JPH10142054A

JPH10142054A - スペクトルデータ分析のための方法及び装置とスペクトルデータ分析のために利用するコンピュータ読取り可能記憶媒体

Info

Publication number: JPH10142054A
Application number: JP9271050A
Authority: JP
Inventors: David H Tracy; エイチトレイシーデイヴィッド; Alan M Ganz; エムガンズアラン; Yongdong Wang; ワンヨンドン; David A Huppler; エーハップラーデイヴィッド; Juan C Ivaldi; シーイヴァルディージュアン; B Hanna Christopher; ビーハンナクリストファー
Original assignee: Perkin Elmer Corp
Current assignee: Applied Biosystems Inc
Priority date: 1996-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1998-05-29
Anticipated expiration: 2017-10-03
Also published as: EP0834725A2; US6029115A; JP4017714B2; EP0834725B1; JP4216317B2; DE69729360T2; JP2007218930A; EP0834725A3; DE69729360D1

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の検出サブアレイを有する分光測定装置
の中でのスペクトルデータ分析のための新規な方法及び
新規な手段を提供し、スペクトルデータを分析するため
に利用するコンピュータ読取り可能な記憶媒体を提供す
る。【解決手段】分光測定装置が、表面の小さい部分に検
出サブアレイを有する検出器を含み、第１のオフセット
データを得るために、スペクトルデータは、ドリフト標
準のために第１の時間に選択されたサブアレイにおいて
収集され零位置と比較され、第２のオフセットデータを
得るために、データは、第２の時間にも同様に収集され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、分光測定装置、とりわけこのよ
うな装置におけるスペクトルデータ分析のための方法お
よび装置とサンプルに対するスペクトルデータ分析のた
めに利用するコンピュータ読取り可能な記憶媒体とに関
する。

【０００２】

【背景】分光測定装置は、例えば回折格子等の分散素子
と検出器システムとを含む。現在の分光測定装置はコン
ピュータを含み、コンピュータは検出器からスペクトル
データを受信してスペクトルを分析及び比較する。光学
装置、検出器及びコンピュータ化が改善されたので、非
常に正確な測定を行う能力が生じた。

【０００３】１つのタイプの分光測定装置は、原子のス
ペクトル線を実現するためにサンプル注入を有する誘導
結合プラズマ（ＩＣＰ）を利用する。ＩＣＰと組合せて
使用されるスペクトロメータは、スペクトル線の２次元
アレイを形成する交差された格子タイプである。アレイ
のための検出器は、スペクトル線の予測される個所のみ
にストラテジ的に配置されている感光性画素のセグメン
ト化されたサブアレイを有する。例えばサブアレイの中
の感光性画素を有する荷電結合装置（ＣＤＤ）等の固体
装置が使用される。このような格子を組込でいる交差格
子形スペクトロメータは米国特許第４８２００４８号明
細書（Ｂａｒｎａｒｄ）に開示されている。

【０００４】精度要求が厳しくなると共に分光測定装置
の中の変動、及び（例えば温度及び圧力変動からの）そ
れぞれの分光測定装置の中のドリフトが大きな問題とな
ってきた。米国特許第５３０３１６５号明細書（Ｇａｎ
ｚ等の“Ｇａｎｚ特許明細書”）は、複数の分光測定装
置に共通の１つの特定された線プロフィルから導出され
た変換フィルタによりスペクトルデータを変換すること
による分光測定装置の標準化を開示している。分光測定
装置により表示されるスペクトル線は実際には有限の幅
及びプロフィルを有し、標準化は、分光測定装置プロフ
ィルの中の変動に対する補正を行う。このような標準化
は、定量化に関連する校正とは異なる。サンプルの組成
的量を求めることは、別個に又は標準化と組合せて行わ
れる。波長校正は標準化に関連する。しかし測定スペク
トルの実際の波長は必ずしも必要ではない。Ｇａｎｚ特
許明細書の技術はとりわけ連続アレイ検出器において非
常に正確かつ有益であるが、しかし大量のスペクトルデ
ータ収集及び相応する長いコンピュータ計算が必要であ
る欠点を有する。Ｇａｎｚ特許明細書は、波長校正のた
めの規則的縞ピークのソースの使用も開示しているが、
しかしこのような使用は、セグメント化されたサブアレ
イ検出器には適さない。

【０００５】サンプルの中の成分の存在及び量は、スペ
クトルデータへの校正モデルの適用によりコンピュータ
計算により求められることが可能であり、モデルはサン
プル分析物（個別の原子）既知量のスペクトルから導出
される。モデルデータのアーカイブはコンピュータメモ
リに格納されて、サンプルの中の成分を基本的に自動的
に求め、それらの量を求めるためのサンプルデータに適
用される。１つのアプローチは米国特許第５３０８９８
２号明細書（Ｉｖａｌｄｉ等）に開示され、このアプロ
ーチは、サンプルスペクトルデータの導関数をマトリク
スモデルの中に組込で、スペクトルドリフトを補償す
る。これはスペクトルデータが、モデルの中の導関数の
充分な表現を達成するために比較的小さいスペクトル増
分の中に収集されていることを必要とする標準化であ
る。スペクトルデータの波長増分は最初は画素寸法によ
り制限されている。より小さい増分が、スペクトロメー
タへの入射スリットが画素に結像されるスリット走査に
より達成される。小さいステップでスリットの横方向位
置を変化させることにより効果的にスペクトルを画素に
わたり動かすことができ、これにより、より小さい増分
でスペクトルデータを得ることができる。アーカイブデ
ータを収集するのに利用されるにもかかわらず、スリッ
ト走査は、通常のデータ収集を高速化するためには回避
されることが望ましい。

【０００６】

【概要】本発明の目的は、複数の検出サブアレイを有す
る分光測定装置の中でのスペクトルデータ分析のための
新規な方法及び新規な手段を提供することにある。別の
目的は、ドリフトを含む分光測定装置変動を補正するた
めのこのような方法及び手段を提供することにある。別
の目的は、サンプルデータ収集により分光測定装置条件
にモデル校正データを現在進行的に調整するためのこの
ような方法及び手段を提供することにある。更なる目的
は、分光測定装置のための校正モデルを形成するための
新規な方法及び新規な手段を提供することにある。更な
る目的は、分光測定装置の中でのスリット走査を調整す
るための新規な方法及び新規な手段を提供することにあ
る。付加的な目的は、分光測定装置の中のセグメント化
されたサブアレイを有する波長校正のための規則的縞ピ
ークのソースを利用する新規な方法及び新規な手段を提
供することにある。

【０００７】更なる目的は、分光測定装置の中でサンプ
ルにおけるスペクトルデータを分析するために利用する
ためにコンピュータ読取り可能な記憶媒体を提供するこ
とにある。

【０００８】前述の及びその他の目的は少なくとも部分
的には、分散素子と、分散素子からの分散光を受信する
検出器とを含む分光測定装置でスペクトルデータを分析
することにより達成され、検出器は複数の検出サブアレ
イを有し、それぞれのサブアレイは検出器におけるそれ
ぞれ異なる位置にある。有利には検出サブアレイは、検
出器表面の小さい部分を形成する。選択されたサブアレ
イの数は、複数検出サブアレイの数に比して大幅に小さ
いこともある。

【０００９】第１のスペクトルデータが第１の時間に、
選択されたサブアレイ位置におけるドリフト標準のため
に収集され、それぞれの選択されたサブアレイに対する
前もって指定された零位置と比較され、これにより第１
のオフセットデータが得られる。第２のスペクトルデー
タが第２の時間に、選択されたサブアレイ位置における
ドリフト標準のために収集され、それぞれの選択された
サブアレイに対する零位置と比較され、これにより第２
のオフセットデータが得られる。第１のオフセットデー
タ及び第２のオフセットデータは、補間又は補外により
第１の時間に対して任意の選択された時間に任意のサブ
アレイ位置に対するスペクトルシフトを得るために利用
される。有利には第１のオフセットデータは、任意のサ
ブアレイ位置に対するオフセットを定める第１のオフセ
ット関数を得るために使用され、第２のオフセットデー
タは、任意のサブアレイ位置に対するオフセットを定め
る第２のオフセット関数を得るために使用され、第１の
オフセット関数と第２のオフセット関数との間の差は、
スペクトルシフトを得るために利用される。

【００１０】シフトはテストデータに適用されることが
可能であるにもかかわらず、有利にはシフトは、データ
を組成情報に変換するために使用されるマトリクスモデ
ルに適用される。この目的のために基本マトリクスモデ
ルが、少なくとも１つの分析物に対する基本スペクトル
データにより形成される。テストスペクトルデータは、
選択された時間にテストサンプルのために収集され、そ
の際、スペクトルシフトを使用して基本スペクトルデー
タを、選択された時間に対するモデルスペクトルデータ
にシフトして、選択された時間に分光測定装置条件に相
応するシフトされたマトリクスモデルを実現する。シフ
トされたマトリクスモデルはテストスペクトルデータに
適用され、これにより、選択された分析物の濃度を表す
パラメータが得られる。

【００１１】マトリクスモデルのためのアーカイブデー
タは有利には前述の方法で得られて、データ収集の間の
スペクトルシフトを補償する。より有利にはデータは分
光測定装置の中でのスリット走査により収集され、これ
により検出器の中の画素より小さいサブ増分が達成さ
れ、その際、１つの画素にわたり走査ステップの間に既
知の間隔が存在することを保証するためのプロシージャ
が利用される。

【００１２】ドリフト標準は、選択された分析物の化学
標準であることもあり、又は例えば干渉素子等の光学素
子であることもあり、それぞれのサブアレイの中のスペ
クトル位置に対する規則的二次ピーク（縞）を生成す
る。干渉素子を利用するために分光測定装置は更に、識
別されたスペクトル位置を有する一次スペクトルピーク
の校正ソースを含む。それぞれの二次ピークは、（干渉
素子の厚さに対する）単一の相関定数に従って１つのピ
ークスペクトル位置に相関関数により識別された整数次
数を有する。二次ピークをスペクトル位置に相応させる
ために一次スペクトルデータが、第１のサブアレイ位置
の中の一次ピークに対して収集され、二次スペクトルデ
ータが第１のサブアレイ位置及びその他の選択されたサ
ブアレイ位置の中の二次ピークに対して収集される。特
定された領域を有する最初の相関定数が推定される。試
験的次数が相関関数、識別されたスペクトル位置、及び
最初の相関定数により計算される。試験的次数に最も近
い整数次数が選択される。相応する第１の相関定数が、
最も近い整数次数により再計算され、これにより第１の
数−定数対が実現される。別の相関定数が、別の数−定
数対を実現するために、１だけシフトされた前記の最も
近い整数次数を形成する新次数により計算される。計算
は、数−定数対の集合が、第１のサブアレイに対して相
関定数の特定された領域に対して実現されるまで、付加
的な１だけシフトされた更なる整数次数により繰返され
る。

【００１３】別の１つの選択されたサブアレイで二次ピ
ークが、公称校正により定められた公称ピーク位置に識
別される。相関関数、公称ピーク位置、及び対集合のそ
れぞれの相関定数により更なる次数がコンピュータ計算
され、これにより付加的な数−定数対が実現される。非
整数である次数に相応する付加的な対の中のすべての相
関定数が指摘され、すべてのこのような相応する対が、
フルの集合から削除される。前述の３つのステップは、
集合の中の対の中のただ１つの相関定数が残って、有効
相関定数及び相応する残りの整数次数を実現するまで繰
返される。相関関数、有効相関定数及び集合の中の残り
の整数次数によりスペクトル位置が、それぞれの選択さ
れたサブアレイの中のそれぞれの選択された二次ピーク
に対してコンピュータ計算される。温度が変動する場合
には、相関関数の中で使用される干渉素子の屈折率を調
整するプロシージャが使用されなければならない。

【００１４】

【詳細な説明】本発明は、スペクトル特徴が、ＩＣＰ光
源１４から入射レンズ１５、スリット１７、別の収束レ
ンズ１９及び例えば格子又はプリズム等の分散素子１６
を介してアレイ光検出器１２により狭帯域又はスペクト
ル線で受信される、赤外線、可視光線及び紫外線の一般
的領域内のスペクトル分析のための従来の又はその他の
所望の分光測定装置１０（図１）により利用される。本
分光測定装置は例えば、Ｐｅｒｋｉｎ−ＥｌｍｅｒＯ
ｐｔｉｍａ３０００等の原子又はイオン輝線を発現す
るために光源のためのサンプル注入を有する誘導結合プ
ラズマ１８を利用する。代替的に本分光測定装置は例え
ば前述の米国特許第５３０３１６５号明細書（Ｇａｎ
ｚ）に説明されているタイプ等の分子分光法のために適
用できるが、しかし本発明は、この明細書に説明されて
いる標準化のために使用されている。

【００１５】このような装置の中の検出器１６（図２）
は通常は（本譲受人の前述の米国特許第４８２００４８
号明細書（Ｂａｒｎａｒｄ）に開示されており本明細書
に引用によりその全体が取込まれているものとする）、
予期されるスペクトル線の選択された位置における画素
のセグメント化されたサブアレイ２６としての２次元面
に分散配置されている感光性画素２２を有する、自己走
査されたフォトダイオードアレイ、電荷注入装置又は有
利には荷電結合装置（ＣＣＤ）である。この場合のスペ
クトル線は、例えば一対の格子又は１つの格子と１つの
プリズム等の交差された分散素子により実現されてい
る。別の用途ではアレイの中の画素は、線形又は２次元
検出器の検出表面全体を覆う。

【００１６】本明細書及び請求の範囲の中での“サブア
レイ”との表現は、別の場合には線形又は２次元表面に
わたり分散配置されている画素の選択されたグループ
か、又は選択された位置における画素のセグメント化さ
れたサブアレイを意味する。“画素位置”との用語は従
来はアレイ光検出器の有限増分ＮＡのスペクトル位置を
意味する。セグメント化されたアレイ光検出器は例えば
２４５のサブアレイの中に７０００の画素を含むことも
あり、それぞれのサブアレイは１０〜４０の画素を含
み、通常は約１６の画素を含む。検出器から信号線２８
（図１）を介して得られ本分光測定装置のコンピュータ
３２のメモリセクション３０に格納されているスペクト
ル特徴２３のためのスペクトルデータ２１（図３）は、
１サイクル期間の間にサブアレイ２６の中のそれぞれの
画素２２により受信された光エネルギーを表す。本分光
測定装置はしばしば、画素位置に対して波長（又は波
数）に対して校正される。しかし後述するようにこれ
は、本分光測定装置が波長データを必要とせずに組成情
報を提供する本発明のいくつかの態様では必要でない。
本発明は、時間による装置ドリフトを補償するためにコ
ンピュータと組合せて使用され、この場合、スペクトル
特徴は少なくとも僅かに複数の画素にわたり（又はスペ
クトル位置の有限増分の中で）シフトする（別の異なる
説明がなされていない場合には、本明細書及び請求の範
囲で使用されている場合には“波長”及び“波数”との
用語は実際の波長又は波数又は周波数を意味するか、又
は検出器アレイ又はサブアレイの中の（例えば画素ユニ
ットの中の）スペクトル位置を意味する。）。

