JPH08285684A

JPH08285684A - 分光測定におけるスペクトルの安定化法

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Publication number: JPH08285684A
Application number: JP7086795A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sakura; 武司佐倉; Yutaka Yamazaki; 豊山崎; Hiroko Kubo; 博子久保; Kakin Jiyo; 可欣徐; Motonobu Shiomi; 元信塩見
Original assignee: Kurabo Industries Ltd; Kurashiki Spinning Co Ltd; KDK Corp; Kyoto Daiichi Kagaku KK
Current assignee: Arkray Inc; Kurabo Industries Ltd; Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 1995-04-12
Filing date: 1995-04-12
Publication date: 1996-11-01
Anticipated expiration: 2018-12-10
Also published as: DE69616859T2; DE69616859D1; EP0737849A3; KR960038364A; JP3476958B2; EP0737849A2; CN1143188A; US5615009A; EP0737849B1

Abstract

(57)【要約】【目的】測定エネルギースペクトルの時間に依存する
スペクトル誤差成分および測定対象物に対する入射光の
入射角度の変化による透過率の変動を低減することであ
る。【構成】測定対象物に投射した光の透過もしくは反射
光エネルギースペクトルの測定エネルギースペクトルに
基づいて測定対象物中の特定成分の定量分析を行う方法
である。検量式を作成する場合は、特定成分の濃度が既
知の測定対象物の測定エネルギースペクトルの波長域を
複数の区間に分割し、各区間毎に設定した特定波長の測
定エネルギー値と区間内の測定エネルギー値の比を取
る。この比をとったスペクトルと既知濃度に基づいて検
量式を作成する。特定成分濃度が未知でこれを推定する
場合は、検量式を作成したときと同様の方法で、測定エ
ネルギースペクトルについて比をとる。この比をとって
得られたスペクトルと検量式に基づいて特定成分濃度を
推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分光測定において、分
光器内の温度変動や電源電圧変動などにより生じるスペ
クトルベースライン変動、および入射光の測定対象物に
対する入射角度の変化による透過率の変動を数値演算処
理により低減させて測定値を安定化させる分光測定にお
けるスペクトルの安定化法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、測定対象物中の特定成分濃度の
定量分析は、特定成分濃度が既知であるサンプルの透過
光エネルギースペクトルもしくは反射光エネルギースペ
クトルを測定することにより予め作成した検量線を用い
て行うことができる。この検量線を作成する方法として
は、特定の１波長を用いる方法および複数波長を用いる
多変量解析法が一般に知られている。

【０００３】しかしながら、分光スペクトルには、分光
器の内部および分光器の外部の温度変動や電源電圧変動
などにより、スペクトルベースライン変動が生じる。こ
のベースライン変動は、定量分析および定性分析の精度
を低下させるので、スペクトル中のこの誤差成分を除去
する必要がある。

【０００４】上記ベースライン変動を数値演算処理によ
って低減する手法としては、従来より、２波長ベースラ
イン補正法、ディジタル微分法および低周波フィルタリ
ングフーリエ変換法が一般に知られている。以下に、上
記３つの手法の各々について概略を述べる。

【０００５】２波長ベースライン補正法２波長ベースライン補正法とは、任意の溶液組成で吸光
度が一定、すなわち次の数１および数２を同時に満足す
る２波長λ₁およびλ₂を用いて、スペクトル中のベース
ライン成分を差し引く方法である。

【０００６】

【数１】

【０００７】上記数１において、 α_i，_λ1：成分ｉの波長λ₁での吸光係数ｃ_i：成分ｉの濃度ｎ：溶液の成分数ｌ：セル長である。

【０００８】

【数２】

【０００９】上記数２において、 α_i，_λ2：成分ｉの波長λ₂での吸光係数ｃ_i：成分ｉの濃度ｎ：溶液の成分数ｌ：セル長である。

【００１０】つまり、測定したスペクトルの波長λ₁，
λ₂での吸光度がｃｏｎｓｔ３，ｃｏｎｓｔ４のとき
は、このスペクトルから（ｃｏｎｓｔ４−ｃｏｎｓｔ
３）×（λ−λ₁）／（λ₂−λ₁）＋ｃｏｎｓｔ３なる
補正用スペクトルを測定スペクトルから差し引くことに
なる。

