JP3940192B2 - 時間分解スペクトル測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は時間変化スペクトル測定装置、特にそのデータの取込方式の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば分析化学分析の分野では分光光度計などが周知である。分光光度計はマイケルソン型干渉計が用いられ、その移動鏡を走査して得られるデータを主記憶手段に記憶している。従来において主記憶手段に記憶されるデータは、測定の開始からその終了までの時間内で得られる全てのデータであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の一般的な方法では、前述のように測定の開始からその終了までの時間内で得られる全てのデータを主記憶手段に記憶していたため、非常に大容量の主記憶手段が必要になってしまうという問題があった。
また、主記憶手段に記憶されるデータが膨大な量になると、その後段での演算処理の負担を増大させてしまうという問題もあった。特に、ガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィーなどによりクロマトグラムのスペクトルを測定すると、データは非常に膨大な量になってしまい、このような問題はより深刻なものとなった。
【０００４】
前述した理由から、この種の分野ではデータの取込負担を軽減することができる技術の開発が強く期待されていた。そこで、このような期待に応えるものとして、測定終了後に不要な時間領域のデータを主記憶手段から削除することが考えられる。
すなわち、連続流体を測定する場合、検出セルの前後に通常の検出器とは別個に、主記憶手段に記憶されたデータを選別するための検出器（例えば紫外検出器、赤外検出器、量子型検出器など）を設けている。このデータ選別用の検出器の出力に対して所定の敷居値を設けている。これにより主記憶手段に記憶されたデータが必要な時間領域のものであるのかどうかを選別していた。
しかしながら、データを選別するためだけに通常の検出器とは別個に検出器を設けると、その構成が複雑化してしまい、結果としてコストが上昇してしまうという問題があった。
【０００５】
また、測定終了後に選別工程を行うと、データの測定から選別までの全ての工程が終了するまでに時間がかかってしまい、これは解決法として満足のゆくものではなかった。
本発明は前記従来技術の事情に鑑みなされたものであり、その目的はデータの取込負担を軽減させつつ、その構成の簡略化が図れる時間変化スペクトル測定装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明にかかる時間変化スペクトル測定装置は、測定手段と、クロックと、一時記憶手段と、フィルタと、主記憶手段とを備えたことを特徴とする。
前記測定手段は、試料の時間インターフェログラムデータを順次出力する。
前記クロックは、時刻情報を出力する。
前記一時記憶手段は、前記測定手段からのインターフェログラムデータを前記クロックの時刻情報を相関させて一時的に記憶する。
【０００７】
前記フィルタは、前記測定手段によるインターフェログラム測定中において、前記一時記憶手段に記憶された時間変化インターフェログラムデータをリアルタイムに監視しており、時間変化前のインターフェログラムデータに対して所定の敷居値より大きな変化値を示した時間変化インターフェログラムデータを送出する。
前記主記憶手段は、前記フィルタより送出された時間変化インターフェログラムデータを記憶する。
また、前記目的を達成するために本発明にかかる時間変化スペクトル測定装置は、測定手段と、フーリエ変換手段と、クロックと、一時記憶手段と、フィルタと、主記憶手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
前記測定手段は、試料の時間変化インターフェログラムデータを順次出力する。
前記フーリエ変換手段は、前記測定手段より出力されたインターフェログラムデータを順次フーリエ変換してスペクトルデータを出力する。
前記クロックは、時刻情報を出力する。
前記一時記憶手段は、前記フーリエ変換手段からのスペクトルデータを前記クロックの時刻情報を相関させて一時的に記憶する。
【０００９】
前記フィルタは、前記測定手段によるインターフェログラム測定中において、前記一時記憶手段に記憶された時間変化スペクトルデータをリアルタイムに監視しており、時間変化前のスペクトルデータに対して所定の敷居値より大きな変化値を示した時間変化スペクトルデータを送出する。
