JP3127784B2 - 分光測定装置のデータ処理方法 - Google Patents
分光測定装置のデータ処理方法Info
- Publication number
- JP3127784B2 JP3127784B2 JP07168213A JP16821395A JP3127784B2 JP 3127784 B2 JP3127784 B2 JP 3127784B2 JP 07168213 A JP07168213 A JP 07168213A JP 16821395 A JP16821395 A JP 16821395A JP 3127784 B2 JP3127784 B2 JP 3127784B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- sample
- spectral
- correction information
- receiving element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
理方法に関し、特に、試料上の一次元領域を分光測定す
るに際し、複数の受光素子が二次元的に配置された光検
出器上に分光画像を結像させ、位置情報と波長方向の情
報とを同時に測定する分光測定装置におけるデータ処理
方法に関する。
的に配置された光検出器を備えている分光測定装置にお
ける光学系のブロック構成図である。図において、光源
10から照射された光は、試料11上の一次元(Y軸)
方向に伸びる線領域で反射され、スリット12に導かれ
る。スリット12を通過した光はレンズ13でコリメー
トされ、回折格子14で分光された後、レンズ15を介
して光検出器16上に結像される。試料11上でのY軸
方向の線領域は、光検出器16上では図7中に示してい
る位置方向(y軸方向)に結像し、図7中に示している
波長方向(x軸方向)にはY軸方向の線領域の各点に対
応する分光強度分布が得られる。更に、試料11をX軸
方向に順次移動させながら測定を行なうことにより、試
料11上の二次元領域の分光強度分布を測定することも
可能である。
きに光検出器16で検出される分光画像の一例を図8に
示している。ここで、理想的な光路とは、レンズ13、
15やスリット12等の光学部品の配置にずれが無く、
且つ、レンズ13、15に収差が無いなどの諸条件がす
べて満たされている場合である。図8中の線領域の試料
Aに対応する分光画像として、例えば、Bの如き二次元
的な分光強度分布が得られる。ここで、試料11の線領
域内での位置Yaに対する分光強度分布を得るために
は、図8の位置yaの一行(x軸方向)に並ぶ受光素子
により検出された信号を順番に読み出せば良い。
部品の相対的な位置のずれやレンズの収差などによって
光検出器16上での結像には歪みや変形が生じる。図9
は歪みが発生している分光画像の一例を示す図である。
図8と同一の線領域Aの測定結果であるが、図9の分光
画像Bには歪みが生じている。すなわち、試料11上の
線領域内の或る位置に対応する波長の広がりの方向は、
x軸方向と一致しなくなる。従って、このような歪みや
変形がある場合には、上述のように、或る行の受光素子
による検出値を順番にx軸方向に読み出す方法では、正
確な分光強度分布が得られないという問題がある。更
に、この歪みや変形の状態は、光学部品の調整や分解を
行なった際には変化する可能性もあり、測定結果の信頼
性や再現性を更に低下させることになる。
に成されたものであり、その目的とするところは、分光
測定装置において、光路が理想的な状態でない場合でも
正確な分光強度分布の測定が行なえ、しかも、光路の状
態が変化したときでも高い精度を保つことができるデー
タ処理方法を提供することにある。
に成された本発明は、試料上の一次元領域を分光測定す
るに際し、複数の受光素子が二次元的に配列された光検
出器の一つの次元方向に該試料のスリット長手方向に対
応した像が投影され、他の次元方向に光が分散するよう
に光学系が構成される分光測定装置に用いられるデータ
処理方法において、測定対象の試料の分光測定に先立
ち、特定の分光分布及びパターンをスリット長手方向の
線領域内に有する基準試料を分光測定し、その結果得ら
れた二次元分光画像中の分光分布パターンに対応する受
光素子の位置を補正情報として記憶しておき、分光測定
する際に、前記補正情報を用いて各受光素子による検出
信号を処理することを特徴としている。
リット長手方向に対応した方向に生じている歪みや変形
は、以下のように補正される。すなわち、まず、波長方
向に特定の分光分布が得られるようなパターンを線領域
内に有する基準試料が用意され、この基準試料の分光測
定が実行される。この測定結果である分光分布パターン
に基づいて、波長の広がりの方向に対応する受光素子の
位置の情報が補正情報として記憶される。そして、試料
を測定する際には、この補正情報を用いて各受光素子の
検出信号を処理することにより、歪みや変形の影響が軽
減される。また、スリット長手方向に直交する方向に生
じている歪みや変形も、特定の波長域にピークを有する
ような分光分布が得られる基準試料を用いることにより
