JPH07209082A - ストレー放射に関するスペクトル補正方法及び補整スペクトル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分光計器におけるストレー放射に関して決定
し、そして補正するための新しい方法と新しい装置とを
提供する。 【構成】 分光計器におけるストレー放射に関するスペ
クトルの補正ために、計器の波長分析器内に向けられる
複数の校正波長における単色放射に関するスペクトルパ
ターンが得られる。各パターンにおけるピークプロフィ
ールが置換され、そして結果的なデータが計器の順序付
けられた波長に関して、そしてストレー比例をを得るた
めにノーマライズされる。各順序付けられた波長に関す
るスペクトルサンプルデータがストレー比例によって乗
算され、順序付けられた波長に、そしてスペクトル範囲
にわたる波長増分に丁寧に識別されたストレー部分が得
られる。各順序付けられた波長に関するストレー部分は
加算され、そして合計はストレーに関する補正されたデ
ータを得るために順序付けられた波長に関するスペクト
ルデータから差し引かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ストレー放射に関する
スペクトル補正方法及び補正スペクトル発生装置に関
し、即ち分光計器に、そして特にそのような計器におけ
るストレー放射の補正に関する。

【０００２】

【従来の技術】分光計器は一般的に、サンプルまたは天
文学上の源に固有である放射のスペクトル分析を提供す
るように機能する。放射源および／またはサンプルは計
器の内側または外側に存在できる。この計器は、プリズ
ムまたは、精密計器においてはより共通的には、光学格
子のようなスペクトル分散素子を含む波長分析器を有し
ている。この分析器はさらに検出器装置を含んでいる。
１つの型においては、検出器は狭い入り側スリットを持
つ単独の光感応コンポーネントを有し、そして分散素子
は検出器は放射波長の範囲を走査するために機械的に回
転させられる。別の型においては、検出器は、同時に範
囲全体をスペクトル増分しながら検出するための光感応
ピクセル領域のアレーを有している。アレー検出器は実
際には、小さな隣接ピクセルを提供する個体デバイスで
作られる。このアレーは、単独の分散素子からのスペク
トルを受け取るよう直線的であったも、またはクロスさ
れた分散素子に関して二次元的であっても、いずれでも
よい。二次元検出器は米国特許第４，８２０，０８４号
（バーナード）において開示されている。

【０００３】最近の精密分光計器はスペクトル情報の校
正および取り扱いのためのコンピュータプログラムを含
んでいる。米国特許第５，２２９，８３８号（ガンツ
他）は、アレー検出器を持つ格子を説明し、そして振幅
線形度を校正するための装置を提示し、そしてまた源放
射を液体の遠隔サンプルにまで運び、そして分析器に戻
すために光ファイバーが用いられるような特別の計器の
型をも提示している。本発明の代理人によって１９９２
年２月１２日に出願された米国特許出願第８３４，４４
８号（トレーシー他）は、コンピュータプログラムを用
いる計器標準化を開示し、そしてまたその場所に光源が
無くても一般的に存在する放射および計器ノイズである
ようなバックグランドに関する補正をも説明している。
米国特許第５，０２３，８０４号（ホウルト）はコンピ
ュータプログラムによってスペクトルを比較するための
方法と装置とを提示している。

【０００４】これまでに述べた特許のような前進的な技
術によって得られる感度における改善によって、ストレ
ー放射が制限的なファクタであることが発見された。ス
トレー放射は不完全な格子および内部反射から生じるも
のである。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、分光計器におけるスト
レー放射に関して決定し、そして補正するための新しい
方法と新しい装置とを提供することである。さらに別の
目的は、ストレー放射に関して補正された、改善された
スペクトルデータを提供することである。

【０００６】

【発明の構成】前に述べた、そして他の目的は、特許請
求の範囲の構成要件により達成され、即ちスペクトル範
囲にわたって指定された波長において波長を増分させる
ことによってスペクトル強度を表すスペクトルデータを
得る波長分析器を含む分光計によって発生されるスペク
トルに関するストレー放射の補正方法及び装置によって
達成される。

【０００７】スペクトル範囲にわたって分配された複数
の校正波長が選択され、都合の良いことにそのような波
長の数は実質的に指定された波長の数よりも少なくされ
る。各校正波長においては、波長のスペクトルデータの
初期的なパターンがパターンへの影響が増分するよう
に、実質的に単色の放射が分析器に向けられる。初期的
パターンは校正波長においてピークプロフィールを持っ
ており、そしてピークプロフィールから外れたストレー
放射を表している。初期的なパターンは、ノーマライズ
されたピークプロフィールを持つノーマライズされたパ
ターンとなるようにノーマライズされる。ピークプロフ
ィールから離れて、ノーマライズされたパターンは、各
波長増分においてストレー放射として検出された校正波
長の検出された放射の比例を表している。ノーマライズ
されたピークプロフィールは、残りのパターンを得るた
めにノーマライズされたパターンから削除され、ガウス
法で初期的パターンをピークカーブに適合させることに
より、曲線の各側にカットオフポイント、ここでは曲線
からのデータエラーがノイズレベルの３倍のような選択
された限度を越えている、を決め、そしてそのカットオ
フポイントをそれらの間にピークプロフィールを描くの
に用いるようにして、描くことができる。

【０００８】代用のプロフィールはノーマライズされた
ピークプロフィールの代理をする。この代用は近くのポ
イントに適合する曲線によることが望ましい、残りのパ
ターンを基に行われる。こうして補正データの結果的な
パターンが得られ、このパターンはストレー放射を表し
ている。各パターンの補正データは関連する校正波長に
よって、そしてそれぞれの波長増分によって識別され
る。データの再編成によって、各波長増分は、校正波長
に関する補正データの関連するセットを持つ。

【０００９】各波長増分に関しては、補正データのセッ
トが、波長増分に、そしてそれぞれ順序付けらた波長に
関して識別される放射のストレー比例を得るような順序
付けらた波長への校正波長から補間される。順序付けら
た波長はストレー放射に関する源波長を表し、そして波
長増分はストレーのレセプタ増分として機能する、と言
うことを認識するのは有用である。こうして各順序付け
らた波長はそこに類似のストレー比例の関係するセット
を持ち、それらの比例はまた、波長増分によってそれぞ
れ識別される。

【００１０】分光計器は波長増分に関して、そしてそれ
に従って順序付けらた波長に関してスペクトルサンプル
データを提供するようサンプル源からの放射で動作す
る。各順序付けらた波長に関しては相応するサンプルデ
ータが順序付けらた波長を、そしてそれぞれ波長増分を
識別する放射のストレー比例を得るために順序付けらた
波長を識別する各ストレー比例によって乗算される。こ
れによって各波長増分は、そこで識別されるストレー部
分の関連したセットを有している。

【００１１】各波長増分に関しては、ここにおいて識別
されるストレー部分は波長増分に関するストレー放射の
全体を得るために加算される。全体、補正されたデータ
を得るために、波長増分のサンプルデータから減算され
る。全ての波長増分に関して得られた補正されたデータ
のセットは、ストレー放射に関して補正されたサンプル
放射のスペクトルを表している。

【００１２】目的はまた、スペクトル範囲にわたって順
序付けらた波長における波長増分によってスペクトル強
度を表すスペクトルデータを得るための波長分析器を含
むような分光計器によって生じるスペクトルにおけるス
トレー放射に関する補正のための装置によって達成され
る。この計器は波長増分に関して、そしてその結果順序
付けらた波長に関してスペクトルサンプルデータを得る
ためにサンプル源からの放射によって走査することがで
きる。

【００１３】この装置は各校正波長に関して、スペクト
ルデータの初期パターンが波長増分に関して得られるよ
うにスペクトル範囲にわたって分配された、前もって選
択された複数の校正波長のそれぞれにおいて実質的に単
色の放射を分析器に向けるように動作できるように設け
られた単色放射の源を含んでいる。初期パターンは校正
波長におけるピークプロフィールを有しており、そして
ピークプロフィールから離れたストレー放射を表してい
る。

【００１４】この装置はさらに、ノーマライズされたパ
ターンを得るために初期パターンをノーマライズするた
めの装置と、各校正波長に関する残りのパターンを得る
ためにノーマライズされたパターンからノーマライズさ
れたピークプロフィールを削除するための装置と、して
ストレー放射を表す補正データのパターンを得るために
残りのパターンを基に各ノーマライズされたピークプロ
フィールの代わりに代用プロフィールで代用するための
装置と、を含んでいる。補正データは校正波長に、およ
びそれぞれ波長増分に関して識別され、これによって各
レセプタ増分は校正波長に関する補正データの関連する
セットを持つようになる。

【００１５】この装置はさらに、レセプタ増分に、およ
びそれぞれ順序付けらた波長に関して識別された放射の
ストレー比例を得るために順序付けらた波長に対する校
正波長から各レセプタ増分に関する補正データのセット
を補間するするための装置を含んでいる。各順序付けら
た波長はそこで識別された、そしてそれぞれ波長増分に
関するストレー比例の関連するセットを持つものであ
る。

