(57)【要約】【課題】  本発明は、テラヘルツ波の照射位置の情報を取得できる情報取得システムを提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の情報取得システムは、板状部材１１０を介してテラヘルツ波を検体に照射して、検体の情報を取得する情報取得システムであって、検体にテラヘルツ波を照射する照射部１１８と、検体からのテラヘルツ波を検出する検出部１０２と、検出部の検出結果から取得した板状部材の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形と板状部材の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形と、板状部材に関するデータとを用いて、テラヘルツ波の照射位置の情報を取得する情報処理装置１２０と、を有し、板状部材は光路長分布を有し、データは、板状部材の各位置を表す位置情報と、位置情報と関連付けられた各位置における板状部材の光路長に関する情報と、を含むことを特徴とする。【選択図】  図１
2015010919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材を介してテラヘルツ波を検体に照射して、前記検体の情報を取得する情報取得システムであって、
前記検体にテラヘルツ波を照射する照射部と、
前記検体からのテラヘルツ波を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果から取得した前記板状部材の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形と前記板状部材の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形と、前記板状部材に関するデータとを用いて、テラヘルツ波の照射位置の情報を取得する情報処理装置と、を有し、
前記板状部材は光路長分布を有し、
前記データは、前記板状部材の各位置を表す位置情報と、前記位置情報と関連付けられた前記各位置における前記板状部材の光路長に関する情報と、を含む
ことを特徴とする情報取得システム。
【請求項２】
前記情報処理装置は、前記データとして、前記板状部材の各位置を表す位置情報と、前記位置情報と関連付けられた前記各位置における前記板状部材の光路長に関する情報と、を用いて、前記照射位置の情報を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報取得システム。
【請求項３】
前記情報処理装置は、前記板状部材の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形及び前記板状部材の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形を用いて取得される前記照射位置における前記板状部材の光路長に関する情報と、前記データとを比較して、前記照射位置の情報を取得する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の情報取得システム。
【請求項４】
前記情報処理装置は、前記板状部材の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形及び前記板状部材の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形を用いて、前記板状部材の表面で反射したテラヘルツ波の光路長と前記板状部材の裏面で反射したテラヘルツ波の光路長との差を求めて、前記差と前記データとを比較して前記照射位置の情報を取得する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の情報取得システム。
【請求項５】
前記情報処理装置は、前記板状部材の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形及び前記板状部材の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形を用いて、前記板状部材の厚み又は屈折率を求めて、前記板状部材の厚み又は屈折率と前記データとを比較して前記照射位置の情報を取得する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の情報取得システム。
【請求項６】
前記テラヘルツ波はパルス波である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の情報取得システム。
【請求項７】
面内に光路長分布を有する板状部材を含むテラヘルツ波測定用の窓部材。
【請求項８】
前記板状部材は、複数の領域に分割されており、前記複数の領域毎に前記板状部材を伝搬するテラヘルツ波の光路長が異なる
ことを特徴とする請求項７に記載のテラヘルツ波測定用の窓部材。
【請求項９】
前記板状部材は、複数の領域に分割されており、前記複数の領域毎の前記板状部材を伝搬するテラヘルツ波の光路長は複数段階の光路長のいずれかであり、且つ、前記複数の領域のうち前記板状部材を伝搬するテラヘルツ波の光路長が同じ領域については、該領域それぞれから所定の方向に所定の距離だけ離れている別の領域における前記板状部材を伝搬するテラヘルツ波の光路長が異なる
ことを特徴とする請求項７に記載のテラヘルツ波測定用の窓部材。
【請求項１０】
前記板状部材は、前記板状部材の表面及び裏面は平面であり、且つ、前記表面と前記裏面とが平行でない
ことを特徴とする請求項７に記載のテラヘルツ波測定用の窓部材。
【請求項１１】
前記板状部材は、前記板状部材の厚み及び屈折率が少なくとも一部で異なることで面内に光路長分布が形成されている
ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載のテラヘルツ波測定用の窓部材。
