(57)【要約】【課題】  外乱光侵入があっても、影響を抑えて透過光、反射光の光強度を測定する装置を提供する。【解決手段】  光強度測定時に照射する光のＯＮ／ＯＦＦを周期的に切換え、かつ照射・無照射の周期に同期して繰返し光検出器の出力を取込み、照射時の出力の積算値から無照射時の出力値の積算値を減算することで、外乱光による出力値の影響を除去する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に光を照射することにより、被測定物から得られる透過光、反射光、蛍光等の光強度を測定し、被測定物に含まれる物質を特定する光検出装置において、照射・無照射を周期的に切替える手段と、照射・無照射の周期に同期して繰返し光検出器の出力を取込む手段と、照射時の出力値から無照射時の出力値を減算する手段を有すること特徴する光検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の光検出装置において、光検出器の出力取込みを一定の周期のもと照射開始直前までの繰返しと、照射時の繰返しと、照射終了直後に繰返しで連続実行し、照射時の繰返し取込み平均から照射開始直前までの繰返しと照射終了直後の繰返し取込み総平均を減じた値から測定値と算出することを特徴とする光検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
被測定物に紫外、赤外または可視光を照射し、その時発生する透過光、反射光、蛍光等の光強度を測定し、被測定物内に含まれる成分を特定する光検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある対象物についての測定を行った場合、その測定値は必ずバラツキを含んでいる。このバラツキの影響を少なくするには、同一操作による測定を多数回行い、その結果における平均値を算出して測定値とするのが良いとされている。
【０００３】
図１は光検出を繰返し行うことで、検出値の精度向上が可能なシステムを示したブロック図である。１は被測定物を示す。100は分光計測器であって吸光度を測定できるものであり、発光部101と受光部102より構成される。タイミングコントローラ３により同一被測定物に対して所定回数の繰り返し測定をするように制御されている。各測定結果（吸光度値）は積算器２で積算され平均値が算出され、数値またはグラフの形で測定データとしてモニタ4またな他の出力装置に出力される。５は、ノイズレベルを読み取る機能を有する装置、つまりノイズレベル検出器であって、積算器２の出力（平均化された測定データ）からノイズレベルを読み取り、ノイズレベル値Ｎを出力するものである。比較器６は、測定データのノイズレベル値Ｎと、予めパラメータとして設定されたノイズレベルの基準値Ｒｎとを比較し、ＮがＲｎよりも小さければ出力信号Ｒｃをタイミングコントローラ３に向けて発信する。タイミングコントローラ３はこの信号Ｒｃを受けて分光器１の繰り返し測定を停止させ、また積算器２における積算も停止するように制御する。以上手順はソフトウェアを備えたコンピュータ上でのプログラム処理と考えてよく。図２のフローチャートのごとく逐次処理が行われる。８の記憶装置は、基準値Ｒｎの設定、またノイズレベル値Ｎの保存を実行する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３０４６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記方法は測定時に発生する単発的なノイズに対しては、積算器が効果的に機能し、また繰返し測定をすることで、信頼度の高い検出が可能である。しかし、照射光以外の光、例えば室内灯のような外乱光侵入の可能性のある測定時においては、ほぼ一律に検出値をプラスにしてしまうため対応は不可能であり測定時の環境に左右されてしまう。このような場合、測定部分は外乱光が侵入しないような暗室状態にすることで対応するのが通常である。しかし、多機能臨床検査装置に内蔵される光検出部等では、操作性等の問題で光検出部を完全に暗室状態することが困難な場合もあり、装置の設置条件によっては室内灯や日光などの影響を少なからず受けてしまうことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明では、上記課題を解決するために、被測定物から得られる透過光、反射光、蛍光等の光強度を測定し、被測定物に含まれる物質を特定する光検出装置において、照射・無照射を周期的に切替える手段と、照射・無照射の周期に同期して繰返し光検出器の出力を取込む手段と、照射時の出力値から無照射時の出力値を減算する手段を有しているので、外乱光による出力値の増加を除去することが可能となる。
