JP6832782B2 - Spectral analysis method, spectroscopic analyzer - Google Patents

Spectral analysis method, spectroscopic analyzer Download PDF

Info

Publication number
JP6832782B2
JP6832782B2 JP2017083404A JP2017083404A JP6832782B2 JP 6832782 B2 JP6832782 B2 JP 6832782B2 JP 2017083404 A JP2017083404 A JP 2017083404A JP 2017083404 A JP2017083404 A JP 2017083404A JP 6832782 B2 JP6832782 B2 JP 6832782B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sample
reflected light
reflectance
intensity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017083404A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018179893A (en
Inventor
彰紘 野島
彰紘 野島
琢也 神林
琢也 神林
谷口 伸一
伸一 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2017083404A priority Critical patent/JP6832782B2/en
Publication of JP2018179893A publication Critical patent/JP2018179893A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6832782B2 publication Critical patent/JP6832782B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、光を用いて試料を分析する技術に関する。 The present invention relates to a technique for analyzing a sample using light.

分光分析法は、物質が光を吸収または放射する際の光のスペクトルを測定することにより、気体/液体/固体の中に存在する化学物質の濃度を定量する、粒子が分散した溶液の濁度を測定する、などの用途で広く用いられている。分光分析法のなかでも、吸収分光分析法はその定量性の高さから最も一般的に用いられている。 Spectroscopy quantifies the concentration of chemicals present in a gas / liquid / solid by measuring the spectrum of light as the substance absorbs or emits light, the turbidity of a particle-dispersed solution. It is widely used in applications such as measuring. Among the spectroscopic analysis methods, the absorption spectroscopic analysis method is most commonly used because of its high quantitativeness.

吸収分光分析法においては、照射された光のうち、物質が吸収した光のスペクトルを測定することにより、物質中の特定の分子の濃度を定量する。しかし、例えば物質の濁度が高い場合は、透過する光の量が少ないので、吸収分光分析法を用いることは難しい。こうした場合には、拡散反射分光分析が吸収分光分析に代わって用いられることがある。拡散反射分光分析法においては、光を物質に照射し、照射した光が物質の内部で反射・屈折を繰り返して再度内部から放出された反射光を検出する。拡散反射分光分析は、例えば、土壌中の化学物質、錠剤内部の化学物質、細胞懸濁液中の化学物質、牛乳中の色素成分などの定量解析に用いられている。 In absorption spectroscopy, the concentration of a specific molecule in a substance is quantified by measuring the spectrum of the light absorbed by the substance in the irradiated light. However, for example, when the turbidity of a substance is high, it is difficult to use absorption spectroscopy because the amount of transmitted light is small. In such cases, diffuse reflection spectroscopy may be used in place of absorption spectroscopy. In the diffuse reflection spectroscopy, a substance is irradiated with light, and the irradiated light is repeatedly reflected and refracted inside the substance to detect the reflected light emitted from the inside again. Diffuse spectroscopic analysis is used for quantitative analysis of, for example, chemical substances in soil, chemical substances in tablets, chemical substances in cell suspensions, and pigment components in milk.

吸収分光分析においては、分光分析セルのなかに測定対象物質を入れて分析するのが一般的である。分光分析セルが用意できない場合(例えば、化学プラント中の化学物質をその場で計測する場合)は、プラント内に挿入可能なプローブ内に光源と受光部を内蔵しておき、その光学系を用いて測定を実施する。 In absorption spectroscopic analysis, it is common to put the substance to be measured in a spectroscopic analysis cell and analyze it. If a spectroscopic analysis cell cannot be prepared (for example, when measuring chemical substances in a chemical plant on the spot), a light source and a light receiving part are built in a probe that can be inserted into the plant, and the optical system is used. And carry out the measurement.

このような光学系を用いて吸収分光分析を実施する場合、分光分析セルの長さや、プローブ内での光源と受光部の距離により、光路長が規定されている。したがって、ベール・ランベール則により、分析対象内に含まれる物質濃度を定量することができる。 When absorption spectroscopic analysis is performed using such an optical system, the optical path length is defined by the length of the spectroscopic analysis cell and the distance between the light source and the light receiving portion in the probe. Therefore, the concentration of substances contained in the analysis target can be quantified by the Bale-Lambert law.

拡散反射分光分析においては、分析対象に対して照射された光が物質内で反射・屈折を繰り返しながら物質外の検出器に到達する。検出器に到達するまでの間に、物質内部で光が吸収される。この吸収された光の量から物質内部の情報を得る。物質内部で光が反射・屈折を繰り返して吸収されるまでの光路長は、物質の様々なパラメータに影響される。例えば、物質による光吸収が大きいと、物質により吸収される前に反射・屈折を繰り返す回数が少なくなる。これに対して、物質による光吸収が小さい場合、吸収が起きる前に比較的多数回の反射・屈折が起きる。すなわち、物質の吸収が大きいと光路長が短くなり、吸収が小さいと光路長が長くなる、という傾向がある。これにより、拡散反射光に対する吸収の大きさと、実際に物質が固有に持つ吸収の大きさとが対応しなくなる。したがって、吸光度と物質濃度との間の線形関係が崩れ、ベール・ランベール則に基づく濃度定量が困難となる。 In diffuse reflection spectroscopic analysis, the light radiated to the analysis target reaches the detector outside the substance while repeating reflection and refraction inside the substance. Light is absorbed inside the substance before it reaches the detector. Information on the inside of the substance is obtained from the amount of absorbed light. The optical path length until light is repeatedly reflected and refracted inside a substance is affected by various parameters of the substance. For example, if the light absorption by a substance is large, the number of times of repeating reflection and refraction before being absorbed by the substance is reduced. On the other hand, when the light absorption by a substance is small, reflection / refraction occurs a relatively large number of times before the absorption occurs. That is, there is a tendency that the optical path length becomes shorter when the absorption of the substance is large, and the optical path length becomes longer when the absorption of the substance is small. As a result, the magnitude of absorption for diffusely reflected light does not correspond to the magnitude of absorption actually inherent in the substance. Therefore, the linear relationship between the absorbance and the substance concentration is broken, and it becomes difficult to quantify the concentration based on the Bale-Lambert law.

分光分析においては、多変量解析などの数学的技法を用いて、多種類の物質が含まれた系における濃度を定量する場合がある。多変量解析の技法としては、部分的最小二乗法(PLS;Partial Least Squares)などが広く知られており、様々な系の濃度定量に用いられている。PLSをはじめとする多変量解析の技法においては、説明変数(分光分析の場合は得られる分光スペクトルから求められる吸光度)と目的変数(例えば特定の物質の濃度)の間に線形関係が成立することが前提となっている場合がある。したがって、拡散反射分光分析においては、PLSなどの多変量解析手法を用いた濃度定量が困難な場合がある。 In spectroscopic analysis, mathematical techniques such as multivariate analysis may be used to quantify concentrations in systems containing many types of substances. Partial least squares regression (PLS) is widely known as a technique for multivariate analysis, and is used for concentration quantification of various systems. In multivariate analysis techniques such as PLS, a linear relationship is established between the explanatory variable (in the case of spectroscopic analysis, the absorbance obtained from the obtained spectral spectrum) and the objective variable (for example, the concentration of a specific substance). May be a prerequisite. Therefore, in diffuse reflection spectroscopic analysis, it may be difficult to quantify the concentration using a multivariate analysis method such as PLS.

下記非特許文献1は、こうした拡散反射分光分析の課題を解決する方法が開示されている。同文献においては、拡散反射光成分のうち、偏光が保存された成分の強度と、全反射光の強度とを測定結果に基づき取得し、これらをもとに代表層理論(RLT;Representative Layer Theory)と呼ばれる理論を用いて、物質の濃度を解析する。 The following Non-Patent Document 1 discloses a method for solving such a problem of diffuse reflection spectroscopic analysis. In the same document, among the diffuse reflected light components, the intensity of the component in which polarized light is conserved and the intensity of the total reflected light are obtained based on the measurement results, and based on these, the representative layer theory (RLT; Representative Layer Theory) ) Is used to analyze the concentration of a substance.

Analytical Chmica Acta, 853, pp.486‐494(2015)Analytical Chmica Acta, 853, pp.486-494 (2015)

本発明者らが鋭意検討した結果、非特許文献1が記載している手法は、特に測定対象の濃度が高い測定領域において、濃度と吸光度との間の線形性が低下する場合があることが見出された。このことは、物質が反射光について異方性を有しており、その異方性によって測定結果が影響を受けることによると考えられる。 As a result of diligent studies by the present inventors, the method described in Non-Patent Document 1 may reduce the linearity between the concentration and the absorbance, especially in a measurement region where the concentration of the measurement target is high. Found. It is considered that this is because the substance has anisotropy with respect to the reflected light, and the measurement result is affected by the anisotropy.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、拡散反射分光分析により試料を分析する分光分析方法において、濃度と吸光度との間の対応関係の線形性を改善することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the linearity of the correspondence between concentration and absorbance in a spectroscopic analysis method for analyzing a sample by diffuse reflection spectroscopy. To do.

本発明に係る分光分析方法は、試料が有する反射光の異方性に影響されないパラメータを、前記試料の表面から反射された光の強度によって算出し、そのパラメータを用いて前記試料の平均吸収率を求める。 In the spectroscopic analysis method according to the present invention, a parameter that is not affected by the anisotropy of the reflected light of the sample is calculated from the intensity of the light reflected from the surface of the sample, and the average absorption rate of the sample is used using the parameter. Ask for.

