JP2020160067A - Threshold calculation device, threshold calculation method, and measurement device - Google Patents

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Abstract

To accurately calculate a threshold obtained from measurement data consisting of a plurality of measurement values when changing environmental variables without depending on a measurer.SOLUTION: When an environmental variable is changed, which is one of quantities representing the environment where the sample is placed, a plurality of measured values obtained from the sample are acquired, and the acquired measured values are used as the measurement data in association with the value of the environmental variable at that time. By setting the measurement data contained in the same analysis range, in which the environment variables are defined, as a target, the regression analysis by the minimum absolute error method and the regression analysis by the least square method are performed, and a threshold of the measurement data is calculated based on the regression analysis by the minimum absolute error method in an analysis range in which the ratio to the average of an absolute error of an average squared error becomes smaller than a predetermined value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、閾値算出装置、閾値算出方法および測定装置に関し、特に測定データからの閾値の算出に好適に利用できるものである。 The present invention relates to a threshold value calculation device, a threshold value calculation method, and a measurement device, and can be suitably used for calculating a threshold value from measurement data.

物理現象の解析において、閾値を求める測定方法が多数、存在している。閾値は物性値を反映していることが多いからである。例えば、光電子収量分光法(PYS: Photoelectron Yield Spectroscopy)では、励起光として試料に照射する紫外線の励起エネルギーを横軸にとり、試料から放出される光電子収量を測定して縦軸とした場合に、その測定データが描く曲線が急峻に立ち上がる点における励起エネルギーを閾値として求める。得られた閾値は、測定対象試料の仕事関数またはイオン化ポテンシャルと解釈される。 In the analysis of physical phenomena, there are many measurement methods for obtaining a threshold value. This is because the threshold value often reflects the physical property value. For example, in Photoelectron Yield Spectroscopy (PYS), the horizontal axis is the excitation energy of ultraviolet rays that irradiate a sample as excitation light, and the vertical axis is the photoelectron yield measured from the sample. The excitation energy at the point where the curve drawn by the measurement data rises sharply is calculated as the threshold. The obtained threshold value is interpreted as the work function or ionization potential of the sample to be measured.

一般に、閾値を持つ測定データが描く曲線は、理想的な環境では閾値までが0、閾値を超えた後は横軸の値に比例、二乗に比例など、物性に則った関数にしたがって変化する。縦軸を測定値そのもの、測定値の平方根などにとって、閾値を超えた後の曲線が直線を描くように設定し、その直線を外挿して横軸との切片を閾値として求める方法が採用されている。 In general, the curve drawn by the measurement data having a threshold value changes according to a function according to physical properties, such as 0 up to the threshold value in an ideal environment, proportional to the value on the horizontal axis, and proportional to the square after exceeding the threshold value. A method is adopted in which the vertical axis is set so that the curve after exceeding the threshold draws a straight line for the measured value itself, the square root of the measured value, etc., and the straight line is extrapolated to obtain the intercept with the horizontal axis as the threshold value. There is.

特許文献1には、光電子放出閾値測定装置が開示されている。試料の表面に順次波長を変えながら光を照射し、放出される光電子数を測定している。特許文献1には従来技術として、「光電子放出開始点においては(放出される光電子を計測する)パルスカウント数の増分が小さくて放出開始点を正確に判定することが困難であるため、(照射光の波長に対応する)光エネルギーに対するパルスカウント数を直線関係でグラフ化し、これを零カウント側に外挿したときの交点から閾値を求める」とされている。特許文献1では、励起光の波長に関係のないパルス信号が発生して、光電子に起因するパルスカウント数に上乗せされるため、求められる閾値に誤差が生じることを課題としている(同文献の第6図参照)。 Patent Document 1 discloses a photoelectron emission threshold measuring device. The surface of the sample is irradiated with light while sequentially changing the wavelength, and the number of photoelectrons emitted is measured. As a prior art, Patent Document 1 states that "at the photoelectron emission start point, the increment of the pulse count (which measures the emitted photoelectrons) is small and it is difficult to accurately determine the emission start point (irradiation). The number of pulse counts for light energy (corresponding to the wavelength of light) is graphed in a linear relationship, and the threshold value is obtained from the intersection when this is extrapolated to the zero count side. " In Patent Document 1, a pulse signal irrelevant to the wavelength of the excitation light is generated and added to the pulse count number caused by photoelectrons, so that an error occurs in the required threshold value (No. 1 of the same document). See Figure 6).

同文献に記載される発明では、励起光のエネルギーによらず一定値をとるパルスカウント数を計測し、測定されるパルスカウント数から差し引いた上で、励起エネルギーに対するパルスカウント数の関係に合致する回帰関数を最小二乗法によって求め、閾値を特定する(同文献第3図参照)。測定されるパルスカウント数は励起エネルギーに単純に比例するとは限らず、物質によってその関係性が異なるため、グラフが直線になるように縦軸を補正する。例えば試料が金属である場合には縦軸はパルスカウント数の平方根(1/2乗)とし、半導体である場合には0.4〜1.0乗の間で調整する。さらに、試料が複数の成分からなる場合には、複数の回帰関数の合成であるとしてデータ処理を行う。 In the invention described in the same document, a pulse count number that takes a constant value regardless of the energy of the excitation light is measured, subtracted from the measured pulse count number, and then matches the relationship of the pulse count number with respect to the excitation energy. The regression function is obtained by the least squares method, and the threshold value is specified (see Fig. 3 of the same document). The measured pulse count is not always proportional to the excitation energy, and the relationship differs depending on the substance. Therefore, the vertical axis is corrected so that the graph becomes a straight line. For example, when the sample is a metal, the vertical axis is the square root (1/2 power) of the pulse count number, and when it is a semiconductor, it is adjusted between 0.4 and 1.0 power. Further, when the sample is composed of a plurality of components, the data processing is performed assuming that the sample is a synthesis of a plurality of regression functions.

特開平1−138450号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-1838450

特許文献1について本発明者が検討した結果、以下のような新たな課題があることがわかった。 As a result of the present inventor examining Patent Document 1, it was found that there are the following new problems.

特許文献1に記載される技術では、現実に発生する誤差を吸収するには十分ではないことがわかった。上述のように、同文献に記載される技術では、物質の違いによって縦軸とするパルスカウント数を調整することにより、調整され変換された縦軸と横軸によって描かれるグラフが、閾値より小さい領域では傾きが0で閾値より大きい領域では直線となる。また複数の成分を含む場合には、それぞれの成分によって現れる特性が直線であることを前提としてデータ処理することによって対応している。即ち、従来の技術が前提としている特性曲線は、閾値を挟んだ折れ線であることになる。そのグラフの閾値より小さい領域と大きい領域とをそれぞれ直線で近似し、その交点を閾値として特定している。実際の測定値にはランダムノイズが含まれ、その特性はシグモイド曲線で近似することができる。閾値はシグモイド曲線の変曲点に対応する。 It has been found that the technique described in Patent Document 1 is not sufficient to absorb the error that actually occurs. As described above, in the technique described in the same document, the graph drawn by the adjusted and converted vertical axis and horizontal axis is smaller than the threshold value by adjusting the pulse count number as the vertical axis depending on the difference in substances. In the region, the slope is 0, and in the region larger than the threshold value, it becomes a straight line. In addition, when a plurality of components are included, data processing is performed on the premise that the characteristics appearing by each component are straight lines. That is, the characteristic curve that the conventional technique presupposes is a polygonal line with a threshold value in between. The region smaller than the threshold value and the region larger than the threshold value of the graph are approximated by straight lines, and the intersection is specified as the threshold value. Random noise is included in the actual measurement, and its characteristics can be approximated by the sigmoid curve. The threshold corresponds to the inflection point of the sigmoid curve.

一般に閾値を求めるための測定では、1つの物理量を変化させたときの他の物理量を測定して、変化させた物理量に対する測定した物理量の関係を、上述の特性曲線で表現して閾値を求める。変化させる物理量を影響変数、測定した物理量を測定値、影響変数の値と測定値の対応する対を測定データと呼ぶこととする。影響変数は、測定対象である試料が置かれている環境を表す物理量で、測定値である物理量に影響する。例えば、特許文献1に開示されている光電子放出測定では、試料に照射する光の波長に対応する光エネルギーが影響変数であり、放出される光電子の数が測定値である。この他例えば、半導体の接合における電圧に対する電流の関係には閾値があり、電圧が影響変数、電流が測定値である。このように、影響変数と測定値の関係において閾値をもつものが多数存在する。 Generally, in the measurement for obtaining the threshold value, another physical quantity when one physical quantity is changed is measured, and the relationship between the measured physical quantity and the changed physical quantity is expressed by the above-mentioned characteristic curve to obtain the threshold value. The physical quantity to be changed is called an influence variable, the measured physical quantity is called a measured value, and the corresponding pair of the value of the influence variable and the measured value is called the measurement data. The influence variable is a physical quantity that represents the environment in which the sample to be measured is placed, and affects the physical quantity that is the measured value. For example, in the photoelectron emission measurement disclosed in Patent Document 1, the light energy corresponding to the wavelength of the light irradiating the sample is the influence variable, and the number of emitted photoelectrons is the measured value. In addition, for example, there is a threshold value in the relationship of current with respect to voltage in semiconductor junction, voltage is an influence variable, and current is a measured value. As described above, there are many things having a threshold value in the relationship between the influence variable and the measured value.

本発明者は、影響変数と測定値の関係から閾値を求める測定方法に、普遍的に適用することができる閾値算出方法及び閾値算出装置について検討した。 The present inventor has studied a threshold value calculation method and a threshold value calculation device that can be universally applied to a measurement method for obtaining a threshold value from the relationship between an influence variable and a measured value.

本発明者が検討した結果、影響変数が閾値よりも大きい領域における測定値の直線近似には誤差が大きくなる傾向が強く、その結果、求められる閾値の精度を低下させていることが分かった。上述したように、測定値を直接縦軸にするのではなく、測定値はグラフが直線になるように変換された縦軸が採用される。このような変換の基礎となっている物理現象は、閾値近傍では測定値に与える影響が顕著であるものの、閾値から離れるにしたがって他の物理現象の影響が強まり、変換の基礎とした物理現象が支配的ではなくなるためであると考えられる。このため横軸(影響変数)のどの範囲において近似を行うべきかが必ずしも明確ではないことがわかった。また、シグモイド曲線で近似する場合であっても、閾値(変曲点)から離れるにしたがって大きくなっていくシステマティックな誤差が重畳され、横軸(影響変数)のどの範囲において近似を行うべきかが必ずしも明確ではないことがわかった。このような背景のために、実際の測定では、測定データを解析する測定者の知識や経験に依存して、求められる閾値の値にばらつきが生じ、同じ測定データであっても求められる閾値の精度を低下させていることが分かった。 As a result of the examination by the present inventor, it was found that the linear approximation of the measured value in the region where the influence variable is larger than the threshold value tends to have a large error, and as a result, the accuracy of the required threshold value is lowered. As described above, instead of directly setting the measured value to the vertical axis, the measured value adopts the vertical axis converted so that the graph becomes a straight line. The physical phenomenon that is the basis of such conversion has a remarkable effect on the measured value near the threshold value, but the influence of other physical phenomena becomes stronger as the distance from the threshold value increases, and the physical phenomenon that is the basis of the conversion becomes stronger. It is thought that this is because it is no longer dominant. Therefore, it was found that it is not always clear in which range of the horizontal axis (influence variable) the approximation should be performed. In addition, even when approximating with a sigmoid curve, a systematic error that increases as the distance from the threshold (inflection point) increases is superimposed, and in what range of the horizontal axis (influence variable) the approximation should be performed. It turns out that it is not always clear. Due to this background, in actual measurement, the value of the required threshold value varies depending on the knowledge and experience of the measurer who analyzes the measurement data, and even if the measurement data is the same, the required threshold value It turned out that the accuracy was reduced.

本発明の目的は、閾値を求める測定方法において、求められる閾値の精度を向上することである。さらには、測定データを解析する人に依存する要素を排除することである。 An object of the present invention is to improve the accuracy of the obtained threshold value in the measuring method for obtaining the threshold value. Furthermore, it is to eliminate the element that depends on the person who analyzes the measurement data.

このような課題を解決するための手段を以下に説明するが、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 Means for solving such problems will be described below, but other problems and novel features will become apparent from the description and accompanying drawings herein.

本発明の一実施の形態によれば、下記の通りである。
すなわち、計測部と制御演算部とを備える閾値算出装置であって、以下のように構成される。
According to one embodiment of the present invention, it is as follows.
That is, it is a threshold value calculation device including a measurement unit and a control calculation unit, and is configured as follows.

試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときにその試料から得られる複数の測定値を計測部が取得して制御演算部へ供給し、制御演算部は供給された複数の測定値とそのときの環境変数の値と対応づけて測定データとする。制御演算部は、環境変数について定めた同一の分析範囲に含まれる測定データを対象として、最小絶対誤差法による回帰分析と最小二乗法による回帰分析とを行い、二乗誤差の平方根の絶対誤差の平均に対する比が、所定値よりも小さくなる分析範囲において、最小絶対誤差法による回帰分析に基づいて測定データの閾値を算出する。 When the environment variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is changed, the measurement unit acquires a plurality of measurement values obtained from the sample and supplies them to the control calculation unit. The measured data is obtained by associating the supplied multiple measured values with the values of the environment variables at that time. The control calculation unit performs regression analysis by the least absolute error method and regression analysis by the least squares method on the measurement data included in the same analysis range defined for the environmental variables, and averages the absolute error of the square root of the square error. In the analysis range where the ratio to is smaller than the predetermined value, the threshold value of the measurement data is calculated based on the regression analysis by the least absolute error method.

前記一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、環境変数を変化させたときの複数の測定値からなる測定データから求められる閾値を、精度よく求めることができる閾値算出手段を備えた測定装置を提供することができ、測定者の知識や経験に依存しない閾値の算出が可能となる。
The effects obtained by the above embodiment will be briefly described as follows.
That is, it is possible to provide a measuring device provided with a threshold value calculating means capable of accurately obtaining a threshold value obtained from measurement data consisting of a plurality of measured values when environment variables are changed, and the knowledge of the measurer and It is possible to calculate the threshold value that does not depend on experience.

図1は、実施形態1に係る閾値算出装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the threshold value calculation device according to the first embodiment. 図2は、実施形態2に係る閾値算出方法の一構成例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a configuration example of the threshold value calculation method according to the second embodiment. 図3は、実施形態3に係る測定装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the measuring device according to the third embodiment. 図4は、実施形態1における閾値算出装置の、分析範囲を狭める前の動作についての説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the threshold value calculation device according to the first embodiment before narrowing the analysis range. 図5は、実施形態1における閾値算出装置の、分析範囲を狭めた後の動作についての説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the threshold value calculation device according to the first embodiment after the analysis range is narrowed. 図6は、実施形態4に係る閾値算出装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the threshold value calculation device according to the fourth embodiment. 図7は、実施形態5に係る閾値算出方法の一構成例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a configuration example of the threshold value calculation method according to the fifth embodiment. 図8は、実施形態6に係る測定装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the measuring device according to the sixth embodiment. 図9は、実施形態7に係る閾値算出装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the threshold value calculation device according to the seventh embodiment. 図10は、実施形態8に係る閾値算出方法の一構成例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a configuration example of the threshold value calculation method according to the eighth embodiment. 図11は、実施形態9に係る測定装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of the measuring device according to the ninth embodiment. 図12は、実施例1に係る実施結果を示すマップ図である。FIG. 12 is a map diagram showing the implementation results according to the first embodiment.

1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. 1. Outline of Embodiment First, an outline of a typical embodiment disclosed in the present application will be described. Reference numerals in the drawings referenced in parentheses in the schematic description of a typical embodiment merely exemplify those included in the concept of the component to which it is attached.

〔1〕<絶対誤差と二乗誤差の平方根の比に基づいて範囲を限定した回帰分析を行う閾値算出装置>
本発明の代表的な実施の形態は、試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに前記試料から得られる測定値をそのときの環境変数に対応付けて構成された測定データ(8)から閾値(9)を算出する閾値算出装置(10)であって、入力部(7)と、測定データ変換部(6)と、回帰分析範囲指定部(3)と、第1及び第2回帰分析部(1,2)と、誤差評価部(4)と、閾値算出部(5)とを備え、以下のように構成される。
[1] <Threshold calculation device that performs regression analysis with a limited range based on the ratio of the square roots of the absolute error and the square error>
In a typical embodiment of the present invention, when an environmental variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is changed, the measured value obtained from the sample is associated with the environmental variable at that time. It is a threshold calculation device (10) that calculates a threshold (9) from the measurement data (8) configured in the above, and is an input unit (7), a measurement data conversion unit (6), and a regression analysis range designation unit (3). ), The first and second regression analysis units (1, 2), the error evaluation unit (4), and the threshold calculation unit (5), and are configured as follows.

前記測定データ変換部は、前記入力部に入力された前記複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成することができる。 The measurement data conversion unit can generate conversion data composed of a plurality of conversion values by performing a predetermined conversion process on the plurality of measurement values input to the input unit.

前記回帰分析範囲指定部は、前記第1及び第2回帰分析部における環境変数の範囲である分析範囲を指定することができる。 The regression analysis range designation unit can specify an analysis range which is a range of environment variables in the first and second regression analysis units.

前記第1回帰分析部は、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1回帰関数を求め、前記第1回帰関数による予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1誤差(MAE)を算出することができる。 The first regression analysis unit performs regression analysis by the minimum absolute error method on the transformation data in the analysis range to obtain the first regression function, and the difference between the predicted value by the first regression function and the transformation data. The first error (MAE) can be calculated by averaging the absolute values of in the analysis range.

前記第2回帰分析部は、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2回帰関数を求め、前記第2回帰関数による予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2誤差(RMSE)を算出することができる。 The second regression analysis unit performs regression analysis by the least squares method on the converted data in the analysis range to obtain a second regression function, and determines the difference between the predicted value by the second regression function and the converted data. The second error (RMSE) can be calculated by averaging the squared values in the analysis range and taking the square root.

