【手続補正書】
【提出日】平成21年1月26日(2009.1.26)
【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】
被測定物を構成する成分の吸収スペクトルから、前記成分についての吸収率の大きい特定周波数を選択し、該選択された特定周波数を用い、前記被測定物の成分濃度を非接触で計測する非接触式濃度計測装置において、
０．０１ＴＨｚから３０ＴＨｚの間の前記選択された特定周波数のテラヘルツ波を、前記被測定物に照射するテラヘルツ波発生装置と、
前記テラヘルツ波発生装置から出射された、前記選択された特定周波数のテラヘルツ波をモニタする校正用テラヘルツセンサと、
前記被測定物を透過した前記選択された特定周波数のテラヘルツ波を検出するテラヘルツセンサ
とを備え、前記成分の吸光度を測定して、該吸光度と前記成分濃度の関係を示した検量線から、前記成分濃度を計測することを特徴とする非接触式濃度計測装置。
【請求項２】
ガス雰囲気中に、前記被測定物に照射されるテラヘルツ波のビームの形状、位置、強度の少なくともいずれかを設定するレンズ、反射鏡の少なくともいずれかが配置される導波路を、前記テラヘルツ波発生装置と前記被測定物との間に更に備えることを特徴とする請求項１記載の非接触式濃度計測装置。
【請求項３】
被測定物を構成する成分が反射・散乱したテラヘルツ波の強度又は偏光のスペクトルから、前記成分についての吸収又は偏光の大きい特定周波数を選択し、該選択された特定周波数を用い、前記被測定物の成分濃度を非接触で計測する非接触式濃度計測装置において、
０．０１ＴＨｚから３０ＴＨｚの間の前記選択された特定周波数のテラヘルツ波を、前記被測定物に照射するテラヘルツ波発生装置と、
前記テラヘルツ波発生装置から出射された前記選択された特定周波数のテラヘルツ波をモニタする校正用テラヘルツセンサと、
前記被測定物から反射・散乱してくる前記選択された特定周波数のテラヘルツ波の強度又は偏光を検出するテラヘルツセンサ
とを備え、予め採ってある所定の検量線から、前記被測定物の成分濃度・成分密度・成分重量・水分量を計測することを特徴とする非接触式濃度計測装置。
【請求項４】
前記被測定物に対して、前記テラヘルツ波の出射側と反対側に前記テラヘルツ波の反射板を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触式濃度計測装置。
【請求項５】
前記テラヘルツ波発生装置が、
ＹＡＧレーザと、
該ＹＡＧレーザからの出力光が入射されるクロムフォルステライトレーザと、
前記ＹＡＧレーザからの出力光及び前記クロムフォルステライトレーザからの出力光が入射される回折格子と、
該回折格子を経由した、前記ＹＡＧレーザからの出力光及び前記クロムフォルステライトレーザからの出力光が入射され、前記テラヘルツ波を発生するＧａＰ結晶
とを備えることを特徴とする請求項１，２，３、４のいずれか１項に記載の非接触式濃度計測装置。
【請求項６】
前記テラヘルツ波発生装置が、タンネットシステムを用いていることを特徴とする請求項１，２，３、４、５のいずれか１項に記載の非接触式濃度計測装置。
【請求項７】
前記被測定物の組成割合あるいは化学反応過程の経時変化を、１マイクロ秒より高速でサンプリングする手段を更に備えることを特徴とする請求項１，２，３，４，５のいずれか１項に記載の非接触式濃度計測装置。
【請求項８】
所定のテラヘルツ吸収特性を有する物質にテラヘルツ波を照射し、前記物質から得られる吸収スペクトルを、暗号化されたテラヘルツ波指紋として用いるテラヘルツ波シークレットシステムであって、
前記吸収スペクトルを得るように、前記物質に０．０１ＴＨｚから３０ＴＨｚの間の周波数帯域のテラヘルツ波を照射し、前記物質を透過あるいは前記物質から反射・散乱したテラヘルツ波を発信するテラヘルツ波発信手段と、
該テラヘルツ波を前記周波数帯域で検知するテラヘルツ波センサを有し、前記周波数帯域における前記テラヘルツ波センサの出力から、前記吸収スペクトルを確認して、前記暗号化されたテラヘルツ波指紋を解読するテラヘルツ波暗号解読手段
とを備えることを特徴とするテラヘルツ波シークレットシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】非接触式濃度計測装置及びテラヘルツ波シークレットシステム
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、非接触で密度・濃度・重量などを計測する非接触式濃度計測装置及びテラヘルツ波シークレットシステムに関わる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
