JP2019105561A - 測定装置および、それに用いられるサンプルホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】形状の異なる複数の試料を測定する場合に試料の保持・取り外し作業を軽減し、保持した試料の位置合わせが容易なサンプルホルダ、および当該サンプルホルダを用いる測定装置を提供する。【解決手段】測定装置は、複数の試料を載置することが可能なサンプルホルダ１０と、サンプルホルダ１０に載置された複数の試料を測定する測定部と、測定する試料に対する測定部の位置を制御する制御部とを備えている。サンプルホルダ１０は、基板１と、基板１に複数設けられ、試料を保持する保持部２とを含んでいる。保持部２は、形状の異なる複数の試料を保持部２の中心位置で保持することができる構成を有する。【選択図】図１

Description

本技術は、サンプルホルダに試料を保持して測定する測定装置およびそれに用いられるサンプルホルダに関する。

Ｘ線分析や光学系の測定・検査を行う場合に、測定装置用のサンプルホルダに試料を保持して測定・検査が行われている。このサンプルホルダについて、様々な形状の試料を保持することが可能な構成が提案されている。例えば、特許文献１では、円形ブロック状の部材にＶ字溝状の保持凹部を形成し、円柱状、円筒状、球状の試料を確実かつ安定的に保持することができるサンプルホルダが提案されている。

また、特許文献２では、基板に口径変化機構部と試料保持機構部などを設け、口径変化機構部を回動することで測定中心の位置に各種サイズの試料を移動させることができるサンプルホルダが提案されている。

特開２０１０−２４９７６０号公報 特開２００１−２８９７５３号公報

しかし、特許文献１に記載のサンプルホルダでは、保持することができる試料が１つであり、１つの試料を測定した後で、別の試料を測定するためには、保持した試料を取り換える作業が必要となる。具体的に、特許文献１に記載のサンプルホルダを用いて測定を行う場合、サンプルホルダに試料を１つ保持して測定を行い、測定終了後にサンプルホルダから試料を取り外して、さらに別の試料を１つサンプルホルダに保持して測定する作業を繰返す必要があった。

また、特許文献１に記載のサンプルホルダでは、Ｖ字溝状の保持凹部に試料を保持させるため、溝に沿った方向のいずれかの位置で試料を保持することになる。そのため、試料の大きさによっては、サンプルホルダの中心位置で試料を保持するように、試料の位置を決める作業が必要となる。

さらに、特許文献２に記載のサンプルホルダでは、試料保持機構部に保持させる試料の大きさによって口径変化機構部を調整する作業が必要となる。また、特許文献２に記載のサンプルホルダでは、形状が異なる試料を保持させる度に、測定中心の位置に試料が来るように口径変化機構部を調整する作業が必要となる。

本技術は、複数の試料を測定する場合に試料の保持・取り外し作業を軽減し、保持した試料の位置合わせが容易なサンプルホルダ、および当該サンプルホルダを用いる測定装置を提供することを目的とする。

本発明のある局面に従う測定装置は、試料を測定する測定装置であって、複数の試料を載置することが可能なサンプルホルダと、サンプルホルダに載置された複数の試料を測定する測定部と、測定する試料に対する測定部の位置を制御する制御部とを備え、サンプルホルダは、基板と、基板に複数設けられ、試料を保持する保持部とを含み、保持部は、形状の異なる複数の試料を保持部の中心位置で保持することができる構成を有する。

保持部は、円錐または円錐台の形状を有する凹部であり、試料の一部を当該凹部の内側に当接させて試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を保持部の中心位置で保持することができる構成である。

保持部は、基板に設けた穴に挿して固定する複数のピンで試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を保持部の中心位置で保持することができる構成である。

保持部は、基板に設けた複数の可動部材で試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を保持部の中心位置で保持することができる構成である。

制御部は、保持部の中心位置を、保持部で保持した試料の中心位置として試料に対する測定部の位置を制御してもよい。

制御部は、測定部で測定した少なくとも１つの試料端の位置と保持部の中心位置とに基づき、試料の大きさを算出してもよい。

制御部は、試料を測定する測定点が試料の大きさによらず一定数となるように、算出した試料の大きさに基づき測定点の間隔を設定してもよい。

制御部は、試料を測定する測定点の間隔が試料の大きさによらず一定間隔となるように、算出した試料の大きさに基づき測定点の数を設定してもよい。

制御部は、試料を測定する測定点の配置パターンを保持部ごとに変更することが可能である。

測定部は、光学を用いて試料の測定を行い、サンプルホルダに対して垂直方向の試料の高さを測定することが可能である。

制御部は、測定部で測定した少なくとも１つの試料端の位置での試料の高さと、保持部の中心位置での試料の高さとに基づき、試料の曲率を算出してもよい。

保持部は、凹部の一部にサンプルホルダを貫通する孔を有してもよい。
本発明の別の面に従うサンプルホルダは、試料を測定する測定装置に用いるサンプルホルダであって、基板と、基板に複数設けられ、試料を保持する保持部とを備え、保持部は、形状の異なる複数の試料を保持部の中心位置で保持することができる構成を有する。

本発明のある実施の形態によれば、形状の異なる複数の試料を測定する場合に試料の保持・取り外し作業を軽減し、保持した試料の位置合わせが容易なサンプルホルダ、および当該サンプルホルダを用いる測定装置を提供できる。

