JPH0712718A - 分光分析装置 - Google Patents
分光分析装置Info
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- JPH0712718A JPH0712718A JP15677193A JP15677193A JPH0712718A JP H0712718 A JPH0712718 A JP H0712718A JP 15677193 A JP15677193 A JP 15677193A JP 15677193 A JP15677193 A JP 15677193A JP H0712718 A JPH0712718 A JP H0712718A
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- Japan
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- measurement
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アレイ型受光素子を用いた分光分析装置にお
いて、その計測時間の短縮化をできるとともに、その処
理系の構成を簡略化することができる分光分析装置を得
る。 【構成】 測定用光線束を分析対象の試料に照射する光
源と、試料を透過もしくは試料より反射してくる測定用
光線束を分光する分光手段と、分光された測定用光線束
を各波長毎に受光して測定用光線束のスペクトルを得る
アレイ型受光素子７とを備えた分光分析装置を、アレイ
型受光素子７の一部を光線束が照射されない非入光受光
素子部７ｂとして構成し、非入光受光素子部７ｂからの
出力をダーク信号とする処理手段を備えて構成する。
いて、その計測時間の短縮化をできるとともに、その処
理系の構成を簡略化することができる分光分析装置を得
る。 【構成】 測定用光線束を分析対象の試料に照射する光
源と、試料を透過もしくは試料より反射してくる測定用
光線束を分光する分光手段と、分光された測定用光線束
を各波長毎に受光して測定用光線束のスペクトルを得る
アレイ型受光素子７とを備えた分光分析装置を、アレイ
型受光素子７の一部を光線束が照射されない非入光受光
素子部７ｂとして構成し、非入光受光素子部７ｂからの
出力をダーク信号とする処理手段を備えて構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測定用光線束を分析対
象の試料に照射する光源と、試料を透過もしくは試料よ
り反射してくる測定用光線束を分光する分光手段と、分
光された測定用光線束を各波長毎に受光するアレイ型受
光素子とを備えた分光分析装置に関する。
象の試料に照射する光源と、試料を透過もしくは試料よ
り反射してくる測定用光線束を分光する分光手段と、分
光された測定用光線束を各波長毎に受光するアレイ型受
光素子とを備えた分光分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の分光分析装置の一例として穀物
の成分分析を目的とする装置を例に採って説明する。装
置は、光源と、分光手段としての凹面回折格子と、アレ
イ型受光素子とを備えて構成されており、この測定系に
おける測定は、リファレンス測定（試料載置部に標準試
料を載置して標準試料に対する各受光素子の出力電流を
測定）、ダーク測定（受光素子に全く測定光を入射させ
ず暗電流のみを測定）、、試料測定（試料載置部に測定
対象の試料を載置して出力電流を測定）、さらにダーク
測定（受光素子に全く測定光を入射させず暗電流のみを
測定）を、この順で行った後、データ処理をおこなって
いた。ここで、データ処理をおこなう場合は、試料測定
時の出力からこれに引き続くダーク測定時の出力を引い
たものと、リファレンス測定時の出力からこれに引き続
くダーク測定時の出力を引いたものとの比を、スペクト
ル出力用の基本データとしている。これらのダーク測定
時の減算は、アレイ型受光素子の温度が測定用光線束、
もしくはリファレンス光線束の受光により変化し、素子
の暗電流値が変化するのを解消するために必要とされて
いる操作である。
の成分分析を目的とする装置を例に採って説明する。装
置は、光源と、分光手段としての凹面回折格子と、アレ
イ型受光素子とを備えて構成されており、この測定系に
おける測定は、リファレンス測定（試料載置部に標準試
料を載置して標準試料に対する各受光素子の出力電流を
測定）、ダーク測定（受光素子に全く測定光を入射させ
ず暗電流のみを測定）、、試料測定（試料載置部に測定
対象の試料を載置して出力電流を測定）、さらにダーク
