JP6980108B2 - 分光測定装置、及び分光測定方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態に係る分光測定装置は、錠剤等の医薬品を対象物とし、対象物にテラヘルツ波を照射し、対象物を通過したテラヘルツ波を受光、分析して対象物を構成する物質を判定するものである。なお、対象物は医薬品に限られず任意である。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る分光測定装置の構成例を示している。該分光測定装置100は、光源部11、ビーム径調整部12、受光部13、及び信号処理部14を備える。
D=d1(t―f1)/f1 ・・・(1)
次に、図9は、本発明の第2の実施形態に係る分光測定装置の構成例を示している。該分光測定装置200は、分光測定装置100(図1)における受光部13を、受光部20に置換したものである。分光測定装置200の構成要素のうち、分光測定装置100構成要素と共通するものについては、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
テラヘルツ帯域の電磁波に対する受光感度を有するデバイスに比較して、安価であり、受光感度が高い。IR光に対する受光感度を有するデバイス変換波受光部202は、例えば、PD(Photo Diode)、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ、CMOS(Complementary MOS)イメージセンサ等によって実現できる。
ω3=ω1−ω2 ・・・(2)
次に、図13は、本発明の第3の実施形態に係る分光測定装置の構成例を示している。該分光測定装置300は、分光測定装置100(図1)に対して、入力部15、及び記憶部16を追加したものである。分光測定装置300の構成要素のうち、分光測定装置100の構成要素と共通するものについては、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
次に、図15は、本発明の第4の実施形態に係る分光測定装置の構成例を示している。該分光測定装置400は、分光測定装置100(図1)に対して、対象物測定部17を追加したものである。分光測定装置400の構成要素のうち、分光測定装置100の構成要素と共通するものについては、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
次に、図17は、本発明の第5の実施形態に係る分光測定装置の構成例を示している。該分光測定装置500は、分光測定装置100(図1)に対して、対象物1と受光部13との間に結像部18を追加したものである。分光測定装置500の構成要素のうち、分光測定装置100の構成要素と共通するものについては、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
f2+f3>fd ・・・(3)
Dd=Df3/f2 ・・・(4)
次に、図20は、本発明の第6の実施形態に係る分光測定装置の構成例を示している。該分光測定装置600は、分光測定装置100(図1)に対して、ビーム径調整部12と対象物1との間にビーム形状変更部19を追加したものである。分光測定装置600の構成要素のうち、分光測定装置100の構成要素と共通するものについては、同一の符号を付しているので、その説明は適宜省略する。
ところで、ビーム径調整部12が調整可能なビーム径の最小値M1に比較して対象物1の大きさが小さい場合、上述した分光測定装置100〜600では対象物1による散乱の影響を抑止することができない。そのよう場合、複数の対象物1から成るクラスタ(集合体)を形成し、該クラスタを対象物1として分光測定すればよい。
なお、本発明は、分光測定以外の測定に応用することも可能である。例えば、テラヘルツ波を用いるCTスキャンや、テラヘルツ波の吸収率・反射率を利用したイメージング・スキャニング等、散乱光によって測定値の変動や測定精度低下などの影響を受ける測定に応用できる。
Claims (13)
- 対象物に照射するための電磁波を出力する光源部と、
前記光源部と前記対象物との間に配置され、前記光源部から出力された前記電磁波のビーム径を調整するビーム径調整部と、
前記対象物を介して入射した前記電磁波を受光し、受光結果を表す受光信号を生成する受光部と、
前記受光信号に基づいて前記ビーム径調整部にて調整する前記ビーム径を決定する信号処理部と、
前記対象物の識別情報と最適ビーム径とを対応付けて記憶する記憶部と、
を備え、
前記信号処理部は、前記受光信号に基づき、前記受光部にて受光された前記電磁波の積分強度が最大または前記最大から所定範囲となる最大のビーム径を前記最適ビーム径に決定し、
前記ビーム径調整部は、前記信号処理部からの制御に従い、前記光源部から出力された前記電磁波の前記ビーム径を前記最適ビーム径に調整する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1に記載の分光測定装置であって、
前記受光部は、前記対象物を介して入射した前記電磁波を受光し、受光結果を表す受光信号として前記電磁波の前記積分強度を生成し、
