JPH0830677B2 - Optical scanning device - Google Patents

Optical scanning device

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JPH0830677B2
JPH0830677B2 JP63184403A JP18440388A JPH0830677B2 JP H0830677 B2 JPH0830677 B2 JP H0830677B2 JP 63184403 A JP63184403 A JP 63184403A JP 18440388 A JP18440388 A JP 18440388A JP H0830677 B2 JPH0830677 B2 JP H0830677B2
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JP
Japan
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circuit
light
light beam
optical scanning
signal
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JP63184403A
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Japanese (ja)
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JPH0232233A (en
Inventor
一郎 小田
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Publication of JPH0830677B2 publication Critical patent/JPH0830677B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59Transmissivity
    • G01N21/5907Densitometers
    • G01N21/5911Densitometers of the scanning type

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光ビームを走査して光透過性の試料内の断層
情報を被破壊的に得る光走査装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical scanning device that scans a light beam to destructively obtain tomographic information in a light-transmissive sample.

(従来の技術) 試料内の断層情報を非破壊的に得るにはX線CT装置が
一般に使用されている。X線に代えて可視領域から近赤
外領域の光を照射して試料の断層情報を得る光CT装置が
提案されている(例えば特開昭60−72542号公報参
照)。
(Prior Art) An X-ray CT apparatus is generally used to non-destructively obtain tomographic information in a sample. An optical CT apparatus has been proposed which obtains tomographic information of a sample by irradiating light in the visible region to the near-infrared region instead of X-rays (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 60-72542).

X線CTの場合、高速化の目的でX線をファンビーム状
に発射して検出器の全てのチャンネルのデータを並列に
収集しているが、光の場合は散乱の影響が大きいので、
ペンビーム状の光を走査して検出器の信号を各チャンネ
ルごとに収集する。
In the case of X-ray CT, X-rays are emitted in a fan beam shape for the purpose of speeding up and data of all channels of the detector are collected in parallel, but in the case of light, the influence of scattering is large, so
The pen-beam-shaped light is scanned to collect the detector signal for each channel.

光走査装置には、第4図に示されるように光源2から
の光ビームをスキャナのミラー4を回転させることによ
って走査する方式と、第5図に示されるようにミラー4a
を平行移動させて走査する方式とがある。6は試料、8,
8aはアレイ状光検出器である。
The optical scanning device includes a system in which a light beam from a light source 2 is scanned by rotating a mirror 4 of a scanner as shown in FIG. 4, and a mirror 4a as shown in FIG.
There is a method of scanning by moving in parallel. 6 is a sample, 8
8a is an array photodetector.

光検出器8,8aで検出されたデータは、第6図に示され
るように、I/V(電流/電圧)変換回路10で電圧に変換
され、積分回路12で積分された後、A/D変換器14でデジ
タル信号に変換されコンピュータに送られてデータ処理
される。
As shown in FIG. 6, the data detected by the photodetectors 8 and 8a is converted into a voltage by the I / V (current / voltage) conversion circuit 10, integrated by the integration circuit 12, and then converted to A / It is converted into a digital signal by the D converter 14 and sent to a computer for data processing.

(発明が解決しようとする課題) 不透明な試料を測定すると光は極端に弱化されるの
で、透過光は極めて弱く、試料のある部分で得られたデ
ータは非常にS/N比が悪い。すなわち、試料による吸収
が大きければ大きいほどS/N比が悪いということにな
る。
(Problems to be Solved by the Invention) Since light is extremely weakened when an opaque sample is measured, transmitted light is extremely weak, and the data obtained in a portion of the sample has a very poor S / N ratio. That is, the greater the absorption by the sample, the worse the S / N ratio.

そこで、S/N比を上げるために、光ビームを一定速度
でゆっくり走査させ、すなわち光源がパルス光のときは
同じ所を数回発射するようにしてデータを収集すればよ
いが、当然測定時間は長くなる。また、全体的なS/N比
は良くなるが、吸収の大きい所のデータが重要であるに
もかかわらず、試料のない所と比べて吸収の大きい所の
データのS/N比が悪いという傾向は依然として残る。
Therefore, in order to increase the S / N ratio, the light beam may be slowly scanned at a constant speed, that is, when the light source is pulsed light, the same spot may be emitted several times to collect data, but of course the measurement time Becomes longer. Also, although the overall S / N ratio improves, the S / N ratio of the data at the large absorption is worse than that at the place without the sample, although the data at the large absorption is important. The trend still remains.

本発明は、光ビームの走査を試料による光の吸収の大
きい所で遅く、吸収の小さい所で速くすることにより、
光の吸収の大きい所のデータのS/N比を上げるととも
に、測定時間を短くすることのできる光走査装置を提供
することを目的とするものである。
The present invention makes the scanning of the light beam slow at a place where the light absorption by the sample is large and fast at a place where the light absorption is small by
An object of the present invention is to provide an optical scanning device capable of increasing the S / N ratio of data at a place where light is largely absorbed and shortening the measurement time.

