JPH10325755A - 分光分析装置および分光分析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】短時間で複数波数の光吸収スペクトルを得る。
これをコンパクトな機構にて実現。連続移動体の連続測
定。幅方向連続走査測定。電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の
酸化物のオンライン定量測定。 【解決手段】 焼鈍板ＯＰに赤外光を投射する手段５〜
７，１０，１２，１９〜２１；反射赤外光を強度分割し
て複数の光路に分配する光分配手段２２〜２４，Ａ１〜
Ａ５，Ｂ１，Ｂ２；各光路の赤外光を分光する赤外フィ
ルタ４８と光電変換器５０を含む複数の受光器Ｃ１〜Ｃ
８；それらの電気信号を光レベルデ−タに変換する光強
度計測手段８０，９０；および、光レベルデ−タに基づ
いて電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物を構成する成分を定量的
に求める情報処理手段９０；を備える。光学定盤１にキ
ャリッジ１６を設けて対物ヘッドＣｔ，Ｃｒをｘ駆動す
る。又は、光学定盤１をｘ駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体表面部の成分
を光学的処理により検出する分光分析装置に関し、特
に、これに限定する意図ではないが、電磁鋼脱炭焼鈍板
の酸化層中の酸化物をオンラインで赤外分光により定量
的に測定する分光分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化層は、最表面の
外部酸化層とその直下の内部酸化層からなる。外部酸化
層にはＳｉＯ₂とＦｅ系及びＭｎ系酸化物が存在し、内
部酸化層にはＳｉＯ₂が存在することがわかっている。
Ｆｅ系及びＭｎ系酸化物は、（Ｆｅ，Ｍｎ）₂ＳｉＯ₄又
は（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃として存在している。電磁鋼
脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物を定量的に測定する方法と
しては、特開平８−２４６０５３号公報に開示されてい
るように、ＦＴ−ＩＲ法を用いて赤外反射スペクトルを
測定する方法が知られている。

【０００３】この特開平８−２４６０５３号公報に開示
の方法は、電磁鋼脱炭焼鈍板の赤外吸収スペクトル（検
出スペクトル）が、該焼鈍板の酸化層の各成分の赤外吸
収スペクトル（成分スペクトル）の和であるとして、検
出スペクトル＝Σ〔（１つの成分の概知の赤外吸収スペ
クトル）×（該成分の量対応係数）〕と見なし、各成分
の量対応係数を未知数（求める値）として、複数の波数
（波長）の各検出スペクトル値（各波数での吸収度）を
上記の左辺に代入した複数の式を連立式とし、全連立式
を同時に満す各成分の量対応係数を算出し、算出した係
数を成分含有量に変換する。

【０００４】前記従来技術では、電磁鋼脱炭焼鈍板酸化
層中の酸化物の赤外反射吸収スペクトルの測定は一般的
なＦＴ−ＩＲ法を用いて行うので、オフラインでの測定
が前提とされている。ＦＴ−ＩＲ法では、サンプル台に
標準ミラ−を置き標準ミラ−のスペクトルを測定し、次
にサンプル台に分析対象（サンプル）を置きサンプルの
スペクトルを測定する。その後サンプルのスペクトルを
標準ミラ−のスペクトルで補正する事によりサンプルの
反射スペクトルを得る。電磁鋼脱炭焼鈍板では高感度反
射吸収スペクトルを測定する。サンプルは静止している
ので、測定に時間的制約はなく必要な精度が得られるま
で長時間の測定が可能である。また、ＦＴ−ＩＲ装置で
は、除振台の上に設置できるので、光学系の設計は比較
的簡単である。故に測定の精度を高くすることは容易で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところがオンラインで
連続的に測定するためには、電磁鋼脱炭焼鈍ラインでは
鋼板が移動（例えば１００ｍ／分程度）しているので、
所要波数（複数）の赤外吸収スペクトル（吸光度）を数
秒程度以下で測定する必要がある。すなわち、オフライ
ンの場合よりも高速で測定する必要があり、所要波数の
赤外吸収スペクトルを実質上同時に測定するのが好まし
い。

【０００６】また、電磁鋼脱炭焼鈍ラインでは移動鋼板
が振動し赤外光の反射する位置や角度が変化し反射光の
光路がずれるので、光路変動の影響を受けにくくする対
策が必要である。さらに、電磁鋼の製造現場は振動があ
り実験室のように環境が良くないので、分析装置、特に
光学系は、耐環境性の高いものでなければならない。通
常用いられている従来のＦＴ−ＩＲ法では、十分な精度
を得るためには測定に３分程度以上を要する。また、干
渉計を走査することによってインターフェログラムを測
定しそのインターフェログラムをフーリエ変換して赤外
スペクトルを得ているので、測定中の光路変動や光路変
動による受光光量変化はインターフェログラムの形を変
えることになり赤外スペクトルそのものが変わってしま
うことになる。さらに、干渉計のような精密可動部を備
えたものは、耐久性が悪く、振動対策が施されていない
製造現場には適さない。つまり、従来のＦＴ−ＩＲ法で
は干渉計を走査する必要があるために、オンラインでの
連続測定には適しておらず、実際にはオンラインでの使
用は不可能であった。

【０００７】本発明は、連続的に移動する物体の分光分
析を連続的に行なうことを第１の目的とし、短時間で複
数波数の光吸収スペクトルを得ることを第２の目的と
し、幅方向の複数点の分光分析を連続的に行なうことを
第３の目的とし、比較的にコンパクトな機構にて複数波
数の光吸収スペクトルを得ることを第４の目的とし、移
動物体の移動方向と直交する幅方向の複数点の分光分析
を連続的に行なうことを第５の目的とし、オンラインで
連続的に電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物を赤外反射
吸収法を用いて定量的に測定することを第６の目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（１）電磁鋼脱炭焼鈍板(OP)に赤外光を投射する投光手
段(5〜7,10,12,19〜21)；電磁鋼脱炭焼鈍板(OP)表面で
反射された赤外光を強度分割して複数の光路に分配する
複数の赤外光分割手段（A1〜A5,B1,B2)を含む光分配手
段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)；赤外光分割手段によって分
割された赤外光を分光する赤外フィルタ(48)と該フィル
タを透過した光の強度を電気信号に変換する光電変換手
段(50)を含む、それぞれが前記複数の光路のそれぞれに
配置された、複数の分光検出手段(C1〜C8)；各分光検出
手段(C1〜C8)の電気信号を光レベルデ−タに変換する光
強度計測手段(80,90)；および、前記光レベルデ−タに
基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物を構成する成分を定
量的に求めるデ−タ処理手段(90)；を備える、電磁鋼脱
炭焼鈍板の酸化物の分光分析装置。

【０００９】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項
の符号を、参考までに付記した。

【００１０】この分光分析装置によれば、電磁鋼脱炭焼
鈍板表面からの反射赤外光を赤外光分割手段（A1〜A5,B
1,B2)が分割し、分割された各々の赤外光を赤外フィル
タ(48)が分光し、分光した各々の赤外光を各々の光電変
換手段(50)が検出し、検出した各々の赤外光信号を光強
度計測手段(80,90)が光レベルデ−タに変換し、デ−タ
処理手段(90)が、光レベルデ−タに基づいて、電磁鋼脱
炭焼鈍板酸化層中の酸化物を構成する成分を定量的に求
める。

【００１１】ＦＴ−ＩＲ法のように干渉計を走査する必
要がなく直接赤外スペクトルを得ることができるので、
短時間で複数波数の光吸収スペクトルを得ることが出
来、オンラインで連続的に電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の
酸化物を赤外反射吸収法を用いて定量的に測定すること
が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（２）投光手段(5〜7,10,12,19〜21)は、赤外光を放射
する光源(5)および該光源が発生した赤外光を直線偏光
にする直線偏光手段(10)を含む；上記（１）の、電磁鋼
脱炭焼鈍板の酸化物の分光分析装置。

【００１３】金属面に照射された光は金属内の自由電子
の作用により１８０°の位相飛びをもって反射するた
め、高感度反射法では、赤外光の電場ベクトルの振動方
向つまり偏光方向が入射面に垂直な場合つまり垂直偏光
(Ｐ偏光)の場合は入射光の電場ベクトルと反射光の電場
ベクトルが金属面で強め合い金属表面に垂直な定常振動
電場をつくるので高感度で金属面上に存在する薄膜を検
出し、赤外光の電場ベクトルの振動方向つまり偏光方向
が入射面に平行な場合つまり平行偏光(Ｓ偏光)の場合は
入射光の電場ベクトルと反射光の電場ベクトルが金属面
で相殺し合い金属表面に定常波はほとんど観測されない
ので金属面上に存在する薄膜を検出しない。

【００１４】したがって、投光手段(5〜7,10,12,19〜2
1)からの無偏光の赤外光をそのまま電磁鋼脱炭焼鈍板表
面入射させて測定した場合には、垂直(Ｐ偏光)成分につ
いては電磁鋼脱炭焼鈍板表面の酸化層中の酸化物を検出
し、平行(Ｓ偏向)成分については電磁鋼脱炭焼鈍板表面
の酸化層中の酸化物を検出しないことになる。

【００１５】一方、投光手段(5〜7,10,12,19〜21)から
の無偏光の赤外光を直線偏光手段(10)によって入射面に
対して垂直な電場ベクトルを有する赤外光(Ｐ偏向)にし
てから電磁鋼脱炭焼鈍板表面に入射させて測定した場合
には、入射した赤外光すべてが電磁鋼脱炭焼鈍板表面の
酸化層中の酸化物を検出することになる。したがって、
Ｐ偏向は無偏向に比ベ、全赤外光強度に対する電磁鋼脱
炭焼鈍板表面の酸化層中の酸化物の信号強度が約２倍に
なるので、直線偏光手段(10)を設けることによって、よ
り高感度で測定することが可能である。

【００１６】なお、上記のことから直線偏光手段(10)が
ない場合でも電磁鋼脱炭焼鈍板表面の酸化層中の酸化物
を測定できることは明らかである。

【００１７】（３）投光手段(5〜7,10,12,19〜21)は、
電磁鋼脱炭焼鈍板(OP)の表面(xy平面)に対して８０°以
上の入射角で赤外光を電磁鋼脱炭焼鈍板(OP)に投射する
投光側対物ミラ−(20)を含み；光分配手段(22〜24,A1〜
A5,B1,B2)は、投光側対物ミラ−(20)が電磁鋼脱炭焼鈍
板(OP)に投射しそれが反射した反射角８０°以上の赤外
光を反射する受光側対物ミラ−(23)を含む；上記（１）
又は（２）の、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物の分光分析装
置。

【００１８】（４）投光手段(5〜7,10,12,19〜21)は、
電磁鋼脱炭焼鈍板(OP)の表面(xy平面)に対して平行な赤
外光を、該表面と直交する方向(z)に反射する投光側方
向変換ミラ−(19)、および、該ミラ−(19)が反射した赤
外光を電磁鋼脱炭焼鈍板(OP)に投射する投光側対物ミラ
−(20)を含み；光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)は、
投光側対物ミラ−(20)が電磁鋼脱炭焼鈍板(OP)に投射し
それが反射した赤外光を電磁鋼脱炭焼鈍板(OP)の表面と
直交する方向(z)に反射する受光側対物ミラ−(23)、お
よび、このミラ−(23)が反射した赤外光を電磁鋼脱炭焼
鈍板(OP)の表面に対して平行な方向に反射する受光側方
向変換ミラ−(24)を含む；上記（１）又は（２）の、電
磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物の分光分析装置。

【００１９】電磁鋼脱炭焼鈍板表面の酸化層中の酸化物
のような金属面上に存在する薄膜の赤外スペクトルを測
定する場合、通常の０°に近い入射角を用いた反射法に
よる測定では、感度が低く解析に耐えるスペクトルが得
られないことが多いので、大きい入射角で入射させる正
反射法つまり高感度反射法の配置で測定することによっ
て感度を著しく向上させることができる。

【００２０】投光手段(5〜7,10,12,19〜21)からの無偏
光の赤外光を直線偏光手段(10)によって入射面に対して
平行な電場ベクトルを有する赤外光にし、その赤外光を
高感度反射法の配置つまり電磁鋼脱炭焼鈍板表面の法線
方向に対して大きな角度例えば７０〜８５°程度(後述
の実施例では80°)で入射させることにより、電磁鋼脱
炭焼鈍板表面の酸化層中の酸化物の振動スペクトルを高
感度で検出できる。

【００２１】例えば入射角が８０°の場合、焼鈍板表面
に対して入射光は１０°の投射角度となり、焼鈍板表面
に対する受光角も１０°（投射角度の角度基線からみる
と、１８０°−１０°＝１７０°）となるが、この投射
角度の方向に投光手段(5〜7,10,12,19〜21)を配列し、
受光角の方向に光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)およ
び分光検出手段(C1〜C8)を配列すると、これらを装備す
る基台(1)の、焼鈍板搬送ラインへの設置が難かしくな
る。この（３）項では、投光側方向変換ミラ−(19)，投
光側対物ミラ−(20)，受光側対物ミラ−(23)および受光
側方向変換ミラ−(24)で、Ｕ形の入射／反射光路を形成
しているので、投，受光側対物ミラ−(20,23)のみを、
投，受光角が１０°になるように焼鈍板表面に極く近い
距離に配置し、他の光学要素は焼鈍板表面からかなり離
れた位置に配置することができ、光学要素を装備する基
台(1)を、焼鈍板搬送ラインに容易に設置しうる。ま
た、投光側方向変換ミラ−(19)，投光側対物ミラ−(2
0)，受光側対物ミラ−(23)および受光側方向変換ミラ−
(24)、もしくは基台(1)をｘ方向に駆動して、焼鈍板の
幅方向（移動方向ｙと直交するｘ方向）の数点又は全幅
を、サンプリングする形で又は走査する形で、連続的に
計測することが可能となる。

【００２２】（５）複数の分光検出手段(C1〜C8)は、電
磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物によって実質上吸収のない３つ
以上の波数の赤外光のそれぞれを検知する３以上の第１
グル−プの分光検出手段(C1,C2,C8)、および、電磁鋼脱
炭焼鈍板の、少くとも分析対象の酸化物の種類数に対応
する数の、各酸化物によって実質上吸収のある波数の赤
外光のそれぞれを検知する第２グル−プの分光検出手段
(C3〜C7)を含み；デ−タ処理手段(90)は、第１グル−プ
の分光検出手段(C1,C2,C8)が検知した光レベルに基づい
て電磁鋼脱炭焼鈍板の、分析対象の酸化物が存在しない
とした分光スペクトルすなわちベ−スラインを算出し、
このベ−スラインと第２グル−プの分光検出手段(C3〜C
7)が検知した光レベルに基づいて第２グル−プの分光検
出手段(C3〜C7)が検知する波数に対する電磁鋼脱炭焼鈍
板の吸光度を算出し、算出した吸光度に基づいて分析対
象の酸化物の種類それぞれの量を算出する；上記
（１），（２），（３）又は（４）の、電磁鋼脱炭焼鈍
板の酸化物の分光分析装置。

【００２３】（６）複数の分光検出手段(C1〜C8)は、電
磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物によって実質上吸収のない３つ
以上の波数の赤外光のそれぞれを検知する３以上の第１
グル−プの分光検出手段(C1,C2,C8)、および、電磁鋼脱
炭焼鈍板の、少くとも分析対象の酸化物の種類数に対応
する数以上の、各酸化物によって実質上吸収のある波数
の赤外光のそれぞれを検知する第２グル−プの分光検出
手段(C3〜C7)、を含み；第１グル−プの分光検出手段(C
1,C2,C8)の赤外フィルタの半値全幅は150(1/cm)以下、
第２グル−プの分光検出手段(C3〜C7)の赤外フィルタの
半値全幅は100(1/cm)以下である；上記（１），
（２），（３），（４）又は（５）の、電磁鋼脱炭焼鈍
板の酸化物の分光分析装置。

【００２４】（７）複数の分光検出手段(C1〜C8)は、電
磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物によって実質上吸収のない３つ
以上の波数の赤外光のそれぞれを検知する３以上の第１
グル−プの分光検出手段(C1,C2,C8)、および、電磁鋼脱
炭焼鈍板の、少くとも分析対象の酸化物の種類数に対応
する数以上の、各酸化物によって実質上吸収のある波数
の赤外光のそれぞれを検知する第２グル−プの分光検出
手段(C3〜C7)を含み；第２グル−プの分光検出手段(C3
〜C7)の赤外フィルタの中心付近の波数は、分析対象の
酸化物が赤外線を吸収する波数領域内の、赤外反射吸収
スペクトルの隣り合う山と谷の波数の中間付近の波数で
ある；上記（１），（２），（３），（４），（５）又
は（６）の、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物の分光分析装
置。

【００２５】（８）複数の分光検出手段(C1〜C8)は、電
磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物によって実質上吸収のない３つ
以上の波数(1900/cm,1350/cm,800/cm; i=1,2,8)の赤外
光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの分光検
出手段(C1,C2,C8)と、内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化
層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂ＳｉＯ₄の酸化物によって実質上吸
収のある波数(965/cm; i=6)の赤外光を検知する分光検
出手段(C6)，内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆ
ｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃の酸化物によって実質上吸収のある
波数(1135/cm; i=4)の赤外光を検知する分光検出手段(C
4)、および、内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層もＳｉ
Ｏ₂の酸化物によって実質上吸収のある波数(1225/cm; i
=3)の赤外光を検知する分光検出手段(C3)、を含む第２
グル−プの分光検出手段(C3〜C7)と、を含み；デ−タ処
理手段(90)は、第１グル−プの分光検出手段(C1,C2,C8)
が検知した光レベルに基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板の、分
析対象の酸化物が存在しないとした分光スペクトルすな
わちベ−スラインを算出し、このベ−スラインと第２グ
ル−プの分光検出手段(C3〜C7)が検知した光レベルに基
づいて第２グル−プの分光検出手段が検知する波数(i=7
〜3)に対する電磁鋼脱炭焼鈍板の吸光度Ｇｉ(i=7〜3)を
算出し、算出した吸光度Ｇｉ(i=7〜3)と、メモリに格納
している、内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆ
ｅ，Ｍｎ）₂ＳｉＯ₄の酸化物の吸光度デ−タｑ４ｉ’(i
=7〜3)，内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，
Ｍｎ）ＳｉＯ₃の酸化物の吸光度デ−タｑ２ｉ’(i=7〜
3)、および、内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層もＳｉ
Ｏ₂の酸化物の吸光度デ−タｑ１ｉ’(i=7〜3)、とに基
づいて、 Ｇｉ＝Ｐ１’・ｑ１ｉ’＋Ｐ２’・ｑ２ｉ’＋Ｐ４’・
ｑ４ｉ’ なる関係を満すパラメ−タＰ１’，Ｐ２’およびＰ４’
の値を算出し、算出したＰ１’，Ｐ２’およびＰ４’の
値に基づいて酸化物量又は酸素量を算出する；上記
（１），（２），（３），（４），（５），（６）又は
（７）記載の、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物の分光分析装
置。

【００２６】（９）複数の分光検出手段(C1〜C8)は、電
磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物によって実質上吸収のない３つ
以上の波数(1900/cm,1350/cm,800/cm; i=1,2,8)の赤外
光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの分光検
出手段(C1,C2,C8)と、内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化
層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂ＳｉＯ₄の酸化物によって実質上吸
収のある波数(965/cm; i=6)の赤外光を検知する分光検
出手段(C6)，内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆ
ｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−Ｉの酸化物によって実質上吸収の
ある波数(1135/cm; i=4)の赤外光を検知する分光検出手
段(C4)， 内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆ
ｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−IIの酸化物によって実質上吸収の
ある波数(1050/cm; i=5)の赤外光を検知する分光検出手
段(C5)、および、内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層も
ＳｉＯ₂の酸化物によって実質上吸収のある波数(1225/c
m; i=3)の赤外光を検知する分光検出手段(C3)、を含む
第２グル−プの分光検出手段(C3〜C7)と、を含み；デ−
タ処理手段(90)は、第１グル−プの分光検出手段(C1,C
2,C8)が検知した光レベルに基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板
の、分析対象の酸化物が存在しないとした分光スペクト
ルすなわちベ−スラインを算出し、このベ−スラインと
第２グル−プの分光検出手段(C3〜C7)が検知した光レベ
ルに基づいて第２グル−プの分光検出手段が検知する波
数(i=7,6,5,4,3)に対する電磁鋼脱炭焼鈍板の吸光度Ｇ
ｉ(i=7,6,5,4,3)を算出し、算出した吸光度Ｇｉ(i=7,6,
5,4,3)と、メモリに格納している、内部酸化層がＳｉＯ
₂で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂ＳｉＯ₄の酸化物の吸
光度デ−タｑ４ｉ(i=7,6,5,4,3)，内部酸化層がＳｉＯ₂
で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−Ｉの酸化物の
吸光度デ−タｑ２ｉ(i=7,6,5,4,3)，内部酸化層がＳｉ
Ｏ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−IIの酸化物
の吸光度デ−タｑ３ｉ(i=7,6,5,4,3)、および、内部酸
化層がＳｉＯ₂で外部酸化層もＳｉＯ₂の酸化物の吸光度
デ−タｑ１ｉ(i=7,6,5,4,3)、とに基づいて、 Ｇｉ＝Ｐ１・ｑ１ｉ＋Ｐ２・ｑ２ｉ＋Ｐ３・ｑ３ｉ＋Ｐ
４・ｑ４ｉ なる関係を満すパラメ−タＰ１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ４
の値を算出し、算出したＰ１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ４の
値に基づいて酸化物量又は酸素量を算出する；上記
（１），（２），（３），（４），（５），（６）又は
（７）の、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物の分光分析装置。

【００２７】上記（４）〜（８）の作用，効果をここで
まとめて説明する。オフライン計測を前提としたＦＴ−
ＩＲ法では連続的なスペクトルが得られるのに対して、
オンライン計測が可能なフィルター分光法では、いくつ
かの特定の半値全幅をもつ特定の中心波数における赤外
光強度を測定することによってスペクトルを得るので離
散的なスペクトルしか得ることしかできない。さらに、
実際の装置の大きさや製作可能な赤外フィルタ特性を考
慮すると、離散スペクトルの測定点の数には制限が生じ
るので、十分な精度で酸化物を定量するためには、離散
スペクトルの測定点の数及び各測定点の中心波数と半値
全幅を検討して最適化する必要がある。電磁鋼脱炭焼鈍
板酸化層中の酸化物の主要な赤外吸収スペクトルは１３
５０（１／ｃｍ）付近から８００（１／ｃｍ）付近に分
布しており、電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物等の吸
収がない波数においても、スペクトル強度は１００％以
下で一定になっていない。したがって電磁鋼脱炭焼鈍板
酸化層中の酸化物を定量測定するためには、まず赤外吸
収スペクトルにおいて電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化
物等の吸収がないときの基準となるスペクトルつまりベ
ースラインを求める必要がある。

