JP3425674B2 - 成分濃度測定装置および方法 - Google Patents
成分濃度測定装置および方法Info
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- JP3425674B2 JP3425674B2 JP18990093A JP18990093A JP3425674B2 JP 3425674 B2 JP3425674 B2 JP 3425674B2 JP 18990093 A JP18990093 A JP 18990093A JP 18990093 A JP18990093 A JP 18990093A JP 3425674 B2 JP3425674 B2 JP 3425674B2
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- light
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
-
- G—PHYSICS
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- G01N2021/1791—Time resolved stroboscopic; pulse gated; time range gated
-
- G—PHYSICS
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-
- G—PHYSICS
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非破壊的測定、或は無
侵襲，非観血測定に好適な成分濃度測定装置および方法
に関するものである。
侵襲，非観血測定に好適な成分濃度測定装置および方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、生物学，医学の分野において、無
侵襲的，非観血的に被測定物の検査を可能とする近赤外
ＣＴが公知である。これらの技術は、散乱系における近
赤外線の飛行時間測定法(time of flight method)を応
用したものである。例えば、この近赤外ＣＴの場合、被
測定物の一方からパルスレーザを照射し、被測定物を透
過した光の光量を時間分解測定して、時間経過ととも
に、変化する透過光の光量のうち、最初の極く短い時間
の間に透過して来た光の光量データ以外は無視して、こ
の最初の短時間の光量データに基づいて被測定物内部の
画像を形成している。即ち、この極く短時間の間に受光
部に到達した光が、被測定物内部を最短距離で通過した
ものと見て、この光量データから鮮明な画像を形成しよ
うとするものである。
侵襲的，非観血的に被測定物の検査を可能とする近赤外
ＣＴが公知である。これらの技術は、散乱系における近
赤外線の飛行時間測定法(time of flight method)を応
用したものである。例えば、この近赤外ＣＴの場合、被
測定物の一方からパルスレーザを照射し、被測定物を透
過した光の光量を時間分解測定して、時間経過ととも
に、変化する透過光の光量のうち、最初の極く短い時間
の間に透過して来た光の光量データ以外は無視して、こ
の最初の短時間の光量データに基づいて被測定物内部の
画像を形成している。即ち、この極く短時間の間に受光
部に到達した光が、被測定物内部を最短距離で通過した
ものと見て、この光量データから鮮明な画像を形成しよ
うとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の近赤外ＣＴ
では、被測定物の内部情報を得るのに、経過時間ととも
に変化する透過光の最初の部分のみを利用しているが、
被測定物内の成分濃度を測定する場合、上記近赤外ＣＴ
の場合と同様な考えを採用することが必ずしも適当でな
い。正確な成分濃度を求めるには、測定系の測定精度を
高める必要があり、このためには測定系のＳ／Ｎ比を高
める必要がある。本発明は、上述した必要性を満たすこ
とを課題としてなされたもので、非破壊的，無侵襲的，
非観血的に被測定物中の成分濃度を精度よく測定するこ
とを可能とした成分濃度測定装置および方法を提供しよ
うとするものである。
では、被測定物の内部情報を得るのに、経過時間ととも
に変化する透過光の最初の部分のみを利用しているが、
被測定物内の成分濃度を測定する場合、上記近赤外ＣＴ
の場合と同様な考えを採用することが必ずしも適当でな
い。正確な成分濃度を求めるには、測定系の測定精度を
高める必要があり、このためには測定系のＳ／Ｎ比を高
める必要がある。本発明は、上述した必要性を満たすこ
とを課題としてなされたもので、非破壊的，無侵襲的，
非観血的に被測定物中の成分濃度を精度よく測定するこ
とを可能とした成分濃度測定装置および方法を提供しよ
うとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１発明は、被測定物に異なる波長のパルス光を照
射する光照射部と、上記パルス光を発生した後の経過時
間とともに変化する上記被測定物からの反射光および透
過光のうちの少なくともいずれか一方の光量を時間分解
測定する受光部と、上記経過時間と測定光量との関係
を、上記被測定物中において光が進んだ距離である光路
長と単位濃度の変化に対する上記測定光量の変化量との
関係に変換して、この変化量のピーク値が生じるときの
光路長，光量を波長毎に記憶し、各波長における最適光
路長を選択し、この最適光路長における光量値に基い
て、上記被測定物中の成分濃度を算出し、算出結果を出
力する演算部とから形成した。
に、第１発明は、被測定物に異なる波長のパルス光を照
射する光照射部と、上記パルス光を発生した後の経過時
間とともに変化する上記被測定物からの反射光および透
過光のうちの少なくともいずれか一方の光量を時間分解
測定する受光部と、上記経過時間と測定光量との関係
を、上記被測定物中において光が進んだ距離である光路
長と単位濃度の変化に対する上記測定光量の変化量との
関係に変換して、この変化量のピーク値が生じるときの
光路長，光量を波長毎に記憶し、各波長における最適光
路長を選択し、この最適光路長における光量値に基い
て、上記被測定物中の成分濃度を算出し、算出結果を出
力する演算部とから形成した。
【０００５】第２発明は、上記光照射部が、異なる波長
のパルスレーザの発生が可能なレーザ発生装置を備えた
構成とした。
のパルスレーザの発生が可能なレーザ発生装置を備えた
構成とした。
【０００６】第３発明は、上記レーザ発生装置が、可変
波長レーザ発生装置である構成とした。
波長レーザ発生装置である構成とした。
【０００７】第４発明は、光照射部により被測定物に選
択された波長のパルス光を照射するステップと、上記パ
ルス光を発生した後の経過時間とともに変化する上記被
測定物からの反射光および透過光のうちの少なくともい
ずれか一方の光量を受光部により時間分解測定するステ
ップと、この測定したデータを演算部に記憶させるステ
ップとを、パルス光の波長を異ならせて上記ステップを
繰り返し、演算部により上記経過時間と測定光量との関
係を、上記被測定物中において光が進んだ距離である光
路長と単位濃度の変化に対する上記測定光量の変化量と
の関係に変換して、この変化量のピーク値が生じるとき
の光路長，光量を波長毎に記憶し、各波長における最適
光路長を選択し、この最適光路長における光量値に基い
て、上記被測定物中の成分濃度を算出し、算出結果を出
力するようにした。
択された波長のパルス光を照射するステップと、上記パ
ルス光を発生した後の経過時間とともに変化する上記被
測定物からの反射光および透過光のうちの少なくともい
ずれか一方の光量を受光部により時間分解測定するステ
ップと、この測定したデータを演算部に記憶させるステ
ップとを、パルス光の波長を異ならせて上記ステップを
繰り返し、演算部により上記経過時間と測定光量との関
係を、上記被測定物中において光が進んだ距離である光
路長と単位濃度の変化に対する上記測定光量の変化量と
の関係に変換して、この変化量のピーク値が生じるとき
の光路長，光量を波長毎に記憶し、各波長における最適
光路長を選択し、この最適光路長における光量値に基い
て、上記被測定物中の成分濃度を算出し、算出結果を出
力するようにした。
【０００８】さらに、第５発明は、(ｉ) 光照射部によ
り選択された波長のパルス光を発生させて、受光部によ
り、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの基準と