(課題を解決するための手段) 第1図に本発明を概略的に示す。(Means for Solving the Problems) FIG. 1 schematically shows the present invention.

20は光源からの光ビームを試料6に対して異なる位置
で透過させる光走査部、30は光走査部20に対向する位置
に設けられ、光走査部20から出射される光ビームを受光
する複数のチャンネルからなる光検出器を有する受光
部、40(又は40a)は受光部30の光検出器の光ビームを
受光しているチャンネルにおける光ビーム強度又はその
積分値を比較値と比較する比較手段、及びこの比較手段
の出力に従って光走査部20の各チャンネルにおける照射
量を制御するよう走査位置を制御する手段を備えた制御
部である。
Reference numeral 20 denotes an optical scanning unit that transmits the light beam from the light source at different positions with respect to the sample 6, and 30 is provided at a position facing the optical scanning unit 20, and receives a plurality of light beams emitted from the optical scanning unit 20. , 40 (or 40a) is a comparing means for comparing the light beam intensity in the channel receiving the light beam of the photodetector of the light receiving portion 30 or its integrated value with a comparison value. And a means for controlling the scanning position so as to control the irradiation amount in each channel of the optical scanning portion 20 according to the output of the comparing means.

(作用) 光走査部20の光源から光ビームが発射され、スキャナ
のミラー4を経て試料6に照射され、その透過光が受光
部30の光検出器の1つのチャンネルで検出される。制御
部40(又は40a)は光検出器による透過光ビームの強度
により、光走査部20の各チャンネルにおける照射量を制
御するよう走査位置を制御する。
(Operation) A light beam is emitted from the light source of the light scanning unit 20, is irradiated onto the sample 6 via the mirror 4 of the scanner, and the transmitted light is detected by one channel of the photodetector of the light receiving unit 30. The control unit 40 (or 40a) controls the scanning position so as to control the irradiation amount in each channel of the optical scanning unit 20 according to the intensity of the transmitted light beam from the photodetector.

制御部40(又は40a)が光走査部20の各チャンネルに
おける照射量を制御するには、例えば受光部30における
透過光ビーム強度の積分値が比較値Vrになるまで光走査
部20のスキャナを停止させて光源からの光ビームを発射
させたり、1個の光ビームパルス又は一定時間の光ビー
ム照射による光検出器の検出強度に対して予め設定され
た光ビームパルス分だけ又は時間だけ光走査部20のスキ
ャナを停止させるなどの手法を用いることができる。
In order for the control unit 40 (or 40a) to control the irradiation amount in each channel of the optical scanning unit 20, for example, the scanner of the optical scanning unit 20 is operated until the integrated value of the transmitted light beam intensity in the light receiving unit 30 reaches the comparison value Vr. The light beam from the light source is stopped and emitted, or the light scanning is performed by the light beam pulse or the time preset for the detection intensity of the light detector by one light beam pulse or irradiation of the light beam for a fixed time. A technique such as stopping the scanner of the unit 20 can be used.

(実施例) 第2図は一実施例を表わす。(Embodiment) FIG. 2 shows an embodiment.

光走査部20において、光源2からの光ビーム3がスキ
ャナ21の回転ミラー4によって反射され、試料6に照射
される。光源2はパルス光又は連続光のいずれを出すも
のも使用することができるが、本実施例ではパルス光を
発射するものを用いる。22はパルス発生回路であり、例
えばクロックを内蔵し、一定時間ごとにパルス信号を発
生する。パルス発生回路22からのパルス信号は遅延回路
25を経て光源2に送られ、光源2はその遅延させられた
パルス信号に同期して光ビーム2を発射する。
In the light scanning unit 20, the light beam 3 from the light source 2 is reflected by the rotating mirror 4 of the scanner 21 and is irradiated on the sample 6. The light source 2 may be one that emits pulsed light or continuous light, but in the present embodiment, one that emits pulsed light is used. Reference numeral 22 is a pulse generation circuit, which has a built-in clock, for example, and generates a pulse signal at regular time intervals. The pulse signal from the pulse generation circuit 22 is a delay circuit.
It is sent to the light source 2 via 25, and the light source 2 emits the light beam 2 in synchronization with the delayed pulse signal.

パルス発生回路22からのパルス信号はまた、後述の制
御部40のAND回路42及び受光部30のカウンタ32にも送ら
れる。
The pulse signal from the pulse generation circuit 22 is also sent to the AND circuit 42 of the control unit 40 and the counter 32 of the light receiving unit 30 which will be described later.

23はAND回路42を経たパルス信号をカウントするカウ
ンタ、24はカウンタ23の出力値をアナログ信号に変換す
るD/A変換器である。スキャナ21はD/A変換器24からの入
力電圧と回転ミラーの振り角(回転角)との間に比例関
係を保つように回転ミラー4を回転させる。
Reference numeral 23 is a counter for counting the pulse signals passed through the AND circuit 42, and 24 is a D / A converter for converting the output value of the counter 23 into an analog signal. The scanner 21 rotates the rotary mirror 4 so as to maintain a proportional relationship between the input voltage from the D / A converter 24 and the swing angle (rotation angle) of the rotary mirror.