【００１７】コンピュータ３２は通常は、例えばＤｉｇ
ｉｔａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｒｐｏｒａｔｏｎ
ｍｏｄｅｌ５１００のメーカにより本分光測定装置
の中に組込まれているＤｉｇｉｔａｌＥｑｕｉｐｍｅ
ｎｔＣｏｒｐｏｒａｔｏｎｍｏｄｅｌ５１００等の
従来のものである。コンピュータは、（所望のように内
蔵及び／又は外付けの）適切なアナログ／ディジタル変
換器を有する中央演算装置（ＣＰＵ）３２、ディスクを
含むこともあるメモリセクション３０、オペレータ入力
のためのキーボード、及びモニター３６及び／又は例え
ばサンプル組成等の所望の出力の表示のためのプリンタ
を有しなければならない。プログラミングは本コンピュ
ータ又は本分光測定装置のメーカにより本コンピュータ
の中に通常は組込まれている“Ｃ^＋＋”等によるものの
ように従来のものである。本発明へのプログラミングの
適応は当業者により容易に理解及び達成される。

【００１８】既知の固定されている元素組成の混合元素
標準サンプルである本発明の実施形態ではドリフト標準
は本分光測定装置の中に導入される、例えばＩＣＰ１４
の中に注入される２０。この標準の中の元素の組成の量
的値を知る必要はない、ただしこれらの量的値が適切な
ＳＮ比を提供することが必要である。この組成における
原子元素は、検出器でのこれらの原子元素のスペクトル
活性の領域が分布されるように選択されている。１つの
例が図４に示され、この図は、指定されたドリフト標準
によりターゲットにされているサブアレイ位置３８の選
択された部分集合を示す。検出器における位置は、それ
ぞれの選択されたサブアレイのｘ座標及びｙ座標により
定められる。

【００１９】適切な標準は例えば、１７のスペクトル線
を供給する８つ共通の元素から得られる。この部分集合
の中の選択された数は、サブアレイの全数より大幅に少
ないこともある（例えば２４５の全数に比して部分集合
の中に１７）。

【００２０】フローチャート（図５）においてそれぞれ
のサブアレイは基準点又は零位置４８を割当てられてい
る。零位置は仮想データに関連付けされていることもあ
り、仮想データは通常は、それぞれの画素に対して任意
に選択されたスペクトルデータであることも可能であ
る。このようなデータは、最初に収集されたデータであ
ることもあり、又はそれぞれのアレイにおけるスペクト
ル特徴のたの形成位置及び形状の理論的な又はその他の
良好な推定値であることもある。しかし有利には零位置
は単に、例えばサブアレイの中央等のサブアレイの任意
の位置である。

【００２１】スペクトルデータ４０（図６）の第１の集
合は、ドリフト標準４４における第１の時間４３におけ
る選択されたサブアレイ位置の部分集合のために４２で
収集される。これらのデータはピーク個所４５を定め、
ピーク個所４５は、通常は減算により零位置４８と４６
で比較され、これにより第１のオフセットデータ５０が
得られる。これらのデータは一般に検出器における位置
に依存し、ひいてはサブアレイのｘｙ座標３８（図４）
の関数である。位置座標値はサブアレイ又はそれぞれの
画素の平均値であり、前者で一般に充分である。数学的
オフセット関数５２（“第１のオフセット関数”）は第
１のオフセットデータから５４で求められ（コンピュー
タ計算され）、これにより“画素オフセット”０（零位
置に対する実際の線位置）が、すべてのサブアレイに対
して検出器での任意のｘ位置及びｙ位置の関数として定
められる。この関数は方程式の形であることもあり、例
えばオフセット０＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃの形であり、パラメ
ータａ，ｂ及びｃはこの関数を定める。この数学的関数
における変化は、検出器における任意のｘ位置及びｙ位
置の関数として画素の中のスペクトルドリフトの程度を
（例えば０．０１画素ドリフトの大きさまで）予測す
る。このようにしてドリフトは、ｙ及びｙの関数として
計算された画素オフセットにおける変化として定められ
る。オフセット方程式の使用により標準化プロセスが、
ただ１つの部分集合が測定されているにもかかわらずす
べてのサブアレイに対してドリフトを定めることを可能
にすることにより簡単化される。より高い次元の方程式
を使用することも可能であるが、しかしこれは通常は必
要ではない。

【００２２】ドリフトを検出するためにスペクトルデー
タの第２の集合５６が、後の第２の時間６０においてド
リフト標準４４のために４２で収集される。第２の標準
及び選択されたアレイ位置３８は有利には（しかし必要
不可欠でなく）第１のものと同一である。これらのデー
タも同様に４６で零位置４８と比較され、これにより第
２のオフセットデータ６２が得られる。オフセットデー
タ６２は、第２の時間における任意のアレイ位置におけ
るオフセットを定める第２のオフセット関数６４を５４
で計算するために使用される。第１及び第２のオフセッ
ト関数５２，６４の間の差６６は、このインターバルの
間のｘｙ位置３８の関数としてスペクトルシフトを表す
差関数６８を提供する。補間法７０及び補外法によりス
ペクトルシフト７２を、任意の選択された（第３の）時
間に対して得ることが可能である。

【００２３】選択された時間（“時間３”）８０におい
て収集された（典型的に未知の）テストサンプル７８の
スペクトルデータ７６は、スペクトルシフト７２の７４
での適用により例えば第１の時間４３等の任意のベース
時間に標準化されることが８２において可能である。精
度を良好にするためには、選択された時間は補間のため
に第１の時間と第２の時間との間でなければならない。
このタイプの標準化は、図５の破線により示されている
オプションである。（後述するがシフトされていない）
モデルを、標準化されたデータに適用することが可能で
ある。

【００２４】標準化は有利には、サンプルデータに適用
された校正データのマトリクスモデルの適用と組合せて
利用される。このような適用では従来のマトリクスモデ
ルはまず、引用により本明細書に取込まれている前述の
米国特許第５３０８９８２号明細書（Ｉｖａｌｄｉ等の
“Ｉｖａｌｄｉ特許”）と、Ｊ．Ｃ．Ｉｖａｌｄｉ及び
Ｔ．Ｗ．Ｂａｒｎａｒｄ著“多変量データ整理技術を誘
導結合プラズマ光学発光スペクトルと結合することの利
点”（ＳｐｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，４８
Ｂ，１２６５（１９９３））とに教示されている方法で
得られる。

【００２５】マトリクスは、テストサンプルの中に見つ
けられることが予期される１つ又は複数の分析物の既知
の濃度における正確で基本のデータを表すアーカイバル
スペクトルデータにより形成されている。マトリクスは
スペクトルデータの列により形成され、それぞれの列は
１つの分析物のためのものである。マトリクスは、直接
的には重要でない別の分析物及び漂遊特徴である干渉の
１つ以上の列と、背景を表す１つの列を含む筈である。
列の中の垂直位置は画素を表す。通常は、マトリクスモ
デルを形成するためにそれぞれのサブアレイのために１
つの別個のサブマトリクスが存在する、しかしそれらの
サブマトリクスのために１つの大きいマトリクスも代替
的に可能である。Ｉｖａｌｄｉ特許はマトリクスの中に
１つ以上の導関数を含めることも教示している。しかし
このような導関数はこの特許明細書でスペクトルシフト
の補正のために教示されているのでこのような導関数、
補正を異なる方法で達成するこの場合には必要でない。
しかしその他の点では本明細書でのマトリクスの使用は
本質的に同一である（しかし異なる記号で使用されてい
る）。

【００２６】

【数１】

【００２７】［Ｃ］＝［Ｒ］［Ｕ］ただし、Ｍは既知の分析物データａ_k、背景データｂ_k及
び干渉データｉ_k（ただしｋは１〜１６である）のモデ
ルマトリクス、Ｒにおいて上付き記号Ｔは括弧内での転
置操作を示し、上付き記号−１は括弧内での逆マトリク
ス操作を示し、Ｕはテストサンプルにおけるスペクトル
データｕ_kのベクトルであり、Ｃはコンピュータ計算さ
れたベクトルである。

【００２８】この例は１６の画素に対してである。ベク
トルＣはパラメータｃ_jを含み、パラメータｃ_jは、テス
トサンプルの中の対応する元素の量的測定値を表す。こ
のモデルは、最小自乗法による多重線形回帰を使用する
テストサンプルのスペクトルデータに適用される。

【００２９】（前述のＩｖａｌｄｉ特許の導関数が無
く、本発明による変更が無い）マトリクスモデルによる
この方法は基本的に、例えば米国特許第５２１８５５３
号明細書（ｄｅＬｏｏｓ−Ｖｏｌｌｅｂｒｅｇｔ等）
及びＥ．Ｈ．ｖａｎＶｅｅｎ及びＭ．Ｔ．Ｃ．ｄｅ
Ｌｏｏｓ−Ｖｌｌｅｂｒｅｇｔ著“誘導結合プラズマ原
子発光分光測定法でのデータ整理のためのカルマンフィ
ルタリング”（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．６３１４４１
（１９９１）及びこの論文に引用されている先行の論文
に開示されているようなカルマンフィルタリングに類似
である。このようにして本発明をカルマンフィルタフォ
ーマットに適応することが可能である。

【００３０】本発明の１つの有利な態様（図５）ではマ
トリクスモデルをテストスペクトルデータに適用する前
にマトリクスモデル８４は、サンプルデータ７６の収集
の時間（時間３）にシフトされる。このようにして、補
間されたスペクトルシフト７２は、シフトされたマトリ
クスモデル８８を実現するためにマトリクスモデルに８
６で適用される。このシフトされたモデルは次いで、
（時間３で収集された）サンプルデータ７６に９０で適
用される。その結果が、テストサンプルの組成９４を表
わしディスプレイ９２で表示される。別の１つのテスト
サンプルに対してモデルの補間及びシフティングが、新
データ収集の新時間に対して実現される。ドリフト標準
のためのスペクトルデータは、新補間のために必要であ
る場合には更新される。

【００３１】マトリクスモデルを開発する際、オフセッ
トが（潜在的に長い）アーカイブ収集フェーズ間にドリ
フトすることが可能である限り、前述の方法でのドリフ
ト標準の繰返しの使用により定められた現在のシステム
条件の周期的な更新が行われなければならない。これ
は、それぞれサブアレイにおいてスペクトルに対する画
素オフセット数を提供し、この画素オフセット数が、そ
のサブアレイにおけるすべての更なる測定値の基準値に
され、ドリフトが求められる。このようにして、サブア
レイで収集されたそれぞれのスペクトル（スペクトルデ
ータ）は、それに関連したオフセットを有する。いくつ
かの分析物のスペクトルがドリフト標準測定の間に収集
される場合、オフセット量は補間法により（例えば線形
で）それらの分析物のそれぞれに、経過時間の小さい部
分として割当てられる。モデルのための基本スペクトル
データを、それぞれのスペクトルをオフセットに従って
シフトして１つの共通の初期時間に戻すことにより形成
することが可能である。代替的にかつ有利にはオフセッ
トはアーカイブモデルデータと一緒に保存され、後に適
用される。

【００３２】マトリクスモデル（図７、類似のステップ
又は操作に対して図５と同一の参照番号を使用）を得る
ことは、図５の初期プロシージャに類似である。これ
は、初期時間（時間１）４３にかつ選択されたアレイ位
置３８（図４）でドリフト標準４４のための初期スペク
トルデータ９６を４２で収集することにより開始する。
初期スペクトルデータは（前述の）零位置４８と４６で
比較され、これにより初期オフセットデータ９８が得ら
れ、初期オフセットデータは、任意のアレイ位置におけ
るオフセットを定める初期オフセット関数１００を５４
で得る（コンピュータ計算する）ために使用される。予
備スペクトルデータ１０２が次いで中間時間（時間３）
８０で選択分析物１０６の既知の濃度に対して収集され
る。選択されたアレイ位置に対する後続のスペクトルデ
ータ１０６が、ドリフト標準４４に対して後続時間（時
間２）６０に４２で収集され、後続のスペクトルデータ
は零位置４８と４６で比較され、これにより後続のオフ
セットスペクトルデータ１０８が得られ、後続のオフセ
ットデータは、任意のアレイ位置におけるオフセットを
定める後続のオフセット関数１１０を５４で得る（コン
ピュータ計算する）ために使用される。初期オフセット
関数と後続のオフセット関数との間で６６でコンピュー
タ計算された差関数６８は補間７０により利用され、こ
れにより中間時間８０に対する中間スペクトルシフト１
１２が得られる。中間スペクトルシフトは予備スペクト
ルデータ１０２に７４で適用され、これによりアーカイ
ブスペクトルデータ１１４が得られ、アーカイブスペク
トルデータ１１４は、初期時間に補間又は補外により戻
された分光測定装置条件に関連付けられている基本マト
リクスモデル１２０のために格納される。

【００３３】前述のように中間スペクトルシフトを代替
的に初期オフセットスペクトルデータと後続のオフセッ
トスペクトルデータとの間の差を介して得ることが可能
である。モデルを得るための図７の前述ステップが図５
の方法で、第１の時間を初期時間として、第２の時間を
後続の時間として、選択された時間を中間時間として予
備的に識別することにより達成されることも認識された
い。シフトを適用する際の１つの代替法は、収集された
データのすべてを、サンプルデータをテストするために
マトリクスモデルの適用の時間にシフトを将来にコンピ
ュータ計算するために格納することにある。本明細書及
び請求の範囲に記載のステップ及び手段はこの代替法を
含む。

【００３４】より多くの分析物１１６が存在するか（通
常は多数存在する）との質問１１５に応じてこのプロシ
ージャは、モデルマトリクス１２０のためのアーカイブ
データの収集が終了するまでこれらの分析物及び干渉の
それぞれ及び背景に対して繰返される。それぞれのドリ
フト測定値では、そのドリフトがプリセット標準より小
さい値として求められた場合には補正は行われない。そ
れぞれの分析物の後にドリフト標準を使用することは必
要無く、ドリフト標準をどの程度の頻度で使用するかに
関する判断が、ドリフトの早期のレート、又は装置安定
化に作用するその他の既知のファクタに依存して、とり
わけ温度安定化に関して行われなければならない。スペ
クトルデータのそれぞれの集合を、ドリフト標準により
周期的データ収集から（適切な時間に）補間されたオフ
セット補正と一緒に収集及び保存すると有利である。

