WO2013128707A1 - 被測定物の特性を測定するための測定装置 - Google Patents

被測定物の特性を測定するための測定装置 Download PDF

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WO2013128707A1
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electromagnetic wave
arrangement structure
measured
gap arrangement
void
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誠治 神波
近藤　孝志
功二 田中
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light

Definitions

  • an object to be measured is held in a gap arrangement structure, an electromagnetic wave is irradiated to the gap arrangement structure in which the object to be measured is held, and the scattering spectrum is analyzed.
  • the present invention relates to a measuring apparatus for measuring characteristics of an object to be measured.
  • an object to be measured is held in a gap arrangement structure, and an electromagnetic wave is irradiated to the gap arrangement structure (for example, a metal mesh) in which the measurement object is held.
  • a method of measuring a characteristic of an object to be measured by analyzing a transmittance spectrum is used. Specifically, for example, there is a method of analyzing a transmittance spectrum by irradiating a terahertz wave to a metal mesh to which a protein to be measured is attached.
  • Patent Document 1 discloses a gap arrangement structure having a gap, a measurement object held on a plane of the gap arrangement structure, an electromagnetic wave irradiation unit that radiates electromagnetic waves toward the measurement object, and a gap
  • An electromagnetic wave detection unit that measures an electromagnetic wave transmitted through the arrangement structure, and an electromagnetic wave projected from the electromagnetic wave irradiation unit toward the gap arrangement structure is incident on the plane including the gap and inclined.
  • a device having a frequency sweep function for changing the frequency of the electromagnetic wave to be irradiated in a certain range is required.
  • a measurement device such as a spectroscopic device that is difficult to control is required. It becomes. For this reason, there existed a problem that a measuring apparatus will become expensive.
  • an object of the present invention is to provide a measuring device that is smaller in cost and lower than conventional ones.
  • the present invention is a measuring device for measuring the characteristics of an object to be measured, At least one light source for irradiating an electromagnetic wave having a predetermined frequency distribution; A gap arrangement structure for holding the object to be measured on the surface at the time of measurement, which is arranged at a position where the electromagnetic wave is irradiated, A detector for detecting transmitted light that is the electromagnetic wave transmitted through the gap arrangement structure, or reflected light that is the electromagnetic wave reflected by the gap arrangement structure; A measuring device comprising: the light source; the gap arrangement structure; and a housing for storing the detector.
  • the electromagnetic wave irradiated to the void arrangement structure is discretely distributed in the vicinity of a predetermined center frequency.
  • the electromagnetic wave preferably includes a first electromagnetic wave whose center frequency is in the vicinity of the resonance frequency of the gap-arranged structure.
  • the electromagnetic wave further includes a second electromagnetic wave having a center frequency different from that of the first electromagnetic wave.
  • a partition plate having an opening having an opening diameter smaller than the area of the main surface of the gap arrangement structure is provided between the gap arrangement structure and the detector.
  • the void arrangement structure is a metal mesh in which a plurality of voids are periodically formed with respect to a flat metal.
  • the present invention it is possible to provide a measurement device at a lower cost than in the past.
  • the size of the measuring device can be significantly reduced as compared with the prior art.
  • FIG. 5 is a diagram showing the frequency characteristics of transmittance measured by FT-IR for the void-arranged structure before adhering to-be-measured object in Example 1.
  • FIG. 6 is a diagram showing the frequency characteristics of transmittance measured by FT-IR for the bandpass filter used in Example 1.
  • A1) and (a2) are the side view and top view which show the holder (partition plate) used in Example 1.
  • FIG. 5 is a diagram showing the frequency characteristics of transmittance measured by FT-IR for the void-arranged structure before adhering to-be-measured object in Example 1.
  • FIG. 6 is a diagram showing the frequency characteristics of transmittance measured by FT-IR for the bandpass filter used in Example 1.
  • A1) and (a2) are the side view and top view which show the holder (partition plate) used in Example 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing the frequency characteristics of transmittance measured by FT-IR for the void-arranged structure after the object to be measured is adhered in Example 1.
  • FIG. 6 is a diagram showing the frequency characteristics of transmittance measured by FT-IR for the bandpass filter used in Example 2.
  • A) And (b) is the side view and top view which show the fixed state of the band pass filter to the holder (partition plate) used in Example 2.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the switching structure of the band pass filter used in Example 2.
  • the present invention is a measuring device for measuring the characteristics of an object to be measured, At least one light source for irradiating an electromagnetic wave having a predetermined frequency distribution; A gap arrangement structure for holding the object to be measured on the surface at the time of measurement, which is arranged at a position where the electromagnetic wave is irradiated, A detector for detecting transmitted light that is the electromagnetic wave transmitted through the gap arrangement structure, or reflected light that is the electromagnetic wave reflected by the gap arrangement structure; A housing for storing the light source, the gap arrangement structure, and the detector is provided.
  • measuring the characteristics of an object to be measured means quantifying the substance to be measured or performing various qualities, for example, when measuring the content of a trace substance in a solution or the like.
  • an object to be measured is identified.
  • the amount of the object to be measured can be calculated by comparing with a calibration curve created based on frequency characteristics obtained by measuring various amounts of the object to be measured in advance. preferable.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the measuring apparatus of the present invention.
  • an example of the measuring apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the light source 2, the band pass filter 3, the gap arrangement structure 1 and the detector 4 are stored in the casing 5 in a state of being arranged in series in this order. Yes.
  • the electromagnetic wave irradiated from the light source 2 toward the gap arrangement structure 1 is irradiated substantially perpendicularly to the main surface of the gap arrangement structure 1, and the gap arrangement structure 1
  • the characteristic of the object to be measured can be measured based on the fact that the frequency characteristic of the electromagnetic wave (transmitted light) transmitted through the light changes due to the presence of the object to be measured.
  • the void arrangement structure 1 is a structure having a plurality of voids penetrating in a direction perpendicular to the main surface.
  • the overall shape is usually flat or film-like.
  • the void arrangement structure used in the present invention is a structure in which a plurality of voids penetrating in a direction perpendicular to the main surface are periodically arranged in at least one direction on the main surface.
  • the void arrangement structure is preferably a metal mesh in which a plurality of voids are periodically formed with respect to a flat metal.
  • the void arrangement structure is preferably a quasi-periodic structure or a periodic structure.
