(57)【要約】本発明にかかるフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法は、干渉計の２個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子における振幅の変動周期に基づく時間で、前記干渉計によって所定光のインターフェログラムが連続的に複数個測定され、これら複数のインターフェログラムに基づいて、スペクトルが求められる。このため、このようなフーリエ変換型分光計および該方法は、前記うねりを生じるような共振周波数に近い周波数の外部振動が加わった場合でも、より正確な測定結果を得ることができる。
2013179572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定光が入射され、前記所定光の入射位置から干渉位置までの間に２個の光路を形成する複数の光学素子を備え、前記複数の光学素子には、光軸方向に往復振動することによって前記２個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子が含まれる干渉計と、
前記光路差形成光学素子の振幅の変動周期を検出する第１検出部と、
前記第１検出部で検出した前記振幅の変動周期に基づく時間で、前記干渉計によって前記所定光のインターフェログラムを連続的に複数個測定するインターフェログラム測定部と、
前記インターフェログラム測定部で測定した複数のインターフェログラムに基づいて、フーリエ変換を用いてスペクトルを求めるスペクトル処理部とを備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光計。
【請求項２】
前記インターフェログラム測定部は、前記第１検出部で検出した前記振幅の変動周期の整数倍の時間で、前記干渉計によって前記所定光のインターフェログラムを連続的に複数個測定すること
を特徴とする請求項１に記載のフーリエ変換型分光計。
【請求項３】
前記第１検出部の検出結果に基づいて、前記光路差形成光学素子の振幅の変動の有無を判定する振幅変動判定部をさらに備え、
前記インターフェログラム測定部は、前記振幅変動判定部によって前記光路差形成光学素子の振幅の変動が有ると判定された場合にのみ、前記振幅変動周期の整数倍の時間で、前記干渉計によって前記所定光のインターフェログラムを連続的に複数個測定すること
を特徴とする請求項２に記載のフーリエ変換型分光計。
【請求項４】
前記第１検出部は、
前記光路差形成光学素子の振幅を求める振幅算出部と、
前記振幅算出部で求めた前記振幅を記憶する振幅記憶部と、
前記振幅記憶部に記憶された前記振幅から、前記振幅の変動周期を求める振幅変動周期算出部とを備えること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のフーリエ変換型分光計。
【請求項５】
前記所定光は、測定対象として入射される近赤外域および／または赤外域の光であること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のフーリエ変換型分光計。
【請求項６】
前記光路差形成光学素子は、
互いに対向して平行配置される第１および第２板バネから成る平行板バネ構造により構成された駆動部と、
前記第１および第２板バネの一方の主外面上に形成された反射面とを備え、
前記光路差は、前記駆動部の共振駆動により、前記反射面が光軸に沿って平行に移動することによって生じること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のフーリエ変換型分光計。
【請求項７】
所定光を、前記所定光の入射位置から干渉位置までの間に２個の光路を形成する複数の光学素子を備え、前記複数の光学素子には、光軸方向に移動することによって前記２個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子が含まれる干渉計に入射させる入射工程と、
前記光路差形成光学素子の振幅の変動周期を検出する振幅変動周期検出工程と、
前記振幅変動周期検出工程で検出した前記振幅の変動周期に基づく時間で、前記干渉計によって前記所定光のインターフェログラムを連続的に複数個測定するインターフェログラム測定工程と、
前記インターフェログラム測定工程で測定したインターフェログラムに基づいて、フーリエ変換を用いてスペクトルを求めるスペクトル処理工程とを備えること
を特徴とするフーリエ変換型分光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法に関し、特に、干渉計の光路差形成光学素子として、光軸方向に往復振動する移動鏡を用いたフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分光計は、測定対象の被測定光における各波長（各波数）の成分（光強度）を表すスペクトルを測定する装置である。この分光計の１つに、干渉計で被測定光の干渉光を測定し、この測定結果をフーリエ変換することによって被測定光のスペクトルを求めるフーリエ変換型分光計がある。【０００３】
このフーリエ変換型分光計では、前記干渉計の出力は、前記被測定光に含まれる複数の波長の光が前記干渉計によって一括で干渉された合成波形であり、インターフェログラムと呼ばれ、このインターフェログラムをフーリエ変換することによって、被測定光のスペクトルが求められる。このインターフェログラムは、所定の範囲で１または複数の急峻なピークを持つと共に残余の範囲では略ゼロレベルとなるプロファイルとなり、この１または複数の急峻なピークのうちの中央のピークは、センターバーストと呼ばれる。【０００４】
このようなフーリエ変換型分光計の前記干渉計は、所定光が入射され前記所定光の入射位置から干渉位置までの間に２個の光路を形成する複数の光学素子を備えて構成され、前記複数の光学素子には、光軸方向に移動することによって前記２個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子が含まれている。この光路差形成光学素子として、一定速度で走査範囲を光軸方向に沿って走査する移動鏡が挙げられる。しかしながら、このような移動鏡には、通常、移動鏡の駆動にガスベアリングやボイスコイルモータが用いられるために、干渉計が比較的大型化してしまう。このため、より小型化を図るために、例えば、特許文献１および特許文献２に開示の平行移動機構を利用した移動鏡が提案されている。【０００５】
この特許文献１および特許文献２に開示の平行移動機構の移動鏡は、互いに対向して配置される第１および第２板バネと、前記第１および第２板バネの間であってその両端部にそれぞれ配置され、第１および第２板バネのそれぞれに連結される第１および第２支持体と、前記第１板バネの一方端の表面上に設けられ、前記第１および第２板バネの一方を曲げ変形させることにより前記第１および第２支持体の一方を前記第１および第２板バネの対向方向に平行移動させる圧電素子とを備えて構成されており、前記第１板バネの他方端の表面上には、光を反射する鏡面領域が設けられている。このような構成の平行移動機構の移動鏡は、前記圧電素子が伸張すると、前記第１板バネが上に凸となるように変形し、この結果、鏡面領域が対向方向の下方に変位する一方、前記圧電素子が縮小すると、前記第１板バネが下に凸となるように変形し、この結果、鏡面領域が対向方向の上方に変位する。そして、この平行移動機構の移動鏡は、大きな変位量を得るために共振によって前記変位を繰り返している。【０００６】
ところで、前記特許文献１および特許文献２に開示の平行移動機構の移動鏡は、共振によって振動しているため、この平行移動機構の移動鏡の外部から振動が該平行移動機構の移動鏡に加わった場合、この外部振動の周波数が平行移動機構の移動鏡における共振周波数に近いと、平行移動機構の移動鏡における振幅にいわゆるうねりが生じてしまう。このため、平行移動機構の移動鏡における振幅が変化してしまう一方、共振駆動により一往復にかかる時間は変化しないため、移動鏡の移動速度が変化してしまうことになる。この結果、被測定光の干渉計による干渉光を受光処理する電気回路、特に増幅器の周波数特性の影響によってインターフェログラムの振幅が変調されてしまい、インターフェログラムのフーリエ変換によって得られるスペクトルの振幅も変わってしまう。すなわち、分光結果のスペクトル強度に誤差が生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−８０８５４号公報
【特許文献２】特開２０１２−４２２５７号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、前記うねりを生じるような共振周波数に近い周波数の外部振動が加わった場合でも、より正確な測定結果を得ることができるフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法を提供することである。
【０００９】
本発明にかかるフーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法は、干渉計の２個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子における振幅の変動周期に基づく時間で、前記干渉計によって所定光のインターフェログラムが連続的に複数個測定され、これら複数のインターフェログラムに基づいて、スペクトルが求められる。このため、このようなフーリエ変換型分光計および該方法は、前記うねりを生じるような共振周波数に近い周波数の外部振動が加わった場合でも、より正確な測定結果を得ることができる。
【００１０】
上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態におけるフーリエ変換型分光計の構成を示すブロック図である。
【図２】前記フーリエ変換型分光計における主に干渉計の構成を示す図である。
【図３】前記フーリエ変換分光計における受光処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】一例として、前記フーリエ変換型分光計におけるレーザ光の干渉波形を示す図である。
【図５】前記フーリエ変換型分光計の干渉計における移動鏡の構成を示す斜視図である。
【図６】前記フーリエ変換分光計における移動鏡の往復振動の様子を示す断面図である。
