(57)【要約】【課題】従来の回路構成を保ったまま、可動ミラー移動距離の変化に対応できる方法で、最大値を発見してインタフェログラムを取り出すことが可能なフーリエ変換型赤外線分光計を実現する。【解決手段】Ａ／Ｄ変換器からのインタフェログラム信号を前記コンピュータに取り込むに際しては、Ａ／Ｄ変換して得られたデジタル信号のうち最大値カウンタの値がインタフェログラムのデータ数の１／２を超え、かつデータカウンタの値が前記最大値カウンタの値とインタフェログラムのデータ数の１／２およびマージンの値の和より大きくなったときに次の折り返し信号がくるまでＡ／Ｄ変換信号の取り込みを中止するようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉光を出射する干渉計と、
この干渉光がサンプルを透過した光を入射して電気信号を出力するフォトダイオードと、このフォトダイオードからの電気信号を予め定めたタイミングで順次デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
このＡ／Ｄ変換器からの信号をインタフェログラム信号として取り込むとともに、前記干渉計の可動ミラーの往復のタイミングに基づいてこの信号を演算処理するコンピュータとを備え、前記サンプルの分光特性をスペクトルによって解析するフーリエ変換型赤外線分光計において、
前記Ａ／Ｄ変換器からのインタフェログラム信号を前記コンピュータに取り込むに際しては、Ａ／Ｄ変換して得られたデジタル信号のうち最大値カウンタの値がインタフェログラムのデータ数の１／２を超え、かつデータカウンタの値が前記最大値カウンタの値とインタフェログラムのデータ数の１／２およびマージンの値の和より大きくなったときに次の折り返し信号がくるまでＡ／Ｄ変換信号の取り込みを中止するようにしたことを特徴とするフーリエ変換型赤外線分光計。
【請求項２】
前記コンピュータは、Ａ／Ｄ変換信号の取り込みを中止した後次の折り返し信号がくるまで他の作業を行うことを特徴とする請求項１記載のフーリエ変換型赤外線分光計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分光分析システムに関し、より詳細には、干渉計から得られるインターフェログラム信号を計算機で演算処理し、スペクトル解析によってサンプルの分光特性を求めるフーリエ変換型赤外線分光計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
分光分析は、サンプルに光を照射し、光の吸収量と光の掃引波長とから成分及びその濃度を測定する方法である。
このようなフーリエ変換型赤外線分光計に関する先行技術文献として次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献】
特開平７−２８６９０２号公報
【特許文献】
特開平９−２９２２８２号公報
【０００４】
図２は、従来および本発明に使用するフーリエ変換型赤外線分光計のブロック図である。図において、干渉計１から出射した干渉光は分岐ユニット２で分光され、一方は第１フォトダイオード（以下ＰＤという）３ａで電気信号に変換され、第１Ａ／Ｄ変換器４ａでデジタル信号に変換されて参照信号としてＣＰＵ５に取り込まれる。
【０００５】
分光した他方の干渉光は、セル６内のサンプルを透過して第２ＰＤ３ｂで電気信号に変換され、第２Ａ／Ｄ変換器４ｂでデジタル信号に変換されて測定信号としてＣＰＵ５に取り込まれる。
【０００６】
位置監視手段７は干渉計を構成する可動ミラー１ａの往復運動の折り返し時毎にミラー折り返し信号をＣＰＵ５に送信する。
また、第１，第２Ａ／Ｄ変換器４ａ，４ｂは可動ミラー１ａが一定距離（例えば３×１０−１０ｍ程度）を移動する毎に割り込み信号を発生してその信号をＣＰＵ５に送信する。
【０００７】
第１，第２Ａ／Ｄ変換器４ａ，４ｂからの割り込み信号は可動ミラー１ａが５ｍｍより僅かに狭い範囲を動く間に所定の回数（例えば１７，０００回）出力する。即ち、ＣＰＵ５内のメモリ１０は可動ミラー１ａが５ｍｍより僅かに狭い範囲を動く間の干渉縞（インターフェログラム）信号を１７，０００分割したデジタルデータとして記憶する。
【０００８】
即ち、ＣＰＵ５はデータカウンタ機能を有しており、１７，０００個に分割されるデジタル信号を順次データカウンタ１１でカウントし、データバッファ１２は分割されたそれぞれのデジタル値を蓄積する。最大値カウンタ１３はデジタル信号の最大値を記憶する。インターフェログラムバッファ１４はデータバッファ１２に蓄積されたデジタル値を可動ミラー１ａからの割り込み信号ごとに受け取る。
【０００９】
なお、第１，第２Ａ／Ｄ変換器４ａ，４ｂの前段には校正信号発生器８ａ，８ｂが配置されており、可動ミラー１ａの折り返し位置のデータ不採取時（５ｍｍより僅かに狭い範囲から折り返すまでの間）にＰＤからの信号と切り替えられてＡＤ変換器４ａ，４ｂの校正を行うものである。
【００１０】