前記誤差評価部は、前記第1誤差に対する前記第2誤差の比を所定値と比較し、前記誤差比が前記所定値よりも大きい場合に、前記回帰分析範囲指定部に前記分析範囲における環境変数の上端を小さくするように分析範囲を変更させ、前記第1及び第2回帰分析部に変更された分析範囲での回帰分析をそれぞれ実行させることができる。 The error evaluation unit compares the ratio of the second error to the first error with a predetermined value, and when the error ratio is larger than the predetermined value, the regression analysis range designation unit tells the environmental variable in the analysis range. The analysis range can be changed so as to reduce the upper end of the above, and the first and second regression analysis units can perform regression analysis in the changed analysis range, respectively.

前記閾値算出部は、前記誤差比が前記所定値よりも小さくなったときに、前記第1回帰関数に基づいて閾値を算出することができる。 The threshold value calculation unit can calculate the threshold value based on the first regression function when the error ratio becomes smaller than the predetermined value.

これにより、環境変数を変化させたときの複数の測定値からなる測定データから求められる閾値の精度を向上することができ、測定者の知識や経験に依存しない閾値の算出が可能となる。 As a result, the accuracy of the threshold value obtained from the measurement data consisting of a plurality of measured values when the environment variable is changed can be improved, and the threshold value can be calculated without depending on the knowledge and experience of the measurer.

〔2〕<誤差比RMSE/MAE = r < SQRT(2)>
〔1〕項の閾値算出装置において、前記所定値は1.414である。ここで前記所定値として適切な理論値は2の平方根であるが、有効数字をはじめ、実際の測定に採用される場合には、その測定で発生する誤差を考慮して調整される。このことは、以下の〔6〕項と〔10〕項についても同様である。
[2] <Error ratio RMSE / MAE = r <SQRT (2)>
In the threshold value calculation device of the item [1], the predetermined value is 1.414. Here, the theoretical value suitable as the predetermined value is the square root of 2, but when it is adopted for actual measurement including significant figures, it is adjusted in consideration of the error generated in the measurement. This also applies to the following items [6] and [10].

これにより、誤差が平均0、分散2φのラプラス分布に従う場合に、回帰関数から大きく乖離する測定値の影響を排除することができ、求められる閾値の精度を向上することができる。 Thus, errors mean 0, when following Laplace distribution of the dispersed 2 [phi 2, it is possible to eliminate the influence of measurement values that deviate greatly from the regression function, it is possible to improve the accuracy of the determined threshold.

〔3〕<誤差比RMSE/MAE = r < SQRT(pi/2)>
〔1〕項の閾値算出装置において、前記所定値は1.253である。ここで前記所定値として適切な理論値は円周率の2分の1の平方根であるが、有効数字をはじめ、実際の測定に採用される場合には、その測定で発生する誤差を考慮して調整される。このことは、以下の〔7〕項と〔11〕項についても同様である。
[3] <Error ratio RMSE / MAE = r <SQRT (pi / 2)>
In the threshold value calculation device of the item [1], the predetermined value is 1.253. Here, the theoretical value appropriate as the predetermined value is the square root of half of the circumference ratio, but when it is adopted for actual measurement including significant figures, the error generated in the measurement is taken into consideration. Is adjusted. This also applies to the following items [7] and [11].

これにより、誤差が平均0、標準偏差σの正規分布に従う場合に、回帰関数から大きく乖離する測定値の影響を排除することができ、求められる閾値の精度を向上することができる。 As a result, when the error follows a normal distribution with an average of 0 and a standard deviation σ, the influence of the measured value that greatly deviates from the regression function can be eliminated, and the accuracy of the required threshold value can be improved.

〔4〕<光電子収量分光法>
〔1〕項から〔3〕項までのいずれか1項に記載の閾値算出装置において、前記環境変数が試料(23)に照射される光のエネルギーであり、前記測定値が前記試料から放出されて検出器によって検出される光電子収量である(図3)。
[4] <Photoelectron yield spectroscopy>
In the threshold value calculation device according to any one of items [1] to [3], the environment variable is the energy of the light applied to the sample (23), and the measured value is emitted from the sample. This is the photoelectron yield detected by the detector (Fig. 3).

これにより、光電子収量分光法によって測定された測定データから、その閾値を算出する閾値算出装置を提供することができる。このとき閾値は、当該試料の仕事関数またはイオン化エネルギーに相当する。 Thereby, it is possible to provide a threshold value calculation device for calculating the threshold value from the measurement data measured by the photoelectron yield spectroscopy. At this time, the threshold value corresponds to the work function or ionization energy of the sample.

〔5〕<絶対誤差と二乗誤差の平方根の比に基づいて範囲を限定した回帰分析を行う閾値算出方法>
本発明の代表的な実施の形態は、試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに前記試料から得られる複数の測定値をそのときの環境変数に対応付けて構成された測定データから閾値を算出する閾値算出方法であって、測定データ入力ステップ(S1)と、測定データ変換ステップ(S2)と、回帰分析範囲指定ステップ(S3)と、第1及び第2回帰分析ステップ(S4,S6)と、第1及び第2誤差算出ステップ(S5,S7)と、誤差比算出ステップ(S8)と、誤差比判定ステップ(S9)と、回帰分析範囲変更ステップ(S10)と、閾値算出ステップ(S11)とを備える(図2)。
[5] <Threshold calculation method for performing regression analysis with a limited range based on the ratio of the square roots of the absolute error and the square error>
In a typical embodiment of the present invention, when an environmental variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is changed, a plurality of measured values obtained from the sample are used as the environmental variable at that time. It is a threshold calculation method for calculating a threshold from the measurement data configured in association with each other, and is a measurement data input step (S1), a measurement data conversion step (S2), a regression analysis range designation step (S3), and a first. And the second regression analysis step (S4, S6), the first and second error calculation steps (S5, S7), the error ratio calculation step (S8), the error ratio determination step (S9), and the regression analysis range change. A step (S10) and a threshold calculation step (S11) are provided (FIG. 2).

前記測定データ入力ステップでは、前記複数の測定値を入力し、前記測定データ変換ステップで、前記複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成する。 In the measurement data input step, the plurality of measured values are input, and in the measurement data conversion step, a predetermined conversion process is performed on the plurality of measured values to generate conversion data composed of the plurality of converted values.

前記回帰分析範囲指定ステップでは、前記第1及び第2回帰分析ステップにおける環境変数の範囲である分析範囲を指定する。前記第1回帰分析ステップでは、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1回帰関数を求め、前記第1誤差算出ステップで、前記第1回帰関数による予測値と前記変換データとの誤差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1誤差を算出する。 In the regression analysis range designation step, an analysis range which is a range of environment variables in the first and second regression analysis steps is designated. In the first regression analysis step, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the minimum absolute error method to obtain a first regression function, and in the first error calculation step, prediction by the first regression function is performed. The first error is calculated by averaging the absolute value of the error between the value and the conversion data in the analysis range.

前記第2回帰分析ステップでは、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2回帰関数を求め、前記第2誤差算出ステップで、前記第2回帰関数による予測値と前記変換データとの誤差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2誤差を算出する。 In the second regression analysis step, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the least squares method to obtain a second regression function, and in the second error calculation step, the predicted value by the second regression function is obtained. The second error is calculated by averaging the squared value of the error between and the conversion data in the analysis range and taking the square root.

前記誤差比算出ステップで、前記第1誤差に対する前記第2誤差の比を求めて誤差比とし、前記誤差比判定ステップで、前記誤差比を所定値と比較する。 In the error ratio calculation step, the ratio of the second error to the first error is obtained and used as an error ratio, and in the error ratio determination step, the error ratio is compared with a predetermined value.

前記誤差比が前記所定値よりも小さくなるまで、前記回帰分析範囲変更ステップにおいて、前記分析範囲における環境変数の上端を小さくする分析範囲の変更を行いながら、前記第1及び第2回帰分析ステップと、前記第1及び第2誤差算出ステップと、前記誤差比算出ステップとを繰り返させる。 In the regression analysis range change step, the first and second regression analysis steps are performed while changing the analysis range to reduce the upper end of the environment variable in the analysis range until the error ratio becomes smaller than the predetermined value. , The first and second error calculation steps and the error ratio calculation step are repeated.

前記閾値算出ステップでは、前記誤差比が前記所定値よりも小さくなったときに、前記第1回帰関数に基づいて閾値を算出する。 In the threshold value calculation step, when the error ratio becomes smaller than the predetermined value, the threshold value is calculated based on the first regression function.

これにより、〔1〕項と同様に、環境変数を変化させたときの複数の測定値からなる測定データから求められる閾値の精度を向上することができ、測定者の知識や経験に依存しない閾値の算出が可能となる。 As a result, as in item [1], the accuracy of the threshold value obtained from the measurement data consisting of a plurality of measured values when the environment variable is changed can be improved, and the threshold value does not depend on the knowledge and experience of the measurer. Can be calculated.

〔6〕<誤差比RMSE/MAE = r < SQRT(2)>
〔5〕項の閾値算出方法において、前記所定値は1.414である。
[6] <Error ratio RMSE / MAE = r <SQRT (2)>
In the threshold value calculation method of item [5], the predetermined value is 1.414.

これにより、誤差が平均0、分散2φのラプラス分布に従う場合に、回帰関数から大きく乖離する測定値の影響を排除することができ、求められる閾値の精度を向上することができる。 Thus, errors mean 0, when following Laplace distribution of the dispersed 2 [phi 2, it is possible to eliminate the influence of measurement values that deviate greatly from the regression function, it is possible to improve the accuracy of the determined threshold.

〔7〕<誤差比RMSE/MAE = r < SQRT(pi/2)>
〔5〕項の閾値算出方法において、前記所定値は1.253である、
これにより、誤差が平均0、標準偏差σの正規分布に従う場合に、回帰関数から大きく乖離する測定値の影響を排除することができ、求められる閾値の精度を向上することができる。
[7] <Error ratio RMSE / MAE = r <SQRT (pi / 2)>
In the threshold value calculation method of item [5], the predetermined value is 1.253.
As a result, when the error follows a normal distribution with an average of 0 and a standard deviation σ, the influence of the measured value that greatly deviates from the regression function can be eliminated, and the accuracy of the required threshold value can be improved.

〔8〕<光電子収量分光法>
〔5〕項から〔7〕項までのいずれか1項の閾値算出方法において、前記環境変数が試料(23)に照射される光のエネルギーであり、前記測定値が前記試料から放出されて検出器(26)によって検出される光電子収量である(図3)。
[8] <Photoelectron yield spectroscopy>
In the threshold value calculation method of any one of items [5] to [7], the environment variable is the energy of the light applied to the sample (23), and the measured value is emitted from the sample and detected. The photoelectron yield detected by the vessel (26) (Fig. 3).

これにより、光電子収量分光法によって測定された測定データから、その閾値を算出する閾値算出方法を提供することができる。このとき閾値は、当該試料の仕事関数またはイオン化エネルギーに相当する。 Thereby, it is possible to provide a threshold value calculation method for calculating the threshold value from the measurement data measured by the photoelectron yield spectroscopy. At this time, the threshold value corresponds to the work function or ionization energy of the sample.

〔9〕<測定装置>
本発明の代表的な実施の形態は、計測部(21)と制御演算部(11)とを備える測定装置(20)であって、以下のように構成される。
[9] <Measuring device>
A typical embodiment of the present invention is a measuring device (20) including a measuring unit (21) and a control calculation unit (11), and is configured as follows.

前記計測部は、試料(23)から得られる複数の測定値を取得して前記制御演算部に供給することができる。前記制御演算部は、前記試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに得られる複数の測定値を、そのときの環境変数の値と対応づけて測定データとして取得することができる。前記制御演算部は、前記環境変数について定めた同一の分析範囲に含まれる前記測定データを対象として、絶対誤差が最小となる第1回帰関数を求める第1回帰分析(1)と、二乗誤差が最小となる第2回帰関数を求める第2回帰分析(2)とを行う。前記制御演算部は、前記第2回帰分析における平均二乗誤差の平方根(RMSE)の前記第1回帰分析における絶対誤差(MAE)の平均に対する比が、所定値よりも小さくなる分析範囲において、前記第1回帰関数に基づいて前記測定データの閾値を算出することができる(図3)。 The measuring unit can acquire a plurality of measured values obtained from the sample (23) and supply them to the control calculation unit. The control calculation unit measures a plurality of measured values obtained when an environment variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is associated with the value of the environment variable at that time. It can be acquired as data. The control calculation unit has a first regression analysis (1) for obtaining a first regression function that minimizes an absolute error, and a square error for the measurement data included in the same analysis range defined for the environment variable. The second regression analysis (2) for obtaining the minimum second regression function is performed. The control calculation unit is in an analysis range in which the ratio of the square root (RMSE) of the mean square error in the second regression analysis to the average of the absolute error (MAE) in the first regression analysis is smaller than a predetermined value. The threshold of the measurement data can be calculated based on the one regression function (FIG. 3).

これにより、環境変数を変化させたときの複数の測定値からなる測定データから求められる閾値を、精度よく求めることができる閾値算出手段を備えた測定装置を提供することができ、測定者に依存しない閾値の算出が可能となる。 This makes it possible to provide a measuring device provided with a threshold value calculating means capable of accurately obtaining a threshold value obtained from measurement data consisting of a plurality of measured values when environment variables are changed, and depends on the measurer. It is possible to calculate the threshold value that does not exist.

〔10〕<誤差比RMSE/MAE = r < SQRT(2)>
〔9〕項の測定装置において、前記所定値は1.414である。
[10] <Error ratio RMSE / MAE = r <SQRT (2)>
In the measuring device of item [9], the predetermined value is 1.414.

これにより、誤差が平均0、分散2φのラプラス分布に従う場合に、回帰関数から大きく乖離する測定値の影響を排除することができ、求められる閾値の精度を向上することができる。 Thus, errors mean 0, when following Laplace distribution of the dispersed 2 [phi 2, it is possible to eliminate the influence of measurement values that deviate greatly from the regression function, it is possible to improve the accuracy of the determined threshold.

〔11〕<誤差比RMSE/MAE = r < SQRT(pi/2)>
〔9〕項の測定装置において、前記所定値は1.253である。
[11] <Error ratio RMSE / MAE = r <SQRT (pi / 2)>
In the measuring device of item [9], the predetermined value is 1.253.

これにより、誤差が平均0、標準偏差σの正規分布に従う場合に、回帰関数から大きく乖離する測定値の影響を排除することができ、求められる閾値の精度を向上することができる。 As a result, when the error follows a normal distribution with an average of 0 and a standard deviation σ, the influence of the measured value that greatly deviates from the regression function can be eliminated, and the accuracy of the required threshold value can be improved.

〔12〕<光電子収量分光装置>
〔9〕項から〔11〕項までのいずれか1項の測定装置(20)において、前記環境変数が試料(23)に照射される光のエネルギーであり、前記測定値が前記試料から放出されて検出器(26)によって検出される光電子収量である(図3)。
[12] <Photoelectron Yield Spectrometer>
In the measuring device (20) according to any one of items [9] to [11], the environment variable is the energy of the light applied to the sample (23), and the measured value is emitted from the sample. The photoelectron yield detected by the detector (26) (Fig. 3).

これにより、光電子収量分光法によって測定された測定データから、その閾値を算出する光電子収量分光装置において、自動的に高精度で閾値を算出することができる、閾値算出手段を提供することができる。このとき閾値は、当該試料の仕事関数またはイオン化エネルギーに相当する。 As a result, it is possible to provide a threshold value calculation means capable of automatically calculating the threshold value with high accuracy in the photoelectron yield spectroscope that calculates the threshold value from the measurement data measured by the photoelectron yield spectroscopy. At this time, the threshold value corresponds to the work function or ionization energy of the sample.

2.実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
2. 2. Details of Embodiments The embodiments will be described in more detail.

〔実施形態1〕
図1は、実施形態1に係る閾値算出装置の構成例を示すブロック図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the threshold value calculation device according to the first embodiment.

実施形態1に係る閾値算出装置10は、測定データ8が入力される入力部7と、測定データ変換部6と、回帰分析範囲指定部3と、最小絶対誤差法による回帰分析部1と最小二乗法による回帰分析部2と、誤差評価部4と、閾値算出部5とを備え、閾値9を出力する。測定データ8は、試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときにその試料から得られる測定値を、そのときの環境変数に対応付けた複数の対で構成されている。 The threshold calculation device 10 according to the first embodiment includes an input unit 7 into which measurement data 8 is input, a measurement data conversion unit 6, a regression analysis range designation unit 3, and a regression analysis unit 1 and a minimum two by the minimum absolute error method. It includes a regression analysis unit 2 by the multiplication method, an error evaluation unit 4, and a threshold value calculation unit 5, and outputs a threshold value 9. The measurement data 8 is a plurality of pairs in which the measured values obtained from the sample when the environment variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, are changed, are associated with the environment variable at that time. It is configured.

測定データ変換部6は、入力部7から入力された複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成する。所定の変換処理とは、影響変数に対する測定値の関係を、後段で採用されている回帰分析の回帰関数に整合させるための変換である。例えば、特許文献1に開示される従来技術では、影響変数である光エネルギーに対する測定値であるパルスカウント数の関係を、一次関数に近似する回帰分析を行うために、試料が金属である場合には縦軸はパルスカウント数の平方根(1/2乗)とし、半導体である場合には0.4〜1.0乗の間で調整するとされる。 The measurement data conversion unit 6 generates conversion data composed of a plurality of conversion values by performing a predetermined conversion process on the plurality of measurement values input from the input unit 7. The predetermined conversion process is a conversion for matching the relationship of the measured values with respect to the influence variable to the regression function of the regression analysis adopted in the latter stage. For example, in the prior art disclosed in Patent Document 1, when the sample is a metal in order to perform a regression analysis that approximates the relationship of the pulse count number, which is a measured value to the light energy, which is an influential variable, to a linear function. The vertical axis is the square root (1/2 power) of the pulse count number, and in the case of a semiconductor, it is adjusted between 0.4 and 1.0 power.

