.1、图3.2、图9、图10和图11所示，可替代地或附加地，通过信息路径(107a、107a’、107a”、107a”’)传递的所述外部影响可以作为以下项传递：传导到荧光材料或围绕荧光材料的温度(通过对流热传递、通过辐射热传递)、波长光谱(通过光偏振、通过纠缠(entanglement))。可以通过直接影响荧光材料并调制其可见光辐射来测量的特性是如分子的物种(species)的浓度，通过蛋白质、通过细胞、通过磁场、通过电场、通过振动、通过压力、通过如电子的粒子的辐射、通过电磁波的辐射、通过移动物质、通过使用周围的液体、通过使用扩散、通过使用小容器、通过使用布朗运动、通过力学、通过电力、通过磁力、通过光、通过振动、通过诸如旋转的光偏振、通过电子器件移动液体、通过磁性元件移动液体、通过移动物质。

作为替代方案，当信息通过外部影响(107a、107a’、107a”、107a”’)从测量对象107b传递到传感器106时，所述外部影响可以通过多种方法传递，其中至少一种所述方法可以用于传递外部影响。

在图12.1和图12.2中示出了另一个实施例。图12.1示出了有源单元1415，该有源单元1415包括一个或几个发射UV光的LED 1401。LED由控制处理器1411控制。来自LED的UV光通过准直透镜1403聚焦在至少一个光路1402上。另一个准直透镜1404将UV光聚焦在尖锐的UV滤波器1405上，该UV滤波器1405仅使所述预定波长光谱(例如，如光谱1406所示的300nm至350nm之间)的UV光通过。有至少两个不同的锐截止UV滤波器(sharp UV filters)，它们由控制处理器1411控制的机械滑块可选择。另一个准直透镜1407将通过的UV光聚焦在另一个光路1408上，并且再一个准直透镜1410将UV光聚焦在光学滤波器1412(UV反射/可见光传输滤波器)上。滤波器相对于光路1408成45度布置。滤波器1412被布置成将UV光反射到图中的右侧，并经由另一个准直透镜1413到光路1414，光路1414连接到光学链路104a，如图1所示。

此外，光学滤波器1412被布置成使可见光通过，可见光可以从图中的右侧从光学链路104a到达。光学滤波器1412的光谱分布示意性地显示在光谱1419处，其中低透射导致光的反射，而高透射导致光的通过。因此，经由光路1414从光学链路104a到达的可见光被准直透镜1413聚焦，并通过光学滤波器1412到达图中的左侧。可见光被准直透镜1416聚焦到另一个光路1417。可见光经由另一个准直透镜1418被聚焦在至少一个检测器1409上，该检测器1409将可见光转换成发送到实时处理器1410的电信号。

光学链路104a的另一端连接到图12.2所示的无源单元。无源单元包括光路1431和准直透镜1432，该准直透镜1432将接收的UV光聚焦在与滤波器1412相同类型并具有光谱1434的UV反射/可见光滤通器1433处。从左侧通过的UV光向下链接90°，并由准直透镜1435聚焦到光路1436。另一个准直透镜1437将UV光聚焦在与滤波器1405相同类型并具有光谱1439的锐截止UV传输滤波器1438处。滤波器通带内的UV光直接穿过滤波器1438，并且其余的UV光被反射到图中的右侧。

穿过滤波器1438的UV光由准直透镜1440聚焦到光路1441，并进一步经由准直透镜1443聚焦到具有光谱1446并相对于光路成45°布置的UV反射/可见光传输滤波器1444。滤波器1444处的入射UV光被反射到图中的左侧，并由准直透镜1447聚焦到光路1448，并被传递到荧光材料1442。

荧光材料被UV光激发时沿所有方向辐射可见光。可见光在光路1448中向右传递，并由准直透镜1447聚焦在光学滤波器1444处，光学滤波器1444使可见光通过，该可见光由准直透镜1449聚焦在光路1450处。可见光由准直透镜1451聚焦在反射棱镜1452处，并在图中向下通过，并且由准直透镜1454聚焦到光路1455。可见光被准直透镜1456进一步聚焦在反射棱镜1457处，反射棱镜1457向右反射可见光，并经由准直透镜1458到达另一个反射棱镜1459，该反射棱镜1459使可见光在图中向上通过。

