JP2000314662A

JP2000314662A - フーリエ分光器

Info

Publication number: JP2000314662A
Application number: JP11126759A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Koyama; 弘小山; Katsumi Isozaki; 克己磯崎; Katsuya Ikezawa; 克哉池澤
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｓ／Ｎを向上させると共に回路特性の変動を
校正することが可能なフーリエ分光器を実現する。【解決手段】干渉計を走査して測定光の干渉光を測定
し、この測定結果を演算制御回路でフーリエ変換するこ
とにより測定光のスペクトルを求めるフーリエ分光器に
おいて、干渉光を検出する受光手段と、この受光手段の
出力をフィルタ処理するフィルタ手段と、このフィルタ
手段の出力を選択するスイッチ回路と、このスイッチ回
路の出力を設定された利得で増幅する利得変更回路と、
この利得変更回路の出力をディジタル信号に変換して保
持する信号処理手段と、この信号処理手段の出力に基づ
き利得変更回路の利得を変更すると共に利得変更後の信
号処理手段の出力をフーリエ変換して測定した光のスペ
クトルを求める演算制御回路とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フーリエ分光器に
関し、特にＳ／Ｎを向上させることがフーリエ分光器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のフーリエ分光器は、干渉計を走査
して測定光の干渉光を測定し、この測定結果をコンピュ
ータ等の演算制御手段でフーリエ変換することにより測
定光のスペクトルを求める。

【０００３】図１０はこのような従来のフーリエ分光器
の一例を示す構成ブロック図である。図１０において１
は干渉計、２は測定対象、３はフォトダイオード等の光
検出器、４は電流電圧変換回路、５はハイパスフィルタ
回路、６は増幅器、７はＡ／Ｄ変換器、８は演算制御回
路である。

【０００４】干渉計１からの出力光である干渉光は測定
対象２を透過して光検出器３に入射される。光検出器３
の出力は電流電圧変換回路４に接続され、電流電圧変換
回路４の出力はハイパスフィルタ回路５を介して増幅器
６に接続される。

【０００５】また、増幅器６の出力はＡ／Ｄ変換器７に
接続され、Ａ／Ｄ変換器７の出力は演算制御回路８に接
続される。

【０００６】ここで、図１０に示す従来例の動作を説明
する。干渉計１からの干渉光は測定対象を透過する際に
減衰を受けて光検出器３及び電流電圧変換回路４におい
て電圧信号に変換される。この電圧信号には直流成分が
含まれているのでハイパスフィルタ回路５により直流成
分を除去した後、増幅器６で適宜増幅される。

【０００７】増幅器６の出力はＡ／Ｄ変換器７でディジ
タル信号に変換され、演算制御回路８においてフーリエ
変換処理等を行い光のスペクトルを求めたりする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１０に示す
従来例では回路の利得が固定であるため測定対象２の透
過時により多くの減衰が生じた場合にはＡ／Ｄ変換器７
に入力される電圧信号が低下してしまい、Ａ／Ｄ変換の
ノイズ成分が大きくなりＳ／Ｎが悪化してしまうと言っ
た問題点があった。