【００２８】特開平８−２４６０５３号公報によると、
ベースラインを、通常取り扱う電磁鋼脱炭焼鈍板は錆等
の汚れがない清浄な状態で原理的に赤外吸収スペクトル
は現れない３点を通る放物線で近似している。したがっ
て、フィルタ分光法で測定された離散スペクトルにおい
てもベースラインを求める必要があり、ベースラインを
放物線で近似するためには少なくとも電磁鋼脱炭焼鈍板
酸化層中の酸化物等の吸収がない３つの波数について赤
外光強度を測定する必要がある。

【００２９】電磁鋼脱炭焼鈍板の内部酸化層にＳｉＯ₂
を有し外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂ＳｉＯ₄であり、焼
鈍板の酸化層がこの成分のみであるときの焼鈍板の赤外
吸収スペクトル（以下スペクトルＡとする）は、図２２
に示すように、波数９８５（１／ｃｍ）付近に吸収ピ−
クを有する。

【００３０】電磁鋼脱炭焼鈍板の内部酸化層にＳｉＯ₂
を有し外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−Ｉであ
り、焼鈍板の酸化層がこの成分のみであるときの焼鈍板
の赤外吸収スペクトル（以下スペクトルＢとする）は、
図２３に示すように、波数１１１５（１／ｃｍ）付近に
吸収ピ−クを有する。

【００３１】電磁鋼脱炭焼鈍板の内部酸化層にＳｉＯ₂
を有し外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−IIであ
り、焼鈍板の酸化層がこの成分のみであるときの焼鈍板
の赤外吸収スペクトル(以下スペクトルＢ’とする)は、
図２４に示すように、波数１０７０（１／ｃｍ）付近に
吸収ピ−クを有する。

【００３２】（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−Ｉと（Ｆｅ，Ｍ
ｎ）ＳｉＯ₃−IIの違いは、おそらく焼成温度及び雰囲
気条件等のわずかな差に起因する格子歪みや欠陥による
格子振動の周波数のずれや結晶方位分布の違いによる赤
外スペクトルの差と考えられる。同じ成分であるが２種
類のスペクトルと考えた方が各成分の量が正しく測定で
きる。

【００３３】電磁鋼脱炭焼鈍板の内部酸化層にＳｉＯ₂
を有し外部酸化層がＳｉＯ₂であり、焼鈍板の酸化層が
この成分のみであるときの焼鈍板の赤外吸収スペクトル
（以下スペクトルＣとする）は、図２５に示すように、
１２４５（１／ｃｍ）付近に吸収ピ−クを有する。

【００３４】なお、スペクトルＢおよびＢ’が共に含ま
れる場合すなわち基本のスペクトルを４つ（Ａ，Ｂ，
Ｂ’，Ｃ）含む場合と、Ｂ’が含まれない場合すなわち
基本スペクトルを３つ（Ａ，Ｂ，Ｃ）含む場合で、基本
スペクトルの反射赤外光強度が異なる。上述の図２２〜
図２５の基本スペクトルは、基本のスペクトルを４つ
（Ａ，Ｂ，Ｂ’，Ｃ）含む場合のものである。

【００３５】電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化層は、実際には、
上述の成分の組合せであるので、その赤外吸収スペクト
ルは、上記スペクトルＡ，Ｂ，Ｂ’，Ｃの合成であり、
例えば図２７に示す吸収スペクトルとなる。なお、図２
７のグラフ（実線）は、測定した赤外吸収スペクトル
を、金の赤外吸収スペクトルで補正したものである。す
なわち、測定した赤外吸収スペトルの反射強度の、金の
赤外吸収スペクトルの反射強度に対する強度比を示すも
のである。金の赤外吸収スペクトルを図２６に示す。

【００３６】赤外光の吸収がない（上述の酸化物が無
い）場合には、上述の強度比は図２７に２点鎖線で示す
滑らかな曲線となる。これがベ−スライン（基準スペク
トル）である。波数１３５０（１／ｃｍ）付近から８０
０（１／ｃｍ）の領域の凹凸がある実線が、上記の各種
酸化物によって赤外光が吸収された結果のものである。
図２７に示すベ−スラインは、赤外吸収が実質上ない少
くとも３点の波数（ｉ＝１，２，８の位置の波数）の反
射強度比（図２７上で反射率％）に基づいて求めること
ができる。

【００３７】これらの波数の強度比を求めるために、上
記（４）〜（８）においては、第１グル−プの分光検出
手段(C1,C2,C8)が備えられ、これらが、電磁鋼脱炭焼鈍
板の酸化物によって実質上吸収のない３つ以上の波数(1
900/cm,1350/cm,800/cm; i=1,2,8)の赤外光のそれぞれ
を検知する。そして、デ−タ処理手段(90)が、それらの
検出信号に基づいてベ−スラインを算出する。

【００３８】後述の実施例では、ベ−スラインを Ｅｉ＝ａ０＋ａ１・Ｘｉ＋ａ２・Ｘｉ² ・・・(1) Ｅｉ：波数Ｘｉの反射強度比（測定値） ｉ：波数表示値，ｉ＝１，２，８ Ｘｉ：波数；Ｘ１＝1900/cm，Ｘ２＝1350/cm，Ｘ８＝80
0/cm と、放物線関数で近似し、次の(2)式の行列式を解い
て、係数ａ０〜ａ２を算出する。すなわちベ−スライン
を表わす関数を特定する。

【００３９】

【数２】

【００４０】図２７に示す波数１３５０（１／ｃｍ）付
近から８００（１／ｃｍ）の赤外吸収領域の凹凸がある
実線が、酸化層の各成分の赤外吸収によって現われたも
のであり、上述のスペクトルＡ，Ｂ，Ｂ’，Ｃを合成し
たものに相当する。この合成を、 Ｇｉ＝Ｐ１・ｑ１ｉ＋Ｐ２・ｑ２ｉ＋Ｐ３・ｑ３ｉ＋Ｐ４・ｑ４ｉ ・・・(3) Ｇｉ：赤外吸収領域の吸光度、 ｉ：波数対応値、ｉ＝７，６，５，４，３， Ｐ１：測定対象酸化層中の、内部酸化層がＳｉＯ₂で外
部酸化層もＳｉＯ₂の酸化物の吸光寄与の重み(該酸化物
の量対応の係数)， ｑ１ｉ：スペクトルＣ相当の吸光度スペクトル（内部酸
化層がＳｉＯ₂で外部酸化層もＳｉＯ₂の酸化物の吸光度
デ−タ：メモリにある既知量）， Ｐ２：測定対象酸化層中の、内部酸化層がＳｉＯ₂で外
部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−Ｉの酸化物の吸光
寄与の重み(該酸化物の量対応の係数)， ｑ２ｉ：スペクトルＢ相当の吸光度スペクトル（内部酸
化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−
Ｉの酸化物の吸光度デ−タ：メモリにある既知量）， Ｐ３：測定対象酸化層中の、内部酸化層がＳｉＯ₂で外
部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−IIの酸化物の吸光
寄与の重み(該酸化物の量対応の係数)， ｑ３ｉ：スペクトルＢ’相当の吸光度スペクトル（内部
酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃
−IIの酸化物の吸光度デ−タ：メモリにある既知量）， Ｐ４：測定対象酸化層中の、内部酸化層がＳｉＯ₂で外
部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂ＳｉＯ₄の酸化物の吸光寄与
の重み(該酸化物の量対応の係数)， ｑ４ｉ：スペクトルＡ相当の吸光度スペクトル（内部酸
化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂ＳｉＯ₄
の酸化物の吸光度デ−タ：メモリにある既知量）、 と表わし、第２グル−プの分光検出手段を、内部酸化層
がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂ＳｉＯ₄の酸
化物によって実質上吸収のある波数(965/cm; i=6)の赤
外光を検知する分光検出手段(C6)，内部酸化層がＳｉＯ
₂で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−Ｉの酸化物に
よって実質上吸収のある波数(1135/cm; i=4)の赤外光を
検知する分光検出手段(C4)，内部酸化層がＳｉＯ₂で外
部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−IIの酸化物によっ
て実質上吸収のある波数(1050/cm; i=5)の赤外光を検知
する分光検出手段(C5)、および、内部酸化層がＳｉＯ₂
で外部酸化層もＳｉＯ₂の酸化物によって実質上吸収の
ある波数(1225/cm; i=3)の赤外光を検知する分光検出手
段(C3)、を含むものとすると、デ−タ処理手段(90)は、
第２グル−プの分光検出手段(C3〜C7)が検知した光レベ
ルと、上記算出したベ−スラインに基づいて、第２グル
−プの分光検出手段が検知する波数(i=7,6,5,4,3)に対
する電磁鋼脱炭焼鈍板の吸光度Ｇｉ(i=7,6,5,4,3)を算
出し、算出した吸光度Ｇｉ(i=7,6,5,4,3)と上記(3)式に
基づいて、上記(3)式を満すパラメ−タＰ１，Ｐ２，Ｐ
３およびＰ４の値を算出し、算出したＰ１，Ｐ２，Ｐ３
およびＰ４の値に基づいて酸化物量又は酸素量を算出す
る。

【００４１】具体的には後述の実施例では、パラメ−タ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ４の算出に、最小二乗法を用
いる。すなわち、次の(4)式に基づいて、パラメ−タＰ
１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ４を算出する。

【００４２】

【数４】

【００４３】以上により、電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の
酸化物を、脱炭焼鈍ライン上でオンライン測定すること
ができる。

【００４４】なお、赤外フィルタを用いて赤外スペクト
ルを分光して分光した赤外光強度を測定する場合、スペ
クトルの山又は谷付近の波数において赤外光強度を測定
すると測定した赤外光強度の誤差が大きくなるが、スペ
クトルの隣り合う山と谷の中間付近の波数において赤外
光強度を測定すると測定誤差が小さい。上記（７）は、
この、測定誤差が小さい測定を行なうものである。

【００４５】（１０）少くとも、投光手段(5〜7,10,12,
19〜21)，光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)および分光
検出手段(C1〜C8)を、脱炭焼鈍炉を出た電磁鋼脱炭焼鈍
板が100°Ｃ以下の温度である位置に配設した；上記
（１），（２），（３），（４），（５），（６），
（７），（８）又は（９）の、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化
物の分光分析装置。

【００４６】脱炭焼鈍ラインの脱炭焼鈍炉を出た直後の
焼鈍板は数百°Ｃと高温であり、高温の場合、焼鈍板の
熱輻射が大きい。すなわち分光分析装置に対するノイズ
（熱輻射赤外線）が高い。焼鈍板が100°Ｃ以下の場所
に分光分析装置を配設することにより、このノイズが低
く、測定精度が高い。

【００４７】（１１）分析対象材(OP)に光を投射する投
光手段(5〜7,10,12,19〜21)；分析対象材の反射光を複
数の光路に分配する光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B
2)； 分析対象材によって実質上吸収のない３つ以上の
波数の光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの
分光検出手段(C1,C2,C8)；分析対象材の、少くとも分析
対象成分の種類数の、各成分によって実質上吸収のある
波数の光のそれぞれを検知する第２グル−プの分光検出
手段(C3〜C7)；前記投光手段(5〜7,10,12,19〜21)から
光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)までの光路に介挿さ
れ、分析対象材があるべき位置に一時的に配置される、
前記波数のすべてに対して吸収がない標準ミラ−(金ミ
ラ−）；分析対象材に関して第１グル−プの分光検出手
段(C1,C2,C8)が検知した光レベルを、標準ミラ−（金ミ
ラ−）に関して検知した光レベルに基づいて補正し、補
正した光レベルに基づいて分析対象材の、分析対象成分
が存在しないとした分光スペクトルすなわちベ−スライ
ンを算出し、このベ−スラインと第２グル−プの分光検
出手段(C3〜C7)が検知した光レベルを、標準ミラ−に関
して検知した光レベルに基づいて補正し、補正した光レ
ベルに基づいて第２グル−プの分光検出手段(C3〜C7)が
検知する波数に対する分析対象材の吸光度を算出し、算
出した吸光度に基づいて分析対象成分の量を算出するデ
−タ処理手段(90)；および、分光検出手段が正しく動作
しているかのチェックのために、前記投光手段から前記
光分配手段までの光路に前記標準ミラ−と共に介挿され
る、分光検出手段の波数域で透過率の変化の仕方がゆる
やかな、透過率が既知である透過フィルタ；を備える分
光分析装置。

【００４８】前記透過フィルタは、定期的な保守作業
で、各分光検出手段が正しく動作しているかをチェック
するときに用いるものである。各分光検出手段の各波数
での透過率が既知のフィルタを標準ミラ−（金ミラ−）
の反射強度測定光路に介挿して各分光検出手段が検知し
た光レベルを、前記透過フィルタを介挿していないとき
の標準ミラ−（金ミラ−）の光レベルと比較することに
より、分光分析装置が正常に動作しているかのチェック
ができる。

【００４９】本発明の分光分析装置では、反射測定を行
なうので、反射率が既知の物質を分析対象材の測定位置
に置けばチェックはできるが、各分光検出手段の波数域
に適当な反射率で既知のものが無い事と、物質の表面は
酸化等の作用を受けて時間と共に信頼性が無くなり、校
正が難かしくなる。したがって上述のように、標準ミラ
−と透過フィルタを用いて、各分光検出手段を校正する
ためのチェックを行なう。透過フィルタは、Ｓｉ（シリ
コン）やＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）等の、赤外材料と呼
ばれる材質又は、透過率の変化の仕方がゆるやかな赤外
フィルタである。これらの物質は、電磁鋼脱炭焼鈍板の
酸化物の吸光波数域の各測定点でのフィルタの波数幅の
範囲内でほぼ一定の透過率を持っており、このフィルタ
と金ミラ−（標準ミラ−）がある場合の受光レベルを金
ミラ−のみの受光レベルで割り算して、各波数で所定の
受光レベルが得られるかどうかを調べて各分光検出手段
の校正を行なうことができる。保守でない通常の測定時
すなわち分析対象材の計測のときには、前記透過フィル
タは外しておく。

【００５０】（１２）分析対象材(OP)に光を投射する投
光手段(5〜7,10,12,19〜21)；分析対象材に光を投射す
るための投光開口を有し、投光手段(5〜7,10,12,19〜2
1)を囲むケ−シング(Ct)；前記投光開口を閉じる、第１
および第２グル−プの分光検出手段の波数域より低い波
数域をカットする投光側フィルタ(21）；分析対象材(O
P)が反射した光を通すための受光開口を有し、光分配手
段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)を囲むケ−シング(Cr)；前記
受光開口を閉じる、第１および第２グル−プの分光検出
手段の波数域より低い波数域をカットする受光側フィル
タ(22)；該受光側フィルタを通った分析対象材の反射光
を複数の光路に分配する光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,
B2)；分析対象材によって実質上吸収のない３つ以上の
波数の光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの
分光検出手段(C1,C2,C8)；分析対象材の、少くとも分析
対象成分の種類数の、各成分によって実質上吸収のある
波数の光のそれぞれを検知する第２グル−プの分光検出
手段(C3〜C7)；および、第１グル−プの分光検出手段(C
1,C2,C8)が検知した光レベルに基づいて分析対象材の、
分析対象成分が存在しないとした分光スペクトルすなわ
ちベ−スラインを算出し、このベ−スラインと第２グル
−プの分光検出手段(C3〜C7)が検知した光レベルに基づ
いて第２グル−プの分光検出手段(C3〜C7)が検知する波
数に対する分析対象材の吸光度を算出し、算出した吸光
度に基づいて分析対象成分の量を算出するデ−タ処理手
段(90)；を備える分光分析装置。

【００５１】測定光の減衰や光学要素の汚れを防ぐため
に、光路を外部環境から極力分離又は遮断するのが好ま
しく、ケ−シング(Ct)，(Cr)がこれに貢献する。このよ
うにケ−シングを備える場合、測定光が透過する窓が必
要であるが、窓材は小さいながらも測定光を反射又は吸
収するが、投，受光側フィルタ(21,22)を窓材に兼用し
ているので、別途の窓材付加はなく、その分測定光の反
射又は吸収が少い。

【００５２】（１３）赤外光を放射する光源および該光
源が発生した赤外光を直線偏光にする直線偏光手段を含
む、分析対象材(OP)に光を投射する投光手段(5〜7,10,1
2,19〜21)；入射角が１５°以上３０°以下の、入射光
のうち特定波数より小さい波数を通して第１出射光とし
大きい波数を反射する２色フィルタ(43)、および、該２
色フィルタ(43)が反射した光を反射して第２出射光とす
るミラ−(46)を有する光分配器(A5)、を含む、分析対象
材の反射光を複数の光路に分配する光分配手段(22〜24,
A1〜A5,B1,B2)；異なる波数の光が選択的に透過するフ
ィルタ(48)と該フィルタを透過した光の強度を電気信号
に変換する光電変換手段(50)を含む、それぞれが前記複
数の光路のそれぞれに配置された、複数の分光検出手段
(C1〜C8)；各分光検出手段(C1〜C8)の電気信号を光レベ
ルデ−タに変換する光強度計測回路(80)；および、分光
検出手段のそれぞれが検知した光レベルに基づいて分析
対象材(OP)の吸光成分量を算出するデ−タ処理手段(9
0)；を備える偏光を利用する分光分析装置。

【００５３】２色フィルタ(43)の入射角が大きいと、Ｐ
偏光とＳ偏光の遮断波数及び透過率が異なるので、分析
対象材および又は標準試料のＰ偏光とＳ偏光の反射強度
を測定して、分析対象材の光吸収スペクトルを補正する
実施態様においては、たとえ透過率の相違に対する補正
を行なったとしても、Ｐ偏光とＳ偏光の遮断波数の相違
によって生じる、Ｐ偏光とＳ偏光での中心波数及び波数
幅の相違に対する一般的な補正を行なうことはできない
ので、測定精度が低下してしまう。例えば２色フィルタ
(43)の入射角が４５°と大きい場合には、図１０の
（ｂ）に示すように、Ｐ偏光とＳ偏向の遮断波数が大き
くずれ、透過率も異なるが、例えば入射角を２２．５°
と小さくすると、図１０の（ａ）に示すように遮断波数
が実質上同一となり、透過率も実質上同一となるので、
遮断周波数及び透過率の相違に対する測定精度の低下を
防ぐことができる。また、２色フィルタ(43)の入射角が
小さくなり過ぎると、その分だけミラ−(46)の入射角が
大きくなり、ミラ−(46)に大サイズのものが必要とな
る。

【００５４】（１４）分析対象材(OP)に平行光を投射す
る投光手段(5〜7,10,12,19〜21)；分析対象材の反射光
を複数の光路に分配する光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,
B2)；異なる波数の光が選択的に透過するフィルタ(48)
と該フィルタを透過した光の強度を電気信号に変換する
光電変換手段(50)を含む、それぞれが前記複数の光路の
それぞれに配置された、複数の分光検出手段(C1〜C8)；
各分光検出手段(C1〜C8)の電気信号を光レベルデ−タに
変換する光強度計測回路(80)；および、分光検出手段の
それぞれが検知した光レベルに基づいて分析対象材(OP)
の吸光成分量を算出するデ−タ処理手段(90)；を備える
正反射法を用いた分光分析装置。

【００５５】これによれば、投光手段(5〜7,10,12,19〜
21)，光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)および分光検出
手段(C1〜C8)をすべて平行光学系として設計し配列する
ことができ、光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)による
光配分の設計および調整ならびに分光検出手段(C1〜C8)
の検出レベルの調整および校正が容易であり、しかも、
分析対象材(OP)が平行移動した場合でも、光電変換手段
(50)に入射させるための集光位置がほとんどずれないの
で、分析対象材(OP)の平行位置ずれ又は振動による測定
誤差が低減する。

【００５６】（１５）分光検出手段(C1〜C8)は、前記フ
ィルタ(48)と光電変換手段(50)との間に介挿された集光
レンズ(49)を含み；光電変換手段(50)は、該集光レンズ
(49)の焦点位置よりも所定距離以上前記フィルタ(48)に
近い方向又は遠い方向にずれた位置にある；上記（１
３）又は（１４）の分光分析装置。

【００５７】これによれば、分析対象材(OP)の変位又は
振動により光電変換手段(50)の光軸に対して分析対象材
(OP)の反射光が平行シフト又は角度変化を生じても、反
射光が光電変換手段(50)から外れる確率が低く、分析対
象材(OP)の位置ずれ又は姿勢ずれによる測定誤差が低減
する。例えば、図１２の（ｂ）に示すように、光電変換
素子５０が、集光レンズ４９の焦点の位置にあるときに
分析対象材(OP)が水平姿勢から傾斜すると、入射角（＝
反射角）が基準入射角からずれて、図１２の（ｃ）に２
点鎖線で示すように、光電変換素子５０の受光レベルが
大幅に低下する。この低下はわずかな姿勢ずれによって
生ずる。ところが、例えば図１２の（ａ）に示すよう
に、光電変換素子５０が、集光レンズ４９の焦点の位置
より大きくずれた位置にあると、分析対象材(OP)がわず
かに傾斜しても、図１２の（ｃ）に実線で示すように、
光電変換素子５０の受光レベルの変化は小さく、分析対
象材(OP)に少々の姿勢ずれを生じても、信頼性が高い計
測デ−タを得ることができる。

【００５８】（１６）各分光検出手段(C1〜C8)のずらし
量は、分光検出手段(C1〜C8)のすべてが、分析対象材(O
P)の変位および姿勢ずれ量に対する受光レベル変化量の
比が実質上同一となるものである上記（１５）の分光分
析装置。

【００５９】集光レンズ(49)の焦点に対する光電変換手
段(50)のずらし量を、分光検出手段(C1〜C8)のすべて
が、分析対象材(OP)の変位および姿勢ずれ量に対する受
光レベル変化量の比が実質上同一になるように調整する
ことにより、該変位および姿勢ずれによる分光分析計測
値の誤差は大幅に低減し、分光分析が安定する。

