(57)【要約】　　　（修正有）【課題】ＦＴＩＲ赤外線ガス分析計において、低分解能のＡＤ変換器を用いて、インターフェログラムの検出信号を高い分解能でそのまま取り込むことを可能とし、装置のＳ／Ｎ比を向上するインターフェログラムの処理回路および処理方法を提供する。【解決手段】測定対象試料を透過した光のインターフェログラムを検出する検出器９と、この検出器９からの検出信号ＩＦ０　を取り込んで測定対象試料の分析を行なうデータ処理部２とを有する分析計において、前記インターフェログラムの検出信号ＩＦ０　にレベル調節信号ＬＳを加算することでそのレベルを調節するレベル調節回路１５と、レベル調節されたアナログの検出信号ＩＦ１　をデジタルの検出値ＩＦｄに変換するＡＤ変換器１４とを有し、前記レベル調節信号ＬＳが、前記検出信号ＩＦ１　をＡＤ変換器１４によるデジタル変換のフルスケールＦＳ内に調節するために、可動鏡６の位置Ｐに合わせて生成されたものである。【選択図】　　　図１
2004045348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象試料に光を照射する光源と、
この光源からの光を可動鏡の移動に伴う光路長の調節によって干渉させることでインターフェログラムに変換する干渉計と、
測定対象試料を透過した光のインターフェログラムを検出する検出器と、
この検出器からの検出信号を取り込んで演算処理を行うことにより測定対象試料の分析を行なうデータ処理部とを有する分析計において、
前記インターフェログラムの検出信号にレベル調節信号を加算することでそのレベルを調節するレベル調節回路と、
レベル調節されたアナログの検出信号をデジタルの検出値に変換するＡＤ変換器とを有し、
前記レベル調節信号が、前記検出信号をＡＤ変換器によるデジタル変換の範囲内に調節するために、可動鏡の位置に合わせて生成されたものであることを特徴とするインターフェログラムの処理回路。
【請求項２】
前記レベル調節回路が、可動鏡の位置に合わせてデータ処理部が設定するレベル調節値をアナログ変換することによって前記レベル調節信号を生成するＤＡ変換器を有し、
前記データ処理部が、レベル調節された検出信号と前記ＡＤ変換器によるデジタル変換の範囲とを比較することで前記可動鏡の位置に合わせた各レベル調節値を調整し、調整されたレベル調節値を用いて適正なレベル調節を可能とするレベル調整機能を有する請求項１に記載のインターフェログラムの処理回路。
【請求項３】
前記レベル調節回路が、デジタルのレベル調節値をアナログ変換することによって前記レベル調節信号を生成するＤＡ変換器と、
前記レベル調節された検出信号がＡＤ変換器のデジタル変換範囲の上限以上である場合と下限以下である場合とを検出するコンパレータと、
このコンパレータの動作によってレベル調節値を増減するレベル調節値計数器とを有する請求項１に記載のインターフェログラムの処理回路。
【請求項４】
前記ＤＡ変換器がパルス幅変調によってデジタルのレベル調節値をアナログのレベル調節信号に変換するものである請求項２または３に記載のインターフェログラムの処理回路。
【請求項５】
測定対象試料に光を照射する光源と、この光源からの光を可動鏡の移動に伴う光路長の調節によって干渉させることでインターフェログラムに変換する干渉計と、測定対象試料を透過した光のインターフェログラムを検出する検出器と、この検出器からのアナログの検出信号をデジタルの検出値に変換するＡＤ変換器と、この検出値を用いて測定対象試料の成分分析を行なうデータ処理部とを有するフーリエ変換赤外分光分析計において、
前記検出信号に、可動鏡の位置に合わせたレベル調節信号を加算することで、加算後の検出信号がＡＤ変換器によるデジタル変換の範囲内に入るようにレベル調節することを特徴とするインターフェログラムの処理方法。
【請求項６】
データ処理部が可動鏡の位置に合わせて出力するレベル調節値をアナログ変換することにより前記レベル調節信号を生成し、
