(57)【要約】  分光計であって、光のビームをクロス分散要素とクロス分散要素と光通信するエシェル格子の前位の一方に向けて平行化するように構成された平行化要素と、クロス分散要素とエシェル格子の後位の一方から光を受け、かつ、その光の波長を空間光変調器に集束するための集束要素と、検出のために波長を検出器に選択的に向かわせるように構成される空間光変調器とを含む分光計。使用方法及び製造方法が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光計であって、
光のビームをクロス分散要素及び前記クロス分散要素と光通信するエシェル格子のうちの第１要素に向けて平行化するように構成された平行化要素と、
前記クロス分散要素と前記エシェル格子のうちの第２要素から前記光を受け、かつ、前記光の波長を空間光変調器に集束するための集束要素と、
検出のために前記波長を検出器に選択的に向かわせるように構成される前記空間光変調器と、を含む分光計。
【請求項２】
前記平行化要素が、レンズ、フレネルレンズ、ミラー及び回折要素の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の分光計。
【請求項３】
前記集束要素が、レンズ及びミラーの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の分光計。
【請求項４】
前記光を前記検出器に向かわせるための少なくとも別の分散要素を更に含む、請求項１に記載の分光計。
【請求項５】
前記空間光変調器は、前記クロス分散要素及び前記エシェル格子を遡る経路により前記波長を前記検出器に向かわせるように構成される、請求項１に記載の分光計。
【請求項６】
特定グループの波長を通過させるか又は反射するように構成された少なくとも１つの光フィルタを更に含む、請求項１に記載の分光計。
【請求項７】
データインターフェース、ユーザインターフェース、電源、光源、電力管理装置、論理制御装置、処理装置、メモリ、エネルギー貯蔵装置、及びソフトウェアの少なくとも１つを更に含む、請求項１に記載の分光計。
【請求項８】
少なくとも１つのユーザ調整可能機構を更に含む、請求項１に記載の分光計。
【請求項９】
前記ユーザ調節可能機構は、調整可能スリットを含む、請求項８に記載の分光計。
【請求項１０】
約０．５ｎｍのピクセル分解能で約９００ｎｍから約２５００ｎｍの検出範囲を有する、請求項１に記載の分光計。
【請求項１１】
サンプルのスペクトル分析を行うための方法であって、
光のビームをクロス分散要素及び前記クロス分散要素と光通信するエシェル格子のうちの第１要素に向けて平行化するように構成された平行化要素と、前記クロス分散要素と前記エシェル格子のうちの第２要素から前記光を受け、かつ、前記光の波長を空間光変調器に集束するための集束要素と、検出のために前記波長を検出器に選択的に向かわせるように構成される前記空間光変調器と、を含む分光計を選択するステップと、
前記分光計によりサンプルからの光を検出するステップと、
前記スペクトル分析を行うために前記光を分析するステップと、を含む方法。
【請求項１２】
前記サンプルを光源により照射するステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記空間光変調器からの波長を別のミラー及びレンズの少なくとも一方により反射するステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
反射された波長を別のエシェル格子及び分散要素の少なくとも一方により分散するステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
波長のグループを前記検出器に向けてフィルタ処理するステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記分光計により前記スペクトル分析を行うステップ及び遠隔的にスペクトル分析を行うステップの少なくとも一方を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
アダマール語に従って波長データを反復的に組み合わせるステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
組み合わされた前記波長データにアダマール変換を適用するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
