特表 2023-544087 オートアライメントを含むシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-20

(54)【発明の名称】オートアライメントを含むシステム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/65 20060101AFI20231013BHJP

【ＦＩ】

G01N21/65

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2023515066

(86)(22)【出願日】2021-09-10

(85)【翻訳文提出日】2023-03-03

(86)【国際出願番号】 JP2021033382

(87)【国際公開番号】W WO2022054921

(87)【国際公開日】2022-03-17

(31)【優先権主張番号】63/077,080

(32)【優先日】2020-09-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】509339821

【氏名又は名称】アトナープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102934

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 彰

(72)【発明者】

【氏名】ブルックナー ルーカス

(72)【発明者】

【氏名】アンダーソン デイヴィッド

【テーマコード（参考）】

2G043

【Ｆターム（参考）】

2G043AA03

2G043EA03

2G043FA02

2G043HA01

2G043KA09

2G043LA03

2G043NA05

(57)【要約】

信号取得モジュール（１０）およびコントローラ（５０）を含むシステム（１）が提供される。信号取得モジュールは、励起光（３１）によってターゲット（５）に発生した放出光（３５）が入力される受光器（１１）と、放出光と前方に伝播した励起光の少なくとも一部である残留光（３６）とをターゲットと受光器との間に同軸的に導く受光光路（１２）と、残留光を受光光路から分離してイメージセンサー（７０）に導くセパレータ（１３）と、ターゲットと受光器との間の光学的相対位置制御用のアクチュエータ（４０）とを含む。コントローラは、光学的なアライメントを維持するためにアクチュエータを制御するモジュール（５０ａ）を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ターゲットに含まれる成分に関連する情報を含む信号を取得するための信号取得モジュールと、コントローラとを有するシステムであって、
前記信号取得モジュールは、
励起光により前記ターゲットで発生した放出光が入力され、前記放出光から信号を生成する受光器と、
前記放出光と、前方に伝搬した前記励起光の少なくとも一部である残留光とを前記ターゲットと前記受光器との間に同軸的に導く受光光路と、
前記残留光を前記受光光路から分離してイメージセンサーに導くセパレータと、
前記ターゲットと前記受光器との間の光学的相対位置を制御するアクチュエータとを備え、
前記コントローラは、前記イメージセンサーの検出結果に応じて前記ターゲットと前記受光器との間の光学的アライメントを維持するように前記アクチュエータを制御するよう構成されたモジュールを含む、システム。

【請求項2】

請求項１において、
前記アクチュエータは、前記ターゲットを保持するターゲットホルダ、前記受光光路の少なくとも一部を支持する支持モジュール、および受光光路上の光の方向を変える光学素子の少なくとも１つを動かす、システム。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記アクチュエータは、目的物を少なくとも２次元的に動かすユニットを含む、システム。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記セパレータは、前記残留光と前記放出光とをそれらの波長の差によって分離するセパレータを含む、システム。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記励起光を発生させるように構成された発生器と、
前記受光器で受光した放出光のスペクトルを取得するように構成された分光器とをさらに有する、システム。

【請求項6】

ターゲットに含まれる成分に関連する情報を含む信号を取得する信号取得モジュールを含むシステムの制御方法であって、
前記信号取得モジュールは、励起光により前記ターゲットで発生した放出光が入力され、前記放出光から信号を生成する受光器と、
前記放出光と、前方に伝搬した前記励起光の少なくとも一部である残留光とを前記ターゲットと前記受光器との間に同軸的に導く受光光路と、
前記残留光を前記受光光路から分離し、前記残留光をイメージセンサーに導くセパレータと、
前記ターゲットと前記受光器との間の光学的相対位置を制御するアクチュエータとを備えており、
当該方法は、前記イメージセンサーの検出結果に応じて前記ターゲットと前記受光器との間の光学的アライメントを維持するように前記アクチュエータを制御することを含む、方法。

【請求項7】

請求項６において、
前記制御することは、前記ターゲットを保持するターゲットホルダ、前記受光光路の少なくとも一部を支持する支持モジュール、および前記受光光路上の光の向きを変える光学素子の少なくとも１つを前記アクチュエータにより動かすことを含む、方法。

