JP3692712B2

JP3692712B2 - 発光分光分析装置及び該装置を用いたデータ処理方法

Info

Publication number: JP3692712B2
Application number: JP15496497A
Authority: JP
Inventors: あい子畝本; 達也貝發
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2017-06-12
Also published as: JPH112565A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージセンサを具備してなる発光分光分析装置と、この発光分光分析装置を用いて実行されるデータ処理方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図示省略しているが、一般的な発光分光分析装置においては、発光スタンドやプラズマトーチなどの発光部で発生した試料からの放射光が集光レンズを通ったうえで分光部内の入口スリットへと導かれ、かつ、入口スリットから出た放射光が回折格子によって波長の相違するスペクトル光として分光されることになり、分光して得られたスペクトル光のそれぞれはフォトマルチプライヤやイメージセンサなどのような光検出器でもって検出されることになっている。そして、光検出器から測光部、つまり、積分器などからなる測光部を介して検出された測光データはマイクロ・コンピュータを利用して構成されたデータ処理部でもって処理されることになり、この際のデータ処理では試料に含まれた元素の定性分析や定量分析が実行されている。なお、光検出器として用いられるイメージセンサの具体例としては、多数個の受光用素子（ピクセル）が基板上に並列して設けられたフォトダイオードアレイやＣＣＤなどが挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光検出器であるイメージセンサを具備して構成された発光分光分析装置においては、フォトダイオードアレイやＣＣＤなどを構成するピクセルの相互間に感度バラツキが存在しており、製造段階などで発生するピクセル相互間の感度バラツキをなくすことは困難であるため、イメージセンサを介して検出されたスペクトル光それぞれの強度が感度バラツキの影響を受けてしまうこととなる結果、測光データに誤差が含まれることは避けられず、測光データの誤差を排除できないという不都合が生じることになっていた。
【０００４】
本発明は、このような不都合に鑑みて創案されたものであり、イメージセンサを構成するピクセルの相互間に存在している感度バラツキの影響が測光データに及ぶことを防止できる発光分光分析装置と、この発光分光分析装置を用いた際におけるデータ処理方法との提供を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発光分光分析装置は、回折格子でもって分光されたスペクトル光を検出するイメージセンサが配設された分光部と、イメージセンサを介して検出された測光データを処理するデータ処理部とを備えてなるものであり、分光部にはイメージセンサを構成するピクセルの全体に対して同一の光を照射する補正用光源が配設されているとともに、データ処理部には、補正用光源の光照射時におけるピクセルごとの検出値の相違に対応したバラツキ補正係数を算出して記憶しており、かつ、スペクトル光の測光処理時における各ピクセルからの検出値をバラツキ補正係数に基づいて補正する測光データ補正手段が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係るデータ処理方法は、上記構成とされた発光分光分析装置を用いることによって実行されるデータ処理方法であり、補正用光源からイメージセンサに対して同一の光を照射し、イメージセンサを構成するピクセルごとのバラツキ補正係数を算出したうえで記憶しておいた後、スペクトル光の測光処理に伴って得られた各ピクセルの検出値をバラツキ補正係数に基づいて補正することを特徴としている。そして、このようなデータ処理方法を採用した際には、イメージセンサを構成しているピクセルの相互間に存在する感度バラツキの影響が測光データにまでは及ばず、誤差を含まない正確な測光データが得られることになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１は本実施の形態に係る発光分光分析装置の構成を簡略化して示す説明図、図２は発光分光分析装置が備えるイメージセンサを構成するピクセルとバラツキ補正係数との対応関係を例示する説明図である。
【０００９】
本実施の形態に係る発光分光分析装置は、従来の形態と同じく、発光スタンドやプラズマトーチなどからなる発光部１と、発光部１内で発生した試料（図示省略）からの放射光Ｌ１が集光レンズ（図示省略）及び入口スリット２を通過して導かれたうえで分光される回折格子３と、回折格子３でもって分光されたうえで波長が互いに異なるスペクトル光Ｌ２のそれぞれを検出するための光検出器として機能するイメージセンサ４と、イメージセンサ４を介して検出された測光データ、つまり、イメージセンサ４に接続された積分器などからなる測光部５を通じて出力される測光データを演算処理するマイクロ・コンピュータであるところのデータ処理部６とを備えている。なお、イメージセンサの具体例としては、フォトダイオードアレイやＣＣＤなどが挙げられる。
【００１０】
そして、この際における入口スリット２及び回折格子３、イメージセンサ４のそれぞれは真空排気処理される分光部７内の所定位置ごとに位置決めしたうえで配設されており、この分光部７内における回折格子３の近傍位置には、イメージセンサ４を構成するピクセル４ａの全体に対して同一の光を照射するための補正用光源８が配設されている。すなわち、この補正用光源８は、具体的にはレーザ光源などを利用して構成されたものであり、例えば、完全な暗室内でイメージセンサ４の各ピクセル４ａと一定距離を保ちつつ、一定速度でレーザ光源を平行移動させながら同一の光を照射することにより、イメージセンサ４を構成するピクセル４ａの相互間に存在する感度バラツキを補正する際に使用されるものとなっている。なお、各ピクセル４ａにおける強度が同一となる光を照射する必要上、補正用光源８はイメージセンサ４からできる限り遠方の位置に配設されていることが好ましく、この補正用光源８は発光分光分析装置の操作部（図示省略）に設けられた操作ボタンなどを利用して入力される指示に基づいて光照射を実行することになっている。