  • a quasi-periodic structure is a structure that does not have translational symmetry but is maintained in order. Examples of the quasi-periodic structure include a Fibonacci structure as a one-dimensional quasi-periodic structure and a Penrose structure as a two-dimensional quasi-periodic structure.
  • a periodic structure is a structure having spatial symmetry as represented by translational symmetry. One-dimensional periodic structure, two-dimensional periodic structure, and three-dimensional periodic structure according to the symmetry dimension. Classified into the body. Examples of the one-dimensional periodic structure include a wire grid structure and a one-dimensional diffraction grating.
  • Examples of the two-dimensional periodic structure include a mesh filter and a two-dimensional diffraction grating.
  • a two-dimensional periodic structure is preferably used, and more preferably a two-dimensional periodic structure in which voids are regularly arranged in a vertical direction and a horizontal direction (square arrangement). .
  • Examples of the two-dimensional periodic structure in which the voids are arranged in a square shape include a plate-like structure (lattice structure) in which the voids 11 are arranged at a constant interval in a matrix as shown in FIG. .
  • the gap is not limited to such a shape, and may be, for example, a rectangle, a circle, or an ellipse.
  • the intervals in the two arrangement directions may not be equal, for example, a rectangular arrangement.
  • the thickness (t) of the void-arranged structure is preferably not more than a quarter of the wavelength ⁇ of the electromagnetic wave used for measurement.
  • t is preferably 5 ⁇ m or less.
  • the size of the gap portion of the gap arrangement structure is preferably not less than 1/10 and not more than 10 times the wavelength ⁇ of the electromagnetic wave used for measurement. If the size of the gap is outside this range, the intensity of the transmitted electromagnetic wave may become weak and it may be difficult to detect a signal.
  • the lattice interval (pitch) of the gap is 1/10 or more and 10 times or less of the wavelength of the electromagnetic wave used for measurement. If the lattice spacing of the gap is outside this range, transmission may be difficult to occur.
  • the shape and size of the gap arrangement structure and the gap are appropriately designed according to the measurement method, the material characteristics of the gap arrangement structure, the frequency of the electromagnetic wave used, etc. This is difficult and is not limited to the above range.
  • the gap arrangement structure is made of metal.
  • a metal that can be bonded to a functional group of a compound having a functional group such as a hydroxy group, a thiol group, or a carboxyl group, a metal that can coat a functional group such as a hydroxy group or an amino group on the surface, and these An alloy of these metals can be mentioned.
  • Specific examples include gold, silver, copper, iron, nickel, chromium, silicon, germanium, and the like, preferably gold, silver, copper, nickel, and chromium, and more preferably nickel and gold.
  • the thiol group can be bonded to the surface of the void-arranged structure, particularly when the object to be measured has a thiol group (—SH group).
  • the functional group can be bonded to the surface of the void-arranged structure, which is advantageous. .
  • Such a void-arranged structure can be produced by various known methods, but is preferably formed on the surface of a plate-like or film-like support substrate by pattern formation.
  • the pattern formation can be performed by a normal on-semiconductor electrode manufacturing process (for example, resist coating, pattern printing, resist pattern formation, metal deposition, resist removal).
  • various known methods can be used as a method for holding the object to be measured in the void arrangement structure.
  • it may be directly attached to the void arrangement structure via a support film or the like. It may be attached. From the viewpoint of performing measurement with high reproducibility by improving measurement sensitivity and suppressing variation in measurement, it is preferable to attach the measurement object directly to the surface of the void arrangement structure.
  • the case where the object to be measured is directly attached to the void arrangement structure is not limited to the case where a chemical bond or the like is directly formed between the surface of the void arrangement structure and the object to be measured. This includes a case where the object to be measured is bound to the host molecule with respect to the void-arranged structure to which is bound.
  • the chemical bond include a covalent bond (for example, a covalent bond between a metal and a thiol group), a van der Waals bond, an ionic bond, a metal bond, a hydrogen bond, and the like, and preferably a covalent bond.
  • the host molecule is a molecule that can specifically bind the analyte, and examples of the combination of the host molecule and the analyte include an antigen and an antibody, a sugar chain and a protein, a lipid and a protein, Examples include low molecular weight compounds (ligands) and proteins, proteins and proteins, single-stranded DNA and single-stranded DNA, and the like.
  • ligands low molecular weight compounds
  • gap arrangement structure body 1 is discretely distributed in the vicinity of a predetermined center frequency.
  • gap arrangement structure body 1 is not restricted only to 1 type, Multiple types of electromagnetic waves (electromagnetic waves distributed in the vicinity of a different center frequency) may be sufficient.
  • the predetermined center frequency of at least one kind of electromagnetic wave is preferably in the vicinity of the resonance frequency of the gap arrangement structure 1.
  • the electromagnetic wave preferably further includes a second electromagnetic wave having a center frequency different from the first frequency.
  • the center frequency of the second electromagnetic wave is preferably set so as not to be in the vicinity of the resonance frequency of the gap-arranged structure. However, as long as the center frequency of the second electromagnetic wave is different from the center frequency of the first electromagnetic wave, the center frequency of the second electromagnetic wave may be set in the vicinity of the resonance frequency of the gap arrangement structure.
  • the second electromagnetic wave When the center frequency of the second electromagnetic wave is set to a frequency at which the characteristics of the transmitted light of the gap arrangement structure hardly change even when the object to be measured adheres, the second electromagnetic wave is irradiated to the gap arrangement structure.
  • the transmitted light data As calibration data for fluctuation errors between measurements, it is possible to perform measurement with higher accuracy than when only the first electromagnetic wave is used.
  • the center frequency of the second electromagnetic wave may be set to a frequency at which the characteristics of the transmitted light of the gap-arranged structure change when the object to be measured adheres.
  • various analysis techniques that increase the detection accuracy, such as averaging and multivariate analysis. Therefore, more accurate measurement than when only the first electromagnetic wave is used. It can be performed.
  • the peak frequency of transmitted light shifts to the low frequency side when a certain object is attached to the gap arrangement structure
  • one electromagnetic wave is used.
  • the peak frequency may not vary, and only the transmittance may vary. May be misleading.
  • electromagnetic waves with two different center frequencies if one of the measured values of transmitted light increases and the other decreases, the peak frequency is shifted, and if it is determined that the object to be measured exists, The probability of misjudgment can be reduced.
  • the measurement accuracy can be increased by increasing the amount of measurement information and making it multivariate.
