JP2007292639A - スペクトル分析装置およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】熟練者でなくとも複合物に含まれている化合物を同定できるスペクトル分析装置を提供する。
【解決手段】スペクトルに関する質問に回答することで、化合物を同定するスペクトル分析装置であり、質問順序データベース２０６は、今回の質問番号と回答と、今回以前の質問番号と回答と、次の質問番号とを対応付けて記憶する。結果情報データベース２０５は、分析結果の化合物の情報と、結果に至るまでの質問番号と回答とを記憶する。質問決定処理部２０８は、回答データベース２０７と質問順序データベース２０６とを参照して、次の質問を決める。その質問を、質問表示処理部２１３が表示させる。回答受付処理部２１４は、表示された質問に対する回答の入力を受付け、質問番号とともに回答データベース２０７に格納する。結果表示処理部２１５は、回答データベース２０７の記憶内容に対応する分析結果を、結果情報データベース２０５から取得して出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スペクトル分析装置およびそのプログラムにかかわり、特にスペクトルの特定の波長域及び吸収強度に関する一問一答式の質問にユーザが回答することで、該スペクトルの化合物を同定するスペクトル分析装置およびプログラムに関する。

従来の赤外線吸収スペクトルのピークから化合物を同定するシステムでは、赤外線吸収スペクトルのピークを読み取り、データベースに蓄積されている各化合物のピークとのパターンマッチングを行うことで、対象の化合物を同定している（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
赤外線吸収スペクトルは、化合物が有する化学結合が特定の波長域の赤外線を吸収することに着目し、赤外線の波長を順次変化させ、化合物に照射することで得られる固有スペクトルである。従来、この赤外線吸収スペクトルに対する各化学結合の帰属に関しては、非特許文献１など様々な文献が発表されている。このスペクトルと化学結合の関係に基づき、専門家がスペクトルを見て化合物を同定することも行われている。
特開２００２−２０２２５５号公報 特開平１０−１４９４７３号公報 日本分析化学会高分子分析研究懇談会、「新版 高分子分析ハンドブック」、１９９４年１月、紀伊国屋書店

しかしながら、特許文献１および特許文献２に示すスペクトル分析方法にあっては、複数の化合物が混合されている複合物の場合、各化合物のスペクトルが交差しているために、全く異なる化合物が同定されることがあるという問題がある。また、スペクトルと化学結合の関係に基づき、スペクトルを見て化合物を同定するには、多くの経験と知識を必要とし、同定できる人が熟練者に限られてしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、熟練者でなくとも複合物に含まれている化合物を同定できるスペクトル分析装置およびそのプログラムを提供することにある。

この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、スペクトルに関する質問に回答することで、該スペクトルの化合物を同定するスペクトル分析装置において、今回の質問の識別情報と回答と、今回以前の質問の識別情報と回答と、次の質問の識別情報もしくは終了を識別する情報とを対応付けて記憶する質問順序記憶手段と、質問の識別情報と、該質問に対して入力された回答とを対応付けて、回答順に記憶する回答記憶手段と、質問の識別情報と、分析対象のスペクトルに対する質問の文章とを対応付けて記憶する質問文記憶手段と、分析結果の含有化合物に関する情報である結果情報と、該結果情報に至るまでの質問の識別情報と回答とを対応付けて記憶する結果情報記憶手段と、前記回答記憶手段から今回の質問の識別情報と回答と、今回以前の質問の識別情報と回答とを取得し、前記質問順序記憶手段を参照して、前記回答記憶手段から取得した情報に対応する次回の質問の識別情報を取得する質問決定手段と、前記質問決定手段が取得した質問の識別情報に対応する質問の文章を、前記質問文記憶手段から取得して表示させる質問表示手段と、前記質問表示手段が表示させた質問に対する回答の入力を受付け、前記質問表示手段が表示した質問の識別情報と対応付けて、前記受付けた回答を前記回答記憶手段に格納する回答受付手段と、前記質問決定手段が前記質問順序記憶手段から終了を識別する情報を取得したときは、前記回答記憶手段の記憶内容に対応する結果情報を、前記結果情報記憶手段から取得して出力する結果出力手段とを備えることを特徴とするスペクトル分析装置である。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスペクトル分析装置であって、質問の識別情報に対応付けて、該識別情報の質問が関連する波長域を図示したスペクトルのグラフ画像を記憶するグラフ記憶手段を備え、前記質問表示手段は、前記質問決定手段が取得した質問の識別情報に対応する質問の文章を、前記質問文記憶手段から取得して表示させるとともに、前記表示した質問の識別情報に対応付けられたグラフ画像を前記グラフ記憶手段から取得して表示させることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のスペクトル分析装置であって、前記今回以前の質問の識別情報と回答は、前回の質問の識別情報と回答および前々回の識別情報と回答であり、前記質問文記憶手段が記憶する質問の文章は、赤外線吸収スペクトルに対する質問であり、前記分析結果の含有化合物は、高分子有機化合物であることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のスペクトル分析装置であって、質問の識別情報に対応付けて、該識別情報の質問について、特定の無機物を含んでいる場合に入力すべき回答を記述した文章を記憶する無機物記憶手段と、質問の識別情報に対応付けて、該識別情報の質問が対象としている波長域のスペクトルに影響を与える無機物を含んでいる場合のスペクトルのグラフ画像を記憶する無機物グラフ記憶手段とをさらに備え、前記質問表示手段は、質問の文章を表示するとともに、前記表示した質問の識別情報に対応付けられた文章を前記無機物記憶手段から取得して表示させ、前記表示した質問の識別情報に対応付けられたグラフ画像を前記無機物グラフ記憶手段から取得して表示させることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載のスペクトル分析装置であって、前記結果情報記憶手段は、結果情報として、一つまたは複数の高分子有機化合物と、前記高分子有機化合物各々を含有している確信度とを記憶し、前記結果出力手段は、前記質問決定手段が前記質問順序記憶手段から終了を識別する情報を取得したときは、前記回答記憶手段の記憶内容に対応する一つまたは複数の高分子有機化合物と、前記高分子有機化合物各々を含有している確信度とを、前記結果情報記憶手段から取得して出力することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、コンピュータを、質問の識別情報と、該質問に対して入力された回答とを対応付けて、回答順に記憶する回答データベースから今回の質問の識別情報と回答と、今回以前の質問の識別情報と回答とを取得し、今回の質問の識別情報と回答と今回以前の質問の識別情報と回答と次の質問の識別情報もしくは終了を識別する情報とを対応付けて記憶する質問順序データベースを参照して、前記回答データベースから取得した情報に対応する次回の質問の識別情報を取得する質問決定手段、前記質問決定手段が取得した質問の識別情報に対応する質問の文章を、質問の識別情報と、分析対象のスペクトルに対する質問の文章とを対応付けて記憶する質問文データベースから取得して表示させる質問表示手段、前記質問表示手段が表示させた質問に対する回答の入力を受付け、前記質問表示手段が表示した質問の識別情報と対応付けて、前記受付けた回答を前記回答データベースに格納する回答受付手段、前記質問決定手段が前記質問順序データベースから終了を識別する情報を取得したときは、前記回答データベースの記憶内容に対応する結果情報を、分析結果の含有化合物に関する情報である結果情報と、該結果情報に至るまでの質問の識別情報と回答とを対応付けて記憶する結果情報データベースから取得して出力する結果出力手段として機能させるためのプログラムである。

