分光光度計
【課題】測定所要時間を延ばすことなく信号のノイズを低減し、吸光度等の計算値の精度を向上させる。
【解決手段】被測定試料の透過光による試料側測定信号及び参照試料の透過光による参照側測定信号については、セクタ鏡の回転に伴う１サイクル中に得られるデータのみを積算し平均値を算出する。一方、光検出器に光を入射しない暗信号については、複数サイクルに跨って得られるデータを積算し平均値を算出する。暗信号は時間経過に伴う変化が緩慢であるため、複数サイクルに亘る積算を実行しても信号の鈍り等の問題が生じない。３サイクルに亘る暗信号データの積算を行うとノイズは従来の１／√３に下がるため、１サイクルの時間、即ち測定所要時間が従来と同じでも暗信号を除去した測定信号のＳＮ比を改善することができる。
【解決手段】被測定試料の透過光による試料側測定信号及び参照試料の透過光による参照側測定信号については、セクタ鏡の回転に伴う１サイクル中に得られるデータのみを積算し平均値を算出する。一方、光検出器に光を入射しない暗信号については、複数サイクルに跨って得られるデータを積算し平均値を算出する。暗信号は時間経過に伴う変化が緩慢であるため、複数サイクルに亘る積算を実行しても信号の鈍り等の問題が生じない。３サイクルに亘る暗信号データの積算を行うとノイズは従来の１／√３に下がるため、１サイクルの時間、即ち測定所要時間が従来と同じでも暗信号を除去した測定信号のＳＮ比を改善することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分光光度計に関し、さらに詳しくは、回転セクタ鏡などにより測定光を２方向へ振り分けるダブルビーム方式の分光光度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
分光光度計には、その光路の構成によってダブルビーム方式とシングルビーム方式とがある。ダブルビーム方式は、吸光度を算出する過程で原理的に光源の光量変動による影響を相殺することが可能であるため、分析精度の点でシングルビーム方式よりも有利である。
【０００３】
ダブルビーム方式の分光光度計として、分光器（モノクロメータ）により取り出された単色光を回転セクタ鏡を用いて試料側光束と参照側光束とに振り分ける構成のものがよく知られている。例えば特許文献１などに開示された分光光度計では、単色光は一定速度で回転駆動されるセクタ鏡により試料側光束と参照側光束とに交互に振り分けられ、試料側光束は被測定試料に照射され、参照側光束は被測定成分を含まない例えば溶媒のみの参照試料に照射される。そうして、被測定試料を透過した光と参照試料を透過した光とは１つの光検出器に対し交互に導入され、各透過光に対応した信号が検出される。また、光が光検出器に入射しない状態での暗電流などによる暗信号を測定するために、光を遮蔽する遮光部がセクタ鏡に一体に設けられている。
【０００４】
図５は上述したようなダブルビーム方式分光光度計に用いられる一般的なセクタ鏡の平面図である。このセクタ鏡８において、軸８１の周りには反射鏡８２、開口部８３、遮光部８４が、交互に設けられている。いま、分光器から取り出された単色光の光束が図５中に点線で示す位置Ｌに来るようにセクタ鏡８が設置されているとすると、セクタ鏡８が１回転する間に、光束の位置Ｌには、開口部８３→遮光部８４→反射鏡８２→遮光部８４→開口部８３→遮光部８４→反射鏡８２→遮光部８４が順に来る。即ち、セクタ鏡８のモードとしては、図６（ａ）に示すように、通過（Ｓ）→遮光（Ｄｓ）→反射（Ｒ）→遮光（Ｄｒ）→通過（Ｓ）→遮光（Ｄｓ）→反射（Ｒ）→遮光（Ｄｒ）の順に切り替わる。通過（Ｓ）の期間には被測定試料に試料側光束が照射され、反射（Ｒ）の期間には参照試料に参照側光束が照射される。また、遮光（Ｄｓ、Ｄｒ）の期間には光検出器へ光が入射しない。その結果、光検出器において、通過（Ｓ）の期間には試料側信号が、反射（Ｒ）の期間には参照側信号が、遮光（Ｄｓ、Ｄｒ）の期間には暗信号が、時分割で得られる。
【０００５】
この検出信号の変化の一例を図６（ｂ）に示す。通常、セクタ鏡８が回転する際に各セクタの切り替わりの前後で信号は大きく変化するが、光検出器やその後段の電気回路の周波数応答の制約などのために、信号の変化は図示するように立ち上がり、立ち下がりに鈍りが生じたものとなる。この検出信号はＡ／Ｄ変換器において所定のサンプリング周期でサンプリングされてデジタル値に変換されるが、上述のように信号が静定していない範囲では正確なデータを得ることができないため、実際には図６（ｃ）に示した期間にデータを収集する。即ち、図６（ｃ）において、Ｄｓは試料側信号データの収集期間、Ｄｒは参照側信号データの収集期間、Ｄｄｓは試料側暗信号データの収集期間、Ｄｄｒは参照側暗信号データの収集期間、である。なお、試料側光束と参照側光束とを１個の光検出器に導入するシングルディテクタ構成の場合には、試料側暗信号と参照側暗信号とは実質的に区別はない。一方、試料側光束と参照側光束とをそれぞれ別の光検出器に導入するダブルディテクタ構成の場合には、試料側暗信号と参照側暗信号とは区別される。
【０００６】
一般にセクタ鏡の回転速度は数十Ｈｚ程度（例えば電源周波数）であり、それに比べてデータのサンプリング周期は格段に短いため、上記のような各データ収集期間にはそれぞれ多数のデータが得られ、これを積算処理（平均化処理）することでノイズの低減を図っている。信号に重畳しているノイズは積算時間（デジタルデータの場合には積算するデータ個数）の平方根に反比例し、ノイズを下げるには積算時間を延ばすことが有効である。セクタ鏡の回転速度を下げることによりデータ収集期間をそれぞれ延ばして積算時間を長くすることが可能であるものの、そうすると１サイクルの時間が長くなり、例えば所定の波長範囲に亘る波長走査を行う場合にその走査時間も同様の割合で長くする必要がある。その結果、測定所要時間が長くなり、スループットが低下するおそれがある。また、回路上でアナログデータの積算処理を行う場合であっても、セクタ鏡の回転速度を下げることによりデータ収集期間をそれぞれ延ばして積算時間を長くすると、同様の問題が生じることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３５６０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、測定所要時間を長くすることなしに光検出器で得られる信号に重畳しているノイズを低減し、ＳＮ比を改善することができる分光光度計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来一般的に、試料側測定信号、参照側測定信号、試料側暗信号、参照側暗信号のそれぞれの積算（又はそれに代わるノイズ低減のための演算処理）は同じサイクル内でのみ行われていた。これは、試料側測定信号や参照側測定信号は時間経過に伴い変化する（例えば波長走査を行う場合には、波長の変化に伴い通常、測光値は変化する）ため、複数サイクルに跨る積算を行うと波形が鈍ってしまい、例えば波長分解能が下がるからである。しかしながら、暗信号は理想的には一定値であり、変化があるとしても温度などの周囲環境などの変動に伴うドリフトが主要因であるため、その変化の速度はかなり緩慢であると考えられる。そこで、少なくとも暗信号については、複数サイクルに跨る積算を行うことが可能である筈である。本願発明者はこうした点に着目し、本願発明に想到した。
