JPS62157537A - 分光光度計における信号処理方法 - Google Patents
分光光度計における信号処理方法Info
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- JPS62157537A JPS62157537A JP29849185A JP29849185A JPS62157537A JP S62157537 A JPS62157537 A JP S62157537A JP 29849185 A JP29849185 A JP 29849185A JP 29849185 A JP29849185 A JP 29849185A JP S62157537 A JPS62157537 A JP S62157537A
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- Japan
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- signal
- time
- signal processing
- detector
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は各種試料の吸光度(対数吸光度もしくは絶対
吸光度)を測定するための分光光度計に関し、特に液体
クロマトグラフィーにおける分光光度計の如く、波長走
査を行なわず、参照信号の変動が試料信号の変動に対し
て格段に緩やかな分光光度肝における信号処理方法に関
するもので必る。
吸光度)を測定するための分光光度計に関し、特に液体
クロマトグラフィーにおける分光光度計の如く、波長走
査を行なわず、参照信号の変動が試料信号の変動に対し
て格段に緩やかな分光光度肝における信号処理方法に関
するもので必る。
従来の技術
従来の分光光度計としては、次のようなものが一般的で
ある。すなわち、光源からの白色光を回折格子等の分光
器により分光して所定波長域の単色光とし、これをビー
ムスプリッタ等によって試料光束と参照光束とに分け、
試料光束を測定対象となる試料が収容もしくは流通され
る試料室に入射させるとともに、試料を入れない状態の
試料室と同等の吸収率の参照室に参照光束を入射させ、
試料室を透過した試料光束と参照室を透過した参照光束
を光電子増倍管等からなる同一の検出器に交互に逐次入
射させるかあるいは別の検出器にそれぞれ別に入射させ
て、試料光強度および参照光強度を検出し、試料光強度
に相当する試料番号および参照光強度に相当する参照信
号を交互に信号処理回路に入ツクさせ、それらの信号の
対数比あるいは絶対比を求めて対数吸光度おるいは絶対
吸光度を出力させる。
ある。すなわち、光源からの白色光を回折格子等の分光
器により分光して所定波長域の単色光とし、これをビー
ムスプリッタ等によって試料光束と参照光束とに分け、
試料光束を測定対象となる試料が収容もしくは流通され
る試料室に入射させるとともに、試料を入れない状態の
試料室と同等の吸収率の参照室に参照光束を入射させ、
試料室を透過した試料光束と参照室を透過した参照光束
を光電子増倍管等からなる同一の検出器に交互に逐次入
射させるかあるいは別の検出器にそれぞれ別に入射させ
て、試料光強度および参照光強度を検出し、試料光強度
に相当する試料番号および参照光強度に相当する参照信
号を交互に信号処理回路に入ツクさせ、それらの信号の
対数比あるいは絶対比を求めて対数吸光度おるいは絶対
吸光度を出力させる。
ここで、従来の分光光度計における信@処理回路に対す
る試料信号および参照信号の取入れは、第8図に示すよ
うに試料信号Sの1回の取入れ時間tsと参照信号Rの
1回の取入れ時間tRとが同じとなるように等間隔で行
なわれている。
る試料信号および参照信号の取入れは、第8図に示すよ
うに試料信号Sの1回の取入れ時間tsと参照信号Rの
1回の取入れ時間tRとが同じとなるように等間隔で行
なわれている。
なお信号処理回路において試料信号と参照信号との比(
対数比)を求める具体的手法としては種々の型式のもの
がおるが、信号が弱い場合には同期整流方式がもつとも
有利とされている。
対数比)を求める具体的手法としては種々の型式のもの
がおるが、信号が弱い場合には同期整流方式がもつとも
有利とされている。
発明が解決すべき問題点
前述のような分光光度計は、従来から高速液体クロマト
グラフィーにも広く用いられているが、高速液体クロマ
トグラフィーにおいては同一波長域の光に対する吸光度
の経時変化をクロマトグラフィーとじて求めることが必
要であり、波長走査は行なわない。このような高速液体
クロマトグラフィーにおいて高精度のクロマトグラフ分
析を行なうためには、試料信号成分のS/N比を高める
ことが必要であり、そのため試料信号の1回の取入れあ
たりの時間幅を長くすることが望ましい。
グラフィーにも広く用いられているが、高速液体クロマ
トグラフィーにおいては同一波長域の光に対する吸光度
の経時変化をクロマトグラフィーとじて求めることが必
要であり、波長走査は行なわない。このような高速液体
クロマトグラフィーにおいて高精度のクロマトグラフ分
析を行なうためには、試料信号成分のS/N比を高める
ことが必要であり、そのため試料信号の1回の取入れあ
たりの時間幅を長くすることが望ましい。
しかしながら従来の分光光度計においては、前)ホのよ
うに試料信号の1回の取入れ時間と参照信号の1回の取
入れ時間は相等しいため、試料信号の1回の取入れ時間
を長゛クシようとすれば、−定時間内における試料信号
の取入れ頻度が少なくなり、そのため高速液体クロマト