  • Examples of the light source 2 for irradiating the gap arrangement structure 1 with such an electromagnetic wave include a broadband light source and a monochromatic light source.
  • a broadband light source is used as the light source 2
  • the light emitted from the broadband light source is passed through a band-pass filter 3 described later so that the above-described frequencies are discretely distributed in the vicinity of a predetermined center frequency.
  • An object to be measured can be irradiated with electromagnetic waves.
  • the broadband light source examples include a broadband light source using a Kantal (registered trademark) filament sealed with a CaF 2 window material.
  • a black body radiation light source (broadband light source) using a heating element such as tungsten or ceramics can be used.
  • monochromatic light sources include lasers (such as quantum cascade lasers) and photodiodes (such as infrared LEDs).
  • the bandpass filter 3 obtains an electromagnetic wave having a predetermined frequency distribution (for example, a frequency distribution in which frequencies are discretely distributed in the vicinity of a predetermined center frequency). Used for.
  • a predetermined frequency distribution for example, a frequency distribution in which frequencies are discretely distributed in the vicinity of a predetermined center frequency.
  • a specific bandpass filter 3 for example, a plate-like structure in which different dielectrics are laminated, and the plate-like structure is used for electromagnetic waves irradiated on the main surface of the plate-like structure.
  • a plate-like structure in which the transmitted electromagnetic wave has a predetermined frequency characteristic characteristic such that the frequency is discretely distributed in the vicinity of a predetermined center frequency (passband center)
  • a gap arrangement structure as shown in FIG. 2 described above can be used as the bandpass filter 3.
  • the electromagnetic wave detector 4 is not particularly limited as long as it is a detector that can detect the intensity of an electromagnetic wave having a predetermined frequency, and examples thereof include a pyroelectric sensor. In this sensor, the electromagnetic wave that reaches the pyroelectric body heats the pyroelectric body, and measures the temperature change of the pyroelectric body (that is, the pyroelectric effect) caused thereby.
  • a sensor that can detect electromagnetic waves such as a sensor using a thermopile or MCT (Mercury Cadmium Telluride: an alloy of mercury, cadmium, and tellurium) can also be used.
  • a thermopile or MCT Mercury Cadmium Telluride: an alloy of mercury, cadmium, and tellurium
  • the casing 5 is not particularly limited as long as it can store the light source 2, the gap arrangement structure 1, the detector 4, and the like, but the inner wall of the casing 5 absorbs electromagnetic waves (for example, infrared rays) used for detection. It is preferable to consist of a material. This is because a detection error occurs when the electromagnetic wave emitted from the light source is reflected by the inner wall of the housing. Examples of such materials include metals and resins. Preferably, it is a blackened metal (for example, black anodized aluminum) or a black resin.
  • Partition plate A partition plate having an opening is provided between the gap arrangement structure 1 and the detector 4 so that only the electromagnetic wave transmitted through the structure portion of the gap arrangement structure 1 reaches the detector 4. Preferably it is. In addition, a similar opening is provided between the bandpass filter 3 and the gap arrangement structure 1 so that only electromagnetic waves that have passed through the bandpass filter portion of the bandpass filter 3 can reach the gap arrangement structure 1. It is preferable that the provided partition plate is provided.
  • the opening of the partition plate has an opening diameter smaller than the area of the main surface of the gap arrangement structure 1.
  • the partition plate may also serve as a holder for fixing the gap arrangement structure 1 and the band pass filter 3 to the housing 5 as will be described later with reference to FIG.
  • the measurement apparatus that measures the characteristics of the object to be measured based on the frequency characteristics of the electromagnetic wave (transmitted light) transmitted through the gap arrangement structure 1 has been described.
  • the gap arrangement structure is used. By disposing the detector 4 on the light source 2 side of the body 1, the characteristics of the object to be measured may be measured based on the electromagnetic wave (reflected light) reflected by the gap arrangement structure 1.
  • Example 1 As shown in FIG. 1, a light source 2, a band-pass filter 3, a gap arrangement structure 1, and a detector 4 are arranged in series in this order, and a measuring device is prepared that is stored in a housing 5.
  • void portions 11 penetrating the void arrangement structure 1 are periodically arranged in the direction of the main surface 10 a of the void arrangement structure 1.
  • the size d (FIG. 2B) of the gap 11 was 4.0 ⁇ m, and the pitch s (FIG. 2B) was 6.5 ⁇ m.
  • this void-arranged structure the frequency characteristics of the transmittance were measured in advance using FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy). The measurement results are shown in FIG. As shown in FIG. 3, it was confirmed that this void arrangement structure was a structure having resonance in the vicinity of 40 THz. From this result, in this example, it was decided to use electromagnetic waves having a discrete frequency distribution centered around 40 THz for the gap arrangement structure 1.
  • FT-IR Fastier transform infrared spectroscopy
  • a broadband light source using a Kantal (registered trademark) filament sealed with a CaF 2 window material was prepared.
  • Kanthal (registered trademark) is an alloy of Fe and Cr, and is a material superior in performance as a filament than nichrome wire.
  • This light source is an infrared light source using black body radiation from a filament, and can be used as a broadband light source of infrared light having a frequency of 30 THz or more, which is a transmission region of the CaF 2 window material.
  • a bandpass filter 3 was prepared.
  • the band-pass filter 3 is a plate-like structure in which different dielectrics are laminated.
  • the frequency characteristics of transmittance as shown in FIG. The one having a transmission characteristic such that the center frequency is about 40 THz was used.
  • FIG. 4 shows the result of measuring the used bandpass filter by FT-IR.
  • a pyroelectric infrared sensor capable of sensing an electromagnetic wave having a frequency near 40 THz was prepared.
  • the housing 5 was made of resin (black polyethylene) having high absorption performance with respect to electromagnetic waves in the vicinity of 40 THz in order to suppress scattering of electromagnetic waves in the housing 5.
  • the bandpass filter 3 and the gap arrangement structure 1 so that only the electromagnetic wave that has passed through the bandpass filter portion of the bandpass filter 3 and transmitted through the structure portion of the gap arrangement structure 1 can reach the detector 4.
  • the present invention is not limited to this, and the holder of the bandpass filter and the gap arrangement structure may be installed so that the holder is on the light source side.
  • the light source is turned on (3V) -OFF (0V) at intervals of 3 seconds, the electromagnetic waves that have passed through the bandpass filter and the gap arrangement structure 1 are received by the pyroelectric sensor, and the sensor intensity is read. Recorded.