最小絶対誤差法による回帰分析部1は、回帰分析範囲指定部3によって指定される環境変数の範囲である分析範囲で、最小絶対誤差法による回帰分析を行い絶対誤差MAEを求める。絶対誤差MAEは、最小絶対誤差法による回帰分析部1によって求められた回帰関数による予測値と測定データ変換部6から出力された変換データの間の差の絶対値を、指定された分析範囲で平均した値である。 The regression analysis unit 1 by the minimum absolute error method performs regression analysis by the minimum absolute error method in the analysis range which is the range of the environment variables specified by the regression analysis range designation unit 3, and obtains the absolute error MAE. Absolute error MAE is the absolute value of the difference between the predicted value by the regression function obtained by the regression analysis unit 1 by the minimum absolute error method and the converted data output from the measurement data conversion unit 6 in the specified analysis range. It is an average value.

最小二乗法による回帰分析部2は、回帰分析範囲指定部3によって指定される同じ分析範囲で、最小二乗法による回帰分析を行い二乗誤差の平方根RMSEを求める。二乗誤差の平方根RMSEは、最小二乗法による回帰分析部2によって求められた回帰関数による予測値と測定データ変換部6から出力された変換データの間の差を二乗した値を、分析範囲で平均した値の平方根である。 The regression analysis unit 2 by the least squares method performs regression analysis by the least squares method in the same analysis range specified by the regression analysis range designation unit 3 to obtain the square root RMSE of the square error. The square root RMSE of the squared error is the average of the squared values of the difference between the predicted value by the regression function obtained by the regression analysis unit 2 by the least squares method and the converted data output from the measurement data conversion unit 6 in the analysis range. It is the square root of the value.

誤差評価部4は、絶対誤差MAEに対する二乗誤差の平方根RMSEの比(誤差比)を所定値と比較する。誤差比が所定値よりも大きい場合には、回帰分析範囲指定部3は環境変数の上端を小さくするように分析範囲を変更し、最小絶対誤差法による回帰分析部1と最小二乗法による回帰分析部2が、変更された分析範囲での回帰分析をそれぞれ実行する。これに伴って、絶対誤差MAEと二乗誤差の平方根RMSEの値が更新される。絶対誤差MAEに対する二乗誤差の平方根RMSEの比である誤差比が所定値以下となるまで、分析範囲を徐々に狭めながら、この処理が繰り返される。 The error evaluation unit 4 compares the ratio (error ratio) of the square root RMSE of the squared error to the absolute error MAE with a predetermined value. When the error ratio is larger than the predetermined value, the regression analysis range specification unit 3 changes the analysis range so as to reduce the upper end of the environmental variable, and the regression analysis unit 1 by the minimum absolute error method and the regression analysis by the least squares method. Part 2 performs regression analysis in each of the modified analysis ranges. Along with this, the values of the absolute error MAE and the square root RMSE of the square error are updated. This process is repeated while gradually narrowing the analysis range until the error ratio, which is the ratio of the square root RMSE of the squared error to the absolute error MAE, becomes equal to or less than a predetermined value.

誤差比が所定値以下となったときに、閾値算出部5は、最小絶対誤差法による回帰分析で求めた回帰関数を使って閾値9を算出する。 When the error ratio becomes equal to or less than a predetermined value, the threshold value calculation unit 5 calculates the threshold value 9 by using the regression function obtained by the regression analysis by the minimum absolute error method.

誤差評価部4のおける、絶対誤差MAEに対する二乗誤差の平方根RMSEの比についての所定値を適切に定めることにより、環境変数を変化させたときの複数の測定値からなる測定データから求められる閾値の精度を向上することができる。 By appropriately determining a predetermined value for the ratio of the square root RMSE of the squared error to the absolute error MAE in the error evaluation unit 4, the threshold value obtained from the measurement data consisting of a plurality of measured values when the environment variables are changed. The accuracy can be improved.

例えば、誤差が平均0、標準偏差σの正規分布に従う場合には、所定値を1.253とすると好適であり、誤差が平均0、分散2φのラプラス分布に従う場合には、所定値を1.414とすると好適である。回帰関数から大きく乖離する測定値の影響を排除することができ、求められる閾値の精度を向上することができるからである。なお、上述の1.253は理論的には円周率の2分の1の平方根であり、1.414は理論的には2の平方根であるが、有効数字をはじめ、実際の測定に採用される場合には、その測定で発生する誤差を考慮して調整されるとよい。 For example, if the error follows a normal distribution with mean 0 and standard deviation σ, it is preferable to set the predetermined value to 1.253, and if the error follows a Laplace distribution with mean 0 and variance 2φ 2 , the predetermined value is 1.414. Suitable. This is because the influence of the measured value that greatly deviates from the regression function can be eliminated, and the accuracy of the required threshold value can be improved. The above-mentioned 1.253 is theoretically the square root of half of the pi, and 1.414 is theoretically the square root of 2, but when it is used for actual measurement including significant figures, it should be noted. Should be adjusted in consideration of the error that occurs in the measurement.

〔本発明の閾値算出における分析範囲の決定原理〕
本発明の閾値算出における分析範囲の決定原理について説明する。
[Principle for determining analysis range in threshold calculation of the present invention]
The principle of determining the analysis range in the threshold calculation of the present invention will be described.

回帰分析には、最小絶対誤差法と最小二乗法がある。最小絶対誤差法は、実測値yoに対する予測値ypの誤差の絶対値の平均を最小にする予測法であり、最小二乗法は誤差の二乗の平均値を最小にする予測法である。絶対誤差MAEと二乗誤差の平方根RSMEは、それぞれ下の式1及び式2で表される。ここでnは分析範囲における測定データの数である。n個の影響変数値に対応してn個の測定値が入力され、n対の測定データとなっている。実測値yoは上述の変換データに対応する。予測値ypは回帰関数に同じ影響変数値を代入して求められる値である。 Regression analysis includes the least absolute error method and the least squares method. The least absolute error method is a prediction method that minimizes the average of the absolute values of the errors of the predicted values y p with respect to the measured value y o , and the least squares method is a prediction method that minimizes the average value of the squares of the errors. The absolute error MAE and the square root RSME of the squared error are expressed by Equations 1 and 2 below, respectively. Here, n is the number of measurement data in the analysis range. N measurement values are input corresponding to n influence variable values, and n pairs of measurement data are obtained. The measured value y o corresponds to the above-mentioned conversion data. The predicted value y p is a value obtained by substituting the same influence variable value into the regression function.

ここで誤差の絶対値eiは下の式3で表されるので、これを使って式1、2を書き換えると、それぞれ式4,5となる。
Here, the absolute value e i of the error is expressed by the following equation 3, so if equations 1 and 2 are rewritten using this, the equations 4 and 5 are obtained, respectively.

誤差の絶対値eiは0以上の値しか取らないので平均MEAN(ei)は絶対誤差MAEに等しく(式6)、分散VAR(ei)は二次モーメントおよび一次モーメントを用いた分散導出の公式により、式7のように求められる。
Since the absolute value e i of the error takes only 0 or more, the mean MEAN (e i ) is equal to the absolute error MAE (Equation 6), and the variance VAR (e i ) is the variance derivation using the second moment and the first moment. According to the formula of, it is calculated as in Equation 7.

以上の関係を使うと、絶対誤差MAEに対する二乗誤差の平方根RMSEの比(誤差比)は式8のように表すことができる。
Using the above relationship, the ratio of the square root RMSE of the squared error to the absolute error MAE (error ratio) can be expressed as in Equation 8.

誤差が、平均0、標準偏差σの正規分布に従う場合、誤差の絶対値eiの分布は正規分布の絶対値の分布となる。確率密度関数pdfは、下の式9で表される。
If the error follows a normal distribution with mean 0 and standard deviation σ, then the distribution of the absolute values e i of the error is the distribution of the absolute values of the normal distribution. The probability density function pdf is expressed by Equation 9 below.

この場合、誤差の絶対値の平均MEAN(ei)および標準偏差VAR(ei)は、下の式10,11で表される。
In this case, the mean MEAN (e i ) and standard deviation VAR (e i ) of the absolute values of the errors are expressed by equations 10 and 11 below.

以上の関係を用いると、絶対誤差MAEに対する二乗誤差の平方根RMSEの比(誤差比)は、下の式12のように表すことができる。
Using the above relationship, the ratio of the square root RMSE of the squared error to the absolute error MAE (error ratio) can be expressed as in Equation 12 below.

良いモデルが構築できたとき、モデルはデータの大まかな特徴を表現し、正規分布にしたがうようなノイズのみが誤差として残る。その場合、解析結果のRMSEとMAEの比(誤差比)は1.253に近い値をとることがわかる。 When a good model can be constructed, the model represents the general characteristics of the data, and only the noise that follows the normal distribution remains as an error. In that case, it can be seen that the ratio (error ratio) of RMSE and MAE in the analysis result is close to 1.253.

確率密度関数が下の式で定義されるラプラス分布にしたがうとき、誤差の平均は0、分散は2φ2である。
When the probability density function follows the Laplace distribution defined by the equation below, the mean of the error is 0 and the variance is 2φ 2 .

このとき、絶対誤差MAEに対する二乗誤差の平方根RMSEの比(誤差比)は、下の式14のように表すことができる。
At this time, the ratio of the square root RMSE of the squared error to the absolute error MAE (error ratio) can be expressed by the following equation 14.

絶対誤差MAEに対する二乗誤差の平方根RMSEの比(誤差比)が1.414を上回る場合、予測を大きく外しているデータが存在する可能性がある。 If the ratio of the square root RMSE of the squared error to the absolute error MAE (error ratio) exceeds 1.414, there may be data that is far from the prediction.

以上のように、ノイズがランダムノイズのみで誤差が正規分布にしたがうような測定系では、所定値として1.253を設定すればよく、突発的なノイズを含む場合には、誤差がラプラス分布にしたがうと考えられるので、所定値として1.414を設定すればよいことがわかる。ただし、これらの値は、導出過程の種々の前提にしたがって理論的に導出した数値であるから、実際の測定系においては、存在することがわかっているシステマティックなノイズの影響を考慮し、また有効数字の桁数を調整するなど、実情に合わせた調整が行われるとよい。 As described above, in a measurement system where the noise is only random noise and the error follows a normal distribution, 1.253 should be set as a predetermined value, and when sudden noise is included, the error follows the Laplace distribution. Since it is possible, it can be seen that 1.414 should be set as a predetermined value. However, since these values are theoretically derived values according to various assumptions in the derivation process, they are effective in consideration of the influence of systematic noise that is known to exist in an actual measurement system. It is advisable to make adjustments according to the actual situation, such as adjusting the number of digits of numbers.

なお、回帰分析における誤差評価方法として、絶対誤差MAEと二乗誤差の平方根RMSEとを採用したのは、以下の理由による。即ち、絶対誤差MAEは二乗誤差の平方根RMSEに対して、誤差が大きいほど誤差評価の重み付けを小さくするものとなっているからである。二乗誤差の平方根RMSEの二乗は下の式15で表される。
The absolute error MAE and the square root RMSE of the squared error were adopted as the error evaluation method in the regression analysis for the following reasons. That is, the absolute error MAE reduces the weighting of the error evaluation as the error increases with respect to the square root RMSE of the square error. The square root of the squared error RMSE squared is expressed by Equation 15 below.

この関係を利用して絶対誤差MAEを書き変えると、下の式16の通りとなる。
When the absolute error MAE is rewritten using this relationship, it becomes as shown in Equation 16 below.

このように、絶対誤差MAEは二乗誤差の平方根RMSEの二乗に対して、誤差yo−ypの絶対値の逆数によって重み付けされた形で表され、誤差が大きいほど誤差評価の重み付けを小さくするものとなっている。 In this way, the absolute error MAE is expressed in the form of being weighted by the inverse of the absolute value of the error y o − y p with respect to the square of the square root RMSE of the squared error, and the larger the error, the smaller the weight of the error evaluation. It has become a thing.

〔閾値算出装置の動作〕
本実施形態1における閾値算出装置10の動作について説明する。図4と図5は、本実施形態1における閾値算出装置10の動作についての説明図であり、図4は分析範囲を狭める前、図5は狭めた後である。図4と図5は、影響変数を横軸xにとり、測定値に所定の変換処理を行った変換データを縦軸yとしたグラフで、丸印は測定データ、曲線31は最小絶対誤差法による回帰分析で求めた回帰関数、曲線32は最小二乗法による回帰分析で求めた回帰関数である。曲線31の直線部分をx軸方向に延長したときのx軸との交点が最小絶対誤差法によって求めた閾値33であり、曲線32の直線部分をx軸方向に延長したときのx軸との交点が最小二乗法によって求めた閾値34である。図4に示すように、分析範囲を限定しない場合には、最小二乗法による回帰関数の曲線32が、最小絶対誤差法による回帰関数の曲線31よりも、影響変数xの大きい領域まで比較的忠実に測定データに合うように近似される。上述したように、絶対誤差MAEが二乗誤差の平方根RMSEに対して、誤差が大きいほど誤差評価の重み付けを小さくするものとなっているためである。その結果、最小二乗法によって求めた閾値34は、最小絶対誤差法によって求めた閾値33よりも大きめの値となっている。
[Operation of threshold calculation device]
The operation of the threshold value calculation device 10 in the first embodiment will be described. 4 and 5 are explanatory views of the operation of the threshold value calculation device 10 in the first embodiment, FIG. 4 is before narrowing the analysis range, and FIG. 5 is after narrowing the analysis range. FIGS. 4 and 5 are graphs in which the influence variable is on the horizontal axis x and the conversion data obtained by performing a predetermined conversion process on the measured value is the vertical axis y. The regression function obtained by the regression analysis and the curve 32 are the regression functions obtained by the regression analysis by the least squares method. The intersection with the x-axis when the straight line portion of the curve 31 is extended in the x-axis direction is the threshold 33 obtained by the minimum absolute error method, and the intersection with the x-axis when the straight line portion of the curve 32 is extended in the x-axis direction. The intersection is the threshold 34 obtained by the least squares method. As shown in FIG. 4, when the analysis range is not limited, the curve 32 of the regression function by the least squares method is relatively faithful to the region where the influence variable x is larger than the curve 31 of the regression function by the least absolute error method. Is approximated to fit the measured data. This is because, as described above, the larger the error is, the smaller the weighting of the error evaluation is with respect to the square root RMSE of the square error. As a result, the threshold value 34 obtained by the least squares method is a value larger than the threshold value 33 obtained by the minimum absolute error method.

絶対誤差MAEに対する二乗誤差の平方根RMSEの比である誤差比が所定値以下となるまで、分析範囲を徐々に狭めると、図5に示すように、最小二乗法による回帰関数の曲線32と最小絶対誤差法による回帰関数の曲線31との乖離が小さくなり、合わせて、算出される閾値33と34の乖離も小さくなる。想定されるノイズに基づいて規定した所定の値よりも誤差比が小さくなった段階で繰り返しを終わり、最小絶対誤差法による回帰分析で求めた回帰関数を使って閾値を算出する。 When the analysis range is gradually narrowed until the error ratio, which is the ratio of the square root RMSE of the squared error to the absolute error MAE, becomes less than a predetermined value, as shown in FIG. 5, the curve 32 of the regression function by the least squares method and the minimum absolute The deviation of the regression function by the error method from the curve 31 becomes small, and the deviation between the calculated thresholds 33 and 34 also becomes small. The repetition is completed when the error ratio becomes smaller than the predetermined value defined based on the assumed noise, and the threshold value is calculated using the regression function obtained by the regression analysis by the minimum absolute error method.

このように、回帰分析の範囲が適切な範囲まで狭められ、誤差が大きくなる傾向にある、閾値から離れた測定データの影響が抑えられ、精度の高い閾値算出が可能となる。またその算出は測定者の経験や能力に依存することなく、自動的に実行される。 In this way, the range of regression analysis is narrowed to an appropriate range, the influence of measurement data away from the threshold value, which tends to increase the error, is suppressed, and the threshold value can be calculated with high accuracy. In addition, the calculation is automatically performed without depending on the experience and ability of the measurer.

閾値算出装置10は、測定装置に内蔵されるプロセッサにインストールされるプログラムの動作として実装することができる。その機能の一部または全部は、専用のハードウェアとして実装されてもよい。閾値算出装置10は、種々の測定装置に組み込むことができる。例えば、入出力インターフェースの付加機能として測定者に提供されてもよい。また、上述のように、本発明の閾値算出装置は、測定者に依存しないで自動的に実行することができるので、閾値を品質管理の一指標とするような量産工程に組み込むことにより、高品質で効率的な工程管理を可能とすることができる。 The threshold value calculation device 10 can be implemented as an operation of a program installed in a processor built in the measurement device. Some or all of its functionality may be implemented as dedicated hardware. The threshold value calculation device 10 can be incorporated into various measuring devices. For example, it may be provided to the measurer as an additional function of the input / output interface. Further, as described above, since the threshold value calculation device of the present invention can be automatically executed without depending on the measurer, it can be increased by incorporating the threshold value into a mass production process that uses the threshold value as an index of quality control. It is possible to enable quality and efficient process control.

〔実施形態2〕
本発明の閾値算出装置10は、プロセッサにインストールされるプログラムの動作として機能構築することができるので、本発明は、記憶装置と計算機を備えたハードウェアシステムを利用する閾値算出方法と位置付けることができる。
[Embodiment 2]
Since the threshold value calculation device 10 of the present invention can be functionally constructed as the operation of a program installed in the processor, the present invention can be positioned as a threshold value calculation method using a hardware system including a storage device and a computer. it can.

図2は、実施形態2に係る閾値算出方法の一構成例を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing a configuration example of the threshold value calculation method according to the second embodiment.

本発明の閾値算出方法は、記憶装置を備える計算機上で動作するソフトウェアによって実装され、測定データ入力ステップ(S1)と、測定データ変換ステップ(S2)と、回帰分析範囲指定ステップ(S3)と、第1及び第2回帰分析ステップ(S4,S6)と、第1及び第2誤差算出ステップ(S5,S7)と、誤差比算出ステップ(S8)と、誤差比判定ステップ(S9)と、回帰分析範囲変更ステップ(S10)と、閾値算出ステップ(S11)とを備える。第1及び第2回帰分析の一例として、図2に例示するように、第1回帰分析ステップ(S4)を最小絶対誤差法による回帰分析、第1誤差算出ステップ(S5)を絶対誤差(MAE)の算出とし、第2回帰分析ステップ(S6)を最小二乗法による回帰分析、第2誤差算出ステップ(S7)を二乗誤差の平方根(RMSE)の算出とすることができる。 The threshold calculation method of the present invention is implemented by software operating on a computer including a storage device, and includes a measurement data input step (S1), a measurement data conversion step (S2), a regression analysis range designation step (S3), and the like. First and second regression analysis steps (S4, S6), first and second error calculation steps (S5, S7), error ratio calculation step (S8), error ratio determination step (S9), and regression analysis. A range changing step (S10) and a threshold calculation step (S11) are provided. As an example of the first and second regression analysis, as illustrated in FIG. 2, the first regression analysis step (S4) is a regression analysis by the minimum absolute error method, and the first error calculation step (S5) is an absolute error (MAE). The second regression analysis step (S6) can be the regression analysis by the minimum square method, and the second error calculation step (S7) can be the square root (RMSE) of the squared error.