本発明によれば、拡散反射分光分析において、低濃度から高濃度までの広いダイナミックレンジにおいて線形性の良い測定結果を得ることができる。これにより、物質の濃度定量などの精度を向上することができる。 According to the present invention, in diffuse reflection spectroscopy, it is possible to obtain measurement results with good linearity in a wide dynamic range from low concentration to high concentration. As a result, the accuracy of quantifying the concentration of the substance can be improved.

実施形態1に係る分光分析装置100の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the spectroscopic analyzer 100 which concerns on Embodiment 1. FIG. 色素ローダミンBを牛乳に溶解したものを測定対象物質15として吸光度Asurfを測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the absorbance A surf with the dye rhodamine B dissolved in milk as the substance to be measured 15. 単一散乱の様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of single scattering. 色素ローダミンBの濃度が100μg/mLと0μg/mLであるときそれぞれについて表面反射光の反射率を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the reflectance of the surface reflected light for each when the concentration of the dye rhodamine B is 100 μg / mL and 0 μg / mL. 吸光度Asurfを示すグラフである。It is a graph which shows the absorbance A surf. 実施形態1において代表層の吸光度Asurfを求める手順をまとめたフローチャートである。It is a flowchart which summarized the procedure for determining the absorbance Asurf of a representative layer in Embodiment 1. 分光分析装置100を用いて散乱パラメータgを推定する場合の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example at the time of estimating the scattering parameter g using a spectroscopic analyzer 100. 標準試料の反射率と測定対象物質15の反射率を複数の光波長においてそれぞれ測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the reflectance of a standard sample and the reflectance of the substance to be measured 15 at a plurality of light wavelengths, respectively.

<実施の形態1:装置構成>
図1は、本発明の実施形態1に係る分光分析装置100の構成を示す図である。光源11から出射された光は、光ファイバー12を介してコリメートレンズ13を通過する。コリメートレンズ13によってコリメートされた光は、偏光子14によって一部の偏光成分のみが取り出され、測定対象物質15に対して照射される。分光分析を行なう場合、光源11には白色光源、例えばハロゲンランプを用いることが考えられる。
<Embodiment 1: Device Configuration>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a spectroscopic analyzer 100 according to a first embodiment of the present invention. The light emitted from the light source 11 passes through the collimating lens 13 via the optical fiber 12. In the light collimated by the collimating lens 13, only a part of the polarizing components is extracted by the polarizing element 14, and the light is irradiated to the substance to be measured 15. When performing spectroscopic analysis, it is conceivable to use a white light source, for example, a halogen lamp as the light source 11.

測定対象物質15に対して照射された光は、測定対象物質15の内部において反射・屈折を繰り返すことにより拡散する。一部の光は、測定対象物質15によって吸収されることなく、測定対象物質15の外部に放射される。この外部に放射された光は、偏光子16とコリメートレンズ17を通じて、光ファイバー18に入射する。光ファイバー18は、受光部19に接続されている。受光部19は、例えば分光器を用いて、各波長における光強度を測定する。演算部20は、受光部19が測定した光強度を用いて、測定対象物質15の濃度などのパラメータを演算する。 The light irradiated to the measurement target substance 15 is diffused by repeating reflection and refraction inside the measurement target substance 15. Some light is radiated to the outside of the measurement target substance 15 without being absorbed by the measurement target substance 15. The light radiated to the outside enters the optical fiber 18 through the polarizing element 16 and the collimating lens 17. The optical fiber 18 is connected to the light receiving unit 19. The light receiving unit 19 measures the light intensity at each wavelength by using, for example, a spectroscope. The calculation unit 20 calculates a parameter such as the concentration of the substance to be measured 15 by using the light intensity measured by the light receiving unit 19.

出射光と反射光との間には、角度Φ21を設ける。測定対象物質15から反射された光が鏡面反射光を含まないようにするため、角度Φ21は、例えば45°などに設定することが望ましい。 An angle Φ21 is provided between the emitted light and the reflected light. The angle Φ21 is preferably set to, for example, 45 ° so that the light reflected from the substance to be measured 15 does not include the specularly reflected light.

<実施の形態1:代表層理論を用いた測定>
以下では本発明の目的を明確にするため、従来の拡散反射分光分析における測定手順とその課題について、まず説明する。その後に、本発明に係る分光分析方法について説明する。
<Embodiment 1: Measurement using representative layer theory>
In the following, in order to clarify the object of the present invention, the measurement procedure and its problems in the conventional diffuse reflection spectroscopic analysis will be described first. After that, the spectroscopic analysis method according to the present invention will be described.

まず、偏光子14の偏光方向と偏光子16の偏光方向を揃えた状態(平行にした状態)で、反射光の強度を測定する。演算部20は、受光部19が測定した光強度I||を記憶しておく。 First, the intensity of the reflected light is measured in a state where the polarization direction of the polarizer 14 and the polarization direction of the polarizer 16 are aligned (parallel). The calculation unit 20 stores the light intensity I || measured by the light receiving unit 19.

次に偏光子14(または偏光子16)を回転させる。回転角は任意に設定することができるが、例えば先の測定時における出射光と直交する偏光状態を有する光を照射するために、偏光方向を90°回転させることが考えられる。偏光子14を回転させた後、同様に反射光の強度を測定する。演算部20は、受光部19が測定した光強度Iを記憶しておく。 Next, the polarizer 14 (or the polarizer 16) is rotated. The angle of rotation can be set arbitrarily, but for example, it is conceivable to rotate the polarization direction by 90 ° in order to irradiate light having a polarization state orthogonal to the emitted light at the time of the previous measurement. After rotating the polarizer 14, the intensity of the reflected light is measured in the same manner. The calculation unit 20 stores the light intensity I ⊥ measured by the light receiving unit 19.

次に、光源11から入射された入射光の強度を測定する。入射光の強度も、偏光子14を回転させる前後それぞれについて測定する。演算部20は、受光部19が取得した入射光強度I0||(回転前)、I0⊥(回転後)を、記憶しておく。 Next, the intensity of the incident light incident from the light source 11 is measured. The intensity of the incident light is also measured before and after rotating the polarizer 14. The calculation unit 20 stores the incident light intensities I 0 || (before rotation) and I 0 ⊥ (after rotation) acquired by the light receiving unit 19.

測定対象物質15の内部において多数回散乱した光は、もはや入射光の偏光方向を保持していないので、I||=Iとなる。これに対して表面から反射した光は、入射光の偏光方向が維持されている。表面近傍において拡散反射した光も同様に、入射光の偏光方向が維持されていると考えられる。以下では、表面から反射された光と表面近傍から拡散反射された光をまとめて、表面反射光と呼ぶ。表面反射光については、I=0となる。演算部20はこのことを利用して、下記式1にしたがって、測定対象物質15の表面反射光の強度ΔIを算出する。 Since the light scattered many times inside the substance 15 to be measured no longer holds the polarization direction of the incident light, I || = I . On the other hand, the light reflected from the surface maintains the polarization direction of the incident light. Similarly, it is considered that the polarization direction of the incident light is maintained for the light diffusely reflected near the surface. Hereinafter, the light reflected from the surface and the light diffusely reflected from the vicinity of the surface are collectively referred to as surface reflected light. For surface reflected light, I = 0. Using this, the calculation unit 20 calculates the intensity ΔI of the surface reflected light of the substance to be measured 15 according to the following equation 1.

ΔI=I||−I (1) ΔI = I || −I (1)

演算部20は、下記式2にしたがって、測定対象物質15の内部から拡散反射された光と表面から反射された光を含む全反射光の強度Itotを求める。 The calculation unit 20 obtains the intensity Itot of the total reflected light including the light diffusely reflected from the inside of the measurement target substance 15 and the light reflected from the surface according to the following equation 2.

tot=I||+I (2) I tot = I || + I (2)

反射率は、入射光の強度と反射光の強度の比である。演算部20は、表面反射光の反射率r、全反射光の反射率Rtotを、それぞれ下記式3と式4にしたがって算出する。 Reflectance is the ratio of the intensity of incident light to the intensity of reflected light. The calculation unit 20 calculates the reflectance r of the surface reflected light and the reflectance R tot of the total reflected light according to the following equations 3 and 4, respectively.

r=ΔI/I (3)
tot=Itot/I (4)
r = ΔI / I 0 (3)
R tot = I tot / I 0 (4)

代表層理論(RLT;Representative Layer Theory)においては、測定対象物質15に光源11から照射された光の透過光強度が無視できるという条件の下、下記式5が表す関係があることが示されている。aREPは代表層における光吸収率、rREPは代表層理論における表面反射光の反射率である。 In the representative layer theory (RLT; Representative Layer Theory), it is shown that the following equation 5 has a relationship under the condition that the transmitted light intensity of the light emitted from the light source 11 to the substance to be measured 15 can be ignored. There is. a REP is the light absorption rate in the representative layer, and r REP is the reflectance of surface reflected light in the representative layer theory.