【請求項8】

ターゲットに含まれる成分に関する情報を含む信号を取得する信号取得モジュールを備えるシステムを制御するためのプログラムであって、
前記信号取得モジュールは、励起光により前記ターゲットで発生した放出光が入力され、前記放出光から信号を生成する受光器と、
前記放出光と、前方に伝搬した前記励起光の少なくとも一部である残留光とを前記ターゲットと前記受光器との間に同軸的に導く受光光路と、
前記残留光を前記受光光路から分離し、前記残留光をイメージセンサーに導くセパレータと、
前記ターゲットと前記受光器との光学的相対位置を制御するアクチュエータとを備え、
当該プログラムは、前記イメージセンサーの検出結果に応じて前記ターゲットと前記受光器との光学的アライメントを維持するよう前記アクチュエータを制御する、コントローラの指示を含む、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オートアライメント機能を含むシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ＷＯ２００６／０２１９２９号公報には、分光システムが開示されている。このシステムでは、分光分析ユニットの開口の横断面における戻り放射の位置を検出することによって、光学部品のサーボ駆動の並進または傾斜ステージを駆動できる制御信号を生成することができる。このようにして、分光システムの横方向のずれを効果的に検出することができる。

【発明の概要】

【0003】

位置ずれの検出は、ターゲット（試料、対象物、物体）からの放出光（放射）を効率的に検出するために有効であるが、この目的のために放出光を使用すると、本来の目的のために検出すべき放出光の強度を低下させる可能性がある。

【0004】

この発明の側面の１つは、ターゲット（対象物）に含まれる成分に関連する情報を含む信号を取得するための信号取得モジュールと、コントローラとを有するシステムである。信号取得モジュールは、（ａ）励起光（エキサイテイションライト）によってターゲットで発生した放出光（発生光、エミッションライト）が入力され、放出光から信号を生成する受光器と、（ｂ）放出光と、前方に伝播した励起光の少なくとも一部である残留光とをターゲットと受光器との間で同軸的に導く受光光路と、（ｃ）残留光を受光光路から分離してイメージセンサーに導くセパレータ（分離器）と、（ｄ）ターゲットと受光器との間の光学的相対位置を制御するアクチュエータ（稼働装置、操作器）とを含む。コントローラは、イメージセンサーの検出結果に応じてターゲットと受光器との間の光学的アライメント（光学的な位置関係）を維持するようにアクチュエータを制御するように構成されたモジュール（ユニット）を含む。

【0005】

前方通過型（フォワードパス型）の走査光学系では、サンプリング要素および材料が含まれるキュベットまたはカセットのサンプル容器などのターゲットが、前方の光路を変化させる可能性がある。最初にキュベットまたはカセットのサンプル容器でシステムをセットアップした場合、９０度以外に変化すると、ビームパス（光路、光学的パス）を変化させる屈折を引き起こす可能性がある。また、角度誤差を考慮したキャリブレーションを行っている場合、ターゲット（試料）の屈折率が変化すると、それによりミスアライメント（位置合わせ障害、位置ずれ）が発生する可能性がある。同様に、サンプリング構造体を取り外して再挿入したり、またはサンプリング構造体に製造公差があると、同様に位置ずれが発生する原因となる。本発明のシステムにおいては、励起光の残留光を放出光の代用として、光学的アライメントを自動的に維持する。この残留光は通常、検出経路からフィルタリングされて除去されるが、このシステムでは、これまで捨てられていた光である残留光をイメージセンサーにルーティングして位置ずれを検出し、イメージセンサーの検出結果を用いて、ターゲットと受光器との間の光学的アレンジメント（光学的配置）のアライメント（位置合わせ）をアクチュエータにより維持することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

本明細書の実施形態は、図面を参照した以下の詳細な説明から、よりよく理解されるであろう。

【図1】図１はこの発明のシステムの一実施形態を示し、

【図2】図２はアライメントの状態の一例を示し、

【図3】図３はミスアライメントの一例を示し、

【図4】図４はミスアライメントの他の例を示し、

【図5】図５はオートアライメントシステムのブロック図を示し、

【図6】図６は検出結果の例を示し、

【図7】図７は本システムの制御方法の概要を示すフローチャートを示す。

【実施形態の説明】

【0007】

本明細書の実施形態とその様々な特徴および有利な詳細は、添付図面に図示され、以下の説明で詳述される非限定的な実施形態を参照してより詳細に説明される。周知の構成要素および処理技術の説明は、本明細書の実施形態を不必要に不明瞭にしないように省略される。本明細書で使用される例は、単に、本明細書の実施形態が実施され得る方法の理解を容易にし、当業者が本明細書の実施形態を実践することをさらに可能にすることを意図している。したがって、実施例は、本明細書の実施形態の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【0008】