同様に補正することができる。
置のずれやレンズの収差等による影響を補正した分光画
像が得られるため、複雑なパターンを有する試料を測定
する場合でも緻密で正確な分光強度分布を測定すること
ができる。また、装置の調整を行なった場合でも、再
度、基準試料を測定し直して補正情報を入れ替えられる
ため、常に高い精度を保つことができる。
理方法の実施例について図を参照しつつ説明する。
よる第1の実施例(以下「実施例1」という)を説明す
る。実施例1では、必要な位置分解能程度の大きさの微
小パターンを線領域内の位置Yk(k=1〜m)に有する試料
を基準試料とする。そして、この基準試料を分光測定す
ることにより、図1のようなm本の曲線Ckを有する分光
画像を得る。光路が理想的である場合には、このm本の
曲線Ckはそれぞれx軸方向に伸びる直線となる筈であ
るから、曲線の状態は歪みや変形を反映したものであ
る。従って、この曲線に基づいて、基準試料上のm個の
パターンに対する波長方向と光検出器16を構成する受
光素子との対応関係が得られる。この対応関係をメモリ
に記憶しておき、試料を測定するときには、対応関係に
基づいた順序に従って各受光素子から信号を読むように
する。
の対応関係を得る具体的な方法を、図2を用いて以下に
説明する。基準試料の線領域Aの中の位置Yk(k=1〜m)
に存するm個の微小パターンに対する分光画像Bにおい
て、xi(i=1〜n)の位置にある縦一列の受光素子(図2
の分光画像B内の斜線部)の検出値を順次読み、光強度
のピーク値が現われる受光素子の位置をpki(k=1〜m)と
して記憶する。例えば、xiの位置の縦一列の受光素子
の検出値は、図2中のPに示すように、位置Ykに対応
したy軸上の位置においてピークが発生する。このピー
クの位置(例えばy軸方向での受光素子の位置を示す番
号)をpkiとして順次メモリに記憶してゆく。
数nまで繰り返し行なうことにより、基準試料の線領域
Aの中の位置Yk(k=1〜m)と、曲線Ckに応じた受光素子
の位置pki(i=1〜n)との対応関係が得られる。すなわ
ち、基準試料の線領域Aの中の位置Ykの分光強度分布
を得るためには、pk1、pk2、…、pknの順にそこに位
置する受光素子の信号値を読み出せば良い。このよう
に、試料の線領域内の位置Ykと、その位置に対する波
長の広がり方向を示す受光素子の位置pkiとの対応関係
を補正情報としてメモリ内に記憶しておく。
置Yk+1との間に存する位置Yjに対しては、メモリに記
憶している曲線Ckと曲線Ck+1とに関する補正情報を読
出し、両者の重み付き平均を計算することにより曲線C
j(図3中に破線で示す曲線)を推定し、読み出すべき
受光素子の位置を決定する。これにより、試料11の線
領域内の如何なる位置に対する分光強度も、その波長の
広がり方向に沿った適切な受光素子から検出信号が読み
出されることになる。
施例(以下、「実施例2」という)を説明する。図4
は、実施例2において補正情報を求める方法を説明する
ための図である。上記実施例1では、波長方向(又はx
軸方向)に対して、曲線Ck上のすべての受光素子の位
置情報をメモリに記憶させておくようにしている。その
ため、メモリの必要容量は大きくなる。実施例2は、こ
のメモリ容量を削減するために、x軸方向にi=1からi=n
まで順次移動させながら曲線Ckに対応する受光素子の
位置pkiを求めるのではなく、x軸方向に、所定の受光
素子数毎に移動させながら受光素子の位置を求めて記憶
してゆく。
素子についてのみ、実施例1で述べたように、光強度の
ピーク値が現われる受光素子の位置をpki(k=1〜m)とし
て記憶する。従って、実施例1では、x軸方向の受光素
子数に等しいn回繰り返し操作を行なって補正情報を求
めていたのに対し、実施例2では、その繰り返し操作の
回数を大幅に減らすことができ、その分だけ補正情報の
ためのメモリ量も削減できる。そして、x軸方向にスキ
ップした間の領域に関しては、多項式近似や補間等の計
算によって曲線を定式化し、これに基づいて分光強度分
布を得るために読み出すべき受光素子の位置を決定す
る。
施例(以下、「実施例3」という)を説明する。実施例
3は、実施例1とは相違する基準試料を用いて補正情報
を得るようにしたものであり、図5は基準試料Aとその
分光画像を示す図である。実施例3では、線領域内に唯
一の微小パターンを有する基準試料を用い、このパター
ンをY軸方向に必要な分解能程度のステップ幅で移動さ
せながら、実施例1で述べたような曲線Cに対応する受
光素子の位置pを得るようにしている。このとき、分光
画像のx軸方向に対しては、実施例1の如く、対応する
すべての受光素子の位置を記憶するようにしても良い
し、実施例2の如く、所定の間隔毎に対応する受光素子
の位置を記憶するようにしても良い。
位置方向すなわちy軸方向の歪みや変形のみを補正する
ためのデータ処理方法であるが、実際の装置では波長方
向すなわちx軸方向にも歪みや変形が発生している。こ
の歪みや変形は、特定の波長域で鋭いピークを有するよ
うな輝線データを基準試料として上述と同様の方法を適
用することにより補正することができる。図6は、特定
