JPH1090065A - フーリエ変換分光器のデータ処理方法及びデータ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 縦軸精度及び最大測定波数を向上させること
ができるフーリエ変換分光器のデータ処理方法を提供す
る。 【解決手段】 このフーリエ変換分光器においては、例
えば２００ｋＨｚの短い時間間隔で多数のレーザ干渉信
号データ及びインタフェログラム信号データが採取され
てメモリ２４に蓄積される。そして、これらのデータを
ＤＳＰ２３でソフトウェア的にデータ処理することによ
り、インタフェログラムを得るようにしている。このデ
ータ処理においては、多数のデータに基づいてインタフ
ェログラムがつくられるので、該フーリエ変換分光器の
縦軸精度及び最大測定波長が大幅に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フーリエ変換分光
器のデータ処理方法及びデータ処理装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】測定光を直接的には分光せずにその干渉
現象を利用してそのインタフェログラムをつくり、該イ
ンタフェログラムをフーリエ変換することによりそのス
ペクトルを得るようにしたフーリエ変換分光器は従来よ
り知られているが、かかるフーリエ変換分光器において
は普通次のような手順でスペクトルが測定される。すな
わち、まずスペクトルを測定すべき原光（測定光）がビ
ームスプリッタ等により２つの光束に分けられ、これら
の２つの光束はそれぞれ、相互の光路差が経時的に変化
する各別の光路を通過させられ、この後両光束が重ね合
わされて干渉光が生成される。このとき、干渉光強度
は、両光束の相互干渉により、光路差に対応して変化す
る。かくして、光路差を変化させつつ干渉光強度を測定
すれば、光路差の関数として表現された干渉光強度すな
わちインタフェログラムが得られる。ここで、インタフ
ェログラムは波長の関数でもあるので、該インタフェロ
グラムをフーリエ変換すれば、波長ないしは波数の関数
として表現された光強度すなわち上記原光のスペクトル
が得られる。

【０００３】要するに、フーリエ変換分光器において
は、光路差を連続的に変化させつつ、適当な光路差ピッ
チ（光路差間隔）で繰り返し干渉光強度を測定してイン
タフェログラムをつくり、このインタフェログラムをフ
ーリエ変換して原光のスペクトルを求めるようにしてい
る。したがって、フーリエ変換分光器においては、干渉
光強度を測定する各時点における光路差を正確に検出す
る必要がある。

【０００４】そして、従来のフーリエ変換分光器では、
普通、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光を前記のビームスプリッタあ
るいは別のビームスプリッタにより２つのレーザ光に分
け、これらのレーザ光をそれぞれ、前記の光路差と同一
の光路差を有する各別の光路を通過させた上で互いに干
渉させつつ重ね合わせて干渉レーザ光を生成し、周期的
に変動する干渉レーザ光強度に基づいて、干渉光強度を
測定する各時点における光路差を正確に検出するように
している。すなわち、干渉レーザ光強度は光路差に対し
て正弦関数状に変化するので、該干渉レーザ光強度が所
定の位相状態となる毎に、例えば該干渉レーザ光強度が
直流成分を除いた状態において負の値から正の値に切り
替わる上昇ゼロクロス点（sinθにおいて、θが２nπで
ある位相状態）毎に干渉光強度を測定すれば、インタフ
ェログラムが得られることになる。なお、一般に、干渉
レーザ光強度はゼロクロス点で検出されるが、その理由
はゼロクロス点では干渉レーザ光強度の変化率が大きい
のでその検出精度が高くなるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに干渉光強度を測定する各時点における光路差を干渉
レーザ光を利用して検出するようにした従来のフーリエ
変換分光器においては、Ｓ／Ｎ比の高いすなわち縦軸精
度の高いスペクトルを短時間で得ることがむずかしいと
いった問題がある。

【０００６】さらに、周期的に変動する干渉レーザ光強
度の上昇ゼロクロス点毎に干渉光強度を測定するように
している関係上、該干渉光強度の測定を行う際の光路差
ピッチはレーザ光の波長によって決定され、該レーザ光
の波長が短くなるほど光路差ピッチは小さくなる。そし
て、フーリエ変換分光器の最大測定波数は光路差ピッチ
によって決定される。具体的には、最大測定波数ν_max
は、光路差ピッチΔδに応じて次の式１によって決定さ
れる。

【数１】 ν_max＝１／(２・Δδ)………………………………………………………式１ したがって、上式からも明らかなとおり、フーリエ変換
分光器の最大測定波数ν_maxを大きくするには、光路差
ピッチΔδを小さくしなければならない。かくして、例
えば、光路差ピッチΔδを小さくするために、従来より
用いられているＨｅ−Ｎｅレーザ光よりも波長の短いレ
ーザ光を利用するといった対応が考えられるが、かかる
フーリエ変換分光器での使用に適した波長の短い適切な
レーザ光は、現時点では見当たらない。

【０００７】また、上昇ゼロクロス点に加えてさらに下
降ゼロクロス点（干渉レーザ光強度が直流成分を除いた
状態において正の値から負の値に切り替わる点）でも干
渉光強度のサンプリングを行い、すなわち干渉レーザ光
の波長の１／２の間隔で干渉光強度を測定し、光路差ピ
ッチを従来の場合の１／２に短縮して最大測定波数を大
きくするといった対応が考えられる。しかしながら、こ
の場合、コンパレータにチャタリング防止のためにしき
い値としてヒステリシス電圧を設定している関係上、上
昇ゼロクロス点と下降ゼロクロス点とでは干渉光強度の
測定のタイミングに微妙なずれが生じ、上昇ゼロクロス
点のみ又は下降ゼロクロスのみで干渉光強度を測定する
場合のような正確なタイミングで測定を行うことができ
ないといった問題がある。

【０００８】かくして、例えば、特開平２−２７２２６
号公報、特開平６−３１９２号公報、特開平７−３５６
８８号公報、特開平７−２８６９０２号公報等には、前
記のような問題を解決しようとした種々のフーリエ変換
分光器が提案されている。すなわち、特開平２−２７２
２６号公報には、干渉レーザ光強度の上昇ゼロクロス点
と下降ゼロクロス点の両方でインタフェログラムデータ
（該ゼロクロス点での光路差に対応する干渉光強度デー
タ）を採取した上で、該インタフェログラムデータを１
つおきに抽出して２つのデータ列（インタフェログラ
ム）をつくり、各データ列（インタフェログラム）に対
して個別にフーリエ変換を施して２つのスペクトルを算
出し、これらの２つのスペクトルの平均をとることによ
り最終的なスペクトルを得るようにしたフーリエ変換分
光器のデータ処理方式が開示されている。つまり、この
データ処理方式では、上昇ゼロクロス点のみで採取され
た正確なデータ列（インタフェログラム）に基づいて得
られたスペクトルと、下降ゼロクロス点のみで採取され
た正確なデータ列（インタフェログラム）に基づいて得
られたスペクトルとを組み合わせて最終的なスペクトル
を得るようにしている。このようにして、多数のインタ
フェログラムデータに基づいたＳ／Ｎ比の高いスペクト
ルを得るようにしている。しかしながら、このデータ処
理方式では、同一時間内に得られるインタフェログラム
データ数を従来の場合の２倍よりも多くすることはでき
ないので、Ｓ／Ｎ比の向上率は従来の場合の√２倍より
も大きくすることはできない。また、上昇ゼロクロス点
と下降ゼロクロス点の両方でインタフェログラムデータ
をサンプリングするために、余分なフリップフロップ回
路及びＯＲ回路を必要とし、フーリエ変換分光器の回路
が複雑なものとなり、該フーリエ変換分光器の信頼性が
低下するとともにそのコストが高くなるといった問題が
ある。