【００３５】アーカイブデータを求めることが終了する
（１１８）と、最終収集が、最終補間のためにドリフト
標準により行われ、次いでコンピュータ計算が基本マト
リクスモデル１２０に対して行われる。代替的に最後の
スペクトルシフトの条件を、後のドリフト測定値からの
処理を待たずに常套的に使用することも可能である。こ
のような状態では後のドリフト測定はリアルタイム結果
の容認性の程度の推定として行うことが可能である。す
なわち最終結果がコンピュータ計算され、後に、ドリフ
ト測定に基づいて有効化され、これによりこのような結
果が許容誤差の中にあるかどうかが確立される。

【００３６】スペクトルデータは、画素寸法の所定スペ
クトル増分の中の画素位置により格納される。波長（又
は波数）の単位を画素位置（又は画素数）により置換す
ると有利であり、この場合、本分光測定装置の最終出力
は組成情報であり、スペクトル情報は不要である。例え
ば（例えば温度変化による）ドリフティング等の小さい
シフトは、隣接画素の中のデータレベルにおける小さい
変化として現れる。マトリクスモデルのための基本スペ
クトルデータのアーカイブデータ収集のためにはより高
い感度が望まれる。この目的のために本分光測定装置は
有利には“高密度”構成で作動され、この“高密度”構
成は例えば１画素当り４インターバルの分解能でスリッ
ト走査することにより達成可能であり、入射スリット１
７（図１）はステッピングモータ１２５により増分的に
位置している。これにより基準スペクトルの収集が、数
学的操作のために適する点間隔で可能となる。

【００３７】図５においてモデルが、スペクトルデータ
をテストするために適用される（９０）と、モデルの基
本スペクトルデータ８４は前述のようにシフトされる
（８８）。しかし、画素増分におけるモデルデータを使
用するだけでよい、すなわち、より高い分解能のモデル
の中の４番目毎のデータポイントを使用するだけでよ
い。総括するとこのようにして、テストスペクトルデー
タが、相応するサブアレイで所定増分（画素）で収集さ
れるにもかかわらず、モデルのための予備スペクトルデ
ータが、それぞれの所定増分の中の複数（例えば４つ）
の増分に対して得られ（そしてシフトがモデルアーカイ
ブ収集の間のドリフティングに対して補正され）、シフ
トされたマトリクスモデルが適用され、その際、モデル
スペクトルデータは所定の増分で選択される。

【００３８】最初は、未知のテストサンプルに対して予
測されるすべての可能な分析物、干渉及び背景を含むス
ペクトルの大きいデータベースすなわちアーカイブが収
集される。これらのスペクトルは通常は、最大ＳＮ比が
それらのスペクトルに対して得られかつスペクトル特徴
の最大顕示が得られるがしかし異なる分析物からのオー
バラップが無い濃度において純粋な元素標準に対して１
度に１つ得られる。個々の原子元素（又は分子分光測定
においては選択された物質）の典型的には６０〜７０の
分析物が測定されて、マトリクスモデルのためのアーカ
イブが集められる。アーカイブのために使用される個々
の分析物サンプルは、通常は前述のようにいくつかの分
析物の収集であるドリフトサンプルと同一である必要は
ない。

【００３９】すべてのアーカイバルスペクトルは、１つ
の共通の分光測定装置条件に適合調整されることが可能
である。例えば定義により零オフセットを有する初期条
件を選択することが可能である。次いで有限オフセット
を有するすべてのスペクトルが、すべてのスペクトルが
開始条件においてセンタリングされた画素へシフトされ
る。代替的にかつ有利にはアーカイバルスペクトル及び
相応するオフセットを、収集された状態で格納すること
が可能であり、要求される任意のシフティングを、ラン
タイムに定められたオフセット（ドリフト）条件に任せ
ることが可能である。その成功にとって重要な点は、分
析すべき混合物の中のすべての成分のスペクトルを正確
に表す能力である。これらの混合物は正しい波長位置
（又は画素個所）の中に存在しなければならないので、
最適な構成は、これらのスペクトルのすべてが、ドリフ
ト標準の周期的使用により決定される、ランタイムサン
プルが収集されている条件へシフトされている場合に発
生する。ランタイムデータはスリット走査される必要が
ない（しかし可能である）ことに注意されたい。

【００４０】補間によるオフセット補正は、例えばＡ．
Ｓａｖｉｔｚｋｙ及びＭ．Ｊ．Ｅ．Ｇｏｌａｙ著の論文
“簡単化された最小自乗プロシージャによるデータの平
滑化及び導関数”（ＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉ
ｓｔｒｙ３６，１６２７（１９６４年７月）に教示さ
れているＳａｖｉｔｚｋｙ−Ｇｏｌａｙ技術等の従来技
術を使用して適用される。４インターバルスリット走査
を有する本例では５つの点で通常は充分である。データ
の補間の後にマトリクスモデルはアセンブルされ、その
際、４番目毎の点を画素位置に相関する、すなわち第１
の点、第５の点、第９の点等である。その他の補間オプ
ションは、従来のラグランジュ及びフーリエ技術を含
む。

【００４１】代替的なドリフト標準ドリフト標準に関して、分析物の標準サンプルに対する
１つの代替手段は、一連の規則的スペクトルピーク１２
２（図８）を実現するための光学干渉素子であり、これ
には例えば、それぞれのサブアレイ２６の中の位置を含
むスペクトル帯域にわたり規則的に間隔を置いて位置す
る複数の干渉縞又は二次的ピークを有する縞パターン等
がある。“低フィネスエタロン”の形の縞標準の使用
は、前述の米国特許第５３０３１６５号明細書（“Ｇａ
ｎｚ特許明細書”）に開示され、このようなエタロンに
関係する部分は本明細書の中に引用により取込まれてい
る。このような縞標準は本発明の１つの実施形態で使用
され、その際、以下に説明するようにプロシージャは変
更されている。

【００４２】それぞれの二次ピークは、ピーク波長に対
して識別可能な整数の次数を有する。適切な縞標準は従
来のファブリ・ペロー低フィネスエタロンであり、有利
には分散システム（例えば格子）への入射スリットの前
に配置されているコーティングされず溶融されたシリカ
プレートである。（“フィネス（Ｆｉｎｅｓｓｅ）”は
従来は、一連の規則的に間隔を置いて配置されている干
渉計縞線におけるスペクトル線間隔対線幅として定義さ
れている。）オプチカルトレーン（図１）では例えば白
熱フィラメント又はサンプル無しのプラズマ１８からの
広帯域（“白色”）光源が、入射レンズ１５によりスリ
ット１７に収束される。正しいコリメーションのために
オプチカルトレーンの中のエタロン１２４（図９）は２
つの互いに近傍のレンズ１２６，１２８の間にサンドイ
ッチに配置され、この群は入射レンズとスリットとの間
に配置されている。第１の凹レンズ１２６で光線は平行
にされ、エタロンを通過し、第２の凸レンズ１２８によ
り再収斂されて入射スリットに収束される。

【００４３】低フィネスエタロンは光線を、複数の縞ピ
ークを形成する干渉縞パターンの中に伝送する、この素
子は、例えばハンドブックの表からか又はＧ．Ｇｈｏｓ
ｈ，Ｍ．Ｅｎｄｏ及びＴ．Ｉｗａｓａｋｉ著“いくつか
の光ファイバガラスにおける温度に依存するセルマイヤ
ー係数及び色分散”（ＬｉｃｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ誌，１２，１３３８，１９９４年８月）に説
明されているセルマイヤー方程式等の標準方程式から確
認される明瞭に定義されている既知の関係で波数σ（波
長の逆数）及び温度Ｔに依存する屈折率ｎ（σ，Ｔ）を
有する。

【００４４】整数次数ｍは次の標準縞方程式によりエタ
ロン厚ｔに応じてそれぞれのピーク波数に対して識別さ
れる。

【００４５】 σ＝ｍ／［２ｎ（σ，Ｔ）ｔ］式１ａただし括弧は波数σ及び温度Ｔへの屈折率ｎの依存を示
す。オフピークでは次数は非整数である。有効厚ｔを、
本明細書で開示されているプロシージャにより非常に正
確に求めることが可能であり、実際の厚さは正確に知る
必要はない。これらのプロシージャは非均一な厚さと、
温度により誘発される変化とを平均化し、ときどき変化
する分光測定装置の中のエタロンの僅かな配向誤りを補
償する。より一般的には、Ｇａｎｚ特許明細書の用語を
用いて説明すると式１は相関関数であり、２ｔは相関定
数である。

【００４６】本分光測定装置は低フィネス（“ＬＦ”）
エタロン１２４で作動され（図１０のＡ）、これにより
二次スペクトルデータ１２９が得られ、二次スペクトル
データ１２９は縞（“二次”）ピークを表し、縞ピーク
は、画素に対して確認されているピーク個所１２２（図
８）を有する。式１ａは、例えば既知の標準サンプル１
３３、本分光測定装置の中の特別なランプ、又は図９の
オプチカルトレーンの中の低フィネスエタロン１２４を
置換する内部波長標準（例えばＧａｎｚ特許明細書に教
示されているＮｄ：ＹＡＧ結晶）からの既知の鋭い吸収
線等の既知のピーク１３０（又はその重心等価）の正確
に既知の波長に対して同様に４２において得られたデー
タと組合せて利用され、これにより、識別された（絶
対）波数を有する明瞭に定められた一次スペクトルピー
ク１３０を表す一次スペクトルデータ１３２が生成され
る。一次ピークはサブアレイ位置のうちの１つであり、
このサブアレイ位置は校正サブアレイとなり、好適に
は、選択されたサブアレイ位置のうちの１つである。ピ
ークソースは校正ソースとして動作し、これにより、最
初は画素個所に対して縞ピークが正確に位置検出され
る。

【００４７】この点まではプロシージャは前述のＧａｎ
ｚ特許明細書に記載のプロシージャに類似であり、この
プロシージャは連続アレイ検出器と一緒に利用され、エ
タロンの厚さを求めるための関連するプロシージャを開
示し、この場合、縞次数は、縞を計数することにより求
められる。本明細書ではピークに関連して説明されてい
るにもかかわらず、縞の谷を、Ｇａｎｚ特許明細書に開
示されている方法の代りに使用することが可能であり、
本目的のためにピークと見なすことが可能である。本発
明が連続アレイ検出器に適用される場合、次数、エタロ
ンの厚さ、及びその結果のピーク波長のためのＧａｎｚ
特許明細書に記載のその他のプロシージャに従うことが
可能である。しかし縞計数を、本発明にて有用なセグメ
ント化されたサブアレイを有する検出器に対しては実行
できないので、代替的なプロシージャが必要である。

【００４８】このような代替のプロシージャでは、波数
σ₀を有する標準ピークを含むサブアレイの中の画素に
オーバラップする最も近い縞ピーク１３４が１３６にお
いて識別され、標準ピークに対して縞ピークの正確な位
相を求めるために適合される。線ピークにおける縞のこ
の部分の正確な位相を求めるために適合される。線ピー
クにおける縞のこの部分の個所は次数ｍ_i＋δｍにあ
り、ｍ_iは（近傍の縞ピークに対して）整数であり、δ
ｍは次数の部分分数である。式１ａは次式になる。

【００４９】ｍ_i＋δｍ＝２ｎ（σ₀，Ｔ）ｔσ₀ 式１ｂエタロンの厚さｔ_eの１３８においての初期推定は、可
能な厚さ領域のための特定された精度領域で行われ、こ
れにより初期最小厚さｔ＝ｔ_e−δｔが得られる。初期
δｍも（位相から）１４０において推定され、これによ
り式１ｂ及び既知σ₀から最小厚さに対する（通常は整
数でない）暫定ｍ_i′の計算が１４２において可能とな
る。最も近い整数値がｍ_iに対して求められ、次いで、
相応する厚さｔが式１ａから１４６において計算され、
これにより第１のｔ，ｍ_i対が１４７において得られ
る。後続の整数ｍ_iが１４４においてリストされ、その
際、相応する厚さｔが最大厚さｔ＝ｔ_e＋δｔまで計算
される。例えばこの波数及び温度Ｔ＝２６℃では溶融さ
れたシリカにおいてσ₀＝３．７７０７３９１×１０⁴ｃ
ｍ^-1、ｎ＝１．５００２３であり、δｔ＝１０μｍに
て、厚さはｔ_e＝５００μｍと推定され、初期δｍ＝
０．２５μｍと推定される。次いでｔ＝４９０に対して
ｍ_i′＝５５４３．５８６であり、その際、最も近くの
整数ｍ₀＝５５４４及び対応するｔ＝４９０．０３６６
である。次の整数はｍ_i＝５５４５であり、その際、ｔ
＝４９０．１２５と計算される。これはｔ＝５１０（近
似的）まで継続され、これにより、最初は大きい数の波
数・厚さ（ｍ_i，ｔ）対の集合が１４７において得られ
る。第１の計算を、推定された領域＋／−δｔの中の任
意の厚さに対して行うことが可能であり、後続の整数を
第１の厚さより厚い又は薄い厚さに対してリストするこ
とが可能であることを認識されたい。請求の範囲に関し
て、プロシージャにおけるこのような変動は、前述の変
動に等価と見なされる。屈折率は深い紫外線スペクトル
の中でより急速に変化するので、温度により誘発される
通常テーブル値からの変動がさほど重要でないより長い
波長で厚さ測定を行うほうが良い。

【００５０】選択を狭める（図１０のＢ）ために別のサ
ブアレイが選択される。この目的のために別の波長にお
ける別の線を使用できるが、しかし準正確性しか必要で
なく、公称装置校正又は設計、又は例えば既知の分析物
の標準サンプル等の等価物から得ることが可能である。
１つの画素に対する正確性で充分である。１４８におい
て新サブアレイにおいて二次（縞）データ１５０が得ら
れ、正弦曲線がこのデータに適合され、縞ピーク１５２
が、公称校正又はサブアレイの中の既知ピークから知ら
れる波数σを有する画素の中で１５４において選択され
る。対の第１のリストからの厚さ値ｔが、縞不確定性の
小さい分数値の領域内で相応するピーク次数ｍを１５６
において計算するために使用される。１つの画素の不確
定性を、適合の後に計算することが可能である、縞の小
さい分数値に相応する。（先行するステージから渡され
た）試験された厚さから推定されたｍ個の値はすべて、
現在のテストを通過するためには縞のこの小さい分数値
の領域内に入る整数でなければならない。