受光部30においては、光検出器8はスキャナ21の回転
軸(回転ミラー4の表面上)を中心とする円弧上に等間
隔に配置されたアレイ型の光検出器とする。光検出器8
の検出信号はI/V変換回路10によって電圧に変換され、
積分回路12で積分される。
In the light receiving section 30, the photodetectors 8 are array-type photodetectors arranged at equal intervals on an arc centered on the rotation axis of the scanner 21 (on the surface of the rotary mirror 4). Photo detector 8
The detection signal of is converted into a voltage by the I / V conversion circuit 10,
It is integrated by the integrating circuit 12.

31はゲイン可変型の増幅器であり、32はパルス発生回
路22からのパルス信号をカウントし、A/D変換器14から
のA/D変換終了信号によってリセットされるカウンタで
ある。増幅器31はカウンタ32のカウント値Nを入力し、
積分回路12の積分値Vdに1/Nを掛ける演算を行なう。
Reference numeral 31 is a variable gain amplifier, and 32 is a counter that counts the pulse signal from the pulse generation circuit 22 and is reset by the A / D conversion end signal from the A / D converter 14. The amplifier 31 inputs the count value N of the counter 32,
An operation of multiplying the integrated value Vd of the integrating circuit 12 by 1 / N is performed.

A/D変換器14は後述の制御部40の比較回路41からのA/D
変換命令信号によって増幅器31からの信号をデジタル信
号に変換し、データ処理のためにコンピュータへ送り出
す。その後、A/D変換終了信号をカウンタ32と積分回路1
2をリセットする信号として送り出す。
The A / D converter 14 is an A / D converter from a comparison circuit 41 of the control unit 40 described later.
The conversion command signal converts the signal from the amplifier 31 into a digital signal and sends it to a computer for data processing. After that, the A / D conversion end signal is sent to the counter 32 and the integration circuit 1
Send 2 as a reset signal.

制御部40においては、積分回路12の積分値Vdを比較電
圧Vr1と比較する比較回路41と、比較回路41の出力信号
とパルス発生回路22からのパルス信号を入力とするAND
回路42とを備えている。
In the control unit 40, a comparison circuit 41 that compares the integrated value Vd of the integration circuit 12 with the comparison voltage Vr 1, and an output signal of the comparison circuit 41 and a pulse signal from the pulse generation circuit 22 are input.
And a circuit 42.

比較回路41では積分回路12からの積分値Vdが比較電圧
Vr1以上になるとAND回路42に出力される信号レベルがハ
イとなり、また、A/D変換器14にA/D変換命令信号を出力
する。
In the comparison circuit 41, the integrated value Vd from the integration circuit 12 is the comparison voltage.
When Vr 1 or more, the signal level output to the AND circuit 42 becomes high, and the A / D conversion command signal is output to the A / D converter 14.

AND回路42では比較回路41からハイレベルの信号が入
力されると、パルス発生回路22からのパルス信号をカウ
ンタ23へ送る。
In the AND circuit 42, when a high level signal is input from the comparison circuit 41, the pulse signal from the pulse generation circuit 22 is sent to the counter 23.

次に、本実施例の動作について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

パルス発生回路22からの最初のパルス信号によって光
走査部20から光検出器8の1つのチャンネルをめがけて
パルス光が1発発射させられる。試料6を透過して光検
出器8で検出された光は電圧に変換され、積分されて比
較回路41と増幅器31に送られる。
By the first pulse signal from the pulse generation circuit 22, one pulse light is emitted from the optical scanning unit 20 toward one channel of the photodetector 8. The light transmitted through the sample 6 and detected by the photodetector 8 is converted into a voltage, integrated, and sent to the comparison circuit 41 and the amplifier 31.

1発の光ビームパルスによる積分回路12からの信号Vd
が比較電圧Vr1以上であれば、比較回路41からA/D変換命
令信号が出力され、増幅器31でN=1として信号VdがA/
D変換器14でデジタル変換されてコンピュータに送られ
る。一方、比較回路41からAND回路42にハイレベル信号
が出力され、パルス発生回路22から出される次のパルス
信号がAND回路42を経てカウンタ23をカウントアップ
し、D/A変換器24を経てそのカウント値に対応する角度
になるようにスキャナ21が回転ミラー4を所定量回転さ
せる。また、積分回路12とカウンタ32はA/D変換器14の
変換終了を待ってリセットされて次のチャンネルの検出
に備えられる。その後、遅延回路25を経て光源2からは
次の光ビーム3が発射される。
Signal Vd from the integrating circuit 12 by one light beam pulse
Is higher than the comparison voltage Vr 1 , the comparison circuit 41 outputs an A / D conversion command signal, and the amplifier 31 sets N = 1 and the signal Vd is A / D.
It is digitally converted by the D converter 14 and sent to the computer. On the other hand, a high level signal is output from the comparison circuit 41 to the AND circuit 42, and the next pulse signal output from the pulse generation circuit 22 counts up the counter 23 via the AND circuit 42, and then the D / A converter 24 The scanner 21 rotates the rotary mirror 4 by a predetermined amount so that the angle corresponds to the count value. Further, the integrating circuit 12 and the counter 32 are reset after waiting for the end of conversion of the A / D converter 14 to prepare for detection of the next channel. Then, the next light beam 3 is emitted from the light source 2 through the delay circuit 25.