【００６０】（１７）長手方向ｙに移動する分析対象材
(OP)に幅方向ｘに光を投射する投光手段(5〜7,10,12,19
〜21)；分析対象材のｘ方向の反射光を複数の光路に分
配する光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)；異なる波数
の光が選択的に透過するフィルタ(48)と該フィルタを透
過した光の強度を電気信号に変換する光電変換手段(50)
を含む、それぞれが前記複数の光路のそれぞれに配置さ
れた、複数の分光検出手段(C1〜C8)；各分光検出手段(C
1〜C8)の電気信号を光レベルデ−タに変換する光強度計
測回路(80)；および、分光検出手段のそれぞれが検知し
た光レベルに基づいて分析対象材(OP)の吸光成分量を算
出するデ−タ処理手段(90)；を備える分光分析装置。

【００６１】長手方向ｙに移動する分析対象材(OP)の、
振動により生ずる基準面（水平面）に対する角度ずれ
は、長手方向ｙよりも幅方向ｘの方が小さい。したがっ
て、分析対象材(OP)に幅方向ｘに光を投射し、分析対象
材のｘ方向の反射光を光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B
2)で複数の光路に分配することにより、分析対象材の振
動による計測誤差が小さく、計測の安定性が高い。

【００６２】（１８）長手方向ｙの、投光手段(5〜7,1
0,12,19〜21)が投射した光が分析対象材(OP)に当る位置
よりも、移動方向で上流側と下流側に配設され、分析対
象材(OP)を下押えするサポ−トロ−ル(35,36)；を更に
備え、投光手段(5〜7,10,12,19〜21)は分析対象材(OP)
の上面に光を投射する；上記（１７）の分光分析装置。

【００６３】分析対象材(OP)をサポ−トロ−ル(35,36)
で上押えすることにより分析対象材(OP)のｚ方向の振動
が抑制され、しかも基準面（水平面）に対する角度ずれ
が抑制され、計測誤差が小さく、計測の安定性が高い。

【００６４】（１９）サポ−トロ−ル(35,36)は、投光
手段(5〜7,10,12,19〜21)，光分配手段(22〜24,A1〜A5,
B1,B2)および分光検出手段(C1〜C8)を支持する基台(1)
とは分離した別の架台にて支持した；上記（１８）の分
光分析装置。

【００６５】サポ−トロ−ル(35,36)に分析対象材(OP)
の振動が伝播するが、サポ−トロ−ル(35,36)が、分光
検出手段(C1〜C8)の基台(1)とは分離しているので、分
析対象材(OP)の振動やサポ−トロ−ル(35,36)の振動が
基台に伝播せず、計測誤差が小さく、計測の安定性が高
い。

【００６６】（２０）分析対象材(OP)のｚ方向変位を検
出する手段(32〜34)；を更に備え、デ−タ処理手段(90)
は、該ｚ方向変位検出手段(32〜34)が検出する変位が設
定範囲内のときに分光検出手段のそれぞれが検知した光
レベルに基づいて分析対象材(OP)の吸光成分量を算出す
る；上記（１７），（１８）又は（１９）記載の分光分
析装置。

【００６７】分析対象材(OP)の変位により計測誤差が大
きくなるが、変位が設定範囲を外れたときの光レベル検
出値は捨てて、変位が設定範囲内のときの光レベル検出
値のみに基づいて成分を算出するので、算出値の信頼性
が高く、計測精度が高い。

【００６８】（２１）分析対象材(OP)に光を投射する投
光手段(5〜7,10,12,19〜21)；分析対象材の反射光を複
数の光路に分配する光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B
2)； 異なる波数の光が選択的に透過するフィルタ(48)
と該フィルタを透過した光の強度を電気信号に変換する
光電変換手段(50)を含む、それぞれが前記複数の光路の
それぞれに配置された、複数の分光検出手段(C1〜C8)；
少くとも前記光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)および
分光検出手段(C1〜C8)を包囲する金属ケ−シング(4)；
該金属ケ−シング(4)を冷却するための水冷管(52)およ
び該水冷管(52)に冷却水を供給する冷却装置(54)；およ
び、各分光検出手段(C1〜C8)の電気信号を光レベルデ−
タに変換する光強度計測回路(80)；および、分光検出手
段のそれぞれが検知した光レベルに基づいて分析対象材
(OP)の吸光成分量を算出するデ−タ処理手段(90)；を備
える分光分析装置。

【００６９】物体はほとんどすべて輻射光（ノイズ）を
放射し、物体温度が高いほどノイズが多くなり、これが
分光分析の測定光に対してノイズとなる。ノイズの影響
を受け易い光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)および分
光検出手段(C1〜C8)を金属ケ−シング(4)で包囲し、こ
れを冷却するので、装置外のノイズは金属ケ−シング
(4)が遮断し、金属ケ−シング(4)およびその内部の物
は、冷却によりノイズが低いので、分光分析の測定光に
対してノイズが低くなり、計測精度が高く、計測の安定
性が高い。

【００７０】（２２）分析対象材(OP)に光を投射する投
光手段(5〜7,10,12,19〜21)；分析対象材の反射光を複
数の光路に分配する光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B
2)； 異なる波数の光が選択的に透過するフィルタ(48)
と該フィルタを透過した光の強度を電気信号に変換する
光電変換手段(50)を含む、それぞれが前記複数の光路の
それぞれに配置された、複数の分光検出手段(C1〜C8)；
前記投光手段(5〜7,10,12,19〜21)，光分配手段(22〜2
4,A1〜A5,B1,B2)および分光検出手段(C1〜C8)の光路を
囲むケ−シング(4)；該ケ−シング(4)内に、前記光の吸
収が実質上ないガスを供給する手段(55〜57)；各分光検
出手段(C1〜C8)の電気信号を光レベルデ−タに変換する
光強度計測回路(80)；および、分光検出手段のそれぞれ
が検知した光レベルに基づいて分析対象材(OP)の吸光成
分量を算出するデ−タ処理手段(90)；を備える分光分析
装置。

【００７１】分光分析の測定光路のゴミや湿気は光を吸
収し、これが測定精度低下の原因となる。測定光路をケ
−シング(4)で囲み、その内部に光の吸収が実質上ない
ガスを供給するのですなわちガスパ−ジするので、測定
光路の光学要素の汚れが防止されかつ湿気による光の減
衰が少く、計測精度が高く維持され、計測の安定性が高
く維持される。また、ガスパ−ジは、冷却効果があり、
ノイズ低減にも寄与する。

【００７２】（２３）分析対象材(OP)の表面(xy平面)に
光を投射する投光側対物ミラ−(20)を含む投光手段(5〜
7,10,12,19〜21)；分析対象材(OP)が反射した光を反射
する受光側対物ミラ−(23)を含み、分析対象材の反射光
を複数の光路に分配する光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,
B2)；投光側対物ミラ−(20)，受光側対物ミラ−(23)お
よびそれらの間の光路を囲む部材(25)；該部材(25)が囲
む空間に、前記の光の吸収が実質上ないガスを供給する
手段(56,57)；異なる波数の光が選択的に透過するフィ
ルタ(48)と該フィルタを透過した光の強度を電気信号に
変換する光電変換手段(50)を含む、それぞれが前記複数
の光路のそれぞれに配置された、複数の分光検出手段(C
1〜C8)；各分光検出手段(C1〜C8)の電気信号を光レベル
デ−タに変換する光強度計測回路(80)；および、分光検
出手段のそれぞれが検知した光レベルに基づいて分析対
象材(OP)の吸光成分量を算出するデ−タ処理手段(90)；
を備える分光分析装置。

【００７３】投，受光側対物ミラ−(20,23)が分析対象
材(OP)にｚ方向で極く近接して位置するが、部材(25)
が、投，受光側対物ミラ−(20,23)およびそれらの間の
光路を囲むので、該光路が略シ−ルドされる。投，受光
側対物ミラ−(20,23)と分析対象材(OP)の間の測定光路
のゴミや湿気は光を吸収し、これが測定精度低下の原因
となる。測定光路を部材(25)で囲み、その内部に光の吸
収が実質上ないガスを供給するのですなわちガスパ−ジ
するので、投，受光側対物ミラ−(20,23)の汚れが防止
されかつ湿気による光の減衰が少く、計測精度が高く維
持され、計測の安定性が高く維持される。また、ガスパ
−ジは、冷却効果があり、投，受光側対物ミラ−(20,2
3)周りのノイズ低減にも寄与する。

【００７４】後述の実施例では部材(25)は可撓性部材で
あり、分析対象材(OP)が振動した場合それが可撓性部材
(25)に当っても疵がつくことがなく、投，受光側対物ミ
ラ−(20,23)への振動伝播を可撓性部材(25)が緩衝し、
投，受光側対物ミラ−(20,23)を保護する。

【００７５】（２４）水平に設置された光学定盤(1)；
該光学定盤(1)に設置され分析対象材(OP)に光を投射す
る投光手段(5〜7,10,12,19〜21)；分析対象材(OP)の反
射光を、複数の光路に分配する、前記光学定盤(1)に設
置された光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)；異なる波
数の光が選択的に透過するフィルタ(48)と該フィルタを
透過した光の強度を電気信号に変換する光電変換手段(5
0)を含む、それぞれが前記複数の光路のそれぞれに配置
され前記光学定盤(1)に設置された、複数の分光検出手
段(C1〜C8)；各分光検出手段(C1〜C8)の電気信号を光レ
ベルデ−タに変換する光強度計測回路(80)；および、分
光検出手段のそれぞれが検知した光レベルに基づいて分
析対象材(OP)の吸光成分量を算出するデ−タ処理手段(9
0)；を備える分光分析装置。

【００７６】光源部および分光部を１つの光学定盤(1)
に設置しているので、光学定盤(1)を基準に光学系の組
立，調整を行なうことにより、光軸設定，調整が容易に
なる。 （２５）ｘｙ平面を有し該ｘｙ平面に開きｚ方向に貫通
した開口(2)を有する光学定盤(1)；該光学定盤(1)に設
置され前記開口(2)を通して分析対象材(OP)に光を投射
する投光手段(5〜7,10,12,19〜21)；前記開口(2)を通っ
た、分析対象材(OP)の反射光を、複数の光路に分配す
る、前記光学定盤(1)に設置された光分配手段(22〜24,A
1〜A5,B1,B2)；異なる波数の光が選択的に透過するフィ
ルタ(48)と該フィルタを透過した光の強度を電気信号に
変換する光電変換手段(50)を含む、それぞれが前記複数
の光路のそれぞれに配置され前記光学定盤(1)に設置さ
れた、複数の分光検出手段(C1〜C8)；各分光検出手段(C
1〜C8)の電気信号を光レベルデ−タに変換する光強度計
測回路(80)；および、分光検出手段のそれぞれが検知し
た光レベルに基づいて分析対象材(OP)の吸光成分量を算
出するデ−タ処理手段(90)；を備える分光分析装置。

【００７７】光学定盤(1)の開口(2)を通して分析対象材
(OP)に光を投射し、分析対象材(OP)の反射光を開口(2)
を通して光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)で受けるの
で、分析対象材(OP)が連続的に移動する場合、ならび
に、分析対象材(OP)を走査計測する場合でも、分析対象
材(OP)の上方に光学定盤(1)を配置した連続的な計測が
可能であり、また定盤(1)の設置も容易である。

【００７８】（２６）投光手段(5〜7,10,12,19〜21)
は、光学定盤(1)のｘｙ平面に対して平行な光を、光学
定盤をｚ方向に貫通する開口(2)を通過する方向(z)に反
射する投光側方向変換ミラ−(19)、および、該ミラ−(1
9)が反射した光を分析対象材(OP)に投射する投光側対物
ミラ−(20)を含み；光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)
は、投光側対物ミラ−(20)が分析対象材(OP)に投射しそ
れが反射した光を光学定盤をｚ方向に貫通する開口(2)
を通過する方向(z)に反射する受光側対物ミラ−(23)、
および、このミラ−(23)が反射した光を光学定盤(1)の
ｘｙ平面に対して平行な方向に反射する受光側方向変換
ミラ−(24)、を含む；上記（２５）の分光分析装置。

【００７９】すなわち、光学定盤(1)上でその上平面に
平行に投光手段(5〜7,10,12,19〜２１）が光を投射し、
投光側方向変換ミラ−（１９），投光側対物ミラ−(2
0)，受光側対物ミラ−(23)および受光側方向変換ミラ−
(24)で、光学定盤(1)の開口(2)内をｚ方向に往復するＵ
形（ｚ方向／ｘ方向／ｚ方向）の入射／反射光路を形成
し、そして光学定盤(1)の上平面に平行に反射光を折っ
て光学定盤(1)の光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)を介
して複数の分光検出手段(C1〜C8)に光を分配する。投，
受光側対物ミラ−(20,23)のみを、投，受光角が例えば
１０°になるように分析対象材(OP)に、ｚ方向で極く近
い距離に配置し、他の光学要素は分析対象材表面からｚ
方向でかなり離れた位置に配置することができ、光学要
素を装備する基台(1)を、分析対象材搬送ラインに容易
に設置しうる。また、投光側方向変換ミラ−(19)，投光
側対物ミラ−(20)，受光側対物ミラ−(23)および受光側
方向変換ミラ−(24)、もしくは基台(1)をｘ方向に駆動
して、分析対象材(OP)の幅方向（移動方向ｙと直交する
ｘ方向）の数点又は全幅を、サンプリングする形で又は
走査する形で、連続的に計測することが可能となる。

【００８０】（２７）投光手段(5〜7,10,12,19〜21)
は、光を放射する光源(5)，該放射光を、ｘ方向に平行
な平行光に整える光源ミラ−(6)，該平行光を通す偏光
板(10)，該偏光板(10)を通った光を前記開口(2)を通過
する方向(z)に反射する投光側方向変換ミラ−(19)、お
よび、該ミラ−(19)が反射した光をｘｚ面に平行に分析
対象材(OP)に投射する投光側対物ミラ−(20)を含み；光
分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)は、投光側対物ミラ−
(20)が分析対象材(OP)に投射しそれが反射したｘｚ面に
平行な光を前記開口(2)を通過する方向(z)に反射する受
光側対物ミラ−(23)，このミラ−(23)が反射した光をｘ
方向に平行に反射する受光側方向変換ミラ−(24)、およ
び、該受光側方向変換ミラ−(24)が反射した光を複数光
路に分配する光分配器(A1〜A5,B1,B2)、を含む；上記
（２５）又は（２６）記載の分光分析装置。

【００８１】投光手段(5〜7,10,12,19〜21)からの無偏
光の赤外光を直線偏光手段(10)によって入射面に対して
垂直な電場ベクトルを有する赤外光(Ｐ偏向)にしてから
電磁鋼脱炭焼鈍板表面に入射させて測定した場合には、
入射した赤外光すべてが電磁鋼脱炭焼鈍板表面の酸化層
中の酸化物を検出することになる。したがって、Ｐ偏向
は無偏向に比ベ、全赤外光強度に対する電磁鋼脱炭焼鈍
板表面の酸化層中の酸化物の信号強度が約２倍になるの
で、直線偏光手段(10)を設けることによって、より高感
度で測定することが可能である。

【００８２】（２８）光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B
2)は、ｘ方向に平行な入射光のうち特定波数より小さい
波数を通して第１出射光とし大きい波数を反射する２色
フィルタ(43)、および、該２色フィルタ(43)が反射した
光を反射してｙ方向に平行な第２出射光とするミラ−(4
6)を有し、受光側方向変換ミラ−(24)の反射光路上にそ
れぞれの２色フィルタ(43)を置いてシリアルに配列され
た、第１組の複数の光分配器(A1〜A3)；および、第１組
の光分配器(A2,A3)の第２出射光のうち特定波数より小
さい波数を通して第１出射光とし大きい波数を反射する
２色フィルタ(43)、および、該２色フィルタ(43)が反射
した光を反射してｘ方向に平行な第２出射光とするミラ
−(46)を有し、第１組の光分配器(A2,A3)の第２出射光
の光路上にそれぞれの２色フィルタ(43)を置いて配置さ
れた、第２組の複数の光分配器(A4,A5,B1,B2)；を備え
る、上記（１１），（１２），（１３），（１４），
（１５），（１６），（１７），（２０），（２１），
（２２），（２３），（２４），（２５），（２６）又
は（２７）の分光分析装置。

【００８３】第１組の複数の光分配器(A1〜A3)がｘ方向
に一列に配列され、第２組の複数の光分配器(A4,A5,B1,
B2)が第１組のものの反射方向に配列され、第１組のも
のと第２組のものとが２次元分布するので、光分配手段
(22〜24,A1〜A5,B1,B2)をコンパクトに設計しうる。

【００８４】（２９）各光分配器(A1〜A5,B1,B2)の第２
出射光は、同一ｘｙ平面上において入射光と直交する、
上記（２８）の分光分析装置。

【００８５】直交しても入射光と第２出射光の間に干渉
はなく、各光分配器(A1〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２）を極くコ
ンパクトに設計しうる。しかも、第１組の複数の光分配
器（Ａ１〜A3)がｘ方向に一列に配列され、第２組の複
数の光分配器(A4,A5,B1,B2)が第１組のものの反射方向
すなわちｙ方向に配列され、第１組のものと第２組のも
のとがｘｙ平面上に、ｘ方向およびｙ方向のみに２次元
分布するので、光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)を極
くコンパクトに設計しうる。

【００８６】（３０）光分配器(A5)は、ユニット基板(4
5)を有し、光分配器(A5)の２色フィルタ(43)，,ミラ−
(46)およびユニット基板(45)が一体化され一ユニットで
ある；上記（２８）又は（２９）記載の分光分析装置。

【００８７】該ユニットの一軸を入射光軸に合せ、入射
光軸の方向に該ユニットの位置調整をすることにより、
該ユニットの２色フィルタ(43)およびミラ−(46)が同時
に入射光軸に対して位置決めおよび調整されたことにな
り、光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)の組立ておよび
調整が容易である。

【００８８】（３１）分析対象材(OP)の移動方向ｙの、
投光側対物ミラ−(20)および受光側対物ミラ−(23)の直
近位置に配設されｘ方向に延びる保護ロ−ル(37,38)；
を更に備える上記（２３），（２６），（２８），（２
９）又は（３０）の分光分析装置。

【００８９】投，受光側対物ミラ−(20,23)が分析対象
材(OP)にｚ方向で極く近接して位置するが、保護ロ−ル
(37,38)が、投，受光側対物ミラ−(20,23)の側面にある
ので、分析対象材(OP)が振動した場合それが保護ロ−ル
(37,38)に当り、投，受光側対物ミラ−(20,23)への衝突
は避けられる。すなわち保護ロ−ル(37,38)が、投，受
光側対物ミラ−(20,23)を保護する。

【００９０】（３２）ｘ方向の平行光をｚ方向に反射す
る投光側方向変換ミラ−(19)、および、該ミラ−(19)が
反射した光を分析対象材(OP)の表面に投射する投光側対
物ミラ−(20)を含む投光手段(5〜7,10,12,19〜21)；分
析対象材(OP)が反射した光をｚ方向に反射する受光側対
物ミラ−(23)、および、このミラ−(23)が反射した光を
ｘ方向に反射する受光側方向変換ミラ−(24)を含み、受
光側方向変換ミラ−(24)の反射光を複数の光路に分配す
る光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)；投光側方向変換
ミラ−(19)，投光側対物ミラ−(20)，受光側対物ミラ−
(23)および受光側方向変換ミラ−(24)を担持し、ｘ方向
に移動可能なｘ移動キャリッジ(16)；ｘ移動キャリッジ
(16)をｘ方向に往，復駆動するｘ駆動手段(17,18)；異
なる波数の光が選択的に透過するフィルタ(48)と該フィ
ルタを透過した光の強度を電気信号に変換する光電変換
手段(50)を含む、それぞれが前記複数の光路のそれぞれ
に配置された、複数の分光検出手段(C1〜C8)；各分光検
出手段(C1〜C8)の電気信号を光レベルデ−タに変換する
光強度計測回路(80)；および、分光検出手段のそれぞれ
が検知した光レベルに基づいて分析対象材(OP)の吸光成
分量を算出するデ−タ処理手段(90)；を備える分光分析
装置。

【００９１】投光側方向変換ミラ−(19)，投光側対物ミ
ラ−(20)，受光側対物ミラ−(23)および受光側方向変換
ミラ−(24)で、Ｕ形の入射／反射光路を形成しているの
で、投，受光側対物ミラ−(20,23)のみを、分析対象材
に対する投，受光角が例えば１０°になるように分析対
象材(OP)に、ｚ方向で極く近い距離に配置し、他の光学
要素は分析対象材表面からｚ方向でかなり離れた位置に
配置することができ、光学要素を装備する基台(1)を、
分析対象材搬送ラインに容易に設置しうる。

【００９２】また、投光側方向変換ミラ−(19)，投光側
対物ミラ−(20)，受光側対物ミラ−(23)および受光側方
向変換ミラ−(24)を、ｘ方向に移動可能なｘ移動キャリ
ッジ(16)で支持し、ｘ駆動手段(17,18)が該キャリッジ
(16)をｘ方向に往，復駆動するので、分析対象材(OP)の
幅方向（移動方向ｙと直交するｘ方向）の数点又は全幅
を、サンプリングする形で又は走査する形で、連続的に
計測することが可能である。キャリッジ(16)が担持する
光学要素の数が少いので、キャリッジ(16)を比較的に高
速で走査駆動することができ、また比較的に高精度にｘ
位置決めすることができる。

【００９３】（３３）装置は更に、ｘｙ平面を有し該ｘ
ｙ平面に開きｚ方向に貫通した開口(2)を有する光学定
盤(1)を備え；投光手段(5〜7,10,12,19〜21)は、光学定
盤(1)で支持された、光を放射する光源(5)，該放射光
を、ｘ方向に平行な平行光に整える光源ミラ−(6)、お
よび、該平行光を通す偏光板(10)を含み、前記投光側方
向変換ミラ−(19)は偏光板(10)を通った平行光を受けて
前記開口(2)を通して投光側対物ミラ−(20)に反射し；
光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)は、前記受光側方向
変換ミラ−(24)が反射したｘ方向の平行光を複数光路に
分配する、光学定盤(1)で支持された光分配器(A1〜A5,B
1,B2)、を含み、前記受光側対物ミラ−(23)は、光学定
盤(1)の下方の分析対象材(OP)が反射した平行光を受け
て前記開口(2)を通して受光側方向変換ミラ−(24)に反
射する；上記（３２）記載の分光分析装置。