(1−Rtot )/Rtot=(aREP/rREP)(2−rREP−2aREP)(5) (1-R tot 2 ) / R tot = (a REP / r REP ) (2-r REP -2a REP ) (5)

従来の方式では、式5において、rREPとrが近似的に等しいと仮定することで、代表層理論における光吸収率aREPを算出する。代表層理論における光吸収率aREPは、多重散乱の影響を受けない程度の厚さを持つ代表層における光吸収率である。したがって、下記式6から代表層の吸光度Asurfを算出することができる。吸光度Asurfは、多重散乱の影響をうけていないので、ベール・ランベール則にしたがう。したがって吸光度Asurfにより、物質の濃度を推定することができる。 In the conventional method, the light absorption rate a REP in the representative layer theory is calculated by assuming that r REP and r are approximately equal in Equation 5. The light absorption rate a REP in the representative layer theory is the light absorption rate in the representative layer having a thickness that is not affected by multiple scattering. Therefore, the absorbance A surf of the representative layer can be calculated from the following formula 6. Absorbance A surf is not affected by multiple scattering and therefore follows the Veil-Lambert rule. Therefore, the concentration of the substance can be estimated from the absorbance A surf.

surf=−log(1−aREP) (6) A surf = -log (1-a REP ) (6)

図2は、色素ローダミンBを牛乳に溶解したものを測定対象物質15として吸光度Asurfを測定した結果を示すグラフである。ここでは色素ローダミンBの濃度を1.6μg/mLから100μg/mLまで変化させてAsurfを測定した。比較のため、全反射率から計測した吸光度Arefを併記している。比較しやすくするため、Asurfの縦軸は20倍している。図2の黒四角がArefを示し、白四角がAsurfを示す。 FIG. 2 is a graph showing the results of measuring the absorbance A surf using the dye rhodamine B dissolved in milk as the substance to be measured 15. Here it was measured A surf by changing the concentration of the dye rhodamine B from 1.6 [mu] g / mL to 100 [mu] g / mL is. For comparison, it is also shown the absorbance A ref measured from the total reflectance. To make it easier to compare, the vertical axis of Surf is multiplied by 20. The black square in FIG. 2 indicates A ref , and the white square indicates A surf .

surfとArefは、検出している深さが異なる。Asurfは代表層の吸光度を算出したものであるのに対し、Arefは光が到達した全深さの吸光度を算出したものである。Arefは光路長による違いの補正をしていない吸光度である。 A surf and A ref have different detection depths. A surf is the calculation of the absorbance of the representative layer, while A ref is the calculation of the absorbance at the total depth reached by the light. A ref is the absorbance without correction for the difference due to the optical path length.

図2によれば、Arefは色素ローダミンBの濃度が高濃度になるにしたがって顕著に傾きが減少していることが分かる。これに対しAsurfは高濃度領域においても濃度と吸光度との間の対応関係の直線性が改善していることが分かる。しかしながら、依然として高濃度領域で傾きが減少する傾向が認められる。本発明者らは、この要因を以下のように考察した。 According to FIG. 2, A ref is seen that significant tilt is decreased in accordance with the concentration of the dye rhodamine B becomes a high concentration. On the other hand, it can be seen that A surf improves the linearity of the correspondence between the concentration and the absorbance even in the high concentration region. However, there is still a tendency for the slope to decrease in the high concentration region. The present inventors considered this factor as follows.

代表層理論において用いられている反射率rREPは、測定対象物質15の表面反射光の反射率の平均値である。しかし、反射光を測定する実際の光学系は、ある特定の受光角においてのみ、反射光を測定するのが通常である。図1に示す光学系も同様である。測定対象物質15の内部において多数回拡散反射した光は、異方性の大部分を喪失していると考えられるので、特定の受光角において測定した反射光を測定したとしても、測定対象物質15が有する反射光の異方性の影響をあまり受けないと考えられる。即ち、Rtotに対する受光角の影響は小さいと考えられる。他方で代表層理論においては、表面反射光を用いて濃度を推定する。上記の方法では、異方性が充分に残っている表面反射光の反射率rをrREPと等しいと仮定することになる。しかし実際には、代表層理論におけるrREPは、各受光角における表面反射光の反射率の平均である。したがってrの異方性の影響を考慮せずに濃度を推定するので、図2のような線形性が低下する現象が生じると推測した。 The reflectance r REP used in the representative layer theory is an average value of the reflectance of the surface reflected light of the substance to be measured 15. However, an actual optical system for measuring reflected light usually measures reflected light only at a specific light receiving angle. The same applies to the optical system shown in FIG. Since it is considered that the light diffusely reflected many times inside the measurement target substance 15 loses most of the anisotropy, even if the reflected light measured at a specific light receiving angle is measured, the measurement target substance 15 It is considered that it is not so affected by the anisotropy of the reflected light. That is, it is considered that the influence of the light receiving angle on R tot is small. On the other hand, in the representative layer theory, the density is estimated using the surface reflected light. In the above method, it is assumed that the reflectance r of the surface reflected light having sufficient anisotropy is equal to r REP. However, in reality, r REP in the representative layer theory is the average reflectance of surface reflected light at each light receiving angle. Therefore, since the concentration is estimated without considering the influence of the anisotropy of r, it is presumed that the phenomenon of reduced linearity as shown in FIG. 2 occurs.

そこで、以下の方法でrREPを算出することを考えた。まず、rとrREPの関係について考察した。 Therefore, we considered to calculate r REP by the following method. First, the relationship between r and r REP was considered.

図3は、単一散乱の様子を示す模式図である。測定対象物質15の表面からの散乱が1回散乱であると仮定する。この場合、偏光が保存されている成分における反射率については、単一散乱が主要な成分として寄与している表面反射光であると考えられる。入射光強度Iと表面反射光の強度ΔIは、下記式7によって表される。sは入射光が1回散乱される確率、pは散乱の異方性(受光角への依存性)を表現するフェーズ関数、σは媒質27の光吸収係数、dは代表層の厚さである。受光角は45°である。 FIG. 3 is a schematic view showing the state of single scattering. It is assumed that the scattering of the substance to be measured 15 from the surface is one-time scattering. In this case, the reflectance of the component in which polarized light is conserved is considered to be surface reflected light in which single scattering contributes as a main component. The incident light intensity I 0 and the surface reflected light intensity ΔI are expressed by the following equation 7. s is the probability that the incident light is scattered once, p is the phase function that expresses the anisotropy of scattering (dependence on the light receiving angle), σ a is the light absorption coefficient of the medium 27, and d is the thickness of the representative layer. Is. The light receiving angle is 45 °.

ΔI=I×s×p(θ=45°)×exp(−σ(d+d/cos(45°)) (7) ΔI = I 0 × s × p (θ = 45 °) × exp (−σ a (d + d / cos (45 °))) (7)

これをIで割ったものがr45°となる。 Dividing this by I 0 gives r 45 ° .

45°=s×p(θ=45°)×exp(−σ(d+d/cos(45°))(8) r 45 ° = s × p (θ = 45 °) × exp (−σ a (d + d / cos (45 °))) (8)

REPは各方向からの各受光角での反射率の平均値であり、下記式で表される。 r REP is the average value of the reflectance at each light receiving angle from each direction, and is expressed by the following formula.

REP=∫s×p(θ)×sinθ×exp(−σ(d+d/cosθ))dθ)/∫sinθdθ (9) r REP = ∫s × p (θ) × sinθ × exp (−σ a (d + d / cosθ)) dθ) / ∫sinθdθ (9)

また、aREPは、厚さdの代表層における吸収率であり、以下の式で表される。 Further, a REP is an absorption rate in a representative layer having a thickness d, and is represented by the following formula.

REP=exp(−σd) (10) a REP = exp (-σ a d ) (10)

1回散乱の異方性を表すフェーズ関数としては、例えば、下記式で表されるHenyey Greenstein関数が知られている。gは、散乱の異方性を表す散乱パラメータであり、散乱の異方性に応じて−1から1までの値を持つ。例えばg=0であればフェーズ関数は散乱方向に依存しない等方散乱に対応している。正の値のときは前方散乱、負の値のときは後方散乱が支配的となる。 As a phase function representing the anisotropy of one-time scattering, for example, the Henyey Greenstein function represented by the following equation is known. g is a scattering parameter representing the anisotropy of scattering, and has a value from -1 to 1 depending on the anisotropy of scattering. For example, if g = 0, the phase function corresponds to isotropic scattering that does not depend on the scattering direction. When the value is positive, the forward scattering is dominant, and when the value is negative, the backscatter is dominant.

p(g,θ)=(1−g)/(4π(1+g−2gcosθ)3/2) (11) p (g, θ) = ( 1-g 2) / (4π (1 + g 2 -2gcosθ) 3/2) (11)

以下において、代表層理論を用いて、測定対象物質15の濃度を推定する際に、反射光の異方性による影響を緩和する手法を提案する。 In the following, we propose a method to mitigate the influence of the anisotropy of reflected light when estimating the concentration of the substance to be measured 15 using the representative layer theory.

