(57)【要約】【課題】試料に含まれる複数成分のばらつきや温度等の環境因子の擾乱を除外でき、測定対象の成分濃度を高精度に同定することを可能にする成分濃度分析装置及び成分濃度分析方法を提供することを目的とする。【解決手段】本成分濃度分析装置は、波長可変な２つの光を逆位相の同一周波数の信号でそれぞれ強度変調して混合した混合光を生成し、前記混合光を試料に照射して前記試料から発生する音波を検出し、前記音波から前記２つの光毎のスペクトルデータを取得する光音響信号検出手段１１と、光音響信号検出手段１１が取得した前記２つの光毎のスペクトルデータの差分を計算し、前記試料に含まれる測定対象成分の濃度を測定する演算手段１２と、を備える。【選択図】図６
2010243261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長可変な２つの光を逆位相の同一周波数の信号でそれぞれ強度変調して混合した混合光を生成し、前記２つの光の波長を掃引しながら前記混合光を試料に照射して前記試料から発生する音波を検出し、前記音波から前記２つの光毎のスペクトルデータを取得する光音響信号検出手段と、
前記光音響信号検出手段が取得した前記２つの光毎のスペクトルデータの差分を計算し、前記試料に含まれる測定対象成分の濃度を測定する演算手段と、
を備える成分濃度分析装置。
【請求項２】
前記光音響信号検出手段は、
前記２つの光のうち一方の光による水の吸光度と前記２つの光のうち他方の光による水の吸光度とが等しい状態を保ちつつ、前記２つの光の波長を掃引することを特徴とする請求項１に記載の成分濃度分析装置。
【請求項３】
前記演算手段は、
前記スペクトルデータの差分を波長について一次微分することを特徴とする請求項１又は２に記載の成分濃度分析装置。
【請求項４】
波長可変な２つの光を逆位相の同一周波数の信号でそれぞれ強度変調して混合した混合光を生成し、前記２つの光の波長を掃引しながら前記混合光を試料に照射して前記試料から発生する音波を検出し、前記音波から前記２つの光毎のスペクトルデータを取得する光音響信号検出手順と、
前記光音響信号検出手順で取得した前記２つの光毎のスペクトルデータの差分を計算し、前記試料に含まれる測定対象成分の濃度を測定する演算手順と、
を備える成分濃度測定方法。
【請求項５】
前記光音響信号検出手順で、
前記２つの光のうち一方の光による水の吸光度と前記２つの光のうち他方の光による水の吸光度とが等しい状態を保ちつつ、前記２つの光の波長を掃引することを特徴とする請求項４に記載の成分濃度分析方法。
【請求項６】
前記演算手順で、
前記スペクトルデータの差分を波長について一次微分することを特徴とする請求項４又は５に記載の成分濃度分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の成分濃度を光音響法で測定する成分濃度分析装置及び成分濃度分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高齢化が進み、成人病の患者数の増大に対する対応が大きな社会的な課題になりつつある。血糖値などの検査においては血液の採取が必要なために患者にとって大きな負担となるので、血液を採取しない非侵襲な成分濃度分析装置が注目されている。現在までに開発された非侵襲な成分濃度分析装置としては、皮膚内に電磁波を照射し、測定対象とする血液成分、例えば、血糖値の場合はグルコース分子に吸収され、局所的に加熱して熱膨張を起こして生体内から発生する音波を観測する、光音響法が注目されている。なお、光パルスの光音響励起にとって発生する音圧は試料に吸収される光の量である吸光度に比例することが知られている。
【０００３】
従来の光音響装置の光源には、パルス、および連続波（ＣＷ）が用いられる。図１は光パルスを電磁波として用いた従来の成分濃度分析装置である（例えば、非特許文献１を参照。）。本例では試料として血液成分の血糖、すなわちグルコースを測定対象としている。図１において、駆動回路６０４はパルス状の励起電流をパルス光源６１７に供給し、パルス光源６１７はサブマイクロ秒の持続時間を有する光パルスを発生し、発生した光パルスは試料６１０に照射される。光パルスは試料６１０の内部にパルス状の光音響信号と呼ばれる音波を発生させ、発生した音波は音波検出器６１３により検出され、さらに音圧に比例した電気信号に変換される。電気信号は増幅器６１５で増幅され波形観測器６２１で平均化され、記録器６３０に電気信号のピーク振幅を記録する。異なる濃度におけるピーク振幅を計測した検量線から、試料６１０の成分濃度を測定する。
