JPS6344131A - 分光光度計 - Google Patents
分光光度計Info
- Publication number
- JPS6344131A JPS6344131A JP18928786A JP18928786A JPS6344131A JP S6344131 A JPS6344131 A JP S6344131A JP 18928786 A JP18928786 A JP 18928786A JP 18928786 A JP18928786 A JP 18928786A JP S6344131 A JPS6344131 A JP S6344131A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- spectrum
- data
- constant
- photoconductive 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.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
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】
イ、産業上の利用分野
本発明は分光光度計に関する。
口、従来の技術
赤外光の測光には光電子増倍管では感度が得られないの
で、通常光熱変換型の素子を用いるとか、半導体の光導
電素子を用いている。前者は応答速度が遅くダイナミッ
クレンジもせまい。先導ＴＬ素子は光熱変換型の素子に
比し応答速度も高く、ダイナミックレンジも広いので赤
外分光測定の分野で広（用いられるようになってきた。
で、通常光熱変換型の素子を用いるとか、半導体の光導
電素子を用いている。前者は応答速度が遅くダイナミッ
クレンジもせまい。先導ＴＬ素子は光熱変換型の素子に
比し応答速度も高く、ダイナミックレンジも広いので赤
外分光測定の分野で広（用いられるようになってきた。
ハ１発明が解決しようとする問題点
本発明はフーリエ変換型赤外分光光度計にＨｇＣｄＴ
ｅのような光導電素子を用いた場合、測定されたインタ
ーフェログラムから復原した分光スペクトルが正しい分
光スペクトルから歪んだものになっていると云う間馴が
ある。これは光導電素子を用いて測定さ、れだインター
フェログラムがちとの分光スペクトルの正確なフーリエ
変換から歪んだ形になっているからで、この歪の原因は
光導電素子の感度特性の非直線性にある。
ｅのような光導電素子を用いた場合、測定されたインタ
ーフェログラムから復原した分光スペクトルが正しい分
光スペクトルから歪んだものになっていると云う間馴が
ある。これは光導電素子を用いて測定さ、れだインター
フェログラムがちとの分光スペクトルの正確なフーリエ
変換から歪んだ形になっているからで、この歪の原因は
光導電素子の感度特性の非直線性にある。
本発明は上述したインターフェログラムの歪みをデータ
処理によって補正し、正しい分光スペクトルが得られる
ようにしようとするものである。
処理によって補正し、正しい分光スペクトルが得られる
ようにしようとするものである。
二９問題点解決のための手段
フーリエ変換型分光光度計の光導電素子光検出器の出力
信号から交流成分を取出し、適宜の定数を加算してｎ乗
した波形をフーリエ変換してスペクトルデータを求め、
このスペクトルデータにおいて、上記光導電素子が感度
を持たない波長帯域におけるスペクトルの積分を算出す
る演算を上記定数を変えながら繰返して上記積分が最小
になる上記定数の値を検出し、その値を補正データとす
るようにした。実際の分光測定に当っては光検出器出力
の交流成分に上記補正データを加算してｎ乗したものを
インターフェログラムとして分光スペクトルを求めるの
である。
信号から交流成分を取出し、適宜の定数を加算してｎ乗
した波形をフーリエ変換してスペクトルデータを求め、
このスペクトルデータにおいて、上記光導電素子が感度
を持たない波長帯域におけるスペクトルの積分を算出す
る演算を上記定数を変えながら繰返して上記積分が最小
になる上記定数の値を検出し、その値を補正データとす
るようにした。実際の分光測定に当っては光検出器出力
の交流成分に上記補正データを加算してｎ乗したものを
インターフェログラムとして分光スペクトルを求めるの
である。
ホ０作用
光導電素子の感度特性は入射光強度が弱い場合、出力は
入射光強度に比例するが、高レベル入射光の場合は入射
光強度の１／３乗に比例するようになる。光導電素子を
用いたフーリエ変換型分光光度計によって得られるイン