インターフェログラムは、図３に示すように原理上折り返しと折り返しの間の中心点で著しく大きい最大値となる（実際にはミラー移動の中心から多少ずれるが、その場合は最大値が存在する場所を中心とみなしてインターフェログラムを取り出す）。
【００１１】
上述のようにミラーの折り返し点付近（図３のａで示す部分）の信号はインターフェログラムのデータとしては使用（カウント）しない。ＣＰＵ５はこのａで示す部分の時間はＡ／Ｄ変換器の接続元をＰＤから較正信号発生器８に切り替えてＡ／Ｄ変換器のゲイン較正を行ったりメモリ１０からインタフェログラムを取り出しスペクトルの生成を行う。
【００１２】
これらの処理は、他にＣＰＵを設けて、そこで並列処理で行うこともでき、または、光信号取り込みを一時取りやめて行うことも可能である。
しかし、ＣＰＵを増やすことはコストアップになるという問題がある。
【００１３】
ＣＰＵ５は位置監視手段７からの割込み信号が発生した時次の動作を行う。
（１）データカウンタをゼロにする（初期化する）
（２）最大値カウンタを初期化する。
（３）Ａ／Ｄ変換器の接続元を、光電変換器に切り替える。
【００１４】
また、Ａ／Ｄ変換からの割込み信号が発生した時は次の動作を行う。
（１）Ａ／Ｄ変換器からデータを取り出し、バッファ（配列）上のカウンタの示す位置へ格納する。
（２）最大値カウンタが初期化されていたら、データカウンタの値を最大値カウンタにコピーする。初期化されていなかったら、今取り出したデータと最大値カウンタの示すデータを比較する。もし最大値カウンタの示すデータのほうが小さかったら、データカウンタの値を最大値カウンタへコピーする。これにより、最大値を更新する。
【００１５】
（３）データカウンタを＋１とする。データカウンタの値が一定値（ここでは１７，０００）を超えたら、Ａ／Ｄ変換器のデータ元を較正信号発生器に切り替えて、Ａ／Ｄ変換器のゲイン較正処理にはいる。
一定値は、以下のように決められる。
（ミラー折返しから次のミラー折返しまでの間のＡ／Ｄ変換データの数）／２＋インタフェログラムのデータ数／２＋  マージン
（ミラー折返しから次のミラー折返しまでの間のＡ／Ｄ変換データの数）／２は、折返しから折返しまでの間の中心点を示す。
【００１６】
マージンは、中心点と、信号が実際に最大値を取る点のずれを許容するための値である。
上述の式に具体的な数値（例えば）を当てはめると次のようになる（図４参照）。
ミラー折返しから次のミラー折返しまでの間のＡ／Ｄ変換データの数
２０，０００（仕様により決まる数値）
インタフェログラムのデータ数（仕様により決まる数値）１６，０００
マージン  ２００
（２０，０００÷２）＋（１６，０００÷２）＋２００＝１８，２００
【００１７】
ゲイン較正処理が終わると、インタフェログラムの取り出し処理にはいる。
ここでは、最大値がカウントされた点を取り出し中心として、その前後から等しい数（例えば８，０００ずつ）だけデータを取り出し、インタフェログラムとする。このインタフェログラムを元にスペクトルを生成する。図５は最大値を中心に１８，２００分割された部分をインタフェログラムとして取り込むイメージを示している。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術においては、光電変換器からのデータ取り込みをやめる判断条件を（ミラー折返しから次のミラー折返しまでの間のＡ／Ｄ変換データの数）／２＋インタフェログラムのデータ数／２＋  マージン）としている。
【００１９】
この判断基準のための具体的値は、ミラーの移動距離によってかわってくる。可動ミラーの移動距離は製造工程で調整するが、正確に調整しなければならず調整に熟練を要しまた調整に時間がかかるという問題があった。
【００２０】
また、設計変更によって移動距離が変わったら、値を変更しなければならない。問題点を解決する一番簡単な方法は、ミラーの折り返しから折り返しまで、データを取りつづければよいが、図２に示すように非カウント範囲でＡ／Ｄ変換器のゲイン比の較正（精度を維持）やデータバッファからインタフェログラムを取り出す仕事をしているため折り返し点のあたりまでサンプリングし続けることができないという問題があった。
【００２１】
更に、図６に示すようにミラーの折り返し点でデータが大きく変動することがあり、そのため、端の大きな変動のデータを、最大値と見誤る場合があった。
変動する理由は、折返のあたりでＡ／Ｄ変換器の接続先を切り替えて別の信号を取り込んでいるので、Ａ／Ｄ変換器を元に戻したときに、そのデータがまだ残っているからである。
本発明は従来の回路構成を保ったまま、可動ミラー移動距離の変化に対応できる方法で、最大値を発見してインタフェログラムを取り出すことを目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
このような問題点を解決するために本発明は、請求項１においては、
干渉光を出射する干渉計と、