この発明によれば、質問決定手段が決定し、質問表示手段が表示させた質問に、回答していくだけで、結果出力手段が結果情報を出力するので、熟練者でなくとも、複合物に含まれる化合物の同定を行うことができる。

本発明は、スペクトルの特定の波長域及び吸収強度に関する一問一答式の質問に対して、ユーザが回答していくことで、該スペクトルの化合物を同定するスペクトル分析装置である。本実施形態では、赤外線吸収スペクトルを分析して樹脂などの高分子有機化合物を同定するＩＲ（赤外線）スペクトル分析装置を例に説明する。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態によるＩＲスペクトル分析装置２００の構成を示す概略ブロック図である。
１００は、化合物とその化合物を同定するための質問と回答の情報を、図２に例を示すように、表計算ソフト形式のファイルに格納したルールファイルである。ルールファイル１００の各行は、ルールと結果情報とから構成されている。ルールは、質問番号「１」から結果に辿り着くまでの全ての質問の質問番号と回答（Ｙｅｓを示す「Ｙ」と、Ｎｏを示す「Ｎ」）と質問の終了を示す「ＥＮＤ」とからなる。結果情報は、ルールの結果として同定される化合物の結果番号と化合物名と後述するチャートファイル２１６のファイル名であるチャートＮｏと結果の確信度（probability：大きいほど確信度が高い）とからなる。

２０１は、ルールファイル１００を読み込んで、ルールデータベース２０２に格納するルール読込処理部である。ルール読込処理部２０１は、ルールファイル１００を格納する際に、図３に示すルールデータベース２０２の内容例のように、質問番号の前には「♯」を付し、回答の「Ｙ」は「ＹＥＳ」に変換し、「Ｎ」は「ＮＯ」に変換し、質問の終了を示す「ＥＮＤ］は「ｅｎｄ」に変換する。このとき、ルールファイル１００には、例えば符号３０１、３０２に示すようにルールが空白で、結果情報のみが設定されている行があるが、ルール読込処理部２０１は、その場合、前の行で用いたルールと、今回の行の結果情報を組み合わせてルールデータベース２０２に登録する。

ルールデータベース２０２は、ルール読込処理部２０１によりデータを書き込まれ、図３に内容例を示すように、ルールと結果情報を含む各レコードを記憶するデータベースである。ここで、ルールは、図３に示すように、質問番号「＃１」から結果に辿り着くまでの全ての質問の質問番号、回答、質問の終了を示す「ｅｎｄ」からなる。また、結果情報は、該ルールの結果の確信度、チャートＮｏ、結果として同定される化合物名、結果番号とからなる。

２０３は、ルールデータベース２０２に格納されている各レコードを変換して、図４に示す内容例のように、項目が化合物名と各質問番号に対する回答と結果番号とチャートＮｏと確信度からなるレコードで構成される結果情報データベース２０５として格納する結果情報生成処理部である。ここで、ルールデータベース２０２では、質問番号と回答を組にして記憶していたが、結果情報データベース２０５では、各項目が質問番号と関連付いているため、質問番号については記憶しない。

２０４は、ルールデータベース２０２に格納されている各質問とその回答の組み合わせについて、次の質問を決定するための質問順序情報を質問順序データベース２０６に格納する順序情報生成処理部である。なお、順序情報生成処理部２０４は、質問順序データベース２０６に情報を格納する際に、全く同じ情報を格納したレコードがないことを確認した後、格納する。これにより、同一内容のレコードが質問順序データベース２０６に複数生成されることを防いでいる。