前記主記憶手段は、前記フィルタより送出された時間変化スペクトルデータを記憶する。
なお、前記時間変化スペクトル測定装置において、前記フィルタに監視させるデータ変化量を分光スペクトルの特定の波長域のスペクトルエネルギまたは吸光度とすることが好適である。
【００１０】
また、前記フィルタに監視させる分光スペクトルの特定の波長域を少なくとも２つとすることが好適である。
また、前記フィルタに監視させるデータ変化量を強度差とすることが好適である。
また、前記フィルタに監視させるデータ変化量をインターフェログラムのエネルギ値とすることが好適である。
また、前記フィルタに監視させるデータ変化量をインターフェログラムのエネルギの変動分とすることが好適である。
【００１１】
また、前記クロックをコンピュータに内蔵されたクロックとすることが好適である。
また、前記クロックをコンピュータに内蔵されたクロックとは別個に設けられた増設クロックとし、該増設クロックは、前記測定手段によるインターフェログラム測定開始と同時に発生する外部トリガ信号が入力されて作動を開始することが好適である。
【００１２】
また、前記フィルタは、時間変化前のインターフェログラムデータに対して所定の敷居値より大きな変化値を示した時間変化インターフェログラムデータを前記一時記憶手段から送出し、かつ、時間変化前のインターフェログラムデータに対して所定の敷居値より小さな変化値を示した時間変化インターフェログラムデータを前記一時記憶手段から削除することが好適である。
【００１３】
さらに、前記フィルタは、時間変化前のスペクトルデータに対して所定の敷居値より大きな変化値を示した時間変化スペクトルデータを前記一時記憶手段から送出し、かつ、時間変化前のスペクトルデータに対して所定の敷居値より小さな変化値を示した時間変化スペクトルデータを前記一時記憶手段から削除することが好適である。
なお、ここにいう試料の時間変化インターフェログラムを順次出力する測定手段とは、まず、試料が時間変化を始める前のインターフェログラムを出力し、これに続き時間変化中のインターフェログラムを出力するものをいう。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施態様について説明する。
図１には、本発明の実施態様１にかかる時間変化スペクトル測定装置の概略構成のブロック図が示されている。
なお、実施形態１においては、時間変化スペクトル測定装置としてマイケルソン型干渉計を用いた分光測定器を想定し、該分光測定器よりスペクトルデータを含むインターフェログラムを出力する場合について説明する。
同図に示す分光測定器１０は、後述する測定手段と、時刻情報を出力するクロックと、一時記憶手段２１と、フィルタ２４と、主記憶手段２６を備えている。
【００１５】
測定手段として、光束Ｌ１を照射する光源１２と、光源１２からの光束Ｌ１を２光束Ｌ２，Ｌ３に分割し、光路差が与えられた２光束Ｌ２，Ｌ３を再度重ね合わせるビームスプリッタ１４と、ビームスプリッタ１４からの第１分割光Ｌ２を再度ビームスプリッタ１４に返光する固定鏡１６と、ビームスプリッタ１４からの第２分割光Ｌ３を再度ビームスプリッタ１４に返光する移動鏡１８と、固定鏡１６からの反射光と、光路差を与える移動鏡１８からの反射光とで形成された干渉光Ｌ４のスペクトルデータを含むインターフェログラムを出力する検出器２０を用いている。
【００１６】
実施形態１において、時刻情報を出力するクロックにコンピュータに内蔵されたクロック２２を用いている。
検出器２０からのインターフェログラムデータをクロック２２の時刻情報を相関させて一時記憶手段２１に一時的に記憶する。
ここで、本発明において特徴的なことは、前記測定手段によるインターフェログラム測定中において、一時記憶手段２１に記憶されたインターフェログラムデータを選別可能なことである。
【００１７】
このために実施形態１においては、一時記憶手段２１に記憶されたインターフェログラムデータをフィルタ２４によりリアルタイムに監視している。
すなわち、フィルタ２４は、時間変化前のインターフェログラムデータに対して所定の敷居値より小さな変化値を示した時間変化インターフェログラムデータを一時記憶手段２１から削除している。
【００１８】
これに対し、フィルタ２４は、時間変化前のインターフェログラムデータに対して所定の敷居値より大きな変化値を示した時間変化インターフェログラムデータを一時記憶手段２１から主記憶手段２６に送出している。