グラフィーの場合、経時的に変化する試料の吸光度変化
に対する追従性が悪くなり、そのため逆に高精度のクロ
マトグラフ分析が困難となってしまう問題が生じる。
うに試料信号の1回の取入れ時間と参照信号の1回の取
入れ時間は相等しいため、試料信号の1回の取入れ時間
を長゛クシようとすれば、−定時間内における試料信号
の取入れ頻度が少なくなり、そのため高速液体クロマト
グラフィーの場合、経時的に変化する試料の吸光度変化
に対する追従性が悪くなり、そのため逆に高精度のクロ
マトグラフ分析が困難となってしまう問題が生じる。
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたもので、
特に高速液体クロマトグラフィーの分光光度計の如く、
波長走査を行なわない分光光度計において、試料の経時
的吸光度変化に対する追従性を低下させることなく、試
料信号成分のS/N比を向上させて、高精度の分析を行
ない得るようにした分光光度計における信号処理方法を
提供することを目的とするものである。
特に高速液体クロマトグラフィーの分光光度計の如く、
波長走査を行なわない分光光度計において、試料の経時
的吸光度変化に対する追従性を低下させることなく、試
料信号成分のS/N比を向上させて、高精度の分析を行
ない得るようにした分光光度計における信号処理方法を
提供することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
前述のように高速液体クロマトグラフィーの分光光度計
においては、波長走査は行なわず、一定の波長域で検出
を行なう(但し、後述する実施例で示すように多素子検
出器を用いて、同時に多波長での検出を行なうことはあ
る)。この場合、波長走査を行なう場合に比較して参照
信号の変動は格段に緩やかであり、試料の吸光度変化に
よる試料信号成分の変動と比較しても参照信号の変動は
格段に緩やかである。このことは、高速液体クロマトグ
ラフィーの分光光度計では参照信号の取入れ時間を短く
しても分析精度への影響が少ないことを意味する。そこ
でこの発明では、信@処理回路に対する試料信号の1回
の取入れ時間を参照信号の1回の取入れ時間よりも短く
した不均一サンプリングを行なうようになし、しかもそ
のような不均一サンプリングに適しかつ構成も簡単とな
るサンプルホールド方式を信号処理回路に適用すること
としたのである。
においては、波長走査は行なわず、一定の波長域で検出
を行なう(但し、後述する実施例で示すように多素子検
出器を用いて、同時に多波長での検出を行なうことはあ
る)。この場合、波長走査を行なう場合に比較して参照
信号の変動は格段に緩やかであり、試料の吸光度変化に
よる試料信号成分の変動と比較しても参照信号の変動は
格段に緩やかである。このことは、高速液体クロマトグ
ラフィーの分光光度計では参照信号の取入れ時間を短く
しても分析精度への影響が少ないことを意味する。そこ
でこの発明では、信@処理回路に対する試料信号の1回
の取入れ時間を参照信号の1回の取入れ時間よりも短く
した不均一サンプリングを行なうようになし、しかもそ
のような不均一サンプリングに適しかつ構成も簡単とな
るサンプルホールド方式を信号処理回路に適用すること
としたのである。
具体的には、この発明は、試料室を透過した光の強度に
対応する試料信号と参照室を透過した光の強度に対応す
る参照信号とを交互に信号処理回路に取入れ、その信@
処理回路において試料信号と参照信号との対数比もしく
は絶対比を求めるよ′うにした分光光度計において、信
@処理回路に対する試料信号および参照信号の取入れを
、1回の試料信号の取入れ時間が1回の参照信号取入れ
時間より長くなるように制御し、かつ信号処理回路内に
おいて試料信号および参照信号をそれぞれサンプルホー
ルドしてからそれらの信号の対数比もしくは絶対比を求
めることを特徴とするものである。
対応する試料信号と参照室を透過した光の強度に対応す
る参照信号とを交互に信号処理回路に取入れ、その信@
処理回路において試料信号と参照信号との対数比もしく
は絶対比を求めるよ′うにした分光光度計において、信
@処理回路に対する試料信号および参照信号の取入れを
、1回の試料信号の取入れ時間が1回の参照信号取入れ
時間より長くなるように制御し、かつ信号処理回路内に
おいて試料信号および参照信号をそれぞれサンプルホー
ルドしてからそれらの信号の対数比もしくは絶対比を求
めることを特徴とするものである。
作 用
この発明の方法においては:前述のように信号処理回路
に対する試料信号の1回の取入れ時間を参照信号の1回
の取入れ時間よりも長くしている。
に対する試料信号の1回の取入れ時間を参照信号の1回
の取入れ時間よりも長くしている。
例えば信号の取入れサイクルを40H7(シたがって周
期は25m5eC)とし、試料信号Sの取入れ時間ts
を参照信号Rの取入れ時間tRの4倍とした場合の取入
れ信号波形の例を第1図に示す。この場合試料信号Sの
1回の取入れ時間tsは20IIISeC1参照信@R
の1回の取入れ時間tRは5m5ecとなる。
期は25m5eC)とし、試料信号Sの取入れ時間ts
を参照信号Rの取入れ時間tRの4倍とした場合の取入
れ信号波形の例を第1図に示す。この場合試料信号Sの
1回の取入れ時間tsは20IIISeC1参照信@R
の1回の取入れ時間tRは5m5ecとなる。
このようにして不均一にサンプリングされた試料信号S
および参照信号Rは、信号処理回路内においてそれぞれ
サンプルホールドされ、必要に応じて対数値に変換して
互いの比が算出される。
および参照信号Rは、信号処理回路内においてそれぞれ