質問順序データベース２０６は、図５に示す内容例のように、項目が前述の組み合わせの質問番号と回答と、その次の質問の質問番号（次質問番号）と、その１つ前の質問の質問番号（前質問番号）と回答（前回答）と、その２つ前の質問の質問番号（前前質問番号）と回答（前前回答）とからなるレコードで構成される。なお、今回の質問により化合物の同定ができる場合は、質問順序データベース２０６は、次質問番号には終了を識別する情報として「ｅｎｄ」を格納している。

図１４に例示するように、化合物を同定するためのスペクトル分析のフローにおいては、同じ質問がフローの複数箇所に現れる。例えば、図１４では、質問２は分岐Q２と分岐Q３に現れ、質問６は分岐Q７と分岐Q８に現れる。このため、今回の質問番号とその回答だけでは、次の質問を特定することができない。例えば、図１４では、質問２にYESと回答した場合、分岐Q２では次の質問は質問３であり、分岐Q３では次の質問は質問５である。また、質問６にYESと回答した場合、分岐Q7では次の質問は質問８であり、分岐Q８では次の質問は質問９である。そこで、今回以前の質問番号とその回答も参照することで、次の質問を確定することができる。例えば、質問２については、分岐Q２の質問２の１つ前は、質問１にYESと回答しており、分岐Q３の質問２の１つ前は、質問１にNOと回答している。これにより、１つ前が質問１にYESならば、質問２にYESと回答した場合の次の質問は質問３に特定できる。また、１つ前が質問１にNOならば、質問２にYESと回答した場合の次の質問は質問５に特定できる。さらに１つ前も同じ質問に同じ回答の場合は、２つ前の質問と回答を参照することで、次の質問を特定できるようになる。

このように、次の質問を決定するのに、今回の質問とその回答だけでなく、今回以前の質問とその回答の参照が必要となるため、これらの対応関係を質問順序データベース２０６に格納している。なお、本実施形態で対象としている赤外線吸収スペクトルによる高分子有機化合物の同定では、２つ前の質問と回答までを参照すれば、次の質問を特定できるため、質問順序データベース２０６は、２つ前の質問と回答までを格納している。

２０７は、図６に内容例を示すように、ユーザの操作により、ＩＲスペクト分析装置２００が決定した質問の質問番号とその質問に対してユーザが選択した回答を質問順に記憶する回答データベースである。
２０８は、回答データベース２０７を参照して、今回の質問番号とその回答、および、必要に応じて一つ前の質問番号とその回答、２つ前の質問番号とその回答を取得し、これらの情報と一致するレコードを質問順序データベース２０６から検索して取得したレコードの次質問番号を、次の質問の質問番号とする質問決定処理部である。このとき、質問決定処理部２０８は、質問順序データベース２０６に、次質問番号の変わりに、「ｅｎｄ」が設定されているときは、結果表示の要求を結果表示処理部２１５にする。また、質問決定処理部２０８は、次質問番号が得られないとき、もしくは、次質問番号が一つに定まらないときは、その旨を表示するように結果表示処理部２１５に要求する。

２０９は、図７に内容例を示すように、質問番号とこの質問番号の質問が対象としている波長域に関連する無機物名と該無機物が含まれている場合のスペクトル例のグラフ画像を格納した無機物グラフファイル名と該無機物が含まれている場合に選択すべき回答を記述したコメントとからなるレコードで構成される無機物データベースである。
２１０は、ファイル名を無機物データベース２０９に格納されている無機物グラフファイル名とする無機物グラフファイルである。

２１１は、図８に内容例を示すように、各質問番号とその質問を記述した質問文とからなるレコードで構成される質問文データベースである。
２１２は、ファイル名が質問番号に拡張子「．ｊｐｇ」を付加した文字列であり、ファイル名の質問番号の質問が対象としている波長域を明示している図９のグラフＧ１に例示する画像を格納したグラフファイルである。

２１３は、質問決定処理部２０８が決定した質問番号に基づき、質問文データベース２１１から取得した質問文と、グラフファイル２１２から取得した波長域を明示している画像とからなる図９に例を示すような質問画面Ｄ１を表示させる質問表示処理部である。また、質問表示処理部２１３は、質問画面Ｄ１を表示する際に、質問決定処理部２０８が決定した質問番号をキーとして無機物データベース２０９を検索して該当するレコードを検出したときは、該レコードの無機物名と該レコードのコメントと該レコードの無機物グラフファイル名をファイル名とする無機物グラフファイル２１０の画像とからなる図１０に例を示すような無機物忠告画面Ｄ２を表示させる。

２１４は、図９の質問画面Ｄ１に例を示すＹＥＳボタンＢ１とＮＯボタンＢ２のように、質問に対する回答をユーザが図示しない入力装置を介して選択入力すると、これを受付けて、この質問の質問番号と選択入力された回答とを回答データベース２０７に格納する回答受付処理部である。

２１５は、スペクトル分析の結果を図示しない表示装置に表示させる結果表示処理部である。結果表示処理部２１５は、質問決定処理部２０８からの要求を受けて、結果情報データベース２０５を検索して、回答データベース２０７の記憶内容とルールが一致するレコードを全て取得する。結果表示処理部２１５は、取得したレコード各々から化合物名、確信度、チャートＮｏを抽出して、スペクトル分析による同定結果として図１１に例示するような結果画面Ｄ３を表示させる。また、結果表示処理部２１５は、回答データベース２０７が記憶している質問順の質問番号と回答と、質問文データベース２１１が記憶している各質問番号の質問文とを用いて、結果画面Ｄ３に、結果に至るまでの質問文と回答を表示させる。
２１６は、ファイル名が結果番号に拡張子「．ｊｐｇ」を付加した文字列であり、ファイル名の結果番号の化合物のスペクトルの画像を格納したチャートファイルである。