本実施の形態に従うサンプルホルダの構成を示す概略図である。 本実施の形態に従う測定装置の装置構成を示す模式図である。 錠剤を載せたサンプルホルダを示す概略図である。 本実施の形態に従う測定装置のフローチャートである。 測定点の間隔を説明するための模式図である。 測定結果の表示例を示す模式図である。 測定点の配置パターンの異なる例を示す模式図である。 円形の基板で構成したサンプルホルダの概略図である。 円形の基板で構成したサンプルホルダの概略図である。 保持部の数が異なるサンプルホルダの概略図である。 可動する爪部で試料を保持する保持部を有するサンプルホルダの概略図である。 複数の保持ピンで試料を保持する保持部を有するサンプルホルダの概略図である。 保持ピンで試料を保持する保持部の概略図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜Ａ．サンプルホルダ＞
本実施の形態に従う測定装置は、形状の異なる複数の試料（サンプルとも称す）をサンプルホルダに載せて測定を行うことが可能な構造を採用する。図１は、本実施の形態に従うサンプルホルダ１０の構成を示す概略図である。図１（ａ）はサンプルホルダ１０の平面図を、図１（ｂ）はサンプルホルダ１０のＩ−Ｉ面での断面図をそれぞれ示している。サンプルホルダ１０は、基板１と、当該基板１に複数設けられ、試料を保持する保持部２とを備えている。

基板１は、矩形の平板であって、例えばアルミニウムで形成されている。なお、基板１は、アルミニウム以外の金属（ステンレス鋼など）、樹脂材料（プラスチックなど）やガラス材料などの他の材料で形成してもよい。基板１には、図１（ａ）の横方向に３個、縦方向に３個、合計９個の保持部２が設けられている。なお、基板１に設けられる保持部２の数や大きさは、図１に示したものに限定されない。また、基板１には、格子状に複数の保持部２が形成されているが、保持部２の配列についても図１に示したものに限定されない。なお、サンプルホルダ１０は、基板１に金属を用い、保持部２の試料と接する面に樹脂材料を用いるなど複数の種類の材料を組み合わせて形成してもよい。

保持部２は、図１（ｂ）に示すように円錐台の形状を有する凹部であり、試料の一部を当該凹部の内側に当接させて試料を保持する構造である。つまり、保持部２は、すり鉢形状であって、外側から中心に向かって傾斜する面を有する形状である。そのため、試料の大きさや形状が異なっても、保持部２の内側のいずれかの位置で試料の一部と接することができるので、保持部２が試料を保持できる。なお、保持部２の内側は、外側から中心に向かって連続して傾斜する面で形成されている場合に限定されず、外側から中心に向かって階段状に傾斜する形状でもよい。つまり、保持部２は、内側の面が階段状であっても、全体として円錐台の形状であればよい。また、保持部２の形状は、完全な円錐台である必要はなく、加工のし易さなどから外側や中心の部分は基板１の面に対して垂直に形成されていてもよい。さらに、保持部２の外側から中心に向かって傾斜する面の傾きは、図１（ｂ）に示す傾きに限定されない。

保持部２の中心部が底（図１（ｂ）の下側）になっており、当該底にサンプルホルダ１０を貫通する孔３が設けられている。孔３は、保持部２の外側と同心円の形状である。なお、孔３の形状は、円形に限定されず他の形であってもよい。保持部２に孔３を設けることで、保持部２の底にホコリが溜まらなくなり、サンプルホルダ１０を水洗いする際にも保持部２の水はけがよくなる。

もちろん、保持部２の底に孔３を設けずに、底が塞がった円錐台の凹部を有する保持部２であってもよい。また、保持部２の底に孔３を設けないのであれば、底を平らにせず保持部２の形状を円錐の凹部としてもよい。

サンプルの代表例としては、錠剤、レンズや凹面ミラーなどの小型光学部品などが挙げられる。より具体的には、錠剤の形状として、丸型、三角形、四角形、楕円形、ラグビーボール型、六角形、八角形などがあり、ハードカプセルなどであってもよい。

＜Ｂ．測定装置＞
次に、サンプルホルダ１０にセットした試料を測定する測定装置は、例えば共焦点顕微鏡である。図２は、本実施の形態に従う測定装置１００の装置構成を示す模式図である。図２に示すように、測定装置１００は、ランプ２０の照明光をピンホール３０により点光源とし、サンプルホルダ１０にセットした試料に照射する。測定装置１００では、焦点面と光学的に共役な位置（共焦点面）にピンホール４０を配置すると、焦点面からの戻り光が検出器６０に到達する。図２に示す焦点面は、サンプルホルダ１０にセットした試料の面と一致しているので、試料からの戻り光が検出器６０に到達するが、試料の面からずれた非焦点面１１からの戻り光は、検出器６０にほとんど到達しない（共焦点効果）。共焦点顕微鏡の測定装置１００では、この共焦点効果と呼ばれる作用をもちいて、高解像、高コントラストの顕微鏡画像を得ることができる。

測定装置１００は、ランプ２０の照明光を試料に照射する構成として、ピンホール３０、コリメートレンズ３１、ビームスプリッター３２、対物レンズ３３を含む。また、測定装置１００は、試料からの光を検出する構成として、対物レンズ３３、ビームスプリッター３２、集光レンズ４１、ピンホール４０を含む。

