JP2011052996A

JP2011052996A - 分光分析装置

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Publication number: JP2011052996A
Application number: JP2009199939A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Iga; 光博伊賀; Makoto Komiyama; 誠小宮山; Kodai Murayama; 広大村山
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2011-03-17

Abstract

【課題】より正確で安定した吸光スペクトル測定できる分光分析装置を実現すること。
【解決手段】被測定対象に投光する光源と、被測定対象からの反射光である測定光又は参照光のスペクトルを測定して被測定対象を分析する分析手段を備えた分光分析装置において、前記測定光または前記参照光を前記分析手段に導く導光手段と、前記光源からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動可能な光分岐手段と、前記光分岐手段の位置を移動制御する制御手段と、前記光分岐手段からの光を反射しこれを前記参照光とする標準反射手段とを備え、前記光分岐手段は、前記光源からの光を反射して前記標準反射手段に照射し前記標準反射手段により反射された参照光を前記導光手段に入射させる位置（以下、第１の位置という）に移動可能であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被測定対象に投光する光源と、被測定対象からの反射光である測定光あるいは光源から照射される光である参照光を検出して光信号を電気信号に変換する分析手段を備え、測定光と参照光とを用いて被測定対象を分析する分光分析装置に関し、特によりより正確で安定した吸光スペクトル測定に関する。

従来、近赤外光を利用した分光法などにより、光源から被測定対象に照射すると、被測定対象に含まれる成分に特有の波長域においてその成分の量に応じた吸光特性を示すことから、被測定対象からの反射光などの測定光から吸光度（特定成分による光の吸収度）を算出し、その吸光スペクトルに基づいて被測定対象に含まれる成分を分析する分光分析装置が知られている。

具体的には、被測定対象として農産物が挙げられる。たとえば、この農産物に光を照射し、その農産物を反射（または透過）した光から吸光度スペクトルを求めた後、農産物の糖度又は酸度を周知の破壊試験（屈折糖度計、電気伝導率メータなどを用いた試験等）にて算出し、吸光度スペクトルと糖度あるいは酸度の相関関係を表す式を作成し、これを検量線として予め記憶するとともに、農産物の透過光若しくは反射光から算出された吸光度を検量線に代入することで、その農産物の糖度や酸度に係る内部品質が測定されていた。

図５は従来の分光分析装置の構成図であり、図５において従来の分光分析装置は、主に、被測定対象５に投光する光源１と、光源１から照射されて被測定対象からの反射光である測定光を導く光ファイバなどの第１導光手段２と、光源１から照射される光を参照光として導く光ファイバなどの第２導光手段３と、光源１からの光を透過し被測定対象５からの測定光を透過する光学窓４と、測定光および参照光に基づいて吸光度（特定成分による光の吸収度）を算出し、その吸光度スペクトルに基づいて被測定対象に含まれる成分を分析する分析手段６とから構成される。

このような構成で従来の分光分析装置は次の動作を実行する。

光源１から出射される光は図示しない分岐手段により分岐される。分岐されたうちの一方の光（参照光）は、第１の導光手段２に導入されレンズＡを経て、被測定対象５に入射する。被測定対象５に入射した光のうち被測定対象５によって反射される光はレンズＡで集光されて第１の導光手段２に導入され、分析手段６に伝えられる。

他方、光源１から出射される光は図示しない分岐手段により分岐された他方の光（参照光）は、第２の導光手段３を介して分析手段６に入射する。すなわち、参照光は被測定対象５に照射されることなく、第２の導光手段を経て分析手段６に入射する。

分析手段６は、被測定対象５によって反射された光を測定光とし、第２の導光手段３を介して入射した光を参照光として、測定光および参照光に基づいて被測定対象５の吸収による減衰量を算出し、いいかれば吸光度（特定成分による光の吸収度）を算出して、その吸光度スペクトルに基づき被測定対象５に含まれる成分を分析する。

ここに、測定光は被測定対象５の吸収を受け、光源から投光された光のうち特定の波長の光が減衰するものである。

また参照光は、分析手段６が被測定対象５により反射された測定光が被測定対象５による反射前の光からどの程度減衰しているかを検出する比較対象として用いられるものである。

