JP2003185498A - Spectrophotometer - Google Patents

Spectrophotometer

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JP2003185498A
JP2003185498A JP2001383934A JP2001383934A JP2003185498A JP 2003185498 A JP2003185498 A JP 2003185498A JP 2001383934 A JP2001383934 A JP 2001383934A JP 2001383934 A JP2001383934 A JP 2001383934A JP 2003185498 A JP2003185498 A JP 2003185498A
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JP
Japan
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calibration
wavelength
spectrophotometer
light
photodiode array
Prior art date
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Application number
JP2001383934A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masuyoshi Ishimoto
潤喜 石本
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectrophotometer that can easily calibrate non-linear properties to a small signal response without requiring any filters for calibration and special hardware mechanisms. <P>SOLUTION: When the start of calibration is instructed, a CPU 15 controls drive circuits 3 and 4, lights up a heavy hydrogen lamp 1, a halogen lamp 2, and at the same time rotates a light path-switching plate 5 so that the translucent mirror of the light path switching plate 5 is arranged on a light path. Light from a light source section passes through a cell holder where no samples exist for entering a photodiode array detector 11. Then, while the charge accumulation time of the photodiode array detector 11 is being changed in steps, detection output is taken in, and an I/O characteristic function (f) is estimated for each wavelength. The I/O characteristic function (f) for each wavelength obtained by the estimation is stored in an EEPROM 18. When measurement is to be carried out, a true photometry value can be obtained by converting output for each wavelength of the detector by the inverse function of the I/O characteristic function (f) corresponding to the wavelength. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、汎用分光光度計と
して、あるいは液体クロマトグラフ検出器として使用さ
れる分光光度計に関し、特に、小信号応答に対する非線
形性の較正に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to spectrophotometers used as general purpose spectrophotometers or as liquid chromatographic detectors, and more particularly to non-linearity calibration to small signal response.

【0002】[0002]

【従来の技術】分光光度計は、物質が特定の波長におい
て固有の吸光係数を持つという特性を利用したもので、
吸光される波長によって物質を特定し、その波長におけ
る透過率または吸光度によってその濃度を測定するもの
である。汎用の分光光度計では、透明なセルの中に液体
試料を入れ、そこに赤外線、可視光線等を通してその透
過率を測定することにより試料の分析を行う。また、液
体クロマトグラフでは、カラムから流出する試料を検出
器に流し、この検出器に光を照射することにより試料の
分析を行っている。一方、分光光度計によるスペクトル
測定においては、試料室に収容できないような大きな試
料や移動不可能な試料を測定するために、光ファイバを
利用した光学付属装置が使用されることがある。
2. Description of the Related Art A spectrophotometer utilizes the characteristic that a substance has a unique absorption coefficient at a specific wavelength.
The substance is specified by the wavelength to be absorbed, and the concentration is measured by the transmittance or the absorbance at that wavelength. In a general-purpose spectrophotometer, a liquid sample is put in a transparent cell, and the sample is analyzed by measuring its transmittance through infrared rays, visible rays, or the like. In a liquid chromatograph, a sample flowing out of a column is passed through a detector, and the detector is irradiated with light to analyze the sample. On the other hand, in spectrum measurement by a spectrophotometer, an optical accessory device using an optical fiber may be used to measure a large sample that cannot be accommodated in a sample chamber or a sample that cannot be moved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような分光光度計
は、水や土壌中の汚染物質の定量のための公害計測器を
はじめ、医薬品分析機器や臨床分析機器として広く利用
されており、これらの分析機器の性能及び信頼性の確保
は重要な課題であるが、試料溶液の濃度が高い場合、あ
るいは光ファイバなど光学系のスループットが低い場合
等、光検出器に入力される光量が低い場合には、フォト
ダイオードなどの光検出器や信号処理回路の非線形性が
測定誤差の原因となることがある。このため、測定者が
手動で吸光度既知の光学フィルタ(測光値較正用フィル
タ)を測定光路中に挿入して、分光光度計の小信号に対
する非線形性に対する補正計算を行ったり、光学フィル
タを分光光度計装置本体に標準装備して、較正を行うこ
とが行われている。しかしながら、較正用フィルタを用
いて補正を行う場合には、フィルタ自身の経時変化が問
題となる。すなわち、較正用フィルタの透過率が時間と
ともに変化し、正確な較正を行うことができなくなると
いう問題がある。また、較正用フィルタを分光光度計本
体に標準装備した場合には、この較正用フィルタを測定
光路中に出し入れする機構が必要となり、装置の構成が
複雑になるという問題もある。
Such a spectrophotometer is widely used as a pollution analyzer for quantifying pollutants in water and soil, as well as a pharmaceutical analyzer and a clinical analyzer. It is an important issue to ensure the performance and reliability of the analytical equipment in 1., but when the amount of light input to the photodetector is low, such as when the concentration of the sample solution is high or when the throughput of optical systems such as optical fibers is low. In some cases, non-linearity of a photodetector such as a photodiode or a signal processing circuit causes a measurement error. For this reason, the operator manually inserts an optical filter (photometric value calibration filter) of known absorbance into the measurement optical path to perform correction calculation for the nonlinearity of the spectrophotometer with respect to small signals, and to use the optical filter for spectrophotometric measurement. Calibration is performed as standard equipment on the measuring instrument body. However, when the correction is performed using the calibration filter, the temporal change of the filter itself poses a problem. That is, there is a problem in that the transmittance of the calibration filter changes with time and accurate calibration cannot be performed. Further, in the case where the calibration filter is standardly provided in the main body of the spectrophotometer, there is a problem in that the structure of the apparatus becomes complicated because a mechanism for putting the calibration filter in and out of the measurement optical path is required.