ランプ２０は、たとえば、自ら光を発する光源であり、単波長の光を出力するレーザ、波長幅の広い光を出力するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ‐Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）または白熱電球等であってもよい。また、ランプ２０を単波長の光を出力するレーザにすることで、測定装置１００は、サンプル面内の蛍光観察を行うことができる共焦点レーザ走査型顕微鏡（ＣＬＳ：Ｃｏｎｆｏｃａｌ Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）として構成することができる。

検出器６０は、紫外光、可視光、赤外光などのサンプルからの光を検出することができる光センサや、サンプルからの光に含まれる波長スペクトルを出力する分光光度計などである。より具体的には、光センサは、光電子増倍管、フォトダイオードまたはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサまたはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどから構成される。また、分光光度計は、入射した光を各波長成分に分離するための回折格子、および、回折格子により分離されたそれぞれの波長成分を検出するための検出素子（光電子増倍管、フォトダイオード、フォトダイオードアレイまたはＣＣＤなど）を含む。

なお、ランプ２０、ピンホール３０，４０、コリメートレンズ３１、ビームスプリッター３２、対物レンズ３３、集光レンズ４１および検出器６０が、サンプルホルダに載せた試料を測定する測定部を構成している。

情報処理装置５０は、検出器６０からの検出結果（検出値、波長スペクトルなど）に基づいて各種の数値解析処理（代表的には、フィッティング処理やノイズ除去処理）を行ない、サンプルに含まれる物質を特定することが可能となる。また、情報処理装置５０は、位置コントローラ５２からのサンプルホルダ１０の位置情報に基づきサンプルの大きさや形状を算出することができる。

位置コントローラ５２は、情報処理装置５０からの制御情報に基づいて、対物レンズ３３に対するサンプルホルダ１０の相対位置を調整し、サンプルホルダ１０の位置情報を情報処理装置５０に出力する。すなわち、位置コントローラ５２は、情報処理装置５０からの制御情報に基づいて、駆動機構５４に対して位置指令を与える。駆動機構５４は、試料を載せた面と平行な方向および当該方向に垂直な方向に対してサンプルホルダ１０を移動させことができる。そのため、駆動機構５４によりサンプルホルダ１０上での検出器６０の測定点を移動させることができるとともに、サンプルホルダ１０に対する対物レンズ３３の焦点位置（結像位置）を変更することができる。

なお、測定装置１００では、情報処理装置５０、位置コントローラ５２および駆動機構５４が測定する試料に対する測定部の位置を制御する制御部を構成している。

共焦点顕微鏡である測定装置１００は、ランプ２０と検出器６０との組み合わせを変えることで、様々な項目を測定することが可能となる。例えば、ランプ２０を単波長の光を出力するレーザにして、測定装置１００を共焦点レーザ走査型顕微鏡として用いる場合、サンプルのＸＹＺ方向にランプ２０からの光を走査することで、サンプルの表面形状を測定することができる。また、蛍光マーカを付加したサンプルを測定する場合、測定装置１００は、サンプル内での蛍光マーカの分布を測定することができる。

さらに、検出器６０を分光光度計にして、測定装置１００を共焦点分光反射率測定顕微鏡として用いる場合、焦点位置のみの分光反射スペクトルを測定することが可能となり、サンプル表面の分光反射率を測定することができる。共焦点分光反射率測定顕微鏡では、検出した反射スペクトルから、サンプル表面に塗布された薄膜試料の膜厚を計算するとか、物質の特定を行うとかの測定が可能となる。

また、ランプ２０を赤外光源にし、検出器６０を赤外光を分光検出できる分光光度計にして、共焦点赤外分光測定顕微鏡として用いる場合、サンプルのＸＹＺ方向にランプ２０からの光を走査して赤外スペクトルを検出して、各測定点でのサンプルの物質を特定することができ、サンプル内での物質の分布が分かる。

さらに、検出器６０を分光光度計にし、ランプ２０を単波長の光を出力するレーザとか白熱電球と分光器を組み合わせて単波長の光を出力するようにして、共焦点蛍光分光測定顕微鏡として用いる場合、サンプルの蛍光スペクトルを測定して、物質固有の蛍光スペクトルと比較する事で試料に含まれる物質を特定することができる。

さらに、検出器６０を分光光度計にし、ランプ２０を単波長の光を出力するレーザにして、共焦点レーザーラマン顕微鏡として用いる場合、サンプルからのラマン散乱光を測定することができる。共焦点レーザーラマン顕微鏡は、試料のラマンスペクトルと物質固有のラマンスペクトルとを比較する事でから試料に含まれる物質を特定することができる。

なお、測定装置１００は、上記説明した共焦点顕微鏡に限定されず、照明光を光源に用いて、サンプルの分光反射率や分光透過率測定を測定する顕微分光装置、フーリエ変換方式を採用した顕微ＦＴＩＲ（赤外顕微鏡）、ＦＴラマン顕微鏡、３Ｄ形状測定装置、光干渉顕微鏡、デジタルホログラフィック顕微鏡（ＤＨＭ）などであってもよい。

＜Ｃ．測定方法＞
次に、測定装置１００で試料を測定する方法について説明する。測定装置１００は、検出器６０を光センサと分光光度計とで切り替え可能である。そして、測定装置１００は、ランプ２０を単波長の光を出力するレーザにして、検出器６０を光センサとして共焦点を利用して試料の形状を測定し、検出器６０を分光光度計にして、共焦点レーザーラマン顕微鏡として試料に含まれる成分（物質）を測定することが可能であるとして、以下説明する。

