JPH03202730A - Data processing device of interference spectrophotometer - Google Patents
Data processing device of interference spectrophotometerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はフーリエ変換型赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）を
代表とする干渉分光光度計において、干渉信号（インタ
ーフェログラム）のオフセット値を補正するためのデー
タ処理装置に関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention is a method for correcting the offset value of an interference signal (interferogram) in an interference spectrophotometer, typically a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR). The present invention relates to a data processing device for processing data.
ＦＴＩＲなどの干渉分光光度計は、物質の定性分析、同
定分析を初め、定量分析にも広く利用され、高分子材料
や半導体を初め、有機物質、無機物質を問わず幅広い物
質に対して利用されている。Interference spectrophotometers such as FTIR are widely used for qualitative analysis, identification analysis, and quantitative analysis of substances, and are used for a wide range of substances, including polymer materials and semiconductors, as well as organic and inorganic substances. ing.
（従来の技術）
ＦＴＩＲの検出器で測定されたインターフェログラムは
、アンプで増幅された後、バイパスフィルタとローパス
フィルタを通り、サンプルホールドアンプでサンプリン
グ及びホールドされ、最終的にＡ／Ｄ変換器でデジタル
信号に変換されてコンピュータに取り込まれる。このと
き、まずバイパスツイータによって低周波数のうねりと
オフセットがアナログ的に除去される。その後、デジタ
ル化されたインターフェログラムは、その両サイドの信
号の小さい部分において加算平均され、その値をゼロレ
ベル（オフセット値）とみなしてアンプやＡ／Ｄ変換器
などのゼロ点の浮き上がり量の補正を行なっている。(Prior art) An interferogram measured by an FTIR detector is amplified by an amplifier, passes through a bypass filter and a low-pass filter, is sampled and held by a sample-and-hold amplifier, and is finally sent to an A/D converter. It is converted into a digital signal and sent to a computer. At this time, low frequency undulations and offsets are first removed in an analog manner by the bypass tweeter. After that, the digitized interferogram is averaged over small parts of the signals on both sides, and this value is regarded as the zero level (offset value), which is the amount by which the zero point of the amplifier or A/D converter rises. Corrections are being made.
（発明が解決しようとする課題）
従来の方法では、一連のインターフェログラム信号のオ
フセット値は一定の値をもっているものと仮定している
。また、低周波数のうねり（ドリフト）はアナログフィ
ルタで除去できるものと仮定している。しかし、厳密に
は低周波数のうねりはアナログフィルタで完全には除去
しきれないため、観測されるインターフェログラムの再
現性が劣化し、そのため測定されるスペクトルの再現性
の劣化を生じている。(Problem to be Solved by the Invention) In the conventional method, it is assumed that the offset value of a series of interferogram signals has a constant value. It is also assumed that low frequency waviness (drift) can be removed by an analog filter. However, strictly speaking, low-frequency undulations cannot be completely removed by analog filters, which deteriorates the reproducibility of observed interferograms, which causes deterioration in the reproducibility of measured spectra.
本発明は、インターフェログラムのオフセットやドリフ
トをさらに高精度に除去することのできるデータ処理装
置を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a data processing device that can remove interferogram offsets and drifts with higher accuracy.
（課題を解決するための手段） 第１図は本発明を表わす。(Means for solving problems) FIG. 1 represents the invention.
２は干渉計の干渉信号がサンプルリングされ。2, the interference signal of the interferometer is sampled.
デジタル信号として読み込まれたインターフェログラム
の少なくとも一部に対して、移動平均とスムージングの
少なくともいずれかの処理を施す演算手段、４はインタ
ーフェログラムから演算手段２の出力を引き去って補正
されたインターフェログラムを得る引き算手段である。A calculation means that performs at least one of moving average and smoothing processing on at least a part of the interferogram read as a digital signal, and 4 is corrected by subtracting the output of the calculation means 2 from the interferogram. It is a subtraction means to obtain an interferogram.
（実施例） 第２図は本発明が適用されるＦＴＩＲの光学系を示す。(Example) FIG. 2 shows an FTIR optical system to which the present invention is applied.