分光計を製造する方法であって、
光のビームをクロス分散要素及び前記クロス分散要素と光通信するエシェル格子の第１要素に向けて平行化するよう平行化要素を構成するステップと、
前記クロス分散要素及び前記エシェル格子の第２要素からの光の波長を空間光変調器に集束するよう集束要素を構成するステップであって、前記空間光変調器は、検出のために前記波長を検出器に向かわせる、ステップと、
前記波長を受け取るように前記検出器を配置するステップと、を含む方法。
【請求項２０】
ハンドヘルド分光計としての前記分光計を提供するために適するハウジング中に構成要素を組み立てるステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において開示される発明は、ＭＥＭＳ応用アダマール分光計の有益な側面を示しつつ、波長分解能の改善及び波長範囲の１オクターブ超の拡大をもたらすハンドヘルド分光計に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の回折ＭＥＭＳ応用アダマール分光計は、在来の走査回折格子分光計より優れている。その一例は、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  ａ  Ｈａｎｄ−Ｈｅｌｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ」と題する米国特許第７，７９１，０２７号明細書において与えられている。この特許は、サンプルを照らすように適合された光源、サンプルを照らした光をスペクトル的に分散するように適合された回折格子、光の回折を制御するコントローラにより電子的に作動するように適合されたＭＥＭＳ配列、光を検出するように構成されている検出器、及び光源及びＭＥＭＳ配列に電力を供給するように適合されている電源を含むＩＲ分光計を開示している。この装置では、コントローラは、ＩＲ分光計の電力消費にうまく対応するようにＭＥＭＳ配列を制御するために適合されている。１つの実施形態では、このＩＲ分光計は、ハンドヘルド装置中に、光源、回折格子、ＭＥＭＳ配列、コントローラ、検出器及び電源を収容する大きさと構成を有するハウジングを含んでいる。
【０００３】
この種類の分光計は、アダマール技術を使用すること、単一要素検出器の使用、及び優れた耐衝撃性から改善された信号対雑音メリットを示す。しかし、これらの分光計の分解能及び波長範囲は限られているので、波長範囲又は分解能要件が変化した場合、別のモデルを使用することが望ましい。一般的に、波長分解能は、ＭＥＭＳチップの機能に基づいている。波長範囲は、１次回折格子の使用により１オクターブに制限される。これは、最長波長の最短波長に対する比が２以下であることを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、必要なことは、ＭＥＭＳ応用アダマール分光計の有利な側面を示しつつ、波長分解能を改善し、かつ、波長範囲を１オクターブ超に拡張するハンドヘルド分光計を与える方法及び装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの実施形態では、分光計が開示される。この分光計は、光のビームをクロス分散要素及びクロス分散要素と光通信するエシェル格子のうちの第１のものに向けて平行化するように構成された平行化要素と、クロス分散要素及びエシェル格子のうちの第２のものから光を受け取り、かつ、光の波長を空間光変調器に集束する集束要素、検出のために波長を選択的に検出器に向かわせるように構成された空間光変調器を含む。
【０００６】
別の実施形態では、サンプルのスペクトル分析を行うための方法を開示する。この方法は、光のビームをクロス分散要素及びクロス分散要素と光通信するエシェル格子のうちの第１のものに向けて平行化するように構成された平行化要素、クロス分散要素及びエシェル格子のうちの第２のものから光を受け取り、かつ、光の波長を空間光変調器に集束する集束要素、検出のために波長を選択的に検出器に向かわせるように構成された空間光変調器を含む分光計を選択するステップと、サンプルからの光を分光計により検出するステップと、スペクトル分析を行うためにこの光を分析するステップとを含む。
【０００７】