測定（受光素子に全く測定光を入射させず暗電流のみを
測定）を、この順で行った後、データ処理をおこなって
いた。ここで、データ処理をおこなう場合は、試料測定
時の出力からこれに引き続くダーク測定時の出力を引い
たものと、リファレンス測定時の出力からこれに引き続
くダーク測定時の出力を引いたものとの比を、スペクト
ル出力用の基本データとしている。これらのダーク測定
時の減算は、アレイ型受光素子の温度が測定用光線束、
もしくはリファレンス光線束の受光により変化し、素子
の暗電流値が変化するのを解消するために必要とされて
いる操作である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法においては、リファレンス測定時、試料測定時にそ
れぞれ引き続いて（或いはこれらの測定時点の前に）ダ
ーク測定を必要とするために、測定時間が掛かるととも
に、測定装置、測定後の処理手法においてもこれらが複
雑にならざる得なかった。
方法においては、リファレンス測定時、試料測定時にそ
れぞれ引き続いて（或いはこれらの測定時点の前に）ダ
ーク測定を必要とするために、測定時間が掛かるととも
に、測定装置、測定後の処理手法においてもこれらが複
雑にならざる得なかった。
【０００４】従って本発明の目的は、アレイ型受光素子
を用いた分光分析装置において、その計測時間の短縮化
をできるとともに、その処理系の構成を簡略化すること
ができる分光分析装置を得ることにある。
を用いた分光分析装置において、その計測時間の短縮化
をできるとともに、その処理系の構成を簡略化すること
ができる分光分析装置を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による分光分析装置の特徴構成は、アレイ型受
光素子の一部を光線束が照射されない非入光受光素子部
として構成し、非入光受光素子部からの出力をダーク信
号とする処理手段を備えたことにあり、その作用・効果
は次の通りである。
の本発明による分光分析装置の特徴構成は、アレイ型受
光素子の一部を光線束が照射されない非入光受光素子部
として構成し、非入光受光素子部からの出力をダーク信
号とする処理手段を備えたことにあり、その作用・効果
は次の通りである。
【０００６】
【作用】つまり、アレイ型受光素子のダーク信号量と入
光時の出力信号量（この出力状態はリファレンス測定時
と試料測定時に得られる）差が十分大きいときには、各
受光素子におけるダーク信号量のばらつきは小さい為
に、全受光素子のダーク測定を行わなくても、一部の素
子によるダーク測定値を代表値として用いることが可能
である。従って、本願の分光分析装置は、アレイ型受光
素子の一部を非入光受光素子部として構成し、この部位
の出力をダーク情報とする処理系（演算処理手段）を備
えて構成している。測定にあたっては、入光部に係わる
試料もしくはリファレンス信号と非入光受光素子部に係
わるダーク信号とを同時に取り込むことができ、これら
の情報に従って簡単な処理系で、例えばスペクトル、ス
ペクトルの二次微分値等の所望の情報を得ることができ
る。
光時の出力信号量（この出力状態はリファレンス測定時
と試料測定時に得られる）差が十分大きいときには、各
受光素子におけるダーク信号量のばらつきは小さい為
に、全受光素子のダーク測定を行わなくても、一部の素
子によるダーク測定値を代表値として用いることが可能
である。従って、本願の分光分析装置は、アレイ型受光
素子の一部を非入光受光素子部として構成し、この部位
の出力をダーク情報とする処理系（演算処理手段）を備
えて構成している。測定にあたっては、入光部に係わる
試料もしくはリファレンス信号と非入光受光素子部に係
わるダーク信号とを同時に取り込むことができ、これら
の情報に従って簡単な処理系で、例えばスペクトル、ス
ペクトルの二次微分値等の所望の情報を得ることができ
る。
【０００７】
【発明の効果】従って、この分光分析装置においては、
従来の方法と比較して、処理時間を約半分にすることが
可能となった。さらに、ダーク測定用の専用素子を設け
ることで、光の入射による素子温度変動がダーク出力に
影響することを低減でき、安定したダーク測定が可能と
なり、信頼性の高い分光分析装置を得ることができた。
従来の方法と比較して、処理時間を約半分にすることが
可能となった。さらに、ダーク測定用の専用素子を設け
ることで、光の入射による素子温度変動がダーク出力に
影響することを低減でき、安定したダーク測定が可能と
なり、信頼性の高い分光分析装置を得ることができた。
【０００８】
【実施例】以下に本発明における光測定装置の一実施例
である玄米を試料Ｓとする分光分析装置について説明す
る。