まず、測定対象である錠剤（試料）をサンプルホルダ１０に載せる。図３は、錠剤を載せたサンプルホルダ１０を示す概略図である。図３（ａ）はサンプルホルダ１０の平面図を、図３（ｂ）はサンプルホルダ１０のＩ−Ｉ面での断面図をそれぞれ示している。

図３に示すサンプルホルダ１０では、基板１にアライメントマーク４が設けられている。そのため、アライメントマーク４を図中左上にして、測定装置１００にサンプルホルダ１０をセットした場合、保持部２の配列が左側からＡ列目、Ｂ列目、Ｃ列目となり、上側から１行目、２行目、３行目となる。つまり、サンプルホルダ１０の左上の保持部２はＡ１の保持部２、中央の保持部２はＢ２の保持部２と識別することができる。サンプルホルダの設定位置合わせは、アライメントマークでなくてもよい。例えば、サンプルホルダ１０のアライメントマーク４の位置に穴を開けて、測定装置のサンプルホルダを設置する箇所にはピンを立て、ピンに入るようにサンプルホルダを設置する方式（ピンアライメント）でもよい。

サンプルホルダ１０は、Ａ列目の保持部２に例えば直径が１８ｍｍの錠剤５ａを保持させ、Ｂ列目の保持部２に例えば直径が５ｍｍの錠剤５ｂを保持させ、Ｃ列目の保持部２に例えば直径が１０ｍｍの錠剤５ｃを保持させる。つまり、サンプルホルダ１０には、３種類の異なる錠剤５ａ〜５ｃを載せることができる。そのため、当該サンプルホルダ１０を測定装置１００に用いることで、測定装置１００は、試料の保持・取り外し作業を行うことなく３種類の異なる錠剤を測定することができる。

さらに、サンプルホルダ１０では、保持部２の形状が円錐台の形状であるので、直径が異なる錠剤５ａ〜５ｃであっても保持部２の内側のいずれかの位置で錠剤５ａ〜５ｃの一部と接し、安定して錠剤５ａ〜５ｃを保持部２で保持できる。図３（ｂ）に示すように、直径が大きい錠剤５ａは、保持部２の中心位置から遠い位置で保持部２と接して保持され、直径が小さい錠剤５ｂは、保持部２の中心位置から近い位置で保持部２と接して保持されている。直径が錠剤５ｂより大きい錠剤５ｃは、錠剤５ｂに比べて保持部２の中心位置から遠い位置で保持部２と接して保持されている。

また、図３（ａ）に示すように、保持部２の中心位置（円錐台の頂点）と、保持部２で保持した錠剤５ａ〜５ｃの中心位置とが一致している。具体的に、直径が大きい錠剤５ａであっても、直径が小さい錠剤５ｂであっても、同様に保持部２の中心位置と、保持部２で保持した錠剤５ａ，５ｂの中心位置とが一致している。そのため、測定装置１００は、錠剤の中心位置を測定して求めることなく、予め定められている各保持部２の中心位置を、各保持部２に保持した錠剤の中心位置として設定することができる。測定装置１００は、アライメントマーク４の位置を合わせてサンプルホルダ１０をセットすることで、保持部２の中心位置を錠剤５ａ〜５ｃの中心位置として測定を進めることが可能となり、錠剤の位置合わせが容易となる。

次に、サンプルホルダ１０に載せた試料を測定装置１００で測定する場合のフローチャートについて説明する、図４は、本実施の形態に従う測定装置１００のフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートでは、図３に示すサンプルホルダ１０に錠剤５ａ〜５ｃを載せた構成を例に以下説明する。また、測定装置１００では、測定する錠剤５ａ〜５ｃに対する測定部の位置の制御や、検出器６０で検出した結果の演算等を情報処理装置５０（図２参照）で行っているとして以下説明する。

まず、情報処理装置５０は、アライメントマーク４の位置を合わせて測定装置１００にサンプルホルダ１０がセットされている場合、各保持部２の中心位置を各錠剤５ａ〜５ｃの中心位置に設定する（ステップＳ１０）。

次に、情報処理装置５０は、ステップＳ１０で設定した各錠剤５ａ〜５ｃの中心位置に基づき、測定対象の保持部２の位置へ測定部を移動させる（ステップＳ１１）。図３に示すサンプルホルダ１０のＡ１の保持部２から順に測定するのであれば、情報処理装置５０は、Ａ１の保持部２の中心位置に測定部を移動させる。なお、情報処理装置５０は、サンプルホルダ１０に対して測定部を移動させると説明しているが、測定部に対してサンプルホルダ１０を移動させてもよい。

次に、情報処理装置５０は、錠剤５ａの端位置と錠剤５ａの中心位置とを測定する（ステップＳ１２）。具体的に、情報処理装置５０は、錠剤５ａの形状を測定するため、錠剤５ａの端位置の座標（ｘ_１，ｙ_１，ｚ_１）および錠剤５ａの中心位置の座標（ｚ_２）を測定する。なお、測定した座標は、ｘ，ｙがサンプルホルダ１０の面内の位置を表し、ｚがサンプルホルダ１０の面に対して垂直な方向の試料の高さを表している。また、錠剤５ａの中心位置のｘ，ｙ座標については、ステップＳ１０で予め設定されているため測定を省略している。