【０００７】
請求項２の発明によれば、光検出器の出力取込みを一定の周期のもと照射開始直前までの繰返しと、照射時の繰返しと、照射終了直後に繰返しで連続実行し、照射時の繰返し取込み平均から照射開始直前までの繰返しと照射終了直後の繰返し取込み総平均を減じた値から測定値と算出するため、外乱光による出力値の増加を除去に加えて、瞬間的に発生したノイズの影響も低減することが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
外乱光の浸入が起こり、検出値にオフセットが発生した場合においても適時修正が可能となり外乱光の影響を除去することができる。
【０００９】
経時的に光検出器の受光特性に変化が発生した場合において、常時オフセット調整を行っているため、正確な光検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施形態の全体構成）
実施形態を、以下図面をもって説明する。
【００１１】
図３は本発明の実施例の一つを表したブロック図である。分光器（１）は光源（３）から照射さらた光が被測定物に達し、そのとき被測定物から生ずる光を選別（特定波長のみ透過させる）し、透過光、反射光、蛍光等の必要と見なせる波長成分のみを、光電変換器（２）の受光面へと導く。続いて、光電変換され電気信号化された検出光は、積算器切換（６）により積算器A（７）または、積算器B（８）のどちらか一方に積算されるように選択される。積算器A（６）および積算器B（７）おいてそれぞれ得られたノイズレベルは、ノイズレベル検出（10）にて所定のノイズレベル許容値と比較される。比較結果が許容範囲外であった場合は、タイミングコントローラ（11）により予め設定された周期で照射光ON/OFF（12）が制御され、照射光点灯ドライバ（４）を介して光源（３）が機能し被測定物に光を照射して、前記内容と同様に光検出のサイクルを行う。また、ノイズレベル検出（10）の比較結果が許容値範囲内となった場合は、積算器A（７），B（８）の光検出データをもとに、光検出値補正処理部（９）にて補正演算処理を行い、光検出値としての結果を出力する。尚、積算器切換（６）〜照射光ON/OFF（12）はマイクロコンピュータにおけるソフトウェアとして実現可能であるため、これらを含めてマイクロコンビュータ（100）とする。
【００１２】
図４は、図３で示した実施例におけるシーケンスをフローチャートで示したものである。マイクロコンビュータ（100）において、外部記憶装置からの読出し、あるいはキー入力等（図示せず）にて、Ｓ１光検出値のノイズレベル許容値Rをノイズレベル検出（10）に記録する。Ｓ２測定動作に進み、光電変換器（２）による光検出（サンプリング）へと移行する。Ｓ３光検出データが、光源（３）からの照射光が発せられている状態か否かを判断。Ｓ４照射状態の場合は、積算器A（７）にて光検出データの積算を実施、Ｓ５無照射状態では、積算器B（８）にて光検出データの積算を実施する。Ｓ６ノイズレベル検出として、積算器A（７）および積算器B（８）のノイズレベルNA，NBを算出する。Ｓ７ノイズレベルNA，NBと許容値Rとの比較を実施。NA，NBの一方でも許容値R以上ならば、Ｓ８照射光点灯時間をプラス（積算器A，Bも積算回数プラス）して再測定へ、以下ならば、Ｓ９積算器A（７）および積算器B（８）の積算値SA，SBをもとに補正計算を実行し、光検出値を算出し（出力して）終了する。補正計算処理については、図５のタイミングで照射光点灯前に点灯時間Tonの１／２の時間を無照射状態にて一定周期にて複数回の光検出を実行する。この時積算器Bにて光検出データの積算（このときの積算値をΣSoff1とする。）が実行されている。つづいて、照射光点灯状態に移行後、前記無照射時と同様の一定周期にて複数回の光検出を実行し、積算器Aにて積算が実行される。（このときの積算値をΣSonとする。）再び無照射状態に移行後、点灯前と同様点灯時間Tonの１／２の時間分、一定周期にて複数回の光検出を実行し、積算器Bにて光検出データの積算（このときの積算値をΣSoff2とし、ΣSoff=ΣSoff1+ΣSoff2）も再開される。Toff時間経過後、光検出値SはS=ΣSon−ΣSoffにて算出される。図６は、同一物質を異なる濃度で含んだ複数検体に対し10回の繰返し測定中に、外乱光入光有無を交互に行った結果を濃度と光検出値の関係でグラフ化したものである。エラーバーは±３σ（標準偏差）の範囲を表している。光検出値を左グラフは照射時のみ積算値（ΣSon）,右グラフは照射時積算値−無照射時積算値（ΣSon−ΣSoff）として示した。
