JPS61213650A - 光学的測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 この発明は、光を利用して被測定対象の性状を測定する
光学的測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 被測定対象からの放射エネルギーを受光し濃度信号に変
換する検出器は、温度特性をもっており、通常、周囲温
度を検出し、検出器出力の温度補償を行っている。

［この発明が解決しようとする問題点］しかしながら、
種々の測定波長について測定を行う場合、検出器の分光
感度の温度特性は、波長に依存し、単なる温度補償では
不十分であった。

また、基準光を測定して補償する方法もあるが、基準光
の安定性に不安があり、基準光測定のための機構部が必
要で、基準光測定中は、実際の測定ができない等の問題
点があった。

この発明の目的は、以上の点に鑑み、測定波長を異にし
ても、分光感度の一度特性の補償を行うことにより、常
に正しい測定を可能とした光学的測定装置を捉供するこ
とである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、被測定対象からの放射エネルギーを検出す
る検出器と、あらかじめ測定波長毎の分光感度の温度に
対する関数を記憶するメモリと、検出器の温度を検出す
る温度センサと、この温度センサの検出温度およびメモ
リに記憶された関数に基き検出器の出力信号の補正を行
う演算手段とを備えるようにした光学的測定装置に関す
るものである。

［実施例］ 第１図は、この発明に係る検出器の温度と分光感度との
関係図の一例である。

この図は、分光感ｒｘＡλ（Ｔ）を、基準の検出器の温
度ＴＯにおける分光感ｆｌｉＡλ（Ｔｏ）で割って正規
化しであるが、検出器の濃度Ｔに対する分光感度Ａλ（
Ｔ）の関数形は、はぼ直線的で、その傾きは、測定波長
λ１、λ２、λ３、・・・毎に異なる。つまり、波長λ
における温度係数をαλとして次の一次式が成り立つ。

Ａλ（ｔ）−Ａλ（ＴＯ）＋α＜１　（Ｔ−Ｔｏ　）・
−＜　　ｉ　　＞ Ａλ（Ｔｏ）で両辺を割って正規化すると、Ａλ（Ｔ）
／Ａλ（Ｔｏ） ＝１＋αλ（Ｔ−Ｔｏ　）／Ａλ（Ｔｏ）＝１＋βλ（
Ｔ−Ｔｏ　）　　　　・・・（２）となる。ここで、β
λ−αλ／Ａλ（Ｔｏ　）とした。　　（２）式を変形
すると次式となる。

Ａλ（ＴＯ） −Ａλ（Ｔ）／（１＋βλ（Ｔ−ＴＯ））・・・（３） つまり、検出器の出力Ａλ（Ｔ）　、温度Ｔ１測定波長
λに対する第１図の分光感度の変化率の傾きに相当する
βλから、（３）式の演算を行うことにより、常に基準
温度下０での補正を行った正しい測定が可能となる。

ところで、上述の説明では、分光感ｍＡλ（Ｔ）を温度
下の１次式で近似したが、−次式でなく任意の関数とな
る場合は一般的に次式となる。

Ａλ（Ｔ）−Ａλ（Ｔｏ　）ずλ（Ｔ）・・・（４）こ
れより、 Ａλ　（Ｔｏ　　）−Ａλ　（Ｔ）／ｌ　　λ　（Ｔ）
・・・　（５） が得られる。ここでｆλ（Ｔ）は、波長毎の分光感度Ａ
λ（丁）の温度下に対する関数で、（３）式では、ｆλ
（Ｔ）−１＋β、ａ（Ｔ−Ｔｏ）である。

つまり、あらかじめ関数形ｆλ（Ｔ）を波長毎に求めて
おき、検出器の温度Ｔからｔλ（Ｔ）を演篩し、検出器
の出力Ａλ（Ｔ）との比をとることにより基準温度ＴＯ
での補正を行った正しい測定が可能となる。