なお分析手段６と被測定対象５の距離が離れている場合、第１の導光手段を通る光は、導光手段（たとえば光ファイバ）の材質や長さなどによる影響や、周囲温度変化などの環境による影響を受ける。そのため、参照光を通す第２の導光手段の引き回しを、測定光の第１の導光手段の引き回し経路と同じようにすることで、参照光も測定光と同程度の影響を受けるようにする。

参照光は、被測定対象５による吸収の影響がないため、第２の導光手段の設置状況や周囲環境による影響のみを受けている。したがって、分析手段６は、参照光の波長ごとの光量変化に基づいて、被測定対象５反射後の測定光の波長ごとの光量変化を補正して、被測定対象５の吸収による減衰量を算出でき、この吸光度スペクトルに基づき被測定対象５に含まれる成分を分析できる。

具体的には、分析手段６にあらかじめ記憶されている吸光度スペクトルと被測定対象５の各種成分との相関関係を表す関係式に、被測定対象５からの反射光から算出された吸光度を代入することにより、被測定対象５に係る各種成分を測定・分析する。

このように、従来の分光分析装置は、分析手段が被測定対象からの反射光などの測定光および参照光に基づいて、吸光度（特定成分による光の吸収度）を算出し、その吸光スペクトルに基づいて被測定対象に含まれる成分を分析できる点で有効であった。

このような分光分析装置に関連する先行技術文献として下記の特許文献１、２がある。

特開２０００−２０６０３７号公報

特開２００８−２９８４６６号公報

しかし、従来の分光分析装置では、光源１から光を分岐する際に、参照光となる光の分だけ測定対象に投光できる光量が減るので、結果としてＳ／Ｎ比（Signal to Noise ratio）の悪いスペクトルを測定することになってしまい、正確な吸光スペクトル測定ができないという問題点があった。

また、光源１から光を分岐する際に使用する分岐手段としては、たとえばフィルタ・光ファイバカプラ・光スイッチなどが挙げられるがこれらの透過波長特性は、分岐先のポートによって異なる（各光素子の透過スペクトル特性の影響を受けてしまう）ので、参照光と測定対象に投光する光のスペクトルは異なってしまい、厳密には参照光としての利用になっておらず正確な吸光スペクトル測定ができないという問題点があった。

また、温度変動などが原因で光源の発光スペクトルが時間変化することがある場合があるので、測定の初期に何らかの方法で参照光としての光源スペクトルを測定しておいたとしてもその参照光のスペクトルが変化してしまい、正確な吸光スペクトル測定ができないという問題点があった。

本発明は上述の問題点を解決するものであり、その目的は、より正確で安定した吸光スペクトル測定できる分光分析装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
被測定対象に投光する光源と、被測定対象からの反射光である測定光又は参照光のスペクトルを測定して被測定対象を分析する分析手段を備えた分光分析装置において、
前記測定光または前記参照光を前記分析手段に導く導光手段と、
前記光源からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動可能な光分岐手段と、
前記光分岐手段の位置を予め定められたタイミングで移動制御する制御手段と、
前記光分岐手段からの光を反射しこれを前記参照光とする標準反射手段とを備え、
前記光分岐手段は、
前記光源からの光を反射して前記標準反射手段に照射し前記標準反射手段により反射された参照光を前記導光手段に入射させる位置（以下、第１の位置という）に移動可能であることを特徴とする分光分析装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の分光分析装置において、
前記制御手段は、
前記光分岐手段を前記光源からの光を反射不可能な位置に移動させて前記分析手段に前記被測定対象からの測定光のスペクトルを測定させた後に、前記光分岐手段を前記第１の位置に移動させて前記分析手段に前記参照光のスペクトルを測定させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の分光分析装置において、
前記制御手段は、
前記光分岐手段を前記第１の位置に移動させて前記分析手段に前記参照光のスペクトルを測定させた後に、前記光分岐手段を前記光源からの光を反射不可能な位置に移動させて前記分析手段に前記被測定対象からの測定光のスペクトルを測定させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３いずれかに記載の分光分析装置において、
前記光源からの光を透過し、前記被測定対象からの測定光を透過する第１の光学窓と、
前記光分岐手段からの光を透過し、前記標準反射手段から反射した光を透過する第２の光学窓を備え、
前記第１の光学窓を透過した光は被測定対象に照射され、
前記第２の光学窓を透過した光は前記標準反射手段に照射されることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４いずれかに記載の分光分析装置において、
前記標準反射手段は、
ミラーであることを特徴とする。