そして、記憶手段２６は、フィルタ２４より送出されたインターフェログラムデータを記憶する。
【００１９】
なお、実施形態１において、フィルタ２４にはキーボード、マウスなどの入力デバイス３２と、ディスプレイ３４が電気的に接続されている。
これにより、オペレータはディスプレイ３４に表示される初期設定画面を見ながら、入力デバイス３２よりフィルタ２４に設定する敷居値などを入力することができる。また、フィルタ２４の設定内容は入力デバイス３２より適宜変更することができる。
【００２０】
実施形態１にかかる分光測定器１０は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。
まず、オペレータは、図２に示すように分光測定器１０の電源を入れ、その初期設定を行う（Ｓ１）。
すなわち、分光測定器１０の電源を入れると、ディスプレイ３４に初期設定画面が表示される。オペレータはその設定画面を見ながら入力デバイス３２よりフィルタ２４に設定する敷居値（例えばＺ）などを入力することができる。この敷居値（例えばＺ）などはフィルタ２４に入力され記憶される。
【００２１】
全ての初期設定が終了すると、オペレータはインターフェログラム測定開始を指示する測定開始信号を入力デバイス３２より入力する（Ｓ２）。この測定開始信号はフィルタ２４に入力される。
測定開始信号が入力されると、フィルタ２４は測定手段によるインターフェログラム測定を開始し、かつ、同時にクロック２２の作動も開始する（Ｓ３）。
【００２２】
すなわち、検出器２０より試料が時間変化を始める前のインターフェログラムデータが出力され、これに続き測定中において時々刻々変化しているインターフェログラムデータが順次出力される。そして、検出器２０より出力されたインターフェログラムデータは一時記憶手段２１により順次記憶される（Ｓ４）。
ここで、測定手段によるインターフェログラム測定中において、一時記憶手段２１に記憶された時間変化インターフェログラムデータをフィルタ２４によりリアルタイムに選別している（Ｓ５）。
【００２３】
すなわち、図３（ｃ）に示すように、フィルタ２４は、同図（ａ）に示す時間変化前のインターフェログラムＡと、同図（ｂ）に示す時間変化中のインターフェログラムＢとを比較している。つまり、それぞれのインターフェログラムＡ，Ｂにより囲まれた部分の面積Ｃを算出する。これをインターフェログラムＡに対するインターフェログラムＢの変化値Ｃとする。
そして、フィルタ２４は、時間変化前のインターフェログラムＡに対して所定の敷居値（例えばＺ）より小さな変化値Ｃを示した時間変化インターフェログラムデータＢを一時記憶手段２１から削除している。
【００２４】
これに対し、フィルタ２４は、時間変化前のインターフェログラムＡに対して所定の敷居値（例えばＺ）より大きな変化値Ｃを示した時間変化インターフェログラムＢを一時記憶手段２１から主記憶手段２６に送出している。
そして、主記憶手段２６は、フィルタ２４より送出された時間変化インターフェログラムデータＢを記憶する（Ｓ６）。
このようにして全ての時間変化インターフェログラムデータＢの選別が終了すると、実施形態１にかかる時間変化スペクトル測定の全ての工程を終了する。
【００２５】
以上のように実施形態１にかかる分光測定器１０によれば、一時記憶手段２１に記憶されたインターフェログラムデータＡ，Ｂをリアルタイムに監視しており、時間変化前のインターフェログラムデータＡに対して所定の敷居値（例えばＺ）より小さな変化値Ｃを示した時間変化インターフェログラムデータＢを一時記憶手段２１から削除することとした。
これに対し、時間変化前のインターフェログラムデータＡに対して所定の敷居値（例えばＺ）より大きな変化値Ｃを示した時間変化インターフェログラムデータＢを一時記憶手段２１から送出し、これを主記憶手段２６に記憶することとした。
【００２６】
これにより、検出器２０より出力されたインターフェログラムデータＡ，Ｂが膨大な量であっても、主記憶手段２６に記憶されるインターフェログラムデータは、必要な時間領域のデータのみとなるから、主記憶手段２６の容量を小さなものにすることができる。
しかも、このようなフィルタ２４による選別工程を測定手段によるインターフェログラム測定中において行うこととしたため、選別工程を測定終了後に行うものに比較し、全ての工程が終了するのに必要な時間の短縮化が図られている。
【００２７】