【００１６】この装置はさらに乗算し、加算しそして減
産するための装置を含んでいる。順序付けらた波長に、
およびそれぞれ波長増分に関して識別された放射のスト
レー部分を得るために、それによって各波長増分がそこ
で識別されたストレー部分の関連したセットを持つよう
にするために、各波長増分および相応する順序付けらた
波長に関して、順序付けらた波長に関して識別された各
ストレー比例だけサンプルデータが乗算される。各波長
増分に関して識別されたストレー部分は波長増分に関す
るストレー放射の全体を得るために加算される。各波長
増分に関する全体は、各レセプタ増分に関する補正され
たデータを得る足るために相応するサンプルデータから
減算される。補正されたデータのセットは波長増分に関
して得られており、ストレー放射に関して補正されたサ
ンプル放射のスペクトルを表している。

【００１７】

【実施例】本発明は一般的に、紫外線、可視光線および
／または赤外線のスペクトル範囲にわたる順序付けらた
相応する波長における波長増分でのスペクトル強度を表
すスペクトルデータを得るための波長分析器を含む、ど
のような一般的なまたは望ましい分光計器においても使
用することができる。例えばそのような分光計器は、分
子蛍光および燐光、または液体クロマトグラフ的なスペ
クトル吸収のような、スペクトル吸収、発散またはスペ
クトル反射、発光を分析するためのスペクトル光度計で
あるかもしれない。計器の関連するスペクトル分析器
は、例えば光学格子、プリズム、音響ー光学同調フィル
タ、または走査型ファブリーペロー干渉計を含むことが
できる。

【００１８】図１は、パーキンーエルマーＰＩＯＮＩＲ
１０２４（ＴＭ）のような、その計器から離れた場所の
液体のスペクトル吸収を分析するためのスペクトル光度
計である計器１０を描いている。これは本発明において
は特に有用であるダイオオドアレー型の検出器を有して
いるものであるが、しかし本発明は単独の光受信型の検
出器および走査分散素子を持つ走査型計器にも適用でき
るものである。動作は全体的に、前に述べた米国特許第
５，２２９，８３８号において説明されているものと同
様である。

【００１９】例えばタングステンーハロゲンランプのよ
うな広帯域光源１４からの放射１２は第２光ファイバー
２４によって取り上げられ、そして計器の波長分析部分
２６に戻される前に、光線はサンプル液体２２を通過す
るよう光線を離れた場所２０に運ぶ光ファイバー１８上
にレンズ１６によって結像合わせされる。（示されてい
ない）種々のレンズも一般的には光トレイン中に含めら
れることができる。分析器２６においては、放射は窪ん
だ光学格子２８に向けられ、それは放射を検出器３２に
よって受け取られるスペクトル３０に分散させる。強度
対波長を表す検出器からの信号は電気的なライン３４を
通過してデータプロセッサ３６に伝えられ、ここではそ
の信号が適切に増幅されそして変更されて、メモリ３８
内に蓄積され、そしてついには出力情報を提供する用に
処理される。サンプル液体のスペクトル特性を表す送信
された強度データは、対数計算を適用することによって
吸収データに変換される。バックグランドホセイおよび
標準との比較の後の結果は、一般的にモニタースクリー
ン４０上に表示され、および−／またはプリントアウト
される。

【００２０】標準的には検出器３２は、検出しそして格
子から分散された相応する波長増分に関するスペクトル
強度を表す信号を発生し、そしてスペクトル範囲にわた
って順序付けらた相応する波長上に中心化された、光感
応ピクセルレセプタ４２のアレーを持つチャージカップ
ル検出器（ＣＣＤ）のような個体型である。ピクセルセ
ルサイズは約２５ミクロンである。波長増分サイズはピ
クセルサイズに比例し、そして格子分散に逆比例してお
り、例えば波長増分は０．３ｎｍである。（ここでおよ
び特許請求の範囲で用いられている述語「」は波数およ
び周波数のようなものの投下表示を含んでいる。）この
実施例においては、検出器は約８００から１１００ｎｍ
波長のスペクトル範囲の計器のスペクトル範囲を規定す
るように設けられた１０２４ピクセルの単独の列の形状
をなすピクセルの線形アレーを持っている。

【００２１】付加的な光ファイバー４４が、吸収されな
い放射サンプルを分析部分にバイパスするために挿入さ
れることが出来る。次に計器は、スペクトル強度データ
を発生するために、各ファイバーライン事に、このそれ
ぞれの場合において光源があるのと無いのとの両方にお
いて、光スイッチ４６を通して動作させられる。光スイ
ッチ４６は単独のユニット内に組み合わせられることも
でき、そしてビームスプリッタおよび分離されたファイ
バー４４を必要としないシャッタ装置を含むことも出来
る。ときどき「ダーク」と表される、光源のない場合の
データはバックグランドを考慮したもので、補正された
強度を得るためにサンプルデータの各セットから減算さ
れるものである。ふつうは透過度が、サンプルおよびバ
イパスファイバーに関する補正された強度の比として計
算される。

【００２２】本発明によれば、計器の正確さおよび標準
度を改善するために、計器の内部におけるストレー放射
に関して配慮することにより各々の強度に対してさらに
別の補正が行われる。透過度が計算されるべきであるな
らば、透過度計算の前に強度データに対する補正が行わ
れることが望ましい。そのようなストレーは不完全な格
子分けからの、そしてその波長上に中心合わせされてい
ないピクセルによる計器における反射からの散乱によっ
て各波長が散開する事による放射である。

【００２３】本発明によるストレーに関する補正は、計
器のスペクトル範囲にわたって分配された選択された複
数の（例えば１５１）校正波長に関して放射５０の実質
的に単色源４８を用いることによって行われる。ここに
おける述語（校正波長）はストレー放射に関する校正を
意味しており、本発明の範囲外である通常の計器校正を
意味してはいない。適切な光源はダブルモノクロメータ
であり、すなわち例えばコネチカット州ストラットフォ
ードのオリエル社のモデル７７２７４であるような一対
の連続する分散格子である。 単色源４８は実質的に単
色の放射を分析器部分２６に向かわせるよう主計器１０
と共に配置されている。この源の帯域通過は実際上小さ
いが、十分な強度、例えば約１ｎｍ、を提供するこの源
は、同じ型の光ファイバーおよびどのような関連するレ
ンズを用いることが好都合な代用される計器部分と実質
的に同様な方法で、その放射を最初に、波長分析器が含
まれる光学装置に通過させる。（示されていない）１つ
の方法は、計器内の広帯域スペクトル源によって単色源
を代用させることである。そのような場合には、光学ト
レイン内にサンプル部分を含むことが可能であるが、し
かしそれは必要ではない。

【００２４】図位置に描かれた特色においては、基本的
にはサンプル部分内主トレインを二重化するために分離
された光学トレインが単色源４８と共に用いられてい
る。この源４８は計器ファイバー１８，２４と同じコア
サイズおよび数の開口を、および計器レンズと同じく
（もし必要ならば、示されていない）関連するレンズと
を持つ光ファイバー５１を含む光ファイバー装置を通し
てその単色放射５０を通過させる。ファイバー５１は光
スイッチ４６を通して接続するように示されている。敷
かしそうではなくて一般的に工場において源４８が用い
られるように、スイッチ装置からファイバー２４を接続
はずししておき、一般的なカプラによってこれを一時的
に直接的にファイバー５１に接続することも好都合であ
る。この方法はまた、主光学トレインをよりよく二重化
させることもできる。

【００２５】図２および図３はコンピュータ３６を用い
て本発明を実施するための一連の手法の流れ図を示して
いる。計算は近似を含んでいる。本発明の計算を実行す
るためのプログラミング装置は、コンピュータを用いる
オペレーピング装置の供給者が一般的に利用している
「Ｃ」のような一般的なコンピュータ言語によって都合
よくそして用意に達成される。この全体のプログラムは
例えば、計器と結びついたディジタルイクイプメント社
のモデル４６６コンピュータ上でコンパイルされる。そ
のようなプログラムは計器の動作において、およびスペ
クトルデータそのスペクトルデータの分析器に用いられ
るマスタープログラム内に組み込まれることが好都合で
ある。

【００２６】スペクトル範囲にわたって分配されている
複数の校正波長が６２において前もって選択される。そ
のような波長の数は波長増分（ピクセル）の数、すなわ
ち１０２４に等しく、そして校正波長は順序付けらた波
長と共に同時に起こるがしかしこのことは校正走行の過
度の数を要求することになりがちである。１５１の校正
波長のような、半分よりも少ない数を用いそして次にそ
の結果を補完することはより実際的でありそして十分な
正確さを得ることが出来る。一般的には、この数は実際
上出来るだけ少なく、しかしプロフィール内のいかなる
重要なスペクトル構造をも補足するために十分な大きさ
であることが必要である。