1発の光ビームによる積分回路12の出力VdがVr1未満
である場合は、比較回路41からハイレベル信号が出力さ
れないので、A/D変換器14の変換動作が行なわれず、カ
ウンタ23もカウントアツプされない。そのためスキャナ
21は回転ミラー4を停止させた状態でパルス発生回路22
から次のパルス信号が出力され、光源2から次の光ビー
ム3が発射される。このように、積分回路12からの出力
VdがVr1以上になるまでスキャナ21の回転ミラー4が停
止されて光検出器8の同じチャンネルへ向かって光ビー
ム3が発射され、その検出信号はI/V変換回路10を経て
積分回路12に積分されていき、パルス発生回路22からの
パルス発生回数がカウンタ32でカウントされていく。
When the output Vd of the integrating circuit 12 by one light beam is less than Vr 1 , the comparison circuit 41 does not output a high level signal, so the conversion operation of the A / D converter 14 is not performed and the counter 23 also counts. Not up. Therefore the scanner
21 is a pulse generation circuit with the rotating mirror 4 stopped.
Outputs the next pulse signal, and the light source 2 emits the next light beam 3. Thus, the output from the integrator circuit 12
The rotating mirror 4 of the scanner 21 is stopped and the light beam 3 is emitted toward the same channel of the photodetector 8 until Vd becomes equal to or higher than Vr 1 , and the detection signal passes through the I / V conversion circuit 10 and the integration circuit 12 The number of pulse generations from the pulse generation circuit 22 is counted by the counter 32.

カウンタ32のカウント値がNになったときは、光検出
器8の同一チャンネルに対してN個の光ビームパルスが
発射されたことになるので、増幅器31では積分値VdをN
で割る演算が行なわれる。
When the count value of the counter 32 reaches N, it means that N light beam pulses have been emitted to the same channel of the photodetector 8, so the amplifier 31 sets the integrated value Vd to N.
A division operation is performed.

積分回路12からの出力VdがVr1以上になると、A/D変換
器14は比較回路41からA/D変換命令信号を受けて増幅器3
1の出力をデジタル信号に変換し、コンピュータへ送り
出す。比較回路41からA/D変換命令信号が出力されると
きは、比較回路41からAND回路42にハイレベル信号が出
力され、次のパルス信号がAND回路42を経てカウンタ23
に入力し、D/A変換器24を経てスキャナ21が回転ミラー
4を所定量回転させる。また、積分回路12とカウンタ32
はA/D変換器14の変換終了を待ってリセットされて次の
チャンネルの検出に備えられる。
When the output Vd from the integration circuit 12 becomes Vr 1 or more, the A / D converter 14 receives the A / D conversion command signal from the comparison circuit 41 and receives the amplifier 3
The output of 1 is converted into a digital signal and sent to a computer. When the comparison circuit 41 outputs the A / D conversion command signal, the comparison circuit 41 outputs a high level signal to the AND circuit 42, and the next pulse signal passes through the AND circuit 42 and the counter 23
, And the scanner 21 rotates the rotating mirror 4 by a predetermined amount via the D / A converter 24. In addition, the integration circuit 12 and the counter 32
Is reset after waiting for the end of conversion by the A / D converter 14 to prepare for detection of the next channel.

本実施例において、積分回路12からA/D変換器14への
破線及びカウンタ32からコンピュータへの破線は、ゲイ
ン可変増幅器31を用いないで1/Nの演算をコンピュータ
でさせるための例を表わしている。その場合、パルス数
Nもコンピュータに転送しなければならなくなるので、
データ転送量が増え、転送時間が長くなる。用いるコン
ピュータの処理速度や記憶容量との関係でいずれの方式
を選ぶかを決定すればよい。
In the present embodiment, the broken line from the integrating circuit 12 to the A / D converter 14 and the broken line from the counter 32 to the computer represent an example for causing the computer to calculate 1 / N without using the variable gain amplifier 31. ing. In that case, the number of pulses N also has to be transferred to the computer.
The amount of data transfer increases and the transfer time increases. Which method should be selected may be determined in relation to the processing speed and storage capacity of the computer used.