【００９４】分析対象材(OP)の幅方向（移動方向ｙと直
交するｘ方向）の数点又は全幅を、サンプリングする形
で又は走査する形で、連続的に計測することが可能であ
る。ｘ移動キャリッジ(16)に搭載した、投光側方向変換
ミラ−(19)，投光側対物ミラ−(20)，受光側対物ミラ−
(23)および受光側方向変換ミラ−(24)が、光学定盤(1)
の開口(2)をｚ方向に往，復するＵ形の入射／反射光路
を形成しているので、開口(2)部でｘ移動キャリッジ(1
6)をｘ方向に移動可に案内することができ、これにより
光学定盤(1)に対するｘ移動キャリッジ(16)の相対位置
決めを正確にすることができる。投，受光側対物ミラ−
(20,23)のみを、投，受光角が例えば１０°になるよう
に分析対象材(OP)に、ｚ方向で極く近い距離に配置し、
他の光学要素は光学定盤(1)にあるので、光学定盤(1)
を、分析対象材搬送ラインに容易に設置しうる。

【００９５】（３４）分析対象材(OP)に光を投射する投
光手段(5〜7,10,12,19〜21)；分析対象材の反射光を複
数の光路に分配する光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B
2)； 異なる波数の光が選択的に透過するフィルタ(48)
と該フィルタを透過した光の強度を電気信号に変換する
光電変換手段(50)を含む、それぞれが前記複数の光路の
それぞれに配置された、複数の分光検出手段(C1〜C8)；
投光手段(5〜7,10,12,19〜21)，光分配手段(22〜24,A1
〜A5,B1,B2)および分光検出手段(C1〜C8)を担持し、ｘ
方向に移動可能なｘ移動キャリッジ(1)；ｘ移動キャリ
ッジ(1)をｘ方向に往，復駆動するｘ駆動手段(17,18)；
各分光検出手段(C1〜C8)の電気信号を光レベルデ−タに
変換する光強度計測回路(80)；および、分光検出手段の
それぞれが検知した光レベルに基づいて分析対象材(OP)
の吸光成分量を算出するデ−タ処理手段(90)；を備える
分光分析装置。

【００９６】これによれば、ｘ駆動手段(17,18)がキャ
リッジ(1)をｘ方向に往，復駆動するので、分析対象材
(OP)の幅方向（移動方向ｙと直交するｘ方向）の数点又
は全幅を、サンプリングする形で又は走査する形で、連
続的に計測することが可能である。計測光路上の光学要
素がすべてｘ移動キャリッジ(1)上にあって位置が固定
であるので、計測光路全長を短く設計することができ
る。

【００９７】（３５）ｘ移動キャリッジ(1)は開口(2)を
有する光学定盤(1)であり；投光手段(5〜7,10,12,19〜2
1)は、ｘ方向の平行光を前記開口(2)を通過するｚ方向
に反射する投光側方向変換ミラ−(19)、および、該ミラ
−(19)が反射し前記開口(2)を通過した光を分析対象材
(OP)の表面に投射する投光側対物ミラ−(20)を含み；光
分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)は、分析対象材(OP)が
反射した平行光を前記開口(2)を通過するｚ方向に反射
する受光側対物ミラ−(23)、および、このミラ−(23)が
反射した平行光をｘ方向に反射する受光側方向変換ミラ
−(24)を含む；上記（３４）の分光分析装置。

【００９８】投光側方向変換ミラ−(19)，投光側対物ミ
ラ−(20)，受光側対物ミラ−(23)および受光側方向変換
ミラ−(24)が、ｘ移動キャリッジである光学定盤(1)に
固定され、該定盤(1)の開口(2)をｚ方向に往，復するＵ
形の入射／反射光路を形成しているので、投，受光側対
物ミラ−(20,23)のみを、投，受光角が例えば１０°に
なるように分析対象材(OP)に、ｚ方向で極く近い距離に
配置して、光学定盤(1)を、分析対象材搬送ラインに、
該ラインを横切る方向に往，復動自在に、容易に設置し
うる。

【００９９】（３６）高感度反射法により分析対象材表
面の極薄膜の赤外反射スペクトルを測定し測定値に基づ
いて分析対象材表面の吸光成分量を算出する分光分析方
法において、前記分析対象材表面に、入射面に平行に偏
光されたＰ偏光と称する赤外光と入射面に対し垂直に偏
光されたＳ偏光と称する赤外光を入射し、それらの反射
スペクトルの比を測定し、この比を、標準試料について
測定した前記Ｐ偏光による反射スペクトルと前記Ｓ偏光
による反射スペクトルの比で補正することを特徴とす
る、高感度反射法による固体表面の極薄膜の分光分析方
法。

【０１００】（３７）連続的に供給される分析対象材に
ついて反射スペクトルの前記比を連続的に測定し、あら
かじめ標準試料について測定した反射スペクトルの比で
補正する、上記（３６）の分光分析方法。

【０１０１】（３８）高感度反射法により分析対象材表
面の極薄膜の赤外反射スペクトルを測定し測定値に基づ
いて分析対象材表面の吸光成分量を算出する分光分析装
置において、赤外光を発生させる赤外光源，該赤外光源
からの赤外光を直線偏光とし、かつ直線偏光の向きをＰ
偏光およびＳ偏光に切替えるための回転機構を備えた偏
光板，試料保持装置，赤外光を分光して検出するための
分光検出部、および、検出された赤外光の強度を信号処
理するための信号処理部、を備え、該信号処理部は、分
析対象材について測定したＰ偏光による反射スペクトル
とＳ偏光による反射スペクトルの比を、標準試料につい
て測定したＰ偏光による反射スペクトルとＳ偏光による
反射スペクトルの比で補正する手段を含む、ことを特徴
とする分光分析装置。

【０１０２】（３９）前記分析対象材は連続的に供給さ
れ、前記信号処理部は、連続的に供給される分析対象材
について連続的に測定した反射スペクトルの比を、あら
かじめ標準試料について測定した反射スペクトルの比で
補正する、上記（３８）の分光分析装置。

【０１０３】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【０１０４】

【実施例】

−第１実施例− 図１に、本発明の第１実施例である分光測定機ＯＭＤを
設置した電磁鋼板の脱炭焼鈍ラインを示す。電磁鋼板
は、巻戻機１００でコイル状態から帯状に巻戻されて入
側搬送テ−ブル（搬送ロ−ラ列）で脱炭焼鈍炉１００に
連続的に送り込まれ、脱炭焼鈍炉１００にて加熱されて
脱炭および焼鈍が同時に行なわれる。これにより電磁鋼
板表面の酸化が進行する。脱炭焼鈍炉１００から連続的
に送り出される電磁鋼板（これを電磁鋼板脱炭焼鈍板と
称し、略して焼鈍板と称す）ＯＰは出側搬送テ−ブル
（搬送ロ−ラ列）で巻取機１２０に送り込まれ、巻取機
１２０にてコイル状に巻取られる。

【０１０５】脱炭焼鈍炉１００から出た直後の焼鈍板Ｏ
Ｐの温度は高く、数百°Ｃであるが、出側搬送テ−ブル
で送られている間に低下して、巻取機１２０の直前では
数十°Ｃと低温である。出側搬送テ−ブルの、巻取機１
２０近くの、焼鈍板ＯＰの温度が定常的に１００°Ｃ以
下の位置に、分光測定機ＯＭＤが設置されている。

【０１０６】分光測定機ＯＭＤの基体は光学定盤１であ
り、これが搬送テ−ブルの基台とは分離した支持脚で支
持され、支持脚が、床面とは分離した基礎ブロックに固
定されている。焼鈍板ＯＰの送り方向（第１水平方向
ｙ；図１では左から右）で、光学定盤１の上流側と下流
側に、搬送テ−ブルの焼鈍板支持面よりも少し下のレベ
ル（高さ方向ｚ）に焼鈍板ＯＰを押下するサポ−トロ−
ル３５と３６があり、これらが焼鈍板ＯＰを下押えする
ので、光学定盤１直下において焼鈍板ＯＰの水平ｘ，ｙ
方向、特にｙ方向の張り（張力）が強く、焼鈍板ＯＰの
平面度（上面の水平度）が高く、また、高さ方向ｚおよ
び第２水平方向ｘの振動が小さい。

【０１０７】光学定盤１の下面から下方に対物ヘッド
（ケ−シングＣｔ，Ｃｒ：図２）が突出して焼鈍板ＯＰ
と略10mmの短距離にあるが、焼鈍板ＯＰが対物ヘッドに
当るのを妨げるために、焼鈍板ＯＰの送り方向ｙで、対
物ヘッドの上流側と下流側に、対物ヘッドの下面よりも
更に５ｍｍ下のレベル（焼鈍板ＯＰの上面より5mm上の
レベル）に外周面が位置する保護ロ−ル３７と３８があ
り、これらは図示しない支持ビ−ムで回転自在に支持さ
れ、該支持ビ−ムは光学定盤の支持脚に固着されてい
る。

【０１０８】光学定盤１には、赤外分光分析のための光
学要素が装備されており、それらは冷却用の銅板ケ−シ
ング４内にある。

【０１０９】図２および図３に、銅板ケ−シング４のｘ
ｚ断面およびｘｙ断面を、拡大して示す。両図を参照す
ると、光学定盤１上に赤外光源（200Wヒ−タ）５があ
り、光源５が放射する赤外光（以下単に光又は光線と称
す）は、非軸パラボラ鏡（以下単に放物面鏡と称す）６
で反射されて、ｘ方向に平行な平行光となり、集光レン
ズ７で集光され、そしてコリメ−トレンズ１２で再びｘ
方向で平行な平行光となる。

【０１１０】図４に、光源５の外観を示す。光源５は透
光窓４１付のハウジング４０に収納されており、ハウジ
ング４０には水冷用の銅パイブ４２が巻回されており、
この銅パイプ４２に循環冷却装置５４（図１３，図１
４）が冷却水を循環供給する。再度図２および図３を参
照すると、集光レンズ７の焦点位置にはチョッパプレ−
ト８があり、このチョッパプレ−トを電気モ−タ９が回
転駆動する。集光レンズ７の焦点位置での光のチョッピ
ング周波数は70Hzである。なお、図示は省略したが、チ
ョッパプレ−ト８には集光レンズ７の焦点位置を横切る
位置（半径方向）に３６°ピッチで、透光開口が開けら
れており、外周縁には、回転角検出用の広幅スロットが
同じく３６°ピッチで刻まれており、図示しない光電ス
イッチが該広幅スロットの透光を検出するように配置さ
れ、チョッパプレ−ト８の回転に同期した電気パルス
（速度同期パルス）を発生する。モ−タドライバ（駆動
回路）６２（図１４）が、速度同期パルスがチョッピン
グ周波数指令値（70Hz）となるように、電気モ−タ９を
回転駆動する。

【０１１１】チョッパプレ−ト８と拡散レンズ１０の間
には偏光板１０があり、この偏光板１０は、ベルト駆動
機構を介してステッピングモ−タ１１で回転駆動され、
Ｐ偏光をレンズ１２に与えるＰ偏光位置（回転角度）
と、それより９０°回転した、Ｓ偏光をレンズ１２に与
えるＳ偏光位置（回転角度）に、位置決めされる。図示
は省略したが、ベルト駆動機構に、Ｐ偏光位置（０度）
とＳ偏光位置（９０度）を検知するための遮光板と光電
スイッチが結合しており、モ−タドライバ６３が、位置
指定（Ｐ偏光位置／Ｓ偏光位置）に対応して、指定位置
（回転角）に偏光板１０を回転駆動し位置決めする。

【０１１２】図５の（ａ）に、偏光板１０がＰ偏向位置
にあるときの、レンズ１２以降の光学系によって測定対
象材ＯＰ（焼鈍板ＯＰ，標準試料としての金ミラ−ＳＰ
又は参照試料としての焼鈍板サンプルＳＰ；いずれとな
るかは後述）に投射されるＰ偏光を示し、図５の（ｂ）
に、偏光板１０がＳ偏向位置にあるときのＳ偏光を示
す。

【０１１３】再度図２および図３を参照すると、上述の
光源系（５〜１２）を略シ−ルドするための区画板１３
の透光開口を通して、レンズ１２の、ｘ方向に平行な平
行光が、投光側方向変換ミラ−１９に至る。区画板１３
の透光開口を開閉するシャッタ１４があり、このシャッ
タ１４はエア−シリンダ１５で開，閉駆動される。

【０１１４】投光側方向変換ミラ−１９は、ｘ方向に平
行な平行光をｚ方向に平行に反射し、この反射光を投光
側対物ミラ−２０が、水平面（ｘｙ面）と１０°をなす
方向に平行光を反射する。図２に示す状態では、投光側
対物ミラ−２０が窓板２１を通して焼鈍板ＯＰの上面
（実質上水平）に１０°の角度で平行光を投射する。焼
鈍板ＯＰの上面で反射した平行光は、窓板２２を通して
受光側対物ミラ−２３に当り、そこでｚ方向に平行に反
射され、そして受光側方向変換ミラ−２４でｘ方向に平
行に反射されて、第１グル−プの第１分配器Ａ１に至
る。窓板２１および２２は、ＢａＦ₂（フッカバリウ
ム）で作った、８００（１／ｃｍ）以下の低波数域をカ
ットするフィルタである。

【０１１５】ミラ−１９，２０，２３および２４は、蒸
着金メッキの表面反射鏡である。窓板２１および２２
は、赤外光透過フィルタであり、標準試料（金ミラ−Ｓ
Ｐ）の、光学定盤１上の光学系を用いた測定スペクトル
の反射強度分布を平準化（平滑化）する赤外光透過特性
（吸収特性）を有する。

【０１１６】レンズ１２の、ｘ方向に平行な光軸上に第
１分配器Ａ１の入射光軸がある。光学定盤１の、レンズ
１２から第１分配器Ａ１を見通す線の直下に、厚み方向
を貫通する開口２があり、この開口２のｘ方向に平行な
内側面に、ｘ方向に平行な１対のレ−ル３があり、これ
らのレ−ルでキャリッジ１６がｘ方向に移動可に支持さ
れている。つまり、キャリッジ１６が、開口２の長さ方
向ｘに移動自在に、開口２内にはめ込まれている。定盤
１上には、減速機付電気モ−タ１８で回転駆動される、
ｘ方向に平行に延びるねじ棒２７が回転自在に支持され
ており、このねじ棒２７に、キャリッジ１６に固定され
たナット（雌ねじ：図示略）がねじ結合している。減速
機付電気モ−タ１８が正転するとねじ棒２７が正転し
て、キャリッジ１６が図２上で左から右方向に移動し、
モ−タが逆転するときには左方向に移動する。

【０１１７】キャリッジ１６の機械的な左移動限界位置
の少し右側にホ−ムポジションが定められ、そこへのキ
ャリッジ１６の到達を検知する図示しない光電センサ
（ホ−ムポジションセンサ），キャリッジ１６の機械的
な右移動限界位置の少し左側にリタ−ン位置が定めら
れ、そこへのキャリッジ１６の到達を検知する図示しな
い光電センサ（リタ−ンポジションセンサ）、ならび
に、ねじ棒１７の所定小角度の回転につき１個の電気パ
ルスを発生する図示しないロ−タリエンコ−ダがあり、
これらの検知信号に基づいて、キャリッジ１６の位置決
めあるいはｘ走査駆動が行なわれる。

【０１１８】上述のホ−ムポジションからリタ−ンポジ
ションまでが、対物ヘッド（Ｃｔ，Ｃｒ，１６）の移動
領域であり、対物ヘッドがホ−ムポジションにあるとき
の、対物ミラ−２１／２３間中点の位置が、測定ホ−ム
ポジションＸｈであり、対物ヘッドがリタ−ンポジショ
ンにあるときの、対物ミラ−２１／２３間中点の位置
が、測定リタ−ンポジションＸｒであり、Ｘｈ〜Ｘｒの
領域をサンプリング的に、あるいは連続的に分光分析す
ることができる。

【０１１９】光学定盤１を支える支持脚には、ア−ム３
０が水平回動しうるように装着されており、このア−ム
３０に試料台３１が固着されている。この試料台３１を
開口２の直下に回動させると、試料台３１の中心が、測
定ホ−ムポジションＸｈとなる。試料台３１に載置され
る試料ＲＰは、標準試料である金ミラ−又は参照試料で
あり（これらに関しては詳細を後述）、試料台３１に載
置された試料ＲＰの上面は、測定ホ−ムポジションＸｈ
において、焼鈍板ＯＰの予定した上面レベル（基準レベ
ル）と同一となる。図２には、試料台３１をホ−ムポジ
ションＸｈに置き、焼鈍板ＯＰの幅（ｘ方向）は測定可
領域のｘ長より短い形で示しているが、焼鈍板ＯＰの分
光分析（オンライン測定）中には、試料台３１はｚ軸廻
りに回動されて、対物ヘッド移動領域の外に置かれてい
る。また焼鈍板ＯＰは測定可領域幅と同等又はそれより
広い幅の場合もあり得る。

【０１２０】キャリッジ１６には、前述の、投光側方向
変換ミラ−１９，投光側対物ミラ−２０，受光側対物ミ
ラ−２２および受光側方向変換ミラ−２４が、それぞれ
ミラ−ホルダを介して固定されている。キャリッジ１６
の下面より下方に位置する投光側対物ミラ−２０および
受光側対物ミラ−２２はケ−シングＣｔおよびＣｒで覆
われ、これらのケ−シングＣｔおよびＣｒの透光開口を
前述の窓板２１および２２が塞いでいる。投光側方向変
換ミラ−１９の反射光はキャリッジ１６を貫通する透光
穴を通ってケ−シングＣｔ内に入り、対物ミラ−２０で
反射され窓板２１を通ってケ−シングＣｔの外に出て測
定対象材ＯＰに当る。測定対象材ＯＰが反射した光は、
窓板２２を通ってケ−シングＣｒ内に入り、対物ミラ−
２３で反射され、そしてキャリッジ１６の透光穴を通っ
て方向変換ミラ−２４に至る。

【０１２１】光学定盤１の上側空間（主光学系）と下側
空間（測定物系）とを分離するために、キャリッジ１６
に、ケ−シングＣｔとＣｒの間の開口２領域を下方で閉
じるための底板ＢＰが固着されている。光学定盤１の底
面には、開口２と平行に、ｘ方向に延びる１対のシャッ
タレ−ル２６，２７が、開口２を間に置いて装備されて
おり、これらのレ−ル２６，２７で、積層スライドプレ
−ト型のシャッタ２８，２９が、ｘ方向に伸縮自在に装
着されており、図２を参照すると、シャッタ２８の左端
はレ−ル端に固定され、伸縮先端がケ−シングＣｔに固
着されている。シャッタ２９の右端はレ−ル端に固定さ
れ、伸縮先端がケ−シングＣｒに固着されている。上述
のケ−シングＣｔ，Ｃｒ，底板ＢＰならびにシャッタ２
８，２９で開口２の全領域が主に下方で閉じられてい
る。しかし、これらと光学定盤１との間には、微細なギ
ャップがあるので、該ギャップを通して流体（気体，液
体）は通流しうる。キャリッジ１６および底板ＢＰに
は、銅板ケ−シング４に供給されるパ−ジガス（窒素ガ
ス）の底板ＢＰの下方空間（投光空間）への吹出しを行
なう通気口がある。

【０１２２】ケ−シングＣｔ，Ｃｒには、それらを周回
する、ロ型スカ−ト形状の弾力性ゴム板２５が貼付けら
れており、ゴム板２５の下端はケ−シングＣｔ，Ｃｒの
下面から5mm程度下方（焼鈍板ＯＰから3mm程度上方）に
あり、底板ＢＰの下方空間（投光空間）に供給されたパ
−ジガスは、弾力性ゴム板２５の下端と焼鈍板ＯＰとの
ギャップを通って定盤１の下方の自由空間に出る。弾力
性ゴム板２５は、底板ＢＰの下方の投光空間に多量のパ
−ジガスを常時保持するため、ならびにケ−シングＣ
ｔ，Ｃｒへの焼鈍板ＯＰの衝突を防止もしくは緩衝する
ために備わっている。

【０１２３】定盤１には、焼鈍板ＯＰのｚ方向変位を検
出する３台の変位計の検出ヘッド３２〜３４（図３）が
装着されており、ヘッドから焼鈍板ＯＰ上面までの距離
を検出する。

【０１２４】光学定盤１上には、図３に示すように、前
述の光分配器Ａ１を含めて総計７個の光分配器Ａ１〜Ａ
５，Ｂ１，Ｂ２があり、また、これらの光分配器のそれ
ぞれの出射光のレベルを検知する受光器Ｃ１〜Ｃ８があ
る。これらの光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２および受
光器Ｃ１〜Ｃ８は、大要表現では、同一ｘｙ平面上に、
ｘ，ｙマトリクス状に配列されている。これらの配列を
より詳しく図６に示す。

【０１２５】図６を参照する。受光側方向変換ミラ−２
４（図２）の、ｘ方向に平行な反射光ライン上すなわち
図６に示す入射光の進行方向前方に、第１グル−プの光
分配器Ａ１〜Ａ３がシリアルに配置されており、このグ
ル−プの最後（第３番目）の光分配器Ａ３の透過光を受
光器Ｃ８が受ける。第１グル−プの第１番目の光分配器
Ａ１は、２色フィルタで反射した光を金ミラ−で、入射
光を含むｘｙ平面上で入射光と直交するｙ方向に反射
し、この反射光を受光器Ｃ１が受ける。

【０１２６】第１グル−プの第２番目の光分配器Ａ２も
同様に、第１番目の光分配器Ａ１を透過した入射光を、
上記ｘｙ平面上で入射光と直交するｙ方向に反射する。
このｙ方向に第２グル−プの光分配器Ａ４，Ａ５および
受光器Ｃ４がある。光分配器Ａ４は、ｙ方向の入射光を
２色フィルタで反射しそして金ミラ−で、上記ｘｙ平面
上でｘ方向に反射し、この反射光を受光器Ｃ２が受け
る。光分配器Ａ５も、ｙ方向の入射光を２色フィルタで
反射しそして金ミラ−で、上記ｘｙ平面上でｘ方向に反
射し、この反射光を受光器Ｃ３が受ける。

【０１２７】第１グル−プの第３番目の光分配器Ａ３
は、第２番目の光分配器Ａ２を透過した入射光を、上記
ｘｙ平面上で入射光と直交するｙ方向に反射する。この
ｙ方向に第２グル−プの光分配器Ｂ１，Ｂ２および受光
器Ｃ７がある。光分配器Ｂ１は、ｙ方向の入射光を２色
フィルタで反射しそして金ミラ−で、上記ｘｙ平面上で
ｘ方向に反射し、この反射光を受光器Ｃ５が受ける。光
分配器Ｂ２も、ｙ方向の入射光を２色フィルタで反射し
そして金ミラ−で、上記ｘｙ平面上でｘ方向に反射し、
この反射光を受光器Ｃ６が受ける。