次に、このＩＲスペクトル分析装置２００の動作を説明する。
まず、事前準備として、ルールファイル１００の読み込みと、質問順序データベース２０６と結果情報データベース２０５への登録を行う。ルール読込処理部２０１は、ルールファイル１００の各行を読み込み、前述の変換を施して、ルールデータベース２０２に登録する。例えば、ルールファイル１００のある行の内容が、「１、Ｎ、２、Ｙ、９、Ｎ、４、Ｙ、ＥＮＤ、・・・、Ｃ１、Ｐｏｌｙ−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ（ＰＣ）、Ｃ１．ｊｐｇ、９」（読点は項目の区切りを表す）であれば、ルール読込処理部２０１は、これを変換して、「＃１、ＮＯ、＃２、ＹＥＳ、＃９、ＮＯ、＃４、ＹＥＳ、ｅｎｄ、・・・、９、Ｃ１．ｊｐｇ、Ｐｏｌｙ−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ（ＰＣ）、Ｃ１」をルールデータベース２０２に登録する。

次に、結果情報生成処理部２０３が、ルールデータベース２０２に格納されている各レコードを読み込み、前述の変換を施して、結果情報データベース２０５に登録する。例えば、ルールデータベース２０２のあるレコードの内容が、「＃１、ＮＯ、＃２、ＹＥＳ、＃９、ＮＯ、＃４、ＹＥＳ、ｅｎｄ、・・・、９、Ｃ１．ｊｐｇ、Ｐｏｌｙ−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ（ＰＣ）、Ｃ１」であれば、結果情報生成処理部２０３は、これを変換して、結果情報データベース２０５の新しいレコードの化合物名に「Ｐｏｌｙ−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ（ＰＣ）」を、＃１に「ＮＯ」を、＃２に「ＹＥＳ」を、＃４に「ＹＥＳ」を、＃９に「ＮＯ」を、結果番号に「Ｃ１」、チャートＮｏに「Ｃ１．ｊｐｇ」を、確信度に「９」を登録する。

次に、順序情報生成処理部２０４が、ルールデータベース２０２に格納されている各質問とその回答の組み合わせと、それらに対応する次質問番号と、前質問番号と、前回答と、前前質問番号と、前前回答を読み込み、質問順序データベース２０６に登録する。例えば、ルールデータベース２０２のあるレコードの内容が、「＃１、ＮＯ、＃２、ＹＥＳ、＃９、ＮＯ、＃４、ＹＥＳ、ｅｎｄ、・・・、９、Ｃ１．ｊｐｇ、Ｐｏｌｙ−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ（ＰＣ）、Ｃ１」であれば、順序情報生成処理部２０４は、質問番号を「＃１」、回答を「ＮＯ」、次質問番号を「＃２」、前質問番号と前回答と前前質問番号と前前回答とを「（空欄）」とするレコードと、質問番号を「＃２」、回答を「ＹＥＳ」、次質問番号を「＃９」、前質問番号を「＃１」、前回答を「ＮＯ」、前前質問番号と前前回答とを「（空欄）」とするレコードと、質問番号を「＃９」、回答を「ＮＯ」、次質問番号を「＃４」、前質問番号を「＃２」、前回答を「ＹＥＳ」、前前質問番号を「＃１」、前前回答を「ＮＯ」とするレコードと、質問番号を「＃４」、回答を「ＹＥＳ」、次質問番号を「ｅｎｄ」、前質問番号を「＃９」、前回答を「ＮＯ」、前前質問番号「＃２」、前前回答を「ＹＥＳ」とするレコードとを質問順序データベース２０６に登録する。
これらにより、質問順序データベース２０６および結果情報データベース２０５の内容が登録され、スペクトル分析の実施が可能となる。

次に、このＩＲスペクトル分析装置２００を用いて、スペクトル分析を行う際の動作を図１２および図１３のフローチャートを参照して説明する。
このＩＲスペクトル分析装置２００に、スペクトル分析開始を指示すると、質問決定処理部２０８は、最初は質問番号「＃１」を次の質問番号として、質問表示処理部２１３に指示する。質問表示処理部２１３は、質問番号「＃１」を受けると、質問データベース２１１から対応する質問文を取得し、質問番号に「．ｊｐｇ」を付加したファイル名「＃１．ｊｐｇ」のグラフファイル２１２を取得し、図９に例を示す質問画面Ｄ１を生成して、取得した質問文とグラフファイル２１２の画像を質問文領域Ｓ１とグラフＧ１に表示する（Ｓａ１０）。

ユーザが質問画面Ｄ１の質問文を読み、分析対象のスペクトルが質問文の内容に該当するか否かを判断した結果に応じて、入力装置を介してＹＥＳボタンＢ１またはＮＯボタンＢ２を選択すると、それを回答受付処理部２１４が受け付けて、受け付けた内容を質問番号とともに、回答データベース２０７に追加登録する。ここでは、ユーザがＮＯボタンＢ２を選択し、回答受付処理部２１４は、質問番号に「＃１」、回答「ＮＯ」を回答データベース２０７に格納する（Ｓａ１１）。

次に、質問決定処理部２０８が、回答データベース２０７から今回の質問番号と回答である「＃１」と「ＮＯ」とを取得し、これらと質問番号と回答値が一致するレコードを検索するＳＱＬ（Structured Query Language）を生成し（Ｓａ１２）、このＳＱＬを用いて質問順序データベース２０６を検索する。検索の結果として検出されたレコードの件数が０件、１件、２件以上のうちのいずれであるかを判定する（Ｓａ１３）。０件のときは、次の質問となる候補が検出されなかったことを意味するので、ステップＳａ２２に遷移して質問経路判定不能と判断し、次に、ステップＳａ２３の結果表示に遷移して、質問経路を判定できなかったことを表示させる。２件以上のときは、次の質問となる候補が複数あることを意味するので、ステップＳａ１４に遷移して１つ前の質問も考慮して検索し直す。