また、光の吸収量によってはNが非常に大きくなるこ
とも予想されるので、Nの上限を設定しておくのが望ま
しい。そのためにはカウンタ32がNの上限となったとき
は強制的にA/D変換命令をA/D変換器14に送り、かつ、AN
D回路42へハイレベル信号を送るようにしておく。
Further, N is expected to be very large depending on the amount of light absorbed, so it is desirable to set the upper limit of N. Therefore, when the counter 32 reaches the upper limit of N, the A / D conversion command is forcibly sent to the A / D converter 14, and
A high level signal is sent to the D circuit 42.

さらに、測定する試料の吸収量付近でS/N比が効果的
に良くなるようなパルス回数Nとなる比較電圧Vr1を設
定すれば、試料のない部分を通過するチャンネルにめが
けて不必要な光ビームを発射することがなくなり、した
がって測定時間の短縮になる。
Further, if the comparison voltage Vr 1 is set so that the S / N ratio is effectively improved in the vicinity of the absorption amount of the sample to be measured and the pulse number N is set, it is unnecessary for the channel passing through the portion where the sample is not present. It does not emit a light beam, thus reducing the measurement time.

第3図は他の実施例を表わす。 FIG. 3 shows another embodiment.

本実施例は、光検出器8の1つのチャンネルに対して
光ビーム3を1発発射し、その時に試料6を透過した光
ビーム6の強度からそのチャンネルで発射する光ビーム
3のパルス数を設定するようにしたものである。
In this embodiment, one light beam 3 is emitted to one channel of the photodetector 8, and the number of pulses of the light beam 3 emitted from that channel is calculated from the intensity of the light beam 6 transmitted through the sample 6 at that time. This is set.

光走査部20及び受光部30は第2図のものと同じであ
る。ただし、第3図ではカウンタ32を制御部40a側に含
めている。第2図と同一の部分については説明を省略す
る。
The optical scanning unit 20 and the light receiving unit 30 are the same as those in FIG. However, in FIG. 3, the counter 32 is included on the control unit 40a side. Description of the same parts as those in FIG. 2 will be omitted.

40aは制御部であり、その構成は第2図の制御部40と
は異なっている。
Reference numeral 40a is a control unit, and its configuration is different from that of the control unit 40 shown in FIG.

制御部40aにおいては、積分回路12からの積分値Vdが
増幅器50−1〜50−3に入力される。増幅器50−1〜50
−3のゲインはそれぞれK1〜K3であり、K1>K2>K3>1
である。51−1〜51−4は比較回路であり、比較回路51
−1〜51−3の一方の入力端子には増幅器50−1〜50−
3の出力信号がそれぞれ入力され、比較回路51−4の一
方の入力端子には積分回路12の積分値Vdがそのまま入力
される。また、比較回路51−1〜51−4の他方の入力端
子には共通の比較電圧Vr2が入力されている。
In the control unit 40a, the integrated value Vd from the integrating circuit 12 is input to the amplifiers 50-1 to 50-3. Amplifier 50-1 to 50
The gains of -3 are K 1 to K 3 , respectively, and K 1 > K 2 > K 3 > 1.
Is. 51-1 to 51-4 are comparison circuits.
Amplifiers 50-1 to 50-at one of the input terminals of -1 to 51-3
3 output signals are respectively input, and the integrated value Vd of the integration circuit 12 is input as it is to one input terminal of the comparison circuit 51-4. The common comparison voltage Vr 2 is input to the other input terminals of the comparison circuits 51-1 to 51-4.

比較回路51−1〜51−4の出力信号D0〜D3はパルス数
設定部であるPROM52に入力される。信号D0〜D3は、比較
回路51−1〜51−4において、それぞれ一方の入力信号
が他方の入力信号である比較信号Vr2以上になれば
「1」(High)、Vr2未満であれば「0」(Low)とな
る。「1」と「0」は逆であっても良い。PROM52では入
力信号D0〜D3の組合わせによって対応するパルス数Nmを
選択するようにデータが記憶されている。選択されたパ
ルス数Nmは二進数E0〜En(nは整数)として出力され
る。
The output signals D 0 to D 3 of the comparison circuits 51-1 to 51-4 are input to the PROM 52 which is a pulse number setting unit. In the comparison circuits 51-1 to 51-4, the signals D 0 to D 3 are “1” (High) and less than Vr 2 when one of the input signals is equal to or higher than the comparison signal Vr 2 which is the other input signal. If there is, it becomes “0” (Low). "1" and "0" may be reversed. Data is stored in the PROM 52 so that the corresponding pulse number Nm is selected according to the combination of the input signals D 0 to D 3 . The selected pulse number Nm is output as a binary number E 0 to En (n is an integer).