このレベル調節信号を加算した検出信号をＡＤ変換器によるデジタル変換の範囲と比較することにより、可動鏡の位置に合わせた各レベル調節値の調整を行い、調整されたレベル調節値を用いて適正にレベル調節された検出信号をデジタル値に変換して取り込む請求項４に記載のインターフェログラムの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インターフェログラムの処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フーリエ変換分光法を用いた計測装置の一つに、フーリエ変換赤外分光計（ＦＴＩＲ）がある。このＦＴＩＲは、例えば図６に示すように構成されている。すなわち、図６において、１は分析部、２はこの分析部１の出力であるインターフェログラムを処理するデータ処理部である。分析部１は、平行な赤外線Ｌを発するように構成された赤外光源３と、ビームスプリッタ４、固定鏡５、駆動機構６ａによって例えばＸ−Ｙ方向に平行移動してスキャンする可動鏡６からなる干渉計７と、測定試料などを収容し、干渉計７を介して赤外光源３からの赤外線Ｌが照射されるセル８と、検出器９とを有している。
【０００３】
そして、データ処理部２は、例えばコンピュータよりなり、インターフェログラムを高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、以下、単にＦＦＴという）し、吸収スペクトルを得るように構成されている。
【０００４】
このように構成されたＦＴＩＲにおいては、次のようにして分析することができる。すなわち、セル８に比較試料または測定試料をそれぞれ収容して赤外光源３からの赤外線Ｌをセル８に照射し、比較試料および測定試料のインターフェログラムを検出する。これらのインターフェログラムをデータ処理部２において、それぞれフーリエ変換してパワースペクトルを得た後、比較試料のパワースペクトルに対する測定試料のパワースペクトルの比を求め、透過率スペクトルあるいは吸光度スペクトルを得て、定性分析または定量分析を行う。
【０００５】
ところで、前記インターフェログラムの検出信号の振幅は、可動鏡６の位置Ｐに依存するものであり、図８において符号ＩＦ０　で示すように、センターバーストＣＢ付近の振幅が非常に大きく、センターバーストＣＢを離れるに伴い小さくなる。このようなデータを精度よくサンプリングするには、高分解能のＡ／Ｄ変換器が必要となるが、高価である。
【０００６】
そこで、従来においては、高分解能のＡ／Ｄ変換器の代わりに、ゲインレンジングという手法を採用していた。図７は、この手法を実施するためのインターフェログラムの処理回路を示すもので、図７において、１０は分析部１（図６参照）の検出器９から出力されるインターフェログラムの検出信号ＩＦ０　を適宜増幅するプリアンプ、１１はプリアンプ１０の後段に設けられて検出信号ＩＦ０　に含まれる直流成分ＩＦＤＣ（図８参照）を取り除くハイパスフィルタ、１２は直流成分ＩＦＤＣが取り除かれた検出信号ＩＦＰ１のゲインを調節するための主増幅器、１３は主増幅器１２によってゲイン調節された検出信号ＩＦＰ２に含まれる高周波成分を取り除くためのローパスフィルタ、１４は高周波成分を取り除いた検出信号ＩＦＰ３をデジタル値ＩＦＰＤに変換するＡＤ変換器である。
【０００７】
また、前記主増幅器１２はそのゲインを調節可能に構成されたゲイン調節部１２ｇを有しており、データ処理部２からの命令によって主増幅器１２のゲインを任意に調節可能としている。図８における符号Ｇはゲインの切換え信号の一例を示すものであり、本例では前記センターバースト付近（符号Ｐ１　〜Ｐ２　の間）においてはゲインを低く設定し、それ以外のゲインを高くするように２段階の切換えを行なう例を示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のインターフェログラムの処理回路では、インターフェログラムの検出信号ＩＦ０　に含まれる直流成分ＩＦＤＣをハイパスフィルタ１１で取り除いているので、この直流成分ＩＦＤＣを取り除いたことによる赤外吸収スペクトルの歪みを発生させる可能性があった。
【０００９】
また、増幅器１２のゲインを切り換えることは、オフセットによる影響が付加されることや、増幅器１２の時定数の変動も無視できなくなるなど、その動作の安定性にとって望ましくないものである。このため、前記ゲインレンジング法でゲインを急激に切り換えると、その切り換え点（図８における符号Ｐ１　，Ｐ２　）において、データに不連続性が生じたり、切り換えるタイミングによっては増幅器１２の帰還が無くなって信号出力が不安定になることもあり、これらが、スペクトルに周期的なノイズが加わる原因となっていた。そこで、切り換えゲインを小さくするか、多段階で徐々にゲインを変化させることも考えられるが、そのようにしても、ノイズを十分に低減することはできなかった。