サンプルホールドされ、必要に応じて対数値に変換して
互いの比が算出される。
上述のように試料信号Sの取入れ時間を長くしかつサン
プルホールドされて得られる試料信号は、ノイズの影響
が小さくなり、その結果試料信号成分についてのS/N
比が改善され、高精度の分析が可能となる。
プルホールドされて得られる試料信号は、ノイズの影響
が小さくなり、その結果試料信号成分についてのS/N
比が改善され、高精度の分析が可能となる。
解方参照信号Rはその取入れ時間が短くなるが、既に述
べたように波長走査を行なわない高速液体クロマトグラ
フィーの分光光度計などにおいては参照信号Rの変動は
緩やかであり、したがって参照信号Rの取入れ時間が短
くても分析精度の低下は特にもたらさない。但しこの場
合信号処理回路内における参照信号のザンブルホールド
時間は、。
べたように波長走査を行なわない高速液体クロマトグラ
フィーの分光光度計などにおいては参照信号Rの変動は
緩やかであり、したがって参照信号Rの取入れ時間が短
くても分析精度の低下は特にもたらさない。但しこの場
合信号処理回路内における参照信号のザンブルホールド
時間は、。
取入れ時間とは逆に試料信号よりも長くすることが望ま
しく、このようにすることによって参照信号のS/N比
が改善される。
しく、このようにすることによって参照信号のS/N比
が改善される。
なお上述のように不均一サンプリングを行なえば、試料
光取入れ頻度は特に少なくならないから、試料の経時的
吸光度変化による試料信号の変化に対する追従性は特に
低下しない。
光取入れ頻度は特に少なくならないから、試料の経時的
吸光度変化による試料信号の変化に対する追従性は特に
低下しない。
実施例
第2図に、試料信号と参照信号°を交番的に逐次検出す
る方式の分光光度計においてこの発明の信号処理方法を
適用する場合の分光光度計の光学系の一例を示し、第3
図に第2図の光学系に使用されるセクターの一例を示し
、ざらに第4図には第2図の光学系を用いた場合の信号
処理系の一例を、また第5図には各部の信号波形を示す
。
る方式の分光光度計においてこの発明の信号処理方法を
適用する場合の分光光度計の光学系の一例を示し、第3
図に第2図の光学系に使用されるセクターの一例を示し
、ざらに第4図には第2図の光学系を用いた場合の信号
処理系の一例を、また第5図には各部の信号波形を示す
。
第2図において、光源1からの白色光は回折格子などの
分光器2によって分光されて所定波長域の単色光となり
、ビームスプリッタ等の光束分割手段3によって試料光
束4Aと参照光束4Bとに分割され、試料光束4Aはフ
ローセル等の試料室5Aに入射され、参照光束4Bは試
料が入っていない状態の試料室5Aと同等の吸収率の参
照室5Bに入射される。試料室5Aを透過した試料光束
4Aは、モータ等の回°転駆動8!6により回転せしめ
られるセクター7を透過して光電子増倍管等の検出器8
に入射され、一方参照室5Bを透過した参照光束4Bは
前記セクター7により反射されて同じ検出器8に入射さ
れる。
分光器2によって分光されて所定波長域の単色光となり
、ビームスプリッタ等の光束分割手段3によって試料光
束4Aと参照光束4Bとに分割され、試料光束4Aはフ
ローセル等の試料室5Aに入射され、参照光束4Bは試
料が入っていない状態の試料室5Aと同等の吸収率の参
照室5Bに入射される。試料室5Aを透過した試料光束
4Aは、モータ等の回°転駆動8!6により回転せしめ
られるセクター7を透過して光電子増倍管等の検出器8
に入射され、一方参照室5Bを透過した参照光束4Bは
前記セクター7により反射されて同じ検出器8に入射さ
れる。
ここでセクター7は、例えば第3図に示すように、試料
光束4Aを透過させる試料光透過領域7A、参照光束4
Bを反射さぜる参照光反射領域7Bとを、前者が後者よ
りも大きくなるように周方向に区分形成したものである
。すなわち例えば信号処理回路に対する試料信号の1回
の取入れ時間tsを参照信号の1回の取入れ時間tRの
2倍にする場合は、セクター7は回転軸71を中心とす
る円盤の240°の領域を切欠いてその部分を試料光透
過領域7Aとし、残りの120°の領域は反射面として
これを参照光反射領域とすれば艮い。もちろん第3図の
例とは逆に、試料光束をセクターにより反射させて検出
器に入射させるとともに参照光束をセクターを透過させ
て検出器に入射させる場合には、反射領域を240°、
透過領域を120°とすれば良い。
光束4Aを透過させる試料光透過領域7A、参照光束4
Bを反射さぜる参照光反射領域7Bとを、前者が後者よ
りも大きくなるように周方向に区分形成したものである
。すなわち例えば信号処理回路に対する試料信号の1回
の取入れ時間tsを参照信号の1回の取入れ時間tRの
2倍にする場合は、セクター7は回転軸71を中心とす
る円盤の240°の領域を切欠いてその部分を試料光透
過領域7Aとし、残りの120°の領域は反射面として
これを参照光反射領域とすれば艮い。もちろん第3図の
例とは逆に、試料光束をセクターにより反射させて検出
器に入射させるとともに参照光束をセクターを透過させ
て検出器に入射させる場合には、反射領域を240°、
透過領域を120°とすれば良い。
このようにして検出器8には、試料光束4Aと参照光束
4Bとが、前者が後者よりも長い入射時間となるように
交互に入射され、その各入射時間に応じた時間幅で、試
料透過光強度に対応する試料信号Sと参照室透過光強度
に対応する参照信号Rとが交互に出力される。この検出
器8の出力信号波形は例えば第5図(A)に示すような
ものとなる。なおセクター7によって検出器8に入射さ
せる試料光束−参照光束の切替タイミングは、セクター