この結果、本発明の分光分析装置では、測定光または参照光を分析手段に導く導光手段と、光源からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動可能な光分岐手段と、予め定められたタイミングで光分岐手段の位置を制御する光分岐制御手段と、光分岐手段からの光を反射しこれを参照光とする標準反射手段と、光分岐手段は、光源からの光を反射して標準反射手段に照射し標準反射手段により反射された参照光を導光手段に入射させる「第１の位置」に移動可能とすることにより、より正確で安定した吸光スペクトル測定ができる。

また本発明の分光分析装置では、測定光または参照光を分析手段に導く導光手段と、光源からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動可能な光分岐手段と、予め定められたタイミングで光分岐手段の位置を制御する光分岐制御手段と、光分岐手段からの光を反射しこれを参照光とする標準反射手段と、光分岐手段は、光源からの光を反射して標準反射手段に照射し標準反射手段により反射された参照光を導光手段に入射させる「第１の位置」に移動可能とすることにより、従来技術のように光源から光を分岐する際に参照光となる光の分だけ測定対象に投光できる光量が減ることがなくなり、（光量の全量を測定光・参照光の測定に利用できるため、従来技術よりもＳ／Ｎ比の良いスペクトルを測定でき、より正確で安定した吸光スペクトル測定できる点で有効である。

本発明に係る分光分析装置の構成例を示す構成図である。本発明の分光分析装置における測定光・参照光の測定に係る動作説明図である。本発明の光分岐手段がスライド機構により移動する構成を示した説明図である。本発明の光分岐手段が回転ターレット機構により移動する構成を示した説明図従来の分光分析装置の構成図である。

本発明は、被測定対象に投光する光源と、被測定対象からの反射光である測定光あるいは光源から照射される光である参照光を検出して光信号を電気信号に変換する分析手段を備え、測定光と参照光とを用いて被測定対象を分析する分光分析装置に関し、特によりより正確で安定した吸光スペクトル測定に関する。以下、図面を用いて本発明の分光分析装置を説明する。

図１は、本発明に係る分光分析装置の構成例を示す構成図であり、図５と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。図５との相違点は、主に、参照光を取得するために光源からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動可能な光分岐手段と、予め定められたタイミングで光分岐手段の位置を移動制御する制御手段と、光分岐手段からの光を反射しこれを参照光とする標準反射手段を備え、光分岐手段が光源からの光を反射して標準反射手段に照射し標準反射手段により反射された参照光を導光手段に入射させる位置（以下、第１の位置という）に移動可能である点で相違する。

図１の（Ａ）は光分岐手段８が光源１からの光を反射可能な位置に配置され参照光を測定する場合の説明図、（Ｂ）は光分岐手段８が光源１からの光を反射不可能な位置に配置され測定光を測定する場合の説明図である。

図１において本発明に係る分光分析装置は、主に、被測定対象５に投光する光源１と、導光手段７と、光学窓４と、光分岐手段８と、標準反射手段９と、光学窓１０と、制御手段１１と、分析手段６とから構成される。

導光手段７は、光源１から照射された光、被測定対象からの反射光である測定光または参照光を導く光ファイバ、バンドルファイバ、光ファイバカプラ、サーキュレータなどであって、導光手段７に導入された光を分岐し、一方の光を分析手段６へ導光する。

光学窓４は、光源１からの光を透過し被測定対象５からの測定光を透過する。

光分岐手段８は、光源１からの光を反射するミラーなどの反射板と光源１からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動可能とする駆動手段（図示せず）とから構成されるものであって、光源１からの光を反射可能な位置にある場合には、この光を反射して光学窓１０を経て標準反射手段９に照射する。