【図７】前記フーリエ変換型分光計において、一例として、実測した被測定光の干渉光の波形（インターフェログラム）を示す図である。
【図８】前記インターフェログラムと窓関数との関係を示す図である。
【図９】前記フーリエ変換型分光計における受光処理部の増幅部の周波数特性を示す図である。
【図１０】前記フーリエ変換型分光計において、受光処理部における増幅部の周波数特性とインターフェログラムに含まれる信号の周波数帯域との関係を示す模式図である。
【図１１】干渉計における移動鏡の各振幅とその振幅での各インターフェログラムに基づいて得られるスペクトルの強度比との関係を示す図である。
【図１２】移動鏡の振幅が５５００（ＡＤ変換のカウント値）である場合を中心に、その前後の振幅で測定したスペクトルを平均したスペクトルの強度比を示す図である。
【図１３】前記フーリエ変換型分光計において、移動鏡における振動周期の第１態様の算出方法を説明するための図である。
【図１４】前記フーリエ変換型分光計において、移動鏡における振動周期の第２態様の算出方法を説明するための図である。
【図１５】前記フーリエ変換型分光計において、サーキュラーバファーによる移動鏡の振幅の書き込みと読み込みとの様子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。
【００１３】
図１は、実施形態におけるフーリエ変換型分光計の構成を示すブロック図である。図２は、実施形態のフーリエ変換型分光計における主に干渉計の構成を示す図である。図３は、実施形態のフーリエ変換分光計における受光処理部２０の構成を示すブロック図である。図４は、一例として、実施形態のフーリエ変換型分光計におけるレーザ光の干渉波形を示す図である。図４の横軸は、光路差であり、その縦軸は、干渉波形の強度である。図５は、実施形態のフーリエ変換型分光計の干渉計における移動鏡の構成を示す斜視図である。図６は、実施形態のフーリエ変換分光計における移動鏡の往復振動の様子を示す断面図である。図６Ａは、矢符で示す図面下方に変位する場合の様子を示し、図６Ｂは、矢符で示す図面上方に変位する場合の様子を示す。そして、図６Ｃは、移動鏡１１５の一方端部における往復振動の様子を示す。
【００１４】
実施形態におけるフーリエ変換型分光計（以下、「ＦＴ型分光計」と略記する。）Ｄは、被測定光のスペクトルを測定する装置であって、前記被測定光を干渉計で測定し、この測定した被測定光の干渉光の波形（インターフェログラム）をフーリエ変換することによって被測定光のスペクトルを求める装置である。そして、本実施形態のＦＴ型分光計Ｄでは、ＳＮ比を改善し、良好な精度の結果を得るために、前記被測定光のスペクトルを求めるためにフーリエ変換される変換対象には、前記干渉計で生成された前記被測定光のインターフェログラムを複数積算することによって得られた積算インターフェログラムが用いられる。このようなＦＴ型分光計Ｄは、例えば、図１ないし図６に示すように、測定対象の物体である試料ＳＭに測定光を照射するための測定光光源部５０と、試料ＳＭで反射した測定光の反射光が被測定光として入射され、前記被測定光の干渉光を射出する干渉計１１と、干渉計１１で得られた被測定光の干渉光を受光して光電変換することによって被測定光の干渉光の波形に関する電気信号（被測定光の干渉光における光強度変化を表す電気信号）を出力する受光処理部２０と、前記受光処理部２０で測定データをサンプリングするサンプリングタイミングを生成するタイミング発生部３０と、制御演算部４１と、入力部４２と、出力部４３とを備えている。
【００１５】
測定光光源部５０は、測定光を所定のジオメトリで試料ＳＭへ照射する装置であり、例えば、測定光光源５１（図２参照）およびその周辺回路を備えて構成される。測定光光源５１は、測定光を放射してこの測定光を例えば４５：０度のジオメトリで試料ＳＭへ照射する装置である。測定光は、試料ＳＭにおけるその反射光のスペクトルを測定するために用いられ、予め設定された所定の波長帯で連続スペクトルを持つ光である。このような測定光光源５１には、本実施形態では、例えばハロゲンランプが用いられる。
【００１６】
本実施形態のＦＴ型分光計Ｄでは、測定光光源５１から照射された測定光は、図２に示すように、４５度の入射角で試料ＳＭの表面（測定面ＳＦ）に入射し、試料ＳＭで反射され、この反射された測定光の反射光は、０度の方向から測定される。すなわち、測定面の法線方向（０度）に反射した反射光の成分が被測定光として干渉計１１に入射される。このように本実施形態のＦＴ型分光計Ｄは、試料ＳＭで反射した測定光の反射光を被測定光とする反射型である。
【００１７】
なお、この例では、被測定光は、試料ＳＭで反射した測定光の反射光であるが、測定光を照射することによって試料ＳＭから再放射（例えば蛍光発光等）される光であってもよく、また、測定光が照射されることなく、試料ＳＭで自発光した光であってもよい。反射型のＦＴ型分光計Ｄは、反射光だけでなく、このような再放射の光や、自発光の光も測定可能である。また、ＦＴ型分光計Ｄは、試料を透過した測定光を測定する透過型であってもよく、被測定光は、試料を透過した測定光であってもよい。
【００１８】
干渉計１１は、被測定光が入射され、この入射された被測定光を２個の第１および第２被測定光に分岐し、これら分岐した第１および第２被測定光のそれぞれを、互いに異なる２個の経路である第１および第２光路のそれぞれに進行（伝播）させ、再び合流させるものであり、この分岐点（分岐位置）から合流点（合流位置、干渉位置）までの間に第１および第２光路間に光路差があると、前記合流の際に位相差が生じているため、前記合流によって光に濃淡を生じるものである。干渉計１１は、例えばマッハツェンダー干渉計等の種々のタイプの第１および第２光路を備える干渉計を利用することができるが、本実施形態では、図２に示すように、マイケルソン干渉計によって構成されている。
【００１９】
より具体的には、図２に示すように、干渉計１１は、複数の光学素子として半透鏡（ハーフミラー）１１２、固定鏡１１４、および、光反射面が光軸方向に移動する移動鏡１１５を備え、固定鏡１１４と移動鏡１１５とは、各鏡面の各法線が互いに直交するようにそれぞれ配置され、半透鏡１１２は、その法線が前記固定鏡１１４および移動鏡１１５における各法線の直交点を通り、これら各法線に対し４５度の角度で交差するように配置される。この干渉計１１において、干渉計１１に入射された被測定光は、半透鏡１１２で２個の第１および第２被測定光に分岐する。この分岐した一方の第１被測定光は、半透鏡１１２で反射されて固定鏡１１４に入射する。この第１被測定光は、固定鏡１１４で反射し、来た光路を逆に辿って再び半透鏡１１２に戻る。一方、この分岐した他方の第２被測定光は、半透鏡１１２を通過して移動鏡１１５に入射する。この第２被測定光は、移動鏡１１５で反射し、来た光路を逆に辿って再び半透鏡１１２に戻る。これら固定鏡１１４で反射された第１被測定光および移動鏡１１５で反射された第２被測定光は、半透鏡１１２で互いに合流して干渉する。このような構成のマイケルソン干渉計１１では、被測定光は、移動鏡１１５の鏡面における法線方向に沿って干渉計１１へ入射され、被測定光の干渉光は、固定鏡１１４の鏡面における法線方向に沿って干渉計１１から射出される。
【００２０】
そして、本実施形態では、干渉計１１は、被測定光を半透鏡１１２で２個の第１および第２被測定光に分岐する場合において、半透鏡１１２で反射した半透鏡１１２の反射側に配置される位相補償板１１３をさらに備えている。すなわち、本実施形態では、半透鏡１１２で反射した第１被測定光は、位相補償板１１３を介して固定鏡１１４へ入射され、固定鏡１１４で反射された第１被測定光は、位相補償板１１３を介して再び半透鏡１１２へ入射される。位相補償板１１３は、第１被測定光の半透鏡１１２の透過回数と第２被測定光の半透鏡１１２の透過回数の相違から生じる第１被測定光と第２被測定光との位相差を無くして前記位相差を補償するものである。
【００２１】
したがって、本実施形態では、第１被測定光は、このような被測定光の入射位置から、半透鏡１１２、位相補償板１１３、固定鏡１１４および位相補償板１１３をこの順に介して半透鏡１１２に再び至る第１光路を辿る。第２被測定光は、このような被測定光の入射位置から、半透鏡１１２および移動鏡１１５をこの順に介して半透鏡１１２に再び至る第２光路を辿る。ＦＴ型分光計Ｄの干渉計１１では、移動鏡１１５によって生じる光路差に起因する光の強弱が生じる。
【００２２】
また、本実施形態では、被測定光を平行光で半透鏡１１２へ入射させるために、試料面ＳＦと半透鏡１１２との間の適宜な位置に、入射光学系として例えばコリメータレンズ１１１が配置され、半透鏡１１２で第１および第２被測定光を合流して干渉させることによって生じた被測定光の干渉光を集光して第１受光部２１へ入射させるために、半透鏡１１２と第１受光部２１との間の適宜な位置に、射出光学系として例えば集光レンズ１１６がさらに配置されている。
【００２３】
ここで、干渉計１１の移動鏡１１５について、さらに説明する。本実施形態では、移動鏡１１５には、光路差形成光学素子の一例であり、共振振動を用いることによって２個の第１および第２光路間に光路差を生じさせる光学素子が用いられている。移動鏡１１５は、被測定光のインターフェログラムを複数生成するために、光軸方向に２回以上往復する。
【００２４】
このような移動鏡１１５には、例えば、前記特許文献１および特許文献２に開示の平行移動機構の移動鏡が利用可能である。より具体的には、この移動鏡１１５は、図５に示すように、互いに対向して平行配置される第１および第２板バネ１５１、１５２と、前記第１および第２板バネ１５１、１５２の間における一方端部に、前記第１および第２板バネ１５１、１５２に連結されて配置される第１支持体１５３と、前記第１および第２板バネ１５１、１５２の間における、前記第１支持体１５３から離間した他方端部に、前記第１および第２板バネ１５１、１５２に連結されて配置される第２支持体１５４と、第１板バネ１５１の他方端部における上面上に配置された圧電素子１５５と、第１板バネ１５１の一方端部における上面上に形成された鏡面領域１５６とを備えている。すなわち、圧電素子１５５は、第１板バネ１５１における第２支持体１５４の上方で、かつ、第２支持体１５４とは反対側の表面上に配置されている。鏡面領域１５６は、第１板バネ１５１における第１支持体１５３の上方で、かつ、第２支持体１５４とは反対側の表面（主外面）上に配置されている。圧電素子１５５は、圧電材料である例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電体１５５ａを一対の電極１５５ｂ、１５５ｃで狭持した構造である（図５参照）。鏡面領域１５６は、鏡を貼着したり、例えばアルミニウム等の金属の薄膜を形成したりすることによって形成される。移動鏡１１５は、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術によって製造される。