  • the power ON / OFF is derived from the sensing principle of the pyroelectric sensor and corresponds to so-called chopping.
  • the void-arranged structure 1 was removed from the housing, and an object to be measured was attached thereto. Specifically, 1 ⁇ L of oil-based ink was dropped and dried on the main surface of the void arrangement structure.
  • the frequency characteristics of the transmittance were measured using FT-IR in the same manner as described above.
  • the measurement results are shown in FIG.
  • the measurement result before to-be-measured object adhesion shown in FIG. 3 is also shown for a comparison (dashed line). From the results shown in FIG. 6, it was confirmed that the transmittance was reduced by the adhesion of the object to be measured by comparing the transmittance in the vicinity of 40 THz.
  • the void-arranged structure 1 with the object to be measured attached was returned to the housing 5, and the sensor strength was read and recorded under the same conditions as above.
  • Table 1 shows the output (sensor strength) of the pyroelectric sensor before and after the object to be measured obtained with the measuring apparatus of this example.
  • Table 1 also shows the transmittance at 40 THz in the frequency characteristics of the transmittance of the void-arranged structure before and after adhesion of the measurement object measured by FT-IR.
  • Example 2 In the second embodiment, similarly to the first embodiment, in addition to the electromagnetic wave having a discrete frequency distribution centered around 40 THz (first electromagnetic wave), the electromagnetic wave having a discrete frequency distribution centered around 35 THz (first electromagnetic wave) A detection method using the second electromagnetic wave) will be described.
  • the first electromagnetic wave band-pass filter 31 having the transmission characteristics (pass band center is about 40 THz) and the transmission characteristics (pass band center shown in FIG. A second bandpass filter 32 for electromagnetic waves having about 35 THz) was prepared.
  • FIG. 7 shows the result of measuring the second electromagnetic wave band-pass filter 32 by FT-IR.
  • a holder 6 having two openings 61a and 61b is prepared as a holder.
  • the first electromagnetic wave band-pass filter 31 is provided in one opening 61a and the second electromagnetic wave is provided in the other opening 61b.
  • the bandpass filter 32 for use was fixed.
  • the holder-6 shown in FIG. 8 to which the bandpass filters 31 and 32 are fixed can be switched between the light source 2 and the gap arrangement structure 1 as shown in FIG. It installed in the state.
  • the bandpass filters 31 and 32 are switched by moving the holder 6 as indicated by the arrows in FIG. 9, and the first and second electromagnetic waves are irradiated onto the gap arrangement structure 1.
  • the output of the electric sensor can be read.
  • Example 2 the output (sensor strength) of the pyroelectric sensor before and after the object to be measured was measured for each of the first electromagnetic wave (40 THz) and the second electromagnetic wave (35 THz). The measurement results are shown in Table 2. Table 2 also shows the transmittance at 40 THz and the transmittance at 35 THz in the frequency characteristics of the transmittance of the void-arranged structure before and after adhering to the object measured by FT-IR.
