JPH0719960A - フーリエ変換分光装置 - Google Patents

フーリエ変換分光装置

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JPH0719960A
JPH0719960A JP16715093A JP16715093A JPH0719960A JP H0719960 A JPH0719960 A JP H0719960A JP 16715093 A JP16715093 A JP 16715093A JP 16715093 A JP16715093 A JP 16715093A JP H0719960 A JPH0719960 A JP H0719960A
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JP
Japan
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burst
interferogram
fourier transform
noise
side burst
Prior art date
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Application number
JP16715093A
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English (en)
Inventor
Hideto Momose
秀人 百生
Kenji Tochigi
憲治 栃木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は偶発的に入る雑音を効果的に除
去し,短時間で精度良く測定できるフーリエ変換分光装
置を提供することにある。 【構成】設定値より大きな振幅のサイドバーストを検出
し,片側サイドバーストが存在する場合は雑音を含むイ
ンターフェログラムと判断し,該片側サイドバーストを
ノルマライズもしくは消去もしくは所定の値に補完する
手段を有することを特徴とするフーリエ変換分光装置。 【効果】偶発的にインターフェログラムに入る雑音を効
果的に除去することができ、短時間で精度良く測定でき
るフーリエ変換分光装置を実現できた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は干渉計を用いてインター
フェログラムを測定し,これをフーリエ変換しスペクト
ルを得るフーリエ変換分光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】フーリエ変換分光装置では通常,干渉計
の走査鏡を移動することによりえられるインターフェロ
グラムを繰返し測定し,この時に混入する偶発的な雑音
は同一サンプリング位置に入ることはないという性質を
利用してインターフェログラムを積算し平均することに
より雑音の影響を少なくしている。
【0003】また,更に積極的に雑音成分を除くことを
目的に,干渉計の走査鏡移動速度が許容誤差範囲にある
か否かを常時チェックし,走査鏡移動速度に異常がある
場合は,その回の測定データの積算を行わず,SN比の
良いインターフェログラムを得る方法が特開昭59ー40133
号公報に開示されている。また,特開昭62-38324号公報
には長時間測定中のインターフェログラムの原点のずれ
を演算処理で補正し積算する手段が開示されてる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記に示したインター
フェログラムの積算測定により偶発的に発生する雑音の
影響を抑制する方法では,充分に雑音の影響を弱めるた
めには必然的に積算測定回数が増加し,従って測定時間
も長くなり,作業効率が下がるという問題がある。ま
た,それと同時に,積算回数が多くなり測定が長時間に
及ぶと,偶発的に発生する強度の大きな雑音を拾う確率
も高くなるため,期待したほどSN比が向上せず逆に悪
化する場合さえある。このようなことから,強度の大き
な雑音が偶発的に入る場合にはそのような雑音を含むデ
ータを積算データに加えずに積極的に排除することが望
ましい。
【0005】そのための一手段として特開昭59ー40133号
公報に開示されている走査鏡の移動速度の誤差が許容範
囲にあるか否かを常にチェックし,走査鏡移動速度が異
常であるときにはその回の測定データの積算を行わない
ようにする方法がある。しかしこの方法では機械的ショ
ックや電源電圧変動など干渉計動作の乱れを生ずる雑音