図１は、この発明の一実施形態であるシステム１を示す。システム１の実施形態の１つは、ＣＡＲＳ（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ａｎｔｉ－Ｓｔｏｋｅｓ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ、コヒーレント反ストークスラマン散乱）分光装置（分光分析システム、スペクトロメータデバイス）である。ＣＡＲＳ、ＳＲＳ（Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ、誘導ラマン散乱）等の非線形光学法を用いたシステム１では、ターゲット（試料、物体、対象物）５において、異なる波長域を有する１つまたは複数の光を含み得る励起光（励起光パルス、励起光ビーム、励起レーザ）３１によって放出光（発生光、発光ビーム、エミッションライトパルス、エミッションビーム）３５が生成（発生）され、または励起される。システム１は、ターゲット５における放出される光（放出光）としてＣＡＲＳ光３５を励起するための励起光３１を出力するレーザモジュール（発生装置）２０を含む。励起光３１は、ストークス光（ストークスパルス、ストークスビーム）３２、ポンプ光（ポンプパルス、ポンプビーム）３３およびプローブ光（プローブパルス、プローブビーム）３４を含んでもよく、それらはレーザ光源２５から第１の光路２１、第２の光路２２および第３の光路２３をそれぞれ介して生成（発生）される。

【0009】

ストークス光３２は、ファイバ２１ａによって広げられた波長１０８５～１２３０ｎｍの第１の範囲Ｒ１、ポンプ光３３は波長１０４０ｎｍの第２の範囲Ｒ２、また、プローブ光３４は遅延ステージ２３ａにより多少の遅延を含む波長７８０ｎｍの第３の範囲Ｒ３を備えていてもよい。放出光３５の一例は、波長約６８０～７６０ｎｍの範囲Ｒ４を有するＴＤ－ＣＡＲＳ（ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙｅｄ ＣＡＲＳ、遅延ＣＡＲＳ、ｔｉｍｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＣＡＲＳ、時間依存のＣＡＲＳ）光が挙げられる。ＴＤ－ＣＡＲＳ光３５は、ストークス３２、ポンプ光３３、および時間的な遅延を含むプローブ光３４を備えた励起光によって生成される。放出光３５の他の一例は、波長約９００～１０００ｎｍの範囲Ｒ５を有するＣＡＲＳ光である。ＣＡＲＳ光３５は、ストークス３２とポンプ光３３とを含む励起光によって生成される。

【0010】

システム１は、励起光３１が入射されるターゲット（対象物、試料）５と、ターゲットホルダ４５と、信号取得モジュール１０と、コントローラ（プロセッサ）５０と、メモリ５３とをさらに含む。信号取得モジュール１０は、ターゲット５に含まれる成分に関連する情報を含む信号３９を取得する。信号取得モジュール１０は、励起光３１によってターゲット５で発生した放出光３５から解析用の信号３９を生成するために放出光３５が入射する受光器１１と、ターゲット５と受光器１１との間に放出光３５と残留光（残りの光、余分な光）３６とを同軸的に導く受光光路１２とを含む。残留光３６は、前方に伝搬した励起光３１の少なくとも一部である。信号取得モジュール１０は、残留光３６を受光光路１２から分離してイメージセンサー７０に導くダイクロイックプリズムやダイクロイックミラーなどのセパレータ（分離器）１３と、ターゲット５と受光器１１との間の光学的相対位置を制御するためのアクチュエータ４０とをさらに含む。コントローラ（処理モジュール）５０は、イメージセンサー７０の検出結果に応じてターゲット５と受光器１１との間の光学的な位置関係を維持するためにアクチュエータ４０を制御するように構成された（適合された）モジュール（アライメントコントローラ）５０ａを含む。コントローラ５０は、放出光３５から検出された信号３９を解析するためのモジュール５０ｂなど、他のモジュールを含んでもよい。これらのモジュール５０ａ、５０ｂの機能は、メモリ（プロセッサまたはコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体）５３に格納された機能実行命令を含むプログラム（プログラム製品）５３ａを用いてコントローラ５０に実装されてもよい。