【０００４】
水の吸光度は温度によって変化することが知られている。水を含む試料の温度が変わると吸光度が変わるため、光音響励起で生じる音圧が変わることになる。このため、測定対象の濃度とピーク振幅の関係である検量線の切片がシフトする可能性があり、成分濃度算定の誤差が生じることが課題であった。
【０００５】
上記課題を解決するために、複数波長を用いることが容易なＣＷ法における２波長差分方式の成分濃度分析装置も知られている（例えば、特許文献１を参照。）。図２はＣＷ法を用いた従来の成分濃度分析装置である。第１の光源６０１は、駆動回路６０４により、発振器６０３に同期して強度変調されている。一方、第２の光源６０２は、駆動回路６０４により、発振器６０３に同期して強度変調されている。更に、第２の光源６０２の駆動回路６０４には、発振器６０３の出力が遅延調整器６０５を介して給電される。その結果、第２の光源６０２は、第１の光源６０１に対して、位相（周波数）が、逆相に変調されるように構成されている。第１の光源６０１及び第２の光源６０２の出力光は、光合波器６１６により重畳され、１本の光束として、試料６１０に照射される。試料６１０内で発生された光音響信号は、音波検出器６１３により検出され、音圧に比例した電気信号に変換される。電気信号の振幅が、発振器６０３に同期した波形観測器６２１によって計測され、記録器６３０に記録される。図２の成分濃度分析装置は、２つの波長の測定結果について差分をとることで水の温度変動による音圧変動を相殺することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｋ．Ｍ．Ｑｕａｎ，  Ｇ．Ｂ．Ｃｈｒｉｓｔｉｓｏｎ，  Ｈ．Ａ．ＭａｃＫｅｎｚｉｅ  ａｎｄ  Ｐ．Ｈｏｄｇｓｏｎ，  “Ｇｌｕｃｏｓｅ  ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｂｙ  ａ  ｐｕｌｓｅｄ  ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ：  ａｎ  ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  ｓｔｕｄｙ  ｕｓｉｎｇａ  ｇｅｌａｔｉｎ−ｂａｓｅｄ  ｔｉｓｓｕｅ  ｐｈａｎｔｏｍ，”  Ｐｈｙｓ．Ｍｅｄ．Ｂｉｏｌ．，３８（１９９３），ｐｐ１９１１−１９２２．
【特許文献１】特開２００６−３２６２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
水の吸光度スペクトルは温度によって変化することが知られている。このため、図２の成分濃度分析装置の２つの固定波長の測定結果を差分した差分信号には温度依存性があることが明らかである。従って、図２の成分濃度分析装置は、温度変動による検量線の切片シフトで発生する成分濃度測定の誤差を解消することが課題であった。
【０００８】
さらに、水と測定対象成分以外の複数の成分が試料に含まれる場合、２つの固定波長では測定対象成分以外の複数の成分のばらつきが測定対象成分の濃度の精度に影響するという課題もある。
【０００９】
上記のように、試料に含まれる複数成分のばらつきや温度等の環境因子の擾乱が成分濃度測定の測定誤差発生の主な要因となっている。ところが、従来の単一波長を用いるパルス光音響法や２波長を用いたＣＷ光音響法では、測定対象成分が当該波長に対して著しく吸収を呈する場合を除き、試料に含まれる複数成分のばらつきや温度等の環境因子の擾乱影響を受けずに測定対象成分のみを精度よく定量するのは困難という課題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、試料に含まれる複数成分のばらつきや温度等の環境因子の擾乱に関わらず、測定対象成分の濃度を高精度に同定することを可能にする成分濃度分析装置及び成分濃度分析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る成分濃度分析装置は、２つの可変波長光源を用いて、交互に測定物に照射することで２つの光による光音響信号のスペクトルを取得し、その差分から測定対象成分の濃度を特定することとした。
【００１２】