は除くことができるが,光検出器や増幅器に入るパルス
状の電気ノイズや閃光などの除去には必ずしも有効では
ない。特に微弱光の測定で測定感度を上げるために増幅
率を高めて測定している時などに切実な問題となるパル
ス状の電気ノイズや閃光による雑音の除去には有効でな
い。
【0006】また,特開昭62-38324号公報に開示されて
いる長時間測定中のインターフェログラムの原点のずれ
を演算処理で補正し積算する手段では,気温の変化など
による測定中の原点移動ドリフトは除くことができる
が,光検出器や増幅器に入るパルス状の電気ノイズや閃
光などの除去には必ずしも有効ではない。特に微弱光の
測定で測定感度を上げるために増幅率を高めて測定して
いる時などに切実な問題となるパルス状の電気ノイズや
閃光による雑音の除去には効果がない。
【0007】本発明の目的は偶発的にインターフェログ
ラムに入る強度の大きなパルス状ノイズを効果的に除去
し,短時間で精度良く測定できるフーリエ変換分光装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】フーリエ変換分光装置の
測定原理から,一回の走査により測定されたインターフ
ェログラムにおいて正常な信号に起因するサイドバース
トであればセンターバーストを挟んだ対称な位置に同様
なサイドバーストを生じるが,異常な信号,すなわち雑
音に起因するサイドバーストであればセンターバースト
を挟んだ対称な位置にサイドバーストは生じず片側サイ
ドバーストとなる。
【0009】そこでこの性質を利用し,偶発的に入る強
度の大きなパルス状ノイズを積極的かつ効果的に除き短
時間で精度良く測定できるフーリエ変換分光装置を提供
するという上記目的は,以下に記す手段により達成でき
る。
【0010】本発明のフーリエ変換分光装置は干渉計と
光検出器とデータ処理装置を具備し,インターフェログ
ラムに発生するサイドバースト及び,片側サイドバース
トを検出し該サイドバースト及び片側サイドバーストの
振幅を判定する手段を有することを特徴とする。
【0011】更に,本発明のフーリエ変換分光装置は,
上記判定手段により設定値より大きな片側サイドバース
トが存在するか否かを検出する手段を有することを特徴
とする。
【0012】更に,本発明のフーリエ変換分光装置は,
上記片側サイドバーストをノルマライズする手段を有す
ることを特徴とする。
【0013】更に,本発明のフーリエ変換分光装置は,
上記片側サイドバーストを消去する手段を有することを
特徴とする。
【0014】更に,本発明のフーリエ変換分光装置は,
上記片側サイドバーストを消去し,該片側サイドバース
トをゼロもしくは所定の値に変換する手段及び上記イン
ターフェログラムに該値に相当する量を補完する手段を
有することを特徴とする。
【0015】また、本発明のフーリエ変換分光装置は,
インターフェログラムに発生するサイドバースト及び片
側サイドバーストを検出し,該インターフェログラムと
片側サイドバーストを消去したインターフェログラムと
が表示されることを特徴とする。
【0016】更に,本発明のフーリエ変換分光装置は,
サイドバースト検出の基準となる設定値を任意に設定で
きることを特徴とする。
【0017】以上述べたように,本発明のフーリエ変換
分光装置において,積算測定時にインターフェログラム
を常時監視し,予め設定した値より振幅の大きなサイド
バーストを検出し,センターバーストを挟む対称位置近
傍に同様なサイドバーストが存在するか否かを確認し,
存在しない場合すなわち片側サイドバーストであれば雑
音を含むインターフェログラムであると判断し,その回
の走査で得たインターフェログラムのデータは積算しな
いかもしくは雑音に由来するサイドバーストを除去した
インターフェログラムを積算するかもしくは画面に表示
されたインターフェログラムとオペレータの判断により
片側サイドバーストを取除いたインターフェログラムと
を画面上で比較確認し処理することにより,偶発的にイ
ンターフェログラムに入る強度の大きなパルス状ノイズ
を効果的に除去し,短時間で精度の良い測定が実現でき
る。
【0018】
【作用】例えば図3のようなインターフェログラムを観
測したとき,最も大きなピーク1をセンターバーストと
呼び,干渉計で2分した光路差が零となるデータサンプ
リング位置に生じる。光学素子や試料の膜厚あるいはギ
ャップなどにより干渉縞が生じるような場合,センター
バーストを挟んで対称な位置にピーク2やピーク3に示
すようなサイドバーストを生じる。ここでサイドバース
トとしての判定基準として信号強度の上限値4及び下限