次に、情報処理装置５０は、ステップＳ１２の測定結果から錠剤５ａ（試料）の大きさ、曲率を算出する（ステップＳ１３）。具体的に、情報処理装置５０は、ステップＳ１０で設定した錠剤５ａの中心位置の座標と、測定した錠剤５ａの端位置の座標（ｘ_１，ｙ_１）とから錠剤５ａの大きさ（直径）を算出することができる。さらに、情報処理装置５０は、錠剤５ａの中心位置での高さ（ｚ_２）と錠剤５ａの端位置での高さ（ｚ_１）とに基づいて錠剤５ａの曲率を算出する。

次に、情報処理装置５０は、ステップＳ１３で算出した錠剤５ａ（試料）の大きさに基づき、測定点の間隔を設定する（ステップＳ１４）。測定装置１００は、１つの試料に対して複数の測定点を設定し、測定点ごとに例えばラマン散乱光を測定して物質を特定することが可能である。測定点の間隔は、試料の大きさに関わらず一定の間隔にすること、試料の大きさに関わらず測定点の数が同じとなる間隔にすることが可能である。具体的に、図５は、測定点の間隔を説明するための模式図である。図５（ａ）は、試料の大きさに関わらず一定の間隔にした場合の測定点を示す図で、図５（ｂ）〜図５（ｄ）は、試料の大きさに関わらず測定点の数が同じとなる間隔にした場合の測定点を示す図である。

図５（ａ）に示す保持部２の中には、等間隔で測定点１２が並んでいる。そのため、錠剤５ａを保持した場合と、錠剤５ｂを保持した場合と、錠剤５ｃを保持した場合とで、それぞれの錠剤を測定する測定点１２の数が異なっている。つまり、測定装置１００は、大きい錠剤５ａについては多くの測定点１２からの測定結果が得られるが、小さい錠剤５ｂについては少ない測定点１２からの測定結果しか得られない。ただし、測定する間隔が一定であるため、測定部を移動させる制御が容易になる。

一方、図５（ｂ）に示す錠剤５ａに含まれる測定点１２と、図５（ｃ）に示す錠剤５ｂに含まれる測定点１２と、図５（ｄ）に示す錠剤５ｃに含まれる測定点１２とが同じ数である。そのため、測定装置１００は、錠剤の大きさに関わらず同じ数の測定点１２からの測定結果が得られる。ただし、錠剤の大きさによって測定する間隔が変化するため、測定部を移動させる制御が複雑になる。

次に、情報処理装置５０は、ステップＳ１４で設定した測定点１２を測定する（ステップＳ１５）。具体的に、情報処理装置５０は、設定した測定点１２に対して測定部を移動させ、各測定点１２からの例えばラマン散乱光を検出器６０で測定し結果を取得する。

測定装置１００は、サンプルホルダ１０のＡ１の保持部２に保持した錠剤５ａの測定が終わった場合、次のＡ２の保持部２に保持した錠剤５ａの測定を行う。そのため、情報処理装置５０は、Ａ１の保持部２に位置していた測定部をＡ２の保持部２の位置に移動させる。情報処理装置５０は、測定が最後の保持部２か否かを判定する（ステップＳ１６）。なお、図３に示すサンプルホルダ１０ではＣ３の保持部２が最後の保持部２とする。

最後の保持部２でない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、情報処理装置５０は、測定部を次の保持部２の位置に移動させる（ステップＳ１７）。最後の保持部２（Ｃ３の保持部２）である場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、情報処理装置５０は、接続されたモニタに測定結果を表示する（ステップＳ１８）。

図６は、測定結果の表示例を示す模式図である。図６に示す表示画面５１には、サンプル１としてＡ１の保持部２で保持した錠剤５ａの成分構成比率が表示されている。具体的に、Ａ１に設置した錠剤５ａは、成分Ａが４０％、成分Ｂが３５％、成分Ｃが１５％、成分Ｄが１０％である。同様に、図６に示す表示画面５１には、サンプル２としてＡ２の保持部２で保持した錠剤５ａの成分構成比率が表示され、サンプル３がＡ３の保持部２で保持した錠剤５ａの成分構成比率が表示されている。具体的に、Ａ２に設置した錠剤５ａは、成分Ａが４５％、成分Ｂが３０％、成分Ｃが１６％、成分Ｄが９％である。Ａ３に設置した錠剤５ａは、成分Ａが５０％、成分Ｂが２５％、成分Ｃが１０％、成分Ｄが１５％である。図６では、さらにサンプル１〜サンプル３の合計したトータルの成分構成比率が表示されている。錠剤５ａの平均成分は、成分Ａが４５％、成分Ｂが３０％、成分Ｃが１４％、成分Ｄが１１％である。このように、サンプルホルダ１０に複数の錠剤（試料）を保持させることができるため、測定装置１００は、１回の試料設置で同種類の試料を複数測定することが可能になる。そのため、測定装置１００は、同種類の試料から得られた複数の測定結果から、成分のバラツキなどの統計処理を行うことが可能となる。