【００５１】整数次数ｍ_iのみが正しいので、非整数１
６０が多数の対を除去するために求められ（１５８）、
残りのｔ，ｍ_i対１６４は大幅に減少される。（“非整
数”は精度の所定レベルまでである。）このプロセス
は、ただ１つの対が見つけられる（１６８）まで１つ以
上のその他のサブアレイに対して（必要ならば）繰返さ
れ（１６６）、これにより有効エタロン厚さｔ（又は相
関定数２ｔ）が形成される。相応する次数ｍ_iが次いで
選択され、正確な対応する波数が式１ａから計算され
る。ただ３つのサブアレイしか唯一の解に収斂するため
に必要でないことが分かった。厚さが一旦知られるとい
くつかの既知の線が、屈折率の変動と不充分なコリメー
ションとを補償するために測定される。

【００５２】エタロンの真の厚さを、屈折力及び校正線
の双方が正確に知られている程度までしか求めることが
可能でない。双方のパラメータが正確であると仮定され
ている場合でも例えばエタロンにおける不充分なコリメ
ーション等の光学設定の中の不確定性が、結果を僅かに
変える。厚さを求める際の可能な僅少な誤差を含むこの
ような不確定性の補正方法は、前述のように求められた
厚さｔと、ｎ_a＝ｎ₀＋δｎであるように調整され波数に
依存する屈折率とを使用することにある、ただしｎ
_aは、最初に推定された屈折率ｎ₀とこの屈折率に対する
補正δｎとから導出された調整された屈折率である。こ
のような補正を実施する方法は、既知の輝線を有する少
数の付加的標準を使用し、これらの線のそれぞれに対し
てδｎ値をコンピュータ計算し、これにより次数が厚さ
推定値に対して実際に観察されたものとなる。この補正
は、適度な拡がりの線に対してプロットすることが可能
であり、連続関数がデータに適合され、これにより屈折
率が、直接に測定されない領域に対して推定される。こ
の補正は、波長が減少するにつれてシリカにおける屈折
率が大幅に増加する深い紫外線（ＵＶ）領域の中で最も
重要となる。水銀ランプは当該領域の中の線を生成する
のに適する。

【００５３】エタロンまたは類似物で、選択された分析
物の標準サンプルを置換した場合、ドリフト補正のプロ
シージャは、基本マトリクスモデルのアーカイブデータ
をアセンブルする場合にも現在の条件にモデルをシフト
する場合にも標準サンプルに対する場合と同一である。
選択された縞ピークデータはある特定のスペクトルデー
タとして識別される。このようにして、モデルの基本ス
ペクトルデータを実現する場合に最初のスペクトルデー
タは、選択されたサブアレイのためのエタロンにより選
択正弦曲線に対して最初の時間に得られ、最初のデータ
は零位置と比較され、モデルの予備スペクトルデータ
は、選択された分析物の既知の濃度に対して得られ、後
続のスペクトルデータはエタロンにより後続の時間に得
られ、零位置と比較され、予備データは、オフセット関
数による補間により最初の時間にシフトされて戻され
る。次いでテストサンプルにおけるデータ収集の前及び
後に第１及び第２のスペクトルデータがエタロンドリフ
ト標準を用いて収集され、スペクトルシフトが求めら
れ、マトリクスモデルデータが相応してテストデータの
時間にシフトされ、モデルが次いでテストデータに適用
される。エタロンデータの“絶対的”性質を認識する場
合、本発明のこの実施形態ではスペクトルデータの基準
値として、分析物ドリフト標準に関して画素位置よりも
波数（又は波長）を選択することが望ましい。この場
合、零位置との比較は省略される。

【００５４】温度補正本分光測定装置を形成する材料の熱膨張又は熱収縮から
発生するスペクトロメータの中の変化に加えて温度も、
屈折率を変化させることによりエタロンに影響し、ひい
ては縞パターンに影響する。情報の２つの集合が必要と
される、すなわちエタロンにおける温度の推定値と、温
度の関数としての屈折率における補正の程度とである。
これらは一連のステップで求められることが可能であ
る。データは（少なくともエタロンにおける）動作温度
の２つのレベル、例えば互いに２℃離れている２つのレ
ベルで収集され、それぞれのレベルで一定に保持され
る。エタロンは厚さを変化したかもしれないのでその有
効厚は、前述のプロシージャにより求められなければな
らない（その際、前の値は多分、最初の１０μｍの精度
に比して例えば１μｍ以内の近傍に位置することを考慮
する）。屈折率の変化にもかかわらず屈折率推定値ｎ₀
は、厚さを求める双方の場合に使用されることが可能で
ある。

【００５５】双方の温度においてプロシージャは、複数
の線に対するデータを収集することによりｎ_aに対して
実現され、２つの曲線（又はコンピュータフォーマット
の中の対応するデータ）が導出され、これにより、これ
ら２つの温度におけるスペクトルピークの最初及び後続
の個所に対する波長の関数として有効屈折率が表され
る。ピークは、屈折率が温度により敏感である深いＵＶ
の中の少なくとも１つの線を含まなければならない。こ
のＵＶ線は“サーモメータ”として使用される、何故な
らばこのＵＶ線は温度と共にエタロンピークに対してシ
フトし、その推定値から離れて見掛けの波長へ動く。最
初の屈折率曲線と後続の屈折率とが互いから減算され、
これにより屈折率の変化が温度変化に対する波長の関数
として得られる。（波長にわたる）変化は、深いＵＶの
中のピークのスペクトルシフトの程度により除算され、
これにより、“温度”線におけるシフトに相対的に波長
にわたる屈折率の変化を表す勾配の集合（又は関数）が
得られる。この情報は将来の使用のために格納される。
次いで通常の操作では“サーモメータ”線が周期的に観
察され、そのシフトが求められ、屈折率δｎの変化が勾
配から計算され、変化が公称屈折率ｎ₀に加算され、こ
れにより、エタロンの調整された屈折率ｎが波長の関数
として形成される。

【００５６】１つのプロシージャ（図１１）が、相関関
数が干渉素子の屈折率に依存し、屈折率が温度及びサブ
アレイ位置に依存し、一次ピークを、温度を表すスペク
トル位置を有する温度相関に利用することが可能であ
る。干渉素子を第１の温度１７０に維持する間、図１０
のＡと図１０のＢと式１ａに関して説明されたプロシー
ジャが、所定の公称屈折率ｎ₀により１７２において実
現され、これにより、相応する（波数σ₁を有する）第
１の一次ピーク位置を定める第１の一次スペクトルデー
タ、第１の有効相関定数２ｔ₁及び相応する次数ｍ_iが確
認される。屈折率ｎ₁の第１の値は、第１の有効相関定
数及び相応する次数を使用して相関関数（式１ａ）によ
り１７４においてコンピュータ計算され、第１の値は、
選択されたサブアレイの公称スペクトル位置に依存す
る。干渉素子を第２の温度に維持している間、図１０の
Ａ及びＢに関して説明されたプロシージャが公称屈折率
により１７２において繰返され、これにより、相応する
第２の一次ピーク位置σ₂を定める第２の一次スペクト
ルデータ、第２の有効相関定数２ｔ₂及び相応する次数
ｍ_iが確認される。屈折率ｎ₂の第２の値が、第２の有効
相関定数及び相応する次数を使用して相関関数により１
７４においてコンピュータ計算され、第２の値はサブア
レイ位置に依存する。それぞれの第１の屈折率値とその
相応する第２の値との間の値差ｎ₂−ｎ₁が、それぞれの
相応するサブアレイ位置に対して１７６においてコンピ
ュータ計算され、第１の一次ピークスペクトル位置と第
２の一次ピークスペクトル位置との間の位置差σ₂−σ₁
が１７８においてコンピュータ計算され、それぞれの値
差対位置差の差比Ｒ＝（ｎ₂−ｎ₁）／（σ₂−σ₁）が１
８０においてコンピュータ計算される。サブアレイ位置
の関数としてその結果の差比集合が１８２において格納
される。

【００５７】データが、通常は未知の温度においてエタ
ロンにより収集される任意の選択された時間に、後続の
一次スペクトルデータが１８４において収集され、これ
により、相応する後続の一次ピーク位置σ₃が定められ
る。後続の一次ピーク位置と第１の一次ピーク位置との
間の後続の差σ₃−σ₁は、温度変化の尺度として１８６
においてコンピュータ計算される。後続の差とそれぞれ
の相応する差比１８２との積δｎ＝（σ₃−σ₁）＊Ｒが
１８８においてコンピュータ計算され、これにより屈折
率の補正が実現され、変化と公称屈折率との総計ｎ₀＋
δｎが１９０においてコンピュータ計算され、１９１に
おいて格納され、これにより、選択されたサブアレイ位
置のそれぞれに対して、温度補正された屈折率ｎ_aが実
現される。補正された屈折率は次いで、図１０のＡ及び
Ｂに示されているようにそれぞれの選択されたサブアレ
イの中の選択された二次ピークに対してスペクトル位置
（又は波数又は波長）をコンピュータ計算するために相
関関数の中で利用される。

【００５８】拡大前述のようにスリット走査等は、通常の画素寸法により
可能である点の数より多くの点を供給するために望まし
い。これはなかんずく、マトリクスモデルのためのアー
カイブデータを開発するために使用され、これに対して
テストデータは通常はフルの画素増分の中で収集され
る。より一般的にはテストスペクトルデータも第１及び
第２のスペクトルデータも、相応するサブアレイの中で
所定のインターバル（例えば画素）で収集され、予備ス
ペクトルデータは、所定の増分より小さい複数のサブ増
分に対して得られ、シフトされたマトリクスモデルが適
用され、その際、モデルスペクトルデータが所定増分の
ために選択される。

【００５９】スリット走査において入射スリット１２３
（図１）はステッピングモータ１２５により横方向にス
リットされ、これによりスペクトル特徴が、１つのサブ
アレイにある１つの画素の選択されたサブ増分（小さい
分数値）例えば１画素当４つのサブ増分だけ動かされ
る。本質的に等価の走査を、例えば固定されたスリット
を使用してオプチカルトレーンの中のレンズ又はリフレ
クタを動かすこと等のその他の手段により達成すること
が可能である。すべての画素における１つのフルのスペ
クトルは通常はそれぞれのサブ増分で収集され、これら
のスペクトルは後に組合せられ、これにより実際のサブ
増分スペクトルデータが実現される。サブ増分の総数は
整数的に間隔を置いて配置されるか、又は既知のインタ
ーバルだけ間隔を置いて配置され、これはステッピング
モータの動作が非常に正確に選択されることを必要とす
る。すなわちスリットサブ増分の量の正確な知識が重要
である。いかなる誤差も、データの有効軸シフトにつな
がる。“拡大”と呼称される、スペクトル位置における
相応する補正係数は、可能な限り１の近傍に定められな
ければならず、さもないと誤差が波長シフトの測定にお
いて発生する。軸シフトすなわち拡大を求めることが可
能な場合、軸シフトすなわち拡大は走査手段（例えばス
テッピングモータインターバル）と一緒に使用され、こ
れによりスリット走査間隔が補正される。拡大（補正係
数）は基本スペクトルデータに適用され、これにより、
基本マトリクスモデルの中の軸補正された基本スペクト
ルデータが実現される。

【００６０】システムが例えば１つの画素を動かすため
に正確にスリットの４０ステップを有する場合、１つの
画素当り３つのサブ増分に対して、１０ステップ間隔で
収集されたデータは正確に０．２５画素互いに離れてい
る。しかしシステムは通常は、１画素当り僅かに異なる
所定の非整数例えば４０＋ε（εは小さい分数値）等の
スリット走査を有する。この場合、１０ステップだけ分
離されている４つの走査は１つの画素を覆わず、従って
４つのスリット走査されたスペクトルの組合せの全体的
スペクトルへの正味の効果は間隔の非均一性である。何
故ならば個々のスペクトルは、それぞれの画素の中の
０，１０，２０及び３０の変位に配置されるからであ
る。次の画素と正確に一致することは、特別のε分数値
的ステップを必要とする。１つの画素を覆うためのステ
ップの正確な数を求めることにより、スリット走査され
たスペクトルのより正確な表現が得られる。

【００６１】走査サブ増分を補正し整数的総計を実現す
るためにために使用される拡大を求めるいくつかの方法
が存在する。１つの実施形態（図１２）ではスリットは
有利には、通常のスリット走査に比してより小さいサブ
増分又はインターバルで、例えば通常に比して１／２
又は１／５又は１／１０のサブ増分又はインターバルで
走査される。スリットステップの数は、公称開始位置か
ら少なくとも１画素だけ横方向に動かなければならな
い。例えば４つのサブ増分の中の通常のスリット走査で
は１画素当り４０のインターバルの整数の公称総計が、
所定の数の近似として選択されることが１９２において
可能である。これを基礎にして公称総計より大きい及び
小さい補助総数の集合が選択され、この集合は一連の複
数のサブ増分を定める。この複数（“インデックス数”
とも呼称される）は、公称総計に比して数においてより
小さい又は大きい領域内に、例えば３０〜５０にある。
この例の中のそれぞれのシリーズの走査は２つの画素の
増分ステップ毎に行われる、すなわち１画素当り３０，
３２，３４・・・５０までのサブインターバルである。

【００６２】サブアレイのスリット走査１９３は、サン
プルからの顕著な特徴（有利にはピーク）を有する選択
された画素に、インデックス数のそれぞれのシリーズに
対して行われ、これにより、相応するスペクトルデータ
が収集される。（例えば３０，３２等に対する）それぞ
れの走査は、当該画素にわたり別個のデータシリーズ
（第１のデータ１９４ａ，第２のデータ１９４ｂ，第３
のデータ１９４ｃ等）を生成する。それぞれのオリジナ
ルのデータシリーズは、１９６において１つの画素だけ
数学的に画素−軸シフトされ、これにより第１、第２、
第３等のシフトされたデータシリーズ１９７が実現され
る。このデータは次いで、１９８においてその相応する
シフトされたデータ（又は等価物）から減算される。差
１９９は実際にそのままで提供されるか、又は有利には
実際の差の標準二乗和平方根（ｒｓｓ）の形で求められ
る。インデックス数が、１つの画素を覆うために走査ス
テップの（例えば約４０の）実際の数に近づくとｒｓｓ
は減少する。例えば実際の数が正確に４０の場合、ｒｓ
ｓはそのインデックス数に対して零であり、３９及び４
１に対して正である。しかし通常は１画素当りの走査ス
テップの整数は存在しない。

【００６３】走査ステップの実際の（通常は非整数の）
数を確認するために２００においてｒｓｓデータ又はイ
ンデックス数が２つの直線に適合される。１つの線は、
公称インデックス（例えば４０）より小さいインデック
ス数により求められ、他方の線は公称インデックスより
大きいインデックス数により求められる。これらの２つ
の線は互いに反対の勾配を有し、２０２において零ｒｓ
ｓの点で互いに交差する。これらの線も同一の点で軸に
交差しなければならないが、小さい誤差が存在する場
合、平均位置を選択することも可能である。その点は２
０３において１画素当りのスリット走査の実際の数を定
める。実際の数と公称数との比は拡大を定める。