7に付設されたフォトカプラー等の同期検出器9によっ
て検出され、その同期検出信号は同期信号発生回路10
に与えられて、後述するように試料光束−参照光束の切
替タイミングに同期した同期信号Tが発生せしめられる
。
4Bとが、前者が後者よりも長い入射時間となるように
交互に入射され、その各入射時間に応じた時間幅で、試
料透過光強度に対応する試料信号Sと参照室透過光強度
に対応する参照信号Rとが交互に出力される。この検出
器8の出力信号波形は例えば第5図(A)に示すような
ものとなる。なおセクター7によって検出器8に入射さ
せる試料光束−参照光束の切替タイミングは、セクター
7に付設されたフォトカプラー等の同期検出器9によっ
て検出され、その同期検出信号は同期信号発生回路10
に与えられて、後述するように試料光束−参照光束の切
替タイミングに同期した同期信号Tが発生せしめられる
。
検出器8の出力は、第4図に示すように信号増幅器11
により増幅されてからスイッチ回路12に与えられ、そ
のスイッチ回路12を杼でサンプルホールド回路13A
、13B1対数増幅器14A、14B、差動回路15、
およびADコンバータ16からなる信@処理回路17に
入力される。
により増幅されてからスイッチ回路12に与えられ、そ
のスイッチ回路12を杼でサンプルホールド回路13A
、13B1対数増幅器14A、14B、差動回路15、
およびADコンバータ16からなる信@処理回路17に
入力される。
前記スイッチ回路12は、前記同期信号発生回路10か
らの試料光束−参照光束切替タイミングに同期した同期
信号Tにより制御される。すなわち、試料光束4Aが検
出器8に入射されてその検出器8から試料信号Sが出力
されている間は信号増幅器11の出力を一方のサンプル
ホールド回路13A(以下これを試料側サンプルホール
ド回路と記す)に導き、参照光束4Bが検出器8に入射
されてその検出器8から参照信号Rが出力されている間
は信号増幅器11の出力を他方のサンプルホールド回路
13B(以下これを参照側サンプルホールド回路と記す
)に導く。このようにして試料側サンプルホールド回路
13Aに入力される信号波形を第5図(B)に、また参
照側サンプルホールド回路13Bに入力される信号波形
を第5図(C)に示す。これらの図から明らかなように
3、試料側サンプルホールド回路13Aには試料信号S
の成分が、また参照側サンプルホールド回路13Bには
参照信号Rの成分がそれぞれ入力されるか、それぞれの
時間幅は前者の方か後者よりも長くなっている。
らの試料光束−参照光束切替タイミングに同期した同期
信号Tにより制御される。すなわち、試料光束4Aが検
出器8に入射されてその検出器8から試料信号Sが出力
されている間は信号増幅器11の出力を一方のサンプル
ホールド回路13A(以下これを試料側サンプルホール
ド回路と記す)に導き、参照光束4Bが検出器8に入射
されてその検出器8から参照信号Rが出力されている間
は信号増幅器11の出力を他方のサンプルホールド回路
13B(以下これを参照側サンプルホールド回路と記す
)に導く。このようにして試料側サンプルホールド回路
13Aに入力される信号波形を第5図(B)に、また参
照側サンプルホールド回路13Bに入力される信号波形
を第5図(C)に示す。これらの図から明らかなように
3、試料側サンプルホールド回路13Aには試料信号S
の成分が、また参照側サンプルホールド回路13Bには
参照信号Rの成分がそれぞれ入力されるか、それぞれの
時間幅は前者の方か後者よりも長くなっている。
上述のようにして試料側サンプルホールド回路13Aに
入力された試料信@Sの成分は1ノ°ンプルホールドさ
れてから試料側対数増幅器14Aにより対数増幅され、
試料光強度の対数fii (以下logSと記す)とし
て差動回路15に与えられる。また参照側サンプルホー
ルド回路13Bに入力された参照信号の成分はサンプル
ホールドされてから参照側対数増幅器14Bにより対数
増幅され、参照光強度の対数値(以下log Rと記す
)として差動回路15に与えられる。なおここで試料側
サンプルホールド回路13Aにあけるサンプルホールド
時間とそれに対応して大きくできる時定数は長いほど試
料信号成分のS/N比が良好となるが、逆に試料の吸光
度変化に対する分解能は低くなるから、要求される分解
能に応じて時定数を定める。
入力された試料信@Sの成分は1ノ°ンプルホールドさ
れてから試料側対数増幅器14Aにより対数増幅され、
試料光強度の対数fii (以下logSと記す)とし
て差動回路15に与えられる。また参照側サンプルホー
ルド回路13Bに入力された参照信号の成分はサンプル
ホールドされてから参照側対数増幅器14Bにより対数
増幅され、参照光強度の対数値(以下log Rと記す
)として差動回路15に与えられる。なおここで試料側
サンプルホールド回路13Aにあけるサンプルホールド
時間とそれに対応して大きくできる時定数は長いほど試
料信号成分のS/N比が良好となるが、逆に試料の吸光
度変化に対する分解能は低くなるから、要求される分解
能に応じて時定数を定める。
例えば通常の高速液体クロマトグラフィーではQ、15
60の分解能が求められるから、試料側の時定数も0.
l5eC程度に定める。一方参照側サンプルホールド回
路13Bにおける時定数については、既に述べたように
高速液体クロマトグラフィーの如く波長走査を行なわな
い分光光度計における参照信号の変動が緩やかであると
ころから、試料側時定数よりも格段に長くすることがで
き、また長くするほど参照信号成分のS/N比が良好と
なる。
60の分解能が求められるから、試料側の時定数も0.