具体的には、本発明に係る成分濃度分析装置は、波長可変な２つの光を逆位相の同一周波数の信号でそれぞれ強度変調して混合した混合光を生成し、前記２つの光の波長を掃引しながら前記混合光を試料に照射して前記試料から発生する音波を検出し、前記音波から前記２つの光毎のスペクトルデータを取得する光音響信号検出手段と、前記光音響信号検出手段が取得した前記２つの光毎のスペクトルデータの差分を計算し、前記試料に含まれる測定対象成分の濃度を測定する演算手段と、を備える。
【００１３】
本発明に係る成分濃度分析方法は、波長可変な２つの光を逆位相の同一周波数の信号でそれぞれ強度変調して混合した混合光を生成し、前記２つの光の波長を掃引しながら前記混合光を試料に照射して前記試料から発生する音波を検出し、前記音波から前記２つの光毎のスペクトルデータを取得する光音響信号検出手順と、前記光音響信号検出手順で取得した前記２つの光毎のスペクトルデータの差分を計算し、前記試料に含まれる測定対象成分の濃度を測定する演算手順と、を備える。
【００１４】
本成分濃度分析装置は波長を掃引して光音響信号のスペクトルを取得している。このため、このスペクトルのうち測定対象成分の光音響効果の高い波長範囲を選択的に検出することで、精度良く濃度を定量することが可能となる。
【００１５】
従って、本発明は、試料に含まれる複数成分のばらつきや温度等の環境因子の擾乱に関わらず、測定対象成分の濃度を高精度に同定することを可能にする成分濃度分析装置及び成分濃度分析方法を提供することができる。
【００１６】
本発明に係る成分濃度分析装置の前記光音響信号検出手段は、前記２つの光のうち一方の光による水の吸光度と前記２つの光のうち他方の光による水の吸光度とが等しい状態を保ちつつ、前記２つの光の波長を掃引することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る成分濃度分析方法の前記光音響信号検出手順で、前記２つの光のうち一方の光による水の吸光度と前記２つの光のうち他方の光による水の吸光度とが等しい状態を保ちつつ、前記２つの光の波長を掃引することが好ましい。
【００１８】
本成分濃度分析装置は、２つの光の波長を、両波長における水の吸光度が等しくなるように掃引することで、試料の水の吸収スペクトルの差分による除去や測定対象外の成分のピークを検出することができ、対象測定物の測定精度を高めることができる。
【００１９】
本発明に係る成分濃度分析装置の前記演算手段は、前記スペクトルデータの差分を波長について一次微分することが好ましい。
【００２０】
本発明に係る成分濃度分析方法の前記演算手順で、前記スペクトルデータの差分を波長について一次微分することが好ましい。
【００２１】
温度の変動に対する水の吸光度スペクトルの変動はほぼ線形である。水の吸光度スペクトルの差分スペクトルを微分することで、水の吸光度スペクトルの温度による線形成分を除去することができる。このため、本成分濃度分析装置は、水の吸光度の温度変化の影響を排除することができ、測定精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、試料に含まれる複数成分のばらつきや温度等の環境因子の擾乱に関わらず、測定対象成分の濃度を高精度に同定することを可能にする成分濃度分析装置及び成分濃度分析方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の成分濃度分析装置を説明するブロック図である。
【図２】従来の成分濃度分析装置を説明するブロック図である。
【図３】水の吸光度スペクトルの模式図である。
【図４】グルコース水溶液の差吸光度スペクトルの模式図である。
【図５】温度の変動に対する水の吸光度スペクトルの変動を説明する図である。
【図６】本発明に係る成分濃度分析装置を説明するブロック図である。
【図７】本発明に係る成分濃度分析装置を説明するブロック図である。
【図８】本発明に係る成分濃度分析方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２５】
（成分濃度分析装置の動作原理）
まず、本成分濃度分析装置の動作を説明する。光音響効果で発生する音波を音波検出器で検出した光音響信号Ｓは次式で表すことができる。
【数１】
2010243261.tif 000003
ここで、Ｐ０は光源パワー、Ｖは水の体積分率、Ｍは測定対象成分のモル濃度、αｇはモル濃度当たりの吸光度、αｗは水の吸光度、ρは測定対象成分が含まれた水溶液の密度、βは該水溶液の熱膨張率、Ｃｐは該水溶液の比熱、Ｋは測定対象の形状や検出器の感度や接触状態などの測定系のシステムによって決まるパラメータである。