なる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの透過光量Ｉtを時間分解測定
するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，透過光量Ｉt(Ｌ)について、
ある基準経過時刻ｔOに対応する基準光路長ＬOでの基準
受光量ＩR(ＬO)，基準透過光量Ｉt(ＬO)を選択するステ
ップと、 (iv) 式Ｉt(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ(ｔ：被測定物に対する
光の透過率)により、基準光路長ＬOにおけるγの値γO
を算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの透過光量ＩtP(ｔP)を求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および透過
光量ＩtPから吸光度Ａについての式Ａ＝log10(ＩR／
Ｉt)からＩRP，ＩtPに対応する吸光度ＡPを算出するス
テップとを、複数の波長について繰り返し、算出された
各吸光度に基いて、多変量解析することにより被測定物
の成分濃度を算出し、算出結果を出力するようにした。
り選択された波長のパルス光を発生させて、受光部によ
り、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの基準と
なる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの透過光量Ｉtを時間分解測定
するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，透過光量Ｉt(Ｌ)について、
ある基準経過時刻ｔOに対応する基準光路長ＬOでの基準
受光量ＩR(ＬO)，基準透過光量Ｉt(ＬO)を選択するステ
ップと、 (iv) 式Ｉt(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ(ｔ：被測定物に対する
光の透過率)により、基準光路長ＬOにおけるγの値γO
を算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの透過光量ＩtP(ｔP)を求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および透過
光量ＩtPから吸光度Ａについての式Ａ＝log10(ＩR／
Ｉt)からＩRP，ＩtPに対応する吸光度ＡPを算出するス
テップとを、複数の波長について繰り返し、算出された
各吸光度に基いて、多変量解析することにより被測定物
の成分濃度を算出し、算出結果を出力するようにした。
【０００９】さらに、第６発明は、(ｉ) 光照射部によ
り選択された波長のパルス光を発生させて、受光部によ
り、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの基準と
なる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの反射光量Ｉrを時間分解測定
するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，反射光量Ｉr(Ｌ)について、
ある基準経過時刻ｔOに対応する基準光路長ＬOでの基準
受光量ＩR(ＬO)，基準反射光量Ｉr(ＬO)を選択するステ
ップと、 (iv) 式Ｉr(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ(ｔ：被測定物に対する
光の透過率)により、基準光路長ＬOにおけるγの値γO
を算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの反射光量ＩrP(ｔP)を求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および反射
光量ＩrPから吸光度Ａについての式Ａ＝log10(ＩR／
Ｉr)からＩRP，ＩtPに対応する吸光度ＡPを算出するス
テップとを、 複数の波長について繰り返し、算出された各吸光度に基
いて、多変量解析することにより被測定物の成分濃度を
算出し、算出結果を出力するようにした。
り選択された波長のパルス光を発生させて、受光部によ
り、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの基準と
なる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの反射光量Ｉrを時間分解測定
するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，反射光量Ｉr(Ｌ)について、
ある基準経過時刻ｔOに対応する基準光路長ＬOでの基準
受光量ＩR(ＬO)，基準反射光量Ｉr(ＬO)を選択するステ
ップと、 (iv) 式Ｉr(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ(ｔ：被測定物に対する
光の透過率)により、基準光路長ＬOにおけるγの値γO
を算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの反射光量ＩrP(ｔP)を求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および反射
光量ＩrPから吸光度Ａについての式Ａ＝log10(ＩR／
Ｉr)からＩRP，ＩtPに対応する吸光度ＡPを算出するス
テップとを、 複数の波長について繰り返し、算出された各吸光度に基
いて、多変量解析することにより被測定物の成分濃度を
算出し、算出結果を出力するようにした。
【００１０】さらに、第７発明は、(ｉ) 光照射部によ
り選択された波長のパルス光を発生させて、受光部によ
り、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの基準と
なる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの透過光量Ｉt，反射光量Ｉrを
時間分解測定するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，透過光量Ｉt(Ｌ)，反射光量
Ｉr(Ｌ)について、ある基準経過時刻ｔOに対応する基準
光路長ＬOでの基準受光量ＩR(ＬO)，基準透過光量Ｉ
t(ＬO)，基準反射光量Ｉr(ＬO)を選択するステップと、 (iv) 式Ｉt(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ1(ｔ：被測定物に対する
光の透過率)，式Ｉr(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ2により、基準光
路長ＬOにおけるγの値γO1，γO2を算出するステップ
と、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの透過光量ＩtP(ｔP)，反射光量ＩrP(ｔP)を
求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および透過
光量ＩtP，反射光量ＩrPから吸光度Ａについての式Ａ＝
log10(ＩR／Ｉt)，式Ａ＝log10(ＩR／Ｉr)からＩRP，Ｉ
tP，ＩrPに対応する吸光度ＡPを算出するステップと
を、複数の波長について繰り返し、算出された各吸光度
に基づき多変量解析することにより被測定物の成分濃度
を算出し、算出結果を出力するようにした。
り選択された波長のパルス光を発生させて、受光部によ
り、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの基準と
なる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの透過光量Ｉt，反射光量Ｉrを
時間分解測定するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，透過光量Ｉt(Ｌ)，反射光量
Ｉr(Ｌ)について、ある基準経過時刻ｔOに対応する基準
光路長ＬOでの基準受光量ＩR(ＬO)，基準透過光量Ｉ