別の実施形態では、分光計を製造する方法を開示する。この方法は、光のビームをクロス分散要素及びクロス分散要素と光通信するエシェル格子のうちの第１のものに向けて平行化するよう平行化要素を構成するステップと、クロス分散要素及びエシェル格子のうちの第２のものからの光の波長を空間光変調器に集束するよう集束要素を構成するステップであって、この空間光変調器は検出のために波長を検出器に向かわせる、ステップと、波長を受け取るように検出器を配置するステップとを含む。
【０００８】
本発明の特徴及び長所は、添付図面を使用して行われる以下の説明から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本出願における教示による分光計の構成要素を示す略図である。
【図２】図２は、本出願において開示される分光計を使用するサンプル分析のための例示プロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本出願において開示されるのは、ハンドヘルド分光計により分光を行う方法及び装置である。本出願における教示によるハンドヘルド分光計は、１オクターブの範囲を超える優れた波長分解能を示す。本出願において開示される技術は、商業的に入手できるＭＥＭＳチップ、ＤＬＰミラー配列、及びエシェル格子の使用を含む。本出願において開示される技術は、固定（たとえば、研究所型）分光システムにおいても使用できる。例示実施形態の態様を図１に示す。
【００１１】
先ず、また、関連背景を示すためには、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  ａ  Ｈａｎｄ−Ｈｅｌｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ」と題する米国特許第７，７９１，０２７号明細書を参照してもよい。この出願の開示は、参照により、本開示と矛盾することを除いてその全体が参照により本出願に含まれているが、本開示の主題は、参照文献に含まれている主題より優先するものとする。
【００１２】
ここで図１を参照する。分光計の例示実施形態の特徴が図示されている。この例では、分光計１０は、光１が入る入射スリット１１を含んでいる。スリット１１を貫通する光１は、サンプル（図示せず）の照射により生成される。サンプルは、分光学的分析の望ましいどのような種類のサンプルでもよい。一部の実施形態では、分光計１０は、サンプルの照射のための光源（すなわち、少なくとも１個のランプ）を含む。
【００１３】
スリット１１から分光計に入った光１は、第１ミラー１２（ミラーＡ）に向けられ、かつ、第１ミラー１２により平行化される。平行化された光１は、低分散回折格子又はプリズム又は両方の組み合わせ又はその他の同様な装置（クロス分散要素１４として示されている）によりクロス分散される。クロス分散された光１は、ここではエシェル格子Ａ１８として示されている第１エシェル格子に向けられる。光１は、次に第２ミラー２０（ミラーＢ）によりＭＥＭＳミラー配列２１上に集束される。ＭＥＭＳミラー配列２１は、アダマールアルゴリズムに従って光１の一部を保持し、かつ、光１の他の部分を系から除去するように働く。１つの実施形態では、ミラー配列２１は、一般的にピクセル毎に１つの傾斜ミラーを有する。この場合、各ミラーは、独立に２つの位置の一方に作動され得る。２１は、任意のピクセルミラーの１つの位置については光１が系において伝送されるように１つの方向に反射されるが、各傾斜ミラーの第２の位置については光が系から外へ反射されるか又は阻止されるように構成される。ＭＥＭＳミラー配列２１により送り出される光１は、次に第２ミラー２０（ミラーＢ）及び追加ミラー（図示せず）の少なくとも一方を使用して集束される。光１は、次に逆方向にシステムを通過し、第２ミラー２０により再集束されて第１エシェル格子１８（エシェル格子Ａ）及び第２エシェル格子１９（エシェル格子Ｂ）の少なくとも一方及びクロス分散要素１４及び追加クロス分散要素（図示せず）の少なくとも一方に到達する。これは、光１をすべての波長を含む単一ビームに結合する。光１は、次に、たとえばレンズ１５及びフィルタ１６の使用により単一要素検出器１７上に集束される。有利には、かつ、１次回折格子の場合とは異なり、エシェル格子１８、１９は、同時に多数の次数で機能し、それにより先行技術固有の１オクターブ波長範囲限界を克服する。
【００１４】