【請求項１２】
前記板状部材は、テラヘルツ波を透過する石英板を有する
ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載のテラヘルツ波測定用の窓部材。
【請求項１３】
請求項７乃至１２のいずれか一項に記載の窓部材と、
前記窓部材を介して検体にテラヘルツ波を照射する照射部と、
前記検体からのテラヘルツ波を検出する検出部と、を有する
ことを特徴とする測定装置。
【請求項１４】
板状部材を介して検体に照射されたテラヘルツ波の時間波形を取得する時間波形取得部と、
前記板状部材の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形及び前記板状部材の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形を用いてテラヘルツ波の照射位置における前記板状部材の光路長に関する情報を取得する光路長取得部と、
前記光路長取得部で取得した前記板状部材の光路長に関する情報と前記板状部材に関するデータとを比較して、テラヘルツ波の照射位置の情報を取得する位置情報取得部と、を有し、
前記位置情報取得部は、前記データとして前記板状部材の各位置を表す位置情報と前記位置情報と関連付けられた前記各位置における前記板状部材の光路長に関する情報とを用いて、前記照射位置の情報を取得する
ことを特徴とする情報処理装置。
【請求項１５】
前記光路長取得部は、前記板状部材の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形が検出された時刻と、前記板状部材の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形が検出された時刻との差から前記板状部材の光路長に関する情報を取得する
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
板状部材を介して検体に照射されたテラヘルツ波の時間波形を取得する時間波形ステップと、
前記板状部材の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形及び前記板状部材の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形を用いてテラヘルツ波の照射位置における前記板状部材の光路長に関する情報を取得する光路長取得ステップと、
前記光路長取得部で取得した前記板状部材の光路長に関する情報と前記板状部材に関するデータとを比較して、テラヘルツ波の照射位置の情報を取得する位置情報取得ステップと、を有し、
前記位置情報取得ステップでは、前記データとして前記板状部材の各位置を表す位置情報と前記位置情報と関連付けられた前記各位置における前記板状部材の光路長に関する情報とを用いて、前記照射位置の情報を取得する
ことを特徴とする情報処理方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の情報処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のプログラムを記憶した
ことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラヘルツ波を用いて検体の情報を取得する情報取得システム、及び情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テラヘルツ波は、３０ＧＨｚ以上３０ＴＨｚ以下のうち少なくとも一部の周波数帯域を有する電磁波である。テラヘルツ波を用いた分光法として、テラヘルツ時間領域分光法（ＴＨｚ−ＴＤＳ：ＴＨｚ−Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）が知られている。これは、超短パルスが検出器に到達するタイミングを変化させながらテラヘルツ波を検出することにより、テラヘルツ波の時間波形を取得する方法である。
【０００３】
物体内部に界面（屈折率が変化する箇所）が存在すると、界面でテラヘルツ波が反射する。界面の深さに応じて反射波の光路長が異なり、その光路長の差が検出器への到達時間の差として時間波形に反映される。このため、物体の深さ方向の情報を時間波形から取得できる。さらに、テラヘルツ波を物体上で走査することにより、平面方向の情報を加えたイメージングが可能である。このような特徴をもったイメージング技術は、医師が病理検査を行う際の支援ツールとしての応用が検討されている。
【０００４】
病理検査に応用できるテラヘルツ波を用いた情報取得装置が、特許文献１に記載されている。この装置では、検体の測定範囲内に測定点を割り当て、各々の測定点について顕微鏡を用いて拡大像を取得する。その後、取得した拡大像をつなぎ合わせて検体の観察像を生成する。また、各々の測定点についてテラヘルツ波による測定を行い、光学特性情報を取得する。取得した光学特性情報からその分布図を生成することで、検体の画像を取得する。取得した検体の画像と観察像とを比較可能な状態で表示することで、両者の比較による複合的な診断が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１２５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
各測定点を測定するためにテラヘルツ波の照射位置を変更する手段として、特許文献１には、初期位置を定めて、初期位置からテラヘルツ波を走査しながら測定する方法が記載されている。このような構成の場合、検体が所定の位置に正確に配置されていなかったり、テラヘルツ波の走査方向が所定の方向から僅かにずれていたりして、テラヘルツ波が所望の位置に照射されていないことがある。テラヘルツ波は不可視の電磁波であるため、測定の過程で照射位置がずれていることを知ることは容易ではなく、測定終了後に再び測定を行うことになる。