【0011】

信号取得モジュール１０は、分離された残留光３６をイメージセンサー７０に導く光路１４を含んでもよい。セパレータ１３は、受光光路１２において同軸的に入力する放出光３５および残留光３６から残留光３６を分離する。セパレータ１３は、放出光３５から残留光３６をそれらの波長の差によって分離するダイクロイックセパレータを含んでもよい。上記にて説明したように、非線形光学方式を用いることにより、励起光３１によって、励起光３１の波長とは異なる波長の放出光（散乱光）３５を得ることができる。例えば、ＴＤ－ＣＡＲＳ光の波長範囲Ｒ４は、ストークス光３２、ポンプ光３３およびプローブ光３４を含む励起光３１の範囲Ｒ１～Ｒ３より短い。また、ＣＡＲＳ光の波長範囲Ｒ５は、ストークス光３２およびポンプ光３３を含む励起光３１の範囲Ｒ１～Ｒ２よりも短い。そのため、セパレータ１３は、励起光３１と同じ波長域を有する残留光３６を、放出光３５から分離することができる。なお、本明細書および図に示した光路の配置は実施形態の一つであり、プリズム、ミラー、レンズなどの光学素子は、実現するシステムの実際の物理条件に応じて省略または追加することができる。

【0012】

イメージセンサー７０の実施形態の一つは、画像処理に使用されるＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子アレイを含む２次元イメージセンサーである。また、イメージセンサー７０は、画像処理装置であってもよい。イメージセンサー７０では、生成されたスポットと所定の位置（理想位置、基準スポット）との２次元の差、および／または、スポットのサイズと理想サイズとの差（基準スポットのサイズ）を比較してもよく、それから位置ズレ（ミスアライメント）を求めることができる。

【0013】

アクチュエータ４０によって制御される光学的相対位置は、ターゲット５および受光器（レシーバ）１１自体の２Ｄ（二次元）または３Ｄ（三次元）の位置、向きおよび／または方向に加えて、ターゲット５と受光器１１との間の光学的なルートまたはパス（光路または経路）を構成する、レンズ、プリズム、ミラーおよびそれらの支持プレート、ベース等の光学素子の２Ｄ（２次元）または３Ｄ（３次元）の位置、向きおよび／または方向を含んでいてもよい。ターゲット５とレシーバ１１、特にレシーバ１１の受光窓１１ａとの間の光学的アライメント（光学的な位置合わせ、光学的な位置関係）は、光学的相対位置に関わる各光学素子の位置、配向および方向のいずれかを含む要素のいずれかを変更することによって変化し、光学的相対位置に関わる要素の別のいずれかを変更することによって元の状態に回復または復元され得る。すなわち、光学的なアライメントを維持するために、変更した要素の物理的な位置（向きおよび／または方向を含む）を元に戻してもよく、他の要素の物理的な１つまたは複数の位置を変更してそれらの相対的な光学的関係を元に戻してもよい。

【0014】

アクチュエータ４０は、ターゲット５を保持するターゲットホルダ４５、信号取得モジュール１０に含まれる受光光路１２の少なくとも一部を支持する支持モジュール４４、および受光光路１２上の光の向きを変える光学素子の少なくとも１つを動かしてもよい。アクチュエータ４０は、操作対象物を少なくとも２次元的に移動させる１つまたは複数のユニットを含んでもよい。本システム１では、ターゲットホルダ４５も、サーボモータや圧電アクチュエータなどを用いてターゲット５を２Ｄ（２次元方向）に移動させたり回転させたりできるＸ－Ｙ－θテーブルなどのアクチュエータであってもよい。ターゲットホルダ４５は、Ｘ－Ｙテーブルであってもよいし、Ｘ－Ｙ－Ｚ－θテーブルであってもよい。また、支持モジュール４４も、Ｘ－Ｙ－θテーブル、Ｘ－Ｙテーブル、またはＸ－Ｙ－Ｚ－θテーブル等のアクチュエータであってもよい。受光光路１２は、放出光３５および残留光３６を含む受光光（受信光）の向きを変えるプリズムおよび／またはミラー１５を含んでもよい。アクチュエータ４０は、ミラー１５を移動および／または回転させるアクチュエータ４６を含んでもよい。アライメント制御装置５０ａは、各アクチュエータ４４、４５、４６の動きおよび動く量を個別に制御することで、ターゲット５と受光器１１との間のアライメントを制御してもよい。