ここで光分岐手段８の反射板は、フィルタや光ファイバカプラなどと比較してより波長特性の良好な光学素子（たとえばミラー）であるものとする。このようにすれば、（たとえばミラーは）従来技術の問題点で述べたフィルタ、光ファイバカプラ、光スイッチなど、と比較して波長特性がよい（フラットに近い）ため、被測定対象への投光とほぼ同様なスペクトルを持つ参照光を測定することが出来る点で有効である

なお光分岐手段８の駆動手段（図示せず）は、制御手段１１と電気的に接続され、制御手段１１からの制御信号に基づき光源１からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動する。また、この駆動手段は、たとえば反射板の回転角度を制御するものであってもよく制御手段１１からの制御信号に基づいて、たとえば図１に示すように反射板の回転角度を制御して光源１からの光を反射可能または反射不可能な位置に回転移動させるものでもよい。

標準反射手段９は、光分岐手段８が光源１からの光を反射可能な位置にある場合に光分岐手段８により反射され光学窓１０を経て照射される光を拡散反射する。分析手段６はこの拡散反射された光を参照光とする。なお標準反射手段９は、あらかじめ反射率が既知のものであって入射光を拡散反射するものであればどのようなものでもよい。

標準反射手段９には、たとえばテフロン（登録商標）の粉末を押し固めてベーキングした標準反射板、スペクトラロン標準反射板、インフラゴールド標準反射板などが挙げられる。なおこの標準反射手段９の代わりにミラーを構成要素とするものでもよい。

光学窓１０は光分岐手段８からの反射光を透過し、標準反射手段９からの参照光を透過する。

制御手段１１は、図示しない記憶手段に格納されている予め定められたタイミングまたは予め定められた測定間隔で光分岐手段８の位置を移動制御させる。また、この制御手段１１は光分岐手段８の現在位置から光源１からの光を反射可能な位置または反射不可能な位置に光分岐手段８（の反射板）を回転移動させるための回転角度を算出し、この回転角度に基づいた制御信号を光分岐手段８（の駆動手段）に送信する。

分析手段６は、測定光および参照光に基づいて吸光度（特定成分による光の吸収度）を算出し、その吸光度スペクトルに基づいて被測定対象に含まれる成分を分析する。なお、分析手段は光スペクトルを測定するもので、分光機能があればその種は問わない。

なお本発明に係る分光分析装置の制御手段１１は、各手段の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）などからなるものでもよい。具体的には制御手段１１は、図示しない記憶手段に格納されているＯＳなどを起動して、このＯＳ上で記憶手段に格納されたプログラムを読み出して実行することにより分光分析装置全体を制御し、予め定められたタイミングまたは測定間隔で光分岐手段８を制御して光分岐手段８の位置を移動させ、分析手段６に測定光または参照光に基づいて被測定対象５の吸収による減衰量を算出させ、この吸光度スペクトルに基づき被測定対象５に含まれる成分を分析させる。

また本発明に係る分光分析装置は、表示手段１２も構成要素とするものでもよく、表示手段１２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等であって、分析手段６から受信した分析結果を表示するものでもよい。

このような構成で本発明にかかる分光分析装置は次の動作を実行する。

本発明に係る分光分析装置は、おおまかにいえば以下の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の動作からなる。分光分析装置は（Ａ）と（Ｂ）（または（Ｂ）と（Ａ））の測定動作を時分割で行い、（Ｃ）の吸光度スペクトルに基づき被測定対象の分析を行なう。
（Ａ）分析手段６は、光分岐手段８が光源１からの光を反射可能な位置に配置されている場合には参照光を測定する。
（Ｂ）分析手段６は、光分岐手段８が光源１からの光を反射不可能な位置に配置されている場合には測定光を測定する。
（Ｃ）分析手段６は、（Ａ）・（Ｂ）の測定動作で得られた測定光、参照光のスペクトルに基づき被測定対象の分析を行なう。

分光分析装置による、（Ａ）と（Ｂ）（または（Ｂ）と（Ａ））の測定動作を時分割で行うというのは、具体的には、測定光→参照光→測定光→参照光（または参照光→測定光→参照光→測定光）として各光のスペクトル取得を行なうことである。