ここでは、次質問番号が「＃２」の１件だけ検出したとして、ステップＳａ１８に遷移する。ステップＳａ１８では、質問決定処理部２０８は、検出したレコードの次質問番号が「ｅｎｄ」であるか否かを判定する（Ｓａ１８）。ここでは、次質問番号は「＃２」であり、「ｅｎｄ」ではないので、判定条件は成立せず、ステップＳａ１９に遷移する。ステップＳａ１９では、質問決定処理部２０８は、検出したレコードの次質問番号（ここでは「＃２」）を次に表示する質問番号として決定し、質問表示処理部２１３に通知する。

質問表示処理部２１３は、質問番号「＃２」を受けると、質問番号をキーとして、無機物データベース２０９を検索して該質問番号のレコードを検出し、検出した件数が０件か１件以上かを判定する（Ｓａ２０）。１件以上の場合は、ステップＳａ２１に遷移して無機物忠告画面Ｄ２の表示を行う。しかし、ここでは、０件であったとすると、ステップＳａ１０に戻って、質問データベース２１１から質問番号「＃２」に対応する質問文を取得し、質問番号に「．ｊｐｇ」を付加したファイル名「＃２．ｊｐｇ」のグラフファイル２１２を取得し、質問画面Ｄ１には、これら取得した質問文とグラフファイル２１２の画像を質問文領域Ｓ１とグラフＧ１に表示する（Ｓａ１０）。

ユーザが質問画面Ｄ１の質問文を読み、分析対象のスペクトルが質問文の内容に該当するか否かを判断した結果に応じて、入力装置を介してＹＥＳボタンＢ１またはＮＯボタンＢ２を選択すると、それを回答受付処理部２１４が受け付けて、受け付けた内容を質問番号とともに、回答データベース２０７に追加登録する。ここでは、ユーザがＹＥＳボタンＢ１を選択し、回答受付処理部２１４は、質問番号に「＃２」、回答「ＹＥＳ」を回答データベース２０７に追加する（Ｓａ１１）。

次に、質問決定処理部２０８が、回答データベース２０７から今回の質問番号と回答である「＃２」と「ＹＥＳ」とを取得し、これらと質問番号と回答値が一致するレコードを質問順序データベース２０６から検索するＳＱＬを生成し（Ｓａ１２）、このＳＱＬを用いて質問順序データベース２０６を検索する。検索の結果として検出されたレコードの件数が０件、１件、２件以上のうちのいずれであるかを判定する（Ｓａ１３）。

ここでは、次質問番号が「＃９」の１件だけ検出したとして、ステップＳａ１８に遷移する。ステップＳａ１８では、質問決定処理部２０８は、検出したレコードの次質問番号が「ｅｎｄ」であるか否かを判定する（Ｓａ１８）。ここでは、次質問番号は「＃９」であり、「ｅｎｄ」ではないので、判定条件は成立せず、ステップＳａ１９に遷移する。ステップＳａ１９では、質問決定処理部２０８は、検出したレコードの次質問番号（ここでは「＃９」）を次に表示する質問番号として決定し、質問表示処理部２１３に通知する。

質問表示処理部２１３は、質問番号「＃９」を受けると、質問番号をキーとして無機物データベース２０９を検索して該質問番号のレコードを検出し、検出した件数が０件か１件以上かを判定する（Ｓａ２０）。ここで、１件検出したとすると、ステップＳａ２１に遷移して、質問表示処理部２１３は、無機物データベース２０９から、質問番号が「＃９」であるレコードの無機物名と、無機物グラフファイル名と、コメントとを取得し、図１０に例示する無機物忠告画面Ｄ２を生成して、取得した無機物名を無機物名表示領域Ｓ２に、コメントをコメント表示領域Ｓ３に、取得した無機物グラフファイル名の無機物グラフファイル２１０の画像をグラフＧ２に表示する。コメントには図７などに例示するように、例えば、「この物質が含まれている場合、１４４５〜１４１５ｃｍ^−１に吸収がでるので、「ＮＯ」と答えてください」といった指示を格納している。これにより、質問に関連する波長域のスペクトルに影響を与える無機物を含んでいることが分かっているときは、ユーザがコメントに従って質問に回答することで、該無機物の影響により、異なった化合物を同定してしまうことを防ぐことができる。

質問表示処理部２１３は、質問データベース２１１から質問番号「＃９」に対応する質問文を取得し、質問番号に「．ｊｐｇ」を付加したファイル名「＃９．ｊｐｇ」のグラフファイル２１２を取得し、質問画面Ｄ１には、これら取得した質問文とグラフファイル２１２の画像を質問文領域Ｓ１とグラフＧ１に表示する（Ｓａ１０）。

ユーザが無機物忠告画面Ｄ２のコメントと質問画面Ｄ１の質問文を読み、コメントを考慮した上で、分析対象のスペクトルが質問文の内容に該当するか否かを判断した結果に応じて、入力装置を介してＹＥＳボタンＢ１またはＮＯボタンＢ２を選択すると、それを回答受付処理部２１４が受け付けて、受け付けた内容を質問番号とともに、回答データベース２０７に追加登録する。ここでは、ユーザがＮＯボタンＢ２を選択し、回答受付処理部２１４は、質問番号に「＃９」、回答「ＮＯ」を回答データベース２０７に追加する（Ｓａ１１）。