【0015】

放出光３５、例えばＣＡＲＳ光やＴＤ－ＣＡＲＳ光を取得する受光器１１の一例は、放出光３５を光ファイバに導き、分光器や光検出器アレイ（ＣＣＤ）等の検出器に供給するための入力レンズである。また、受光器１１は、検出器（ディテクタ）６０を兼ね、放出光３５を受光し、ターゲット５内の試料の組成を分析するための検出信号３９を出力することができる機能を有していてもよい。

【0016】

ターゲット５の一例としては、キュベットやカセットの試料容器（サンプルコンテナ）が挙げられる。システム１が最初のキュベットやカセットの試料容器で設定されている場合、９０度以外に向きが変わると屈折の向きが変わり、受光光路１２と光路１４を含むビーム経路の変化を引き起こすことになる。システム１が角度誤差を考慮して較正されている場合、ターゲット５内の試料の屈折率が変化すると、角度誤差を考慮することが位置ずれ（ミスアライメント）の原因となる。同様に、ターゲット５およびシステム１の光路の他の要素を含むサンプリング構造の取り外しおよび再挿入、またはサンプリング構造の製造公差も位置ずれを起こす原因となる。検出経路のオートアライメントプロセス（自動位置合わせ処理）がアライメント制御装置５０ａにより行われ、アライメント制御装置５０ａは、放出信号（エミッションシグナル、エミッションライト、放出光）３５の代わりとして、励起信号が前方に伝播して残留した光（残留励起光）３６を利用する。この残留信号３６は、通常、検出経路からフィルタリングで除去されるが、このシステム１では、この捨てられる信号は検出素子７０にルーティングされ、検出素子により、基準となるケースからの焦点径とＸＹ位置のシフト（変位、変化）を区別することが可能となる。そして、このフィードバックを用いて、調整可能なミラー１５などをアクチュエータ４０で駆動し、このシフトを補償して、再現性の高いサンプリングを可能にする。

【0017】

図２～図４は、従来のシステム９０におけるアライメントの状態を示す図である。
このシステム９０では、受光器１１（検出器６０）の上流にフィルタ１９が設置され、残留光３６（励起光３１）を遮断している。図２は、図２（ｂ）に示すように、完全に調整された一例を示す図である。受光器１１のピンホール１１ａのｘ方向の中心に放出光３５のビーム３５ａが集中している。ビーム３５ａは、ｙ方向においてもピンホール１１ａの中心に合わせている。集光されたビーム３５ａがピンホール１１ａにカットオフされることなく（あるいは僅かにカットオフされるかもしれないが）入射するように、信号がコリメートされ、完全に集光されている。

【0018】

図３は、図３（ｂ）に示すように、ｘ方向またはｙ方向にミスアライメント（ずれ）がある場合の例を示す図である。ビーム３５ａがピンホール１１ａでカットされ、強度が低下している。この位置ずれは、キュベットの角度がわずかに変化した場合や、温度変化によるミラーの移動などが原因である可能性がある。図４は、ビーム３５ａがコリメートされていないミスアライメントの例である。信号が完全に集光されず、ビーム３５ａが大きくなりすぎている。ビーム３５ａがピンホール１１ａより大きいため、カットオフや強度低下の原因となる。このようなミスアライメントは、試料の厚さが異なること、コリメーション用の対物レンズと試料との距離が変化したこと、屈折率の異なる試料であること等が原因であると考えられる。

【0019】

図５および図６は、本システム１におけるアライメントの状態を説明する図である。図６（ａ）は、完全なアライメント、すなわち、ビーム３５ａがピンホール１１ａのｘ方向およびｙ方向の中心にあり、集光されたビーム３５ａがピンホール１１ａにカットオフされることなく（あるいは僅かながらされてもよいが）入るように信号がコリメートされている状態に対応する２次元イメージセンサー（２Ｄ撮像センサー）７０の検出結果７９の一例を示している。このようなアライメント状態（位置合わせされた状態）において、センサー７０に導かれた残留光３６がセンサー７０上に作るスポット３６ａが、基準スポット（参照スポット）７６の基準位置（参照位置）および基準サイズ（参照サイズ）となる。

【0020】

図６（ｂ）は、図３に示す状態に対応するｘ方向またはｙ方向のミスアライメントを示す２次元イメージセンサー７０上の検出結果７９の一例を示す図である。検出結果７９における基準スポット７６と残留光３６のスポット３６ａとの位置の差（ｘ－ｙ位置）を参照することにより、アライメント制御装置（位置制御装置）５０ａは、ミスアライメント（位置ずれ）の量と方向とを把握し、または取得して、例えばターゲットホルダー４５のｘ－ｙテーブルおよび／またはモータ制御もしくはピエゾ制御のミラー１５といったアクチュエータ４０を独立して、または協調して用いて、ｘおよびｙのミスアライメントに対する補正（補償）を行うことができる。

