JP3598252B2

JP3598252B2 - Attenuation correction method and spectrophotometer

Info

Publication number: JP3598252B2
Application number: JP2000016569A
Authority: JP
Inventors: 芳昭櫛田; 鈴木　　忠; 直美河原井; 佳定江畠; 節子佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: JP2001208679A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減衰率補正方法及び分光光度計に係り、特に、減光板を用いた測定に好適な減衰率補正方法及び分光光度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の分光光度計においては、透過率の非常に小さいサンプルを測定する場合には、検知器の感度，Ａ／Ｄ変換器の変換ビット数の制限，内部の計算で使用する記憶変数の桁数の制限などから正しい信号値を求められない場合がある。そこで、このような場合に、ダブルビーム分光光度計では、対照光路中に減光板を挿入して、対照光の光量を減光することにより、測光した後、減光量を補正して正しい信号値を求めるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、ベースライン補正のように、分光光度計の精度管理を行うソフトウェアが開発されつつある。精度管理は、分光光度計に備えられたモニター及びキーボードを用いて対話型で行われる。そして、精度管理の項目の一つとして、迷光がある。迷光の精度管理を行う場合には、モニター上に、１）迷光測定用の試料（例えば、ＮａＩ（沃化ナトリウム）やＮａＮｏ_２（亜硝酸ナトリウム））を試料室のサンプル光路中にセットする指示と、２）試料室の対照光路中に減光板をセットする指示が表示され、これらの２つの指示をオペレータが実行した後、「ＯＫ」ボタン等をマウスでポイントすることにより、迷光の測定が開始される訳であるが、２つの指示があるため、オペレータが一方の指示を見落とすことにより、正確な迷光を測定できないという問題が発生し得ることが判明した。特に、迷光を精度良く測定するには、所定の波長範囲（例えば、ＮａＩの場合、中心波長２２０ｎｍに対して±２０ｎｍの範囲，また、ＮａＮｏ_２の場合、中心波長３４０ｎｍに対して±２０ｎｍの範囲）について波長走査して、迷光測定用試料のスペクトルを測定する必要がある。ここで、対照光路中には、減光板がセットされるが、減光板自体は多少ながら波長依存性を有するため、正確な迷光の測定のためには、減光板の波長特性を所定の波長間隔（例えば、０．１ｎｍ毎）で測定し、それぞれの波長における減光率を測定し、さらに、求められた迷光試料のスペクトルに対して波長依存性のある減光率を用いて補正する必要がある等正確な迷光の測定は極めて煩雑であるという問題があった。また、迷光以外にも、非常に透過率の低い試料のように減光板を使用する測定は極めて煩雑であるという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、減光板を使用する測定を正確かつ容易に行える減衰率補正方法及び分光光度計を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、光源と、光源からの光を分光する分光器と、この分光器の出射光をサンプルに照射される試料光と対照試料に照射される対照光とに分け、前記サンプルを透過した光及び前記対照試料を透過した光を検出する光検出器と、光検出器によって検出されたサンプル信号と対照信号とからサンプルの透過率を求めるデータ処理部とを有する分光光度計において、減光率の異なる複数の減光板と、前記対照光路上に何れかの減光板を切替えて配置可能な減光板切替手段を備え、前記データ処理部は、サンプル測定に先立って前記対照光路に挿入された前記減光板を通過する光の波長毎の減衰率を求めて記憶し、サンプルの測定結果に対して前記記憶された減衰率を用いて補正した補正結果を求めるようにしたものである。
かかる構成により、正確な測定を容易に行い得るものとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６を用いて、本発明の一実施形態による分光光度計の構成及び動作について説明する。なお、以下の説明では、紫外可視分光光度計を例にして説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による分光光度計の構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による分光光度計の構成を示す概略構成図である。
【０００８】
光源としては、タングステンランプＷＩと、重水素ランプＤ２とが備えられている。測定波長に応じて、タングステンランプＷＩと重水素ランプＤ２とのいずれかの光源からの光が、光源ミラーＭ１で反射され、入射スリットＳ１を通して第１分光器ＭＯ１に導入される。光源ミラーＭ１による光源切り替えは、制御部ＣＯＮＴによって制御される。光源ミラーＭ１と、入射スリットＳ１の間には、透過部と非透過部を有するゼロチョッパＣＨが配置され、ゼロチョッパＣＨが回転することにより、光源から第１分光器ＭＯ１に入射する光がチョッピングされる。
【０００９】
第１分光器ＭＯ１に入射した光は、反射鏡Ｍ２，凹面鏡Ｍ３で反射された後、プリズムＰにて波長分散され、再び凹面鏡Ｍ３で反射され、反射鏡Ｍ４，Ｍ５で反射された後、入射スリットＳ２を通して第２分光器ＭＯ２に導入される。
【００１０】
第２分光器ＭＯ２に入射した光は、凹面鏡Ｍ６で反射され、グレーティングＧにて波長分散され、凹面鏡Ｍ７で反射され、出射スリットＳ３を通して単色光として取り出される。プリズムＰ及びグレーティングＧは、制御部ＣＯＮＴによって制御され、角度位置をモータによって制御することにより、波長走査が行われる。
【００１１】
第２分光器ＭＯ２の出射スリットＳ３から取り出された単色光は、ミラーＭ８で反射された後、透過部と反射部を備えるセクターミラーＭ９に入射する。セクターミラーＭ９は、第２分光器ＭＯ２からの単色光を、ミラーＭ１０とミラーＭ１１に交互に振り分ける。ミラーＭ１０で反射された単色光は、試料光として、試料室ＳＲ内のサンプルＳを透過し、検知器ＰＭＴに入射する。ミラーＭ１１で反射された単色光は、ミラーＭ１２で反射され、試料室ＳＲ内の対照試料Ｒを透過し、ミラーＭ１３で反射され、検知器ＰＭＴに入射する。
【００１２】
ミラーＭ１１とミラーＭ１２の間の対照光路中には、必要に応じて減光板ＡＴが挿入可能であり、減光板ＡＴが対照光路中に挿入されることにより、対照光の光量が減じられる。減光板ＡＴは、図２を用いて後述するように、減光率の異なる１／１０減光板と、１／１００減光板とを備えている。対照光路中への減光板ＡＴの挿入、減光率の切り替えは、制御部ＣＯＮＴによって制御される。
【００１３】