【００１０】
さらに、前記ゲインレンジング法は、言わばインターフェログラムを取り込むに当たって信号強度の大きさに合わせて、ＡＤ変換器の信号処理範囲内に納まるように増幅器１２のゲインを変化させるものであるから、信号の検出分解能〔ｍＶ／ＬＳＢ〕がインターフェログラム全てにおいて同一ではないという問題もあった。また、ゲイン変更のために用いる抵抗もその精度に限界があるので、ゲインレンジングを行っても２〜３ビット分の精度向上しか期待できないという問題もあった。
【００１１】
この発明は、上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、ＦＴＩＲ赤外線ガス分析計において、高価な高分解能のＡＤ変換器を用いることなく、低分解能のＡＤ変換器を用いて、インターフェログラムの検出信号を高い分解能でそのまま取り込むことを可能とし、装置のＳ／Ｎ比を向上するとともに、コストダウンを達成するインターフェログラムの処理回路および処理方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のインターフェログラムの処理回路は、測定対象試料に光を照射する光源と、この光源からの光を可動鏡の移動に伴う光路長の調節によって干渉させることでインターフェログラムに変換する干渉計と、測定対象試料を透過した光のインターフェログラムを検出する検出器と、この検出器からの検出信号を取り込んで演算処理を行うことにより測定対象試料の分析を行なうデータ処理部とを有する分析計において、前記インターフェログラムの検出信号にレベル調節信号を加算することでそのレベルを調節するレベル調節回路と、レベル調節されたアナログの検出信号をデジタルの検出値に変換するＡＤ変換器とを有し、前記レベル調節信号が、前記検出信号をＡＤ変換器によるデジタル変換の範囲内に調節するために、可動鏡の位置に合わせて生成されたものであることを特徴としている。（請求項１）
【００１３】
すなわち、一般的にインターフェログラムを検出する分析計においては、使用するＡＤ変換器の分解能が装置のＳ／Ｎ比を決定付ける要素となるが、本発明によればインターフェログラムの検出信号をレベル調節して検出信号がＡＤ変換器によるデジタル変換の範囲内になるようにしているので、ＡＤ変換器の分解能を実質的に引き上げることを可能としている。したがって、高価な高分解能のＡＤ変換器を用いることなく、分解能が限られた安価な市販のＡＤ変換器を用いて、高分解能にてインターフェログラムを取り込むことが可能となる。
【００１４】
また、従来のゲインレンジング法のように、増幅器のゲインを切り換えるようなゲインレンジングを全く行わないので、ゲイン切換えに伴う増幅器の不安定動作や、取り込みデータの不連続点が発生することがない。そして、検出されたインターフェログラムの検出信号は全ての点において同じ高分解能で取り込むことが可能となる。
【００１５】
加えて、本発明のインターフェログラムの処理回路は、インターフェログラムの検出信号をそのまま取り込むことを可能としており、この検出信号から直流成分を取り除くようなハイパスフィルタを一切設けていないので、検出信号に含まれる直流成分（低周波成分）も測定結果として取り込んで、これを演算に用いることで分析精度のさらなる向上を図ることが可能となる。
【００１６】
前記レベル調節信号は前記検出信号をＡＤ変換器によるデジタル変換の範囲内に調節するために、可動鏡の位置に合わせて生成されるものであるから、可動鏡の位置に応じてその大きさが変動するインターフェログラムの検出信号を適正にレベル調節することができる。
【００１７】
また、レベル調節信号は可動鏡の位置によって決まる大きさの信号であるから、前回の可動鏡の位置に対応するインターフェログラムの検出信号の検出結果を参考に検出信号の大きさを推定することができ、いわゆる逐次比較方式のＡＤ変換器とは異なって闇雲に逐次比較を行う必要がない。ゆえに、可動鏡の位置に合わせて生成されたレベル調節信号によってレベル調節した検出信号はいわゆる逐次比較方式のＡＤ変換器に比べて高速に取り込むことが可能となる。
【００１８】
インターフェログラムの検出信号をレベル調節するためのレベル調節信号はほゞ連続する大きさを有するものであるから、レベル調節値は時間的にも連続して増加または減少するものである。したがって、可動鏡の位置に合わせるとともに直前の値を参照してレベル調節値を決定することで、より速やかに適切なレベル調節を行うことができる。