【００１１】ディジタル微分法ディジタル微分法は、吸光度を波長に対してディジタル
微分することにより、低周波のドリフトを低減あるいは
除去する方法である。一般に、微分次数としては、１次
もしくは２次が用いられる。１次微分によって、波長に
依存しない定数成分が除去できる。２次微分によって、
波長に対する１次のドリフト成分が除去できる。ディジ
タル微分法では、吸光度を波長に対してディジタル微分
するので、２次よりも高次の微分は信号を大きく歪ませ
てしまう。このため、３次以上のディジタル微分は用い
られることは少ない。

【００１２】低周波フィルタリングフーリエ変換法低周波フィルタリングフーリエ変換法は、スペクトルを
フーリエ変換してエネルギースペクトルを時間空間から
周波数空間に変換してベースラインシフトの原因である
低周波成分をフィルタリングする方法である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】２波長ベースライン補
正法では、補正に用いる２つの波長λ₁およびλ₂が上記
数１および数２を同時に満足する必要がある。しかし、
３成分以上の多成分系溶液では上記数１および数２を同
時に満足するような波長が存在しないことが多い。この
ような場合には、２波長ベースライン補正法を用いるこ
とはできない。

【００１４】ディジタル微分法では、ディジタル微分に
よってランダムノイズのような高周波ノイズを拡大して
しまう、ベースライン変動のバンド幅は物質の光吸収の
バンド幅よりも広くしなければならない、ディジタル微
分であるためスペクトルが歪む、といった問題がある。

【００１５】低周波フィルタリングフーリエ変換法で
は、フィルタリングによって低周波領域に存在する物質
の光吸収情報がベースライン変動成分と同時に失われて
しまう、という問題がある。

【００１６】また、ディジタル微分法と低周波フィルタ
リングフーリエ変換法には、次のような共通の欠点があ
る。すなわち、エネルギーＥが時間ｔと波長λの２変数
関数であると考えると、Ｅ（λ，ｔ）の全微分は次の数
３により表される。

【００１７】

【数３】

【００１８】従来のディジタル微分法や低周波フィルタ
リングフーリエ変換法はいずれも波長に対する演算処理
であるため、上記数３の時間ｔの関数である第２項（∂
Ｅ／∂ｔ）_λは低減あるいは除去することは不可能であ
る。

【００１９】本発明の目的は、スペクトルの時間に依存
するスペクトル誤差成分およびスペクトル測定時に入射
光が測定対象物に入射する入射角度の変化による透過率
の変動を低減する分光測定におけるスペクトルの安定化
法を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の考察に基
づいてなされたものである。一般に、分光器における温
度や電源電圧変動などの外乱によるエネルギースペクト
ル中の誤差は、ドリフト、つまりスペクトルの経時変化
として表わすことができる。したがって、波長λにおけ
る時刻ｔの透過光強度Ｉ（λ，ｔ），波長λ_rにおける
時刻ｔの透過光強度Ｉ（λ_r，ｔ）は、次の数４および
数５によりそれぞれ表される。

【００２１】

【数４】

【００２２】

【数５】

【００２３】なお、上記数４において、ｋ（λ，ｔ）は
波長λにおける時刻ｔ₀での透過光強度Ｉ₀（λ，ｔ₀）
と時刻ｔでの透過光強度の比であり、次の数６を満足す
るものとする。

【００２４】

【数６】ｋ（λ，ｔ₀）＝１

【００２５】また、数５においてｋ（λ_r，ｔ）は、波
長λ_rにおける時刻ｔ₀での透過光強度Ｉ₀（λ_r，ｔ₀）
と時刻ｔでの透過光強度の比であり、次の数７を満足す
るものとする。