【０００９】この特開平２−２７２２６号公報には、さ
らに、干渉レーザ光を、２つの可視ビームスプリッタを
用いて３つ（あるいはｎ個）の部分干渉レーザ光に分
け、各部分干渉レーザ光をそれぞれレーザ検出器で検出
し、周期的に変動する各部分干渉レーザ光強度の上昇ゼ
ロクロス点毎にインタフェログラムデータをサンプリン
グし、同一時間内に従来の３倍（あるいはｎ倍）のイン
タフェログラムデータを得るようにしたデータ処理方式
も開示されている。なお、このデータ処理方式において
は、インタフェログラムデータを２つ（あるいはｎ−１
個）おきに選んで３つ（あるいはｎ個）のデータ列（イ
ンタフェログラム）をつくり、各データ列（インタフェ
ログラム）毎に個別にフーリエ変換を施して３つ（ある
いはｎ個）のスペクトルをつくり、これらのスペクトル
の平均をとることにより最終的なスペクトルを得るよう
にしている。

【００１０】しかしながら、このデータ処理方式では、
レーザ干渉計が非常に複雑なものとなる。すなわち、従
来の場合の光路差ピッチの１／３（あるいは１／ｎ）の
間隔でインタフェログラムデータを採取するようにして
いる関係上、１個のλ／４板と、３個（あるいはｎ個）
の検光子と、２個（あるいはｎ−１個）のレーザ用ビー
ムスプリッタと、３個（あるいはｎ個）のレーザ検出器
とが余分に必要となる。このように、レーザ干渉計が複
雑化するため、該フーリエ変換分光器は、コスト面にお
いてあるいは装置信頼性の面において問題を有してい
る。

【００１１】さらに、このデータ処理方式では、電気回
路系が非常に複雑なものとなる。すなわち、従来の場合
の光路差ピッチの１／ｎの間隔でインタフェログラムデ
ータを採取する場合、ｎ個のレーザ検出器の回路が必要
であり、そのｎ個のデータをＯＲ回路で合成しなければ
ならない。このように、電気回路系が複雑化するため、
コスト面及び装置信頼性において問題が生じる。

【００１２】また、特開平７−３５６８８号公報及び特
開平７−２８６９０２号公報にも、周期的に変動する干
渉レーザ光強度の１周期内においてインタフェログラム
データのサンプリングを複数回行うようにしたフーリエ
変換分光器ないしはデータ処理方式が開示されている
が、これらにも、基本的には、前記の特開平２−２７２
２６号公報に開示されたデータ処理方式の場合と同様の
問題がある。

【００１３】特開平６−３１９２号公報には、レーザ光
の反射面を若干傾斜させるとともに、レーザ光を受光す
る複数の受光素子を設けることにより、周期的に変動す
る干渉レーザ光強度の１周期内で複数のインタフェログ
ラムデータをサンプリングし、最大測定波数を向上させ
るようにしたフーリエ変換分光器が開示されている。こ
のフーリエ変換分光器においては、インタフェログラム
データを従来の場合の光路差ピッチの１／ｎで採取して
いるものの、これらのインタフェログラムデータに対し
て一括してフーリエ変換を行うようにしている。すなわ
ち、インタフェログラムデータををｎ個おきにｎ個のデ
ータ列に分離せずにフーリエ変換を行っている。このた
め、ｎ個とびの横軸精度はレーザ干渉系で保証されるも
のの、隣り合うデータ間での横軸精度は何ら保証されな
いので、最終的に得られるパワースペクトルにはゴース
トが発生してしまうといった問題がある。

【００１４】さらに、この特開平６−３１９２号公報に
記載されたフーリエ変換分光器では、次のような問題も
ある。すなわち、これに用いられているイメージセンサ
が高価であり、かつ該イメージセンサ及び傾斜面の光学
調整が難しい。また、イメージセンサの受光素子間の距
離ばらつき、加工精度を要する傾斜面の誤差、環境温度
変化等の外乱がスペクトル算出誤差の原因となる。さら
に、各受光素子に対してコンパレータ回路が必要とされ
るので、該フーリエ変換分光器の回路が複雑化する。

【００１５】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたものであって、縦軸精度及び最大測定波数を
向上させることができるフーリエ変換分光器のデータ処
理方法ないしはデータ処理装置を提供することを解決す
べき課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべく
なされた本発明の第１の態様は、スペクトルを測定すべ
き原光を２つの光束に分け、これらの２つの光束をそれ
ぞれ、相互の光路差が経時的に変化する各別の光路を通
過させた上で互いに干渉させつつ重ね合わせて干渉光を
生じさせる一方、レーザ光を２つのレーザ光に分け、こ
れらのレーザ光をそれぞれ、上記光路差と同一の光路差
を有する各別の光路を通過させた上で互いに干渉させつ
つ重ね合わせて干渉レーザ光を生じさせ、上記干渉レー
ザ光の強度変化に基づいて上記光路差を測定する一方、
該光路差測定値と上記干渉光の強度とに基づいてインタ
フェログラムをつくり、該インタフェログラムをフーリ
エ変換することにより上記原光のスペクトルを得るよう
にしたフーリエ変換分光器のデータ処理方法において、
（ａ）干渉レーザ光強度をその変動周期の２分の１以下
の時間間隔で複数回サンプリングし、これらをデジタル
変換して干渉レーザ光データとして蓄積する一方、該干
渉レーザ光データのサンプリングタイミングに対応する
タイミングで干渉光強度を複数回サンプリングし、これ
らをデジタル変換してインタフェログラムデータとして
蓄積し、（ｂ）所定の限られた時間領域内における干渉
レーザ光データに基づいて、周期的に変動する干渉レー
ザ光強度が所定の位相状態になると推定されるタイミン
グを算出した上で、上記位相状態に対応する特定の光路
差を求めるとともに、上記インタフェログラムデータに
基づいて上記タイミングに対応するインタフェログラム
値を求め、（ｃ）上記特定の光路差と上記インタフェロ
グラム値とに基づいて、上記インタフェログラムをつく
るようにしたことを特徴とするものである。