【００２５】
このような構造の移動鏡１１５では、図６Ａに示すように、圧電素子１５５が伸張すると、第１板バネ１５１が上に凸となるように変形し、この結果、鏡面領域１５６が、第１および第２板バネ１５１、１５２に関する対向方向の下方に変位する一方、圧電素子１５５が縮小すると、図６Ｂに示すように、第１板バネ１５１が、下に凸となるように変形し、この結果、鏡面領域１６が前記対向方向の上方に変位する。そして、この移動鏡１１５は、大きな変位量を得るために共振によって前記変位を繰り返し、光軸方向に沿って往復振動している。より具体的には、往復移動に歪みがない場合には、移動鏡１５は、変位量が０（ゼロ）となる原点位置Ｘ０（振動振幅の中心位置）と、その原点位置Ｘ０からの変位量が最大となる位置Ｘｍとの間で、時間経過とともに略正弦波状に変位し、固有振動数で一定の周期でかつ正確に振動する。
【００２６】
このように移動鏡１１５は、互いに対向して平行配置される第１および第２板バネ１５１、１５２から成る平行板バネ構造により構成された駆動部と、第１および第２板バネ１５１、１５２の一方の主外面上に形成された反射面となる鏡面１５６とを備える。光路差は、前記駆動部の上述の共振駆動により、前記反射面が光軸に沿って平行に移動することによって生じる。
【００２７】
図１に戻って、受光処理部２０は、例えば、図３に示すように、第１受光部２１と、増幅部２２と、ハイパスフィルタ（Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）２３と、ローパスフィルタ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）２４と、アナログ−ディジタル変換部（以下、「ＡＤ変換部」と呼称する。）２５とを備えている。
【００２８】
第１受光部２１は、干渉計１１で得られた被測定光の干渉光を受光して光電変換することによって、被測定光の干渉光における光強度に応じた電気信号を出力する回路である。本実施形態のＦＴ型分光計Ｄは、例えば、波長１２００ｎｍ以上の赤外域の光、より具体的には、波長１２００ｎｍ以上から２５００ｎｍ以下までの赤外域の光を測定対象とする仕様であるために、第１受光部２１は、このような赤外域の光を受光可能な例えばＩｎＧａＡｓフォトダイオードおよびその周辺回路を備えて構成される赤外線センサ等である。第１受光部２１は、受光結果を増幅部２２へ出力する。
【００２９】
増幅部２２は、第１受光部２１の出力（増幅結果）を予め設定された所定の増幅率で増幅する回路であり、例えばオペアンプなどの増幅器とその周辺回路を備えて構成される。増幅部２２は、その増幅結果をハイパスフィルタ２３へ出力する。
【００３０】
ハイパスフィルタ２３は、所定の遮断周波数以上の周波数の信号を通過させ、低域のノイズをカットするための回路であり、濾波結果をローパスフィルタ２４へ出力する。ローパスフィルタ２４は、所定の遮断周波数以下の周波数の信号を通過させ、高域のノイズをカットするための回路であり、濾波結果をＡＤ変換部２５へ出力する。これらハイパスフィルタ２３およびローパスフィルタ２４は、ノイズをカットするために、所望の周波数帯域のみを通過させるバンドパスフィルタを構成している。
【００３１】
ＡＤ変換部２５は、これら増幅部２２、ハイパスフィルタ２３およびローパスフィルタ２４を介して入力された第１受光部２１の出力をアナログ信号からディジタル信号へ変換（ＡＤ変換）する回路である。このＡＤ変換のタイミング（サンプリングタイミング）は、後述のゼロクロス検出部３７から入力されたゼロクロスタイミングで実行される。ＡＤ変換部２５は、その変換結果のディジタル信号を制御演算部４１へ出力する。
【００３２】
また、タイミング発生部３０は、例えば、位置測定用光源３１と、第２受光部３６と、ゼロクロス検出部３７とを備えている。そして、タイミング発生部３０は、この位置測定用光源３１から放射されたレーザ光の干渉光を干渉計１１で得るために、図２に示すように、コリメータレンズ３２と、光合波器３３と、光分波器３４と、集光レンズ３５とをさらに備えている。
【００３３】
位置測定用光源３１は、単色レーザ光を放射する光源装置であり、例えば波長６８０ｎｍの赤色レーザ光を発光する半導体レーザを備える。図２において、コリメータレンズ３２および光合波器３３は、位置測定用光源３１から放射されたレーザ光を平行光で干渉計１１へ入射させるための入射光学系である。光合波器３３は、例えばレーザ光を反射するとともに被測定光を透過するダイクロイックミラー等であり、その法線が移動鏡１１５の法線（光軸）に対し４５度で交差するように、コリメータレンズ１１１と半透鏡１１２との間に配置される。コリメータレンズ３２は、例えば両凸のレンズであり、このように配置された光合波器３３に対し４５度の入射角で位置測定用光源３１から放射されたレーザ光が入射されるように、適宜な位置に配置される。そして、光分波器３４および集光レンズ３５は、干渉計１１で生じた前記レーザ光の干渉光を干渉計１１から取り出すための射出光学系である。光分波器３４は、例えばレーザ光の干渉光を反射するとともに被測定光の干渉光を透過するダイクロイックミラー等であり、その法線が固定鏡１１４の法線（光軸）に対し４５度で交差するように、半透鏡１１２と集光レンズ１１６との間に配置される。集光レンズ３５は、例えば両凸のレンズであり、このように配置された光分波器３４において４５度の射出角で射出されるレーザ光の干渉光を集光して第２受光部３６へ入射させる。
【００３４】
このようにコリメータレンズ３２、光合波器３３、光分波器３４および集光レンズ３５の各光学素子が配置されると、位置測定用光源３１から放射された単色のレーザ光は、コリメータレンズ３２で平行光とされ、その光路が光合波器３３のダイクロイックミラー３３で約９０度曲げられて、干渉計１１の光軸（移動鏡１１５の鏡面における法線方向）に沿って進行するようになる。したがって、このレーザ光は、被測定光と同様に、干渉計１１内を進行し、干渉計１１でその干渉光を生じさせる。そして、このレーザ光の干渉光は、光分波器３４のダイクロイックミラー３４で約９０度曲げられて、干渉計１１から外部に取り出され、集光レンズ３５で集光されて第２受光部３６で受光される。
【００３５】
図１に戻って、第２受光部３６は、干渉計１１で得られたレーザ光の干渉光を受光して光電変換することによって、レーザ光の干渉光の光強度に応じた電気信号を出力する回路である。第２受光部３６は、例えばシリコンフォトダイオード（ＳＰＤ）およびその周辺回路を備えて構成される受光センサ等である。第２受光部３６は、レーザ光の干渉光の光強度に応じた電気信号をゼロクロス検出部３７へ出力する。
【００３６】
ゼロクロス検出部３７は、第２受光部３６から入力された、レーザ光の干渉光の光強度に応じた電気信号がゼロとなるタイミング（ゼロクロスタイミング）を検出する回路である。ゼロクロスタイミングは、前記電気信号が所定のゼロとなる時間軸上の位置である。干渉計１１の移動鏡１１５が光軸方向に移動している場合に、半透鏡１１２から固定鏡１１４を介して再び半透鏡に戻ったレーザ光の位相に対し、半透鏡１１２から移動鏡１１５を介して再び半透鏡に戻ったレーザ光の位相がずれるので、レーザ光の干渉光は、その移動量に応じて正弦波状に強弱する。そして、干渉計１１の移動鏡１１５がレーザ光の波長の１／２の長さだけ移動すると、半透鏡１１２から移動鏡１１５を介して再び半透鏡に戻ったレーザ光の位相は、この移動の前後において、２πずれる。このため、レーザ光の干渉光は、例えば、図４に示すように、移動鏡１１５の移動に従って正弦波状に強弱を繰り返すことになる。ゼロクロス検出部３７は、この正弦波状に強弱を繰り返す前記電気信号のゼロクロスを検出している。ゼロクロス検出部３７は、この検出したゼロクロスのタイミングをＡＤ変換部２３へ出力し、ＡＤ変換部２３は、このゼロクロスのタイミングで、第１受光部２１から入力された、被測定光の干渉光の光強度に応じた電気信号をサンプリングしてＡＤ変換する。
【００３７】
移動鏡動作検出部２００は、移動鏡１１５の振幅を求めるために移動鏡１１５の１回の走査を検出するべく、移動鏡１１５の動きを検出するセンサー装置である。図２に示す例では、移動鏡動作検出部２００は、検出センサーとしてフォトリフレクターを備えている。このフォトリフレクターは、移動鏡１１５の裏面に光を照射する発光素子と、移動鏡１１５の裏面で反射した光を受光する受光素子とを備え、移動鏡１１５の動きに従って変化する反射光の光量を検出することによって移動鏡１１５の動きを検出するものであり、このフォトリフレクターは、移動鏡１１５の動きに同期した信号を出力する。このため、フォトリフレクターの出力の１周期が移動鏡１１５の１往復に相当し、フォトリフレクターの出力から、移動鏡１１５の１回の走査が検出される。
【００３８】
図１に戻って、制御演算部４１は、被測定光のスペクトルを求めるべく、ＦＴ型分光計Ｄの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するものである。制御演算部４１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、このＣＰＵによって実行される種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性記憶素子、このＣＰＵのいわゆるワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性記憶素子およびその周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。なお、制御演算部４１は、ＡＤ変換部２３から出力されるデータ等を記憶するために、例えばハードディスク等の比較的大容量の記憶装置をさらに備えてもよい。そして、制御演算部４１には、プログラムを実行することによって、機能的に、サンプリングデータ記憶部４１１、センターバースト位置算出部４１２、積算インターフェログラム算出部４１３、スペクトル算出部４１４、移動鏡振幅記憶部４１５および振幅変動算出部４１６が構成される。
