JPH0476056B2 - - Google Patents
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- JPH0476056B2 JPH0476056B2 JP24680883A JP24680883A JPH0476056B2 JP H0476056 B2 JPH0476056 B2 JP H0476056B2 JP 24680883 A JP24680883 A JP 24680883A JP 24680883 A JP24680883 A JP 24680883A JP H0476056 B2 JPH0476056 B2 JP H0476056B2
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- 238000005375 photometry Methods 0.000 claims description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 23
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
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- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 3
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- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
イ 産業上の利用分野
本発明は測定試料に対する測光信号と対照試料
に対する測光信号の両測光信号の比を求める比測
光方式の複光束分光光度計に関する。
に対する測光信号の両測光信号の比を求める比測
光方式の複光束分光光度計に関する。
複光束分光光度計で試料光と対照光の測光信号
の比を求める方式として、対照光の測光信号が一
定値を示すように測光回路の利得を制御したり、
検出器の感度を制御したり、或は光学系のスリツ
ト幅を制御する等の負帰還方式と、試料光、対照
光夫々の測光出力を直接割算する直接比方式とが
あるが、何れの方式においても、試料光束と対照
光束とを夫々交互或は異る周期でチヨツピングし
て一つの光検出器に入射させ、回路上の処理によ
つて試料光と対照光の各測光信号を弁別してい
る。
の比を求める方式として、対照光の測光信号が一
定値を示すように測光回路の利得を制御したり、
検出器の感度を制御したり、或は光学系のスリツ
ト幅を制御する等の負帰還方式と、試料光、対照
光夫々の測光出力を直接割算する直接比方式とが
あるが、何れの方式においても、試料光束と対照
光束とを夫々交互或は異る周期でチヨツピングし
て一つの光検出器に入射させ、回路上の処理によ
つて試料光と対照光の各測光信号を弁別してい
る。
ロ 従来技術
上述した複光束分光光度計で大気中成分の吸収
の影響を受けるような場合、高速で波長走査を行
うとＳ／Ｎ比が低下すると云う問題があつて、高
速波長走査ができなかつた。このような問題は特
にチヨツピング周期を余り短かくできない赤外分
光分析の場合に大きく表れる。
の影響を受けるような場合、高速で波長走査を行
うとＳ／Ｎ比が低下すると云う問題があつて、高
速波長走査ができなかつた。このような問題は特
にチヨツピング周期を余り短かくできない赤外分
光分析の場合に大きく表れる。
この点を具体的に説明する。複光束分光光度計
で対照光と試料光とを同一光検出器で受光する場
合、前述したように両方の光を識別するため夫々
の光束をチヨツピングして光検出器に互に異るタ
イミングで入射するようにしている。このため対
照光と試料光の夫々の測光値はサンプリング時点
が異つている。今大気中成分の吸収スペクトルが
第１図のようであるとする。この吸収の影響は対
照光束も試料光束も全く同じに現れるので、波長
走査速度がおそくて、対照光測光値も試料光測光
値も同じ波長位置でサンプリングされたものとみ
なせるときは比を求めることでこの吸収の影響は
消去される（これが複光束とすることの効果）の
であるが、波長走査が高速になると、対照光と試
料光のサンプリング時点の時間差Δtの間の波長
変化が大となり、夫々のタイミングでの吸収が大
幅に異つて、割算をしても大気成分の吸収の影響
は消去されず、測定上の誤差となる。高速走査に
応じてチヨツピングの周波数を高めれば、この問
題は回避できるが、赤外分光の場合、応答速度の
速い光検出器が得られないので、チヨツピング周
波数を高めることはできない。従つて上の問題を
避けるには波長走査速度を低く抑えておく他なか
つたのである。
で対照光と試料光とを同一光検出器で受光する場
合、前述したように両方の光を識別するため夫々
の光束をチヨツピングして光検出器に互に異るタ
イミングで入射するようにしている。このため対
照光と試料光の夫々の測光値はサンプリング時点
が異つている。今大気中成分の吸収スペクトルが
第１図のようであるとする。この吸収の影響は対