【０００７】
上述の課題を鑑み、本発明は、テラヘルツ波の照射位置の情報を取得できる情報取得システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての情報取得システムは、板状部材を介してテラヘルツ波を検体に照射して、前記検体の情報を取得する情報取得システムであって、前記検体にテラヘルツ波を照射する照射部と、前記検体からのテラヘルツ波を検出する検出部と、前記検出部の検出結果から取得した前記板状部材の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形と前記板状部材の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形と、前記板状部材に関するデータとを用いて、テラヘルツ波の照射位置の情報を取得する情報処理装置と、を有し、前記板状部材は光路長分布を有し、前記データは、前記板状部材の各位置を表す位置情報と、前記位置情報と関連付けられた前記各位置における前記板状部材の光路長に関する情報と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一側面としての情報取得システムによれば、テラヘルツ波の照射位置の情報を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態の情報取得システムの構成を説明する図。
【図２】第一の実施形態の光路長取得方法を説明する図。
【図３】第一の実施形態の板状部材の構成を説明する図。
【図４】第二の実施形態の板状部材の構成を説明する図。
【図５】第三の実施形態の情報取得システムの構成を説明する図。
【図６】第一の実施例の情報取得方法を表すフローチャート。
【図７】第一の実施例における検体の画像。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第一の実施形態＞
本実施形態の情報取得システムについて、図１を参照して説明する。本実施形態における情報取得システムは、テラヘルツ波を用いて取得した情報から検体の画像を形成するイメージング装置である。本実施形態では検体の情報として、光学特性を求める。なお、本明細書の「光学特性」は、検体の複素振幅反射率、複素屈折率、複素誘電率、反射率、屈折率、吸収係数、誘電率、電気伝導率等を含むと定義する。
【００１２】
本実施形態における情報取得システムは、パルス状のテラヘルツ波を検体に照射し、反射したテラヘルツ波を検出して時間波形を取得する測定機構（測定装置）１１９と情報処理装置１２０とを有する。情報処理装置１２０は、ＣＰＵ、メモリ、記憶デバイス等を備えたコンピュータであり、ＣＰＵが、情報制御部１０５、時間波形取得部１０６、光路長取得部１０７、位置情報取得部１０８、検体情報取得部１０９、画像形成部１１３の機能を有する。
【００１３】
まず、測定機構１１９について説明する。測定機構１１９は、照射部１１８、検出部１０２、光学遅延部１０３、パルスレーザ源１０４、走査ステージ１１２、ビームスプリッター１１４、レンズ１１５、を含む。
【００１４】
照射部１１８は、パルス状のテラヘルツ波を発生させる発生部１０１と、発生したテラヘルツ波を検体１１１に導く放物面ミラー部１１６及び平面ミラー１１７を有する。
【００１５】
発生部１０１は、パルス状のテラヘルツ波を発生する部分である。パルスレーザ源１０４から出射される超短パルスレーザがビームスプリッター１１４で２つに分けられ、その一方が発生部１０１に照射されると、パルス状のテラヘルツ波（パルス波）が発生する。
【００１６】
発生部１０１において、テラヘルツ波を発生させる方法には、瞬時電流を利用する方法やキャリヤのバンド間遷移を利用する方法等がある。瞬時電流を利用する方法としては、半導体や有機結晶、非線形光学結晶の表面にレーザ光を照射してテラヘルツ波を発生させる手法が挙げられる。また、半導体薄膜上に金属電極でアンテナパターンを形成した光伝導素子に電界を印加して、印加部にレーザ光を照射する手法等も適用できる。バンド間遷移を利用する手法としては、半導体量子井戸構造を用いる手法等がある。
【００１７】
発生部１０１で発生したパルス状のテラヘルツ波は、放物面ミラー部１１６及び平面ミラー１１７を通って、検体１１１に照射される。テラヘルツ波は、板状部材１１０を介して検体１１１に照射される。この時、検体１１１と板状部材１１０との間には、空気が含まれておらず、接触していることが望ましい。
【００１８】
検体１１１と板状部材１１０との間に空気が入り十分に接触させることが難しい場合は、検体１１１ないし板状部材１１０と近い複素屈折率を持つマッチング液を検体１１１と板状部材１１０と間に塗布することで、両者の密着性を改善しても良い。マッチング液の層の厚さはテラヘルツ波の波長に対して十分に薄く、波長の１０分の１以下であることが望ましい。
【００１９】
本実施形態における板状部材１１０は、面内に光路長分布を有するテラヘルツ波測定用の窓部材である。すなわち、板状部材１１０は光路長が一定とはならないように加工されている。板状部材１１０の形態については後述する。
【００２０】
本明細書の「板状部材の光路長」は、板状部材の屈折率と厚みとで決定される値で、板状部材を伝播するテラヘルツ波の光路長である。また、本明細書の「板状部材の表面」は、板状部材において照射部１１８から照射されたテラヘルツ波が最初に到達する面のことであり、板状部材の表面と対向する面を「板状部材の裏面」と定義する。
【００２１】
検出部１０２は、検体１１１で反射したテラヘルツ波を検出する部分である。検出方法としては、光伝導素子を用いてテラヘルツ波の振幅に応じた電流を検出する手法や、直交偏光子と電気光学結晶を用いて電気光学効果を用いて電場を検出する手法等が挙げられる。また、直交偏光子と磁気光学結晶を用いて磁場を検出する手法も適用できる。