【００１９】
前記レベル調節回路が、可動鏡の位置に合わせてデータ処理部が設定するレベル調節値をアナログ変換することによって前記レベル調節信号を生成するＤＡ変換器を有し、前記データ処理部が、レベル調節された検出信号と前記ＡＤ変換器によるデジタル変換の範囲とを比較することで前記可動鏡の位置に合わせた各レベル調節値を調整し、調整されたレベル調節値を用いて適正なレベル調節を可能とするレベル調整機能を有する場合（請求項２）には、回路をできるだけ簡単な構成にすると共に、レベル調節信号の大きさを可動鏡の位置に合わせて適切に調整することができる。
【００２０】
前記レベル調節回路が、デジタルのレベル調節値をアナログ変換することによって前記レベル調節信号を生成するＤＡ変換器と、前記レベル調節された検出信号がＡＤ変換器のデジタル変換範囲の上限以上である場合と下限以下である場合とを検出するコンパレータと、このコンパレータの動作によってレベル調節値を増減するレベル調節値計数器とを有する場合（請求項３）には、ＡＤ変換器が入力範囲外であることを検出する前にコンパレータの出力でレベル調節信号調整することができるので、それだけ高速の取込を行うことができる。
【００２１】
前記ＤＡ変換器がパルス幅変調によってデジタルのレベル調節値をアナログのレベル調節信号に変換するものである場合（請求項４）には、レベル調節値を精度良くアナログ信号に変換できる。すなわち、パルス幅の時間的な調節は極めて精度良く行うことができるのでＤＡ変換器の精度を、抵抗値等の素子の精度限界に影響されることなく可及的に引き上げることができる。
【００２２】
本発明のインターフェログラムの処理方法は、測定対象試料に光を照射する光源と、この光源からの光を可動鏡の移動に伴う光路長の調節によって干渉させることでインターフェログラムに変換する干渉計と、測定対象試料を透過した光のインターフェログラムを検出する検出器と、この検出器からのアナログの検出信号をデジタルの検出値に変換するＡＤ変換器と、この検出値を用いて測定対象試料の成分分析を行なうデータ処理部とを有するフーリエ変換赤外分光分析計において、前記検出信号に、可動鏡の位置に合わせたレベル調節信号を加算することで、加算後の検出信号がＡＤ変換器によるデジタル変換の範囲内に入るようにレベル調節することを特徴としている。（請求項５）
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図６〜図８における符号と同一のものは同一物または相当物であるであるから、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施例を示すものであり、図７に示した従来例と異なる点は、インターフェログラムの検出信号ＩＦ０　の直流成分（低周波成分を含む）ＩＦＤＣを取り除くためのハイパスフィルタ１１をあえて設けていない点と、検出信号ＩＦ０　を検出する一連の信号処理において、主増幅器１２のゲイン調整部１２ｇのゲインを変更しないようにしている点である。
【００２５】
１５はＤＡ変換器であり、データ処理部２から出力されるレベル調節値ＬＳｄをアナログのレベル調節信号ＬＳに変換するものである。また、このレベル調節信号ＬＳを前記インターフェログラムの検出信号ＩＦ０　から減算することにより、検出信号ＩＦ０　の電圧レベルを調節する。すなわち、本例においては、データ処理部２およびＤＡ変換器１５がレベル調節回路Ｒを構成する。
【００２６】
なお、図１には検出信号ＩＦ０　と同じ極性のレベル調節信号ＬＳを生成しているので、検出信号ＩＦ０　からレベル調節信号ＬＳを減算する例を示しているが、レベル調節信号ＬＳが検出信号ＩＦ０　と異なる極性である場合には両者を加算することはいうまでもない。また、本明細書では、両信号ＩＦ０　，ＬＳの減算も加算の概念に含まれるものとして、「検出信号にレベル調節信号を加算する」と表現する。
【００２７】
すなわち、本発明のインターフェログラムの処理回路は、検出信号ＩＦ０　を増幅するゲインを調節するのではなく、そのレベルを調節することにより、検出信号がＡＤ変換器１４によるデジタル変換の範囲（以下フルスケールという）内に入るようにするものである。以下、各部の動作を概略的に説明する。なお、実際の動作はより詳細で複雑なものであり、図面には表現不能であるので、以下の説明では本発明の動作の概略を説明する。