測定データ入力ステップ(S1)で入力される測定データは、試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに前記試料から得られる複数の測定値をそのときの環境変数に対応付けて構成されている。 The measurement data input in the measurement data input step (S1) is a plurality of measurement values obtained from the sample when the environment variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is changed. It is configured in association with the environment variables of.

測定データ変換ステップ(S2)では、入力された測定データを構成する複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成する。所定の変換処理については、実施形態1で説明した内容と同様であるので、詳しい説明は省略する。 In the measurement data conversion step (S2), conversion data composed of a plurality of conversion values is generated by performing a predetermined conversion process on the plurality of measurement values constituting the input measurement data. Since the predetermined conversion process is the same as the content described in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

回帰分析範囲指定ステップ(S3)では、最小絶対誤差法による回帰分析ステップ(S4)と最小二乗法による回帰分析ステップ(S6)とに同じ分析範囲を指定する。 In the regression analysis range designation step (S3), the same analysis range is designated for the regression analysis step (S4) by the least absolute error method and the regression analysis step (S6) by the least squares method.

最小絶対誤差法による回帰分析ステップ(S4)では、測定データ変換ステップ(S2)から供給される変換データを対象として、最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1回帰関数を求める。絶対誤差(MAE)の算出ステップ(S5)では求められた第1回帰関数による予測値と変換データとの差の絶対値を指定された分析範囲で平均して絶対誤差(MAE)を算出する。 In the regression analysis step (S4) by the minimum absolute error method, the transformation data supplied from the measurement data conversion step (S2) is subjected to regression analysis by the minimum absolute error method to obtain the first regression function. In the absolute error (MAE) calculation step (S5), the absolute error (MAE) is calculated by averaging the absolute value of the difference between the predicted value obtained by the first regression function and the converted data in the specified analysis range.

最小二乗法による回帰分析ステップ(S6)では、測定データ変換ステップ(S2)から供給される変換データを対象として、最小二乗法による回帰分析を行って第2回帰関数を求める。二乗誤差の平方根(RMSE)の算出ステップ(S7)では求められた第2回帰関数による予測値と変換データとの差の二乗を指定された分析範囲で平均して平方根をとることにより、二乗誤差の平方根(RMSE)を算出する。 In the regression analysis step (S6) by the least squares method, the regression analysis by the least squares method is performed on the conversion data supplied from the measurement data conversion step (S2) to obtain the second regression function. In the calculation step (S7) of the square root (RMSE) of the square error, the square root of the difference between the predicted value by the second regression function and the converted data is averaged in the specified analysis range to take the square root. Calculate the square root (RMSE) of.

誤差比算出ステップ(S8)では、絶対誤差(MAE)に対する二乗誤差の平方根(RMSE)の比を求めて誤差比rとし、誤差比判定ステップ(S9)で誤差比rを所定値と比較する。 In the error ratio calculation step (S8), the ratio of the square root (RMSE) of the squared error to the absolute error (MAE) is obtained and used as the error ratio r, and the error ratio r is compared with the predetermined value in the error ratio determination step (S9).

誤差比rが所定値よりも小さくなるまで、回帰分析範囲変更ステップ(S10)において、分析範囲における環境変数の上端を小さくする分析範囲の変更を行いながら、最小絶対誤差法及び最小二乗法による回帰分析ステップ(S4,S6)と、絶対誤差(MAE)及び二乗誤差の平方根(RMSE)の算出ステップ(S5,S7)と、誤差比算出ステップ(S8)とを繰り返す。 Regression by the least absolute error method and the least squares method while changing the analysis range to reduce the upper end of the environmental variable in the analysis range in the regression analysis range change step (S10) until the error ratio r becomes smaller than the predetermined value. The analysis step (S4, S6), the calculation step (S5, S7) of the square root (RMSE) of the absolute error (MAE) and the square error, and the error ratio calculation step (S8) are repeated.

閾値算出ステップ(S11)では、誤差比rが所定値よりも小さくなったときに、最小絶対誤差法による回帰分析によって求められた第1回帰関数に基づいて閾値を算出する。 In the threshold value calculation step (S11), when the error ratio r becomes smaller than a predetermined value, the threshold value is calculated based on the first regression function obtained by the regression analysis by the minimum absolute error method.

これにより、環境変数を変化させたときの複数の測定値からなる測定データから求められる閾値の精度を向上することができ、測定者の知識や経験に依存しない閾値の算出が可能となる。 As a result, the accuracy of the threshold value obtained from the measurement data consisting of a plurality of measured values when the environment variable is changed can be improved, and the threshold value can be calculated without depending on the knowledge and experience of the measurer.

誤差比判定ステップ(S9)における、絶対誤差MAEに対する二乗誤差の平方根RMSEの誤差比rについての所定値を適切に定めることにより、環境変数を変化させたときの複数の測定値からなる測定データから求められる閾値の精度を向上することができる。実施形態1と同様に、誤差が平均0、標準偏差σの正規分布に従う場合には、所定値を1.253とすると好適であり、誤差が平均0、分散2φのラプラス分布に従う場合には、所定値を1.414とすると好適である。 From the measurement data consisting of a plurality of measured values when the environmental variables are changed by appropriately determining the predetermined value for the error ratio r of the square root RMSE of the square root of the squared error with respect to the absolute error MAE in the error ratio determination step (S9). The accuracy of the required threshold can be improved. Similar to the first embodiment, when the error follows a normal distribution with an average of 0 and a standard deviation σ, it is preferable to set the predetermined value to 1.253, and when the error follows a Laplace distribution with an average of 0 and a variance of 2φ 2 , it is predetermined. A value of 1.414 is preferred.

〔実施形態3〕
本発明の閾値算出装置10は、実施形態1で述べたように、種々の測定装置に組み込むことができる。
[Embodiment 3]
As described in the first embodiment, the threshold value calculation device 10 of the present invention can be incorporated into various measuring devices.

図3は、実施形態3に係る測定装置の構成例を示すブロック図である。図3に示す例は、光電子収量分光装置である。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the measuring device according to the third embodiment. The example shown in FIG. 3 is a photoelectron yield spectroscope.

測定装置20は、計測部21と制御演算部11とを備える。 The measuring device 20 includes a measuring unit 21 and a control calculation unit 11.

計測部21は、試料から得られる複数の測定値を取得して制御演算部11に供給することができ、制御演算部11は、試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに得られる複数の測定値を、そのときの環境変数の値と対応づけて測定データとして取得することができる。 The measurement unit 21 can acquire a plurality of measured values obtained from the sample and supply them to the control calculation unit 11, and the control calculation unit 11 is an environment which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed. It is possible to acquire a plurality of measured values obtained when the variables are changed as measurement data in association with the values of the environment variables at that time.

光電子収量分光を行うための計測部21は、試料23を保持する試料ステージ22、紫外線光源24、分光器25及び光電子検出器26を含んで構成される。分光器25は例えば回折格子を使って実装することができ、紫外線光源24から放出される紫外線から特定の波長の光を試料23に照射する。波長を規定する回折格子の角度は、制御演算部11によって制御される。光電子検出器26は、例えば光電子増倍管によって増幅された光電子の数をカウンタによって計数するように構成される。分光器25によって、試料23に照射される紫外線の波長が特定されるので、その波長に対応して、放出される光電子収量が測定される。波長に対応する光エネルギーが影響変数であり、光電子収量が測定値、その対が測定データである。 The measuring unit 21 for performing photoelectron yield spectroscopy includes a sample stage 22 for holding the sample 23, an ultraviolet light source 24, a spectroscope 25, and a photoelectron detector 26. The spectroscope 25 can be mounted using, for example, a diffraction grating, and irradiates the sample 23 with light having a specific wavelength from the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light source 24. The angle of the diffraction grating that defines the wavelength is controlled by the control calculation unit 11. The photoelectron detector 26 is configured to count, for example, the number of photoelectrons amplified by a photomultiplier tube by a counter. Since the wavelength of the ultraviolet ray irradiating the sample 23 is specified by the spectroscope 25, the photoelectron yield emitted is measured corresponding to the wavelength. The light energy corresponding to the wavelength is the influence variable, the photoelectron yield is the measured value, and the pair is the measured data.

光電子収量分光を行うための制御演算部11は、波長制御部14を含む照射光制御部13と光電子収量測定部12とを含んで構成される。照射光制御部13は計測部21の紫外線光源24を制御し、波長制御部14は分光器25を制御することにより、試料23に照射する光の波長を制御する。光電子収量測定部12は、測定部21の光電子検出器26に接続され、測定される光電子収量を取得する。 The control calculation unit 11 for performing photoelectron yield spectroscopy includes an irradiation light control unit 13 including a wavelength control unit 14 and a photoelectron yield measurement unit 12. The irradiation light control unit 13 controls the ultraviolet light source 24 of the measurement unit 21, and the wavelength control unit 14 controls the spectroscope 25 to control the wavelength of the light emitted to the sample 23. The photoelectron yield measuring unit 12 is connected to the photoelectron detector 26 of the measuring unit 21 to acquire the measured photoelectron yield.

制御演算部11は、この他、実施形態1に記載した閾値算出装置10と同様の手段を含んで構成されてもよく、図3にはその構成が例示されている。ただし、その構成には限定されない。図3に例示される制御演算部11は、さらに、測定データ変換部6、回帰分析範囲指定部3、最小絶対誤差法による回帰分析部1、最小二乗法による回帰分析部2、誤差評価部4及び閾値算出部5を備える。 In addition to this, the control calculation unit 11 may be configured to include the same means as the threshold value calculation device 10 described in the first embodiment, and FIG. 3 illustrates the configuration. However, the configuration is not limited to that. The control calculation unit 11 illustrated in FIG. 3 further includes a measurement data conversion unit 6, a regression analysis range designation unit 3, a regression analysis unit 1 by the least absolute error method, a regression analysis unit 2 by the least squares method, and an error evaluation unit 4. And the threshold calculation unit 5.

測定データ変換部6は、光電子収量測定部12から入力された光電子収量に所定の変換処理を施して、変換データを生成する。ここで所定の変換処理とは、実施形態1で述べたように、影響変数に対する測定値の関係を、回帰分析の回帰関数に整合させるための変換であり、本光電子収量分光測定の例では、特許文献1に開示される従来技術と同様に、影響変数である光エネルギーに対する測定値であるパルスカウント数の関係を、一次関数に近似する回帰分析を行うために、試料が金属である場合には縦軸はパルスカウント数の平方根(1/2乗)とし、半導体である場合には0.4〜1.0乗の間で調整するとよい。 The measurement data conversion unit 6 performs a predetermined conversion process on the photoelectron yield input from the photoelectron yield measurement unit 12 to generate conversion data. Here, the predetermined conversion process is a conversion for matching the relationship of the measured value with respect to the influence variable to the regression function of the regression analysis, as described in the first embodiment, and in the example of the present photoelectron yield spectroscopic measurement, Similar to the prior art disclosed in Patent Document 1, when the sample is a metal in order to perform regression analysis that approximates the relationship of the pulse count number, which is a measured value to the light energy, which is an influential variable, to a linear function. The vertical axis is the square root (1/2 power) of the pulse count number, and in the case of a semiconductor, it may be adjusted between 0.4 and 1.0 power.

最小絶対誤差法による回帰分析部1と最小二乗法による回帰分析部2は、回帰分析範囲指定部3によって指定される同じ分析範囲で、それぞれの回帰分析を行なう。このときの分析範囲は、照射光制御部13が波長制御部14によって規定された波長、即ち光エネルギーについて指定される。以下の構成と動作は実施形態1で図1を引用して説明したものと同様であるので、繰り返しの説明は省略する。 The regression analysis unit 1 by the minimum absolute error method and the regression analysis unit 2 by the least squares method perform their respective regression analysis in the same analysis range specified by the regression analysis range designation unit 3. The analysis range at this time is specified by the irradiation light control unit 13 for the wavelength defined by the wavelength control unit 14, that is, the light energy. Since the following configuration and operation are the same as those described with reference to FIG. 1 in the first embodiment, the repeated description will be omitted.

これにより、光電子収量分光法によって測定された測定データから、その閾値を算出する光電子収量分光装置において、自動的に高精度で閾値を算出することができる、閾値算出手段を提供することができる。このとき閾値は、当該試料の仕事関数またはイオン化エネルギーに相当する。 As a result, it is possible to provide a threshold value calculation means capable of automatically calculating the threshold value with high accuracy in the photoelectron yield spectroscope that calculates the threshold value from the measurement data measured by the photoelectron yield spectroscopy. At this time, the threshold value corresponds to the work function or ionization energy of the sample.

また、誤差比についての所定値を適切に定めることにより閾値の精度を向上することができる点も、実施形態1と同様であり、例えば、誤差が平均0、標準偏差σの正規分布に従う場合には、所定値を1.253とすると好適であり、誤差が平均0、分散2φのラプラス分布に従う場合には、所定値を1.414とすると好適である。 Further, the accuracy of the threshold can be improved by appropriately determining a predetermined value for the error ratio, which is the same as that of the first embodiment. For example, when the error follows a normal distribution with an average of 0 and a standard deviation σ. is preferable to a 1.253 a predetermined value, the average error is 0, when following Laplacian distribution of the dispersed 2 [phi 2 is suitable when the predetermined value is 1.414.

図3に示した例は、光電子収量分光装置であるが、他の測定装置にも同様の構成を広く適用することができる。他の測定装置であっても同様に、測定装置20は、計測部21と制御演算部11とを備えるとよい。計測部21は、試料から得られる複数の測定値を取得して制御演算部11に供給することができるように構成し、制御演算部11は、試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに得られる複数の測定値を、そのときの環境変数の値と対応づけて測定データとして取得することができるように構成する。制御演算部11は、環境変数について定めた同一の分析範囲に含まれる測定データを対象として、最小絶対誤差法による回帰分析と最小二乗法による回帰分析とを行う。制御演算部11は、最小二乗法による平均二乗誤差の最小絶対誤差法による絶対誤差に対する比が、所定値よりも小さくなる分析範囲において、最小絶対誤差法による回帰関数に基づいて測定データの閾値を算出することができる。 The example shown in FIG. 3 is a photoelectron yield spectroscope, but the same configuration can be widely applied to other measuring devices. Similarly, in other measuring devices, the measuring device 20 may include a measuring unit 21 and a control calculation unit 11. The measurement unit 21 is configured so that a plurality of measured values obtained from the sample can be acquired and supplied to the control calculation unit 11, and the control calculation unit 11 is a quantity 1 representing the environment in which the sample is placed. It is configured so that a plurality of measured values obtained when one environment variable is changed can be acquired as measurement data in association with the value of the environment variable at that time. The control calculation unit 11 performs a regression analysis by the least absolute error method and a regression analysis by the least squares method on the measurement data included in the same analysis range defined for the environment variables. The control calculation unit 11 sets the threshold value of the measured data based on the regression function by the least absolute error method in the analysis range in which the ratio of the mean square error by the least squares method to the absolute error by the minimum absolute error method is smaller than a predetermined value. Can be calculated.

これにより、一般の測定装置においても、環境変数を変化させたときの複数の測定値からなる測定データから求められる閾値を、精度よく求めることができる閾値算出手段を備えた測定装置を提供することができ、測定者に依存しない閾値の算出が可能となる。 As a result, even in a general measuring device, a measuring device provided with a threshold value calculating means capable of accurately obtaining a threshold value obtained from measurement data consisting of a plurality of measured values when an environment variable is changed is provided. It is possible to calculate the threshold value that does not depend on the measurer.

また、誤差比についての所定値を適切に定めることにより閾値の精度を向上することができる点も、実施形態1と同様であり、例えば、誤差が平均0、分散2φのラプラス分布に従う場合には、所定値を1.414とすると好適であり、誤差が平均0、標準偏差σの正規分布に従う場合には、所定値を1.253とすると好適である。 Also, that it is possible to improve the threshold accuracy by properly determining that the predetermined value for the error ratio are the same as in Embodiment 1, for example, an error average 0, when following Laplacian distribution of the dispersed 2 [phi 2 Is preferably 1.414 as the predetermined value, and 1.253 as the predetermined value when the error follows a normal distribution with an average of 0 and a standard deviation σ.

〔実施形態4〕
図6は、実施形態4に係る閾値算出装置の構成例を示すブロック図である。
[Embodiment 4]
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the threshold value calculation device according to the fourth embodiment.

実施形態4に係る閾値算出装置50は、測定データ8が入力される入力部7と、測定データ変換部6と、回帰分析部101と、誤差評価部102と、回帰分析範囲指定部103と、回帰分析範囲判定部104と閾値算出部105とを備え、閾値9を出力する。ここで、測定データ変換部6と、入力部7と、測定データ8はいずれも実施の形態1と同様である。 The threshold calculation device 50 according to the fourth embodiment includes an input unit 7 into which measurement data 8 is input, a measurement data conversion unit 6, a regression analysis unit 101, an error evaluation unit 102, a regression analysis range designation unit 103, and the like. The regression analysis range determination unit 104 and the threshold value calculation unit 105 are provided, and the threshold value 9 is output. Here, the measurement data conversion unit 6, the input unit 7, and the measurement data 8 are all the same as those in the first embodiment.