以上のように、本実施の形態に従う測定装置１００は、複数の試料を載置することが可能なサンプルホルダ１０と、サンプルホルダ１０に載置された複数の試料を測定する測定部と、測定する試料に対する測定部の位置を制御する制御部とを備えている。さらに、サンプルホルダ１０は、基板１と、基板１に複数設けられ、試料を保持する保持部２とを備えている。保持部２は、形状の異なる複数の試料を保持部２の中心位置で保持することができる構成を有する。このような構成とすることで、測定装置１００は、形状の異なる複数の試料を載置することができるサンプルホルダ１０を用いて複数の試料を測定する場合、試料の保持・取り外し作業を軽減することができる。

特に、本実施の形態に従うサンプルホルダ１０では、保持部２が円錐または円錐台の形状を有する凹部であり、試料の一部を当該凹部の内側に当接させて試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を保持部２の中心位置で保持することができる構成である。このような構成とすることで、円錐または円錐台の形状の保持部２のそれぞれに形状の異なる複数の試料を載せても、保持部２の中心位置で保持することができる。

また、制御部は、保持部２の中心位置を、保持部２で保持した試料の中心位置として試料に対する測定部の位置を制御してもよい。このような構成とすることで、測定装置１００は、試料の中心位置を測定により算出する必要がなくなるため、保持した試料の位置合わせが容易となる。

さらに、制御部は、測定部で測定した少なくとも１つの試料端の位置と保持部の中心位置とに基づき、試料の大きさを算出することができる。測定装置１００は、保持部の中心位置が試料の中心位置であるので、試料端の位置を測定することだけで試料の大きさを算出することが可能となる。

また、制御部は、試料を測定する測定点が試料の大きさによらず一定数となるように、または試料を測定する測定点の間隔が試料の大きさによらず一定間隔となるように、算出した試料の大きさに基づき測定点の数を設定することができる。測定装置１００は、試料に応じて測定点の間隔を変更することができる。

さらに、測定部は、光学を用いて試料の測定を行い、サンプルホルダ１０に対して垂直方向の試料の高さを測定することが可能である。例えば、測定部は、ランプを白色光源にして共焦点を利用して試料の高さを測定することが可能である。

また、制御部は、測定部で測定した少なくとも１つの試料端の位置での試料の高さと、保持部の中心位置での試料の高さとに基づき、試料の曲率を算出することができる。例えば、情報処理装置５０は、錠剤５ａの中心位置での高さ（ｚ_２）と錠剤５ａの端位置での高さ（ｚ_１）とに基づいて錠剤５ａの曲率を算出する。

さらに、保持部２は、凹部の一部にサンプルホルダ１０を貫通する孔３を有する。このような構成とすることで、保持部２は、底にホコリが溜まらなくなり、サンプルホルダ１０を水洗いする際にも水はけがよくなる。

＜Ｄ．変形例＞
（１） 本実施の形態に従う測定装置１００では、図５に示すように測定点が等間隔に設定される配置パターンの例を説明した。しかし、測定点の配置パターンは、これに限定されるものではなく他の配置パターンでもよく、保持部２ごとに異なる配置パターンでもよい。図７は、測定点１２の配置パターンの異なる例を示す模式図である。図７に示すサンプルホルダ１０は、図３に示したサンプルホルダ１０と同様に、アライメントマーク４を図中左上にして、測定装置１００にサンプルホルダ１０をセットした場合、保持部２の配列が左側からＡ列目、Ｂ列目、Ｃ列目となり、上側から１行目、２行目、３行目となる。つまり、サンプルホルダ１０の左上の保持部２はＡ１の保持部２、中央の保持部２はＢ２の保持部２と識別する。また、図７に示すサンプルホルダ１０も、Ａ列目の保持部２に例えば直径が１８ｍｍの錠剤５ａを保持させ、Ｂ列目の保持部２に例えば直径が５ｍｍの錠剤５ｂを保持させ、Ｃ列目の保持部２に例えば直径が１０ｍｍの錠剤５ｃを保持させている。

測定装置１００は、図７に示すように、１行目の錠剤に対し放射状に測定点１２の配置パターンを設定し、２，３行目のＡ列目およびＣ列目の錠剤に対しクロス状に測定点１２の配置パターンを設定している。２，３行目のＢ列目の錠剤に対しては、同心円状に測定点１２の配置パターンを設定している。

このように、制御部は、試料を測定する測定点１２の配置パターンを保持部２ごとに変更することが可能である。このような構成とすることで、測定装置１００は、試料の形状など試料の特性にあった測定を行うことが可能となる。

（２） 本実施の形態に従う測定装置１００では、図１に示すように矩形状の基板１で構成されたサンプルホルダ１０の例を説明した。しかし、サンプルホルダの形状は、矩形に限られず、他の形状の基板で構成してもよい。例えば、円形の基板で構成したサンプルホルダについて説明する。

図８および図９は、円形の基板で構成したサンプルホルダ１０Ａの概略図である。図８（ａ）は、サンプルホルダ１０Ａの平面図である。図８（ｂ）は、サンプルホルダ１０ＡのＡ−Ａ面での断面図である。図９（ａ）は、サンプルホルダ１０Ａの底面図である。図９（ｂ）は、サンプルホルダ１０Ａの正面図である。なお、サンプルホルダ１０Ａの左側面図、右側面図および背面図は、図９（ｂ）に示す正面図と同じ図となるため省略する。また、図８および図９に示したサンプルホルダ１０Ａにおいて、意匠的特徴部分については実線で、非特徴部分については破線で外形線を描いている。