反射棱镜1457和1459与包含在体积1445中的待测量的介质接触。待测量的介质可以是伤口处的敷料，该敷料包括纤维(例如棉)以及纤维之间的空气。当伤口释放出伤口渗出物时，流体将在与棱镜1457和1459的接口处执行光学特性的外部影响，这导致可以检测到的调制。例如，当棱镜的外表面处有流体时，棱镜1457和1459的全内反射被部分或完全消除，从而棱镜将停止反射可见光。

在图中从棱镜1459向上通过的可见调制光被准直透镜1460聚焦到光路1461。另一个准直透镜1462将可见调制光聚焦在反射棱镜1463处，并且准直透镜1464将光聚焦在二比一组合器(two-to-one-combiner)1465处。调制光沿着组合器1465通过，并且准直透镜1478将光聚焦在所述滤波器1433处，该滤波器1433对于可见光是透射的。如上所述，可见调制光在图中向左传递，经由准直透镜1432和光路1431到达光学链路104a。

没有通过锐截止UV滤波器1438的UV光被滤波器1438反射到图中的右侧，并被准直透镜1466聚焦在光路1467处，并进一步经由准直透镜1468到达反射棱镜1469。UV光在图中向上通过，并且由准直透镜1470聚焦在光路1471处，并由准直透镜1472进一步聚焦在UV反射/可见光透射滤波器1473上，该滤波器1473具有光谱1479并与滤波器1433为同一类型。UV光被反射到图中的右侧，并被准直透镜1474聚焦到光路1475，光路1475可以经由光学链路104b耦合到另一个无源单元。以这种方式，由无源单元接收的并且没有被选择用于荧光材料的UV光被进一步传递到下一个无源单元(如果存在的话)。

下一个无源单元可以产生调制的光学信号，该调制的光学信号由光路1475从右侧接收，并由准直透镜1474聚焦在透射可见光的滤波器1473处。因此，来自下一个无源单元的可见调制光通过滤波器1473向左侧传递，并由准直透镜1476聚焦在光路1477处。光路1477连接到二比一组合器1465的上分支，并与来自第一无源单元的任何调制光组合。如上所述，可见调制光最终被检测器接收。

棱镜1457和1459可以布置成使得棱镜之间的光通过吸收材料，这形成了所述外部影响。如果吸收材料是气体(例如空气)，则吸收率将更低，而如果吸收材料包括流体(例如伤口渗出物)，则吸收率将更高。

图13.2示出了由两个波长光谱1301和1302产生的波长光谱1303。两个波长光谱1301、1302可以由两个LED产生，或者由两个不同的滤波器进行滤波的单个光源产生。组合的波长光谱1303被传输到光学链路104a。无源单元可以选择一个或另一个波长光谱，因为它们是可分离的。

图13.3示出了由两个波长光谱1304和1305产生的另一个波长光谱1306。两个波长光谱1304、1305可以由两个LED产生，或者由两个不同的滤波器进行滤波的单个光源产生。组合的波长光谱1306被传输到光学链路104a。组合的波长光谱1306不容易被无源单元分离，因为顶部太靠近。因此，组合的波长光谱1306可以用作单波长光谱。

图14.1示出了单个无源单元1401，该无源单元1401包括选择器/传感器1402和具有至少一个测量特性1405的测量对象1404，该测量特性1405经由外部影响1403对传感器1402进行影响。

图14.2示出了两个无源单元1411和1421，每个无源单元包括选择器/传感器1412、1422和包括至少一个测量对象特性1415、1425的测量对象1414和1424。测量特性经由外部影响1413和1423影响传感器。

图15.1至图15.4示出了不同的选择器配置。图15.1示出了对应于图1的具有连接器1502的简单配置，该连接器1502用于接收UV光以传输到接口1503，并且用于从接口1504接收可见光，并且还能够从接口1505接收可见光。此外，UV光经由连接器1505传输到另外的至少一个无源单元。图15.2示出了当链中没有另外的无源单元时的具有连接器1512的配置，该连接器1512用于接收UV光以传输到接口1513，并且用于从接口1514接收可见光。图15.3示出了具有第一单独的连接器1533和可选的第二单独的连接器1532的配置，该第一单独的连接器1533用于将UV光传递到接口1534，并且还进一步传递到接口1536，以到达下一个至少一个无源单元，该第二单独的连接器1532用于经由接口1535返回由传感器产生的可见光并且还可能从接口1537接收可见光，进一步参见下文。最后，图15.4示出了所有传输选项都包含在同一组件1558中的替代配置。连接器1553被布置用于将UV光传输到接口1554，并且还经由连接器1556传输到另外的至少一个无源单元。连接器1552被布置成接收来自接口1555的可见光和来自连接器1557从可选的另外的至少一个无源单元的可见光。