【００６４】検査を別の画素、有利には公称開始位置に
おける隣接画素により行うことが可能である。従ってこ
の場合の走査は、公称開始位置から開始して反対の方向
に行われる。

【００６５】前述の方法は効果的であるにもかかわら
ず、走査の数が大きいことに起因して緩慢である。これ
に代わるアプローチは通常のスペクトルデータ収集を利
用し、その際、波長シフトに対して導関数による補正が
行われる。簡単なテイラー級数近似は次式により表され
る。

【００６６】ｙ（ｘ＋δｘ）＝ｙ（ｘ）＋δｘ（ｄｙ／ｄｘ）式２ａただしｙはスペクトルデータ、ｘは波長（又は等価な画
素又はサブ増分位置）である。スペクトルの離散数値に
よる実施形態では次式の関数が存在する。

【００６７】Ｙ₁＝ａＹ₀＋ｂ（ｄＹ₀＋ｄＸ₀）＋ｅ式２ｂただしＹ′はスペクトルデータベクトル、Ｙ₁は１つの
スペクトル特徴に対して新たに測定された（装置ドリフ
トによりシフトされていることもある）スペクトルデー
タ、Ｙ₀は好適には、例えばマトリクスモデルの中等の
その特徴に対するオリジナルのシフトされていないアー
カイバルデータ、Ｘ₀はサブアレイの中のスペクトル位
置である。測定されたデータ（下付き記号“１”）は好
適には（しかし必要不可欠ではないが）、走査されない
画素データであり、これに対してアーカイブデータ（下
付き記号“０”）は、サブ増分部の中のより高い（スリ
ット走査された）密度の状態であることもある（例えば
１画素当り４）。（Ｙ₁に対するデータは、アーカイバ
ルデータの画素間隔におけるデータであることもあ
る。）上の式を適用するためには、アーカイブデータ
を、この式へのデータ適合のために測定データ（１画素
当り１つの点）と同一の濃度に“薄め”なければならな
い。導関数ｄＹ₀／ｄＸ₀は高濃度で収集され、次いで薄
められるか、又は薄められたデータから収集することが
可能である。パラメータａ及びｂは共働して、スペクト
ル位置（波長）の中のシフトをパラメータ比ｂ／ａとし
て表す。パラメータｅは適合残余である。

【００６８】１からずれる軸拡大に相応する軸シフト
は、試行錯誤により求められることが可能である。試験
的な拡大が推定され、有利には１．００であると仮定さ
れる。見掛けのシフトｂ／ａは、複数のサブアレイに対
して式２ｂによりコンピュータ計算され、サブアレイは
例えば、オフセットデータを求められるために使用され
た同一の選択されたサブアレイでよく、従って新データ
は必要でない。正しい拡大が使用される場合、これらの
シフトはスリット走査ステップの大きさに比例する。直
線がｂ／ａとこの大きさとの間に適合されると、選択さ
れたすべてのサブアレイに対して、適合の平均二乗の平
方根（ｒｍｓ）は、正しい拡大からの偏差を示す。この
ｒｍｓは、正しい拡大が使用される前の開始時には大き
いこともある。

【００６９】これを補正するために、補正された拡大が
推定され、例えば１．００からずれている。スペクトル
位置Ｘ₀サブ増分の大きさは拡大により調整され、これ
により、調整されたスペクトルデータが実現される。式
２ｂが再び適用され、パラメータ比ｂ／ａ対ステップの
大きさが直線に再び適合される。これは、ｒｍｓが最小
化されるまで繰返される。試行錯誤は例えば従来の二等
分探求法（ｂｉｓｅｃｔｉｏｎａｌｓｅａｒｃｈ）等
のアルゴリズム法により置換することが可能である。代
替的に複数の計算が拡大の領域で行われ、最小誤差の計
算を選択することが可能である。拡大は通常は、オフセ
ットに関してはサブアレイのｘｙ座標の関数である。

【００７０】詳細には（図１３）サブ増分（ステップ）
２０４の試験的大きさと、相応する試験的総計２０６と
が、選択されたサブアレイのそれぞれに対して２０８に
おいて推定される。これらは通常は、ｘ，ｙ位置におけ
るサブアレイに依存する。導関数のためのスペクトルデ
ータはこの時間に又は有利には先行のアーカイブデータ
１１４として２１２において収集され、導関数２１０が
２１２において計算される。現在のスペクトルデータＹ
₁は、選択されたサブアレイ及び試験的ステップのそれ
ぞれに対して２１４において収集される。現在のデータ
及び導関数は式２ｂに２１６において適合され、これに
より見掛けのシフトｂ／ａがコンピュータ計算される。
後者対選択されたサブアレイに対するサブ増分の試験的
大きさ２０４は、１つの曲線に２１８において適合さ
れ、これにより、直線から導関数が形成され、その際、
“曲線”は有利には、偏差の平均二乗の平方根（ｒｍ
ｓ）２２０がコンピュータ計算された直線である。この
ｒｍｓを基礎にして、補正された拡大２２２（１．００
からの変動）が２２４において推定される。これは、サ
ブ増分の前に推定された大きさ２０４により２２５にお
いて乗算され、これにより新しい試験的大きさ及び総計
２０６が得られる。シーケンスは、質問２２８に応じて
ｒｍｓが、前もって選択されたレベルの中に入るまで最
小化され、この時点で最後の試験的総計２０８が、最後
の総計２３２として２３０において求められる。

【００７１】本発明は特定の実施形態を参照して詳細に
説明されたにもかかわらず、本発明の精神及び添付の請
求の範囲の中に入る変化及び変更が当業者には自明であ
る。従って本発明は、添付の請求の範囲又はそれらの等
価によってのみ制限されるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用される分光測定装置の概略図であ
る。

【図２】感光性画素のサブアレイを示し図１の装置の中
の検出器の前面を示す概略図である。

【図３】図２の検出器の画素により受信された光エネル
ギーのスペクトル特徴の形状と相応するレベルとを示す
略線図である。

【図４】図２の検出器における位置座標を有する選択さ
れたサブアレイの部分集合を示す略線図である。

【図５】本発明による図１の装置に相応するコンピュー
タ計算の１つの実施形態のステップ及び手段のフローチ
ャートである。

【図６】図５のフローチャートに相応するスペクトル特
徴を示す略線図である。

【図７】本発明による図１の装置に相応するコンピュー
タ計算の別の１つの実施形態のステップ及び手段のフロ
ーチャートである。

【図８】本発明の１つの態様に利用されるドリフト標準
からの規則的スペクトルピークの１つのシリーズと、図
５及び７のフローチャートに相応して、オーバラップさ
れたスペクトル特徴とを示す略線図である。

【図９】図１の装置の中に図８のドリフト標準を組込む
オプチカルトレーンの概略図である。

【図１０】Ａ及びＢは、本発明による図８のドリフト標
準を利用するステップ及び手段を示すフローチャートで
ある。

【図１１】図１０のＡ及びＢに組合せて利用される温度
補正のフローチャートである。

【図１２】図１の中に組込まれた１つのスリット走査の
実施形態における拡大を調整するフローチャートであ
る。

【図１３】図１の中に組込まれた１つの代替的なスリッ
ト走査の実施形態における拡大を調整するフローチャー
トである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヨンドンワンアメリカ合衆国コネティカットウィルトンモリアリティードライヴ 73 (72)発明者デイヴィッドエーハップラーアメリカ合衆国ウィスコンシンマディソンハマースレイロード 5806 (72)発明者ジュアンシーイヴァルディーアメリカ合衆国カリフォルニアフォスターシティーアウトリッガーレーン 1123 (72)発明者クリストファービーハンナアメリカ合衆国マサチューセッツサマーヴィルピューリタンロード 66