l5eC程度に定める。一方参照側サンプルホールド回
路13Bにおける時定数については、既に述べたように
高速液体クロマトグラフィーの如く波長走査を行なわな
い分光光度計における参照信号の変動が緩やかであると
ころから、試料側時定数よりも格段に長くすることがで
き、また長くするほど参照信号成分のS/N比が良好と
なる。
したがって参照側時定数は例えば1.05eC程度に定
めることが好ましい。
めることが好ましい。
各サンプルホールド回路14A、14Bから差動回路1
5に与えられたlog 3の信号およびlogRの信号
は、その差動回路15において引算され、差動回路15
からは(10gS−log R)の信号、すなわち1(
XJ (S/R)の信号が出力される。そして差動回
路15の10(] (S/R)の出力はADコンバー
タ16によってデジタル化され、ソフトで処理されて対
数吸光度もしくは対数透過率などとしてデジタル信号や
アナログ信号で出力され、適宜記録あるいは表示される
。
5に与えられたlog 3の信号およびlogRの信号
は、その差動回路15において引算され、差動回路15
からは(10gS−log R)の信号、すなわち1(
XJ (S/R)の信号が出力される。そして差動回
路15の10(] (S/R)の出力はADコンバー
タ16によってデジタル化され、ソフトで処理されて対
数吸光度もしくは対数透過率などとしてデジタル信号や
アナログ信号で出力され、適宜記録あるいは表示される
。
第6図には上記の実施例を多波長同時検出型の分光光度
計に応用しただ場合の信@処理系の一例を示す。多波長
同時検出型の分光光度削の光学系は、例えば第2図に示
される分光光度h1における回折格子等の分光器2を、
セクター7の下流側に配置して、試料¥5A、参照室5
Bを透過した白色光をセクター通過後に分光して、分光
された各波長域の光(例えば32チヤンネルの波長域の
光)をフォトダイオードアレイ等の多素子検出器で同時
に検出して、その多素子検出器を構成する各検出素子か
らそれぞれの波長域の試料信号S1参照信号Rを逐次出
力するように構成されている。なお各検出素子の出力波
形は第5図(A>の場合と同様であって、試料信号Sが
参照信号Rよりも長くなるように定められる。
計に応用しただ場合の信@処理系の一例を示す。多波長
同時検出型の分光光度削の光学系は、例えば第2図に示
される分光光度h1における回折格子等の分光器2を、
セクター7の下流側に配置して、試料¥5A、参照室5
Bを透過した白色光をセクター通過後に分光して、分光
された各波長域の光(例えば32チヤンネルの波長域の
光)をフォトダイオードアレイ等の多素子検出器で同時
に検出して、その多素子検出器を構成する各検出素子か
らそれぞれの波長域の試料信号S1参照信号Rを逐次出
力するように構成されている。なお各検出素子の出力波
形は第5図(A>の場合と同様であって、試料信号Sが
参照信号Rよりも長くなるように定められる。
第6図において、多素子検出器8Mを構成する各検出素
子、例えば32個の検出素子81,82゜・・・、83
2の各波長域の出力はそれぞれ信号増幅器111.11
2.・・・、1132によって増幅された後、それぞれ
スイッチ回路121,122.・・・。
子、例えば32個の検出素子81,82゜・・・、83
2の各波長域の出力はそれぞれ信号増幅器111.11
2.・・・、1132によって増幅された後、それぞれ
スイッチ回路121,122.・・・。
1232により、試料側増幅器18A1.18A2゜・
・・、18A32を経て試料側サンプルホールド回路1
3At 、13A2.・・・、13A32に入力される
状態と、参照側増幅器18B1.18B2.・・・。
・・、18A32を経て試料側サンプルホールド回路1
3At 、13A2.・・・、13A32に入力される
状態と、参照側増幅器18B1.18B2.・・・。
18B32を経て参照側ザンブルホールド回路13Bl
、13B2.・・・、13B32に与えられる状態とに
交互に切替えられる。ここで、各スイッチ回路121,
122.・・・、1232の動作は第4図のスイッチ回
路12と同様でおり、したがって各試料側サンプルホー
ルド回路13A1.13A2 。
、13B2.・・・、13B32に与えられる状態とに
交互に切替えられる。ここで、各スイッチ回路121,
122.・・・、1232の動作は第4図のスイッチ回
路12と同様でおり、したがって各試料側サンプルホー
ルド回路13A1.13A2 。
・・・、13A32の入力信号は第5図(B)と同様で
あり、また参照側サンプルホールド回路13B1゜13
B2.・・・、13832の入力信号は第5図(Cンと
同様である。
あり、また参照側サンプルホールド回路13B1゜13
B2.・・・、13832の入力信号は第5図(Cンと
同様である。
試料側サンプルホールド回路13A1 、13A2゜・
・・、13A32の出力はいくつかの群に(例えば8個
の群)まとめられ、同じ群に属する複数(例えば4個)
の試料側サンプルホールド回路の出力が試料信号ホール
ド出力切替スイッチ19A1.”)9A2.・・・、1
9Aaにより順次切替えられて試料側対数増幅器14A
1.14A2.・・・、14A8に順次与えられ、その
対数増幅出力(IQ(Is)が差動回路151,152
.・・・、158に入力される。また参照側量ナンプル
ホールド回路13B1゜13B2.・・・、13B32
の出力も同じ数(8個)の群にまとめられて同じ群に属
する4個の参照側サンプルホールド回路出力が参照側信
号ボールド出力切替スイッチ19B1.19B2 、・
・・°、19B8により順次切替えられて参照側対数増
幅器14B1.14B2.・・・、14Baに順次与え
られ、その対数増幅出力(10(IR)が差動回路15
1゜152、・・・、158に入力される。モして差動
回路151,152.・・・、158の出力、すなわち
各10g(S/R)出力はマルチプレクサ等のアナログ