图16示出了其中对应于有源单元115的有源单元1601连接到光学链路1602的配置。分光器1603将UV光划分成三个光学链路分支1604、1605、1606。分支1606将UV光传输到包括第一荧光材料1612的无源单元1610，该第一荧光材料1612经由外部影响1614受到测量对象1615的影响。此外，存在包括第二荧光材料1613的第二分支，该第二荧光材料1613不受任何外部影响的影响。第一荧光材料可以发射第一波长光谱的光(例如红光)，而第二荧光材料可以发射不同波长光谱的光(例如绿光)。第二荧光材料用于校准。任何误差源将类似地作用于第一荧光材料和第二荧光材料以及传输路径，这可用于补偿误差源。第二分支1605以类似的方式操作第二无源单元1609。第三分支1604操作通过光学链路1617互连的两个串联的无源单元1607和1608。

图17示出了有源单元115，该有源单元115具有如图1所述的光源101、可选的光学传输滤波器102、可选的光学多路复用器103、光学检测器109和可选的光学接收器滤波器108。所有组件和连接光路可以通过一般泄漏对象1701在光学上相互影响。组件可以以这样的方式被布置：这些泄露物不干扰测量(例如通过在光学组件之间布置光吸收材料、使用具有高光学密度(OD)的滤光器等)。

图18.1至18.5示出了有源单元115经由光学链路与一个或几个无源单元117或无源单元组116之间的不同连接可能性。图18.1示出了经由单个光学链路连接到有源单元115的单个无源单元117。图18.2示出了包括至少两个无源单元117并且经由单个光学链路连接到有源单元115的单组无源单元116。图18.3示出了包括至少两个无源单元117并且经由双光学链路连接到有源单元115的单组无源单元116，其中UV光可以经由一个光学链路通过，并且可见返回光可以经由另一个光学链路通过。图18.4示出了包括用于连接到至少两个(例如三个)光学链路的分光器的有源单元115，其中每个光学链路连接到至少一个无源单元117。图18.5示出了包括用于连接到几个光学链路(例如三个光学链路)的分光器的有源单元115，其中每个光学链路连接到一组无源单元116，每组无源单元116包括至少两个无源单元117。可以使用其它组合。

图19示出了包括传感器1901的无源单元。UV光经由接口1906接收，并且可见光经由接口1907返回。UV光导致荧光材料1902发射光，该光由测量对象1904的特性经由外部影响1905调制。UV光的一部分经由光路1908传递到第二荧光材料1903，该第二荧光材料1903不受外部影响并用于校准。

图20.1至图20.5示出了有源单元115和一组无源单元116之间的光学链路的实施例。图20.1示出了将有源单元115和一组无源单元116互连的单光纤。图20.2示出了双光纤，其中第一光纤可以将UV光传输到一组无源单元，并且第二光纤可以传输来自一组无源单元的可见光。图20.3示出了UV光和可见光可以作为光线在介质(例如空气或气体)中传输。图20.4示出了光学链路可以包括三个(或更多个)传输路径(例如光纤)。