【００１７】このフーリエ変換分光器のデータ処理方法
においては、干渉レーザ光強度と干渉光強度とが、それ
ぞれ、周期的に変動する干渉レーザ光強度の変動周期の
１／２よりも短い（例えば、１／２０）時間間隔でサン
プリングされ、デジタル変換されて干渉レーザ光データ
及び干渉光データとして蓄積される。つまり、干渉レー
ザ光強度の時間に対する変化特性を示す干渉レーザ光デ
ータと、干渉光強度の時間に対する変化特性を示す干渉
光データとが多数蓄積される。したがって、干渉レーザ
光データと干渉光データとは、基本的には、時間を媒介
して対応づけられることができる。

【００１８】そして、このように蓄積された干渉レーザ
光データと干渉光データとを、例えばコンピュータを用
いるなどして、ソフトウェア的に処理することにより、
インタフェログラムが求められる。なお、例えば、特開
平２−２７２２６号公報、特開平６−３１９２号公報、
特開平７−３５６８８号公報あるいは特開平７−２８６
９０２号公報に開示されている従来のフーリエ変換分光
器においては、いずれも周期的に変動する干渉レーザ光
強度が所定の位相状態（例えば、上昇ゼロクロス点）に
なった時点で干渉光強度を測定し、光路差に対応づけら
れた干渉光強度データすなわちインタフェログラムデー
タを採取するようにしている。つまり、従来のフーリエ
変換分光器では、干渉レーザ光強度に基づいて光路差が
所定値になったことを検知し、この時点で干渉光強度を
測定することによりインタフェログラムデータを求め、
このインタフェログラムデータを集積してインタフェロ
グラムを得ることになる。これに対して、本発明にかか
るデータ処理方法では、所定の時間間隔で多数の干渉レ
ーザ光データ及び干渉光データを採取して蓄積し、これ
らのデータを事後的にソフトウェア的に処理することに
より、インタフェログラムデータを算出し、このインタ
フェログラムデータに基づいてインタフェログラムを得
ることになる。

【００１９】より具体的には、まず、所定の限られた時
間領域内に含まれる干渉レーザ光データをソフトウェア
的に処理することにより、干渉レーザ光強度が所定の位
相状態（例えば、極大点及び極小点）となるタイミング
（時刻）が求められる。ここで、周期的に変動する干渉
レーザ光強度と光路差とは対応関係にあるので、上記位
相状態に対応する特定の光路差、換言すれば上記タイミ
ングに対応する特定の光路差は容易に算出される。これ
と同時に、蓄積された干渉光データに基づいて、上記タ
イミングに対応する干渉光強度値が算出される。すなわ
ち、干渉光データは、干渉光強度の時間に対する関数で
あるので、この関数関係に基づいて上記タイミング（時
刻）に対応する干渉光強度、換言すれば上記特定の光路
差に対応する干渉光強度すなわちインタフェログラムデ
ータが得られることになる。そして、このようなインタ
フェログラムデータを複数個算出し、これらのインタフ
ェログラムデータに基づいてインタフェログラムがつく
られる。

【００２０】本発明にかかるフーリエ変換分光器のデー
タ処理方法によれば、上記所定の位相状態を好ましく設
定することにより、従来の場合の光路差ピッチよりはる
かに短いピッチでインタフェログラムデータを採取する
ことができる。例えば、上記所定の位相状態を、周期的
に変動する干渉レーザ光強度の極大点及び極小点とすれ
ば、従来の場合の光路差ピッチの１／２のピッチでイン
タフェログラムデータを採取することができる。また、
上記所定の位相状態を干渉レーザ光強度の上昇ゼロクロ
ス点及び下降ゼロクロス点としても、従来の場合の光路
差ピッチの１／２のピッチでインタフェログラムデータ
を採取することができる。さらには、上記所定の位相状
態を極大点、極小点、上昇ゼロクロス点及び下降ゼロク
ロス点とすれば、従来の場合の光路差ピッチの１／４の
ピッチでインタフェログラムデータを採取することがで
きる。このように、光路差ピッチを自在に小さくするこ
とができるので、該フーリエ変換分光器の最大測定波数
を大幅に向上させることができる。また、インタフェロ
グラムデータがソフトウェア的な処理により正確に算出
されるので、該フーリエ変換分光器の縦軸精度ないしは
Ｓ／Ｎ比を大幅に向上させることができる。

【００２１】上記フーリエ変換分光器のデータ処理方法
においては、干渉レーザ光強度のサンプリングの時間間
隔を、該干渉レーザ光強度をデジタル変換するＡ／Ｄ変
換器の動作特性と、光路差の変化速度とを調整すること
により、干渉レーザ光強度の変動周期の２分の１以下に
するのが好ましい。この場合、具体的には、干渉レーザ
光の測定周期が、干渉レーザ光強度の周期の半分以下の
間隔となるようにＡ／Ｄ変換器の動作特性と干渉計の移
動鏡速度とを調整することになる。

【００２２】また、上記フーリエ変換分光器のデータ処
理方法においては、干渉光強度の測定を、干渉レーザ光
強度の測定と同期して行うのが好ましい。このようにす
れば、干渉光強度の測定が容易となる。

【００２３】さらに、上記フーリエ変換分光器のデータ
処理方法においては、上記所定の位相状態を、周期的に
変動する干渉レーザ光強度が極大となる点及び極小とな
る点とするのが好ましい。この場合、干渉レーザ光強度
が極大となるタイミング及び極小となるタイミングは、
例えば、コンピュータ処理による、所定の限られた時間
領域内における干渉レーザ光データの時系列的なコンボ
リュート演算（例えば、Saviztky-Golay法）で算出する
ことができる。なお、上記所定の位相状態を、周期的に
変動する干渉レーザ光強度の直流成分を除去した状態に
おけるゼロクロス点としてもよい。この場合、上記の直
流成分の除去は、例えば、干渉レーザ光データの１次又
は高次の微分により行うことができる。

【００２４】上記フーリエ変換分光器のデータ処理方法
においては、所定の限られた時間領域内における干渉レ
ーザ光データにフィットする正弦関数又は余弦関数を最
小２乗法により求め、該正弦関数又は余弦関数に基づい
て干渉レーザ光強度が上記所定の位相状態になると推定
されるタイミングを算出するようにしてもよい。

【００２５】また、上記フーリエ変換分光器のデータ処
理方法においては、所定の限られた時間領域内における
干渉レーザ光データにフィットする近似多項式を求め、
該多項式に基づいて干渉レーザ光強度が上記所定の位相
状態になると推定されるタイミングを算出するようにし
てもよい。前記の正弦関数あるいは余弦関数へのフィッ
テング演算は比較的時間がかかるが、このようにして１
次、２次あるいは３次などの多項式近似を行えばフィッ
テング演算に要する時間が大幅に短縮される。

【００２６】さらに、上記フーリエ変換分光器のデータ
処理方法においては、上記の所定の限られた時間領域内
における干渉レーザ光データを時間軸へウェーブレット
変換することによって得られる周期関数に基づいて、干
渉レーザ光強度が上記所定の位相状態になると推定され
るタイミングを算出するようにしてもよい。この場合、
周期的特性は、時間軸ヘのウェーブレット変換により得
られることになる。なお、限られた時間領域をガウス関
数で定義したガボール変換を用いて、その領域内の局所
的周期を求めるといった手法を用いてもよい。また、干
渉レーザ光データは見かけ上、正弦関数あるいは余弦関
数からあまり逸脱していないので、前記の方法により簡
易的にその周期の大ざっぱな値を求めておき、その周期
に合わせた窓関数を用いてウェーブレット変換により正
確な周期を求めてもよい。