【００２６】

【数７】ｋ（λ_r，ｔ₀）＝１

【００２７】さらに、上記数４および数５において、Ｉ（λ，ｔ）：波長λにおける時刻ｔの透過光強度Ｉ（λ_r，ｔ）：波長λ_rにおける時刻ｔの透過光強度Ｉ₀（λ，ｔ₀）：波長λにおける時刻ｔ₀の入射光強度Ｉ₀（λ_r，ｔ₀）：波長λ_rにおける時刻ｔ₀の入射光強
度ｐ（λ，θ）：波長λで光が入射角度θで入射したとき
の光の表面透過率ｐ（λ_r，θ）：波長λ_rで光が入射角度θで入射したと
きの光の表面透過率 α_i（λ）：成分ｉの波長λの吸光係数 α_i（λ_r）：成分ｉの波長λ_rの吸光係数 θ：測定対象物面に対する光の入射角度ｃ_i：成分ｉの濃度ｌ：実効セル長である。

【００２８】上記数４と数５の両辺の比を取ると、次の
数８で表されるエネルギー強度の比Ｉ_Nを得る。

【００２９】

【数８】

【００３０】ただし、上記数８において、次の数９であ
るとする。

【００３１】

【数９】α_i（λ）≠α_i（λ_r）

【００３２】ｋ（λ，ｔ）の全微分を取ると、次の数１
０を得る。

【００３３】

【数１０】

【００３４】上記数１０において、（∂ｋ／∂ｔ）_tは
時刻ｔにおける入射光強度比ｋ（λ，ｔ）の波長依存性
を示し、また、（∂ｋ／∂ｔ）_λは波長λにおける入射
光強度比ｋ（λ，ｔ）の時間変化を示す。

【００３５】波長λにおける時刻ｔの入射光強度ｋ
（λ，ｔ）×Ｉ₀（λ，ｔ₀）と波長λ_rにおける時刻ｔ
の入射光強度ｋ（λ_r，ｔ）×Ｉ₀（λ，ｔ₀）との比
を、次の数１１に示すように、β（λ，λ_r，ｔ）とお
く。

【００３６】

【数１１】

【００３７】ところで、波長を第ｊ部分区間（λ_j，_min
≦λ≦λ_j，_max，λ_j，_min≦λ_r≦λ_j，_max）に限定す
ると、数１０のｄｋ（λ，ｔ）の波長依存性を示す項
（∂ｋ／∂ｔ）_λは数１２により近似でき、したがっ
て、数１３を得る。

【００３８】

【数１２】

【００３９】

【数１３】

【００４０】よって、β（λ，λ_r，ｔ）は、次の数１
４で表され、数１４から数１５を得る。

【００４１】

【数１４】

【００４２】

【数１５】

【００４３】上記数１５から、スペクトル中のベースラ
イン変動の時間依存性の誤差成分を低減あるいは除去で
きることが分かる。

【００４４】次に、部分空間でエネルギースペクトルの
比をとることによって入射光の入射角度の変化による透
過率の変動を低減することができることを示す。

【００４５】波長λで光が入射角度θ_iで測定対象物に
入射したときの光の表面透過率ｐ（λ，θ）および波長
λ_rで光が入射角度θ_iで入射したときの光の表面透過率
ｐ（λ_r，θ）は、フレネル（Ｆｒｅｓｎｅｌ）の法則
により、次の数１６，数１７，数１８および数１９で表
される。

【００４６】

【数１６】

【００４７】

【数１７】

【００４８】

【数１８】

【００４９】

【数１９】

【００５０】ただし、スネル（Ｓｎｅｌｌ）の法則によ
り、次の数２０が成立する。

【００５１】

【数２０】ｎ₁ｓｉｎθ_i＝ｎ₂ｓｉｎθ_t

【００５２】ｐ（λ，θ）とｐ（λ_r，θ）の比を次の
数２１のようにおく。

【００５３】

【数２１】

【００５４】Δλ＝λ_r−λが小さいときは、数２１は
次の数２２で近似できる。

【００５５】

【数２２】

【００５６】数１５，数２２を数８に代入すると、数２
３を得る。

【００５７】

【数２３】

【００５８】上記数２３から、スペクトル中のベースラ
イン中のベースライン変動の時間依存性の誤差成分と入
射光の入射角度の変化による透過率の変動を同時に低減
できることが分かる。