また、通常の検出器２０より出力されたインターフェログラムデータに基づいてその選別工程を行うこととしたため、データを選別するためだけに別個の検出器を設けていたもの比較し、その構成の簡略化が図られている。
なお、本発明の時間変化スペクトル測定装置としては、前記構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
すなわち、前記構成では、フィルタ２４により時間変化インターフェログラムデータを監視する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
例えば、図４に示すように、検出器１２０より出力されたスペクトルデータを含むインターフェログラムデータをフーリエ変換してスペクトルデータを出力するフーリエ変換手段１２３を設けることが可能となる。なお、図１と対応する部分には符号１００を付して示し説明を省略する。
この場合、フィルタ１２４は、時間変化前のスペクトルデータに対して所定の敷居値より大きな変化値を示した時間変化スペクトルデータを一時記憶手段１２１から主記憶手段１２６に送出している。
【００２９】
また、このフィルタ１２４は、時間変化前のスペクトルデータに対して所定の敷居値より小さな変化値を示した時間変化スペクトルデータを一時記憶手段１２１から削除している。
このように本発明にかかる時間変化スペクトル測定装置を実施形態２にかかる分光測定器１１０としても、前記実施形態１にかかる分光測定器１０と同様の効果を奏することが可能となる。
【００３０】
このほか、フィルタ２４，１２４に監視させるデータを分光スペクトルの特定の波長域のスペクトルエネルギまたは吸光度とすることが可能となる。この場合、フィルタ２４に監視させる分光スペクトルの特定の波長域を少なくとも２つとすることが好適である。
また、フィルタ２４，１２４に監視させるデータの変化量を強度差とすることが可能となる。
また、フィルタ２４，１２４に監視させるデータの変化量をインターフェログラムのエネルギ値とすることが可能となる。
【００３１】
また、フィルタ２４，１２４に監視させるデータの変化量をインターフェログラムのエネルギの変動分とすることが可能となる。
さらに、前記各構成では、時刻情報を出力するクロックとしてコンピュータに内蔵されたクロック２２，１２２を用いる場合について説明したが、これに代わり、図５に示すようにコンピュータに内蔵されたクロック２２、１２２とは別個に設けられた増設クロック２３６を用いることが可能となる。なお、図１と対応する部分には符号２００を付して示し説明を省略する。
【００３２】
この場合、同図に示す分光測定器２００は、増設クロック２３６が測定手段による時間変化インターフェログラム測定開始と同時に発生する外部トリガ信号を受けて作動を開始している。
そして、検出器２２０からのインターフェログラムデータと増設クロック２３６の時刻情報を相関させて一時記憶手段２２１に記憶している。
このように本発明にかかる時間変化スペクトル測定装置を、実施形態３のような分光測定器２００としても、前記実施形態１と同等の効果を奏することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる時間変化スペクトル測定装置によれば、一時記憶手段に記憶されたデータをリアルタイムに監視しており、時間変化前のデータに対して所定の敷居値より大きな変化値を示した時間変化データを一時記憶手段から送出し、これを主記憶手段に記憶することとした。
これにより、測定手段より出力されたデータが膨大な量であっても、主記憶手段に記憶されるデータは、必要な時間領域のデータのみとなるから、主記憶手段の容量を小さなものにすることができる。
しかも、このようなフィルタによる選別工程を測定手段によるデータ測定中において行うこととしたため、選別工程を測定終了後に行うものに比較し、全ての工程が終了するのに必要な時間の短縮化が図られている。
また、通常の測定手段より出力されたデータに基づいてその選別工程を行うこととしたため、データを選別するためだけに別個の検出器を設けていたもの比較し、その構成の簡略化が図られている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１にかかる時間変化スペクトル測定装置の概略構成のブロック図
【図２】図１に示す装置の処理内容を示すフローチャート
【図３】図１に示す装置の作用の説明図
【図４】実施形態２にかかる時間変化スペクトル測定装置の概略構成のブロック図