第２図は、この発明の一実施例を示す構成説明図である
。

図において、１は、被測定対象で、この被測定対象１か
らの放射エネルギー光は、集光レンズ２で集光され、ス
リット３で絞られ、レンズ４により平行光線とされ、プ
リズム、回折格子等の分光手段５で分光され、レンズ６
により検出器としてのＣＯＤ等のイメージセンサ７の各
素子に異った波長の光として入射する。そして、あらか
じめこのイメージセンサ７の各素子の測定波長毎の分光
感度の変化率の傾きβλまたは関数ｆλ（Ｔ）をメモリ
９に記憶させておき、測定時、イメージセンサ７の温度
Ｔを温度センサ８で検出し、メモリ９の各素子毎の傾き
βλまたは関数ｆλ（Ｔ）と温度センサ８の温度信号下
に基き、イメージセンサ７の各素子の出力について演算
手段１０により（３）式または（５）式のような演算を
行い、補正を行う。このことにより、測定波長が異って
も十分な温度補償が可能で、常に正しい測定が可能とな
る。

第３図は、第２図の演算手段１０の詳細を示し、第３図
の分光感度Ａλ（Ｔ）　、Ａλ（Ｔｏ）は、その波長に
ついての出力信号■λ（Ｔ）、Ｖλ（ＴＯ）とし、（３
）式に相当する演算の仕方を示した。

イメージセンサ７の各素子に入射した異った測定波長に
ついての出力Ｖλ（Ｔ）は、パルス発生器１１の駆動パ
ルスによって順次出力される。このパルス発生器１１の
イメージセンサ７を駆動するパルスをカウンタ１２はカ
ウントし、ＲＯＭのようなメモリ９を駆動し、あらかじ
め記憶されていた補正のためのイメージセンサ７の各素
子についての測定波長毎の分光感度の変化率の傾きβλ
を読み出す。掛算器１３は、イメージセンサ７の温度Ｔ
を温度センサ８で検出し、基準部ａＴｏとの差信号（Ｔ
−Ｔｏ　）とメモリ９の補正値βλとを掛算してβλ（
Ｔ−Ｔｏ　）を計算し、加痒器１４で１を加算して１＋
βλ（Ｔ−Ｔｏ）とし、割算器１５でイメージセンサ７
の出力との比をとりＶλ（Ｔｏ　＞ 一■λ（Ｔ）／（１＋βλ（Ｔ−Ｔｏ　））を得る。な
お、演算手段１０は、アナログ回路、マイクロコンピュ
ータのようなデジタル回路等のいずれで構成してもよい
。

第４図は、他の実施例を示し、光源１６のの光が被測定
対象１に投光され、被測定対象１からの光は複数のフィ
ルタを１７ａ、１７ｂ、・・・を有する回転セクタ１７
の各フィルタ′を通過し、検出器１９に入射する。この
検出器１９に入射する測定波長は、同期検出器１８によ
り検出され、あらかじめメモリ９に記憶されていた測定
波長に対応した分光感度の傾きβλ、または関数ｆλ（
Ｔ）が読み出され、検出器１９の温度Ｔを検出するｍ＊
センサ８の出力とともに演算手段１０に供給され、前記
（３）式または（５）式のような演算がなされ、補償が
行われる。

［発明の効果］ 以上述べたように、この発明は、検出器の分光感度の温
度補償を行うようにしているので、常に正しい測定を実
時間で可能としている。また、温度補償のための関数を
１次式で近似すれば、演算は、いっそう容易なものとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、温度と分光感度の関′係図、第２図、第３図
、第４図は、この発明の一実施例を示す構成説明図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被測定対象からの放射エネルギーを検出する検出器
   と、あらかじめ検出器の測定波長毎の分光感度の温度に
   対する関数を記憶するメモリと、前記検出器の湿度を検
   出する温度センサと、この温度センサの検出温度および
   前記メモリに記憶された測定波長毎の分光感度の温度に
   対する関数に基き前記検出器の出力信号の補正を行う演
   算手段とを備えたことを特徴とする光学的測定装置。 ２、前記検出器として、イメージセンサを用い、このイ
   メージセンサの各素子に分光手段により異った波長の光
   を入射させるようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光学的測定装置。 ３、前記関数として、変化率の傾きを用いたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の光学的
   測定装置。