【００１０】
即ち、上記課題を解決するために成された本発明は、測定光を試料側光路と参照側光路とに交互に振り分けるとともにその交互の振り分けの１サイクル中の一部期間で測定光を遮蔽する光路切替手段と、前記試料側光路中に配設された被測定試料を通過した光と前記参照側光路中に配設された参照試料を通過した光とを検出する光検出器と、を具備するダブルビーム方式の分光光度計において、
a)試料側光束に対して得られる試料側測定信号及び参照側光束に対して得られる参照側測定信号をそれぞれノイズ低減処理するサイクルよりも長いサイクルに亘って、測定光が遮蔽された期間に得られる暗信号をノイズ低減処理するノイズ低減処理手段と、
b)異なるサイクルに亘りノイズ低減処理された、試料側測定信号と暗信号、及び、参照側測定信号と暗信号、によりそれぞれ暗信号の影響を除去し、被測定試料による吸収を求める吸光演算手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１１】
上記ノイズ低減処理とは例えば、積算処理や平均化処理、ＦＩＲやＩＩＲなどのデジタルフィルタ処理、或いは、回路上で積算（積分）などを行うアナログフィルタ処理が考えられる。
【００１２】
上記光路切替手段としては、反射鏡、開口部、及び遮蔽部のいずれかが測定光路上に来るように一定速度で回転駆動されるセクタ鏡を用いることができる。例えば、セクタ鏡の開口部が測定光路上に来たときに測定光が試料側光路へ送られ、反射鏡が測定光路上に来たときに測定光が参照側光路へ送られ、遮蔽部が測定光路上に来たときに光検出器への光の入射がなくなる。なお、遮蔽部は試料側と参照側とに分けるようにしてもよいし、試料側と参照側とで共通でもよい。
【００１３】
ノイズ低減処理手段は、試料側光束に対して光検出器により得られる試料側測定信号、及び、参照側光束に対して光検出器により得られる参照側測定信号をそれぞれ１サイクル内で例えば積算等のノイズ低減処理し、遮蔽部が測定光路上に来て光検出器への光の入射がない状態のときに光検出器により得られる暗信号については複数サイクルに亘る積算等のノイズ低減処理を行う。暗信号のノイズ低減処理期間が長くなることで暗信号のノイズレベルは減少するため、それに伴い、ノイズ低減処理された試料側測定信号、参照側測定信号、及び暗信号により求まる信号（スペクトルデータ）のノイズも下がる。それにより、従来よりも精度の高い吸収スペクトルを求めることが可能となる。
【００１４】
本発明に係る分光光度計の好ましい一実施態様として、１サイクル中で試料側測定信号及び参照側測定信号の取得期間をそれぞれ暗信号の取得期間よりも長くする構成とするとよい。
【００１５】
前述のように光路切替手段がセクタ鏡である場合、上記実施態様は、セクタ鏡の反射鏡及び開口部の回転方向に占める角度を遮蔽部の回転方向に占める角度よりも大きくすることで実現することができる。もちろん、例えばステッピングモータなどによりステップ的にセクタ鏡を回転駆動する場合であって、そのステップ的な回転が高速に行える場合には、その回転制御によって、１サイクル中の各信号の取得期間の長さを適宜に調整することができる。
【００１６】
上記実施態様に係る分光光度計によれば、１サイクルの期間を従来と同じに保ったままで、試料側測定信号の取得期間及び参照側測定信号の取得期間をそれぞれ従来よりも長くすることができる。それによって、試料側測定信号及び参照側測定信号の積算等のノイズ低減処理時間が長くなり、それら信号に重畳しているノイズを低減することができる。試料側測定信号及び参照側測定信号の取得期間をそれぞれ延ばすことで、逆に暗信号の取得期間は短くなるが、暗信号については上述のように複数サイクルに跨るノイズ低減処理を行うことでノイズを低減することが可能である。これにより、全体としてノイズを一層低下させ、良好なＳＮ比を持つ信号に基づいて高精度な吸収スペクトルを算出することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る分光光度計によれば、従来と比較して測定所要時間を延ばすことなく測定信号や暗信号に重畳しているノイズを低減し、吸光度などの測定値の精度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例による分光光度計の要部の構成図。
【図２】第１実施例の分光光度計におけるデータ処理を説明するためのタイミング図。
【図３】本発明の第２実施例による分光光度計に使用されるセクタ鏡の平面図。
【図４】第２実施例の分光光度計におけるデータ処理を説明するためのタイミング図。
【図５】従来の一般的なセクタ鏡の平面図。
【図６】一般的な分光光度計におけるセクタ鏡の切替モードとデータ収集期間とを示すタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施例］
以下、本発明に係る分光光度計の一実施例（第１実施例）を図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施例によるダブルビーム方式分光光度計の要部の構成図である。
【００２０】
図１において、光源１から発した光は、入口スリット２、回折格子３、出口スリット４、及びステッピングモータ５を含む分光器６に導入され、分光器６から所定の波長の単色光が取り出される。ステッピングモータ５は、入口スリット２を通過した入射光に対し回折格子３の角度を変えることにより、出口スリット４を介して取り出される単色光の波長を変化させる。取り出された単色光つまり測定光は、モータ９により一定速度で回転駆動されるセクタ鏡８によって、２つの反射鏡１０、１１の方向に交互に送られる。
【００２１】