以下（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の動作について詳細に説明する。

＜（Ａ）の動作について＞
（Ａ）の動作は、図１（Ａ）に示す配置状態における動作であって、以下の（１）〜（８）の動作を行なう。
（１）制御手段１１は、予め定められたタイミングで光分岐手段８を制御して、光源１からの光を反射可能な位置に配置する。具体的には、制御手段１１は、光源からの光を反射して標準反射手段９に照射し標準反射手段９により反射された参照光を導光手段７に入射させる「第１の位置」（図１（Ａ）に記載の位置）に位置移動させ配置させる。
（２）分光分析装置の光源１は、参照光を得るために導光手段７に出射し、導光手段７は光源１からの光をレンズＡに導いて、レンズＡに投光する。なお光源１は制御手段１１により制御されて投光するものでもよい。
（３）レンズＡに投光された光はレンズＡによりビーム幅や平行度が整えられて平行光の状態となって、光分岐手段８に入射する。
（４）光分岐手段８に入射した光は、光分岐手段８により反射して光学窓１０を介して標準反射手段９に入射する。
（５）標準反射手段９は、光学窓１０を介して入射した光を反射して光学窓１０を経て光分岐手段８に入射する。
（６）光分岐手段８に入射した光は、光分岐手段８により反射してレンズＡを介して集光されて導光手段７に導入され分析手段６に伝えられる。
（７）分析手段６は、標準反射手段９で反射された光を参照光として受光し参照光のスペクトルを検出する。
（８）制御手段１１は、これら（１）〜（７）の動作を断続的に行なって参照光を測定し続ける。具体的には制御手段１１は、予め定められたスケジュールやタイミング等に従って光分岐手段８を制御して光源１からの光を反射可能な位置に配置することにより、断続的に参照光を測定し続ける。

このため本発明の分光分析装置では、制御手段１１が予め定められたタイミングで光分岐手段８を「第１の位置」に配置移動させて迂回光路を作成し、分析手段６はその先にある標準反射手段９からの反射光である参照光を取得することにより、たとえば温度変動などが原因による光源の発光スペクトルの時間変化のために生じる、測定の初期に何らかの方法で参照光としての光源スペクトルを測定しておいたとしてもその参照光のスペクトルが変化してしまうという問題点を解決できる。

＜（Ｂ）の動作について＞
（Ｂ）の動作は、図１（Ｂ）に示す配置状態における動作であって、以下の（１）〜（６）の動作を行なう。
（１）制御手段１１は、予め定められたタイミングで光分岐手段８を制御して、光源１からの光を反射不可能な位置に配置する。
（２）分光分析装置の光源１は、測定光を検出するために導光手段７に出射し、導光手段７は光源１からの光をレンズＡに導いて、レンズＡに投光する。なお光源１は制御手段１１により制御されて投光するものでもよい。
（３）レンズＡに投光された光はレンズＡによりビーム幅や平行度が整えられて平行光の状態となって、光学窓４を介して被測定対象５に入射する。
（４）被測定対象５は、光学窓４を介して入射した光を反射し、この反射光は光学窓４およびレンズＡを介して集光されて導光手段７に導入され分析手段６に伝えられる。
（５）分析手段６は、被測定対象５で反射された光を測定光として受光し測定光のスペクトルを検出する。
（６）制御手段１１は、これら（１）〜（５）の動作を断続的に行なって測定光を測定し続ける。具体的には制御手段１１は、予め定められたスケジュールやタイミング等に従って光分岐手段８を制御して光源１からの光を反射不可能な位置に配置することにより、断続的に測定光を測定し続ける。

＜（Ｃ）の動作について＞
分析手段６は、（Ａ）で得られた参照光の波長ごとの光量変化に基づいて、（Ｂ）で得られた被測定対象５の反射光である測定光の波長ごとの光量変化を補正して、被測定対象５の吸収による減衰量を算出でき、この吸光度スペクトルに基づき被測定対象５に含まれる成分を分析する。

＜（Ａ）〜（Ｃ）の動作のまとめ＞
本発明の分光分析装置は測定光・参照光の測定を時分割で行い、具体的には制御手段１１は、予め定められたタイミングまたは測定間隔で（Ｂ）および（Ａ）（または（Ａ）および(Ｂ)）の動作を行ない、（Ｃ）の動作を実行する。