【００２２】
光学遅延部１０３は、テラヘルツ波が検出部１０２で検出されるタイミングを調整する部分である。具体的には、テラヘルツ波又は超短パルスレーザの光路長を変更する。
【００２３】
光路長を調整する方法としては、折り返し光学系と可動部とを用いて物理的に光路長を変える方法がある。また、伝播経路中の屈折率等を変化させることで光路長を変化させる方法等も適用できる。本実施形態では、光学遅延部１０３として折り返し光学系と可動部とを用いて光路長を調整する例を示す。光学遅延部１０３はパルスレーザ源１０４と発生部１０１との間に設け、パルスレーザ源１０４と発生部１０１との間を伝搬する超短パルスレーザの光路長を調整する。
【００２４】
なお、光学遅延部１０３の形態はこれに限らず、光学遅延部１０３を設ける位置は変更できる。例えば、光学遅延部１０３を、パルスレーザ源１０４と検出部１０２との間に設けて、検出部に入射する超短パルスレーザの光路長を調整する構成にしてもよい。
【００２５】
走査ステージ１１２は、テラヘルツ波の照射位置を変更する位置変更部である。本実施形態では、走査ステージ１１２が板状部材１１０と検体１１１とを保持している。走査ステージ１１２の移動に伴って板状部材１１０と検体１１１とが移動するため、テラヘルツ波の照射位置を変更できる。なお、照射位置を変更する手段はこれに限らず、板状部材１１０及び検体１１１と照射部１１８との相対位置が変更されれば良い。
【００２６】
本実施形態における情報取得システムは、測定したい範囲内を複数の領域に分割して領域毎に測定する。走査ステージ１１２を用いてテラヘルツ波の照射位置を適宜変更して各領域を測定し、領域毎に取得した光学特性から検体の画像を生成する。各領域の大きさは、必要とする画像の分解能や、板状部材１１０に照射されるテラヘルツ波のビーム径以上になるように考慮して決定することが望ましい。
【００２７】
続いて、本実施形態における情報取得システムのその他の構成について説明する。
【００２８】
制御部１０５は、光学遅延部１０３の移動の制御を行う部分である。
【００２９】
時間波形取得部１０６は、テラヘルツ波の時間波形を構築する部分である。光学遅延部１０３による光路長の調整量と検出部１０２の検出結果とを基に、時間波形を構築する。
【００３０】
光路長取得部１０７は、時間波形取得部１０６で取得した時間波形を用いて板状部材を伝播するテラヘルツ波の光路長に関する情報を求める。具体的には、板状部材１１０の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形と板状部材１１０の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形とを用いて、上述した２つのテラヘルツ波の光路長の差を求める。これらの時間波形から、板状部材１１０の厚みや屈折率等を求めてもよい。
【００３１】
位置情報取得部１０８は、テラヘルツ波の照射位置の情報を取得する部分である。予め記憶されている板状部材１１０に関するデータと光路長取得部１０７で求めた結果とを参照してテラヘルツ波の照射位置の情報を取得する。板状部材に関するデータは、情報処理装置１２０のメモリ又は記憶デバイスに記憶されている。照射位置の情報を取得する方法については後述する。
【００３２】
本明細書における「板状部材に関するデータ」は、板状部材上の各位置を表す位置情報と位置情報と関連付けられた各位置における板状部材の光路長に関する情報とのことである。以降、「板状部材に関するデータ」は、単に「データ」と呼ぶこともある。
【００３３】
また、本明細書の「光路長に関する情報」は、板状部材を伝播するテラヘルツ波の光路長と板状部材の厚みと板状部材の屈折率等を含むと定義する。
【００３４】
位置情報取得部１０８は、走査ステージ１１２と接続されており、走査ステージ１１２の動作の制御も行う。
【００３５】
検体情報取得部１０９は、各照射位置における検体の情報を求める。本実施形態では、検体情報取得部１０９は、時間波形取得部１０６で取得された板状部材１１０及び検体１１１での反射パルスの時間波形を用いて検体１１１の光学特性を求める。
【００３６】
光路長取得部１０７で光路長を求める方法と、検体情報取得部１０９で光学特性を求める方法の詳細を、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、検体１１１に対して、板状部材１１０を介してテラヘルツ波を照射した際の模式図である。ここでは説明の簡略化の為、板状部材１１０に照射されたテラヘルツ波は垂直に入射するものとして、入射角、及び偏光、板状部材１１０や検体１１１内における多重反射、検体１１１裏面での反射は考慮しないものとする。
【００３７】
検体１１１に入射したテラヘルツ波は、まず板状部材１１０の表面（界面Ａ）で反射する（反射パルスＡ）。さらに、界面Ａを透過したテラヘルツ波の一部は、板状部材１１０の裏面（界面Ｂ）で反射する（反射パルスＢ）。反射パルスＡ及び反射パルスＢは、検出部１０２で検出される。
【００３８】
時間波形取得部１０６で取得された反射パルスＡと反射パルスＢの時間波形を図２（ｂ）に示す。反射パルスＢは、板状部材１１０内を往復したため、反射パルスＡよりも遅れて検出される。板状部材１１０内を往復したことによって生じた遅れは、時間波形における反射パルスＡが検出される時刻と反射パルスＢが検出される時刻との時間差Δｔとして表れる。
【００３９】
よって、板状部材１１０を伝播したテラヘルツ波の光路長は（１）式で表わせる。
【００４０】
【数１】
2015010919.tif 000003
【００４１】
ｎは板状部材１１０の屈折率、ｄは板状部材１１０の厚みである。この式から、光路長は、板状部材の屈折率又は厚みによって変化することが分かる。
【００４２】