【０１２８】光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２は、実質
上同一構造であり、Ａ１とＡ２とは配置姿勢も同一であ
る。Ａ４とＡ５は、Ａ１を時計廻りに９０度回転させた
姿勢である。Ｂ１とＢ２は、Ａ４とＡ５を裏返（ｙ軸廻
りに１８０度回転）した姿勢である。ここで代表例とし
て光分配器Ａ５の構造を説明する。

【０１２９】光分配器Ａ５の２色フィルタ４３は、図７
の（ａ）に示すように、所定波長（カットオフ波長）よ
り長い波長の光を透過し、短い波長の光を反射するもの
であり、金ミラ−４６が、その反射光を、図７の（ｂ）
に示すように、ｙ方向の入射光を含むｘ，ｙ平面上で入
射光と直交してそれを横切るｘ方向に反射する。光分配
器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２それぞれの２色フィルタのカ
ットオフ波長を次に示す。

【０１３０】 光分配器 光分配器のカットオフ波長（μｍ） Ａ１ ６．３ Ａ２ ６．３ Ａ３ ８．２ Ａ４ ７．４ Ａ５ Ａ６（Ｂ１） ９．５ Ａ７（Ｂ２） 光分配器Ａ４（図６）を拡大して図８の（ａ）に示す。
２色フィルタ４３はホルダ４４に固着されており、この
ホルダ４４がユニット基台４５に固着されている。金ミ
ラ−４６は、角度調整機構を介してホルダ４７に固定さ
れており、このホルダ４７がユニット基台４５に固着さ
れている。この実施例での、２色フィルタ４３および金
ミラ−４６の取付角度を図８の（ｂ）に示す。

【０１３１】図９に、光分配器Ａ４を分解して示す。ホ
ルダ４４には透光開口がありそこに２色フィルタ４３が
はめ込まれ、基台４５の、ｘ方向に対して22.5°の角度
をなす垂直面にホルダ４４がねじ止めされる。金ミラ−
ホルダ４７は、ｙ方向に対して22.5°の角度をなす垂直
面にねじ止めされる。２色フィルタ４３の入射角はした
がって22.5°、金ミラ−４６の反射角は22.5°である
（図８の（ｂ）を参照）。２色フィルタ４３の入射角が
大きいと、Ｐ偏光が入射したときとＳ偏光が入射したと
きの２色フィルタのカットオフ波長のずれが大きく、同
一波長における透過率差が大きい。例えば入射角が45°
の場合には図１０の（ｂ）に示すようにカットオフ波長
ずれを生じ、大きな透過率差を生ずる。

【０１３２】この実施例では、後述するが、各波数の受
光器Ｃ１〜Ｃ８でのＰ偏光とＳ偏光の受光レベルを正確
に測定する必要がある。標準ミラ−（金ミラ−）のＰ偏
光での各受光レベルを、標準ミラ−のＳ偏光での受光レ
ベルで割り算して計算機に記憶させる標準試料補正モ−
ド（Ａｕ（Ｓ）／Ａｕ（Ｐ））と、分析対象材のＰ偏光
での各受光レベルを、分析対象材のＳ偏光での受光レベ
ルで割り算して計算機に記憶させるＰ／Ｓ比測定モ−ド
とを選択的に実施する。いずれの場合もＰ偏光とＳ偏光
を利用するので、Ｐ偏光とＳ偏光の間で受光レベルに波
長依存する差異があれば得られた結果に大きな誤差が生
まれる。

【０１３３】そこでこの実施例では、Ｐ偏光が入射した
ときとＳ偏光が入射したときの２色フィルタのカットオ
フ波長および受光レベルのずれがほとんど見られない2
2.5°に、２色フィルタ４３の入射角を定めている。こ
の入射角での２色フィルタ４３の透過率を図１０の
（ａ）に示す。問題のずれの影響を実質上なくすために
は２色フィルタ４３の入射角は３０°以下にすればよ
い。一方、入射角を小さくするに従って、透光出射光が
増え反射出射光が減るので、光分配比の観点からあまり
小角度は好ましくない。加えて、入射角が小さいと２色
フィルタの入射光と反射光とのなす角度が小さくなるの
で、金ミラ−４６を大きくして２色フィルタ４３からｙ
方向の遠方に配置しなければならなくなる。すなわち、
２色フィルタ４３の入射角を小さくすると、金ミラ−４
６の入射角が大きくなって、２色フィルタの反射光すべ
てを反射するための金ミラ−４６の面積が大きくなる。
この大きな金ミラ−４６が２色フィルタ４３への入射光
を遮らないように、ｙ方向に長距離ずらさなければなら
ない。これは光分配器Ａ４（１ユニット）のサイズを大
きくすることになり、装置をコンパクトにできなくな
る。これらの観点から、２色フィルタ４３の入射角は１
５°以上とするのが好ましい。

【０１３４】なお、図６に示す光分配器Ｂ１，Ｂ２は、
光分配器Ａ５をｙ軸廻りに１８０°回転させて、その基
板４５の下面を上に向けて、別途ホルダで基板４５を支
持した姿勢であり、７個の光分配器のすべてが、一種類
のものとなっている。裏返しが不要なように、ユニット
基板を、Ａ１〜Ａ５のユニット基板４５とは別形状のも
のとしてもよい。

【０１３５】別の態様では、上述のように数個（Ｂ１，
Ｂ２）を裏返し支持することなく、同一種類の７個の光
分配器を用い得るように、光分配器と受光器のマトリク
ス配列を変更する。この変更の一態様を図１１に示す。

【０１３６】図１１に示す光分配器Ａ１〜Ａ７はすべて
同一構造であり、Ａ１〜Ａ３は同一姿勢で、Ａ４〜Ａ７
はＡ１〜Ａ３を図１１上で時計廻りに９０°回転させた
姿勢である。なお、図１１上に示すＡ１は、図６に示す
場合と同様に、ｘ方向で受光器Ｃ２の位置までずらし、
これに伴って受光器Ｃ１をｙ方向でＣ４の位置までずら
してもよい。こうするとＡ１のｘ方向のずらし分光分配
器の配列がコンパクトになる。図１１に示す配列では、
光分配器Ａ２，Ａ４，Ａ５ならびに受光器Ｃ２〜Ｃ４と
の組合せ配列と、光分配器Ａ３，Ａ６，Ａ７ならびに受
光器Ｃ５〜Ｃ７との組合せ配列とは同一パタ−ンであ
る。

【０１３７】再度図６を参照する。受光器Ｃ１〜Ｃ８
は、実質上同一構造である。ここで代表例として受光器
Ｃ２の構造を説明すると、受光器Ｃ２は、測定に必要な
波長を透過させるバンドパスフィルタ４８と集光レンズ
４９および光検知器５０で構成されており、バンドパス
フィルタ４８と集光レンズ４９は同一のホルダを介して
受光器基板に固定されており、光検知器５０は検知器ホ
ルダに固定され、この検知器ホルダが前後調整（光軸方
向位置調整）機構を介して受光器基板で支持されてい
る。

【０１３８】光検知器５０の光電変換素子５１は、図１
２の（ａ）に示すように、集光レンズ４９の焦点位置
（焦点距離Ｄｆ）よりも大きくずれた位置にあり、この
ずれ量を前後調整機構で調整しうる。仮に、図１２の
（ｂ）に示すように光電変換素子５１が集光レンズ４９
の焦点の位置にあるときと、測定対象材ＯＰが水平姿勢
から傾斜すると、入射角（＝反射角）が基準入射角から
ずれて、図１２の（ｃ）に２点鎖線で示すように、光電
変換素子５１の受光レベルが大幅に低下する。この低下
はわずかな姿勢ずれによって生ずる。

【０１３９】ところが図１２の（ａ）に示すように、光
電変換素子５１が、集光レンズ４９の焦点の位置より大
きくずれた位置にあると、測定対象材ＯＰがわずかに傾
斜しても、光電変換素子５１の受光レベルの変化は小さ
く、測定対象材ＯＰに少々の姿勢ずれを生じても、信頼
性が高い計測デ−タを得ることができる。すなわち、図
１２の（ａ）に示すように焦点位置から光電変換素子５
１をずらしておくことにより、測定対象材ＯＰの変位又
は振動により光受光器Ｃ２のの光軸に対して測定対象材
ＯＰの反射光が平行シフト又は角度変化を生じても、反
射光が光電変換素子５１から外れる確率が低く、図１２
の（ｃ）に実線で示すように、受光レベル変化が小さ
く、測定対象材ＯＰの位置ずれ又は姿勢ずれによる測定
誤差が低減する。

【０１４０】更に、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルの、
測定対象材ＯＰの変位又は振動による受光器Ｃ１〜Ｃ８
の受光レベルの変化率が全受光器で実質上同一になるよ
うに、受光器Ｃ１〜Ｃ８それぞれの前後調整機構で各光
検知器５０のずらし位置が設定されているので、測定対
象材ＯＰに変位又は振動を生じたときの受光信号変化が
同率となり、信頼性が高い計測デ−タが得られる。受光
器Ｃ１〜Ｃ８それぞれのバンドパスフィルタ４８の光透
過中心波数（波長）を次に示す。

【０１４１】 バンドパスフィルタの 受光器 光透過中心波数（１／ｃｍ） 波長（μｍ） 波数No.ｉ Ｃ１ １９００ ５．２６ １ Ｃ２ １３５０ ０．３７ ２ Ｃ３ １２２５ ８．１６ ３ Ｃ４ １１３５ ８．８１ ４ Ｃ５ １０５０ ９．５２ ５ Ｃ６ ９６５ １０．３６ ６ Ｃ７ ８９５ １１．１７ ７ Ｃ８ ８００ １２．５０ ８ 図１３に、光学定盤１の上面に装着された銅ケ−シング
４の外観を示す。銅ケ−シング４の外表面には水冷管
（銅パイプ）５２が接合されており、この水冷管５２
に、冷却装置５４が、冷却水を循環供給する。これによ
り銅ケ−シング４が冷却され、その内部の上述の各種光
学要素が間接的に冷却されるので、それぞれの赤外線輻
射（ノイズ放射）が少い。またケ−シング４の外部から
ケ−シング４内の測定光光路へのノイズの進入もない。
銅ケ−シング４の内空間は区画板１３で、熱発生が大き
い光源５まわりの投光源空間と、熱発生が少い光分配器
Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２および受光器Ｃ１〜Ｃ８まわり
の受光空間とに区分されており、各空間に別個に、窒素
ガス供給装置５７が、窒素ガスを供給する。供給された
窒素ガスは各空間を通って開口２又は対物空間ＢＰに至
り、そして定盤１の下方の自由空間に出る。この窒素ガ
ス供給は、ケ−シング４内の空気（湿気）を追い出しか
つケ−シング４内への空気（湿気）の進入を妨げる。ま
た対物空間ＢＰに出た窒素ガスは、スカ−ト２５の下端
から外部に出て、対物投，受光路（窓板２１／２２間）
を清浄にしかつそこへのゴミ，空気（湿気）の進入を妨
げる。

【０１４２】銅ケ−シング４の内空間には、上述の光学
要素に加えて各種電気回路ならびにシ−ケンサ（ＣＰＵ
を主体とするマイクロコンピュ−タシステム；通称コン
トロ−ラ）が収納されている。

【０１４３】図１４に、銅ケ−シング４内の電気要素
と、それらに接続された外部電気要素を示す。受光器Ｃ
１〜Ｃ８の各光電変換素子５１が接続された光レベル検
出回路７０〜７７はすべて光強度計測回路８０に接続さ
れている。

【０１４４】図１５に光強度計測回路８０の構成を示
す。光レベル検出回路７０〜７７の出力信号（アナログ
電圧）はマルチプレクサ８１（アナログスイッチ回路）
８１に与えられる。マルチプレクサ８１には、入出力バ
ッファ８５を通してスイッチ選択信号（入力選択信号）
が、シ−ケンサ６０から与えられ、該信号が指定する入
力（入力端０〜８の１つ）を、バンドパスフィルタ８２
に接続する。すでに説明したが、チョッパプレ−ト８が
７０Ｈｚで投光をチョッピングするので、受光器Ｃ１〜
Ｃ８の受光レベルが７０Ｈｚで高，低変化し、これによ
り、光レベル検出回路７０〜７７の出力信号が同じく
高，低変化する。すなわち７０Ｈｚの交流もしくは脈動
電圧である。バンドパスフィルタ８２は、この７０Ｈｚ
のアナログ信号を抽出してロックインアンプ（同期検波
回路）８３に与える。ロックインアンプ８３には、チョ
ッパ駆動回路６２が発生するチョッパ回転同期信号（７
０Ｈｚ）が、入出力バッファ６２を介して、更に移相器
８６で設定された位相ずれをもって与えられ、ロックイ
ンアンプ８３は、この同期信号に同期してバンドパスフ
ィルタ８２の出力を検波し、検波した直流信号を平滑回
路８４に与える。平滑回路８４には、３種の時定数回路
（それぞれ時定数がｔ１，ｔ２，ｔ３）８７ａ〜８７ｃ
の１つが、マルチプレクサ８８を介して接続され、接続
された時定数回路の時定数で、検波信号を平滑化する。
これにより、電圧レベルが受光器（Ｃ１〜Ｃ８のうち８
１で選択されたもの）の受光レベルピ−クに比例する直
流電圧（受光レベル信号）が伝送回路７８に与えられ
る。伝送回路７８が、この直流電圧のレベル（アナログ
信号）を、図１４に示す受信回路７９に伝送する。

【０１４５】再度図１４を参照する。受信回路７９は、
パ−ソナルコンピュ−タ（以下パソコンと称す）９０
の、Ａ／Ｄ変換入力ポ−トに、受信したアナログ信号を
与える。パソコン９０は、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベ
ルを読込むときには、受光レベル読込みをシ−ケンサ６
０に指定して、パソコン９０とシ−ケンサ６０の間の同
期信号に同期して、Ａ／Ｄ変換入力ポ−トのアナログ信
号をデジタル変換して読込む。シ−ケンサ６０は、受光
レベル読込みが指定されると、該同期信号の最初のもの
に同期してマルチプレクサ８１に入力１指定信号を与
え、その後の同期信号の到来毎に入力２，３，・・・８
と入力指定を切換える。これにより、同期信号に同期し
て受光器Ｃ１〜Ｃ８が接続した光レベル検出回路７０〜
７７の出力信号が順次にバンドパスフィルタ８２に与え
られ、パソコン９０が光レベル検出回路７０〜７７の出
力信号を順次にＡ／Ｄ変換して読込むことになる。

【０１４６】シ−ケンサ６０は、パソコン９０の指示に
応じて、光源５のオン（ウォ−ムアップ）／オフ，チョ
ッパプレ−ト８の回転／停止，偏光板１０によるＰ偏光
／Ｓ偏光の切換え，シャッタ１４の開／閉，キャリッジ
１６のｘ位置決めあるいはｘ走査，変位計３２〜３４の
検出値の読込みとパソコン９０への転送等を行ない、ま
た、光源５のオンの間は銅ケ−シング４内の温度を検出
する温度センサ３９の検出温度の読込みと温度異常チェ
ックを行なう。チョッパ駆動回路６２は、チョッパプレ
−ト回転同期パルス（７０Ｈｚ）を回転計（回転速度検
出回路）ＲＳＭ，シ−ケンサ６０および光強度計測回路
８０に与える。

【０１４７】回転計ＲＳＭは回転同期パルスの周波数を
回転速度（ｒｐｍ）に変換し、これを表わすデジタルデ
−タを、シ−ケンサ６０に接続された入出力ボ−ド５９
に与える。入出力ボ−ド５９の表示盤面には、チョッパ
プレ−ト回転速度が表示される。入出力ボ−ド５９に
は、指示キ−および調整値入力キ−がある。

【０１４８】循環冷却装置５４には、光源冷却水系の戻
り冷却水の温度を検出する温度センサおよび銅ケ−シン
グ冷却水系の戻り冷却水の温度を検出する温度センサが
あり、装置５４は温度異常を検知したときには、これを
表わす異常信号をシ−ケンサ６０に与える。

【０１４９】窒素ガス供給装置５７には、窒素ガス供給
流量を測定する流量センサがあり、装置５７は、流量異
常を検知したときには、これを表わす異常信号をシ−ケ
ンサ６０に与える。

【０１５０】光源５の電源回路６１，チョッパ駆動回路
６２，偏向切換回路６３，シャッタ駆動回路（エァ−シ
リンダ１５への空気圧切換を行なう電磁弁を駆動する回
路）６４およびｘ走査駆動モ−タ１８を駆動する回路
（モ−タドライバ）６５には、負荷電圧，電流，電源電
圧を検出しそれらの異常を検出する回路があり、これら
の検出値および異常検出信号がシ−ケンサ６０に与えら
れる。

【０１５１】図１６に、パソコン９０の、「分光測定」
プログラムによる動作の概要を示す。「分光測定」プロ
グラムは、「分光測定」の初期メニュ−を表示し表示画
面上のオペレ−タ指定に従って、指定された個別処理プ
ログラムの実行に進む統括プログラムと、複数の個別処
理プログラムの集合である。

【０１５２】「分光測定」が起動されると、パソコン９
０は、まず「分光測定」のメニュ−をＣＲＴ９３に表示
する（図１６のステップＭＤＹ）。なお、以下におい
て、カッコ内には、ステップという語を省略して、ステ
ップＮｏ．記号又は番号数字のみを記す。オペレ−タが
メニュ−表示の各欄を指定するとパソコン９０は、各欄
に表記した個別処理プログラムに進む。

【０１５３】１．パラメ−タ設定 オペレ−タが「１．パラメ−タ設定」を指定し実行を指
示すると、パソコン９０は個別処理プログラム「パラメ
−タ設定」ＰＤＳに進む。「パラメ−タ設定」は、オン
ライン測定に必要な、演算用パラメ−タの設定とデ−タ
の保存の指定をオペレ−タが行なうものであり、パソコ
ン９０はここでまず、すでにハ−ドディスク（不揮発メ
モリ）に書込まれているパラメ−タテ−ブルのデ−タを
読出して一時記憶ＲＡＭに書込み、かつＣＲＴ９３に表
示する。パラメ−タテ−ブルのデ−タの主要なものを次
に示す。

【０１５４】 パラメ−タテ−ブルのデ−タ １ デ−タ読込周期Ｔｃ（受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベル読込み周期） デ−タ読込み時間Ｔｄ（受光レベル読込みの繰返しの延べ時間） ２ 上限値ＤＵ（変位計３２〜３４の検出値に基づいた、 焼鈍板ＯＰ／対物ヘッド間距離の上限値） 下限値ＤＬ（焼鈍板ＯＰ／対物ヘッド間距離の下限値） ３ 平滑化時定数 ８７ａ／８７ｂ／８７ｃ（選択） ４ 年月日 時分秒 ５ デ−タ保存 有効／無効（選択） ６ 受光レベル異常チェック用上限値 下限値 ７ 受光器Ｃ１のバンドパスフィルタの中心波数 １９００ Ｃ２ １３５０ Ｃ３ １２２５ Ｃ４ １１３５ Ｃ５ １０５０ Ｃ６ ９６５ Ｃ７ ８９５ Ｃ８ ８００ ８ 各波数の既知吸光度 ｑ１ ｑ２ ｑ３ ｑ４ ｉ＝２（波数１３５０） ｑ１₂ ｑ２₂ ｑ３₂ ｑ４₂ ｉ＝３（波数１２２５） ｑ１₃ ｑ２₃ ｑ３₃ ｑ４₃ ｉ＝４（波数１１３５） ｑ１₄ ｑ２₄ ｑ３₄ ｑ４₄ ｉ＝５（波数１０５０） ｑ１₅ ｑ２₅ ｑ３₅ ｑ４₅ ｉ＝６（波数 ９６５） ｑ１₆ ｑ２₆ ｑ３₆ ｑ４₆ ｉ＝７（波数 ８９５） ｑ１₇ ｑ２₇ ｑ３₇ ｑ４₇ ｉ＝８（波数 ８００） ｑ１₈ ｑ２₈ ｑ３₈ ｑ４₈ （注：ｑ１ｉは、内層ＳｉＯ₂＋外層ＳｉＯ₂の吸光度， ｑ２ｉは、内層ＳｉＯ₂＋外層（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−Ｉの吸光度， ｑ３ｉは、内層ＳｉＯ₂＋外層（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−IIの吸光度， ｑ４ｉは、内層ＳｉＯ₂＋外層（Ｆｅ，Ｍｎ）₂ＳｉＯ₄の吸光度。 ） オペレ−タはこの画面上で変更があればそれを入力す
る。オペレ−タが実行を入力すると、表示中のデ−タが
一時記憶ＲＡＭに更新書込みされ、このとき、「５ デ
−タ保存」が「有効」の指定であると、ハ−ドディスク
のパラメ−タテ−ブルも、ＣＲＴ９３に表示していたも
のに書替えられる。

【０１５５】２．標準板測定 オペレ−タが「２．標準板測定」を指定し実行を指示す
ると、パソコン９０は個別処理プログラム「標準板測
定」ＲＰＭに進む。「標準板測定」は、標準板である金
ミラ−の、光反射強度を測定し、オンライン測定時の受
光レベルの補正に用いるデ−タを準備するものである。
「標準板測定」に進むとパソコン９０は、標準板測定の
初期画面を表示する。すなわち、ハ−ドディスクの標準
デ−タテ−ブルのデ−タを一時記憶ＲＡＭに読出し、Ｃ
ＲＴ９３に表示する。標準デ−タテ−ブルのデ−タの主
要なものを次に示す。