図4は、色素ローダミンBの濃度が100μg/mLと0μg/mLであるときそれぞれについて表面反射光の反射率を測定した結果を示すグラフである。符号28は100μg/mLの測定結果を示し、符号29は、0μg/mLの測定結果を示す。色素ローダミンBが100μg/mL溶けている場合は、これにより光が吸収されるので、溶けていないときと比較して反射率が顕著に低下していることが分かる。この様に、光を吸収する物質の濃度が高い場合には、表面反射光の反射率に吸収の影響が現れる。 FIG. 4 is a graph showing the results of measuring the reflectance of surface reflected light when the concentrations of the dye rhodamine B are 100 μg / mL and 0 μg / mL, respectively. Reference numeral 28 indicates a measurement result of 100 μg / mL, and reference numeral 29 indicates a measurement result of 0 μg / mL. When the dye rhodamine B is dissolved at 100 μg / mL, light is absorbed by this, and it can be seen that the reflectance is significantly reduced as compared with the case where the dye rhodamine B is not dissolved. As described above, when the concentration of the substance that absorbs light is high, the effect of absorption appears on the reflectance of the surface reflected light.

図3に例示するような単一散乱において、色素ローダミンBの濃度が100μg/mLのときの受光角θにおける反射率r45°(100μg/mL)と、0μg/mLのときの受光角θにおける反射率r45°(0μg/mL)の比は、下記式12によって表すことができる。σaは吸収係数、dは代表層の厚さである。色素ローダミンBの濃度が0μg/mLの場合には、σa=0である。色素ローダミンBの濃度が100μg/mLのときσa=σa、100μg/mLと表現する。式12は、全ての波長において成立するので、差分30が最も顕著に現れる波長における測定結果を式12に代入すると好適である。 In the single scattering as illustrated in FIG. 3, at the reflectance r 45 ° (100 μg / mL) at the light receiving angle θ when the concentration of the dye rhodamine B is 100 μg / mL, and at the light receiving angle θ when the dye Rhodamine B concentration is 0 μg / mL. The ratio of reflectance r 45 ° (0 μg / mL) can be expressed by the following equation 12. σa is the absorption coefficient and d is the thickness of the representative layer. When the concentration of the dye rhodamine B is 0 μg / mL, σa = 0. When the concentration of the dye rhodamine B is 100 μg / mL, it is expressed as σa = σ a, 100 μg / mL. Since Equation 12 holds at all wavelengths, it is preferable to substitute the measurement result at the wavelength at which the difference 30 appears most prominently into Equation 12.

45°(100μg/mL)/r45°(0μg/mL)=exp(−σa、100μg/mL(d+d/cos(45°))) (12) r 45 ° (100μg / mL) / r 45 ° (0μg / mL) = exp (-σ a, 100μg / mL (d + d / cos (45 °))) (12)

45°(100μg/mL)とr45°(0μg/mL)は、ともに同じ反射角45°において測定したものであるので、式12にしたがってこれらの比を求めることにより、反射光の異方性の影響がキャンセルされ、求めた比は異方性の影響を受けていないと考えられる。 Since r 45 ° (100μg / mL) and r 45 ° (0μg / mL) are those measured at both the same reflection angle 45 °, by obtaining these ratios according to Equation 12, the anisotropic reflective light It is considered that the influence of sex is canceled and the obtained ratio is not affected by anisotropy.

式12から、σa、100μg/mLdを求めることができる。この求められたσa、100μg/mLdと式10を用いることにより、aREP(100μg/mL)を求めることができる。 From Equation 12, σ a and 100 μg / mL d can be obtained. By using the obtained σ a, 100 μg / mL d and the formula 10, a REP (100 μg / mL) can be obtained.

求められたaREP(100μg/mL)を、代表層理論の式5に代入することにより、rREP(100μg/mL)を求めることができる。 By substituting the obtained a REP (100 μg / mL) into Equation 5 of the representative layer theory, the r REP (100 μg / mL) can be obtained.

REP(100μg/mL)、r45°(100μg/mL)、式8、式9、式11を用いて、散乱パラメータgを決定することができる。したがって、Henyey Greenstein関数p(g,θ)を求めることができる。 The scattering parameter g can be determined using r REP (100 μg / mL), r 45 ° (100 μg / mL), equations 8, 9, and 11. Therefore, the Hennyy Greenstein function p (g, θ) can be obtained.

求められたgは媒質27の濃度に依らず、散乱体の性質だけで決まるものである。したがって、この求められたgを用いることにより、任意の濃度条件で測定したr45°をrREPに変換することができる。以下では具体例として、上記手順のなかで既に測定したr45°(0μg/mL)をrREPに変換する手順を説明する。 The obtained g is determined only by the properties of the scatterer, regardless of the concentration of the medium 27. Therefore, by using this obtained g, r 45 ° measured under arbitrary concentration conditions can be converted into r REP. In the following, as a specific example, the procedure for converting r 45 ° (0 μg / mL) already measured in the above procedure into r REP will be described.

色素ローダミンBの濃度が0μg/mLであるとき、光は吸収されないと考えられるので、σ=0である。これを式8と式9に代入すると下記式13が得られる。 When the concentration of the dye rhodamine B is 0 μg / mL, it is considered that light is not absorbed, so σ a = 0. Substituting this into Equations 8 and 9, the following Equation 13 is obtained.

REP/r45°(0μg/mL)
=(∫s×p(θ)×sinθdθ/∫sinθdθ)/s×p(θ=45°)
=(∫p(θ)×sinθdθ/∫sinθdθ)/p(θ=45°) (13)
r REP / r 45 ° (0 μg / mL)
= (∫s × p (θ) × sinθdθ / ∫sinθdθ) / s × p (θ = 45 °)
= (∫p (θ) × sinθdθ / ∫sinθdθ) / p (θ = 45 °) (13)

gの値と式11を用いて、∫p(θ)×sinθdθ/∫sinθdθを数値的に計算することができる。p(θ=45°)は、gの値と式11から求めることができる。r45°(0μg/mL)は測定済である。これらの値を式13に代入することにより、rREPを求めることができる。 Using the value of g and Equation 11, ∫p (θ) × sinθdθ / ∫sinθdθ can be calculated numerically. p (θ = 45 °) can be obtained from the value of g and Equation 11. r 45 ° (0 μg / mL) has been measured. By substituting these values into Equation 13, r REP can be obtained.

REPを式5に代入することにより、aREPを求めることができる。aREPを式6に代入することにより、代表層の吸光度Asurfを求めることができる。 By substituting r REP into Equation 5, a REP can be obtained. By substituting a REP into Equation 6, the absorbance A surf of the representative layer can be obtained.

以上の説明においては、濃度条件100μg/mLにおける測定結果と濃度条件0μg/mLにおける測定結果を用いて、gの値を求めるとともにそのgの値を用いてrREPを求める手順を説明したが、その他濃度条件においても同様の手順によりrREPを求めることができる。 In the above description, the procedure for obtaining the g value and the r REP using the g value using the measurement result under the concentration condition of 100 μg / mL and the measurement result under the concentration condition of 0 μg / mL has been described. The r REP can be obtained by the same procedure under other concentration conditions.

図5は、上記の手続きにより補正された吸光度Asurfを示すグラフである。白四角は図2に示す白四角と同じものである。黒丸は補正された吸光度Asurfを示す。図5に示すように、本実施形態1に係る手法により、高濃度領域においても、濃度と吸光度との間の対応関係の線形性がさらに改善されることが分かる。 FIG. 5 is a graph showing the absorbance A surf corrected by the above procedure. The white square is the same as the white square shown in FIG. Black circles indicate the corrected absorbance A surf . As shown in FIG. 5, it can be seen that the method according to the first embodiment further improves the linearity of the correspondence between the concentration and the absorbance even in the high concentration region.

図6は、本実施形態1において代表層の吸光度Asurfを求める手順をまとめたフローチャートである。以下図6の各ステップについて説明する。 FIG. 6 is a flowchart summarizing the procedure for obtaining the absorbance Asurf of the representative layer in the first embodiment. Each step of FIG. 6 will be described below.

(図6:ステップS601)
オペレータは、分光分析装置100を用いて、r45°(100μg/mL)とr45°(0μg/mL)を計測する。本ステップは、図4に例示する計測結果を得ることに相当する。演算部20は、その計測結果を保持する。
(FIG. 6: Step S601)
The operator measures r 45 ° (100 μg / mL) and r 45 ° (0 μg / mL) using the spectroscopic analyzer 100. This step corresponds to obtaining the measurement results illustrated in FIG. The calculation unit 20 holds the measurement result.

(図6:ステップS602〜S604)
演算部20は、ステップS601における計測結果と式12を用いて、σa、100μg/mLdを求める(S602)。演算部20は、σa、100μg/mLdと式10を用いることにより、aREP(100μg/mL)を求める(S603)。演算部20は、aREP(100μg/mL)と式5を用いることにより、rREP(100μg/mL)を求める(S604)。
(FIG. 6: Steps S602 to S604)
The calculation unit 20 obtains σ a and 100 μg / mL d using the measurement result in step S601 and the equation 12 (S602). The calculation unit 20 obtains a REP (100 μg / mL) by using σ a, 100 μg / mL d and Equation 10 (S603). The calculation unit 20 obtains r REP (100 μg / mL) by using a REP (100 μg / mL) and Equation 5 (S604).

(図6:ステップS605)
演算部20は、rREP(100μg/mL)、r45°(100μg/mL)、式8、式9、式11を用いて、散乱パラメータgを求める。
(FIG. 6: Step S605)
The calculation unit 20 obtains the scattering parameter g using r REP (100 μg / mL), r 45 ° (100 μg / mL), equation 8, equation 9, and equation 11.