【0004】本発明は上記のような問題点を解決するた
めに創案されたものであり、較正用フィルタや特殊なハ
ード機構を必要とせず容易に小信号応答に対する非線形
性の較正を行うことができる分光光度計を提供すること
を目的とする。
The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and it is possible to easily perform non-linearity calibration with respect to a small signal response without requiring a calibration filter or a special hardware mechanism. An object is to provide a spectrophotometer that can be used.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の分光光度計は、光源と、光源からの光を試料
に導く光学系と、試料を透過した光が導かれる分光器
と、この分光器により分光された光が入射する光検出器
とを備えた分光光度計において、光検出器の出力信号の
積算時間、例えば、フォトダイオードアレイの電荷蓄積
時間を段階的に変更する手段と、段階的に積算時間を変
更した場合の各検出出力から装置の入出力特性を表す関
数を求める手段を備え、この関数を用いて検出器の出力
信号を補正することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the spectrophotometer of the present invention comprises a light source, an optical system for guiding the light from the light source to the sample, and a spectroscope for guiding the light transmitted through the sample. In a spectrophotometer including a photodetector on which the light dispersed by the spectroscope is incident, a unit for stepwise changing the integration time of the output signal of the photodetector, for example, the charge storage time of the photodiode array. And a means for obtaining a function representing the input / output characteristics of the device from each detection output when the integrated time is changed stepwise, and the output signal of the detector is corrected using this function.

【0006】本発明の分光光度計は上記のように構成さ
れているので、光学フィルタを用いる場合のように光学
フィルタの光透過率の経時変化による影響を受けること
なく常に正確に小信号応答に対する非線形性の較正を行
うことができる。また、通常の分光光度計が備えている
標準的な測定機構以外の特殊な較正用ハードウェアを必
要としないので、構成を簡単にすることができる。
Since the spectrophotometer of the present invention is constructed as described above, it is always accurate to small signal response without being affected by the change with time of the light transmittance of the optical filter as in the case of using the optical filter. Non-linearity calibration can be performed. Further, since no special calibration hardware other than the standard measurement mechanism included in the ordinary spectrophotometer is required, the configuration can be simplified.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の分光光度計の実施
例を図1〜図3を用いて説明する。図1は分光光度計の
概略構成図、図2は光路切替板の拡大図、図3は小信号
に対する非線形性の較正を行う動作を示すフローチャー
トである。図1において、1は重水素ランプ、2はハロ
ゲンランプ、3、4はランプ駆動回路(DRV)、5は
光路切替板、6、8はレンズ、7はセルホルダ、9は分
光器の入力スリット、10はグレーティング、11はフ
ォトダイオードアレイ検出器(PDA)、12はフォト
ダイオードアレイ検出器11の制御信号を発生する制御
信号発生回路、13はフォトダイオードアレイ検出器1
1の出力信号を増幅する増幅回路、14はA/D変換
器、15はCPU、16はリードオンリメモリ(RO
M)、17はランダムアクセスメモリ(RAM)、18
は不揮発性メモリ(EEPROM)、19は表示器であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the spectrophotometer of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a spectrophotometer, FIG. 2 is an enlarged view of an optical path switching plate, and FIG. 3 is a flowchart showing an operation for calibrating nonlinearity with respect to a small signal. In FIG. 1, 1 is a deuterium lamp, 2 is a halogen lamp, 3 and 4 are lamp driving circuits (DRV), 5 is an optical path switching plate, 6 and 8 are lenses, 7 is a cell holder, 9 is an input slit of a spectroscope, Reference numeral 10 is a grating, 11 is a photodiode array detector (PDA), 12 is a control signal generating circuit for generating a control signal for the photodiode array detector 11, and 13 is a photodiode array detector 1
An amplifier circuit for amplifying the output signal of 1, an A / D converter 14, a CPU 15 and a read only memory (RO).
M), 17 is a random access memory (RAM), 18
Is a non-volatile memory (EEPROM), and 19 is a display.