ターフェログラムの歪の原因はこの光導電素子の感度の
１／３乗特性にある。光導電素子の分光感度特性は長波
長側にそれ以上は感度を示さない限界波長がある。この
ような光導電素子の特性によって、測定光が弱い場合、
インターフェログラムから復元した分光スペクトルは限
界波長以上の長波長側に広がりを示さないが、測定光が
強い場合は第３図に示すように復元された分光スペクト
ルは限界波長より長波長く小波数）側まで広がりを見せ
、インターフェログラムが歪んでいること′を示す。
入射光強度に比例するが、高レベル入射光の場合は入射
光強度の１／３乗に比例するようになる。光導電素子を
用いたフーリエ変換型分光光度計によって得られるイン
ターフェログラムの歪の原因はこの光導電素子の感度の
１／３乗特性にある。光導電素子の分光感度特性は長波
長側にそれ以上は感度を示さない限界波長がある。この
ような光導電素子の特性によって、測定光が弱い場合、
インターフェログラムから復元した分光スペクトルは限
界波長以上の長波長側に広がりを示さないが、測定光が
強い場合は第３図に示すように復元された分光スペクト
ルは限界波長より長波長く小波数）側まで広がりを見せ
、インターフェログラムが歪んでいること′を示す。
フーリエ変換型分光光度計において得られる出力信号は
直流成分と交流成分とが重なった形を呈しており、交流
成分がインターフェログラムである。このような出力信
号をそのま＼増幅すると不必要な直流成分まで増幅する
ために増幅器は広いダイナミックレンジを必要とし充分
な利得が得られない。出力信号をそのま１３乗すれば、
１＼３乗特性によるインターフェログラムの歪は補正さ
れるが、上述したように出力信号はそのま＼増幅するこ
とはできず、直流成分をカットして交流成分のみ増幅す
るので、このようにして得られた交流成分即ちインター
フェログラムの信号を３乗しても１／３乗特性による歪
は補正されない。即ち光導電型光検出器への入射光強度
をＦとし、出力信号の直流成分をＩ ｃｉ ｃ ｓ交流
成分をＩａｃとすると、 塊 Ｆ ” （Ｉ ｄ ｃ ＋ ｒ ａ ｃ ）であ
るから、 Ｆ ｃｃ （Ｉ ｄ ｃ ＋ Ｉ ａ ｃ ）３
である。所が上記した直流成分は干渉計の光学的な特性
により干渉する二つの光束の強度が完全にバランスして
いないことによって生ずるので光源の婢度や干渉条件に
よっても異り光導電素子の個体によっても異っているの
で装置定数として設計上予め決めておくことができず、
予め判明していないものである。このため光検出器の出
力から交流成分のみを取出し増幅した後、１／３乗特性
による歪を補正するに先立って先にカットした直流成分
に相当する定数を加算しようとしても、その値が不明で
ある。
直流成分と交流成分とが重なった形を呈しており、交流
成分がインターフェログラムである。このような出力信
号をそのま＼増幅すると不必要な直流成分まで増幅する
ために増幅器は広いダイナミックレンジを必要とし充分
な利得が得られない。出力信号をそのま１３乗すれば、
１＼３乗特性によるインターフェログラムの歪は補正さ
れるが、上述したように出力信号はそのま＼増幅するこ
とはできず、直流成分をカットして交流成分のみ増幅す
るので、このようにして得られた交流成分即ちインター
フェログラムの信号を３乗しても１／３乗特性による歪
は補正されない。即ち光導電型光検出器への入射光強度
をＦとし、出力信号の直流成分をＩ ｃｉ ｃ ｓ交流
成分をＩａｃとすると、 塊 Ｆ ” （Ｉ ｄ ｃ ＋ ｒ ａ ｃ ）であ
るから、 Ｆ ｃｃ （Ｉ ｄ ｃ ＋ Ｉ ａ ｃ ）３
である。所が上記した直流成分は干渉計の光学的な特性
により干渉する二つの光束の強度が完全にバランスして
いないことによって生ずるので光源の婢度や干渉条件に
よっても異り光導電素子の個体によっても異っているの
で装置定数として設計上予め決めておくことができず、
予め判明していないものである。このため光検出器の出
力から交流成分のみを取出し増幅した後、１／３乗特性
による歪を補正するに先立って先にカットした直流成分
に相当する定数を加算しようとしても、その値が不明で
ある。
そこで本発明ではこの不明な指定数を成敗えず一つの値
に仮定して、これを測光出力（の増幅された）信号に加
算して３乗したものをインターフェログラムとしてフー
リエ変換し、ちとの分光スペクトルを求めてみる。本項
の初めに述べたように光導電素子には感光できる限界波
長があり、インターフェログラムが歪んでいろ場合、求
められた分光スペクトルはこの限界波長より長波長側ま
で広がっているので、この分光スペクトルの広がりを補