サンプルホルダ１０Ａは、円形の平板の基板１に複数の保持部２が形成されている。基板１には、図１のように格子状に複数の保持部２が形成されているのではなく、円周状に８個の保持部２が形成されている。なお、サンプルホルダ１０Ａの径が大きければ、同心円状に２重、３重と円周状に保持部２を形成してもよい。また、渦巻き状に保持部２を形成してもよい。

サンプルホルダ１０Ａを回動可能に基板１の中心で固定すると、測定装置１００は、サンプルホルダ１０Ａを回して測定対象の試料を測定範囲に移動させることが可能となる。

なお、図８および図９に示したサンプルホルダ１０Ａにおいて、意匠的特徴部分については実線で、非特徴部分については破線で外形線を示しており、本願を意匠登録出願に変更する場合には、図面において実線で示した部分の部分意匠を「意匠登録を受けようとする意匠」とすることができる。また、外形線を破線で描いた部分のうちの任意の意匠部分、あるいはその任意の部分と外形線を実線で描いた部分とを併せた意匠部分を「意匠登録を受けようとする意匠」とすることができる。さらには、サンプルホルダ１０Ａの全体形状の意匠を「意匠登録を受けようとする意匠」として意匠登録出願に変更してもよい。すなわち、図８および図９には、それらの図面から特定できるあらゆる態様の意匠が記載されている。

（３） 本実施の形態に従う測定装置１００では、図１に示すように９個の保持部２が矩形状の基板１に形成されたサンプルホルダ１０の例を説明した。しかし、サンプルホルダに形成される保持部２の数は９個に限られず、他の個数の保持部２が基板に形成されてもよい。

図１０は、保持部２の数が異なるサンプルホルダの概略図である。図１０（ａ）は、２個の保持部２が矩形状の基板１に形成されたサンプルホルダ１０Ｂである。図１０（ｂ）は、サンプルホルダ１０ＢのＢ−Ｂ面での断面図である。図１０（ｃ）は、４個の保持部２が矩形状の基板１に形成されたサンプルホルダ１０Ｃである。図１０（ｄ）は、サンプルホルダ１０ＣのＣ−Ｃ面での断面図である。図１０（ｅ）は、６個の保持部２が矩形状の基板１に形成されたサンプルホルダ１０Ｄである。図１０（ｆ）は、サンプルホルダ１０ＤのＤ−Ｄ面での断面図である。

（４） 本実施の形態に従う測定装置１００では、図１に示すように保持部２が円錐または円錐台の形状を有する凹部であり、試料の一部を当該凹部の内側に当接させて試料を保持するサンプルホルダ１０の例を説明した。しかし、サンプルホルダに形成される保持部の構成は、形状の異なる複数の試料を保持部２の中心位置で保持することができる構成であれば何れの構成でもよい。つまり、保持部の構成は、円錐または円錐台の形状を有する凹部に限られず、形状の異なる様々な形状の試料を保持できる構成であれば他の構成の保持部であってもよい。

例えば、保持部は、基板に設けた複数の爪部（可動部材）で試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を保持部の中心位置で保持することができる構成でもよい。図１１は、可動する爪部で試料を保持する保持部を有するサンプルホルダの概略図である。図１１に示すサンプルホルダ１０Ｅは、図３に示したサンプルホルダ１０と同様に、アライメントマーク４を図中左上にして、測定装置１００にサンプルホルダ１０Ｅをセットした場合、保持部７０の配列が左側からＡ列目、Ｂ列目、Ｃ列目となり、上側から１行目、２行目、３行目となる。

図１１に示す保持部７０は、基板１に設けた枠７２に取付けられた３つの爪部７３を調整ネジ７１で可動させて錠剤５ｄ（試料）を保持している。つまり、保持部７０は、３つの爪部７３を用いて錠剤５ｄを３点で保持している。また、爪部７３は、調整ネジ７１を操作することで可動し、保持する試料の大きさに合わせて３つの爪部７３の間の距離を変化させる。なお、３つ爪部７３で試料を保持した時に、試料の中心位置が、常に同じ保持部の中心位置となるように設計されている。

（５） 保持部は、基板に設けた穴に挿して固定する複数の保持ピンで試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を保持部の中心位置で保持することができる構成でもよい。図１２は、複数の保持ピンで試料を保持する保持部を有するサンプルホルダの概略図である。図１２（ａ）は、サンプルホルダ１０Ｆの平面図である。図１２（ｂ）は、サンプルホルダ１０ＦのＦ−Ｆ面での断面図である。図１２に示すサンプルホルダ１０Ｆは、図３に示したサンプルホルダ１０と同様に、アライメントマーク４を図中左上にして、測定装置１００にサンプルホルダ１０Ｆをセットした場合、保持部の配列が左側からＡ列目、Ｂ列目、Ｃ列目となり、上側から１行目、２行目、３行目となる。図１２に示す保持部は、保持部の中心位置となる基板１の位置に貫通孔８２が設けられ、当該貫通孔８２の周りに一定の間隔で保持ピンを立てる穴８１が設けられている。