【０００９】また、例えば、増幅器６の利得を切り換え
てＡ／Ｄ変換器７に入力される電圧信号を調整した場合
には回路特性が変動するので回路の校正処理をする必要
が生じてしまうと言った問題点があった。従って本発明
が解決しようとする課題は、Ｓ／Ｎを向上させると共に
回路特性の変動を校正することが可能なフーリエ分光器
を実現することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、干渉計
を走査して測定光の干渉光を測定し、この測定結果を演
算制御回路でフーリエ変換することにより測定光のスペ
クトルを求めるフーリエ分光器において、前記干渉光を
検出する受光手段と、この受光手段の出力をフィルタ処
理するフィルタ手段と、このフィルタ手段の出力を選択
するスイッチ回路と、このスイッチ回路の出力を設定さ
れた利得で増幅する利得変更回路と、この利得変更回路
の出力をディジタル信号に変換して保持する信号処理手
段と、この信号処理手段の出力に基づき前記利得変更回
路の利得を変更すると共に利得変更後の前記信号処理手
段の出力をフーリエ変換して測定した光のスペクトルを
求める前記演算制御回路とを備えたことにより、測定対
象の吸光度が大きい場合であってもＡ／Ｄ変換誤差が小
さくなる、言い換えれば、Ｓ／Ｎが向上することにな
る。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明であるフーリエ分光器において、前記演算制御回路
が、前記フィルタ手段からの直流電圧に基づき前記利得
変更回路の利得を変更することにより、測定対象の吸光
度が大きい場合であってもＡ／Ｄ変換誤差が小さくな
る、言い換えれば、Ｓ／Ｎが向上することになる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明であるフーリエ分光器において、前記演算制御回路
が、前記スイッチ回路を制御して前記フィルタ手段の直
流電圧出力を選択し、前記利得変更回路の利得を１に設
定し、前記利得変更回路の出力を前記信号処理手段でデ
ィジタル信号に変換して取り込み、測定された直流電圧
に基づき前記利得変更回路の利得を変更し、前記スイッ
チ回路を制御して前記フィルタ手段の交流電圧出力を選
択し、前記利得変更回路の出力を前記信号処理手段でデ
ィジタル信号に変換して取り込むと共にフーリエ変換し
て測定した光のスペクトルを求めることにより、測定対
象の吸光度が大きい場合であってもＡ／Ｄ変換誤差が小
さくなる、言い換えれば、Ｓ／Ｎが向上することにな
る。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明であるフーリエ分光器において、前記演算制御回路
が、前記フィルタ手段からの交流電圧に基づき前記利得
変更回路の利得を変更することにより、測定対象の吸光
度が大きい場合であってもＡ／Ｄ変換誤差がより小さく
なる、言い換えれば、Ｓ／Ｎがより向上することにな
る。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明であるフーリエ分光器において、前記演算制御回路
が、前記スイッチ回路を制御してフィルタ手段の交流電
圧出力を選択し、前記利得変更回路の利得を最大に設定
し、前記利得変更回路の出力を信号処理手段でディジタ
ル信号に変換して取り込み、取り込んだ出力が飽和して
いる場合には飽和が解消するまで前記利得変更回路の利
得を順次小さすることことにより、測定対象の吸光度が
大きい場合であってもＡ／Ｄ変換誤差がより小さくな
る、言い換えれば、Ｓ／Ｎがより向上することになる。

【００１５】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明であるフーリエ分光器において、基準信号発生回路
と、前記フィルタ手段の出力若しくは前記基準信号発生
回路の出力を選択するスイッチ回路とを備え、前記演算
制御回路が前記基準信号発生回路の出力に基づき回路の
利得を計算して回路特性の補償をすることにより、変動
した回路特性の校正処理をすることが可能になる。

【００１６】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明であるフーリエ分光器において、前記基準信号発生回
路が、直流基準電圧及び接地電圧を供給することによ
り、変動した回路特性の校正処理をすることが可能にな
る。

【００１７】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明であるフーリエ分光器において、前記演算制御回路
が、前記利得変更回路の利得を測定時の利得に設定して
前記直流基準電圧及び前記接地電圧を測定しその差を分
子としておき、前記利得変更回路の利得を１に設定して
前記直流基準電圧及び前記接地電圧を測定しその差を分
母とすることにより回路の利得を求めることにより、変
動した回路特性の校正処理をすることが可能になる。

【００１８】請求項９記載の発明は、請求項６記載の発
明であるフーリエ分光器において、前記基準信号発生回
路が、交流基準電圧を供給することにより、変動した回
路特性の校正処理をすることが可能になる。