【0008】単一の光源で赤外線、可視光から紫外線に
わたる広い範囲において十分な発光強度を有するものが
ないため、分光光度計では、通常主として紫外領域の光
を発生するための重水素ランプ1と、赤外線及び可視領
域の光を発生するためのハロゲンランプ2とが使用され
ている。各ランプ1、2にはそれらを点灯させるための
駆動回路(DRV)3、4が設けられ、両駆動回路3、
4はCPU15に接続されている。
Since no single light source has a sufficient emission intensity in a wide range from infrared rays, visible rays to ultraviolet rays, a deuterium lamp 1 for producing light mainly in the ultraviolet region is usually used in a spectrophotometer. A halogen lamp 2 for generating infrared and visible light is used. Each of the lamps 1 and 2 is provided with a drive circuit (DRV) 3 and 4 for lighting them.
Reference numeral 4 is connected to the CPU 15.

【0009】この重水素ランプ1とハロゲンランプ2
は、それらの光軸が交差するように配置されており、そ
の交差点には光路切替板5が設けられている。光路切替
板5は図2に示すように、円板50に開口51、半透鏡
52及び全反射鏡53を備えたものであり、これらを上
記両ランプの光軸の交差点に配置することによって、そ
れぞれ重水素ランプ1の光、両ランプ1、2の混合光ま
たはハロゲンランプ2の光をセルホルダ7側に送り出
す。この光路切替板5の回転駆動機構(図示せず)もC
PU15に接続されている。この光源部から放射された
光は照射レンズ6により収束され、セルホルダ7中の試
料セルに照射される。試料セルでは試料の特性に応じた
波長成分が吸収され、試料セルを通過した光はレンズ
8、分光器の入力スリット9を介してグレーティング1
0に入射してスペクトルに展開され、各波長の光強度が
フォトダイオードアレイ検出器11により検出される。
The deuterium lamp 1 and the halogen lamp 2
Are arranged so that their optical axes intersect, and an optical path switching plate 5 is provided at the intersection. As shown in FIG. 2, the optical path switching plate 5 includes a disc 50 having an opening 51, a semitransparent mirror 52, and a total reflection mirror 53. By arranging these at the intersections of the optical axes of the two lamps, The light of the deuterium lamp 1, the mixed light of both lamps 1 and 2, or the light of the halogen lamp 2 is sent to the cell holder 7 side, respectively. The rotation drive mechanism (not shown) for this optical path switching plate 5 is also C
It is connected to the PU 15. The light emitted from the light source unit is converged by the irradiation lens 6 and irradiated on the sample cell in the cell holder 7. The sample cell absorbs the wavelength component according to the characteristics of the sample, and the light passing through the sample cell passes through the lens 8 and the input slit 9 of the spectroscope and the grating 1
It is incident on 0, is expanded into a spectrum, and the light intensity of each wavelength is detected by the photodiode array detector 11.