【００５９】本発明は、かかる考察に基づいてなされた
もので、請求項１にかかる発明は、測定対象物に光を投
射し、その透過光のエネルギースペクトルもしくは反射
光のエネルギースペクトルを測定して測定対象物中の特
定成分の定量分析を行なう分光測定法であって、測定対
象物について透過光のエネルギースペクトルもしくは反
射光のエネルギースペクトルを測定し、測定した測定エ
ネルギースペクトルの波長域を複数の区間に分割し、各
区間毎に上記各区間内に設定した特定波長の測定エネル
ギー値と上記各区間内の測定エネルギー値との比をとる
ことによってスペクトル測定値を安定化させて上記特定
成分の定量分析を行うことを特徴とする。

【００６０】また、請求項２にかかる発明は、測定対象
物に光を投射し、その透過光エネルギースペクトルもし
くは反射光エネルギースペクトルを測定して測定対象物
中の特定成分の定量分析を行なう分光測定におけるスペ
クトルの安定化法であって、測定対象物の透過光エネル
ギースペクトルもしくは反射光エネルギースペクトルを
測定し、測定した測定エネルギースペクトルの波長域を
複数の区間に分割し、各区間毎に上記各区間内に設定し
た特定波長の測定エネルギー値と上記各区間内の測定エ
ネルギー値との比を取ることによってスペクトル測定値
を安定化させて、上記の比を取ったスペクトルに対して
多変量解析法を行って上記測定対象物中の特定成分の定
量分析を行うことを特徴とする。

【００６１】さらに、請求項３にかかる発明は、請求項
１または２にかかる発明において、測定対象物中の上記
特定成分がグルコースであることを特徴とする。

【００６２】

【作用】測定したエネルギースペクトルの波長域を複数
の区間に分割し、各区間内に設定した特定波長の測定エ
ネルギー値と上記各区間内の測定エネルギー値との比を
取ることによってスペクトル測定値の時間依存性を有す
る誤差と入射光の入射角の変化による透過率の変動が同
時に補正される。

【００６３】部分空間でエネルギースペクトルの比を取
ることにより得られたスペクトルに対して多変量解析が
行われる。

【００６４】グルコースの透過光エネルギースペクト
ル、または反射光エネルギースペクトルが部分空間で比
を取ることにより補正される。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、部分空間で分光測定に
おけるエネルギースペクトルの比を取ることにより、ベ
ースライン変動の時間依存性の誤差と入射光の入射角度
の変化による透過率の変動を同時に低減することができ
るので、分光測定における分析の精度を向上させること
ができる。

【００６６】また、本発明によれば、多変量解析により
定量分析の精度および信頼性がさらに向上する。

【００６７】さらに、本発明によれば、特定成分がグル
コースである場合には、グルコース濃度を高精度で検出
することができ、人体の血糖値測定に適用することによ
り信頼性および精度の高い血糖値の測定を行うことがで
きる。

【００６８】

【実施例】以下に、添付の図面を参照して本発明の実施
例を説明する。

【００６９】実施例１市販の牛乳を石英セルに充填して、パーキンエルマー社
製の近赤外分光器（形式名「Ｓｙｓｔｅｍ２０００」）
を用い、５分毎に４０００ｃｍ^-1〜８０００ｃｍ^-1の波
長域における透過エネルギースペクトルを１１回測定し
た。これらの透過エネルギースペクトルに、（１）無処
理，（２）１波長での測定エネルギースペクトルとの比
をとる１波長比率演算処理，（３）部分空間において比
をとる部分空間比率演算処理，（４）１次微分，（５）
２次微分，（６）フーリエ変換をそれぞれ施した。そし
て、４０００ｃｍ^-1〜８０００ｃｍ^-1の波長域内で選択
した各波長での透過エネルギースペクトルのＣＶ値（＝
１００×標準偏差／平均）をそれぞれ算出した。なお、
以下では、各波長でのＣＶ値をプロットしたスペクトル
をＣＶスペクトルという。

【００７０】（１）無処理５分毎に測定した１１本の市販の牛乳の上記透過エネル
ギースペクトルを図１に示す。また、その上記ＣＶスペ
クトルを図２に示す。

【００７１】（２）１波長比率演算処理図１に示した４０００ｃｍ^-1〜８０００ｃｍ^-1の波長域
における１１本の各透過エネルギースペクトルと、６０
００ｃｍ^-1との比のスペクトルを図３に示す。また、そ
のＣＶスペクトルを図４に示す。