いいかえれば、制御手段１１は、（Ｂ）と（Ａ）（または（Ａ）と（Ｂ））の動作を交互に断続的に行なって参照光および／または測定光を測定し続ける。具体的には制御手段１１は、予め定められたスケジュールやタイミング等に従って光分岐手段８を制御して光源１からの光を反射可能な位置（「第１の位置」）または反射不可能な位置に配置することにより、断続的に測定光・参照光を測定し続ける。

いいかえれば、本発明の分光分析装置では、制御手段１１が予め定められたタイミングで光分岐手段８を配置移動させて迂回光路を作成し、分析手段６はその先にある標準反射手段９からの反射光である参照光を取得して測定光、参照光のスペクトルに基づき被測定対象の分析を行なう。

ここで本発明の分光分析装置の測定光・参照光の測定動作および光分岐手段８の位置移動のタイミングについてタイミングチャートを用いて説明する。図２は、本発明の分光分析装置における測定光・参照光の測定に係る動作説明図である。

図２の「状態線１００」は測定光が分析手段６に入射している状態、いいかえれば分析手段６が測定光を検出・分析している状態を示す状態線であり、状態線１００が立ち上がっているときが分析手段６が測定光を測定している状態を示すものである。

「状態線１１０」は光分岐手段８が位置移動している状態を示している。状態線１１０が立ち上がっているときが光分岐手段８が位置移動している状態を示すものである。

「状態線１２０」は参照光が分析手段６に入射している状態、いいかえれば分析手段６が参照光を検出・分析している状態を示す状態線であり、状態線１２０が立ち上がっているときが分析手段６が参照光を測定している状態を示すものである。

図２において、初期状態（時間Ｔ０）では、光分岐手段８は光源１からの光を反射不可能な位置に配置されているものとして説明する。

本発明の分析手段は、図２の状態線１００、１１０、１２０に示すごとく、以下の（１）〜（５）のように動作を行なう。
（１）分光分析装置の制御手段１１は、予め定められたタイミング（たとえば時間Ｔ１）で光源１を制御して投光させる。
（２）分光分析装置の制御手段１１は、分析手段６が測定光を測定する。
（３）分光分析装置の制御手段１１は、（予め定められた）一定時間だけ分析手段６が測定光を測定すると、その直後に光分岐手段８を制御して位置移動させる。具体的には制御手段１１は光分岐手段８を光源１からの光を反射可能な位置（「第１の位置」）に移動させる。
たとえば、制御手段１１は光分岐手段８の現在位置から光源１からの光を反射不可能な位置に光分岐手段８（の反射板）を回転移動させるための回転角度を算出し、この回転角度に基づいた制御信号を光分岐手段８（の駆動手段）に送信する。光分岐手段８の駆動手段（図示せず）は、制御手段１１からの制御信号に基づき光源１からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動する。また、この駆動手段は、たとえば反射板の回転角度を制御するものであってもよく制御手段１１からの制御信号に基づいて、たとえば図１に示すように反射板の回転角度を制御して光源１からの光を反射可能または反射不可能な位置に回転移動させるものでもよい。
（４）分光分析装置の制御手段１１は、分析手段６が参照光を測定する。

なお、分光分析装置の制御手段１１は、予め被測定対象の測定時間間隔が分かっている場合には光分岐手段８を制御して位置移動させて分析手段６に測定光を測定させるものでもよい（この動作を動作（５）とする）。このとき、制御手段１１は光分岐手段８を光源１からの光を反射不可能な位置に移動させる。この場合、分光分析装置の制御手段１１は以降（１）〜（５）の動作を繰り返し行なうことにより、上述の（Ｂ）および（Ａ）の動作を交互に断続的に行なって参照光および／または測定光を時分割で測定し（Ｃ）の動作を実行して、被測定対象５の分析を行なうことが可能となる。
被測定対象の測定時間間隔は分光器の種類によって（感度など）受光時間が異なることから、特性が既知である分光器を利用して受光時間を変化させることにより、測定時間間隔を予め被測定対象の測定時間間隔を把握することができる。