【００２８】
図２（Ａ）は検出信号ＩＦ０　とレベル調節信号ＬＳの関係を示す図、図２（Ｂ）は図６に示す可動鏡６の位置Ｐを示す図、図２（Ｃ）はレベル調節されて増幅された検出信号ＩＦ１　を示す図である。
【００２９】
図２（Ｂ）に示すように、可動鏡６の位置Ｐは例えば図６に示すＸ方向またはＹ方向に一定速度で移動するものであり、この移動はデータ処理部２からの命令にしたがって駆動機構６ａが可動鏡６を平行移動させることによってもたらされる。なお、本発明は可動鏡６の移動は一定速度であることを限定するものではない。すなわち、データ処理部２による検出信号の取り込み速度に合わせて速度可変とするなどの変更も可能である。
【００３０】
同様に、可動鏡６の位置Ｐはビームスプリッタ４によって分光される一方の光Ｌの光路長を示すものとなり、この光路長の変化が検出器９によって検出される光の干渉を生じさせるものであり、本発明のインターフェログラムの処理回路にとって重要な値であるが、この位置Ｐはデータ処理部２から出力される値に限られるものではなく、位置Ｐを検出するための光センサなどの計測器を設けてもよい。
【００３１】
図２（Ａ）に２点鎖線によって示すレベル調節信号ＬＳは、データ処理部２から順次生成されるレベル調節値ＬＳｄをアナログ値に変換して得られるものであり、言い換えるなら可動鏡６の位置Ｐに合わせてデータ処理部２が生成する値である。このレベル調節値ＬＳｄは例えば前回のインターフェログラムの検出信号を参照に生成され、検出信号ＩＦ０　の予想される大きさが所定の幅Ｗのちょうど真ん中になるように設定される。
【００３２】
図２（Ｃ）に示す検出信号ＩＦ１　は、レベル調節信号ＬＳが加算されてゲインが調節された検出信号ＩＦ０　をプリアンプ１０によって増幅した後に、主増幅器１２によって増幅し、後段のＡＤ変換器１４におけるエリアシングを防止するためにローパスフィルタ１３によって不要な高周波ノイズが取り除くことにより生成されるものである。また、ＦＳはＡＤ変換器１４のフルスケールを示し、Ｗ１　は前記幅Ｗをプリアンプ１０および主増幅器１２と同じ増幅率で増幅したものである。
【００３３】
すなわち、本発明のインターフェログラムの処理回路によれば、検出信号ＩＦ０　をレベル調節信号ＬＳによってレベル調節した後に、これを増幅することで得られた検出信号ＩＦ１　は、可動鏡６の位置Ｐに合わせて予想される値ＩＦ１　’　がちょうどフルスケールＦＳの中心（ＦＳ／２）に来るように増幅される。そして、この検出信号ＩＦ１　はＡＤ変換器１４によってデジタルの検出値ＩＦｄに変換されてデータ処理部２に取り込まれる。
【００３４】
データ処理部２は出力したレベル調節値ＬＳｄに前記プリアンプ１０および主増幅器１２の増幅率を掛け合わせた後に、この値に取り込んだ検出値ＩＦｄを加算することにより、検出信号ＩＦ０　の大きさを正確に検出することができる。すなわち、ＡＤ変換器１４の分解能をプリアンプ１０および主増幅器１２の増幅率だけ引き上げることができ、それだけ、安価なＡＤ変換器１４によって精度の高い分析を可能としている。
【００３５】
また、本発明のインターフェログラムの処理回路では、検出信号の一連の信号処理においてゲインを調節する部分がないので、主増幅器１２のゲイン調整部１２ｇは半固定にすることができ、時定数などの安定性を良好なものとすることができる。つまり、ゲイン調節に伴うオフセットの問題や不連続データの発生などの問題もなくなるので、検出された信号ＩＦｄの信頼性を高め、ゲイン調節に伴うノイズの混入を避けることができる。したがって、取り込んだ検出信号の信頼性を高めるための積算処理や平均化処理を省略または簡略化することが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明のインターフェログラムの処理回路には、インターフェログラムの検出信号ＩＦ０　から直流成分ＩＦＤＣ（図８参照）を取り除くためのハイパスフィルタ１１（図７参照）がないので、検出信号ＩＦ０　は直流成分ＩＦＤＣを含んだ状態で、データ処理部２に取り込まれる。つまり、インターフェログラムに低周波の干渉信号が含まれている場合にも、これを正しく取り込んで、ＦＦＴ演算処理に用いることができる。
【００３７】