【００７２】（３）部分空間比率演算処理５分毎に測定した１１本の市販の牛乳の上記透過エネル
ギースペクトルの４０００ｃｍ^-1〜８０００ｃｍ^-1の波
長域を、次の８つの波長域に分割した。４０００ｃｍ^-1〜４５００ｃｍ^-1（４２５０ｃｍ^-1），４５００ｃｍ^-1〜５０００ｃｍ^-1（４７５０ｃｍ^-1），５０００ｃｍ^-1〜５５００ｃｍ^-1（５２５０ｃｍ^-1），５５００ｃｍ^-1〜６０００ｃｍ^-1（５７５０ｃｍ^-1），６０００ｃｍ^-1〜６５００ｃｍ^-1（６２５０ｃｍ^-1），６５００ｃｍ^-1〜７０００ｃｍ^-1（６７５０ｃｍ^-1），７０００ｃｍ^-1〜７５００ｃｍ^-1（７２５０ｃｍ^-1），７５００ｃｍ^-1〜８０００ｃｍ^-1（７７５０ｃｍ^-1）。そして、４０００ｃｍ^-1〜８０００ｃｍ^-1の波長域内で
選択した上記各波長のうち、分割された８つの上記波長
域の各々に属する各波長の透過エネルギースペクトル
と、括弧内に示す波長の透過エネルギースペクトルとの
比のスペクトルを図５に示す。また、そのＣＶスペクト
ルを図６に示す。

【００７３】（４）１次微分５分毎に測定した図１の市販の牛乳の１１本の上記透過
エネルギースペクトルの１次微分スペクトルを図７に示
す。また、そのＣＶスペクトルを図８に示す。

【００７４】（５）２次微分５分毎に測定した図１の市販の牛乳の１１本の上記透過
エネルギースペクトルの２次微分スペクトルを図９に示
す。また、そのＣＶスペクトルを図１０に示す。

【００７５】（６）フーリエ変換５分毎に測定した図１の市販の牛乳の１１本の上記透過
エネルギースペクトルに低周波フィルタリングフーリエ
変換を施したときのスペクトルを図１１に示す。また、
そのＣＶスペクトルを図１２に示す。

【００７６】上記図６のＣＶスペクトルを、上記図２，
図４，図１０および図１２のＣＶスペクトルと対比する
と、部分空間比率演算処理を施した場合の方が、無処
理，１波長比率演算処理，１次微分，２次微分，フーリ
エ変換の各処理を施した場合よりも各波長でのＣＶ値が
全体的に小さくなっており、部分空間比率演算処理によ
って透過エネルギースペクトルが安定化されていること
が分かる。

【００７７】実施例２被験者に清水製薬製の「トレーラン７５」糖負荷試験用
水溶液を飲用させた後、指に近赤外光を照射し、１２分
毎にパーキンエルマー社製の近赤外分光器（形式名「Ｓ
ｙｓｔｅｍ２０００」）を用いて反射エネルギースペク
トルを測定した。この反射エネルギースペクトルの測定
と同時に、株式会社京都第一科学製のグルコースモニタ
で上記被験者の血糖値を測定した。この同時測定は合計
４４回行った。