  • the frequency of the electromagnetic wave is not particularly limited to the two frequencies in this embodiment. Further, for example, the frequency of the electromagnetic wave used for detection can be further increased within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • void arrangement structure 10a main surface, 11 void, 2, light source, 3, 31, 32 band pass filter, 4 detector, 5 housing, 6 partition plate (holder), 61, 61a, 61b openings.

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Abstract

　本発明は、被測定物の特性を測定するための測定装置であって、所定の周波数分布を有する電磁波を照射するための少なくとも１つの光源と、前記電磁波が照射される位置に配置される、測定の際に前記被測定物を表面に保持するための空隙配置構造体と、前記空隙配置構造体を透過した前記電磁波である透過光、または、前記空隙配置構造体によって反射された前記電磁波である反射光を検出するための検出器と、前記光源、前記空隙配置構造体および前記検出器を格納するための筐体とを備えることを特徴とする、測定装置である。

Description

被測定物の特性を測定するための測定装置
　本発明は、物質の特性を分析するのに、空隙配置構造体に被測定物を保持して、その被測定物が保持された空隙配置構造体に電磁波を照射し、その散乱スペクトルを解析して被測定物の特性を測定するための測定装置に関する。
　従来から、物質の特性を分析するのに、空隙配置構造体に被測定物を保持して、その被測定物が保持された空隙配置構造体（例えば、金属メッシュ）に電磁波を照射し、その透過率スペクトルを解析して被測定物の特性を測定する方法が用いられている。具体的には、例えば、被測定物であるタンパク質などが付着した金属メッシュに、テラヘルツ波を照射して透過率スペクトルを解析する手法が挙げられる。
　例えば、特許文献１には、空隙部を有する空隙配置構造体と、空隙配置構造体の平面上に保持された被測定物と、被測定物に向かって電磁波を照射する電磁波照射部と、空隙配置構造体を透過した電磁波を測定する電磁波検出部とで構成され、電磁波照射部から空隙配置構造体に向かって投影される電磁波が、空隙部を含む平面に対して傾斜して入射され、測定値の周波数特性に生じたディップ波形の位置が、被測定物の存在により移動することに基づいて被測定物の特性を測定する方法が開示されている。
　しかしながら、このような方法においては、照射する上記電磁波の周波数を一定範囲で変化させるための周波数掃引の機能を有する装置が必要であり、例えば分光装置のような大型で制御が難しい測定機器が必要となる。このため、測定装置が高価になってしまうという問題があった。
特開２００８－１８５５５２号公報
　本発明は、上記の事情に鑑み、従来よりも低コストで小型化された測定装置を提供することを目的とする。
　本発明は、被測定物の特性を測定するための測定装置であって、
　所定の周波数分布を有する電磁波を照射するための少なくとも１つの光源と、
　前記電磁波が照射される位置に配置される、測定の際に前記被測定物を表面に保持するための空隙配置構造体と、
　前記空隙配置構造体を透過した前記電磁波である透過光、または、前記空隙配置構造体によって反射された前記電磁波である反射光を検出するための検出器と、
　前記光源、前記空隙配置構造体および前記検出器を格納するための筐体とを備えることを特徴とする、測定装置である。
　前記空隙配置構造体に照射される前記電磁波は、周波数が所定の中心周波数の近傍に離散的に分布していることが好ましい。
　前記電磁波は、前記中心周波数が前記空隙配置構造体の共振周波数の近傍である第１の電磁波を含むことが好ましい。
　前記電磁波は、さらに、前記中心周波数が前記第１の電磁波とは異なる第２の電磁波を含むことが好ましい。
　前記空隙配置構造体と前記検出器との間に、前記空隙配置構造体の主面の面積より小さな開口径を有する開口部を備えた仕切り板が設けられていることが好ましい。
　前記空隙配置構造体は、平板状の金属に対して複数の空隙部が周期的に形成されてなる金属メッシュであることが好ましい。
　本発明によれば、従来よりも低コストの測定装置を提供することができる。また、測定装置のサイズも従来より大幅に小型化することができる。これにより、例えば、本発明を臨床検査分野に応用する場合、個人病院向け、あるいは一般家庭向けの小型で安価な臨床検査装置の提供が可能となる。
本発明の測定装置の一例を示す模式図である。（ａ）は断面図であり、（ｂ）は斜視図である。 本発明で用いられる空隙配置構造体の一例を示す模式図である。（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は正面図である。 実施例１における被測定物付着前の空隙配置構造体について、ＦＴ－ＩＲで測定した透過率の周波数特性を示す図である。 実施例１で用いたバンドパスフィルタについて、ＦＴ－ＩＲで測定した透過率の周波数特性を示す図である。 （ａ１）および（ａ２）は、実施例１で用いたホルダー（仕切り板）を示す側面図および上面図である。（ｂ１）および（ｂ２）は、ホルダーへの空隙配置構造体またはバンドパスフィルタの固定状態を示す側面図および上面図である。 実施例１における被測定物付着後の空隙配置構造体について、ＦＴ－ＩＲで測定した透過率の周波数特性を示す図である。 実施例２で用いたバンドパスフィルタについて、ＦＴ－ＩＲで測定した透過率の周波数特性を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施例２で用いたホルダー（仕切り板）へのバンドパスフィルタの固定状態を示す側面図および上面図である。 実施例２で用いたバンドパスフィルタの切り替え構造を説明するための図である。
　本発明は、被測定物の特性を測定するための測定装置であり、
　所定の周波数分布を有する電磁波を照射するための少なくとも１つの光源と、
　前記電磁波が照射される位置に配置される、測定の際に前記被測定物を表面に保持するための空隙配置構造体と、
　前記空隙配置構造体を透過した前記電磁波である透過光、または、前記空隙配置構造体によって反射された前記電磁波である反射光を検出するための検出器と、
　前記光源、前記空隙配置構造体および前記検出器を格納するための筐体とを備えることを特徴とする。
