JP2013024704A - 電磁波出力装置、方法、プログラム、記録媒体および核磁気共鳴分析装置 - Google Patents

電磁波出力装置、方法、プログラム、記録媒体および核磁気共鳴分析装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電磁波を設定する際の処理時間を短縮する。
【解決手段】IF信号出力装置(電磁波出力装置)10は、電磁波の出力時間、周波数、位相および振幅の設定値を、同時に更新するグループに対応付けて記録する設定値記録部102と、グループに対応付けられたパラメータの二種類以上の設定値を、電磁波に同時に設定する電磁波設定部(周波数設定部108a、位相設定部108b、振幅設定部108cおよびタイミング設定部110)とを備える。グループに対応付けられていないパラメータ(例えば、出力時間)は、グループに関する設定よりも前に設定された値のままとする。IF信号出力装置10は、上記のようにして設定された電磁波(IF信号)を出力する。
【選択図】図2

Description

本発明は、核磁気共鳴分析装置における試料に与える電磁波の設定に関する。
従来より、NMR装置(核磁気共鳴分析装置)において、試料に与える電磁波として、DDS(ダイレクト デジタル シンセサイザ:Direct Digital Synthesizer)で変調した電磁波を使用することが知られている(例えば、特許文献1の要約を参照)。例えば、DDSにより、電磁波の周波数、位相および振幅を変調して、試料に与えてもよい。ここで、電磁波の変調波形を、より理想的な波形に近づけるためには、変調を行うための時間を短縮する(スループットを上げることを意味する)ことが好ましい。
特開2006−118961号公報
しかしながら、電磁波の振幅のみならず周波数および位相までも変調しようとすると、処理が複雑になるため、スループットが落ちてしまう。
そこで、本発明は、電磁波を設定する際の処理時間を短縮することを課題とする。
本発明にかかる電磁波出力装置は、電磁波の二種類以上のパラメータの設定値を、同時に更新するグループに対応付けて記録する設定値記録部と、前記グループに対応付けられた前記パラメータの二種類以上の前記設定値を、前記電磁波に同時に設定する電磁波設定部と、を備え、前記グループに対応付けられていない前記パラメータは、前記グループに関する設定よりも前に設定された値のままとし、設定された前記電磁波を出力するように構成される。
上記のように構成された電磁波出力装置は、設定値記録部は、電磁波の二種類以上のパラメータの設定値を、同時に更新するグループに対応付けて記録する。電磁波設定部は、前記グループに対応付けられた前記パラメータの二種類以上の前記設定値を、前記電磁波に同時に設定する。さらに、前記グループに対応付けられていない前記パラメータは、前記グループに関する設定よりも前に設定された値のままとする。しかも、設定された前記電磁波を出力する。
なお、本発明にかかる電磁波出力装置は、前記グループに対応付けられた前記パラメータの前記設定値が二つ以上ある場合には、いずれか一つを選択して、設定に用いるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる電磁波出力装置は、前記設定値記録部から前記設定値を同時に読み出す、複数の読出部と、前記読出部の読出結果のうち、同一グループに属するものを前記電磁波設定部に与える設定制御部と、を備え、前記読出部の個数は、前記パラメータの種類の数以上であるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる電磁波出力装置は、前記パラメータは、前記電磁波の出力時間、周波数、位相および振幅のいずれか二種類以上であるようにしてもよい。
本発明は、上記の電磁波出力装置と、前記電磁波に基づく信号を試料に与える送信部と、前記電磁波に基づく信号を前記試料が受けたことに起因する前記試料からの信号を受ける受信部と、前記受信部の受信結果に基づき前記試料を測定する測定部とを備えた核磁気共鳴分析装置である。
本発明は、電磁波の二種類以上のパラメータの設定値を、同時に更新するグループに対応付けて記録する設定値記録工程と、前記グループに対応付けられた前記パラメータの二種類以上の前記設定値を、前記電磁波に同時に設定する電磁波設定工程と、を備え、前記グループに対応付けられていない前記パラメータは、前記グループに関する設定よりも前に設定された値のままとし、設定された前記電磁波を出力する電磁波出力方法である。