【００１９】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
発明であるフーリエ分光器において、前記演算制御回路
が、前記利得変更回路の利得を測定時の利得に設定して
前記交流基準電圧を測定しておき、前記利得変更回路の
利得を１に設定して前記交流基準電圧を測定し、両者の
相関を計算することにより回路の利得を求めることによ
り、変動した回路特性の校正処理をすることが可能にな
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明に係るフーリエ分光器の一実施
例を示す構成ブロック図である。

【００２１】図１において１，２は図１０と同一符号を
付してあり、９はフォトダイオードと電流電圧変換回路
から構成される受光手段、１０はハイパスフィルタ回
路、１１はローパスフィルタ回路、１２は正弦波、三角
波や直流信号等の基準信号を発生させる基準信号発生回
路、１３はスイッチ回路、１４は利得の異なる複数個の
増幅器の一を選択する利得変更回路、１５は高周波ノイ
ズを除去するフィルタ回路、１６はＡ／Ｄ変換器、１７
は記憶回路、１８は演算制御回路である。また、１０〜
１１はフィルタ手段５０を、１５〜１７は信号処理手段
５１をそれぞれ構成している。

【００２２】干渉計１からの出力光である干渉光は測定
対象２を透過して受光手段９に入射される。受光手段９
の出力はハイパスフィルタ回路１０及びローパスフィル
タ回路１１にそれぞれ接続され、ハイパスフィルタ回路
１０の出力はスイッチ回路１３の第１の入力端子に接続
され、ローパスフィルタ回路１１の出力はスイッチ回路
１３の第２の入力端子に接続される。また、基準信号発
生回路１２の出力はスイッチ回路１３の第３の入力端子
に接続される。

【００２３】スイッチ回路１３の出力端子は利得変更回
路１４に接続され、利得変更回路１４の出力はフィルタ
回路１５を介してＡ／Ｄ変換器１６に接続される。Ａ／
Ｄ変換器１６の出力は記憶回路１７に接続され、記憶回
路１７の出力は演算制御回路１８に接続される。また、
演算制御回路１８からの制御信号がスイッチ回路１３の
制御入力端子及び利得変更回路１４の制御入力端子にそ
れぞれ接続される。

【００２４】ここで、図１に示す実施例の動作を図２を
用いて説明する。図２は演算制御回路１８の動作を説明
するフロー図である。図２中”Ｓ００１”において演算
制御回路１８はスイッチ回路１３を制御してローパスフ
ィルタ回路１１の出力を選択する。

【００２５】例えば、スイッチ回路１３を制御して図１
中”Ｂ”に示す第２の入力端子に出力端子を接続する。

【００２６】図２中”Ｓ００２”において演算制御回路
１８は利得変更回路１４を制御して利得変更回路１４の
利得を”１”に設定する。例えば、利得変更回路１４を
構成する複数の増幅器のうちで利得が”１”のものを選
択するように利得変更回路１４内部のスイッチを切り換
える。

【００２７】図２中”Ｓ００３”において演算制御回路
１８は受光手段９の出力のうちローパスフィルタ回路１
１を通過した直流値をＡ／Ｄ変換器１７でディジタル信
号に変換して取り込むと共に図２中”Ｓ００４”におい
て測定された直流値に基づき利得変更回路１４の利得を
変更する。

【００２８】例えば、Ａ／Ｄ変換器１７の入力レンジが
飽和しない程度に利得を変更して、Ａ／Ｄ変換のノイズ
成分が大きくならないようにする。

【００２９】また、図２中”Ｓ００５”において演算制
御回路１８はスイッチ回路１３を制御してハイパスフィ
ルタ回路１０の出力を選択する。例えば、スイッチ回路
１３を制御して図１中”Ａ”に示す第１の入力端子に出
力端子を接続する。

【００３０】図２中”Ｓ００６”において演算制御回路
１８は受光手段９の出力のうちハイパスフィルタ回路１
０を通過した信号成分（交流成分）をＡ／Ｄ変換器１７
でディジタル信号に変換して取り込みインターフェログ
ラムを得る。