(図6:ステップS606〜S608)
演算部20は、gとr45°(0μg/mL)を用いて、式13にしたがってrREPを求める(S606)。演算部20は、rREPと式5を用いてaREPを求める(S607)。演算部20は、aREPと式6を用いてAsurfを求める(S608)。
(FIG. 6: Steps S606 to S608)
The calculation unit 20 obtains r REP according to Equation 13 using g and r 45 ° (0 μg / mL) (S606). The calculation unit 20 obtains a REP using r REP and Equation 5 (S607). The calculation unit 20 obtains A surf using a REP and Equation 6 (S608).

(図6:ステップS601〜S608:補足)
その他濃度条件(仮にxμg/mLと呼ぶ)についてAsurfを求める場合は、その濃度条件(xμg/mL)について、(a)r45°(0μg/mL)と同様の測定結果を取得し、(b)式5を用いる前に式3と式4にしたがってRtotを求めておく。その他手順は以上と同様である。
(FIG. 6: Steps S601 to S608: Supplement)
If for other density conditions (tentatively referred to as xμg / mL) Request A surf, its density conditions (xμg / mL), to get the same measurement results (a) r 45 ° (0μg / mL), ( b) Before using Equation 5, R tot is calculated according to Equations 3 and 4. Other procedures are the same as above.

<実施の形態1:まとめ>
本実施形態1に係る分光分析装置100は、媒質27を溶かした試料の反射率と溶かしていない試料の反射率を測定し、これらと代表層理論を合わせることにより、散乱の異方性パラメータgを算出することができる。これにより、吸光度Asurfと測定対象物質15の濃度との間の対応関係の線形性を改善し、より正確に濃度を求めることができる。
<Embodiment 1: Summary>
The spectroscopic analyzer 100 according to the first embodiment measures the reflectance of the sample in which the medium 27 is dissolved and the reflectance of the sample in which the medium 27 is not dissolved, and by combining these with the representative layer theory, the anisotropic parameter g of scattering is g. Can be calculated. As a result, the linearity of the correspondence between the absorbance A surf and the concentration of the substance to be measured 15 can be improved, and the concentration can be obtained more accurately.

<実施の形態2>
実施形態1においては、測定対象物質15の表面反射光の異方性による影響を受けないパラメータを求めることにより、吸光度と濃度との間の対応関係の線形性を改善することを説明した。これに対して、測定対象物質15の表面反射光の異方性をあらかじめ計測するかまたはこれが既知である場合は、その異方性による影響があらかじめ分かっていることになるので、これを利用して吸光度や濃度を用いることもできる。本発明の実施形態2では、その具体的手法を説明する。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, it has been explained that the linearity of the correspondence between the absorbance and the concentration is improved by obtaining the parameters that are not affected by the anisotropy of the surface reflected light of the substance to be measured 15. On the other hand, the anisotropy of the surface reflected light of the substance to be measured 15 is measured in advance, or if this is known, the effect of the anisotropy is known in advance, so this is used. Absorbance and concentration can also be used. In the second embodiment of the present invention, a specific method thereof will be described.

図7は、分光分析装置100を用いて式11で表されるHenyey Greenstein関数の散乱パラメータgを推定する場合の構成例を示す図である。分光分析装置100の構成は実施形態1と同じだが、複数の受光角度(図7においては受光角度111と112)において測定を実施する。受光角度111において測定を実施した後、偏光子16/コリメートレンズ17/光ファイバー18/受光部19を受光角度112に対応する位置に移動させて測定を実施する。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration example in the case of estimating the scattering parameter g of the Henyey Greenstein function represented by the formula 11 using the spectroscopic analyzer 100. The configuration of the spectroscopic analyzer 100 is the same as that of the first embodiment, but the measurement is performed at a plurality of light receiving angles (light receiving angles 111 and 112 in FIG. 7). After the measurement is performed at the light receiving angle 111, the polarizer 16 / collimating lens 17 / optical fiber 18 / light receiving unit 19 is moved to a position corresponding to the light receiving angle 112 to perform the measurement.

式11のフェーズ関数は、測定対象物質15の位置を基準として楕円のような軌道を描く関数であり、p(g,θ)の値が2つ以上分かればgを特定することができる。したがって2つ以上の受光角度における測定結果と式7を用いてp(g,θ)の値を2つ以上取得することにより、gと式11の関数を求めることができる。図7においては2つの受光角度111と112における測定を例示しているが、3つ以上の受光角度において測定してもよいし、2以上の受光光学系を用いて測定してもよい。gの値が既知である測定対象物質15を測定する場合は、図7のような測定プロセスを省略することができる。 The phase function of Equation 11 is a function that draws an elliptical orbit with reference to the position of the substance to be measured 15, and g can be specified if two or more values of p (g, θ) are known. Therefore, the function of g and Equation 11 can be obtained by acquiring two or more values of p (g, θ) using the measurement results at two or more light receiving angles and Equation 7. Although the measurement at two light receiving angles 111 and 112 is illustrated in FIG. 7, the measurement may be performed at three or more light receiving angles, or may be measured using two or more light receiving optical systems. When measuring the substance to be measured 15 having a known value of g, the measurement process as shown in FIG. 7 can be omitted.

gと式11のフェーズ関数を特定することができれば、以後の手順は実施形態1と同様である。ただし、Asurfを求めようとしている濃度条件(xμg/mL)について未だr45°(0μg/mL)と同様の測定結果を取得していない場合は、改めてこれを取得する必要がある。 If g and the phase function of Equation 11 can be specified, the subsequent procedure is the same as that of the first embodiment. However, if the same measurement result as r 45 ° (0 μg / mL) has not yet been obtained for the concentration condition (xμg / mL) for which A surf is to be obtained, it is necessary to obtain it again.

測定対象物質15の特性によっては、式11以外のフェーズ関数を用いることが適している場合もある。例えば、波長スケールに対して測定対象物質15の大きさが十分に小さい場合、Rayleigh散乱と呼ばれる散乱が支配的になる。これに対し、波長スケールに対して測定対象物質15の大きさが同程度の場合には、Mie散乱と呼ばれる散乱が支配的となる。 Depending on the characteristics of the substance to be measured 15, it may be appropriate to use a phase function other than Equation 11. For example, when the size of the substance to be measured 15 is sufficiently small with respect to the wavelength scale, scattering called Rayleigh scattering becomes dominant. On the other hand, when the size of the substance to be measured 15 is about the same as the wavelength scale, scattering called Mie scattering becomes dominant.

Rayleigh散乱の場合におけるフェーズ関数としては、下記式14を用いることができる。さらには、Rayleigh散乱は偏光を解消する性質があるので、その影響を考慮すると下記式15を用いることができる。Δは偏光解消度である。 The following equation 14 can be used as the phase function in the case of Rayleigh scattering. Furthermore, since Rayleigh scattering has the property of eliminating polarized light, the following equation 15 can be used in consideration of its influence. Δ is the degree of depolarization.

p(θ)=3(1+cosθ) (14)
p(θ)=(3/4)(2/(2+Δ))(1+Δ)+(1−Δ)cosθ (15)
p (θ) = 3 (1 + cos 2 θ) (14)
p (θ) = (3/4) (2 / (2 + Δ)) (1 + Δ) + (1-Δ) cos 2 θ (15)

測定対象物質15の大きさが波長スケールよりも十分大きい拡散性散乱の場合には、物質表面の形状に依存した散乱が発生する。この場合は、物質表面の形状に関する情報(例えば表面の屈折率や凹凸、表面粗さ、など)を分光分析装置100に対して入力し、演算部20はその情報を用いてフェーズ関数に相当する関数を定めることができる。 In the case of diffusive scattering in which the size of the substance 15 to be measured is sufficiently larger than the wavelength scale, scattering depending on the shape of the substance surface occurs. In this case, information on the shape of the surface of the substance (for example, the refractive index, unevenness, surface roughness, etc. of the surface) is input to the spectroscopic analyzer 100, and the calculation unit 20 uses the information to correspond to the phase function. Functions can be defined.

フェーズ関数を特定するための各情報(例えば式11、14、15の区別、偏光解消度Δ、測定対象物質15の形状、など)は、オペレータが適当なインターフェースを介して分光分析装置100に対して与えることができる。 Each piece of information for identifying the phase function (eg, the distinction between equations 11, 14, and 15, the degree of depolarization Δ, the shape of the substance to be measured 15, etc.) is provided to the spectroscopic analyzer 100 by the operator via an appropriate interface. Can be given.

<実施の形態2:まとめ>
本実施形態2に係る分光分析装置100において、演算部20は、散乱パラメータgを測定またはオペレータが与えることによって取得し、その散乱パラメータgを用いて、全受光角度にわたる平均反射率を求めることができる。これにより、測定対象物質15が反射光の異方性を有し、かつ特定の受光角度において測定を実施した場合であっても、異方性の影響を除去し、測定対象物質15の濃度を正確に求めることができる。
<Embodiment 2: Summary>
In the spectroscopic analyzer 100 according to the second embodiment, the calculation unit 20 obtains the scattering parameter g by measuring or giving it by the operator, and uses the scattering parameter g to obtain the average reflectance over the entire light receiving angle. it can. As a result, even when the substance 15 to be measured has anisotropy of reflected light and the measurement is performed at a specific light receiving angle, the influence of the anisotropy is removed and the concentration of the substance 15 to be measured is increased. It can be calculated accurately.