t(ＬO)，基準反射光量Ｉr(ＬO)を選択するステップと、 (iv) 式Ｉt(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ1(ｔ：被測定物に対する
光の透過率)，式Ｉr(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ2により、基準光
路長ＬOにおけるγの値γO1，γO2を算出するステップ
と、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの透過光量ＩtP(ｔP)，反射光量ＩrP(ｔP)を
求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および透過
光量ＩtP，反射光量ＩrPから吸光度Ａについての式Ａ＝
log10(ＩR／Ｉt)，式Ａ＝log10(ＩR／Ｉr)からＩRP，Ｉ
tP，ＩrPに対応する吸光度ＡPを算出するステップと
を、複数の波長について繰り返し、算出された各吸光度
に基づき多変量解析することにより被測定物の成分濃度
を算出し、算出結果を出力するようにした。
【００１１】
【作用】上記発明のように構成することにより、最もＳ
／Ｎ比が大きくなる状態での反射光量或および透過光量
のうちの少なくともいずれか一方から、非破壊的，無侵
襲的，非観血的に被測定物中の成分濃度が求められるよ
うになる。
／Ｎ比が大きくなる状態での反射光量或および透過光量
のうちの少なくともいずれか一方から、非破壊的，無侵
襲的，非観血的に被測定物中の成分濃度が求められるよ
うになる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図１，２は、第４，第５発明に係る成分濃度
測定方法を適用した第１，第２，第３発明の第１実施例
に係る成分濃度測定装置を示し、光照射部１，受光部
２、および演算部３とからなっている。光照射部１は、
可変波長パルスレーザ発生装置１１を備え、被測定物１
２に照射するパルスレーザの波長を異ならせることが可
能となっている。
説明する。図１，２は、第４，第５発明に係る成分濃度
測定方法を適用した第１，第２，第３発明の第１実施例
に係る成分濃度測定装置を示し、光照射部１，受光部
２、および演算部３とからなっている。光照射部１は、
可変波長パルスレーザ発生装置１１を備え、被測定物１
２に照射するパルスレーザの波長を異ならせることが可
能となっている。
【００１３】受光部２は、レンズ１３，光量検出手段１
４とを備え、上記パルスレーザを発生させた後、経過時
間とともに変化する被測定物１２からの透過光の光量を
測定する。ここで、レンズ１３は、被測定物１２からの
透過光を光量検出手段１４の受光部に集束させるもので
ある。演算部３は、上記経過時間と測定光量との関係
を、被測定物１２中において光が散乱しつつ進んだ距離
である光路長と単位濃度の変化に対する上記測定光量の
変化量との関係に変換して、この変化量のピーク値が生
じる光路長を波長毎に記憶し、この波長毎のピーク値，
光路長の値に基いて被測定物１２中の成分濃度、例えば
グルコース，ヘモグロビン，蛋白質，ビリルビン，糖分
の濃度を算出し、算出結果を出力する。なお、演算部３
は、可変波長パルスレーザ発生装置１１に接続してお
り、測定した透過光量と、透過光の波長との対応付けが
可能になっている。
４とを備え、上記パルスレーザを発生させた後、経過時
間とともに変化する被測定物１２からの透過光の光量を
測定する。ここで、レンズ１３は、被測定物１２からの
透過光を光量検出手段１４の受光部に集束させるもので
ある。演算部３は、上記経過時間と測定光量との関係
を、被測定物１２中において光が散乱しつつ進んだ距離
である光路長と単位濃度の変化に対する上記測定光量の
変化量との関係に変換して、この変化量のピーク値が生
じる光路長を波長毎に記憶し、この波長毎のピーク値，
光路長の値に基いて被測定物１２中の成分濃度、例えば
グルコース，ヘモグロビン，蛋白質，ビリルビン，糖分
の濃度を算出し、算出結果を出力する。なお、演算部３
は、可変波長パルスレーザ発生装置１１に接続してお
り、測定した透過光量と、透過光の波長との対応付けが
可能になっている。
【００１４】次に、この第１実施例に適用される第４，
第５発明に係る成分濃度測定方法について説明する。始
めに、図１中の被測定物１２がない状態で、光照射部１
を構成する可変波長パルスレーザ発生装置１１により選
択された波長、好ましくは近赤外領域のパルスレーザを
照射して、パルスレーザを発生した後の経過時間ｔとと
もに変化する被測定物からの基準となる受光量ＩRを受
光部２により時間分解測定する。ついで、図１に示すよ
うに、被測定物１２に装置が配置された状態において、
光照射部１を構成する可変波長パルスレーザ発生装置１
１により被測定物１２に始めに発生させたパルスレーザ
と同一波長のパルスレーザを照射し、経過時間ｔととも
に変化する被測定物１２からの透過光の光量Ｉtを受光
部２により時間分解測定する。
第５発明に係る成分濃度測定方法について説明する。始
めに、図１中の被測定物１２がない状態で、光照射部１
を構成する可変波長パルスレーザ発生装置１１により選
択された波長、好ましくは近赤外領域のパルスレーザを
照射して、パルスレーザを発生した後の経過時間ｔとと
もに変化する被測定物からの基準となる受光量ＩRを受
光部２により時間分解測定する。ついで、図１に示すよ
うに、被測定物１２に装置が配置された状態において、
光照射部１を構成する可変波長パルスレーザ発生装置１
１により被測定物１２に始めに発生させたパルスレーザ
と同一波長のパルスレーザを照射し、経過時間ｔととも
に変化する被測定物１２からの透過光の光量Ｉtを受光
部２により時間分解測定する。
【００１５】この時間分解測定したデータを演算部４に
記憶させる。以上のステップを、パルスレーザの波長を
異ならせて繰り返す。演算部３により上記経過時間と測
定光量との関係を、上記被測定物中において光が進んだ
距離である光路長と単位濃度の変化に対する上記測定光
量の変化量との関係に変換して、この変化量のピーク値
が生じるときの光路長，光量を波長毎に記憶し、この波
長毎の光路長，光量の値に基いて、後述する式により上
記被測定物中の成分濃度を算出し、算出結果を出力す
る。なお、本実施例では、被測定物１２からの透過光量
から成分濃度を算出しているが、第４発明はこれに限定
するものでなく、後述するように、被測定物１２からの
反射光から成分濃度を算出するようにしてもよい。
記憶させる。以上のステップを、パルスレーザの波長を
異ならせて繰り返す。演算部３により上記経過時間と測
定光量との関係を、上記被測定物中において光が進んだ
距離である光路長と単位濃度の変化に対する上記測定光
量の変化量との関係に変換して、この変化量のピーク値
が生じるときの光路長，光量を波長毎に記憶し、この波
長毎の光路長，光量の値に基いて、後述する式により上
記被測定物中の成分濃度を算出し、算出結果を出力す
る。なお、本実施例では、被測定物１２からの透過光量
から成分濃度を算出しているが、第４発明はこれに限定
するものでなく、後述するように、被測定物１２からの
反射光から成分濃度を算出するようにしてもよい。
【００１６】図３は、光照射部１により発生したある単
一波長のパルスレーザの光量(曲線Ｘ)、透過光量(曲線
Ｙ，ＹO)と経過時間ｔとの関係であって、曲線Ｙは、被
測定物１２からの透過光量，曲線ＹOは被測定物１２で
の吸収がない場合の受光量を示している。パルスレーザ
発生後、透過光量は経過時間とともに変化する。この経
過時間は、被測定物１２中においてレーザが散乱しなが
ら進んだ距離、即ち光路長に対応している。即ち、横軸
の経過時間に光速ｃを乗じた値が光路長となる。また、
図３に示す関係は、異なる波長について測定される。そ
して、それぞれの波長について、透過光量Ｉtの変化量
ｄＩtが極大となる光路長が存在する。
一波長のパルスレーザの光量(曲線Ｘ)、透過光量(曲線
Ｙ，ＹO)と経過時間ｔとの関係であって、曲線Ｙは、被
測定物１２からの透過光量，曲線ＹOは被測定物１２で
の吸収がない場合の受光量を示している。パルスレーザ
発生後、透過光量は経過時間とともに変化する。この経
過時間は、被測定物１２中においてレーザが散乱しなが
ら進んだ距離、即ち光路長に対応している。即ち、横軸
の経過時間に光速ｃを乗じた値が光路長となる。また、
図３に示す関係は、異なる波長について測定される。そ
して、それぞれの波長について、透過光量Ｉtの変化量
ｄＩtが極大となる光路長が存在する。
【００１７】次に、演算部３での成分濃度の算出の基礎