【図５】実施形態２にかかる時間変化スペクトル測定装置の概略構成のブロック図
【符号の説明】
１０ 分光測定器（時間変化スペクトル測定装置）
１２ 光源（測定手段）
１４ ビームスプリッタ（測定手段）
１６ 固定鏡（測定手段）
１８ 移動鏡（測定手段）
２０ 検出器（測定手段）
２１ 一時記憶手段
２２ クロック
２４ フィルタ
２６ 主記憶手段

Claims (11)

1. 試料の時間変化インターフェログラムデータを順次出力する測定手段と、
   時刻情報を出力するクロックと、
   前記測定手段からのインターフェログラムデータを前記クロックの時刻情報を相関させて一時的に記憶する一時記憶手段と、
   前記測定手段によるインターフェログラム測定中において、前記一時記憶手段に記憶された時間変化インターフェログラムデータをリアルタイムに監視しており、時間変化前のインターフェログラムデータに対して所定の敷居値より大きな変化値を示した時間変化インターフェログラムデータを送出するフィルタと、
   前記フィルタより送出された時間変化インターフェログラムデータを記憶する主記憶手段と、
   を備えたことを特徴とする時間変化スペクトル測定装置。
2. 試料の時間変化インターフェログラムデータを順次出力する測定手段と、
   前記測定手段より出力されたインターフェログラムデータを順次フーリエ変換してスペクトルデータを出力するフーリエ変換手段と、
   時刻情報を出力するクロックと、
   前記フーリエ変換手段からのスペクトルデータを前記クロックの時刻情報を相関させて一時的に記憶する一時記憶手段と、
   前記測定手段によるインターフェログラム測定中において、前記一時記憶手段に記憶された時間変化スペクトルデータをリアルタイムに監視しており、時間変化前のスペクトルデータに対して所定の敷居値より大きな変化値を示した時間変化スペクトルデータを送出するフィルタと、
   前記フィルタより送出された時間変化スペクトルデータを記憶する主記憶手段と、
   を備えたことを特徴とする時間変化スペクトル測定装置。
3. 請求項２記載の装置において、前記フィルタに監視させるデータ変化量を分光スペクトルの特定の波長域のスペクトルエネルギまたは吸光度としたことを特徴とする時間変化スペクトル測定装置。
4. 請求項３記載の装置において、前記フィルタに監視させる分光スペクトルの特定の波長域を少なくとも２つとしたことを特徴とする時間変化スペクトル測定装置。
5. 請求項１または２記載の装置において、前記フィルタに監視させるデータ変化量を強度差としたことを特徴とする時間変化スペクトル測定装置。
6. 請求項１記載の装置において、前記フィルタに監視させるデータ変化量をインターフェログラムのエネルギ値としたことを特徴とする時間変化スペクトル測定装置。
7. 請求項１記載の装置において、前記フィルタに監視させるデータ変化量をインターフェログラムのエネルギの変動分としたことを特徴とする時間変化スペクトル測定装置。
8. 請求項１または２記載の装置において、前記クロックをコンピュータに内蔵されたクロックとしたことを特徴とする時間変化スペクトル測定装置。
9. 請求項１または２記載の装置において、前記クロックをコンピュータに内蔵されたクロックとは別個に設けられた増設クロックとし、該増設クロックは、前記測定手段によるインターフェログラム測定開始と同時に発生する外部トリガ信号が入力されて作動を開始することを特徴とする時間変化スペクトル測定装置。
10. 請求項１記載の装置において、前記フィルタは、時間変化前のインターフェログラムデータに対して所定の敷居値より大きな変化値を示した時間変化インターフェログラムデータを前記一時記憶手段から送出し、かつ、時間変化前のインターフェログラムデータに対して所定の敷居値より小さな変化値を示した時間変化インターフェログラムデータを前記一時記憶手段から削除することを特徴とする時間変化スペクトル測定装置。
11. 請求項２記載の装置において、前記フィルタは、時間変化前のスペクトルデータに対して所定の敷居値より大きな変化値を示した時間変化スペクトルデータを前記一時記憶手段から送出し、かつ、時間変化前のスペクトルデータに対して所定の敷居値より小さな変化値を示した時間変化スペクトルデータを前記一時記憶手段から削除することを特徴とする時間変化スペクトル測定装置。

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