<実施の形態3>
測定対象物質15の特性などの測定条件によっては、表面反射光の強度が弱く、測定が困難である場合がある。本発明の実施形態3では、標準試料の表面反射光の反射率を用いて、測定対象物質15の表面反射光の反射率を推定する手法を説明する。
<Embodiment 3>
Depending on the measurement conditions such as the characteristics of the substance to be measured 15, the intensity of the surface reflected light may be weak and the measurement may be difficult. In Embodiment 3 of the present invention, a method of estimating the reflectance of the surface reflected light of the substance 15 to be measured will be described using the reflectance of the surface reflected light of the standard sample.

図8は、標準試料の反射率と測定対象物質15の反射率を複数の光波長においてそれぞれ測定した結果を示すグラフである。まず標準サンプルに対して、実施形態1と同様に、表面反射光の反射率113と全反射光の反射率114を算出する。標準サンプルとしては、測定対象物質15と同じ物質であり、かつ反射率113において吸収の影響が認められる高濃度のものを用いることが望ましい。 FIG. 8 is a graph showing the results of measuring the reflectance of the standard sample and the reflectance of the substance to be measured 15 at a plurality of light wavelengths. First, the reflectance 113 of the surface reflected light and the reflectance 114 of the total reflected light are calculated for the standard sample in the same manner as in the first embodiment. As the standard sample, it is desirable to use a substance that is the same as the substance to be measured 15 and has a high concentration at which the influence of absorption is recognized at the reflectance 113.

次に、標準サンプルとは異なる濃度の測定対象物質15について、実施形態1と同様に全反射光の反射率115を算出する。測定対象物質15については、表面反射光が吸収の影響を受けるか否かは問わない。測定対象物質15の表面反射光は強度が弱いものと仮定する。この場合の反射率は、図8の点線曲線に示すようになり、精度よく反射率を求めることが困難である。 Next, the reflectance 115 of the total reflected light is calculated for the substance 15 to be measured having a concentration different from that of the standard sample, as in the first embodiment. Regarding the substance to be measured 15, it does not matter whether or not the surface reflected light is affected by absorption. It is assumed that the surface reflected light of the substance to be measured 15 has a weak intensity. The reflectance in this case is shown in the dotted line curve of FIG. 8, and it is difficult to accurately obtain the reflectance.

標準サンプルにおける全反射光の反射率114と表面反射光の反射率113との間の関係は、測定対象物質15における全反射光の反射率115と点線に示す反射率との間の関係と相似していると推定される。本実施形態3においては、このことを利用して測定対象物質15の表面反射率を求める。以下具体的な手順を説明する。なお、一般に反射率は光波長に応じて変化するが、以下の手順においてはその変化が僅かであり反射率を求めるに際してその影響を無視できると仮定する。 The relationship between the reflectance 114 of the total reflected light and the reflectance 113 of the surface reflected light in the standard sample is similar to the relationship between the reflectance 115 of the total reflected light and the reflectance shown by the dotted line in the material 15 to be measured. It is presumed that it is. In the third embodiment, the surface reflectance of the substance to be measured 15 is obtained by utilizing this. The specific procedure will be described below. In general, the reflectance changes according to the light wavelength, but in the following procedure, it is assumed that the change is slight and the influence can be ignored when determining the reflectance.

演算部20は、反射率115の測定結果に基づき、反射率115が極値をとるときの光波長λpeakを特定する。演算部20は、光波長λpeakにおける反射率115と同じ値(図8におけるRref)を反射率114が有するときの光波長λrefを特定する。光波長λrefの候補が複数ある場合は、|λpeak−λref|が最も小さくなるように光波長λrefを選ぶことが望ましい。 The calculation unit 20 identifies the light wavelength λ peak when the reflectance 115 takes an extreme value based on the measurement result of the reflectance 115. The calculation unit 20 specifies the light wavelength λ ref when the reflectance 114 has the same value as the reflectance 115 at the light wavelength λ peak (R ref in FIG. 8). If the candidate of the optical wavelength lambda ref there are multiple, | λ peakref | it is desirable to select a light wavelength lambda ref to best smaller.

演算部20は、光波長λrefにおける標準サンプルの表面反射光の反射率rrefを、光波長λrefにおける測定対象物質15の表面反射光の反射率として特定する。反射率114と115との間の関係は、反射率113と測定対象物質15の表面反射光の反射率との間の関係と相似していると推測されるからである。 Calculation unit 20, the reflectance r ref surface reflection light of the standard sample in the optical wavelength lambda ref, is specified as the reflectance of surface reflection light of the measurement target material 15 in the optical wavelength lambda ref. This is because the relationship between the reflectances 114 and 115 is presumed to be similar to the relationship between the reflectance 113 and the reflectance of the surface reflected light of the substance 15 to be measured.

光が吸収されない場合における標準サンプルの表面反射光の反射率rは、反射率rref、吸収係数σa、図3のθとdを用いて、下記式16により表すことができる。式16と式9から代表層における光吸収率aREPを求め、さらに式6により吸光度Asurfを求めることができる。 The reflectance r 0 of the surface reflected light of the standard sample when the light is not absorbed can be expressed by the following equation 16 using the reflectance r ref , the absorption coefficient σa, and θ and d in FIG. The light absorption rate a REP in the representative layer can be obtained from the formulas 16 and 9 , and the absorbance A surf can be further obtained by the formula 6.

ref/r=exp(−σa(d+d/cosθ)) (16) r ref / r 0 = exp (−σa (d + d / cosθ)) (16)

吸光度Asurfは、多重散乱の影響を受けていないので、ベール・ランベール則にしたがうと考えられる。rの波長に対する依存性が小さいという仮定が成り立てば、以上の手順により測定対象物質15の濃度を算出することができる。 Since the absorbance A surf is not affected by multiple scattering, it is considered to follow the Veil-Lambert law. If the assumption that the dependence on the wavelength of r 0 is small is established, the concentration of the substance to be measured 15 can be calculated by the above procedure.

<実施の形態4>
実施形態1〜3においては、全反射光の強度Itotを式2によって求めることとした。しかし測定対象によっては、光学的性質が深さ方向に応じて変化する場合がある。例えば皮膚は、表面から順に表皮/真皮/皮下脂肪によって構成されており、各層は組成が異なる。こうした測定対象物質15においては、Itotを全反射光として全反射率を求めると、測定対象である層以外の特性が全反射率に含まれてしまう場合がある。特に実施形態3においては、光波長によって反射率が変化しない(または変化の影響を無視できる)ことを前提としているので、測定対象以外の層の影響を受けることは望ましくない。
<Embodiment 4>
In the first to third embodiments, the intensity Itot of the total reflected light is determined by Equation 2. However, depending on the measurement target, the optical properties may change depending on the depth direction. For example, the skin is composed of epidermis / dermis / subcutaneous fat in order from the surface, and each layer has a different composition. In such a substance to be measured 15, if the total reflectance is determined by using Itot as the total reflected light, the total reflection may include characteristics other than the layer to be measured. In particular, in the third embodiment, since it is premised that the reflectance does not change (or the influence of the change can be ignored) depending on the light wavelength, it is not desirable to be affected by a layer other than the measurement target.

そこでこのような測定対象物質15については、全反射光として、Itotの代わりにI||を用いることができる。これにより、Itotよりも深度の浅い部分における全反射率を得ることができる。これを用いて、実施形態3の手法により濃度を求めることができる。測定対象物質15の特性によっては、全反射光としてIを用いてもよいし、偏光角を0°から90°の任意の値に設定してもよい。 Therefore, for such a substance to be measured 15, I || can be used instead of Itot as the total reflected light. As a result, total reflectance can be obtained in a portion shallower than Itot. Using this, the concentration can be determined by the method of the third embodiment. Depending on the characteristics of the substance to be measured 15, I may be used as the total reflected light, or the polarization angle may be set to an arbitrary value from 0 ° to 90 °.

一般的には、I||が浅い部分における反射率を与え、Iが最も深い部分までの全層を含む全反射率を与えると考えられる。したがって、測定対象物質15が層毎に異なる特性を有する場合は、全反射光として、Itotの代わりにI||を用いることが望ましいと考えられる。 In general, it is considered that I || gives the reflectance in the shallow part, and I gives the total reflectance including all layers up to the deepest part. Therefore, when the substance 15 to be measured has different characteristics for each layer, it is considered desirable to use I || as the total reflected light instead of Itot.

<本発明の変形例について>
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
<About a modified example of the present invention>
The present invention is not limited to the above-described examples, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

実施形態1においては、2つの表面反射率r(100μg/mL)とr(0μg/mL)の比を用いて吸光度を計算する。これら表面反射率の値が小さい場合は、例えば実施形態3を併用することができる。 In the first embodiment, the absorbance is calculated using the ratio of the two surface reflectances r (100 μg / mL) and r (0 μg / mL). When these surface reflectance values are small, for example, the third embodiment can be used in combination.

実施形態1において、偏光子14の各回転状態のとき光源11をOFFして、バックグラウンドを測定してもよい。演算部20は、偏光状態が平行であるときのバックグラウンド光強度Ib||と、偏光状態が垂直であるときのバックグラウンド光強度Ib⊥を、それぞれ記憶しておき、反射光強度を求める際にこれらを差し引くことができる。 In the first embodiment, the light source 11 may be turned off and the background may be measured in each rotation state of the polarizer 14. The calculation unit 20 stores the background light intensity I b || when the polarized light states are parallel and the background light intensity I b ⊥ when the polarized light states are vertical, and sets the reflected light intensity. These can be deducted when asking.

入射光強度Iを測定する際には、ミラーなどを通じて入射光を受光部19に直接導くようにすることもできる。それが難しい場合には、拡散反射標準などを用いて入射光強度Iを測定してもよい。 When measuring the incident light intensity I 0 , the incident light may be directly guided to the light receiving unit 19 through a mirror or the like. If that is difficult, the incident light intensity I 0 may be measured using a diffuse reflection standard or the like.

以上の実施例形態においては、色素ローダミンBが溶解した牛乳を測定対象物質15の例として取り上げたが、本発明の方法は、より一般的に、散乱体を含む溶液や粉体における成分の濃度を拡散反射分光により定量する際に適用することができる。 In the above embodiments, milk in which the dye rhodamine B is dissolved is taken as an example of the substance to be measured 15, but the method of the present invention more generally means the concentration of components in a solution or powder containing a scatterer. Can be applied when quantifying by diffuse reflection spectroscopy.

実施形態3において、反射率113を測定する際の光強度信号は弱いことが多いので、得られた反射率113をスムージングしておくことが望ましい。スムージングの方法としては、移動平均に基づく方法、Savitzky−Golay法、フーリエ変換に基づく方法、Wavelet変換に基づく方法、などが考えられる。また、吸収により影響される部分は、純物質の吸収スペクトルの定数倍になると考えられるので、その定数をあらかじめ求めておいてもよい。 In the third embodiment, since the light intensity signal when measuring the reflectance 113 is often weak, it is desirable to smooth the obtained reflectance 113. As the smoothing method, a method based on a moving average, a Savitzky-Goray method, a method based on the Fourier transform, a method based on the Wavelet transform, and the like can be considered. Further, since the portion affected by absorption is considered to be a constant multiple of the absorption spectrum of the pure substance, the constant may be obtained in advance.

以上の実施形態においては、表面近傍から反射された光も含めて表面反射光と呼ぶこととした。具体的には、測定精度などの諸条件に鑑みて、式1が成立するとみなすことができる範囲の反射光を、表面反射光として取り扱うことができる。 In the above embodiments, the light reflected from the vicinity of the surface is also referred to as surface reflected light. Specifically, in view of various conditions such as measurement accuracy, the reflected light in the range where Equation 1 can be considered to hold can be treated as the surface reflected light.

以上の実施形態において、演算部20は、これらの機能を実装した回路デバイスなどのハードウェアによって構成することもできるし、これらの機能を実装したソフトウェアをCPU(Central Processing Unit)などの演算装置が実行することにより構成することもできる。 In the above embodiment, the arithmetic unit 20 can be configured by hardware such as a circuit device that implements these functions, or software that implements these functions is provided by an arithmetic unit such as a CPU (Central Processing Unit). It can also be configured by executing.

11:光源
12:光ファイバー
13:コリメートレンズ
14:偏光子
15:測定対象物質
16:偏光子
17:コリメートレンズ
18:光ファイバー
19:受光部
20:演算部
21:受光角度
27:媒質
111:受光角度
112:受光角度
11: Light source 12: Optical fiber 13: Collimating lens 14: Polarizer 15: Substance to be measured 16: Polarizer 17: Collimating lens 18: Optical fiber 19: Light receiving unit 20: Calculation unit 21: Light receiving angle 27: Medium 111: Light receiving angle 112 : Light receiving angle

Claims (12)