【0010】フォトダイオードアレイ検出器11は、フ
ォトダイオードとコンデンサが並列に接続されたもので
あり、通常、同一のシリコン基板上に数百の素子を集積
したものを用いる。この素子は読出しスイッチがオフの
期間、フォトダイオードアレイに入射した光が電荷に変
換されて、フォトダイオードに並列に接続されたコンデ
ンサに蓄積され、読出しスイッチがオンすると、その電
荷が積分回路で積分されて電圧に変換される。この電圧
は増幅回路13を介してアナログ/デジタル(A/D)
変換器14でデジタル信号に変換され、CPU15に取
り込まれる。
The photodiode array detector 11 is one in which a photodiode and a capacitor are connected in parallel, and generally, one in which several hundred elements are integrated on the same silicon substrate is used. In this element, while the read switch is off, the light incident on the photodiode array is converted into electric charge and stored in the capacitor connected in parallel with the photodiode. When the read switch is turned on, the charge is integrated by the integrating circuit. Is converted into voltage. This voltage is sent to the analog / digital (A / D) via the amplifier circuit 13.
It is converted into a digital signal by the converter 14 and taken into the CPU 15.

【0011】CPU15はROM16に予め格納された
プログラムや外部記憶装置から供給されるプログラムに
従い、この分光光度計の各部の動作を制御する。すなわ
ち、表示器19上で設定された分析条件に応じてランプ
駆動回路3、4、光路切替板5、検出器制御信号発生回
路12を制御するとともに、A/D変換器14の出力を
取り込み、各波長毎に、試料のないときの検出出力とセ
ルに試料が入った状態の検出出力の比を求め、これをも
とに吸光度スペクトルを演算して測定結果を表示器19
に表示する。このとき、制御信号発生回路12はフォト
ダイオードアレイ検出器11の読出しスイッチのオン、
オフを制御して電荷蓄積時間を制御する。
The CPU 15 controls the operation of each part of the spectrophotometer according to a program stored in the ROM 16 in advance or a program supplied from an external storage device. That is, the lamp drive circuits 3 and 4, the optical path switching plate 5, and the detector control signal generation circuit 12 are controlled according to the analysis conditions set on the display 19, and the output of the A / D converter 14 is fetched, For each wavelength, the ratio between the detection output when there is no sample and the detection output when the sample is in the cell is determined, and the absorbance spectrum is calculated based on this ratio and the measurement result is displayed on the display 19
To display. At this time, the control signal generation circuit 12 turns on the read switch of the photodiode array detector 11,
The charge storage time is controlled by controlling the off state.

【0012】次に、小信号に対する非線形性の較正につ
いて説明する。非線形性の較正を行う場合には、CPU
15は駆動回路3、4を駆動して重水素ランプ1、ハロ
ゲンランプ2を点灯するとともに、光路切替板5を光路
上に半透鏡52が配置されるように回転させる。また、
CPU15は制御信号発生回路12を制御してフォトダ
イオードアレイ検出器11の電荷蓄積時間を順次切り換
えて、検出出力を取り込む。一方、ROM16には、較
正時にフォトダイオードアレイの蓄積時間を変更する回
数N及び蓄積時間の各変更順番jに対応した電荷蓄積時
間c(j)がそれぞれ記憶されている。
Next, the calibration of non-linearity for small signals will be described. CPU for non-linearity calibration
Reference numeral 15 drives the drive circuits 3 and 4 to turn on the deuterium lamp 1 and the halogen lamp 2, and rotates the optical path switching plate 5 so that the semi-transparent mirror 52 is arranged on the optical path. Also,
The CPU 15 controls the control signal generation circuit 12 to sequentially switch the charge accumulation time of the photodiode array detector 11 and capture the detection output. On the other hand, the ROM 16 stores the number N of changes in the storage time of the photodiode array during calibration and the charge storage time c (j) corresponding to each change order j of the storage time.