【0021】

図６（ｃ）は、図４に示す状態に対応するｚ方向のミスアライメント（ビームがコリメートされていない状態）を示す２次元イメージセンサー７０での検出結果７９の一例を示す図である。検出結果７９における基準スポット７６とスポット３６ａとのスポット径の差を参照することにより、アライメント制御装置（位置制御装置）５０ａは、ミスアライメントの量および方向を把握し、または取得して、アクチュエータ４０、例えばターゲットホルダ４５のｘ－ｙテーブルを用いてｘおよびｙ方向のミスアライメントに対する補正を施すことができる。以上において説明したように、放出光（ＣＡＲＳ信号）３５は入力ビームと同一線上（共線的）であり、残留光（励起レーザ）３６の方向またはポイントの位置（ポインティング）を代理として用いることができる。コリメーション（平行度）の変化は、リファレンス（最初の測定値）と比較することで検出され、自動的に調整または補正することができる。また、放出光３５と残留光３６とを含む入射光から残留光３６を分離するためのセパレータ１３は、従来のシステム９０の励起レーザ３１を遮断するためのフィルタ１９として機能する。

【0022】

図７は、本システム１における処理（制御）の概要を示すフローチャートである。ステップ８１において、コントローラ５０の制御の下、イメージセンサー７０から検出結果７９を取得することにより、アライメントコントローラ５０ａは、ミスアライメント（位置ずれ）の有無を判断する。ステップ８１でミスアライメントが検出されると、ステップ８２において、アライメントコントローラ５０ａは、イメージセンサー７０の検出結果７９に応じて、ターゲット５と受光器１１との光学的な位置関係を維持するようにアクチュエータ４０を制御してミスアライメントを補正する。ステップ８２において、コントローラ５０ａは、アクチュエータ４０により、ターゲットホルダ４５、支持モジュール４４および光学素子１５のうちの少なくとも１つを独立して、または協調して動かしてもよい。

【0023】

ステップ８１でミスアライメントが検出されなかった場合、ステップ８３で、解析モジュール５０ｂは、検出器６０により解析のための信号を取得する。ステップ８４において、コントローラ５０は、信号を分析することにより、ターゲット５内の試料の１つまたは複数の成分（構成要素）に関する情報を出力する。この処理（制御方法）は、メモリ５３または他のコンピュータが読み取り可能な媒体（可読媒体）に格納された命令を含むプログラム（プログラム製品）５３ａによりコントローラ５０に実装されてもよい。

【0024】

以上において説明したように、本発明では、スペクトロメータ（分光器）における光検出のためのオートビームアライメント（自動的な光線の位置合わせ方法、装置）が提供される。フォワードパススキャンニング光学系（前方照射走査光学系）では、サンプリング要素および、その内部に含まれる材料が、前方の光路を変化させることがある。キュベットやカセットといった試料容器でシステムをセットアップした場合、９０度ではない角度変化は屈折を引き起こし、ビーム経路を変化させる。また、システムが角度誤差を考慮してキャリブレーション（較正、校正）されている場合、試料の屈折率が変化するとミスアライメントの要因となる。同様に、サンプリング機構の取り外しや再挿入、あるいはサンプリング機構の製造公差もミスアライメントの要因となる。そこで、前方に伝播した残留励起信号を放出信号（発生信号）の代わりとして利用する検出経路の自動アライメントプロセス（自動位置合わせ処理）を開発した。通常、この残留信号は検出経路からフィルタリング（除去）されるが、本例では、この廃棄される信号はセンサーエレメント（検出要素）に導かれ、基準となるケースからの焦点の径やＸＹ方向の位置ずれを検出（区別）することができる。そして、そのフィードバックにより、位置ずれを補償するために調整可能なミラーを駆動することができ、再現性の高いサンプリングが可能となる。