となる理論について説明する。被測定物を透過した光の
光量は、ランバート・ベール(LAMBERT-BEER)の吸収方程
式によると次のようになる。
となる理論について説明する。被測定物を透過した光の
光量は、ランバート・ベール(LAMBERT-BEER)の吸収方程
式によると次のようになる。
【数１】
【００１８】ここで、被測定物中のｉ成分に対する光量
測定感度Ｓを次のように定義する。
測定感度Ｓを次のように定義する。
【数２】
となる。
【００１９】γとｆは波長λの関数であるから、波長λ
での光量測定感度をＳλとし、(３)式を次のように表
す。
での光量測定感度をＳλとし、(３)式を次のように表
す。
【数３】
より、
【数４】
となる。
【００２０】よって、
【数５】
のとき、光量測定感度Ｓλは極大となり、この極大値を
Ｓcλmaxで表す。また、吸光度Ａ(＝log10(Ｉpλ／
Ｉo))は、次のようになる。
Ｓcλmaxで表す。また、吸光度Ａ(＝log10(Ｉpλ／
Ｉo))は、次のようになる。
【数６】
以上のように、ある波長λの光に対して、光量測定感度
Ｓλを極大値Ｓλmaxにする最適な光路長Ｌpλが存在す
る。
Ｓλを極大値Ｓλmaxにする最適な光路長Ｌpλが存在す
る。
【００２１】具体的には、光路長Ｌpλは、以下のよう
に、異なる光路長での光量測定感度Ｓ同志の比から算出
される。
に、異なる光路長での光量測定感度Ｓ同志の比から算出
される。
【数７】
より、基準光路長Ｌoでの光量測定感度は、次式で表さ
れる。
れる。
【数８】
ＳλLoに対するＳλLの比をＭとおく。
【数９】
【００２２】
【数１０】
および(１０)式より、
【数１１】
のとき、Ｍは極大となり、したがってＳλは極大とな
る。そして、このときのＭの値をＭmaxで表す。換言す
れば、光量測定感度Ｓλが極大となる最適な光路長Ｌp
λが算出される。また、この最適な光路長Ｌpλは、波
長毎に算出される。
る。そして、このときのＭの値をＭmaxで表す。換言す
れば、光量測定感度Ｓλが極大となる最適な光路長Ｌp
λが算出される。また、この最適な光路長Ｌpλは、波
長毎に算出される。
【００２３】なお、γoは、測定できる量で、定数であ
る。そして、波長毎のこの最適な光路長Ｌpλ、および
このときの透過光量の値に基づいて、吸光度Ａλが算出
され、多変量解析法により、被測定物１２中のｉ成分濃
度が算出される。被測定物１２からの反射光量Ｉrを測
定して、被測定物の成分濃度を算出する場合も、透過光
量Ｉtを反射光量Ｉrに置換するだけで、上記同様の理論
が適用でき、透過光量および反射光量の双方を測定し
て、双方の測定値から成分濃度を算出する場合も同様で
ある。
る。そして、波長毎のこの最適な光路長Ｌpλ、および
このときの透過光量の値に基づいて、吸光度Ａλが算出
され、多変量解析法により、被測定物１２中のｉ成分濃
度が算出される。被測定物１２からの反射光量Ｉrを測
定して、被測定物の成分濃度を算出する場合も、透過光
量Ｉtを反射光量Ｉrに置換するだけで、上記同様の理論
が適用でき、透過光量および反射光量の双方を測定し
て、双方の測定値から成分濃度を算出する場合も同様で
ある。
【００２４】以上のように、上記装置では、光量測定感
度が極大となる最適波長，最適光路長ＬでのＳ／Ｎ比の
大きい測定データから、演算部４にて被測定物１２中の
ｉ成分の濃度が算出され、出力される。したがって、上
記装置により、高い精度で被測定物１２のある成分の濃
度測定ができる。特に、上記装置は、ある成分の濃度が
異なる被測定物間で余り差がない場合における成分濃度
の測定に適している。
度が極大となる最適波長，最適光路長ＬでのＳ／Ｎ比の
大きい測定データから、演算部４にて被測定物１２中の
ｉ成分の濃度が算出され、出力される。したがって、上
記装置により、高い精度で被測定物１２のある成分の濃
度測定ができる。特に、上記装置は、ある成分の濃度が
異なる被測定物間で余り差がない場合における成分濃度
の測定に適している。
【００２５】図４は、第４，第６発明に係る光学式成分
濃度測定方法を適用した第１，第２，第３発明の第２実
施例に係る光学式成分濃度測定装置を示し、図１に示す
装置と共通する部分については同一番号を付して説明を
省略する。本実施例は、光照射部１，受光部２、演算部
３、およびレファランス光受光部４とからなっており、
この光照射部１は第１実施例における光照射部１と同様
である。受光部２は、光量検出手段１４の他にビームス
プリッタ１５，レンズ１６を備えている。このビームス
プリッタ１５は、可変波長パルスレーザ発生装置１１か
らのレーザのビームを直進方向と、レファランス光受光
部４に向かう方向の、互いに垂直な二つのビームに分割
するとともに、被測定物１２から反射してきた散乱光を
ビームスプリッタ１５によりレンズ１６の側に反射させ
ている。このレンズ１６に入射した光は、光量検出手段
１４上に集束させられるようになっている。
濃度測定方法を適用した第１，第２，第３発明の第２実
施例に係る光学式成分濃度測定装置を示し、図１に示す
装置と共通する部分については同一番号を付して説明を
省略する。本実施例は、光照射部１，受光部２、演算部
３、およびレファランス光受光部４とからなっており、
この光照射部１は第１実施例における光照射部１と同様
である。受光部２は、光量検出手段１４の他にビームス
プリッタ１５，レンズ１６を備えている。このビームス
プリッタ１５は、可変波長パルスレーザ発生装置１１か
らのレーザのビームを直進方向と、レファランス光受光
部４に向かう方向の、互いに垂直な二つのビームに分割
するとともに、被測定物１２から反射してきた散乱光を
ビームスプリッタ１５によりレンズ１６の側に反射させ
ている。このレンズ１６に入射した光は、光量検出手段
１４上に集束させられるようになっている。
【００２６】図５は、光照射部１により発生したある単
一波長のパルスレーザの光量(曲線Ｘ)、および被測定物
１２からの反射光量(曲線Ｚ)と経過時間ｔとの関係を示
している。曲線Ｚoは、吸光物質がない場合の受光量と
経過時間ｔとの関係を示し、散乱系でのレファランス光
の光量Ｉoとして使用する。また、この図５に示す関係
は、幾つかの波長について測定される。図５に示す反射
光量の変化と、図３に示す透過光量の変化とを比較する
と、全体的に受光部２に光が到達する時間は短くなって
いる。即ち、第１実施例における測定に用いる透過光の
光路長よりも、第２実施例における測定に用いる反射光
の光路長の方が短くなる。
一波長のパルスレーザの光量(曲線Ｘ)、および被測定物
１２からの反射光量(曲線Ｚ)と経過時間ｔとの関係を示
している。曲線Ｚoは、吸光物質がない場合の受光量と
経過時間ｔとの関係を示し、散乱系でのレファランス光
の光量Ｉoとして使用する。また、この図５に示す関係
は、幾つかの波長について測定される。図５に示す反射
光量の変化と、図３に示す透過光量の変化とを比較する
と、全体的に受光部２に光が到達する時間は短くなって
いる。即ち、第１実施例における測定に用いる透過光の
光路長よりも、第２実施例における測定に用いる反射光
の光路長の方が短くなる。
【００２７】そして、演算部３にて受光部２で測定した
反射光量とレファランス光受光部４で受けた受光量との
比をとって、発生したレーザの時間変動分に関する補正
をして、補正された受光量を基に、上記同様の計算によ
り被測定物１２中の成分濃度の算出、算出結果の出力が
行われるようになっている。なお、本発明は、レファラ
ンス光受光部４を設けて、受光部２による測定値を補正
することを必須要件とするものではない。
反射光量とレファランス光受光部４で受けた受光量との
比をとって、発生したレーザの時間変動分に関する補正
をして、補正された受光量を基に、上記同様の計算によ
り被測定物１２中の成分濃度の算出、算出結果の出力が
行われるようになっている。なお、本発明は、レファラ
ンス光受光部４を設けて、受光部２による測定値を補正
することを必須要件とするものではない。
【００２８】図６は、第４，第５発明に係る成分濃度測
定方法を適用した第１，第２，第３発明の第３実施例に
係る成分濃度測定装置を示し、上記各実施例と共通する
部分については同一番号を付して説明を省略する。本実
施例では、受光部２は、光照射部１とは反対側の被測定
物１２の面に受光面を当接させた複数の光ファイバ１７
と、各光ファイバ１７毎に取り付けた光検出手段１４と
を備え、被測定物１２内を散乱しつつ透過した光を光フ
ァイバ１７を介して光検出手段１４に導くようになって