回帰分析部101は、分析範囲における変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1の回帰関数を求め、第1の回帰関数による第1の予測値と変換データとの差の絶対値を分析範囲で平均することより第1の誤差を算出し、また、第1の予測値と変換データとの差を二乗した値を分析範囲で平均して平方根をとることより第2の誤差を算出することができる。 The regression analysis unit 101 performs regression analysis by the minimum absolute error method on the transformation data in the analysis range to obtain the first regression function, and finds the difference between the first predicted value by the first regression function and the transformation data. The first error is calculated by averaging the absolute values in the analysis range, and the square root is taken by averaging the squared difference between the first predicted value and the converted data in the analysis range. The error can be calculated.

あるいは、分析範囲における変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2の回帰関数を求め、第2の回帰関数による第2の予測値と変換データとの差を二乗した値を分析範囲で平均して平方根をとることより第3の誤差を算出し、また、第2の予測値と変換データとの差の絶対値を分析範囲で平均することより第4の誤差を算出することができる。 Alternatively, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the least squares method to obtain the second regression function, and the squared difference between the second predicted value by the second regression function and the transformation data is analyzed. The third error is calculated by averaging over the range and taking the square root, and the fourth error is calculated by averaging the absolute value of the difference between the second predicted value and the converted data in the analysis range. Can be done.

誤差評価部102は、第1の誤差に対する第2の誤差の比である第1の誤差比、あるいは第4の誤差に対する第3の誤差の比である第2の誤差比を求め、第1の誤差比または第2の誤差比と所定値と比較し、誤差比が所定値よりも大きい場合に、回帰分析範囲指定部に分析範囲における環境変数の上端を小さくするように分析範囲を変更させ、回帰分析部に変更された分析範囲での回帰分析をそれぞれ実行させることができる。 The error evaluation unit 102 obtains the first error ratio, which is the ratio of the second error to the first error, or the second error ratio, which is the ratio of the third error to the fourth error, and obtains the first error ratio. The error ratio or the second error ratio is compared with the predetermined value, and when the error ratio is larger than the predetermined value, the regression analysis range designation unit is made to change the analysis range so as to reduce the upper end of the environmental variable in the analysis range. The regression analysis unit can execute regression analysis in the changed analysis range.

回帰分析範囲指定部103は、回帰分析部101における環境変数の範囲である分析範囲を指定することができる。具体的には、回帰分析の範囲の上限を低減できる。 The regression analysis range designation unit 103 can specify an analysis range which is a range of environment variables in the regression analysis unit 101. Specifically, the upper limit of the range of regression analysis can be reduced.

回帰分析範囲判定部104は、回帰分析範囲指定部103で指定された分析範囲では認値不定110と指定することができる。具体的には、分析範囲の方が指定値より小さくなった場合、認値不定110と判定する。 The regression analysis range determination unit 104 can be designated as an indefinite value 110 in the analysis range designated by the regression analysis range designation unit 103. Specifically, when the analysis range is smaller than the specified value, it is determined that the value is indefinite 110.

閾値算出部105は、第1の誤差比が所定値よりも小さくなったときに、第1の回帰関数に基づいて閾値を算出することができる。あるいは、第2の誤差比が所定値よりも小さくなったときに、第2の回帰関数に基づいて閾値を算出することができる。 The threshold value calculation unit 105 can calculate the threshold value based on the first regression function when the first error ratio becomes smaller than a predetermined value. Alternatively, when the second error ratio becomes smaller than the predetermined value, the threshold value can be calculated based on the second regression function.

実施の形態4は、回帰分析部101および誤差評価部102の動作を上述のようにすることで、(1)データ点数が少ない場合、(2)全体的にノイズが多い場合、(3)誤差の絶対値が大きい場合、(4)平均的な誤差(一様分布誤差)の場合においても精度の高い閾値を算出する装置となる。 In the fourth embodiment, the operations of the regression analysis unit 101 and the error evaluation unit 102 are performed as described above, so that (1) when the number of data points is small, (2) when there is a lot of noise as a whole, and (3) error. When the absolute value of is large, (4) it becomes a device for calculating a highly accurate threshold even in the case of an average error (uniform distribution error).

なお、(1)から(4)が懸念される場合は、回帰分析部101は、前述の第1の回帰関数、第1の誤差および第2の誤差の実行を行うのが好ましい。すなわち、回帰分析に最小絶対値誤差法を用いることが、(1)から(4)の問題回避に好ましい。 When (1) to (4) are concerned, it is preferable that the regression analysis unit 101 executes the above-mentioned first regression function, the first error, and the second error. That is, it is preferable to use the minimum absolute value error method for regression analysis in order to avoid the problems (1) to (4).

また、実施の形態4には、(5)例えば、低エネルギーのバックグラウンド側に大きなノイズがあるなど、分析範囲を縮減しても大きなノイズがある場合、分析範囲を縮減しても最適化が進まなくなるので、回帰分析範囲判定部104により、分析範囲削減の下限を予め設定し、認値不定110と判定し、ユーザーに注意を促すという効果がある。 Further, in the fourth embodiment, (5) when there is a large noise even if the analysis range is reduced, for example, there is a large noise on the background side of low energy, optimization is performed even if the analysis range is reduced. Since the process does not proceed, the regression analysis range determination unit 104 has an effect of setting a lower limit of the analysis range reduction in advance, determining that the permissible value is indefinite 110, and alerting the user.

〔実施形態5〕
本発明の閾値算出装置50は、プロセッサにインストールされるプログラムの動作として機能構築することができるので、本発明は、実施の形態2と同様に、記憶装置と計算機を備えたハードウェアシステムを利用する閾値算出方法と位置付けることができる。
[Embodiment 5]
Since the threshold value calculation device 50 of the present invention can be functionally constructed as the operation of a program installed in the processor, the present invention uses a hardware system including a storage device and a computer as in the second embodiment. It can be positioned as a threshold calculation method to be performed.

図7は、実施形態5に係る閾値算出方法の一構成例を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a configuration example of the threshold value calculation method according to the fifth embodiment.

本発明の閾値算出方法は、記憶装置を備える計算機上で動作するソフトウェアによって実装され、測定データ入力ステップ(S21)と、測定データ変換ステップ(S22)と、回帰分析範囲指定ステップ(S23)と、第1誤差比算出ステップ及び第2誤差比算出ステップの何れか1を選択する選択ステップ(S24)と、前記第1誤差比及び前記第2誤差比の少なくとも何れか1の誤差比を算出する誤差比算出ステップ(S25−S31)と、誤差比判定ステップ(S32)と、回帰分析範囲変更ステップ(S33)と、回帰分析範囲判定ステップ(S34)と、閾値算出ステップ(S36)とを備える。 The threshold calculation method of the present invention is implemented by software operating on a computer including a storage device, and includes a measurement data input step (S21), a measurement data conversion step (S22), a regression analysis range designation step (S23), and the like. An error in calculating the error ratio of at least one of the first error ratio and the second error ratio, and the selection step (S24) for selecting any one of the first error ratio calculation step and the second error ratio calculation step. It includes a ratio calculation step (S25-S31), an error ratio determination step (S32), a regression analysis range change step (S33), a regression analysis range determination step (S34), and a threshold calculation step (S36).

測定データ入力ステップ(S21)は、実施の形態2と同様に、複数の測定値を入力するステップである。 The measurement data input step (S21) is a step of inputting a plurality of measured values as in the second embodiment.

測定データ変換ステップ(S22)は、実施の形態2と同様に、複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成する。 In the measurement data conversion step (S22), as in the second embodiment, conversion data composed of a plurality of conversion values is generated by performing a predetermined conversion process on the plurality of measurement values.

回帰分析範囲指定ステップ(S23)は、実施の形態2と同様に、前記誤差比算出ステップにおける環境変数の範囲である分析範囲を指定する。 In the regression analysis range designation step (S23), the analysis range which is the range of the environment variables in the error ratio calculation step is designated as in the second embodiment.

第1誤差比算出ステップは、分析範囲における前記変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1の回帰関数を求めるステップ(S25)と、第1の回帰関数による第1の予測値と変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1の誤差を求めるステップ(S26)と、第1の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2の誤差を算出するステップ(S27)と、第1の誤差に対する第2の誤差の比である第1の誤差比を算出するステップ(S31)を備える。 The first error ratio calculation step includes a step (S25) of obtaining a first regression function by performing regression analysis by the minimum absolute error method on the converted data in the analysis range, and a first prediction by the first regression function. The step (S26) of obtaining the first error by averaging the absolute value of the difference between the value and the conversion data in the analysis range, and the squared value of the difference between the first predicted value and the conversion data are analyzed. It includes a step (S27) of calculating a second error by averaging over a range and taking a square root, and a step (S31) of calculating a first error ratio, which is the ratio of the second error to the first error. ..

前記第2誤差比算出ステップは、分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2の回帰関数を求めるステップ(S28)と、第2の回帰関数による第2の予測値と変換データとの差を二乗した値を分析範囲で平均して平方根をとることより第3の誤差を求めるステップ(S29)と、第2の予測値と変換データとの差の絶対値を分析範囲で平均することより第4の誤差を算出するステップ(S30)と、第4の誤差に対する第3の誤差の比である第2の誤差比を算出するステップ(S31)を備える。 The second error ratio calculation step includes a step (S28) of obtaining a second regression function by performing regression analysis by the least squares method on the converted data in the analysis range, and a second prediction by the second regression function. The step (S29) of obtaining the third error by averaging the squared value of the difference between the value and the converted data in the analysis range and taking the square root, and the absolute value of the difference between the second predicted value and the converted data A step (S30) for calculating a fourth error by averaging in the analysis range and a step (S31) for calculating a second error ratio, which is the ratio of the third error to the fourth error, are provided.

誤差比判定ステップ(S32)は、前記誤差比を所定値と比較して誤差比が所定値よりも小さくなるまで、回帰分析範囲変更ステップ(S33)において、分析範囲における環境変数の上端を小さくする分析範囲の変更を行い、その後分析範囲と指定値Aの大小比較を行うステップ(S34)に進む。そして、分析範囲が指定値A以上の場合は、前記誤差比算出ステップを繰り返させ、前記分析範囲が指定値A未満の場合は認知不定と判定する(S35)。 In the error ratio determination step (S32), the upper end of the environment variable in the analysis range is reduced in the regression analysis range change step (S33) until the error ratio is smaller than the predetermined value by comparing the error ratio with the predetermined value. to change the scope of analysis, the process proceeds to step (S34) for performing subsequent magnitude comparison of the specified value a 1 and the analysis range. Then, when the analysis range is the designated value A 1 or more, the error ratio calculation step is repeated, and when the analysis range is less than the designated value A 1 , it is determined that the cognition is indefinite (S35).

前記閾値算出ステップ(S36)は、前記誤差比が所定値よりも小さくなったときに、選択を行った第1の回帰関数又は第2の回帰関数に基づいて閾値を算出する。 In the threshold value calculation step (S36), when the error ratio becomes smaller than a predetermined value, the threshold value is calculated based on the selected first regression function or the second regression function.

実施の形態5は、誤差比算出ステップ(S25−S31)と、誤差比判定ステップ(S32)と、回帰分析範囲変更ステップ(S33)と、回帰分析範囲判定ステップ(S34)と、閾値算出ステップ(S36)とを備えているため、(1)データ点数が少ない場合、(2)全体的にノイズが多い場合、(3)誤差の絶対値が大きい場合、(4)平均的な誤差(一様分布誤差)の場合においても精度の高い閾値を算出する方法となる。 In the fifth embodiment, the error ratio calculation step (S25-S31), the error ratio determination step (S32), the regression analysis range change step (S33), the regression analysis range determination step (S34), and the threshold value calculation step (S34) Since it has S36), (1) when the number of data points is small, (2) when there is a lot of noise as a whole, (3) when the absolute value of the error is large, and (4) average error (uniform). Even in the case of (distribution error), it is a method of calculating a highly accurate threshold.

なお、(1)から(4)が懸念される場合は、誤差比算出ステップは、前述の第1の回帰関数、第1の誤差および第2の誤差の算出を行うステップS25,S26およびS27とすることが好ましい。すなわち、回帰分析に最小絶対値誤差法を用いることが、(1)から(4)の問題回避に好ましい。 When (1) to (4) are concerned, the error ratio calculation steps include steps S25, S26, and S27 for calculating the first regression function, the first error, and the second error described above. It is preferable to do so. That is, it is preferable to use the minimum absolute value error method for regression analysis in order to avoid the problems (1) to (4).

また、実施の形態5には、(5)例えば、低エネルギーのバックグラウンド側に大きなノイズがあるなど、分析範囲を縮減しても大きなノイズがある場合、分析範囲を縮減しても最適化が進まなくなるので、分析範囲削減の下限を下回った場合には認値不定(S35)と判定し、ユーザーに注意を促すという効果がある。 Further, in the fifth embodiment, (5) when there is a large noise even if the analysis range is reduced, for example, there is a large noise on the low energy background side, optimization is performed even if the analysis range is reduced. Since it does not proceed, if it falls below the lower limit of the analysis range reduction, it is determined that the permissible value is indefinite (S35), and there is an effect of calling attention to the user.

〔実施形態6〕
本発明の閾値算出装置50は、実施形態3と同様に、種々の測定装置に組み込むことができる。
[Embodiment 6]
The threshold value calculation device 50 of the present invention can be incorporated into various measuring devices as in the third embodiment.

図8は、実施形態6に係る測定装置の構成例を示すブロック図である。図8に示す例は、光電子収量分光装置である。 FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the measuring device according to the sixth embodiment. The example shown in FIG. 8 is a photoelectron yield spectroscope.

測定装置60は、計測部21と制御演算部201とを備える。 The measuring device 60 includes a measuring unit 21 and a control calculation unit 201.

計測部21は、実施の形態3記載のものに準拠している。 The measuring unit 21 conforms to the one described in the third embodiment.

制御演算部201は、実施の形態3記載のものに準拠した照射光制御部13、光電子量測定部12と、実施の形態4に記載の測定データ変換部6と、回帰分析部101と、誤差評価部102と、回帰分析範囲指定部103と、回帰分析範囲判定部104と閾値算出部105とを備える。 The control calculation unit 201 includes an irradiation light control unit 13 and a photoelectron quantity measurement unit 12 based on those described in the third embodiment, a measurement data conversion unit 6 according to the fourth embodiment, a regression analysis unit 101, and an error. It includes an evaluation unit 102, a regression analysis range designation unit 103, a regression analysis range determination unit 104, and a threshold calculation unit 105.

これにより、光電子収量分光法によって測定された測定データから、その閾値を算出する光電子収量分光装置において、自動的に高精度で閾値を算出することができる、閾値算出手段を提供することができる。このとき閾値は、当該試料の仕事関数またはイオン化エネルギーに相当する。 As a result, it is possible to provide a threshold value calculation means capable of automatically calculating the threshold value with high accuracy in the photoelectron yield spectroscope that calculates the threshold value from the measurement data measured by the photoelectron yield spectroscopy. At this time, the threshold value corresponds to the work function or ionization energy of the sample.

図8に示した例は、光電子収量分光装置であるが、実施の形態3と同様に、他の測定装置にも同様の構成を広く適用することができる。他の測定装置であっても同様に、測定装置60は、計測部21と制御演算部201とを備えるとよい。実施の形態6は、環境変数を変化させたときの複数の測定値からなる測定データから求められる閾値を、精度よく求めることができる閾値算出手段を備えた測定装置を提供することができ、測定者に依存しない閾値の算出が可能となる。 The example shown in FIG. 8 is a photoelectron yield spectroscope, but the same configuration can be widely applied to other measuring devices as in the third embodiment. Similarly, in other measuring devices, the measuring device 60 may include a measuring unit 21 and a control calculation unit 201. The sixth embodiment can provide a measuring device provided with a threshold value calculating means capable of accurately obtaining a threshold value obtained from measurement data composed of a plurality of measured values when an environment variable is changed. It is possible to calculate a threshold value that does not depend on the person.

〔実施形態7〕
図9は、実施形態7に係る閾値算出装置の構成例を示すブロック図である。
[Embodiment 7]
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the threshold value calculation device according to the seventh embodiment.

実施形態7に係る閾値算出装置70は、測定データ8が入力される入力部7と、測定データ変換部6と、回帰分析部111と、決定係数算出、判定部112と、誤差評価部113と、回帰分析範囲指定部114と、閾値算出部105とを備え、閾値9を出力する。ここで、測定データ変換部6と、入力部7と、測定データ8はいずれも実施の形態1と同様である。 The threshold calculation device 70 according to the seventh embodiment includes an input unit 7 into which measurement data 8 is input, a measurement data conversion unit 6, a regression analysis unit 111, a coefficient of determination calculation / judgment unit 112, and an error evaluation unit 113. , A regression analysis range designation unit 114 and a threshold calculation unit 105 are provided, and a threshold 9 is output. Here, the measurement data conversion unit 6, the input unit 7, and the measurement data 8 are all the same as those in the first embodiment.

回帰分析部111は、実施の形態4の回帰分析部101と同様のものである。すなわち、分析範囲における変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1の回帰関数を求め、第1の回帰関数による第1の予測値と変換データとの差の絶対値を分析範囲で平均することより第1の誤差を算出し、また、第1の予測値と変換データとの差を二乗した値を分析範囲で平均して平方根をとることより第2の誤差を算出することができる。あるいは、分析範囲における変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2の回帰関数を求め、第2の回帰関数による第2の予測値と変換データとの差を二乗した値を分析範囲で平均して平方根をとることより第3の誤差を算出し、また、第2の予測値と変換データとの差の絶対値を分析範囲で平均することより第4の誤差を算出することができる。 The regression analysis unit 111 is the same as the regression analysis unit 101 of the fourth embodiment. That is, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the minimum absolute error method to obtain the first regression function, and the absolute value of the difference between the first predicted value by the first regression function and the transformation data is analyzed. The first error is calculated by averaging over the range, and the second error is calculated by averaging the squared difference between the first predicted value and the converted data in the analysis range and taking the square root. be able to. Alternatively, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the least squares method to obtain the second regression function, and the squared difference between the second predicted value by the second regression function and the transformation data is analyzed. The third error is calculated by averaging over the range and taking the square root, and the fourth error is calculated by averaging the absolute value of the difference between the second predicted value and the converted data in the analysis range. Can be done.