【００３１】図２中”Ｓ００７”において演算制御回路
１８はスイッチ回路１３を制御して基準信号発生回路１
２の出力を選択する。例えば、スイッチ回路１３を制御
して図１中”Ｃ”に示す第３の入力端子に出力端子を接
続する。

【００３２】図２中”Ｓ００８”において演算制御回路
１８は基準信号発生回路１２からの出力である基準信号
を測定して利得変更回路１４の実際の利得を求める。そ
して、図２中”Ｓ００９”において先に測定したインタ
ーフェログラムの利得を求められた実際の利得で補償し
た上でフーリエ変換して波数毎の光量を計算する。

【００３３】例えば、受光手段９で得られるインターフ
ェログラム”ｉ（ｄ）”は、干渉計１における光路差
を”ｄ”、波数を”υ”、白色光の強度スペクトルを”
Ｉ（υ）”とすれば、ｉ(ｄ)＝∫{Ｉ(υ)(１−cos２πυｄ)}ｄυ （１）となり、図３に示すような特性曲線になる。

【００３４】図３は受光手段９で得られるインターフェ
ログラムの一例を示す特性曲線図である。図３に示すよ
うに受光手段９の出力は構成要素であるフォトダイオー
ドの出力電流が大きいほど負側に大きくなり正になるこ
とはない。このため、図３中”ＶＤＣ”に示す直流電圧
の絶対値は図３中”ＶＰ”に示す交流成分のピーク電圧
よりは必ず大きくなる。

【００３５】すなわち、測定された直流値に基づき利得
変更回路１４の利得を変更することにより、回路利得が
固定であって従来例と比較してＳ／Ｎが向上することに
なる。

【００３６】また、基準信号によって得られた利得に基
づきインターフェログラムの補償を行うことにより、変
動した回路特性の校正処理をすることが可能になる。

【００３７】ここで、さらに、利得変更方法の詳細を図
４を用いて説明する。図４は利得変更の際の演算制御回
路１８の動作を説明するフロー図である。図４中”Ｓ１
０１”において演算制御回路１８は測定された直流値
が”２．５Ｖ”以上である否かを判断する。

【００３８】もし、図４中”Ｓ１０１”において直流値
が”２．５Ｖ”以上であれば図４中”Ｓ１０２”におい
て演算制御回路１８は利得変更回路１４の利得を”２”
に設定し、もし、直流値が”２．５Ｖ”以上でなければ
図４中”Ｓ１０３”の処理を行う。

【００３９】図４中”Ｓ１０３”において演算制御回路
１８は測定された直流値が”１．２５Ｖ”以上である否
かを判断する。もし、図４中”Ｓ１０３”において直流
値が”１．２５Ｖ”以上であれば図４中”Ｓ１０４”に
おいて演算制御回路１８は利得変更回路１４の利得を”
４”に設定し、もし、直流値が”１．２５Ｖ”以上でな
ければ図４中”Ｓ１０５”の処理を行う。

【００４０】図４中”Ｓ１０５”において演算制御回路
１８は測定された直流値が”０．６２５Ｖ”以上である
否かを判断する。もし、図４中”Ｓ１０５”において直
流値が”０．６２５Ｖ”以上であれば図４中”Ｓ１０
６”において演算制御回路１８は利得変更回路１４の利
得を”８”に設定し、もし、直流値が”０．６２５Ｖ”
以上でなければ図４中”Ｓ１０７”において利得変更回
路１４の利得を”１６”に設定する。

【００４１】もし、利得変更回路１４が存在しない場合
には測定対象２を入れない状態で図３中”ＶＰ”に示す
ような交流成分のピーク電圧がＡ／Ｄ変換器１６の入力
レンジに収まるように利得を決定し固定する。このた
め、測定対象２での吸光度が大きくなった場合にはＡ／
Ｄ変換器１６に入力される電圧値が小さくなってＳ／Ｎ
が悪化する。