【００３９】
サンプリングデータ記憶部４１１は、ＡＤ変換部２３から出力された、被測定光の干渉光に関する測定データを記憶するものである。この測定データは、上述したように、被測定光の干渉光における光強度に応じた電気信号を、ゼロクロス検出部３７で検出したゼロクロスのタイミングで、ＡＤ変換部２３によってサンプリングすることによって得られる。
【００４０】
センターバースト位置算出部４１２は、サンプリングデータ記憶部４１１に記憶された測定データから、公知の常套手法によってセンターバーストの位置を求めるものである。
【００４１】
積算インターフェログラム算出部４１３は、被測定光を連続的に複数回測定することによって得られた複数のインターフェログラムを、センターバースト位置算出部４１２によって求められた各センターバースト位置で位置合わせを行いつつ、積算することによって積算インターフェログラムを求めるものである。
【００４２】
スペクトル算出部４１４は、積算インターフェログラム算出部４１３でインターフェログラムを複数積算することによって得られた積算インターフェログラムをフーリエ変換することによってスペクトルを求めるものである。
【００４３】
移動鏡振幅記憶部４１５および振幅変動算出部４１６については、後述する。
【００４４】
入力部４２は、例えば、試料ＳＭの測定開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば測定対象の試料ＳＭにおける識別子の入力やフーリエ変換の際に用いられる窓関数の選択入力等のスペクトルを測定する上で必要な各種データをＦＴ型分光計Ｄに入力する機器であり、例えば、キーボードやマウス等である。出力部４３は、入力部４２から入力されたコマンドやデータ、および、ＦＴ型分光計Ｄによって測定された被測定光のスペクトルを出力する機器であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイおよびプラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【００４５】
次に、本実施形態の動作について説明する。図７は、実施形態のフーリエ変換型分光計において、一例として、実測した被測定光の干渉光の波形（インターフェログラム）を示す図である。図７の横軸は、第１光路と第２光路との間の光路差ｘであり、その縦軸は、インターフェログラムの振幅Ｆｍ（ｘ）である。図８は、インターフェログラムと窓関数との関係を示す図である。図８の横軸は、第１光路と第２光路との間の光路差ｘであり、その縦軸は、振幅である。実線は、インターフェログラムであり、破線は、窓関数である。
【００４６】
このような構成のＦＴ型分光計Ｄでは、測定対象の試料ＳＭの測定を行う場合、まず、試料ＳＭがＦＴ型分光計Ｄにセットされ、測定が開始される。測定が開始されると、測定光光源５１は、測定光を放射し、試料ＳＭへ例えば４５度の入射角で測定光を照射する。そして、試料ＳＭで反射した測定光の反射光が被測定光として０度方向から測定され、干渉計１１に入射される。
【００４７】
この干渉計１１に入射された被測定光は、干渉計１１で被測定光の干渉光となって受光処理部２０の第１受光部２１で受光される。より具体的には、被測定光は、コリメータレンズ１１１で平行光とされ、光合波器３３を介して半透鏡１１２で反射および透過することで第１および第２被測定光に分岐される。半透鏡１１２で反射することによって分岐した第１被測定光は、位相補償板１１３を介して固定鏡１１４へ入射し、固定鏡１１４で反射し、来た光路を逆に辿って再び半透鏡１１２に戻る。一方、半透鏡１１２を通過することによって分岐した第２被測定光は、移動鏡１１５へ入射し、移動鏡１１５で反射し、来た光路を逆に辿って再び半透鏡１１２に戻る。これら固定鏡１１４で反射された第１被測定光および移動鏡１１５で反射された第２被測定光は、半透鏡１１２で互いに合流して干渉する。この被測定光の干渉光は、干渉計１１から第１受光部２１へ射出される。第１受光部２１は、この入射された被測定光の干渉光を光電変換し、前記被測定光の干渉光における光強度に応じた電気信号を増幅部２２へ出力する。増幅部２２は、所定の増幅率で前記被測定光の干渉光に応じた前記電気信号を増幅し、ＡＤ変換部２３へ出力する。
【００４８】
一方、ＦＴ型分光計Ｄは、位置測定用光源３１から放射された単色のレーザ光も取り込む。このレーザ光は、光合波器３３を介して干渉計１１に入射され、上述と同様に干渉計１１で干渉し、レーザ光の干渉光となって光分波器３４を介して第２受光部３６で受光される。第２受光部３６は、この入射されたレーザ光の干渉光を光電変換し、前記レーザ光の干渉光における光強度に応じた電気信号をゼロクロス検出部３７へ出力する。ゼロクロス検出部３７は、前記レーザ光の干渉光に応じた前記電気信号がゼロとなるタイミングをゼロクロスタイミングとして検出し、このゼロクロスタイミングをサンプリングタイミング（ＡＤ変換タイミング）としてＡＤ変換部２３へ出力する。
【００４９】
このような被測定光およびレーザ光がそれぞれ干渉計１１に取り込まれている間に、干渉計１１の移動鏡１１５は、共振振動によって制御演算部４１の制御に従って光軸方向に沿って移動されている。
【００５０】
ＡＤ変換部２３は、増幅部２２から出力された、前記被測定光の干渉光における光強度に応じた電気信号を、ゼロクロス検出部３７から入力されたゼロクロスタイミングでサンプリングしてアナログ信号からディジタル信号へＡＤ変換し、このＡＤ変換したディジタル信号の前記電気信号を制御演算部４１へ出力する。
【００５１】
このように動作することによって、被測定光のインターフェログラムにおける測定データがＡＤ変換部２３から制御演算部４１へ出力され、この測定データがサンプリングデータ記憶部４１１に記憶される。このように測定される被測定光のインターフェログラムの一例が図７に示されている。そして、ＳＮ比を改善し、良好な精度の結果を得るために、このような被測定光のインターフェログラムが移動鏡１１５の往復に合わせて連続的に複数回、同様に、測定され、これら各インターフェログラムの各測定データがサンプリングデータ記憶部４１１にそれぞれ記憶される。移動鏡１１５が１往復すると、１回の走査が終了し、往路および復路のそれぞれで１個ずつのインターフェログラムの測定データが得られる。つまり、１個のインターフェログラムは、一方端の最大振幅位置から振動中心（光路差０）を経て他方端の最大振幅位置までのデータである。
【００５２】
次に、センターバースト位置算出部４１２は、サンプリングデータ記憶部４１１に記憶された各インターフェログラムの各測定データのそれぞれについて、被測定光のインターフェログラムにおけるセンターバーストの位置を求める。
【００５３】
次に、積算インターフェログラム算出部４１３は、複数回測定することによって得られた、被測定光の複数のインターフェログラムを、往路および復路のそれぞれで、センターバースト位置算出部４１２によって求められた各センターバースト位置で位置合わせを行いつつ、積算することによって、被測定光に対する積算インターフェログラムを求める。
【００５４】
次に、スペクトル算出部４１４は、積算インターフェログラム算出部４１３によって求められた前記往路および復路のそれぞれでの積算インターフェログラムをフーリエ変換することによって、被測定光のスペクトルを求める。そして、スペクトル算出部４１４は、これら往路および復路のそれぞれに対して求めたスペクトルの平均を求めることによって、測定結果として出力部４３に出力される最終的な被測定光のスペクトルを求める。
【００５５】
このスペクトルの算出について、より具体的に説明すると、まず、ｍ回目の測定でのインターフェログラムＦｍ（ｘｉ）は、光路差をｘｉとし、波数をνｊとし、波数νｊのスペクトル振幅をＢ（νｊ）とし、光路差０の位置をＸ０とし、波数νｊの光路差０の位置における位相をφ（νｊ）とする場合に、式１で表される。なお、ｍは、ｍ番目の測定による測定結果であることを表す。
【００５６】
【数１】
2013179572.tif 000003
【００５７】
したがって、積算インターフェログラムＦ（ｘｉ）は、式２で表される。
【００５８】
【数２】
2013179572.tif 000004
【００５９】
このように積算インターフェログラムが積算インターフェログラム算出部４１３で求められると、スペクトル算出部４１４は、積算インターフェログラムを例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することによって被測定光のスペクトルを求める。
【００６０】
より具体的には、高速フーリエ変換する場合には、サイドローブの発生を低減するために、図８に示すように、光路差０（センターバーストの位置）を中心に左右対称な窓関数Ａｗｉｎｄｏｗ（ｘｉ）が掛け合わされてから（式３）、高速フーリエ変換が行われ、被測定光のスペクトルの振幅｜Ｂｗｉｎｄｏｗ（νｊ）｜が求められる（式４）。
【００６１】
【数３】
2013179572.tif 000005
【００６２】
【数４】
2013179572.tif 000006
【００６３】
上記窓関数Ａｗｉｎｄｏｗ（ｘｉ）は、適宜な種々の関数を挙げることができるが、例えば、式５−１ないし式５−３で表される関数である。式５−１は、Ｈａｎｎｉｎｇ  Ｗｉｎｄｏｗ（ハニング窓）関数と呼ばれ、式５−２は、Ｈａｍｍｉｎｇ  Ｗｉｎｄｏｗ（ハミング窓）関数と呼ばれ、式５−３は、Ｂｌａｃｋｍａｎ  Ｗｉｎｄｏｗ（ブラックマン窓）関数と呼ばれる。
【００６４】
【数５】
2013179572.tif 000007
【００６５】
上述のように、スペクトルが求められると、制御演算部４１は、この求めたスペクトルを出力部４３へ出力する。
【００６６】
ここで、このような被測定光のスペクトルの測定において、上述したように、移動鏡１１５の共振周波数に近い周波数の外部振動がＦＴ型分光計Ｄに加わると、いわゆるうねりが生じ、受光処理部２０の増幅部２２が周波数特性を持つために、スペクトルに誤差が生じる。
【００６７】