セクタ鏡８は既に説明した図５に示した構造を有する。セクタ鏡８の回転に伴い、分光器６からの単色光の照射位置に開口部８３が来たときには、単色光は開口部８３を抜けて反射鏡１１に当たり、試料側光束Ｌｓとなって被測定試料１３に照射される。一方、単色光の照射位置に反射鏡８２が来たときには、単色光はその反射鏡８２で反射された後に反射鏡１０に当たり、参照側光束Ｌｒとなって参照試料１２に照射される。また、単色光の照射位置に遮光部８４が来たときには、試料側光束Ｌｓ、参照側光束Ｌｒのいずれも送られない。例えば、被測定試料１３は試料セルに被測定試料溶液が充填されたもの、参照試料１２は同じ試料セルに溶媒のみが充填されたものである。図５に示したように、セクタ鏡８は、開口部８３、反射鏡８２、遮光部８４を軸８１の周りに４５°の回転角度ずつ有する。したがって、１サイクル（１／２回転期間）中で、被測定試料１３と参照試料１２とに光が照射される期間は等しく、その間で光が遮蔽される期間も等しい。
【００２２】
参照試料１２を通過した参照側光束Ｌｒは反射鏡１４で反射され、被測定試料１３を通過した試料側光束Ｌｓは反射鏡１５、１６で反射され、いずれも光検出器１７に導入される。光検出器１７はその種類を問わず、波長帯域に応じて、光電子増倍管、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＰｂＳ等の半導体検出器など、適宜の検出器を用いることができる。もちろん、波長に応じて複数の光検出器を切り替えるようにしてもよい。
【００２３】
光検出器１７による検出信号は図示しない増幅器などで増幅された後に、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１８に入力され、所定のサンプリング周期でサンプリングされてデジタル値に変換される。これにより、光検出器１７に入射した光の強度に対応したデータが得られ、これがデータ処理部２０に入力される。データ処理部２０は、モータ５、９などを制御する制御部３０からの制御信号に基づいて、必要なデータを取捨選択するとともに分類して保存し、さらにはそのデータを用いた所定の演算処理を実行することで、被測定試料による吸光度を波長毎に計算する。
【００２４】
データ処理部２０や制御部３０はパーソナルコンピュータを中心に構成することができ、パーソナルコンピュータにインストールした専用の制御・処理ソフトウエアを実行することにより、それぞれの機能を達成するようにすることができる。こうしたソフトウエアにより具現化される機能ブロックとして、データ処理部２０は、測定信号積算処理部２１、暗信号積算処理部２２、データメモリ２３、吸光度算出処理部２４などを備える。測定信号積算処理部２１は、試料側測定信号のデータ収集期間に得られるデータ、及び、参照側信号のデータ収集期間に得られるデータをそれぞれ積算し、その平均値をそれぞれ計算するものである。暗信号積算処理部２２は、試料側暗信号のデータ収集期間に得られるデータ、及び、参照側暗信号のデータ収集期間に得られるデータをそれぞれ積算し、その平均値をそれぞれ計算するものである。
【００２５】
次に、本実施例の分光光度計における特徴的な測定動作について、図２を用いて説明する。図２は、本実施例の分光光度計に使用されているセクタ鏡８のモード（ａ）、光検出器１７で得られる検出信号（ｂ）、各信号に対するデータ収集期間（ｃ）、及びデータ処理内容（ｄ））を示す模式的なタイミング図である。図２（ａ）〜（ｃ）は既に説明した図６（ａ）〜（ｃ）のタイミングと基本的に同じである。
【００２６】
セクタ鏡８が１／２回転する際の１サイクル分のモードとしては、図２（ａ）に示すように、通過（Ｓ）→遮光（ＤＳ）→反射（Ｒ）→遮光（ＤＲ）の順に切り替わる。その結果、光検出器１７で得られる検出信号には、図２（ｂ）に示すように、試料側測定信号、試料側暗信号、参照側測定信号、参照側暗信号、が順に現れる。この例では、セクタ鏡８の各セクタの回転方向の角度は等しいため、各信号に対するデータ収集期間も基本的には等しい。Ａ／Ｄ変換器１８で測定信号や暗信号をサンプリングする周期はセクタ鏡８の回転周期よりも遙かに短いため、１つのデータ収集期間中には多数のデータが発生する。
【００２７】
測定信号積算処理部２１は１サイクル中の１つのデータ収集期間に得られた複数のデータを積算し、そのデータ平均値を算出する。一方、暗信号積算処理部２２は、連続する３サイクル中のそれぞれ１つのデータ収集期間、つまり３つのデータ収集期間に得られた複数のデータを積算し、そのデータ平均値を算出する。
【００２８】
例えば図２（ａ）に示すＮ番目のサイクルにおいて、試料側測定信号のデータ収集期間Ｄｓにデータ処理部２０に入力された複数のデータは測定信号積算処理部２１に与えられ、測定信号積算処理部２１はこれらデータを積算するとともにその積算値をデータ点数で除して試料側信号データ平均値を算出し、これをデータメモリ２３に記憶する。また、同じＮ番目のサイクルにおいて参照側測定信号のデータ収集期間Ｄｒにデータ処理部２０に入力された複数のデータも測定信号積算処理部２１に与えられ、測定信号積算処理部２１はこれらデータを積算するとともにその積算値をデータ点数で除して参照側信号データ平均値を算出し、これをデータメモリ２３に記憶する。即ち、試料側信号データ平均値及び参照側信号データ平均値はそれぞれ１サイクルに得られるデータの平均値である。
【００２９】
一方、暗信号積算処理部２２は、連続する３サイクル、例えばＮ−１番目、Ｎ番目、Ｎ＋１番目の３つのサイクルのデータ収集期間Ｄｄｓにデータ処理部２０に入力された試料側暗信号に基づくデータを集め、これらデータを積算するとともにその積算値をデータ点数で除して試料側暗信号データ平均値を算出し、これをデータメモリ２３に記憶する。また、暗信号積算処理部２２は並行して、連続する３サイクル、例えばＮ−１番目、Ｎ番目、Ｎ＋１番目の３つのサイクルのデータ収集期間Ｄｄｒにデータ処理部２０に入力された参照側暗信号に基づくデータを集め、これらデータを積算するとともにその積算値をデータ点数で除して参照側暗信号データ平均値を算出し、これをデータメモリ２３に記憶する。暗信号積算処理部２２におけるデータ平均値の算出は各サイクル毎に行われるから、上記の次のサイクルでは、連続するＮ番目、Ｎ＋１番目、Ｎ＋２番目の３つのサイクルのデータ収集期間Ｄｄｓ、Ｄｄｒに得られたデータに基づく試料側暗信号データ平均値、参照側暗信号データ平均値が算出される。即ち、連続する３サイクルに対し１サイクル毎の単純移動平均の計算が行われる。もちろん、単純移動平均ではなく、例えば真中のサイクルのデータ値を前後のサイクルのデータ値よりも重視した重み付け移動平均処理などを行ってもよい。
【００３０】
リアルタイム処理を行う場合には、例えばＮ＋１番目のサイクルが終了すると、データメモリ２３には、Ｎ番目のサイクルに対する試料側信号データ平均値及び参照側信号データ平均値と、Ｎ番目のサイクルを中心としたその前後の３サイクルに対する試料側暗信号データ平均値及び参照側暗信号データ平均値とが揃う。これらデータ平均値が揃った段階で、吸光度算出処理部２４はそれら４種のデータ平均値を読み出してきて、試料側測定信号及び参照側測定信号から暗信号の影響を除去する演算を行い、さらにその結果から吸光度を計算する演算を実行する。