PROM52から出力されたE0〜Enはラッチ回路54に入力さ
れる。ラッチ回路54はカウンタ32からカウント数Nが1
のときのみロードする信号を受けるようになっている。
すなわち、カウント数Nが1のときのみ入力E0〜Enをそ
のまま出力E0′〜En′として比較回路53へ送り、カウン
ト数Nが1以外のときは入力Eo〜Enが変化しても出力
E0′〜En′は変化しない。
The E 0 to En output from the PROM 52 are input to the latch circuit 54. In the latch circuit 54, the count number N from the counter 32 is 1
It is designed to receive a signal to load only when.
That is, only when the count number N is 1, the inputs E 0 to En are sent as they are as the outputs E 0 ′ to En ′ to the comparison circuit 53, and when the count number N is other than 1, even if the inputs Eo to En change, the output is made.
E 0 '-En' do not change.

53は比較回路であり、ラッチ回路54の出力値E0′〜E
n′とカウンタ32の出力値G0〜Gn′とを比較する。カウ
ンタ32はパルス発生回路22からのパルス数をカウントす
る。比較回路53は両入力信号が一致したとき、すなわち
E0′=G0、E1′=G1、……En′=GnのときにAND回路42
へハイレベル信号を送り、受光部のA/D変換器14へA/D変
換命令信号を送る。
Reference numeral 53 denotes a comparison circuit, which outputs the output values E 0 ′ to E of the latch circuit 54.
The n'and the output values G 0 to Gn 'of the counter 32 are compared. The counter 32 counts the number of pulses from the pulse generation circuit 22. The comparison circuit 53 detects when both input signals match, that is,
AND circuit 42 when E 0 ′ = G 0 , E 1 ′ = G 1 , ... En ′ = Gn
To the A / D converter 14 of the light receiving section.

AND回路42は第2図に示されたものと同じであり、比
較回路53からハイレベル信号が送られると、光走査部の
パルス発生回路22のパルス信号をカウンタ23へ送る。
The AND circuit 42 is the same as that shown in FIG. 2, and when the high level signal is sent from the comparison circuit 53, the pulse signal of the pulse generation circuit 22 of the optical scanning section is sent to the counter 23.

次に、本実施例の動作について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

パルス発生回路22から最初のパルス信号が発生する
と、カウンタ32はカウントを開始し、遅延回路25を経て
光源2から1個の光ビームパルス3が発射される。その
光ビームパルス3が試料6を経て光検出器8の1つのチ
ャンネルに入射すると、積分回路12から信号Vdが出力さ
れる。その信号Vdは増幅器50−1〜50−3でそれぞれの
ゲインK1〜K3で増幅されて比較回路51−1〜51−3に送
られ、比較回路51−4には信号Vdがそのまま送られて、
それぞれ比較電圧Vr2と比較され、信号Vdの大きさに対
応した信号D0〜D3がPROM52に出力される。その信号によ
り選択されたパルス数Nmの二進数E0〜Enがラッチ回路54
に入力される。ここで、カウンタ32のカウント数Nが1
であるので、ラッチ回路54に入力されたE0〜Enはそのま
まE0′〜En′として比較回路53へ入力される。これで、
信号Vdに応じたパルス数が比較回路53に設定されたこと
になる。
When the first pulse signal is generated from the pulse generation circuit 22, the counter 32 starts counting and the light source 2 emits one light beam pulse 3 via the delay circuit 25. When the light beam pulse 3 enters the one channel of the photodetector 8 through the sample 6, the integrating circuit 12 outputs the signal Vd. The signal Vd is amplified by amplifiers 50-1 to 50-3 with respective gains K 1 to K 3 and sent to the comparison circuits 51-1 to 51-3. The signal Vd is sent to the comparison circuit 51-4 as it is. Being
Each of the signals is compared with the comparison voltage Vr 2 and signals D 0 to D 3 corresponding to the magnitude of the signal Vd are output to the PROM 52. The binary number E 0 to En of the pulse number Nm selected by the signal is the latch circuit 54.
Is input to Here, the count number N of the counter 32 is 1
Therefore, E 0 to En input to the latch circuit 54 are directly input to the comparison circuit 53 as E 0 ′ to En ′. with this,
The number of pulses corresponding to the signal Vd is set in the comparison circuit 53.

光源2からはパルス発生回路22からのパルス信号によ
って順次光ビームパルス3が発生し、パルス発生回数は
カウンタ32でカウントされていく。
A light beam pulse 3 is sequentially generated from the light source 2 by the pulse signal from the pulse generation circuit 22, and the number of pulse generation is counted by the counter 32.