（他の実施形態）
図７は本発明の他の実施例を表したブロック図である。分光器（101）は光源（103）から照射さらた光が被測定物に達し、そのとき被測定物から生ずる光を選別（特定波長のみ透過させる）し、透過光、反射光、蛍光等の必要と見なせる波長成分のみを、光電変換器（102）の受光面へと導く。続いて、光電変換され電気信号化された検出光は、加減算切換（106）により加減算器（107）において、加算または、減算のどちらか一方の演算されるように選択される。加減算器（107）おいて得られたノイズレベルは、ノイズレベル検出（110）にて所定のノイズレベル許容値と比較される。比較結果が許容範囲外であった場合は、タイミングコントローラ（111）により予め設定された周期で照射光ON/OFF（112）が制御され、照射光点灯ドライバ（104）を介して光源（103）が機能し被測定物に光を照射して、前記内容と同様に光検出のサイクルを行う。また、ノイズレベル検出（110）の比較結果が許容値範囲内となった場合は、加減算器（107）の演算データをもとに、光検出値補正処理部（９）にて補正演算処理を行い、光検出値としての結果を出力する。尚、加減算切換（106）〜照射光ON/OFF（112）はマイクロコンピュータにおけるソフトウェアとして実現可能であるため、これらを含めてマイクロコンビュータ（200）とする。
【００１３】
図８は、図７で示した他の実施例におけるシーケンスをフローチャートで示したものである。マイクロコンビュータ（200）において、外部記憶装置からの読出し、あるいはキー入力等（図示せず）にて、Ｓ１１光検出値のノイズレベル許容値Rをノイズレベル検出（110）に記録する。Ｓ１２測定動作に進み、光電変換器（102）による光検出（サンプリング）へと移行する。Ｓ１３光検出データが、光源（103）からの照射光が発せられている状態か否かを判断。Ｓ１４照射状態の場合は、加減算器（107）にて光検出データの加算を実施、Ｓ１５無照射状態では、加減算器（107）にて光検出データの減算を実施する。Ｓ１６ノイズレベル検出として、加減算器（107）のノイズレベルNCを算出する。Ｓ１７ノイズレベルNC，許容値Rとの比較を実施。NCが許容値R以上ならば、Ｓ１８照射光点灯時間をプラス（加減算器の加減算回数もプラス）して再測定へ、以下ならば、Ｓ１９加減算器（107）の演算値Scをもとに平均値の計算を実行し、光検出値の算出を（出力して）終了する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の光検出装置の構成図である。
【図２】従来の光検出装置の動作フローチャートである。
【図３】本発明の光検出装置の構成図である。
【図４】本発明の光検出装置の動作フローチャートである。
【図５】本発明の光検出値演算説明図である。
【図６】従来の光検出装置と本発明の光検出装置による測定対象物ＣＹ５を測定した場合の精度を示すグラフである。
【図７】本発明の他の形態による光検出装置の構成図である。
【図８】本発明の他の形態による光検出装置の動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００１５】
１                    分光器
２                    光電変換器
３                    A/D変換器
４                    光源
５                    照射光点灯ドライバ
６                    積算器切換
７                    積算器A（光源点灯時実行）
８                    積算器B（光源消灯時実行）
９                    光検出値補正演算部
10                  ノイズレベル検出
11                  タイミングコントローラ
12                  照射光ON/OFF制御部
100                マイクロコンピュータ
【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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