【０１５６】 標準デ−タテ−ブルのデ−タ 波数 Ｅ(Ｐｉ) Ｅ(Ｓｉ) Ｅ(Ｐｉ)/Ｅ(Ｓｉ) ｉ＝１（波数１９００） ××× ××× ××× ｉ＝２（波数１３５０） ××× ××× ××× ｉ＝３（波数１２２５） ××× ××× ××× ｉ＝４（波数１１３５） ××× ××× ××× ｉ＝５（波数１０５０） ××× ××× ××× ｉ＝６（波数 ９６５） ××× ××× ××× ｉ＝７（波数 ８９５） ××× ××× ××× ｉ＝８（波数 ８００） ××× ××× ××× （注；Ｅ(Ｐｉ)は、金ミラ−のＰ偏光反射強度， Ｅ(Ｓｉ)は、金ミラ−のＳ偏光反射強度， Ｅ(Ｐｉ)/Ｅ(Ｓｉ)は、それらの比。×××が各波数のデ−タ。） 標準デ−タテ−ブルのデ−タと共に、デ−タ保存の「有
効／無効」ならびに標準デ−タ測定の「指示／キャンセ
ル」を選択するための表示が行なわれ、オペレ−タはこ
こで、金ミラ−のデ−タの測定を希望するときには、試
料台３１（図２）に金ミラ−を装着してそれを測定ホ−
ムポジションに置いてから、「指示」を選択する。表示
された標準デ−タをそのままオンライン測定での補正用
のデ−タに用いて支しつかえないと考えれば、「キャン
セル」を選択する。キャンセルが選択されるとパソコン
９０は、初期メニュ−表示ＭＤＹ（図１６）に戻る。

【０１５７】図１７に、「標準板測定」（ＲＰＭ）の内
容を示す。標準板測定の初期画面で「指示」が選択され
るとパソコン９０は、標準板測定用の状態設定をシ−ケ
ンサ６０に指示する（図１７の１〜４）。シ−ケンサ６
０は電源回路６１に光源電源投入を指示し、循環冷却装
置５４に冷却水の供給を指示し、窒素ガス供給装置５７
にガス供給を指示し、そしてキャリッジ１６を測定ホ−
ムポジションＸｈに位置決めする。そして、回路６１お
よび装置５４，５７がレディを報知して来るのを待ち、
すべてのレディ報知を受け終わったときに、パソコン９
０にレディを報知する。

【０１５８】パソコン９０は、このレディ報知を受ける
と、ハ−ドディスクのパラメ−タテ−ブルの中のデ−タ
読込周期Ｔｃ，デ−タ読込み時間Ｔｄ、および、平滑化
時定数選択デ−タ（回路８７ａ〜８７ｃのいずれを選択
するか）を読出して一時記憶ＲＡＭに書込む。そしてシ
−ケンサ６０に平滑化時定数選択デ−タを転送して時定
数設定ならびにチョッパ駆動およびシャッタ開を指示す
る。これに応答してシ−ケンサ６０は光強度計測回路８
０に、平滑化時定数選択デ−タが指定する時定数回路
（８７ａ〜８７ｃの１つ）を選択する信号をマルチプレ
クサ８８に与え、これにより選択指定された時定数回路
が平滑回路８４に接続される。シ−ケンサ６０はチョッ
パ駆動指示に応答してチョッパ駆動回路６３にオン（チ
ョッパ駆動）を指示し、シャッタ駆動回路６４にシャッ
タ開駆動を指示して、これらがレディを報知して来るの
を待ち、すべてレディを報知して来るとパソコン９０に
レディを報知する（５，６）。

【０１５９】パソコン９０は、このレディ報知に応答し
て、「Ｓ偏向読取」（７）に進む。これにおいてはまず
光レベル読込み所要回数ｎ＝Ｔｄ／Ｔｃを算出し（７
ａ）、Ｓ偏光設定をシ−ケンサ６０に指示する。シ−ケ
ンサ６０はこれに応答して偏向切換駆動回路６３にＳ偏
光を指示し、回路６３がＳ偏向設定の完了（レディ）を
報知してくると、パソコン９０にＳ偏光設定完了（レデ
ィ）を報知する（７ｂ）。このレディを受けるとパソコ
ン９０は、Ｔｃ時限のタイマをスタ−トして（７ｃ）、
受光レベル読取指示をシ−ケンサ６０に与え、シ−ケン
サ６０への受光レベル読取切換同期信号の出力を開始す
る。シ−ケンサ６０は受光レベル読取指示があると、ま
ずマルチプレクサ８１に入力１を出力に接続する指示を
与え、そして同期信号に同期して、マルチプレクサ８１
への入力選択信号を順次に入力２，３，・・・を指示す
るものに切換える。パソコン９０は同期信号に同期して
Ａ／Ｄ変換入力ポ−トのアナログ信号をデジタルデ−タ
に変換して読込み、内部メモリに書込む（７ｄ）。この
ようにして、マルチプレクサ８１の入力１〜入力８のア
ナログ信号レベル（受光器Ｃ１〜Ｃ８）の受光レベルを
読込むと、パソコン９０は、読込み所要回数ｎを１デク
レメントして（７ｅ）、それが０（所要回数のデ−タ読
込み完了）になったかをチェックして（７ｆ）、ｎが１
以上であるとタイマＴｃのタイムオ−バを待って（７
ｇ）、また受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルの読込み（７
ｃ〜７ｄ）を行なう。このようにして、所要回数ｎ＝Ｔ
ｄ／Ｔｃの、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベル読込みを行
なう。

【０１６０】これを完了すると、パソコン９０は「Ｐ偏
光読取」（８）に進む。ここでは、シ−ケンサ６０にＰ
偏向設定を指示して、Ｓ偏向読取のときと同様に、所要
回数ｎ＝Ｔｄ／Ｔｃの、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベル
読込みを行なう。そしてこれを完了すると、以上のよう
に読込んだデ−タの平均値（ｎ個のデ−タの平均値）を
算出する。すなわち、Ｓ偏光の受光器Ｃｉ（ｉ＝１〜
８）の受光レベルの平均値Ｅ（Ｓｉ），Ｐ偏向の受光器
Ｃｉ（ｉ＝１〜８）の受光レベルの平均値Ｅ（Ｐｉ）を
算出する。そして、両平均値の比 Ｅ（Ｐｉ）／Ｅ（Ｓ
ｉ） を算出する（９）。算出したデ−タはＣＲＴ９３
に更新表示し一時記憶ＲＡＭに更新書込みする（１
０）。そしてオペレ−タよりキャンセル指示又は終了指
示があるのを待つ。キャンセル指示があると、そこでパ
ソコン９０は、初期メニュ−表示ＭＤＹ（図１６）に戻
る。終了指示があると、「デ−タ保存」の指定が「有
効」であると、一時記憶ＲＡＭのデ−タをハ−ドディス
クの標準デ−タテ−ブルに更新書込みして（１３）、初
期メニュ−表示ＭＤＹ（図１６）に戻る。

【０１６１】３．オンライン測定 オペレ−タが「３．オンライン測定」を指定し実行を指
示すると、パソコン９０は個別処理プログラム「オンラ
イン測定」ＯＰＭに進む。「オンライン測定」は、焼鈍
板ＯＰの光反射強度を測定し測定値に基づいて酸化物成
分量を算出するものである。

【０１６２】図１８に、「オンライン測定」ＯＰＭのメ
インル−チンを示す。これに進むとパソコン９０は、オ
ンライン測定の初期画面を表示する（ＳＭＤ）。

【０１６３】オンライン測定には、キャリッジ１６（対
物ヘッド）をｘ方向に連続して往，復駆動しつつ分光分
析を行なう「Ａ．スキャンモ−ド」，キャリッジ１６の
ｘ方向駆動と停止を繰返してｘ方向複数点のみの分光分
析を繰返す「Ｂ．位置サンプリングモ−ド」およびキャ
リッジ１６を停止（位置固定）してｘ方向一点の分光分
析を繰返す「Ｃ．位置固定モ−ド」の３モ−ドがある。
これら３モ−ドの１つを、オンライン測定の初期画面上
で、オペレ−タが選択する。加えて、「Ａ．スキャンモ
−ド」を選択したときには、ｘ方向の走査始点と終点お
よび走査速度を入力する。「Ｂ．位置サンプリングモ−
ド」を選択したときには、測定点（ｘ方向第１〜３ポイ
ントの位置）および測定点にキャリッジ（対物ヘッド）
を駆動する速度を入力する。「Ｃ．位置固定モ−ド」を
選択したときには、測定点（１点のｘ方向位置）を入力
する。

【０１６４】また、焼鈍板ＯＰの各波数の光反射強度の
測定演算に、「ｄ１．Ｐ／Ｓ比モ−ド」と「ｄ２．Ｐ／
Ａｕ（Ｐ）比モ−ド」がある。これら２つの演算モ−ド
の１つを、オンライン測定の初期画面上で、オペレ−タ
が選択する。

【０１６５】オンライン測定の場合、焼鈍板ＯＰがｙ方
向に連続して移動するので、対物ヘッドに対する焼鈍板
ＯＰのｚ位置（高さ）が変動又は振動する。オンライン
測定には、変位計３２〜３４が検知する焼鈍板ＯＰの変
位量が、上限値ＤＵ以下下限値ＤＬ以上の範囲内のとき
の光レベル読込みデ−タを有効とし、該範囲外のときの
光レベル読込みデ−タは破棄して酸化物量演算には用い
ないデ−タ選別「有効モ−ド」と、変位計３２〜３４の
検出デ−タの何如にかかわらず、光レベル読込みデ−タ
のすべてを有効と見なして全デ−タを酸化物量演算に用
いるデ−タ選別「無効モ−ド」がある。これら２モ−ド
の１つを、オンライン測定の初期画面上で、オペレ−タ
が選択する。

【０１６６】オペレ−タが上述の各種モ−ドの選択およ
び入力を行なって「実行」を入力すると、パソコン９０
は、選択されたモ−ドの分光分析「スキャンモ−ド」Ｓ
ＭＭ，「位置サンプリングモ−ド」ＰＳＣ又は「位置固
定モ−ド」ＰＦＭを実行する。

【０１６７】図１９に、「スキャンモ−ド」ＳＭＭの内
容を示す。これにおいてパソコン９０は、スキャンモ−
ドのオンライン測定の状態設定をシ−ケンサ６０に指示
する（２１〜２４）。この内容は、すでに説明した「標
準板測定」ＲＰＭのステップ１〜６（図１７）の内容と
大略同様である。

【０１６８】パソコン９０は次に、演算式の定数を設定
する（２５）。ここではまず、一時記憶用ＲＡＭにすで
に言及したパラメ−タテ−ブルおよび標準デ−タテ−ブ
ルが設定（書込み）されている（各テ−ブルのデ−タが
ある）かをチェックして、無いと、ハ−ドディスクから
読出して一時記憶用ＲＡＭに設定する。

【０１６９】そして、まずベ−スライン演算用の定数行
列（行列Ｋの逆行列）を算出して、演算パラメ−タテ−
ブル（一時記憶用ＲＡＭ）に書込む。先に示した〔数
１〕の行列式形式の(1)式と、受光器Ｃ１の受光レベル
を補正して得たｉ＝１（波数１９００／ｃｍ）の光反射
強度Ｅ１，受光器Ｃ２の受光レベルを補正して得たｉ＝
２（波数１３５０／ｃｍ）の光反射強度Ｅ２および受光
器Ｃ８の受光レベルを補正して得たｉ＝８（波数８００
／ｃｍ）の光反射強度Ｅ３とに基づいて、図２７に示す
ベ−スラインを特定する（関数のパラメ−タａ０〜ａ３
を算出する）が、先に示した〔数２〕の行列式形式の
(2)式に示すように、パラメ−タ行列Ｌ（ａ０〜ａ３）
は、測定値Ｅ１，Ｅ２およびＥ８の行列Ｍと、定数Ｘ１
（１９００／ｃｍ），Ｘ２（１３５０／ｃｍ）およびＸ
８（８００／ｃｍ）の行列Ｋの逆行列（Ｋの−１乗）と
の積として求める。ここでＸ１，Ｘ２およびＸ８は、パ
ラメ−タテ−ブルにあるデ−タ（受光器Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
８のバンドパスフィルタの中心波数）である。行列Ｋの
逆行列（Ｋの−１乗と表記）を事前に算出しメモリして
置くと、ベ−スライン演算タイミングでの該逆行列の演
算が実質上省略となり演算速度が速くなる。このためこ
こでは、行列Ｋの逆行列を算出して演算パラメ−タテ−
ブルに書込む。

【０１７０】次に、パラメ−タＰ１〜Ｐ４演算用の定数
行列（行列Ｕの逆行列）を算出して、演算パラメ−タテ
−ブル（一時記憶用ＲＡＭ）に書込む。先に示した〔数
４〕の行列式形式の(4)式と、受光器Ｃ２，Ｃ３，Ｃ
４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７およびＣ８の受光レベルを補正し
て得た各光反射強度より算出した各吸光度Ｇｉ（ｉ＝２
〜８）および既知デ−タｑ１（Ｘｉ）〜ｑ４（Ｘｉ）＝
ｑ１ｉ〜ｑ４ｉ（パラメ−タテ−ブルにある）とに基づ
いて、酸化物各成分量対応のパラメ−タＰ１〜Ｐ４を算
出するが、先に示した〔数４〕の行列式形式の(4)式に
示すように、パラメ−タ行列Ｖ（Ｐ１〜Ｐ４）は、算出
した吸光度Ｇｉと既知デ−タｑ１（Ｘｉ）〜ｑ４（Ｘ
ｉ）との積の累算値、の行列Ｗと、既知数ｑ１（Ｘｉ）
〜ｑ４（Ｘｉ）の行列Ｕの逆行列（Ｕの−１乗と表記）
との積として求める。ここで既知数ｑ１（Ｘｉ）〜ｑ４
（Ｘｉ）は、パラメ−タテ−ブルにあるデ−タである。
行列Ｕの逆行列を事前に算出しメモリして置くと、パラ
メ−タＰ１〜Ｐ４演算タイミングでの該逆行列の演算が
実質上省略となり演算速度が速くなる。このためここで
は、行列Ｕの逆行列を算出して演算パラメ−タテ−ブル
に書込む。

【０１７１】次にパソコン９０は、シ−ケンサ６０がレ
ディを報知して来るのを待ち（２６）、レディが到来す
ると、シ−ケンサ６０に走査開始を指示し（２７）、光
レベル読込み所要回数ｎ＝Ｔｄ／Ｔｃを算出し（２
８）、Ｐ偏光設定をシ−ケンサ６０に指示する。シ−ケ
ンサ６０はこれに応答してＰ偏光を設定する（２９）。
パソコン９０は、Ｔｃ時限のタイマをスタ−トして（３
０）、受光レベル読取指示をシ−ケンサ６０に与え、シ
−ケンサ６０に受光レベル読取切換同期信号を与えて、
受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベル信号をＡ／Ｄ変換して読
込み、内部メモリに書込む（３１）。

【０１７２】受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルを読込むと
パソコン９０は、デ−タ選別「有効モ−ド」が選択され
ているかをチェックして（３２）、選択されていると、
シ−ケンサ６０から変位計デ−タを得て（３３）、全変
位計３２〜３４の計測値（各変位計に対する焼鈍板ＯＰ
のｚ方向距離）が、上限値ＤＵ以下下限値ＤＬ以上の範
囲内にあるかをチェックして、この範囲を外れていると
きには、今回読込んだデ−タ（受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光
レベルデ−タ）を破棄して（３５）、再度受光器Ｃ１〜
Ｃ８の受光レベルの読込みを行なう（３０，３１）。範
囲内であったときには、今回読込みデ−タをそのままセ
−ブして、また受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルの読込み
を行なう３６〜３８，３０〜３４）。

【０１７３】次に図２０を参照する。このようにして、
ｎ＝Ｔｄ／Ｔｃ回の読込みデ−タを得ると、パソコン９
０は、演算モ−ドに「Ｐ／Ｓ比モ−ド」が選択されてい
るかをチェックして（３９）、「Ｐ／Ｓ比モ−ド」が選
択されていると、偏光板１０をＳ偏光に設定して、上述
のＰ偏光のときと同様に、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベ
ルを読込み、ｎ＝Ｔｄ／Ｔｃ回の読込みデ−タを得る
（４０〜５０）。なお、演算モ−ドに「Ｐ／Ｓ比モ−
ド」が選択されていないときには、このＳ偏光のデ−タ
読込み（４０〜５０）は行なわない。

【０１７４】次に図２１を参照する。次にパソコン９０
は、読込んだデ−タ（各組ｎ個）の平均値を算出する
（５１）。ここで、Ｐ偏光の読込みデ−タの平均値をＥ
（Ｐ）ｉと、Ｓ偏光の読込みデ−タの平均値をＥ（Ｓ）
ｉと表現する。ｉは受光器Ｃ１〜Ｃ８の番号（１〜８）
に対応する。

【０１７５】次に、受光器Ｃ２〜Ｃ８の各受光レベルを
吸光度Ｇｉ（ｉ＝２〜８）に変換する（５２）。この内
容は、「Ｐ／Ｓ比モ−ド」と「Ｐ／Ａｕ（Ｐ）モ−ド」
のいずれが選択されているかにより、異なる。

【０１７６】「Ｐ／Ｓ比モ−ド」が選択されている場合
には、 Ｅｉ＝Ｄｉ×（Ｅ（Ｐ）ｉ／Ｅ（Ｓ）ｉ） ・・・(5) ｉ＝１〜８， Ｄｉ＝Ｅ（Ｐｉ）／Ｅ（Ｓｉ）すなわち標準デ−タテ−
ブルにある金ミラ−のＥ（Ｐｉ）／Ｅ（Ｓｉ） を、受光器Ｃ１〜Ｃ８それぞれで検出した光反射強度と
して算出する。これらの処理の必要性を以下に述べる。

【０１７７】高感度反射測定はサンプル（分析対象材）
のＰ偏光受光レベル値（Ｅ(Ｐ)i）を標準ミラ−である
金ミラ−のＰ偏光受光レベル値（Ａｕ(Ｐ)i）で割り算
する次式により得られる。

【０１７８】高感度反射吸収スペクトル（ｉ）＝Ｅ(Ｐ)
i／Ａｕ(Ｐ)i オンライン測定では金ミラ−の測定が出来ないために何
らかの工夫が必要である。この値の測定にはラインを止
めてオフラインで測定する必要があるが、この値は雰囲
気（湿度，ＣＯガス濃度，ＣＯ₂ガス濃度等）に大きく
影響されるので、刻々と更新する必要があるというのが
分光学上の常識である。オンラインで容易に測定出来る
量としてＰ偏光受光レベル値（Ｅ(Ｐ)i）の他にＳ偏光
受光レベル値（Ｅ(Ｓ)i）があり、この量を金ミラ−の
Ｐ偏光受光レベル値（Ａｕ(Ｐ)i）と金ミラ−のＳ偏光
受光レベル値（Ａｕ(Ｓ)i）を測定しておく。オンライ
ンで測定した値を用いてＥ(Ｐ)i／Ｅ(Ｓ)iを計算し、こ
れにＡｕ(Ｓ)i／Ａｕ(Ｐ)iをかける。すなわち、 〔Ｅ(Ｐ)i／Ｅ(Ｓ)i〕×〔Ａｕ(Ｓ)i／Ａｕ(Ｐ)i〕＝
〔Ｅ(Ｐ)i／Ａｕ(Ｐ)i〕×〔Ａｕ(Ｓ)i／Ｅ(Ｓ)i〕 と変形される。ここで第一のカッコの中身〔Ｅ(Ｐ)i／
Ａｕ(Ｐ)i〕は、高感度反射法スペクトルそのものであ
る。第二のカッコの中身〔Ａｕ(Ｓ)i／Ｅ(Ｓ)i〕は、金
とサンプルのＳ偏光での受光レベルで、測定の波長が１
０μｍ近辺であることを考えると両方とも反射率が高い
と考えられるので、ほぼ同じ値をとる。従って第二のカ
ッコ内はぼほ１に近くなり、 〔Ｅ(Ｐ)i／Ｅ(Ｓ)i〕×〔Ａｕ(Ｓ)i／Ａｕ(Ｐ)i〕≒
〔Ｅ(Ｐ)i／Ａｕ(Ｐ)i〕 と考えられ、Ｐ偏光での受光レベル値をＳ偏光での受光
レベル値で割り算し、この値に金ミラ−のＳ偏光の受光
レベル値をＰ偏光で割ったものをかければ、高感度反射
スペクトルが得られる。この方法によれば、Ａｕ(Ｓ)i
／Ａｕ(Ｐ)iの値は割り算された値なので、雰囲気の効
果がキャンセルされた形になっているので、刻々と更新
する必要がない。従ってオンライン計測が可能となる。

【０１７９】「Ｐ／Ａｕ（Ｐ）モ−ド」が選択されてい
る場合には、 Ｅｉ＝Ｅ（Ｐ）ｉ／Ｅ（Ｐｉ） ・・・(6) ｉ＝１〜８， Ｅ（Ｐｉ）：標準デ−タテ−ブルにあるＥ（Ｐｉ）すな
わち金ミラ−のＰ偏光の受光レベル を、受光器Ｃ１〜Ｃ８それぞれで検出した光反射強度と
して算出する。すなわち補正する。

【０１８０】以下の処理は、「Ｐ／Ｓ比モ−ド」と「Ｐ
／Ａｕ（Ｐ）モ−ド」に共通であり、まず、先に示した
〔数２〕の行列式形式の(2)式と、上述のＥｉの中のｉ
＝１，２および８のものに基づいて、パラメ−タ行列Ｌ
（ａ０〜ａ３）を算出する。このときＫの逆行列の値
は、図１９のステップ２５で演算パラメ−タテ−ブルに
書込んだものを用いる。次に、各波数（ｉ＝１〜８）の
光反射強度Ｅｉを、求めたベ−スラインの光反射強度で
割算した値Ｆ１ｉ（規格化反射率）を求める。規格化反
射率Ｆ１ｉは、例えば図２８に示すものとなる。

【０１８１】次に、規格化反射率Ｆ１ｉを、次の(7)式
に従って吸光度Ｇｉに変換する。吸光度Ｇｉの算出値の
例を図２９に示す。

【０１８２】 Ｇｉ＝−Ｌｏｇ（Ｆ１ｉ） ・・・(7) 以上がステップ５２の内容である。次にパソコン９０
は、先に示した〔数４〕の行列式形式の(4)式と、上述
の吸光度Ｇｉの中のｉ＝２〜８のものに基づいて、パラ
メ−タ行列Ｖ（Ｐ１〜Ｐ４）を算出する（５３）。この
ときＵの逆行列の値は、図１９のステップ２５で演算パ
ラメ−タテ−ブルに書込んだものを用いる。

【０１８３】次にパソコン９０は、ＦｅＯ（金属酸化
物）総量を表わす値ＦｅＯ＝Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４を算出
し、そしてＯ（酸素）総量を表わすＯ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ
３＋Ｐ４を算出する（５４，５５）。