【００３１】
この実施例では、暗信号については積算時間が３倍になるため、試料側暗信号データ平均値及び参照側暗信号データ平均値のノイズは従来の１／√３に減る。試料側測定信号データ平均値や参照側測定信号データ平均値についてはノイズの低減効果はないものの、暗信号データ平均値のノイズが減ることで、試料側信号及び参照側信号から暗信号の影響を除去したときの信号のＳＮ比が従来よりも向上し、最終的に得られる吸光度の精度は従来よりも改善される。
【００３２】
上記のような複数のサイクル、つまり相対的に長い時間に亘るデータの積算を行う場合、その時間中に信号が変化すると正確なデータ平均値を算出できなくなる。前述のように暗信号は理想的には一定値であり、実際には変化があるもののその主要因は温度などの環境変化に伴うドリフトであるため変化の速度はかなり遅い。そのため、或る程度長い時間に亘るデータの積算を実行しても平均値の正確さは損なわれず、ノイズ低減の利点が発揮される。一方、試料側測定信号や参照側測定信号は波長走査に伴って変化するから、長い時間に亘るデータの積算には適さない。そこで、データの積算対象の時間を或る程度短く、上記実施例では１サイクルに限定することで、正確なデータ平均値を得ることができる。
【００３３】
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例の分光光度計について、図３、図４により説明する。第２実施例の分光光度計の基本構成は第１実施例と同じであるので説明を省略する。但し、セクタ鏡としては図３に示す構造のセクタ鏡８０が用いられる。
【００３４】
図３に示すように、このセクタ鏡８０は、軸８１の周りに、反射鏡８２、開口部８３、遮光部８４が、交互に設けられている点は図５に示したセクタ鏡８と同じであるが、回転方向の各セクタの占める角度が相違する。即ち、遮光部８４の占める角度は小さくなっており、その分、反射鏡８２と開口部８３が占める角度が広げられている。セクタ鏡８０が回転駆動される速度は第１実施例と同様に一定（例えば電源周波数５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）である。そのため、セクタ鏡８０が１／２回転する際の１サイクル分のモードとしては、図４（ａ）に示すように、通過（Ｓ）→遮光（ＤＳ）→反射（Ｒ）→遮光（ＤＲ）の順に切り替わるが、それぞれの期間は通過（Ｓ）及び反射（Ｒ）は長く、遮光（ＤＳ、Ｄｒ）は短くなる。これに伴い、各信号に対するデータ収集期間も図４（ｃ）に示すように、試料側測定信号と参照側測定信号のデータ収集期間は長く、試料側暗信号と参照側暗信号のデータ収集期間は短くなる。
【００３５】
セクタ鏡８０の回転速度が第１実施例と同じであれば、１サイクルの期間も第１実施例と同じである。したがって、試料側測定信号と参照側測定信号のデータ収集期間は長くなった分だけ、その期間中にデータ処理部２０に入力される測定信号データの数は多くなる。これは積算時間が長くなったことと同じであり、試料側測定信号データ平均値及び参照側測定信号データ平均値のノイズレベルは第１実施例よりも低下する。一方、１サイクル期間中にデータ処理部２０に入力される暗信号データの数は少なくなる（つまり１サイクル当たりの積算時間は短くなる）が、積算対象のサイクルの数を増やす（この例では連続５サイクル）ことでその減少を補うことができる。したがって、この第２実施例の分光光度計によれば、第１実施例の分光光度計よりもさらに全体のノイズレベルを低減し、高精度な吸光度の算出が可能となる。
【００３６】
なお、数十Ｈｚ程度の速度でセクタ鏡を回転駆動する場合には、回転速度を一定に保つのが一般的であり、図４（ｃ）に示したようにデータ収集期間の長さを変えるには、セクタ鏡の各セクタの占める角度を調整するのが最も容易で実用的である。但し、例えば高速動作可能なステッピングモータなどを用い、間欠的にセクタ鏡８を回転駆動することが可能である場合には、間欠駆動の停止時間を変えることにより、図４（ｃ）に示したようにデータ収集期間の長さを変えることが可能である。
【００３７】
また上記実施例では、セクタ鏡８の回転周期よりも遥かに短い周期でＡ／Ｄ変換器１８によりデータをサンプリングし、得られたデータに対してデジタル的な数値計算を行うことでノイズ低減を図る場合について説明したが、光検出器１７で得られた検出信号を積分するコンデンサと該コンデンサに検出信号を与える時間を調整するスイッチとを含むアナログ回路を備え、そのスイッチの切替タイミングによって暗信号の処理サイクルを長くするような構成にも、本発明を適用できることは当然である。
【００３８】
また、上記実施例は本発明の一例であり、上記の記載以外に、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。
【符号の説明】
【００３９】
１…光源
２…入口スリット
３…回折格子
４…出口スリット
５…ステッピングモータ
６…分光器
８、８０…セクタ鏡
８１…軸
８２…反射鏡
８３…開口部
８４…遮光部
９…モータ
１０、１１、１４、１５…反射鏡
１２…参照試料
１３…被測定試料
１７…光検出器
１８…Ａ／Ｄ変換器
２０…データ処理部
２１…測定信号積算処理部
２２…暗信号積算処理部
２３…データメモリ
２４…吸光度算出処理部
３０…制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は分光光度計に関し、さらに詳しくは、回転セクタ鏡などにより測定光を２方向へ振り分けるダブルビーム方式の分光光度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
分光光度計には、その光路の構成によってダブルビーム方式とシングルビーム方式とがある。ダブルビーム方式は、吸光度を算出する過程で原理的に光源の光量変動による影響を相殺することが可能であるため、分析精度の点でシングルビーム方式よりも有利である。
【０００３】
ダブルビーム方式の分光光度計として、分光器（モノクロメータ）により取り出された単色光を回転セクタ鏡を用いて試料側光束と参照側光束とに振り分ける構成のものがよく知られている。例えば特許文献１などに開示された分光光度計では、単色光は一定速度で回転駆動されるセクタ鏡により試料側光束と参照側光束とに交互に振り分けられ、試料側光束は被測定試料に照射され、参照側光束は被測定成分を含まない例えば溶媒のみの参照試料に照射される。そうして、被測定試料を透過した光と参照試料を透過した光とは１つの光検出器に対し交互に導入され、各透過光に対応した信号が検出される。また、光が光検出器に入射しない状態での暗電流などによる暗信号を測定するために、光を遮蔽する遮光部がセクタ鏡に一体に設けられている。