次に、質問決定処理部２０８が、回答データベース２０７から今回の質問番号と回答である「＃９」と「ＮＯ」とを取得し、これらと質問番号と回答値が一致するレコードを質問順序データベース２０６から検索するＳＱＬを生成し（Ｓａ１２）、このＳＱＬを用いて質問順序データベース２０６を検索する。検索の結果として検出されたレコードの件数が０件、１件、２件以上のうちのいずれであるかを判定する（Ｓａ１３）。

ここでは、２件検出したとして、ステップＳａ１４に遷移する。ステップＳａ１４では、質問決定処理部２０８は、回答データベース２０７から今回の一つ前の質問番号と回答である「＃２」と「ＹＥＳ」とを取得し、これらと前質問番号と前回答値が一致し、且つ、今回の質問番号と回答である「＃９」と「ＮＯ」と質問番号と回答値が一致するレコードを質問順序データベース２０６から検索するＳＱＬを生成して（Ｓａ１４）、このＳＱＬを用いて質問順序データベース２０６を検索する。検索の結果として検出されたレコードの件数が０件、１件、２件以上のうちのいずれであるかを判定する（Ｓａ１５）。

ここでは、２件検出したとして、ステップＳａ１６に遷移する。ステップＳａ１６では、質問決定処理部２０８は、回答データベース２０７から今回の２つ前の質問番号と回答である「＃１」と「ＮＯ」とを取得し、これらと前前質問番号と前前回答値が一致し、且つ、１つ前の質問番号と回答である「＃２」と「ＹＥＳ」と前質問番号と前回答値が一致し、且つ今回の質問番号と回答である「＃９」と「ＮＯ」と質問番号と回答値が一致するレコードを質問順序データベース２０６から検索するＳＱＬを生成して（Ｓａ１６）、このＳＱＬを用いて質問順序データベース２０６を検索する。検索の結果として検出されたレコードの件数が１件か否かを判定する（Ｓａ１７）。１件でないときは、次質問を決定できないため、判定不能としてステップＳａ２２に遷移するが、ここでは質問番号「＃４」の１件のみであったとする。

ここでは、質問番号「＃４」の１件のみなので、ステップＳａ１８に遷移し、質問決定処理部２０８は、検出したレコードの次質問番号が「ｅｎｄ」であるか否かを判定する（Ｓａ１８）。ここでは、次質問番号は「＃４」であり、「ｅｎｄ」ではないので、判定条件は成立せず、ステップＳａ１９に遷移する。ステップＳａ１９では、質問決定処理部２０８は、検出したレコードの次質問番号（ここでは「＃４」）を次に表示する質問番号として決定し、質問表示処理部２１３に通知する。

質問表示処理部２１３は、質問番号「＃４」を受けると、質問番号をキーとして無機物データベース２０９を検索して該質問番号のレコードを検出し、検出した件数が０件か１件以上かを判定する（Ｓａ２０）。ここでは、０件であったとすると、ステップＳａ１０に戻って、質問データベース２１１から質問番号「＃４」に対応する質問文を取得し、質問番号に「．ｊｐｇ」を付加したファイル名「＃４．ｊｐｇ」のグラフファイル２１２を取得し、質問画面Ｄ１には、これら取得した質問文とグラフファイル２１２の画像を質問文領域Ｓ１とグラフＧ１に表示する（Ｓａ１０）。

ユーザが質問画面Ｄ１の質問文を読み、分析対象のスペクトルが質問文の内容に該当するか否かを判断した結果に応じて、入力装置を介してＹＥＳボタンＢ１またはＮＯボタンＢ２を選択すると、それを回答受付処理部２１４が受け付けて、受け付けた内容を質問番号とともに、回答データベース２０７に追加登録する。ここでは、ユーザがＹＥＳボタンＢ１を選択し、回答受付処理部２１４は、質問番号に「＃４」、回答「ＹＥＳ」を回答データベース２０７に追加する（Ｓａ１１）。

次に、質問決定処理部２０８が、回答データベース２０７から今回の質問番号と回答である「＃４」と「ＹＥＳ」とを取得し、これらと質問番号と回答値が一致するレコードを質問順序データベース２０６から検索するＳＱＬを生成し（Ｓａ１２）、このＳＱＬを用いて質問順序データベース２０６を検索する。検索の結果として検出されたレコードの件数が０件、１件、２件以上のうちのいずれであるかを判定する（Ｓａ１３）。

ここでは、次質問番号が「ｅｎｄ」の１件だけ検出したとして、ステップＳａ１８に遷移する。ステップＳａ１８では、質問決定処理部２０８は、検出したレコードの次質問番号が「ｅｎｄ」であるか否かを判定する（Ｓａ１８）。ここでは、次質問番号は「ｅｎｄ」であり、判定条件が成立し、質問決定処理部２０８は、結果表示処理部２１５に結果表示を要求し、ステップＳａ２３に遷移する。

ステップＳａ２３における処理を、そのフローチャートである図１３を参照して、説明する。結果表示処理部２１５は、要求を受けると、回答データベース２０７に格納されている回答内容と一致するレコードを結果情報データベース２０５から検索するＳＱＬを生成し（Ｓｂ１）、このＳＱＬを用いて結果情報データベース２０５を検索して該当するレコードがあるか否かを判定する（Ｓｂ２）。該当するレコードがないときは、ステップＳｂ３に遷移して、結果表示処理部２１５は、該当する化合物がない旨を表示する。