の波長でピークを有する基準試料に対する分光画像の例
である。波長方向に歪みや変形がない場合には、スペク
トル曲線Lu(u=1〜3)はy軸方向に直線のパターンが得
られる筈であるが、図6ではx軸方向に歪んでいる。そ
こで、波長と、曲線Luに応じた受光素子の位置との対
応関係を求め、これを補正情報とすることにより波長方
向における歪みや変形も補正することができる。
え、フィルタ効果を加味することをも可能となる。
法を実現する分光測定装置のデータ処理部の構成例を図
10に示す。また、図11は図10の構成における各処
理段階の分光画像の概念図である。2次元状の光検出器
16で検出された信号は、各受光素子毎に一旦アナログ
/デジタル(A/D)変換器17にてデジタル信号に変
換されて第1のデータ用メモリ18に格納される。図1
1に示すように、第1のデータ用メモリ18における分
光画像は光学系の歪みや変形を含むものである。補正処
理部19は、第1のデータ用メモリ18内の適当なデー
タを順次読み出して第2のデータ用メモリ21への書き
込みを行なう。補正処理部19には補正情報を格納する
ための補正情報メモリ20が接続されている。この補正
情報メモリ20には、基準試料を測定することにより補
正情報を作成するための補正情報作成制御部(図示せ
ず)によって予め補正情報が書き込まれる。試料測定の
際、補正処理部19では、補正情報メモリ20内の補正
情報に基づいて二つのメモリ18、21の読出し及び書
込みのアドレス信号が生成される。従って、第2のデー
タ用メモリ21における分光画像は光学系の歪みや変形
が補正されたものとなる。この第2のデータ用メモリ2
1から読み出されたデータに基づき反射率の計算等の分
析処理演算が実行される。
変換器17と第1のデータ用メモリ18との間に設け、
第1のデータ用メモリ18への書込みの際に適当なアド
レスを指定することにより光学系の歪みや変形を補正す
るように変形しても良い。この場合の各処理段階の分光
画像の概念図を図12に示す。すなわち、第1のデータ
用メモリ18における分光画像は歪みや変形が補正され
たものとなるため、第2のデータ用メモリ21は不要と
なる。
理を説明するための図。
明するための図。
理方法を説明するための図。
するための図。
するための図。
明するための図。
ブロック構成図。
図。
光測定装置のデータ処理部の構成図。
像の概念図。
光画像の概念図。
Claims (1)
- 【請求項1】 試料上の一次元領域を分光測定するに際
し、複数の受光素子が二次元的に配列された光検出器の
一つの次元方向に該試料のスリット長手方向に対応した
像が投影され、他の次元方向に光が分散するように光学
系が構成される分光測定装置に用いられるデータ処理方
法において、 測定対象の試料の分光測定に先立ち、特定の分光分布及
びパターンをスリット長手方向の線領域内に有する基準
試料を分光測定し、その結果得られた二次元分光画像中
の分光分布パターンに対応する受光素子の位置を補正情
報として記憶しておき、 分光測定する際に、前記補正情報を用いて各受光素子に
よる検出信号を処理することを特徴とするデータ処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07168213A JP3127784B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 分光測定装置のデータ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07168213A JP3127784B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 分光測定装置のデータ処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334410A JPH08334410A (ja) | 1996-12-17 |
| JP3127784B2 true JP3127784B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=15863891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07168213A Expired - Fee Related JP3127784B2 (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 分光測定装置のデータ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3127784B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6074672B2 (ja) * | 2011-10-28 | 2017-02-08 | 株式会社ミツトヨ | 変位検出装置、変位検出方法及び変位検出プログラム |
-
1995