【００２７】単色源４８（図１）は前に述べたように校
正波長を提供するために計器１０と共に動作するよう６
３で動作する。前もって選択された校正波長の各々に関
して、この波長を持つ放射５０（図１）が波長分析器２
６内に向けられその結果選択されたスペクトル範囲（普
通は計器範囲）にわたって波長増分の全てに関するスペ
クトルデータの初期パターン６４を得ることが出来る。
このパターン（図４）は校正波長Ｌ_Cにおいてピークプ
ロフィール６６を有している。ピークプロフィールから
離れたパターンの残り６８は（その波長において位置決
めされていないピクセルによって検出されたとしても）
校正波長における別の放射を表現しており、そしてその
ような残り部分はストレー放射を表している。

【００２８】各波長増分（レセプタ）に関するストデー
タは最初に、ノーマライズされたピークプロフィールを
含むノーマライスされたパターン６４’を得るために６
５でノーマライズされる。（図４，図５および図６はま
たノーマライズされたデータを表している。）ノーマラ
イズすることは通常の方法において定義されそして実行
されていることであり、これは積分によって分割された
各順序付けらた波長に関するデータ値であるか、または
校正波長に関するストレーセットにおける全てのそのよ
うなデーター値の全体であり、前記全体はスペクトル範
囲にわたる全ての増分、全体的には全ての放射、に関す
る合計である。そのような積分された、または合計され
た全体はストレーデータを表す曲線の基にある領域であ
る。ノーマライズファクタは領域の反比例である。

【００２９】ノーマライズされたピークプロフィール６
６は基本的には、直接的な（ストレーではない）放射か
らなり、このピークは、残りのパターン（６８図５）を
得るために選択されたカットオフ波長７１間のノーマラ
イズされたパターンから７０で削除される。ピークを置
換するための代用プロフィール７２（図６）が７３で決
められ、そして残りのパターン上のレベルを基にして残
りのパターン６８内に、６９で挿入され、この代用は元
々のピークよりも著しく低い。代用の正確な形状または
レベルはクリチカルではない。代用の１つの例はその両
方の側上のピークプロフィールに接近している残りのパ
ターンの２つの部分７５の平均値に関する直線である。
代用プロフィールの望ましい決定は、以下で説明され
る。

【００３０】代用の後の結果は、ストレー放射を表す補
正データ７６のパターン７４（図６）でアリ、ここには
各校正波長に関する分離された類似のパターンがある。
各校正波長に関するストレー放射を表す補正データは、
スペクトル範囲の波長増分にわたって決められる。この
段階において、それらの波長増分がストレー放射のレセ
プタ増分としての機能を持っていることを認識するのは
有益である。（少なくとも概念上）データを再編成する
ことによって、各レセプタ増分は種々の校正波長に関す
る補正データの関連するセットを持っているということ
が理解される。この補正データはここで後に説明される
ように、多項式のパラメータからなっている。

【００３１】もし校正波長が波長増分（例えば１０２４
ピクセルに関して）と同時に起こるのであれば、次の段
階である補間７８は完了されたと見ることが出来る。校
正波長のより少ない数に関しては、実際の補間が実行さ
れる。しかも、一般的に校正波長は波長増分に相当する
波長と正確に等しいわけではないため、さらに別の補間
が必要となる。さらに、波長増分の各々に関して散在し
ているストレー放射の源波長を表現するものとしての順
序付けらた波長は、ストレーを受信するためのレセプタ
増分として機能するということを認めることは有益であ
る。各波長増分（レセプタ）に関しては、補正データの
セットは順序付けらた波長（源）に７８において補完さ
れる。このことは放射のストレー比例８４のセットが波
長増分（レセプタ）（δＬ）に、そしてそれぞれ順序付
けらた波長（源）（Ｌ_J）に関して識別されて得られ
る。補間値は接近した値の評価または単純な採用で得る
ことが出来るが、しかしコンピュータプログラミングを
用いるならば、さらに直接的な方法が便利であり、そし
てより正確である。

【００３２】ストレー比例８４に関するデータは、波長
増分の数の平方の数、例えば１０２４×１０２４（以下
に説明するような終端効果なしで）、に等しい数のデー
タ値のフルマトリクスセットとして蓄積される。しか
し、以下に説明するようにデータを曲線に適合させ、そ
して単に曲線パラメータのみを蓄積することが好都合で
ある。

【００３３】ストレー放射に関するこの校正は８６で完
了し、そして単色源は除かれるかまたは計器から切り放
される。ストレー比例値（またはそれに関する等価パラ
メータ）はリアルタイムを基にしてサンブルスペクトル
のさらに先の補正のために利用できるよう蓄積されるこ
とが望ましい。例えば検出器へのストレー光を変化させ
る可能性がある分散格子バッフル格子または他のいかな
る表面における変化が、計器の中で生じたという信ずべ
き理由が存在するまでは再構成は必要ではない。

【００３４】サンプル走行（図３）の間には、スペクト
ル光時計はスペクトル範囲にわたる各順序付けらた波長
に関してスペクトルサンプルデータ８８（バックグラン
ドに関して補正されることが望ましい）を得るためにサ
ンプル（この目的に関しては実際のサンプル、ひょうじ
ゅんまたは実際でのサンプルのない状態での走行）を通
してその通常の源からの放射によって８７で動作する。
源の波長に相応する順序付けらた波長を配慮して、各波
長増分に関しては、相応するサンプルデータ８８が順序
付けらた波長に関して識別された各ストレー比例８４に
よって９０で乗算され、源からくるそして他の波長増分
で散在する実際の放射のストレー比例を９２で得るよう
にされる。こうしてストレー比例は順序付けらた波長
に、そしてスペクトル範囲にわたる波長増分において識
別される。（少なくとも概念的には）データの認識によ
って、各波長増分はストレー部分の関連したセットを持
つことになる。

【００３５】各波長増分（レセプタ）に関しては、波長
増分に散在するストレー放射の全体９６を得るためにセ
ット内の全てのストレー部分が順序付けらた波長（源）
にわたって９４で加算される。マトリクス代数において
はこの結果はストレー比例マトリクスとサンプルデータ
ベクトルのドット積であるベクトルとして表される。ス
トレー放射の全体は、各波長増分に関する補正されたデ
ータを得るために源に関するサンプルデータから９８で
減算される。スペクトル範囲にわたる増分（ピクセル）
の全てに関する補正されたデータ１００は、こうしてス
トレー放射に関して補正されたサンプル放射のスペクト
ルを表すものとなる。

【００３６】ストレー補正は、それぞれに対する通常の
ダークまたバックグランド補正の後に、標準走行または
サンプルのない走行にも適用される。サンプルのある、
そしてサンプルのない（またはサンプルおよび標準によ
る）補正された強度はこうして、スペクトル範囲にわた
る波長増分（ピクセル）に関する相対透過値を得るため
に都合よく比とされる。（図４に従って）図７および図
８は、単色放射に関する初期パターン（これからバック
グランドが差し引かれる）に関する前に説明した校正の
ための計算を実施するための望ましい処理および方法の
１つの例を示している。ピークプロフィールは単色放射
の波長Ｌにおいて中心合わせされている。初期パターン
６４はず３に関して説明されたようにノーマライズされ
たパターン６４’となるように６５でノーマライズされ
る。ガウスのピーク１０１は十分なスペクトル範囲に関
してノーマライズされたパターンに少なくとも平方によ
って１０２で適合される。さらに一般的には、放物線の
ようなどのような曲線のピークの型も用いられが、しか
しガウスは特に適切である。カットオフ７１は、データ
とそれに適合された曲線との間の差異１１２は実効のい
ずれベルの３倍であるような前もって決められた限度を
ここで越えているようなガウスのピークの両側における
ポイントにおいて１０４で決められる。カットオフの内
側のデータは残りのパターン６８（図５も参照）を得る
ために１０６で削除される。

【００３７】多項式の曲線は以下のように残りのパター
ン６８のスペクトルデータによって一般的な方法で１１
４で発生される。「ピースワイズ」の第三次多項式は好
都合である（図８）。第１ピースに関しては、第１の３
２ピクセル（波長増分）に関するデータは、１２０で推
定された１６ピクセル以上への多項式整合１１８を発生
し、そして相応するピクセルデータと１２２で比較する
ためにスペクトル範囲の１つのエッジ１１７（図４）か
ら１１６で選択される。推定された範囲における全ての
エラーが前もって決められた限度、例えば第１範囲にお
けるエラーの標準偏差の３倍、以内であるならば多項式
ピースは１２４において３２＋１６＝４８ピクセル範囲
に関して許容される。この多項式ピースはエラーが３倍
限度、この場合この多項式は最終推定の前に１２６にお
いて終端される、を越えるまで別のピクセル１６に関し
て繰り返し推定される。この多項式はこれが削除された
ピークプロフィールにおけるカットオフ７１（図４）の
前に１つのポイントの１６ピクセルが１６ピクセルに１
２８に達したならば、よりは約１３０で終端する。