　本発明において、「被測定物の特性を測定する」とは、被測定物となる物質の定量や各種の定性などを行うことであり、例えば、溶液中等の微量物質の含有量を測定する場合や、被測定物の同定を行う場合が挙げられる。被測定物の定量を行う場合は、あらかじめ様々な量の被測定物を測定して得られた周波数特性を基に作成した検量線と比較することにより、被測定物の量を算出することが好ましい。
　図１は、本発明の測定装置の一例を示す模式図である。以下、図１を参照して、本発明の測定装置の一例について説明する。
　図１（ａ）、（ｂ）に示す測定装置では、光源２、バンドパスフィルタ３、空隙配置構造体１および検出器４は、この順で直列に配置された状態で筺体５に格納されている。
　図１に示す測定装置を用いた場合、光源２から空隙配置構造体１に向かって照射される電磁波が、空隙配置構造体１の主面に対して概ね垂直に照射され、空隙配置構造体１を透過した電磁波（透過光）の周波数特性が、被測定物の存在により変化することに基づいて被測定物の特性を測定することができる。
　（空隙配置構造体）
　空隙配置構造体１は、主面に垂直な方向に貫通した複数の空隙部を有する構造体である。全体の形状は、通常、平板状またはフィルム状である。
　本発明で用いられる空隙配置構造体は、主面に垂直な方向に貫通した複数の空隙部が上記主面上の少なくとも一方向に周期的に配置された構造体である。前記空隙配置構造体は、平板状の金属に対して複数の空隙部が周期的に形成されてなる金属メッシュであることが好ましい。ただし、空隙配置構造体の全体にわたって空隙部が周期的に配置されている必要はなく、少なくとも一部において空隙部が周期的に配置されていればよい。
　空隙配置構造体は、好ましくは準周期構造体や周期構造体である。準周期構造体とは、並進対称性は持たないが配列には秩序性が保たれている構造体のことである。準周期構造体としては、例えば、１次元準周期構造体としてフィボナッチ構造、２次元準周期構造体としてペンローズ構造が挙げられる。周期構造体とは、並進対称性に代表される様な空間対称性を持つ構造体のことであり、その対称の次元に応じて１次元周期構造体、２次元周期構造体、３次元周期構造体に分類される。１次元周期構造体は、例えば、ワイヤーグリッド構造、１次元回折格子などが挙げられる。２次元周期構造体は、例えば、メッシュフィルタ、２次元回折格子などが挙げられる。これらの周期構造体のうちでも、２次元周期構造体が好適に用いられ、より好ましくは空隙部が縦方向および横方向に規則的に配列（方形配列）された２次元周期構造体が用いられる。
　空隙部が方形配列された２次元周期構造体としては、例えば、図２に示すようなマトリックス状に一定の間隔で空隙部１１が配置された板状構造体（格子状構造体）が挙げられる。空隙部はこのような形状に限定されず、例えば長方形や円や楕円などでもよい。また方形配列であれば、２つの配列方向の間隔は等しくなくてもよく、例えば長方形配列でもよい。
　また、空隙配置構造体の厚み（ｔ）は、測定に用いる電磁波の波長λの４分の１以下であることが好ましい。例えば、照射する電磁波の波長λが１０μｍである場合、ｔは５μｍ以下であることが好ましい。構造体の厚みがこの範囲よりも大きくなると、被測定物の存在による空隙配置構造の特性変化が小さくなっていまう場合がある。
　また、空隙配置構造体の空隙部のサイズは、測定に用いる電磁波の波長λの１０分の１以上、１０倍以下であることが好ましい。空隙部のサイズがこの範囲以外になると、透過する電磁波の強度が弱くなって信号を検出することが難しくなる場合がある。
　また、空隙部の格子間隔（ピッチ）は、測定に用いる電磁波の波長の１０分の１以上、１０倍以下であることが好ましい。空隙部の格子間隔がこの範囲外になると、透過が生じにくくなる場合がある。
　ただし、空隙配置構造体や空隙部の形状や寸法は、測定方法や、空隙配置構造体の材質特性、使用する電磁波の周波数等に応じて適宜設計されるものであり、その範囲を一般化することは難しく、上記の範囲に限定されるものではない。
　空隙配置構造体は金属からなる。金属としては、ヒドロキシ基、チオール基、カルボキシル基などの官能基を有する化合物の官能基と結合することのできる金属や、ヒドロキシ基、アミノ基などの官能基を表面にコーティングできる金属、ならびに、これらの金属の合金を挙げることができる。具体的には、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロム、シリコン、ゲルマニウムなどが挙げられ、好ましくは金、銀、銅、ニッケル、クロムであり、さらに好ましくはニッケル、金である。
　金、ニッケルを用いた場合、特に被測定物がチオール基（－ＳＨ基）を有する場合に該チオール基を空隙配置構造体の表面に結合させることができるため有利である。また、ニッケルを用いた場合、特に被測定物がヒドロキシ基（－ＯＨ）やカルボキシル基（－ＣＯＯＨ）を有する場合に該官能基を空隙配置構造体の表面に結合させることができるため有利である。
　かかる空隙配置構造体は、種々公知の方法で作製することができるが、板状またはフィルム状の支持基材の表面に、パターン形成により形成することが好ましい。パターン形成は、通常の半導体上電極作製工程（例えば、レジスト塗布、パターン印刷、レジストパターン形成、金属蒸着、レジスト除去）などにより行うことができる。
　本発明において、空隙配置構造体に被測定物を保持する方法としては、種々公知の方法を使用することができ、例えば、空隙配置構造体に直接付着させてもよく、支持膜等を介して付着させてもよい。測定感度を向上させ、測定のばらつきを抑えることにより再現性の高い測定を行う観点からは、空隙配置構造体の表面に直接被測定物を付着させることが好ましい。
　空隙配置構造体に被測定物を直接付着させる場合としては、空隙配置構造体の表面と被測定物との間で直接的に化学結合等が形成される場合だけでなく、予め表面にホスト分子が結合された空隙配置構造体に対して、該ホスト分子に被測定物が結合されるような場合も含まれる。化学結合としては、共有結合（例えば、金属－チオール基間の共有結合など）、ファンデルワールス結合、イオン結合、金属結合、水素結合などが挙げられ、好ましくは共有結合である。また、ホスト分子とは、被測定物を特異的に結合させることのできる分子などであり、ホスト分子と被測定物の組み合わせとしては、例えば、抗原と抗体、糖鎖とタンパク質、脂質とタンパク質、低分子化合物（リガンド）とタンパク質、タンパク質とタンパク質、一本鎖ＤＮＡと一本鎖ＤＮＡなどが挙げられる。
　（光源）
　空隙配置構造体１に照射される電磁波は、周波数が所定の中心周波数の近傍に離散的に分布していることが好ましい。この場合、周波数掃引等を行わずに測定を行うため、従来よりも低コスト（例えば、従来の１／１００以下）の測定装置を提供することができる。また、測定装置のサイズも従来より大幅に小型化することができる（例えば、手の平サイズ）。なお、空隙配置構造体１に照射される電磁波は１種類のみに限られず、複数種の電磁波（異なる中心周波数の近傍に分布した電磁波）であってもよい。
　ここで、少なくとも１種類の電磁波の所定の中心周波数は、空隙配置構造体１の共振周波数の近傍であることが好ましい。これにより、被測定物が空隙配置構造体１に付着したときの透過光の強度変化が顕著になるため、測定感度が向上する。
　前記電磁波は、さらに、前記中心周波数が前記第１の周波数とは異なる第２の電磁波を含むことが好ましい。第２の電磁波の中心周波数は、空隙配置構造体の共振周波数の近傍でないように設定されることが好ましい。ただし、第２の電磁波の中心周波数は、第１の電磁波の中心周波数と異なっていれば、空隙配置構造体の共振周波数の近傍になるように設定されてもよい。