図９は、実施形態のフーリエ変換型分光計における受光処理部の増幅部の周波数特性を示す図である。図９Ａは、全体図であり、図９Ｂは、その一部拡大図である。図９Ａおよび図９Ｂの横軸は、ｋＨｚ単位で表す周波数であり、その縦軸は、増幅率（ゲイン）である。図１０は、受光処理部における増幅部の周波数特性とインターフェログラムに含まれる信号の周波数帯域との関係を示す模式図である。図１０の横軸は、周波数であり、その縦軸は、増幅率（ゲイン）である。図１１は、干渉計における移動鏡の各振幅とその振幅での各インターフェログラムに基づいて得られるスペクトルの強度比との関係を示す図である。図１２は、移動鏡の振幅が５５００（１回のインターフェログラムの測定（１回の走査）におけるサンプリング回数、以下同じ）である場合を中心に、その前後の振幅で測定したスペクトルを平均したスペクトルの強度比を示す図である。図１１および図１２の各横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その各縦軸は、移動鏡の振幅が５５００である場合のスペクトルに対する各振幅のスペクトル比（始動鏡の振幅が５５００である場合のスペクトルで各振幅でのスペクトルを規格化したもの）である。
【００６８】
より具体的には、増幅部２２は、図９に示すように、その増幅率が周波数０（ゼロ）から周波数の増加に従って徐々に低下し（図９Ｂ参照）、その後、より急激に低下する周波数特性を持っている。
【００６９】
その一方で、移動鏡１１５は、共振駆動されるため、駆動周波数は、一定である。よって、移動鏡１１５が共振駆動されている間では、移動鏡１１５が振動によって１往復にかかる時間は、振幅によらず一定である。このため、移動鏡１１５にうねりが生じ、振幅が変動すると、移動鏡１１５の速度が変わり、インターフェログラムに含まれる信号の周波数帯域が変動する。例えば、外部振動が無くうねりが生じていない場合に共振している移動鏡１１５の振幅を目標振幅とすると、図１０に示すように、外部振動によってうねりが生じて前記目標振幅より小さな振幅で共振している移動鏡１１５によって得られるインターフェログラムに含まれる信号の周波数帯域ＢＮｓは、移動鏡１１５の速度が遅くなるため、前記目標振幅で共振している移動鏡１１５によって得られるインターフェログラム（以下、「目標振幅のインターフェログラム」と略記する。）に含まれる信号の周波数帯域ＢＮ０より、低周波側に変動する。一方、外部振動によってうねりが生じて前記目標振幅より大きな振幅で共振している移動鏡１１５によって得られるインターフェログラムに含まれる信号の周波数帯域ＢＮｗは、移動鏡１１５の速度が速くなるため、前記目標振幅のインターフェログラムに含まれる信号の周波数帯域ＢＮ０より、高周波側に変動する。
【００７０】
このように周波数帯域ＢＮが変動すると、増幅部２２における増幅率の周波数特性により、図１０に示すように、前記目標振幅より小さな振幅で共振している移動鏡１１５によって得られるインターフェログラムに含まれる信号は、前記目標振幅のインターフェログラムに含まれる信号の増幅率より、大きな増幅率で増幅されることになる。一方、前記目標振幅より大きな振幅で共振している移動鏡１１５によって得られるインターフェログラムに含まれる信号は、前記目標振幅のインターフェログラムに含まれる信号の増幅率より、小さな増幅率で増幅されることになる。
【００７１】
このように、うねりによって移動鏡１１５の振幅が変動すると、インターフェログラムに含まれる信号を増幅部２２で増幅する際の増幅率が変動する。この結果、インターフェログラムのフーリエ変換によって求められるスペクトルの強度が変わってしまい、スペクトルに誤差が生じることになる。
【００７２】
なお、インターフェログラムに含まれる信号とは、インターフェログラムのフーリエ変換によって被測定光のスペクトルとして取り出される信号である。
【００７３】
そこで、前記目標振幅のインターフェログラムからフーリエ変換によって求められるスペクトル（以下、「基準スペクトル」と略記する。）を基準として、目標振幅の前後の大きさの振幅で共振している移動鏡１１５によって得られるインターフェログラムからフーリエ変換によって求められるスペクトルがシミュレート（数値実験）された。例えば、目標振幅がカウント値５５００である場合に、振幅がカウント値４０００、４５００、５０００、６０００、６５００、７０００である場合の各インターフェログラムからフーリエ変換によって各スペクトルが数値計算された。その比が図１１に示されている。なお、前記カウント値を長さに換算するためには、（カウント値）×（位置測定用光源３１の波長；６８０ｎｍ）／４）の式が用いられ、例えばカウント値５５００は、０．９３５ｍｍである。
【００７４】
図１１において、「４０００」の実線は、基準スペクトルＢ５５００（λ）に対する振幅４０００のスペクトルＢ４０００（λ）の比ｒ０（λ）であり、「４５００」の実線は、基準スペクトルＢ５５００（λ）に対する振幅４５００のスペクトルＢ４５００（λ）の比ｒ１（λ）であり、「５０００」の実線は、基準スペクトルＢ５５００（λ）に対する振幅５０００のスペクトルＢ５０００（λ）の比ｒ２（λ）であり、「５５００」の実線は、基準スペクトルＢ５５００（λ）に対する振幅５５００のスペクトルＢ５５００（λ）（すなわち基準スペクトル）の比ｒ３（λ）であり、「６０００」の実線は、基準スペクトルＢ５５００（λ）に対する振幅６０００のスペクトルＢ６０００（λ）の比ｒ４（λ）であり、「６５００」の実線は、基準スペクトルＢ５５００（λ）に対する振幅６５００のスペクトルＢ６５００（λ）の比ｒ５（λ）であり、そして、「７０００」の実線は、基準スペクトルＢ５５００（λ）に対する振幅７０００のスペクトルＢ７０００（λ）の比ｒ６（λ）である。これら各比ｒ０（λ）〜ｒ６（λ）の各式が以下に纏めて示されている。
【００７５】
【数６】
2013179572.tif 000008
【００７６】
図１１から分かるように、比ｒ０（λ）ないし比ｒ６（λ）は、比ｒ３（λ）を中心に略対称に上下に分かれている。すなわち、比ｒ０（λ）ないし比ｒ２（λ）は、比ｒ３（λ）より大きく、一方、比ｒ４（λ）ないし比ｒ６（λ）は、比ｒ３（λ）より小さい。
【００７７】
このことより、目標振幅を中心に前後の振幅でのスペクトルが平均され、この平均されたスペクトルと、基準スペクトルとの関係がシミュレートされ、その結果が図１２に示されている。
【００７８】
図１２において、「５０００」の実線は、基準スペクトルの平均＜ｒ０（λ）＞、すなわち、比ｒ３（λ）そのものであり、「５０００−６０００」の実線は、振幅５０００でのスペクトルと目標振幅５５００でのスペクトルと振幅６０００でのスペクトルとの平均＜ｒ１（λ）＞であり、「４５００−６５００」の実線は、振幅４５００でのスペクトルと振幅５０００でのスペクトルと目標振幅５５００のスペクトルと振幅６０００でのスペクトルと振幅６５００でのスペクトルとの平均＜ｒ２（λ）＞であり、そして、「４０００−７０００」の実線は、振幅４０００でのスペクトルと振幅４５００でのスペクトルと振幅５０００でのスペクトルと目標振幅５５００のスペクトルと振幅６０００でのスペクトルと振幅６５００でのスペクトルと振幅７０００でのスペクトルとの平均＜ｒ３（λ）＞である。
【００７９】
すなわち、平均＜ｒ０（λ）＞は、目標振幅でのスペクトル（基準スペクトル）と目標振幅を中心に前後の各０個の振幅での各スペクトルとの平均であり（言い換えれば、上記のように、比ｒ３（λ）そのもの）、平均＜ｒ１（λ）＞は、目標振幅でのスペクトル（基準スペクトル）と目標振幅を中心に前後の各１個の振幅での各スペクトルとの平均であり、平均＜ｒ２（λ）＞は、目標振幅でのスペクトル（基準スペクトル）と目標振幅を中心に前後の各２個の振幅での各スペクトルとの平均であり、そして、平均＜ｒ３（λ）＞は、目標振幅でのスペクトル（基準スペクトル）と目標振幅を中心に前後の各３個の振幅での各スペクトルとの平均である。これら各平均＜ｒ０（λ）＞〜＜ｒ３（λ）＞の各式が以下に纏めて示されている。
【００８０】
【数７】
2013179572.tif 000009
【００８１】
この図１２を見ると分かるように、目標振幅でのスペクトルに、移動鏡１１５の目標振幅を中心にその前後の振幅でのスペクトルを加算して平均することによって、この平均結果のスペクトルは、目標振幅でのスペクトルに近づき、スペクトル強度の再現性が向上している。
【００８２】
このため、上述の本実施形態のＦＴ型分光計Ｄでは、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間（総測定時間、総走査時間）は、移動鏡１１５の振幅変動周期の整数倍となるように、設定されている。すなわち、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間が移動鏡１１５の振幅変動周期の整数倍ではない場合には、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間の設定に応じて、積算インターフェログラムを求める際に、移動鏡１１５の振幅が大きな場合のインターフェログラムが積算インターフェログラムに多く含まれることになったり、逆に、移動鏡１１５の振幅が小さな場合のインターフェログラムが積算インターフェログラムに多く含まれることになったりする。つまり、インターフェログラムの測定時間がうねりの大きな時点で終わっている場合には、積算インターフェログラムを求める際に、相対的に小さな増幅率で増幅されるインターフェログラムを多く含んで積算されることになり、その積算インターフェログラムをフーリエ変換によって求めたスペクトルの強度は、真の値よりも小さな値になる。一方、インターフェログラムの測定時間がうねりの小さな時点で終わっている場合には、積算インターフェログラムを求める際に、相対的に大きな増幅率で増幅されるインターフェログラムを多く含んで積算されることになり、その積算インターフェログラムをフーリエ変換によって求めたスペクトルの強度は、真の値よりも大きな値になる。そこで、上述のように、インターフェログラムの測定時間が移動鏡１１５の振幅変動周期の整数倍に設定されると、積算インターフェログラムを求める際に、うねりの大きな時点で測定されたインターフェログラムとうねりの小さな時点で測定されたインターフェログラムとを略均等に含むことになるから、互いに打ち消すように働き、図１２で説明したように、この積算インターフェログラムは、外部振動等のノイズの影響を低減した、真の結果により近い積算インターフェログラムになっている。したがって、このような積算インターフェログラムをフーリエ変換によって求めたスペクトルの強度は、より真の値に近い値となり、その測定精度が向上し、その再現性が向上する。