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分散素子と、前記分散素子からの分散光
を受信する検出器とを具備し、前記検出器は複数の検出
サブアレイを有し、それぞれの前記サブアレイは前記検
出器におけるそれぞれ異なる位置にある、分光測定装置
の中のスペクトルデータ分析のための方法において、第１の時間に、選択されたサブアレイ位置におけるドリ
フト標準のための第１のスペクトルデータを収集するス
テップと、第１のオフセットデータを得るために前記第１のスペク
トルデータを、それぞれの選択されたサブアレイのため
の前もって指定された零位置と比較するステップと、第２の時間に、選択されたサブアレイ位置におけるドリ
フト標準のための第２のスペクトルデータを収集するス
テップと、第２のオフセットデータを得るために前記第２のスペク
トルデータを、それぞれの選択されたサブアレイにおけ
る零位置と比較するステップと、前記第１の時間に対して任意の選択された時間に任意の
サブアレイ位置におけるスペクトルシフトを得るために
前記第１のオフセットデータと前記第２のオフセットデ
ータとを利用するステップとを有することを特徴とする
スペクトルデータ分析のための方法。
【請求項２】利用するステップが、任意のサブアレイ
位置におけるオフセットを定める第１のオフセット関数
を得るために第１のオフセットデータを使用すること
と、任意のサブアレイ位置におけるオフセットを定める
第２のオフセット関数を得るために第２のオフセットデ
ータを使用することと、スペクトルシフトを得るために
前記第１のオフセット関数と前記第２のオフセット関数
との間の差を利用することとを含むことを特徴とする請
求項１に記載のスペクトルデータ分析のための方法。
【請求項３】第２のスペクトルデータにおけるドリフ
ト標準が、第１のスペクトルデータにおけるドリフト標
準であり、第２のスペクトルデータにおける選択された
サブアレイ位置が、前記第１のスペクトルデータにおけ
る選択されたサブアレイ位置であることを特徴とする請
求項１に記載のスペクトルデータ分析のための方法。
【請求項４】選択された時間が第１の時間と第２の時
間との間にあり、スペクトルシフトが、第１のオフセッ
ト関数と第２のオフセット関数との間の補正により得ら
れることを特徴とする請求項１に記載のスペクトルデー
タ分析のための方法。
【請求項５】検出器が検出器表面を有し、検出サブア
レイが、前記検出器の小さい部分を形成することを特徴
とする請求項１に記載のスペクトルデータ分析のための
方法。
【請求項６】選択されたサブアレイの数が複数の検出
サブアレイの数より小さいことを特徴とする請求項５に
記載のスペクトルデータ分析のための方法。
【請求項７】更に、選択された時間にテストサンプル
におけるテストスペクトルデータを収集し、仮想分光測
定装置条件に前記テストスペクトルデータを標準化する
ためにスペクトルシフトを使用することを含むことを特
徴とする請求項１に記載のスペクトルデータ分析のため
の方法。
【請求項８】更に、少なくとも１つの選択された分析
物における基本スペクトルデータから形成されている基
本マトリクスモデルを得るステップと、前記選択された
時間にテストサンプルにおけるテストスペクトルデータ
を収集するステップと、基本スペクトルデータをシフト
するためにスペクトルシフトを使用し、前記選択された
時間に分光測定装置条件に相応するシフトされたマトリ
クスモデルを実現するステップと、前記選択された分析
物の濃度を表すパラメータを供給するために前記テスト
スペクトルデータに前記シフトされたマトリクスモデル
を適用するステップとを含むことを特徴とする請求項１
に記載のスペクトルデータ分析のための方法。
【請求項９】少なくとも１つの選択された分析物にお
ける基本スペクトルデータから形成されている基本マト
リクスモデルを得るために、本方法が更に、第１の時間
を最初の時間として、第２の時間を後続の時間として、
前記選択された時間を中間の時間として識別し、前記中
間の時間にそれぞれの前記選択された分析物における予
備スペクトルデータを得、前記中間時間における中間ス
ペクトルシフトとしてのスペクトルシフトを得るために
比較及び利用し、前記最初の時間に分光測定装置条件に
相応する基本マトリクスモデルのための基本スペクトル
データを実現するために予備スペクトルデータに前記中
間スペクトルシフトを適用することを含み、前記マトリクスモデルは、前記選択された分析物の濃度
を表すパラメータを供給するためにテストスペクトルデ
ータと一緒に使用されることを特徴とする請求項１に記
載のスペクトルデータ分析のための方法。
【請求項１０】テストスペクトルデータが、相応する
サブアレイの中の所定増分で収集され、予備スペクトル
データが前記所定の増分より小さい複数のサブ増分のた
めに得られ、シフトされたマトリクスモデルが前記予備
スペクトルデータからの所定の増分のために選択された
モデルスペクトルデータと一緒に適用されることを特徴
とする請求項９に記載のスペクトルデータ分析のための
方法。
【請求項１１】サブアレイがそれぞれ複数の感光性画
素から成り、それぞれの前記画素の中には所定の数の増
分が存在し、前記増分は分光測定装置によるスリット走
査により実現されることを特徴とする請求項１０に記載
のスペクトルデータ分析のための方法。
【請求項１２】複数のサブ増分がスリット走査により
実現され、前記所定の数は通常は非整数であり、本方法は更に、前記所定の数が非整数であることに起因
するスペクトル位置の軸シフティングを求めるステップ
と、前記所定数が非整数であることに起因する補正を行
うために前記軸シフティングを使用するステップとを含
むことを特徴とする請求項１１に記載のスペクトルデー
タ分析のための方法。
【請求項１３】軸シフティングを求めるステップは、所定の数を近似する公称の整数と、サブ増分の公称数と
補助数とに対する複数の複数サブ増分から成る１つのシ
リーズとを選択し、前記補助数は公称総計の中における
ものに比してより小さい及びより大きいステップと、相応するオリジナルのデータシリーズを実現するために
前記選択された複数のそれぞれにおける前もって選択さ
れた画素にわたり１つの選択されたスペクトル特徴のた
めのスペクトルデータを収集するステップと、相応するシフトされたデータシリーズを実現するために
１つの画素だけスペクトル位置に関してそれぞれの前記
データシリーズをシフトするステップと、より小さい前
記補助数における差の第１の集合と、より大きい前記補
助数における差の第２の集合とを実現するためにそれぞ
れのオリジナルの前記シフトされたデータシリーズをそ
の相応するシフトデータシリーズから減算するステップ
と、差の前記第１の集合を第１の直線に適合し、差の前記第
２の集合を第２の直線に適合するステップと、前記第１の直線と前記第２の直線との交差点を確認し、
前記交差点は軸シフティングを決める変位を有するステ
ップとを含むことを特徴とする請求項１４に記載のスペ
クトルデータ分析のための方法。
【請求項１４】使用するステップが、軸シフティング
から補正係数を求め、基本マトリクスモデルのための補
正された基本スペクトルデータを実現するために前記補
正係数を前記基本スペクトルデータに適用することを含
むことを特徴とする請求項１２に記載のスペクトルデー
タ分析のための方法。
【請求項１５】スペクトルデータが次式により表さ
れ、Ｙ₁＝ａ₀Ｙ₀＋ｂ（ｄＹ₀／ｄＸ₀）＋ｅただしＹ₀は、試験的総計に相応する増分の大きさを有
するサブ増分における導関数スペクトルデータであり、
Ｙ₁は前記サブ増分における増分スペクトルデータであ
り、Ｘ₀は前記サブ増分の中のスペクトル位置であり、
ｄＹ₀／ｄＸ₀は導関数であり、ａ及びｂは、パラメータ
比ｂ／ａが試験的軸シフトを表すようなパラメータであ
り、ｅは適合残余であり、本方法が、（ａ）選択されたサブアレイのそれぞれに
おける推定された試験的総計に相応する試験的サブ増分
の大きさを推定するステップと、（ｂ）導関数スペク
トルデータを収集し、更に、選択された前記サブアレイ
のそれぞれに対して前記試験的増分の大きさを使用して
増分スペクトルデータを収集するステップと、（ｃ）
選択された前記サブアレイのそれぞれに対して前記パラ
メータ比をコンピュータ計算するために前記導関数スペ
クトルデータと前記増分スペクトルデータとを前記関数
に適合するステップと、（ｄ）曲線に前記増分の大き
さと前記パラメータ比を適合して、直線から前記曲線の
偏差を確認するステップと、（ｅ）前記軸シフティン
グに相応する補正された拡大を推定するために前記偏差
を使用するステップと、（ｆ）ステップ（ｄ）の中の
直線からのいかなる偏差も前もって選択されたリミット
より小さくなるまで前記ステップ（ｂ）〜（ｅ）を繰返
し、これにより整数総計を実現するステップとを含むこ
とを特徴とする請求項１３に記載のスペクトルデータ分
析のための方法。
【請求項１６】シフト標準が、選択されたサブアレイ
位置のそれぞれの中にスペクトルピークを実現するため
に少なくとも１つの分析物を含む標準サンプルであるこ
とを特徴とする請求項１に記載のスペクトルデータ分析
のための方法。
【請求項１７】ドリフト標準が、選択されたサブアレ
イ位置のそれぞれの中のスペクトル位置に相応する規則
的二次スペクトルピークの１つのシリーズを実現するた
めに光源を受信する光学素子であることを特徴とする請
求項１に記載のスペクトルデータ分析のための方法。
【請求項１８】分光測定装置が、サブアレイの中のス
ペクトル位置に対するスペクトル位置のための公称校正
を有し、前記分光測定装置は更に識別されたスペクトル
位置を有する一次スペクトルピークの校正源を含み、そ
れぞれ二次ピークが相関関数により補正定数と干渉素子
の所定屈折率とに従って１つのピークスペクトル位置に
識別され、前記二次スペクトルピークをスペクトル位置に相応させ
るために、本方法は、（ａ）第１のサブアレイ位置の
中の前記一次ピークにおける一次スペクトルデータと、
第１のサブアレイ位置及びその他の選択されたサブアレ
イ位置の中の前記二次ピークにおける二次スペクトルデ
ータとを収集し、（ｂ）最初の相関定数及びその特定
された領域を推定し、（ｃ）前記相関関数、前記識別
されたスペクトル位置及び前記最初の相関定数により、
試験的次数を計算し、前記試験的次数に最も近い整数次
数を選択し、（ｄ）前記相関関数、前記識別されたス
ペクトル位置、及び前記最も近い整数次数により、相応
する第１の相関定数を計算して、前記最も近い整数次数
と前記第１の相関定数とから成る数−定数対を実現し、
（ｅ）１だけシフトされた前記最も近い整数次数を形
成する新しい次数により、相応する相関定数を再び計算
して、シフトされた次数及び相応する相関定数から成る
１つの更なる数−定数対を実現し、（ｆ）数−定数の
フルの集合が、相関定数の特定されている領域に対して
実現されるまで付加的な１だけシフトされた更なる整数
次数により前記ステップ（ｅ）を繰返し、（ｇ）別の
１つの選択されたサブアレイで前記二次スペクトルデー
タの二次スペクトルピークを、前記公称校正により定め
られた公称ピークスペクトル位置に識別し、（ｈ）前
記相関関数、前記公称ピークスペクトル位置、及び前記
集合のそれぞれの相関定数により、付加的な数−定数対
を実現するために更なる次数をコンピュータ計算し、
（ｉ）非整数である次数に相応する前記付加的な対の
間のすべて相関定数を指摘し、指摘された前記相関定数
を有するフルの集合からすべての数−定数対を削除し、
これにより数−定数対の集合を縮小し、（ｊ）前記集
合の前記対の間のただ１つの相関定数が残って、有効相
関定数及び相応する残りの整数次数又は前記校正サブア
レイ及びそれぞれの選択された前記サブアレイのための
数を形成するまで前記ステップ（ｇ），（ｈ）及び
（ｉ）を繰返し、（ｋ）前記相関関数、前記有効相関
定数、前記集合の中の残りの整数次数により、それぞれ
の選択された前記サブアレイの中のそれぞれの前記選択
された二次ピークにおける前記スペクトル位置をコンピ
ュータ計算することを特徴とする請求項１７に記載のス
ペクトルデータ分析のための方法。
【請求項１９】屈折率が温度又はサブアレイ位置に依
存し、一次ピークが、温度を表すスペクトル位置を有
し、本方法が更に、干渉素子を第１の温度に維持している間、第１の一次ピ
ーク位置、第１の有効相関定数及び相応する次数を確認
するために推定公称屈折率によりステップ（ｄ）〜
（ｋ）を実現し、前記第１の一次ピーク位置、前記第１の有効相関定数及
び相応する次数を使用して相関関数により前記屈折率の
第１の位置をコンピュータ計算し、前記干渉素子を第２の温度に維持している間、第２の一
次ピーク位置、第２の有効相関定数及び相応する次数を
確認するために公称屈折率によりステップ（ａ）〜
（ｋ）を実現し、前記第２の一次ピーク位置、前記第２の有効相関定数及
び相応する実数を使用して相関関数により前記屈折率の
第２の値をコンピュータ計算し、前記第２の値は前記サ
ブアレイ位置に依存し、それぞれの相応するサブアレイ位置に対して第１の屈折
率値とその相応する第２の値との間の値差と、前記第１
の一次ピーク位置と前記第２の一次ピーク位置との間の
位置差と、それぞれ前記値差と前記位置差との差比とを
コンピュータ計算し、その結果の差比を、それぞれの選択されたサブアレイの
中のそれぞれの選択された二次ピークにおけるスペクト
ル位置を後でコンピュータ計算するのに使用するため
に、サブアレイ位置の関数として格納することを特徴と
する請求項１８に記載のスペクトルデータ分析のための
方法。
【請求項２０】更に、干渉素子の後続の温度に相応する任意の選択された時間
に、相応する後続の一次ピーク位置を定める後続の一次
スペクトルデータを収集し、前記後続の一次ピーク位置
と第１の一次ピーク位置との間の後続の差、屈折率の補
正を実現するために前記後続の差とそれぞれの差比との
積、及び選択されたサブアレイ位置における温度補正さ
れた屈折率を実現するために変化と公称屈折率との総計
をコンピュータ計算し、後続の温度に干渉素子を維持する間、それぞれの選択さ
れた前記サブアレイの中のそれぞれの選択された二次ピ
ークにおけるスペクトル位置をコンピュータ計算するた
めに、補正された屈折率によりステップ（ｋ）を実現す
ることを含むことを特徴とする請求項１９に記載のスペ
クトルデータ分析のための方法。
【請求項２１】分光測定装置の中の光学干渉素子にお
ける選択された二次ピークにおけるスペクトル位置を求
めるための方法であって、前記分光測定装置が分散素子と、該分散素子からの分散
光を受信する検出器とを有し、前記検出器は複数の検出
サブアレイを有し、それぞれの前記サブアレイは前記検
出器における異なる位置にあり、前記干渉素子は光源を
受信して、前記分散素子と前記検出器とにより、前記サ
ブアレイの中のスペクトル位置に相応する規則的な二次
スペクトルピークの１つのシリーズを実現し、前記分光
測定装置は前記サブアレイの中のスペクトル位置に対す
るスペクトル位置のための公称校正を有し、前記分光測
定装置は更に識別されたスペクトル位置を有する一次ス
ペクトルピークの校正ソースを含み、それぞれの二次ピ
ークは相関定数と前記干渉素子の所定屈折率とに従って
相関関数によりピークスペクトル位置に識別された整数
次数を有する、スペクトル位置を求めるための方法にお
いて、前記二次スペクトルピークを前記スペクトル位置に相応
させるために本方法が、（ａ）第１のサブアレイ位置
の中の一次スペクトルデータ、及び前記第１のサブアレ
イ位置及びその他の選択されたサブアレイ位置の中の二
次ピークにおける二次スペクトルデータを収集し、
（ｂ）最初の相関定数及びその特定された領域を推定
し、（ｃ）前記相関関数、前記識別されたスペクトル
位置、及び前記最初の相関定数により試験的次数を計算
し、前記試験的次数に最も近い整数次数を選択し、
（ｄ）前記相関関数、前記識別されたスペクトル位置
及び前記最も近い整数次数により、相応する第１の相関
定数を計算し、これにより、前記最も近い整数次数と前
記第１の相関定数から成る数−定数対を実現し、（ｅ）
１だけシフトされた前記最も近い整数次数を形成する
新次数により、相応する相関定数を再び計算して、前記
シフトされた次数及び相応する前記相関定数から成る１
つの更なる数−定数対を実現し、（ｆ）数−定数の集
合が相関定数の特定された領域のために実現されるま
で、付加的な１だけシフトされた更なる整数次数により
ステップ（ｅ）を繰返し、（ｇ）別の１つの選択され
たサブアレイで、前記公称校正により定められた公称ピ
ークスペクトル位置に前記二次スペクトルデータの二次
スペクトルピークを識別し、（ｈ）前記相関関数、前
記公称ピークスペクトル位置及び前記集合のそれぞれの
前記相関定数により、更にその他の次数をコンピュータ