検知器ＰＭＴによって変換された電気信号は、データ処理部ＤＰに入力する。データ処理部ＤＰは、セクターミラーＭ９の回転に同期して検知器ＰＭＴから得られる参照信号Ｒとサンプル信号Ｓ及びゼロチョッパＣＨの回転に同期して検知器ＰＭＴから得られるゼロ信号Ｚとに基づいて、（Ｓ−Ｚ）／（Ｒ−Ｚ）を計算することにより透過率を求める。
【００１４】
制御部ＣＯＮＴには、入力部ＩＮＰと、表示部ＤＩＳＰが接続されている。表示部ＤＩＳＰは、例えば、モニターであり、透過率等の測定値が表示されるとともに、分光光度計の精度管理などと行う場合には、その操作手順が表示される。入力部ＩＮＰは、キーボードやマウス等の入力手段であり、データの入力や精度管理を行うとき、表示部ＤＩＳＰに表示される指示を選択するのに使用される。
【００１５】
次に、図２を用いて、本実施形態による分光光度計に用いる減光板ＡＴの構成について説明する。
図２は、本発明の一実施形態による分光光度計に用いる減光板ＡＴの構成を示す正面図である。
【００１６】
減光板ＡＴは、円盤状であり、中心軸Ｏを回転中心として、矢印Ｒ方向に回転可能である。減光板ＡＴの周方向には、非減光板ＡＴ０と、１／１０減光板ＡＴ１０と、１／１００減光板ＡＴ１００が取り付けられている。非減光板ＡＴ０は、単なる開口であり、この位置に照射された対照光は、減光されることなく、１００％対照試料Ｒに照射される。１／１０減光板ＡＴ１０及び１／１００減光板ＡＴ１００は、所定の寸法の開口が形成されるか、または、ガラス基板の表面に金属膜を蒸着して形成され、入射した光を減光して、対照試料Ｒに照射する。１／１０減光板ＡＴ１０は、入射光量に対して出射光量が１／１０に減光される減光板である。１／１００減光板ＡＴ１００は、入射光量に対して出射光量が１／１００に減光される減光板である。
【００１７】
次に、図３を用いて、本実施形態による分光光度計における減衰率の測定方法について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による分光光度計における減衰率の測定方法について説明するフローチャートである。
【００１８】
減衰率測定は、オペレータが、表示部ＤＩＳＰに表示されるメニューから入力部ＩＮＰを用いて、「減衰率測定モード」を選択することにより実行される。減衰率測定においては、サンプルＳ側に試料を設置せずに実行する。
【００１９】
減衰率測定の開始指示が発行されると、ステップｓ１００において、「１／１０減光板を使用する」か、「１／１００減光板を使用するか」が表示部ＤＩＳＰに表示され、オペレータによっていずれかが選択されると、その選択に応じて、ステップｓ１１０若しくはステップｓ１２０に進む。「１／１０減光板の使用」が選択されると、ステップｓ１１０に進み、「１／１００減光板の使用」が選択されると、ステップｓ１２０に進む。また、減光率測定モードにおいては、波長範囲や波長間隔を設定するための画面が表示部ＤＩＳＰに表示され、オペレータは、この画面に応じて、入力部ＩＮＰを用いて、波長範囲や波長間隔を設定する。装置精度を管理するために迷光を測定する場合には、通常１／１００減光板が使用される。また、低透過率試料の場合には、透過率に応じて、１／１０減光板か、１／１００減光板が使用される。また、例えば、迷光の測定時に、迷光測定用試料として、例えば、ＮａＩの場合、中心波長２２０ｎｍに対して±２０ｎｍの範囲，また、ＮａＮｏ_２の場合、中心波長３４０ｎｍに対して±２０ｎｍの範囲が波長範囲として設定され、また、波長間隔は、例えば、０．１ｎｍ毎と設定される。
【００２０】
「１／１０減光板の使用」が選択されると、ステップｓ１１０において、制御部ＣＯＮＴは、図２に示した減光板ＡＴの中で１／１０減光板ＡＴ１０が、対照光路中に挿入されるように、減光板ＡＴを回転し、次のステップｓ１３０に進む。
「１／１００減光板の使用」が選択されると、ステップｓ１２０において、制御部ＣＯＮＴは、図２に示した減光板ＡＴの中で１／１００減光板ＡＴ１００が、対照光路中に挿入されるように、減光板ＡＴを回転し、次のステップｓ１３０に進む。
【００２１】
次に、ステップｓ１３０において、制御部ＣＯＮＴは、波長制御モータを駆動して、第１分光器ＭＯ１のプリズムＰ及び第２の分光器ＭＯ２のグレーティングＧを開始波長位置までまで移動させる。
次に、ステップｓ１４０において、データ処理部ＤＰは、セクターミラーＭ９の回転に同期して検知器ＰＭＴから得られる参照信号Ｒとサンプル信号Ｓ及びゼロチョッパＣＨの回転に同期して検知器ＰＭＴから得られるゼロ信号Ｚの信号値を求める。
【００２２】
次に、ステップｓ１５０において、データ処理部ＤＰは、ステップｓ１４０において求められた参照信号Ｒとサンプル信号Ｓとゼロ信号Ｚの信号値とに基づいて、減衰率を（Ｒ−Ｚ）／（Ｓ−Ｚ）として計算する。減衰率は、通常の透過率の計算によって求められた（Ｓ−Ｚ）／（Ｒ−Ｚ）の逆数を求めることによって計算される。
次に、ステップｓ１６０において、データ処理部ＤＰは、ステップｓ１６０において求められた減衰率を、減衰率記憶用テーブルＤＰ−Ｍ１に記憶する。減衰率記憶用テーブルＤＰ−Ｍ１は、データ処理部ＤＰの記憶部に設けられている。
【００２３】
ここで、図４を用いて、本実施形態による分光光度計に用いる減衰率記憶用テーブルＤＰ−Ｍ１の構成について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による分光光度計に用いる減衰率記憶用テーブルの構成を示す説明図である。
【００２４】
減衰率記憶用テーブルＤＰ−Ｍ１は、波長と減光板減衰率を対応付けるテーブルである。図示するように、波長ＷＬ１，ＷＬ２，…，ＷＬｎのそれぞれに対して、対応する減光板減衰率０．０１１，０．００９，…，０．００９が記憶される。
ステップｓ１６０においては、最初に、開始波長における減衰率が求められるため、例えば、開始波長をＷＬ１とすると、制御部ＣＯＮＴから得られた開始波長ＷＬ１に応じて、データ処理部ＤＰは、開始波長ＷＬ１に対応する場所にそのとき求められた減光板減衰率（例えば、０．０１１）を格納する。
【００２５】
次に、図３に戻り、ステップｓ１７０において、制御部ＣＯＮＴは、波長制御モータを駆動して、第１分光器ＭＯ１のプリズムＰ及び第２の分光器ＭＯ２のグレーティングＧを、次の波長位置までまで移動させる。開始波長がＷＬ１とし、波長間隔を０．１ｎｍとすると、次の波長位置ＷＬ２は、ＷＬ１＋０．１ｎｍとなる。
次に、ステップｓ１８０において、データ処理部ＤＰは、次の波長位置が終了波長であるかどうかを判断し、終了波長でなければステップｓ１４０に戻り、ステップｓ１４０〜ｓ１７０の処理を継続し、終了波長であればステップｓ１９０に進む。
【００２６】
終了波長の場合には、ステップｓ１９０において、制御部ＣＯＮＴは、図２に示した減光板ＡＴの中で非減光板ＡＴ０が、対照光路中に挿入されるように、減光板ＡＴを回転することにより、減光板を対照光路中から外す。
以上の各ステップｓ１００〜ｓ１９０を実行することにより、減衰率測定モードを終了する。
【００２７】
次に、図５を用いて、本実施形態による分光光度計におけるサンプル測定時の処理手順について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による分光光度計におけるサンプル測定時の処理手順を示すフローチャートである。
【００２８】