【００２６】
以下の説明では測定試料の測定対象成分をグルコースとして説明する。図３は、水の吸光度スペクトル（実線）と２ｇ／ｄＬのグルコース水溶液の吸光度スペクトル（破線）の模式図である。水の吸光度スペクトルは波長１．５μｍ近傍にＯＨ振動ピークをもつ。また、水の吸光度スペクトルは、波長１．５μｍの長波側の波長１．６μｍ近傍にグルコースのＣ−Ｈの一次結合振動吸収をもつ。さらに、水の吸光度スペクトルは、波長１．５μｍの短波側１．４μｍ近傍で水とグルコースの相互作用による負の吸収がある。
【００２７】
図８は、本成分濃度分析装置の成分濃度分析方法を説明するフローチャートである。図８も参照して本成分濃度分析方法を説明する。まず、ステップＳ０１でグルコースのＣ−Ｈの一次結合振動吸収のある波長範囲λ１０〜λ１１を設定する。次に、ステップＳ０２で、図３の水の吸光度スペクトルを参照し、波長範囲λ１０〜λ１１のそれぞれの波長λ１ｉにおける吸光度と等しい吸光度をもつ波長λ２ｉを探し出す。波長λ２ｉの範囲が波長範囲λ２０〜λ２１となる。λ１ｉは波長範囲λ１０〜λ１１の任意の波長を意味する。λ２ｉは波長範囲λ２０〜λ２１の任意の波長を意味する。
【００２８】
続いて、ステップＳ０３で、２つの可変波長光源の可変波長範囲を波長λ１０からλ１１へ、もう一方を波長λ２０からλ２１へ掃引する。掃引中は、波長λ１ｉによる水の吸光度と波長λ２ｉによる水の吸光度が等しい状態を保つように２つの可変波長光源の波長を調整する。なお、掃引方向は波長λ１１からλ１０へ、もう一方を波長λ２１からλ２０でも構わない。
【００２９】
ステップＳ０４で、これら２つの波長で取得した吸光度スペクトルの差分である差吸光度スペクトルを求める。この差吸光度スペクトルは２つの波長で取得した吸光度スペクトルの差分であるため水の吸光度スペクトルがベースラインとして除去されている。さらに、以下に説明するように差吸光度スペクトルを用いることでグルコース濃度の測定が容易になる。
【００３０】
図４は、図３の水とグルコース水溶液との吸光度の差分のスペクトルである。ここで、参照試料を水、測定試料をグルコース水溶液とし、両者に逆位相の検査光を照射する。音波検出器１１３は、前述のように両者の差分音波を検出する。光音響信号は数式１のように吸光度に比例するため、グルコース水溶液の吸光度スペクトルと水の吸光度スペクトルとの差分をとれば、グルコースの吸光度スペクトルを得ることができる。すなわち、図４はグルコースの吸光度スペクトルとなる。なお、図４のグルコース水溶液の濃度は２ｇ／ｄＬである。
【００３１】
図４のスペクトル領域１ではグルコースは正の吸光度変動を示し、図４のスペクトル領域２ではグルコースは負の吸光度変動を示す。例えば、グルコースの吸光度は、グルコース水溶液の濃度により、スペクトル領域１（１．６μｍ帯）のうち１．６μｍでは１ｇ／ｄＬ当たり１．８５×１０−３ｍｍ−１程度上昇する。一方、グルコースの吸光度は、スペクトル領域２（１．４μｍ帯）のうち１．４μｍでは１ｇ／ｄＬ当たり−４．５０×１０−３ｍｍ−１程度下降する。従って、ステップＳ０４でスペクトル領域１とスペクトル領域２との差吸光度スペクトルを取得すれば、スペクトル領域１の負のスペクトル形状とスペクトル領域２の正のスペクトル形状が足し合わされ、鮮明なスペクトルが得られる。このため、グルコース濃度の測定が容易になる。
【００３２】
グルコースの特異吸収である近赤外波長域では、水の吸光度が生理範囲の濃度のグルコースの吸光度に比べ１０００倍と大きく、試料中の水による吸光度の温度変動がグルコース検出精度を著しく悪化させる要因となる。そこで、水の吸収度スペクトルの温度シフトを事前に記録しておき、グルコース以外からの発生する光音響信号の変化に対して、計測した試料温度を用いて補正を行うことで、グルコース濃度の測定精度をより高めることが可能である。しかしながら、例えば、近赤外波長域では、光音響波の音源は試料内部に数ｍｍ程度の一定の深さ分布を持っており、試料の表面温度では正確な温度を計測できず補正誤差が生じる可能性がある。
【００３３】
そこで、近赤外分光法においては重要な前処理として、スペクトルの微分処理が用いられる。例えば、スペクトルの微分処理は、バイアスや線形成分の除去、ピークの先鋭化や分離、微小なピークの強調化などの機能があり、１次または２次の微分処理が主に使われる。