【０１８４】次にパソコン９０は、対物ヘッドのｘ位置
（ｘ，ｙ方向の測定位置），各種検出値，異常判定デ−
タを含む状態デ−タの転送をシ−ケンサ６０に要求し、
転送された状態デ−タを読込む。そして状態チェックな
らびに出力デ−タの編集を行なう（５６，５７）。出力
デ−タには、測定モ−ド，測定位置（ｘ，ｙ位置）に対
応付けた測定デ−タおよび算出デ−タならびに状態（異
常判定も含む）デ−タが含まれる。パソコン９０は、こ
の出力デ−タを一時記憶用ＲＡＭの測定デ−タエリアに
書込むと共に、ＣＲＴ９３に表示しかつプリンタ９４で
プリントアウトする（５８）。なお、一時記憶用ＲＡＭ
のパラメ−タテ−ブルにデ−タ保存「有効」を示すデ−
タがあるときには、焼鈍板ＯＰの所定の区切り毎に、一
時記憶用ＲＡＭの測定デ−タエリアの測定デ−タをハ−
ドディスクの測定デ−タエリアに書込む。

【０１８５】「状態チェック」（５７）の結果、測定継
続可であると、また受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルの読
込みに進む（ステップ２８以下）。測定継続不可である
と、そこで安全を確保するための処置（６０）ならびに
出力を行なって、オンライン測定の初期画面表示（図１
８のＳＭＤ）に戻り、異常出力（表示）を継続する。
「位置サンプリングモ−ド」ＰＳＭでのパソコン９０の
デ−タ処理は、前述のスキャンモ−ドのときのものと同
様であるが、計測制御が少しスキャンモ−ドと異なる。
すなわち、位置サンプリングモ−ドではシ−ケンサ６０
が、第１ポイント−第２ポイント−第３ポイント−第２
ポイント−第１ポイント−第２ポイント−・・・と対物
ヘッド（キャリッジ１６）のｘ位置を順次に変更し、各
ポイントへの対物ヘッドの位置決めを完了すると計測レ
ディをパソコン９０に報知し、これに応答してパソコン
９０が上述の光レベルの読込みと演算および出力を行な
い、それを完了するとポイントシフト（次のポイントへ
の対物ヘッドの駆動）をシ−ケンサ６０に指示し、シ−
ケンサ６０はこのポイントシフト指示に応答してポイン
トの切換えを行なう。他の処理は上述のスキャンモ−ド
と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。

【０１８６】「位置固定モ−ド」ＰＦＭでのパソコン９
０のデ−タ処理も、前述のスキャンモ−ドのときのもの
と同様であるが、計測制御が少しスキャンモ−ドと異な
る。すなわち、計測開始までにパソコン９０は対物ヘッ
ドの指定ｘ位置をシ−ケンサ６０に与えてシ−ケンサ６
０がその位置に対物ヘッドを位置決めする。その後は、
上述の光レベルの読込みと演算および出力を繰返す。他
の処理は上述のスキャンモ−ドと同様であるので、ここ
での詳細な説明は省略する。

【０１８７】以上がオンライン測定の内容である。再度
図１６を参照する。「参照資料測定」ＳＰＭは、測定ホ
−ムポジションに対物ヘッドを位置決めして、上述のス
キャンモ−ドの光レベルの読込みと演算および出力の処
理を１回行なうものである。この「参照資料測定」に
は、試料台３１上には、酸化物成分デ−タが既知の参照
試料が設置されて開口２直下にあることを想定した酸化
物試料測定モ−ドと、試料台３１上に標準ミラ−（金ミ
ラ−）を設置しかつ受光側フィルタ２２にその外部か
ら、赤外材料の透過フィルタ（Ｓｉフィルタ又はＺｎＳ
ｅフィルタ）を装着した校正測定モ−ドとがある。酸化
物試料測定モ−ドを実行したときには、参照試料を計測
すると、計測デ−タを該参照試料の既知デ−タと対比す
ることにより、分光分析装置の現時点の特性と信頼性を
推定することができる。

【０１８８】校正測定モ−ドでは、赤外材料の透過フィ
ルタを装着したときと、それを外したときの標準ミラ−
の各分光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルを計測して、赤外材
料の透過フィルタがあったときの受光レベルを標準ミラ
−のみの受光レベルで割り算して、各波数（各分光器Ｃ
１〜Ｃ８）の、割り算で得た値を各基準値と対比して、
各分光器Ｃ１〜Ｃ８およびそれに接続された検知回路７
０〜７７の光／電気信号変換特性をチェックし、各分光
器Ｃ１〜Ｃ８の光／電気信号変換特性を調整し検知回路
７０〜７７の増幅特性を調整する。

【０１８９】「状態確認」ＯＲＣは、分光分析装置の光
学系および電気回路系の状態をオペレ−タが確認するた
めのものである。「状態確認」ＯＲＣに進むとパソコン
９０は確認項目リストをＣＲＴ９３に表示し、オペレ−
タが確認項目を選択する。パソコン９０は項目が選択さ
れると、それに対応した処理を行なう。以下に数種の処
理を説明する。

【０１９０】受光器Ｃ１〜Ｃ８の信号処理系のノイズレ
ベルの確認：オペレ−タが指定したチャンネル（Ｃ１〜
Ｃ８）の受光レベル信号の電圧を、横軸を時間として時
系列でＣＲＴ上にグラフ表示する。Ｓ偏光／Ｐ偏光をオ
ペレ−タが指定する。

【０１９１】迷光レベルの確認：オペレ−タが迷光レベ
ルの確認を起動すると、パソンコン９０はシ−ケンサ６
０を介してシャッタ１４を閉じ、ＣＲＴ上に受光器Ｃ１
〜Ｃ８の受光レベル信号のレベルを、電圧値で表示す
る。Ｓ偏光／Ｐ偏光をオペレ−タが指定する。

【０１９２】ロックインアンプ８３のオフセット確認：
オペレ−タがこれを起動すると、パソコン９０がシ−ケ
ンサ６０に、マルチプレクサ８１の入力０を指示し、マ
ルチプレクサ８１が、入力０の電圧をバンドパスフィル
タ８２に与え、このときの電圧レベルをパソコン９０が
読込み、ＣＲＴに横軸を時間として時系列で表示する。
入力０は機器ア−スレベル（フィルタ８２の入力ショ−
ト）であり、読込み値はフィルタ８２のオフセット電圧
を示す。図１６に示す「デ−タ転送」ＤＴＣは、ハ−ド
ディスク又は一時記憶用ＲＡＭの測定デ−タを、焼鈍板
の長さ区分単位（コイル単位又は所定長単位）でＭＯデ
ライバに転送してＭＯにコピ−する処理であり、測定デ
−タの在所（ハ−ドディスク／ＲＡＭ）ならびに属する
グル−プ（焼鈍板の長さ区分）はオペレ−タが指定す
る。

【０１９３】図１６に示す「デ−タ解析」ＤＴＰは、オ
ペレ−タが指定した、パソコン９０のハ−ドディスク又
は一時記憶用ＲＡＭもしくはＭＯのデ−タを、ＣＲＴ上
にグラフ表示し、オペレ−タ指示があればプリントアウ
トする。グラフ表示処理が指示されると、Ｅｘｅｃｌ又
はＬｏｔｕｓでグラフ表示できるように、ＴＥＸＴファ
イルに変換する。

【０１９４】−第２実施例− 上述の第１実施例では、光学定盤１の開口２にキャリッ
ジ１６を装着して対物ヘッドのみをｘ方向に走査駆動す
る構成であるので、ｘ走査駆動を高速に行ない得る。ま
た対物ヘッドを高精度に位置決めしうる。しかし、ｘ方
向の走査幅を広く設計する場合、光学定盤１のｘ方向幅
が大きくなるばかりでなく、光源５から受光器Ｃ１〜Ｃ
８までの光路長が長くなり、焼鈍板ＯＰのｚ方向変位お
よび振動や、水平からの角度変化又は傾き振動による、
受光器Ｃ１〜Ｃ８の基準光軸に対する反射光のずれが大
きくなる。この点を改善するため、第２実施例では、光
学定盤１をキャリッジとしてそれをｘ方向に走査駆動し
うる構造とした。

【０１９５】図３０および図３１に、第２実施例の銅板
ケ−シング４のｘｚ断面およびｘｙ断面を示す。第２実
施例では、投光側方向変換ミラ−１９，投光側対物ミラ
−２０，受光側対物ミラ−２２および受光側方向変換ミ
ラ−２４も光学定盤１に固定されている。光学定盤１は
ｘ方向に延びる支持レ−ル３上に、ｘ方向に移動自在に
載っており、ねじ棒１７（図３１）の正，逆転によりｘ
方向で往，復駆動される。迷光レベル検出のために光路
を遮断するシャッタ１４は、光学定盤１の、ミラ−１９
直下の透光開口２を開閉する。このシャッタ１４は、第
１実施例と同様に、エァ−シリンダ１５で駆動される。
その他の機械的な構造は第１実施例と同様である。第２
実施例の電気システム構成は、図１４に示す第１実施例
のものと同様であり、パソコン９０の分光分析プログラ
ムも上述の第１実施例のものと同様であるので、ここで
の詳細な説明は省略する。

【０１９６】この第２実施例では、形状が大きく高重量
の定盤１をｘ方向に走査駆動するので走査速度は低く、
位置決め精度も低いが、光源５から受光器Ｃ１〜Ｃ８ま
での光路長が、第１実施例の場合よりもかなり短いの
で、焼鈍板ＯＰのｚ方向変位および振動や、水平からの
角度変化又は傾き振動による、受光器Ｃ１〜Ｃ８の基準
光軸に対する反射光のずれが小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例の分光測定機ＯＭＤを装
備した電磁鋼板の脱炭焼鈍ラインの概要を示すブロック
図である。

【図２】 図１に示す分光測定機ＯＭＤの銅板ケ−シン
グ４のｘｚ断面を示す拡大断面図である。

【図３】 図１に示す分光測定機ＯＭＤの銅板ケ−シン
グ４のｘｙ断面を示す拡大断面図である。

【図４】 図２に示す光源５の拡大斜視図である。

【図５】 図２に示す偏光板１０の偏光方向を示す拡大
斜視図であり、（ａ）はＰ偏光を、（ｂ）はＳ偏光を示
す。

【図６】 図３に示す光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２
と受光器Ｃ１〜Ｃ８のｘｙ平面上の配列を示す拡大平面
図である。

【図７】 図６に示す２色フィルタ４３の光透過方向お
よび反射方向を示す平面図であり、（ａ）は２色フィル
タ４３のみで光反射を行なうと仮定したものを、（ｂ）
は光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２での、金ミラ−を用
いる反射態様を示す。

【図８】 （ａ）は図３に示す光分配器Ａ４の拡大平面
図、（ｂ）光分配器Ａ４の２色フィルタ４３の入射角度
および金ミラ−４６の配設角度を示す。

【図９】 図３に示す光分配器Ａ４の拡大分解斜視図で
ある。

【図１０】 （ａ）は２色フィルタ４３の入射角を、図
７の（ｂ）に示すように２２．５としたときの、Ｐ偏光
とＳ偏光の透過率を示すグラフ、（ｂ）は、図７の
（ａ）に示すように入射角を４５°にしたときの、Ｐ偏
光とＳ偏光の透過率を示すグラフである。

【図１１】 光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２と受光器
Ｃ１〜Ｃ８のｘｙ平面上の配列の一変形例を示す拡大平
面図である。

【図１２】 （ａ）は図３に示す光分配器Ａ４および受
光器Ｃ２の拡大平面図であり、（ｂ）は受光器Ｃ２の光
電変換素子５１を集光レンズ４９の焦点に置いたと仮定
した場合の、光分配器Ａ４および受光器Ｃ２の拡大平面
図、（ｃ）は、（ａ）の配置での焼鈍板ＯＰの傾斜に対
する受光器Ｃ２の受光レベルの変化（実線）と、（ｂ）
の配置態様での焼鈍板ＯＰの傾斜に対する受光器Ｃ２の
受光レベルの変化（２点鎖線）を示すグラフである。

【図１３】 図２に示す銅板ケ−シング４の外観を示す
縮小斜斜図である。

【図１４】 図１に示す分光測定機ＯＭＤ内の電気要素
ならびにそれらに接続された機外の電気要素を示すブロ
ック図である。

【図１５】 図１４に示す光強度計測回路８０の構成を
示すブロック図である。

【図１６】 図１４に示すパソコン９０の、分光分析プ
ログラムに基づいた分光測定の流れ概要を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１７】 図１６に示す「標準板測定」ＲＰＭの内容
を示すフロ−チャ−トである。

【図１８】 図１６に示す「オンライン測定」ＯＰＭの
内容を示すフロ−チャ−トである。

【図１９】 図１８に示す「スキャンモ−ド」ＳＭＭの
内容の一部を示すフロ−チャ−トである。

【図２０】 図１８に示す「スキャンモ−ド」ＳＭＭの
内容の一部を示すフロ−チャ−トである。

【図２１】 図１８に示す「スキャンモ−ド」ＳＭＭの
内容の残部を示すフロ−チャ−トである。

【図２２】 内層がＳｉＯ₂で外層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂Ｓ
ｉＯ₄の、赤外線吸収スペクトルを示すグラフである。

【図２３】 内層がＳｉＯ₂で外層が（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｓ
ｉＯ₃−Ｉの、赤外線吸収スペクトルを示すグラフであ
る。

【図２４】 内層がＳｉＯ₂で外層が（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｓ
ｉＯ₃−IIの、赤外線吸収スペクトルを示すグラフであ
る。

【図２５】 内層がＳｉＯ₂で外層もＳｉＯ₂の、赤外線
吸収スペクトルを示すグラフである。

【図２６】 金のＰ偏光赤外線の吸収スペクトルを示す
グラフである。

【図２７】 内層がＳｉＯ₂で、外層に、（Ｆｅ，Ｍ
ｎ）₂ＳｉＯ₄，（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−Ｉ，（Ｆｅ，
Ｍｎ）ＳｉＯ₃−IIおよびＳｉＯ₂を含む酸化層の赤外線
反射率（金の反射強度に対する該酸化層の反射強度の比
率）を示すグラフである。

【図２８】 図２７に示すベ−スラインの各波数の反射
率に対する各波数の実際の反射率の比Ｆ１ｉを示すグラ
フである。

【図２９】 図２８に示す反射率の比Ｆ１ｉに基づいて
算出された各波数の吸光度Ｇｉを示すグラフである。

【図３０】 第２実施例の分光測定機ＯＭＤの銅板ケ−
シング４のｘｚ断面を示す拡大断面図である。

【図３１】 図３０に示す第２実施例の分光測定機ＯＭ
Ｄの銅板ケ−シング４のｘｙ断面を示す拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１：光学定盤 ２：開口 ３：レ−ル ４：銅板ケ−シン
グ ５：光源 ６：光源ミラ− ７：集光レンズ ８：チョッパプレ
−ト ９：電気モ−タ １０：偏光板 １１：ステッピングモ−タ １２：コリメ−ト
レンズ １３：区画板 １４：シャッタ １５：エァ−シリンダ １６：キャリッジ １７：ねじ棒 １８：減速機付電
気モ−タ １９：投光側方向変換ミラ− ２０：受光側対物
ミラ− ２１：窓板 ２２：窓板 ２３：受光側対物ミラ− ２４：受光側方向
変換ミラ− ２５：スカ−ト（弾力性ゴム） ２６，２７：シャ
ッタレ−ル ２８，２９：シャッタ ３０：ア−ム ３１：試料皿 ３２〜３４：変位
計 ３５，３６：サポ−トロ−ル ３７，３８：保護
ロ−ル Ａ１〜Ａ７，Ｂ１，Ｂ２：光分配器 Ｃ１〜Ｃ８：受光
器 Ｃｔ，Ｃｒ：ケ−シング ＢＰ：底板 ＯＰ：焼鈍板 ＲＤ：試料 ４０：ケ−シング ４１：窓 ４２：水冷管 ４３：２色フィル
タ ４４：ホルダ ４５：基台 ４６：金ミラ− ４７：ホルダ ４８：バンドパスフィルタ ４９：集光レンズ ５０：光電変換器 ５１：光電変換素
子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向 井 聖 夫 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 浜 谷 剛 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 財 前 洋 一 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 関 口 修 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内