サンプル測定時には、サンプル側に試料が設置され、図３において説明した減衰率測定が実行され、減衰率が減衰率記憶用テーブルＤＰ−Ｍ１に存在することを前提とする。減衰率記憶用テーブルＤＰ−Ｍ１に減衰率が存在しない場合は、警告メッセージをオペレータ等に送るなどの通知が必要となる。
【００２９】
サンプル測定の開始指示が発行されると、ステップｓ２００において、「減光板を使用する測定」か否かが表示部ＤＩＳＰに表示され、オペレータによっていずれかが選択されると、その選択に応じて、ステップｓ２０５，若しくはステップｓ２２０に進む。通常のサンプルの測定においては、減光板は使用されないため、「減光板を使用しない」が選択されると、ステップｓ２２０に進む。また、低透過率試料の測定や迷光の測定においては、減光板を使用するため、「減光板を使用する」が選択されると、ステップｓ２０５に進む。
【００３０】
減光板使用時には、ステップｓ２０５において、「１／１０減光板を使用するか」，「１／１００減光板を使用するか」が表示部ＤＩＳＰに表示され、オペレータによっていずれかが選択されると、その選択に応じて、ステップｓ２１０，若しくはステップｓ２１５に進む。「１／１０減光板の使用」が選択されると、ステップｓ２１０に進み、「１／１００減光板の使用」が選択されると、ステップｓ２１５に進む。
【００３１】
「１／１０減光板の使用」が選択されると、ステップｓ２１０において、制御部ＣＯＮＴは、図２に示した減光板ＡＴの中で１／１０減光板ＡＴ１０が、対照光路中に挿入されるように、減光板ＡＴを回転し、次のステップｓ２２０に進む。
「１／１００減光板の使用」が選択されると、ステップｓ２１５において、制御部ＣＯＮＴは、図２に示した減光板ＡＴの中で１／１００減光板ＡＴ１００が、対照光路中に挿入されるように、減光板ＡＴを回転し、次のステップｓ２２０に進む。
【００３２】
次に、ステップｓ２２０において、制御部ＣＯＮＴは、波長制御モータを駆動して、第１分光器ＭＯ１のプリズムＰ及び第２の分光器ＭＯ２のグレーティングＧを開始波長位置まで移動させる。
次に、ステップｓ２２５において、データ処理部ＤＰは、セクターミラーＭ９の回転に同期して検知器ＰＭＴから得られる参照信号Ｒとサンプル信号Ｓ及びゼロチョッパＣＨの回転に同期して検知器ＰＭＴから得られるゼロ信号Ｚの信号値を求める。
【００３３】
次に、ステップｓ２３０において、データ処理部ＤＰは、ステップｓ２２５において求められた参照信号Ｒとサンプル信号Ｓとゼロ信号Ｚの信号値とに基づいて、透過率を（Ｓ−Ｚ）／（Ｒ−Ｚ）を計算する。
次に、ステップｓ２３５において、データ処理部ＤＰは、ステップｓ２３０において求められた透過率を、測定データ記憶用テーブルＤＰ−Ｍ２に記憶する。測定データ記憶用テーブルＤＰ−Ｍ２は、データ処理部ＤＰの記憶部に設けられている。
【００３４】
ここで、図６を用いて、本実施形態による分光光度計に用いる測定データ記憶用テーブルＤＰ−Ｍ２の構成について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による分光光度計に用いる測定データ記憶用テーブルの構成を示す説明図である。
【００３５】
測定データ記憶用テーブルＤＰ−Ｍ２は、波長透過率の測定データを対応付けるテーブルである。図示するように、波長ＷＬ１，ＷＬ２，…，ＷＬｎのそれぞれに対して、対応する透過率の測定データ５．７％，３．７％，…，５．２％が記憶される。
ステップｓ２３０においては、最初に、開始波長における透過率が求められるため、例えば、開始波長をＷＬ１とすると、制御部ＣＯＮＴから得られた開始波長ＷＬ１に応じて、データ処理部ＤＰは、開始波長ＷＬ１に対応する場所にそのとき求められた透過率（例えば、５．７％）を格納する。
【００３６】
次に、図５に戻り、ステップｓ２４０において、制御部ＣＯＮＴは、波長制御モータを駆動して、第１分光器ＭＯ１のプリズムＰ及び第２の分光器ＭＯ２のグレーティングＧを、次の波長位置までまで移動させる。開始波長がＷＬ１とし、波長間隔を０．１ｎｍとすると、次の波長位置ＷＬ２は、ＷＬ１＋０．１ｎｍとなる。
次に、ステップｓ２４５において、データ処理部ＤＰは、次の波長位置が終了波長であるかどうかを判断し、終了波長でなければステップｓ２２５に戻り、ステップｓ２２５〜ｓ２４５の処理を継続し、終了波長であればステップｓ２５０に進む。
終了波長の場合には、ステップｓ２５０において、制御部ＣＯＮＴは、減光板が使用されたか否かを判断し、減光板が不使用であればサンプル測定を終了し、減光板を使用した場合にはステップｓ２５５に進む。
【００３７】
減光板使用時には、ステップｓ２５５において、制御部ＣＯＮＴは、図２に示した減光板ＡＴの中で非減光板ＡＴ０が、対照光路中に挿入されるように、減光板ＡＴを回転することにより、減光板を対照光路中から外して、以降の減衰率補正処理を実行する。
【００３８】
次に、ステップｓ２６０において、データ処理部ＤＰは、減衰率記憶用テーブルＤＰ−Ｍ１及び測定データ記憶用テーブルＤＰ−Ｍ１のデータのポインタを先頭に移動する。
次に、ステップｓ２６５において、データ処理部ＤＰは、減衰率記憶用テーブルＤＰ−Ｍ１，測定データ記憶用テーブルＤＰ−Ｍ２から対応する波長のデータに対して、減衰率を補正する。減衰率補正は、図６（Ａ）に示した測定データ記憶テーブルのデータに対して、図４に示した減衰率記憶用テーブルのデータを乗算することにより行われる。例えば、波長ＷＬ１について見ると、測定結果（５．７％）に、減衰率（０．０１１）を乗算して、補正結果が（０．０５７２％）として得られる。
【００３９】
そして、ステップｓ２７０において、データ処理部ＤＰは、補正結果を、再び測定データ記憶用テーブルＤＰ−Ｍ２に保存する。なお、減衰率記憶用テーブルＤＰ−Ｍ１と測定データ記憶用テーブルＤＰ−Ｍ２のデータ間隔が一致せず、測定データの波長に一致する減衰率データが存在しない場合でも、減衰率記憶用テーブルのデータを直線補完して使用することにより測定データに対し減衰率補正を行うことができる。
【００４０】
次に、ステップｓ２７５において、データ処理部ＤＰは、データのポインタを次の波長のポインタに移動する。開始波長がＷＬ１の場合、次の波長ＷＬ２にデータポインタを移動する。
次に、ステップｓ２８０において、データ処理部ＤＰは、次の波長位置が終了波長であるかどうかを判断し、終了波長でなければステップｓ２６５に戻り、ステップｓ２６５〜ｓ２８０の処理を継続し、終了波長であればサンプル測定を終了する。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、迷光測定時には、自動的に対照光路中に減光板を挿入することにより、正確な迷光を測定できるものである。
また、減光板の波長依存性を補正でき、正確な迷光の測定を容易にできるものである。