具体的に、複数の保持ピンで試料を保持する構成について説明する。図１３は、保持ピンで試料を保持する保持部の概略図である。図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、穴８１に立てる保持ピン８３，８４を示している。保持ピン８３は、保持ピン８４に比べて試料を保持する部分（ヘッド部）の径が大きく設計されている。図１３（ｃ）では、錠剤５ｅを３つの保持ピン８３で保持している。つまり、保持部は、３つの保持ピン８３を用いて錠剤５ｅを３点で保持している。保持部は、少なくとも３つの保持ピンを用いることで様々な形状の試料を保持することができる。図１３（ｃ）では、同じ穴８１に保持ピンを立てても、ヘッド部の径が異なる保持ピンを用いることで異なる径の錠剤５ｆ〜５ｉを保持部で保持している様子が示されている。具体的に、保持部は、錠剤５ｊを保持する場合に保持ピン８３を用いて保持し、錠剤５ｊより径の小さい錠剤５ｋを保持する場合にヘッド部の径が大きい保持ピン８４を用いて保持している。

保持部で保持できる形状は、円形状に限られず、三角形、四角形、六角形、八角形および楕円形などであってもよい。図１３（ｄ）では、三角形の錠剤５ｌ，５ｍおよび六角形の錠剤５ｎ，５ｏを３つの保持ピンで、四角形の錠剤５ｐ、八角形の錠剤５ｑおよび楕円形の錠剤５ｒを４つの保持ピンを用いて保持部で保持している様子が示されている。具体的に、保持部は、四角形の錠剤５ｐを保持する場合に４つの保持ピン８３を用いて保持し、八角形の錠剤５ｑを保持する場合にヘッド部の径が大きい保持ピン８４を４つ用いて保持している。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ 基板、２，７０ 保持部、３ 孔、４ アライメントマーク、５ａ〜５ｒ 錠剤、１０，１０Ａ〜１０Ｆ サンプルホルダ、２０ ランプ、５０ 情報処理装置、５２ 位置コントローラ、５４ 駆動機構、６０ 検出器、１００ 測定装置。

Claims (17)

1. 試料を測定する測定装置であって、
   複数の試料を載置することが可能なサンプルホルダと、
   前記サンプルホルダに載置された複数の試料を測定する測定部と、
   測定する試料に対する前記測定部の位置を制御する制御部とを備え、
   前記サンプルホルダは、
   基板と、
   前記基板に複数設けられ、試料を保持する保持部とを含み、
   前記保持部は、形状の異なる複数の試料を前記保持部の中心位置で保持することができる構成を有する、測定装置。
2. 前記保持部は、円錐または円錐台の形状を有する凹部であり、試料の一部を当該凹部の内側に当接させて試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を前記保持部の中心位置で保持することができる構成である、請求項１に記載の測定装置。
3. 前記保持部は、前記基板に設けた穴に挿して固定する複数のピンで試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を前記保持部の中心位置で保持することができる構成である、請求項１に記載の測定装置。
4. 前記保持部は、前記基板に設けた複数の可動部材で試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を前記保持部の中心位置で保持することができる構成である、請求項１に記載の測定装置。
5. 前記制御部は、前記保持部の中心位置を、前記保持部で保持した試料の中心位置として試料に対する前記測定部の位置を制御する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の測定装置。
6. 前記制御部は、前記測定部で測定した少なくとも１つの試料端の位置と前記保持部の中心位置とに基づき、試料の大きさを算出する、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の測定装置。
7. 前記制御部は、試料を測定する測定点が試料の大きさによらず一定数となるように、算出した試料の大きさに基づき測定点の間隔を設定する、請求項６に記載の測定装置。
8. 前記制御部は、試料を測定する測定点の間隔が試料の大きさによらず一定間隔となるように、算出した試料の大きさに基づき測定点の数を設定する、請求項６に記載の測定装置。
9. 前記制御部は、試料を測定する測定点の配置パターンを前記保持部ごとに変更することが可能である、請求項２〜請求項８のいずれか１項に記載の測定装置。
10. 前記測定部は、光学を用いて試料の測定を行い、前記サンプルホルダに対して垂直方向の試料の高さを測定することが可能な、請求項２〜請求項９のいずれか１項に記載の測定装置。
11. 前記制御部は、前記測定部で測定した少なくとも１つの試料端の位置での試料の高さと、前記保持部の中心位置での試料の高さとに基づき、試料の曲率を算出する、請求項１０に記載の測定装置。
12. 前記保持部は、前記凹部の一部に前記サンプルホルダを貫通する孔を有する、請求項２に記載の測定装置。
13. 試料を測定する測定装置に用いるサンプルホルダであって、
    基板と、
    前記基板に複数設けられ、試料を保持する保持部とを備え、
    前記保持部は、形状の異なる複数の試料を前記保持部の中心位置で保持することができる構成を有する、サンプルホルダ。
14. 前記保持部は、円錐または円錐台の形状を有する凹部であり、試料の一部を当該凹部の内側に当接させて試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を前記保持部の中心位置で保持することができる構成である、請求項１３に記載のサンプルホルダ。
15. 前記保持部は、前記基板に設けた穴に挿して固定する複数のピンで試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を前記保持部の中心位置で保持することができる構成である、請求項１３に記載のサンプルホルダ。
16. 前記保持部は、前記基板に設けた複数の可動部材で試料を保持することで、形状の異なる複数の試料を前記保持部の中心位置で保持することができる構成である、請求項１３に記載のサンプルホルダ。
17. 前記保持部は、前記凹部の一部に前記サンプルホルダを貫通する孔を有する、請求項１４に記載のサンプルホルダ。

Images