【００４２】そして、図５は図４で例示した方法で利得
を変更する利得変更回路１４を用いた場合と前述の利得
固定の場合を比較する表である。但し、ここではＡ／Ｄ
変換器１６の入力レンジは”±１０Ｖ”、受光手段９の
直流出力電圧は”５Ｖ以下”であるとする。

【００４３】図５に示す表から直流値が減少するにした
がって利得を変更して行くことにより、利得固定の場合
と比較してＳ／Ｎが”６．０ｄＢ”、”１２．０ｄＢ”
及び”１８．１ｄＢ”と改善されてゆくことが分かる。

【００４４】さらに、回路特性の校正処理方法の詳細を
図６及び図７を用いて説明する。図６は回路特性の校正
方法を説明する構成ブロック図であって、図１における
１，２及び９〜１３の部分の記載は簡単の為省略してい
る。また、図７は演算制御回路１８の動作を説明するフ
ロー図である。

【００４５】図６において１４〜１８は図１と同一符号
を付してあり、１９は直流基準電圧、２０は接地電圧、
２１はスイッチ回路である。また、１９〜２１は図１に
おける基準信号発生回路１２を構成することになる。

【００４６】直流基準電圧１９及び接地電圧２０はスイ
ッチ回路２１の第１及び第２の入力端子にそれぞれ接続
され、スイッチ回路２１の出力は利得変更回路１４に接
続される。利得変更回路１４の出力はフィルタ回路１５
を介してＡ／Ｄ変換器１６に接続される。

【００４７】Ａ／Ｄ変換器１６の出力は記憶回路１７に
接続され、記憶回路１７の出力は演算制御回路１８に接
続される。また、演算制御回路１８からの制御信号がス
イッチ回路１２１の制御入力端子及び利得変更回路１４
の制御入力端子にそれぞれ接続される。

【００４８】図７中”Ｓ２０１”において演算制御回路
１８は利得変更回路１４の利得をインターフェログラム
測定時の利得に設定すると共に、図７中”Ｓ２０２”に
おいてスイッチ回路２１を制御して直流基準電圧１９を
選択する。例えば、スイッチ回路２１を制御して図６
中”Ｃ１”に示す第１の入力端子に出力端子を接続す
る。

【００４９】図７中”Ｓ２０３”において演算制御回路
１８は利得変更回路１４から出力される直流値を測定し
てその値を”Ｖ１Ａ”とする。

【００５０】さらに、図７中”Ｓ２０４”において演算
制御回路１８はスイッチ回路２１を制御して接地電圧２
０を選択する。例えば、スイッチ回路２１を制御して図
６中”Ｃ２”に示す第２の入力端子に出力端子を接続す
る。

【００５１】そして、図７中”Ｓ２０５”において演算
制御回路１８は利得変更回路１４から出力される直流値
を測定してその値を”Ｖ０Ａ”とする。

【００５２】図７中”Ｓ２０６”において演算制御回路
１８は利得変更回路１４の利得を”１”に設定すると共
に、図７中”Ｓ２０７”においてスイッチ回路２１を制
御して直流基準電圧１９を選択する。例えば、スイッチ
回路２１を制御して図６中”Ｃ１”に示す第１の入力端
子に出力端子を接続する。

【００５３】図７中”Ｓ２０８”において演算制御回路
１８は利得変更回路１４から出力される直流値を測定し
てその値を”Ｖ１１”とする。

【００５４】さらに、図７中”Ｓ２０９”において演算
制御回路１８はスイッチ回路２１を制御して接地電圧２
０を選択する。例えば、スイッチ回路２１を制御して図
６中”Ｃ２”に示す第２の入力端子に出力端子を接続す
る。

【００５５】そして、図７中”Ｓ２１０”において演算
制御回路１８は利得変更回路１４から出力される直流値
を測定してその値を”Ｖ０１”とする。

【００５６】最後に、図７中”Ｓ２１１”において演算
制御回路１８は以下の式を用いて実際の回路の利得”Ｇ
ａｉｎ”を求める。 Gain＝(Ｖ１Ａ−Ｖ０Ａ)／(Ｖ１１−Ｖ０１) （２）