また、減光板を使用する測定を正確かつ容易に行えるものとなる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、減光板を使用する測定を正確かつ容易に行えるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による分光光度計の構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による分光光度計に用いる減光板ＡＴの構成を示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態による分光光度計における減衰率の測定方法について説明するフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態による分光光度計に用いる減衰率記憶用テーブルの構成を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態による分光光度計におけるサンプル測定時の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による分光光度計に用いる測定データ記憶用テーブルの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
ＡＴ…減光板
ＣＨ…ゼロチョッパ
ＣＯＮＴ…制御部
Ｄ２…重水素ランプ光源
ＤＩＳＰ…表示部
ＤＰ…データ処理部
Ｇ…グレーティング
ＩＮＰ…入力部
Ｓ…サンプル
Ｓ１，Ｓ２…入射スリット
Ｓ３…出射スリット
ＳＲ…試料室
Ｍ１…光源切換ミラー
Ｍ２，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ８，Ｍ１０，Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３…反射鏡
Ｍ３…分光用反射鏡
Ｍ６，Ｍ７…分光用反射鏡
Ｍ９…セクター鏡
ＭＯ１…第１分光器
ＭＯ２…第２分光器
Ｐ…プリズム
ＰＭＴ…検知器
Ｒ…対照側試料
Ｓ…サンプル
Ｓ１，Ｓ２…入射スリット
Ｓ３…出射スリット
ＳＲ…試料室
ＷＩ…タングステンランプ光源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an attenuation factor correction method and a spectrophotometer, and more particularly, to an attenuation factor correction method and a spectrophotometer suitable for measurement using a dimming plate.
[0002]
[Prior art]
In a conventional spectrophotometer, when measuring a sample having a very small transmittance, the sensitivity of the detector, the limit of the number of conversion bits of the A / D converter, and the number of digits of the storage variable used in the internal calculation In some cases, a correct signal value cannot be obtained due to restrictions on the above. Therefore, in such a case, the double beam spectrophotometer inserts a dimming plate in the reference optical path and diminishes the amount of the control light. I want to ask.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, recently, software for controlling the accuracy of a spectrophotometer, such as baseline correction, is being developed. Quality control is performed interactively using a monitor and keyboard provided in the spectrophotometer. One of the items of quality control is stray light. In order to control the accuracy of stray light, 1) an instruction to set a sample for stray light measurement (for example, NaI (sodium iodide) or NaNo ₂ (sodium nitrite)) in the sample light path of the sample chamber on the monitor. And 2) an instruction to set the dimming plate in the control optical path of the sample chamber is displayed. After the operator executes these two instructions, the measurement of stray light is performed by pointing the “OK” button or the like with a mouse. Although it is started, it has been found that since there are two instructions, if the operator overlooks one of the instructions, a problem that accurate stray light cannot be measured may occur. In particular, in order to accurately measure stray light, a predetermined wavelength range (for example, in the case of NaI, a range of ± 20 nm with respect to the center wavelength of 220 nm, and in the case of NaNo ₂ , a range of ± 20 nm with respect to the center wavelength of 340 nm) It is necessary to measure the spectrum of the sample for stray light measurement by scanning the wavelength for ()). Here, a dimming plate is set in the contrast optical path. However, since the dimming plate itself has a certain degree of wavelength