６はビームスプリッタ及びコンペンセータ（以下単にビ
ームスプリッタという）、８は固定鏡、１０は移動鏡で
あり、ビームスプリッタ６は固定鏡８の法線方向及び移
動鏡１０の法線方向に対して４５度の傾きをもって配置
されている。移動鏡１０は摺動機構に支持され、摺動機
構はりニヤモータによって移動鏡ＩＯをビームスプリッ
タ６に近づく方向と遠ざかる方向に移動させる。6 is a beam splitter and compensator (hereinafter simply referred to as a beam splitter); 8 is a fixed mirror; 10 is a movable mirror; It is arranged at an angle of . The movable mirror 10 is supported by a sliding mechanism, and the sliding mechanism moves the movable mirror IO toward and away from the beam splitter 6 by a linear motor.
ビームスプリッタ６、固定鏡８及び移動鏡１０とともに
主干渉計を構成して赤外分光測定系とするために、赤外
光源上２が設けられ、光源１２からの赤外線は球面＃１
１４、アパーチャーエ６、コリメータ鏡１８及び平面［
２０を経てビームスプリッタ６に入射され、この干渉計
で変調される。In order to configure a main interferometer together with the beam splitter 6, fixed mirror 8, and movable mirror 10 to form an infrared spectrometer measurement system, an infrared light source 2 is provided, and the infrared rays from the light source 12 are transmitted through the spherical surface #1.
14, aperture 6, collimator mirror 18 and plane [
20 and enters the beam splitter 6, where it is modulated by this interferometer.
変調光は平面ｔ１１２２、球面＠２４から試料２６を通
過した後、軸外し楕円画境２８を経て赤外検出器３０で
受光されて電気信号に変換される。赤外検出器３０とし
てはＴＧＳ、ＬｉＴａＯ３などの焦電型検出器やＭＣＴ
、ＩｎＳｂなどの量子型検出器を用いる。The modulated light passes through the sample 26 from the plane t1122 and the spherical surface @24, passes through the off-axis elliptical field 28, is received by the infrared detector 30, and is converted into an electrical signal. The infrared detector 30 may be a pyroelectric detector such as TGS or LiTaO3, or MCT.
, InSb, or other quantum type detectors are used.
ビームスプリッタ６、固定ｔＩｉｔ８及び移動ｌ［１０
とともにコントロール干渉計を構成するために。Beam splitter 6, fixed tIit8 and moving l[10
together with to configure the control interferometer.
光源としてＨｅ −Ｎ ｅレーザ３２が設けられている
。３４はレーザビームを干渉計に導入するためのビーム
スプリッタである。３６は干渉計で変調されたレーザビ
ームを取り出すミラーであり、３８はレーザビーム用の
検出器である。A He-Ne laser 32 is provided as a light source. 34 is a beam splitter for introducing the laser beam into the interferometer. 36 is a mirror for taking out the laser beam modulated by the interferometer, and 38 is a detector for the laser beam.
一連のデータは移動［１０の１回の走査によって得られ
る。A series of data is obtained by one scan of the movement [10.
第３図はＦＴＩＲのデータ処理系の一例を表わしている
。FIG. 3 shows an example of an FTIR data processing system.
４０は検出器３０の検出信号（インターフェログラム）
を増幅するプリアンプ、４２はＣＰＵでコントロールさ
れるオートゲインアンプ、４４はバイパスフィルタ、４
６はローパスフィルタ、４８はサンプルホールド回路、
５０はＡ／Ｄコンバータである。サンプルホールド回路
４８でのデータのサンプリングとＡ／Ｄコンバータ５０
でのＡ／Ｄ変換のトリガー信号としては、コントロール
干渉計のレーザ干渉信号が用いられる。Ａ／Ｄコンバー
タ５０でデジタル化された信号はマイクロコンピュータ
によってコンピュータ内のメモリ（ＲＡＭ）に取り込ま
れる。コンピュータ内では取り込まれたインターフェロ
グラムに対して、第１図に示されるデータ処理装置５２
によって補正され、補正されたインターフェログラムに
対してフーリエ変換が施されてスペクトルが得られる。40 is a detection signal (interferogram) of the detector 30
42 is an auto gain amplifier controlled by the CPU, 44 is a bypass filter, 4 is a preamplifier that amplifies the
6 is a low-pass filter, 48 is a sample and hold circuit,
50 is an A/D converter. Data sampling in sample hold circuit 48 and A/D converter 50
A laser interference signal from a control interferometer is used as a trigger signal for A/D conversion. The signal digitized by the A/D converter 50 is taken into a memory (RAM) in the computer by a microcomputer. In the computer, a data processing device 52 shown in FIG.