また、特に図示して説明しないが、本発明の分光分析装置は、光分岐手段を制御して第１の位置に移動させて分析手段に参照光のスペクトルを測定させた後に、光分岐手段を光源からの光を反射不可能な位置に移動させて分析手段に被測定対象からの測定光のスペクトルを測定させるものでもよい。これにより本発明の分光分析装置は、上述の（Ａ）および（Ｂ）の動作を交互に断続的に行なって参照光および／または測定光を時分割で測定し（Ｃ）の動作を実行して、被測定対象５の分析を行なうことが可能となる。

また本発明の分光分析装置では、測定光または参照光を分析手段に導く導光手段と、光源からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動可能な光分岐手段と、予め定められたタイミングで光分岐手段の位置を制御する光分岐制御手段と、光分岐手段からの光を反射しこれを参照光とする標準反射手段と、光分岐手段は、光源からの光を反射して標準反射手段に照射し標準反射手段により反射された参照光を導光手段に入射させる「第１の位置」に移動可能とすることにより、従来技術のように光源から光を分岐する際に参照光となる光の分だけ測定対象に投光できる光量が減ることがなくなり、光量の全量を測定光・参照光の測定に利用できるため、従来技術よりもＳ／Ｎ比の良いスペクトルを測定でき、より正確で安定した吸光スペクトル測定できる点で有効である。

いいかえれば、制御手段１１が予め定められたタイミングで光分岐手段８を配置移動させて「迂回光路」を作成し、分析手段６はその先にある標準反射手段９からの反射光である参照光を取得できるようになるので、従来技術のように光源から光を分岐する際に参照光となる光の分だけ測定対象に投光できる光量が減ることがなくなり、光量の全量を測定光・参照光の測定に利用できるため、従来技術よりもＳ／Ｎ比の良いスペクトルを測定でき、より正確で安定した吸光スペクトル測定ができる点で有効である。

また本発明の分光分析装置では、測定光または参照光を分析手段に導く導光手段と、光源からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動可能な光分岐手段と、予め定められたタイミングで光分岐手段の位置を制御する光分岐制御手段と、光分岐手段からの光を反射しこれを参照光とする標準反射手段と、光分岐手段は、光源からの光を反射して標準反射手段に照射し標準反射手段により反射された参照光を導光手段に入射させる「第１の位置」に移動可能とすることにより、従来技術の問題点のように光源１から光を分岐する際に使用する分岐手段の透過波長特性は分岐先のポートによって異なるので参照光と測定対象に投光するスペクトルは異なってしまい厳密には参照光としての利用になっておらず正確な吸光スペクトル測定ができないということがなくなり、より正確で安定した吸光スペクトル測定ができる点で有効である。

また本発明の分光分析装置では、測定光または参照光を分析手段に導く導光手段と、光源からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動可能な光分岐手段と、予め定められたタイミングで光分岐手段の位置を制御する光分岐制御手段と、光分岐手段からの光を反射しこれを参照光とする標準反射手段と、光分岐手段は、光源からの光を反射して標準反射手段に照射し標準反射手段により反射された参照光を導光手段に入射させる「第１の位置」に移動可能とすることにより、従来技術のように温度変動などが原因で光源の発光スペクトルが時間変化することがある場合があるので、測定の初期に何らかの方法で参照光としての光源スペクトルを測定しておいたとしてもその参照光のスペクトルが変化してしまうということがなくなり、より正確で安定した吸光スペクトル測定ができる点で有効である。

（その他の実施例）
なお、本発明に係る分光分析装置は、光分岐手段８の反射板の位置を移動できるものであればどのような機構を用いるものでもよく、たとえばスライド機構を用いるものでもよい。図３は、本発明の光分岐手段がスライド機構により移動する構成を示した説明図である。この場合、制御手段１１は、図示しない記憶手段に格納されている予め定められたタイミングまたは予め定められた測定間隔で、光分岐手段８の現在位置から光源１からの光を反射可能な位置または反射不可能な位置に光分岐手段８（の反射板）を移動させるための移動距離を算出し、この移動距離に基づいた制御信号を光分岐手段８（の駆動手段）に送信する。光分岐手段８の駆動手段は、たとえば反射板の位置をスライドさせて移動制御するものであって、制御手段１１からの制御信号に基づいて、たとえば図３に示すように反射板の位置を移動制御して光源１からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動させるものでもよい。