【0025】

特定の実施形態の前述の説明は、本明細書の実施形態の一般的な性質を十分に明らかにするので、他者は、現在の知識を適用することによって、一般的な概念から逸脱することなく、係る特定の実施形態を容易に修正および／または様々な用途に適合させることができ、したがって、係る適合および修正は、開示した実施形態の意味および同等物の範囲で理解されるべきであるし、そうすることを意図するものである。本明細書で採用される言い回しまたは用語は、説明のためのものであり、限定するためのものではないことを理解されたい。したがって、本明細書では、好ましい実施形態について説明したが、当業者は、本明細書の実施形態が、添付の請求項の精神および範囲内で変更を加えて実施できることを認識するであろう。

【図1】

【図2(a)】

【図2(b)】

【図3】

【図4(a)】

【図4(b)】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2022-06-29

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ターゲットに含まれる成分に関連する情報を含む信号を取得するための信号取得モジュールと、コントローラとを有するシステムであって、
前記信号取得モジュールは、
励起光により前記ターゲットで発生した放出光が入力され、前記放出光から信号を生成する検出器と、
前記放出光と、前方に伝搬した前記励起光の少なくとも一部である残留光とを前記ターゲットと前記検出器との間に同軸的に導く受光光路と、
前記残留光を前記受光光路から分離してイメージセンサーに導くセパレータと、
分離された前記残留光を前記イメージセンサーに導く光路と、
前記ターゲットと前記検出器との間の光学的相対位置を制御するアクチュエータとを備え、
前記コントローラは、前記イメージセンサーの前記分離された残留光の検出結果に応じて、前記ターゲットと、前記セパレータによりフィルタされた前記放出光を検出する前記検出器との間の光学的アライメントを維持するように前記アクチュエータを制御するよう構成されたモジュールを含む、システム。

【請求項2】

請求項１において、
前記アクチュエータは、前記ターゲットを保持するターゲットホルダ、前記受光光路の少なくとも一部を支持する支持モジュール、および受光光路上の光の方向を変える光学素子の少なくとも１つを動かす、システム。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記アクチュエータは、目的物を少なくとも２次元的に動かすユニットを含む、システム。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記セパレータは、前記残留光と前記放出光とをそれらの波長の差によって分離するセパレータを含む、システム。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記励起光を発生させるように構成された発生器と、
前記検出器で受光した放出光のスペクトルを取得するように構成された分光器とをさらに有する、システム。

【請求項6】

ターゲットに含まれる成分に関連する情報を含む信号を取得する信号取得モジュールを含むシステムの制御方法であって、
前記信号取得モジュールは、励起光により前記ターゲットで発生した放出光が入力され、前記放出光から信号を生成する検出器と、
前記放出光と、前方に伝搬した前記励起光の少なくとも一部である残留光とを前記ターゲットと前記検出器との間に同軸的に導く受光光路と、
前記残留光を前記受光光路から分離し、前記残留光をイメージセンサーに導くセパレータと、
分離された前記残留光を前記イメージセンサーに導く光路と、
前記ターゲットと前記検出器との間の光学的相対位置を制御するアクチュエータとを備えており、
当該方法は、前記イメージセンサーの前記分離された残留光の検出結果に応じて、前記ターゲットと、前記セパレータによりフィルタされた前記放出光を検出する前記検出器との間の光学的アライメントを維持するように前記アクチュエータを制御することを含む、方法。

【請求項7】

請求項６において、
前記制御することは、前記ターゲットを保持するターゲットホルダ、前記受光光路の少なくとも一部を支持する支持モジュール、および前記受光光路上の光の向きを変える光学素子の少なくとも１つを前記アクチュエータにより動かすことを含む、方法。

【請求項8】

ターゲットに含まれる成分に関する情報を含む信号を取得する信号取得モジュールを備えるシステムを制御するためのプログラムであって、
前記信号取得モジュールは、励起光により前記ターゲットで発生した放出光が入力され、前記放出光から信号を生成する検出器と、
前記放出光と、前方に伝搬した前記励起光の少なくとも一部である残留光とを前記ターゲットと前記検出器との間に同軸的に導く受光光路と、
前記残留光を前記受光光路から分離し、前記残留光をイメージセンサーに導くセパレータと、
分離された前記残留光を前記イメージセンサーに導く光路と、
前記ターゲットと前記検出器との光学的相対位置を制御するアクチュエータとを備え、
当該プログラムは、前記イメージセンサーの前記分離された残留光の検出結果に応じて、前記ターゲットと、前記セパレータによりフィルタされた前記放出光を検出する前記検出器との光学的アライメントを維持するよう前記アクチュエータを制御する、コントローラの指示を含む、プログラム。

【国際調査報告】