【0013】以下、この小信号に対する非線形性の較正
を行う場合の動作を図3のフローチャートを用いて詳細
に説明する。濃い濃度の試料を測定するとき、セルホル
ダ7に試料セルがない状態で、操作者が表示器19上で
ソフトウェアのファンクションボタンにより較正の開始
を指示すると、CPU15は駆動回路3、4を制御し
て、重水素ランプ1、ハロゲンランプ2を点灯するとと
もに、光路切替板5の半透鏡52が光路上に配置される
ように、光路切替板5を回転させる。次に、蓄積時間の
変更順番jを0にセットし、ROM16から変更順番0
に対応する電荷蓄積時間c(0)を読み取る。そして、CP
U15はこの電荷蓄積時間c(0)を制御信号発生回路12
に設定し、この電荷蓄積時間c(0)で検出されたフォトダ
イオードアレイ検出器11の出力を複数回読み取り、そ
の出力から各波長毎の平均値を演算してRAM17にそ
れぞれ記憶する。次に、変更順番jを1にセットし、こ
の値を設定されている変更回数Nと比較し、1がNより
小さいので、再びj=1に対応する電荷蓄積時間c(1)を
読み取って、上記の動作を繰り返す。一方、変更順番j
が変更回数Nに等しくなると、得られたN回分の値から
各波長毎に装置の入出力特性の推定を行った後、較正を
終了する。
The operation for calibrating the non-linearity with respect to this small signal will be described in detail below with reference to the flowchart of FIG. When measuring a sample having a high concentration, when the operator gives an instruction to start the calibration by the function button of the software on the display 19 with the sample cell in the cell holder 7, the CPU 15 controls the drive circuits 3 and 4. The deuterium lamp 1 and the halogen lamp 2 are turned on, and the optical path switching plate 5 is rotated so that the semitransparent mirror 52 of the optical path switching plate 5 is arranged on the optical path. Next, the change order j of the accumulation time is set to 0, and the change order 0 is read from the ROM 16.
Read the charge accumulation time c (0) corresponding to. And CP
U15 uses this charge storage time c (0) as the control signal generation circuit 12
, The output of the photodiode array detector 11 detected at the charge accumulation time c (0) is read a plurality of times, the average value for each wavelength is calculated from the output, and stored in the RAM 17. Next, the change order j is set to 1, and this value is compared with the set change count N. Since 1 is smaller than N, the charge storage time c (1) corresponding to j = 1 is read again. , The above operation is repeated. On the other hand, change order j
Becomes equal to the number of changes N, the input / output characteristics of the device are estimated for each wavelength from the obtained value of N times, and then the calibration is completed.

【0014】次に、装置の入出力特性の推定方法につい
て、図4を用いて説明する。図4は各変更順番jに対応
する電荷蓄積時間c(j)に基づいて推定される推定値の位
置に求められた各測定順番jでの測定値をX印によりプ
ロットしたもので、測定範囲の各波長毎に作成される。
そして、このプロットされた各点から図に示すような装
置の入出力特性関数fを各波長毎に推定する。入出力特
性関数fの推定は、プロットされた値から折れ線近似を
行ってもよいし、高精度が必要な場合には、多項式近似
で推定することもできる。
Next, a method of estimating the input / output characteristics of the device will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a plot of the measured values in each measurement order j obtained at the position of the estimated value estimated based on the charge accumulation time c (j) corresponding to each change order j, plotted by the X mark, Is created for each wavelength.
Then, the input / output characteristic function f of the device as shown in the figure is estimated for each wavelength from the plotted points. The input / output characteristic function f may be estimated by polygonal line approximation from the plotted values, or may be estimated by polynomial approximation when high accuracy is required.

【0015】そして、推定により得られた各波長毎の入
出力特性関数fはEEPROM18に記憶され、分析を
行う場合には、検出器の各波長毎の出力をその波長に対
応する入出力特性関数fの逆関数により変換することに
よって真の測光値を求めることができる。このとき、上
記したように、吸光度スペクトルを演算する場合には、
各波長毎に、試料のないときの検出出力とセルに試料が
入った状態の検出出力の比を求めるので、それぞれの場
合に得られた検出出力の非線形の補正を行う。
The input / output characteristic function f for each wavelength obtained by the estimation is stored in the EEPROM 18, and in the case of analysis, the output for each wavelength of the detector is input / output characteristic function corresponding to that wavelength. A true photometric value can be obtained by converting the inverse function of f. At this time, as described above, when calculating the absorbance spectrum,
Since the ratio of the detection output in the absence of the sample and the detection output in the state where the sample is contained in the cell is obtained for each wavelength, the detection output obtained in each case is nonlinearly corrected.