【００３８】エラー決定１２２によって１２６でこの多
項式が終了したならば、次のピースに関する新しいスタ
ートが終端から１６ピクセルだけ戻ったポイントから開
始され、そして新しいスタート１３２からの３２ピクセ
ルに関するデータが第１ピクセルと同様の方法で推定さ
れそして比較される新しい多項式整合１１８を発生す
る。この次のピースはまた、エラー決定によって終端さ
れるまで、またはそれがピークプロフィールに関するカ
ットオフの前の１６ピクセルのポイントに最初に到達す
るまで継続される。新しい多項式がエラー決定によって
終端するならば、カットオフの前のポイントが１３０に
達するまで１つまたはそれ以上の多項式を持って再びそ
の処理が繰り返される。多項式の連続するピース１１３
（図６）は、スターティングエッジ１１７，中間終端ポ
イント１１５およびカットオフ７１によって境界分けさ
れている。完全な処理はマスクされたピークプロフィー
ルの別の側上のピースワイズ多項部分を発生するために
１３４で繰り返される。多項式の最後のピース、すなわ
ち代用プロフィール７２、は１３６におけるカットオフ
７１の近辺に設けられたピクセルからのデータに関して
１３８で発生される。このことは決定が、例えば各カッ
トオフの外側の１６ピクセル、すなわち全体で３２ピク
セルの近辺のピクセルから得られることが好都合であ
る。２つのカットオフの多項式のピースは、代用プロフ
ィール７２（図６）を構成する。代用プロフィールを決
めるために用いられる実際の数は、単にカットオフのそ
れら近似を得るために、一方を統計的に十分な数を得た
上で可能な限り小さくされることが望ましい。有用なガ
イドラインは装置のバンドパスによる分散のピクセルに
よる数（本実施例においては８）と同じ数をカットオフ
の両側に設けた約２倍を用いることである。この点にお
いてピースワイズのセット、ノーマライズされた多項式
パラメータ１４０が発生される。

【００３９】両側の多項式の全数は計器およびその中の
ストレー放射の特性に依存する。この瞬間においては多
項式の１０ピースが１５１の校正波長の各々に関して４
０パラメータ（１０２４代わりに）おける結果として出
現する。しかしながら、４０のパラメータのそのような
セットは各々のピクセル（１０２４波長増分）に関して
必要である。このためそのようなノーマライズされたパ
ラメータ１４０は、立方帯スプライムのようなどのよう
な一般的な校正波長に関するそれらから（ピクセル）の
相応する波長に１４４で補間される。（図７）波長増分
に関するノーマライズされた補正パラメータ１４６は、
こうして決められ、ストレー比例８４を表現する。その
ようなパラメータの使用はデータを円滑にし、実質的に
ノイズを除去するという更なる利点を有している。パラ
メータの計算および蓄積のためのコンピュータプログラ
ムにおいては、蓄積される情報の量およびリアルタイム
における補正を適用する速度に関することを除いて、単
に校正波長に関するパラメータだけが蓄積されそして補
間値はそれが使用されるときに計算されるか、または逆
に補間値が全て計算されそして将来の使用のために蓄積
されるかは、結果的なものであって重要ではないので選
択的なものである。補間値の蓄積は後に説明されるよう
により早いリアル計算のために望ましいものである。

【００４０】前に説明した段階および方法は計器に関す
るスペクトルレンジおよび範囲内の波長を持つストレー
放射に関する直接的な校正を提供するものである。この
範囲の外側で発生するストレー放射に関する洗練が必要
であるかまたは望ましい。このことは、カットオフフィ
ルタが不完全な外側の範囲にまで計器範囲の上および／
またはしたにまで範囲の拡大を生じさせる。図９は制限
されたスペクトル範囲の下側の波長端に関する１つの例
を示しており、ここでは範囲限界１１７（Ｌ_R）よりも
低い単色光からのピークプロフィール１５０が波長分析
器によっては検出されないが、しかしこの低い波長のス
トレー放射１５４は分析器波長範囲において検出されて
いるということを示している。限度より上のストレーデ
ータだけが直接的に必要であるとしても、十分な曲線が
なければ真実のノーマライゼーションが得ることは出来
ない。このことは、範囲限界内の補正データの少なくと
も１部を基にして補正データに関するノーマライゼーシ
ョンファクタを評価することによって解決できる。１つ
の方法は限度内にある校正放射データのそのような１つ
またはそれ以上のセットからノーマライゼーションファ
クタを利用するかまた推定することである。

【００４１】いつのより正確なノーマライゼーション
は、例えば範囲の下側に２９３の指令された波長をそし
てその上に１４６を拡大して、計器スペクトル範囲限度
の外側の１つまたは２つの拡大されたスペクトル範囲の
各々において１つまたはそれ以上の校正波長を持つ単色
源によってさらに別のスペクトルデータを発生すること
を意図している。１つのノーマライズされたファクタ
は、分光計器の波長分析器に関して波長によって校正さ
れた代用波長分析器１５２（図１）によって分離した測
定を行うことによって求められる。この代用は分光計器
のような正確さは必要としないが、しかし計器プラス拡
大された範囲の少なくとも関連部分をおおうようなより
広いスペクトル範囲を持っている必要がある。この包含
は、実質的に以下に説明されるスペクトルデータの拡大
されたパターンを含むことになる。コネチカット州、ス
タンフォードのオリエル社のシングル走査モノクロメー
タモデル７７２５０はこの代用として適切である。二重
モノクロメータ４８からの放射はファイバー５１および
ファイバー１５３を通して、例えばせしめされているよ
うにスイッチ４６を通って代用分析器１５２に向かう。
しかし、前に説明したように、スイッチバイバスして一
般的なカプラの手段によってそれらのファイバーを直接
的に互いに接続することは好都合である。

【００４２】少なくとも１つの付加的校正波長Ｌ_Oは、
制限されたスペクトル範囲１５３の外側の拡大された範
囲１５８（図９）にあって、しかも一般的には範囲限界
に近くなるように、例えば下側限界Ｌ_Rが８００ｎｍで
ある時に７９０ｎｍであるように選択される。計器波長
分析器を持つ走行１６０のセット（図１０）において
は、実質的に短縮放射は外側Ｌ_Oにおける単色源４８か
ら波長分析器に向かい、その結果は波長増分δＬに関す
るスペクトルデータのストレーパターン１５４を生じさ
せる。このストレーパターンは制限された範囲（図６に
おける１１７および１１７’の間）内のストレー放射を
表しており、そして補正データのセットにおける加えら
れたデータとして含まれる。

【００４３】さらに別の波長Ｌ_iが制限された範囲の内
側に、しかし範囲限界Ｌ_Rに近似して選択される。例え
ばそのような近似的な波長は、スペクトル範囲の下側限
界が８００ｎｍであるときに８０５ｎｍである。計器の
源１４（図１）からの放射が、計器の波長分析器２６に
よって近似波長Ｌ_iにおいて１６１で測定され、その結
果近似波長において第１データ値Ｐ^I _iを持つプロフィー
ル１５９が得られる。さらに別の走行１５２において、
同じ放射がまた源１４から代用波長分析器１５２に向か
い、その結果近似波長において第２データ値Ｐ^S _iを持つ
プロフィール１６４（図９）が得られる。（上付きの
「Ｉ」は計器データを示しそして「Ｓ」は代用分析器デ
ータを表す。）実質的に校正波長Ｌ_Oにおける単色放射
もまた１６３において代用分析器に向かい、その結果拡
大されたスペクトル範囲１５８における、そして少なく
とも制限された範囲１５３の一部分におけるスペクトル
データの広げられたパターン１５６が得られる。この拡
大されたパターンは例えば全ての個々の値を合計するこ
とによって積分され、そしてパターンを表現している曲
線の領域を１６４で計算し、このとき領域の逆数はその
曲線に関するノーマライゼーションファクタＮ^Sとなっ
ている。

【００４４】外側からのストレーパターンに関するノー
マライゼーションファクタＮは、１６６においてＮ＝
（Ｗ^I＊Ｐ^S _i＊Ｎ_S）／（Ｗ^S＊Ｐ^I _i）によって評価さ
れ、個々においてＷ^Iは計器の波長増分ピクセルに関す
る波長幅であり、Ｗ^Sは代用分析器の固有の波長ステッ
プの幅である。校正波長が計器の波長範囲の外側にある
時この等式は保持されるということが想像できる。こう
して、ストレーデータ１５４は同じファクタＮをもって
ノーマライズされることが出来、その結果外側から、し
かしこの範囲に近似される波長から発生されるストレー
放射関して配慮した校正波長を用いることによって、計
器のスペクトル範囲１５３におけるストレー比例、また
はその透過パターンを得ることが出来る。