【００７８】上記近赤外分光器で測定したこれらの反射
エネルギースペクトルに、（１）無処理，（２）１波長
比率演算処理，（３）部分空間比率演算処理，（４）１
次微分，（５）２次微分，（６）フーリエ変換をそれぞ
れ施した。なお、上記（２）の１波長比率演算処理で
は、以下に示す波長Ａの括弧外の各波長を６０００ｃｍ
^-1で比率演算処理した。また、上記（３）の部分空間比
率演算処理では、上に示した波長Ａの括弧外の各波長を
括弧内の波長で比率演算処理した。波長Ａ４２５０ｃｍ^-1（４３００ｃｍ^-1），４３５０ｃｍ^-1（４４００ｃｍ^-1），４４５０ｃｍ^-1（４７００ｃｍ^-1），４５００ｃｍ^-1（４７００ｃｍ^-1），４５５０ｃｍ^-1（４７００ｃｍ^-1），４６００ｃｍ^-1（４７００ｃｍ^-1），４６５０ｃｍ^-1（４７００ｃｍ^-1），４７５０ｃｍ^-1（４７００ｃｍ^-1），４８００ｃｍ^-1（４７００ｃｍ^-1），４８５０ｃｍ^-1（４７００ｃｍ^-1），５５００ｃｍ^-1（６３００ｃｍ^-1），５６００ｃｍ^-1（６３００ｃｍ^-1），５７００ｃｍ^-1（６３００ｃｍ^-1），５８００ｃｍ^-1（６３００ｃｍ^-1），５９００ｃｍ^-1（６３００ｃｍ^-1），６０００ｃｍ^-1（６３００ｃｍ^-1），６１００ｃｍ^-1（６３００ｃｍ^-1），６２００ｃｍ^-1（６３００ｃｍ^-1），６４００ｃｍ^-1（６３００ｃｍ^-1），６５００ｃｍ^-1（６３００ｃｍ^-1），６７００ｃｍ^-1（７１００ｃｍ^-1），６８００ｃｍ^-1（７１００ｃｍ^-1），６９００ｃｍ^-1（７１００ｃｍ^-1），７０００ｃｍ^-1（７１００ｃｍ^-1），７２００ｃｍ^-1（７１００ｃｍ^-1），７３００ｃｍ^-1（７１００ｃｍ^-1），７４００ｃｍ^-1（７１００ｃｍ^-1），７５００ｃｍ^-1（７１００ｃｍ^-1）。

【００７９】全部で４４回行った上記同時測定により得
られた測定データのうち、偶数番目に測定した２２個を
検量線作成用セット、奇数番目に測定した２２個を濃度
推定用セットとして、上記波長Ａの括弧外の２８波長で
の吸光度値を使用し、これら吸光度値をＰＬＳ多変量解
析法に基づいて処理することにより定量分析を行った。

【００８０】上記（１）無処理，（２）１波長比率演算
処理，（３）部分空間比率演算処理，（４）１次微分，
（５）２次微分および（６）フーリエ変換の各処理に基
づく定量分析結果を、図１３，図１４，図１５，図１
６，図１７および図１８にそれぞれ示す。また、上記
（１）〜（６）の各処理に基づく定量分析結果につい
て、相関係数Ｒおよび濃度推定誤差ＳＥＰを表１に示
す。

【００８１】

【表１】

【００８２】（注１）濃度推定誤差ＳＥＰは次の数２４
により定義される。

【００８３】

【数２４】

【００８４】数２４において、Ｃ_h，_i，_ref：成分ｉの第ｈ番目の濃度実測値Ｃ_h，_i，_obs：成分ｉの第ｈ番目の濃度推定値ｎ：濃度推定用データ数である。

【００８５】上記図１５を、図１３，図１４，図１６，
図１７および図１８と対比すると、エネルギースペクト
ルを部分空間で比をとることにより、血糖実測値により
近い血糖推定値を得ることができ、濃度定量分析精度が
向上したことが分かる。また、上記表１から、エネルギ
ースペクトルの部分空間で比をとることによる血糖濃度
推定値の相関係数Ｒは、（１）無処理，（２）１波長比
率演算処理，（４）１次微分，（５）２次微分，（６）
フーリエ変換による各血糖濃度推定値の相関係数Ｒより
も大きく、濃度推定誤差ＳＥＰは最小であることが分か
る。

【００８６】実施例３光を空気中から水中に入射させたときの入射角度θ_iの
変化による表面透過率Ｐ（λ，θ）の変動を比率演算処
理した場合と比率演算処理をしなかった場合について調
べた。

【００８７】比をとらなかった場合の入射角度θ_iの変
化（Δθ_i＝θ_i，₁−θ_i，₂）による表面透過率Ｐ
（λ，θ）の相対変化量Δｐ（λ，θ_i）／ｐ（λ，
θ_i）は、次の数２５によって求めた。

【００８８】

【数２５】

【００８９】一方、比を取った場合の入射角度θ_iの相
対変化量による表面透過率Ｐ_N（λ，θ）の変化Δｐ
_N（λ，θ_i）／ｐ_N（λ，θ_i）は次の数２６によって求
めた。