本発明は、設定された電磁波を出力する電磁波出力装置における設定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記設定処理は、前記電磁波の二種類以上のパラメータの設定値を、同時に更新するグループに対応付けて記録する設定値記録工程と、前記グループに対応付けられた前記パラメータの二種類以上の前記設定値を、前記電磁波に同時に設定する電磁波設定工程と、を備え、前記グループに対応付けられていない前記パラメータは、前記グループに関する設定よりも前に設定された値のままとするプログラムである。
本発明は、設定された電磁波を出力する電磁波出力装置における設定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、前記設定処理は、前記電磁波の二種類以上のパラメータの設定値を、同時に更新するグループに対応付けて記録する設定値記録工程と、前記グループに対応付けられた前記パラメータの二種類以上の前記設定値を、前記電磁波に同時に設定する電磁波設定工程と、を備え、前記グループに対応付けられていない前記パラメータは、前記グループに関する設定よりも前に設定された値のままとする記録媒体である。
本発明の実施形態にかかる核磁気共鳴分析装置1の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態にかかるIF信号出力装置(電磁波出力装置)10の構成を示す機能ブロック図である。 設定値記録部102の記録内容の一例を示す図である。 本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる核磁気共鳴分析装置1の構成を示す機能ブロック図である。核磁気共鳴分析装置1は、IF信号出力装置(電磁波出力装置)10、アップコンバータ12、NMRプローブ(送信部、受信部)20、ダウンコンバータ22、A/D変換器24、測定部26を備える。
IF信号出力装置(電磁波出力装置)10は、電磁波を出力する。出力される電磁波は、IF信号、すなわち中間周波数(IF : Intermediate Frequency)信号である。
アップコンバータ12は、IF信号の周波数を大きくして、RF(Radio Frequency)信号として、NMRプローブ20に与える。ただし、IF信号をそのままNMRプローブ20に与えるようにしてもよい。
NMRプローブ(送信部)20は、電磁波に基づく信号(RF信号)を試料に与える。さらに、NMRプローブ(受信部)20は、電磁波に基づく信号(RF信号)を試料が受けたことに起因する試料からの信号(NMR信号)を受ける。NMR信号は、例えば、RF信号でもある。
ダウンコンバータ22は、NMR信号の周波数を小さくして、IF信号として、A/D変換器24に与える。
A/D変換器24は、ダウンコンバータ22の出力するアナログ信号を、デジタル信号に変換する。
測定部26は、NMRプローブ(受信部)20の受信結果に基づき(すなわち、A/D変換器24の出力に基づき)試料を測定する。
図2は、本発明の実施形態にかかるIF信号出力装置(電磁波出力装置)10の構成を示す機能ブロック図である。
IF信号出力装置(電磁波出力装置)10は、設定値記録部102、第一読出部104a、第二読出部104b、第三読出部104c、第四読出部104d、設定制御部106、周波数設定部108a、位相設定部108b、振幅設定部108c、タイミング設定部110、DDS(ダイレクト デジタル シンセサイザ:Direct Digital Synthesizer)112を有する。
設定値記録部102は、電磁波の二種類以上のパラメータ(本実施形態では、電磁波の出力時間、周波数、位相および振幅)の設定値を、同時に更新するグループに対応付けて記録する。
図3は、設定値記録部102の記録内容の一例を示す図である。設定値記録部102は、左列に、電磁波の出力時間(単位:マイクロ秒)、周波数(単位:MHz)、(初期)位相(単位:deg)、振幅(電圧)(単位:V)を記録している。
設定値記録部102は、右列に、電磁波のパラメータのイベントフラグが記録されている。イベントフラグが1である場合は、グループの終端を意味する。イベントフラグが0である場合は、グループの終端ではないことを意味する。