いる。そして、この演算部３にて、各光検出手段１４で
検出した経過時間毎の透過光量を経過時間毎に和をと
り、この和を光路長毎の透過光量として、上記同様の計
算により、被測定物１２中の成分濃度の算出、算出結果
の出力が行われる。
定方法を適用した第１，第２，第３発明の第３実施例に
係る成分濃度測定装置を示し、上記各実施例と共通する
部分については同一番号を付して説明を省略する。本実
施例では、受光部２は、光照射部１とは反対側の被測定
物１２の面に受光面を当接させた複数の光ファイバ１７
と、各光ファイバ１７毎に取り付けた光検出手段１４と
を備え、被測定物１２内を散乱しつつ透過した光を光フ
ァイバ１７を介して光検出手段１４に導くようになって
いる。そして、この演算部３にて、各光検出手段１４で
検出した経過時間毎の透過光量を経過時間毎に和をと
り、この和を光路長毎の透過光量として、上記同様の計
算により、被測定物１２中の成分濃度の算出、算出結果
の出力が行われる。
【００２９】図７は、第４，第６発明に係る成分濃度測
定方法を適用した第１，第２，第３発明の第４実施例に
係る成分濃度測定装置を示し、上記各実施例と共通する
部分については同一番号を付して説明を省略する。本実
施例では、受光部２は、光照射部１側の被測定物１２の
面に当接させた積分球１８を備え、被測定物１２から反
射してきた散乱光を積分球１８により集めて、光量検出
を行い、この光量を基に、演算部３にて、上記同様の計
算により被測定物１２中の成分濃度の算出、算出結果の
出力が行われる。
定方法を適用した第１，第２，第３発明の第４実施例に
係る成分濃度測定装置を示し、上記各実施例と共通する
部分については同一番号を付して説明を省略する。本実
施例では、受光部２は、光照射部１側の被測定物１２の
面に当接させた積分球１８を備え、被測定物１２から反
射してきた散乱光を積分球１８により集めて、光量検出
を行い、この光量を基に、演算部３にて、上記同様の計
算により被測定物１２中の成分濃度の算出、算出結果の
出力が行われる。
【００３０】図８は、第４，第５，第６，第７発明に係
る成分濃度測定方法を適用した第１，第２，第３発明の
第４実施例に係る成分濃度測定装置を示し、上述した第
４実施例とは、被測定物１２を人の指とした点を除き、
他は同様である。図９は、光照射部１により発生したあ
る単一波長のパルスレーザの光量(曲線Ｘ)、および積分
球１８で検出した被測定物１２からの反射光量(曲線Ｚ)
と経過時間ｔとの関係を示している。曲線Ｚoは、被測
定物１２での吸収がない場合の反射光量と経過時間ｔと
の関係を示し、散乱系でのレファランス光の光量ＩRと
して使用する。
る成分濃度測定方法を適用した第１，第２，第３発明の
第４実施例に係る成分濃度測定装置を示し、上述した第
４実施例とは、被測定物１２を人の指とした点を除き、
他は同様である。図９は、光照射部１により発生したあ
る単一波長のパルスレーザの光量(曲線Ｘ)、および積分
球１８で検出した被測定物１２からの反射光量(曲線Ｚ)
と経過時間ｔとの関係を示している。曲線Ｚoは、被測
定物１２での吸収がない場合の反射光量と経過時間ｔと
の関係を示し、散乱系でのレファランス光の光量ＩRと
して使用する。
【００３１】なお、図８において二点鎖線で示すよう
に、光照射部１とは反対側の被測定物１２である指の面
に積分球１８を当接させて、指内を散乱しつつ、透過し
た光の光量を検出して被測定物１２中の成分濃度を測定
するようにしてもよい。さらに、複数の成分について濃
度測定する場合において、ある成分については、ある波
長に対する最適光路長が短く、別の成分については、あ
る波長に対する最適光路長が長い場合、短い最適光路
長、および長い最適光路長のそれぞれの場合での光量を
測定する必要がある。このような場合、透過光量測定用
の二点鎖線で示す積分球１８だけでは、光路長が長くな
り、短い最適光路長での透過光量の測定ができず、ある
成分の濃度測定ができない場合ある。また、反射光量測
定用の実線で示す積分球１８だけでは、光路長が短くな
り、長い最適光路長での反射光量の測定ができず、別の
成分の濃度測定ができない場合ある。このため、上記の
ような最適光路長の異なる複数の成分の濃度測定を行う
場合、透過光量測定用積分球および反射光量測定用積分
球の両者を、同時に使用するのが好ましい。
に、光照射部１とは反対側の被測定物１２である指の面
に積分球１８を当接させて、指内を散乱しつつ、透過し
た光の光量を検出して被測定物１２中の成分濃度を測定
するようにしてもよい。さらに、複数の成分について濃
度測定する場合において、ある成分については、ある波
長に対する最適光路長が短く、別の成分については、あ
る波長に対する最適光路長が長い場合、短い最適光路
長、および長い最適光路長のそれぞれの場合での光量を
測定する必要がある。このような場合、透過光量測定用
の二点鎖線で示す積分球１８だけでは、光路長が長くな
り、短い最適光路長での透過光量の測定ができず、ある
成分の濃度測定ができない場合ある。また、反射光量測
定用の実線で示す積分球１８だけでは、光路長が短くな
り、長い最適光路長での反射光量の測定ができず、別の
成分の濃度測定ができない場合ある。このため、上記の
ような最適光路長の異なる複数の成分の濃度測定を行う
場合、透過光量測定用積分球および反射光量測定用積分
球の両者を、同時に使用するのが好ましい。
【００３２】なお、受光手段として、積分球に代えて、
光ファイバ，集光レンズを用いてもよい。図１０は、光
照射部１により発生したある単一波長のパルスレーザの
光量(曲線Ｘ)、および積分球１８で検出した被測定物１
２からの透過光量(曲線Ｙ)と経過時間ｔとの関係を示し
ている。
光ファイバ，集光レンズを用いてもよい。図１０は、光
照射部１により発生したある単一波長のパルスレーザの
光量(曲線Ｘ)、および積分球１８で検出した被測定物１
２からの透過光量(曲線Ｙ)と経過時間ｔとの関係を示し
ている。
【００３３】図１１は、第４，第５発明に係る成分濃度
測定方法を適用した第１，第２，第３発明の第４実施例
に係る成分濃度測定装置を示し、上記各実施例と共通す
る部分については同一番号を付して説明を省略する。本
実施例では、光照射部を図示しない可変波長レーザ発生
装置と、この可変波長レーザ発生装置からのレーザを任
意の位置に導く、例えば光ファイバ１９とから形成し、
受光部を図示しない光量検出手段に、任意の位置で入射
させた光を導く光ファイバ２０とから形成してある。そ
して、図示するように、例えば人体の一部をつまみ上げ
て、その両側に光ファイバ１９，２０の各端部を対向配
置して、上記各実施例の場合と同様に、被測定物１２で
ある人体内の成分、例えば糖分の濃度測定を行えるよう
になっている。なお、本発明は、光照射部１における光
源として可変波長パルスレーザ１１に限定するものでな
く、異なる波長のパルス光を発生できる光源であればよ
い。
測定方法を適用した第１，第２，第３発明の第４実施例
に係る成分濃度測定装置を示し、上記各実施例と共通す
る部分については同一番号を付して説明を省略する。本
実施例では、光照射部を図示しない可変波長レーザ発生
装置と、この可変波長レーザ発生装置からのレーザを任
意の位置に導く、例えば光ファイバ１９とから形成し、
受光部を図示しない光量検出手段に、任意の位置で入射
させた光を導く光ファイバ２０とから形成してある。そ
して、図示するように、例えば人体の一部をつまみ上げ
て、その両側に光ファイバ１９，２０の各端部を対向配
置して、上記各実施例の場合と同様に、被測定物１２で
ある人体内の成分、例えば糖分の濃度測定を行えるよう
になっている。なお、本発明は、光照射部１における光
源として可変波長パルスレーザ１１に限定するものでな
く、異なる波長のパルス光を発生できる光源であればよ
い。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、被測定物に異なる波長のパルス光を照射する
光照射部と、上記パルス光を発生した後の経過時間とと
もに変化する上記被測定物からの反射光および透過光の
うちの少なくともいずれか一方の光量を時間分解測定す
る受光部と、上記経過時間と測定光量との関係を、上記
被測定物中において光が進んだ距離である光路長と単位
濃度の変化に対する上記測定光量の変化量との関係に変
換して、この変化量のピーク値が生じるときの光路長，
光量を波長毎に記憶し、各波長における最適光路長を選
択し、この最適光路長における光量値に基いて、上記被