　第２の電磁波の中心周波数を、被測定物が付着しても空隙配置構造体の透過光の特性が殆ど変化しない周波数に設定した場合、第２の電磁波を空隙配置構造体に照射したときの透過光のデータを、測定間の変動誤差の校正用データとして用いることで、第１の電磁波のみを用いる場合に比べて、より精度の高い測定を行うことができる。
　また、第２の電磁波の中心周波数を、被測定物が付着したときに空隙配置構造体の透過光の特性が変化するような周波数に設定してもよい。この場合も、測定点を増やすことによって、平均や多変量解析をはじめとする種々の検出精度を高める解析手法を活用できるため、第１の電磁波のみを用いる場合に比べて、より精度の高い測定を行うことができる。
　例えば、ＦＴ－ＩＲの測定結果から、ある被測定物が空隙配置構造体に付着したときに透過光のピーク周波数が低周波側にシフトすることが分かっている場合において、１つの電磁波を用いた測定結果において、透過光の強度が変動した場合に被測定物が存在すると判断する場合、ピーク周波数は変動せずに透過率だけが変動している場合も考えられるため、被測定物の存在についての判断を誤る可能性がある。しかし、２つの中心周波数の異なる電磁波を用いることで、透過光の測定値の一方が増加し、他方が減少した場合に、ピーク周波数がシフトしており、被測定物が存在すると判断すれば、判断を誤る確率を低くすることができる。このように、測定の情報量を増やして多変量化することで、測定の精度を高めることができる。
　このような電磁波を空隙配置構造体１に照射するための光源２としては、例えば、広帯域光源および単色光源が挙げられる。光源２として広帯域光源を用いる場合、該広帯域光源から出射された光を後述のバンドパスフィルタ３に通過させることで、上述のような周波数が所定の中心周波数の近傍に離散的に分布している電磁波を被測定物に照射することができる。
　広帯域光源としては、例えば、ＣａＦ2製の窓材で封止されたカンタル（登録商標）製フィラメントを用いた広帯域光源が挙げられる。これ以外にも、例えば、タングステンやセラミックスなどの発熱体を利用した黒体輻射光源（広帯域光源）が挙げられる。
　単色光源としては、例えば、レーザ（量子カスケードレーザーなど）、フォトダイオード（赤外用ＬＥＤなど）が挙げられる。
　（バンドパスフィルタ）
　バンドパスフィルタ３としては、種々公知の電磁波フィルタを用いることができる。バンドパスフィルタ３は、例えば、光源２が広帯域光源である場合、所定の周波数分布（例えば、周波数が所定の中心周波数の近傍に離散的に分布しているような周波数分布）を有する電磁波を得るために用いられる。
　具体的なバンドパスフィルタ３としては、例えば、異なる誘電体が積層された板状構造物であって、該板状構造物の主面に照射された電磁波に対して、該板状構造物を透過した電磁波が、図４に示すような所定の周波数特性（周波数が所定の中心周波数（通過帯域中心）の近傍に離散的に分布するような特性）を有するものとなるような板状構造物が挙げられる。これ以外にも、例えば、上述の図２に示されるような空隙配置構造体をバンドパスフィルタ３として使用することもできる。
　（検出器）
　電磁波検出器４としては、所定の周波数を有する電磁波の強度を検出することのできる検出器であれば特に限定されないが、例えば、焦電型センサーが挙げられる。このセンサーは、焦電体に到達した電磁波が焦電体を加熱し、それによって生じる焦電体の温度変化（すなわち焦電効果）を測定する。
　これ以外にも、例えば、サーモパイルやＭＣＴ（Ｍｅｒｃｕｒｙ　Ｃａｄｍｉｕｍ　Ｔｅｌｌｕｒｉｄｅ：水銀とカドミウムとテルルの合金）を用いたセンサーなど、電磁波を検出することのできるセンサーも使用することができる。
　（筺体）
　筺体５は、光源２、空隙配置構造体１および検出器４などを格納することのできるものであれば特に限定されないが、筺体５の内壁が検出に用いられる電磁波（例えば、赤外線）を吸収する材質からなることが好ましい。光源から照射された電磁波が筺体の内壁で反射されると、検出誤差が生じるからである。このような材質としては、例えば、金属や樹脂が挙げられる。好ましくは、黒色化した金属（例えば、黒色アルマイト加工したアルミニウム）や黒色樹脂である。
　（仕切り板）
　空隙配置構造体１の構造体部を透過した電磁波のみが検出器４に到達するように、空隙配置構造体１と検出器４との間には、開口部を備えた仕切り板が設けられていることが好ましい。また、バンドパスフィルタ３のバンドパスフィルタ部を通過した電磁波のみが空隙配置構造体１に到達しうるように、バンドパスフィルタ３と空隙配置構造体１との間には、同様の開口部を備えた仕切り板が設けられていることが好ましい。
　上記仕切り板の開口部は、空隙配置構造体１の主面の面積より小さな開口径を有することが好ましい。これにより、バンドパスフィルタ３のバンドパスフィルタ部を通過した電磁波のみが空隙配置構造体１に到達し、また、空隙配置構造体１の構造体部を透過した電磁波のみが検出器４に到達することができる。
　なお、仕切り板は、図５を参照して後述するように、空隙配置構造体１やバンドパスフィルタ３を筺体５に固定するためのホルダーを兼ねていてもよい。
　なお、上述した実施形態では、空隙配置構造体１を透過した電磁波（透過光）の周波数特性に基づいて被測定物の特性を測定する測定装置について説明したが、本発明においては、空隙配置構造体１の光源２側に検出器４を配置することで、空隙配置構造体１で反射された電磁波（反射光）に基づいて被測定物の特性を測定してもよい。
　以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　（実施例１）
　図１に示すような、光源２、バンドパスフィルタ３、空隙配置構造体１および検出器４がこの順で直列に配置され、筺体５に格納されてなる測定装置を用意した。
　まず、空隙配置構造体１として、図２（ａ）および（ｂ）に示すような、空隙配置構造体１を貫通する空隙部１１が空隙配置構造体１の主面１０ａ方向に周期的に配置された構造体を用意した。なお、空隙部１１のサイズｄ（図２（ｂ））は４．０μｍ、ピッチｓ（図２（ｂ））は６．５μｍとした。
　この空隙配置構造体１について、透過率の周波数特性をＦＴ－ＩＲ（フーリエ変換赤外分光法）を用いて、あらかじめ測定した。測定結果を図３に示す。図３に示されるように、この空隙配置構造体は４０ＴＨｚ近傍に共振を有する構造体であることが確認された。この結果から、本実施例では空隙配置構造体１に４０ＴＨｚ近傍が中心となる離散的な周波数分布を有する電磁波を用いることとした。
　光源として、ＣａＦ2製の窓材で封止されたカンタル（登録商標）製フィラメントを用いた広帯域光源を用意した。カンタル（Ｋａｎｔｈａｌ：登録商標）は、ＦｅおよびＣｒの合金であり、ニクロム線より更にフィラメントとしての性能に優れた材質である。この光源は、フィラメントからの黒体輻射を利用した赤外用光源で、ＣａＦ2窓材の透過域である周波数３０ＴＨｚ以上の赤外光の広帯域光源として用いることができる。
　上記の広帯域光源から４０ＴＨｚ近傍が中心となる離散的な周波数分布を有する電磁波を得るために、バンドパスフィルタ３を用意した。バンドパスフィルタ３として、異なる誘電体が積層された板状の構造物で、板の主面に照射された電磁波に対して、図４に示すような透過率の周波数特性、すなわち通過帯域中心（中心周波数）が約４０ＴＨｚとなるような透過特性を有するものを用いた。なお、図４は使用したバンドパスフィルタをＦＴ－ＩＲで測定した結果を示している。