また、本発明に係る分光分析装置は、光分岐手段８の反射板の位置を移動させる機構は回転ターレット機構であってもよい。図４は、本発明の光分岐手段が回転ターレット機構により移動する構成を示した説明図である。この場合、光分岐手段の回転ターレット機構のうち、ターレットは、参照光を得るための反射板（またはフィルタ）と測定光を得るための測定用レンズとが交互に備えられているものや、反射板（またはフィルタ）と何も備えられておらず孔（孔部）となっている構成のものでもよい。制御手段１１は、図示しない記憶手段に格納されている予め定められたタイミングまたは予め定められた測定間隔で、光分岐手段８の現在位置から光源１からの光を反射可能な位置または反射不可能な位置に光分岐手段８（の反射板または測定用レンズ）を移動させるための回転角度を算出し、この移動距離に基づいた制御信号を光分岐手段８（の駆動手段）に送信する。光分岐手段８の駆動手段は、たとえば反射板（またはフィルタ）あるいは測定用レンズ（孔部）の位置を回転させて移動制御するものであって、制御手段１１からの制御信号に基づいて、たとえば図４に示すように反射板または測定用レンズの位置を移動制御して光源１からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動させるものでもよい。

以上説明したように、本発明の分光分析装置では、測定光または参照光を分析手段に導く導光手段と、光源からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動可能な光分岐手段と、予め定められたタイミングで光分岐手段の位置を制御する光分岐制御手段と、光分岐手段からの光を反射しこれを参照光とする標準反射手段と、光分岐手段は、光源からの光を反射して標準反射手段に照射し標準反射手段により反射された参照光を導光手段に入射させる「第１の位置」に移動可能とすることにより、より正確で安定した吸光スペクトル測定ができるので、より正確な被測定対象に含まれる成分分析に貢献できる。

１光源
２第１の導光手段
３第２の導光手段
４、１０光学窓
５被測定対象
６分析手段
７導光手段
８光分岐手段
９標準反射手段
１１制御手段
１２表示手段

Claims

被測定対象に投光する光源と、被測定対象からの反射光である測定光又は参照光のスペクトルを測定して被測定対象を分析する分析手段を備えた分光分析装置において、
前記測定光または前記参照光を前記分析手段に導く導光手段と、
前記光源からの光を反射可能または反射不可能な位置に移動可能な光分岐手段と、
前記光分岐手段の位置を予め定められたタイミングで移動制御する制御手段と、
前記光分岐手段からの光を反射しこれを前記参照光とする標準反射手段とを備え、
前記光分岐手段は、
前記光源からの光を反射して前記標準反射手段に照射し前記標準反射手段により反射された参照光を前記導光手段に入射させる位置（以下、第１の位置という）に移動可能であることを特徴とする分光分析装置。
前記制御手段は、
前記光分岐手段を前記光源からの光を反射不可能な位置に移動させて前記分析手段に前記被測定対象からの測定光のスペクトルを測定させた後に、前記光分岐手段を前記第１の位置に移動させて前記分析手段に前記参照光のスペクトルを測定させることを特徴とする
請求項１記載の分光分析装置。
前記制御手段は、
前記光分岐手段を前記第１の位置に移動させて前記分析手段に前記参照光のスペクトルを測定させた後に、前記光分岐手段を前記光源からの光を反射不可能な位置に移動させて前記分析手段に前記被測定対象からの測定光のスペクトルを測定させることを特徴とする
請求項１または２記載の分光分析装置。
前記光源からの光を透過し、前記被測定対象からの測定光を透過する第１の光学窓と、
前記光分岐手段からの光を透過し、前記標準反射手段から反射した光を透過する第２の光学窓を備え、
前記第１の光学窓を透過した光は被測定対象に照射され、
前記第２の光学窓を透過した光は前記標準反射手段に照射されることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の分光分析装置。
前記標準反射手段は、
ミラーであることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の分光分析装置。