である玄米を試料Ｓとする分光分析装置について説明す
る。
【０００９】分光分析装置は、図１に示すように、光源
１と、光源１からの測定用光線束を成形する第一光学系
２と、第一光学系２からの測定用光線束が照射される試
料保持部３と、その試料保持部３で保持された試料Ｓを
透過した測定用光線束を集光する第二光学系４と、その
第二光学系４により集光された測定用光線束を分光分析
する受光容器の一例である分光分析部５とを光軸Ｐに沿
って配置して構成してある。
１と、光源１からの測定用光線束を成形する第一光学系
２と、第一光学系２からの測定用光線束が照射される試
料保持部３と、その試料保持部３で保持された試料Ｓを
透過した測定用光線束を集光する第二光学系４と、その
第二光学系４により集光された測定用光線束を分光分析
する受光容器の一例である分光分析部５とを光軸Ｐに沿
って配置して構成してある。
【００１０】前記光源１は、タングステン−ハロゲン電
球によって構成してある。前記第一光学系２は、前記試
料保持部３に向かう測定用光線束を平行光線束に成形す
るレンズ２ａやスリット２ｂで構成してある。前記試料
保持部３は、石英硝子製の容器３ａによって構成してあ
り、その容器３ａ内には、試料Ｓとして玄米を収容して
ある。前記第二光学系４は、前記試料Ｓを透過した測定
用光線束を前記分光分析部５の入射孔５ａ位置で集光さ
せる集光レンズ４ａと、光路への有害光の進入を防止す
る暗箱４ｂとで構成してある。
球によって構成してある。前記第一光学系２は、前記試
料保持部３に向かう測定用光線束を平行光線束に成形す
るレンズ２ａやスリット２ｂで構成してある。前記試料
保持部３は、石英硝子製の容器３ａによって構成してあ
り、その容器３ａ内には、試料Ｓとして玄米を収容して
ある。前記第二光学系４は、前記試料Ｓを透過した測定
用光線束を前記分光分析部５の入射孔５ａ位置で集光さ
せる集光レンズ４ａと、光路への有害光の進入を防止す
る暗箱４ｂとで構成してある。
【００１１】前記分光分析部５は、前記第二光学系４に
隣接するアルミニウム製の暗箱５ｂを設け、その暗箱５
ｂ内で、入射光線束を分光反射する分光手段としての凹
面回折格子６と、分光反射された各波長毎の光線束強度
を検出するアレイ型受光素子７とを設けて構成してあ
る。また、前記暗箱５ｂ内の測定用光路における前記入
射孔５ａと前記凹面回折格子６との間には、前記入射孔
５ａからの入射光線束を凹面回折格子６に向けて反射さ
せる反射鏡８を設けてある。即ち、前記分光分析部５は
ポリクロメータ型の分光計である。
隣接するアルミニウム製の暗箱５ｂを設け、その暗箱５
ｂ内で、入射光線束を分光反射する分光手段としての凹
面回折格子６と、分光反射された各波長毎の光線束強度
を検出するアレイ型受光素子７とを設けて構成してあ
る。また、前記暗箱５ｂ内の測定用光路における前記入
射孔５ａと前記凹面回折格子６との間には、前記入射孔
５ａからの入射光線束を凹面回折格子６に向けて反射さ
せる反射鏡８を設けてある。即ち、前記分光分析部５は
ポリクロメータ型の分光計である。
【００１２】前記アレイ型受光素子７は、前記凹面回折
格子６による光線束の分光光路上の前記暗箱５ｂに設け
た受光素子固定部９に固定設置してあり、シリコン（Ｓ
ｉ）又は硫化鉛（ＰｂＳ）又はゲルマニウム（Ｇｅ）セ
ンサで構成してある。このアレイ型受光素子７からの検
出出力は、処理手段７０に送られ、この処理手段７０に
より処理され、その処理済スペクトル、スペクトルの二
次微分値等であるスペクトル関連情報が求められる。
格子６による光線束の分光光路上の前記暗箱５ｂに設け
た受光素子固定部９に固定設置してあり、シリコン（Ｓ
ｉ）又は硫化鉛（ＰｂＳ）又はゲルマニウム（Ｇｅ）セ
ンサで構成してある。このアレイ型受光素子７からの検
出出力は、処理手段７０に送られ、この処理手段７０に
より処理され、その処理済スペクトル、スペクトルの二
次微分値等であるスペクトル関連情報が求められる。
【００１３】さて、前述のアレイ型受光素子７である
が、図２に示すように、アレイ型受光素子の一部がマス
ク等の遮蔽手段７ａにより測定用光線束が照射されない
非入光受光素子部７ｂとして構成され、この部位７ｂか
らの出力が前述の処理手段７０としての演算処理装置に
送られて処理されることとなる。さらに詳細には、以下
のような構成となっている。 アレイ型受光素子の光照射受光素子部７ｃ 波長領域 ０．６〜１．０μｍ アレイ型受光素子の非入光受光素子部７ｂ 波長領域 ０．７〜０．８５μｍ 演算処理装置に於ける演算処理 吸光度データ ｄ＝ｌｏｇ（（Ｒｄ−Ｄｄ）／（Ｓ
ｄ−Ｄｄ）） ここで、 Ｓｄ 測定用光線束が試料を透過する場合の入光受光素