例えば、1〜4行目の、出力時間が1マイクロ秒(1マイクロ秒づつIF信号を出力することを意味する)、周波数が500MHz、(初期)位相が90度、振幅(電圧)が1V(イベントフラグが1:グループの終端)というように設定を同時に更新することを意味する。この1〜4行目が、グループ1である。これらのパラメータの設定値が、タイミング設定部110、周波数設定部108a、位相設定部108bおよび振幅設定部108cにより、電磁波に同時に設定される。
同様に、5〜7行目がグループ2であり、8行目がグループ3であり、9〜12行目がグループ4である。例えば、5〜7行目のパラメータの設定値が、周波数設定部108a、位相設定部108bおよび振幅設定部108cにより、電磁波に同時に設定される。
第一読出部104aは、設定値記録部102の1行目、5行目、9行目、…、すなわち(1+4N)行目(ただし、Nは0以上の整数)の設定値およびイベントフラグを読み出して、設定制御部106に与える。
第二読出部104bは、設定値記録部102の2行目、6行目、10行目、…、すなわち(2+4N)行目(ただし、Nは0以上の整数)の設定値およびイベントフラグを読み出して、設定制御部106に与える。
第三読出部104cは、設定値記録部102の3行目、7行目、11行目、…、すなわち(3+4N)行目(ただし、Nは0以上の整数)の設定値およびイベントフラグを読み出して、設定制御部106に与える。
第四読出部104dは、設定値記録部102の4行目、8行目、12行目、…、すなわち(4+4N)行目(ただし、Nは0以上の整数)の設定値およびイベントフラグを読み出して、設定制御部106に与える。
なお、第一読出部104a、第二読出部104b、第三読出部104cおよび第四読出部104dの読出しは、同時に並行して行うことが好ましい。また、本実施形態において、読出部は、第一読出部104a、第二読出部104b、第三読出部104cおよび第四読出部104dの4個であるが、読出部が4個以上あってもよい。すなわち、読出部の個数は、パラメータの種類の数以上とする。
設定制御部106は、第一読出部104a、第二読出部104b、第三読出部104cおよび第四読出部104dの読出し結果を受け、グループに対応付けられたパラメータの二種類以上の設定値を、電磁波に同時に設定するように、周波数設定部108a、位相設定部108b、振幅設定部108cおよびタイミング設定部110を制御する。ただし、設定制御部106は、グループに対応付けられていないパラメータは、グループに関する設定よりも前に設定された値のままとするように、周波数設定部108a、位相設定部108b、振幅設定部108cおよびタイミング設定部110を制御する。
例えば、設定制御部106は、第一読出部104a、第二読出部104b、第三読出部104cおよび第四読出部104dの読出し結果(5〜8行目)を受ける。さらに、設定制御部106は、グループ2に対応付けられたパラメータの設定値(5〜7行目)を、電磁波に同時に設定するように、周波数設定部108a、位相設定部108bおよび振幅設定部108cを制御する。なお、設定制御部106は、周波数設定部108a、位相設定部108bおよび振幅設定部108cに、読出し結果(5〜7行目)を与える。ただし、設定制御部106は、グループ2に対応付けられていないパラメータ(出力時間)は、グループ2に関する設定よりも前に設定された値(グループ1の1マイクロ秒)のままとする。
しかも、設定制御部106は、グループに対応付けられたパラメータの設定値が二つ以上ある場合には、いずれか一つを選択して、設定に用いる。例えば、設定制御部106は、
グループ4に対応付けられたパラメータ(振幅)の設定値が二つ(2V、4V:11、12行目参照)あるが、後に記録されている4V(12行目)を設定に用いる。
周波数設定部108a、位相設定部108b、振幅設定部108cおよびタイミング設定部110は、いずれも電磁波設定部である。これらの電磁波設定部は、グループに対応付けられたパラメータの二種類以上の設定値を、電磁波に同時に設定する。具体的には、DDS112に設定値どおりの電磁波を出力させるように、DDS112を設定する。
周波数設定部108aは、電磁波の周波数を設定する。位相設定部108bは、電磁波の初期位相を設定する。振幅設定部108cは、電磁波の振幅(電圧)を設定する。タイミング設定部110は、電磁波を出力する出力時間を設定する。
例えば、グループ1に関しては、周波数設定部108aが電磁波の周波数を500MHz、位相設定部108bが電磁波の(初期)位相を90度、振幅設定部108cが電磁波の振幅(電圧)を1Vに同時に設定する。しかも、タイミング設定部110が、さらに同時に出力時間を1マイクロ秒に設定し、周波数設定部108a、位相設定部108bおよび振幅設定部108cに、上記の周波数(500MHz)、位相(90度)および振幅(1V)を1マイクロ秒継続させる。ただし、位相は初期位相が90度ということになる。