測定物中の成分濃度を算出し、算出結果を出力する演算
部とから形成してある。
によれば、被測定物に異なる波長のパルス光を照射する
光照射部と、上記パルス光を発生した後の経過時間とと
もに変化する上記被測定物からの反射光および透過光の
うちの少なくともいずれか一方の光量を時間分解測定す
る受光部と、上記経過時間と測定光量との関係を、上記
被測定物中において光が進んだ距離である光路長と単位
濃度の変化に対する上記測定光量の変化量との関係に変
換して、この変化量のピーク値が生じるときの光路長，
光量を波長毎に記憶し、各波長における最適光路長を選
択し、この最適光路長における光量値に基いて、上記被
測定物中の成分濃度を算出し、算出結果を出力する演算
部とから形成してある。
【００３５】このため、最もＳ／Ｎ比が大きくなる最適
光路長，波長での反射光量、或は透過光量、或は両者か
ら、非破壊的，無侵襲的，非観血的に、成分の濃度が求
められるようになり、各被測定物中のある成分の濃度の
大小に拘わらず、被測定物中の成分濃度を精度よく測定
することが可能になるという効果を奏する。
光路長，波長での反射光量、或は透過光量、或は両者か
ら、非破壊的，無侵襲的，非観血的に、成分の濃度が求
められるようになり、各被測定物中のある成分の濃度の
大小に拘わらず、被測定物中の成分濃度を精度よく測定
することが可能になるという効果を奏する。
【００３６】また、別の発明によれば、光照射部により
被測定物に選択された波長のパルス光を照射するステッ
プと、上記パルス光を発生した後の経過時間とともに変
化する上記被測定物からの反射光および透過光の少なく
ともいずれか一方の光量を受光部により時間分解測定す
るステップと、この測定したデータを演算部に記憶させ
るステップとを、パルス光の波長を異ならせて上記ステ
ップを繰り返し、演算部により上記経過時間と測定光量
との関係を、上記被測定物中において光が進んだ距離で
ある光路長と単位濃度の変化に対する上記測定光量の変
化量との関係に変換して、この変化量のピーク値が生じ
るときの光路長，光量を波長毎に記憶し、各波長におけ
る最適光路長を選択し、この最適光路長における光量値
に基いて、上記被測定物中の成分濃度を算出し、算出結
果を出力するようにした。
被測定物に選択された波長のパルス光を照射するステッ
プと、上記パルス光を発生した後の経過時間とともに変
化する上記被測定物からの反射光および透過光の少なく
ともいずれか一方の光量を受光部により時間分解測定す
るステップと、この測定したデータを演算部に記憶させ
るステップとを、パルス光の波長を異ならせて上記ステ
ップを繰り返し、演算部により上記経過時間と測定光量
との関係を、上記被測定物中において光が進んだ距離で
ある光路長と単位濃度の変化に対する上記測定光量の変
化量との関係に変換して、この変化量のピーク値が生じ
るときの光路長，光量を波長毎に記憶し、各波長におけ
る最適光路長を選択し、この最適光路長における光量値
に基いて、上記被測定物中の成分濃度を算出し、算出結
果を出力するようにした。
【００３７】さらに、別の発明によれば、(ｉ) 光照射
部により選択された波長のパルス光を発生させて、受光
部により、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの
基準となる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの透過光量Ｉtを時間分解測定
するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，透過光量Ｉt(Ｌ)について、
ある基準経過時刻ｔOに対応する基準光路長ＬOでの基準
受光量ＩR(ＬO)，基準透過光量Ｉt(ＬO)を選択するステ
ップと、 (iv) 式Ｉt(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγにより、基準光路長ＬO
におけるγの値γOを算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの透過光量ＩtP(ｔP)を求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および透過
光量ＩtPから吸光度Ａについての式Ａ＝log10(ＩR／
Ｉt)からＩRP，ＩtPに対応する吸光度ＡPを算出するス
テップとを、複数の波長について繰り返し、算出された
各吸光度に基いて、多変量解析することにより被測定物
の成分濃度を算出し、算出結果を出力するようにしてあ
る。
部により選択された波長のパルス光を発生させて、受光
部により、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの
基準となる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの透過光量Ｉtを時間分解測定
するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，透過光量Ｉt(Ｌ)について、
ある基準経過時刻ｔOに対応する基準光路長ＬOでの基準
受光量ＩR(ＬO)，基準透過光量Ｉt(ＬO)を選択するステ
ップと、 (iv) 式Ｉt(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγにより、基準光路長ＬO
におけるγの値γOを算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの透過光量ＩtP(ｔP)を求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および透過
光量ＩtPから吸光度Ａについての式Ａ＝log10(ＩR／
Ｉt)からＩRP，ＩtPに対応する吸光度ＡPを算出するス
テップとを、複数の波長について繰り返し、算出された
各吸光度に基いて、多変量解析することにより被測定物
の成分濃度を算出し、算出結果を出力するようにしてあ
る。
【００３８】さらに、別の発明によれば、(ｉ) 光照射
部により選択された波長のパルス光を発生させて、受光
部により、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの
基準となる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの反射光量Ｉrを時間分解測定
するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，反射光量Ｉr(Ｌ)について、
ある基準経過時刻ｔOに対応する基準光路長ＬOでの基準
受光量ＩR(ＬO)，基準反射光量Ｉr(ＬO)を選択するステ
ップと、 (iv) 式Ｉr(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγにより、基準光路長ＬO
におけるγの値γOを算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの反射光量ＩrP(ｔP)を求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および反射
光量ＩrPから吸光度Ａについての式Ａ＝log10(ＩR／
Ｉr)からＩRP，ＩtPに対応する吸光度ＡPを算出するス
テップとを、複数の波長について繰り返し、算出された
各吸光度に基いて、多変量解析することにより被測定物
の成分濃度を算出し、算出結果を出力するようにしてあ
る。
部により選択された波長のパルス光を発生させて、受光
部により、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの
基準となる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの反射光量Ｉrを時間分解測定
するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，反射光量Ｉr(Ｌ)について、
ある基準経過時刻ｔOに対応する基準光路長ＬOでの基準
受光量ＩR(ＬO)，基準反射光量Ｉr(ＬO)を選択するステ
ップと、 (iv) 式Ｉr(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγにより、基準光路長ＬO