正の適否判定の目安として、求まった分光スペクトルの
限界波長以上の部分、第３図で斜線を入れた範囲の積分
を計算する。このような動作を始めに加算する定数を変
えながら繰返し、上記積分が最小になる所を探せば、そ
のとき光検出器の非直線的特性に対する出力信号の補正
は最も良（行われていることになる。
に仮定して、これを測光出力（の増幅された）信号に加
算して３乗したものをインターフェログラムとしてフー
リエ変換し、ちとの分光スペクトルを求めてみる。本項
の初めに述べたように光導電素子には感光できる限界波
長があり、インターフェログラムが歪んでいろ場合、求
められた分光スペクトルはこの限界波長より長波長側ま
で広がっているので、この分光スペクトルの広がりを補
正の適否判定の目安として、求まった分光スペクトルの
限界波長以上の部分、第３図で斜線を入れた範囲の積分
を計算する。このような動作を始めに加算する定数を変
えながら繰返し、上記積分が最小になる所を探せば、そ
のとき光検出器の非直線的特性に対する出力信号の補正
は最も良（行われていることになる。
へ、実施例
第１図は本発明の一実施例を示す。Ｉはフーリエ変換型
分光光度計の光学的部分である干渉計、Ｌは光源で、Ｐ
が光導電体の光検出器、Ｅは定電圧直流電源である。光
検出信号は光導電素子Ｐお抵抗Ｒとの接続点の電圧信号
として得られ、結合用コンデンサＣを介して交流成分だ
けが増幅器Ａに入力される。増幅３Ａの出力はサンプリ
ング回路Ｓでサンプリングされ、Ａ／Ｄ変換器ＡＤを介
してＲＡ Ｍに取込まれる。ＲＯＭにはコンピュータＣ
ＰＵの動作プログラムが格納されており、ＣＰＵはその
プログラムに従い、ＲＡＭに取込まれた上記増幅器Ａの
出力即ち測光データに光導電素子Ｐの特性の曲りに対す
る補正演算を施し、補正されたデータに基いてフーリエ
変換のアルゴリズムを実行して、その結果を分光スペク
トルのデータとして表示装置りに出力する。
分光光度計の光学的部分である干渉計、Ｌは光源で、Ｐ
が光導電体の光検出器、Ｅは定電圧直流電源である。光
検出信号は光導電素子Ｐお抵抗Ｒとの接続点の電圧信号
として得られ、結合用コンデンサＣを介して交流成分だ
けが増幅器Ａに入力される。増幅３Ａの出力はサンプリ
ング回路Ｓでサンプリングされ、Ａ／Ｄ変換器ＡＤを介
してＲＡ Ｍに取込まれる。ＲＯＭにはコンピュータＣ
ＰＵの動作プログラムが格納されており、ＣＰＵはその
プログラムに従い、ＲＡＭに取込まれた上記増幅器Ａの
出力即ち測光データに光導電素子Ｐの特性の曲りに対す
る補正演算を施し、補正されたデータに基いてフーリエ
変換のアルゴリズムを実行して、その結果を分光スペク
トルのデータとして表示装置りに出力する。
上記した補正演算は測光データにＲＡＭに予め格納しで
ある定数を加算して３乗する演算であり、このようにし
て補正された測光データからその平均値即ち直流成分を
引算したデータについてフーリエ変換を行うのである。
ある定数を加算して３乗する演算であり、このようにし
て補正された測光データからその平均値即ち直流成分を
引算したデータについてフーリエ変換を行うのである。
こ＼で上記した定数を予め決定する動作のフローチャー
トを第２図に示す。この動作においては特別な試料を用
意する必要はなく、試料なしで光源を点灯してその分光
特性を測定するのと同じ様な動作になる。まず干渉計を
動作させ測光データをＲＡ Ｍに取込む（イ）。以下こ
のＲＡ Ｍ内のデータに対して演算動作が繰返される。
トを第２図に示す。この動作においては特別な試料を用
意する必要はなく、試料なしで光源を点灯してその分光
特性を測定するのと同じ様な動作になる。まず干渉計を
動作させ測光データをＲＡ Ｍに取込む（イ）。以下こ
のＲＡ Ｍ内のデータに対して演算動作が繰返される。
上記測光データに補正定数の初期値を加算（ロ）し、そ
の結果を３乗し、直流成分引算し、フーリエ変換を施し
て分光スペクトルの試算データｆ（λ）を算出する（ハ
）。この試料データにおいて、光導電素子Ｐの不感波長
域を算出（ニ）する。こ＼でλｅは光導電素子が感度を
有する限界波長である。次に上記ステップで求まったＦ
が最小値か否か判定する（ホ）。この判定は前回動作で
求めたＦから今回求めたＦを引算した結果が０になり或
は符号が負に変化したとき、又は今回求まったＦ ｆ）
＜ Ｏになった時最小値になったと判定するものである
。判定がＮｏのときは測光データに加算する定数に適当
に定めた一定値を加算して動作は（ハ）に戻る。このよ
うにして測光データに加算する定数を１ステツプずつ増