スイッチ20により順次切替えられてADコンバータ1
6によりデジタル化される。
・・、13A32の出力はいくつかの群に(例えば8個
の群)まとめられ、同じ群に属する複数(例えば4個)
の試料側サンプルホールド回路の出力が試料信号ホール
ド出力切替スイッチ19A1.”)9A2.・・・、1
9Aaにより順次切替えられて試料側対数増幅器14A
1.14A2.・・・、14A8に順次与えられ、その
対数増幅出力(IQ(Is)が差動回路151,152
.・・・、158に入力される。また参照側量ナンプル
ホールド回路13B1゜13B2.・・・、13B32
の出力も同じ数(8個)の群にまとめられて同じ群に属
する4個の参照側サンプルホールド回路出力が参照側信
号ボールド出力切替スイッチ19B1.19B2 、・
・・°、19B8により順次切替えられて参照側対数増
幅器14B1.14B2.・・・、14Baに順次与え
られ、その対数増幅出力(10(IR)が差動回路15
1゜152、・・・、158に入力される。モして差動
回路151,152.・・・、158の出力、すなわち
各10g(S/R)出力はマルチプレクサ等のアナログ
スイッチ20により順次切替えられてADコンバータ1
6によりデジタル化される。
ここで、試料信号ホールド出力切替スイッチ19A1,
19A2 、・・・、19Aaの順次切替タイミングは
等間隔でしかも参照信号ホールド出力切替スイッチ19
B1.19B2.・・・、1988の順次切替タイミン
グと同期する・したがって差動回路151,152.・
・・、158には同じタイミングで同じ波長域のlog
S信号、10(l R信号が入力される。したがって
差動回路151,152゜・・・、158からは、同じ
群内の各波長域についてのIQ(](S/R)信号が順
次出力されることになる。一方アナログスイッチ20は
、試料信号ホールド出力切替スイッチ19A1.19A
2.・・・。
19A2 、・・・、19Aaの順次切替タイミングは
等間隔でしかも参照信号ホールド出力切替スイッチ19
B1.19B2.・・・、1988の順次切替タイミン
グと同期する・したがって差動回路151,152.・
・・、158には同じタイミングで同じ波長域のlog
S信号、10(l R信号が入力される。したがって
差動回路151,152゜・・・、158からは、同じ
群内の各波長域についてのIQ(](S/R)信号が順
次出力されることになる。一方アナログスイッチ20は
、試料信号ホールド出力切替スイッチ19A1.19A
2.・・・。
19A8および参照信号出力切替スイッチ19Bt 、
19B2.・・・、19Bsの切替周期の4倍の時間の
周期で順次切替えがなされる。したがってアナログスイ
ッチ20からは、32チヤンネルの各波長域の1o(J
(S/R)信号が順次出力され、それらが順次ADコン
バータ16によりデジタル化されることになる。
19B2.・・・、19Bsの切替周期の4倍の時間の
周期で順次切替えがなされる。したがってアナログスイ
ッチ20からは、32チヤンネルの各波長域の1o(J
(S/R)信号が順次出力され、それらが順次ADコン
バータ16によりデジタル化されることになる。
−第6図に示されるような構成の多波長同時検出方式の
場合、各チャンネルごとに個別に対数増幅器を設けずに
、各ホールド出力をいくつかの群にまとめるとともに試
料信号ホールド出力切替スイッチ19At 、19A2
.・・・、19Aaおよび参照信号ホールド出力切替ス
イッチ19B1.19B2.・・・、1988により各
群内のホールド出力を切替えて各群内で共通の試料側対
数増幅器、参照側対数増幅器を用いる構、説としたこと
から、高価でかつ調整も面倒な対数増幅器の数を少なく
することができる。ここで、上述のように対数増幅器の
上流側で複数の出力を切替えて対数増幅器を共用するこ
とが可能となったのは、試料信号、参照信号についてサ
ンプルホールド方式を適用したことによる。
場合、各チャンネルごとに個別に対数増幅器を設けずに
、各ホールド出力をいくつかの群にまとめるとともに試
料信号ホールド出力切替スイッチ19At 、19A2
.・・・、19Aaおよび参照信号ホールド出力切替ス
イッチ19B1.19B2.・・・、1988により各
群内のホールド出力を切替えて各群内で共通の試料側対
数増幅器、参照側対数増幅器を用いる構、説としたこと
から、高価でかつ調整も面倒な対数増幅器の数を少なく
することができる。ここで、上述のように対数増幅器の
上流側で複数の出力を切替えて対数増幅器を共用するこ
とが可能となったのは、試料信号、参照信号についてサ
ンプルホールド方式を適用したことによる。
第7図にはこの発明の方法を、同時並列に試料信号Sお
よび参照信号Rを検出するようにした分光光度計に適用
した一例を示す。
よび参照信号Rを検出するようにした分光光度計に適用
した一例を示す。
第7図において、光源1からの白色光は回折格子等の分
光器2によって分光されて所定波長域の単色光となり、
ビームスプリッタ等の光束分割手段3によって試料光束
4Aと参照光束4Bとに分割され、試料光束4Aは試料
室5Aを透過して試料側検出器8Aに入射され、参照光
束4Bは参照室5Bを透過して参照側検出器8Bに入射
される。
光器2によって分光されて所定波長域の単色光となり、
ビームスプリッタ等の光束分割手段3によって試料光束
4Aと参照光束4Bとに分割され、試料光束4Aは試料
室5Aを透過して試料側検出器8Aに入射され、参照光
束4Bは参照室5Bを透過して参照側検出器8Bに入射
される。
そして試料側検出器8Aの出力すなわち試料信号は信号
増幅器11Aを経て試料側開閉スイッチ回路12Aに与
えられ、一方参照側検出熱8Bの出力すなわち参照信号
は信号増幅器1 ”l Bを経て参照側開閉スイッチ回
路12Bに与えられ、各開閉スイッチ回路12A、12
Bの出力は信号処理回路17に取入れられる。ここで試
料側開閉スイッチ回路12Aおよび参照側開閉スイッチ