【０００４】
図５は上述したようなダブルビーム方式分光光度計に用いられる一般的なセクタ鏡の平面図である。このセクタ鏡８において、軸８１の周りには反射鏡８２、開口部８３、遮光部８４が、交互に設けられている。いま、分光器から取り出された単色光の光束が図５中に点線で示す位置Ｌに来るようにセクタ鏡８が設置されているとすると、セクタ鏡８が１回転する間に、光束の位置Ｌには、開口部８３→遮光部８４→反射鏡８２→遮光部８４→開口部８３→遮光部８４→反射鏡８２→遮光部８４が順に来る。即ち、セクタ鏡８のモードとしては、図６（ａ）に示すように、通過（Ｓ）→遮光（Ｄｓ）→反射（Ｒ）→遮光（Ｄｒ）→通過（Ｓ）→遮光（Ｄｓ）→反射（Ｒ）→遮光（Ｄｒ）の順に切り替わる。通過（Ｓ）の期間には被測定試料に試料側光束が照射され、反射（Ｒ）の期間には参照試料に参照側光束が照射される。また、遮光（Ｄｓ、Ｄｒ）の期間には光検出器へ光が入射しない。その結果、光検出器において、通過（Ｓ）の期間には試料側信号が、反射（Ｒ）の期間には参照側信号が、遮光（Ｄｓ、Ｄｒ）の期間には暗信号が、時分割で得られる。
【０００５】
この検出信号の変化の一例を図６（ｂ）に示す。通常、セクタ鏡８が回転する際に各セクタの切り替わりの前後で信号は大きく変化するが、光検出器やその後段の電気回路の周波数応答の制約などのために、信号の変化は図示するように立ち上がり、立ち下がりに鈍りが生じたものとなる。この検出信号はＡ／Ｄ変換器において所定のサンプリング周期でサンプリングされてデジタル値に変換されるが、上述のように信号が静定していない範囲では正確なデータを得ることができないため、実際には図６（ｃ）に示した期間にデータを収集する。即ち、図６（ｃ）において、Ｄｓは試料側信号データの収集期間、Ｄｒは参照側信号データの収集期間、Ｄｄｓは試料側暗信号データの収集期間、Ｄｄｒは参照側暗信号データの収集期間、である。なお、試料側光束と参照側光束とを１個の光検出器に導入するシングルディテクタ構成の場合には、試料側暗信号と参照側暗信号とは実質的に区別はない。一方、試料側光束と参照側光束とをそれぞれ別の光検出器に導入するダブルディテクタ構成の場合には、試料側暗信号と参照側暗信号とは区別される。
【０００６】
一般にセクタ鏡の回転速度は数十Ｈｚ程度（例えば電源周波数）であり、それに比べてデータのサンプリング周期は格段に短いため、上記のような各データ収集期間にはそれぞれ多数のデータが得られ、これを積算処理（平均化処理）することでノイズの低減を図っている。信号に重畳しているノイズは積算時間（デジタルデータの場合には積算するデータ個数）の平方根に反比例し、ノイズを下げるには積算時間を延ばすことが有効である。セクタ鏡の回転速度を下げることによりデータ収集期間をそれぞれ延ばして積算時間を長くすることが可能であるものの、そうすると１サイクルの時間が長くなり、例えば所定の波長範囲に亘る波長走査を行う場合にその走査時間も同様の割合で長くする必要がある。その結果、測定所要時間が長くなり、スループットが低下するおそれがある。また、回路上でアナログデータの積算処理を行う場合であっても、セクタ鏡の回転速度を下げることによりデータ収集期間をそれぞれ延ばして積算時間を長くすると、同様の問題が生じることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３５６０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、測定所要時間を長くすることなしに光検出器で得られる信号に重畳しているノイズを低減し、ＳＮ比を改善することができる分光光度計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来一般的に、試料側測定信号、参照側測定信号、試料側暗信号、参照側暗信号のそれぞれの積算（又はそれに代わるノイズ低減のための演算処理）は同じサイクル内でのみ行われていた。これは、試料側測定信号や参照側測定信号は時間経過に伴い変化する（例えば波長走査を行う場合には、波長の変化に伴い通常、測光値は変化する）ため、複数サイクルに跨る積算を行うと波形が鈍ってしまい、例えば波長分解能が下がるからである。しかしながら、暗信号は理想的には一定値であり、変化があるとしても温度などの周囲環境などの変動に伴うドリフトが主要因であるため、その変化の速度はかなり緩慢であると考えられる。そこで、少なくとも暗信号については、複数サイクルに跨る積算を行うことが可能である筈である。本願発明者はこうした点に着目し、本願発明に想到した。
【００１０】
即ち、上記課題を解決するために成された本発明は、測定光を試料側光路と参照側光路とに交互に振り分けるとともにその交互の振り分けの１サイクル中の一部期間で測定光を遮蔽する光路切替手段と、前記試料側光路中に配設された被測定試料を通過した光と前記参照側光路中に配設された参照試料を通過した光とを検出する光検出器と、を具備するダブルビーム方式の分光光度計において、
a)試料側光束に対して得られる試料側測定信号及び参照側光束に対して得られる参照側測定信号をそれぞれノイズ低減処理するサイクルよりも長いサイクルに亘って、測定光が遮蔽された期間に得られる暗信号をノイズ低減処理するノイズ低減処理手段と、
b)異なるサイクルに亘りノイズ低減処理された、試料側測定信号と暗信号、及び、参照側測定信号と暗信号、によりそれぞれ暗信号の影響を除去し、被測定試料による吸収を求める吸光演算手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１１】
上記ノイズ低減処理とは例えば、積算処理や平均化処理、ＦＩＲやＩＩＲなどのデジタルフィルタ処理、或いは、回路上で積算（積分）などを行うアナログフィルタ処理が考えられる。
【００１２】
上記光路切替手段としては、反射鏡、開口部、及び遮蔽部のいずれかが測定光路上に来るように一定速度で回転駆動されるセクタ鏡を用いることができる。例えば、セクタ鏡の開口部が測定光路上に来たときに測定光が試料側光路へ送られ、反射鏡が測定光路上に来たときに測定光が参照側光路へ送られ、遮蔽部が測定光路上に来たときに光検出器への光の入射がなくなる。なお、遮蔽部は試料側と参照側とに分けるようにしてもよいし、試料側と参照側とで共通でもよい。
【００１３】