値5をそれぞれ設定しておき,この範囲から信号強度が
はみ出している場合,サイドバーストであると判定す
る。このようにして測定したインターフェログラムから
サイドバーストを順次拾い出してゆき,センターバース
トを挟んだ対称なデータサンプリング位置に同様なサイ
ドバーストが存在するか否かを確認して行く。このとき
サイドバースト2およびサイドバースト3については互
いにセンターバーストを挟み対称位置にあるため,これ
らは正常な信号と判定される。
【0019】一方これに対し,サイドバースト6につい
てはセンターバーストを挟んで対称なデータサンプリン
グ位置にサイドバーストが存在しない片側サイドバース
トであるため,このサイドバースト6は雑音と判定さ
れ,本インターフェログラムは雑音を含むと判断し,こ
のままの値を積算に用いないようにフーリエ変換分光装
置のデータ処理装置のプログラムを組むことによりもし
くは、画面に表示されたインターフェログラムとオペレ
ータの判断により片側サイドバーストを取除いたインタ
ーフェログラムとを画面上で比較確認することにより,
偶発的にインターフェログラムに入る強度の大きなパル
ス状ノイズを効果的に除去し,短時間で精度良く測定で
きるフーリエ変換分光装置が実現できる。
【0020】
【実施例1】本発明の一実施例を図4に基づき説明す
る。図4はフーリエ変換赤外分光装置により測定したイ
ンターフェログラムの一例を示したものである。積算測
定の際,図中の丸で囲んだ領域7にサイドバーストが観
察された。通常の測定ではセンターバースト8に比較し
てサイドバーストは信号強度が弱いので,縦軸を約10
0倍に拡大したものを図5に示した。
【0021】サイドバースト有無の判定基準として設定
した上限値9,下限値10からはみ出しているサイドバ
ースト11においてはセンターバーストを挟んだ対称な
領域12にサイドバーストが存在しないことからサイド
バースト11雑音と判断された。そこでこの回の走査に
よるデータは積算に加えず,引続き積算データを取るこ
とにより,図6に示す正常なインターフェログラムを得
ることができた。
【0022】図5および図6のインターフェログラムか
らフーリエ変換により求めた赤外線吸収スペクトルを図
7に示した。図7のスペクトル13はノイズを含む図5
のインターフェログラムから求めたスペクトルであり,
スペクトル14はノイズを含むデータを積算から除外
し,再度データを取り直した図6のインターフェログラ
ムから求めたスペクトルである。なお図7において,ス
ペクトル13とスペクトル14は重なることから,以下
の説明の都合により見やすくするために,スペクトル1
4を下方に移動させて表示した。これらの2つのスペク
トルの間にはメインの吸収パターンに大きな差は見られ
ないものの,スペクトル13の方が雑音により細かな振
動構造を生じているため,線幅が太く見えている。図7
の領域15を拡大したものを図8に示す。図8でスペク
トル16は雑音を含む図5のインターフェログラムから
求めたスペクトルであり,スペクトル17はノイズを含
むデータを積算せず,データを取り直した図6のインタ
ーフェログラムから求めたスペクトルである。図7から
スペクトル16に雑音による細かな振動構造が生じてい
るために試料の微細な吸収スペクトルの位置が不明瞭で
あるが,一方スペクトル17では雑音が除かれ試料の吸
収スペクトルの位置が明瞭になっていることがわかる。
【0023】スペクトル16に見られるような雑音に起
因する振動構造を,積算回数を増加することにより除去
するには多大の測定時間を必要とする。このことから,
積算測定時にインターフェログラムを常に監視し,設定
値より振幅の大きなサイドバーストを拾いだし,センタ
ーバーストを挟んだ対称位置近傍に同様にサイドバース
トが存在するか否かを確認し,存在しなければ雑音を含
んだインターフェログラムと判断し,その回のインター
フェログラムのデータは積算に用いないという手段は雑
音を積極的に除き,SN比の高い測定をより少ない積算
回数で短時間に行う上で有効である。本実施例ではフー
リエ変換赤外分光装置を用いた例を示したが,同様なこ
とがフーリエ変換ラマン分光装置など,干渉計を用いる
他のフーリエ変換分光装置に対しても適用可能である。
【0024】
【実施例2】次に,実施例2を前出の図5を用いて説明
する。サイドバースト判定の基準として設定した上限値
9,下限値10からはみ出しているサイドバースト11
についてセンターバーストを挟んだ対称な領域12にサ
イドバーストが存在しないことから雑音であると判断さ