回路12Bは、不均一サンプリング信号発生回路22か
らの不均一サンプリング信号により開閉が制御されて、
信号処理回路17に対する試料信号Sの取入れ時間が参
照信@Rの取入れ時間が長くなるように設定される。信
号処理回路17の具体的構成および動作は第3図の場合
と同様である。
増幅器11Aを経て試料側開閉スイッチ回路12Aに与
えられ、一方参照側検出熱8Bの出力すなわち参照信号
は信号増幅器1 ”l Bを経て参照側開閉スイッチ回
路12Bに与えられ、各開閉スイッチ回路12A、12
Bの出力は信号処理回路17に取入れられる。ここで試
料側開閉スイッチ回路12Aおよび参照側開閉スイッチ
回路12Bは、不均一サンプリング信号発生回路22か
らの不均一サンプリング信号により開閉が制御されて、
信号処理回路17に対する試料信号Sの取入れ時間が参
照信@Rの取入れ時間が長くなるように設定される。信
号処理回路17の具体的構成および動作は第3図の場合
と同様である。
なお以上の各実施例ではいずれも対数吸光度もしくは対
数透過率を求めるために、対数増幅器を用いて試料信号
成分と参照信号成分の対数比log(S/R)を求める
ものとしたが、場合によっては絶対比SンRを求めて絶
対吸光度もしくは絶対透過率を求めるようにしても良く
、この場合にもこの発明の信号処理方法が適用できるこ
とは勿論でおる。
数透過率を求めるために、対数増幅器を用いて試料信号
成分と参照信号成分の対数比log(S/R)を求める
ものとしたが、場合によっては絶対比SンRを求めて絶
対吸光度もしくは絶対透過率を求めるようにしても良く
、この場合にもこの発明の信号処理方法が適用できるこ
とは勿論でおる。
発明の効果
前述の説明で明らかなようにこの発明の分光光度計の信
号処理方法は、信号処理回路に対する試料信号の1回の
取入れ時間幅を参照信号の1回の取入れ時間幅よりも長
くする不均一サンプリングを行ない、信号処理回路内で
その不均一な一試料信号および参照信号をサンプルホー
ルドしてからそれらの対数比もしくは絶対比を求めるよ
うにしたものであり、このように試料信号の取入れ時間
を長くすることによって試料信号成分のS/N比を向上
させることができ、また試料信号成分の取入れ時間は長
くしても参照信号の取入れ時間は短くしているから、試
料信号成分の取入れ頻度は小ざくしなくて済むため試料
の経時的吸光度変化に対する追従性は特に低下せず、し
たがって高速液体クロマトグラフィーの分光光度計の如
く波長走査を行なわない分光光度計、すなわち参照信号
の変動が緩やかな分光光度計に適用することによってそ
の分析精度を従来よりも格段に向上させることができる
。またこの発明の方法ではサンプルホールド方式を適用
しているため、同期整流方式の場合のようにS/N比を
向上させるために高価でしかも調整も面倒な高性能フィ
ルタ回路等を必要とせず、装置構成も安価でしかも調整
や保守も容易となる。
号処理方法は、信号処理回路に対する試料信号の1回の
取入れ時間幅を参照信号の1回の取入れ時間幅よりも長
くする不均一サンプリングを行ない、信号処理回路内で
その不均一な一試料信号および参照信号をサンプルホー
ルドしてからそれらの対数比もしくは絶対比を求めるよ
うにしたものであり、このように試料信号の取入れ時間
を長くすることによって試料信号成分のS/N比を向上
させることができ、また試料信号成分の取入れ時間は長
くしても参照信号の取入れ時間は短くしているから、試
料信号成分の取入れ頻度は小ざくしなくて済むため試料
の経時的吸光度変化に対する追従性は特に低下せず、し
たがって高速液体クロマトグラフィーの分光光度計の如
く波長走査を行なわない分光光度計、すなわち参照信号
の変動が緩やかな分光光度計に適用することによってそ
の分析精度を従来よりも格段に向上させることができる
。またこの発明の方法ではサンプルホールド方式を適用
しているため、同期整流方式の場合のようにS/N比を
向上させるために高価でしかも調整も面倒な高性能フィ
ルタ回路等を必要とせず、装置構成も安価でしかも調整
や保守も容易となる。
第1図はこの発明の方法において信号処理回路に取入れ
る試料信号、参照信号の時間的関係を示す信号波形図、
第2図はこの発明の方法を実施するための分光光度計の
一例の光学系を示す略解図、第3図は第2図の光学系に
使用されるセクターの一例を示す平面図、第4図は第2
図に示される光学系を用いた分光光度計の電気的信号処
理系を示ずブロック図、第5図(A)〜(C)は第2図
〜第4図に示される分光光度計の各部の信号波形を示す
波形図、第6図はこの発明の方法を多波長同時検出型分
光光度S1に適用した場合の信号処理系の一例を示すブ
ロック図、第7図はこの発明の方法を実施するための分
光光度肝の他の例を示すブロック図、第8図は従来の分
光光度計における信号処理回路に対する取入れ信号波形
を示す波形図でおる。 1・・・光源、 2・・・分光器、 4A・・・試料光
束、4B・・・参照光束、 5A・・・試料室、 5B
・・・参照室、 7・・・セクター、 8.8A、8B
・・・検出器、8M・・・多素子検出器、 81〜83
2・・・検出素子、12 : 121〜1232・・・
切替スイッヂ回路、13A : 13A1〜13A32
・・・試料側サンプルホールド回路、 138:13B
1〜13B32・・・参照側サンプルホールド回路、
14A:14A1〜14A8・・・試料側対数増幅器、
14B;14B1〜14B8・・・参照側対数増幅器
、 15;151〜158・・・差動回路、 19A1
〜19A8・・・試料側ホールド出力切替スイッチ、
19B1〜19B8・・・参照側ホールド出力切替スイ
ッチ、20・・・アナログスイッチ、 S・・・試料信
号、 R・・・参照信号。
る試料信号、参照信号の時間的関係を示す信号波形図、
第2図はこの発明の方法を実施するための分光光度計の
一例の光学系を示す略解図、第3図は第2図の光学系に
使用されるセクターの一例を示す平面図、第4図は第2