計算して、付加的な数−定数対を実現し、（ｉ）非整
数である次数に相応する前記付加的な対の中のすべての
相関定数を指摘し、指摘された前記相関定数を有するフ
ルの集合からすべて数−定数対を削除し、これにより数
−定数対の前記集合を縮小し、（ｊ）前記集合の前記
対の間のただ１つの相関定数が残って、有効相関定数及
び相応する残りの整数次数又は前記校正サブアレイ及び
それぞれの選択された前記サブアレイのための数を形成
するまで前記ステップ（ｇ），（ｈ）及び（ｉ）を繰返
し、（ｋ）前記相関関数、前記有効相関定数、及び前
記集合の中の残りの整数次数により、それぞれの選択さ
れた前記サブアレイの中のそれぞれの前記選択された二
次ピークにおけるスペクトル位置をコンピュータ計算す
ることを特徴とするスペクトル位置を求めるための方
法。
【請求項２２】屈折率が温度及びサブアレイ位置に依
存し、一次ピークが温度を表すスペクトル位置を有し、本方法が更に、干渉素子を第１の温度に維持している間、第１の一次ピ
ーク位置、第１の有効相関定数及び相応する次数を確認
するために推定公称屈折率によりステップ（ｄ）〜
（ｋ）を実現し、前記第１の一次ピーク位置、前記第１の有効相関定数及
び相応する次数を使用して相関関数により前記屈折率の
第１の位置をコンピュータ計算し、前記干渉素子を第２の温度に維持している間、第２の一
次ピーク位置、第２の有効相関定数及び相応する次数を
確認するために公称屈折率によりステップ（ａ）〜
（ｋ）を実現し、前記第２の一次ピーク位置、前記第２の有効相関定数及
び相応する実数を使用して相関関数により前記屈折率の
第２の値をコンピュータ計算し、前記第２の値は前記サ
ブアレイ位置に依存し、それぞれの相応するサブアレイ位置に対して第１の屈折
率値とその相応する第２の値との間の値差と、前記第１
の一次ピーク位置と前記第２の一次ピーク位置との間の
位置差と、それぞれ前記値差と前記位置差との差比とを
コンピュータ計算し、その結果の差比を、それぞれの選択されたサブアレイの
中のそれぞれの選択された二次ピークにおけるスペクト
ル位置を後でコンピュータ計算するのに使用するために
サブアレイ位置の関数として格納することを特徴とする
請求項２１に記載のスペクトル位置を求めるための方
法。
【請求項２３】更に、干渉素子の後続の温度に相応する任意の選択された時間
に、相応する後続の一次ピーク位置を定める後続の一次
スペクトルデータを収集し、前記後続の一次ピーク位置
と第１の一次ピーク位置との間の後続の差、屈折率の補
正を実現するために前記後続の差とそれぞれの差比との
積、及び選択されたサブアレイ位置における温度補正さ
れた屈折率を実現するために変化と公称屈折率との総計
をコンピュータ計算し、後続の温度に干渉素子を維持する間、それぞれの選択さ
れた前記サブアレイの中のそれぞれの選択された二次ピ
ークにおけるスペクトル位置をコンピュータ計算するた
めに、補正された屈折率によりステップ（ｋ）を実現す
ることを含むことを特徴とする請求項２２に記載のスペ
クトル位置を求めるための方法。
【請求項２４】分散素子と、該分散素子からの分散光
を受信する検出器とを有する分光測定装置を具備し、前
記検出器は複数の検出サブアレイを有し、それぞれの前
記サブアレイは前記検出器におけるそれぞれ異なる位置
にあるスペクトル分析のための装置において、第１の時間に、選択されたサブアレイ位置におけるドリ
フト標準のための第１のスペクトルデータを収集する手
段と、第１のオフセットデータを得るためにそれぞれの選択さ
れた前記サブアレイにおける前もって指定された零位置
と前記第１のスペクトルデータを比較する手段と、第１の時間に、選択されたサブアレイ位置におけるドリ
フト標準のための第２のスペクトルデータを収集する手
段と、第２のオフセットデータを得るためにそれぞれの選択さ
れた前記サブアレイにおける零位置と前記第２のスペク
トルデータを比較する手段と、前記第１の時間に対して任意の選択された時間に任意の
サブアレイ位置におけるスペクトルシフトを得るために
前記第１のオフセットデータと前記第２のオフセットデ
ータとを利用する手段とを具備することを特徴とするス
ペクトル分析のための装置。
【請求項２５】利用する手段が、任意のサブアレイ位
置におけるオフセットを定める第１のオフセット関数を
得るために第１のオフセットデータを使用する手段、任
意のサブアレイ位置におけるオフセットを定める第２の
オフセット関数を得るために第２のオフセットデータを
使用する手段、及びスペクトルシフトを得るために前記
第１のオフセット関数と前記第２のオフセット関数との
間の差を利用する手段を具備することを特徴とする請求
項２４に記載のスペクトル分析のための装置。
【請求項２６】第２のスペクトルデータにおけるドリ
フト標準が、第１のスペクトルデータにおけるドリフト
標準であり、前記第２のスペクトルデータにおける選択
されたサブアレイ位置が、前記第１のスペクトルデータ
における選択されたサブアレイ位置であることを特徴と
する請求項２４に記載のスペクトル分析のための装置。
【請求項２７】選択された時間が、第１の時間と第２
の時間との間にあり、スペクトルシフトが、第１のオフ
セット関数と第２のオフセット関数との間の補間により
得られることを特徴とする請求項２４に記載のスペクト
ル分析のための装置。
【請求項２８】検出器が検出器表面を有し、検出サブ
アレイが前記検出器表面の小さい一部を形成することを
特徴とする請求項２４に記載のスペクトル分析のための
装置。
【請求項２９】選択されたサブアレイの数が、複数の
検出サブアレイの数に比して大幅に小さいことを特徴と
する請求項２６に記載のスペクトル分析のための装置。
【請求項３０】更に、選択された時間にテストサンプ
ルにおけるテストスペクトルデータを収集する手段、及
び仮想分光測定装置条件に前記テストスペクトルデータ
を標準化するためにスペクトルシフトを使用する手段を
有することを特徴とする請求項２４に記載のスペクトル
分析のための装置。
【請求項３１】更に、少なくとも１つの選択された分
析物における基本スペクトルデータから成る基本マトリ
クスモデル、選択された時間にテストデータのためのテ
ストスペクトルデータを収集する手段、前記選択された
時間に分光測定装置条件に相応するシフトされたマトリ
クスモデルを実現するために前記基本スペクトルデータ
をシフトするためにスペクトルシフトを使用する手段、
及び前記選択された分析物の濃度を表すパラメータを供
給するために前記テストスペクトルデータに、前記シフ
トされたマトリクスモデルを適用する手段を具備するこ
とを特徴とする請求項２４に記載のスペクトル分析のた
めの装置。
【請求項３２】少なくとも１つの選択された分析物に
おける基本スペクトルデータから成る基本マトリクスモ
デルを得るために、第１の時間が最初の時間であり、第
２の時間が後続の時間であり、選択された時間が中間の
時間であり、分光測定装置が更に、前記中間時間にそれ
ぞれの選択された分析物における予備スペクトルデータ
を得る手段、前記中間時間における中間スペクトルシフ
トとしてのスペクトルシフトを得るために収集比較及び
利用するステップを実現する手段、前記最初の時間に分
光測定装置条件に相応する基本マトリクスモデルのため
の基本スペクトルデータを実現するために前記予備スペ
クトルデータに前記中間スペクトルシフトを適用する手
段を具備し、前記マトリクスモデルは、前記選択された分析物の濃度
を表すパラメータを供給するためにテストスペクトルデ
ータと一緒に使用されることを特徴とする請求項２４に
記載のスペクトル分析のための装置。
【請求項３３】テストスペクトルデータが相応するサ
ブアレイの中の所定増分で収集され、予備スペクトルデ
ータが所定増分に比して小さい複数のサブ増分のため
に得られ、シフトされたマトリクスモデルが前記予備ス
ペクトルデータから所定増分のために選択されたモデル
スペクトルデータと一緒に適用されることを特徴とする
請求項３２に記載のスペクトル分析のための装置。
【請求項３４】サブアレイがそれぞれ、各画素の中に
所定の数の増分を有する複数の感光性画素から形成され
ることを特徴とする請求項３３に記載のスペクトル分析
のための装置。
【請求項３５】複数のサブ増分がスリット走査により
実現され、所定の数が通常は非整数であり、分光測定装置が更に、前記所定の数が非整数であること
に起因するスペクトル位置の軸シフティングを求める手
段、及び前記所定の数が非整数であることに対する補正
を行うために前記軸シフティングを使用する手段を具備
することを特徴とする請求項３４に記載のスペクトル分
析のための装置。
【請求項３６】軸シフティングを求める手段が、複数の複数サブ増分から成る１つのシリーズの前記複数
サブ増分のそれぞれにおける前もって選択された画素に
わたり、選択されたスペクトル特徴におけるスペクトル
データを収集する手段を具備し、１つの前記複数増分の
複数は、所定数を近似するサブ増分の公称数を有し、そ
の他の複数は前記サブ増分の補助数を有し、前記補助数
は、公称総計より小さいか又は大きく、このようなスペ
クトルデータは相応するオリジナルのデータシリーズを
実現し、更に、相応するシフトされたデータシリーズを実現する
ために１つの画素だけスペクトル位置に関してそれぞれ
の前記データシリーズをシフトする手段と、より小さい補助数における差の第１の集合及びより大き
い補助数における差の第２の集合を実現するために、そ
れぞれのオリジナルのシフトされたデータシリーズを、
その相応するシフトされたデータから減算する手段と、差の前記第１の集合を第１の直線に、差の前記第２の集
合を第２の直線に適合する手段と、前記第１の直線及び前記第２の直線における交差点を確
認する手段とを具備し、前記交差点は、前記軸シフティ
ングを定める変位を有することを特徴とする請求項３５
に記載のスペクトル分析のための装置。
【請求項３７】使用する手段が、軸シフティングから
補正係数を求める手段、及び基本モデルマトリクスのた
めの補正された基本スペクトルデータを実現するために
前記基本スペクトルデータに補正係数を適用する手段を
含むことを特徴とする請求項３５に記載のスペクトル分
析のための装置。
【請求項３８】スペクトルデータが次式により表さ
れ、Ｙ₁＝ａ₀Ｙ₀＋ｂ（ｄＹ₀／ｄＸ₀）＋ｅただしＹ₀は、試験的総計に相応する増分の大きさを有
するサブ増分における導関数スペクトルデータであり、
Ｙ₁は前記サブ増分における増分スペクトルデータであ
り、Ｘ₀は前記サブ増分の中のスペクトル位置であり、
ｄＹ₀／ｄＸ₀は導関数であり、ａ及びｂはパラメータ比
ｂ／ａが試験的軸シフトを表すようなパラメータであ
り、ｅは適合残余であり、分光測定装置は、格納された関数を含み、更に、（ａ）
選択されたサブアレイのそれぞれにおける推定された
試験的総計に相応する試験的サブ増分の大きさを推定す
る手段と、（ｂ）導関数スペクトルデータを収集し、
更に、選択された前記サブアレイのそれぞれに対して前
記試験的増分の大きさを使用して増分スペクトルデータ
を収集する手段と、（ｃ）選択された前記サブアレイ
のそれぞれに対して前記パラメータ比をコンピュータ計
算するために前記導関数スペクトルデータと前記増分ス
ペクトルデータとを前記関数に適合する手段と、（ｄ）
曲線に前記増分の大きさと前記パラメータ比を適合し
て、直線から前記曲線の偏差を確認する適合手段と、
（ｅ）前記軸シフティングに相応する補正された拡大
を推定するために前記偏差を使用する手段と、（ｆ）
ステップ（ｄ）の中の直線からのいかなる偏差も、前も
って選択されたリミットより小さくなるまで、前記ステ
ップ（ｂ）〜（ｅ）を繰返し、これにより整数総計を実
現する手段とを含むことを特徴とする請求項３５に記載
のスペクトル分析のための装置。
【請求項３９】ドリフト標準が、選択されたサブアレ
イ位置のそれぞれの中に１つのスペクトルピークを実現
するために少なくとも１つの分析物を含む標準サンプル
であることを特徴とする請求項２４に記載のスペクトル
分析のための装置。
【請求項４０】ドリフト標準が、選択されたサブアレ
イ位置の中のスペクトル位置に相応する規則的な二次ス
ペクトルピークの１つのシリーズを実現するために光源
を受信する光学部材であることを特徴とする請求項２４
に記載のスペクトル分析のための装置。
【請求項４１】分光測定装置が、サブアレイの中のス
ペクトル位置に対するスペクトル位置のための公称校正
を有し、前記分光測定装置は更に識別されたスペクトル
位置を有する一次スペクトルピークの校正源を含み、そ
れぞれ二次ピークが相関関数により、補正定数と干渉素
子の所定屈折率とに従って１つのピークスペクトル位置
に識別される整数次数を有し、前記二次スペクトルピークをスペクトル位置に相応させ
るためにスペクトル分析のための装置が更に、（ａ）
第１のサブアレイ位置の中の一次ピークにおける一次ス
ペクトルデータ、及び前記第１のサブアレイ位置及びそ
の他の選択されたサブアレイ位置の中の二次ピークにお
ける二次スペクトルデータとを収集する手段と、（ｂ）
相関関数、前記識別されたスペクトル位置、前もって
推定された最初の相関定数及びその特定された領域によ
り試験的次数を計算する手段と、（ｃ）該試験的次数
に最も近い整数次数を選択する手段と、（ｄ）最も近
い整数次数及び第１の相関定数から成る数−定数対を実
現するために前記相関関数、前記識別されたスペクトル
位置及び前記最も近い整数次数により相応する第１の相
関定数を計算する手段と、（ｅ）シフトされた次数及
び相応する相関定数から成る１つの更なる数−定数対を
実現するために、１だけシフトされた前記最も近い整数
次数を形成する新次数により、相応する相関定数を再計
算する手段と、（ｆ）数−定数対の集合が相関定数の
前記特定された領域のために実現されるまで、付加的な
１だけシフトされた更なる整数次数により手段（ｅ）を
繰返し適用する手段と、（ｇ）別の選択されたサブア
レイで、公称校正により定められた公称ピークスペクト
ル位置に前記二次スペクトルデータの二次スペクトルピ
ークを識別する手段と、（ｈ）付加的な数−定数対を
実現するために更なる次数をコンピュータ計算する手段
であって、前記相関関数、前記公称ピークスペクトル位
置及び前記集合のそれぞれの相関定数を利用する手段
と、（ｉ）非整数である次数に相応する前記付加的な
対の中のすべての相関定数を指摘し、指摘された前記相
関定数を有するフルの集合からすべての数−定数対を削
除して、数−定数対の集合を縮小する手段と、（ｊ）
前記集合の対の中のただ１つの相関定数が残って、前記
校正サブアレイ及びそれぞれの選択された前記サブアレ
イにおける有効相関定数及び相応する整数次数を形成す
るまで手段（ｇ），（ｈ）及び（ｉ）を繰返し適用する
手段と、（ｋ）それぞれの選択されたサブアレイの中
のそれぞれの前記選択された二次ピークにおけるスペク
トル位置を計算する手段であって、前記相関関数、前記
有効相関定数及び前記集合の中の残りの整数次数を利用
する手段とを具備することを特徴とする請求項４０に記
載のスペクトル分析のための装置。
【請求項４２】屈折率が温度及びサブアレイ位置に依
存し、一次ピークが、温度を表すスペクトル位置を有
し、スペクトル分析のための装置が更に、相応する第１の一次ピーク位置を定める第１の一次スペ
クトルデータ、第１の有効相関定数及び相応する次数を
確認するために、第１の温度に干渉素子を維持する間に
所定の公称屈折率により手段（ａ）〜（ｋ）を繰返し適
用する手段と、前記第１の一次ピーク位置、前記第１の横相関定数及び
相応する前記次数を使用して前記相関関数により屈折率
の第１の位置をコンピュータ計算する手段と、相応する第１の一次ピーク位置、第２の有効相関定数及
び相応する次数を定める第２の一次スペクトルデータを
確認するために第１の温度に干渉素子を維持する間に公
称屈折率により手段（ａ）〜（ｋ）を繰返し適用する手
段と、前記第２の一次ピーク位置、前記第２の有効相関定数及
び相応する前記次数により屈折率の第２の値をコンピュ
ータ計算する手段であって、該第２の値は前記サブアレ
イ位置に依存する手段と、それぞれの相応する前記サブアレイ位置に対するそれぞ
れの第１の屈折率値とその相応する第２の値との間の値
差、前記第１の一次ピークスペクトル位置と前記第２の
一次ピークスペクトル位置との間の位置差、及びそれぞ
れの値差と位置差との差比をコンピュータ計算する手段
と、その結果の差比を、それぞれの選択された前記サブアレ
イの中のそれぞれの選択された二次ピークに対するスペ
クトル位置を後で計算するのに使用するために、サブア
レイ位置の関数として格納する手段とを具備することを
特徴とする請求項４１に記載のスペクトル分析のための
装置。
【請求項４３】更に、任意の選択された時間に、相応する後続の一次ピークを