また、上述の例では、同一の測定対象試料に対してデータ処理部２がＤＡ変換器１５に適宜のレベル調節信号ＬＳｄを順次出力した状態で、可動鏡６を何回か往復させることで、そのときの検出信号を検出することにより、各位置Ｐにおいて予想される検出信号ＩＦ１　’を予め記憶し、レベル調節信号ＬＳを生成する。この可動鏡６の往復回数は、ＤＡ変換器１５に出力するレベル調節信号ＬＳｄのビット数ｎに応じて決まるものであり、多くてもｎ＋１回行えばよい。例えば、レベル調節信号ＬＳｄのビット数が４ビットの場合には５回、８ビットの場合には９回繰り返し行なうことで、予想される検出信号に合わせたレベル調節信号ＬＳｄを定めることができる。
【００３８】
しかしながら、前記回数（ｎ＋１）は、インターフェログラムが全てのデータポイントにおいて一点しかない時のような不連続データ等の最悪条件であり、一般的にインターフェログラムの検出信号ＩＦ０　は連続したデータであるから、前回の検出信号の値や直前のデータを参考にすることで、可動鏡６を往復させる回数を減らすことも可能である。さらには、データ処理部２が実際に入力できた信号ＩＦｄの大きさを常時監視して、予想される検出信号ＩＦ１　’の大きさを随時修正することも可能である。
【００３９】
加えて、予想された検出信号ＩＦ１　’と実際に入力できる検出信号ＩＦ１　との差が小さい場合には、前記幅Ｗ，Ｗ１　をさらに狭く設定することも可能である。なお、図２（Ａ）には図示可能な程度の幅Ｗを持たせて検出信号ＩＦ０　およびレベル調節信号ＬＳを示しているが、実際の幅Ｗはもっと狭くすることが可能である。
【００４０】
さらに、図２（Ｂ）には可動鏡６の位置Ｐが連続的に変化しているように示しているが、実際には駆動機構６ａに設定した位置または可動鏡６の位置を検出するエンコーダの出力であるから、位置Ｐは段階的な値である。すなわち、データ処理部２は検出信号ＩＦｄを位置Ｐの変化に同期した速度で取り込むことで十分である。そして、ＡＤ変換器１４によるＤＡ変換の間隔は、検出値ＩＦｄの取り込み速度よりも十分に早くすることで、データ処理部２は検出値ＩＦｄの取り込みタイミングの時間間隔内において、ＡＤ変換器１４へ入力される検出信号ＩＦ１　を監視し、これがＡＤ変換器のフルスケールＦＳ内に入るようにレベル調節値ＬＳｄを調整することが可能である。
【００４１】
すなわち、本発明のデータ処理部２は、レベル調節された検出信号ＩＦ１　とＡＤ変換器１４によるデジタル変換の範囲（フルスケールＦＳ）とを比較することで可動鏡６の位置Ｐに合わせた各レベル調節値ＬＳｄを調整し、調整されたレベル調節値ＬＳｄを用いて適正なレベル調節を可能とするレベル調整機能を有する。
【００４２】
図３は図１に示したインターフェログラムの処理回路の変形例を示す図であり、１６はパルス幅変調回路（ＰＷＭ回路）、１７は例えばＦＥＴなどの半導体スイッチ素子、１８は平滑回路、Ｖ０　は検出信号ＩＦ０　の最大値に合わせた電圧を供給する電圧源である。
【００４３】
つまり、本例のインターフェログラムの処理回路は、図１におけるＤＡ変換器１５の代わりに、ＰＷＭ回路１６を用いたパルス幅変調によってデジタルのレベル調節値ＬＳｄをアナログのレベル調節信号ＬＳに変換するものである。すなわち、本例の場合のレベル調節回路Ｒはデータ処理部２と、ＰＷＭ回路１６と、平滑回路１８とからなるＤＡ変換器（ＤＡ変換回路）１５’を設けている。
【００４４】
本例のようにＰＷＭ回路１６を有してパルス幅変調によるＤＡ変換を行なうＤＡ変換器１５’を用いた場合には、従来ではＤＡ変換の精度を低下させる原因となっていた抵抗値の精度限界などの影響を受けることがなく、ＤＡ変換の精度を可及的に向上できる。
【００４５】
また、前記ＰＷＭ回路１６に入力する基本波を例えば１０ＭＨｚ程度にすることで、前記レベル調節値ＬＳｄがたとえ２進数１０桁の値であったとしても、スイッチ素子１７のスイッチ切換えの周波数は１０ｋＨｚ程にすることができ、スイッチ素子１７の出力を平滑回路１８によって十分平滑したとしても、レベル調節信号ＬＳの応答速度を数ｍｓ程度にすることができる。
【００４６】
図４は図１，３に示すインターフェログラムの処理回路のさらに別の変形例を示す図であり、レベル調節回路Ｒとしてデータ処理部２とは別体の部材１９ａ，１９ｂ，２０を有するものである。
【００４７】
図４において、１９ａおよび１９ｂはＡＤ変換器１４に入力される検出信号ＩＦ１　の大きさがＡＤ変換器１４によるデジタル変換範囲の上限Ｖｍａｘ（図２参照）以上であるときに信号Ｓａを出力する上限コンパレータおよび下限Ｖｍｉｎ以下であるときに信号Ｓｂを出力する下限コンパレータ、２０はこれらの信号Ｓａ，Ｓｂによってレベル調節値ＬＳｄに−１または＋１を計数するレベル調節値計数器（すなわちカウンタ）である。