dependency, the wavelength characteristic of the dimming plate must be set at a predetermined wavelength interval for accurate stray light measurement. (E.g., every 0.1 nm), it is necessary to measure the extinction ratio at each wavelength, and to further correct the obtained spectrum of the stray light sample using the extinction ratio having wavelength dependence. There is a problem that accurate measurement of stray light is extremely complicated. In addition to the stray light, there is a problem that the measurement using the light reducing plate, such as a sample having a very low transmittance, is extremely complicated.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an attenuation correction method and a spectrophotometer capable of accurately and easily performing a measurement using a light reducing plate.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the above object, the present invention provides a light source, a spectroscope for dispersing light from the light source, and a sample light for irradiating a sample with a light emitted from the spectroscope and a control sample. A photodetector that detects light transmitted through the sample and light transmitted through the control sample, divided into control light, and data processing for determining the transmittance of the sample from the sample signal and the control signal detected by the photodetector A spectrophotometer having a plurality of dimming plates having different dimming rates, and dimming plate switching means that can be arranged by switching any of the dimming plates on the reference optical path, and the data processing unit includes Prior to measurement, an attenuation factor for each wavelength of light passing through the dimming plate inserted into the reference optical path is obtained and stored, and a correction result obtained by correcting the measurement result of the sample using the stored attenuation factor. to determine the Those were.
With this configuration , accurate measurement can be easily performed.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the configuration and operation of a spectrophotometer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, an ultraviolet-visible spectrophotometer will be described as an example.
First, the configuration of the spectrophotometer according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of a spectrophotometer according to an embodiment of the present invention.
[0008]
As a light source, a tungsten lamp WI and a deuterium lamp D2 are provided. According to the measurement wavelength, light from one of the light sources of the tungsten lamp WI and the deuterium lamp D2 is reflected by the light source mirror M1, and introduced into the first spectroscope MO1 through the entrance slit S1. Light source switching by the light source mirror M1 is controlled by the control unit CONT. A zero chopper CH having a transmission part and a non-transmission part is arranged between the light source mirror M1 and the entrance slit S1, and the light incident on the first spectroscope MO1 from the light source is chopped by rotating the zero chopper CH. .