れた。フーリエ変換分光の測定原理からインターフェロ
グラムはセンターバーストを中心に左右対称形であるの
で,雑音のない領域12のインターフェログラムデータ
を左右反転し,センターバースト11のある領域に移植
した。その結果は前出の図6のインターフェログラムと
ほぼ完全に一致し,これにより正常なインターフェログ
ラムを得た。この後のフーリエ変換結果は前出の図7,
図8に示した通りである。この手法は積算測定時にの走
査データの取り直しを行わないため,測定回数を増やさ
ずに済むことから,雑音が比較的頻繁に混入する場合に
有効である。
【0025】また,上記のようにインターフェログラム
の雑音が無い領域を移植するかわりに,近傍のインター
フェログラムのデータから雑音のないインターフェログ
ラムを補完して求め,その値を挿入することによっても
可能である。特にインターフェログラムはその性質上セ
ンターバーストから離れた端部に行くに従い値が実質的
にほぼ零に近くなるため,零を挿入することによっても
可能であり,簡易である。
【0026】本発明では雑音を含んでいる可能性がある
インターフェログラムをそのまま使用することによるス
ペクトルのSN比劣化を回避する手段としてインターフ
ェログラムの健全性をサイドバーストの対称性から判断
する。この判断においてどの程度までインターフェログ
ラムの健全性の判断基準を厳しくするか,さらに健全で
ないインターフェログラムは破棄するのか,それとも訂
正してから使用するのかといったインターフェログラム
取り扱いの指針などは,測定条件や必要とされる解析精
度に依存するため一概に定めることができない。
【0027】そこで,この判断をオペレータに実行させ
る手続きを設けることにより,よりフレキシブルな運用
が可能になる。例えば,サイドバーストの判断基準とな
る上限値および下限値についてもオペレータが任意に設
定できるユーザーインターフェースを提供する。オペレ
ータはサイドバースト判定の基準となる上限値,下限値
を設定する際インターフェログラムが表示された画面を
見ながら,数値を設定することができる。その際,直
接,上限値や下限値を設定することも可能であり,また
相対的な値として,センターバーストの強度の何パーセ
ント以上であればサイドバーストとするといった設定に
することも実施にあたって有効である。さらに,測定に
おける光検出器の増幅率(ゲイン)を設定値にリンクさ
せ,調整することも実際上,有効である。
【0028】つぎに異常が検出されたインターフェログ
ラムについてはデータ処理プログラムにより自動的に破
棄したり,訂正して使用することが可能であると同時
に,様々な測定対象に対応するために,異常が検出され
たインターフェログラムの取り扱いを測定条件や,要求
される解析精度などに応じてオペレータが自由に設定で
きるユーザーインターフェースを提供する。例えば,異
常が検出されたインターフェログラムを直接画面に表示
したり,サイドバーストの状況を数値化したり,グラフ
化した結果を画面に表示したりして,オペレータに判断
材料を提供し,処理方法を決定させる。このことによ
り,より現実に則した解析が可能になる。
【0029】
【発明の効果】以上述べたように,偶発的にインターフ
ェログラムに入る強度の大きなパルス状ノイズを効果的
に除去することができ,短時間で精度良く測定できるフ
ーリエ変換分光装置を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフーリエ変換分光装置に用いられるイ
ンターフェログラムの処理手順を示す工程図である。
【図2】フーリエ変換分光装置のブロック図である。
【図3】本発明で取り扱うインターフェログラムの一例
を示すチャートである。
【図4】本発明の実施例として用いた雑音を含む実測イ
ンターフェログラムを示した図である。
【図5】図4の拡大図である。
【図6】雑音を含まないインターフェログラムの拡大図
である。
【図7】インターフェログラムをフーリエ変換して得た
赤外吸収スペクトルを示した図である。
【図8】図7の一部の拡大図である。
【符号の説明】
1…センターバースト 2,3…サイドバースト 4…サイドバースト判定の上限値 5…サイドバースト判定の下限値 6…サイドバースト 7…サイドバーストのある領域 8…センターバースト 9…サイドバースト判定の上限値 10…サイドバースト判定の下限値 11…サイドバースト 12…サイドバースト11とセンターバーストを挟んで
対称な領域 13…図4のインターフェログラムをフーリエ変換して
得たスペクトル 14…図5のインターフェログラムをフーリエ変換して