光路長取得部１０７は、上述の（１）式を用いて各領域におけるテラヘルツ波の光路長を求める。また、板状部材の屈折率又は厚みが既知である場合には、時間差Δｔから板状部材の厚み又は屈折率を求めることができる。
【００４３】
次に、検体１１１の表面の光学特性を求める。まず、反射パルスＡ及び反射パルスＢの時間波形をそれぞれ切り出して、各々をフーリエ変換することで周波数スペクトルを得る。そのため、反射パルスＡと反射パルスＢとが時間波形上で容易に分離できる程度に、板状部材１１０の光路長を調整することが望ましい。
【００４４】
取得した反射パルスＡの周波数スペクトルＥＡ（ｆ）を、（２）式のように界面Ａに入射する際の複素振幅反射率ｒＡ（ｆ）で除することにより、入射パルスの周波数スペクトルＥｒｅｆ（ｆ）を求める。
【００４５】
【数２】
2015010919.tif 000004
【００４６】
界面Ａにおける複素振幅反射率ｒＡ（ｆ）は、板状部材１１０の複素屈折率ｎＡ（ｆ）を事前に測定して、それを用いて求めおくのがよい。入射パルスの周波数スペクトルＥｒｅｆ（ｆ）は、テラヘルツ波をよく反射する金属等を板状部材の表面に設けて測定してもよい。
【００４７】
板状部材１１０を伝搬したことによって生じる反射パルスＡと反射パルスＢとの間の位相差Δ（ｆ）は、板状部材１１０の複素屈折率ｎＡ（ｆ）を用いて（３）式で表わされる。
【００４８】
【数３】
2015010919.tif 000005
【００４９】
また、反射パルスＢの振幅と位相スペクトルＥＢ（ｆ）は次のような（４）式で表すことができる。
【００５０】
【数４】
2015010919.tif 000006
【００５１】
よって、（３）式及び（４）式を用いて、検体１１１の複素振幅反射率ｒＡＢ（ｆ）を求めることができる。なお、ｔＡＢ（ｆ）はテラヘルツ波が界面Ａから界面Ｂへ伝搬するまでの複素振幅透過率、ｔＢＡ（ｆ）はテラヘルツ波が界面Ｂから界面Ａへ伝播するまでの複素振幅透過率である。
【００５２】
検体１１１の複素屈折率ｎＢ（ｆ）は、界面Ｂにおける複素振幅反射率ｒＡＢ（ｆ）と板状部材１１０の複素屈折率ｎＡ（ｆ）との間に次のような関係がある。
【００５３】
【数５】
2015010919.tif 000007
【００５４】
検体１１１の複素屈折率ｎＢ（ｆ）は、式（６）を用いて複素誘電率εＢに変換する事ができる。
【００５５】
【数６】
2015010919.tif 000008
【００５６】
したがって、式（５）を用いて検体１１１の複素屈折率ｎＢ（ｆ）を求めることが可能であり、さらに式（６）で検体１１１の複素誘電率εＢを求めることができる。
【００５７】
このようにして検体情報取得部１０９で領域毎の光学特性を取得して、それを基に画像形成部１１３が検体１１１の画像を生成する。得られた画像は、表示部（不図示）に表示される。また、画像の測定領域と同一領域の観察像を見比べ可能な状態で表示できる。
【００５８】
ここからは、本実施形態における板状部材１１０の形態と、テラヘルツ波の照射位置の情報を取得する方法について説明する。
【００５９】
本実施形態における板状部材１１０は面内で光路長分布を有している。板状部材１１０は、テラヘルツ波に対して透過性が良く、ＴＨｚ領域において屈折率に分散がない材料であることが望ましい。また、検体１１１との界面Ｂで反射したテラヘルツ波の検出信号のＳＮ比を大きくするために、検体１１１との屈折率の差が大きい材料を用いるとよい。さらに、ヘマトキシリン・エオジン染色（ＨＥ染色）等の病理診断と併用するためには、可視光に対しても透明であることが望ましい。
【００６０】
具体的には、ｚ面でカットした石英や、サファイア、シクロオレフィンポリマー樹脂、テトラフルオロエチレン樹脂、ポリエチレン樹脂等が材料として挙げられるが、これらに限らず用途に応じて適当なものを用いるのがよい。
【００６１】
板状部材１１０の面内における光路長分布は、作製上の簡便さから、厚さ又は屈折率を変化させることによって形成することが望ましい。また、これらを組み合わせて光路長分布を設けても良い。
【００６２】
厚みを用いて面内に光路長分布を形成する方法は、例えば機械的に切削する方法や、フォトリソグラフィー技術を用いた方法がある。また、レーザ誘起背面湿式加工法（ＬＩＢＷＥ法：Ｌａｓｅｒ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｂａｃｋｓｉｄｅ  ｗｅｔ  ｅｔｃｈｉｎｇ）、インプリント法等も適用できる。
【００６３】
屈折率で光路長分布を形成する方法としては、屈折率の異なる材料を板状部材の表面に張り合わせる方法や、多孔質材からなる板状部材に液体を浸潤させる方法等がある。液体を湿潤させる方法では、使用する液体の種類によって屈折率が可変であるため、用途や検体に応じて測定毎に板状部材の光路長分布を変化させることができる。
【００６４】
本実施形態では、板状部材１１０を正方格子状に分割して領域を設定し、領域毎の厚みを変化させることで光路長分布を形成している。板状部材１１０の屈折率は均一である。図３に、厚みによって面内に光路長分布を作成した板状部材１１０の一例を示す。
【００６５】
図３に示した板状部材１１０は、非常に複数の領域に分割されており、全ての領域に対して異なる厚みを設定することは困難である。そこで、複数段階の厚みを設けて、照射位置の情報を取得したい領域の光路長とその周囲の領域の光路長との位置関係から照射位置が特定できるように各領域の厚みを変化させる。本実施形態では、その一例として、板状部材１１０の厚みを５段階設け、領域毎にランダムに、かつ、隣接する領域とは同じ厚みにならないように各領域の厚みを設定している。
【００６６】
領域の総数が少ない場合には、全ての領域の厚みが異なるように設定するだけでよい。なお、領域毎の厚みの差は、領域毎の光路長差を時間波形上で見分けることが可能な範囲で設定する。
【００６７】
照射位置の情報の取得方法について、図３の領域１と領域２を例に説明する。本実施形態では、板状部材１１０に関するデータとして、各領域の位置座標と各位置座標と関連付けられた各領域を伝播するテラヘルツ波の光路長とが、情報処理装置に記憶されているものとして、説明を行う。