【００２７】なお、上記フーリエ変換分光器のデータ処
理方法においては、干渉レーザ光強度が上記所定の位相
状態となると推定されるタイミングに対応するインタフ
ェログラム値を、該タイミング付近でサンプリングされ
たインタフェログラムデータに補間演算を施して算出す
るのが好ましい。補間方法としては、例えば直線補間あ
るいは多項式補間等を用いることができる。

【００２８】さらに、本発明の第２の態様は、スペクト
ルを測定すべき原光を２つの光束に分け、これらの２つ
の光束をそれぞれ、相互の光路差が経時的に変化する各
別の光路を通過させた上で互いに干渉させつつ重ね合わ
せて干渉光を生じさせる一方、レーザ光を２つのレーザ
光に分け、これらのレーザ光をそれぞれ、上記光路差と
同一の光路差を有する各別の光路を通過させた上で互い
に干渉させつつ重ね合わせて干渉レーザ光を生じさせ、
上記干渉レーザ光の強度変化に基づいて上記光路差を測
定する一方、該光路差測定値と上記干渉光の強度とに基
づいてインタフェログラムをつくり、該インタフェログ
ラムをフーリエ変換することにより上記原光のスペクト
ルを得るようになっているフーリエ変換分光器のデータ
処理装置において、（Ａ）干渉レーザ光強度をその変動
周期の２分の１以下の時間間隔で複数回サンプリング
し、これらをデジタル変換して干渉レーザ光データとし
て蓄積する一方、該干渉レーザ光データのサンプリング
タイミングに対応するタイミングで干渉光強度を複数回
サンプリングし、これらをデジタル変換してインタフェ
ログラムデータとして蓄積するデータ蓄積手段と、
（Ｂ）所定の限られた時間領域内における干渉レーザ光
データに基づいて、周期的に変動する干渉レーザ光強度
が所定の位相状態になると推定されるタイミングを算出
した上で、上記位相状態に対応する特定の光路差を求め
るとともに、上記インタフェログラムデータに基づいて
上記タイミングに対応するインタフェログラム値を求め
るデータ処理手段と、（Ｃ）上記特定の光路差と上記イ
ンタフェログラム値とに基づいて、上記のインタフェロ
グラムをつくるインタフェログラム生成手段とが設けら
れていることを特徴とするものである。

【００２９】このフーリエ変換分光器のデータ処理装置
においても、本発明の第１の態様にかかるデータ処理方
法と同様に、光路差ピッチを自在に小さくすることがで
きるので、該フーリエ変換分光器の最大測定波数を大幅
に向上させることができる。また、インタフェログラム
データがソフトウェア的な処理により正確に算出される
ので、該フーリエ変換分光器の縦軸精度すなわちＳ／Ｎ
比を大幅に向上させることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１は、本発明にかかるデータ処理が
行われるフーリエ変換分光器の構成を示す模式図であ
る。図１に示すように、このフーリエ変換分光器におい
ては、赤外光源１から発せられた光が、第１アパーチャ
２を通過した後、第１レンズ３により集光されてサンプ
ル４に照射される。サンプル４を通過した光は、第１反
射ミラー５で反射された後、第２アパーチャ６により無
駄な光をカットされ、さらに第２レンズ７によりコリメ
ートされてビームスプリッタ８に入り、ここで２つの光
束に分割される。そして、一方の光束は移動鏡９に向か
い、他方の光束は固定鏡１０に向かう。それぞれ鏡９、
１０で反射された各光束は、ビームスプリッタ８で再結
合され干渉し合って干渉光となり、この干渉光は第３レ
ンズ１１で集光された後、第２反射ミラー１２で反射さ
れて焦電型の光センサ１３に入る。なお、光センサ１３
は、これに入った干渉光の強度に対応する電気信号（イ
ンタフェログラム信号）を出力する。

【００３１】第１反射ミラー５の中央部には穴１４が開
けられている。そして、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源１５から
発せられたレーザ光は、反射鏡１６で反射され、さらに
上記穴１４を通過させられた後、赤外光源１からの光束
のほぼ中央部を通るようにして第２レンズ７を通ってビ
ームスプリッタ８に入り、ここで２つのレーザ光に分割
される。ここで、一方のレーザ光は移動鏡９に向かい、
他方のレーザ光は固定鏡１０に向かう。そして、それぞ
れ鏡９、１０で反射された各レーザ光は、ビームスプリ
ッタ８で再結合されて干渉し合い干渉レーザ光となる。
この干渉レーザ光は、第３レンズ１１を通過して第２反
射ミラー１２に向かう。第２反射ミラー１２の中央部に
は穴１７が開けられており、上記干渉レーザ光はこの穴
１７を通過してレーザ光センサ１８（シリコンフォトダ
イオード）に照射される。なお、レーザ光センサ１８
は、これに照射された干渉レーザ光の強度に対応する電
気信号（レーザ干渉信号）を出力する。

【００３２】移動鏡９は、該移動鏡９に入る光束とほぼ
平行な方向に往復移動するようになっており、その移動
速度はレーザ干渉信号の周波数がおよそ１０ｋＨｚにな
るように好ましく制御されている。そして、移動鏡９に
は遮光板（図示せず）が取り付けられている。他方、移
動鏡９の外部には、上記遮光板が所定の基準位置を通過
したことを検知するフォトインタラプタが設けられてい
る。上記基準位置はマイクロメータにより移動鏡９の移
動方向と同じ方向に微調整できるようになっており、こ
の基準位置は、インタフェログラムデータのセンタ−バ
ーストが後述のＡ／Ｄ変換時のサンプリングデータ列の
中央付近にくるように予め調整される。かくして、フォ
トインタラプタは、遮光板が基準位置を通過した時点で
タイミング信号（トリガ信号）を出力する。

【００３３】図２は、図１に示すフーリエ変換分光器の
電気系統の構成を示すブロック図である。図２に示すよ
うに、この電気系統においては、レーザ光センサ１８か
らのレーザ干渉信号と、光センサ１３からの測定対象イ
ンタフェログラム信号とが、それぞれ、周波数特性が平
坦な（後段でフーリエ変換する場合に関係する周波数領
域に対して）第１増幅器２０と第２増幅器２１とによっ
て増幅された後、２チャンネル式のＡ／Ｄ変換器２２に
入力される。また、このＡ／Ｄ変換器２２へは前記のフ
ォトインタラプタから出力されるタイミング信号Ｘが入
力されるようになっており、該Ａ／Ｄ変換器２２はこの
タイミング信号Ｘを開始信号としてＡ／Ｄ変換を開始す
る。なお、このＡ／Ｄ変換器２２は普通のＡ／Ｄ変換器
であり、例えばＢＵＲＲ−ＢＲＯＷＮ社製のＤＳＰ１０
２等が用いられる。ここで、Ａ／Ｄ変換器２２のチャン
ネルＡ（ＣＨ．Ａ）にはレーザ干渉信号が入力され、他
方チャンネルＢ（ＣＨ．Ｂ）にはインタフェログラム信
号が入力される。