におけるγの値γOを算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの反射光量ＩrP(ｔP)を求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および反射
光量ＩrPから吸光度Ａについての式Ａ＝log10(ＩR／
Ｉr)からＩRP，ＩtPに対応する吸光度ＡPを算出するス
テップとを、複数の波長について繰り返し、算出された
各吸光度に基いて、多変量解析することにより被測定物
の成分濃度を算出し、算出結果を出力するようにしてあ
る。
【００３９】さらに、別の発明によれば、(ｉ) 光照射
部により選択された波長のパルス光を発生させて、受光
部により、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの
基準となる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの透過光量Ｉt，反射光量Ｉrを
時間分解測定するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，透過光量Ｉt(Ｌ)，反射光量
Ｉr(Ｌ)について、ある基準経過時刻ｔOに対応する基準
光路長ＬOでの基準受光量ＩR(ＬO)，基準透過光量Ｉ
t(ＬO)，基準反射光量Ｉr(ＬO)を選択するステップと、 (iv) 式Ｉt(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ1，式Ｉr(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)
ｔγ2により、基準光路長ＬOにおけるγの値γO1，γO2
を算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの透過光量ＩtP(ｔP)，反射光量ＩrP(ｔP)を
求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および透過
光量ＩtP，反射光量ＩrPから吸光度Ａについての式Ａ＝
log10(ＩR／Ｉt)，式Ａ＝log10(ＩR／Ｉr)からＩRP，Ｉ
tP，ＩrPに対応する吸光度ＡPを算出するステップと
を、複数の波長について繰り返し、算出された各吸光度
に基いて、多変量解析することにより被測定物の成分濃
度を算出し、算出結果を出力するようにしてある。
部により選択された波長のパルス光を発生させて、受光
部により、経過時間ｔとともに変化する被測定物からの
基準となる受光量ＩRを時間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの透過光量Ｉt，反射光量Ｉrを
時間分解測定するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，透過光量Ｉt(Ｌ)，反射光量
Ｉr(Ｌ)について、ある基準経過時刻ｔOに対応する基準
光路長ＬOでの基準受光量ＩR(ＬO)，基準透過光量Ｉ
t(ＬO)，基準反射光量Ｉr(ＬO)を選択するステップと、 (iv) 式Ｉt(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ1，式Ｉr(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)
ｔγ2により、基準光路長ＬOにおけるγの値γO1，γO2
を算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの透過光量ＩtP(ｔP)，反射光量ＩrP(ｔP)を
求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および透過
光量ＩtP，反射光量ＩrPから吸光度Ａについての式Ａ＝
log10(ＩR／Ｉt)，式Ａ＝log10(ＩR／Ｉr)からＩRP，Ｉ
tP，ＩrPに対応する吸光度ＡPを算出するステップと
を、複数の波長について繰り返し、算出された各吸光度
に基いて、多変量解析することにより被測定物の成分濃
度を算出し、算出結果を出力するようにしてある。
【００４０】このため、上記同様に最もＳ／Ｎ比が大き
くなる最適光路長での反射光量および透過光量のうちの
少なくともいずれか一方から、非破壊的，無侵襲的，非
観血的に、成分の濃度が求められるようになり、各被測
定物中のある成分の濃度の大小に拘わらず、被測定物中
の成分濃度を精度よく測定することが可能になるという
効果を奏する。
くなる最適光路長での反射光量および透過光量のうちの
少なくともいずれか一方から、非破壊的，無侵襲的，非
観血的に、成分の濃度が求められるようになり、各被測
定物中のある成分の濃度の大小に拘わらず、被測定物中
の成分濃度を精度よく測定することが可能になるという
効果を奏する。
【図１】 第４，第５発明に係る成分濃度測定方法を適
用した第１，第２，第３発明の第１実施例に係る成分濃
度測定装置の概略を示す図である。
用した第１，第２，第３発明の第１実施例に係る成分濃
度測定装置の概略を示す図である。
【図２】 図１に示す被測定部の部分を光学的にモデル
化した図である。
化した図である。
【図３】 光照射部により発生したある単一波長のパル
スレーザの光量(曲線Ｘ)、および被測定物からの透過光
量(曲線Ｙ)，光吸収のない被測定物からの透過光量(曲
線Ｙo)と経過時間との関係を示す図である。
スレーザの光量(曲線Ｘ)、および被測定物からの透過光
量(曲線Ｙ)，光吸収のない被測定物からの透過光量(曲
線Ｙo)と経過時間との関係を示す図である。
【図４】 第４，第６発明に係る成分濃度測定方法を適
用した第１，第２，第３発明の第２実施例に係る成分濃
度測定装置の概略を示す図である。
用した第１，第２，第３発明の第２実施例に係る成分濃
度測定装置の概略を示す図である。
【図５】 光照射部により発生したある単一波長のパル
スレーザの光量(曲線Ｘ)、および被測定物からの反射光
量(曲線Ｚ)，光吸収のない被測定物からの透過光量(曲
線Ｚo)と経過時間との関係を示す図である。
スレーザの光量(曲線Ｘ)、および被測定物からの反射光
量(曲線Ｚ)，光吸収のない被測定物からの透過光量(曲
線Ｚo)と経過時間との関係を示す図である。
【図６】 第４，第５発明に係る成分濃度測定方法を適
用した第１，第２，第３発明の第３実施例に係る成分濃
度測定装置の概略を示す図である。
用した第１，第２，第３発明の第３実施例に係る成分濃
度測定装置の概略を示す図である。
【図７】 第４，第６発明に係る成分濃度測定方法を適
用した第１，第２，第３発明の第４実施例に係る成分濃
度測定装置の概略を示す図である。
用した第１，第２，第３発明の第４実施例に係る成分濃
度測定装置の概略を示す図である。
【図８】 第４，第５，第６，第７発明に係る成分濃度
測定方法を適用した第１，第２，第３発明の第５実施例
に係る成分濃度測定装置の概略を示す図である。
測定方法を適用した第１，第２，第３発明の第５実施例
に係る成分濃度測定装置の概略を示す図である。
【図９】 光照射部により発生したある単一波長のパル
スレーザの光量(曲線Ｘ)、および被測定物からの反射光
量(曲線Ｚ)，光吸収のない被測定物からの透過光量(曲
線Ｚo)と経過時間との関係を示す図である。
スレーザの光量(曲線Ｘ)、および被測定物からの反射光
量(曲線Ｚ)，光吸収のない被測定物からの透過光量(曲
線Ｚo)と経過時間との関係を示す図である。
【図１０】 光照射部により発生したある単一波長のパ
ルスレーザの光量(曲線Ｘ)、および被測定物からの透過
光量(曲線Ｙ)，光吸収のない被測定物からの透過光量
(曲線Ｙo)と経過時間との関係を示す図である。
ルスレーザの光量(曲線Ｘ)、および被測定物からの透過
光量(曲線Ｙ)，光吸収のない被測定物からの透過光量
(曲線Ｙo)と経過時間との関係を示す図である。
【図１１】 第４，第５発明に係る成分濃度測定方法を
適用した第１，第２，第３発明の第６実施例に係る成分
濃度測定装置の概略を示す図である。
適用した第１，第２，第３発明の第６実施例に係る成分
濃度測定装置の概略を示す図である。
１ 光照射部 ２ 受光部
３ 演算部 １１ 可変波長パルス
レーザ発生装置 １２ 被測定物 １３ レンズ １４ 光量検出手段 １５ ビームスプリッ
タ １６ レンズ １７ 光ファイバ １８ 積分球 １９，２０ 光ファイ
バ
レーザ発生装置 １２ 被測定物 １３ レンズ １４ 光量検出手段 １５ ビームスプリッ
タ １６ レンズ １７ 光ファイバ １８ 積分球 １９，２０ 光ファイ
バ