決定係数算出、判定部112は、決定係数Rを下記式(17)により求め、決定係数Rの値が0以上1以下の場合は誤差評価部113にて第1または第2の誤差比を算出し、決定係数Rの値がマイナスの場合は認知不定110と判定する。 Determination coefficient calculation, determination unit 112, the coefficient of determination R 2 the following formula determined by (17), the coefficient of determination R 2 If the value is 0 or more and 1 or less in error evaluation unit 113 first or second error ratio If the value of the coefficient of determination R 2 is negative, it is determined that the cognitive indefinite 110 is obtained.

また、回帰分析範囲を変化させたときの決定係数Rの値の大小を比較することができる。回帰分析範囲を狭くしたときに決定係数Rの値が小さいか等しい場合は、閾値算出部105にて閾値を算出する。一方、決定係数Rの値が大きい場合は、誤差評価部113を実行する。
ここで、nは測定範囲内の測定データの数、xは測定値j番目の環境変数、y0,jはj番目の測定値、f(x)は第1の回帰関数または第2の回帰関数、およびμYは測定範囲内の測定値の単純平均値である。
Further, it is possible to compare the magnitude of the value of the coefficient of determination R 2 when changing the regression analysis range. If equal the value of the coefficient of determination R 2 is small when the narrow regression analysis range, calculates a threshold value by the threshold value calculation unit 105. On the other hand, when the value of the coefficient of determination R 2 is large, the error evaluation unit 113 is executed.
Here, n is the number of measurement data in the measurement range, x j is the j-th environmental variable of the measured value, y 0, j is the j-th measured value, and f (x j ) is the first regression function or the second. The regression function and μY are simple averages of the measured values within the measurement range.

誤差評価部113は、実施の形態4の誤差評価部102と同様に、第1の誤差に対する第2の誤差の比である第1の誤差比、あるいは第4の誤差に対する第3の誤差の比である第2の誤差比を求め、第1の誤差比または第2の誤差比と所定値(損失変数re)と比較することができる。ここで、損失変数reは、第1誤差比の場合は1.414、第2誤差比の場合は1.253である。なお、損失変数reは、これらの値をデフォルト設定としておくことが好ましいが、場合によっては、手動で設定することもできる。 The error evaluation unit 113, like the error evaluation unit 102 of the fourth embodiment, has a first error ratio which is a ratio of the second error to the first error, or a ratio of the third error to the fourth error. The second error ratio is obtained, and the first error ratio or the second error ratio can be compared with a predetermined value (loss variable re). Here, the loss variable re is 1.414 in the case of the first error ratio and 1.253 in the case of the second error ratio. It is preferable to set these values as default settings for the loss variable re, but in some cases, it can be set manually.

回帰分析範囲指定部114は、分析範囲における環境変数の上端を小さくするように分析範囲を変更させることができる。 The regression analysis range designation unit 114 can change the analysis range so as to reduce the upper end of the environment variable in the analysis range.

閾値算出部105は、実施の形態4と同様に、第1の回帰関数または第2の回帰関数に基づいて閾値を算出することができる。 The threshold value calculation unit 105 can calculate the threshold value based on the first regression function or the second regression function, as in the fourth embodiment.

実施形態7の閾値算出装置は、実施の形態4に記載した項目(1)から(4)に対して実施の形態4と同様に好ましい効果が得られる。また、項目(5)に関して、回帰分析範囲の下限を予め定める必要がなくなる。 The threshold value calculation device of the seventh embodiment can obtain preferable effects on the items (1) to (4) described in the fourth embodiment as in the fourth embodiment. Further, regarding the item (5), it is not necessary to set the lower limit of the regression analysis range in advance.

〔実施形態8〕
本発明の閾値算出装置70は、プロセッサにインストールされるプログラムの動作として機能構築することができるので、本発明は、実施の形態5と同様に、記憶装置と計算機を備えたハードウェアシステムを利用する閾値算出方法と位置付けることができる。
[Embodiment 8]
Since the threshold value calculation device 70 of the present invention can be functionally constructed as the operation of a program installed in the processor, the present invention uses a hardware system including a storage device and a computer as in the fifth embodiment. It can be positioned as a threshold calculation method to be performed.

図10は、実施形態8に係る閾値算出方法の一構成例を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing a configuration example of the threshold value calculation method according to the eighth embodiment.

本発明の閾値算出方法は、記憶装置を備える計算機上で動作するソフトウェアによって実装され、測定データ入力ステップ(S51)と、測定データ変換ステップ(S52)と、第1誤差比算出ステップ及び第2誤差比算出ステップの何れか1を選択する選択ステップ(S53)と、損失変数指定ステップ(S54)と、前記第1誤差比及び前記第2誤差比の少なくとも何れか1の誤差比を算出する1番目の誤差比算出ステップ(S57−S62、S65)と、1番目の決定係数R算出ステップ(S63)と、1番目の決定係数R判定ステップ(S64)と、1番目の誤差比算出ステップ(S65)と、1番目の誤差比判定ステップ(S67)と、i番目のループを構成する回帰分析範囲変更ステップ(S68−S71)と、誤差比算出ステップ(S72−S77、S80)と、決定係数算出、判定ステップ(S78,S79)と、回帰分析範囲判定ステップ(S81)とを備え、最後に閾値算出ステップ(S82)にて閾値を算出する。ここで、iは1以上の整数で、回帰分析範囲の変更回数を表す。 The threshold calculation method of the present invention is implemented by software operating on a computer including a storage device, and includes a measurement data input step (S51), a measurement data conversion step (S52), a first error ratio calculation step, and a second error. A selection step (S53) for selecting any one of the ratio calculation steps, a loss variable designation step (S54), and a first error ratio for calculating at least one of the first error ratio and the second error ratio. the error ratio calculation step (S57-S62, S65), and the first coefficient of determination R 2 calculation step (S63), and the first coefficient of determination R 2 determination step (S64), the first error ratio calculation step ( S65), the first error ratio determination step (S67), the regression analysis range change step (S68-S71) constituting the i-th loop, the error ratio calculation step (S72-S77, S80), and the coefficient of determination. A calculation / determination step (S78, S79) and a regression analysis range determination step (S81) are provided, and finally the threshold is calculated in the threshold calculation step (S82). Here, i is an integer of 1 or more and represents the number of changes in the regression analysis range.

測定データ入力ステップ(S51)は、実施の形態2と同様に、複数の測定値を入力するステップである。 The measurement data input step (S51) is a step of inputting a plurality of measured values as in the second embodiment.

測定データ変換ステップ(S52)は、複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成する。 The measurement data conversion step (S52) generates conversion data composed of a plurality of conversion values by performing a predetermined conversion process on the plurality of measurement values.

選択ステップ(S53)は、実施の形態5と同様に、第1誤差比算出ステップ及び第2誤差比算出ステップの何れか1を選択するステップである。 The selection step (S53) is a step of selecting any one of the first error ratio calculation step and the second error ratio calculation step, as in the fifth embodiment.

損失変数指定ステップ(S54)は、選択ステップ(S53)で第1誤差比算出ステップが選ばれたか第2誤差比算出ステップが選ばれたかによって自動的に損失変数reの値がセットされるステップである。ここで、損失変数reは、第1誤差比算出ステップが選ばれた場合は1.414が、第2誤差比算出ステップが選ばれた場合は1.253がセットされる。 The loss variable designation step (S54) is a step in which the value of the loss variable re is automatically set depending on whether the first error ratio calculation step is selected or the second error ratio calculation step is selected in the selection step (S53). is there. Here, the loss variable re is set to 1.414 when the first error ratio calculation step is selected, and 1.253 when the second error ratio calculation step is selected.

損失変数指定ステップ(S54)の後、1ループ目の作業を実行する。説明をしやすくするため、ここでは番号変数iを用いて説明する。最初に、iを1としておく(S55)。 After the loss variable specification step (S54), the work of the first loop is executed. In order to make the explanation easier, the number variable i will be used here. First, i is set to 1 (S55).

第1誤差比算出ステップは、実施の形態5と同様の第1誤差比算出ステップであり、分析範囲における前記変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1の回帰関数を求めるステップ(S57)と、第1の回帰関数による第1の予測値と変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1の誤差を求めるステップ(S58)と、第1の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2の誤差を算出するステップ(S59)と、第1の誤差に対する第2の誤差の比である第1の誤差比を算出するステップ(S65)を備える。 The first error ratio calculation step is the same first error ratio calculation step as in the fifth embodiment, and a regression analysis is performed on the converted data in the analysis range by the minimum absolute error method to obtain a first regression function. A step (S57), a step (S58) of obtaining the first error by averaging the absolute value of the difference between the first predicted value by the first regression function and the converted data in the analysis range, and the first step. The ratio of the second error to the first error in the step (S59) of calculating the second error by averaging the squared value of the difference between the predicted value and the conversion data in the analysis range and taking the square root. The step (S65) for calculating the first error ratio is provided.

第2誤差比算出ステップは、実施の形態5と同様の第2誤差比算出ステップであり、分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2の回帰関数を求めるステップ(S60)と、第2の回帰関数による第2の予測値と変換データとの差を二乗した値を分析範囲で平均して平方根をとることより第3の誤差を求めるステップ(S61)と、第2の予測値と変換データとの差の絶対値を分析範囲で平均することより第4の誤差を算出するステップ(S62)と、第4の誤差に対する第3の誤差の比である第2の誤差比を算出するステップ(S65)を備える。 The second error ratio calculation step is the same second error ratio calculation step as in the fifth embodiment, and is a step of obtaining a second regression function by performing regression analysis by the minimum square method on the converted data in the analysis range. (S60) and the step (S61) of obtaining the third error by averaging the squared value of the difference between the second predicted value by the second regression function and the converted data in the analysis range and taking the square root. The step (S62) of calculating the fourth error by averaging the absolute value of the difference between the second predicted value and the converted data in the analysis range, and the second, which is the ratio of the third error to the fourth error. The step (S65) for calculating the error ratio of

前記決定係数算出、判定ステップは、式(17)で表される決定係数Rを算出し(S63)、決定係数Rが0より大きいか0以下であるかを判定し(S64)、決定係数Rが0以下の場合、認知不定と判定(S66)する。 The coefficient of determination calculated, determination step calculates a determination coefficient R 2 of the formula (17) (S63), the coefficient of determination R 2 is judged whether it is greater than or less than 0 0 (S64), determines When the coefficient R 2 is 0 or less, it is determined that the cognition is indefinite (S66).

誤差比判定ステップ(S67)は、誤差比を前記所定値reと比較するステップであって、前記誤差比が前記所定値reより小さいか等しい場合は閾値算出ステップ(S82)を実行し、誤差比が前記所定値reより大きい場合は回帰分析範囲変更ステップ(S68−S71)を実行し、i番目のループへと進む。 The error ratio determination step (S67) is a step of comparing the error ratio with the predetermined value re, and when the error ratio is smaller than or equal to the predetermined value re, the threshold value calculation step (S82) is executed and the error ratio is executed. If is larger than the predetermined value re, the regression analysis range change step (S68-S71) is executed, and the process proceeds to the i-th loop.

回帰分析範囲変更ステップ(S68−S71)は、回帰分析範囲を縮減するステップであって、例えばi番目のループにおける決定係数R(i)と閾値Y(i)を求めるステップ(S68)と、iに1を加えてiの値を入れ替えるステップ(S69)と、回帰分析範囲の上限を低減するステップ(S70)と、回帰分析の範囲をAr(i)に指定するステップ(S71)を備える。 Regression analysis range changing step (S68-S71) includes a a step of reduction of the regression analysis range, for example, i-th decision in the loop coefficient R 2 (i) and determining a threshold value Y (i) (S68), A step (S69) in which 1 is added to i to replace the value of i, a step (S70) in which the upper limit of the regression analysis range is reduced, and a step (S71) in which the regression analysis range is specified in Ar (i) are provided.

i番目のループの第1誤差比算出ステップは、1番目の第1誤差比算出ステップと同様の構成になっており、分析範囲における前記変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1の回帰関数を求めるステップ(S72)と、第1の回帰関数による第1の予測値と変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1の誤差を求めるステップ(S73)と、第1の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2の誤差を算出するステップ(S74)と、第1の誤差に対する第2の誤差の比である第1の誤差比を算出するステップ(S80)を備える。 The first error ratio calculation step of the i-th loop has the same configuration as the first error ratio calculation step of the first loop, and regression analysis is performed by the minimum absolute error method for the converted data in the analysis range. The step of obtaining the first regression function (S72) and the step of obtaining the first error by averaging the absolute value of the difference between the first predicted value by the first regression function and the converted data in the analysis range (S72). S73) and the step (S74) of calculating the second error by averaging the squared value of the difference between the first predicted value and the converted data in the analysis range and taking the square root, and the first error. The step (S80) for calculating the first error ratio, which is the ratio of the second error to the relative error, is provided.

i番目のループの第2誤差比算出ステップも同様に1番目の第2誤差比算出ステップと同様の構成になっており、分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2の回帰関数を求めるステップ(S75)と、第2の回帰関数による第2の予測値と変換データとの差を二乗した値を分析範囲で平均して平方根をとることより第3の誤差を求めるステップ(S76)と、第2の予測値と変換データとの差の絶対値を分析範囲で平均することより第4の誤差を算出するステップ(S77)と、第4の誤差に対する第3の誤差の比である第2の誤差比を算出するステップ(S80)を備える。 The second error ratio calculation step of the i-th loop also has the same configuration as the first second error ratio calculation step, and regression analysis by the minimum square method is performed on the converted data in the analysis range. The third error is obtained by averaging the squared root of the step (S75) for obtaining the second regression function and the squared difference between the second predicted value and the converted data by the second regression function in the analysis range. (S76), the step of calculating the fourth error by averaging the absolute value of the difference between the second predicted value and the converted data in the analysis range (S77), and the third with respect to the fourth error. The step (S80) for calculating the second error ratio, which is the ratio of the errors of

i番目のループにおける前記決定係数算出、判定ステップは、式(17)で表される決定係数R(i)算出し(S78)、回帰分析範囲を変化させたときの前記決定係数Rの値の大小を比較し(S79)、分析範囲が狭い場合の方が広い場合より前記決定係数Rの値が小さいか等しい場合、すなわち、R(i)≦R(i−1)の場合には、前記分析範囲が広い場合の分析範囲を用いて閾値算出ステップ(S82)を実行する。 The coefficient of determination calculation and determination step in the i-th loop is the coefficient of determination R 2 (i) calculated by Eq. (17) (S78), and the coefficient of determination R 2 when the regression analysis range is changed. The magnitudes of the values are compared (S79), and when the value of the coefficient of determination R 2 is smaller or equal to that when the analysis range is narrower than when it is wider, that is, when R 2 (i) ≤ R 2 (i-1). In the case, the threshold calculation step (S82) is executed using the analysis range when the analysis range is wide.

i番目のループにおける回帰分析範囲判定ステップ(S81)は、誤差比を所定値reと比較するステップであって、誤差比が所定値reより小さいか等しい場合は閾値算出ステップ(S82)を実行し、誤差比が前記所定値reより大きい場合は、再び回帰分析範囲変更ステップ(S68−S71)に戻ってループステップを続ける。 The regression analysis range determination step (S81) in the i-th loop is a step of comparing the error ratio with the predetermined value re, and if the error ratio is smaller than or equal to the predetermined value re, the threshold value calculation step (S82) is executed. If the error ratio is larger than the predetermined value re, the process returns to the regression analysis range change step (S68-S71) and the loop step is continued.

閾値算出ステップ(S82)は、選択を行った第1の回帰関数又は第2の回帰関数に基づいて閾値を算出する。 The threshold value calculation step (S82) calculates the threshold value based on the selected first regression function or the second regression function.

実施形態8の閾値算出方法は、実施の形態5に記載した項目(1)から(4)に対して実施の形態5と同様に好ましい効果が得られる。また、項目(5)に関して、回帰分析範囲の下限を予め定める必要がなくなる。 The threshold value calculation method of the eighth embodiment has a preferable effect on the items (1) to (4) described in the fifth embodiment as in the fifth embodiment. Further, regarding the item (5), it is not necessary to set the lower limit of the regression analysis range in advance.

〔実施形態9〕
本発明の閾値算出装置80は、実施形態6と同様に、種々の測定装置に組み込むことができる。
[Embodiment 9]
The threshold value calculation device 80 of the present invention can be incorporated into various measuring devices as in the sixth embodiment.

図11は、実施形態9に係る測定装置の構成例を示すブロック図である。図11に示す例は、光電子収量分光装置である。 FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of the measuring device according to the ninth embodiment. The example shown in FIG. 11 is a photoelectron yield spectroscope.

測定装置80は、計測部21と制御演算部202とを備える。 The measuring device 80 includes a measuring unit 21 and a control calculation unit 202.

計測部21は、実施の形態3記載のものに準拠している。 The measuring unit 21 conforms to the one described in the third embodiment.

制御演算部202は、実施の形態3記載のものに準拠した照射光制御部13、光電子量測定部12と、実施の形態7に記載の測定データ変換部6と、回帰分析部111と、決定係数算出、判定部112と、誤差評価部113と、回帰分析範囲指定部114と、閾値算出部105とを備える。 The control calculation unit 202 determines the irradiation light control unit 13 and the photoelectron amount measurement unit 12 based on those described in the third embodiment, the measurement data conversion unit 6 according to the seventh embodiment, and the regression analysis unit 111. It includes a coefficient calculation / determination unit 112, an error evaluation unit 113, a regression analysis range designation unit 114, and a threshold value calculation unit 105.

これにより、光電子収量分光法によって測定された測定データから、その閾値を算出する光電子収量分光装置において、自動的に高精度で閾値を算出することができる、閾値算出手段を提供することができる。このとき閾値は、当該試料の仕事関数またはイオン化エネルギーに相当する。 As a result, it is possible to provide a threshold value calculation means capable of automatically calculating the threshold value with high accuracy in the photoelectron yield spectroscope that calculates the threshold value from the measurement data measured by the photoelectron yield spectroscopy. At this time, the threshold value corresponds to the work function or ionization energy of the sample.