The corrected interferogram is then subjected to Fourier transformation to obtain a spectrum.
第４図にインターフェログラムの例を示す。FIG. 4 shows an example of an interferogram.
インターフェログラムはコンピュータのメモリ上で、Ｉ
ｏ（０）から１．（ｎ）までの（ｎ＋１）個のデータと
して保持される。The interferogram is stored in the computer's memory as an I
o(0) to 1. It is held as (n+1) pieces of data up to (n).
第５図によりデータ処理部５２における動作を説明する
。The operation in the data processing section 52 will be explained with reference to FIG.
まず、予め設定されたデータ数で移動平均を計算する。First, a moving average is calculated using a preset number of data.
−例として、９個のデータで移動平均を計算するものと
すれば、移動平均値は次の式のようになる。ただし、先
頭及び最後尾の部分のデータはデータ数が減らないよう
に、不足分だけ前後の同じデータで補足する。- As an example, if a moving average is calculated using nine pieces of data, the moving average value will be as shown in the following formula. However, to prevent the number of data from decreasing in the data at the beginning and end, the missing portion is supplemented with the same data before and after.
（Ｉｏ（０）＋ ｌｏ（１）十−−−−−−＋ １．（
８） ） ／９ ＝Ｂ１（０）（工。（０）＋ｌ０（１
）＋・・・・・・＋１゜（８））／９＝Ｂ□（１）（Ｉ
、（０）＋ｌ０（１）＋・・・・・・＋Ｉ−（８） ）
／９＝Ｂ工（２）（１，（ｏ）＋ｌ１１（１）＋・・
・・・・＋１゜（８））／９＝Ｂ□（３〉（工。（１）
＋１．（２）＋・・・・・・＋１゜（１０） ） ／９
＝Ｂ工（４）（１，（２）＋ｌ０（３）十・・・・・・
＋１゜（１１） ） ／９＝Ｂユ（５）（Ｉ ｏ（ｎ−
８）＋ Ｉ 、（ｎ−７） 十・・・・・・＋ Ｉ 、
（ｎ）） ／ ９ ＝Ｂ１（ｎ ）次に、スムージング
処理を行なう。スムージングのための重み関数をＷ＜ｊ
）（ｊ＝−ｎ−ｎ）とする。(Io(0)+lo(1)10-------+1.(
8) ) /9 =B1(0)(Eng.(0)+l0(1
)+・・・・・・+1゜(8))/9=B□(1)(I
, (0)+l0(1)+...+I-(8))
/9=B engineering (2) (1, (o)+l11(1)+...
・・・+1゜(8))/9=B□(3〉(Eng.(1)
+1. (2)＋・・・・・・＋1゜(10) ) /9
= B engineering (4) (1, (2) + l0 (3) ten...
+1゜(11) ) /9=Byu(5)(I o(n-
8) + I, (n-7) 10...+ I,
(n))/9=B1(n) Next, smoothing processing is performed. The weight function for smoothing is W<j
) (j=-nn).
（ｉ＝０〜ｎ）
を計算する。ただし、Ｂ１（−Ｒ）〜Ｂ□（−１）はＢ
ｚ（ｏ）と同じ値、Ｂ、（ｎ ＋ １ ） 〜Ｂ□（ｎ
＋ ｎ ）はＢ１（ｎ）と同じ値を用いる。(i=0~n) Calculate. However, B1(-R) ~ B□(-1) is B
Same value as z(o), B, (n + 1) ~B□(n
+n) uses the same value as B1(n).
その後、スムージング処理された移動平均値Ｂ（１（ｉ
）をゼロベースとして、データから引き算をし、補正
されたインターフェログラムＩ（ｉ）を計算する。Thereafter, the smoothed moving average value B(1(i
) is used as a zero base and subtracted from the data to calculate a corrected interferogram I(i).
スムージングのための重み関数としては、例えばサビツ
キ・ゴーレーの関数（ＡＮＡＬＹＴＩＣＡＬＣＨＥＭＩ
ＳＴＲＹ、ｖｏｌ、３６．Ｎｏ、８．１６２７−１６３
９（１９６４）参照）。As a weighting function for smoothing, for example, the Savicki-Golay function (ANALYTICALCHEMI
STRY, vol, 36. No. 8.1627-163
9 (1964)).