【００９０】

【数２６】

【００９１】その演算結果を次の表２および表３に示
す。

【００９２】

【表２】

【００９３】（注２）ｎ₁：空気の屈折率引用文献：理科年表（国立天文台編、第６６冊、丸善株
式会社）（注３）ｎ₂：水の屈折率上記理科年表に記載の次の数２７により計算した。

【００９４】

【数２７】

【００９５】

【表３】

【００９６】上記表３から分かるように、表面透過率Ｐ
_N（λ，θ）の相対変化量Δｐ_N（λ，θ_i）／ｐ_N（λ，
θ_i）の方が表面透過率Ｐ（λ，θ）の相対変化量Δｐ
（λ，θ_i）／ｐ（λ，θ_i）よりも値が小さい。このこ
とから、比率演算処理を施すことにより、入射角θ_iの
変化による表面透過率Ｐ（λ，θ）の変動は低減され
る、つまり光の測定対象物に対する入射角度の変化によ
る透過率の変動を低減できることが分かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】市販の牛乳の５分毎に測定した１１本の透過
エネルギースペクトルである。

【図２】図１のＣＶスペクトルである。

【図３】図１のエネルギースペクトルを６０００ｃｍ
^-1で比率演算処理したエネルギースペクトルである。

【図４】図３のＣＶスペクトルである。

【図５】図１のエネルギースペクトルを部分空間で比
率演算処理したエネルギースペクトルである。

【図６】図５のＣＶスペクトルである。

【図７】図１のエネルギースペクトルを１次微分した
スペクトルである。

【図８】図６のＣＶスペクトルである。

【図９】図１のエネルギースペクトルを２次微分した
スペクトルである。

【図１０】図９のＣＶスペクトルである。

【図１１】図１のエネルギースペクトルを低周波フィ
ルタリングフーリエ変換したスペクトルである。

【図１２】図１１のＣＶスペクトルである。

【図１３】無処理の場合の定量分析結果を示すデータ
である。

【図１４】１波長で比を取った場合の定量分析結果を
示すデータである。

【図１５】部分空間で比を取った場合の定量分析結果
を示すデータである。

【図１６】１次微分の場合の定量分析結果のデータで
ある。

【図１７】２次微分の場合の定量分析結果のデータで
ある。

【図１８】低周波フィルタリングフーリエ変換の場合
の定量分析結果のデータである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久保博子京都府京都市南区東九条西明田町57番地株式会社京都第一科学内 (72)発明者徐可欣京都府京都市南区東九条西明田町57番地株式会社京都第一科学内 (72)発明者塩見元信大阪府寝屋川市下木田町14番５号倉敷紡績株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象物に光を投射し、その透過光エ
ネルギースペクトルもしくは反射光エネルギースペクト
ルを測定して測定対象物中の特定成分の定量分析を行な
う分光測定におけるスペクトルの安定化法であって、測定対象物について透過光エネルギースペクトルもしく
は反射光エネルギースペクトルを測定し、測定した測定
エネルギースペクトルの波長域を複数の区間に分割し、
各区間毎に上記各区間内に設定した特定波長の測定エネ
ルギー値と上記各区間内の測定エネルギー値との比をと
ることによってスペクトル測定値を安定化させて定量分
析を行うことを特徴とする分光測定におけるスペクトル
の安定化法。
【請求項２】測定対象物に光を投射し、その透過光エ
ネルギースペクトルもしくは反射光エネルギースペクト
ルを測定して測定対象物中の特定成分の定量分析を行な
う分光測定におけるスペクトルの安定化法であって、測定対象物の透過光エネルギースペクトルもしくは反射
光エネルギースペクトルを測定し、測定した測定エネル
ギースペクトルの波長域を複数の区間に分割し、各区間
毎に上記各区間内に設定した特定波長の測定エネルギー
値と上記各区間内の測定エネルギー値との比を取ること
によってスペクトル測定値を安定化させて、上記の比を
取ったスペクトルに対して多変量解析法を行って上記測
定対象物中の特定成分の定量分析を行うことを特徴とす
る分光測定におけるスペクトルの安定化法。
【請求項３】測定対象物中の特定成分がグルコースで
あることを特徴とする請求項１または２記載の分光測定
におけるスペクトルの安定化法。