【００４８】
また、カウンタ２０によって計数されるレベル調節値ＬＳｄはＤＡ変換器１５およびデータ処理部２に出力されることで、検出信号ＩＦ０　を適切にレベル調節すると共に、データ処理部２によって確認される。
【００４９】
本例によれば、ＡＤ変換器１４の入力範囲に相当する上下限コンパレータ１９ａ，１９ｂでＡＤ変換器１４の入力を監視しているので、ＡＤ変換器１４が入力範囲外を検出する前に、このコンパレータ１９ａ，１９ｂの出力でレベル調節値ＬＳｄを調整して、常に適切なレベル調節を施すことが可能となる。なお、本例の場合は、図２に示すように、コンパレータ１９ａ，１９ｂが定めるデジタル変換範囲の上下限Ｖｍａｘ，ＶｍｉｎがＡＤ変換器１４のフルスケールＦＳの範囲よりも若干狭い範囲になるように設定することが望ましい。
【００５０】
また、本例の場合にも、カウンタ２０は結果的に可動鏡６の位置Ｐに合わせたレベル調節値ＬＳｄを出力することになり、これがＤＡ変換器１５によってレベル調節信号ＬＳに変換されるので、コンパレータ１９ａ，１９ｂと、カウンタ２０と、ＤＡ変換器１５からなるレベル調節回路Ｒは、可動鏡６の位置Ｐに合わせたレベル調節信号ＬＳを生成するものである。
【００５１】
さらに、カウンタ２０の代わりに演算処理部を設け、この演算処理部に可動鏡６の位置Ｐに合わせたレベル調節値ＬＳｄをそれぞれ記憶させることにより、コンパレータ１９ａ，１９ｂによるレベル調整を頻繁に行なう必要のないレベル調節値ＬＳｄを始めから出力することも可能である。
【００５２】
図５は図１〜４に示した本発明のインターフェログラムの処理回路のさらに異なる例を示す図である。１４’は１ビットのＡＤ変換器を構成するコンパレータであり、Ｖｍｉｄはコンパレータ１４’によって検出信号ＩＦ１　と比較される電圧である。また、Ｓｃはコンパレータ１４’の出力信号であり、本例に示す各コンパレータ１９ａ，１９ｂ，１４’の出力信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃは何れもデータ処理部２に入力される。
【００５３】
前記電圧Ｖｍｉｄ，Ｖｍａｘ，Ｖｍｉｎには以下の式（１），式（２）に示す関係がある。そして、データ処理部２は例えば信号Ｓａ〜Ｓｃの入力によってベース調節値ＬＳｄに−１を加え、信号Ｓｂの入力によって＋１を加えるように処理し、信号Ｓａ，Ｓｂが共にオフの状態であるときに、検出信号ＩＦ１　は適正なＡＤ変換の範囲であると判断して、ＰＷＭ回路１６に出力したベース調節値ＬＳｄに信号Ｓｃを最下位ビットとして加えた値を検出信号として入力するように処理するプログラムを実行する。
Ｖｍｉｎ＜Ｖｍｉｄ＜Ｖｍａｘ　　　　　　　　　　　　　　…　式（１）
Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｄ＝Ｖｍｉｄ−Ｖｍａｘ　　　　　　　　　…　式（２）
【００５４】
なお、前記検出信号の入力は可動鏡６の移動に合わせた間隔で行うことができるが、ベース調節値ＬＳｄの調整は可動鏡６の移動速度と比べて十分に高速であることが望ましい。
【００５５】
また、データ処理部２は、例えば可動鏡６の位置Ｐに合わせて前回読み込んだ検出信号を記録しておくことにより、ベース調節値ＬＳｄを積極的に調節して、信号Ｓａ，Ｓｂの入力によるベース調節値ＬＳｄの調整をできるだけ行わないようにプログラムされてもよい。この場合、前記コンパレータ１９ａ，１９ｂによる調節を必要最小限に抑えることができるので、ベース調節値ＬＳｄの調整にかかる時間をできるだけ短くすることができる。
【００５６】
本例の場合、ペース調節回路はコンパレータ１９ａ，１９ｂと、データ処理部２と、ＰＷＭ回路１６と、スイッチ素子１７と、平滑回路１８とからなる。すなわち、本例のように構成することにより、高価なＡＤ変換器１４を使用することなくより低コストで信号処理を行うことを可能としている。
【００５７】
なお、前記コンパレータ１９ａ，１９ｂを省略して、コンパレータ１４’の出力信号Ｓｃによってベース調節値ＬＳｄを調節するようにしてもよい。この場合、ベース調節値ＬＳｄの増減によってコンパレータ１４’の出力が反転するときに、このベース調節値ＬＳｄを検出信号として入力することができる。