[0009]
The light incident on the first spectroscope MO1 is reflected by the reflecting mirror M2 and the concave mirror M3, is then wavelength-dispersed by the prism P, is again reflected by the concave mirror M3, is reflected by the reflecting mirrors M4 and M5, and then is incident. The light is introduced into the second spectroscope MO2 through the slit S2.
[0010]
The light incident on the second spectroscope MO2 is reflected by the concave mirror M6, wavelength-dispersed by the grating G, reflected by the concave mirror M7, and extracted as monochromatic light through the exit slit S3. The prism P and the grating G are controlled by the control unit CONT, and wavelength scanning is performed by controlling the angular position by a motor.
[0011]
The monochromatic light taken out of the exit slit S3 of the second spectroscope MO2 is reflected by a mirror M8, and then enters a sector mirror M9 having a transmission part and a reflection part. The sector mirror M9 alternately distributes the monochromatic light from the second spectroscope MO2 to the mirrors M10 and M11. The monochromatic light reflected by the mirror M10 passes through the sample S in the sample chamber SR as sample light, and enters the detector PMT. The monochromatic light reflected by the mirror M11 is reflected by the mirror M12, passes through the control sample R in the sample chamber SR, is reflected by the mirror M13, and enters the detector PMT.
[0012]
A dimmer AT can be inserted into the contrast optical path between the mirrors M11 and M12 as needed, and the light quantity of the contrast light is reduced by inserting the dimmer AT into the contrast optical path. The dimming plate AT includes a 1/10 dimming plate having a different dimming rate and a 1/100 dimming plate, as described later with reference to FIG. The control unit CONT controls the insertion of the dimming plate AT into the reference optical path and switching of the dimming rate.
[0013]
The electric signal converted by the detector PMT is input to the data processing unit DP. The data processing unit DP is based on the reference signal R obtained from the detector PMT in synchronization with the rotation of the sector mirror M9, the sample signal S, and the zero signal Z obtained from the detector PMT in synchronization with the rotation of the zero chopper CH. , (S−Z) / (R−Z) to determine the transmittance.
[0014]
The input unit INP and the display unit DISP are connected to the control unit CONT. The display unit DISP is, for example, a monitor, and displays a measurement value such as transmittance, and, when performing accuracy management of the spectrophotometer or the like, displays an operation procedure thereof. The input unit INP is an input unit such as a keyboard and a mouse, and is used to select an instruction to be displayed on the display unit DISP when inputting data and managing accuracy.
[0015]
Next, the configuration of the dimmer AT used in the spectrophotometer according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a front view showing the configuration of the dimmer AT used in the spectrophotometer according to one embodiment of the present invention.
[0016]
The dimming plate AT has a disk shape, and is rotatable in a direction indicated by an arrow R around a center axis O as a rotation center. In the circumferential direction of the light reduction plate AT, a non-light reduction plate AT0, a 1/10 light reduction plate AT10, and a 1/100 light reduction plate AT100 are attached. The non-attenuating plate AT0 is simply an aperture, and the control light applied to this position is applied to the 100% control sample R without being attenuated. The 1/10 light-attenuating plate AT10 and the 1/100 light-attenuating plate AT100 have openings of predetermined dimensions or are formed by depositing a metal film on the surface of a glass substrate, and reduce the incident light. Irradiate the control sample R. The 1/10 extinction plate AT10 is a extinction plate in which the amount of emitted light is reduced to 1/10 of the amount of incident light. The 1/100 dimming plate AT100 is a dimming plate in which the amount of emitted light is reduced to 1/100 with respect to the amount of incident light.
[0017]
Next, a method of measuring the attenuation rate in the spectrophotometer according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for measuring an attenuation factor in a spectrophotometer according to an embodiment of the present invention.
[0018]
The attenuation rate measurement is performed by the operator selecting “attenuation rate measurement mode” from the menu displayed on the display unit DISP using the input unit INP. The measurement of the attenuation rate is performed without setting the sample on the sample S side.
[0019]
When an instruction to start the attenuation factor measurement is issued, in step s100, "whether to use a 1/10 dimmer" or "whether to use a 1/100 dimmer" is displayed on the display unit DISP. When is selected, the process proceeds to step s110 or step s120 according to the selection. When "use 1/10 dimmer" is selected, the process proceeds to step s110, and when "use 1/10 dimmer" is selected, the process proceeds to step s120. In the extinction ratio measurement mode, a screen for setting the wavelength range and the wavelength interval is displayed on the display unit DISP, and the operator uses the input unit INP in response to this screen to use the wavelength range and the wavelength interval. Set. When measuring stray light to control the accuracy of the apparatus, a 1/100 neutral density plate is usually used. In the case of a low transmittance sample, a 1/10 attenuator or a 1/100 attenuator is used depending on the transmittance. In addition, for example, when measuring stray light, as a sample for measuring stray light, for example, in the case of NaI, a range of ± 20 nm for a central wavelength of 220 nm, and in the case of NaNo ₂ , a range of ± 20 nm for a central wavelength of 340 nm. The wavelength range is set, and the wavelength interval is set, for example, every 0.1 nm.
[0020]
When “use 1/10 attenuator” is selected, in step s110, control unit CONT inserts 1/10 attenuator AT10 among the attenuators AT shown in FIG. 2 into the control optical path. Thus, the dimming plate AT is rotated, and the process proceeds to the next step s130.