図に示される光学系を用いた分光光度計の電気的信号処
理系を示ずブロック図、第5図(A)〜(C)は第2図
〜第4図に示される分光光度計の各部の信号波形を示す
波形図、第6図はこの発明の方法を多波長同時検出型分
光光度S1に適用した場合の信号処理系の一例を示すブ
ロック図、第7図はこの発明の方法を実施するための分
光光度肝の他の例を示すブロック図、第8図は従来の分
光光度計における信号処理回路に対する取入れ信号波形
を示す波形図でおる。 1・・・光源、 2・・・分光器、 4A・・・試料光
束、4B・・・参照光束、 5A・・・試料室、 5B
・・・参照室、 7・・・セクター、 8.8A、8B
・・・検出器、8M・・・多素子検出器、 81〜83
2・・・検出素子、12 : 121〜1232・・・
切替スイッヂ回路、13A : 13A1〜13A32
・・・試料側サンプルホールド回路、 138:13B
1〜13B32・・・参照側サンプルホールド回路、
14A:14A1〜14A8・・・試料側対数増幅器、
14B;14B1〜14B8・・・参照側対数増幅器
、 15;151〜158・・・差動回路、 19A1
〜19A8・・・試料側ホールド出力切替スイッチ、
19B1〜19B8・・・参照側ホールド出力切替スイ
ッチ、20・・・アナログスイッチ、 S・・・試料信
号、 R・・・参照信号。
Claims (2)
- (1)試料室を透過した光の強度に対応する試料信号と
参照室を透過した光の強度に対応する参照信号とを交互
に信号処理回路に取入れ、その信号処理回路において試
料信号と参照信号との対数比もしくは絶対比を求めるよ
うにした分光光度計において、 信号処理回路に対する試料信号および参照信号の取入れ
を、1回の試料信号の取入れ時間が1回の参照信号取入
れ時間より長くなるように制御し、かつ信号処理回路内
において試料信号および参照信号をそれぞれサンプルホ
ールドしてからそれらの信号の対数比もしくは絶対比を
求めることを特徴とする分光光度計における信号処理方
法。 - (2)前記信号処理回路内における参照信号のサンプル
ホールド時間を試料信号のサンプルホールド時間よりも
長くしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
分光光度計における信号処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29849185A JPS62157537A (ja) | 1985-12-30 | 1985-12-30 | 分光光度計における信号処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29849185A JPS62157537A (ja) | 1985-12-30 | 1985-12-30 | 分光光度計における信号処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62157537A true JPS62157537A (ja) | 1987-07-13 |
Family
ID=17860392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29849185A Pending JPS62157537A (ja) | 1985-12-30 | 1985-12-30 | 分光光度計における信号処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62157537A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01250741A (ja) * | 1988-02-16 | 1989-10-05 | Applied Biosystems Inc | 単一の対数データコンバータを有するデュアルビームマルチチャンネル分光光度計 |
WO2016031267A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | 国立大学法人東北大学 | 光学的濃度測定方法 |
US11555782B2 (en) | 2018-07-13 | 2023-01-17 | Yokogawa Electric Corporation | Spectrometry device and spectrometry method |
-
1985
- 1985-12-30 JP JP29849185A patent/JPS62157537A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01250741A (ja) * | 1988-02-16 | 1989-10-05 | Applied Biosystems Inc | 単一の対数データコンバータを有するデュアルビームマルチチャンネル分光光度計 |
WO2016031267A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | 国立大学法人東北大学 | 光学的濃度測定方法 |
JPWO2016031267A1 (ja) * | 2014-08-29 | 2017-06-08 | 国立大学法人東北大学 | 光学的濃度測定方法 |
US10324028B2 (en) | 2014-08-29 | 2019-06-18 | Tohoku University | Optical concentration measuring method |
US11555782B2 (en) | 2018-07-13 | 2023-01-17 | Yokogawa Electric Corporation | Spectrometry device and spectrometry method |
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