【００３４】Ａ／Ｄ変換器２２は、タイミング発生回路
２６によって設定されるタイミングでもって２００ｋＨ
ｚのサンプリング周期で、チャンネルＡ及びチャンネル
Ｂに入力されたデータを１８ビットＡ／Ｄ変換して、Ｄ
ＳＰ２３（データシグナルプロセッサ：例えばＴＩ社製
ＴＭＳ３２０Ｃ３１）に送る。そして、これらのデジタ
ルデータ（レーザ干渉信号データ及びインタフェログラ
ム信号データ）はＤＳＰ２３により一時的にメモリ２４
に格納される。かくして、移動鏡９の１回の走査で２５
０００点のデータがＡ／Ｄ変換してメモリ２４に格納さ
れる。この後、ＤＳＰ２３は、メモリ２４に格納されて
いるレーザ干渉信号データとインタフェログラム信号デ
ータとを読み込み、以下で説明するようなデータ処理を
実行して、その処理結果を上位コンピュータ２７との共
有メモリ２５に格納する。

【００３５】以下、ＤＳＰ２３によって実行されるデー
タ処理の処理方式について詳しく説明する。このフーリ
エ変換分光器においては、レーザ干渉信号データ列の波
形（レーザ干渉波形）の周波数がおよそ１０ｋＨｚであ
るのに対して、メモリ２４内のレーザ干渉信号データは
２００ｋＨｚでサンプリングされている。したがって、
レーザ干渉信号データ列の波形の１周期内でおよそ２０
個のレーザ干渉信号データがサンプリングされているこ
とになる。このレーザ干渉信号データ列の形状（時間に
対する変化特性）はほぼ正弦余弦関数形状である。そし
て、これらのデータから、ピーク点（ピーク値）とボト
ム点（ボトム値）とが高速で演算される。この演算は、
まず時系列的なレーザ干渉信号データを２次多項式に適
合させるコンボリュート演算を実行することにより行わ
れる。ここで、これらのデータにフィットする２次多項
式は、次の式２のように設定される。

【数２】 ｆ_k＝ｂ_2kＸ²＋ｂ_1kＸ＋ｂ_0k………………………………………………式２

【００３６】ここにおいて、例えば図３に示すようなレ
ーザ干渉信号データ列については、式２中のｂ_2k、ｂ_1k
及びｂ_0kは、それぞれ、次の式３〜式５で表される。な
お、図３に示されたグラフでは、ｘ軸が時間を表しｙ軸
がレーザ光強度を表している。すなわち、図３中では、
時間及び強度で特徴づけられる各データが（ｘ_i,ｙ_i）
の形で表されている。

【数３】 ｂ_2k＝(Ｓ₂Ｆ_0k−Ｓ₀Ｆ_2k)／(Ｓ₂ ²−Ｓ₀Ｓ₄)……………………………式３ ｂ_1k＝Ｆ_1k／Ｓ₂ ……………………………………………………………式４ ｂ_0k＝(Ｓ₂Ｆ_2k−Ｓ₄Ｆ_0k)／(Ｓ₂ ²−Ｓ₀Ｓ₄)……………………………式５ ただし、

【００３７】かくして、ｋの値をレーザ干渉信号データ
列の（１＋ｍ）個目から（２５０００−ｍ）個目まで変
化させるコンボリュート演算を行えば、次の式６により
レーザ干渉信号データ列の波形のピーク点ないしはボト
ム点（ｘ_k',ｙ_k'）が得られる。ここで、ｘ_k'はピーク
点又はボトム点の時刻（タイミング）を表し、ｙ_k'はピ
ーク点又はボトム点のレーザ光強度を表している。

【数４】 (ｘ_k',ｙ_k')＝(ｘ_k−ｂ_1k／(２ｂ_2k),ｂ_0k−ｂ_1k ²／(４ｂ_2k))………式６ ここにおいて、ｘ_k'の値が、計算に用いられたコンボリ
ュート領域の−ｍから＋ｍまでの領域内に存在する場合
と存在しない場合とがある。例えば、図４は、ｘ_k'の値
が上記領域内に存在する場合の一例であり、図５は、ｘ
_k'の値が上記領域内に存在しない場合の一例である。後
者の場合（例えば、図５）は、ピーク点又はボトム点は
外挿により求められるので、その信憑性はあまり高くな
い。そこで、かかるデータは、その後の計算では使用し
ないようにしている。

【００３８】前者の場合（例えば、図４）、各データ
は、同一のピーク点又はボトム点を推算（推測）するデ
ータのみで構成される各データ群に分けられる。ここ
で、各データがどのデータ群に属するかの判定は、ｍの
値によるしきい値で明確に行うことができる。同一のピ
ーク点又はボトム点を推測する各データ群内において
は、該データ群内で算出された複数のピーク点又はボト
ム点を平均化することにより、より正確にピーク点又は
ボトム点を決定することができる。なお、このように平
均する場合は、−ｂ_1k／（２ｂ_2k）の値が０に近いデー
タに、より重みが高くなるような荷重平均を用いるのが
望ましい。ピーク点とボトム点とはｂ₂データの符号に
より区別される。すなわち、ｂ₂が正であればボトム点
であり、負であればピーク点である。これにより、レー
ザ干渉波形のピーク点（ピーク値）とボトム点（ボトム
値）とが正確に決定されることができる。ピーク点とボ
トム点とは必ず交互になるので、ピーク点とボトム点と
が交互になっているか否かでもって、データ処理が正常
に行われているか否かをチェックすることができる。こ
のｘ_k'の値は２０４８個算出される。

【００３９】次に、このようにして得られたピーク点又
はボトム点のｘ_k'に基づいて、インタフェログラム信号
データのその時間（ｘ_k'時）での強度値が算出される。
インタフェログラム信号データの時間軸は、レーザ干渉
信号データの時間軸と共通であるのでｘ_k'とし、インタ
フェログラム信号データの強度軸はＹとする。時間的に
高速であることが要求される場合は、強度値は次の式７
に示すような１次補間式で算出される。この式７におい
て、Ｙ（ｘ_k'）は、ｘ_k'時におけるＹデータの推測値で
ある。

【数５】 Ｙ(ｘ_k')＝Ｙ_i＋(Ｙ_i+1−Ｙ_i)・(ｘ_k'−ｘ_i)／(ｘ_i+1−ｘ_i)…………式７ 式７において、Ｙ_iはｘ_i時に採取されたインタフェログ
ラム信号データであり、Ｙ_i+1はｘ_i+1時に採取されたイ
ンタフェログラム信号データである。ここにおいて、ｘ
_k'はｘ_iとｘ_i+1の間にある。この後、高次周波数をカッ
トするために、適当な窓関数の移動平均処理が行われ
る。