カウント値Nが比較回路53に設定されたNmと一致する
まで光ビームパルス3が発射される。光検出器8のその
チャンネルで検出された信号はI/V変換回路10を経て積
分回路12で積分加算されていく。積分回路12の積分値Vd
はパルス回数毎に増加していき、したがって、PROM52の
出力E0〜Enも変化するが、カウンタ32の値が1以外であ
るため、ラッチ回路54の出力E0′〜En′すなわちNmはラ
ッチされ、変化しない。また、一方Vdはゲイン可変増幅
器31でNで割る演算がなされ、カウンタ32のカウント値
NがNmに一致したとき比較回路53からA/D変換命令信号
が出力され、増幅器31の出力信号はA/D変換器14でデジ
タル信号で変換されてコンピュータへ送られ、データ処
理される。
The light beam pulse 3 is emitted until the count value N matches Nm set in the comparison circuit 53. The signals detected by the channel of the photodetector 8 are integrated and added by the integrating circuit 12 via the I / V converting circuit 10. Integral value Vd of integrating circuit 12
The output E 0 to En of the PROM 52 also changes, but the value of the counter 32 is other than 1, so that the outputs E 0 ′ to En ′ of the latch circuit 54, that is, Nm are latched. Is not changed. On the other hand, Vd is divided by N by the variable gain amplifier 31, and when the count value N of the counter 32 matches Nm, the comparison circuit 53 outputs an A / D conversion command signal, and the output signal of the amplifier 31 is A. The digital signal is converted by the / D converter 14 and sent to a computer for data processing.

一方、比較回路53からはまた、AND回路42にハイレベ
ル信号が出力され、AND回路42を経たパルス信号によっ
て光走査部20のカウンタ23がカウントアップし、D/A変
換器24を経てスキャナ21はそのカウント値に応じた角度
になるように回転ミラー4を回転させる。また、A/D変
換器14から変換終了後、リセット信号が出力されて積分
回路12とカウンタ32がリセットされ、つぎのチャンネル
の検出に備えられる。
On the other hand, the comparison circuit 53 also outputs a high level signal to the AND circuit 42, the pulse signal passed through the AND circuit 42 causes the counter 23 of the optical scanning unit 20 to count up, and the scanner 21 through the D / A converter 24. Rotates the rotating mirror 4 so as to form an angle corresponding to the count value. Further, after the conversion is completed from the A / D converter 14, a reset signal is output to reset the integrating circuit 12 and the counter 32 to prepare for the detection of the next channel.

以下、スキャナ21により回転させられた回転ミラー4
により光ビーム3が入射する光検出器8のチャンネルで
も、同様にして測定が行なわれていく。
Hereinafter, the rotary mirror 4 rotated by the scanner 21
Thus, the measurement is similarly performed on the channel of the photodetector 8 on which the light beam 3 is incident.

第3図において積分回路12からA/D変換器14への破線
及びカウンタ32からコンピュータへの破線は、第2図と
同様にゲイン可変増幅器31を用いない場合の経路を示し
たものである。
In FIG. 3, the broken line from the integrating circuit 12 to the A / D converter 14 and the broken line from the counter 32 to the computer show the path when the variable gain amplifier 31 is not used as in FIG.

制御部40aにおけるPROM52として入力D0,D2,……の数
や出力E0,E1,……の数の多いPROMを使用すれば、多くの
比較回路51−1,51−2,……をつないでゲインK0,K1,……
を多く設定することができるようになり、パルス数設定
の数を多くすることができるようになる。
If a PROM having a large number of inputs D 0 , D 2 , ... And outputs E 0 , E 1 , ... Is used as the PROM 52 in the control unit 40a, a large number of comparison circuits 51-1, 51-2 ,. Connect them with gain K 0 , K 1 , ......
Can be set to a large number, and the number of pulse number settings can be increased.

また、比較回路51−1〜51−4では比較電圧Vr2を一
定にし、増幅器50−1〜50−3のゲインを変えるように
しているが、増幅器50−1〜50−3を省略し、比較回路
51−1〜51−4の比較電圧Vr2を比較回路51−1〜51−
4ごとに異なるようにして信号Vdの大きさを検出するよ
うにしてもよい。
Further, in the comparison circuits 51-1 to 51-4, the comparison voltage Vr 2 is made constant and the gains of the amplifiers 50-1 to 50-3 are changed, but the amplifiers 50-1 to 50-3 are omitted, Comparison circuit
Comparing the comparison voltage Vr 2 of 51-1 to 51-4 with the comparison circuit 51-1 to 51-
The magnitude of the signal Vd may be detected differently for each four.

第3図の実施例を用いると、試料6による光ビーム3
の吸収量の大小に応じてパルス数Nmを設定でき、幅広い
吸収に対して適当なパルス数のデータを得ることが可能
になる。
Using the embodiment of FIG. 3, the light beam 3 from the sample 6
The pulse number Nm can be set according to the magnitude of the absorption amount of, and it becomes possible to obtain the data of an appropriate pulse number for a wide range of absorption.

第2図及び第3図の実施例の光走査部20では、光源2
からの光ビームをパルスとして発射させ、スキャナ21に
よる回転ミラー4の回転を不連続的に行なうようにし、
光ビーム3の発射とスキャナ21の動作をパルス発生回路
22からのパルス信号によって同期させるようにしてい
る。
In the optical scanning unit 20 of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the light source 2
The light beam from is emitted as a pulse so that the rotating mirror 4 is rotated discontinuously by the scanner 21,
Pulse generation circuit for emitting light beam 3 and scanner 21 operation
The pulse signal from 22 is used for synchronization.