例えば、物質に含まれる特定の成分量を吸収特性から量る場合、赤外線は透過性がないために表面近傍の情報しか得られない場合が多い。また、マイクロ波の場合は透過性は良いが、空間分解能が悪く広帯域計測における高精度周波数分別も難しい。また、Ｘ線やガンマ線などは人体に危険があるので取り扱いが難しく、且つ、大型・高価な装置である。本発明の目的は、上記の欠点を除くテラヘルツ波の透過性は、被測定物の内部物質までの計測を可能にし、高い周波数分解能は、吸収特性から分子の結合エネルギーレベルで物質の違いを峻別し、また、テラヘルツ波の被爆による危険は殆んど無いので、安全で高精度・小型・低価格の非接触式濃度計測装置及びテラヘルツ波シークレットシステムを提供することが可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
請求項１記載の発明は、被測定物を構成する成分の吸収スペクトルから、前記成分についての吸収率の大きい特定周波数を選択し、該選択された特定周波数を用い、前記被測定物の成分濃度を非接触で計測する非接触式濃度計測装置において、０．０１ＴＨｚから３０ＴＨｚの間の前記選択された特定周波数のテラヘルツ波を、前記被測定物に照射するテラヘルツ波発生装置と、前記テラヘルツ波発生装置から出射された前記選択された特定周波数のテラヘルツ波をモニタする校正用テラヘルツセンサと、前記被測定物を透過した前記選択された特定周波数のテラヘルツ波を検出するテラヘルツセンサとを備え、前記成分の吸光度を測定して、該吸光度と前記成分濃度の関係を示した検量線から、前記成分濃度を計測することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
この発明によると、例えば、被測定物に２．０００ＴＨｚのテラヘルツ波を照射したとき、ａ成分の吸光度Ａ、ｂ成分の吸光度Ｂが、Ａ≫Ｂで測定され、２．００１ＴＨｚ照射したとき、ａ成分の吸光度Ａ’、ｂ成分の吸光度Ｂ’が、Ａ’≪Ｂ’測定された場合において、ランベルト・ベールの法則を示す下記の数式１と数式２からａ成分濃度Ｎａとｂ成分濃度Ｎｂが計測される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項２記載の発明は、ガス雰囲気中に、前記被測定物に照射されるテラヘルツ波のビームの形状、位置、強度の少なくともいずれかを設定するレンズ、反射鏡の少なくともいずれかが配置される導波路を、前記テラヘルツ波発生装置と前記被測定物との間に更に備えることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
この例では、コンベアＴに載って運ばれてくる粉体肥料Ａに含まれる水分量ａ０を計測する場合を説明する。ＹＡＧレーザＣ１及びクロムフォルステライトレーザＣ２の励起光が回折格子を経て、ＧａＰ結晶Ｃ３から発生した高分解能・ハイパワーのテラヘルツ波Ｂ１が、反射鏡Ｄ１、テレスコープＤ２、レンズＤ３で粉体肥料Ａの所望の場所に照射されると、水分に吸収特性を有する波長で吸収され減衰したテラヘルツ波Ｂ２が、テラヘルツセンサＤ４で感知される。一方、ハーフミラーＤ６で分けたテラヘルツ波は校正用でテラヘルツセンサＤ５で検出される。図示していない光学機器・計測装置は、制御装置Ｅに入っている。また、テラヘルツ波発生装置Ｃは変化が±０．１℃以内の恒温室である。包装袋Ｆは水分量計測に用いる周波数でテラヘルツ波の減衰特性をもっていないものである。水分でテラヘルツ波が吸収されて減衰しないように、導波管Ｕは乾燥した不活性ガスで常に満たされている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
Ａ      粉体肥料
Ａ’    肥料の吸光度
Ａ’ｗ  水の吸光度
ａ０    水分量
ａ１    成分
Ｂ１    テラヘルツ波
Ｂ２    テラヘルツ波
Ｂ３    テラヘルツ波
Ｃ      テラヘルツ波発生装置
Ｃ１    ＹＡＧレーザ
Ｃ２    クロムフォルステライトレーザ
Ｃ３ ＧａＰ結晶
Ｄ１    反射鏡
Ｄ２    テレスコープ
Ｄ３    レンズ
Ｄ４    テラヘルツセンサ
Ｄ５    テラヘルツセンサ
Ｄ６    ハーフミラー
Ｅ      制御装置
Ｆ      包装袋
ｆｍ    固有周波数
Ｈ      布
Ｉ      テラヘルツ波強度
Ｎ      成分濃度
ＮＬ    検量線
Ｍ      成分密度
Ｍ１    検量線
ｍ      密度
Δｍ    密度変化
Ｑ      吸光度
Ｔ      コンベア
Ｕ      導波管