得たスペクトル 15…図7に拡大する領域 16…図4のインターフェログラムをフーリエ変換して
得たスペクトル 17…図5のインターフェログラムをフーリエ変換して
得たスペクトル 18…光源 19…試料 20…干渉計固定鏡 21…干渉計半透明鏡 22…干渉計走査鏡 23…光検出器 24…増幅器 25…データ処理装置

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】干渉計と光検出器とデータ処理装置を具備
    したフーリエ変換分光装置において,インターフェログ
    ラムに発生するサイドバースト及び,片側サイドバース
    トを検出し該サイドバースト及び片側サイドバーストの
    振幅を判定する手段を有することを特徴とするフーリエ
    変換分光装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のフーリエ変換分光装置に
    おいて,上記判定手段により設定値より大きな片側サイ
    ドバーストが存在するか否かを検出する手段を有するこ
    とを特徴とするフーリエ変換分光装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のフーリエ変換分光装置に
    おいて,上記片側サイドバーストをノルマライズする手
    段を有することを特徴とするフーリエ変換分光装置。
  4. 【請求項4】請求項1に記載のフーリエ変換分光装置に
    おいて,上記片側サイドバーストを消去する手段を有す
    ることを特徴とするフーリエ変換分光装置。
  5. 【請求項5】請求項1に記載のフーリエ変換分光装置に
    おいて,上記片側サイドバーストを消去し,該片側サイ
    ドバーストをゼロもしくは所定の値に変換する手段及び
    上記インターフェログラムに該値に相当する量を補完す
    る手段を有することを特徴とするフーリエ変換分光装
    置。
  6. 【請求項6】干渉計と光検出器とデータ処理装置を具備
    したフーリエ変換分光装置において,インターフェログ
    ラムに発生するサイドバースト及び片側サイドバースト
    を検出し該インターフェログラムと片側サイドバースト
    を消去したインターフェログラムとが表示されることを
    特徴とするフーリエ変換分光装置。
  7. 【請求項7】請求項1から6に記載のフーリエ変換分光
    装置において,サイドバースト検出の基準となる設定値
    を任意に設定できることを特徴とするフーリエ変換分光
    装置。
JP16715093A 1993-07-06 1993-07-06 フーリエ変換分光装置 Pending JPH0719960A (ja)

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JP16715093A JPH0719960A (ja) 1993-07-06 1993-07-06 フーリエ変換分光装置

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JP16715093A JPH0719960A (ja) 1993-07-06 1993-07-06 フーリエ変換分光装置

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JPH0719960A true JPH0719960A (ja) 1995-01-20

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013019833A (ja) * 2011-07-13 2013-01-31 Shimadzu Corp 干渉分光光度計
WO2015114439A1 (en) 2014-01-29 2015-08-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hood hinge structure and hood hinge
US9417130B2 (en) 2014-01-07 2016-08-16 Shimadzu Corporation Interference spectrophotometer that corrects light intensity information using mirror velocity information

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