ノイズ低減処理手段は、試料側光束に対して光検出器により得られる試料側測定信号、及び、参照側光束に対して光検出器により得られる参照側測定信号をそれぞれ１サイクル内で例えば積算等のノイズ低減処理し、遮蔽部が測定光路上に来て光検出器への光の入射がない状態のときに光検出器により得られる暗信号については複数サイクルに亘る積算等のノイズ低減処理を行う。暗信号のノイズ低減処理期間が長くなることで暗信号のノイズレベルは減少するため、それに伴い、ノイズ低減処理された試料側測定信号、参照側測定信号、及び暗信号により求まる信号（スペクトルデータ）のノイズも下がる。それにより、従来よりも精度の高い吸収スペクトルを求めることが可能となる。
【００１４】
本発明に係る分光光度計の好ましい一実施態様として、１サイクル中で試料側測定信号及び参照側測定信号の取得期間をそれぞれ暗信号の取得期間よりも長くする構成とするとよい。
【００１５】
前述のように光路切替手段がセクタ鏡である場合、上記実施態様は、セクタ鏡の反射鏡及び開口部の回転方向に占める角度を遮蔽部の回転方向に占める角度よりも大きくすることで実現することができる。もちろん、例えばステッピングモータなどによりステップ的にセクタ鏡を回転駆動する場合であって、そのステップ的な回転が高速に行える場合には、その回転制御によって、１サイクル中の各信号の取得期間の長さを適宜に調整することができる。
【００１６】
上記実施態様に係る分光光度計によれば、１サイクルの期間を従来と同じに保ったままで、試料側測定信号の取得期間及び参照側測定信号の取得期間をそれぞれ従来よりも長くすることができる。それによって、試料側測定信号及び参照側測定信号の積算等のノイズ低減処理時間が長くなり、それら信号に重畳しているノイズを低減することができる。試料側測定信号及び参照側測定信号の取得期間をそれぞれ延ばすことで、逆に暗信号の取得期間は短くなるが、暗信号については上述のように複数サイクルに跨るノイズ低減処理を行うことでノイズを低減することが可能である。これにより、全体としてノイズを一層低下させ、良好なＳＮ比を持つ信号に基づいて高精度な吸収スペクトルを算出することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る分光光度計によれば、従来と比較して測定所要時間を延ばすことなく測定信号や暗信号に重畳しているノイズを低減し、吸光度などの測定値の精度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例による分光光度計の要部の構成図。
【図２】第１実施例の分光光度計におけるデータ処理を説明するためのタイミング図。
【図３】本発明の第２実施例による分光光度計に使用されるセクタ鏡の平面図。
【図４】第２実施例の分光光度計におけるデータ処理を説明するためのタイミング図。
【図５】従来の一般的なセクタ鏡の平面図。
【図６】一般的な分光光度計におけるセクタ鏡の切替モードとデータ収集期間とを示すタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施例］
以下、本発明に係る分光光度計の一実施例（第１実施例）を図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施例によるダブルビーム方式分光光度計の要部の構成図である。
【００２０】
図１において、光源１から発した光は、入口スリット２、回折格子３、出口スリット４、及びステッピングモータ５を含む分光器６に導入され、分光器６から所定の波長の単色光が取り出される。ステッピングモータ５は、入口スリット２を通過した入射光に対し回折格子３の角度を変えることにより、出口スリット４を介して取り出される単色光の波長を変化させる。取り出された単色光つまり測定光は、モータ９により一定速度で回転駆動されるセクタ鏡８によって、２つの反射鏡１０、１１の方向に交互に送られる。
【００２１】
セクタ鏡８は既に説明した図５に示した構造を有する。セクタ鏡８の回転に伴い、分光器６からの単色光の照射位置に開口部８３が来たときには、単色光は開口部８３を抜けて反射鏡１１に当たり、試料側光束Ｌｓとなって被測定試料１３に照射される。一方、単色光の照射位置に反射鏡８２が来たときには、単色光はその反射鏡８２で反射された後に反射鏡１０に当たり、参照側光束Ｌｒとなって参照試料１２に照射される。また、単色光の照射位置に遮光部８４が来たときには、試料側光束Ｌｓ、参照側光束Ｌｒのいずれも送られない。例えば、被測定試料１３は試料セルに被測定試料溶液が充填されたもの、参照試料１２は同じ試料セルに溶媒のみが充填されたものである。図５に示したように、セクタ鏡８は、開口部８３、反射鏡８２、遮光部８４を軸８１の周りに４５°の回転角度ずつ有する。したがって、１サイクル（１／２回転期間）中で、被測定試料１３と参照試料１２とに光が照射される期間は等しく、その間で光が遮蔽される期間も等しい。
【００２２】
参照試料１２を通過した参照側光束Ｌｒは反射鏡１４で反射され、被測定試料１３を通過した試料側光束Ｌｓは反射鏡１５、１６で反射され、いずれも光検出器１７に導入される。光検出器１７はその種類を問わず、波長帯域に応じて、光電子増倍管、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＰｂＳ等の半導体検出器など、適宜の検出器を用いることができる。もちろん、波長に応じて複数の光検出器を切り替えるようにしてもよい。
【００２３】
光検出器１７による検出信号は図示しない増幅器などで増幅された後に、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１８に入力され、所定のサンプリング周期でサンプリングされてデジタル値に変換される。これにより、光検出器１７に入射した光の強度に対応したデータが得られ、これがデータ処理部２０に入力される。データ処理部２０は、モータ５、９などを制御する制御部３０からの制御信号に基づいて、必要なデータを取捨選択するとともに分類して保存し、さらにはそのデータを用いた所定の演算処理を実行することで、被測定試料による吸光度を波長毎に計算する。
【００２４】
データ処理部２０や制御部３０はパーソナルコンピュータを中心に構成することができ、パーソナルコンピュータにインストールした専用の制御・処理ソフトウエアを実行することにより、それぞれの機能を達成するようにすることができる。こうしたソフトウエアにより具現化される機能ブロックとして、データ処理部２０は、測定信号積算処理部２１、暗信号積算処理部２２、データメモリ２３、吸光度算出処理部２４などを備える。測定信号積算処理部２１は、試料側測定信号のデータ収集期間に得られるデータ、及び、参照側信号のデータ収集期間に得られるデータをそれぞれ積算し、その平均値をそれぞれ計算するものである。暗信号積算処理部２２は、試料側暗信号のデータ収集期間に得られるデータ、及び、参照側暗信号のデータ収集期間に得られるデータをそれぞれ積算し、その平均値をそれぞれ計算するものである。