【００１１】
また、本実施の形態に係る発光分光分析装置が備えるデータ処理部６には、補正用光源８の光照射時におけるイメージセンサ４のピクセル４ａごとでもって検出される検出値の相違に対応したバラツキ補正係数を算出したうえで記憶し、かつ、スペクトル光の測光処理時における各ピクセル４ａからの検出値をバラツキ補正係数に基づいて補正するための測光データ補正手段９が設けられている。すなわち、補正用光源８から同一の光が照射されてきた際には、イメージセンサ４を構成する各ピクセル４ａの検出値が等しくなるはずであるにも拘わらず、これらピクセル４ａの相互間には感度バラツキが存在しているため、各ピクセル４ａの検出値が等しくはならず、互いに相違することになってしまう。
【００１２】
そこで、この測光データ補正手段９では、各ピクセル４ａの検出値全体をピクセル４ａの個数でもって除した平均値を算出したうえ、算出された平均値を基準値、つまり、１としたうえでピクセル４ａそれぞれの検出値が基準値から離れている程度をバラツキ補正係数としてメモリ（図示省略）によって記憶することが行われる。すなわち、この際においては、図２で例示するように、第１番目ピクセル４ａのバラツキ補正係数が０．９８、第２番目ピクセル４ａのバラツキ補正係数が１．１４であり、かつ、第ｎ−１番目ピクセル４ａのバラツキ補正係数が０．９０、第ｎ番目ピクセル４ａのバラツキ補正係数が１．０２であるというような対応付けに基づく記憶が行われている。なお、バラツキ補正係数を算出するに際しては、ピクセル４ａ全体における検出値の平均値をバラツキ補正係数の基準値とするのが実用的であるが、ある特定された１つのピクセル４ａにおける検出値を基準値としてもよく、このような場合にあっては、特定されたピクセル４ａの検出値から他のピクセル４ａそれぞれの検出値が離れている程度をバラツキ補正係数としておくことになる。
【００１３】
さらに、本実施の形態に係る発光分光分析装置を使用することによっては従来と同様の手順に従ったスペクトル光の測光処理が実行されることになり、スペクトル光の測光処理時におけるイメージセンサ４のピクセル４ａそれぞれから得られる検出値に対しては、予め各ピクセル４ａと対応付けたうえで記憶されているバラツキ補正係数の各々が測光データ補正手段９によって乗じられる。そこで、この際におけるイメージセンサ４から測光部５を介して検出されたうえでデータ処理部６によって処理される測光データは、イメージセンサ４を構成しているピクセル４ａの相互間における感度バラツキを考慮したうえで補正されていることになり、結果的にはピクセル４ａの相互間における感度バラツキの影響が及んでいない測光データがデータ処理部６でもって処理されることになる。
【００１４】
すなわち、この発光分光分析装置を用いたデータ処理方法にあっては、補正用光源８からイメージセンサ４に対して同一の光を照射し、かつ、イメージセンサ４を構成するピクセル４ａごとのバラツキ補正係数を算出したうえで記憶しておいた後、スペクトル光の測光処理に伴って得られた各ピクセル４ａからの検出値をバラツキ補正係数に基づいて補正することが実行されている。そのため、このようなデータ処理方法を採用した際には、イメージセンサ４を構成しているピクセル４ａの相互間に存在する感度バラツキの影響が測光データにまでは及ばず、誤差を含まない正確な測光データが得られることになる。
【００１５】
ところで、この種の発光分光分析装置においては標準試料を用いたうえでイメージセンサ４の経時変化を較正する必要があり、前記従来構成とされた発光分光分光装置では全測定元素を網羅する必要上、複数種類の標準試料を用いながらの測定を繰り返して実行しなければならないことになっていた。しかしながら、本実施の形態に係る発光分光分析装置においては、上記構成及びデータ処理方法を採用していることに基づき、各ピクセル４ａが互いに同一の感度を有していると仮定できるため、単一個の標準試料を用いたうえでの測定によって全てのピクセル４ａを標準化できることになる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る発光分光分析装置及び発光分光分析装置を用いたデータ処理方法によれば、イメージセンサを構成しているピクセルの相互間に存在する感度バラツキが測光データにまで影響を及ぼすことがなくなり、誤差の含まれない正確な測光データを得ることができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る発光分光分析装置の構成を簡略化して示す説明図である。
【図２】イメージセンサを構成するピクセルとバラツキ補正係数との対応関係を例示する説明図である。
【符号の説明】
３回折格子
４イメージセンサ
４ａピクセル
６データ処理部
７分光部
８補正用光源
９測光データ補正手段
Ｌ２スペクトル光

Claims

回折格子でもって分光されたスペクトル光を検出するイメージセンサが配設された分光部と、イメージセンサを介して検出された測光データを処理するデータ処理部とを備えてなる発光分光分析装置であって、
分光部にはイメージセンサを構成するピクセルの全体に対して同一の光を照射する補正用光源が配設されているとともに、
データ処理部には、補正用光源の光照射時におけるピクセルごとの検出値の相違に対応したバラツキ補正係数を算出して記憶しており、かつ、スペクトル光の測光処理時における各ピクセルからの検出値をバラツキ補正係数に基づいて補正する測光データ補正手段が設けられていることを特徴とする発光分光分析装置。
請求項１記載の発光分光分析装置を用いたデータ処理方法であって、
補正用光源からイメージセンサに対して同一の光を照射し、イメージセンサを構成するピクセルごとのバラツキ補正係数を算出したうえで記憶しておいた後、スペクトル光の測光処理に伴って得られた各ピクセルの検出値をバラツキ補正係数に基づいて補正することを特徴とするデータ処理方法。