【００４５】実際のサンプルデータからノー放射のスト
レー比例を得る段階に関するさらに別の近似が行われ、
ここにおいては前に説明されたように各順序付けられた
波長に関するサンプルデータがストレー比例によって乗
算され、順序付けられた波長および波長増分に関して識
別される放射のストレー部分を得ることが出来る。その
ような近似は、範囲の外側から発生するストレー比例に
よって乗算されるための、計器範囲の外側で直接的な利
用できる何のサンプルデータもないために必要となる。

【００４６】サンプルデータ走行８８に関するさらに別
の評価（図１０）は、内側波長Ｌ_iにおける代用分析器
で得られた前に説明された第２データ値Ｐ^S _i、および範
囲限界の外側の選択された校正波長Ｌ_Oにおける短縮放
射に関する代用分析器によって得られた１６３による第
３ピーク値Ｐ^S _Oとを用いる。第３ピーク値はスペクトル
データ値の広げられたパターン１５６の一部であるかま
たは、そこから容易に得られるものである。範囲限界の
外側の校正における仮想強度を表す分光計器に関する外
側データ値Ｄ_Oは１６８において近似等式Ｄ_O＝Ｄ_i＊Ｐ^S
_O／Ｐ^S _iから計算でき、ここにおいてＤ_iは内側近似波長
Ｌ_iに関するサンプルデータ値である。この付加的な値
は前に説明されたように、ストレー部分を決めるのに用
いられるスペクトルサンプルデータ６４内に、１７０に
おいて含まれる。

【００４７】もし必要であれば制限されたスペクトルに
関するピクセルに、外側からの散在する著しい放射を考
慮する必要がある限り、スペクトル限界の外側に存在す
る複数の順序付けられた波長に相応して、複数のそのよ
うな付加的なサンプル値が得られる。本実施例の計器に
おいては、下側計器限界が８００ｎｍであるときに７０
０ｎｍまで下げられた、そして情報計器限界が１１００
ｎｍであるときに１１５０ｎｍまで引き上げられて拡大
された範囲を持つことが出来る。補間されるべき指令の
波長の拡大は、順序付けられた波長に含まれ、そして１
つまたはそれ以上の外側校正波長は、制限された放射の
範囲内のストレー部分を決定する目的から、もともと選
択された校正波長の中に含まれている。

【００４８】拡大された順序付けられた波長に関する複
数の第３ピーク値を得るために、複数の拡大された波長
の各々において、単色放射が第４分析器に向けられる。
相応する複数の外側サンプルデータ値が、Ｄ_Oに関する
上の等式から計算される。拡大された順序付けられた波
長のセットに関して、それらの値を調節する必要に応じ
て補間が加えられる。

【００４９】外側サンプルデータ値は全て、制限された
スペクトル範囲の内側の波長増分としてさらに識別され
るストレー部分を得るために、順序付けられた波長（拡
大された順序付けられた波長を含む）として識別される
ストレー部分だけ、乗算される団体におけるスペクトル
サンプルデータ内に含まれる。加算および減算の次の段
階は、本は発明の基本的な特色として実行される。前に
説明としたように多項式パラメータは、ストレー部分を
得るためのサンルデータに加えられるようリアルタイム
で、ストレー比例を発生させるために蓄積される。逆
に、ストレー比例のマトリクスを蓄積することもでき
る。どちらにおいてもサンプルデータの計算時間は、か
なりのものである。この例に関しては、ストレー比例の
基本的なマトリクスはかけ算１０２４×１４６３であ
り、ここにおいて１４６３は計器範囲の外側校正のため
の２９３＋１４６の補間増分だけ拡大された１０２４で
ある。これはマトリクスの最初の２９３および最後の１
４６を加算することによって、１０２４×１０２４マト
リクスまで減少させることが出来るが、しかし計算の膨
大な量は必要とされる。計算時間を短縮するために、本
発明のさらに別の特色によれば、ストレー比例のマトリ
クスがスペクトル範囲にわたって分配されるピクセルデ
ータの単に選択された部分に、例えば８番目のピクセル
（順序付けられた波長）ごとに、適用するためにストレ
ー比例のマトリクスがさらに減少される。次にラグラン
ジェ法または類似の方法による保管が、選択されたピク
セル間のピクセルに関してストレー部分に関する値を近
似する。ストレー比例を表している多項計数は実際の比
例の場所において用いられ、そして減ぜられた新しいマ
トリクスに導く全ての計算が初期的に（例えば工場にお
いて）実行される。そして減ぜられたマトリクスは蓄積
されれ、そしてストレー部分の多項計数を発生させるた
めにリアルタイムでデータの小部分に適用され、そして
ストレー部分がそれらから計算される。

【００５０】マトリクス表記法によれば、ストレー部分
の全体のベクトルＳに関する基本的なけいさんはＳ＝Ｍ
・Ｐ、ここにおいてＭはストレー比例の１０２４×１０
２４の一次的なマトリクスであり、そしてＰはサンプル
データのベクトルである。（マトリクス乗算はサンプル
データを各ストレー比例によって乗算する段階と、そし
てストレー部分を加算する段階とを組み合わせたもので
ある）。補正されたベクトルＰc＝Ｐ−Ｓである。もし
Ｑ_128,1が、１２８の選択されたピクセル（８番目ごと
の）に関するサンプルデータの減ぜられたベクトルであ
るならば、Ｌ_1024,128は、補間のためのマトリクス
（「Ｌマトリクス」）であり、そしてＰ_1024,1はＳに関
する近似を計算するための目的のためのサンプルデータ
ベクトルの近似であり、そしてＰ_1024,1＝Ｌ_1024,128・
Ｑ_128,1、である。新しいマトリクス（「Ｎマトリク
ス」）はＮ_1024,128＝Ｍ_1024,1024・Ｌ_1024128、によっ
て規定され、その結果Ｓに関する近似はＳ_1024,1＝Ｎ
_1024,128・Ｑ_128,1、である。

【００５１】ラグランジェ変換は、多項式を持つ重み付
け計数を確立することによってＬマトリクスを得るのに
適切である。例えば線形計数が、対の選択されたピクセ
ル間の補間のために確立される。第二次の（またはより
高い高次の）多項式は補間の各グループに関する３つの
（またはそれ以上の）連続するピクセルに関するデータ
を利用する。例えば第二次に関しては、１つのグループ
は中心グループ、その下の４つのピクセルおよびその上
の３つのピクセルを含んでいる。次のグループは同様
に、次のピクセル上に中心合わせされる。結果としての
Ｌマトリクスは下のように表され、ここにおいてａ
１．．．ｃ８はサブマトリクスを表し、そしてｑ１・・
・ｕ３は各終端における終端マトリクスを表している。
８×３のサブマトリクスａ１・・・ｃ８は３つの補間ポ
イント（すなわち３つの隣接したマトリクス値）に規定
される範囲の中心における８つの補間された値に関する
ラグランジェ補間計数を含んでいる。５×３の終端マト
リクス値は、開始点におけるラグランジェ補間値であ
り、そして３つの補間ポイントによって規定される範囲
の終端である。

【００５２】

【表１】

【００５３】この利点は、Ｎマトリクス内の行の数がＮ
マトリクスのそれの１／８であることである。このこと
はリアルタイム計算の量を１／８に減少させる。別の１
／８減少は、ストレー比例それ自体よりも、ストレー比
例を表すピースワイズ多項式の計数を使用することによ
った達成される。このことはＭおよびＮマトリクスにお
ける数の列を１０２４から１２８にまで減少させる。表
１および表２はこの実施例に関するマトリクス値を与え
るものである。

【００５４】

【表２】

【００５５】

【表３】

【００５６】本発明はこれまで特定の実施例を参照しな
がら詳細に説明されたが、本発明の範囲内にある、およ
び添付された請求項の範囲にある種々の変更および変形
が当業技術者にとっては明らかとなるであろう。本発明
はこのため、添付された請求項またはそれらの訳文によ
ってのみ限定されることを意図している。

【００５７】

【発明の効果】分光計器におけるストレー放射に関して
決定し、そして補正するための新しい方法と新しい装置
とが提供される。さらに、ストレー放射に関して補正さ
れた改善されたスペクトルデータが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を組み込んだ分光装置の概略図。

【図２】本発明を実施するための方法と装置の流れ図。

【図３】本発明を実施するための方法と装置の流れ図。

【図４】本発明の特色を描いた一連のスペクトルプロフ
ィールを描いた図。

【図５】本発明の特色を描いた一連のスペクトルプロフ
ィールを描いた図。

【図６】本発明の特色を描いた一連のスペクトルプロフ
ィールを描いた図。

【図７】本発明を実施するための望ましい方法と装置を
示す流れ図。

【図８】本発明を実施するための望ましい方法と装置を
示す流れ図。

【図９】スペクトル範囲限度に近いスペクトルプロフィ
ールとピークを表す図。

【図１０】本発類のさらに別の特色を持つ方法と装置の
流れ図。

【符号の説明】

１０ スペクトル光度計 １２ 放射 １４ 広帯域光源 １６ レンズ １８ 光ファイバー ２０ 離れた場所 ２２ サンプル液体 ２４ 第２光ファイバー ２６ 波長分析器 ２８ 光学格子 ３０ スペクトル ３２ 検出器 ３６コンピュータ ４４ 付加的な光ファイバー ４８ 単色源 ５０ 放射