【００４０】また、時間的に余裕がある場合は、強度値
は次の式８に示すような２次補間式あるいは高次補間式
を用いて算出される。

【数６】 Ｙ(ｘ_k')＝−ｐ(１−ｐ)／２・Ｙ_i-1＋(１−ｐ)・(１＋ｐ)・Ｙ_i ＋ｐ(１＋ｐ)／２・Ｙ_i+1………………………………………式８ ただし、 ｐ＝(ｘ_k'−ｘ_i)／(ｘ_i+1−ｘ_i) なお、式８において、ｘ_k'は、ｘ_i-1とｘ_i+1の間にあ
る。

【００４１】ここで、２次補間式が用いられた場合は３
点のデータから１つの補間データが算出される。また、
Ｎ次補間式が用いられた場合は（Ｎ＋１）個のデータか
ら１つの補間データが算出され、この場合はデータの精
度はほぼ√Ｎ倍に向上する。なお、このような補間演算
を行う前に、適当な窓関数の移動平均処理（例えば、Sa
biztky-Golay法などであるが、フーリエ変換後に解析す
る周波数に対してあまり減衰しないものを選ぶ必要があ
る。）を実行すれば、インタフェログラムのＳ／Ｎ比が
向上し、フーリエ変換後のパワースペクトルの高周波数
領域の誤差信号がカットされる。また、前記のピーク点
又はボトム点の計算の場合と同様に、２次多項式あるい
は高次の多項式に最小２乗法でフィッテングすることに
より補間データを推測してもよい。

【００４２】このようにして算出されたＹデータ列（こ
れをＹ_iとする）に対してフーリエ変換が行われてパワ
ースペクトルがつくられ、これが共有メモリ２５に出力
される。この場合、レーザ干渉データのピーク点とボト
ム点のタイミングから２０４８点のデータをフーリエ変
換することになる。また、最大測定波数が、２０４８点
のフーリエ変換で得られる値の半分でよい場合は、２０
４８点を１つおきに選択して２つのグループに分け、各
グループの１０２４点のデータをそれぞれフーリエ変換
して、２つのパワースペクトルを求めその平均をとれ
ば、パワースペクトルのＳ／Ｎ比が向上する。上位コン
ピュータ２７は、非同期で共有メモリ２５から上記パワ
ースペクトルを呼び出し、これをＣＲＴへ表示し、ある
いはスペクトル解析を実行する。

【００４３】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２を説明するが、この実施の形態２においては、その
光学系統及び電気系統は前記の実施の形態１の場合と同
様であり、ＤＳＰ２３内での演算手法が異なるだけであ
る。前記の実施の形態１では、レーザ干渉信号データ列
のピーク点（ピーク値）とボトム点（ボトム値）とを算
出し、レーザ干渉信号データ列の波形の周期の１／２の
間隔でサンプリングを行っている。これに対して、実施
の形態２では、レーザ干渉信号データ列についてピーク
点及びボトム点を算出し、さらに該レーザ干渉信号デー
タ列に対して微分演算を行いπ／４だけ位相が進んだデ
ータ列を得てこのデータ列についてもピーク点及びボト
ム点を算出し、全体としてレーザ干渉信号データ列の波
形の周期の１／４の間隔でサンプリングを行うようにし
ている。そして、これらのピーク点及びボトム点によ
り、強度値を算出するようにしている。また、Ａ／Ｄ変
換実行前にレーザ干渉信号データのＤＣ成分（直流成
分）を除去しておき、Ａ／Ｄ変換後のデータ列に関し
て、ゼロクロス点を求める方法を用いてもよい。この場
合は、直線補間でデータの符号が変わる時間を求める方
法を用いてもよいが、精度を上げるために実施の形態１
で示したように２次多項式にフィッテングして、その２
次式＝０とおいた式を解くようにしてもよい。この場
合、解が２個でることになるが、該２次式を求める場合
に使用したＸデータに近い方の解を採用すればよい。

【００４４】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形
態３を説明するが、この実施の形態３においては、その
光学系統及び電気系統は前記の実施の形態１の場合と同
様であり、ＤＳＰ２３内での演算手法が異なるだけであ
る。前記したとおり、実施の形態１ではレーザ干渉信号
データ列の波形の周期の１／２の間隔でサンプリングを
行い、実施の形態２では１／４の間隔でサンプリングを
行うようにしているが、実施の形態３では、以下で説明
するようにさらに短い間隔でサンプリングを行うように
している。すなわち、実施の形態３では、レーザ干渉信
号データ列の局所時間における周波数（以下、便宜上こ
れをローカル周波数という）を求めて、該ローカル周波
数に比例した間隔でインタフェログラム信号データをサ
ンプリングするようにしている。

【００４５】ローカル周波数を求める場合において、高
速処理を必要とするときは次のような方法が簡素な演算
であるので使用される。この場合、例えば、図６に示す
ようなレーザ干渉信号データ列に関して、次の式９で示
す関数にフィッテングして、ローカル周波数Ｂを求める
ことになる。

【数７】 ｙ＝Ａ・sin(Ｂｘ＋Ｃ)………………………………………………………式９ この演算方法においては、基本的には、次の式１０によ
り、２つのデータが(ｘ_i,ｙ_i)及び(ｘ_i+1,ｙ_i+1)の形で
算出される。

【数８】 Ｂ_i＝１／(ｘ_i+1−ｘ_i)・ABS[Arcsin(ｙ_i+1／Ａ)−Arcsin(ｙ_i／Ａ）］ …………………式１０ なお、式１０においてＡＢＳは絶対値をとる演算であ
る。振幅Ａに関しては、レーザ干渉データは、ほぼ一定
で最初にピーク値とボトム値の差の１／２がＡになる。
わずかに局所的に変化する場合は、２点データ近傍のピ
ーク値、ボトム値より求めればよい。

【００４６】この計算においては、次の点に注意する必
要がある。すなわち、図７に示すように山を通り越した
ところで２点のデータのサンプリングが行われる場合
は、点線で示すような誤った周期が算出される。このた
め、その前後のデータと比較して、特異的に変化してい
るＢ_ｉ値を削除する演算を行うか、あるいは２点の演算
を前後の多数点に増加させて同様の計算を行い、特異的
に変化しているデータを除いた後で平均処理を行うのが
実用的である。

【００４７】図８に、このような方法により、図６に示
すデータからローカル周波数を求めた結果の一例を示
す。この場合、３点のデータを用いて次の式１１〜式１
３で示す演算が行われている。

【数９】 ｂ_i＝１／(ｘ_i+1−ｘ_i)・ABS[Arcsin(ｙ_i+1／A)−Arcsin(ｙ_i／A)] ……………………式１１ ｂ_i+1＝１／(ｘ_i+2−ｘ_i+1)・ABS[Arcsin(ｙ_i+2／A)−Arcsin(ｙ_i+1／A)] ……………………式１２ Ｂ_i＝max(ｂ_i,ｂ_i+1) ……………………………………………………式１３ なお、式１３において、ｍａｘはかっこ内の大きい方を
とる演算である。図７のような状況が発生した場合、こ
のデータのサンプリング間隔とレーザ干渉周期の関係で
は特異的な誤差は低い周波数にしか変化しないので、こ
の演算を行うことにより上記不具合が避けられる。次
に、このようにして算出されたローカル周波数を使用し
て、インタフェログラムからデータを取得する方法につ
いて説明する。このデータ取得方法においては、最初に
サンプリングする個数Ｎが決定される。次に、レーザ干
渉波形のデータ数Ｍが算出される。