DDS(ダイレクト デジタル シンセサイザ:Direct Digital Synthesizer)112は、周波数設定部108a、位相設定部108bおよび振幅設定部108cによる設定を受け、設定値どおりの電磁波を出力する。DDS112の出力が、設定された電磁波(IF信号)となる。
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。図4は、本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。
設定値記録部102に記録された設定値の内で、設定していないものがあれば(S10、No)、設定制御部106内部の設定値を更新する(S12)。設定値の更新は、イベントフラグが1にならない(S14、No)限り、続行する。
すなわち、第一読出部104a、第二読出部104b、第三読出部104cおよび第四読出部104dが、設定値記録部102の記録内容を同時に読み出して、設定制御部106に同時に与える。そして、イベントフラグが1にならない限り、設定制御部106が設定値を更新する。
イベントフラグが1になると(S14、Yes)、設定制御部106は、周波数設定部108a、位相設定部108b、振幅設定部108cおよびタイミング設定部110を制御して、設定値どおりの電磁波をDDS112が出力するようにする(S16)。なお、周波数設定部108a、位相設定部108b、振幅設定部108cおよびタイミング設定部110による設定は同時に行われる。
例えば、図3(1〜4行目:グループ1)を参照し、第一読出部104aが1マイクロ秒を読出し、設定制御部106に与える。すると、設定制御部106の内部では、出力時間が1マイクロ秒に更新される。イベントフラグが0なので(S14、No)、設定値の更新が続行される。
すると、第二読出部104bが、すでに500MHzを読出し、設定制御部106に与えている。すると、設定制御部106の内部では、周波数が500MHzに更新される。イベントフラグが0なので(S14、No)、設定値の更新が続行される。
すると、第三読出部104cが、すでに90度を読出し、設定制御部106に与えている。すると、設定制御部106の内部では、位相が90度に更新される。イベントフラグが0なので(S14、No)、設定値の更新が続行される。
すると、第四読出部104dが、すでに1Vを読出し、設定制御部106に与えている。すると、設定制御部106の内部では、振幅が1Vに更新される。イベントフラグが1なので(S14、Yes)、設定制御部106は、周波数設定部108a、位相設定部108b、振幅設定部108cおよびタイミング設定部110を制御して、設定値どおりの電磁波をDDS112が出力するようにする(S16)。なお、周波数設定部108a、位相設定部108b、振幅設定部108cおよびタイミング設定部110による設定は同時に行われる。また、第一読出部104a、第二読出部104b、第三読出部104cおよび第四読出部104dが、設定値記録部102の記録内容を同時に読み出す。
そして、設定値記録部102に記録された設定値の内で、設定していないものの有無の判定(S10)に戻る。
すると、図3(5〜7行目:グループ2)を参照し、第一読出部104aが600MHzを読出し、設定制御部106に与える。すると、設定制御部106の内部では、周波数が600MHzに更新される。イベントフラグが0なので(S14、No)、設定値の更新が続行される。
すると、第二読出部104bが、すでに135度を読出し、設定制御部106に与えている。すると、設定制御部106の内部では、位相が135度に更新される。イベントフラグが0なので(S14、No)、設定値の更新が続行される。
すると、第三読出部104cが、すでに2Vを読出し、設定制御部106に与えている。すると、設定制御部106の内部では、振幅が2Vに更新される(なお、第四読出部104dが3Vを読出しているが、グループ3についての設定に使用される)。イベントフラグが1なので(S14、Yes)、設定制御部106は、周波数設定部108a、位相設定部108bおよび振幅設定部108cを制御して、設定値どおりの電磁波をDDS112が出力するようにする(S16)。なお、周波数設定部108a、位相設定部108bおよび振幅設定部108cによる設定は同時に行われる。また、第一読出部104a、第二読出部104b、第三読出部104cおよび第四読出部104dが、設定値記録部102の記録内容を同時に読み出す。