ここでは、回答データベース２０７が、図６に例示するように「＃１、ＮＯ」と「＃２、ＹＥＳ」と「＃９、ＮＯ」と「＃４、ＹＥＳ」を格納しているとすると、図４に例示する内容を格納している結果情報データベース２０５の１レコード目（＃１にＮＯ、＃２にＹＥＳ、＃４にＹＥＳ、＃９にＮＯを格納）が該当するレコードとなる。結果表示処理部２１５は、この該当するレコードから結果情報である化合物名（Ｐｏｌｙ−Ｃａｒｂｏｎａｔｅ（ＰＣ））、結果番号（Ｃ１）、チャートＮｏ（Ｃ１．ｊｐｇ）、確信度（９）を抽出して、結果画面Ｄ３の表示領域Ｓ４に表示させる（Ｓｂ４、Ｓｂ６）。さらに、結果表示処理部２１５は、回答データベース２０７から回答順に質問番号と回答を取得し、各質問番号の質問文を質問文データベース２１１から取得して質問番号を質問文に置き換え、回答順に質問文と回答を結果画面Ｄ３の表示領域Ｓ５に表示させる（Ｓｂ５、Ｓｂ６）。

このように、質問決定処理部２０８において、次の質問の質問番号を決定する際に、直接、ルールデータベース２０２を検索すると、同定するまでの質問数が多い場合は、データベースの検索条件が複雑に（条件数が多く）なってしまい、データベースによっては、条件数が多すぎるために検索できなくなることがある。本発明によれば、直接、ルールデータベース２０２を検索するのではなく、今回の質問番号と回答と、いくつかの（本実施形態では２つ）今回以前の質問の識別情報と回答と、次の質問番号とを対応付けて記憶している質問順序データベース２０６を検索して、決定することで、データベースの検索条件が複雑化することを防ぐことができる。

また、無機物データベース２０９に質問番号と対応付けて無機物名とコメントを記憶し、表示される質問が対象としている波長域に関連する無機物がある場合のユーザへの指示を、質問表示処理部２１３が、質問を表示させる際に、無機物データベース２０９を参照して、無機物忠告画面Ｄ２に無機物名とコメントを表示することで行うため、熟練者でなくても、無機物も含まれている複合物の同定をすることができる。

グラフファイル２１２に、該グラフファイルの名称に用いている質問番号の質問が対象としている波長域を図示したスペクトル図の画像を格納し、質問表示処理部２１３が、質問を表示させる際に、該画像を表示させるので、質問文とスペクトルの関係が理解し易くなり、熟練者でなくても、化合物の同定をすることができる。

なお、本実施形態において、ＩＲスペクトル分析装置２００は、独立した装置として説明したが、赤外線分光光度計など、吸収スペクトルを測定する機能を備えていてもよい。この場合、質問と同時に赤外線分光光度計が測定した吸収スペクトルを表示することや、該表示したスペクトルに質問文が対象としている波長域を明示してもよい（グラフＧ１など）。
これにより、質問文とスペクトルとの対応が、ユーザに分かり易くなり、操作性を向上させることができる。
また、ＩＲスペクトル分析装置２００が吸収スペクトルを読み込んで記憶する機能を備え、該読み込んだ吸収スペクトルを、質問とともに表示することや、該表示したスペクトルに質問文が対象としている波長域を明示してもよい（グラフＧ１など）。

なお、本実施形態において、質問順序データベース２０６には、今回以前の質問番号と回答として、２つ前までの質問番号と回答である前質問番号、前回答、前前質問番号、前前回答を格納し、質問決定処理部２０８は、必要に応じてこれらの情報を用いて、次の質問を決定するとして説明したが、これに限らない。質問順序データベース２０６は、１つ前あるいは３つ以上前までの質問番号と回答を格納し、質問決定処理部２０８は、必要に応じてこれらの情報を用いて、次の質問を決定するとしてもよい。

また、図１におけるルール読込処理部２０１、結果情報生成処理部２０３、順序情報生成処理部２０４、質問決定処理部２０８、質問表示処理部２１３、回答受付処理部２１４、結果表示処理部２１５の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりスペクトル分析を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（World Wide Web）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明は、高分子化合物の赤外線吸収スペクトルを分析するスペクトル分析装置に用いて好適であるが、これに限られるものではない。

この発明の一実施形態によるＩＲスペクトル分析装置２００の構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるルールファイル１００の内容例を示す図である。 同実施形態におけるルールデータベース２０２の内容例を示す図である。 同実施形態における結果情報データベース２０５の内容例を示す図である。 同実施形態における質問順序データベース２０６の内容例を示す図である。 同実施形態における回答データベース２０７の内容例を示す図である。 同実施形態における無機物データベース２０９の内容例を示す図である。 同実施形態における質問文データベース２１１の内容例を示す図である。 同実施形態における質問画面Ｄ１の表示例を示す図である。 同実施形態における無機物忠告画面Ｄ２の表示例を示す図である。 同実施形態における結果画面Ｄ３の表示例を示す図である。 同実施形態におけるＩＲスペクトル分析装置２００の動作を説明するフローチャートである。 同実施形態における結果表示処理部２１５の動作を説明するフローチャートである。 化合物を同定するためのスペクトル分析のフローを説明するための例である。