【００３４】
本成分濃度分析方法では、吸光度の温度変化が線形とみなせることを利用し、ステップＳ０５で１次の微分処理を用いて線形成分の除去を行う。図５にスペクトル領域１、２における代表的な波長（１３８４ｎｍ、１３８４ｎｍ、１３８０ｎｍ、１６０８ｎｍ）における吸光度の温度変化を示した。１０℃前後の温度変化に対して、４つの波長の水の吸光度変化はほぼ線形とみなせ、差吸光度スペクトルでは、温度に対してスペクトルのベースラインが上下にシフトする。従って、差吸光度スペクトルの一次微分を演算することで線形成分を除去することができる。さらに、差吸光度スペクトルの一次微分を施した一次微分スペクトルを多変量解析し（ステップＳ０６）、グルコース濃度を算出する（ステップＳ０７）。微分処理を行うことで、従来必要であった温度センサや制御回路等の部品点数が削減でき、省スペース化や安価になるといったメリットがある。
【００３５】
（第１実施形態）
図６は、本実施形態の成分濃度分析装置を説明するブロック図である。本成分濃度分析装置は、波長可変な２つの光を逆位相の同一周波数の信号でそれぞれ強度変調して混合した混合光を生成し、前記２つの光の波長を掃引しながら前記混合光を試料に照射して前記試料から発生する音波を検出し、前記音波から前記２つの光毎のスペクトルデータを取得する光音響信号検出手段１１と、光音響信号検出手段１１が取得した前記２つの光毎のスペクトルデータの差分を計算し、前記試料に含まれる測定対象成分の濃度を測定する演算手段１２と、を備える。
【００３６】
波長可変な２つの光は、それぞれ第１可変波長光源１０１及び第２可変波長光源１０２から出力される。第１可変波長光源１０１からの光（波長λ１ｉ）は、光変調器１１１で発振器１０３に同期して強度変調されている。一方、第２可変波長光源１０２からの光（波長λ２ｉ）は、光変調器１１２で発振器１０３に同期して強度変調されている。なお、発振器１０３の出力は、遅延調整器１０５により１８０°移相を調整されて光変調器１１２に入力される。すなわち、第２可変波長光源１０２からの光は、第１可変波長光源１０１からの光に対して、位相（周波数）が、逆相に変調されている。
【００３７】
第１可変波長光源１０１からの光及び第２可変波長光源１０２からの光は、光合波器１１６により重畳され、１の光束として、試料室中の試料１１０に照射される。音波検出器１１３は試料１１０内で発生した光音響信号を検出し、音圧に比例した電気信号に変換して出力する。前置増幅器１１５はこの電気信号を増幅する。位相検波器１２１は、この電気信号を発振器１０３から参照信号線１０６を介して入力される発振信号を用いて波長λ１ｉの光音響による信号と波長λ２ｉの光音響による信号とに分けて同期検波する。記録器１３０は、位相検波器１２１が出力する波長λ１ｉの光音響による信号と波長λ２ｉの光音響による信号との差分を計算し、差吸光度スペクトラムとして記録する。
【００３８】
記録器１３０は記録した差吸光度スペクトラムを一次微分演算し、予め取得してある濃度の異なるグルコース水溶液の検量用スペクトルデータに照らし合わせ、多変量解析アルゴリズムを利用して試料１１０のグルコース濃度を算出する。
【００３９】
本実施形態では、光変調器（１１１、１１２）により光の強度変調を行ったが、第１可変波長光源１０１と第２可変波長光源１０２の駆動電流をそれぞれ駆動回路で変調し、光の強度変調を行っても良い。また、光合波器１１６を用いない構成として、第１可変波長光源１０１と第２可変波長光源１０２を２×１光スイッチに接続し、交互に切替を行い、２×１光スイッチの出力ポートで互いに逆相で混合した光を作成してもよい。
【００４０】
（第２実施形態）
第１可変波長光源１０１および第２可変波長光源１０２の各光出力は、光ファイバ（２０５、２０６）を介して音響光学変調器２０１に入力される。音響光学変調器２０１はパルス発生器２０２からの駆動電圧に同期して２入力×１出力のスイッチングを周波数３８０ｋＨｚで繰返すように動作させた。これにより、第２可変波長光源１０２からの光は、第１可変波長光源１０１からの光に対して位相（周波数）が逆相に変調される。
【００４１】