【0016】なお、上記実施例では、本発明の分光光度
計をセルホルダを有する汎用分光光度計に適用した場合
を説明したが、本発明の分光光度計は液体クロマトグラ
フの検出器にも適用することができる。さらに、上記実
施例では、検出器としてフォトダイオードアレイ検出器
を用いた例を説明したが、単一の検出器を用い、グレー
ティングを回転させることによって、波長走査を行う型
の分光光度計にも本発明を適用することができ、この場
合には単一の検出器の出力を積分する回路の積分時間を
較正順番に応じて変化させることにより本発明を実施す
ることができる。
In the above embodiment, the case where the spectrophotometer of the present invention is applied to a general-purpose spectrophotometer having a cell holder has been described, but the spectrophotometer of the present invention is also applied to a detector of a liquid chromatograph. be able to. Further, in the above embodiment, an example in which a photodiode array detector is used as a detector has been described. However, a single detector is used, and a wavelength is also scanned in a spectrophotometer of a type that performs wavelength scanning by rotating a grating. The present invention can be applied, and in this case, the present invention can be implemented by changing the integration time of the circuit that integrates the output of a single detector according to the calibration order.

【0017】また、上記実施例では、蓄積時間変更回数
N及び各電荷蓄積時間c(j)をROM16から読み出すよ
うにしたが、表示器19に付属するキーボードなどの入
力装置から設定できるようにし、実際の測定対象物の吸
光度近辺で較正データを取得すれば、より精度の高い較
正を実現することができる。さらに、上記実施例では、
半透鏡52が光路上に配置されるように光路切替板5を
回転させたが、実際の試料の測定には重水素ランプ1ま
たはハロゲンランプ2の光しか使用しない場合には、較
正用測定の際にも、光路切替板5を実際の試料測定時と
同一位置(開口51または全反射鏡53)が光路上に配
置されるよう回転させてから較正用測定を実施すること
もできる。この場合には、試料の測定に近い状態で較正
用測定を実施するので、より精度の高い較正を実現する
ことができる。
Further, in the above embodiment, the number N of times of storage time change and each charge storage time c (j) are read from the ROM 16, but they can be set by an input device such as a keyboard attached to the display 19. If the calibration data is acquired in the vicinity of the actual absorbance of the measurement object, more accurate calibration can be realized. Further, in the above embodiment,
Although the optical path switching plate 5 was rotated so that the semi-transparent mirror 52 was arranged on the optical path, when only the light of the deuterium lamp 1 or the halogen lamp 2 was used for the actual measurement of the sample, the calibration measurement was performed. Also in this case, the calibration measurement can be performed after rotating the optical path switching plate 5 so that the same position (the opening 51 or the total reflection mirror 53) as in the actual sample measurement is arranged on the optical path. In this case, since the calibration measurement is performed in a state close to the measurement of the sample, more accurate calibration can be realized.

【0018】また、上記の実施例では、ソフトウエアの
ファンクションボタンにより小信号に対する非線形性の
較正開始を指示するようにしたが、装置の電源投入時に
自動的に較正を開始するようにすることもでき、また、
適当な周期で定期的に較正を自動的に行うようにするこ
ともできる。このように自動的に較正を行えば、検出
器、光学系の経時変化があっても、常に正確な分析を行
うことができる。また、ソフトウエアのファンクション
ボタンで較正を行うのでなく、装置に較正開始ボタンを
設ければ、ハード的に較正を行うこともできる。
In the above embodiment, the function button of the software is used to instruct the start of the calibration of the nonlinearity with respect to the small signal, but the calibration may be automatically started when the power of the apparatus is turned on. Yes, again
The calibration may be automatically performed periodically at an appropriate cycle. If the automatic calibration is performed in this manner, accurate analysis can always be performed even if the detector and the optical system change with time. Further, instead of performing the calibration by the function button of the software, if the apparatus is provided with a calibration start button, the calibration can be performed by hardware.