照光束も試料光束も全く同じに現れるので、波長
走査速度がおそくて、対照光測光値も試料光測光
値も同じ波長位置でサンプリングされたものとみ
なせるときは比を求めることでこの吸収の影響は
消去される（これが複光束とすることの効果）の
であるが、波長走査が高速になると、対照光と試
料光のサンプリング時点の時間差Δtの間の波長
変化が大となり、夫々のタイミングでの吸収が大
幅に異つて、割算をしても大気成分の吸収の影響
は消去されず、測定上の誤差となる。高速走査に
応じてチヨツピングの周波数を高めれば、この問
題は回避できるが、赤外分光の場合、応答速度の
速い光検出器が得られないので、チヨツピング周
波数を高めることはできない。従つて上の問題を
避けるには波長走査速度を低く抑えておく他なか
つたのである。
ハ 目的
本発明は複光束分光光度計において、大気中成
分による吸収等の影響を除き高速波長走査を可能
にすることを目的とする。
分による吸収等の影響を除き高速波長走査を可能
にすることを目的とする。
ニ 構成
本発明複光束分光光度計は、上述した誤差の原
因となる吸収スペクトルの波長幅よりも広い範囲
について、対照光信号及び試料光信号を夫々積分
し、積分値間で比を求めると共に、比が求まるの
は積分区間毎に飛びとびになるので、積分区間の
途中については補間法で試料光信号と対照光信号
の比を算出するようになつている。
因となる吸収スペクトルの波長幅よりも広い範囲
について、対照光信号及び試料光信号を夫々積分
し、積分値間で比を求めると共に、比が求まるの
は積分区間毎に飛びとびになるので、積分区間の
途中については補間法で試料光信号と対照光信号
の比を算出するようになつている。
ホ 実施例
第２図は本発明の一実施例を示す。Ｌは光源
で、ミラーmr、msによつて対照光束Ｒと試料光
束Ｓが取出される。Crは対照試料、Csは測定試
料であり、１，２はチヨツパで、対照光束Ｒを周
波数f1、試料光束を周波数f2で断続する。３はビ
ームミキサーで対照光及び試料光を混合して分光
器Ｍに入射させる。Ｄは分光器Ｍの出射光を受光
する検出器である。検出器Ｄの出力はプリアンプ
PAで増幅された後選択増幅器Sr及びSsで周波数
f1の成分とf2の成分とに弁別される。周波数f1の
成分は対照光測光信号であり、f2の成分は試料光
測光信号である。両信号は積分器Ir，Isで積分さ
れる。積分を行つている時間はコンピユータ
CPUから発せられるリセツト信号のタイミング
で制御されており、一定時間の積分結果がＡ／Ｄ
変換されてCPUに取込まれる。
で、ミラーmr、msによつて対照光束Ｒと試料光
束Ｓが取出される。Crは対照試料、Csは測定試
料であり、１，２はチヨツパで、対照光束Ｒを周
波数f1、試料光束を周波数f2で断続する。３はビ
ームミキサーで対照光及び試料光を混合して分光
器Ｍに入射させる。Ｄは分光器Ｍの出射光を受光
する検出器である。検出器Ｄの出力はプリアンプ
PAで増幅された後選択増幅器Sr及びSsで周波数
f1の成分とf2の成分とに弁別される。周波数f1の
成分は対照光測光信号であり、f2の成分は試料光
測光信号である。両信号は積分器Ir，Isで積分さ
れる。積分を行つている時間はコンピユータ
CPUから発せられるリセツト信号のタイミング
で制御されており、一定時間の積分結果がＡ／Ｄ
変換されてCPUに取込まれる。
分光器の波長走査及び測光信号のデータ処理は
波数単位で行われている。分光器Ｍの波数走査は
パルスモータ駆動で波数ΔW飛びに駆動される。
積分区間の波数幅はΔWの整数Ｎ倍にとる。今対
照光の測光信号である選択増幅器Srの出力をSr、
試料光の測光信号である選択増幅器Ssの出力を
Ssとし、積分が夫々波長W1とW2=W1+N〓Wの間で行
われたとして、そのときの積分値を夫々Ir、Isと
する。即ち Ir＝∫W1＋NΔW SrdW W1、 Is＝∫W1＋NΔW SsdW W1 ……(1) こゝで波数W1＋NΔWにおける試料の透過率
TW2を Tw2＝Is／Ir ……(2) とする。この構成においては分光器の波数走査が
W2＝W1＋NΔWまで進行した所で、波数W2に
おける透過率Tw2が求まる。
波数単位で行われている。分光器Ｍの波数走査は
パルスモータ駆動で波数ΔW飛びに駆動される。
積分区間の波数幅はΔWの整数Ｎ倍にとる。今対
照光の測光信号である選択増幅器Srの出力をSr、
試料光の測光信号である選択増幅器Ssの出力を
Ssとし、積分が夫々波長W1とW2=W1+N〓Wの間で行
われたとして、そのときの積分値を夫々Ir、Isと
する。即ち Ir＝∫W1＋NΔW SrdW W1、 Is＝∫W1＋NΔW SsdW W1 ……(1) こゝで波数W1＋NΔWにおける試料の透過率
TW2を Tw2＝Is／Ir ……(2) とする。この構成においては分光器の波数走査が
W2＝W1＋NΔWまで進行した所で、波数W2に
おける透過率Tw2が求まる。
上述構成で透過率は波数NΔW飛びに得られる
ので、その間の透過率は補間計算によりΔW飛び
に算出して表示する。この補間計算は次のように
行われる。
ので、その間の透過率は補間計算によりΔW飛び
に算出して表示する。この補間計算は次のように
行われる。
Tw1：波数W1における透過率
Tw2：波数W2における透過率
W2＝W1＋NΔW
Twx：波数W1＋xΔW
ｘは整数で１〜Ｎ−１
Twx＝Tw2−Tw1／Ｎ×ｘ＋Tw1
こゝで前記(1)、(2)式を参照すると、Tw2が求ま
るのは分光器の波数走査がW2まで進んだ時であ
るからW1からW2までの間の補間計算は分光器の
波数走査がW2からW3へと進行して行く間に行わ
れる。従つて表示装置４においては分光器Ｍの波
数位置よりNΔWだけ遅れた波数に対応する透過
率を表示する。
るのは分光器の波数走査がW2まで進んだ時であ
るからW1からW2までの間の補間計算は分光器の
波数走査がW2からW3へと進行して行く間に行わ
れる。従つて表示装置４においては分光器Ｍの波
数位置よりNΔWだけ遅れた波数に対応する透過
率を表示する。
第３図はCPUの動作のフローチヤートである。
分光器の波数走査の始点の波数をWoとすると、
整数ＮはNΔWが第１図における大気成分の吸収
等のピーク幅を充分含むと共にWoがNΔWで割
切れるように選択される。このようにしておく
と、各積分区間の境界の波数W1、W2……は全て
NΔWで割切れる。以上の点を前提として第３図
のフローチヤートを説明する。Wiは分光器の現
在の波数位置である。ステツプ(イ)でWi／NΔWの
試算を行い、ステツプ(ロ)でこれが割切れるかどう
かを調べる。割切れる場合（YES）はその波数
Wiは積分区間の境界であるから、そのときの積
分器Ir，Isの出力Ir、Isを読込む(ハ)。次いでTwi
＝Is／Irを算出(ニ)し、数Ｍを０とおき(ホ)、各積分
器をリセツト(ヘ)し、（Twi−Twi−１）／Ｎ＝α
を計算し(ト)し、Twi−１＋Mαを算出する(チ)。(ト)
(チ)のステツプは補間計算を行つているのであり、
Ｍは当初０である。次のステツプ(リ)で波数送りモ
ータを駆動し、分光器の波数をΔWだけ進め、
WiをWi＋ΔWにし(ヌ)、表示器４における表示波
数をWi−NΔWにする（ル）。この（ル）のステ
ツプにおけるWiは先の(イ)のステツプのWiより
ΔWだけプラスされた波数であり、作動は(イ)に戻
る。(ロ)ステツプが割切れない（NO）のは積分区
間の途中であることを意味し、動作はステツプ
（ヲ）でＭに１を加え、動作は(チ)に飛ぶ。かくし
て分光器は波数ΔW飛びに駆動され、その都度補
間計算が行われ、表示がなされ、再び積分区間の
境界に来ると、Wi／NΔWが割切れて動作は(ハ)(ニ)
……（ル）と進行する。
分光器の波数走査の始点の波数をWoとすると、
整数ＮはNΔWが第１図における大気成分の吸収
等のピーク幅を充分含むと共にWoがNΔWで割
切れるように選択される。このようにしておく
と、各積分区間の境界の波数W1、W2……は全て
NΔWで割切れる。以上の点を前提として第３図
のフローチヤートを説明する。Wiは分光器の現
在の波数位置である。ステツプ(イ)でWi／NΔWの
試算を行い、ステツプ(ロ)でこれが割切れるかどう
かを調べる。割切れる場合（YES）はその波数
Wiは積分区間の境界であるから、そのときの積
分器Ir，Isの出力Ir、Isを読込む(ハ)。次いでTwi
＝Is／Irを算出(ニ)し、数Ｍを０とおき(ホ)、各積分
器をリセツト(ヘ)し、（Twi−Twi−１）／Ｎ＝α
を計算し(ト)し、Twi−１＋Mαを算出する(チ)。(ト)
(チ)のステツプは補間計算を行つているのであり、
Ｍは当初０である。次のステツプ(リ)で波数送りモ
ータを駆動し、分光器の波数をΔWだけ進め、
WiをWi＋ΔWにし(ヌ)、表示器４における表示波
数をWi−NΔWにする（ル）。この（ル）のステ
ツプにおけるWiは先の(イ)のステツプのWiより
ΔWだけプラスされた波数であり、作動は(イ)に戻
る。(ロ)ステツプが割切れない（NO）のは積分区
間の途中であることを意味し、動作はステツプ
（ヲ）でＭに１を加え、動作は(チ)に飛ぶ。かくし
て分光器は波数ΔW飛びに駆動され、その都度補
間計算が行われ、表示がなされ、再び積分区間の
境界に来ると、Wi／NΔWが割切れて動作は(ハ)(ニ)
……（ル）と進行する。
ヘ 効果
本発明によれは、積分動作によりNΔWの区間
のサンプリングデータが平均化されて試料光信
号、対照光信号の比が求められるので、個々の信
号のサンプリングのタイミングが異つていても、
全体としては同じ時間インターバルにおける試料
光信号と対照光信号の比になつており、両信号に
共通に現われる変化が相殺され、高速走査におい
ても大気成分の吸収等の影響は現れない。なお本
発明によると波数NΔWの間のデータの平均をそ
の区間のサンプリングデータとしていることにな
るから、波長分解能が低下していることになる
が、高速走査を行うのは、赤外線分光の場合等、
正規の測定には数十分もかゝるので、２〜３分で
試料スペクトルの全体のおよその形を知りたいと
云うような場合であるから、高い波長分解能は求
めていないのであり、むしろノイズが少く全体と
して正しいスペクトルの形が表示される方が望ま
しいのであり、本発明はそのような要求に適合し
ているのである。
のサンプリングデータが平均化されて試料光信
号、対照光信号の比が求められるので、個々の信
号のサンプリングのタイミングが異つていても、
全体としては同じ時間インターバルにおける試料
光信号と対照光信号の比になつており、両信号に
共通に現われる変化が相殺され、高速走査におい
ても大気成分の吸収等の影響は現れない。なお本
発明によると波数NΔWの間のデータの平均をそ
の区間のサンプリングデータとしていることにな
るから、波長分解能が低下していることになる
が、高速走査を行うのは、赤外線分光の場合等、
正規の測定には数十分もかゝるので、２〜３分で
試料スペクトルの全体のおよその形を知りたいと
云うような場合であるから、高い波長分解能は求
めていないのであり、むしろノイズが少く全体と
して正しいスペクトルの形が表示される方が望ま
しいのであり、本発明はそのような要求に適合し
ているのである。
第１図は従来例の問題点を説明するグラフ、第
２図は本発明の一実施例装置のブロツク図、第３
図は同装置の動作のフローチヤートである。 Ｌ……光源、Ｒ……対照光束、Ｓ……試料光
束、１，２……チヨツパ、３……ビームミキサ、
Ｍ……分光器、Ｄ……光検出器、Sr，Ss……選
択増幅器、Ir，Is……積分器、CPU……コンピユ
ータ、４……表示器。
２図は本発明の一実施例装置のブロツク図、第３
図は同装置の動作のフローチヤートである。 Ｌ……光源、Ｒ……対照光束、Ｓ……試料光
束、１，２……チヨツパ、３……ビームミキサ、
Ｍ……分光器、Ｄ……光検出器、Sr，Ss……選
択増幅器、Ir，Is……積分器、CPU……コンピユ
ータ、４……表示器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 対照光束と試料光束とを夫々チヨツピングし
て測光する型の複光束分光光度計において波長走
査期間中、 複数回のチヨツピング動作を含む波長範囲を積
分区間として対照光信号及び試料光信号を夫々積
分する積分手段と、同じ波長範囲の上記両積分手
段による積分出力の比を求める手段と、積分区間
の途中の点に対して、上記積分区間の後端で求め
られた対照光信号と試料光信号の両積分値の比と
この積分区間の前の積分区間の後端で求められた
対照光信号と試料光信号の両積分出力の比とか
ら、補間法で、対照光、試料光両光の信号の比を
求める演算手段を備えたことを特徴とする複光束
分光光度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24680883A JPS60135730A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 複光束分光光度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24680883A JPS60135730A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 複光束分光光度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60135730A JPS60135730A (ja) | 1985-07-19 |
| JPH0476056B2 true JPH0476056B2 (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=17153984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24680883A Granted JPS60135730A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 複光束分光光度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60135730A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07117458B2 (ja) * | 1986-06-02 | 1995-12-18 | ミノルタ株式会社 | 分光測定装置 |
| US5175697A (en) * | 1986-06-02 | 1992-12-29 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Spectrophotometer for accurately measuring light intensity in a specific wavelength region |
-
1983
- 1983-12-23 JP JP24680883A patent/JPS60135730A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60135730A (ja) | 1985-07-19 |
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