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール サヴィアーノ アメリカ合衆国 コネチカット ノーウォ ーク ヒルクレスト プレイス １ (72)発明者 デイヴィッド トレイシー アメリカ合衆国 コネチカット ノーウォ ーク ベルデン ヒル ロード 581 (72)発明者 ヨンドン ワン アメリカ合衆国 コネチカット ノーウォ ーク ドンナ ドライヴ ナンバー 25 16

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペクトル範囲にわたって順序付けらた
   波長における波長増分でのスペクトル強度を表すスペク
   トルデータを得るための波長分析器を含む分光計器によ
   って発生されたスペクトルにおけるストレー放射に関す
   る補正を行う方法において、 スペクトル範囲にわたって分配された複数の校正波長を
   選択し、 各校正波長に関しては、 波長増分に関するスペクトルデータの初期パターン、こ
   の初期パターンは校正波長におけるピークプロフィール
   を持ち、そしてピークプロフィールから離れたストレー
   放射を表している、を得るために分析器に校正波長にお
   ける実質的に単色の放射を向け、 ノーマライズされたピークプロフィールを持つノーマラ
   イズされたパターンを得るために初期パターンをノーマ
   ライズし、 残りのパターンを得るためにノーマライズされたパター
   ンからノーマライズされたピークプロフィールを削除
   し、そしてストレー放射を表す補正データ、この補正デ
   ータは校正波長に、そしてそれぞれに校正波長増分に関
   して識別される、のパターンを得るために残りのパター
   ンを基にした代用プロフィールによって、ノーマライズ
   されたピークプロフィールに関する代替を行い、これに
   よって各波長増分（インクリタント）が校正波長に関す
   る補正データの関連するセットを持つようにし、 各波長増分に関しては、波長増分に関して、そしてそれ
   ぞれ遅延された波長に関して識別される放射のストレー
   比例を得るために、校正波長から順序付けらた波長まで
   の補正データのセットを補間し、これによって順序付け
   らた波長が源の波長を表し、波長増分がレセプタ増分と
   して機能し、そして各順序付けらた波長がそれに、そし
   てそれぞれ波長増分に関して識別されたストレー比例の
   関連するセットを持つようにし、 波長増分に関するそして、その結果順序付けらた波長に
   関するスペクトルサンプルデータを得るために、サンプ
   ル源からの放射を持って分光計器を動作させ、 各順序付けらた波長に関しては、順序付けらた波長に、
   そしてそれぞれ波長増分に関して識別された放射のスト
   レー部分を得るために、順序付けらた波長に識別された
   各ストレー比例によって相応するサンプルデータを乗算
   し、これによって各波長増分がそれに関して識別された
   ストレー部分の関連したセットを持つようにし、そし
   て、 各波長増分に関しては、 波長増分に関するストレー放射の全体を得るために波長
   増分に関して識別されたストレー部分を加算し、そして
   波長増分に関する補正されたデータを得るためにサンプ
   ルデータから全体を減算し、 これによって、波長増分に関して得られた補正されたデ
   ータのセットが、ストレー放射に関して補正されたサン
   プル放射のスペクトルを表すようにすることを特徴とす
   るストレー放射に関する補正方法。
2. 【請求項２】 順序付けらた波長がスペクトル範囲にわ
   たるその前もって決められた数を持ち、そして選択され
   た複数の波長が前もって決められた数よりも小さいよう
   な、請求項第１項記載の方法。
3. 【請求項３】 選択された複数の数が前もって決められ
   た数の半分よりも少ないような、請求項第２項記載の方
   法。
4. 【請求項４】 波長分析器が波長増分に相当する受光ピ
   クセルのアレーをもつような、請求項第１項記載の方
   法。
5. 【請求項５】 ストレー比例を蓄積することをさらに含
   むような、そしてここにおいて乗算、加算および減算が
   リアルタイムベースによって実行されるような、請求項
   第１項記載の方法。
6. 【請求項６】 多項式曲線を規定している多項パラメー
   タおよび別の多項式が各校正波長に関する補正データを
   構成するように、残りのパターンを表現する多項式曲線
   に整合させることおよび、削除されたピークプロフィー
   ルに近い残りのパターンのスペクトルデータを代用プロ
   フィールを表す別の多項式に整合させることを含み、こ
   こにおいて補間のステップ（段階）は、順序付けらた波
   長の長さの多項式パラメータを補間することと、そして
   補間された多項式パラメータからのストレー比例（割
   合）を計算することとを含んでいるような、請求項第１
   項記載の方法。
7. 【請求項７】 多項式曲線が、残りのパターンのそれぞ
   れの部分にわたるピースワイズ多項式を含むような、請
   求項第６項記載の方法。
8. 【請求項８】 サンプルデータがデータベクトルを規定
   し、ストレー比例が１次マトリクス、このマトリクスは
   １次マトリクスとデータベクトルとの乗算積が各順序付
   けらた波長に関する全体を表す一次ベクトルに影響を与
   えるように規定されている１次マトリクス、を形成しそ
   してさらにこの方法はスペクトル範囲にわたって分配さ
   れた順序付けらた波長の部分を選択することを含み、そ
   のようにしてサンプルデータの相応する選択の部分が減
   ぜられたデータベクトルを規定し、サンプルデータの選
   択された部分間の代用サンプルデータを補間するための
   補間マトリクスを形成し、そして補間マトリクスと１次
   マトリクスとの積として形成された減ぜられたマトリク
   スを得ることができ、そして乗算および加算の段階が、
   各波長増分に関するストレー放射の全体を表す代用ベク
   トルを得るために減ぜられたマトリクスと、減ぜられた
   データベクトルとの乗算を含むような、請求項第６項記
   載の方法。
9. 【請求項９】 減ぜられたマトリクスを蓄積することを
   さらに含み、そしてここにおいて乗算加算および減算の
   段階がリアルタイムベースで行われるような、請求項第
   ８項記載の方法。
10. 【請求項１０】 初期パターンまたはノーマライズされ
    たパターンのスペクトルデータを、曲線のピーク型に適
    合させ、曲線からのデータエラーが選択された限度を超
    えているような、曲線の各側の上カットオフポイントを
    決定し、そして相応するピークプロフィールまたはその
    間のノーマライズされたピークプロフィールを描くため
    にカットオフポイントを使用する、ことを含むようなさ
    らに、請求項第１項記載の方法。
11. 【請求項１１】 曲線のピーク型がガウス曲線であるよ
    うな、請求項第１０項記載の方法。
12. 【請求項１２】 スペクトル範囲が範囲限界を持って限
    定された範囲であり、そしてその方法がさらに、 制限された範囲の外側の少なくとも１つの校正波長を選
    択し、 波長増分に関するスペクトルデータのストレーパター
    ン、このストレーパターンは制限された範囲内の波長増
    分において検出された波長の外側のストレー放射を表
    し、そして補正データのセット内に加えられるデータと
    して含まれている、を得るために波長分析器に外側の波
    長における実質的な単色放射を向かわせ、 制限された範囲内の補正データの少なくとも一部を基と
    して加えられるデータに関してノーマライゼーションフ
    ァクタを決定し、そして加えられるデータをノーマライ
    ズするためにノーマライズの段階におけるノーマライゼ
    ーションファクタを用いてノーマライズされたデータが
    ストレー比例内に含まれるような、請求項第１項記載の
    方法。
13. 【請求項１３】 波長分析器が源放射を含み、そして波
    長増分に関する波長幅（Ｗ^I）を有し、決定のための段
    階が、 少なくとも制限された範囲の一部および制限された範囲
    の拡大された範囲をおおう広げられたスペクトル範囲、
    この覆いは実質的にスペクトルデータの広げられたパタ
    ーンを含む、にわたる幅（Ｗ^S）の波長段階におけるス
    ペクトル強度を表すスペクトルデータを得るために代用
    波長分析器を備え、 範囲限度に近い制限され範囲の内側の接近した波長を選
    択し、 その接近した波長における第１値（Ｐ^I _i)を得るために
    計器の波長分析器に、近い波長を含んでいる源放射を向
    かわせ、 接近した波長における第２値（Ｐ^S _i）を得るために代替
    波長分析器に、接近した波長を含む源放射を向かわせ、 スペクトルデータの広げられたパターンを得るために代
    替分析器に、外側校正波長における実質的に単色放射を
    向かわせ、 広げられたパターンに関するノーマライゼーションファ
    クタ（Ｎ^S）を決め、そして等式Ｎ＝Ｗ^I＊Ｐ^S _i＊Ｎ^S）
    ／（Ｗ^S＊Ｐ^I）からストレーぱーんに関するノーマライ
    ゼーションファクタ（Ｎ）を計算する、段階を含むよう
    な、請求項第１１項記載の方法。
14. 【請求項１４】 校正波長の外側における第３ピーク値
    （Ｐ^S _O）を得るために、代用分析器に、校正波長の外側