前述の実施形態における第１ミラー１２は概して「平行化要素」と呼ばれることがあることに留意するべきである。すなわち、これに関連して、平行化要素は、光１を適切に平行化するための任意の光学装置を含み得る。平行化要素の非制限的例は、レンズ、フレネルレンズ、ミラー、回折要素及び平行化を与えることが知られているその他の構成要素又は構成要素の組み合わせを含む。
【００１５】
同様に、前述の実施形態における第２ミラー２０は概して「集束要素」と呼ばれることがあることに留意するべきである。すなわち、これに関連して、集束要素は、光１を適切に集束するための任意の光学装置を含み得る。集束要素の非制限的例は、レンズ、ミラー、及び集束を与えることが知られているその他の構成要素又は構成要素の組み合わせを含む。
【００１６】
同様に、前述の実施形態におけるＭＥＭＳミラー配列２１は概して「空間光変調器」と呼ばれることがあることに留意するべきである。すなわち、これに関連して、空間光変調器は、光１を適切に変調するための任意の光学装置を含み得る。これは、一般的にピクセルの２次元配列における光１の輝度変調を与える。その関連において、ＭＥＭＳミラー配列２１は、「ピクセル化輝度変調器」と呼ばれることもある。空間光変調器の非制限的例は、ＬＣＤパネル、ＭＥＭＳミラー配列及びピクセル化輝度変調を与えることが知られているその他の構成要素又は構成要素の組み合わせを含む。
【００１７】
さらに、クロス分散要素及び集束要素は、前記説明と逆の順序で設けることもできることに留意するべきである。一部の実施形態では、空間光変調器は、集束要素中のエシェル格子の少なくとも１つを遡る経路により波長を検出器に向かわせるように構成される。
【００１８】
本出願における教示による分光計１０の波長範囲及び分解能は、先行技術より大幅に改善される。たとえば、先行技術のアダマール分光法装置は、８ｎｍのピクセル分解能で約１６００ｎｍから約２４００ｎｍの波長範囲を与える。対照的に、本出願における教示による分光計１０は、０．５ｎｍのピクセル分解能で約９００ｎｍから約２５００ｎｍの検出範囲を与える。分光計１０は、ＩｎＧａＡｓに基づく検出器の全範囲のような広い感度範囲にわたり作動することができる。
【００１９】
アダマール分光計では、信号対雑音比（ＳＮＲ）メリットは、波長ピクセルの個数の１／２の平方根に比例する。在来の走査回折格子分光計は、一時に１波長ピクセルのデータを集める。アダマール分光計の先行技術実施形態（本出願に組み込まれている先行技術参照文献において開示されているものなど）では、１００個のピクセルが存在する。したがって、前記メリットは、約７倍である。しかし、本出願における教示による分光計１０の実施形態では、信号対雑音比は、劇的に改善され得る。たとえば、ＳＮＲの改善は、波長ピクセルの個数がほぼエシェル回折次数と１行中のミラーピクセルの個数の積であることを考慮することにより計算することができる。したがって、一部の実施形態では、これは、約８０次数及び４００ピクセルであるから、ＳＮＲ改善は約１２５となる。
【００２０】
ある応用のために微細な０．５ｎｍの分解能が必要でない場合には、スリット１１を広げることにより、より多くの光１が分光計１０に入射するのでＳＮＲを改善することができることに留意するべきである。範囲は、範囲を可視波長全域まで拡張するシリコン検出器又は範囲を中赤外域に拡張するＨｇＣｄＴｅ検出器のような第２検出器を使用することによりさらに拡張することができる。２つ以上の検出器を収容するために、フィルタ１６を検出器１７の直前で使用して適切な波長をそれぞれ各検出器に向かわせることができる。すなわち、フィルタ１６は、特定のグループの波長を選択的に通過させるか、又は反射することができる。
【００２１】
一部の実施形態では、分光計１０は、調整機構を含む。たとえば、分光計１０は、ユーザインターフェースの操作により電子的に（たとえば、電気機械的に）調整可能な装置のような調整スリット１１を含むことができる。この方法により、分解能、信号対雑音比及びその他の性能基準などの側面がユーザにより変更され得る。
【００２２】
有利には、分光計１０は、商業的に入手可能な構成部品を使用して製造することができる。たとえば、ＭＥＭＳ（すなわち、「微小電気機械システム」）ミラー配列２１の適切な具現は、テキサス州ダラスのＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手できる。典型的な構成部品は、ＤＬＰチップセットの製品種目中で提供される。また、エシェル格子１８、１９の具現は、ニューヨーク州ロチェスターのＮｅｗｐｏｒｔ  Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ  Ｇｒａｔｉｎｇｓから入手できる。