When “use of 1/100 dimmer” is selected, in step s120, control unit CONT inserts 1/100 dimmer AT100 among the dimmers AT shown in FIG. 2 into the control optical path. Thus, the dimming plate AT is rotated, and the process proceeds to the next step s130.
[0021]
Next, in step s130, the control unit CONT drives the wavelength control motor to move the prism P of the first spectroscope MO1 and the grating G of the second spectroscope MO2 to the start wavelength position.
Next, in step s140, the data processing unit DP is obtained from the detector PMT in synchronization with the rotation of the sector mirror M9, the reference signal R and the sample signal S obtained from the detector PMT, and the rotation of the zero chopper CH. The signal value of the zero signal Z is obtained.
[0022]
Next, in step s150, the data processing unit DP sets the attenuation rate to (R−Z) / (S−) based on the reference signal R, the sample signal S, and the signal value of the zero signal Z obtained in step s140. Z). The decay rate is calculated by calculating the reciprocal of (S−Z) / (R−Z) obtained by normal transmittance calculation.
Next, in step s160, the data processing unit DP stores the attenuation rate obtained in step s160 in the attenuation rate storage table DP-M1. The attenuation rate storage table DP-M1 is provided in the storage unit of the data processing unit DP.
[0023]
Here, the configuration of the attenuation rate storage table DP-M1 used in the spectrophotometer according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the attenuation rate storage table used in the spectrophotometer according to one embodiment of the present invention.
[0024]
The attenuation rate storage table DP-M1 is a table for associating the wavelength with the attenuation coefficient attenuation rate. As shown, for each of the wavelengths WL1, WL2,..., WLn, a corresponding dimming plate attenuation rate of 0.011, 0.009,.
In step s160, first, the attenuation factor at the start wavelength is obtained. For example, if the start wavelength is WL1, the data processing unit DP sets the start wavelength WL1 according to the start wavelength WL1 obtained from the control unit CONT. Is stored in the location corresponding to the dimming plate attenuation factor (for example, 0.011) obtained at that time.
[0025]
Next, returning to FIG. 3, in step s170, the control unit CONT drives the wavelength control motor to move the prism P of the first spectroscope MO1 and the grating G of the second spectroscope MO2 to the next wavelength position. Move up to Assuming that the start wavelength is WL1 and the wavelength interval is 0.1 nm, the next wavelength position WL2 is WL1 + 0.1 nm.
Next, in step s180, the data processing unit DP determines whether the next wavelength position is the end wavelength. If not, the process returns to step s140, and continues the processing in steps s140 to s170. If so, the process proceeds to step s190.
[0026]
In the case of the end wavelength, in step s190, the control unit CONT rotates the dimming plate AT such that the non-attenuating plate AT0 among the dimming plates AT shown in FIG. 2 is inserted into the reference optical path. As a result, the light reducing plate is removed from the control light path.
By executing each of the above steps s100 to s190, the attenuation rate measurement mode ends.
[0027]
Next, the processing procedure at the time of sample measurement in the spectrophotometer according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure at the time of measuring a sample in the spectrophotometer according to one embodiment of the present invention.
[0028]
At the time of sample measurement, it is assumed that the sample is placed on the sample side, the attenuation rate measurement described with reference to FIG. 3 is performed, and the attenuation rate exists in the attenuation rate storage table DP-M1. If the attenuation rate does not exist in the attenuation rate storage table DP-M1, a notification such as sending a warning message to an operator or the like is required.
[0029]
When a sample measurement start instruction is issued, in step s200, whether or not “measurement using a dimming plate” is displayed on the display unit DISP, and when any one is selected by the operator, according to the selection, Proceed to step s205 or s220. In the measurement of a normal sample, since the dimming plate is not used, if “do not use the dimming plate” is selected, the process proceeds to step s220. In the measurement of a low transmittance sample and the measurement of stray light, a dimming plate is used. If “use dimming plate” is selected, the process proceeds to step s205.
[0030]
At the time of using the dimmer, in step s205, "whether to use a 1/10 dimmer" or "whether to use a 1/100 dimmer" is displayed on the display unit DISP. The process proceeds to step s210 or s215 according to the selection. If “use 1/10 dimmer” is selected, the process proceeds to step s210. If “use 1/10 dimmer” is selected, the process proceeds to step s215.
[0031]
When “use 1/10 attenuator” is selected, in step s210, control unit CONT inserts 1/10 attenuator AT10 among the attenuators AT shown in FIG. 2 into the control optical path. Thus, the dimming plate AT is rotated, and the process proceeds to the next step s220.
If “use of 1/100 dimmer” is selected, in step s215, control unit CONT inserts 1/100 dimmer AT100 among the dimmers AT shown in FIG. 2 into the control optical path. Thus, the dimming plate AT is rotated, and the process proceeds to the next step s220.
[0032]
Next, in step s220, the control unit CONT drives the wavelength control motor to move the prism P of the first spectroscope MO1 and the grating G of the second spectroscope MO2 to the start wavelength position.
Next, in step s225, the data processing unit DP obtains the reference signal R and the sample signal S obtained from the detector PMT in synchronization with the rotation of the sector mirror M9, and obtains the data from the detector PMT in synchronization with the rotation of the zero chopper CH. The signal value of the zero signal Z is obtained.
[0033]
Next, in step s230, the data processing unit DP sets the transmittance to (S−Z) / (R−) based on the signal values of the reference signal R, the sample signal S, and the zero signal Z obtained in step s225. Z) is calculated.