【００８３】
より具体的には、制御演算部４１は、図１に示すように、移動鏡振幅記憶部４１５と、振幅変動算出部４１６とを備え、振幅変動算出部４１６は、振幅変動周期の整数倍の時間で、干渉計１１によって被測定光のインターフェログラムを連続的に複数個測定することによって得られた複数のインターフェログラムの測定データをサンプリングデータ記憶部４１１に記憶させる。
【００８４】
例えば、ユーザーによって設定される測定時間をＴｍｅａｓとし、移動鏡１１５の走査周期（＝共振駆動周波数の逆数）をＴｓｃａｎとすると、移動鏡１１５の振幅に変動がない場合には、デフォルトＲｅｐｅａｔＮｕｍ０として、（Ｔｍｅａｓ／Ｔｓｃａｎ）回数の往路および復路のそれぞれでインターフェログラムが測定されて、記憶され、これらインターフェログラムを積算インターフェログラム算出部４１３は、往路および復路のそれぞれで個別に積算する。測定時間は、所望の積算回数に応じて適宜に設定される。そして、移動鏡１１５の振幅に変動がある場合には、インターフェログラムの測定回数ＲｅｐｅａｔＮｕｍは、移動鏡１１５の振幅変動周期△Ｉの整数倍であって、前記デフォルトの回数以上に設定され、次式ＦＣによって表される。
ＲｅｐｅａｔＮｕｍ
＝ｒｏｕｎｄ（ｃｅｉｌ（ＲｅｐｅａｔＮｕｍ０／△Ｉ）×△Ｉ）      ・・・（ＦＣ）
ここで、ｒｏｕｎｄ（ｚ）は、ｚを四捨五入する関数であり、ｃｅｉｌ（ｚ）は、ｚをｚの直近の整数に切り上る関数である。
【００８５】
移動鏡振幅記憶部４１５は、連続的に実行される複数の走査（複数のインターフェログラムの測定）のそれぞれにおける移動鏡１１５の各振幅をそれぞれ記憶するものである。したがって、移動鏡振幅記憶部４１５は、１回の走査（移動鏡１１５の１往復、往路および復路でのインターフェログラムの測定）における移動鏡１１５の振幅を記憶する記憶領域を複数備えており、そして、本実施形態では、移動鏡振幅記憶部４１５は、例えば、図１５に示すように、各走査における移動鏡１１５の各振幅を先頭アドレスの記憶領域から最終アドレスの記憶領域へ順に記憶し、最終アドレスの記憶領域に振幅を記憶すると、先頭アドレスの記憶領域に戻って再び先頭アドレスの記憶領域から最終アドレスの記憶領域へ順に記憶するサーキュラーバッファ回路である。このため、サーキュラーバッファ回路の移動鏡振幅記憶部４１５には、最新の振幅のデータから、サーキュラーバッファ回路のサイズ（記憶領域の個数）まで遡った過去の振幅のデータが記憶される。
【００８６】
振幅変動算出部４１６は、１回の走査における移動鏡１１５の振幅を求め、この求めた移動鏡１１５の振幅を移動鏡振幅記憶部４１５に記憶させ、そして、移動鏡振幅記憶部４１５に記憶された移動鏡１１５の前記振幅から、移動鏡１１５の振幅に変動が有るか否かを判定し、この判定の結果、移動鏡１１５の振幅に変動がある判定された場合には、前記振幅の変動周期を求めるものである。このように振幅変動算出部４１６は、振幅算出部および振幅変動周期算出部の一例であり、さらに、移動鏡１１５の振幅の変動の有無を判定する振幅変動判定部としても機能し、この振幅変動周期判定部の一例でもある。
【００８７】
この１回の走査における移動鏡１１５の振幅を検出し、この検出した移動鏡１１５の振幅を移動鏡振幅記憶部４１５に記憶させる動作は、例えば、走査終了後に、走査ごとに実行される。また、前記判定の結果、移動鏡１１５の振幅に変動があると判定されない場合には、前記振幅の変動周期は、求められない。この場合には、振幅変動算出部４１６は、ユーザーが設定した測定時間で、干渉計１１によって被測定光のインターフェログラムを連続的に複数個測定することによって得られた複数のインターフェログラムの測定データをサンプリングデータ記憶部４１１に記憶させる。
【００８８】
より具体的には、移動鏡１１５の振幅の検出では、振幅変動算出部４１６は、移動鏡動作検出部２００によって検出された移動鏡１１５の１回の走査における往路および復路の期間（移動鏡１１５の１往復の期間）に、ＡＤ変換部２５から出力される測定データの個数（言い換えれば、ゼロクロス検出部３７から出力されるゼロクロスタイミングの個数）をカウント（計数）し、このカウント値を移動鏡振幅記憶部４１５に記憶する。上述したように、移動鏡１１５は、共振駆動されているので、振幅が変動しても１往復にかかる時間は、同じ（一定）である。したがって、振幅変動算出部４１６は、走査ごとに、１回の走査における往路開始から復路終了までの時間の間にＡＤ変換部２５から出力される測定データの個数（ゼロクロス検出部３７から出力されるゼロクロスタイミングの個数）をそれぞれカウント（計数）し、各カウント値をそれぞれ移動鏡振幅記憶部４１５に記憶する。そして、上述したように、サンプリングタイミングは、ゼロクロスタイミングであり、サンプリング間隔は、位置測定用光源３１のレーザ光の波長で決まるので、（カウント値）×（位置測定用光源３１の波長；６８０ｎｍ）／４）の前記式によって移動鏡１１５の振幅が実長で求められる。
【００８９】
また、移動鏡１１５の振幅変動の有無の判定では、より具体的には、移動鏡１１５の前記目標振幅をＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔとした場合に、振幅変動算出部４１６は、前記検出した移動鏡１１５の振幅が、前記目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを中心とした所定の範囲±△Ｎ内にあるか否かによって前記有無を判定する。前記検出した移動鏡１１５の振幅が、前記目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを中心とした所定の範囲±△Ｎ内にある場合には、移動鏡１１５の振幅に変動はないと判定され、一方、前記検出した移動鏡１１５の振幅が、前記目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを中心とした所定の範囲±△Ｎ内にない場合には、移動鏡１１５の振幅に変動があると判定される。言い換えれば、振幅変動算出部４１６は、前記検出した移動鏡１１５の振幅が、下限値の目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔ−△Ｎ以上、上限値の目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔ＋△Ｎ以下であるか否かによって前記有無を判定する。前記検出した移動鏡１１５の振幅が、前記下限値以上であって前記上限値以下である場合には、移動鏡１１５の振幅に変動はないと判定され、一方、前記検出した移動鏡１１５の振幅が、前記下限値未満である場合、および、前記上限値を越えている場合のいずれかである場合には、移動鏡１１５の振幅に変動があると判定される。
【００９０】
なお、前記△Ｎは、ＦＴ型分光計Ｄの仕様により決定されるスペクトルの許容誤差に応じて適宜に設定され、例えば、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔ＝５５００（カウント値）である場合には、△Ｎ＝１００に設定されてよい。
【００９１】
そして、移動鏡１１５の振幅変動周期の検出では、より具体的には、次の第１態様または第２態様の算出方法によって、振幅変動算出部４１６は、移動鏡振幅記憶部４１５に記憶された移動鏡１１５の前記振幅から、その振幅変動の周期（うねりの周期）を求める。
【００９２】
図１３は、移動鏡における振動周期の第１態様の算出方法を説明するための図である。図１４は、移動鏡における振動周期の第２態様の算出方法を説明するための図である。図１３および図１４の各横軸は、移動鏡の走査回数であり、その各縦軸は、移動鏡の振幅である。
【００９３】
まず、第１態様の算出方法について説明する。移動鏡１１５の前記目標振幅がＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔとされ、ｉ回目の走査（測定）における移動鏡１１５の振幅がＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（ｉ）とされ、移動鏡振幅記憶部４１５の前記記憶領域の個数がＩｍａｘとされる。振幅変動算出部４１６は、振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（ｉ）を最新のデータを示すｉ＝０から最も過去のデータを示すｉ＝Ｉｍａｘ−１まで、順に、移動鏡振幅記憶部４１５の記憶領域を検索し、振幅変動算出部４１６は、最初に、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔと交差する振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（ｉ）を見つけ出す。例えば、図１３に示すように、振幅変動算出部４１６は、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔより小さい振幅の状態から、前記検索によって、最初に、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを越える振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ１）を見つけ出す。振幅変動算出部４１６は、この最初に交差する位置をＩ０１とする。振幅変動算出部４１６は、さらに、順に移動鏡振幅記憶部４１５の記憶領域を検索し、振幅変動算出部４１６は、次に最初の交差の仕方（最初の交差態様）と同じ仕方（同じ交差態様）で目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔと交差する振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ２）を見つけ出す。すなわち、前記例では、振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ１）は、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔより小さい振幅の状態から、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを越える態様で交差したデータであったので、振幅変動算出部４１６は、次に、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔより小さい振幅の状態から、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを越える振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（ｉ）を振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ２）として見つけ出す。振幅変動算出部４１６は、この次に交差する位置をＩ０２とする。