【００５７】すなわち、利得変更回路の利得を測定時の
利得に設定して直流基準電圧及び前記接地電圧を測定し
その差を分子としておき、利得変更回路の利得を１に設
定して直流基準電圧及び接地電圧を測定しその差を分母
とすることにより回路の利得を求めることができる。

【００５８】この結果、測定された直流値に基づき利得
変更回路１４の利得を変更することにより、測定対象２
の吸光度が大きい場合であってもＡ／Ｄ変換誤差が小さ
くなる、言い換えれば、Ｓ／Ｎが向上することになる。

【００５９】また、基準信号によって得られた利得に基
づきインターフェログラムの補償を行うことにより、変
動した回路特性の校正処理をすることが可能になる。

【００６０】なお、図１に示す利得変更回路１４は利得
の異なる複数個の増幅器の一を選択する回路構成として
例示したが勿論これに限定されるものでなく、１つの増
幅器に対して値の異なる複数の帰還抵抗を選択する回路
構成や可変利得増幅器であっても構わない。

【００６１】また、図６及び図７に示した回路特性の校
正において回路のオフセット電圧が問題とならない場合
には接地電圧２０の出力電圧を”０”として計算するこ
とが可能になる。例えば、”Ｖ０Ａ＝Ｖ０１＝０”とし
て計算をすることができる。

【００６２】また、直流基準電圧１９の電圧値が既知で
あり安定していれば”Ｖ１１”は直流基準電圧１９の電
圧値をそのまま使用して計算することができる。

【００６３】また、回路特性の変動が測定周期と比較し
て緩やかな場合には回路特性の校正処理の頻度を下げて
も構わない。

【００６４】また、測定結果において波数域の微分値を
用いる場合は吸光度の絶対値が必要でなくなるので、図
１における基準信号発生回路１２は不要になり、また、
回路特性の校正処理も不要になる。

【００６５】また、図６に示す構成ブロック図では基準
電圧として直流電圧を用いて実際の回路の利得を求めて
いるが、交流電圧を用いても構わない。図８は基準電圧
として交流電圧を用いた場合の演算制御回路１８の動作
を説明するフロー図である。

【００６６】図８中”Ｓ３０１”において演算制御回路
１８は利得変更回路１４の利得をインターフェログラム
測定時の利得に設定すると共に、図８中”Ｓ３０２”に
おいてスイッチ回路を制御して交流基準電圧を選択す
る。

【００６７】図８中”Ｓ３０３”において演算制御回路
１８は利得変更回路１４から出力される交流信号を測定
してその値を”ｆＡ（ｔ）”とする。

【００６８】図８中”Ｓ３０４”において演算制御回路
１８は利得変更回路１４の利得を”１”に設定すると共
に、図８中”Ｓ３０５”において演算制御回路１８は利
得変更回路１４から出力される交流信号を測定してその
値を”ｆ１（ｔ）”とする。

【００６９】最後に、図８中”Ｓ３０６”において演算
制御回路１８は”ｆＡ（ｔ）”と”ｆ１（ｔ）”との相
関を計算して実際の回路の利得を求める。

【００７０】この場合には、交流電圧を用いることによ
り接地電圧測定処理が不要になると言った効果を奏す
る。

【００７１】また、回路特性の校正において基準信号を
正弦波とし、時間的に周波数を変化させることにより、
利得変更回路１４の周波数特性を測定することができ、
択られた周波数特性により出力結果を補償することが可
能になる。

【００７２】また、図１に示す実施例においては受光手
段９の直流値に基づき利得変更回路１４の利得を変更し
ていたが、出力結果であるインターフェログラムに基づ
き利得を変更しても構わない。