【0019】さらに、上記実施例では、較正の開始を別
途指示するようにしたが、測定を行う場合に、測定開始
前に常に較正を行うようにすれば、温度変動による影響
等の短時間の変動も防止することができる。また、上記
実施例では、較正によって得られた値のプロットから近
似曲線を作成したが、検出器の入出力特性を表す式が予
め理論的または実験的に知られている場合には、その式
に含まれる特性パラメータを最適化手法などを用いて決
定することもできる。
Further, in the above embodiment, the start of the calibration is separately instructed. However, when the measurement is performed, if the calibration is always performed before the start of the measurement, it is possible to reduce the influence of the temperature fluctuation in a short time. Fluctuations can also be prevented. Further, in the above example, the approximate curve was created from the plot of the values obtained by the calibration, but if the equation representing the input / output characteristics of the detector is theoretically or experimentally known in advance, the equation It is also possible to determine the characteristic parameters included in the above by using an optimization method or the like.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の分光光度計は上記のように構成
されており、光検出器の出力信号の積算時間、例えば、
フォトダイオードアレイの電荷蓄積時間を段階的に変更
し、積算時間を変更した場合の各検出出力から装置の入
出力特性を表す関数を求め、この関数を用いて検出器の
出力信号を補正するので、光学フィルタを用いる場合の
ように光学フィルタの光透過率の経時変化による影響を
受けることなく常に正確に小信号応答に対する非線形性
の較正を行うことができ、入力光量の広い範囲にわたっ
て高精度な測定を行うことができる。また、通常の分光
光度計が備えている標準的な測定機構以外の特殊な較正
用ハードウェアを必要としないので、構成を簡単にする
ことができる。
The spectrophotometer of the present invention is configured as described above, and the integration time of the output signal of the photodetector, for example,
By changing the charge storage time of the photodiode array in stages and obtaining the function that represents the input / output characteristics of the device from each detection output when the integration time is changed, the output signal of the detector is corrected using this function. As in the case of using an optical filter, the nonlinearity for a small signal response can always be accurately calibrated without being affected by the change of the optical transmittance of the optical filter with time, and high accuracy can be achieved over a wide range of the input light amount. A measurement can be made. Further, since no special calibration hardware other than the standard measurement mechanism included in the ordinary spectrophotometer is required, the configuration can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の分光光度計の概略構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a spectrophotometer of the present invention.

【図2】本発明の分光光度計に用いる光路切替板の拡大
図である。
FIG. 2 is an enlarged view of an optical path switching plate used in the spectrophotometer of the present invention.

【図3】図1の分光光度計の較正を行う際の動作を示す
フローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation when calibrating the spectrophotometer of FIG.

【図4】較正により得られた実測値と推定値との関係を
プロットした図である。
FIG. 4 is a diagram plotting a relationship between an actual measurement value and an estimated value obtained by calibration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 重水素ランプ 2 ハロゲンランプ 3、4 ランプ駆動回路 5 光路切替板 6 照射レンズ 7 セルホルダ 8 レンズ 9 入力スリット 10 グレーティング 11 フォトダイオードアレイ検出器 12 検出器制御信号発生回路 13 増幅回路 14 A/D変換器 15 CPU 16 ROM 17 RAM 18 EEPROM 19 表示器 1 Deuterium lamp 2 Halogen lamp 3, 4 lamp drive circuit 5 Optical path switching plate 6 irradiation lens 7 Cell holder 8 lenses 9 input slits 10 grating 11 Photodiode array detector 12 Detector control signal generation circuit 13 Amplifier circuit 14 A / D converter 15 CPU 16 ROM 17 RAM 18 EEPROM 19 Display

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、光源からの光を試料に導く光学
系と、試料を透過した光が導かれる分光器と、この分光
器により分光された光が入射する光検出器とを備えた分
光光度計において、光検出器の出力信号の積算時間を段
階的に変更する手段と、段階的に積算時間を変更した場
合の各検出出力から装置の入出力特性を表す関数を求め
る手段とを備え、この関数を用いて光検出器の出力信号
を補正することを特徴とする分光光度計。
1. A light source, an optical system for guiding the light from the light source to the sample, a spectroscope for guiding the light transmitted through the sample, and a photodetector on which the light dispersed by the spectroscope enters. In the spectrophotometer, means for stepwise changing the integrated time of the output signal of the photodetector and means for obtaining a function representing the input / output characteristics of the device from each detection output when the integrated time is changed stepwise. A spectrophotometer, characterized in that the output signal of the photodetector is corrected using this function.
【請求項2】 前記光検出器がフォトダイオードアレイ
であり、このフォトダイオードアレイの電荷蓄積時間を
変更することにより出力信号の積算時間を変更すること
を特徴とする、請求項1記載の分光光度計。
2. The spectrophotometer according to claim 1, wherein the photodetector is a photodiode array, and the integration time of the output signal is changed by changing the charge storage time of the photodiode array. Total.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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