この干渉光がサンプルを透過した光を入射して電気信号を出力するフォトダイオードと、このフォトダイオードからの電気信号を予め定めたタイミングで順次デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
このＡ／Ｄ変換器からの信号をインタフェログラム信号として取り込むとともに、前記干渉計の可動ミラーの往復のタイミングに基づいてこの信号を演算処理するコンピュータとを備え、前記サンプルの分光特性をスペクトルによって解析するフーリエ変換型赤外線分光計において、
前記Ａ／Ｄ変換器からのインタフェログラム信号を前記コンピュータに取り込むに際しては、Ａ／Ｄ変換して得られたデジタル信号のうち最大値カウンタの値がインタフェログラムのデータ数の１／２を超え、かつデータカウンタの値が前記最大値カウンタの値とインタフェログラムのデータ数の１／２およびマージンの値の和より大きくなったときに次の折り返し信号がくるまでＡ／Ｄ変換信号の取り込みを中止するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２においては、請求項１記載のフーリエ変換型赤外線分光計において、
前記コンピュータは、Ａ／Ｄ変換信号の取り込みを中止した後次の折り返し信号がくるまで他の作業を行うことを特徴とする
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明のフーリエ変換型赤外線分光計の構成は図２に示すものと同様である。
本発明ではＡ／Ｄ変換器の割り込みの処理を次のように変更する。
即ち、Ａ／Ｄ変換器からの最大値カウンタの値がインタフェログラムのデータ数／２を超え、かつ、データカウンタの値が、最大値カウンタの値＋インタフェログラムのデータ数／２＋マージンより大きいときに、次の折り返し信号がくるまで光電変換信号の取り込みをやめて他の処理を行う。
【００２５】
図１に示すようにミラーの折返し点（Ａ）からカウントを開始し、データカウンタの値が、（Ｂ）で示す最大値カウンタまでの値（イで示す部分）＋インタフェログラムのデータ数／２＋マージン（ロで示す部分）より大きいときに、次の折り返し信号がくるまでＡ／Ｄ変換信号の取り込みをやめる。このことにより、適切なデータを取得したところでＡ／Ｄ変換データの取り込みをやめることができる。
【００２６】
ここで、従来例と違うところは、この条件が、稼動ミラーの振幅幅によらないことである。
移動ミラーの振幅幅が変化すれば、最大値を取る位置も移動するので、振幅幅によらない条件である。上述によれば、イのカウントを行うことによりミラーの折返し点付近の大きなデータを最大値と見誤ることを防ぐことができる。従ってミラーの振幅値によらない信号取り込みが可能となる。
【００２７】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明のフーリエ変換型赤外線分光計は、上記実施形態例の構成にのみ限定されるものでなく、種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフーリエ変換型赤外線分光計では、Ａ／Ｄ変換器からのインタフェログラム信号をコンピュータに取り込むに際しては、Ａ／Ｄ変換して得られたデジタル信号のうち最大値カウンタの値がインタフェログラムのデータ数の１／２を超え、かつデータカウンタの値が前記最大値カウンタの値とインタフェログラムのデータ数の１／２およびマージンの値の和より大きくなったときに次の折り返し信号がくるまでＡ／Ｄ変換信号の取り込みを中止するようにしたので、従来の回路構成を保ったまま、可動ミラー移動距離の変化に対応できる方法で、最大値を発見してインタフェログラムを取り出すことができる。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用するインターフェログラムの取り出しのイメージ図である。
【図２】従来および本発明に使用するフーリエ変換型赤外線分光計のブロック図である。
【図３】従来用いていたインターフェログラム取り出しのイメージ図である。
【図４】従来のインターフェログラム取り出しを数値を当てはめて示すイメージ図である。
【図５】最大値を中心に分割された部分をインターフェログラムとして取り込むイメージ図である。
【図６】ミラーの折り返し点でデータが大きく変動するイメージ図である。
【符号の説明】
１    干渉計
１    ａ可動ミラー
２    分岐ユニット
３    フォトダイオード（ＰＤ）
４    Ａ／Ｄ変換器
５    ＣＰＵ
６    セル
７    移動監視手段
８    校正信号発生器
１０  メモリ
１１  データカウンタ
１２  データバッファ
１３  最大値カウンタ
１４  インターフェログラムバッファ
【図１】
2004150979.tif 000003
【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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