符号の説明

１００…ルールファイル
２００…ＩＲスペクトル分析装置
２０１…ルール読込処理部
２０２…ルールデータベース
２０３…結果情報生成処理部
２０４…順序情報生成処理部
２０５…結果情報データベース（結果情報記憶手段）
２０６…質問順序データベース（質問順序記憶手段）
２０７…回答データベース（回答記憶手段）
２０８…質問決定処理部（質問決定手段）
２０９…無機物データベース（無機物記憶手段）
２１０…無機物グラフファイル（無機物グラフ記憶手段）
２１１…質問文データベース（質問文記憶手段）
２１２…グラフファイル（グラフ記憶手段）
２１３…質問表示処理部（質問表示手段）
２１４…回答受付処理部（回答受付手段）
２１５…結果表示処理部（結果出力手段）
２１６…チャートファイル

Claims (6)

1. スペクトルに関する質問に回答することで、該スペクトルの化合物を同定するスペクトル分析装置において、
   今回の質問の識別情報と回答と、今回以前の質問の識別情報と回答と、次の質問の識別情報もしくは終了を識別する情報とを対応付けて記憶する質問順序記憶手段と、
   質問の識別情報と、該質問に対して入力された回答とを対応付けて、回答順に記憶する回答記憶手段と、
   質問の識別情報と、分析対象のスペクトルに対する質問の文章とを対応付けて記憶する質問文記憶手段と、
   分析結果の含有化合物に関する情報である結果情報と、該結果情報に至るまでの質問の識別情報と回答とを対応付けて記憶する結果情報記憶手段と、
   前記回答記憶手段から今回の質問の識別情報と回答と、今回以前の質問の識別情報と回答とを取得し、前記質問順序記憶手段を参照して、前記回答記憶手段から取得した情報に対応する次回の質問の識別情報を取得する質問決定手段と、
   前記質問決定手段が取得した質問の識別情報に対応する質問の文章を、前記質問文記憶手段から取得して表示させる質問表示手段と、
   前記質問表示手段が表示させた質問に対する回答の入力を受付け、前記質問表示手段が表示した質問の識別情報と対応付けて、前記受付けた回答を前記回答記憶手段に格納する回答受付手段と、
   前記質問決定手段が前記質問順序記憶手段から終了を識別する情報を取得したときは、前記回答記憶手段の記憶内容に対応する結果情報を、前記結果情報記憶手段から取得して出力する結果出力手段と
   を備えることを特徴とするスペクトル分析装置。
2. 質問の識別情報に対応付けて、該識別情報の質問が関連する波長域を図示したスペクトルのグラフ画像を記憶するグラフ記憶手段を備え、
   前記質問表示手段は、前記質問決定手段が取得した質問の識別情報に対応する質問の文章を、前記質問文記憶手段から取得して表示させるとともに、前記表示した質問の識別情報に対応付けられたグラフ画像を前記グラフ記憶手段から取得して表示させること
   を特徴とする請求項１に記載のスペクトル分析装置。
3. 前記今回以前の質問の識別情報と回答は、前回の質問の識別情報と回答および前々回の識別情報と回答であり、
   前記質問文記憶手段が記憶する質問の文章は、赤外線吸収スペクトルに対する質問であり、
   前記分析結果の含有化合物は、高分子有機化合物であること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のスペクトル分析装置。
4. 質問の識別情報に対応付けて、該識別情報の質問について、特定の無機物を含んでいる場合に入力すべき回答を記述した文章を記憶する無機物記憶手段と、
   質問の識別情報に対応付けて、該識別情報の質問が対象としている波長域のスペクトルに影響を与える無機物を含んでいる場合のスペクトルのグラフ画像を記憶する無機物グラフ記憶手段と
   をさらに備え、
   前記質問表示手段は、質問の文章を表示するとともに、前記表示した質問の識別情報に対応付けられた文章を前記無機物記憶手段から取得して表示させ、前記表示した質問の識別情報に対応付けられたグラフ画像を前記無機物グラフ記憶手段から取得して表示させること
   を特徴とする請求項３に記載のスペクトル分析装置。
5. 前記結果情報記憶手段は、結果情報として、一つまたは複数の高分子有機化合物と、前記高分子有機化合物各々を含有している確信度とを記憶し、
   前記結果出力手段は、前記質問決定手段が前記質問順序記憶手段から終了を識別する情報を取得したときは、前記回答記憶手段の記憶内容に対応する一つまたは複数の高分子有機化合物と、前記高分子有機化合物各々を含有している確信度とを、前記結果情報記憶手段から取得して出力すること
   を特徴とする請求項３または請求項４に記載のスペクトル分析装置。
6. コンピュータを、
   質問の識別情報と、該質問に対して入力された回答とを対応付けて、回答順に記憶する回答データベースから今回の質問の識別情報と回答と、今回以前の質問の識別情報と回答とを取得し、今回の質問の識別情報と回答と今回以前の質問の識別情報と回答と次の質問の識別情報もしくは終了を識別する情報とを対応付けて記憶する質問順序データベースを参照して、前記回答データベースから取得した情報に対応する次回の質問の識別情報を取得する質問決定手段、
   前記質問決定手段が取得した質問の識別情報に対応する質問の文章を、質問の識別情報と、分析対象のスペクトルに対する質問の文章とを対応付けて記憶する質問文データベースから取得して表示させる質問表示手段、
   前記質問表示手段が表示させた質問に対する回答の入力を受付け、前記質問表示手段が表示した質問の識別情報と対応付けて、前記受付けた回答を前記回答データベースに格納する回答受付手段、
   前記質問決定手段が前記質問順序データベースから終了を識別する情報を取得したときは、前記回答データベースの記憶内容に対応する結果情報を、分析結果の含有化合物に関する情報である結果情報と、該結果情報に至るまでの質問の識別情報と回答とを対応付けて記憶する結果情報データベースから取得して出力する結果出力手段
   として機能させるためのプログラム。
   
   

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