【００２５】
次に、本実施例の分光光度計における特徴的な測定動作について、図２を用いて説明する。図２は、本実施例の分光光度計に使用されているセクタ鏡８のモード（ａ）、光検出器１７で得られる検出信号（ｂ）、各信号に対するデータ収集期間（ｃ）、及びデータ処理内容（ｄ））を示す模式的なタイミング図である。図２（ａ）〜（ｃ）は既に説明した図６（ａ）〜（ｃ）のタイミングと基本的に同じである。
【００２６】
セクタ鏡８が１／２回転する際の１サイクル分のモードとしては、図２（ａ）に示すように、通過（Ｓ）→遮光（ＤＳ）→反射（Ｒ）→遮光（ＤＲ）の順に切り替わる。その結果、光検出器１７で得られる検出信号には、図２（ｂ）に示すように、試料側測定信号、試料側暗信号、参照側測定信号、参照側暗信号、が順に現れる。この例では、セクタ鏡８の各セクタの回転方向の角度は等しいため、各信号に対するデータ収集期間も基本的には等しい。Ａ／Ｄ変換器１８で測定信号や暗信号をサンプリングする周期はセクタ鏡８の回転周期よりも遙かに短いため、１つのデータ収集期間中には多数のデータが発生する。
【００２７】
測定信号積算処理部２１は１サイクル中の１つのデータ収集期間に得られた複数のデータを積算し、そのデータ平均値を算出する。一方、暗信号積算処理部２２は、連続する３サイクル中のそれぞれ１つのデータ収集期間、つまり３つのデータ収集期間に得られた複数のデータを積算し、そのデータ平均値を算出する。
【００２８】
例えば図２（ａ）に示すＮ番目のサイクルにおいて、試料側測定信号のデータ収集期間Ｄｓにデータ処理部２０に入力された複数のデータは測定信号積算処理部２１に与えられ、測定信号積算処理部２１はこれらデータを積算するとともにその積算値をデータ点数で除して試料側信号データ平均値を算出し、これをデータメモリ２３に記憶する。また、同じＮ番目のサイクルにおいて参照側測定信号のデータ収集期間Ｄｒにデータ処理部２０に入力された複数のデータも測定信号積算処理部２１に与えられ、測定信号積算処理部２１はこれらデータを積算するとともにその積算値をデータ点数で除して参照側信号データ平均値を算出し、これをデータメモリ２３に記憶する。即ち、試料側信号データ平均値及び参照側信号データ平均値はそれぞれ１サイクルに得られるデータの平均値である。
【００２９】
一方、暗信号積算処理部２２は、連続する３サイクル、例えばＮ−１番目、Ｎ番目、Ｎ＋１番目の３つのサイクルのデータ収集期間Ｄｄｓにデータ処理部２０に入力された試料側暗信号に基づくデータを集め、これらデータを積算するとともにその積算値をデータ点数で除して試料側暗信号データ平均値を算出し、これをデータメモリ２３に記憶する。また、暗信号積算処理部２２は並行して、連続する３サイクル、例えばＮ−１番目、Ｎ番目、Ｎ＋１番目の３つのサイクルのデータ収集期間Ｄｄｒにデータ処理部２０に入力された参照側暗信号に基づくデータを集め、これらデータを積算するとともにその積算値をデータ点数で除して参照側暗信号データ平均値を算出し、これをデータメモリ２３に記憶する。暗信号積算処理部２２におけるデータ平均値の算出は各サイクル毎に行われるから、上記の次のサイクルでは、連続するＮ番目、Ｎ＋１番目、Ｎ＋２番目の３つのサイクルのデータ収集期間Ｄｄｓ、Ｄｄｒに得られたデータに基づく試料側暗信号データ平均値、参照側暗信号データ平均値が算出される。即ち、連続する３サイクルに対し１サイクル毎の単純移動平均の計算が行われる。もちろん、単純移動平均ではなく、例えば真中のサイクルのデータ値を前後のサイクルのデータ値よりも重視した重み付け移動平均処理などを行ってもよい。
【００３０】
リアルタイム処理を行う場合には、例えばＮ＋１番目のサイクルが終了すると、データメモリ２３には、Ｎ番目のサイクルに対する試料側信号データ平均値及び参照側信号データ平均値と、Ｎ番目のサイクルを中心としたその前後の３サイクルに対する試料側暗信号データ平均値及び参照側暗信号データ平均値とが揃う。これらデータ平均値が揃った段階で、吸光度算出処理部２４はそれら４種のデータ平均値を読み出してきて、試料側測定信号及び参照側測定信号から暗信号の影響を除去する演算を行い、さらにその結果から吸光度を計算する演算を実行する。
【００３１】
この実施例では、暗信号については積算時間が３倍になるため、試料側暗信号データ平均値及び参照側暗信号データ平均値のノイズは従来の１／√３に減る。試料側測定信号データ平均値や参照側測定信号データ平均値についてはノイズの低減効果はないものの、暗信号データ平均値のノイズが減ることで、試料側信号及び参照側信号から暗信号の影響を除去したときの信号のＳＮ比が従来よりも向上し、最終的に得られる吸光度の精度は従来よりも改善される。
【００３２】
上記のような複数のサイクル、つまり相対的に長い時間に亘るデータの積算を行う場合、その時間中に信号が変化すると正確なデータ平均値を算出できなくなる。前述のように暗信号は理想的には一定値であり、実際には変化があるもののその主要因は温度などの環境変化に伴うドリフトであるため変化の速度はかなり遅い。そのため、或る程度長い時間に亘るデータの積算を実行しても平均値の正確さは損なわれず、ノイズ低減の利点が発揮される。一方、試料側測定信号や参照側測定信号は波長走査に伴って変化するから、長い時間に亘るデータの積算には適さない。そこで、データの積算対象の時間を或る程度短く、上記実施例では１サイクルに限定することで、正確なデータ平均値を得ることができる。
【００３３】
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例の分光光度計について、図３、図４により説明する。第２実施例の分光光度計の基本構成は第１実施例と同じであるので説明を省略する。但し、セクタ鏡としては図３に示す構造のセクタ鏡８０が用いられる。
【００３４】
図３に示すように、このセクタ鏡８０は、軸８１の周りに、反射鏡８２、開口部８３、遮光部８４が、交互に設けられている点は図５に示したセクタ鏡８と同じであるが、回転方向の各セクタの占める角度が相違する。即ち、遮光部８４の占める角度は小さくなっており、その分、反射鏡８２と開口部８３が占める角度が広げられている。セクタ鏡８０が回転駆動される速度は第１実施例と同様に一定（例えば電源周波数５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）である。そのため、セクタ鏡８０が１／２回転する際の１サイクル分のモードとしては、図４（ａ）に示すように、通過（Ｓ）→遮光（ＤＳ）→反射（Ｒ）→遮光（ＤＲ）の順に切り替わるが、それぞれの期間は通過（Ｓ）及び反射（Ｒ）は長く、遮光（ＤＳ、Ｄｒ）は短くなる。これに伴い、各信号に対するデータ収集期間も図４（ｃ）に示すように、試料側測定信号と参照側測定信号のデータ収集期間は長く、試料側暗信号と参照側暗信号のデータ収集期間は短くなる。