定める後続の一次スペクトルデータを収集する手段と、屈折率の補正を実現するために前記後続の一次ピーク位
置と第１の一次ピーク位置との間の後続の差、前記後続
の差の積及びそれぞれの差比をコンピュータ計算し、選
択されたサブアレイ位置に対する温度補正された屈折率
を実現するために変化の総計及び公称屈折率をコンピュ
ータ計算する手段と、それぞれの選択された前記サブアレイの中のそれぞれの
選択された二次ピークに対するスペクトル位置をコンピ
ュータ計算するために、後続の温度で干渉素子を維持す
る間に公称屈折率により手段（ａ）〜（ｋ）を繰返し適
用する手段とを含むことを特徴とする請求項４２に記載
のスペクトル分析のための装置。
【請求項４４】分光測定装置の中の光学干渉素子にお
ける選択された二次ピークに対するスペクトル位置を求
めるための装置であって、前記分光測定装置が分散素子と、前記分散素子からの分
散光を表す検出器とを含み、前記検出器が複数の検出サ
ブアレイを有し、それぞれの前記サブアレイは前記検出
器におけるそれぞれ別の１つの位置にあり、前記干渉素
子は、前記分散素子及び前記検出器により、前記サブア
レイの中のスペクトル位置に相応する規則的二次スペク
トルピークから成る１つのシリーズを実現するために光
源を受信し、前記分光測定装置は、前記サブアレイの中
のスペクトル位置に対するスペクトル位置のための公称
校正を有し、前記分光測定装置は更に、識別されたスペ
クトル位置を有する一次スペクトルピークの校正ソース
を含み、それぞれの前記二次ピークは、相関定数及び前
記干渉素子の所定屈折率に従って相関関数によりピーク
スペクトル位置に識別された整数次数を有し、前記二次スペクトルピークを前記スペクトル位置に相応
させるためにスペクトル位置を求めるための装置が、
（ａ）第１のサブアレイ位置の中の前記一次ピークに
おける一次スペクトルデータ、前記第１のサブアレイ位
置及びその他の選択されたサブアレイ位置の中の二次ピ
ークにおける二次スペクトルデータを収集する手段と、
（ｂ）前記相関関数、識別された前記スペクトル位
置、前もって推定された最初の相関定数及びその特定さ
れた領域により試験的次数を計算する手段と、（ｃ）
前記試験的次数に最も近い整数実数を選択する手段と、
（ｄ）最も近い前記次数及び前記第１の相関定数から
成る数−定数対を実現するために前記相関関数、所定屈
折率、識別された前記スペクトル位置及び最も近い前記
整数次数により、相応する第１の相関定数を計算する手
段と、（ｅ）シフトされた前記次数及び相応する前記
相関定数から成る１つの更なる数−定数対を実現するた
めに、１だけシフトされた最も近い前記整数次数を形成
する新次数により、相応する相関定数を再計算する手段
と、（ｆ）数−定数対の集合が、相関定数の特定され
た領域に対して実現されるまで、付加的な１だけシフト
された更なる整数次数により手段（ｅ）を繰返し適用す
る手段と、（ｇ）別の選択された前記サブアレイで、
前記公称校正により求めらた公称ピークスペクトル位置
に前記二次スペクトルデータの二次スペクトルピークを
識別する手段と、（ｈ）付加的な数−定数対を実現す
るために更なる次数をコンピュータ計算する手段であっ
て、前記相関関数、前記公称スペクトル位置及び前記集
合のそれぞれの相関定数を利用する手段と、（ｉ）非
整数である次数に相応する付加的な対の中のすべての相
関定数を指摘し、指摘された相関定数を有するフルの集
合からすべての数−定数対を削除して、数−定数対の集
合を縮小する手段と、（ｊ）前記集合の中の前記対の
中のただ１つの相関定数が残って、前記校正サブアレイ
及びそれぞれの選択された前記サブアレイにおける有効
相関定数及び相応する残りの整数次数を形成するまで、
手段（ｇ），（ｈ）及び（ｉ）を繰返し適用する手段
と、（ｋ）それぞれの選択された前記サブアレイの中
のそれぞれの前記二次ピークにおけるスペクトル位置を
コンピュータ計算する手段であって、前記相関関数、前
記有効相関定数及び前記集合の前記残りの整数次数を利
用する手段とを具備することを特徴とするスペクトル位
置を求めるための装置。
【請求項４５】屈折率が温度及びサブアレイ位置に依
存し、一次ピークが温度を表すスペクトル位置を有し、
スペクトル位置を求めるための装置が更に、相応する第１の一次ピーク位置、第１の有効相関定数及
び相応する次数を定める第１の一次スペクトルデータを
確認するために、第１の温度に干渉素子を維持する間に
所定の公称屈折率により手段（ａ）〜（ｋ）を繰返し適
用する手段と、前記第１の一次ピーク位置、前記第１の有効相関定数及
び相応する前記次数を使用して相関関数により屈折率の
第１の値をコンピュータ計算する手段と、相応する第２の一次ピーク位置、第２の有効相関定数及
び相応する前記次数を定める第２の一次スペクトルデー
タを確認するために、第２の温度に前記干渉素子を維持
する間に前記公称屈折率により手段（ａ）〜（ｋ）を繰
返し適用する手段と、前記第２の一次ピーク位置、前記第２の有効相関定数及
び相応する前記次数を使用して前記相関関数により屈折
率の第２の値をコンピュータ計算する手段であって、該
第２の値は前記サブアレイ位置に依存する手段と、それぞれの相応するサブアレイ位置におけるそれぞれの
前記第１の屈折率値とその相応する前記第２の値との間
の値差、前記第１の一次ピークスペクトル位置と前記第
２の一次ピークスペクトル位置との間の位置差、及びそ
れぞれの値差と前記位置差との差比をコンピュータ計算
する手段と、その結果の差比を、それぞれの選択された前記サブアレ
イの中のそれぞれの選択された前記第２のピークにおけ
る前記スペクトル位置を後で計算するのに使用するため
のサブアレイの関数として格納する手段とを含むことを
特徴とする請求項４４に記載のスペクトル位置を求める
ための装置。
【請求項４６】更に、任意の選択された時間に、相応する後続の一次ピークを
定める後続の一次スペクトルデータを収集する手段と、屈折率の補正を実現するために前記後続の一次ピーク位
置と第１の一次ピーク位置との間の後続の差、前記後続
の差の積及びそれぞれの差比をコンピュータ計算し、選
択されたサブアレイ位置に対する温度補正された屈折率
を実現するために変化の総計及び公称屈折率をコンピュ
ータ計算する手段と、それぞれの選択された前記サブアレイの中のそれぞれの
選択された二次ピークに対するスペクトル位置をコンピ
ュータ計算するために、後続の温度で干渉素子を維持す
る間に公称屈折率により手段（ａ）〜（ｋ）を繰返し適
用する手段とを含むことを特徴とする請求項４５に記載
のスペクトル位置を求めるための装置。
【請求項４７】分散素子と、前記分散素子からの分散
光を受信する検出器とを含む分光測定装置の中のサンプ
ルにおけるスペクトルデータを分析するために利用する
ためのコンピュータ読取り可能な記憶媒体において、前記検出器は複数の検出サブアレイを有し、それぞれの
前記サブアレイは前記検出器におけるそれぞれ別の１つ
の位置にあり、分光測定装置は更に、第１の時間に選択
サブアレイ位置におけるドリフト標準のための第１のス
ペクトルデータを収集する手段、第２の時間に選択サブ
アレイサブアレイ位置におけるドリフト標準のための第
２のスペクトルデータを収集する手段、前記サンプルを
表す相応するスペクトル情報をコンピュータ計算するた
めのスペクトルデータを受信するコンピュータ計算手段
を含み、前記記憶媒体は、コンピュータ計算手段により
読取り可能であるために前記記憶媒体の中に実施されて
いるデータコード及びプログラムコードを有し、前記デ
ータコードは、それぞれの選択された前記サブアレイに
おける前もって指定された零位置を含み、前記プログラ
ムコードは、第１のオフセットデータを得るためにそれ
ぞれ選択された前記サブアレイにおける前もって指定さ
れた零位置と前記第１のスペクトルデータを比較する手
段と、第２のオフセットデータを得るためにそれぞれの
センタリング前記サブアレイにおける前記零位置を前記
第２のスペクトルデータと比較する手段と、前記第１の
時間に対して任意の選択された時間に任意のサブアレイ
位置に対するスペクトルシフトを得るために前記第１の
オフセットデータ及び前記第２のオフセットデータを利
用する手段とを含むことを特徴とするコンピュータ読取
り可能な記憶媒体。
【請求項４８】利用する手段が、任意のサブアレイ位
置に対するオフセットを定める第１のオフセット関数を
得るために第１のオフセットデータを使用する手段、任
意のサブアレイ位置に対する第２のオフセットデータを
使用する手段、及びスペクトルシフトを得るために前記
第１のオフセット関数と前記第２のオフセット関数との
間の差を利用する手段を含むことを特徴とする請求項４
７に記載のコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【請求項４９】選択された時間が第１の時間と第２の
時間との間にあり、スペクトルシフトが、第１のオフセ
ット関数と第２のオフセット関数との間の補間により得
られることを特徴とする請求項４７に記載のコンピュー
タ読取り可能な記憶媒体。
【請求項５０】分光測定装置が、選択された時間にテ
ストサンプルにおけるテストスペクトルデータを収集す
る手段を含み、プログラムコードが更に、前記テストスペクトルデータ
を仮想分光測定装置条件に標準化するためにスペクトル
シフトを使用する手段を含むことを特徴とする請求項４
７に記載のコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【請求項５１】分光測定装置が更に、選択された時間
にテストサンプルにおけるテストスペクトルデータを収
集する手段を含み、データコードが更に、少なくとも１つの選択された分析
物における基本スペクトルデータから成る基本マトリク
スモデルを含み、プログラムコードが更に、選択された前記時間に分光測
定装置条件に相応するシフトされたマトリクスモデルを
実現するために基本スペクトルデータをシフトするため
にスペクトルシフトを使用する手段、及び選択された分
析物の濃度を表すパラメータを供給するために前記テス
トスペクトルデータに、前記シフトされたマトリクスモ
デルを適用する手段を含むことを特徴とする請求項４７
に記載のコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【請求項５２】分光測定装置が、サブアレイの中のス
ペクトル位置に対するスペクトル位置の公称校正を有
し、前記分光測定装置は更に、識別されたスペクトル位
置を有する一次スペクトルピークの校正ソースを含み、
ドリフト標準が、選択されたサブアレイ位置のそれぞれ
の中のスペクトル位置に対する規則的な二次スペクトル
ピークから成る１つのシリーズを実現するために光源を
受信する光学部材であり、それぞれの二次ピークが、相
関定数と干渉素子の所定屈折率に従ってピークスペクト
ル位置に相関関数により識別された整数次数を有し、前記分光測定装置が更に、（ａ）第１のサブアレイ位
置の中の一次ピークに対する一次スペクトルデータと第
１のサブアレイ位置及びその他の選択されたサブアレイ
位置の中の二次ピークに対する二次スペクトルデータと
を収集する手段を含み、プログラムコードが更に、
（ｂ）相関関数、識別されたスペクトル位置、前もっ
て推定された最初の相関定数及びその特定された領域に
より試験的次数を計算する手段と、（ｃ）前記試験的
次数に対して最も近い整数次数を選択する手段と、
（ｄ）前記最も近い整数次数及び前記第１の相関定数
から成る数−定数対を実現するために、前記相関関数、
識別された前記スペクトル位置及び前記最も近い整数次
数により、対応する第１の相関定数を計算する手段と、
（ｅ）シフトされた前記次数及び相応する前記相関定
数から成る１つの更なる数−定数対を実現するために、
１だけシフトされた最も近い前記整数次数を形成する新
次数により、相応する相関定数を再計算する手段と、
（ｆ）数−定数対の集合が、相関定数の特定された領
域のために実現されるまで、付加的な１だけシフトされ
た更なる整数次数により前記手段（ｅ）を繰返し適用す
る手段と、（ｇ）別の選択されたサブアレイで、前記
公称校正により定められた公称ピークスペクトル位置に
二次スペクトルデータの二次スペクトルピークを識別す
る手段と、（ｈ）付加的な数−定数対を実現するため
に更なる次数をコンピュータ計算する手段であって、前
記相関関数、前記公称ピークスペクトル位置及び前記集
合のそれぞれの相関定数を利用する手段と、（ｉ）非
整数である次数に相応する付加的な前記対の中のすべて
の相関定数を指摘し、指摘された前記相関定数を有する
フルの集合からすべての数−定数対を削除して、前記数
−定数対を縮小する手段と、（ｊ）前記集合の前記対
の中のただ１つの相関定数が残って、前記校正サブアレ
イ及びそれぞれの選択された前記サブアレイに対して有
効相関定数及び相応する残りの整数次数を形成する手段
と、（ｋ）それぞれの選択された前記サブアレイの中
のそれぞれの選択された二次ピークにおけるスペクトル
位置をコンピュータ計算する手段であって、前記相関関
数、前記有効相関定数及び前記集合の前記残りの整数次
数を利用する手段とを含むことを特徴とする請求項４７
に記載のコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【請求項５３】分散素子と、前記分散素子からの分散
光を受信する検出器とを含む分光測定装置の中の光学干
渉素子における選択された二次ピークにおけるスペクト
ル位置を求めるために利用するためのコンピュータ読取
り可能な記憶媒体であって、前記検出器は複数の検出サブアレイを有し、それぞれの
前記サブアレイは前記検出器におけるそれぞれ別の１つ
の位置にあり、前記干渉素子は、前記分散素子及び前記
検出器により、前記サブアレイの中のスペクトル位置に
対する規則的二次スペクトルピークから成る１つのシリ
ーズを形成するために光源を受信し、前記分光測定装置
は更に、相関定数と前記干渉素子の所定屈折率とに従っ
てピークスペクトル位置に相関関数により識別された整
数次数を有する一次スペクトルピークの校正ソースを含
み、前記分光測定装置が更に、（ａ）第１のサブアレイ位
置の中の一次ピークにおける一次スペクトルデータと、
前記第１のサブアレイ位置及びその他の選択されたサブ
アレイ位置の中の二次ピークにおける二次スペクトルデ
ータとを収集する手段を含み、記憶媒体が、コンピュータ計算手段により読取り可能で
あるために前記記憶媒体の中に実施されているデータコ
ード及びプログラムコードを有し、前記データコード
は、前記サブアレイの中のスペクトル位置に対するスペ
クトル位置のための前記分光測定装置の公称校正、前記
相関関数、及び所定屈折率を含み、前記プログラムコードが、（ｂ）前記相関関数、識別
された前記スペクトル位置、前もって推定された前記最
初の相関定数及びその特定された領域により試験的次数
を計算する手段と、（ｃ）前記試験的次数に最も近い
整数次数を選択する手段と、（ｄ）最も近い整数次数
及び前記第１の相関定数から成る数−定数対を実現する
ために前記相関関数、所定屈折率、識別されたスペクト
ル位置及び最も近い整数次数により、相応する第１の相
関定数を計算する手段と、（ｅ）シフトされた前記次
数及び相応する前記相関定数から成る１つの更なる数−
定数対を実現するために、１だけシフトされた最も近い
前記整数次数を形成する新次数により、相応する相関定
数を再計算する手段と、（ｆ）数−定数対の集合が、
前記相関定数の特定された領域に対して実現されるま
で、付加的な１だけシフトされた更なる整数次数により
前記手段（ｅ）を繰返し適用する手段と、（ｇ）別の
選択されたサブアレイで、前記公称校正により定められ
た公称ピークスペクトル位置に前記二次スペクトルデー
タの二次スペクトルピークを識別する手段と、（ｈ）
付加的な数−定数対を実現するために更なる次数をコン
ピュータ計算する手段であって、前記相関関数、前記公
称ピークスペクトル位置及び前記集合のそれぞれの相関
定数を利用する手段と、（ｉ）非整数である次数に相
応する付加的な前記対の中のすべての相関定数を指摘
し、指摘された前記相関定数を有するフルの集合からす
べての数−定数対を削除して、数−定数対の集合を縮小
する手段と、（ｊ）前記集合の中の前記対の中のただ
１つの相関定数が残って、前記校正サブアレイ及びそれ
ぞれの選択された前記サブアレイにおける有効相関定数
及び相応する残りの整数次数を形成するまで、前記手段
（ｇ），（ｈ）及び（ｉ）を繰返し適用する手段と、
（ｋ）それぞれの選択された前記サブアレイの中のそ
れぞれの選択された二次ピークに対するスペクトル位置
をコンピュータ計算する手段であって、前記相関関数、
前記有効相関定数及び前記残りの整数次数を利用する手
段とを含むことを特徴とするコンピュータ読取り可能な
記憶媒体。