【００２３】
一部の実施形態では、分光計１０は、スペクトル分析のための追加構成要素を含む。たとえば、検出器１７は、スペクトル分析を行う処理装置と通信することができる。この処理装置は、検出器から受け取った波長を分析するためのソフトウェアを処理することができる。これらの波長は、たとえば、メモリに記憶されているデータと関係づけられ得る。メモリに記憶されているデータは、これらの波長をサンプルの態様である特定の特性と関係づけることができる。たとえば、波長は、少なくとも１つの化合物の存在又は物質の組成を示すことができる。
【００２４】
したがって、他の構成要素も分光計１０に含まれ得る。例示構成要素は、データインターフェース、ユーザインターフェース、電源、照明源（たとえば、ランプ）、電力管理装置、論理制御装置のほか、処理装置、メモリ、エネルギー貯蔵装置（電池など）及びソフトウェア（すなわち、機械読み取り可能媒体中に格納されたコンピュータ実行可能命令群）などのその他の構成要素のそれぞれの少なくとも１つを含む。上述の構成要素及び分光計１０における使用に適すると考えられるその他の構成要素を包含することができ、また、一般的に利用可能な構成要素を使用することができる。
【００２５】
有利には、本出願において開示される分光計１０は、小型パッケージに実装することができる。より具体的には、分光計１０は、ハンドヘルド装置として構成することができる。ハンドヘルド装置としての分光計１０の実装形態は、少なくとも１つの光源を有する実施形態を含む。しかしながら、分光計１０は、ハンドヘルド装置としての実装形態に限られないことに留意するべきである。たとえば、本出願における教示は、研究所装置、固定装置（プロセス向き装置等）等のような他の形態の分光計にも応用することができる。
【００２６】
ここで図２を参照する。これは、サンプリング３０の例示実施形態を示すフローチャートである。この実施形態では、分散された波長は、アダマールコード化を使用して収集される。ＭＥＭＳミラー配列２１内のミラーピクセルがアダマールマトリクスに従ってデータを生成する。測定されるデータは、種々の波長の組み合わせである。次に、逆アダマール変換を測定されたデータに適用してサンプルに関するスペクトルを取り出す。
【００２７】
このプロセスについて詳細に説明する前に、アダマールマトリクスは、そのエントリが＋１又は−１であり、かつ、アダマールマトリクスの行が相互に直交する正方行列であることを考慮する。これの幾何学的意味は、アダマールマトリクスの２つおきの行が互いに垂直なベクトルを表すことである。組み合わせ論的に、これは、２つおきの行がそれらの列の正確に半分において一致エントリをもち、かつ、残りの列において不一致エントリを有することを意味する。対応する特性が列及び行に当てはまる。
【００２８】
所与のアダマールマトリクスについて、サンプリングは、各列又は各語を通過することにより生じ得る。第１ステップ３１において、所要のアダマールコード化によるＭＥＭＳミラー配列２１の作動が行われる。この実施形態において、「１」は伝達可能なピクセルを表し、かつ、「−１」は阻止されたピクセルを表すことに留意する。第２ステップ３２において、所要のアダマール語／コード化によるピクセルデータの収集が行われる。第１ステップ３１及び第２ステップ３２は、すべての所要のアダマールコード化が測定されるまで繰り返される。第３ステップ３３において、組み合わされた測定値が逆アダマール変換に従って変換され、そして分光的特徴をもたらす。これらの分光的特徴は、たとえば、分光計により試験されているサンプルを示すラマンスペクトルを含み得る。
【００２９】
アダマールアルゴリズムの種々の実施形態を使用することができる。一般的に多数のミラーピクセルが単一波長により照射されるので、ミラー配列ピクセルは、波長ピクセルにグループ化することができる。１個の波長ピクセルは、わずか１個のミラーピクセル、ミラーピクセルの１×Ｎのグループ、又はＭ×Ｎミラーピクセルのグループ（ここでＭ及びＮは正の整数である）を含み得る。電子インターフェースは、ミラーピクセルの波長ピクセルへのグループ化を行うことができる。これは、使用されるアダマールマトリクスのサイズを低減するという利点を有している。波長ピクセルは、一般的に、単調増加する一連の波長を表すために定義することができ、それにより１次元アダマールアルゴリズムを適用することができる。