图20.5示出了至少一个有源单元115，该有源单元115具有一个或几个光源和一个或几个检测器。存在至少一组无源单元116，每组无源单元包括至少一个传感器。有几个光路2051，其中每个光路在一个或两个方向上将光传输到以下对象中的至少一个：光源101、发射器滤波器102、多路复用器103、接收器滤波器108和检测器109。当光路2051包括许多路径时，有源单元中的其它路径也具有一个或几个光路。每个光路2051终止于布置在有源单元附近的表面2052的专用部分。有几个光路2057，其中每个光路在一个或两个方向上将光传输到以下对象中的至少一个：无源单元117、选择器105接口201、1502、1212、1532、1533、1552、1553、2707或传感器106。每个光路2057终止于布置在无源单元附近的表面2056的专用部分。光学组件2054(例如透镜)经由接口2053和2055将表面2052的大部分投射到表面2056的大部分，反之亦然。投射可以在同一时间或不同时间点进行。接口可以透射光，并且可以是玻璃、气体、空气、液体、水或真空。光学组件可以是透镜或透镜系统；布置成至少一个可移动镜的扫描仪；多路复用器或其任意组合。来自光源115的光(例如UV光)被传输到一个或几个光路2051，并被投射到一个或几个光路2057上，以被传输到所述一组无源单元的至少一个传感器。来自所述无源单元中的每个传感器的光(例如可见光)被传输到一个或几个光路2057，并被投射到一个或几个光路2051上，以被传输到有源单元中的至少一个检测器，其中检测器可以是每个像素都是检测器的CCD。

图21示出了无源单元的更详细的实施例2101，其中使用了两个单独的光路。选择器2102经由接口2104(其可以包括滤波器2105)将UV光传递到发射可见光的荧光材料2106，可见光经由接口2108传输到吸收材料2109。接口2108可以可选地包括滤波器2107，该滤波器2107防止UV光传递到吸收材料。测量对象2113经由外部影响2114作用在吸收材料上，并调制可见光。调制的可见光经由接口2111传输到第二光路2112，该第二光路2112经由选择器2102将可见光传输回有源单元。可选的滤波器2110可以布置在接口2111中。

图22示出了实施例2201，其中UV光和可见光在无源单元内部的同一光路中通过。选择器2202经由接口2204(可选地包括滤波器2205)将UV光传输到吸收材料2206。UV光通过吸收材料并经由接口2208(可选地包括滤波器2207)到达荧光材料2209。荧光材料2209向所有方向发射可见光。反射镜可以布置在荧光材料2209的末端。可见光经由接口2208传输回吸收材料。测量对象2211经由外部影响2210作用在吸收材料上，并调制可见光，该可见光经由接口2204和选择器2202传递到有源单元。

图23示出了实施例2301，其中选择器2302经由光路将UV光传输到接口2304。UV光经由接口2306(可选地包括滤波器2307)传递到调制材料2308，该调制材料2308可以是棱镜，如果棱镜外部有空气，则棱镜反射光，但是如果棱镜外部有流体(水)，则棱镜不反射光。可以通过具有锐角弯曲部(sharp bend)的光纤获得类似的操作。测量对象2316经由外部影响2317作用在调制材料2308上，该外部影响2317可以是流体的存在或不存在。通过调制材料的UV光经由接口2310(可选地包括滤波器2309)传递到荧光材料2311，该荧光材料2311根据通过调制材料2308的UV光发射光。可见光经由接口2313(可选地包括滤波器2312)并经由光路2314传递到接口2315和接口2304。调制材料可以可替代地是滤波器，该滤波器由外部影响(例如温度)调制。因此，UV光在其刺激荧光材料之前由所述外部影响调制。

图24示出了实施例2401，其中选择器2403将UV光传输到分光器2404。第一路径2405经由接口2406(可选地包括滤波器2407)传输UV光，并进一步传输到荧光材料2408，该荧光材料2408不接收任何外部影响并用于校准。第二路径2409经由接口2410(可选地包括滤波器2411)将UV光传输到吸收材料2412，该吸收材料2412接收来自测量对象2423的外部影响2425。UV光进一步经由接口2414(可选地包括滤波器2413)传递到荧光材料2415，该荧光材料2415在所有方向上发射可见光。可见光经由接口2414传递回吸收材料2412，并经由接口2410和第二路径2409到达选择器，并进一步到达有源单元。第三路径2416经由接口2417(可选地包括滤波器2418)将UV光传输到吸收材料2419，该吸收材料2419接收来自测量对象2423的外部影响2424。UV光进一步经由接口2421(可选地包括滤波器2420)传递到荧光材料2422，该荧光材料2422在所有方向上发射可见光。可见光经由接口2421传递回吸收材料2419，并经由接口2417和第三路径2416到达选择器2403，并进一步到达有源单元。两个外部影响2424和2425都源于同一测量对象2423，并且例如可以是折射率和吸收率。另一个示例可以是在两种不同的可见光谱(绿色和红色)中的吸收率。

图25示出了类似于图24但是仅测量一个测量对象特性的实施例2501。选择器2502经由第一接口2503和经由接口2504(可选地包括滤波器2505)将UV光传输到荧光材料2506，该荧光材料2506不接收任何外部影响并用于校准。第二接口2507经由接口2508(可选地包括滤波器2509)将UV光传输到吸收材料2510，该吸收材料2510接收来自测量对象2514的外部影响2515。UV光进一步经由接口2512(可选地包括滤波器2511)传递到荧光材料2513，该荧光材料2513在所有方向上发射可见光。可见光经由接口2512传输回吸收材料2510，并经由接口2508和第二路径2507到达选择器2502，并进一步到达有源单元。

图26.1示出了实施例2601，其中同一测量对象2607具有两个(或几个)测量对象特性2608、2609，该特性2608、2609导致外部影响2610和2611作用于传感器2604。UV光经由光学链路和选择器2603从有源单元2602接收到传感器2604。

图26.2示出了包括两个(或几个)无源单元的实施例2621。UV光由有源单元2622和光学链路传输到两个选择器2625和2630。每个选择器将UV光传输到每个传感器2626和2631。测量对象2628的一个或几个测量对象特性2629经由外部影响2627作用于传感器2626，并且测量对象2633的一个或几个测量对象特性2634经由外部影响2632作用于传感器2631。

图26.3示出了实施例2667，其中选择器2652经由接口2653(可选地包括滤波器2654)将UV光传输到第一吸收材料2655。来自测量对象2662的测量对象特性2664的第一外部影响2663作用于第一吸收材料2655。UV光经由接口2657(可选地包括滤波器2656)进一步传输到第二吸收材料2658。来自测量对象2662的测量对象特性2666的第二外部影响2665作用于第二吸收材料2658。UV光经由接口2660(可选地包括滤波器2659)进一步传输到荧光材料2661，在荧光材料2661上可见光以相反的方向传输。两个测量对象特性2664和2666涉及同一测量对象2662。

图26.4示出了实施例2671，其中有源单元2672将UV光传输到第一无源单元的选择器2673和第二无源单元的选择器2674，并进一步传输到另外的无源单元(如果存在的话)。选择器2673将UV光传递到传感器2675，该传感器2675接收来自测量对象2679的测量对象特性2680的外部影响2677。选择器2674将UV光传递到传感器2676，该传感器2676接收来自同一测量对象特性2680的外部影响2678。外部影响2677和2678可以是相同类型的(例如折射率)或者是不同类型的(例如吸收率和折射率)。外部影响2677和2678源于同一测量对象2679。

图27.1是传感器层2702的示意图，该传感器层2702可以布置在打算施加到待监测伤口的敷料中。传感器层的几何形状可以是具有小厚度的片状形式、或者是一个或几个圆柱体、或者任何其它几何形状(例如正方形、三角形等)。传感器层2702包括通过光学链路2708互连的几个无源单元2707。光学链路经由另一个光学链路2701连接到有源单元。光学链路由几个分光器2709分成几组无源单元。无源单元可以被布置成对测量对象的几个特性(例如敷料表面上渗出物的存在或者敷料表面上血液的存在)进行测量。在放大图2703中，无源单元被示出为以圆锥结束的光纤，其可以测量与圆锥接触的介质的折射率。在放大图2704中，无源单元包括分光器。在放大图2705中，无源单元可以测量布置在无源单元的光路中的介质的吸收率。在放大图2706中，无源单元被示出为没有连接到另一个无源单元。无源单元布置在柔性支撑材料处，该柔性支撑材料可以是薄的。

图27.2是类似于根据图27.1的传感器层的传感器层的截面图。光学链路经由另一个光学链路2711连接到有源单元。当布置在敷料中时，根据图27.2的传感器层被布置成可能经由另一层在底部表面处面向伤口，其中无源单元2714和2715被布置在离伤口不同的距离处，以用于确定敷料渗出物的饱和度。

图27.3是类似于图27.1的传感器层2722的平面图，并且示出了连接到分光器2721的四组无源单元。上面的组包括两个串联连接的无源单元。第二组包括以回路连接的单个无源单元。第三组包括两个以串联且以回路连接的无源单元。第四组包括单个无源单元，其后是至三个路径的分光器，其中两个路径包括两个串联连接的无源单元，而第三路径包括单个无源单元。可以使用进一步的配置。

图27.4示出了传感器层，其中UV光经由光学链路2732和经由接口2733传输到四个分光器。每个分光器将UV光转移到一个单独的无源单元。组合器2734组合从四个无源单元中的每一个接收的调制信号，并经由光学链路2735将信号传输到有源单元。

图28示出了布置在表面2804a上方的敷料的实施例，其中所述表面位于伤口附近或体液附近、或渗出物(excaudate)附近。敷料可包括顶层2801(可选)和底层2803，底层2803旨在布置成与表面2804a接触。每层可以具有带有子层的内部结构。传感器层2802布置在底层2803上方。顶层2801可选地布置在传感器层上方。顶层可以保护传感器层免受杂散光的影响，并且可以是不透明的。渗出物或血液或其它液体或气体或测量特性可以在层之间通过(如线2804、2805、2806、2807、2808和2809所示)，并且还可以穿过传感器层2802。

传感器层可以大量制造，并且布置成线圈以布置在敷料处。

敷料层涉及石膏或创可贴或类似物。石膏可以根据要治疗的伤口定制。敷料层可以包括离型纸、粘合材料、液体移动材料、水分转移材料、隔离材料、机械结构材料、化妆品材料等。传感器层可以布置成可选地经由接触层与一个或几个敷料层接触。附加地或可替代地，传感器层可以部分或完全接触伤口或皮肤。

发光材料可以是如上所述的荧光材料，其被能量高于荧光的光激活。此外，可以使用具有其它类型发光的材料，例如：电致发光材料；化学发光材料；生物发光材料；电化学发光材料；溶致发光材料；焦灼发光材料；阴极发光材料；压电发光材料；磷光材料；拉曼发射材料；辐射发光材料；热致发光材料。

可以由根据上述实施例的设备和光学传感器测量的测量对象的特性是有很多的。下面提到一些特性。如果测量特性的方法不明显，则还描述这样的方法：

压力，其作为两个单独的体积之间的绝对值或相对值，压力取自不同的方向，由任何种类的相互作用引起，例如：机械、流体、气体、真空、电磁、声学、化学和描述物理状态的其它量；

力，其作为两个单独的体积之间的绝对值或相对值，力作用于对象上(由任何种类的相互作用引起)，通过在机械结构中使用光学吸收或屏蔽来测量；

扭矩，其作为两个分离的体积之间的绝对值或相对值，扭矩作用于对象上(由任何种类的相互作用引起)；

对象的加速度，其通过使用参考质量和力测量来进行测量；

对象的速度，其通过对测量的加速度进行积分来进行测量；

对象的压力；

对象的位移，其通过在机械结构中使用光学吸收或屏蔽或通过对测量的速度进行积分来进行测量；

对象的内应力，其通过在机械结构中使用光学吸收或屏蔽来进行测量，并且通过以不同方向定向的小型结构中使用力测量来进行测量；

折射率，其在体积中或界面处被测量；

光学传输；

吸光度；

光学反射；

方向波矢量，其评估光能传输中的主要能量方向，通过在不同方向上布置小的光传输腔来测量，并测量每个光传输腔中的光学传输；

测量接近体积的电荷；

测量接近或通过体积的电场；

测量接近或通过体积的电流，其通过使用欧姆定律来测量并测量电场；

测量接近或通过体积的磁场；

测量接近或通过体积的磁通密度；

测量接近或在体积中的电阻率，其通过在信息路径107a”’中移动测量的材料本身、调制带电粒子发生器1108来测量；

测量接近或在体积中的物质的浓度，其通过对辐射的荧光波长光谱进行反应淬灭来测量，其中反应性结合到该物质，其还通过在一个或多个波长光谱中的光学吸收来测量；

化合物的反应速率。

在第一实施例中，在放置在人体外部伤口上的敷料中进行液体填充水平检测和可选的血液检测。期望测量伤口敷料在一些相关体积中已经吸收了多少相对最大吸收量的液体，并且作为检测相关体积中是否存在高于警告或警报水平的血液部分的选项，其中液体信息作为警告信息传递给用户，并且其中血液检测作为警告或警报信息发送给用户。

在第二实施例中，期望监测来自透析系统的静脉针的血液泄漏。动脉和静脉针插入动脉/静脉瘘中。如果静脉针意外拔出，则如果没有发现，可能出现大量失血。

在基于第一实施例的扩展的第三实施例中，当在敷料中测量时，其它指标也是令人感兴趣的，因此可以测量其它特性，例如：温度、葡萄糖、酮、蛋白质、细菌、炎症。

在第四实施例中，测量人和动物的健康状态，期望测量健康特性以具有专利健康状态的草案指示，其中无源单元可以放置在各种地方，例如：伤口敷料、移动电话中、衣服中、公共环境中、锻炼工具上、交通工具中。还可以测量特性，例如：温度、葡萄糖、酮、蛋白质、细菌、炎症。

在第五实施例中，健康状态设备在皮肤周围进行测量，其中大多数测量在顶部皮肤表面的上方和下方(通常为+/-15mm)完成，因为选项信息从皮肤下方的体积传递至皮肤顶部的传感器。在这里可以使用针，特别是可以使用微针。还可以测量特性，例如：温度、葡萄糖、酮、蛋白质、细菌、炎症。

在第六实施例中，健康状态设备在体内进行测量，其中一些测量也可以仅仅放置在体外。典型的测量特性是：运动、温度、脉搏、血压、物质、神经、血液物质、蛋白质、细胞、细菌、病毒、振动。

在第七实施例中，系统状态在许多种电力系统(例如电力生产设施、电气设备、点火系统、电子设备、生产工厂、变速箱、任何种类的轴承、任何种类的存在轴承的系统)中被测量，还在许多电力传输路径(例如电缆和管子)中被测量，其中能量以许多方式存在，例如电、核、蒸汽、化学物质、电池。作为示例，下面的特性值得测量：温度、机械应力、湿度、电场、磁场、速度、温度，其中测量可以在没有危险和高温体积中的电干扰的情况下进行。

在第八实施例中，系统状态在环境中(例如建筑物、基础设施、生物系统、水下系统、信息系统)被测量。作为示例，与实施例7中提到的相同的特性在这里也是值得测量的。

在第九实施例中，系统状态是在质量大于10克的任何种类的移动设备(例如卡车、汽车、摩托车、自行车、飞机、火车、电车、火箭、军用飞行机器人、子弹)中测量的。作为示例，与实施例6中提到的相同的特性在这里也是值得测量的。

在第十实施例中，系统状态是在任何种类的可移动设备中测量的，该可移动设备与具有无线通信系统(例如移动电话、智能手机、膝上型电脑)的环境交互。作为示例，与实施例6中提到的相同的特性在这里也是值得测量的。

在第十一实施例中，系统状态是在任何种类的潜在危险体积(例如存在着火和爆炸危险的地方)中测量的。作为示例，与实施例6中提到的相同的特性在这里也是值得测量的。

在第十二实施例中，在人体重要器官(例如脑、心脏、肺、肝脏)中进行测量。作为示例，与实施例4中提到的相同的特性在这里也是值得测量的。

在第十三实施例中，如实施例7，然而仅限于轴承或存在轴承的系统。

在第十四实施例中，如实施例7，然而仅限于在变速箱中使用。

在第十五实施例中，如实施例7，然而仅限于在点火系统中使用。

在权利要求中，术语“包括(comprises)/包括(comprising)”并不排除其它元件或步骤的存在。此外，尽管被单独地列出，但是多个装置、元件或方法步骤可由例如单个单元来实现。另外，尽管各个特征可以被包括在不同的权利要求或实施例中，但是这些特征可以被有利地组合，并且在不同的权利要求中包括并不意味着特征的组合是不可行和/或不利的。此外，单数参考并不排除复数参考。术语“一(a)”、“一(an)”、“第一(first)”、“第二(second)”等不排除多个。权利要求中的参考标记仅仅是作为说明性的示例提供的，并且不应该被解释为以任何方式限制权利要求的范围。

尽管上面已经参考特定实施例描述了本发明，但是本发明并不旨在限于本文阐述的特定形式。而是，本发明仅由所附权利要求限制，并且在这些所附权利要求的范围内，除以上指定的实施例外，其它实施例同样是可能的。