【００７３】図９はこのようなインターフェログラムに
基づき利得変更回路１４の利得を変更する演算制御回路
１８の動作を説明するフロー図である。回路としては図
１に示す構成ブロック図に則して説明する。

【００７４】図９中”Ｓ４０１”において演算制御回路
１８はスイッチ回路１３を制御してハイパスフィルタ回
路１０の出力を選択する。例えば、スイッチ回路１３を
制御して図１中”Ａ”に示す第１の入力端子に出力端子
を接続する。

【００７５】図９中”Ｓ４０２”において演算制御回路
１８は利得変更回路１４を制御して利得変更回路１４の
利得を最大に設定すると共に図９中”Ｓ４０３”におい
て演算制御回路１８は受光手段９の出力のうちハイパス
フィルタ回路１０を通過した信号成分（交流成分）をＡ
／Ｄ変換器１７でディジタル信号に変換して取り込みイ
ンターフェログラムを得る。

【００７６】そして、図９中”Ｓ４０４”において演算
制御回路１８は得られたインターフェログラムが飽和し
ているか否かを判断する。もし、図９中”Ｓ４０４”に
おいてインターフェログラムが飽和していれば図９中”
Ｓ４０５”において利得変更回路１４の利得を小さくし
て飽和が解消するまで図９中”Ｓ４０３”〜”Ｓ４０
５”の処理を繰り返す。

【００７７】もし、図９中”Ｓ４０４”においてインタ
ーフェログラムが飽和していなければ、図９中”Ｓ４０
６”において演算制御回路１８はスイッチ回路１３を制
御して基準信号発生回路１２の出力を選択する。例え
ば、スイッチ回路１３を制御して図１中”Ｃ”に示す第
３の入力端子に出力端子を接続する。

【００７８】図９中”Ｓ４０７”において演算制御回路
１８は基準信号発生回路１２からの出力である基準信号
を測定して利得変更回路１４の実際の利得を求める。そ
して、図９中”Ｓ４０８”において先に測定したインタ
ーフェログラムの利得を求められた実際の利得で補償し
た上でフーリエ変換して波数毎の光量を計算する。

【００７９】この場合には、図３に示すように波長によ
る位相特性の差や干渉性等に起因してインターフェログ
ラムのピーク電圧が直流電圧の絶対値よりも小さくなる
ので、インターフェログラムのピーク電圧に基づき利得
を変更した方が利得を大きくすることが可能になり、測
定対象の吸光度が大きい場合であってもＡ／Ｄ変換誤差
がより小さくなる、言い換えれば、Ｓ／Ｎがより向上す
ることになる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項１乃至請
求項５の発明によれば、測定された直流電圧若しくは交
流電圧に基づき利得変更回路の利得を変更することによ
り、測定対象の吸光度が大きい場合であってもＡ／Ｄ変
換誤差が小さくなる、言い換えれば、Ｓ／Ｎが向上する
ことになる。

【００８１】また、請求項６乃至請求項１０の発明によ
れば、基準信号によって得られた利得に基づきインター
フェログラムの補償を行うことにより、変動した回路特
性の校正処理をすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフーリエ分光器の一実施例を示す
構成ブロック図である。