光を用いて試料を分析する分光分析方法であって、
前記試料の表面から反射した表面反射光を受光して前記表面反射光の強度を測定するステップ、
前記表面反射光の強度を用いて、前記試料が有する光の吸収係数によって表されかつ前記試料が有する反射光の異方性に影響されないパラメータを計算するステップ、
前記パラメータを用いて、前記試料の光吸収率を全受光角にわたって平均したものに相当する平均吸収率を計算するステップ、
を有することを特徴とする分光分析方法。
A spectroscopic analysis method that analyzes a sample using light.
A step of receiving the surface reflected light reflected from the surface of the sample and measuring the intensity of the surface reflected light.
A step of using the intensity of the surface reflected light to calculate a parameter represented by the light absorption coefficient of the sample and not affected by the anisotropy of the reflected light of the sample.
Using the parameters, the step of calculating the average absorption rate corresponding to the average of the light absorption rates of the sample over the entire light receiving angle.
A spectroscopic analysis method characterized by having.
前記分光分析方法はさらに、
前記試料から反射された光の強度を測定する測定器の偏光子の偏光状態を出射光の偏光状態と揃えた上で、前記測定器を用いて前記試料から反射された光の第1強度を測定するステップ、
前記偏光子の偏光状態を回転させた上で、前記測定器を用いて前記試料から反射された光の第2強度を測定するステップ、
を有し、
前記表面反射光の強度を測定するステップにおいては、前記第1強度と前記第2強度との間の差分を用いて、前記表面反射光の強度を測定する
ことを特徴とする請求項1記載の分光分析方法。
The spectroscopic analysis method further
After aligning the polarization state of the polarizer of the measuring instrument that measures the intensity of the light reflected from the sample with the polarization state of the emitted light, the first intensity of the light reflected from the sample is determined by using the measuring instrument. Steps to measure,
A step of measuring the second intensity of the light reflected from the sample by using the measuring instrument after rotating the polarization state of the polarizer.
Have,
The first aspect of claim 1, wherein in the step of measuring the intensity of the surface reflected light, the intensity of the surface reflected light is measured by using the difference between the first intensity and the second intensity. Spectral analysis method.
前記第2強度を測定するステップにおいては、前記偏光子の偏光状態を90度回転させる
ことを特徴とする請求項2記載の分光分析方法。
The spectroscopic analysis method according to claim 2, wherein in the step of measuring the second intensity, the polarization state of the polarizer is rotated by 90 degrees.
前記分光分析方法はさらに、
前記試料を第1濃度で含む液体に対して光を照射することにより前記表面反射光の第1反射率を測定するステップ、
前記第1反射率を測定するときと同じ受光角度および偏光状態において、前記試料を第2濃度で含む液体に対して光を照射することにより、前記表面反射光の第2反射率を測定するステップ、
前記第1反射率と前記第2反射率の比を用いて、前記試料の反射光の異方性を表す散乱パラメータを算出するステップ、
を有することを特徴とする請求項1記載の分光分析方法。
The spectroscopic analysis method further
A step of measuring the first reflectance of the surface reflected light by irradiating a liquid containing the sample at a first concentration with light.
A step of measuring the second reflectance of the surface reflected light by irradiating a liquid containing the sample at a second concentration with light at the same light receiving angle and polarization state as when measuring the first reflectance. ,
A step of calculating a scattering parameter representing the anisotropy of the reflected light of the sample by using the ratio of the first reflectance and the second reflectance.
The spectroscopic analysis method according to claim 1, wherein the method is characterized by the above.
前記平均吸収率を計算するステップにおいては、
前記散乱パラメータを用いて定義された、前記試料の反射光の異方性を表す関数を、全受光角にわたって積分し、
前記積分の結果と前記第2反射率とを用いて、前記平均吸収率を計算する
ことを特徴とする請求項4記載の分光分析方法。
In the step of calculating the average absorption rate,
A function representing the anisotropy of the reflected light of the sample, defined using the scattering parameters, is integrated over the total light receiving angle.
The spectroscopic analysis method according to claim 4 , wherein the average absorptivity is calculated by using the result of the integration and the second reflectance.
前記分光分析方法はさらに、
前記試料の反射光の異方性を表す散乱パラメータを指定するステップ、
前記試料を含む液体に対して光を照射することにより前記表面反射光の反射率を測定するステップ、
を有し、
前記平均吸収率を計算するステップにおいては、
前記散乱パラメータを用いて定義された、前記試料の反射光の異方性を表す関数を、全受光角にわたって積分し、
前記積分の結果と前記反射率とを用いて、前記平均吸収率を計算する
ことを特徴とする請求項1記載の分光分析方法。
The spectroscopic analysis method further
A step of specifying a scattering parameter representing the anisotropy of the reflected light of the sample.
A step of measuring the reflectance of the surface reflected light by irradiating a liquid containing the sample with light.
Have,
In the step of calculating the average absorption rate,
A function representing the anisotropy of the reflected light of the sample, defined using the scattering parameters, is integrated over the total light receiving angle.
The spectroscopic analysis method according to claim 1 , wherein the average absorption rate is calculated by using the result of the integration and the reflectance.
前記関数は、Henyey Greenstein関数、レイリー散乱における光反射の異方性を表す関数、またはレイリー散乱における光反射の異方性と偏光解消度を表す関数、のいずれかである
ことを特徴とする請求項6記載の分光分析方法。
The claim is characterized in that the function is either a Henyey Greenstein function, a function representing the anisotropy of light reflection in Rayleigh scattering, or a function representing the anisotropy of light reflection and the degree of depolarization in Rayleigh scattering. Item 6. The spectral analysis method according to Item 6.
前記分光分析方法はさらに、
参照試料の表面から反射した第1表面反射光の反射率を所定範囲の光周波数にわたって測定するステップ、
前記参照試料の内部において拡散反射した拡散反射光と、前記第1表面反射光とを含む第1全反射光の反射率を、前記所定範囲の光周波数にわたって測定するステップ、
前記第1全反射光の反射率が極値をとる第1光周波数を特定するステップ、
前記試料の内部において拡散反射した拡散反射光と、前記試料の表面から反射した第2表面反射光とを含む第2全反射光の反射率を、前記所定範囲の光周波数にわたって測定するステップ、
前記第1全反射光の反射率が前記第2全反射光の反射率の極値と同じであるときの第2光周波数を特定するステップ、
前記第2光周波数において測定した前記第1表面反射光の光反射率を、前記第1光周波数における前記第2表面反射光の光反射率として特定するステップ、
を有することを特徴とする請求項1記載の分光分析方法。
The spectroscopic analysis method further
A step of measuring the reflectance of the first surface reflected light reflected from the surface of a reference sample over a predetermined range of light frequencies.
A step of measuring the reflectance of the first total reflected light including the diffusely reflected light diffusely reflected inside the reference sample and the first surface reflected light over an optical frequency in the predetermined range.
The step of specifying the first light frequency at which the reflectance of the first total reflected light takes an extreme value,
A step of measuring the reflectance of the second total reflected light including the diffusely reflected light diffusely reflected inside the sample and the second surface reflected light reflected from the surface of the sample over an optical frequency within the predetermined range.
A step of specifying a second light frequency when the reflectance of the first total reflected light is the same as the extreme value of the reflectance of the second total reflected light.
A step of specifying the light reflectance of the first surface reflected light measured at the second light frequency as the light reflectance of the second surface reflected light at the first light frequency.
The spectroscopic analysis method according to claim 1, wherein the method is characterized by the above.
前記分光分析方法はさらに、
前記参照試料から反射された光の強度を測定する測定器の偏光子の偏光状態を出射光の偏光状態と揃えた上で、前記測定器を用いて前記参照試料から反射された光の第3強度を測定するステップ、
前記偏光子の偏光状態を回転させた上で、前記測定器を用いて前記参照試料から反射された光の第4強度を測定するステップ、
前記偏光子の偏光状態を出射光の偏光状態と揃えた上で、前記測定器を用いて前記試料から反射された光の第5強度を測定するステップ、
前記偏光子の偏光状態を回転させた上で、前記測定器を用いて前記試料から反射された光の第6強度を測定するステップ、
を有し、
前記第1全反射光の反射率を測定するステップにおいては、前記第3強度と前記第4強度の和を用いて前記第1全反射光の強度を測定し、
前記第2全反射光の反射率を測定するステップにおいては、前記第5強度と前記第6強度の和を用いて前記第2全反射光の強度を測定する
ことを特徴とする請求項8記載の分光分析方法。
The spectroscopic analysis method further
After aligning the polarization state of the polarizer of the measuring instrument for measuring the intensity of the light reflected from the reference sample with the polarization state of the emitted light, the third of the light reflected from the reference sample using the measuring instrument. Steps to measure strength,
A step of measuring the fourth intensity of the light reflected from the reference sample using the measuring instrument after rotating the polarization state of the polarizer.
A step of measuring the fifth intensity of the light reflected from the sample by using the measuring instrument after aligning the polarization state of the polarizer with the polarization state of the emitted light.
A step of measuring the sixth intensity of light reflected from the sample using the measuring instrument after rotating the polarization state of the polarizer.
Have,
In the step of measuring the reflectance of the first total reflected light, the intensity of the first total reflected light is measured by using the sum of the third intensity and the fourth intensity.
8. The eighth aspect of claim 8, wherein in the step of measuring the reflectance of the second total reflected light, the intensity of the second total reflected light is measured by using the sum of the fifth intensity and the sixth intensity. Spectral analysis method.
前記分光分析方法はさらに、前記平均吸収率を用いて、前記試料の吸光度を計算するステップを有する
ことを特徴とする請求項1記載の分光分析方法。
The spectroscopic analysis method according to claim 1, further comprising the step of calculating the absorbance of the sample using the average absorptivity.
前記分光分析方法はさらに、
前記試料の吸光度と前記試料の濃度との間のベール・ランベール則に基づく対応関係にしたがって、前記試料の吸光度を用いて前記試料の濃度を特定するステップ、
を有することを特徴とする請求項10記載の分光分析方法。
The spectroscopic analysis method further
A step of specifying the concentration of the sample using the absorbance of the sample according to the correspondence between the absorbance of the sample and the concentration of the sample based on the Bale-Lambert law.
10. The spectroscopic analysis method according to claim 10.
光を用いて試料を分析する分光分析装置であって、
前記試料の表面から反射した表面反射光の強度を測定する測定器、
前記試料の光吸収率を計算する演算部、
を備え、
前記演算部は、前記表面反射光の強度を用いて、前記試料が有する光の吸収係数によって表されかつ前記試料が有する反射光の異方性に影響されないパラメータを計算し、
前記演算部は、前記パラメータを用いて、前記試料の光吸収率を全受光角にわたって平均したものに相当する平均吸収率を計算する
ことを特徴とする分光分析装置。
A spectroscopic analyzer that analyzes a sample using light.
A measuring instrument that measures the intensity of surface reflected light reflected from the surface of the sample.
An arithmetic unit that calculates the light absorption rate of the sample,
With
Using the intensity of the surface reflected light, the calculation unit calculates a parameter represented by the light absorption coefficient of the sample and not affected by the anisotropy of the reflected light of the sample.
The calculation unit is a spectroscopic analyzer characterized in that the calculation unit calculates an average absorption rate corresponding to an average of the light absorption rates of the sample over all light receiving angles using the parameters.
JP2017083404A 2017-04-20 2017-04-20 Spectral analysis method, spectroscopic analyzer Active JP6832782B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017083404A JP6832782B2 (en) 2017-04-20 2017-04-20 Spectral analysis method, spectroscopic analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017083404A JP6832782B2 (en) 2017-04-20 2017-04-20 Spectral analysis method, spectroscopic analyzer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018179893A JP2018179893A (en) 2018-11-15
JP6832782B2 true JP6832782B2 (en) 2021-02-24

Family

ID=64275172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017083404A Active JP6832782B2 (en) 2017-04-20 2017-04-20 Spectral analysis method, spectroscopic analyzer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6832782B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7139076B1 (en) * 2002-08-09 2006-11-21 Ralf Marbach Stable optical diffuse reflection measurement
JP2007085940A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Fujifilm Corp Method and apparatus for measuring light-scattering characteristics
JP2009053103A (en) * 2007-08-28 2009-03-12 Hitachi Maxell Ltd Evaluation method of coated film layer
JP5156306B2 (en) * 2007-09-14 2013-03-06 大塚電子株式会社 Optical anisotropy measuring apparatus and optical anisotropy measuring method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018179893A (en) 2018-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
He et al. Assessing firmness and SSC of pears based on absorption and scattering properties using an automatic integrating sphere system from 400 to 1150 nm
US4398541A (en) Method and apparatus for measuring moisture content of skin
JP6289517B2 (en) Method for determining lipids and other interfering substances in a body fluid sample
Bogomolov et al. Reference-free spectroscopic determination of fat and protein in milk in the visible and near infrared region below 1000 nm using spatially resolved diffuse reflectance fiber probe
JP2008537897A (en) Method and apparatus for noninvasively determining a specimen
Zhang et al. Refractive index measurement using single fiber reflectance spectroscopy
JP6630061B2 (en) Method and apparatus for processing spread spectrum data
JPH06186159A (en) Non-destructive measurement method for fruits sugar degree with near-infrared transmission spectrum
JP2008537141A (en) Spectroscopic determination of analyte concentration
Hu et al. Spatial-frequency domain imaging coupled with frequency optimization for estimating optical properties of two-layered food and agricultural products
KR102042864B1 (en) Method to determine the absorption coefficient in turbid media
CN101688832A (en) The spectroscopy measurements of material concentration in the scattering tissue
US6660995B1 (en) Particle size analysis in a turbid media with a single-fiber, optical probe while using a visible spectrometer
KR102395773B1 (en) Spectroscopy system for biological material and spectroscopy method using the spectroscopy system
JP6832782B2 (en) Spectral analysis method, spectroscopic analyzer
JP2004257835A (en) Method for determinating concentration of glucose
JP4925278B2 (en) Optical biological information measuring method and apparatus
Min et al. A preliminary verification of the floating reference measurement method for non-invasive blood glucose sensing
JP5311418B2 (en) Absorbance spectrum measurement method independent of concentration
Juttula et al. Instrument for measurement of optical parameters of turbid media by using diffuse reflectance of laser with oblique incidence angle
JP3902999B2 (en) Optical scattering characteristic estimation apparatus and operation method thereof
JP2012063333A (en) Optical characteristic value measuring device, optical characteristic value measuring method, and optical characteristic value measuring program
Sato et al. Extraction of depth-dependent signals from time-resolved reflectance in layered turbid media
CN113208562A (en) Skin water content detection system and method based on light detection technology
Lu Applications of attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy for forensic analysis

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191204

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200908

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201208

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6832782

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150