実施例はゼロベースを計算するために、移動平均とスム
ージングの両方を行なっているが、いずれか一方だけを
行なってもよい。In the embodiment, both moving average and smoothing are performed to calculate the zero base, but only one of them may be performed.
移動平均の点数は実施例の９点に限らず、適当な値に設
定することができる。The number of moving average points is not limited to nine points as in the embodiment, but can be set to an appropriate value.
（発明の効果）
インターフェログラムの移動平均とスムージングの少な
くともいずれかを用いてゼロベースを求めるので、従来
のようにアナログフィルタのみでゼロベースの補正をす
るのに比べて正確に補正することができる。その結果、
赤外検出器でも特に焦電型検出器は低周波数に対して感
度が高いため。(Effects of the Invention) Since the zero base is determined using at least one of the moving average and smoothing of the interferogram, the zero base can be corrected more accurately than the conventional zero base correction using only an analog filter. can. the result,
Among infrared detectors, pyroelectric detectors in particular have high sensitivity to low frequencies.
アナログフィルタを通しても低周波数のドリフトがイン
ターフェログラムに重畳することが多いのに対し、本発
明では、ドリフトの影響を除去し、測定されたインター
フェログラムの再現性が高くなり、得られるスペクトル
の再現性も向上する。Although low-frequency drift is often superimposed on interferograms even when passed through an analog filter, the present invention eliminates the influence of drift, increases the reproducibility of measured interferograms, and improves the resulting spectrum. Reproducibility is also improved.
第１図は本発明を示すブロック図、第２図は本発明が適
用されるＦＴＩＲの光学系を示す構成国、第３図はＦＴ
ＩＲの信号処理系を示すブロック図、第４図はインター
フェログラムの一例を示す図。
第５図は一実施例の動作を示すフローチャート図である
。
２・・・・・・演算手段、４・・・・・・引き算手段、
６・・・・・・ビームスプリッタ、８・・・・・・固定
鏡、１０・・・・・・移動鏡、１２・・・・・・赤外光
源、３０・・・・・・赤外検出器、３２・・・・・・Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザ、４８・・・・・・サンプルホールド回
路、５０・・・・・・Ａ／Ｄコンバータ、５２・・・・
・・データ処理部。
第１図Fig. 1 is a block diagram showing the present invention, Fig. 2 shows the constituent countries of the FTIR optical system to which the present invention is applied, and Fig. 3 shows the FTIR optical system.
FIG. 4 is a block diagram showing an IR signal processing system, and FIG. 4 is a diagram showing an example of an interferogram. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of one embodiment. 2... Arithmetic means, 4... Subtraction means,
6... Beam splitter, 8... Fixed mirror, 10... Moving mirror, 12... Infrared light source, 30... Infrared Detector, 32...H
e-Ne laser, 48...sample hold circuit, 50...A/D converter, 52...
...Data processing section. Figure 1
Claims (1)
ル信号として読み込まれたインターフェログラムの少な
くとも一部に対して、移動平均とスムージングの少なく
ともいずれかの処理を施す演算手段と、インターフェロ
グラムから前記演算手段の出力を引き去る引き算手段と
を備えたインターフェログラム補正用データ処理装置。(1) A calculation means for performing at least one of moving average and smoothing processing on at least a part of the interferogram, in which the interference signal of the interferometer is sampled and read as a digital signal; and subtraction means for subtracting the output of the arithmetic means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34237489A JPH03202730A (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | Data processing device of interference spectrophotometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34237489A JPH03202730A (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | Data processing device of interference spectrophotometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03202730A true JPH03202730A (en) | 1991-09-04 |
Family
ID=18353237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34237489A Pending JPH03202730A (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | Data processing device of interference spectrophotometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03202730A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6338971B1 (en) | 1998-09-04 | 2002-01-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of correcting alignment |
| JP2020143972A (en) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | ウシオ電機株式会社 | Interferogram data correction method, interferogram data correction program, spectrometry device, and spectrometry method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01176921A (en) * | 1988-01-06 | 1989-07-13 | Hitachi Ltd | Fourier spectral device |
-
1989
- 1989-12-29 JP JP34237489A patent/JPH03202730A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01176921A (en) * | 1988-01-06 | 1989-07-13 | Hitachi Ltd | Fourier spectral device |
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| JP2020143972A (en) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | ウシオ電機株式会社 | Interferogram data correction method, interferogram data correction program, spectrometry device, and spectrometry method |
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