【図２】演算制御回路の動作を説明するフロー図であ
る。

【図３】インターフェログラムの一例を示す特性曲線図
である。

【図４】演算制御回路の動作を説明するフロー図であ
る。

【図５】利得変更回路を用いた場合と利得固定の場合を
比較する表である。

【図６】回路特性の校正方法を説明する構成ブロック図
である。

【図７】演算制御回路の動作を説明するフロー図であ
る。

【図８】演算制御回路の動作を説明するフロー図であ
る。

【図９】演算制御回路の動作を説明するフロー図であ
る。

【図１０】従来のフーリエ分光器の一例を示す構成ブロ
ック図である。

【符号の説明】

１干渉計２測定対象３光検出器４電流電圧変換回路５，１０ハイパスフィルタ回路６増幅器７，１６Ａ／Ｄ変換器８，１８演算制御回路９受光手段１１ローパスフィルタ回路１２基準信号発生回路１３，２１スイッチ回路１４利得変更回路１５フィルタ回路１７記憶回路１９直流基準電圧２０接地電圧５０フィルタ手段５１信号処理手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】干渉計を走査して測定光の干渉光を測定
し、この測定結果を演算制御回路でフーリエ変換するこ
とにより測定光のスペクトルを求めるフーリエ分光器に
おいて、前記干渉光を検出する受光手段と、この受光手段の出力をフィルタ処理するフィルタ手段
と、このフィルタ手段の出力を選択するスイッチ回路と、このスイッチ回路の出力を設定された利得で増幅する利
得変更回路と、この利得変更回路の出力をディジタル信号に変換して保
持する信号処理手段と、この信号処理手段の出力に基づき前記利得変更回路の利
得を変更すると共に利得変更後の前記信号処理手段の出
力をフーリエ変換して測定した光のスペクトルを求める
前記演算制御回路とを備えたことを特徴とするフーリエ
分光器。
【請求項２】前記演算制御回路が、前記フィルタ手段からの直流電圧に基づき前記利得変更
回路の利得を変更することを特徴とする請求項１記載の
フーリエ分光器。
【請求項３】前記演算制御回路が、前記スイッチ回路を制御して前記フィルタ手段の直流電
圧出力を選択し、前記利得変更回路の利得を１に設定し、前記利得変更回路の出力を前記信号処理手段でディジタ
ル信号に変換して取り込み、測定された直流電圧に基づき前記利得変更回路の利得を
変更し、前記スイッチ回路を制御して前記フィルタ手段の交流電
圧出力を選択し、前記利得変更回路の出力を前記信号処理手段でディジタ
ル信号に変換して取り込むと共にフーリエ変換して測定
した光のスペクトルを求めることを特徴とする請求項１
記載のフーリエ分光器。
【請求項４】前記演算制御回路が、前記フィルタ手段からの交流電圧に基づき前記利得変更
回路の利得を変更することを特徴とする請求項１記載の
フーリエ分光器。
【請求項５】前記演算制御回路が、前記スイッチ回路を制御してフィルタ手段の交流電圧出
力を選択し、前記利得変更回路の利得を最大に設定し、前記利得変更回路の出力を信号処理手段でディジタル信
号に変換して取り込み、取り込んだ出力が飽和している場合には飽和が解消する
まで前記利得変更回路の利得を順次小さすることを特徴
とする請求項１記載のフーリエ分光器。
【請求項６】基準信号発生回路と、前記フィルタ手段の出力若しくは前記基準信号発生回路
の出力を選択するスイッチ回路とを備え前記演算制御回路が前記基準信号発生回路の出力に基づ
き回路の利得を計算して回路特性の補償をすることを特
徴とする請求項１記載のフーリエ分光器。
【請求項７】前記基準信号発生回路が、直流基準電圧及び接地電圧を供給することを特徴とする
請求項６記載のフーリエ分光器。
【請求項８】前記演算制御回路が、前記利得変更回路の利得を測定時の利得に設定して前記
直流基準電圧及び前記接地電圧を測定しその差を分子と
しておき、前記利得変更回路の利得を１に設定して前記直流基準電
圧及び前記接地電圧を測定しその差を分母とすることに
より回路の利得を求めることを特徴とする請求項７記載
のフーリエ分光器。
【請求項９】前記基準信号発生回路が、交流基準電圧を供給することを特徴とする請求項６記載
のフーリエ分光器。
【請求項１０】前記演算制御回路が、前記利得変更回路の利得を測定時の利得に設定して前記
交流基準電圧を測定しておき、前記利得変更回路の利得を１に設定して前記交流基準電
圧を測定し、両者の相関を計算することにより回路の利得を求めるこ
とを特徴とする請求項９記載のフーリエ分光器。