【００６８】
本実施形態における位置座標としては、直交座標（ｘ−ｙ軸）を用いて各領域の中心を表す。位置座標を読み取る方法としては、例えば、板状部材１１０の４辺のうち直交する２辺に座標を読み取るための目盛りを設ける。また、情報取得システムにおける板状部材１１０の配置位置に座標を読み取るための目盛を設けても良い。先に顕微鏡で検体を観察する場合には、顕微鏡の台座に板状部材１１０の位置座標を読み取れる機構を設けてもよい。
【００６９】
なお、情報処理装置に記憶されている板状部材に関するデータは、各領域の位置情報である位置座標と各位置座標を関連づけられた各領域を伝播するテラヘルツ波の光路長に限らず、板状部材の厚みや屈折率、又はそれらの組み合わせであってもよい。
【００７０】
図３の板状部材１１０は、面内のどの位置でも屈折率は一定であり、且つ、領域１と領域２は厚みが同じであるため、各領域を伝播するテラヘルツ波の光路長も同一であることになる。すなわち、領域１と領域２の光路長を求めただけでは照射位置の情報を取得できない。
【００７１】
また、Ａ−Ａ’断面図を見ると、領域１に隣接する２つの領域と、領域２に隣接する２つの領域とは、光路長も配置も同一であるため、これらの領域の位置関係からは照射位置を特定できない。しかし、Ｂ−Ｂ’断面図における領域１と隣接する２つの領域と、Ｃ−Ｃ’断面図における領域２と隣接する２つの領域とを比較すると、各領域の位置関係が異なっていることが分かる。すなわち、テラヘルツ波の照射位置の周囲の領域についても併せて比較を行えば、照射位置の情報の取得が可能である。
【００７２】
このような構成にすることで、厚みの段階が少なくても、複数の領域の光路長及び位置関係からテラヘルツ波の照射位置の情報を取得できる。照射位置を一定の軸方向に移動して測定する場合には、移動方向に沿って領域の光路長の配置を変化させるとよい。また、照射位置である領域から所定の方向に所定の距離だけ離れた別の領域について比較することによって照射位置の情報を取得できれば良く、比較する領域は該領域と隣接している領域に限らない。
【００７３】
また、本実施形態に係る情報取得システムを病理診断の支援装置として用いる場合、テラヘルツ波による測定の前に観察像を取得しておくことが望ましい。その場合、スライドガラスの代わりに板状部材１１０を用いて観察像を取得すれば、テラヘルツ波の照射位置が観察像のどの位置を対応しているかを把握しやすい。取得した観察像は記憶しておき、テラヘルツ波を用いて検体１１１の画像を取得した後に同一領域を見比べ可能な状態で表示できるようにする。
【００７４】
このように、本実施形態にかかる情報処理装置は、測定に用いる板状部材に関するデータを予め記憶している。測定を行う際は、測定結果から照射位置毎に板状部材を伝播したテラヘルツ波の光路長を求めて、記憶しておいたデータと参照することで、照射位置の情報を取得できる。
【００７５】
測定の過程で照射位置の情報を取得できるため、テラヘルツ波が所望の位置又は領域に照射されているかを適宜確認することができる。所望の位置又は範囲に照射されていなかった場合には、照射位置の補正を容易に行うことでき、測定に要する時間を短縮できる。
【００７６】
また、従来の方法では、板状部材１１０の表面にテラヘルツ波をよく反射する金属膜を複数設けてキャリブレーションを行っていた。しかし、テラヘルツ波は金属膜を透過できないため、金属膜周辺に配置された検体１１１の情報は得ることができなかった。本発明においては金属膜を複数設ける必要が無く、従来の方法に比べて、より広範囲を測定することができる。
【００７７】
＜第二の実施形態＞
第二の実施形態として、第一の実施形態と異なる形態の板状部材を用いた情報取得システムの一例を示す。これまでと共通する部分は説明を省略する。
【００７８】
図４に、本実施形態の板状部材の一例を示した。図４の板状部材４０１は、第一の実施形態のように、領域毎の板状部材の厚みを変化させることによって面内に光路長分布が形成している。さらに、板状部材４０１は、検体４０２と接していない領域の一部に表面反射層４０３と裏面反射層４０４とが設けられている。表面反射層４０３は板状部材４０１の表面に設けられており、裏面反射層４０４は板状部材４０１の裏面に設けられている。
【００７９】
表面反射層４０３及び裏面反射層４０４は、どちらもテラヘルツ波に対する反射率が高い金属等の材料を真空蒸着法等によって成膜して設けられる。反射層の膜厚は１μｍ以下、反射層の表面粗さは、照射する電磁波の波長の１／１０以下であることが望ましい。
【００８０】
第一の実施形態の説明で述べた通り、検体の光学特性を取得するためには、入射パルスの周波数スペクトルＥｒｅｆ（ｆ）や板状部材の表面（界面Ａ）における複素振幅反射率ｒＡ（ｆ）、板状部材の複素振幅透過率ｔＡＢ（ｆ）等の情報が必要である。本実施形態のように板状部材４０１に表面反射層４０３を設け、表面反射層４０３で反射したテラヘルツ波を測定すれば、入射パルスの周波数スペクトルＥｒｅｆ（ｆ）を得ることができる。また、裏面反射層４０４で反射したテラヘルツ波を測定することで、板状部材の複素振幅反射率ｒＡ（ｆ）や複素振幅透過率ｔＡＢ（ｆ）等を取得できる。
【００８１】
また、入射角が垂直でない場合にはその影響を補正する必要がある。本実施形態では、表面反射層４０３及び裏面反射層４０４を設けた板状部材４０１を用いて測定することによって、入射角があることで生じる位相差等の影響を知ることができる。以上のことから、検体４０２の光学特性をより精度良く取得できる。
【００８２】
＜第三の実施形態＞
第三の実施形態として、本発明を適用できる情報取得システムの一例を説明する。これまでの説明と共通する部分の説明は省略する。本実施形態における情報取得システムは、情報処理装置の構成は上述の実施形態と同様だが、測定機構（測定装置）の構成が異なる。本実施形態における情報取得システムは、テラヘルツ波を用いた測定によって検体の光学特性を取得する内視鏡である。