【００９４】
この位置Ｉ０１は、振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ１−１）と振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ１）との間にあり、直線補間の次式８−１によって求められる。同様に、この位置Ｉ０２は、振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ２−１）と振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ２）との間にあり、直線補間の次式８−２によって求められる。
【００９５】
【数８】
2013179572.tif 000010
【００９６】
そして、振幅変動算出部４１６は、これら求めた位置Ｉ０１および位置Ｉ０２から、ａｂｓ（Ｉ０２−Ｉ０１）として移動鏡１１５の振幅変動周期△Ｉを求める。なお、ａｂｓ（ｘ）は、ｘの絶対値を求める絶対値関数である。
【００９７】
なお、上述の図１３に示す例では、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔより小さい振幅の状態から、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを越える振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（ｉ）が見つけられたが、逆に、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔより大きい振幅の状態から、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを下回る振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（ｉ）が見つけられてもよく、同様に、振幅変動周期が求められる。
【００９８】
次に、第２態様の算出方法について説明する。第１態様の算出方法は、振幅変動周期を直接的に求める算出方法であったが、第２態様の算出方法は、振幅変動周期の半分を求め、これを２倍することによって、振幅変動周期を求めるものである。このように算出することによって、移動鏡振幅記憶部４１５が同じ容量（移動鏡振幅記憶部４１５の前記記憶領域の個数が同じ）である場合に、第１態様の算出方法に較べて、第２態様の算出方法は、より長周期の振幅変動周期を検出することができる。すなわち、第２態様の算出方法は、第１態様の算出方法で算出可能な周期より２倍長い周期を持つ振幅変動周期を検出することができる。
【００９９】
この第２態様の算出方法では、振幅変動算出部４１６は、振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（ｉ）を最新のデータを示すｉ＝０から最も過去のデータを示すｉ＝Ｉｍａｘ−１まで、順に、移動鏡振幅記憶部４１５の記憶領域を検索し、振幅変動算出部４１６は、最初に、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔと交差する振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（ｉ）を見つけ出す。例えば、図１４Ａに示すように、振幅変動算出部４１６は、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔより小さい振幅の状態から、前記検索によって、最初に、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを越える振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ１）を見つけ出す。振幅変動算出部４１６は、この最初に交差する位置をＩ０１とする。振幅変動算出部４１６は、さらに、順に移動鏡振幅記憶部４１５の記憶領域を検索し、振幅変動算出部４１６は、次に最初の交差の仕方（最初の交差態様）とは逆の仕方（逆の交差態様）で目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔと交差する振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ２）を見つけ出す。すなわち、前記図１４Ａに示す例では、振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ１）は、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔより小さい振幅の状態から、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを越える態様で交差したデータであったので、振幅変動算出部４１６は、次に、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔより大きい振幅の状態から、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを下回る振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（ｉ）を振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ２）として見つけ出す。振幅変動算出部４１６は、この次に交差する位置をＩ０２とする。
【０１００】
また例えば、例えば、図１４Ｂに示すように、振幅変動算出部４１６は、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔより大きい振幅の状態から、前記検索によって、最初に、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを下回る振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ２）を見つけ出す。振幅変動算出部４１６は、この最初に交差する位置をＩ０２とする。振幅変動算出部４１６は、さらに、順に移動鏡振幅記憶部４１５の記憶領域を検索し、振幅変動算出部４１６は、次に最初の交差の仕方（最初の交差態様）とは逆の仕方（逆の交差態様）で目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔと交差する振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ１）を見つけ出す。すなわち、この図１４Ｂに示す例では、振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ２）は、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔより大きい振幅の状態から、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを下回る態様で交差したデータであったので、振幅変動算出部４１６は、次に、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔより小さい振幅の状態から、目標振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐＴａｒｇｅｔを越える振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（ｉ）を振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ１）として見つけ出す。振幅変動算出部４１６は、この次に交差する位置をＩ０１とする。
【０１０１】
この位置Ｉ０１は、振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ１−１）と振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ１）との間にあり、直線補間の次式９−１によって求められる。同様に、この位置Ｉ０２は、振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ２−１）と振幅ＭｉｒｒｏｒＡｍｐ（Ｉ２）との間にあり、直線補間の次式９−２によって求められる。
【０１０２】
【数９】
2013179572.tif 000011
【０１０３】
そして、振幅変動算出部４１６は、これら求めた位置Ｉ０１および位置Ｉ０２から、２×ａｂｓ（Ｉ０２−Ｉ０１）として移動鏡１１５の振幅変動周期△Ｉを求める。
【０１０４】
このような動作によって振幅変動算出部４１６は、移動鏡１１５の振幅変動周期を求めることができる。
【０１０５】
このように本実施形態のＦＴ型分光計Ｄおよびこれに実装されたＦＤ型分光方法では、上述のように、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間が移動鏡１１５の振幅の変動周期に基づく時間に設定されるので、移動鏡１１５の振幅の変動周期が考慮される。したがって、このようなＦＴ型分光計Ｄおよび該方法は、前記うねりを生じるような共振周波数に近い周波数の外部振動が加わった場合でも、より正確な測定結果を得ることができる。
【０１０６】