【００３０】
一般的に、本出願で使用される場合、「エシェル格子」は、回折される光の波長に近い幅を有する多数のスリットを含む。したがって、法線入射の標準回折格子における単波長の光は、回折格子密度／波長比により定義される中央ゼロ次数及び特定角度の連続高次数ならびに選択次数で回折される。高次数間の角度間隔は単調減少し、かつ、高次数はお互いに非常に接近し得るのに対し、低次数はかなり離れている。回折パターンの輝度は、回折格子を傾けることにより変更することができる。特に反射回折格子（そこでは、穴が高度に反射性の表面により置き換えられている）の場合、反射部分を傾けて（輝かせて）光の大部分を関心対象の好ましい方向に散乱させることができる（特定の回折次数）。複数の波長についても、これは真である。しかし、高次数の長い波長が短い波長の次の次数と重なりあうこともあり得るが、これは、通常、好ましくない副次的効果である。
【００３１】
しかし、エシェル格子では、この作用が意図的に利用され、かつ、ブレーズは複数の重畳高次数にとって最適化される。この重畳は直接利用できないので、第２の垂直に搭載される分散要素（回折格子又はプリズム又は両方の組み合わせ）を「次数分離装置」又は「クロス分散装置」としてビーム路程に挿入することができる。したがって、スペクトルは、種々の、しかし、わずかに重畳する波長範囲の縞（それは結像面に斜めの模様を作り出す）から構成される。
【００３２】
クロス分散プリズムが使用される場合、記述されているように次数間隔が変化する。しかし、クロス分散回折格子が使用された場合には、間隔は、逆方向に変化し、低次数が相互に近づく。回折格子とプリズムの組み合わせが使用された場合には、間隔が最適化されて最小間隔が最大間隔に近づき得る。
【００３３】
本出願における教示は、本発明の単なる説明であり、それを限定するものではないことを認識するべきである。さらに、当業者は、本発明の範囲内に留まりつつ、追加構成要素、構成、取り合わせ等を実現できることを認識するであろう。一般的に、分光計の構成要素の設計及び／又は応用は、システム設計者、製造者、操作者及び／又は利用者のニーズ及び特定の状況において提示される要求のみにより限定される。たとえば、本出願において開示される実施形態は第２ミラー（ミラーＢ）及び第２エシェル格子（回折格子Ｂ）を含んでいるが、追加ミラー及び回折格子も適切と考えられる場合に使用することができる。したがって、第２ミラー及び第２エシェル格子の少なくとも一方は、（それぞれ）「別のミラー」及び「別のエシェル格子」として非制限的方法により呼称することができる。
【００３４】
表現方法として、本出願において使用されている用語の一部の特徴について、便宜のために、ここで提示しておく。当然のことながら、以下の説明は、用語を限定するものではない。
【００３５】
本出願において述べられている「確認する」、「存在を確認する」、「存在を評価する」、「分析する」又は同様な用語は、定性的な評価（たとえば、実体が存在するか又は存在しない）と定量的な評価（すなわち、どのくらい存在するか）のどちらか又は両方を含む。「できる」は、任意選択的であることを意味する。たとえば、本発明の実施形態が「特徴Ｘを有することができる」場合、その実施形態は実際に特徴Ｘを含むことも含まないことも可能である。この出願における「又は」は、一方であるか又は両方であることを意味する。たとえば、「Ａ、Ｂ、又はＣ」が使用され得る場合、これは、これらのいずれか１つ又はこれらの２つ以上の任意の組み合わせが使用され得ることを意味する。本出願において使用されている「処理装置」は、そのために必要なステップを実行することができる任意のハードウェア又はハードウェア／ソフトウェアの組み合わせでよい。たとえば、処理装置は、適切にプログラムされたマイクロプロセッサ又はアプリケーション固有の集積回路でよい。たとえば、処理装置は、適切にプログラムされた汎用マイクロプロセッサ、又はアプリケーション固有の集積回路（「ＡＳＩＣ」）を含むことができる。処理装置がプログラム可能である場合、処理装置が必要な仕事を行うことができるように必要なプログラムをそれにロードすることができるのであるならば、それはプログラム可能でなくてもよい。