【００８３】
図５に示すように、本実施形態における情報取得システムの測定機構を示した。測定機構は、検体５０４にパルス状のテラヘルツ波を照射する照射部５０１、検体５０４で反射したテラヘルツ波を検出する検出部５０２、板状部材１１０を備えている。板状部材１１０の構成は、第一の実施形態と同様である。また、測定機構は第１の実施形態の情報処理装置と接続されている。
【００８４】
照射部５０１、検出部５０２には超短パルスレーザが伝播するための導波路５０３が接続されている。照射部５０１、検出部５０２は単一であっても複数であってもよい。
【００８５】
照射部５０１から照射されたパルス状のテラヘルツ波は、空気を介さず板状部材１１０や検体５０４で反射されて、検出部５０２で検出されることが望ましい。
【００８６】
本実施形態における内視鏡は、検出部５０２の検出結果から取得した板状部材１１０の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形と板状部材１１０の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形と板状部材に関するデータとを用いて、照射位置の情報を取得できる。
【実施例１】
【００８７】
実施例１として、第１の実施形態における板状部材１１０についてより詳細に説明する。なお、本実施例における情報取得システムの構成は、図１に示した通りで、第一の実施形態と同様である。
【００８８】
板状部材１１０には、ｚ面でカットした石英板を用いた。石英板のサイズは２５×７５×１ｍｍとし、これは病理検査で一般的に用いられるスライドガラスと同様のサイズである。面平行度は１０μｍ以下であった。
【００８９】
板状部材１１０の面内の光路長分布は、石英板の長辺方向の両端から２０ｍｍを除いた２５×３５ｍｍの範囲を複数の領域に分割して、各領域の厚みを変化させることによって形成した。より詳細には、各領域の大きさが（５００×５００）μｍ２になるように前述の領域を正方格子状に分割して、５０×７０個の領域を形成した。各領域の位置情報は、各領域の中心位置を直交座標系で表す方式で取得した。
【００９０】
ｚ面でカットした石英板は、フォトリソグラフィー技術を用いて加工することによって、各領域の厚みを変化させた。各領域の厚みは、時間波形上で光路長の違いが分かるように２０μｍ刻みで５段階（１０００μｍ、９８０μｍ、９６０μｍ、９４０μｍ、９２０μｍ）のいずれかに設定した。隣り合う領域同士は厚みが異なり、且つ、厚みが同じ領域については、各々と隣接する他の領域の光路長を調べれば領域を特定できるようにした。
【００９１】
情報取得システムには、板状部材１１０に関するデータとして、各領域の位置座標と各位置座標と関連付けられている板状部材１１０の光路長とを記憶しておいた。
【００９２】
検体１１１には、生体組織の一部をホルマリンで固定した後、パラフィンで包埋した生体組織ブロックを切断によって２つに分け、その一方を用いた。切断によって平滑になった検体１１１の面に５０度前後に加熱した板状部材１１０を接触させて、検体１１１と板状部材１１０とを密着させた。５０度前後に加熱するとパラフィンが軟化するため、検体１１１と板状部材１１０とを容易に密着させることができる。切断された生体組織ブロックの他方は、光学顕微鏡を用いて観察像を取得するために用いた。
【００９３】
本実施例では、板状部材１１０と検体１１１とが接している部分のうち８×１３ｍｍの任意の領域を測定範囲とした。選択した測定範囲の位置座標は、位置情報取得部１０８に設定する。本実施例では検体１１１の屈折率を求めて、屈折率に関する画像を生成する。
【００９４】
以後、画像を取得する工程を、図６を参照して説明する。図６は、本実施例における情報取得システムを用いて画像を生成する方法のフローチャートである。情報処理装置１２０のメモリには、図６のフローチャートに対応するプログラムが記憶されており、ＣＰＵがそれを読み込んで実行することで各処理が行われる。
【００９５】
まず、測定範囲内の任意の位置にテラヘルツ波が照射されるように走査ステージ１１２を移動する（Ｓ６０１）。次にテラヘルツ波を照射して、テラヘルツ波の時間波形を取得する（Ｓ６０２）。取得した時間波形のうち、板状部材１１０の表面で反射したテラヘルツ波の時間波形と板状部材１１０の裏面で反射したテラヘルツ波の時間波形とを用いて、テラヘルツ波の光路長に関する情報を求める（Ｓ６０３）。
【００９６】
続いて、隣接する領域についても測定を行うかをステップＳ６０４で判断して、測定を行う必要がある場合にはステップＳ６０１に戻って測定を行う。隣接する領域の測定を行わない場合には、ステップＳ６０３で求めたテラヘルツ波の光路長とデータとを参照してテラヘルツ波の照射位置の情報を取得する（Ｓ６０５）。隣接する領域の測定を行った場合は、ステップＳ６０５では、各領域の光路長及び領域同士の位置関係を板状部材に関するデータと比較して、照射位置の情報を取得する。
【００９７】
取得した照射位置の情報から、照射位置が測定範囲に含まれているかを判断する（Ｓ６０６）。照射位置が測定範囲に含まれていない場合は、ステップＳ６０１で測定範囲内に入るように走査ステージ１１２を移動して、再度Ｓ６０２からＳ６０５の操作を行う。照射位置が測定対象の範囲内にある場合は、Ｓ６０７に進み、テラヘルツ波の時間波形を用いて検体１１１の情報を取得する。
【００９８】
このＳ６０１からＳ６０７の操作を繰り返して、測定範囲に含まれている全ての領域の測定を行う。Ｓ６０８において測定範囲内のすべての領域を測定したと判断したら、求めた光学特性から検体の画像を生成して表示する（Ｓ６０９）。画像の生成と表示にあたっては、測定が完了した領域から逐次表示していく方式でもよい。
【００９９】