前記信号処理部は、前記受光信号としての前記電磁波の前記積分強度が最大または前記最大から所定範囲となる最大のビーム径を最適ビーム径に決定する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1に記載の分光測定装置であって、
前記受光部は、前記対象物を介して入射した前記電磁波を受光し、受光結果を表す受光信号として前記電磁波の電場振幅分布または強度分布の2次元イメージを生成し、
前記信号処理部は、前記受光信号としての前記電磁波の前記電場振幅分布または前記強度分布の2次元イメージに基づいて前記積分強度を演算し、演算した前記積分強度が最大または前記最大から所定範囲となる最大のビーム径を最適ビーム径に決定する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1に記載の分光測定装置であって、
前記受光部は、
前記対象物を介して入射した前記電磁波の波長を変換することにより変換波を生成する波長変換部と、
前記変換波を受光し、受光結果を表す受光信号を生成する変換波受光部と、
を有し、
前記信号処理部は、前記変換波受光部によって生成された前記受光信号に基づいて前記積分強度を演算し、演算した前記積分強度が最大または前記最大から所定範囲となる最大のビーム径を最適ビーム径に決定する前記最適ビーム径を決定する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項4に記載の分光測定装置であって、
前記波長変換部は、非線形光学結晶によるポッケルス効果またはパラメトリック発生を利用して前記対象物を介して入射した前記電磁波の波長を変換する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1に記載の分光測定装置であって、
前記信号処理部は、入力された前記対象物の前記識別情報が前記記憶部に記憶されている場合、前記識別情報に対応する前記最適ビーム径を読み出し、読み出した前記最適ビーム径に基づいて、前記ビーム径調整部を制御する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1に記載の分光測定装置であって、
前記信号処理部は、入力された前記対象物の前記識別情報と、前記対象物に対して決定した前記最適ビーム径と対応付けて前記記憶部に記憶させる
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1に記載の分光測定装置であって、
前記対象物と前記受光部との間に配置され、前記対象物を介して前記受光部の受光面に入射する前記電磁波の前記受光面におけるビーム径を変更する結像部を、備え、
前記信号処理部は、前記最適ビーム径と、前記受光面の大きさとに基づいて、前記結像部の位置を制御する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1に記載の分光測定装置であって、
前記ビーム径調整部と前記対象物との間に配置され、前記電磁波のビーム形状を変更するビーム形状変更部を、
備えることを特徴とする分光測定装置。 - 請求項1に記載の分光測定装置であって、
前記対象物は、前記ビーム径調整部が調整可能な前記ビーム径の最小値よりも小さい物質の集合体である
ことを特徴とする分光測定装置。 - 対象物に照射するための電磁波を出力する光源部と、
前記対象物を介して入射した前記電磁波を受光し、受光結果を表す受光信号を生成する受光部と、
記憶部と、
を備える分光測定装置の分光測定方法であって、
前記受光信号に基づき、前記受光部にて受光された前記電磁波の積分強度が最大または前記最大から所定範囲となる最大のビーム径を最適ビーム径に決定する決定ステップと、
前記光源部から出力された前記電磁波の前記ビーム径を前記最適ビーム径に調整する調整ステップと、
前記対象物の識別情報と前記最適ビーム径とを対応付けて前記記憶部に記憶させる記憶制御ステップと、
を含むことを特徴とする分光測定方法。 - 対象物の大きさを測定する対象物測定部と、
前記対象物に照射するための電磁波を出力する光源部と、
前記光源部と前記対象物との間に配置され、前記光源部から出力された前記電磁波のビーム径を調整するビーム径調整部と、
前記対象物を介して入射した前記電磁波を受光し、受光結果を表す受光信号を生成する受光部と、
前記受光信号に基づいて前記対象物を分析する信号処理部と、
を備え、
前記信号処理部は、前記対象物測定部による測定結果に基づいて最適ビーム径に決定し、
前記ビーム径調整部は、前記信号処理部からの制御に従い、前記光源部から出力された前記電磁波の前記ビーム径を前記最適ビーム径に調整する
ことを特徴とする分光測定装置。 - 対象物に照射するための電磁波を出力する光源部と、
前記対象物を介して入射した前記電磁波を受光し、受光結果を表す受光信号を生成する受光部と、
を備える分光測定装置の分光測定方法であって、
前記対象物の大きさを測定する測定ステップと、
前記対象物の大きさの測定結果に基づき、最適ビーム径を決定する決定ステップと、
前記光源部から出力された前記電磁波のビーム径を前記最適ビーム径に調整する調整ステップと、
を含むことを特徴とする分光測定方法。
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