【００４８】次に、レーザ干渉信号の波形の平均周波数
Ｆが算出される。これは、例えば、データ数がＭ個の場
合においてピーク点のカウント数をＰとすれば、次の式
１４により算出される。

【数１０】 Ｆ＝Ｐ／(ｘ_M−ｘ₁)………………………………………………………式１４ 次に、次の式１５で示すように、Ｂ_jがｊ＝１からｉま
での範囲で積算され、これがβ_iとされる。

【数１１】 なお、β_iはＢ_j列から計算で求められ、メモリ２４内に
テーブルの形式で格納される。β_Mは次の式１６で示す
ような値で定義される。

【数１２】 β_M＝Ｆ・(ｘ_M−ｘ₁)………………………………………………………式１６

【００４９】次に、ｊを１〜Ｎまで変化させたときに次
の式１７が成り立つようなｑの値が算出される。

【数１３】 β_M・(ｊ／Ｎ)＝β_q………………………………………………………式１７ これにより、ｊが１のときのｑの値、ｊが２のときのｑ
の値、……ｊがＮのときのｑの値（これはＭになる）が
算出される。β_iは、メモリ２４内にテーブルの形式で
格納されている離散データであり、上式が完全に成り立
つβ_qは、通常は存在しない。このため、β_M・（ｊ／
Ｎ）の値を挾む近傍値β_k，β_k+1より、内挿演算によ
り、ｑの値が算出される。したがって、ｑの値は一般に
は整数ではなく、小数である。次に、ｑの値に相当する
時間ｘ_qが算出される。これは線形補間により求められ
る。そして、このｘ_qに相当するインタフェログラム信
号データが算出される。この場合、補間の方法は、実施
の形態１の場合と同様である。

【００５０】図９は、Ｍ＝２５０００のときのＢ_jのデ
ータであるが、このデータには、移動鏡９の機構的誤差
により周期的な変動とその他諸々の誤差によるノイズと
が伴われる。図１０は、図９のデータより求めたβ_iで
ある。この方法では、Ｎの大きさには上限がなく、Ｍよ
りも大きい値を設定しても構わない。ここでは、Ｎがフ
ーリエ変換後の最大測定波数ν_maxを決定しており、こ
のνmaxはレーザの波長をλとすれば、次の式１８で表
される。

【数１４】 ν_max＝(１／λ)・(Ｎ／β_M)……………………………………………式１８ また、最大測定波数ν_maxが、Ｎ点のフーリエ変換によ
って得られる値の１／Ｑでよい場合は、Ｎ点を（Ｑ−
１）個おきに選択してＱ個のグループ（インタフェログ
ラム）に分け、Ｑ個の各グループに属するＮ／Ｑ点のデ
ータをそれぞれフーリエ変換して、Ｑ個のパワースペク
トルを求め、その平均をとればパワースペクトルのＳ／
Ｎ比が√Ｑ倍に向上する。

【００５１】また、ここではローカル周波数を求めるの
に、正弦関数へのフィッテングを行っているが、局所的
時間内でフーリエ変換してその局所時間内でのローカル
周波数を算出してもよい。この場合、次の式１９で示さ
れるガボール変換、すなわち局所時間設定として窓関数
をガウス関数で定義したものが用いられる。

【数１５】 Ｇ(ｉ)＝１／(２√πα)・EXP(−ｉ²／(４α))……………………式１９ なお、式１９において、αは窓関数の窓幅を決定する０
以上の定数である。この式１９によって得られるＧ
（ｉ）と、図３で表されるデータ列ｙ(ｊ)とを用いて、
次の式２０で表される演算が行われ、Ｙ（ｊ,ｉ）が算
出される。

【数１６】 Ｙ(ｊ,ｉ)＝ｙ(ｊ)・Ｇ(ｊ−ｉ)…………………………………………式２０ このようにして得られたＹ(ｊ，ｉ)に対して、ｉを１か
ら順にＭまで変化させ、ｊ列に対してフーリエ変換を実
行する。それぞれのｉに対して、ひとつのパワースペク
トルが求められるが、その最大ピークが各ｉでのローカ
ルな主周期である。その主周期をＢ（ｉ）とすれば、そ
れはひとつのスペクトルになり、これは前記のＢ_iと同
じものである。

【００５２】また、レーザ干渉信号データ列の波形は正
弦余弦関数からさほど逸脱していないため、実施の形態
１で述べているようなピーク間差により、大まかにその
ローカル周期を求めておき、そのローカル周期だけが１
であとは０になる矩形窓関数を式１９の代わりに用いて
フーリエ変換を実行し、ローカル周期Ｂ（ｉ）を算出し
てもよい。また、レーザ干渉信号データ列の波形にノイ
ズが伴われる場合において、平均周期とローカル周期と
が上記方法では正確に予測できない変化がある場合は、
窓関数条件をデータ列ｙ（ｉ）のｉ近傍で最適になるよ
うに便宜変更する必要がある。なお、あらかじめｙ
（ｉ）に対してウェーブレット変換を実行しておき、時
間−周波数解析を行い、ローカル周期がどのように推移
するかを求めて、Ｂ（ｉ）を算出してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 フーリエ変換分光器の構成を示す模式図であ
る。

【図２】 図１に示すフーリエ変換分光器の電気系統の
構成を示すブロック図である。

【図３】 レーザ干渉信号データの変化特性を示すグラ
フである。

【図４】 レーザ干渉信号データの変化特性を示すグラ
フである。

【図５】 レーザ干渉信号データの変化特性を示すグラ
フである。

【図６】 レーザ干渉信号データの変化特性を示すグラ
フである。

【図７】 レーザ干渉信号データの変化特性を示すグラ
フである。

【図８】 ローカル周波数の時間に対する変化特性を示
すグラフである。

【図９】 ローカル周波数のデータ個数に対する変化特
性を示すグラフである。

【図１０】 積算ローカル周波数のデータ個数に対する
変化特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 赤外光源、２ 第１アパーチャ、３ 第１レンズ、
４ サンプル、５ 第１反射ミラー、６ 第２アパーチ
ャ、７ 第２レンズ、８ ビームスプリッタ、９ 移動
鏡、１０ 固定鏡、１１ 第３レンズ、１２ 第２反射
ミラー、１３光センサ、１４ 穴、１５ Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ光源、１６ 反射鏡、１７ 穴、１８ レーザ光セ
ンサ、２０ 第１増幅器、２１ 第２増幅器、２２ Ａ
／Ｄ変換器、２３ ＤＳＰ、２４ メモリ、２５ 共有
メモリ、２６ タイミング発生回路、２７ 上位コンピ
ュータ。