「光」は、１０ナノメートルから１メートルの波長範囲の任意の電磁放射を指し、かつ、一般的に紫外線（１０から４００ｎｍ）、可視光線（４００〜７００ｎｍ）、近赤外線と赤外線（７００ｎｍ〜１５μｍ）、遠赤外線（１５〜１０００μｍ）及びマイクロウェーブ（１ｍｍ〜１ｍ）の範囲として認識される範囲を含むことができる。「経路長」は、光が１つの地物から他の地物に辿る経路の長さ、たとえば入射点から内部反射表面上の第１反射点までのビームの経路長又は入射点から出口点までのビームの全経路長を指す。ある数量の範囲が言及された場合、当該範囲は、すべての包含された単位値全体及び当該範囲内の次の小数位を具体的に記述し、かつ、明確に含む（たとえば、少なくとも９９％は、９９．０％、９９．１％、９９．２％等１００％までを含む）。
【００３６】
当然のことながら、本発明の任意の実施形態は、引用された特徴以外の特徴を含むことができる。特徴の言及において強調のために表現「少なくとも」が使用される場合もある。しかし、当然のことながら、「少なくとも」が使用されないときにおいても、言及された特徴より多くの特徴又は別の種類の特徴が存在し得る。本出願において引用されたすべての参照文献は、参照により本文書に全面的に含まれる。しかし、組み込まれた参照中のいずれかの記述が本出願において言及されているいずれかの記述と矛盾する場合には、本出願が優先する。本出願に記載されている方法における事象の連続の順番は、記載されている順番に限られない。それよりむしろ、事象は、同時を含めて論理的に可能な任意の順番で起こり得る。本発明の分光計はいずれも、ハンドヘルドとすることができる。この関連において、「ハンドヘルド」により言及されるのは、重量は１０ｋｇ未満及びより一般的には５、２、１さらには０．５又は０．２ｋｇ未満、寸法は５０ｃｍ又は３０ｃｍ未満の分光計装置である。また、寸法の１つ（厚さ）は１０ｃｍ又は５又は３ｃｍ未満とすることさえできる。「ハンドヘルド」分光計は、多くの場合、電池作動型であり、一般的に前述の寸法内に実装され、前述の重量以内であるが、別の電源を用意して、それを分光計に接続することもできる（たとえば、ＵＳＢ又はその他のケーブルによる）。
【００３７】
本出願における教示の特徴を与えるために種々のその他の構成部品を実装して、使用することができる。たとえば、本出願の範囲内に含まれる追加実施形態を提供するために、材料の追加、材料の組み合わせの追加及び／又は材料の省略を行うことができる。
【００３８】
本発明又はその実施形態の要素を紹介する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、１つ以上の要素の存在を意味することを意図している。同様に、形容詞「別の」は、要素を紹介するために使用された場合、１つ以上の要素を意味することを意図している。表現「含む」及び「有する」は、列挙された要素以外の追加要素も含まれるように包括的であることを意図している。
【００３９】
本出願では、構成要素、条件、及び性能特性を含むがそれらに限られない種々の変数が記述されている。当然のことながら、これらの変数のいずれの組み合わせも本発明の実施形態を定義することができる。たとえば、構成要素の特定の集まりの組み合わせ（たとえば少なくとも１つの回折格子、光学装置等のような）は、具体的な組み合わせは明確に言及されない場合もあるが、特定の範囲の作動条件の下における本発明の１つの実施形態である。当業者にとって自明のことであるが、本出願に記載されている変数の中から具体的に物品、構成要素、条件、及び／又は方法のその他の組み合わせを選び出すことにより他の実施形態を定義することも可能である。
【００４０】
本発明は例示実施形態を参照して記述されたが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更が可能であり、かつ、その要素が均等物で代替可能であることは、当業者にとって当然のことである。また、本発明の本質的範囲から逸脱することなく特定の装置、状況又は材料を本発明の教示に適合させる種々の変更形態が当業者により察知されるであろう。したがって、この発明を実施するために考えられた最良の方法として開示された特定の実施形態に本発明を限定することではなく、添付請求項の範囲内に属するすべての実施形態を本発明が包含することを意図している。
【図１】
2016511420.tif 000003
【図２】
2016511420.tif 000004
【国際調査報告】
2016511420.tif 000005
2016511420.tif 000006