【００３５】
セクタ鏡８０の回転速度が第１実施例と同じであれば、１サイクルの期間も第１実施例と同じである。したがって、試料側測定信号と参照側測定信号のデータ収集期間は長くなった分だけ、その期間中にデータ処理部２０に入力される測定信号データの数は多くなる。これは積算時間が長くなったことと同じであり、試料側測定信号データ平均値及び参照側測定信号データ平均値のノイズレベルは第１実施例よりも低下する。一方、１サイクル期間中にデータ処理部２０に入力される暗信号データの数は少なくなる（つまり１サイクル当たりの積算時間は短くなる）が、積算対象のサイクルの数を増やす（この例では連続５サイクル）ことでその減少を補うことができる。したがって、この第２実施例の分光光度計によれば、第１実施例の分光光度計よりもさらに全体のノイズレベルを低減し、高精度な吸光度の算出が可能となる。
【００３６】
なお、数十Ｈｚ程度の速度でセクタ鏡を回転駆動する場合には、回転速度を一定に保つのが一般的であり、図４（ｃ）に示したようにデータ収集期間の長さを変えるには、セクタ鏡の各セクタの占める角度を調整するのが最も容易で実用的である。但し、例えば高速動作可能なステッピングモータなどを用い、間欠的にセクタ鏡８を回転駆動することが可能である場合には、間欠駆動の停止時間を変えることにより、図４（ｃ）に示したようにデータ収集期間の長さを変えることが可能である。
【００３７】
また上記実施例では、セクタ鏡８の回転周期よりも遥かに短い周期でＡ／Ｄ変換器１８によりデータをサンプリングし、得られたデータに対してデジタル的な数値計算を行うことでノイズ低減を図る場合について説明したが、光検出器１７で得られた検出信号を積分するコンデンサと該コンデンサに検出信号を与える時間を調整するスイッチとを含むアナログ回路を備え、そのスイッチの切替タイミングによって暗信号の処理サイクルを長くするような構成にも、本発明を適用できることは当然である。
【００３８】
また、上記実施例は本発明の一例であり、上記の記載以外に、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。
【符号の説明】
【００３９】
１…光源
２…入口スリット
３…回折格子
４…出口スリット
５…ステッピングモータ
６…分光器
８、８０…セクタ鏡
８１…軸
８２…反射鏡
８３…開口部
８４…遮光部
９…モータ
１０、１１、１４、１５…反射鏡
１２…参照試料
１３…被測定試料
１７…光検出器
１８…Ａ／Ｄ変換器
２０…データ処理部
２１…測定信号積算処理部
２２…暗信号積算処理部
２３…データメモリ
２４…吸光度算出処理部
３０…制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光を試料側光路と参照側光路とに交互に振り分けるとともにその交互の振り分けの１サイクル中の一部期間で測定光を遮蔽する光路切替手段と、前記試料側光路中に配設された被測定試料を通過した光と前記参照側光路中に配設された参照試料を通過した光とを検出する光検出器と、を具備するダブルビーム方式の分光光度計において、
a)試料側光束に対して得られる試料側測定信号及び参照側光束に対して得られる参照側測定信号をそれぞれノイズ低減処理するサイクルよりも長いサイクルに亘って、測定光が遮蔽された期間に得られる暗信号をノイズ低減処理するノイズ低減処理手段と、
b)異なるサイクルに亘りノイズ低減処理された、試料側測定信号と暗信号、及び、参照側測定信号と暗信号、によりそれぞれ暗信号の影響を除去し、被測定試料による吸収を求める吸光演算手段と、
を備えることを特徴とする分光光度計。
【請求項２】
請求項１に記載の分光光度計であって、
１サイクル中で試料側測定信号及び参照側測定信号の取得期間をそれぞれ暗信号の取得期間よりも長くすることを特徴とする分光光度計。
【請求項３】
請求項２に記載の分光光度計であって、
前記光路切替手段は反射鏡、開口部、及び遮蔽部のいずれかが測定光路上に来るように一定速度で回転駆動されるセクタ鏡であり、該セクタ鏡は、反射鏡及び開口部の回転方向に占める角度が遮蔽部の回転方向に占める角度よりも大きいことを特徴とする分光光度計。
【請求項１】
測定光を試料側光路と参照側光路とに交互に振り分けるとともにその交互の振り分けの１サイクル中の一部期間で測定光を遮蔽する光路切替手段と、前記試料側光路中に配設された被測定試料を通過した光と前記参照側光路中に配設された参照試料を通過した光とを検出する光検出器と、を具備するダブルビーム方式の分光光度計において、
a)試料側光束に対して得られる試料側測定信号及び参照側光束に対して得られる参照側測定信号をそれぞれノイズ低減処理するサイクルよりも長いサイクルに亘って、測定光が遮蔽された期間に得られる暗信号をノイズ低減処理するノイズ低減処理手段と、
b)異なるサイクルに亘りノイズ低減処理された、試料側測定信号と暗信号、及び、参照側測定信号と暗信号、によりそれぞれ暗信号の影響を除去し、被測定試料による吸収を求める吸光演算手段と、
を備えることを特徴とする分光光度計。
【請求項２】
請求項１に記載の分光光度計であって、
１サイクル中で試料側測定信号及び参照側測定信号の取得期間をそれぞれ暗信号の取得期間よりも長くすることを特徴とする分光光度計。
【請求項３】
請求項２に記載の分光光度計であって、
前記光路切替手段は反射鏡、開口部、及び遮蔽部のいずれかが測定光路上に来るように一定速度で回転駆動されるセクタ鏡であり、該セクタ鏡は、反射鏡及び開口部の回転方向に占める角度が遮蔽部の回転方向に占める角度よりも大きいことを特徴とする分光光度計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１５６６５５（Ｐ２０１０−１５６６５５Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６１（Ｐ２００９−２６１）
【出願日】平成２１年１月５日（２００９．１．５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月５日（２００９．１．５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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