図11に示した例は、光電子収量分光装置であるが、実施の形態6と同様に、他の測定装置にも同様の構成を広く適用することができる。他の測定装置であっても同様に、測定装置80は、計測部21と制御演算部202とを備えるとよい。実施の形態9は、環境変数を変化させたときの複数の測定値からなる測定データから求められる閾値を、精度よく求めることができる閾値算出手段を備えた測定装置を提供することができ、測定者に依存しない閾値の算出が可能となる。 The example shown in FIG. 11 is a photoelectron yield spectroscope, but the same configuration can be widely applied to other measuring devices as in the sixth embodiment. Similarly, in other measuring devices, the measuring device 80 may include a measuring unit 21 and a control calculation unit 202. Embodiment 9 can provide a measuring device provided with a threshold value calculating means capable of accurately obtaining a threshold value obtained from measurement data composed of a plurality of measured values when an environment variable is changed. It is possible to calculate a threshold value that does not depend on the person.

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。 The invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments, but it goes without saying that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.

〔実施例1〕
分光された光を試料に照射して光電子収量を測定する光電子収量測定装置の測定に、実施の形態4から6の閾値算出方法を適用し、最小二乗法によるFitting算出値を比較に用いて、本発明の効果を検証した。
[Example 1]
The threshold calculation methods of Embodiments 4 to 6 are applied to the measurement of the photoelectron yield measuring device that measures the photoelectron yield by irradiating the sample with the dispersed light, and the Fitting calculated value by the least squares method is used for comparison. The effect of the present invention was verified.

そこでは、AlやCuなど各種サンプルを用い、全部で87の測定を行った。研究者による光電子収量判定値と、閾値算出方法による予測値との乖離を評価した。測定値のマッピングデータを図12に、表としてまとめた結果を表1に示す。 There, a total of 87 measurements were made using various samples such as Al and Cu. The discrepancy between the photoelectron yield judgment value by the researcher and the predicted value by the threshold calculation method was evaluated. The mapping data of the measured values are shown in FIG. 12, and the results summarized as a table are shown in Table 1.

この結果から、本発明の閾値算出方法は高い精度を有することがわかる。
From this result, it can be seen that the threshold value calculation method of the present invention has high accuracy.

1 最小絶対誤差法による回帰分析部
2 最小二乗法による回帰分析部
3 回帰分析範囲指定部
4 誤差評価部
5 閾値算出部
6 測定データ変換部
7 入力部
8 測定データ
9 閾値
10 閾値算出装置
11 制御演算部
12 光電子収量測定部
13 照射光制御部
14 波長制御部
20 測定装置
21 計測部
22 試料ステージ
23 試料
24 紫外線光源
25 分光器
26 光電子検出器
30 実測値
31 最小絶対誤差法による回帰関数
32 最小二乗法による回帰関数
33 最小絶対誤差法による閾値
34 最小二乗法による閾値
50 閾値算出装置
60 測定装置
70 閾値算出装置
80 測定装置
101 回帰分析部
102 誤差評価部
103 回帰分析範囲指定部
104 回帰分析範囲判定部
105 閾値算出部
110 認値不定
111 回帰分析部
112 決定係数算出、判定部
113 誤差評価部
114 回帰分析範囲指定部
201 制御演算部
202 制御演算部
1 Regression analysis unit by the minimum absolute error method 2 Regression analysis unit by the minimum square method 3 Regression analysis range specification unit 4 Error evaluation unit 5 Threshold calculation unit 6 Measurement data conversion unit 7 Input unit 8 Measurement data 9 Threshold 10 Threshold calculation device 11 Control Calculation unit 12 Photoelectron yield measurement unit 13 Irradiation light control unit 14 Wavelength control unit 20 Measuring device 21 Measuring unit 22 Sample stage 23 Sample 24 Ultraviolet light source 25 Spectrometer 26 Photoelectron detector 30 Measured value 31 Regression function by minimum absolute error method 32 Minimum Regression function by square method 33 Threshold by minimum absolute error method 34 Threshold by minimum square method 50 Threshold calculation device 60 Measuring device 70 Threshold calculation device 80 Measuring device 101 Regression analysis unit 102 Error evaluation unit 103 Regression analysis range specification unit 104 Regression analysis range Judgment unit 105 Threshold calculation unit 110 Indefinite value 111 Regression analysis unit 112 Decision coefficient calculation, judgment unit 113 Error evaluation unit 114 Regression analysis range specification unit 201 Control calculation unit 202 Control calculation unit

Claims (20)