他の方法としては、光源2からの光ビーム3を連続光
とすることもできる。その場合にはスキャナ21の動作と
光源2との同期を考える必要はない。連続光を用いる場
合は、パルス回数による光走査部の走査速度の制御に代
えて、照射時間で走査を制御するようにすればよい。照
射時間を用いる場合、単位時間を設定し、照射時間が単
位時間の整数倍になるような制御の方式が好ましい。
Alternatively, the light beam 3 from the light source 2 may be continuous light. In that case, it is not necessary to consider the operation of the scanner 21 and the synchronization with the light source 2. When continuous light is used, scanning may be controlled by irradiation time instead of controlling the scanning speed of the optical scanning unit by the number of pulses. When the irradiation time is used, it is preferable to set a unit time and control the irradiation time to be an integral multiple of the unit time.

実施例は第4図に示されるように、ミラー4が回転し
て光ビームを走査する方式の光走査装置に本発明を適用
した例であるが、第5図に示されるように、ミラー4aが
平行移動して光ビームを走査する方式の光走査装置に本
発明を適用することもできる。その場合、第2図又は第
3図の実施例において、光走査部20のスキャナ21をミラ
ー4aを平行移動させる機構のものに置換すればよい。
The embodiment is an example in which the present invention is applied to an optical scanning device in which a mirror 4 rotates to scan a light beam as shown in FIG. 4, but as shown in FIG. The present invention can also be applied to an optical scanning device of a type in which a beam is moved in parallel to scan a light beam. In that case, in the embodiment shown in FIG. 2 or 3, the scanner 21 of the optical scanning unit 20 may be replaced with a mechanism for moving the mirror 4a in parallel.

(発明の効果) 本発明の光走査装置では、試料を透過した光ビーム強
度によって光走査部の各チャンネルにおける照射量を制
御するようにしたので、光の吸収が大きく、S/N比が悪
くなる所ほど多くのデータを収集してS/N比を良くする
ことができ、逆に光の吸収が小さく少ないデータでもS/
N比が十分によい所では無駄な測定をしないで測定時間
を短縮することができるようになる。
(Effects of the Invention) In the optical scanning device of the present invention, since the irradiation amount in each channel of the optical scanning unit is controlled by the intensity of the light beam transmitted through the sample, the light absorption is large and the S / N ratio is poor. More data can be collected to improve the S / N ratio, and conversely S / N can be obtained even with small data that has small light absorption.
When the N ratio is sufficiently good, the measurement time can be shortened without unnecessary measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明を示すブロック図、第2図及び第3図は
それぞれ実施例を示すブロック図、第4図及び第5図は
それぞれ本発明が適用される光走査装置の光走査方法を
示す概略図、第6図は従来の光走査装置における受光部
を示すブロック図である。 2……光源、4……回転ミラー、8……光検出器、20…
…光走査部、21……スキャナ、22……パルス発生回路、
30……受光部、32……カウンタ、40,40a……制御部、41
……比較回路、42……AND回路、52……PROM、53……比
較回路、54……ラッチ回路。
FIG. 1 is a block diagram showing the present invention, FIGS. 2 and 3 are block diagrams showing an embodiment, and FIGS. 4 and 5 are optical scanning methods of an optical scanning device to which the present invention is applied. FIG. 6 is a block diagram showing a light receiving portion in a conventional optical scanning device. 2 ... Light source, 4 ... Rotating mirror, 8 ... Photodetector, 20 ...
… Optical scanning unit, 21… Scanner, 22… Pulse generation circuit,
30: Light receiving part, 32: Counter, 40, 40a: Control part, 41
…… Comparison circuit, 42 …… AND circuit, 52 …… PROM, 53 …… Comparison circuit, 54 …… Latch circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源からの光ビームを試料に対して異なる
位置で透過させる光走査部と、光走査部に対向する位置
に設けられ、光走査部から出射される光ビームを受光す
る複数のチャンネルからなる光検出器を有する受光部と
を備えた光走査装置において、受光部の光検出器の光ビ
ームを受光しているチャンネルにおける光ビーム強度又
はその積分値を比較値と比較する比較手段、及びこの比
較手段の出力に従って前記光走査部の各チャンネルにお
ける照射量を制御するよう走査位置を制御する手段を備
えた制御部を設けたことを特徴とする光走査装置。
1. An optical scanning unit that transmits a light beam from a light source at different positions with respect to a sample, and a plurality of light scanning units that are provided at positions facing the optical scanning unit and that receive the light beam emitted from the optical scanning unit. In a light scanning device having a light receiving section having a photodetector consisting of channels, comparing means for comparing the light beam intensity in the channel receiving the light beam of the photodetector of the light receiving section or its integrated value with a comparison value. And an optical scanning device provided with a control unit for controlling the scanning position so as to control the irradiation amount in each channel of the optical scanning unit according to the output of the comparison unit.
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