加させて同じ動作を繰返すと、やがてステップ（ホ）の
判定がＹＥＳとなる。このときの測光データに加算した
定数が求める定数で、これをＲＡＭに格納（へ）して、
以後の試料測定時の補正に用いる。
の結果を３乗し、直流成分引算し、フーリエ変換を施し
て分光スペクトルの試算データｆ（λ）を算出する（ハ
）。この試料データにおいて、光導電素子Ｐの不感波長
域を算出（ニ）する。こ＼でλｅは光導電素子が感度を
有する限界波長である。次に上記ステップで求まったＦ
が最小値か否か判定する（ホ）。この判定は前回動作で
求めたＦから今回求めたＦを引算した結果が０になり或
は符号が負に変化したとき、又は今回求まったＦ ｆ）
＜ Ｏになった時最小値になったと判定するものである
。判定がＮｏのときは測光データに加算する定数に適当
に定めた一定値を加算して動作は（ハ）に戻る。このよ
うにして測光データに加算する定数を１ステツプずつ増
加させて同じ動作を繰返すと、やがてステップ（ホ）の
判定がＹＥＳとなる。このときの測光データに加算した
定数が求める定数で、これをＲＡＭに格納（へ）して、
以後の試料測定時の補正に用いる。
上述実施例では光導電素子が本来持っている不感帯を利
用しているが、適当なバイパスフィルタ、ローパスフィ
ルタ或はバンドパスフィルタを用いて、人為的に不感帯
を設け、その帯域でユ出された試算分光スペクトルの値
或はその積分がＯとなるように上述動作を行ってもよい
ことは云うまでもない。
用しているが、適当なバイパスフィルタ、ローパスフィ
ルタ或はバンドパスフィルタを用いて、人為的に不感帯
を設け、その帯域でユ出された試算分光スペクトルの値
或はその積分がＯとなるように上述動作を行ってもよい
ことは云うまでもない。
ト、効果
本発明はフーリエ変換型分光光度計で光検出器の特性が
入力のｎ乗に比例すると云う形で表し得る場合一般に適
用できるもので、測光回路で直流成分を除去した信号を
扱って、しかも感度特性の非直線性を演算処理によって
正しくできるので、単に測光出力を１／ｎ乗することに
よって補正する場合のような広いダイナミックレンジが
回路に要求されず回路構成が簡単となり、高利得が１７
られ、交流信号を扱うので安定性が良くなる等の効果が
得られる。
入力のｎ乗に比例すると云う形で表し得る場合一般に適
用できるもので、測光回路で直流成分を除去した信号を
扱って、しかも感度特性の非直線性を演算処理によって
正しくできるので、単に測光出力を１／ｎ乗することに
よって補正する場合のような広いダイナミックレンジが
回路に要求されず回路構成が簡単となり、高利得が１７
られ、交流信号を扱うので安定性が良くなる等の効果が
得られる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は同実施例の動作の一部を示すフローチャート、第
３図は歪んだ分光スペクトルを示すグラフである。 Ｌ・・・光源、！・・・干渉計、Ｐ・・・光導電素子、
Ｃ・・・結合用コンデンサ、Ｓ・・・サンプリング回路
、Ｄ・・・表示装置。 代理人 弁理士 縣 浩 介 い源 Ｒ○Ｍ第１図 第３図 第２図
２図は同実施例の動作の一部を示すフローチャート、第
３図は歪んだ分光スペクトルを示すグラフである。 Ｌ・・・光源、！・・・干渉計、Ｐ・・・光導電素子、
Ｃ・・・結合用コンデンサ、Ｓ・・・サンプリング回路
、Ｄ・・・表示装置。 代理人 弁理士 縣 浩 介 い源 Ｒ○Ｍ第１図 第３図 第２図
Claims (2)
- （１）感度特性が入力の１／ｎ乗に比例する型の光検出
器を用い、同光検出器の出力から直流成分を除いた測光
データに予め設定された補正定数を加算してｎ乗する補
正を行い、この補正された測光データに対して分光スペ
クトル復元演算を行う演算装置を有する分光光度系。 - （２）感度特性が入力の１／ｎ乗に比例する型の光検出
器を用い、同光検出器の出力から直流成分を除いた測光
データに適宜定数を加算してｎ乗する演算を行い、この
ようにして得られたデータに対して分光スペクトル復元
演算を行って求めた試算スペクトルデータにおいて、感
度が０であるべき波長における試算スペクトルデータ或
はその面積値が最小値となるように上記適宜定数の値を
変えながら、上記試算スペクトルを求める動作を繰返し
、このようにして得られた適宜定数を補正定数とするこ
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