    における実質的に単色の放射を向かわせ、選択された波
    長に関する接近したサンプル値（Ｄ_i）をスペクトルデ
    ータから識別し、乗算の段階に関してスペクトルサンプ
    ルデーにおける外側のサンプルデータ値を含んで等式Ｄ
    _O＝Ｄ_i＊Ｐ^S _O／Ｐ^S _iから外側サンプルデーター値
    （Ｄ_O）を計算することをさらに含むような、請求項第
    １３項記載の方法。
15. 【請求項１５】 制限された範囲の内側にある順序付け
    らた波長から、範囲限界の外側に存在する複数の波長を
    選択し、そして、ストレー比例を得るための補間および
    ノーマライズの段階に関しては、順序付けらた波長を持
    つ拡大された波長および、校正波長を持つ外側の校正波
    長を含み、そして相応する複数の第３ピーク値を得るた
    めに、複数の順序付けらた波長において代用分析器に、
    実質的に単色の放射を向かわせ、Ｄ_Oに関する等式から
    それぞれ相応する複数の外側サンプルデータ値を計算
    し、そして乗算の段階に関するスペクトルサンプルデー
    タに複数の外側サンプルデータ値を含ませることをさら
    に含むような、請求項第１４項記載の方法。
16. 【請求項１６】 分光計器がサンプル源からの放射を波
    長分析器に向かわせるための第１光ファイバーを含み、
    第１ファイバー装置はコア直径およびいくつかの開口を
    持ち、そして向かわせる段階が第１ファイバー装置と実
    質的に同じコア直径および開口を持つ第２光ファイバー
    装置を通して、分析器に実質的に単色の放射を向かわせ
    ることを含むような、請求項第１項記載の方法。
17. 【請求項１７】 スペクトル範囲にわたって順序付けら
    た波長における波長増分でのスペクトル強度を表すスペ
    クトルデータを得るために、波長分析器を含む分光計器
    によって発生されるスペクトルにおけるストレー放射に
    関する補正のための方法において、 各順序付けらた波長に関して、 波長増分に関するスペクトルデータの初期パターン、こ
    の初期パターンは順序付けらた波長におけるピークプロ
    フィールを有し、そしてピークプロフィールから離れた
    ストレー放射を表してる、を得るために分析器に、順序
    付けらた波長における実質的に単色の放射を向かわせ、 ノーマライズされたピークプロフィルを持つノーマライ
    ズされたパターンを得るために初期パターンをノーマラ
    イズし、 残りのパターンを得るために、ノーマライズされたパタ
    ーンからノーマライズされたピークプロフィールを削除
    し、そしてストレー放射を表すストレー比例のパターン
    を得るために残りのパターンを基に代用プロフィールに
    よって、ノーマライズされたピークプロフィールに関し
    て代用し、このトレー比例は順序付けらた波長に、およ
    びそれぞれ指令波長に識別されており、これによって順
    序付けらた波長は源波長を表し、波長増分はレセプタ増
    分として機能し、そして各順序付けらた波長は、それに
    よっておよびそれぞれ受け取り増分に識別されたストレ
    ー比例の関連したセットを有し、 波長増分に関するそして相応して順序付けらた波長に関
    するスペクトルサンプルデータを得るため、にサンプル
    源からの放射によって分光計器を動作させ、 各順序付けらた波長に関しては、順序付けらたはょうに
    および、それぞれ波長増分に識別された放射のストレー
    部分を得るために、順序付けらた波長によって識別され
    る各ストレー比例によって相応するサンプルデータを乗
    算し、それによって各波長増分がそこに関して識別され
    るストレー部分の関連したセットを有し、そしてそのよ
    うな波長増分のそれぞれに関しては、 波長増分に関するストレー放射の全体を得るために波長
    増分に関して識別されたストレー部分を加算し、そして
    波長増分に関する補正されたデータを得るため、サンプ
    ルデータを減算し、 これによって、全ての波長増分に関して得られた補正さ
    れたデータのセットが、ストレー放射に関して補正され
    たサンプル放射のスペクトルを表すものとなることを特
    徴とする方法。
18. 【請求項１８】 ストレー放射に関する補正されたスペ
    クトルを発生するための装置において、スペクトル範囲
    にわたって順序付けらた波長における波長増分において
    スペクトル強度を表すスペクトルデータを得るための波
    長分析器を含む分光計器、この計器は波長増分に関して
    および、その結果順序付けらた波長に関してスペクトル
    サンプルデータを得るためサンプル源からの放射によっ
    て動作でき、とスペクトル範囲にわたって分配された前
    もって選択された校正波長のそれぞれにおいて、実質的
    に単色の放射を分析器に向かわせるために動作的に設け
    られている単色放射の源、ここにおいてスペクトルデー
    タの初期パターンが波長増分に関して得られ、この初期
    パターンは校正波長におけるピークプロフィールを有し
    ており、そしてピークプロフィールから離れたストレー
    放射を表してもいる、とノーマライズされたピークプロ
    フィールを持つノーマライズされたパターンを得るため
    に、初期パターンをノーマライズするための装置と、 校正波長の各々に関して残りのパターンを得るために、
    ノーマライズされたパターンからノーマライズされたピ
    ークプロフィールを削除するための装置と、 ストレー放射を表す補正データのパターンを得るため
    に、残りのパターンに基づいて代用プロフィールで、各
    ノーマライズされたピークプロフィールに関する代用を
    するための装置、補正データは校正波長に、そしてそれ
    ぞれ波長増分に関して識別され、それによって各波長増
    分は校正波長に関する補正データの関連するセットを持
    つようになる、と波長増分に、そしてそれぞれ順序付け
    らた波長に関して識別される放射のストレー比例を得る
    ために、校正波長から順序付けらた波長までの各波長増
    分に関して、補正データのセットを補間するための装
    置、これによって順序付けらた波長は源波長を表し、波
    長増分はレセプタ増分として機能し、そして各順序付け
    らた波長は即に、そしてそれぞれ波長増分に関して識別
    されたストレー比例の関連するセットを有し、と順序付
    けらた波長および、それぞれ波長増分に関して識別され
    た放射のストレー部分を得るために順序付けらた波長に
    関して識別された各ストレー比例によって、各順序付け
    らた波長に関するサンプルデータを乗算するための装
    置、これによって各波長増分はそれに関して識別された
    ストレー部分の関連するセットを持つ、と、 波長増分に関するストレー放射の全体を得るために各波
    長増分に関して識別されたストレー部分を加算するため
    の装置と、そして各レセプタ増分に関する補正されたデ
    ータを得るために、相当するサンプルデータから各波長
    増分に関する全体を減算するための装置、これによって
    波長増分に関して得られた補正されたデータのセットが
    ストレー放射に関する補正されたサンプル放射のスペク
    トルを表すようになる、とを含むことを特徴とする補正
    スペクトル発生装置。
19. 【請求項１９】 順序付けらた波長が、スペクトル範囲
    にわたるその前もって決められた数を有し、そして前も
    って選択された複数の波長が前もって決められた数のよ
    りも小さいような、請求項第１８項記載の装置。
20. 【請求項２０】 前もって選択された複数の波長が、前
    もって決められた半分よりも小さいような、請求項第１
    ９項記載の装置。
21. 【請求項２１】 波長分析器が、波長増分に相当する受
    光ピクセルのアレーを有する検出器を含むような、請求
    項第１８項記載の装置。
22. 【請求項２２】 さらに、ストレー比例を蓄積するため
    の装置を含み、そして乗算、加算および減算のための装
    置がリアルタイムベースで乗算し加算し、そして減算す
    るための装置を含むような、請求項第１８項記載の装
    置。
23. 【請求項２３】 残りのパターンを表す多項式曲線に整
    合させれ装置と、そして削除されたピークプロフィール
    に近いパターンの残りのスペクトルデータを代用プロフ
    ィールを表すさらに別の多項式に整合させるための装置
    とを含み、多項式曲線およびさらに別の多項式を規定す
    る多項パラメータが、各校正波長に関する補正データを
    構成し、ここにおいて補間するための装置が、順序付け
    らた波長への多項式パラメータを補間するための装置を
    含み、そしてさらに多項式パラメータのストレー比例を
    計算するための装置を含むような請求項第１８項記載の
    装置。
24. 【請求項２４】 多項式曲線が残りのパターンのそれぞ
    れの部分にわたるピースワイズ多項式を含むような、請
    求項第２３項記載の装置。
25. 【請求項２５】 サンプルデータがデータベクトルを規
    定し、ストレー比例が一次マトリクスを形成し、１次マ
    トリクスは、１次マトリクスとデータベクトルの乗算積
    が各順序付けらた波長に関する全体を表す一次ベクトル