- 1995-06-08 JP JP07168213A patent/JP3127784B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08334410A (ja) | 1996-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105424185B (zh) | 一种计算机辅助的全波段光谱仪波长标定方法 | |
| US5771094A (en) | Film measurement system with improved calibration | |
| EP0950168B1 (en) | Optoelectronic system using spatiochromatic triangulation | |
| US4563090A (en) | Grating spectrometer | |
| DE2823060A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum messen der wellenlaenge eines lichtstrahls | |
| CN101158599A (zh) | 一种光谱仪器的波长标定方法 | |
| US4482966A (en) | Detector for chromatographs | |
| US20070127036A1 (en) | Interference measurement system self-alignment method | |
| US5592291A (en) | Spectrophotometer | |
| JPS5855706A (ja) | 基板へ被着物を被着する方法および測光装置 | |
| US4231663A (en) | Device for calibrating the photometric linearity of optical instruments | |
| US4627733A (en) | Flatness measuring apparatus | |
| US5030986A (en) | Film printing and reading system | |
| Schlemmer et al. | Diode array spectrometer: an optimised design | |
| JPH08334410A (ja) | 分光測定装置のデータ処理方法 | |
| JP3792273B2 (ja) | 分光測定装置 | |
| Geckeler et al. | Self-calibration strategies for reducing systematic slope measurement errors of autocollimators in deflectometric profilometry | |
| JPH10300580A (ja) | 色彩測定装置 | |
| JPH03501163A (ja) | 光線の回折によりワイヤ、プロファイルまたは円形部の直径を測定する方法およびこの方法を実行するための装置 | |
| CN109883549B (zh) | 一种基于数字微镜的弯曲谱线校正方法 | |
| CN119469407A (zh) | 一种光纤光谱仪及光谱检测方法 | |
| HU203595B (en) | Process and apparatus for contactless definition of diameter of thin wires | |
| JP4191953B2 (ja) | レ−ザ走査型寸法測定機の校正方法 | |
| JP2720749B2 (ja) | 光スポット歪測定調整装置 | |
| CN119880362B (zh) | 波前传感器微透镜阵列与探测器间距的测定装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071110 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081110 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091110 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091110 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101110 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111110 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121110 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121110 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131110 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |