JPH0688745A - 光検出器の直線性決定方法および精密測光機器 - Google Patents
光検出器の直線性決定方法および精密測光機器Info
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- JPH0688745A JPH0688745A JP5023171A JP2317193A JPH0688745A JP H0688745 A JPH0688745 A JP H0688745A JP 5023171 A JP5023171 A JP 5023171A JP 2317193 A JP2317193 A JP 2317193A JP H0688745 A JPH0688745 A JP H0688745A
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- 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
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
-
- G—PHYSICS
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 光検出器の直線性を決定し、また、精密に較
正された光検出器を有する測光機器を提供する。 【構成】 本装置は、光源１２、焦点合せ用の視準レン
ズ１４、第１の光ファイバ１６、光ビーム通過用の少な
くとも１つのスロット５６を有する回転円板４６、被試
験液体に浸漬されたプローブ構体１８、光学スイッチ２
８を備えたバイパスファイバ２６、濾過光を取り出す第
２光ファイバ２４、光３５を検出器１１へ分散する凹状
格子３３を利用する分光計３２、スペクトルを示す検出
器１１からの信号を記憶、処理するコンピュータ３７で
構成する。
正された光検出器を有する測光機器を提供する。 【構成】 本装置は、光源１２、焦点合せ用の視準レン
ズ１４、第１の光ファイバ１６、光ビーム通過用の少な
くとも１つのスロット５６を有する回転円板４６、被試
験液体に浸漬されたプローブ構体１８、光学スイッチ２
８を備えたバイパスファイバ２６、濾過光を取り出す第
２光ファイバ２４、光３５を検出器１１へ分散する凹状
格子３３を利用する分光計３２、スペクトルを示す検出
器１１からの信号を記憶、処理するコンピュータ３７で
構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は測光装置かつとくにかか
る装置における光検出器の読み出し期間中に受光される
光の量に関連する光検出器の直線性の決定に関する。
る装置における光検出器の読み出し期間中に受光される
光の量に関連する光検出器の直線性の決定に関する。
【０００２】
【従来の技術】光検出器は光の量を測定する種々の機器
に使用される。１つの等級の検出器は連続する時間間隔
の間中蓄積される光の周期的な読み出しを提供する。こ
れらの検出器は良く知られておりかつ一般にドーピング
されたシリコンのごとき表面上への放射線の入射時の電
荷発生の原理に基礎を置いたソリツドステートである。
画像またはスペクトル解像度を設けるために表面はピク
セル領域に分割される。ピクセルからの信号の蓄積およ
び読み出しは、ピクセルを通って繰り返して循環される
読み出しにより、ピクセルからの電荷の伝送によりもた
らされる。
に使用される。１つの等級の検出器は連続する時間間隔
の間中蓄積される光の周期的な読み出しを提供する。こ
れらの検出器は良く知られておりかつ一般にドーピング
されたシリコンのごとき表面上への放射線の入射時の電
荷発生の原理に基礎を置いたソリツドステートである。
画像またはスペクトル解像度を設けるために表面はピク
セル領域に分割される。ピクセルからの信号の蓄積およ
び読み出しは、ピクセルを通って繰り返して循環される
読み出しにより、ピクセルからの電荷の伝送によりもた
らされる。
【０００３】ソリツドステート光検出器は信号強さ対読
み出し期間中に集められる光の量の直線性において全く
正確である。光の量は集められたフオトンの合計数、ま
たは期間にわたつて積分される光強さとして種々に定義
されることができる。しかしながら、直線性は完全でな
くかつ較正が幾つかの機器、対応する液体の分析用の吸
収分光光度計に要求される精度のレベルに関して必要で
ある。
み出し期間中に集められる光の量の直線性において全く
正確である。光の量は集められたフオトンの合計数、ま
たは期間にわたつて積分される光強さとして種々に定義
されることができる。しかしながら、直線性は完全でな
くかつ較正が幾つかの機器、対応する液体の分析用の吸
収分光光度計に要求される精度のレベルに関して必要で
ある。
【０００４】較正は光源ランプの強さを変化するごとき
種々の方法において行われたが、これは要求される精度
を提供しない場合がある。通常の較正方法は検出器の読
み出し期間を変化することである。しかしながら、自己
走査されたアレイ検出器の読み出し期間を変化すること
は本質的に検出器の応答性の変化を生じるかも知れな
い。
種々の方法において行われたが、これは要求される精度
を提供しない場合がある。通常の較正方法は検出器の読
み出し期間を変化することである。しかしながら、自己
走査されたアレイ検出器の読み出し期間を変化すること
は本質的に検出器の応答性の変化を生じるかも知れな
い。
【０００５】他の方法は光の強さが各個によりかつ次い
で組み合わせて測定されることを許容する多数の装置を
利用する。結合された強さ対個々の強さの合計の比を取
ることにより、非直線性の度合いが決定されることがで
きる。同様な機構に基礎を置いた新たに実行された方法
が、１９９１年５月１日付けのアプライド・オプテイク
ス、３０，１６７８−１６８７頁にジエイ・シー・ツビ
ンケルズおよびデイー・エス・ジヤイナツクによる「分
光光度計直線性試験用自動化高精度可変アパーチヤ」に
おいて開示されている。これはマイクロコンピユータ指
示により専用のコントローラにより駆動される高精度Ｐ
ＺＴモータを必要とする。
で組み合わせて測定されることを許容する多数の装置を
利用する。結合された強さ対個々の強さの合計の比を取
ることにより、非直線性の度合いが決定されることがで
きる。同様な機構に基礎を置いた新たに実行された方法
が、１９９１年５月１日付けのアプライド・オプテイク
ス、３０，１６７８−１６８７頁にジエイ・シー・ツビ
ンケルズおよびデイー・エス・ジヤイナツクによる「分
光光度計直線性試験用自動化高精度可変アパーチヤ」に
おいて開示されている。これはマイクロコンピユータ指
示により専用のコントローラにより駆動される高精度Ｐ
ＺＴモータを必要とする。
【０００６】
【発明が解決すべき課題】上記した従来の装置において
は、較正が必要であり、その較正の方法によると、検出
器の応答性の変化を生じたり、また、他の方法ではマイ
クロコンピユータ指示により専用のコントローラにより
駆動される高精度ＰＺＴモータを要求することが知られ
ている。
は、較正が必要であり、その較正の方法によると、検出
器の応答性の変化を生じたり、また、他の方法ではマイ
クロコンピユータ指示により専用のコントローラにより
駆動される高精度ＰＺＴモータを要求することが知られ
ている。
【０００７】本発明の目的は信号の連続読み出しを有
し、各信号が対応する読み出し間隔の間中受光される光
の量と相関し、各読み出しが読み出し時間を有し、そし
てすべての読み出し間隔が予め定めた読み出し期間に等
しい型の光検出器の直線性を決定することにある。他の
目的は精密に較正された光検出器を有する測光機器を提
供することにある。
し、各信号が対応する読み出し間隔の間中受光される光
の量と相関し、各読み出しが読み出し時間を有し、そし
てすべての読み出し間隔が予め定めた読み出し期間に等
しい型の光検出器の直線性を決定することにある。他の
目的は精密に較正された光検出器を有する測光機器を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記および他の目的は光
パルス列が光検出器に向けられ、該光パルスが連続する
パルス間で等しい強さおよび可変パルス期間を有し、か
つ各光パルスがパルス期間の一定の部分に等しい可変パ
ルス幅を有する方法により達成される。一定の部分およ
び最大パルス期間は各パルス幅が読み出し期間より大き
くないように協働して選択される。最小パルス期間は読
み出し期間の２倍以下でないように選択される。パルス
期間は最大パルス期間と最小パルス期間との間のパルス
期間を滑らかに変化される一方、前記光検出器および対
応する読み出し時間から連続信号が読み出されかつ記憶
される。
パルス列が光検出器に向けられ、該光パルスが連続する
パルス間で等しい強さおよび可変パルス期間を有し、か
つ各光パルスがパルス期間の一定の部分に等しい可変パ
ルス幅を有する方法により達成される。一定の部分およ
び最大パルス期間は各パルス幅が読み出し期間より大き
くないように協働して選択される。最小パルス期間は読
み出し期間の２倍以下でないように選択される。パルス
期間は最大パルス期間と最小パルス期間との間のパルス
期間を滑らかに変化される一方、前記光検出器および対
応する読み出し時間から連続信号が読み出されかつ記憶
される。
【０００９】１組のバーニヤ対の信号がを隣接する読み
出し間隔において発生するこれらの対の信号として識別
され、かつ該バーニヤ対を除外する１組の非バーニヤ信
号が確立される。発生時間が前記バーニヤ対の発生時間
に関して、各発生時間に対する対応する合計光パルス数
であるように、確認される。発生時間は合計光パルス数
対時間の発生関数に適合させるために利用される。非バ
ーニヤ信号が前記光検出器の直線性の測定として非バー
ニヤ信号対パルス期間のプロツトをもたらすように前記
発生関数に相関させられる。
出し間隔において発生するこれらの対の信号として識別
され、かつ該バーニヤ対を除外する１組の非バーニヤ信
号が確立される。発生時間が前記バーニヤ対の発生時間
に関して、各発生時間に対する対応する合計光パルス数
であるように、確認される。発生時間は合計光パルス数
対時間の発生関数に適合させるために利用される。非バ
ーニヤ信号が前記光検出器の直線性の測定として非バー
ニヤ信号対パルス期間のプロツトをもたらすように前記
発生関数に相関させられる。
【００１０】好ましくは、前記発生関数に対する相関が
以下の通り行われる。すなわち、発生曲線から、時点が
前記非バーニヤ信号に関して決定されかつまた、パルス
期間対時間を示すさらに他の曲線が計算される。該さら
に他の関数から対応するパルス期間が各時点に関してか
つそれにより各対応する非バーニヤ信号にして識別され
る。前記非バーニヤ信号は次いでパルス期間に対してプ
ロツトされる。
以下の通り行われる。すなわち、発生曲線から、時点が
前記非バーニヤ信号に関して決定されかつまた、パルス
期間対時間を示すさらに他の曲線が計算される。該さら
に他の関数から対応するパルス期間が各時点に関してか
つそれにより各対応する非バーニヤ信号にして識別され
る。前記非バーニヤ信号は次いでパルス期間に対してプ
ロツトされる。
【００１１】前記目的はまた、光検出器および該光検出
器へ光パルス列を向けるための手段からなり、該光パル
スが連続するパルス間で等しい強さおよび可変パルス期
間を有し、かつ各光パルスがパルス期間の一定の部分に
等しい可変パルス幅を有する精密測光機器により達成さ
れる。該機器また光検出器および対応する読み出し時間
から連続信号を記憶するための手段、および一連の連続
信号をもたらすために最大パルス期間と最小パルス期間
との間のパルス期間を滑らかに変化するための手段から
なり、前記最小パルス期間が前記読み出し期間の２倍以
下でなく、そして最大パルス期間および一定の部分が各
パルス幅が前記読み出し期間より大きくないように協働
している。
器へ光パルス列を向けるための手段からなり、該光パル
スが連続するパルス間で等しい強さおよび可変パルス期
間を有し、かつ各光パルスがパルス期間の一定の部分に
等しい可変パルス幅を有する精密測光機器により達成さ
れる。該機器また光検出器および対応する読み出し時間
から連続信号を記憶するための手段、および一連の連続
信号をもたらすために最大パルス期間と最小パルス期間
との間のパルス期間を滑らかに変化するための手段から
なり、前記最小パルス期間が前記読み出し期間の２倍以
下でなく、そして最大パルス期間および一定の部分が各
パルス幅が前記読み出し期間より大きくないように協働
している。
【００１２】前記機器はさらに１組のバーニヤ対の信号
を隣接する読み出し間隔において発生するこれらの対の
信号として識別し、かつ該バーニヤ対を除外する１組の
非バーニヤ信号を確立し、前記バーニヤ対の発生時間お
よび各発生時間に対する対応する合計光パルス数を確認
するための手段、合計光パルス数対時間の発生関数に適
合させるために前記発生時間を利用するための手段；お
よび前記光検出器の直線性の測定として非バーニヤ信号
対パルス期間のプロツトをもたらすように前記発生関数
に前記非バーニヤ信号を相関させるための手段からな
る。
を隣接する読み出し間隔において発生するこれらの対の
信号として識別し、かつ該バーニヤ対を除外する１組の
非バーニヤ信号を確立し、前記バーニヤ対の発生時間お
よび各発生時間に対する対応する合計光パルス数を確認
するための手段、合計光パルス数対時間の発生関数に適
合させるために前記発生時間を利用するための手段；お
よび前記光検出器の直線性の測定として非バーニヤ信号
対パルス期間のプロツトをもたらすように前記発生関数
に前記非バーニヤ信号を相関させるための手段からな
る。
【００１３】好適な実施例において、光パルス列を向け
るための手段が安定した光ビーム放出するための光源、
および前記光ビーム内に配置された円板からなる。該円
板は回転時に前記光検出器へ前記光パルスを通すように
選択されたスロツト幅を備えたスロツトをそれに有す
る。前記パルス期間を滑らかに変化するための手段は、
好ましくは、最大回転速度より大きく前記円板を最初に
駆動しかつ最大回転速度から最小回転速度へ惰性で進む
ように解放することにより、滑らかに変化する速度で円
板を回転するための手段からなる。
るための手段が安定した光ビーム放出するための光源、
および前記光ビーム内に配置された円板からなる。該円
板は回転時に前記光検出器へ前記光パルスを通すように
選択されたスロツト幅を備えたスロツトをそれに有す
る。前記パルス期間を滑らかに変化するための手段は、
好ましくは、最大回転速度より大きく前記円板を最初に
駆動しかつ最大回転速度から最小回転速度へ惰性で進む
ように解放することにより、滑らかに変化する速度で円
板を回転するための手段からなる。
【００１４】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づ
き例として詳細に説明する。
き例として詳細に説明する。
【００１５】
【実施例】図１は光の振幅に関する直線性の較正が本発
明にしたがつて行われる光検出器１１を有する代表的な
測光機器１０を示す。代表的な機器は、例えば、ガソリ
ンのオクタンの微妙な変化を測定するための近赤外線の
高い感度を要求する分光ポリクロメータまたは化学的測
定機器であつても良い。安定しているが他の点では通常
の光源１２が光フアイバ１６の入力端で焦点合わせされ
る視準レンズを通過する光１３を供給する。光フアイバ
は試験されるべきガソリンのごとき液体中に浸漬された
プローブ構体１８へ光を向ける。該プローブは１９９１
年１０月８日に出願された同時係属のアメリカ合衆国特
許出願第７７３，１８９号（ホールト）に開示された型
からなつても良くかつ簡単化のためにここでは示されな
い光学系を含むことができる。直線通過プローブとして
示されているけれども、プローブはそれに代えて光フア
イバの束内の戻し通路へ光を戻すために反射器を備えた
屈曲光学系を有することも可能である。
明にしたがつて行われる光検出器１１を有する代表的な
測光機器１０を示す。代表的な機器は、例えば、ガソリ
ンのオクタンの微妙な変化を測定するための近赤外線の
高い感度を要求する分光ポリクロメータまたは化学的測
定機器であつても良い。安定しているが他の点では通常
の光源１２が光フアイバ１６の入力端で焦点合わせされ
る視準レンズを通過する光１３を供給する。光フアイバ
は試験されるべきガソリンのごとき液体中に浸漬された
プローブ構体１８へ光を向ける。該プローブは１９９１
年１０月８日に出願された同時係属のアメリカ合衆国特
許出願第７７３，１８９号（ホールト）に開示された型
からなつても良くかつ簡単化のためにここでは示されな
い光学系を含むことができる。直線通過プローブとして
示されているけれども、プローブはそれに代えて光フア
イバの束内の戻し通路へ光を戻すために反射器を備えた
屈曲光学系を有することも可能である。
【００１６】プローブにおいてサンプル空間２０が光２
２が、光の幾つが選択的に濾過されることができる場合
に、液体に通されるよように液体に設けられる。濾過さ
れた光は第２光フアイバ２４により取り出される。光学
スイツチ２８を備えたバイパスフアイバ２６が、濾過さ
れた光をそれと比較するる標準を提供するために、フア
イバを通る光とともに液体を選択的にバイパスするため
に設けられる。第２フアイバ２４は、例えば、光３５を
検出器１１へ分散する凹状格子３３を利用する分光計３
２へ光を運ぶ。スペクトルを示す検出器からの信号は記
憶３９および処理のためにコンピユータ３７に向けられ
る。本実施例において、スペクトルはサンプル液体の
「指紋」として使用される。
２が、光の幾つが選択的に濾過されることができる場合
に、液体に通されるよように液体に設けられる。濾過さ
れた光は第２光フアイバ２４により取り出される。光学
スイツチ２８を備えたバイパスフアイバ２６が、濾過さ
れた光をそれと比較するる標準を提供するために、フア
イバを通る光とともに液体を選択的にバイパスするため
に設けられる。第２フアイバ２４は、例えば、光３５を
検出器１１へ分散する凹状格子３３を利用する分光計３
２へ光を運ぶ。スペクトルを示す検出器からの信号は記
憶３９および処理のためにコンピユータ３７に向けられ
る。本実施例において、スペクトルはサンプル液体の
「指紋」として使用される。
【００１７】光検出器１１（図２）はＥＧ＆Ｇレテイコ
ンにより製造されたＲＬ１０２４Ｓのごとき在来のソリ
ツドステート型である。かかる検出器は代表的には自己
走査型フオトダイオードアレイまたは電荷結合デバイス
であるか、または電荷注入デバイス等であつても良い。
これは、隣接する感光性ピクセル領域３４、例えば、１
０２４ピクセルの直線アレイを有する。領域上への入射
光は該領域がまた新たな電荷形成を開始するためにクリ
ヤされるときゲート３６を介して周期的に読み出される
電荷の形成を生じる。デバイス内にクロツク３８および
増幅器４０を含んでいる集積回路を使用して、ピクセル
はコンピユータ３７（図１）へライン４２を介して供給
される電圧信号を連続して発生するために読み出され
る。各信号は読み出し間隔、すなわち、読み出し間の周
期の間中選択されたピクセルにより受光された光の量を
示す。受光された光の量は間隔にわたつて集積された検
出光強さとして代替的に説明される、フオトンの合計数
である。読み出し期間はまた一般的にピクセルのアレイ
全体にわたつての読み出しのサイクル時間である。この
期間は、例えば１０ないし１００ミリ秒の間の、適宜な
作動範囲を得るために光レベルにしたがつて選択される
ことができる。
ンにより製造されたＲＬ１０２４Ｓのごとき在来のソリ
ツドステート型である。かかる検出器は代表的には自己
走査型フオトダイオードアレイまたは電荷結合デバイス
であるか、または電荷注入デバイス等であつても良い。
これは、隣接する感光性ピクセル領域３４、例えば、１
０２４ピクセルの直線アレイを有する。領域上への入射
光は該領域がまた新たな電荷形成を開始するためにクリ
ヤされるときゲート３６を介して周期的に読み出される
電荷の形成を生じる。デバイス内にクロツク３８および
増幅器４０を含んでいる集積回路を使用して、ピクセル
はコンピユータ３７（図１）へライン４２を介して供給
される電圧信号を連続して発生するために読み出され
る。各信号は読み出し間隔、すなわち、読み出し間の周
期の間中選択されたピクセルにより受光された光の量を
示す。受光された光の量は間隔にわたつて集積された検
出光強さとして代替的に説明される、フオトンの合計数
である。読み出し期間はまた一般的にピクセルのアレイ
全体にわたつての読み出しのサイクル時間である。この
期間は、例えば１０ないし１００ミリ秒の間の、適宜な
作動範囲を得るために光レベルにしたがつて選択される
ことができる。
【００１８】本目的はコンピユータ３３にアナログ／デ
ジタル変換器を含んでいる機器内のその集積回路および
他の関連の回路を含んでいる検出器１１の直線性を決定
することにある。問題の直線性は異なる光の量を示す読
み出し信号の大きさに対してである。
ジタル変換器を含んでいる機器内のその集積回路および
他の関連の回路を含んでいる検出器１１の直線性を決定
することにある。問題の直線性は異なる光の量を示す読
み出し信号の大きさに対してである。
【００１９】本発明によれば、ギヤツプ４４が回転円板
４６を挿入するためのフアイバの１つに設けられる。示
されるように、円板は第１フアイバ１６のギヤツプ内に
あるが、実際の位置は、それが光源と検出器との間にあ
る限り、重要ではない。工程はここでは普通にプローブ
内に液体なしで、または所定の位置にバイパスを備えて
実施されるべきであるが、本方法は所定の位置に液体を
備えて行われることもできる。
４６を挿入するためのフアイバの１つに設けられる。示
されるように、円板は第１フアイバ１６のギヤツプ内に
あるが、実際の位置は、それが光源と検出器との間にあ
る限り、重要ではない。工程はここでは普通にプローブ
内に液体なしで、または所定の位置にバイパスを備えて
実施されるべきであるが、本方法は所定の位置に液体を
備えて行われることもできる。
【００２０】図３はギヤツプ４４および円板４６をより
詳細に示す。該円板はベアリング５０に取り付けられた
軸４８を有し、そして円板は該円板をモータ５２から解
放することができるクラツチ５４を介してモータにより
駆動される。円板は光ビーム１３が通過する少なくとも
１つのスロツト５６を有する。本発明はここでは１つの
スロツトに関して説明されるが、２つまたはそれ以上
も、コンピユータ使用において取られる適宜な計算によ
り、有用であるかも知れない。ギヤツプにおいてフアイ
バ端部がそれらの間で円板と非常に近接（図１）してい
るか、または図３に示されるように、好ましくは、１対
のレンズ５８がそれぞれフアイバ端部および円板におい
て共役の焦点と直列に配置される。
詳細に示す。該円板はベアリング５０に取り付けられた
軸４８を有し、そして円板は該円板をモータ５２から解
放することができるクラツチ５４を介してモータにより
駆動される。円板は光ビーム１３が通過する少なくとも
１つのスロツト５６を有する。本発明はここでは１つの
スロツトに関して説明されるが、２つまたはそれ以上
も、コンピユータ使用において取られる適宜な計算によ
り、有用であるかも知れない。ギヤツプにおいてフアイ
バ端部がそれらの間で円板と非常に近接（図１）してい
るか、または図３に示されるように、好ましくは、１対
のレンズ５８がそれぞれフアイバ端部および円板におい
て共役の焦点と直列に配置される。
【００２１】円板４６は好都合には選択された回転速度
以上の速度にモータ５２により円板を駆動し、かつ最大
回転速度から最小回転速度へ惰性で進むような円板の自
由運転を許容するためにクラツチ５４を解放することに
より作動される。光学的感知のタコメータ６０（図１）
がこれらの極端な状態の間中データを取るためにコンピ
ユータに信号を送るように速度の測定に使用されても良
い。良好なベアリング５０および比較的重い円板（例え
ば、直径２５ｃｍおよび質量２．５Ｋｇ）により、円板
は選択された範囲を通して非常に滑らかに速度を減じ
る。代替的に円板は範囲にわたつて非常に滑らかな可変
速度モータにより駆動される得る。速度を減じることは
必要でなく、速度は滑らかに上昇されるかまたは同様に
循環されても良い。しかしながら、クラツチを備えた好
適な方法は全く簡単でありかつ滑らかに運転するモータ
を要求することなく速度の範囲を発生するためにとくに
適する。
以上の速度にモータ５２により円板を駆動し、かつ最大
回転速度から最小回転速度へ惰性で進むような円板の自
由運転を許容するためにクラツチ５４を解放することに
より作動される。光学的感知のタコメータ６０（図１）
がこれらの極端な状態の間中データを取るためにコンピ
ユータに信号を送るように速度の測定に使用されても良
い。良好なベアリング５０および比較的重い円板（例え
ば、直径２５ｃｍおよび質量２．５Ｋｇ）により、円板
は選択された範囲を通して非常に滑らかに速度を減じ
る。代替的に円板は範囲にわたつて非常に滑らかな可変
速度モータにより駆動される得る。速度を減じることは
必要でなく、速度は滑らかに上昇されるかまたは同様に
循環されても良い。しかしながら、クラツチを備えた好
適な方法は全く簡単でありかつ滑らかに運転するモータ
を要求することなく速度の範囲を発生するためにとくに
適する。
【００２２】円板は速度を下げて惰性で進みかつ周期的
にビームを通してスロツトを通過する一方、連続読み出
しは検出器上の少なくとも１つのピクセルに関して取ら
れる。各読み出しの時間に対する、スロツトにより通さ
れた光の量を示す、検出器からの電圧信号は適切なアナ
ログ／デジタル変換の後コンピユータに記憶される。ス
ロツトは円板の円の角度的な部分である選択された角度
的幅Ｗを有し、部分は角度的幅対３６０°の比である。
にビームを通してスロツトを通過する一方、連続読み出
しは検出器上の少なくとも１つのピクセルに関して取ら
れる。各読み出しの時間に対する、スロツトにより通さ
れた光の量を示す、検出器からの電圧信号は適切なアナ
ログ／デジタル変換の後コンピユータに記憶される。ス
ロツトは円板の円の角度的な部分である選択された角度
的幅Ｗを有し、部分は角度的幅対３６０°の比である。
【００２３】図４は読み出し間隔６２を示し、各間隔は
コンピユータにより設定された検出器用の予め定めた読
み出し期間Ｐに等しい。それに重畳されるのは光パルス
用のタイミング６４である。プロツトにおいて示された
パルスの実際のタイミングは、パルスが各間隔の端部６
６において読み出されるとき、未知である。しかしなが
ら、光源の安定性のため記憶された信号に比例するパル
ス時間幅Ｔはスリツト幅および円板のスピン率により実
際上決定される。図５は円板がより遅い速度で回転して
いるときパルス６４’を示す。パルスはより長くかつ比
例してさらに間隔が置かれる。
コンピユータにより設定された検出器用の予め定めた読
み出し期間Ｐに等しい。それに重畳されるのは光パルス
用のタイミング６４である。プロツトにおいて示された
パルスの実際のタイミングは、パルスが各間隔の端部６
６において読み出されるとき、未知である。しかしなが
ら、光源の安定性のため記憶された信号に比例するパル
ス時間幅Ｔはスリツト幅および円板のスピン率により実
際上決定される。図５は円板がより遅い速度で回転して
いるときパルス６４’を示す。パルスはより長くかつ比
例してさらに間隔が置かれる。
【００２４】以下で明らかとなる理由のために、必要な
制限はパルス６４，６４’が隣接する間隔内に落ち込ま
ないことである、すなわちパルス図４に示されるように
他の各間隔より頻繁に発生すべきでない。それゆえ、円
板の最大回転速度は読み出し期間Ｐの逆数の半分より大
きくすべきでない。また、最小回転速度およびスロツト
の幅Ｗはパルス存続時間Ｔが読み出し期間Ｐより長くな
いように協働して選択される。
制限はパルス６４，６４’が隣接する間隔内に落ち込ま
ないことである、すなわちパルス図４に示されるように
他の各間隔より頻繁に発生すべきでない。それゆえ、円
板の最大回転速度は読み出し期間Ｐの逆数の半分より大
きくすべきでない。また、最小回転速度およびスロツト
の幅Ｗはパルス存続時間Ｔが読み出し期間Ｐより長くな
いように協働して選択される。
【００２５】時折、光パルス７０は図６に示されるよう
に２つの読み出し間隔６２に跨がる。フローチヤート
（図７）の平行参照により、記憶された信号対時間（１
１２）の開始（１１０）および読み取り後、跨がりが認
められかつ２つの隣接する読み出し７２，７４としてコ
ンピユータプログラムにおいて識別（１１４）される。
かかる隣接する読み出しは最大回転速度についての上述
した制限のため常に跨がりである。これらの隣接する読
み出しは円板速度を計算するのに使用されかつそれゆ
え、ここでは信号のバーニヤ対７６と呼ばれる。バーニ
ヤ対を除外する他のものは、非バーニヤ信号（例えば、
図４および図５における信号６４および６４’）と呼ば
れそしてこれらの組はまたコンピユータプログラムによ
りり確立（１１６）される。
に２つの読み出し間隔６２に跨がる。フローチヤート
（図７）の平行参照により、記憶された信号対時間（１
１２）の開始（１１０）および読み取り後、跨がりが認
められかつ２つの隣接する読み出し７２，７４としてコ
ンピユータプログラムにおいて識別（１１４）される。
かかる隣接する読み出しは最大回転速度についての上述
した制限のため常に跨がりである。これらの隣接する読
み出しは円板速度を計算するのに使用されかつそれゆ
え、ここでは信号のバーニヤ対７６と呼ばれる。バーニ
ヤ対を除外する他のものは、非バーニヤ信号（例えば、
図４および図５における信号６４および６４’）と呼ば
れそしてこれらの組はまたコンピユータプログラムによ
りり確立（１１６）される。
【００２６】最初に（ステツプ１１４の前に）、プロツ
トまたはカウントが、開始点（すなわち最大選択速度に
おいて）からの時間に対する円板回転数のカウントを供
給するために、コンピユータプログラム内で、時間に対
するすべての読み出し信号発生についてなされる（１１
８）。図示（図７）のために、非バーニヤ６４は読み出
し間隔内のパルス時間の不確実性を示す短い水平線とし
て示される。バーニヤ対７６に関して各対の第１信号７
２（図６）のみが、第２信号７６が同一の光パルス読み
出しに関してであるとき、プロツトされる。これらのバ
ーニヤ信号時間はパルス幅の確度により実際の読み出し
時間でありかつ良好に知られそして点としてプロツトさ
れる。非バーニヤ６４を含んでいる最初のプロツトは各
バーニヤ対７６に関して回転数のカウントを確立（１２
０）し、このプロツトにおける非バーニヤの役割は全カ
ウントを提供することにある。
トまたはカウントが、開始点（すなわち最大選択速度に
おいて）からの時間に対する円板回転数のカウントを供
給するために、コンピユータプログラム内で、時間に対
するすべての読み出し信号発生についてなされる（１１
８）。図示（図７）のために、非バーニヤ６４は読み出
し間隔内のパルス時間の不確実性を示す短い水平線とし
て示される。バーニヤ対７６に関して各対の第１信号７
２（図６）のみが、第２信号７６が同一の光パルス読み
出しに関してであるとき、プロツトされる。これらのバ
ーニヤ信号時間はパルス幅の確度により実際の読み出し
時間でありかつ良好に知られそして点としてプロツトさ
れる。非バーニヤ６４を含んでいる最初のプロツトは各
バーニヤ対７６に関して回転数のカウントを確立（１２
０）し、このプロツトにおける非バーニヤの役割は全カ
ウントを提供することにある。
【００２７】バーニヤ対に関する精度発生時間が次いで
確認される。バーニヤ対にかんしてのみ読み出しの時間
を利用するとき、曲線７８（図８）により示される予備
関数が発生数、すなわち、時間Ｔに対する円板回転数Ｒ
を示す、時間に対する光ビームを通るスロツトの通過に
適合（１２４）させられ（図７）、カウントおよび時間
は開始点で開始する。対の予備発生時間（１２６）およ
び発生時間での円板の１全回転の予備時間期間（１２
８）が決定される。予備発生時間は、本範囲内で、対の
第１信号の実際の記憶された読み出し時間であつても良
いが、予備適合曲線から得られた評価はより正確であ
る。バーニヤ部分は１つの、例えば対の第１信号対とも
に付加される対の２つの信号の合計の大きさの比として
定義（１３０）される。
確認される。バーニヤ対にかんしてのみ読み出しの時間
を利用するとき、曲線７８（図８）により示される予備
関数が発生数、すなわち、時間Ｔに対する円板回転数Ｒ
を示す、時間に対する光ビームを通るスロツトの通過に
適合（１２４）させられ（図７）、カウントおよび時間
は開始点で開始する。対の予備発生時間（１２６）およ
び発生時間での円板の１全回転の予備時間期間（１２
８）が決定される。予備発生時間は、本範囲内で、対の
第１信号の実際の記憶された読み出し時間であつても良
いが、予備適合曲線から得られた評価はより正確であ
る。バーニヤ部分は１つの、例えば対の第１信号対とも
に付加される対の２つの信号の合計の大きさの比として
定義（１３０）される。
【００２８】バーニヤパルスの開始時間を評価する確度
を改善するために、時間ずれ（１３２）が計算される。
滑らかな曲線が予備的に発生された時間データに適合さ
せられる。バーニヤ点における傾斜は円板の回転速度の
評価である。この傾斜の逆数はその場合に円板全体の回
転（１２８）に関して評価された時間である。この時間
および角度的部分（円板の円に対するスロツトの）の乗
算積はパルス全体に関して評価された時間である。バー
ニヤ部分とのこの数の乗算積を形成することにより、パ
ルスの開始時間の評価が得られる（１３４）。
を改善するために、時間ずれ（１３２）が計算される。
滑らかな曲線が予備的に発生された時間データに適合さ
せられる。バーニヤ点における傾斜は円板の回転速度の
評価である。この傾斜の逆数はその場合に円板全体の回
転（１２８）に関して評価された時間である。この時間
および角度的部分（円板の円に対するスロツトの）の乗
算積はパルス全体に関して評価された時間である。バー
ニヤ部分とのこの数の乗算積を形成することにより、パ
ルスの開始時間の評価が得られる（１３４）。
【００２９】バーニヤ対の発生時間は時間ずれにより補
正される（１３４）。図９はバーニヤ７６、非バーニヤ
６４および予備曲線７８の最初のプロツトを示してい
る、図８のプロツトの詳細な部分を含んでいる。バーニ
ヤに関する補正された発生時間８０は計算された時間ず
れＯだけ変位されて示され、該時間ずれは各バーニヤに
関して変化する量だけ曲線を移動する。
正される（１３４）。図９はバーニヤ７６、非バーニヤ
６４および予備曲線７８の最初のプロツトを示してい
る、図８のプロツトの詳細な部分を含んでいる。バーニ
ヤに関する補正された発生時間８０は計算された時間ず
れＯだけ変位されて示され、該時間ずれは各バーニヤに
関して変化する量だけ曲線を移動する。
【００３０】幾つかの他の点が終了時間または中心点の
ごとく使用されることもできるけれども、各光パルスの
開始時間８２（図６）に補正するのが好都合である。開
始時間の場合において、時間ずれは予備発生時間から減
算される。これは曲線を左方に移動する。いずれの場合
においても、バーニヤ対に関して補正された発生時間は
時間に対する円板回転数Ｒを示す補正関数または曲線８
４（図９）に適合（１３６）（図７）させるために利用
される。関数曲線適合は、指数関数的な減衰曲線が十分
であるかも知れないけれども、好ましくは通常の三次ス
プライン方法により、正確になされるべきである。
ごとく使用されることもできるけれども、各光パルスの
開始時間８２（図６）に補正するのが好都合である。開
始時間の場合において、時間ずれは予備発生時間から減
算される。これは曲線を左方に移動する。いずれの場合
においても、バーニヤ対に関して補正された発生時間は
時間に対する円板回転数Ｒを示す補正関数または曲線８
４（図９）に適合（１３６）（図７）させるために利用
される。関数曲線適合は、指数関数的な減衰曲線が十分
であるかも知れないけれども、好ましくは通常の三次ス
プライン方法により、正確になされるべきである。
【００３１】補正された発生時間は続行（１３７）する
ために十分に正確にすることができる。しかしながら所
望ならばパラメータを計算しかつ補正された関数を適合
させる前記工程は最終の補正された発生関数（１３６）
の確度を改善するために少なくとも１度繰り返される
（１３８）。
ために十分に正確にすることができる。しかしながら所
望ならばパラメータを計算しかつ補正された関数を適合
させる前記工程は最終の補正された発生関数（１３６）
の確度を改善するために少なくとも１度繰り返される
（１３８）。
【００３２】最終の補正された関数曲線８４から、時点
８６は各非バーニヤ信号に関して円板の回転数のために
決定（１４０）される。これらの時点８６は、以前に読
み出し期間Ｐ内で不確実であつた、非バーニヤ信号６４
を遅れずに今や精密に配置する。
８６は各非バーニヤ信号に関して円板の回転数のために
決定（１４０）される。これらの時点８６は、以前に読
み出し期間Ｐ内で不確実であつた、非バーニヤ信号６４
を遅れずに今や精密に配置する。
【００３３】残りの工程および手段１３９はパルス期間
に対する相関関数をもたらすように発生関数に非バーニ
ヤ信号を相関させることにより光検出器１１の直線性を
較正するために時点を利用する。Ｒ対時間の補正曲線８
４の導関数８５（図１０）の計算は円板の回転速度Ｓ対
時間を示し、そしてパルス期間対時間と同一である時間
に対する回転速度の逆数（１／Ｓ）を示すさらに他の曲
線８７（図１０）が計算（１４２）される。非バーニヤ
信号に関する時点８６がさらに他の曲線上の回転速度の
逆数（１／Ｓ）に関する対応する点を識別（例えば、破
線８８を介して）するために使用される。この曲線およ
び信号の大きさによる点のさらに他の識別により、相関
関数のプロツト９０は回転速度の逆数（図１１）に対す
る、すなわちパルス期間に対する非バーニヤ信号６４に
ついて成される（１４４）。明瞭化のために、前記工程
はプロツトされた曲線８５，８７に関連してる例示さ
れ、普通には、コンピユータプログラムがこれらを機能
的に取り扱う。
に対する相関関数をもたらすように発生関数に非バーニ
ヤ信号を相関させることにより光検出器１１の直線性を
較正するために時点を利用する。Ｒ対時間の補正曲線８
４の導関数８５（図１０）の計算は円板の回転速度Ｓ対
時間を示し、そしてパルス期間対時間と同一である時間
に対する回転速度の逆数（１／Ｓ）を示すさらに他の曲
線８７（図１０）が計算（１４２）される。非バーニヤ
信号に関する時点８６がさらに他の曲線上の回転速度の
逆数（１／Ｓ）に関する対応する点を識別（例えば、破
線８８を介して）するために使用される。この曲線およ
び信号の大きさによる点のさらに他の識別により、相関
関数のプロツト９０は回転速度の逆数（図１１）に対す
る、すなわちパルス期間に対する非バーニヤ信号６４に
ついて成される（１４４）。明瞭化のために、前記工程
はプロツトされた曲線８５，８７に関連してる例示さ
れ、普通には、コンピユータプログラムがこれらを機能
的に取り扱う。
【００３４】後者のプロツト（相関関数）は少なくとも
ほぼ直線にすべきであり、そして光検出器の直線性の較
正として役立つ。それは、例えば、幾つかの方法のいず
れにおいても、例えば用途において集積された光強さの
直線範囲の選択を許容することにより、または測定に対
する補正因子を設けることにより使用される。
ほぼ直線にすべきであり、そして光検出器の直線性の較
正として役立つ。それは、例えば、幾つかの方法のいず
れにおいても、例えば用途において集積された光強さの
直線範囲の選択を許容することにより、または測定に対
する補正因子を設けることにより使用される。
【００３５】補正因子は回帰係数の形にしても良い。
【００３６】さらに他の確度のために多数のピクセルの
読み出しが得られかつ上述した決定のためにプールされ
る。例えば検出器を横切って選択される１０個のピクセ
ルが有用であるかも知れない。余り多すぎると計算を非
常にゆつくりするかも知れない。選択されたピクセル中
の読み出しに時間差があるので、読み出し時間はフロー
チヤート（図７）のステツプ１１２に関して補正される
べきである。時間移動はアレイのピクセルの位置に比例
する。バーニヤの発生頻度は使用されるピクセルの数に
比例して上昇し、例えば１０個のピクセルが使用される
ならば１０倍である。
読み出しが得られかつ上述した決定のためにプールされ
る。例えば検出器を横切って選択される１０個のピクセ
ルが有用であるかも知れない。余り多すぎると計算を非
常にゆつくりするかも知れない。選択されたピクセル中
の読み出しに時間差があるので、読み出し時間はフロー
チヤート（図７）のステツプ１１２に関して補正される
べきである。時間移動はアレイのピクセルの位置に比例
する。バーニヤの発生頻度は使用されるピクセルの数に
比例して上昇し、例えば１０個のピクセルが使用される
ならば１０倍である。
【００３７】さらに、多数のピクセルの使用は時間ずれ
（１３２）を計算する代替の方法を可能にする。２つま
たはそれ以上のピクセルがビームを通るスロツトの同一
の通過に対応するバーニヤを有するとき、それらのバー
ニヤ部分（１３０）は読み出しにおいて既知の移動時間
のため異なる。この移動時間は加算または減算により、
そのピクセルが基準のピクセルより遅くまたは早く読み
出されるかどうかに依存して、付与されたピクセルのパ
ルスの開始時間を変化する。バーニヤ部分の測定に沿う
この移動時間の知見はパルス幅の直接の計算を可能にす
る。多くのピクセルが選ばれるとき、この計算は使用可
能なピクセルすべてからバーニヤをプロツトすることに
より最も正確に行われ得る。
（１３２）を計算する代替の方法を可能にする。２つま
たはそれ以上のピクセルがビームを通るスロツトの同一
の通過に対応するバーニヤを有するとき、それらのバー
ニヤ部分（１３０）は読み出しにおいて既知の移動時間
のため異なる。この移動時間は加算または減算により、
そのピクセルが基準のピクセルより遅くまたは早く読み
出されるかどうかに依存して、付与されたピクセルのパ
ルスの開始時間を変化する。バーニヤ部分の測定に沿う
この移動時間の知見はパルス幅の直接の計算を可能にす
る。多くのピクセルが選ばれるとき、この計算は使用可
能なピクセルすべてからバーニヤをプロツトすることに
より最も正確に行われ得る。
【００３８】図７のフローチヤートにより略述されるよ
うに、前記工程を実施するためのプログラミング手段は
コンピユータにより利用される運転装置の供給者により
一般に利用し得る「Ｃ」のごとき通常のコンピユータ装
置により好都合にかつ容易に達成される。曲線適合は在
来のものでありかつプログラムは容易に利用し得る。該
プログラムは、例えば、分光計と連係するデジタル・エ
クイツプメント・コーポレーシヨンのモデル３１６ＳＸ
コンピユータで作成されても良い。
うに、前記工程を実施するためのプログラミング手段は
コンピユータにより利用される運転装置の供給者により
一般に利用し得る「Ｃ」のごとき通常のコンピユータ装
置により好都合にかつ容易に達成される。曲線適合は在
来のものでありかつプログラムは容易に利用し得る。該
プログラムは、例えば、分光計と連係するデジタル・エ
クイツプメント・コーポレーシヨンのモデル３１６ＳＸ
コンピユータで作成されても良い。
【００３９】理解されるべきことは、本書および特許請
求の範囲に記載された計算工程の幾つかがかかる一連の
工程に等しいと見做される１つの公式に結合され得ると
いうことである。また、本書で言及される「プロツト」
の工程はプログラム内で達成されても良くそして必ずし
も目視の形にしなくても良い。
求の範囲に記載された計算工程の幾つかがかかる一連の
工程に等しいと見做される１つの公式に結合され得ると
いうことである。また、本書で言及される「プロツト」
の工程はプログラム内で達成されても良くそして必ずし
も目視の形にしなくても良い。
【００４０】２５ｃｍの円板に関して選択されたパラメ
ータの例において、読み出し期間は１０ミリ秒でかつ円
板スロツトの角度的幅は１．８°で、後者は１．８／３
６０＝０．００５の角度的部分である。前記規則によれ
ば、最大円板速度は３０００回転／分（ＲＰＭ）より大
きくなく、そして最小速度は、直線性試験において１０
０：１の動的範囲を達成するために、３０ＲＰＭより少
なくない。
ータの例において、読み出し期間は１０ミリ秒でかつ円
板スロツトの角度的幅は１．８°で、後者は１．８／３
６０＝０．００５の角度的部分である。前記規則によれ
ば、最大円板速度は３０００回転／分（ＲＰＭ）より大
きくなく、そして最小速度は、直線性試験において１０
０：１の動的範囲を達成するために、３０ＲＰＭより少
なくない。
【００４１】本発明は、とくに液体または半透明な固体
の光学吸収の精密測定に使用される型の、測光機器に関
連して説明された。しかしながら、本発明は周期的な読
み出しを有する型の光検出器を較正するのに広範に向け
られる。それゆえ、本発明は原子放出分光器、原子吸収
分光器または天体望遠鏡のごときかかる検出器を組み込
んでいる測光機器、またはカメラのごとき非分光機器、
または単にそれらを使用する前の検出器の較正に利用さ
れ得ることを理解されたい。
の光学吸収の精密測定に使用される型の、測光機器に関
連して説明された。しかしながら、本発明は周期的な読
み出しを有する型の光検出器を較正するのに広範に向け
られる。それゆえ、本発明は原子放出分光器、原子吸収
分光器または天体望遠鏡のごときかかる検出器を組み込
んでいる測光機器、またはカメラのごとき非分光機器、
または単にそれらを使用する前の検出器の較正に利用さ
れ得ることを理解されたい。
【００４２】本発明は特別な実施例に関連して詳細に上
述されたが、本発明の精神および特許請求の範囲内にあ
る種々の変化および変更が当該技術に熟練した者には明
らかとなる。それゆえ、本発明は特許請求の範囲または
それらの同等物によつてのみ制限される。
述されたが、本発明の精神および特許請求の範囲内にあ
る種々の変化および変更が当該技術に熟練した者には明
らかとなる。それゆえ、本発明は特許請求の範囲または
それらの同等物によつてのみ制限される。
【００４３】
【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、各信号が対応
する読み出し間隔の間中受光される光の量と相関し、各
読み出しが読み出し時間を有し、そしてすべての読み出
し間隔が予め定めた読み出し期間に等しい、信号の連続
読み出しを有する光検出器の直線性決定方法において、
前記光検出器へ光パルス列を向け、該光パルスが連続す
るパルス間で等しい強さおよび可変パルス期間を有し、
かつ各光パルスがパルス期間の一定の部分に等しい可変
パルス幅を有し；各パルス幅が読み出し期間より大きく
ないように一定部分および最大パルス期間を協働して選
択し、そしてさらに読み出し期間の２倍以下でない最小
パルス期間を選択し；最大パルス期間と最小パルス期間
との間のパルス期間を滑らかに変化する一方、前記光検
出器および対応する読み出し時間から連続信号を読み出
しかつ記憶し；１組のバーニヤ対の信号を隣接する読み
出し間隔において発生するこれらの対の信号として識別
し、かつ該バーニヤ対を除外する１組の非バーニヤ信号
を確立し；前記バーニヤ対の発生時間および各発生時間
に対する対応する合計光パルス数を確認し；合計光パル
ス数対時間の発生関数に適合させるために前記発生時間
を利用し；そして前記光検出器の直線性の測定として非
バーニヤ信号対パルス期間の相関関数をもたらすように
前記発生関数に前記非バーニヤ信号を相関させる構成と
したので、すべての読み出し間隔が予め定めた読み出し
期間に等しい型の光検出器の直線性を決定することがで
きる方法、および精密に較正された光検出器を有する測
光機器を提供することができる。
する読み出し間隔の間中受光される光の量と相関し、各
読み出しが読み出し時間を有し、そしてすべての読み出
し間隔が予め定めた読み出し期間に等しい、信号の連続
読み出しを有する光検出器の直線性決定方法において、
前記光検出器へ光パルス列を向け、該光パルスが連続す
るパルス間で等しい強さおよび可変パルス期間を有し、
かつ各光パルスがパルス期間の一定の部分に等しい可変
パルス幅を有し；各パルス幅が読み出し期間より大きく
ないように一定部分および最大パルス期間を協働して選
択し、そしてさらに読み出し期間の２倍以下でない最小
パルス期間を選択し；最大パルス期間と最小パルス期間
との間のパルス期間を滑らかに変化する一方、前記光検
出器および対応する読み出し時間から連続信号を読み出
しかつ記憶し；１組のバーニヤ対の信号を隣接する読み
出し間隔において発生するこれらの対の信号として識別
し、かつ該バーニヤ対を除外する１組の非バーニヤ信号
を確立し；前記バーニヤ対の発生時間および各発生時間
に対する対応する合計光パルス数を確認し；合計光パル
ス数対時間の発生関数に適合させるために前記発生時間
を利用し；そして前記光検出器の直線性の測定として非
バーニヤ信号対パルス期間の相関関数をもたらすように
前記発生関数に前記非バーニヤ信号を相関させる構成と
したので、すべての読み出し間隔が予め定めた読み出し
期間に等しい型の光検出器の直線性を決定することがで
きる方法、および精密に較正された光検出器を有する測
光機器を提供することができる。
【図１】本発明を組み込んでいる分光装置を示す概略図
である。
である。
【図２】図１の装置の光検出器の構成要素を示す簡略図
である。
である。
【図３】図１の装置の回転円板要素を示す概略図であ
る。
る。
【図４】円板によりもたらされた連続光パルスおよび図
２の光検出器の重畳された読み出し間隔を示す概略図で
ある。
２の光検出器の重畳された読み出し間隔を示す概略図で
ある。
【図５】円板によりもたらされた連続光パルスおよび図
２の光検出器の重畳された読み出し間隔を示す概略図で
ある。
２の光検出器の重畳された読み出し間隔を示す概略図で
ある。
【図６】円板によりもたらされた連続光パルスおよび図
２の光検出器の重畳された読み出し間隔を示す概略図で
ある。
２の光検出器の重畳された読み出し間隔を示す概略図で
ある。
【図７】本発明に利用されるコンピユータプログラム用
のフローチヤートである。
のフローチヤートである。
【図８】図２の光検出器からの読み出しを示すプロツト
および円板回転対時間としてプロツトされた予備曲線を
示す説明図である。
および円板回転対時間としてプロツトされた予備曲線を
示す説明図である。
【図９】さらに補正された読み出し時間およびそれに適
合させられた曲線を示す図８の詳細図である。
合させられた曲線を示す図８の詳細図である。
【図１０】図９の曲線の導関数およびその逆数の１対の
プロツトを示す説明図である。
プロツトを示す説明図である。
【図１１】光検出器の直線性を示す、光検出器からの信
号対図９および図１０から引き出された逆の導関数のプ
ロツトを示す説明図である。
号対図９および図１０から引き出された逆の導関数のプ
ロツトを示す説明図である。
１０ 測光機器 １１ 光検出器 １２ 光源 １３ 光ビーム １４ 視準レンズ １６ 光フアイバ １８ プローブ構体 ２４ 第２フアイバ ２６ バイパスフアイバ ３２ 分光計 ３４ ピクセル領域 ３７ コンピユータ ４６ 回転円板 ５２ モータ ５４ クラツチ ６２ 読み出し間隔 ６４ 非バーニヤ信号 ７６ バーニヤ信号対
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイヴィッド・エイチ・トレイシー アメリカ合衆国 コネチカット 06850、 ノーウォーク、ベルデン・ヒル・ロード 581
Claims (17)
- 【請求項１】 各信号が対応する読み出し間隔の間中受
光される光の量と相関し、各読み出しが読み出し時間を
有し、そしてすべての読み出し間隔が予め定めた読み出
し期間に等しい、信号の連続読み出しを有する光検出器
の直線性決定方法において、 前記光検出器へ光パルス列を向け、該光パルスが連続す
るパルス間で等しい強さおよび可変パルス期間を有し、
かつ各光パルスがパルス期間の一定の部分に等しい可変
パルス幅を有し；各パルス幅が読み出し期間より大きく
ないように一定部分および最大パルス期間を協働して選
択し、そしてさらに読み出し期間の２倍以下でない最小
パルス期間を選択し；最大パルス期間と最小パルス期間
との間のパルス期間を滑らかに変化する一方、前記光検
出器および対応する読み出し時間から連続信号を読み出
しかつ記憶し；１組のバーニヤ対の信号を隣接する読み
出し間隔において発生するこれらの対の信号として識別
し、かつ該バーニヤ対を除外する１組の非バーニヤ信号
を確立し；前記バーニヤ対の発生時間および各発生時間
に対する対応する合計光パルス数を確認し；合計光パル
ス数対時間の発生関数に適合させるために前記発生時間
を利用し；そして前記光検出器の直線性の測定として非
バーニヤ信号対パルス期間の相関関数をもたらすように
前記発生関数に前記非バーニヤ信号を相関させることを
特徴とする光検出器の直線性決定方法。 - 【請求項２】 前記相関工程が前記発生関数から前記非
バーニヤ信号の時点を決定し、前記発生関数からパルス
期間対時間を示すさらに他の関数を計算し、該さらに他
の関数から各時点に関するかつそれにより各対応する非
バーニヤ信号に関する対応するパルス期間を識別し、そ
して前記非バーニヤ信号対対応するパルス期間との相関
関数をもたらすことからなることを特徴とする請求項１
に記載の光検出器の直線性決定方法。 - 【請求項３】 前記発生時間確認工程が、 光パルスの数対バーニヤ対の最初に発生する信号の読み
出しの時間の予備関数を適合させ；前記予備関数から前
記バーニヤ対の予備発生時間および該予備発生時間での
予備パルス期間を決定することにより各バーニヤ対の発
生時間を計算し、前記バーニヤ対中の１つの信号対該バ
ーニヤ対を構成する信号の合計の比としてバーニヤ関数
を定義し、そしてバーニヤ部分および一定部分および予
備期間の積として時間ずれを計算し；そして前記予備発
生時間を前記時間ずれと相関させ、それにより１組の相
関発生時間を発生することからなることを特徴とする請
求項１に記載の光検出器の直線性決定方法。 - 【請求項４】 さらに、新たな予備関数として以前に適
合させられた発生関数を利用することにより、少なくと
も１度前記発生時間計算工程を繰り返すことからなるこ
とを特徴とする請求項３に記載の光検出器の直線性決定
方法。 - 【請求項５】 前記光パルス列を向ける工程が安定した
光ビーム内に前記光検出器へ前記光パルスを通すように
選択されたスロツト幅を備えたスロツトを有する回転円
板を配置することからなり、そして前記パルス期間を滑
らかに変化する工程が滑らかに変化する速度で前記円板
を回転することからなることを特徴とする請求項１に記
載の光検出器の直線性決定方法。 - 【請求項６】 前記回転工程が最大回転速度より大きく
前記円板を最初に駆動し、かつ該円板を最大回転速度か
ら最小回転速度へ惰性で進むように解放することを特徴
とする請求項５に記載の光検出器の直線性決定方法。 - 【請求項７】 前記光検出器がスペクトル的に分散され
た光パルスを前記光検出器に向けるために前記光パルス
を受光する分散手段を含む分光光度計内に配置されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光検出器の直線決定方
法。 - 【請求項８】 前記光検出器が各々分散された光パルス
の異なるスペクトル部分を受光する複数の感光性ピクセ
ルからなり、そして前記方法がさらに連続信号を発生す
るためにピクセルの少なくとも２つを使用することから
なることを特徴とする請求項７に記載の光検出器の直線
性決定方法。 - 【請求項９】 前記発生時間を利用する工程が前記ピク
セル中のその差異に関して前記時間を相関させることを
含むことを特徴とする請求項８に記載の光検出器の直線
性決定方法。 - 【請求項１０】 各信号が対応する読み出し間隔の間中
受光される光の量と相関し、各読み出しが読み出し時間
を有し、そしてすべての読み出し間隔が予め定めた読み
出し期間に等しい、信号の連続読み出しを有する光検出
器；前記光検出器へ光パルス列を向けるための手段で、
該光パルスが連続するパルス間で等しい強さおよび可変
パルス期間を有し、かつ各光パルスがパルス期間の一定
の部分に等しい可変パルス幅を有し；一連の連続信号を
もたらすために最大パルス期間と最小パルス期間との間
のパルス期間を滑らかに変化するための手段で、前記最
小パルス期間が前記読み出し期間の２倍以下でなく、そ
して最大パルス期間および一定の部分が各パルス幅が前
記読み出し期間より大きくないように協働しており；前
記光検出器および対応する読み出し時間から連続信号を
記憶するための記憶手段；１組のバーニヤ対の信号を隣
接する読み出し間隔において発生するこれらの対の信号
として識別し、かつ該バーニヤ対を除外する１組の非バ
ーニヤ信号を確立するための手段；前記バーニヤ対の発
生時間および各発生時間に対する対応する合計光パルス
数を確認するための手段；合計光パルス数対時間の発生
関数に適合させるために前記発生時間を利用するための
手段；そして前記光検出器の直線性の測定として非バー
ニヤ信号対パルス期間の相関関数をもたらすように前記
発生関数に前記非バーニヤ信号を相関させるための手段
からなることを特徴とする精密測光機器。 - 【請求項１１】 前記相関手段が前記発生関数から前記
非バーニヤ信号の時点を決定するための手段、前記発生
関数からパルス期間対時間を示すさらに他の関数を計算
するための手段、該さらに他の関数から各時点に関する
かつそれにより各対応する非バーニヤ信号に関する対応
するパルス期間を識別するための手段、そして前記非バ
ーニヤ信号対対応するパルス期間との相関関数をもたら
すための手段からなることを特徴とする請求項１０に記
載の精密測光機器。 - 【請求項１２】 前記発生時間確認工程が、光パルスの
数対バーニヤ対の最初に発生する信号の読み出しの時間
の予備関数を適合させるための手段；前記予備関数から
前記バーニヤ対の予備発生時間および該予備発生時間で
のパルス期間を決定するための手段、前記バーニヤ対中
の１つの信号対該バーニヤ対を構成する信号の合計の比
としてバーニヤ関数を定義するための手段、バーニヤ部
分および一定部分および予備期間の積として時間ずれを
計算するための手段；そして前記予備発生時間を前記時
間ずれと相関させるための手段からなることを特徴とす
る請求項１０に記載の精密測光機器。 - 【請求項１３】 前記光パルス列を向けるための手段が
安定した光ビーム放出するための光源、および前記光ビ
ーム内に配置されかつ回転時に前記光検出器へ前記光パ
ルスを通すように選択されたスロツト幅を備えたスロツ
トを有する回転円板からなり、そして前記パルス期間を
滑らかに変化するための手段が滑らかに変化する速度で
前記円板を回転するための手段からなることを特徴とす
る請求項１０に記載の精密測光機器。 - 【請求項１４】 前記回転手段が最大回転速度より大き
く前記円板を最初に駆動するための手段、および該円板
を最大回転速度から最小回転速度へ惰性で進むように解
放するための手段からなることを特徴とする請求項１３
に記載の精密測光機器。 - 【請求項１５】 前記光検出器がスペクトル的に分散さ
れた光パルスを前記光検出器に向けるために前記光パル
スを受光する分散手段を含む分光光度計内に配置される
ことを特徴とする請求項１０に記載の精密測光機器。 - 【請求項１６】 前記光検出器が各々分散された光パル
スの異なるスペクトル部分を受光する複数の感光性ピク
セルからなり、そして前記選択された信号がピクセルの
少なくとも２つからの信号を含むことを特徴とする請求
項１５に記載の精密測光機器。 - 【請求項１７】 前記発生時間を利用するための手段が
前記ピクセル中のその差異に関して前記時間を相関させ
るための手段を含むことを含むことを特徴とする請求項
１６に記載の精密測光機器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07-823-631 | 1992-01-21 | ||
| US07/823,631 US5229838A (en) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | Photodetector amplitude linearity |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688745A true JPH0688745A (ja) | 1994-03-29 |
| JP3425448B2 JP3425448B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=25239285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02317193A Expired - Lifetime JP3425448B2 (ja) | 1992-01-21 | 1993-01-19 | 光検出器の直線性決定方法および精密測光機器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5229838A (ja) |
| EP (1) | EP0552604B1 (ja) |
| JP (1) | JP3425448B2 (ja) |
| KR (1) | KR100247171B1 (ja) |
| CA (1) | CA2087821C (ja) |
| DE (1) | DE69309504T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1048123A (ja) * | 1996-08-06 | 1998-02-20 | Kubota Corp | 分光分析装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5569938A (en) * | 1993-03-15 | 1996-10-29 | Nikon Corporation | Imaging Apparatus with light pulses |
| US5428558A (en) * | 1993-12-17 | 1995-06-27 | The Perkin-Elmer Corporation | Correction of spectra for stray radiation |
| US5717209A (en) * | 1996-04-29 | 1998-02-10 | Petrometrix Ltd. | System for remote transmission of spectral information through communication optical fibers for real-time on-line hydrocarbons process analysis by near infra red spectroscopy |
| US6342947B1 (en) * | 2000-04-10 | 2002-01-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Optical power high accuracy standard enhancement (OPHASE) system |
| US7110901B2 (en) * | 2000-11-10 | 2006-09-19 | Arkray, Inc. | Correction method for sensor output |
| JP3912366B2 (ja) * | 2003-11-21 | 2007-05-09 | コニカミノルタセンシング株式会社 | 測光装置およびその非線形性補正方法 |
| US7400398B2 (en) * | 2006-05-09 | 2008-07-15 | Environmental Systems Products Holdings Inc. | Remote emissions sensing system and method incorporating spectral matching by data interpolation |
| US9546981B2 (en) * | 2012-08-22 | 2017-01-17 | Neotek Biosciences Co. Ltd. | Device and method for performing blood thromboelastographic assays by magnetic sensing |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4281897A (en) * | 1979-01-10 | 1981-08-04 | Fletcher Taylor C | Photometric system including a time-division optical attenuator |
| JP2724505B2 (ja) * | 1989-10-31 | 1998-03-09 | アンリツ株式会社 | 光減衰量校正方法及び光校正装置 |
-
1992
- 1992-01-21 US US07/823,631 patent/US5229838A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-01-07 EP EP93100102A patent/EP0552604B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-07 DE DE69309504T patent/DE69309504T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-19 JP JP02317193A patent/JP3425448B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-21 CA CA002087821A patent/CA2087821C/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-21 KR KR1019930000728A patent/KR100247171B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1048123A (ja) * | 1996-08-06 | 1998-02-20 | Kubota Corp | 分光分析装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| KR930016765A (ko) | 1993-08-30 |
| KR100247171B1 (ko) | 2000-04-01 |
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| DE69309504D1 (de) | 1997-05-15 |
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| CA2087821A1 (en) | 1993-07-22 |
| EP0552604A1 (en) | 1993-07-28 |
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