また、本実施形態のＦＴ型分光計Ｄおよび該方法では、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間が移動鏡１１５の振幅変動周期の整数倍の時間に設定されるので、インターフェロフラムを積算する場合に、移動鏡１１５の振幅が相対的に小さい場合に得られたインターフェログラムも、移動鏡１１５の振幅が相対的に大きい場合に得られたインターフェログラムも、略均等に、積算されたインターフェログラムに含まれる。したがって、このようなＦＴ型分光計Ｄおよび該方法は、真のインターフェログラムにより近いインターフェログラムを得ることができ、より正確な測定結果を得ることができる。
【０１０７】
また、本実施形態のＦＴ型分光計Ｄおよび該方法では、移動鏡１１５の振幅に変動がないと判定された場合には、通常の演算処理でスペクトルが求められ、移動鏡１１５の振幅に変動があると判定された場合にのみ、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間が前記振幅変動周期の整数倍の時間に設定される。したがって、このようなＦＴ型分光計Ｄおよび該方法は、外部振動の影響を除去する必要の無い場合に、通常の測定では必要とされない、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間を移動鏡１１５の振幅の変動周期に基づく時間に設定する等の外部振動の影響の除去処理を省略することができるから、全体として処理負荷の軽減や測定時間の短縮化を図ることができる。
【０１０８】
なお、本実施形態では、ゼロクロス検出部３７、移動鏡動作検出部２００、移動鏡振幅記憶部４１５および振幅変動算出部４１６は、光路差形成光学素子の振幅の変動周期を検出する第１検出部（振幅変動周期検出部）の一例に相当し、ゼロクロス検出部３７、移動鏡動作検出部２００および振幅変動算出部４１６は、光路差形成光学素子の振幅を求める振幅算出部の一例に相当し、移動鏡振幅記憶部４１５は、振幅算出部で求めた振幅を記憶する振幅記憶部の一例に相当し、振幅変動算出部４１６は、振幅記憶部に記憶された振幅から、振幅の変動周期を求める振幅変動周期算出部の一例に相当している。
【０１０９】
また、本実施形態では、受光処理部２０、タイミング発生部３０および制御演算部４１のサンプリングデータ記憶部４１１は、第１検出部（振幅変動周期検出部）で検出した振幅の変動周期に基づく時間で、干渉計１１によって所定光のインターフェログラムを連続的に複数個測定するインターフェログラム測定部の一例に相当し、センターバースト位置算出部４１２、積算インターフェログラム算出部４１３およびスペクトル算出部４１４は、前記インターフェログラム測定部で測定した複数のインターフェログラムに基づいて、フーリエ変換を用いてスペクトルを求めるスペクトル処理部の一例に相当している。
【０１１０】
なお、本実施形態では、波長１２００ｎｍ〜２５００ｎｍを測定するＦＴ型分光計Ｄであるが、ＦＴ型分光計Ｄは、近赤外域の光を測定する装置であってもよく、また、ＦＴ型分光計Ｄは、赤外域の光を測定する装置であってもよく、また、ＦＴ型分光計Ｄは、近赤外域から赤外域までの光を測定する装置であってもよい。
【０１１１】
本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
【０１１２】
一態様にかかるフーリエ変換型分光計は、所定光が入射され、前記所定光の入射位置から干渉位置までの間に２個の光路を形成する複数の光学素子を備え、前記複数の光学素子には、光軸方向に往復振動することによって前記２個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子が含まれる干渉計と、前記光路差形成光学素子の振幅の変動周期を検出する第１検出部（例えば振幅変動周期検出部）と、前記第１検出部で検出した前記振幅の変動周期に基づく時間で、前記干渉計によって前記所定光のインターフェログラムを連続的に複数個測定するインターフェログラム測定部と、前記インターフェログラム測定部で測定した複数のインターフェログラムに基づいて、フーリエ変換を用いてスペクトルを求めるスペクトル処理部とを備える。
【０１１３】
このようなフーリエ変換型分光計では、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間が光路差形成光学素子の振幅の変動周期に基づく時間に設定されるので、光路差形成光学素子の振幅の変動周期が考慮される。したがって、このようなフーリエ変換型分光計は、前記うねりを生じるような共振周波数に近い周波数の外部振動が加わった場合でも、より正確な測定結果を得ることができる。
【０１１４】
また、他の一態様では、上述のフーリエ変換型分光計において、前記インターフェログラム測定部は、前記第１検出部で検出した前記振幅の変動周期の整数倍の時間で、前記干渉計によって前記所定光のインターフェログラムを連続的に複数個測定する。
【０１１５】
このようなフーリエ変換型分光計では、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間が前記第１検出部で検出した前記振幅の変動周期に対する整数倍の時間に設定されるので、インターフェロフラムを積算する場合に、光路差形成光学素子の振幅が相対的に小さい場合に得られたインターフェログラムも、光路差形成光学素子の振幅が相対的に大きい場合に得られたインターフェログラムも、略均等に、積算されたインターフェログラムに含まれる。したがって、このようなフーリエ変換型分光計は、真のインターフェログラムにより近いインターフェログラムを得ることができ、より正確な測定結果を得ることができる。
【０１１６】
また、他の一態様では、これら上述のフーリエ変換型分光計において、前記第１検出部の検出結果に基づいて、前記光路差形成光学素子の振幅の変動の有無を判定する振幅変動判定部をさらに備え、前記インターフェログラム測定部は、前記振幅変動判定部によって前記光路差形成光学素子の振幅の変動が有ると判定された場合にのみ、前記振幅変動周期の整数倍の時間で、前記干渉計によって前記所定光のインターフェログラムを連続的に複数個測定する。
【０１１７】
このようなフーリエ変換型分光計では、光路差形成光学素子の振幅に変動がないと判定された場合には、通常の演算処理でスペクトルが求められ、光路差形成光学素子の振幅に変動があると判定された場合にのみ、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間が前記第１検出部で検出した前記振幅の変動周期の整数倍の時間に設定される。したがって、このようなフーリエ変換分光計は、外部振動の影響を除去する必要の無い場合に、通常の測定では必要とされない、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間を光路差形成光学素子の振幅の変動周期に基づく時間に設定する等の外部振動の影響の除去処理を省略することができるから、全体として処理負荷の軽減や測定時間の短縮化を図ることができる。
【０１１８】
また、他の一態様では、これら上述のフーリエ変換型分光計において、前記第１検出部は、前記光路差形成光学素子の振幅を求める振幅算出部と、前記振幅算出部で求めた前記振幅を記憶する振幅記憶部と、前記振幅記憶部に記憶された前記振幅から、前記振幅の変動周期を求める振幅変動周期算出部とを備える。
【０１１９】
この構成によれば、第１検出部が振幅算出部、振幅記憶部および振幅変動周期算出部で構成されたフーリエ変換型分光計が提供される。
【０１２０】
また、他の一態様では、これら上述のフーリエ変換型分光計において、前記所定光は、測定対象として入射される近赤外域および／または赤外域の光である。
【０１２１】
この構成によれば、近赤外域の光、赤外域の光および近赤外域から赤外域までの光のうちのいずれかの光を測定可能なフーリエ変換型分光計が提供される。
【０１２２】
ここで、近赤外域は、波長７００ｎｍ〜２５００ｎｍであり、赤外域は、波長２５００ｎｍ〜４０００ｎｍである。また、Ａおよび／またはＢは、ＡおよびＢのうちの少なくとも一方を意味する。
【０１２３】
また、他の一態様では、これら上述のフーリエ変換型分光計において、前記光路差形成光学素子は、互いに対向して平行配置される第１および第２板バネから成る平行板バネ構造により構成された駆動部と、前記第１および第２板バネの一方の主外面上に形成された反射面とを備え、前記光路差は、前記駆動部の共振駆動により、前記反射面が光軸に沿って平行に移動することによって生じる。
【０１２４】
これによれば、平行板バネ構造の駆動部を備えたフーリエ変換型分光計が提供される。
【０１２５】
そして、他の一態様にかかるフーリエ変換型分光方法は、所定光を、前記所定光の入射位置から干渉位置までの間に２個の光路を形成する複数の光学素子を備え、前記複数の光学素子には、光軸方向に移動することによって前記２個の光路間に光路差を生じさせる光路差形成光学素子が含まれる干渉計に入射させる入射工程と、前記光路差形成光学素子の振幅の変動周期を検出する振幅変動周期検出工程と、前記振幅変動周期検出工程で検出した前記振幅の変動周期に基づく時間で、前記干渉計によって前記所定光のインターフェログラムを連続的に複数個測定するインターフェログラム測定工程と、前記インターフェログラム測定工程で測定したインターフェログラムに基づいて、フーリエ変換を用いてスペクトルを求めるスペクトル処理工程とを備える。
【０１２６】
このようなフーリエ変換型分光方法では、連続的に複数個測定されるインターフェログラムの測定時間が光路差形成光学素子の振幅の変動周期に基づく時間で設定されるので、光路差形成光学素子の振幅の変動周期が考慮される。したがって、このようなフーリエ変換型分光方法は、前記うねりを生じるような共振周波数に近い周波数の外部振動が加わった場合でも、より正確な測定結果を得ることができる。
【０１２７】
この出願は、２０１２年５月２９日に出願された日本国特許出願特願２０１２−１２２２２４を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
【０１２８】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明によれば、フーリエ変換型分光計およびフーリエ変換型分光方法を提供することができる。
【図１】
2013179572.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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