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18928786A JPS6344131A (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 分光光度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18928786A JPS6344131A (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 分光光度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6344131A true JPS6344131A (ja) | 1988-02-25 |
Family
ID=16238799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18928786A Pending JPS6344131A (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 分光光度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6344131A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05164613A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-06-29 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | フーリエ変換赤外分光測定方法 |
| JP2017146265A (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | 温度測定方法 |
| EP3425355A1 (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-09 | Shimadzu Corporation | Fourier transform infrared spectrophotometer |
| JP2019002791A (ja) * | 2017-06-15 | 2019-01-10 | 株式会社堀場製作所 | 光検出器の出力補正用演算式の算出方法、及び光検出器の出力補正方法 |
-
1986
- 1986-08-12 JP JP18928786A patent/JPS6344131A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05164613A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-06-29 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | フーリエ変換赤外分光測定方法 |
| JP2017146265A (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | 温度測定方法 |
| JP2019002791A (ja) * | 2017-06-15 | 2019-01-10 | 株式会社堀場製作所 | 光検出器の出力補正用演算式の算出方法、及び光検出器の出力補正方法 |
| EP3425355A1 (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-09 | Shimadzu Corporation | Fourier transform infrared spectrophotometer |
| CN109211406A (zh) * | 2017-07-07 | 2019-01-15 | 株式会社岛津制作所 | 傅立叶变换红外分光光度计 |
| JP2019015616A (ja) * | 2017-07-07 | 2019-01-31 | 株式会社島津製作所 | フーリエ変換赤外分光光度計 |
| US10670518B2 (en) | 2017-07-07 | 2020-06-02 | Shimadzu Corporation | Fourier transform infrared spectrophotometer |
| CN109211406B (zh) * | 2017-07-07 | 2021-06-15 | 株式会社岛津制作所 | 傅立叶变换红外分光光度计 |
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