なお、グループ2に対応付けられていないパラメータ(出力時間)は、グループ2に関する設定よりも前に設定された値(グループ1の1マイクロ秒)のままとする。すなわち、出力時間を1マイクロ秒のままにすればよい場合は、「1マイクロ秒」と最初(1行目)に設定しておけばよく、グループ2、3、4、…において、「1マイクロ秒」と記載する必要が無いことに留意されたい。
次に、図3(8行目:グループ3)を参照し、第四読出部104dが読み出した3Vが設定制御部106に与えられている。すると、設定制御部106の内部では、振幅が3Vに更新される。イベントフラグが1なので(S14、Yes)、設定制御部106は、振幅設定部108cを制御して、設定値どおりの電磁波をDDS112が出力するようにする(S16)。ただし、周波数は600MHzのままであり、位相は特に変更は無く、出力時間は1マイクロ秒のままである。
さらに、図3(9〜12行目:グループ4)を参照し、第一読出部104aが500MHzを読出し、設定制御部106に与える。すると、設定制御部106の内部では、周波数が500MHzに更新される。イベントフラグが0なので(S14、No)、設定値の更新が続行される。
すると、第二読出部104bが、すでに135度を読出し、設定制御部106に与えている。すると、設定制御部106の内部では、位相が135度に更新される。イベントフラグが0なので(S14、No)、設定値の更新が続行される。
すると、第三読出部104cが、すでに2Vを読出し、設定制御部106に与えている。すると、設定制御部106の内部では、振幅が2Vに更新される。イベントフラグが0なので(S14、No)、設定値の更新が続行される。さらに、第四読出部104dが、すでに4Vを読出し、設定制御部106に与えている。すると、設定制御部106の内部では、振幅が4Vに更新される。
このように、グループ4に対応付けられたパラメータ(振幅)の設定値が二つ(2V、4V)ある場合には、後に記録されている4V(12行目)を設定に用いる。ただし、前に記録されている2V(11行目)を設定に用いるようにすることも考えられる。
イベントフラグが1なので(S14、Yes)、設定制御部106は、周波数設定部108a、位相設定部108bおよび振幅設定部108cを制御して、設定値どおりの電磁波をDDS112が出力するようにする(S16)。なお、周波数設定部108a、位相設定部108bおよび振幅設定部108cによる設定は同時に行われる。ただし、出力時間は1マイクロ秒のままである。また、第一読出部104a、第二読出部104b、第三読出部104cおよび第四読出部104dが、設定値記録部102の記録内容を同時に読み出す。
このようにして、設定値記録部102に記録された設定値を最後まで設定することができる。設定値記録部102に記録された設定値を最後まで設定すれば(S10、Yes)、IF信号出力装置10はIF信号の出力を停止する。
本発明の実施形態によれば、グループ2に対応付けられているパラメータ(周波数、位相および振幅)が同時に設定されるため、これらのパラメータを順次設定する場合に比べて、設定のための時間を短縮することができる。
しかも、グループ2に対応付けられていないパラメータ(出力時間)は、グループ2に関する設定よりも前に設定された値(グループ1の1マイクロ秒)のままとする。すなわち、出力時間を1マイクロ秒のままにすればよい場合は、「1マイクロ秒」と最初(1行目)に設定しておけばよく、グループ2、3、4、…において、「1マイクロ秒」と記載する必要が無い。これにより、設定値記録部102に記録されるデータのサイズを小さくすることができる。また、タイミング設定部110の設定の更新を、1グループごとに行う必要も無く、更新する頻度を減らすことができる。
さらに、グループ4に対応付けられたパラメータ(振幅)の設定値が二つ(2V、4V)ある場合には、いずれか一つを選択して設定に使用するので、設定の競合を防止できる。
また、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。CPU、ハードディスク、メディア(フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROMなど)読み取り装置を備えたコンピュータに、上記の各部分、例えばIF信号出力装置10を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の機能を実現できる。
1 核磁気共鳴分析装置
10 IF信号出力装置(電磁波出力装置)
12 アップコンバータ
20 NMRプローブ(送信部、受信部)
22 ダウンコンバータ
24 A/D変換器
26 測定部
102 設定値記録部
104a 第一読出部
104b 第二読出部
104c 第三読出部
104d 第四読出部
106 設定制御部
108a 周波数設定部
108b 位相設定部
108c 振幅設定部
110 タイミング設定部
112 DDS

Claims (8)

  1. 電磁波の二種類以上のパラメータの設定値を、同時に更新するグループに対応付けて記録する設定値記録部と、
    前記グループに対応付けられた前記パラメータの二種類以上の前記設定値を、前記電磁波に同時に設定する電磁波設定部と、
    を備え、
    前記グループに対応付けられていない前記パラメータは、前記グループに関する設定よりも前に設定された値のままとし、
    設定された前記電磁波を出力する電磁波出力装置。
  2. 請求項1に記載の電磁波出力装置であって、
    前記グループに対応付けられた前記パラメータの前記設定値が二つ以上ある場合には、いずれか一つを選択して、設定に用いる、
    電磁波出力装置。
  3. 請求項1に記載の電磁波出力装置であって、
    前記設定値記録部から前記設定値を同時に読み出す、複数の読出部と、
    前記読出部の読出結果のうち、同一グループに属するものを前記電磁波設定部に与える設定制御部と、
    を備え、
    前記読出部の個数は、前記パラメータの種類の数以上である、
    電磁波出力装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電磁波出力装置であって、
    前記パラメータは、前記電磁波の出力時間、周波数、位相および振幅のいずれか二種類以上である、
    電磁波出力装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれか一項に記載の電磁波出力装置と、
    前記電磁波に基づく信号を試料に与える送信部と、
    前記電磁波に基づく信号を前記試料が受けたことに起因する前記試料からの信号を受ける受信部と、
    前記受信部の受信結果に基づき前記試料を測定する測定部と、
    を備えた核磁気共鳴分析装置。
  6. 電磁波の二種類以上のパラメータの設定値を、同時に更新するグループに対応付けて記録する設定値記録工程と、
    前記グループに対応付けられた前記パラメータの二種類以上の前記設定値を、前記電磁波に同時に設定する電磁波設定工程と、
    を備え、
    前記グループに対応付けられていない前記パラメータは、前記グループに関する設定よりも前に設定された値のままとし、
    設定された前記電磁波を出力する電磁波出力方法。
  7. 設定された電磁波を出力する電磁波出力装置における設定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記設定処理は、
    前記電磁波の二種類以上のパラメータの設定値を、同時に更新するグループに対応付けて記録する設定値記録工程と、
    前記グループに対応付けられた前記パラメータの二種類以上の前記設定値を、前記電磁波に同時に設定する電磁波設定工程と、
    を備え、
    前記グループに対応付けられていない前記パラメータは、前記グループに関する設定よりも前に設定された値のままとするプログラム。
  8. 設定された電磁波を出力する電磁波出力装置における設定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、
    前記設定処理は、
    前記電磁波の二種類以上のパラメータの設定値を、同時に更新するグループに対応付けて記録する設定値記録工程と、
    前記グループに対応付けられた前記パラメータの二種類以上の前記設定値を、前記電磁波に同時に設定する電磁波設定工程と、
    を備え、
    前記グループに対応付けられていない前記パラメータは、前記グループに関する設定よりも前に設定された値のままとする記録媒体。
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