フロントページの続き (72)発明者 細谷 昌弘 大阪府寝屋川市下木田町14番５号 倉敷紡 績株式会社技術研究所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペクトルを測定すべき原光を２つの光
   束に分け、これらの２つの光束をそれぞれ、相互の光路
   差が経時的に変化する各別の光路を通過させた上で互い
   に干渉させつつ重ね合わせて干渉光を生じさせる一方、
   レーザ光を２つのレーザ光に分け、これらのレーザ光を
   それぞれ、上記光路差と同一の光路差を有する各別の光
   路を通過させた上で互いに干渉させつつ重ね合わせて干
   渉レーザ光を生じさせ、 上記干渉レーザ光の強度変化に基づいて上記光路差を測
   定する一方、該光路差測定値と上記干渉光の強度とに基
   づいてインタフェログラムをつくり、該インタフェログ
   ラムをフーリエ変換することにより上記原光のスペクト
   ルを得るようにしたフーリエ変換分光器のデータ処理方
   法であって、 干渉レーザ光強度をその変動周期の２分の１以下の時間
   間隔で複数回サンプリングし、これらをデジタル変換し
   て干渉レーザ光データとして蓄積する一方、該干渉レー
   ザ光データのサンプリングタイミングに対応するタイミ
   ングで干渉光強度を複数回サンプリングし、これらをデ
   ジタル変換してインタフェログラムデータとして蓄積
   し、 所定の限られた時間領域内における干渉レーザ光データ
   に基づいて、周期的に変動する干渉レーザ光強度が所定
   の位相状態になると推定されるタイミングを算出した上
   で、上記位相状態に対応する特定の光路差を求めるとと
   もに、上記インタフェログラムデータに基づいて上記タ
   イミングに対応するインタフェログラム値を求め、 上記特定の光路差と上記インタフェログラム値とに基づ
   いて、上記インタフェログラムをつくるようにしたこと
   を特徴とするフーリエ変換分光器のデータ処理方法。
2. 【請求項２】 上記の干渉レーザ光強度のサンプリング
   の時間間隔を、該干渉レーザ光強度をデジタル変換する
   Ａ／Ｄ変換器の動作特性と、光路差の変化速度とを調整
   することにより、干渉レーザ光強度の変動周期の２分の
   １以下にするようにしたことを特徴とする、請求項１記
   載のフーリエ変換分光器のデータ処理方法。
3. 【請求項３】 上記の干渉光強度のサンプリングを、干
   渉レーザ光強度のサンプリングと同期して行うようにし
   たことを特徴とする、請求項１記載のフーリエ変換分光
   器のデータ処理方法。
4. 【請求項４】 上記の所定の位相状態を、周期的に変動
   する干渉レーザ光強度が極大となる点及び極小となる点
   としたことを特徴とする、請求項１記載のフーリエ変換
   分光器のデータ処理方法。
5. 【請求項５】 干渉レーザ光強度が極大となるタイミン
   グ及び極小となるタイミングを、所定の限られた時間領
   域内における干渉レーザ光データの時系列的なコンボリ
   ュート演算で算出するようにしたことを特徴とする、請
   求項４記載のフーリエ変換分光器のデータ処理方法。
6. 【請求項６】 上記の所定の位相状態を、周期的に変動
   する干渉レーザ光強度の直流成分を除去した状態におけ
   るゼロクロス点としたことを特徴とする、請求項１記載
   のフーリエ変換分光器のデータ処理方法。
7. 【請求項７】 上記の直流成分の除去を、干渉レーザ光
   データの１次又は高次の微分により行うようにしたこと
   を特徴とする、請求項６記載のフーリエ変換分光器のデ
   ータ処理方法。
8. 【請求項８】 上記の所定の限られた時間領域内におけ
   る干渉レーザ光データにフィットする正弦関数又は余弦
   関数を最小２乗法により求め、該正弦関数又は余弦関数
   に基づいて干渉レーザ光強度が上記所定の位相状態にな
   ると推定されるタイミングを算出するようにしたことを
   特徴とする、請求項１記載のフーリエ変換分光器のデー
   タ処理方法。
9. 【請求項９】 上記の所定の限られた時間領域内におけ
   る干渉レーザ光データにフィットする近似多項式を求
   め、該多項式に基づいて干渉レーザ光強度が上記所定の
   位相状態になると推定されるタイミングを算出するよう
   にしたことを特徴とする、請求項１記載のフーリエ変換
   分光器のデータ処理方法。
10. 【請求項１０】 上記の所定の限られた時間領域内にお
    ける干渉レーザ光データを時間軸へウェーブレット変換
    することによって得られる周期関数に基づいて、干渉レ
    ーザ光強度が上記所定の位相状態になると推定されるタ
    イミングを算出するようにしたことを特徴とする、請求
    項１記載のフーリエ変換分光器のデータ処理方法。
11. 【請求項１１】 干渉レーザ光強度が上記所定の位相状
    態となると推定されるタイミングに対応するインタフェ
    ログラム値を、該タイミング付近でサンプリングされた
    インタフェログラムデータに補間演算を施して算出する
    ようにしたことを特徴とする、請求項１記載のフーリエ
    変換分光器のデータ処理方法。
12. 【請求項１２】 スペクトルを測定すべき原光を２つの
    光束に分け、これらの２つの光束をそれぞれ、相互の光
    路差が経時的に変化する各別の光路を通過させた上で互
    いに干渉させつつ重ね合わせて干渉光を生じさせる一
    方、レーザ光を２つのレーザ光に分け、これらのレーザ
    光をそれぞれ、上記光路差と同一の光路差を有する各別
    の光路を通過させた上で互いに干渉させつつ重ね合わせ
    て干渉レーザ光を生じさせ、上記干渉レーザ光の強度変
    化に基づいて上記光路差を測定する一方、該光路差測定
    値と上記干渉光の強度とに基づいてインタフェログラム
    をつくり、該インタフェログラムをフーリエ変換するこ
    とにより上記原光のスペクトルを得るようになっている
    フーリエ変換分光器のデータ処理装置であって、 干渉レーザ光強度をその変動周期の２分の１以下の時間
    間隔で複数回サンプリングし、これらをデジタル変換し
    て干渉レーザ光データとして蓄積する一方、該干渉レー
    ザ光データのサンプリングタイミングに対応するタイミ
    ングで干渉光強度を複数回サンプリングし、これらをデ
    ジタル変換してインタフェログラムデータとして蓄積す
    るデータ蓄積手段と、 所定の限られた時間領域内における干渉レーザ光データ
    に基づいて、周期的に変動する干渉レーザ光強度が所定
    の位相状態になると推定されるタイミングを算出した上
    で、上記位相状態に対応する特定の光路差を求めるとと
    もに、上記インタフェログラムデータに基づいて上記タ
    イミングに対応するインタフェログラム値を求めるデー
    タ処理手段と、 上記特定の光路差と上記インタフェログラム値とに基づ
    いて、上記のインタフェログラムをつくるインタフェロ
    グラム生成手段とが設けられていることを特徴とするフ
    ーリエ変換分光器のデータ処理装置。