【００５８】
上述した各例において、レベル調節回路Ｒに入力させるレベル調節信号ＬＳの最小調節範囲（レベル調節値ＬＳｄのＬＳＢによって調節できる検出信号ＩＦ１　の大きさ）は、ＡＤ変換器１４によるデジタル変換のフルスケールになるように増幅器１０，１２の増幅率を設定することが可能である。この場合、検出信号のＡＤ変換の分解能は、レベル調節値ＬＳｄのＤＡ変換を行なうときの分解能（レベル調節値ＬＳｄのビット数Ｎｄ）と、ＡＤ変換器Ｎａの分解能の加算となる。
【００５９】
すなわち、例えば図１，３，４に示した例において、前記ビット数Ｎｄが１２ビット、Ｎａが１２ビットであるとすると、全体としての検出信号は、２４ビット相当のＡＤ変換分解能による信号処理となる。同様に図５に示したれいにおいても、Ｎｄが１６ビットであるとすると、Ｎａが１ビット（コンパレータ）であるから、全体としては１７ビットの信号処理を行なうことができる。
【００６０】
さらに、上述した各例ではレベル調節信号ＬＳを検出器９の出力信号ＩＦ０　に加算する例を示しているが、前記プリアンプ１０の出力信号（すなわち主増幅器１２の入力信号）に加えても同様の効果および機能が得られることはいうまでもない。また、本発明はとりわけフーリエ変換を用いた信号処理を行なう分析計で効果的な発明であり、その主要な構成に可動鏡６の位置Ｐに合わせた信号処理を行なうことを示しているが、検出器からの検出信号が別の信号に関連して変化するものであれば、現在行われている多くのＡＤ変換に応用可能であることはいうまでもない。
【００６１】
加えて、本発明における最も重要な要素は、インターフェログラムの検出信号をＡＤ変換するためにゲイン切換えを一切用いることなく、レベル調整によってＡＤ変換の範囲内に調節することであり、ゲイン切換えとは異なり、レベル調整は検出信号の歪みをほとんど生じさせないことに着目したものである。これによって検出信号は全て同じ分解能でＡＤ変換可能であると共に、ゲイン切換えのために直流成分を取り除く必要性もなくなり、それだけ検出信号をより正確に分析可能とする。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インターフェログラムの検出信号を、ゲイン固定でサンプリングするので、従来のようなゲイン切換えに伴う不連続点の発生を無くすことができ、スペクトルの周期的ノイズを大幅に低減できる。したがって、Ｓ／Ｎの良好なスペクトルを得ることができる。
【００６３】
そして、本発明によれば、インターフェログラムの検出信号を処理する回路の構成が従来に比べて簡略化され、高価なＡＤ変換器を必要としておらず、その製造コストの削減を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインターフェログラムの処理回路の構成の一例を概略的に示す図である。
【図２】本発明のインターフェログラムの処理方法の動作説明図である。
【図３】前記インターフェログラムの処理回路の変形例を概略的に示す図である。
【図４】前記インターフェログラムの処理回路の別の変形例を概略的に示す図である。
【図５】前記インターフェログラムの処理回路の別の変形例を概略的に示す図である。
【図６】一般的なＦＴＩＲの構成を概略的に示す図である。
【図７】従来のインターフェログラムの処理回路を概略的に示す図である。
【図８】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
２…データ処理部、３…光源、６…可動鏡、９…検出器、１４，１４’…ＡＤ変換器、１５，１５’…ＤＡ変換器、１６…パルス幅変調回路、１９ａ，１９ｂ…コンパレータ、２０…レベル調節値計数器（カウンタ）、ＦＳ…デジタル変換範囲、Ｌ…光、ＬＳ…レベル調節信号、ＬＳｄ…レベル調節値、ＩＦ…インターフェログラム、ＩＦ０　，ＩＦ１　…検出信号、ＩＦｄ…検出値、Ｐ…可動鏡の位置、Ｒ…レベル調節回路、Ｖｍａｘ…デジタル変換範囲の上限、Ｖｍｉｎ…デジタル変換範囲の下限。
【図１】
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【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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