試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに前記試料から得られる測定値をそのときの環境変数に対応付けて構成された測定データから閾値を算出する閾値算出装置であって、入力部と、測定データ変換部と、回帰分析範囲指定部と、第1及び第2回帰分析部と、誤差評価部と、閾値算出部とを備え、
前記測定データ変換部は、前記入力部に入力された前記複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成することができ、
前記回帰分析範囲指定部は、前記第1及び第2回帰分析部における環境変数の範囲である分析範囲を指定することができ、
前記第1回帰分析部は、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1回帰関数を求め、前記第1回帰関数による予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1誤差を算出することができ、
前記第2回帰分析部は、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2回帰関数を求め、前記第2回帰関数による予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2誤差を算出することができ、
前記誤差評価部は、前記第1誤差に対する前記第2誤差の比を所定値と比較し、前記誤差比が前記所定値よりも大きい場合に、前記回帰分析範囲指定部に前記分析範囲における環境変数の上端を小さくするように分析範囲を変更させ、前記第1及び第2回帰分析部に変更された分析範囲での回帰分析をそれぞれ実行させることができ、
前記閾値算出部は、前記誤差比が前記所定値よりも小さくなったときに、前記第1回帰関数に基づいて閾値を算出することができる、
閾値算出装置。
The threshold is calculated from the measurement data configured by associating the measured value obtained from the sample with the environmental variable at that time when the environmental variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is changed. A threshold calculation device including an input unit, a measurement data conversion unit, a regression analysis range designation unit, first and second regression analysis units, an error evaluation unit, and a threshold calculation unit.
The measurement data conversion unit can generate conversion data composed of a plurality of conversion values by performing a predetermined conversion process on the plurality of measurement values input to the input unit.
The regression analysis range designation unit can specify an analysis range which is a range of environment variables in the first and second regression analysis units.
The first regression analysis unit performs regression analysis by the minimum absolute error method on the transformation data in the analysis range to obtain the first regression function, and the difference between the predicted value by the first regression function and the transformation data. The first error can be calculated by averaging the absolute values of
The second regression analysis unit performs regression analysis by the least squares method on the converted data in the analysis range to obtain a second regression function, and determines the difference between the predicted value by the second regression function and the converted data. The second error can be calculated by averaging the squared values in the analysis range and taking the square root.
The error evaluation unit compares the ratio of the second error to the first error with a predetermined value, and when the error ratio is larger than the predetermined value, the regression analysis range designation unit tells the environmental variable in the analysis range. The analysis range can be changed so as to reduce the upper end of the above, and the first and second regression analysis units can execute regression analysis in the changed analysis range, respectively.
The threshold value calculation unit can calculate the threshold value based on the first regression function when the error ratio becomes smaller than the predetermined value.
Threshold calculation device.
試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに前記試料から得られる測定値をそのときの環境変数に対応付けて構成された測定データから閾値を算出する閾値算出装置であって、入力部と、測定データ変換部と、回帰分析範囲指定部と、回帰分析範囲判定部と、回帰分析部と、誤差評価部と、閾値算出部とを備え、
前記測定データ変換部は、前記入力部に入力された前記複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成することができ、
前記回帰分析範囲指定部は、前記回帰分析部における環境変数の範囲である分析範囲を指定することができ、
前記回帰分析範囲判定部は、前記回帰分析範囲指定部で指定された分析範囲では認値不定と指定することができ、
前記回帰分析部は、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1の回帰関数を求め、前記第1の回帰関数による第1の予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1の誤差を算出し、また、前記第1の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2の誤差を算出することができ、
あるいは、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2の回帰関数を求め、前記第2の回帰関数による第2の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第3の誤差を算出し、また、前記第2の予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第4の誤差を算出することができ、
前記誤差評価部は、前記第1の誤差に対する前記第2の誤差の比である第1の誤差比、あるいは前記第4の誤差に対する前記第3の誤差の比である第2の誤差比を求め、
前記第1の誤差比または第2の誤差比と所定値と比較し、
前記誤差比が前記所定値よりも大きい場合に、前記回帰分析範囲指定部に前記分析範囲における環境変数の上端を小さくするように分析範囲を変更させ、前記回帰分析部に変更された分析範囲での回帰分析をそれぞれ実行させることができ、
前記閾値算出部は、前記第1の誤差比が前記所定値よりも小さくなったときに、前記第3の回帰関数に基づいて閾値を算出することができる、あるいは、第2の誤差比が前記所定値よりも小さくなったときに、前記第4の回帰関数に基づいて閾値を算出することができる、
閾値算出装置。
When the environmental variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is changed, the threshold value is calculated from the measurement data configured by associating the measured value obtained from the sample with the environmental variable at that time. It is a threshold calculation device, and includes an input unit, a measurement data conversion unit, a regression analysis range designation unit, a regression analysis range determination unit, a regression analysis unit, an error evaluation unit, and a threshold calculation unit.
The measurement data conversion unit can generate conversion data composed of a plurality of conversion values by performing a predetermined conversion process on the plurality of measurement values input to the input unit.
The regression analysis range designation unit can specify an analysis range which is a range of environment variables in the regression analysis unit.
The regression analysis range determination unit can be designated as an indefinite value in the analysis range specified by the regression analysis range designation unit.
The regression analysis unit performs regression analysis by the minimum absolute error method on the transformation data in the analysis range to obtain a first regression function, and obtains a first predicted value by the first regression function and the transformation data. The first error is calculated by averaging the absolute value of the difference with the above analysis range, and the squared value of the difference between the first predicted value and the conversion data is averaged in the analysis range. The second error can be calculated by taking the square root,
Alternatively, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the least squares method to obtain a second regression function, and the difference between the second predicted value by the second regression function and the transformation data is squared. The third error is calculated by averaging the obtained values in the analysis range and taking the square root, and by averaging the absolute value of the difference between the second predicted value and the conversion data in the analysis range. The fourth error can be calculated,
The error evaluation unit obtains a first error ratio, which is the ratio of the second error to the first error, or a second error ratio, which is the ratio of the third error to the fourth error. ,
Compare the first error ratio or the second error ratio with the predetermined value,
When the error ratio is larger than the predetermined value, the regression analysis range designation unit is made to change the analysis range so as to reduce the upper end of the environmental variable in the analysis range, and the regression analysis unit is changed to the analysis range. Regression analysis can be performed individually
The threshold value calculation unit can calculate the threshold value based on the third regression function when the first error ratio becomes smaller than the predetermined value, or the second error ratio is the said. When it becomes smaller than the predetermined value, the threshold value can be calculated based on the fourth regression function.
Threshold calculation device.
請求項1または請求項2において、前記所定値が1.414である、
閾値算出装置。
In claim 1 or 2, the predetermined value is 1.414.
Threshold calculation device.
請求項1または請求項2において、前記所定値が1.253である、
閾値算出装置。
In claim 1 or 2, the predetermined value is 1.253.
Threshold calculation device.
試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに前記試料から得られる測定値をそのときの環境変数に対応付けて構成された測定データから閾値を算出する閾値算出装置であって、入力部と、測定データ変換部と、回帰分析部と、決定係数算出、判定部と、誤差評価部と、回帰分析範囲指定部と、閾値算出部とを備え、
前記測定データ変換部は、前記入力部に入力された前記複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成することができ、
前記回帰分析部は、前記変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1の回帰関数を求め、前記第1の回帰関数による第1の予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1の誤差を算出し、また、前記第1の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2の誤差を算出することができ、
あるいは、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2の回帰関数を求め、前記第2の回帰関数による第2の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第3の誤差を算出し、また、前記第2の予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第4の誤差を算出することができ、
前記決定係数算出、判定部は、決定係数Rを下記式(1)により求め、
前記決定係数Rの値が0以上1以下の場合は前記誤差評価部にて前記第1または第2の誤差比を算出し、前記決定係数Rの値がマイナスの場合は認知不定と判定することができ、
また、前記回帰分析範囲を変化させたときの前記決定係数Rの値の大小を比較することができ、
前記誤差評価部は、前記第1の誤差に対する前記第2の誤差の比である第1の誤差比、あるいは前記第4の誤差に対する前記第3の誤差の比である第2の誤差比を求め、
前記第1の誤差比または第2の誤差比と所定値と比較することができ、
前記回帰分析範囲指定部は、前記分析範囲における環境変数の上端を小さくするように分析範囲を変更させることができ、
前記閾値算出部は、前記第1の回帰関数または前記第2の回帰関数に基づいて閾値を算出することができる、
閾値算出装置。
ここで、nは前記測定範囲内の前記測定データの数、xは測定値j番目の環境変数、y0,jはj番目の測定値、f(x)は前記第1の回帰関数または前記第2の回帰関数、およびμYは前記測定範囲内の前記測定値の単純平均値である。
The threshold is calculated from the measurement data configured by associating the measured value obtained from the sample with the environmental variable at that time when the environmental variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is changed. It is a threshold calculation device, and includes an input unit, a measurement data conversion unit, a regression analysis unit, a determination coefficient calculation, a judgment unit, an error evaluation unit, a regression analysis range designation unit, and a threshold calculation unit.
The measurement data conversion unit can generate conversion data composed of a plurality of conversion values by performing a predetermined conversion process on the plurality of measurement values input to the input unit.
The regression analysis unit obtains a first regression function by performing a regression analysis on the transformed data by the minimum absolute error method, and finds a difference between the first predicted value by the first regression function and the transformed data. The first error is calculated by averaging the absolute values in the analysis range, and the squared value of the difference between the first predicted value and the conversion data is averaged in the analysis range to take the square root. The second error can be calculated more
Alternatively, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the least squares method to obtain a second regression function, and the difference between the second predicted value by the second regression function and the transformation data is squared. The third error is calculated by averaging the obtained values in the analysis range and taking the square root, and by averaging the absolute value of the difference between the second predicted value and the conversion data in the analysis range. The fourth error can be calculated,
The coefficient of determination calculation / determination unit obtains the coefficient of determination R 2 by the following equation (1).
If the value of the coefficient of determination R 2 is 0 or more and 1 or less calculates the first or second error ratio in the error evaluation unit, determines the value of the coefficient of determination R 2 is the case of the negative and cognitive indefinite Can be
Further, it is possible to compare the magnitude of the coefficient of determination R 2 value when changing the regression analysis range,
The error evaluation unit obtains a first error ratio, which is the ratio of the second error to the first error, or a second error ratio, which is the ratio of the third error to the fourth error. ,
The first error ratio or the second error ratio can be compared with a predetermined value.
The regression analysis range designation unit can change the analysis range so as to reduce the upper end of the environment variable in the analysis range.
The threshold value calculation unit can calculate the threshold value based on the first regression function or the second regression function.
Threshold calculation device.
Here, n is the number of the measured data in the measurement range, x j is the j-th environmental variable of the measured value, y 0, j is the j-th measured value, and f (x j ) is the first regression function. Alternatively, the second regression function and μY are simple average values of the measured values within the measured range.
請求項1から請求項5までのいずれか1項において、前記環境変数が試料に照射される光のエネルギーであり、前記測定値が前記試料から放出されて検出器によって検出される光電子収量である、
閾値算出装置。
In any one of claims 1 to 5, the environment variable is the energy of light irradiating the sample, and the measured value is the photoelectron yield detected by the detector after being emitted from the sample. ,
Threshold calculation device.
試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに前記試料から得られる複数の測定値をそのときの環境変数に対応付けて構成された測定データから閾値を算出する閾値算出方法であって、測定データ入力ステップと、測定データ変換ステップと、回帰分析範囲指定ステップと、第1及び第2回帰分析ステップと、第1及び第2誤差算出ステップと、誤差比算出ステップと、誤差比判定ステップと、回帰分析範囲変更ステップと、閾値算出ステップとを備え、
前記測定データ入力ステップは、前記複数の測定値を入力し、
前記測定データ変換ステップは、前記複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成し、
前記回帰分析範囲指定ステップは、前記第1及び第2回帰分析ステップにおける環境変数の範囲である分析範囲を指定し、
前記第1回帰分析ステップは、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1回帰関数を求め、
前記第1誤差算出ステップは、前記第1回帰関数による予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1誤差を算出し、
前記第2回帰分析ステップは、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2回帰関数を求め、
前記第2誤差算出ステップは、前記第2回帰関数による予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2誤差を算出し、
前記誤差比算出ステップは、前記第1誤差に対する前記第2誤差の比を求めて誤差比とし、
前記誤差比判定ステップは、前記誤差比を所定値と比較し、
前記誤差比が前記所定値よりも小さくなるまで、前記回帰分析範囲変更ステップにおいて、前記分析範囲における環境変数の上端を小さくする分析範囲の変更を行いながら、前記第1及び第2回帰分析ステップと、前記第1及び第2誤差算出ステップと、前記誤差比算出ステップとを繰り返させ、
前記閾値算出ステップは、前記誤差比が前記所定値よりも小さくなったときに、前記第1回帰関数に基づいて閾値を算出する、
閾値算出方法。
When the environmental variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is changed, a threshold value is set from the measurement data configured by associating a plurality of measured values obtained from the sample with the environmental variable at that time. It is a threshold calculation method to calculate, and is an error ratio of a measurement data input step, a measurement data conversion step, a regression analysis range specification step, a first and second regression analysis step, a first and second error calculation step, and an error ratio. It includes a calculation step, an error ratio determination step, a regression analysis range change step, and a threshold calculation step.
In the measurement data input step, the plurality of measured values are input.
The measurement data conversion step generates conversion data composed of a plurality of conversion values by performing a predetermined conversion process on the plurality of measurement values.
The regression analysis range designation step specifies an analysis range which is a range of environment variables in the first and second regression analysis steps.
In the first regression analysis step, the first regression function is obtained by performing regression analysis by the minimum absolute error method on the transformation data in the analysis range.
In the first error calculation step, the first error is calculated by averaging the absolute value of the difference between the predicted value by the first regression function and the conversion data in the analysis range.
In the second regression analysis step, a second regression function is obtained by performing regression analysis by the least squares method on the transformed data in the analysis range.
In the second error calculation step, the second error is calculated by averaging the squared value of the difference between the predicted value by the second regression function and the conversion data in the analysis range and taking the square root.
In the error ratio calculation step, the ratio of the second error to the first error is obtained and used as the error ratio.
In the error ratio determination step, the error ratio is compared with a predetermined value, and the error ratio is compared with a predetermined value.
In the regression analysis range change step, the first and second regression analysis steps are performed while changing the analysis range to reduce the upper end of the environment variable in the analysis range until the error ratio becomes smaller than the predetermined value. , The first and second error calculation steps and the error ratio calculation step are repeated.
The threshold value calculation step calculates the threshold value based on the first regression function when the error ratio becomes smaller than the predetermined value.
Threshold calculation method.
請求項7において、前記所定値が1.414である、
閾値算出方法。
In claim 7, the predetermined value is 1.414.
Threshold calculation method.
請求項7において、前記所定値が1.253である、
閾値算出方法。
In claim 7, the predetermined value is 1.253.
Threshold calculation method.
試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに前記試料から得られる複数の測定値をそのときの環境変数に対応付けて構成された測定データから閾値を算出する閾値算出方法であって、測定データ入力ステップと、測定データ変換ステップと、回帰分析範囲指定ステップと、第1誤差比算出ステップ及び第2誤差比算出ステップの何れか1を選択する選択ステップと、前記第1誤差比及び前記第2誤差比の少なくとも何れか1の誤差比を算出する誤差比算出ステップと、誤差比判定ステップと、回帰分析範囲変更ステップと、閾値算出ステップとを備え、
前記測定データ入力ステップは、前記複数の測定値を入力し、
前記測定データ変換ステップは、前記複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成し、
前記回帰分析範囲指定ステップは、前記誤差比算出ステップにおける環境変数の範囲である分析範囲を指定し、
前記第1誤差比算出ステップは、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1の回帰関数を求め、前記第1の回帰関数による第1の予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1の誤差を算出し、また、前記第1の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2の誤差を算出して、前記第1の誤差に対する前記第2の誤差の比である第1の誤差比を算出し、
前記第2誤差比算出ステップは、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2の回帰関数を求め、前記第2の回帰関数による第2の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第3の誤差を算出し、また前記第2の予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第4の誤差を算出して、前記第4の誤差に対する前記第3の誤差の比である第2の誤差比を算出し、
前記誤差比判定ステップは、前記誤差比を所定値と比較して前記誤差比が前記所定値よりも小さくなるまで、前記回帰分析範囲変更ステップにおいて、前記分析範囲における環境変数の上端を小さくする分析範囲の変更を行い、前記分析範囲が指定値以上の場合前記誤差比算出ステップを繰り返させ、前記分析範囲が指定値未満の場合は認知不定と判定し、
前記閾値算出ステップは、前記誤差比が前記所定値よりも小さくなったときに、前記選択を行った第1の回帰関数又は第2の回帰関数に基づいて閾値を算出する、
閾値算出方法。
When the environmental variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is changed, a threshold value is set from the measurement data configured by associating a plurality of measured values obtained from the sample with the environmental variable at that time. A selection step for selecting one of a measurement data input step, a measurement data conversion step, a regression analysis range designation step, a first error ratio calculation step, and a second error ratio calculation step, which is a threshold calculation method for calculation. An error ratio calculation step for calculating an error ratio of at least one of the first error ratio and the second error ratio, an error ratio determination step, a regression analysis range change step, and a threshold calculation step are provided.
In the measurement data input step, the plurality of measured values are input.
The measurement data conversion step generates conversion data composed of a plurality of conversion values by performing a predetermined conversion process on the plurality of measurement values.
The regression analysis range designation step specifies an analysis range that is a range of environment variables in the error ratio calculation step.
In the first error ratio calculation step, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the minimum absolute error method to obtain the first regression function, and the first predicted value by the first regression function is obtained. The first error is calculated by averaging the absolute value of the difference from the conversion data in the analysis range, and the squared value of the difference between the first predicted value and the conversion data is calculated in the analysis range. The second error is calculated by taking the square root on average, and the first error ratio, which is the ratio of the second error to the first error, is calculated.
In the second error ratio calculation step, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the least squares method to obtain a second regression function, and the second predicted value by the second regression function and the said. The third error is calculated by averaging the squared value of the difference from the converted data in the analysis range and taking the square root, and the absolute value of the difference between the second predicted value and the converted data is analyzed. The fourth error is calculated by averaging in the range, and the second error ratio, which is the ratio of the third error to the fourth error, is calculated.
In the error ratio determination step, the upper end of the environmental variable in the analysis range is reduced in the regression analysis range change step until the error ratio is smaller than the predetermined value by comparing the error ratio with the predetermined value. The range is changed, and if the analysis range is equal to or greater than the specified value, the error ratio calculation step is repeated, and if the analysis range is less than the specified value, it is determined that cognition is indefinite.
In the threshold value calculation step, when the error ratio becomes smaller than the predetermined value, the threshold value is calculated based on the first regression function or the second regression function for which the selection is made.
Threshold calculation method.
請求項10において、前記所定値は、前記所定値との比較を行う前記誤差比として前記第1の誤差比を使用する場合は1.414であり、前記第2の誤差比を使用する場合は1.253である、
閾値算出方法。
In claim 10, the predetermined value is 1.414 when the first error ratio is used as the error ratio for comparison with the predetermined value, and when the second error ratio is used, the predetermined value is 1.414. 1.253,
Threshold calculation method.
試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに前記試料から得られる複数の測定値をそのときの環境変数に対応付けて構成された測定データから閾値を算出する閾値算出方法であって、測定データ入力ステップと、測定データ変換ステップと、選択ステップと、損失変数指定ステップと、回帰分析範囲指定ステップと、第1誤差比及び第2誤差比の少なくとも何れか1の誤差比を算出する誤差比算出ステップと、決定係数算出、判定ステップと、誤差比判定ステップと、回帰分析範囲変更ステップと、閾値算出ステップとを備え、
前記測定データ入力ステップは、前記複数の測定値を入力するステップであり、
前記測定データ変換ステップは、前記複数の測定値に所定の変換処理を施すことにより、複数の変換値からなる変換データを生成し、
前記選択ステップは、前記第1誤差比算出ステップ及び前記第2誤差比算出ステップの何れか1を選択するステップであり、
前記損失変数指定ステップは、損失変数の値reを、前記第1誤差比算出ステップが選択された場合は1.414、前記第2誤差比算出ステップが選択された場合は1.253に自動的にセットするステップであり、
前記回帰分析範囲指定ステップは、前記誤差比算出ステップにおける環境変数の範囲である分析範囲を指定し、
前記第1誤差比算出ステップは、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1の回帰関数を求め、前記第1の回帰関数による第1の予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1の誤差を求めた後、前記第1の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2の誤差を算出して、前記第1の誤差に対する前記第2の誤差の比である第1の誤差比を算出し、
前記第2誤差比算出ステップは、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2の回帰関数を求め、前記第2の回帰関数による第2の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第3の誤差を求めた後、前記第2の予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第4の誤差を算出して、前記第4の誤差に対する前記第3の誤差の比である第2の誤差比を算出し、
前記決定係数算出、判定ステップは、下記式(2)で表される決定係数Rを算出し、決定係数Rが0より大きいか0以下であるかを判定し、決定係数Rが0以下の場合、認知不定と判定し、また、前記回帰分析範囲を変化させたときの前記決定係数Rの値の大小を比較し、分析範囲が狭い場合の方が広い場合より前記決定係数Rの値が小さいか等しい場合には、前記分析範囲が広い場合の分析範囲を用いて前記閾値算出ステップを実行し、
前記誤差比判定ステップは、前記誤差比を前記所定値reと比較するステップであって、前記誤差比が前記所定値reより小さい場合は前記閾値算出ステップを実行し、前記誤差比が前記所定値reと等しいか大きい場合は前記回帰分析範囲変更ステップを実行し、
前記回帰分析範囲変更ステップは、前記分析範囲における環境変数の上端を小さくする分析範囲の変更を行い、前記回帰分析範囲変更ステップを実行した後は、前記変更後の分析範囲で前記誤差比算出ステップおよび/または前記決定係数算出、判定ステップを実行し、
前記閾値算出ステップは、前記選択を行った第1の回帰関数又は第2の回帰関数に基づいて閾値を算出する、
閾値算出方法。
ここで、nは前記測定範囲内の前記測定データの数、xはj番目の環境変数、y0,jはj番目の測定値、f(x)は前記第1の回帰関数または前記第2の回帰関数、およびμYは前記測定範囲内の前記測定値の単純平均値である。
When the environmental variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is changed, a threshold value is set from the measurement data configured by associating a plurality of measured values obtained from the sample with the environmental variable at that time. A method for calculating a threshold, which is at least one of a measurement data input step, a measurement data conversion step, a selection step, a loss variable designation step, a regression analysis range designation step, and a first error ratio and a second error ratio. It is provided with an error ratio calculation step for calculating the error ratio of 1 or 1, a determination coefficient calculation, a judgment step, an error ratio judgment step, a regression analysis range change step, and a threshold calculation step.
The measurement data input step is a step of inputting the plurality of measured values.
The measurement data conversion step generates conversion data composed of a plurality of conversion values by performing a predetermined conversion process on the plurality of measurement values.
The selection step is a step of selecting any one of the first error ratio calculation step and the second error ratio calculation step.
The loss variable designation step automatically sets the value re of the loss variable to 1.414 when the first error ratio calculation step is selected and 1.253 when the second error ratio calculation step is selected. It is a step to set to
The regression analysis range designation step specifies an analysis range that is a range of environment variables in the error ratio calculation step.
In the first error ratio calculation step, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the minimum absolute error method to obtain the first regression function, and the first predicted value by the first regression function is obtained. After obtaining the first error by averaging the absolute value of the difference from the converted data in the analysis range, the squared value of the difference between the first predicted value and the converted data is averaged in the analysis range. The second error is calculated by taking the square root, and the first error ratio, which is the ratio of the second error to the first error, is calculated.
In the second error ratio calculation step, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the least squares method to obtain a second regression function, and the second predicted value by the second regression function and the said. After obtaining the third error by averaging the squared value of the difference with the converted data in the analysis range and taking the square root, the absolute value of the difference between the second predicted value and the converted data is analyzed. The fourth error is calculated by averaging in the range, and the second error ratio, which is the ratio of the third error to the fourth error, is calculated.
In the coefficient of determination calculation / determination step, the coefficient of determination R 2 represented by the following equation (2) is calculated, it is determined whether the coefficient of determination R 2 is greater than 0 or less than or equal to 0, and the coefficient of determination R 2 is 0. in the following cases, it is determined that cognitive indefinite, also compares the values of the coefficient of determination R 2 value when changing the regression analysis range, the coefficient of determination than if it is large when the analytical range is narrow R When the value of 2 is small or equal, the threshold calculation step is executed using the analysis range when the analysis range is wide.
The error ratio determination step is a step of comparing the error ratio with the predetermined value re, and when the error ratio is smaller than the predetermined value re, the threshold value calculation step is executed and the error ratio is the predetermined value. If it is equal to or greater than re, the regression analysis range change step is executed.
In the regression analysis range change step, the analysis range is changed so that the upper end of the environment variable in the analysis range is reduced, and after the regression analysis range change step is executed, the error ratio calculation step is performed in the changed analysis range. And / or execute the coefficient of determination calculation and determination steps,
The threshold calculation step calculates the threshold value based on the first regression function or the second regression function for which the selection is made.
Threshold calculation method.
Here, n is the number of the measured data in the measurement range, x j is the j-th environmental variable, y 0, j is the j-th measured value, and f (x j ) is the first regression function or the above. The second regression function and μY are simple average values of the measured values within the measured range.
請求項7から請求項12までのいずれか1項において、前記環境変数が試料に照射される光のエネルギーであり、前記測定値が前記試料から放出されて検出器によって検出される光電子収量である、
閾値算出方法。
In any one of claims 7 to 12, the environment variable is the energy of light irradiating the sample, and the measured value is the photoelectron yield detected by the detector after being emitted from the sample. ,
Threshold calculation method.
計測部と制御演算部とを備える測定装置であって、
前記計測部は、試料から得られる複数の測定値を取得して前記制御演算部に供給することができ、
前記制御演算部は、前記試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに得られる複数の測定値を、そのときの環境変数の値と対応づけて測定データとして取得することができ、前記環境変数について定めた同一の分析範囲に含まれる前記測定データを対象として、絶対誤差が最小となる第1回帰関数を求める第1回帰分析と、二乗誤差が最小となる第2回帰関数を求める第2回帰分析とを行い、前記第2回帰分析における平均二乗誤差の前記第1回帰分析における絶対誤差の平均に対する比が、所定値よりも小さくなる分析範囲において、前記第1回帰関数に基づいて前記測定データの閾値を算出することができる、
測定装置。
A measuring device including a measuring unit and a control calculation unit.
The measuring unit can acquire a plurality of measured values obtained from the sample and supply the measured values to the control calculation unit.
The control calculation unit measures a plurality of measured values obtained by changing an environmental variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, in association with the value of the environmental variable at that time. The first regression analysis that finds the first regression function that minimizes the absolute error and the smallest square error for the measurement data that can be acquired as data and is included in the same analysis range defined for the environment variables. In the analysis range where the ratio of the average squared error in the second regression analysis to the average of the absolute error in the first regression analysis is smaller than a predetermined value by performing the second regression analysis to obtain the second regression function. The threshold value of the measurement data can be calculated based on the first regression function.
measuring device.
請求項14において、前記所定値が1.414である、
測定装置。
In claim 14, the predetermined value is 1.414.
measuring device.
請求項14において、前記所定値が1.253である、
測定装置。
In claim 14, the predetermined value is 1.253.
measuring device.
計測部と制御演算部とを備える測定装置であって、
前記計測部は、試料から得られる複数の測定値を取得して前記制御演算部に供給することができ、
前記制御演算部は、前記試料のおかれている環境を表す量の1つである環境変数を変化させたときに得られる複数の測定値を、そのときの環境変数の値と対応づけて測定データとして取得することができ、前記環境変数について定めた同一の分析範囲に含まれる前記測定データを対象として、最小絶対誤差法による回帰分析を行って第1の回帰関数を求め、前記第1の回帰関数による第1の予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第1の誤差を算出し、また、前記第1の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第2の誤差を算出することができ、
あるいは、前記分析範囲における前記変換データを対象として最小二乗法による回帰分析を行って第2の回帰関数を求め、前記第2の回帰関数による第2の予測値と前記変換データとの差を二乗した値を前記分析範囲で平均して平方根をとることより第3の誤差を算出し、また、前記第2の予測値と前記変換データとの差の絶対値を前記分析範囲で平均することより第4の誤差を算出することができ、
前記誤差評価部は、前記第1の誤差に対する前記第2の誤差の比である第1の誤差比、あるいは前記第4の誤差に対する前記第3の誤差の比である第2の誤差比を求め、
前記第1の誤差比が、所定値よりも小さくなる分析範囲において、前記第1の回帰関数に基づいて前記測定データの閾値を算出することができ、
または、前記第2の誤差比が、所定値よりも小さくなる分析範囲において、前記第2の回帰関数に基づいて前記測定データの閾値を算出することができる、
測定装置。
A measuring device including a measuring unit and a control calculation unit.
The measuring unit can acquire a plurality of measured values obtained from the sample and supply the measured values to the control calculation unit.
The control calculation unit measures a plurality of measured values obtained when the environmental variable, which is one of the quantities representing the environment in which the sample is placed, is associated with the value of the environmental variable at that time. The first regression function is obtained by performing regression analysis by the minimum absolute error method on the measurement data that can be acquired as data and is included in the same analysis range defined for the environment variables. The first error is calculated by averaging the absolute value of the difference between the first predicted value by the regression function and the converted data in the analysis range, and the difference between the first predicted value and the converted data. The second error can be calculated by averaging the squared values of and taking the square root in the analysis range.
Alternatively, the transformation data in the analysis range is subjected to regression analysis by the least squares method to obtain a second regression function, and the difference between the second predicted value by the second regression function and the transformation data is squared. The third error is calculated by averaging the obtained values in the analysis range and taking the square root, and by averaging the absolute value of the difference between the second predicted value and the conversion data in the analysis range. The fourth error can be calculated,
The error evaluation unit obtains a first error ratio, which is the ratio of the second error to the first error, or a second error ratio, which is the ratio of the third error to the fourth error. ,
In the analysis range where the first error ratio is smaller than a predetermined value, the threshold value of the measurement data can be calculated based on the first regression function.
Alternatively, the threshold value of the measurement data can be calculated based on the second regression function in the analysis range in which the second error ratio is smaller than a predetermined value.
measuring device.
請求項17において、前記所定値は、前記所定値との比較を行う前記誤差比として前記第1の誤差比を使用する場合は1.414であり、前記第2の誤差比を使用する場合は1.253である、
測定装置。
In claim 17, the predetermined value is 1.414 when the first error ratio is used as the error ratio for comparison with the predetermined value, and when the second error ratio is used, the predetermined value is 1.414. 1.253,
measuring device.
計測部と制御演算部とを備える測定装置であって、
前記計測部は、試料から得られる複数の測定値を取得して前記制御演算部に供給することができ、
前記制御演算部は、測定データ変換部と、回帰分析部と、決定係数算出、判定部と、誤差評価部と、回帰分析範囲指定部と、閾値算出部とを備えた請求項5記載の閾値算出装置を備えた、
測定装置。
A measuring device including a measuring unit and a control calculation unit.
The measuring unit can acquire a plurality of measured values obtained from the sample and supply the measured values to the control calculation unit.
The threshold value according to claim 5, wherein the control calculation unit includes a measurement data conversion unit, a regression analysis unit, a coefficient of determination calculation, a determination unit, an error evaluation unit, a regression analysis range designation unit, and a threshold value calculation unit. Equipped with a calculation device,
measuring device.
請求項14から請求項19までのいずれか1項において、前記環境変数が試料に照射される光のエネルギーであり、前記測定値が前記試料から放出されて検出器によって検出される光電子収量である、
測定装置。

In any one of claims 14 to 19, the environment variable is the energy of light irradiating the sample, and the measured value is the photoelectron yield detected by the detector after being emitted from the sample. ,
measuring device.

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