子部７ｃからの出力（サンプル信号） Ｒｄ 測定用光線束がリファレンスを透過する場合の入
光受光素子部７ｃからの出力（リファレンス信号） Ｄｄ 夫々、試料もしくはリファレンス測定時の非入光
受光素子部７ｂからの出力（ダーク信号） 従って、本願の分光分析装置においては、成分分析をお
こなう場合に必要とされない波長域に対応する受光素子
をマスクすることにより、これらの素子からの出力をダ
ーク信号としてサンプル信号もしくはリファレンス信号
と同時に検出することができる。従って、計測時間の短
縮化及びデータ処理の簡略化が可能となっている。
が、図２に示すように、アレイ型受光素子の一部がマス
ク等の遮蔽手段７ａにより測定用光線束が照射されない
非入光受光素子部７ｂとして構成され、この部位７ｂか
らの出力が前述の処理手段７０としての演算処理装置に
送られて処理されることとなる。さらに詳細には、以下
のような構成となっている。 アレイ型受光素子の光照射受光素子部７ｃ 波長領域 ０．６〜１．０μｍ アレイ型受光素子の非入光受光素子部７ｂ 波長領域 ０．７〜０．８５μｍ 演算処理装置に於ける演算処理 吸光度データ ｄ＝ｌｏｇ（（Ｒｄ−Ｄｄ）／（Ｓ
ｄ−Ｄｄ）） ここで、 Ｓｄ 測定用光線束が試料を透過する場合の入光受光素
子部７ｃからの出力（サンプル信号） Ｒｄ 測定用光線束がリファレンスを透過する場合の入
光受光素子部７ｃからの出力（リファレンス信号） Ｄｄ 夫々、試料もしくはリファレンス測定時の非入光
受光素子部７ｂからの出力（ダーク信号） 従って、本願の分光分析装置においては、成分分析をお
こなう場合に必要とされない波長域に対応する受光素子
をマスクすることにより、これらの素子からの出力をダ
ーク信号としてサンプル信号もしくはリファレンス信号
と同時に検出することができる。従って、計測時間の短
縮化及びデータ処理の簡略化が可能となっている。
【００１４】〔別実施例〕上記の実施例においては、非
入光受光素子部７ｂとされる受光素子を、試料の成分分
析に関与しない波長領域のものから選択したが、例え
ば、アレイ型受光素子の両端部に位置する波長が最も長
い（もしくは短い）ものに対応した受光素子をこのよう
な素子として構成してもよい。さらに先の実施例では、
光源１にタングステン−ハロゲン電球を用いているが、
これに限定するものではなく、試料Ｓ及び測定目的に応
じて適宜設定可能であり、赤外線全域で連続スペクトル
放射を持つ光源１としての熱放射体（黒体炉）や、その
他水銀灯、Ｎｅ放電管等の光源１や、ラマン散乱を測定
するための単色光を発光するレーザ等を用いることがで
き、その構成も適宜変更可能である。さらに、試料Ｓと
しては玄米の他、任意の穀物等を分光分析の対象とする
ことが可能である。さらに、測定用光線束を得るため
に、実施例のように試料Ｓを透過するもの、あるいは試
料表面により反射するもの等、いずれの構成において
も、本願は適応可能である。さらに、実施例において
は、凹面回折格子により測定用光線束を分光する例を示
したが、単なる回折格子、さらにはプリズムにおいても
分光は可能である。従って、測定用光線束を分光する手
段を単に分光手段と呼ぶ。
入光受光素子部７ｂとされる受光素子を、試料の成分分
析に関与しない波長領域のものから選択したが、例え
ば、アレイ型受光素子の両端部に位置する波長が最も長
い（もしくは短い）ものに対応した受光素子をこのよう
な素子として構成してもよい。さらに先の実施例では、
光源１にタングステン−ハロゲン電球を用いているが、
これに限定するものではなく、試料Ｓ及び測定目的に応
じて適宜設定可能であり、赤外線全域で連続スペクトル
放射を持つ光源１としての熱放射体（黒体炉）や、その
他水銀灯、Ｎｅ放電管等の光源１や、ラマン散乱を測定
するための単色光を発光するレーザ等を用いることがで
き、その構成も適宜変更可能である。さらに、試料Ｓと
しては玄米の他、任意の穀物等を分光分析の対象とする
ことが可能である。さらに、測定用光線束を得るため
に、実施例のように試料Ｓを透過するもの、あるいは試
料表面により反射するもの等、いずれの構成において
も、本願は適応可能である。さらに、実施例において
は、凹面回折格子により測定用光線束を分光する例を示
したが、単なる回折格子、さらにはプリズムにおいても
分光は可能である。従って、測定用光線束を分光する手
段を単に分光手段と呼ぶ。
【００１５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】分光分析装置の構成を示す図
【図２】アレー型受光素子の使用状況を示す図
１ 光源 ６ 分光手段 ７ アレイ型受光素子 ７ｂ 非入光受光素子部 ７０ 処理手段 Ｓ 試料
Claims (1)