本実施例での可変波長光源には、外部共振器による方式を用いたが、広帯域光源からの広帯域光を波長可変フィルタによって波長選択を行う方式をとってもよい。第１可変波長光源１０１の波長範囲は１．５６μｍ〜１．６８μｍであり、第２可変波長光源１０２の波長範囲は１．３３μｍ〜１．４５μｍとした。可変波長光源は内部にフォトディテクタを内蔵しており、光出力をモニターしつつ注入電流を制御し、異なる波長での光パワーを一定に保つ。平均光パワーの設定は１０ｍＷ程度とした。波長掃引は第１可変波長光源１０１が１．５６μｍから始め、第２可変波長光源１０２が１．４５μｍから始め、波長掃引速度は１秒当たり２ｎｍであり、一連の波長掃引測定におよそ６０秒を要した。
【００４２】
第１可変波長光源１０１からの光と第２可変波長光源１０２からの光は音響光学変調器２０１で重畳され、１本の光束となっている。音響光学変調器２０１の光出力は、光ファイバを介して光コリメータ２０３へ接続する。光コリメータ２０３は、光ビーム径を直径２ｍｍ程度のガウシアンプロファイルを持つビームへと変換する。光コリメータ２０３からのコリメート光は試料容器２１０内の試料１１０へ照射された。試料容器２１０や試料１１０が配置される試料室は照射光エネルギーがほとんど吸収される吸収長以上の光路長が得られるサイズであることが好ましい。本例では光軸方向の試料１１０の長さを１０ｍｍとした。また、不要な多重光反射による雑音を防ぐために、ガラス窓２１１には反射防止膜を形成しておくことが好ましく、上記波長帯で１％以下の反射率となるようにした。
【００４３】
試料室内に未知のグルコース水溶液を導入し、同該試料室内で発生された光音響信号は、音波検出器１１３により検出した。音波検出器１１３は圧電素子の共振特性を利用した狭帯域型を用い、感度が高い共振周波数と駆動電圧は同一となるようにした。音波検出器１１３の受音面は直接グルコース水溶液と接しており、より受音効率を高めるために、水とＰＺＴとの両者の音響インピーダンスが整合するように中間層（シリコーンゴム）を設けた。
【００４４】
音波検出器１１３は、検出した音圧に比例した電気信号を出力し、前置増幅器１１５は該電気信号を増幅する。位相検波器１２１は、増幅した電気信号の振幅をパルス発生器２０２からのパルス信号を使い同期検波した。位相検波器１２１の積分時間は波長掃引速度に依存し、１／３秒とした。例えば、位相検波器１２１は、前置増幅器１１５から出力される増幅された電気信号として波長１．６μｍの波長λ２ｉの光でおよそ１．５ｍＶの振幅を測定した。記録器１３０は掃引される各波長（λ１ｉ、λ２ｉ）の結果を記録した。これらが波長λ１ｉの吸光度スペクトル及び波長λ２ｉの吸光度スペクトルとなる。
【００４５】
記録器１３０は、これらの吸光度スペクトルに対して、予め計測しておいた波長ごとの光パワーを除算し、パワー補正を行った。記録器１３０は、補正後の波長λ１ｉの吸光度スペクトルと波長λ２ｉの吸光度スペクトルとの差分との差分である差吸光度スペクトルを算出した。記録器１３０は、この差吸光度スペクトルを一次微分演算をした後に、異なるグルコース濃度（０〜２ｇ／ｄＬ、１００ｍｇ／ｄＬ間隔）の検量用スペクトルを用いた多変量解析アルゴリズムで処理することで、グルコース成分濃度を１５０ｍｇ／ｄＬと算出した。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る成分濃度分析装置及び成分濃度分析方法は、液体中の成分濃度を測定する分野、例えば果実の糖度測定に適用することができる。また、本発明に係る成分濃度分析装置及び成分濃度分析方法は、日常の健康管理や美容上のチェックに利用することができる。また、人間ばかりでなく、動物についても健康管理に利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１１：光音響信号検出手段
１２：演算手段
１０１：第１可変波長光源
１０２：第２可変波長光源
１０３：発振器
１０５：遅延調整器
１０６：参照信号線
１１０：試料
１１１、１１２：光変調器
１１３：音波検出器
１１５：前置増幅器
１１６：光号波器
１２１：位相検波器
１３０：記録器
２０１：音響光学変調器
２０２：パルス発生器
２０３：光コリメータ
２０５、２０６：光ファイバ
２１０：試料容器
２１１：ガラス窓
６０１：第１光源
６０２：第２光源
６０３：発振器
６０４：駆動回路
６０５：遅延調整器
６０６：参照信号線
６１０：試料
６１３：音波検出器
６１５：前記増幅器
６１６：光合波器
６１７：パルス光源
６２１：波形観測器
６３０：記録器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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