このような方法で取得した検体の屈折率に関する画像の一例を図７（ａ）に示す。図７（ａ）は、検体１１１のテラヘルツ領域における屈折率の分布を示すものである。また、検体と対応する生体組織ブロックの観察像を図７（ｂ）に示す。
【０１００】
本実施例のように観察像から一部分を測定範囲として選択して画像を取得する場合、テラヘルツ波の照射位置が所望の測定範囲と対応しているかを確認しながら測定することができる。更に、１つの装置に観察像を取得する機構と画像を取得する機構とを備えずとも、観察像と対応した範囲又は位置を測定できる。
【０１０１】
なお、本実施例では、生体組織ブロックを切断して、一方をテラヘルツ波による測定に使用して、他方を観察像の取得に使用しているが、どちらか一方だけを用いて観察像と画像を取得してもよい。
【０１０２】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【０１０３】
例えば、上述した実施形態及び実施例では検体の複数の位置を測定して光学特性の画像を取得しているが、検体の１ヶ所のみの測定を行う場合でも本発明を適用できる。この場合、照射位置の情報を取得することによって、所望の位置にテラヘルツ波が照射されているかを確認することができる。また、所望の位置に照射されていなかった場合でも、照射位置の補正が容易である。
【０１０４】
また、上述の説明では、検体の情報として光学特性を求めているが、本明細書の「検体の情報」は、これに限らず、例えば、検体中の物体の形状、検体中の所定の光学特性を有する領域の形状等も含む。検体中の物体の形状を求める場合は、照射位置毎に検体中の物体の界面までの深さを求めて、それをつなぎ合わせることで形状を取得できる。また、検体中の所定の光学特性を有する領域の形状は、上述の説明を同様の方法で照射位置毎に検体の光学特性を取得して、その中から所定の光学特性を有する部分のみを抽出することで取得できる。
【０１０５】
上述の説明において、板状部材の面内に光路長分布を形成する方法を多数記載したが、上述の方法に限らず、板状部材の厚みと屈折率の少なくとも１つを変化させて光路長分布を形成させれば良い。例えば、板状部材１１０の表面と裏面との間に傾きを設けて、光路長分布を面内に連続的に設ける方法等でもよい。また、屈折率が異なり、且つ、テラヘルツ波に対して透過性のある材料を複数準備して、それらを面内に配列又は積層することによって光路長分布を設ける方法等も適用できる。
【０１０６】
また、上述の説明では板状部材の光路長を求めて照射位置の情報を取得する方法を記載したが、これに限らず、板状部材の厚みや屈折率から照射位置の情報を取得してもよい。取得する光路長に関する情報は、記憶されている板状部材に関するデータに応じて決定されることが望ましい。
【０１０７】
板状部材に関するデータは、位置情報取得部１０８ではなく、情報取得システムと接続された外部メモリに記憶しても良い。また、必要な時にネットワークを利用して板状部材に関するデータを取得する方法等を用いることもできる。板状部材を伝搬するテラヘルツ波の光路長は、入射角が異なれば異なる値となる。そのため、入射角を考慮した板状部材に関するデータを用いて照射位置の情報を取得することが望ましい。
【０１０８】
テラヘルツ波の照射位置は、板状部材の表面における照射位置及び板状部材の裏面における照射位置、検体の表面における照射位置等が考えられるが、特に限定せず、ユーザが任意に設定することができる。データの取り扱いの観点から、板状部材の表面における照射位置を採用することが好ましい。
【０１０９】
また、本発明にかかる情報取得システムは、動物や人等の生体の一部（皮膚や内臓の表面等）を生体が生きている状態（ｉｎ−ｖｉｖｏ）で測定することも可能である。したがって、本明細書では、「検体」は生体サンプル等の物体だけでなく生体（の一部）も含むと定義する。
【０１１０】
本発明は例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。また、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【０１１１】
また、本発明はソフトウェアのプログラムをシステム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによって前述した実施形態の機能が達成される場合を含む。この場合、供給されるプログラムは実施形態で図に示したフローチャートに対応したコンピュータプログラムである。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。
【０１１２】
つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。
【０１１３】
コンピュータプログラムを供給するためのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ等でも良い。また、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などでも良い。
【０１１４】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムをハードディスク等の記憶媒体にダウンロードすることが挙げられる。この場合、ダウンロードされるプログラムは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルであっても良い。また、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１５】
１０２  検出部
１１０  板状部材
１１８  照射部
１２０  情報処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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