    として得られるように規定され、スペクトル範囲にわた
    って分配される順序付けらた波長の部分は、それによっ
    て選択された相当するサンプルデータの部分が減じられ
    たデータベクトルを規定するように前もって選択され、
    この装置はさらに選択されたサンプルデータの部分間の
    代用サンプルデータを補間するための補間マトリクスを
    形成するための装置と、そして補間マトリクスと１次マ
    トリクスとの積として形成された減じられたマトリクス
    を得るための装置と、そして各波長増分に関するストレ
    ー放射を表す代用ベクトルを得るために減じられたマト
    リクスと減じられたデータベクトルとを乗算するための
    装置を含む乗算および加算のための装置とを含むような
    請求項第２３項記載の装置。
26. 【請求項２６】 減ぜられたマトリクスを蓄積するため
    の装置をさらに含み、そしてここにおいて乗算し加算
    し、そして減算するための装置がリアルタイムベースで
    減算し、加算しそして減算するための装置を含むよう
    な、請求項第２５項記載の装置。
27. 【請求項２７】 初期パターンまたはノーマライズされ
    たパターンのスペクトルデータを曲線のピーク型に適合
    させるための装置と、曲線からのデータエラーが前もっ
    て選択された限度を越えているような曲線の両側におけ
    るカットオフポイントを決めるための装置とを、そして
    それに従ってピークプロフィールまたはそれらの間のノ
    ーマライズされたピークプロフィールを描くためにカッ
    トオフポイントを用いるための装置とをさらに含むよう
    な、請求項第１８項記載の装置。
28. 【請求項２８】 曲線のピーク型がガウスの曲線である
    ような、請求項第２７項記載の装置。
29. 【請求項２９】 スペクトル範囲が範囲限界を持つ制限
    された範囲であり、前もって制限された校正波長が制限
    された範囲の外側の、少なくとも１つの校正波長を含
    み、短縮放射の源が波長増分に関するスペクトルデータ
    のストレーパターンを得るために波長分析器に、外側の
    波長における実質的に単色の放射を向けるように動作
    し、ストレーパターンは制限された範囲の内側の波長増
    分において検出された外側波長のストレー放射を表し、
    そして補正データのセットにおける加えられるデータと
    して含まれており、そしてこの装置はさらに制限された
    範囲内における補正データの、少なくとも一部を基に加
    えられるデータに関するノーマライゼーションファクタ
    を決めるための装置と、そして加えるデータをノーマラ
    イズするためにノーマライズの段階において、ノーマラ
    イゼーションファクタを用いるための装置とを含み、ノ
    ーマライズされたデータはストレー比例内に含まれるよ
    うな、請求項第１８項記載の装置。
30. 【請求項３０】 波長分析器がさらに、放射の源を含
    み、そして波長増分のための波長幅（Ｗ^I）を有し、接
    近波長が範囲限界の近くの制限された範囲の内側になる
    よう前もって選択されており、そして放射の源が、接近
    した波長において第１値（Ｐ^I _i）を得るよう計器の波長
    分析器に接近した波長を含む源の放射を向けることが出
    来るように、そして接近した波長において第２値
    （Ｐ^S _i）を得るよう代用波長分析器に接近した波長を含
    む源の放射を向けることが出来るように設けられてお
    り、そして単色の放射の源がさらに、スペクトルデータ
    の投射パターンを得ることが出来るよう代用分析器に外
    側の校正波長において、実質的に単色の放射を向けるこ
    とが出来るように設けられており、この装置は制限され
    た範囲の少なくとも一部、および範囲の外側の拡大され
    た範囲において、覆われている広げられたスペクトル範
    囲にわたって幅（Ｗ^S）の波長ステップにおいて、スペ
    クトル強度を表すスペクトルデータを得るための代用波
    長分析器を含んでおり、この覆うことは実質的に、スペ
    クトルデータの広げられたパターンを含んでおり、そし
    て広げられたパターンに関するノーマライゼーションフ
    ァクタ（Ｎ^S）を決めるための装置と、等式Ｎ＝（Ｗ^I＊
    Ｐ^S _i＊Ｎ^S）／（Ｗ^S＊Ｐ^I _i）．からストレーパターンに
    あるノーマライゼーションファクタ（Ｎ）を計算するた
    めの装置とを含むような、請求項第２９項記載の装置。
31. 【請求項３１】 単色放射の源がさらに、外側の校正波
    長において第３のピーク値(Ｐ^S _O)を得るように代用分析
    器に校正波長の外側において、実質的に単色の放射を向
    けることが出来るように設けられており、そしてこの装
    置はさらに等式から外側のサンプル値(Ｄ_O)を計算する
    ための選択された接近した波長に関する接近サンプルデ
    ータ値（Ｄ_i）をスペクトルサンプルデータから識別す
    るための装置と、そして乗算のためにスペクトルサンプ
    ルデータにおける外側サンプルデータ値を含むための装
    置とを有するような、請求項第３０項記載の装置。
32. 【請求項３２】 複数の波長が、制限された範囲の内側
    の順序付けらた波長からの範囲限度の外側に拡大された
    波長として前もって選択されており、補間およびノーマ
    ライズ装置の各々は、順序付けらた波長と共に拡大され
    た波長を組み込んでおり、そしてさらに校正波長と共に
    さらに校正波長の外側も組み込んでおり、そしてこの装
    置はさらに相当する複数の第３値を得るために、複数の
    順序付けらた波長において代用分析器に実質的に単色の
    放射を向けるための装置と、Ｄ_O、に関する等式から相
    応する複数の外側サンプルデータ値を計算するための装
    置と、そして乗算のステップのためにスペクトルサンプ
    ルデータにおける複数の外側サンプルデータ値を含むた
    めの装置と、を有するような請求項第３１項記載の装
    置。
33. 【請求項３３】 分光計器が波長分析器にサンプル源か
    らの放射を向けるための第１光ファイバー装置を含み、
    第１ファイバー装置はコア直径およびいくつかの開口を
    有しており、そして単色の放射の源は分析器に実質的に
    単色の放射を向けるための第２光ファイバー装置を含ん
    でおり、第２ファイバー装置は実質的に第１ファイバー
    装置と実質的に同じコア直径および数の開口を有してい
    るような、請求項第１８項記載の装置。
34. 【請求項３４】 ストレー放射のための補正されたスペ
    クトルを発生するための装置において、 スペクトル範囲にわたって順序付けらた波著における波
    長増分に従ったスペクトル強度を表すスペクトルデータ
    を得るための波長分析器を含む分光計器、この計器は波
    長増分に関して、そしてその結果順序付けらた波長に関
    してスペクトルサンプルデータを得るためにサンプル源
    からの放射によって動作でき、と各順序付けらた校正波
    長において分析器に実質的に単色の放射を向けることが
    出来るように設けられた単色源、各順序付けらた波長に
    関してはスペクトルデータの初期ぱーんが波長増分に関
    して得られ、この初期パターンは順序付けらた波長にお
    けるピークプロフィールを持ち、そしてピークプロフィ
    ールから離れたストレー放射を表しており、これによっ
    て順序付けらた波長は源波長を表し、そして波長増分は
    レセプタ増分として機能する、と、 ノーマライズされたピークプロフィールを持つノーマラ
    イズされたパターンを得るために、初期パターンをノー
    マライズするための装置、を各順序付けらた波長に関し
    て残りのパターンを得るために、ノーマライズされたパ
    ターンからノーマライズされたピークプロフィールを削
    除するための装置と、 ストレー放射を表すストレー比例のパターンを得るため
    に、残りのパターンを基に代用プロフィールによって各
    ノーマライズされたピークプロフィールを代用するため
    の装置、ストレー比例は順序付けらた波長に、そしてそ
    れぞれ波長増分に関して識別され、これによって各順序
    付けらた波長がそこに、そしてそれぞれ波長増分に関し
    て識別されたストレー放射の関連するセットを持つよう
    にされ、と順序付けらた波長に、そしてそれぞれ波長増
    分に関して識別された放射のストレー部分を得るため
    に、順序付けらた波長に関して識別される各ストレー比
    例によって各順序付けらた波長に関するサンプルデータ
    を乗算するための装置、これによって各波長増分はそこ
    に関して識別されたストレー部分の関連するセットを持
    つようにされ、と波長増分に関してストレー放射の全体
    を得るために、各波長増分に関して識別されるストレー
    部分を加算するための装置と、そして各レセプタ増分に
    関して補正されたデータを得るために相応するサンプル
    データからの各波長増分に関する全体部分を減算するた
    めの装置、これによって波長増分に関して得られた補正
    されたデータのセットが、ストレー放射に関して補正さ
    れたサンプル放射のスペクトルを表す、を含むことを特
    徴とする補正スペクトル発生装置。