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フロントページの続き
(72)発明者 佐倉 武司
京都府京都市南区東九条西明田町57番地
株式会社京都第一科学内
(56)参考文献 特開 平４−1556（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−151172（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−204546（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−27710（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−240790（ＪＰ，Ａ)
実開 昭57−31650（ＪＰ，Ｕ)
実公 昭36−3195（ＪＰ，Ｙ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 21/00 - 21/01
G01N 21/17 - 21/61
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
ＥＵＲＯＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (7)
- 【請求項１】 被測定物に異なる波長のパルス光を照射
する光照射部と、上記パルス光を発生した後の経過時間
とともに変化する上記被測定物からの反射光および透過
光のうちの少なくともいずれか一方の光量を時間分解測
定する受光部と、上記経過時間と測定光量との関係を、
上記被測定物中において光が進んだ距離である光路長と
単位濃度の変化に対する上記測定光量の変化量との関係
に変換して、この変化量のピーク値が生じるときの光路
長，光量を波長毎に記憶し、各波長における最適光路長
を選択し、この最適光路長における光量値に基いて、上
記被測定物中の成分濃度を算出し、算出結果を出力する
演算部とから形成したことを特徴とする成分濃度測定装
置。 - 【請求項２】 上記光照射部が、異なる波長のパルスレ
ーザの発生が可能なレーザ発生装置を備えたことを特徴
とする請求項１に記載の成分濃度測定装置。 - 【請求項３】 上記レーザ発生装置が、可変波長レーザ
発生装置であることを特徴とする請求項２に記載の成分
濃度測定装置。 - 【請求項４】 光照射部により被測定物に選択された波
長のパルス光を照射するステップと、上記パルス光を発
生した後の経過時間とともに変化する上記被測定物から
の反射光および透過光のうちの少なくともいずれか一方
の光量を受光部により時間分解測定するステップと、こ
の測定したデータを演算部に記憶させるステップとを、
パルス光の波長を異ならせて上記ステップを繰り返し、
演算部により上記経過時間と測定光量との関係を、上記
被測定物中において光が進んだ距離である光路長と単位
濃度の変化に対する上記測定光量の変化量との関係に変
換して、この変化量のピーク値が生じるときの光路長，
光量を波長毎に記憶し、各波長における最適光路長を選
択し、この最適光路長における光量値に基いて、上記被
測定物中の成分濃度を算出し、算出結果を出力するよう
にしたことを特徴とする成分濃度測定方法。 - 【請求項５】 (ｉ) 光照射部により選択された波長の
パルス光を発生させて、受光部により、経過時間ｔとと
もに変化する被測定物からの基準となる受光量ＩRを時
間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの透過光量Ｉtを時間分解測定
するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，透過光量Ｉt(Ｌ)について、
ある基準経過時刻ｔOに対応する基準光路長ＬOでの基準
受光量ＩR(ＬO)，基準透過光量Ｉt(ＬO)を選択するステ
ップと、 (iv) 式Ｉt(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ(ｔ：被測定物に対する
光の透過率)により、基準光路長ＬOにおけるγの値γO
を算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの透過光量ＩtP(ｔP)を求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および透過
光量ＩtPから吸光度Ａについての式Ａ＝log10(ＩR／
Ｉt)からＩRP，ＩtPに対応する吸光度ＡPを算出するス
テップとを、 複数の波長について繰り返し、算出された各吸光度に基
いて、多変量解析することにより被測定物の成分濃度を
算出し、算出結果を出力するようにしたことを特徴とす
る成分濃度測定方法。 - 【請求項６】 (ｉ) 光照射部により選択された波長の
パルス光を発生させて、受光部により、経過時間ｔとと
もに変化する被測定物からの基準となる受光量ＩRを時
間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの反射光量Ｉrを時間分解測定
するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，反射光量Ｉr(Ｌ)について、
ある基準経過時刻ｔOに対応する基準光路長ＬOでの基準
受光量ＩR(ＬO)，基準反射光量Ｉr(ＬO)を選択するステ
ップと、 (iv) 式Ｉr(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ(ｔ：被測定物に対する
光の透過率)により、基準光路長ＬOにおけるγの値γO
を算出するステップと、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの反射光量ＩrP(ｔP)を求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および反射
光量ＩrPから吸光度Ａについての式Ａ＝log10(ＩR／
Ｉr)からＩRP，ＩtPに対応する吸光度ＡPを算出するス
テップとを、 複数の波長について繰り返し、算出された各吸光度に基
いて、多変量解析することにより被測定物の成分濃度を
算出し、算出結果を出力するようにしたことを特徴とす
る成分濃度測定方法。 - 【請求項７】 (ｉ) 光照射部により選択された波長の
パルス光を発生させて、受光部により、経過時間ｔとと
もに変化する被測定物からの基準となる受光量ＩRを時
間分解測定するステップと、 (ii) 光照射部により被測定物に選択された波長のパル
ス光を照射して、受光部により、経過時間ｔとともに変
化する上記被測定物からの透過光量Ｉt，反射光量Ｉrを
時間分解測定するステップと、 (iii) 経過時間ｔに対応する光路長Ｌとともに変化す
る測定した受光量ＩR(Ｌ)，透過光量Ｉt(Ｌ)，反射光量
Ｉr(Ｌ)について、ある基準経過時刻ｔOに対応する基準
光路長ＬOでの基準受光量ＩR(ＬO)，基準透過光量Ｉ
t(ＬO)，基準反射光量Ｉr(ＬO)を選択するステップと、 (iv) 式Ｉt(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ1(ｔ：被測定物に対する
光の透過率)，式Ｉr(Ｌ)＝ＩR(Ｌ)ｔγ2により、基準光
路長ＬOにおけるγの値γO1，γO2を算出するステップ
と、 (v) 基準光路長ＬOに対する光路長比ｋ＝Ｌ／ＬOとγO
との関係を表す式ｋ＝−１／log10γOにより、光量測定
感度が最大となる光路長ＬPに対応する光路比ｋPを算出
するステップと、 (vi) 光路長Ｌと経過時間ｔとの関係を表す式Ｌ＝Ｃｔ
により最適光路長ＬPに対応する最適経過時間ｔPを算出
するステップと、 (vii) 最適経過時間ｔPにおけるある波長λに対する被
測定物からの透過光量ＩtP(ｔP)，反射光量ＩrP(ｔP)を
求めるステップと、 (viii) 上記最適経過時間での受光量ＩRP、および透過
光量ＩtP，反射光量ＩrPから吸光度Ａについての式Ａ＝
log10(ＩR／Ｉt)，式Ａ＝log10(ＩR／Ｉr)からＩRP，Ｉ
tP，ＩrPに対応する吸光度ＡPを算出するステップと
を、 複数の波長について繰り返し、算出された各吸光度に基
いて、多変量解析することにより被測定物の成分濃度を
算出し、算出結果を出力するようにしたことを特徴とす
る成分濃度測定方法。
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