Claims (39)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁鋼脱炭焼鈍板に赤外光を投射する投光
   手段；電磁鋼脱炭焼鈍板表面で反射された赤外光を強度
   分割して複数の光路に分配する複数の赤外光分割手段を
   含む光分配手段；赤外光分割手段によって分割された赤
   外光を分光する赤外フィルタと該フィルタを透過した光
   の強度を電気信号に変換する光電変換手段を含む、それ
   ぞれが前記複数の光路のそれぞれに配置された、複数の
   分光検出手段；各分光検出手段の電気信号を光レベルデ
   −タに変換する光強度計測回路；および、 分光検出手段のそれぞれが検知した光レベルに基づいて
   電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物を構成する成分を定量的に求
   めるデ−タ処理手段；を備える、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸
   化物の分光分析装置。
2. 【請求項２】投光手段は、赤外光を放射する光源および
   該光源が発生した赤外光を直線偏光にする直線偏光手段
   を含む；請求項１記載の、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物の
   分光分析装置。
3. 【請求項３】投光手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板の表面に対
   して８０°以上の入射角で赤外光を電磁鋼脱炭焼鈍板に
   投射する投光側対物ミラ−を含み；光分配手段は、投光
   側対物ミラ−が電磁鋼脱炭焼鈍板に投射しそれが反射し
   た反射角８０°以上の赤外光を反射する受光側対物ミラ
   −を含む；請求項１又は請求項２記載の、電磁鋼脱炭焼
   鈍板の酸化物の分光分析装置。
4. 【請求項４】投光手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板の表面に対
   して平行な赤外光を、該表面と直交する方向に反射する
   投光側方向変換ミラ−、および、該ミラ−が反射した赤
   外光を電磁鋼脱炭焼鈍板に投射する投光側対物ミラ−を
   含み；光分配手段は、投光側対物ミラ−が電磁鋼脱炭焼
   鈍板に投射しそれが反射した赤外光を電磁鋼脱炭焼鈍板
   の表面と直交する方向に反射する受光側対物ミラ−、お
   よび、このミラ−が反射した赤外光を電磁鋼脱炭焼鈍板
   の表面に対して平行な方向に反射する受光側方向変換ミ
   ラ−を含む；請求項１又は請求項２記載の、電磁鋼脱炭
   焼鈍板の酸化物の分光分析装置。
5. 【請求項５】複数の分光検出手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板
   の酸化物によって実質上吸収のない３つ以上の波数の赤
   外光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの分光
   検出手段、および、電磁鋼脱炭焼鈍板の、少くとも分析
   対象の酸化物の種類数に対応する数の、各酸化物によっ
   て実質上吸収のある波数の赤外光のそれぞれを検知する
   第２グル−プの分光検出手段を含み；デ−タ処理手段
   は、第１グル−プの分光検出手段が検知した光レベルに
   基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板の、分析対象の酸化物が存在
   しないとした分光スペクトルすなわちベ−スラインを算
   出し、このベ−スラインと第２グル−プの分光検出手段
   が検知した光レベルに基づいて第２グル−プの分光検出
   手段が検知する波数に対する電磁鋼脱炭焼鈍板の吸光度
   を算出し、算出した吸光度に基づいて分析対象の酸化物
   の種類それぞれの量を算出する；請求項１，請求項２，
   請求項３又は請求項４記載の、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化
   物の分光分析装置。
6. 【請求項６】複数の分光検出手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板
   の酸化物によって実質上吸収のない３つ以上の波数の赤
   外光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの分光
   検出手段、および、電磁鋼脱炭焼鈍板の、少くとも分析
   対象の酸化物の種類数に対応する数以上の、各酸化物に
   よって実質上吸収のある波数の赤外光のそれぞれを検知
   する第２グル−プの分光検出手段を含み；第１グル−プ
   の分光検出手段の赤外フィルタの半値全幅は150(1/cm)
   以下、第２グル−プの分光検出手段の赤外フィルタの半
   値全幅は100(1/cm)以下である；請求項１，請求項２，
   請求項３，請求項４又は請求項５記載の、電磁鋼脱炭焼
   鈍板の酸化物の分光分析装置。
7. 【請求項７】複数の分光検出手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板
   の酸化物によって実質上吸収のない３つ以上の波数の赤
   外光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの分光
   検出手段、および、電磁鋼脱炭焼鈍板の、少くとも分析
   対象の酸化物の種類数に対応する数以上の、各酸化物に
   よって実質上吸収のある波数の赤外光のそれぞれを検知
   する第２グル−プの分光検出手段、を含み；第２グル−
   プの分光検出手段の赤外フィルタの中心付近の波数は、
   分析対象の酸化物が赤外線を吸収する波数領域内の、赤
   外反射吸収スペクトルの隣り合う山と谷の波数の中間付
   近の波数である；請求項１，請求項２，請求項３，請求
   項４，請求項５又は請求項６記載の、電磁鋼脱炭焼鈍板
   の酸化物の分光分析装置。
8. 【請求項８】複数の分光検出手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板
   の酸化物によって実質上吸収のない３つ以上の波数の赤
   外光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの分光
   検出手段と、 内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂Ｓ
   ｉＯ₄の酸化物によって実質上吸収のある波数の赤外光
   を検知する分光検出手段，内部酸化層がＳｉＯ₂で外部
   酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃の酸化物によって実質
   上吸収のある波数の赤外光を検知する分光検出手段、お
   よび、 内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層もＳｉＯ₂の酸化物に
   よって実質上吸収のある波数の赤外光を検知する分光検
   出手段、を含む第２グル−プの分光検出手段と、を含
   み；デ−タ処理手段は、第１グル−プの分光検出手段が
   検知した光レベルに基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板の、分析
   対象の酸化物が存在しないとした分光スペクトルすなわ
   ちベ−スラインを算出し、このベ−スラインと第２グル
   −プの分光検出手段が検知した光レベルに基づいて第２
   グル−プの分光検出手段が検知する波数に対する電磁鋼
   脱炭焼鈍板の吸光度Ｇｉを算出し、算出した吸光度Ｇｉ
   と、 メモリに格納している、内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸
   化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂SiO₄の酸化物の吸光度デ−タｑ
   ４ｉ’，内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，
   Ｍｎ）ＳｉＯ₃の酸化物の吸光度デ−タｑ２ｉ’、およ
   び、 内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層もＳｉＯ₂の酸化物の
   吸光度デ−タｑ１ｉ’、とに基づいて、 Ｇｉ＝Ｐ１’・ｑ１ｉ’＋Ｐ２’・ｑ２ｉ’＋Ｐ４’・
   ｑ４ｉ’ なる関係を満すパラメ−タＰ１’，Ｐ２’およびＰ４’
   の値を算出し、算出したＰ１’，Ｐ２’およびＰ４’の
   値に基づいて酸化物量又は酸素量を算出する；請求項
   １，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項
   ６又は請求項７記載の、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物の分
   光分析装置。
9. 【請求項９】複数の分光検出手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板
   の酸化物によって実質上吸収のない３つ以上の波数の赤
   外光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの分光
   検出手段と、 内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂Ｓ
   ｉＯ₄の酸化物によって実質上吸収のある波数の赤外光
   を検知する分光検出手段，内部酸化層がＳｉＯ₂で外部
   酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ₃−Ｉの酸化物によって
   実質上吸収のある波数の赤外光を検知する分光検出手
   段，内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍ
   ｎ）ＳｉＯ₃−IIの酸化物によって実質上吸収のある波
   数の赤外光を検知する分光検出手段、および、 内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層もＳｉＯ₂の酸化物に
   よって実質上吸収のある波数の赤外光を検知する分光検
   出手段、を含む第２グル−プの分光検出手段と、を含
   み；デ−タ処理手段は、第１グル−プの分光検出手段が
   検知した光レベルに基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板の、分析
   対象の酸化物が存在しないとした分光スペクトルすなわ
   ちベ−スラインを算出し、このベ−スラインと第２グル
   −プの分光検出手段が検知した光レベルに基づいて第２
   グル−プの分光検出手段が検知する波数に対する電磁鋼
   脱炭焼鈍板の吸光度Ｇｉを算出し、算出した吸光度Ｇｉ
   と、 メモリに格納している、内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸
   化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）₂ＳｉＯ₄の酸化物の吸光度デ−タ
   ｑ４ｉ，内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，
   Ｍｎ）ＳｉＯ₃−Ｉの酸化物の吸光度デ−タｑ２ｉ，内
   部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｓｉ
   Ｏ₃−IIの酸化物の吸光度デ−タｑ３ｉ、および、 内部酸化層がＳｉＯ₂で外部酸化層もＳｉＯ₂の酸化物の
   吸光度デ−タｑ１ｉ、とに基づいて、 Ｇｉ＝Ｐ１・ｑ１ｉ＋Ｐ２・ｑ２ｉ＋Ｐ３・ｑ３ｉ＋Ｐ
   ４・ｑ４ｉ なる関係を満すパラメ−タＰ１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ４
   の値を算出し、算出したＰ１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ４の
   値に基づいて酸化物量又は酸素量を算出する；請求項
   １，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項
   ６又は請求項７記載の、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物の分
   光分析装置。
10. 【請求項１０】少くとも、投光手段，光分配手段および
    分光検出手段を、脱炭焼鈍炉を出た電磁鋼脱炭焼鈍板が
    100°Ｃ以下の温度である位置に配設した、請求項１，
    請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６，
    請求項７，請求項８又は請求項９記載の、電磁鋼脱炭焼
    鈍板の酸化物の分光分析装置。
11. 【請求項１１】分析対象材に光を投射する投光手段；分
    析対象材の反射光を複数の光路に分配する光分配手段；
    分析対象材によって実質上吸収のない３つ以上の波数の
    光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの分光検
    出手段；分析対象材の、少くとも分析対象成分の種類数
    の、各成分によって実質上吸収のある波数の光のそれぞ
    れを検知する第２グル−プの分光検出手段；分析対象材
    があるべき位置に一時的に配置される、前記波数のすべ
    てに対して実質上吸収がない標準ミラ−；分析対象材に
    関して第１グル−プの分光検出手段が検知した光レベル
    を、標準ミラ−に関して検知した光レベルに基づいて補
    正し、補正した光レベルに基づいて分析対象材の、分析
    対象成分が存在しないとした分光スペクトルすなわちベ
    −スラインを算出し、このベ−スラインと第２グル−プ
    の分光検出手段が検知した光レベルを、標準ミラ−に関
    して検知した光レベルに基づいて補正し、補正した光レ
    ベルに基づいて第２グル−プの分光検出手段が検知する
    波数に対する分析対象材の吸光度を算出し、算出した吸
    光度に基づいて分析対象成分の量を算出するデ−タ処理
    手段；および、 前記分光検出手段が正しく動作しているかのチェックの
    ために、前記投光手段から前記光分配手段までの光路に
    前記標準ミラ−と共に介挿される、分光検出手段の波数
    域で透過率の変化の仕方がゆるやかな、透過率が既知で
    ある透過フィルタ；を備える分光分析装置。
12. 【請求項１２】分析対象材に光を投射する投光手段；分
    析対象材に光を投射するための投光開口を有し、投光手
    段を囲むケ−シング； 前記投光開口を閉じる、第１お
    よび第２グル−プの分光検出手段の波数域より低い波数
    域をカットする投光側フィルタ；分析対象材が反射した
    光を通すための受光開口を有し、光分配手段を囲むケ−
    シング；前記受光開口を閉じる、第１および第２グル−
    プの分光検出手段の波数域より低い波数域をカットする
    受光側フィルタ；該受光側フィルタを通った分析対象材
    の反射光を複数の光路に分配する光分配手段；分析対象
    材によって実質上吸収のない３つ以上の波数の光のそれ
    ぞれを検知する３以上の第１グル−プの分光検出手段；
    分析対象材の、少くとも分析対象成分の種類数の、各成
    分によって実質上吸収のある波数の光のそれぞれを検知
    する第２グル−プの分光検出手段；および、 第１グル−プの分光検出手段が検知した光レベルに基づ
    いて分析対象材の、分析対象成分が存在しないとした分
    光スペクトルすなわちベ−スラインを算出し、このベ−
    スラインと第２グル−プの分光検出手段が検知した光レ
    ベルに基づいて第２グル−プの分光検出手段が検知する
    波数に対する分析対象材の吸光度を算出し、算出した吸
    光度に基づいて分析対象成分の量を算出するデ−タ処理
    手段；を備える分光分析装置。
13. 【請求項１３】赤外光を放射する光源および該光源が発
    生した赤外光を直線偏光にする直線偏光手段を含む、分
    析対象材に光を投射する投光手段；入射角が１５°以上
    ３０°以下の、入射光のうち特定波数より小さい波数を
    通して第１出射光とし大きい波数を反射する２色フィル
    タ、および、該２色フィルタが反射した光を反射して第
    ２出射光とするミラ−を有する光分配器、を含む、分析
    対象材の反射光を複数の光路に分配する光分配手段；異
    なる波数の光が選択的に透過するフィルタと該フィルタ
    を透過した光の強度を電気信号に変換する光電変換手段
    を含む、それぞれが前記複数の光路のそれぞれに配置さ
    れた、複数の分光検出手段；各分光検出手段の電気信号
    を光レベルデ−タに変換する光強度計測手段；および、 前記光レベルデ−タに基づいて分析対象材の吸光成分量
    を算出するデ−タ処理手段；を備える偏光を利用する分
    光分析装置。
14. 【請求項１４】分析対象材に平行光を投射する投光手
    段；分析対象材の反射光を複数の光路に分配する光分配
    手段；異なる波数の光が選択的に透過するフィルタと該
    フィルタを透過した光の強度を電気信号に変換する光電
    変換手段を含む、それぞれが前記複数の光路のそれぞれ
    に配置された、複数の分光検出手段；各分光検出手段の
    電気信号を光レベルデ−タに変換する光強度計測手段；
    および、 前記光レベルデ−タに基づいて分析対象材の吸光成分量
    を算出するデ−タ処理手段；を備える正反射法を用いた
    分光分析装置。
15. 【請求項１５】分光検出手段は、前記フィルタと光電変
    換手段との間に介挿された集光レンズを含み；光電変換
    手段は、該集光レンズの焦点位置よりも所定距離以上前
    記フィルタに近い方向又は遠い方向にずれた位置にあ
    る；請求項１３又は請求項１４記載の分光分析装置。
16. 【請求項１６】各分光検出手段のずらし量は、分光検出
    手段のすべてが、分析対象材の変位および姿勢ずれ量に
    対する受光レベル変化量の比が実質上同一となるもので
    ある；請求項１５記載の分光分析装置。
17. 【請求項１７】長手方向ｙに移動する分析対象材に幅方
    向ｘに光を投射する投光手段；分析対象材のｘ方向の反
    射光を複数の光路に分配する光分配手段；異なる波数の
    光が選択的に透過するフィルタと該フィルタを透過した
    光の強度を電気信号に変換する光電変換手段を含む、そ
    れぞれが前記複数の光路のそれぞれに配置された、複数
    の分光検出手段；各分光検出手段の電気信号を光レベル
    デ−タに変換する光強度計測手段；および、 前記光レベルデ−タに基づいて分析対象材の吸光成分量
    を算出するデ−タ処理手段；を備える分光分析装置。
18. 【請求項１８】長手方向ｙの、投光手段が投射した光が
    分析対象材に当る位置よりも、移動方向で上流側と下流
    側に配設され、分析対象材を下押えするサポ−トロ−
    ル；を更に備え；投光手段は分析対象材の上面に光を投
    射する；請求項１７記載の分光分析装置。
19. 【請求項１９】サポ−トロ−ルは、投光手段，光分配手
    段および分光検出手段を支持する基台とは分離した別の
    架台にて支持した；請求項１８記載の分光分析装置。
20. 【請求項２０】分析対象材のｚ方向変位を検出する手段
    を更に備え；デ−タ処理手段は、該ｚ方向変位検出手段
    が検出する変位が設定範囲内のときの光レベルデ−タに
    基づいて分析対象材の吸光成分量を算出する；請求項１
    ７，請求項１８又は請求項１９記載の分光分析装置。
21. 【請求項２１】分析対象材に光を投射する投光手段；分
    析対象材の反射光を複数の光路に分配する光分配手段；
    異なる波数の光が選択的に透過するフィルタと該フィル
    タを透過した光の強度を電気信号に変換する光電変換手
    段を含む、それぞれが前記複数の光路のそれぞれに配置
    された、複数の分光検出手段；少くとも前記光分配手段
    および分光検出手段を包囲する金属ケ−シング；該金属
    ケ−シングを冷却するための水冷管および該水冷管に冷
    却水を供給する冷却装置；各分光検出手段の電気信号を
    光レベルデ−タに変換する光強度計測手段；および、 前記光レベルデ−タに基づいて分析対象材の吸光成分量
    を算出するデ−タ処理手段；を備える分光分析装置。
22. 【請求項２２】分析対象材に光を投射する投光手段；分
    析対象材の反射光を複数の光路に分配する光分配手段；
    異なる波数の光が選択的に透過するフィルタと該フィル
    タを透過した光の強度を電気信号に変換する光電変換手
    段を含む、それぞれが前記複数の光路のそれぞれに配置
    された、複数の分光検出手段；前記投光手段，光分配手
    段および分光検出手段の光路を囲むケ−シング；該ケ−
    シング内に、前記光の吸収が実質上ないガスを供給する
    手段；各分光検出手段の電気信号を光レベルデ−タに変
    換する光強度計測手段；および、 前記光レベルデ−タに基づいて分析対象材の吸光成分量
    を算出するデ−タ処理手段；を備える分光分析装置。
23. 【請求項２３】分析対象材の表面に光を投射する投光側
    対物ミラ−を含む投光手段；分析対象材が反射した光を
    反射する受光側対物ミラ−を含み、分析対象材の反射光
    を複数の光路に分配する光分配手段；投光側対物ミラ
    −，受光側対物ミラ−およびそれらの間の光路を囲む部
    材；該部材が囲む空間に、前記光の吸収が実質上ないガ
    スを供給する手段；異なる波数の光が選択的に透過する
    フィルタと該フィルタを透過した光の強度を電気信号に
    変換する光電変換手段を含む、それぞれが前記複数の光
    路のそれぞれに配置された、複数の分光検出手段；各分
    光検出手段の電気信号を光レベルデ−タに変換する光強
    度計測手段；および、 前記光レベルデ−タに基づいて分析対象材の吸光成分量
    を算出するデ−タ処理手段；を備える分光分析装置。
24. 【請求項２４】水平に設置された光学定盤；該光学定盤
    に設置され、分析対象材に光を投射する投光手段；分析
    対象材の反射光を、複数の光路に分配する、前記光学定
    盤に設置された光分配手段；異なる波数の光が選択的に
    透過するフィルタと該フィルタを透過した光の強度を電
    気信号に変換する光電変換手段を含む、それぞれが前記
    複数の光路のそれぞれに配置され前記光学定盤に設置さ
    れた、複数の分光検出手段；各分光検出手段の電気信号
    を光レベルデ−タに変換する光強度計測手段；および、 前記光レベルデ−タに基づいて分析対象材の吸光成分量
    を算出するデ−タ処理手段；を備える分光分析装置。
25. 【請求項２５】ｘｙ平面を有する光学定盤；該光学定盤
    に設置されそれをｚ方向に貫通する開口を通して分析対
    象材に光を投射する投光手段；前記光学定盤に設置され
    それをｚ方向に貫通する開口を通った、分析対象材の反
    射光を複数の光路に分配する光分配手段；異なる波数の
    光が選択的に透過するフィルタと該フィルタを透過した
    光の強度を電気信号に変換する光電変換手段を含む、そ
    れぞれが前記複数の光路のそれぞれに配置され前記光学
    定盤に設置された、複数の分光検出手段；各分光検出手
    段の電気信号を光レベルデ−タに変換する光強度計測手
    段；および、 前記光レベルデ−タに基づいて分析対象材の吸光成分量
    を算出するデ−タ処理手段；を備える分光分析装置。
26. 【請求項２６】投光手段は、光学定盤のｘｙ平面に対し
    て平行な光を、光学定盤をｚ方向に貫通する開口を通過
    する方向に反射する投光側方向変換ミラ−、および、該
    ミラ−が反射した光を分析対象材に投射する投光側対物
    ミラ−を含み；光分配手段は、投光側対物ミラ−が分析
    対象材に投射しそれが反射した光を光学定盤をｚ方向に
    貫通する開口を通過する方向に反射する受光側対物ミラ
    −、および、このミラ−が反射した光を光学定盤のｘｙ
    平面に対して平行な方向に反射する受光側方向変換ミラ
    −を含む；請求項２５記載の分光分析装置。
27. 【請求項２７】投光手段は、光を放射する光源，該放射
    光を、ｘ方向に平行な平行光に整える光源ミラ−，該平
    行光を通す偏光板，該偏光板を通った光を前記開口を通
    過する方向に反射する投光側方向変換ミラ−、および、
    該ミラ−が反射した光をｘｚ面に平行に分析対象材に投
    射する投光側対物ミラ−を含み；光分配手段は、投光側
    対物ミラ−が分析対象材に投射しそれが反射したｘｚ面
    に平行な光を前記開口を通過する方向に反射する受光側
    対物ミラ−，このミラ−が反射した光をｘ方向に平行に
    反射する受光側方向変換ミラ−、および、該受光側方向
    変換ミラ−が反射した光を複数光路に分配する光分配器
    を含む；請求項２５又は請求項２６記載の分光分析装
    置。
28. 【請求項２８】光分配手段は、ｘ方向に平行な入射光の
    うち特定波数より小さい波数を通して第１出射光とし大
    きい波数を反射する２色フィルタ、および、該２色フィ
    ルタが反射した光を反射してｙ方向に平行な第２出射光
    とするミラ−を有し、受光側方向変換ミラ−の反射光路
    上にそれぞれの２色フィルタを置いてシリアルに配列さ
    れた、第１組の複数の光分配器；および、 第１組の光分配器の第２出射光のうち特定波数より小さ
    い波数を通して第１出射光とし大きい波数を反射する２
    色フィルタ、および、該２色フィルタが反射した光を反
    射してｘ方向に平行な第２出射光とするミラ−を有し、
    第１組の光分配器の第２出射光の光路上にそれぞれの２
    色フィルタを置いて配置された、第２組の複数の光分配
    器；を備える、請求項１１，請求項１２，請求項１３，
    請求項１４，請求項１５，請求項１６，請求項１７，請
    求項２０，請求項２１，請求項２２，請求項２３，請求
    項２４，請求項２５，請求項２６又は請求項２７記載の
    分光分析装置。
29. 【請求項２９】各光分配器の第２出射光は、同一ｘｙ平
    面上において入射光と直交する、請求項２８記載の分光
    分析装置。
30. 【請求項３０】光分配器は、ユニット基板を有し、光分
    配器の２色フィルタ，ミラ−およびユニット基板が一体
    化され一ユニットである；請求項２８又は請求項２９記
    載の分光分析装置。
31. 【請求項３１】分析対象材の移動方向ｙの、投光側対物
    ミラ−および受光側対物ミラ−の直近位置に配設されｘ
    方向に延びる保護ロ−ル；を更に備える、請求項２３，
    請求項２６，請求項２８，請求項２９又は請求項３０記
    載の分光分析装置。
32. 【請求項３２】ｘ方向の平行光をｚ方向に反射する投光
    側方向変換ミラ−、および、該ミラ−が反射した光を分
    析対象材の表面に投射する投光側対物ミラ−を含む投光
    手段；分析対象材が反射した光をｚ方向に反射する受光
    側対物ミラ−、および、このミラ−が反射した光をｘ方
    向に反射する受光側方向変換ミラ−を含み、受光側方向
    変換ミラ−の反射光を複数の光路に分配する光分配手
    段；投光側方向変換ミラ−，投光側対物ミラ−，受光側
    対物ミラ−および受光側方向変換ミラ−を担持し、ｘ方
    向に移動可能なｘ移動キャリッジ；ｘ移動キャリッジを
    ｘ方向に往，復駆動するｘ駆動手段；異なる波数の光が
    選択的に透過するフィルタと該フィルタを透過した光の
    強度を電気信号に変換する光電変換手段を含む、それぞ
    れが前記複数の光路のそれぞれに配置された、複数の分
    光検出手段；各分光検出手段の電気信号を光レベルデ−
    タに変換する光強度計測手段；および、 前記光レベルデ−タに基づいて分析対象材の吸光成分量
    を算出するデ−タ処理手段；を備える分光分析装置。
33. 【請求項３３】装置は更に、ｘｙ平面を有し該ｘｙ平面
    に開きｚ方向に貫通した開口を有する光学定盤を備え；
    投光手段は、光学定盤で支持された、光を放射する光
    源，該放射光を、ｘ方向に平行な平行光に整える光源ミ
    ラ−、および、該平行光を通す偏光板を含み、前記投光
    側方向変換ミラ−は偏光板を通った平行光を受けて前記
    開口を通して投光側対物ミラ−に反射し；光分配手段
    は、前記受光側方向変換ミラ−が反射したｘ方向の平行
    光を複数光路に分配する、光学定盤で支持された光分配
    器、を含み、前記受光側対物ミラ−は、光学定盤の下方
    の分析対象材が反射した平行光を受けて前記開口を通し
    て受光側方向変換ミラ−に反射する；請求項３２記載の
    分光分析装置。
34. 【請求項３４】分析対象材に光を投射する投光手段；分
    析対象材の反射光を複数の光路に分配する光分配手段；
    異なる波数の光が選択的に透過するフィルタと該フィル
    タを透過した光の強度を電気信号に変換する光電変換手
    段を含む、それぞれが前記複数の光路のそれぞれに配置
    された、複数の分光検出手段；投光手段，光分配手段お
    よび分光検出手段を担持し、ｘ方向に移動可能なｘ移動
    キャリッジ；ｘ移動キャリッジをｘ方向に往，復駆動す
    るｘ駆動手段；各分光検出手段の電気信号を光レベルデ
    −タに変換する光強度計測手段；および、 前記光レベルデ−タに基づいて分析対象材の吸光成分量
    を算出するデ−タ処理手段；を備える分光分析装置。
35. 【請求項３５】ｘ移動キャリッジは開口を有する光学定
    盤であり；投光手段は、ｘ方向の平行光を前記開口を通
    過するｚ方向に反射する投光側方向変換ミラ−、およ
    び、該ミラ−が反射し前記開口を通過した光を分析対象
    材の表面に投射する投光側対物ミラ−を含み；光分配手
    段は、分析対象材が反射した平行光を前記開口を通過す
    るｚ方向に反射する受光側対物ミラ−、および、このミ
    ラ−が反射した平行光をｘ方向に反射する受光側方向変
    換ミラ−を含む；請求項３４記載の分光分析装置。
36. 【請求項３６】高感度反射法により分析対象材表面の極
    薄膜の赤外反射スペクトルを測定し測定値に基づいて分
    析対象材表面の吸光成分量を算出する分光分析方法にお
    いて、 前記分析対象材表面に、入射面に平行に偏光されたＰ偏
    光と称する赤外光と入射面に対し垂直に偏光されたＳ偏
    光と称する赤外光を入射し、それらの反射スペクトルの
    比を測定し、この比を、標準試料について測定した前記
    Ｐ偏光による反射スペクトルと前記Ｓ偏光による反射ス
    ペクトルの比で補正することを特徴とする、高感度反射
    法による固体表面の極薄膜の分光分析方法。
37. 【請求項３７】連続的に供給される分析対象材について
    反射スペクトルの前記比を連続的に測定し、あらかじめ
    標準試料について測定した反射スペクトルの比で補正す
    る、請求項３６記載の分光分析方法。
38. 【請求項３８】高感度反射法により分析対象材表面の極
    薄膜の赤外反射スペクトルを測定し測定値に基づいて分
    析対象材表面の吸光成分量を算出する分光分析装置にお
    いて、 赤外光を発生させる赤外光源，該赤外光源からの赤外光
    を直線偏光とし、かつ直線偏光の向きをＰ偏光およびＳ
    偏光に切替えるための回転機構を備えた偏光板，試料保
    持装置，赤外光を分光して検出するための分光検出部、
    および、検出された赤外光の強度を信号処理するための
    信号処理部、を備え、該信号処理部は、分析対象材につ
    いて測定したＰ偏光による反射スペクトルとＳ偏光によ
    る反射スペクトルの比を、標準試料について測定したＰ
    偏光による反射スペクトルとＳ偏光による反射スペクト
    ルの比で補正する手段を含む、ことを特徴とする分光分
    析装置。
39. 【請求項３９】前記分析対象材は連続的に供給され、前
    記信号処理部は、連続的に供給される分析対象材につい
    て連続的に測定した反射スペクトルの比を、あらかじめ
    標準試料について測定した反射スペクトルの比で補正す
    る、請求項３８記載の分光分析装置。