　電磁波検出器として、４０ＴＨｚ近傍の周波数の電磁波をセンシングすることが可能な焦電型赤外センサーを用意した。
　筺体５は、筺体５内の電磁波の散乱を抑制するために、４０ＴＨｚ近傍の電磁波に対して吸収性能が高い樹脂製（黒色ポリエチレン）で作製した。
　なお、バンドパスフィルタ３のバンドパスフィルタ部を通過し、空隙配置構造体１の構造体部を透過した電磁波のみが検出器４に到達しうるように、バンドパスフィルタ３および空隙配置構造体１は、図５の側面図（ａ１）および上面図（ａ２）に示すような開口部６１を有する樹脂製のホルダー（仕切り板）６に、図５の側面図（ｂ１）および上面図（ｂ２）に示すような状態で固定し、ホルダー６側（図５の下側）が検出器１側となるように筺体５の内部に設置した。ただし、本発明においては、これに限定されず、バンドパスフィルタおよび空隙配置構造体のホルダーは、ホルダーが光源側となるように設置されてもよい。
　この構成にて、光源のＯＮ（３Ｖ）－ＯＦＦ（０Ｖ）を３秒間隔で行い、バンドパスフィルタ、空隙配置構造体１を透過した電磁波を焦電センサにて受信し、そのセンサー強度を読み取り記録した。ここで、電源をＯＮ－ＯＦＦするのは、焦電センサのセンシング原理に由来するもので、所謂チョッピングに対応する。
　続いて、空隙配置構造体１を筺体から取り外し、それに被測定物を付着させた。具体的には、油性インク１μＬを先ほどの空隙配置構造体の主面に滴下・乾燥させた。
　被測定物が付着した空隙配置構造体１について、上記と同様にＦＴ－ＩＲを用いて透過率の周波数特性を測定しておいた。測定結果を図６に示す。なお、図６では、比較のために、図３に示した被測定物付着前の測定結果を併せて示す（破線）。図６に示す結果から、４０ＴＨｚ近傍の透過率の比較を行うことで、被測定物の付着によって透過率が減少することを確認できた。
　この被測定物が付着した空隙配置構造体１を筺体５に戻し、先と同じ条件でセンサー強度を読み取り、記録した。
　本実施例の測定装置で得た被測定物の付着前後の焦電センサの出力（センサー強度）を表１に示す。また、表１では、ＦＴ－ＩＲで測定した被測定物の付着前後の空隙配置構造体の透過率の周波数特性における４０ＴＨｚでの透過率を併記している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、本発明の検出方法で、被測定物の付着が正しく検出されていることが確認できた。
　（実施例２）
　実施例２では、実施例１と同様に４０ＴＨｚ近傍が中心となる離散的な周波数分布を有する電磁波（第１の電磁波）に加えて、３５ＴＨｚ近傍が中心となる離散的な周波数分布を有する電磁波（第２の電磁波）を併せて用いた検出方法を示す。
　実施例１と同様の図４に示すように透過特性（通過帯域中心が約４０ＴＨｚ）を有する第１の電磁波用のバンドパスフィルタ３１と、別途、図７に示すような透過特性（通過帯域中心が約３５ＴＨｚ）を有する第２の電磁波用のバンドパスフィルタ３２を用意した。なお、図７は第２の電磁波用のバンドパスフィルタ３２をＦＴ－ＩＲで測定した結果を示している。
　ホルダーとして図８に示すように２つの開口部６１ａ，６１ｂを有するホルダー６を用意し、一方の開口部６１ａに第１の電磁波用のバンドパスフィルタ３１、他方の開口部６１ｂに第２の電磁波用のバンドパスフィルタ３２を固定した。
　このバンドパスフィルタ３１，３２が固定された図８に示すホルダ－６を、図９に示すように、光源２と空隙配置構造体１との間に、バンドパスフィルタ３１，３２切り替えが出来るような状態で設置した。図９に矢印で示すようにホルダー６を移動させることでバンドパスフィルタ３１，３２の切り替えを行ない、第１の電磁波および第２の電磁波を空隙配置構造体１に照射したときの、各々に対する焦電センサーの出力の読み取りが出来るようにした。
　実施例１と同様に、被測定物の付着前後の焦電センサの出力（センサー強度）を、第１の電磁波（４０ＴＨｚ）と第２の電磁波（３５ＴＨｚ）のそれぞれについて測定した。測定結果を表２に示す。また、表２では、ＦＴ－ＩＲで測定した被測定物の付着前後の空隙配置構造体の透過率の周波数特性における４０ＴＨｚでの透過率、および、３５ＴＨｚでの透過率を併記している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示されるように、第１の電磁波（４０ＴＨｚ）と第２の電磁波（３５ＴＨｚ）のいずれを用いた場合も、被測定物の付着が両周波数で正しく検出されることが確認できた。
　本実施例では、ＦＴ－ＩＲの透過率の測定結果から、被測定物（油性インク）が空隙配置構造体に付着したときに透過光のピーク周波数が低周波側にシフトすることが分かっている。この場合において、表２に示されるように、第２の電磁波（３５ＴＨｚ）の透過光の強度が増加し、第１の電磁波（４０ＴＨｚ）の透過光の強度が減少していることから、透過光のピーク周波数が低周波側へシフトしていると考えられるため、被測定物が存在することを実施例１よりも確実に判定でき、測定の精度を高めることができる。
　なお、本発明において、電磁波の周波数は特に本実施例の２周波に限定されるものではない。また、例えば、検出に用いる電磁波の周波数を、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに増やすことも可能である。
　今回開示された実施の形態および実施例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て請求の範囲によって示され、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　空隙配置構造体、１０ａ　主面、１１　空隙部、２　光源、３，３１，３２　バンドパスフィルタ、４　検出器、５　筐体、６　仕切り板（ホルダー）、６１，６１ａ，６１ｂ　開口部。

Claims (6)

  1. 　被測定物の特性を測定するための測定装置であって、
    　所定の周波数分布を有する電磁波を照射するための少なくとも１つの光源と、
    　前記電磁波が照射される位置に配置される、測定の際に前記被測定物を表面に保持するための空隙配置構造体と、
    　前記空隙配置構造体を透過した前記電磁波である透過光、または、前記空隙配置構造体によって反射された前記電磁波である反射光を検出するための検出器と、
    　前記光源、前記空隙配置構造体および前記検出器を格納するための筐体とを備えることを特徴とする、測定装置。
  2. 　前記空隙配置構造体に照射される前記電磁波は、周波数が所定の中心周波数の近傍に離散的に分布している、請求項１に記載の測定装置。
  3. 　前記電磁波は、前記中心周波数が前記空隙配置構造体の共振周波数の近傍である第１の電磁波を含む、請求項２に記載の測定装置。
  4. 　前記電磁波は、さらに、前記中心周波数が前記第１の電磁波とは異なる第２の電磁波を含む、請求項３に記載の測定装置。
  5. 　前記空隙配置構造体と前記検出器との間に、前記空隙配置構造体の主面の面積より小さな開口径を有する開口部を備えた仕切り板が設けられている、請求項１に記載の測定装置。
  6. 　前記空隙配置構造体は、平板状の金属に対して複数の空隙部が周期的に形成されてなる金属メッシュである、請求項１に記載の測定装置。
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