Next, in step s235, the data processing unit DP stores the transmittance obtained in step s230 in the measurement data storage table DP-M2. The measurement data storage table DP-M2 is provided in the storage unit of the data processing unit DP.
[0034]
Here, the configuration of the measurement data storage table DP-M2 used in the spectrophotometer according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of the measurement data storage table used in the spectrophotometer according to one embodiment of the present invention.
[0035]
The measurement data storage table DP-M2 is a table that associates measurement data of the wavelength transmittance. As shown, for each of the wavelengths WL1, WL2,..., WLn, the corresponding transmittance measurement data 5.7%, 3.7%,.
In step s230, first, the transmittance at the start wavelength is obtained. For example, if the start wavelength is WL1, the data processing unit DP sets the start wavelength WL1 according to the start wavelength WL1 obtained from the control unit CONT. Is stored in a location corresponding to the above (e.g., 5.7%).
[0036]
Next, returning to FIG. 5, in step s240, the control unit CONT drives the wavelength control motor to move the prism P of the first spectroscope MO1 and the grating G of the second spectroscope MO2 to the next wavelength position. Move up to Assuming that the start wavelength is WL1 and the wavelength interval is 0.1 nm, the next wavelength position WL2 is WL1 + 0.1 nm.
Next, in step s245, the data processing unit DP determines whether or not the next wavelength position is the end wavelength. If not, the process returns to step s225, and continues the processing in steps s225 to s245. If so, the process proceeds to step s250.
In the case of the end wavelength, in step s250, the control unit CONT determines whether or not the dimmer is used. If the dimmer is not used, the control unit CONT ends the sample measurement. Proceed to step s255.
[0037]
When the dimming plate is used, in step s255, the control unit CONT rotates the dimming plate AT such that the non-attenuating plate AT0 among the dimming plates AT shown in FIG. The attenuation plate is removed from the reference optical path, and the subsequent attenuation rate correction processing is executed.
[0038]
Next, in step s260, the data processing unit DP moves the pointers of the data in the attenuation rate storage table DP-M1 and the measurement data storage table DP-M1 to the top.
Next, in step s265, the data processing unit DP corrects the attenuation factor for the data of the corresponding wavelength from the attenuation factor storage table DP-M1 and the measured data storage table DP-M2. The attenuation rate correction is performed by multiplying the data in the measurement data storage table shown in FIG. 6A by the data in the attenuation rate storage table shown in FIG. For example, when looking at the wavelength WL1, the measurement result (5.7%) is multiplied by the attenuation rate (0.011), and the correction result is obtained as (0.0572%).
[0039]
Then, in step s270, the data processing unit DP stores the correction result again in the measurement data storage table DP-M2. Note that even when the data interval between the attenuation rate storage table DP-M1 and the measurement data storage table DP-M2 does not match and there is no attenuation rate data that matches the wavelength of the measurement data, the data in the attenuation rate storage table DP Can be used for linearly complementing to correct the attenuation factor for the measured data.
[0040]
Next, in step s275, the data processing unit DP moves the data pointer to the pointer of the next wavelength. If the start wavelength is WL1, the data pointer is moved to the next wavelength WL2.
Next, in step s280, the data processing unit DP determines whether or not the next wavelength position is the end wavelength. If not, the process returns to step s265, and continues the processing in steps s265 to s280. If so, the sample measurement ends.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, when stray light is measured, accurate stray light can be measured by automatically inserting the dimming plate into the reference light path.
Further, the wavelength dependency of the light reducing plate can be corrected, and accurate measurement of stray light can be facilitated.
Further, the measurement using the light reducing plate can be performed accurately and easily.
[0042]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the measurement using a dimming plate can be performed accurately and easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a spectrophotometer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a configuration of a dimmer AT used in the spectrophotometer according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of measuring an attenuation factor in a spectrophotometer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an attenuation rate storage table used in a spectrophotometer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure at the time of sample measurement in the spectrophotometer according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of a measurement data storage table used in the spectrophotometer according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
AT: dimming plate CH: zero chopper CONT: control unit D2: deuterium lamp light source DISP: display unit DP: data processing unit G: grating INP: input unit S: samples S1, S2: entrance slit S3: exit slit SR: sample chamber M1 ... Light source switching mirrors M2, M4, M5, M8, M10, M11, M12, M13 ... Reflector M3 ... Spectral reflector M6, M7 ... Spectral reflector M9 ... Sector mirror MO1 ... First spectroscope MO2 ... First 2 Spectrograph P Prism PMT Detector R Control sample S Sample S1, S2 Slit S3 Slit SR SR Sample chamber WI Tungsten lamp light source

Claims

A light source, a spectroscope for splitting light from the light source, and splitting outgoing light of the spectroscope into sample light applied to a sample and control light applied to a control sample, and light transmitted through the sample and the control In a photodetector that detects light transmitted through the sample, and a spectrophotometer having a data processing unit that determines the transmittance of the sample from the sample signal and the control signal detected by the photodetector,
A plurality of dimming plates having different dimming rates,
A dimming plate switching means that can be arranged by switching any of the dimming plates on the reference optical path,
Prior Symbol data processing unit, prior to the sample measured and stored seeking attenuation rate at each wavelength of light passing through the dimming plate inserted in the control path, it said stored for the sample measurements attenuation A spectrophotometer for obtaining a correction result corrected using a ratio.