- 【請求項１】 測定用光線束を分析対象の試料（Ｓ）に
照射する光源（１）と、前記試料（Ｓ）を透過もしくは
前記試料（Ｓ）より反射してくる測定用光線束を分光す
る分光手段（６）と、分光された前記測定用光線束を各
波長毎に受光するアレイ型受光素子（７）とを備えた分
光分析装置であって、 前記アレイ型受光素子（７）の一部を光線束が照射され
ない非入光受光素子部（７ｂ）として構成し、前記非入
光受光素子部（７ｂ）からの出力をダーク信号とする処
理手段（７０）を備えた分光分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15677193A JPH0712718A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 分光分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15677193A JPH0712718A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 分光分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712718A true JPH0712718A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15634961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15677193A Pending JPH0712718A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 分光分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712718A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008286567A (ja) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Hitachi High-Technologies Corp | 分析装置 |
| WO2014129305A1 (en) * | 2013-02-20 | 2014-08-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement apparatus and image forming apparatus |
| CN104880416A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-09-02 | 成都虹华环保科技股份有限公司 | 一种有机废气处理系统用气体分析装置 |
| JP2022033250A (ja) * | 2017-02-07 | 2022-02-28 | 大塚電子株式会社 | 光学スペクトル測定システムおよび光学スペクトル測定方法 |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP15677193A patent/JPH0712718A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008286567A (ja) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Hitachi High-Technologies Corp | 分析装置 |
| WO2014129305A1 (en) * | 2013-02-20 | 2014-08-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement apparatus and image forming apparatus |
| JP2016513235A (ja) * | 2013-02-20 | 2016-05-12 | キヤノン株式会社 | 測定装置、および画像形成装置 |
| CN104880416A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-09-02 | 成都虹华环保科技股份有限公司 | 一种有机废气处理系统用气体分析装置 |
| JP2022033250A (ja) * | 2017-02-07 | 2022-02-28 | 大塚電子株式会社 | 光学スペクトル測定システムおよび光学スペクトル測定方法 |
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