光学测定方法以及光学测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种使用至少在近红外区域具有检测灵敏度的检测器的光学测定方法。光学测定方法包含：获取在任意的曝光时间通过检测器来对任意的样本光进行测定后的输出值的步骤；以及如果获取到输出值时的曝光时间处于第二范围内则以与输出值对应的校正量来校正输出值的步骤。校正量包含如下的系数与曝光时间的平方之积，该系数为：表示在第二范围内的曝光时间通过检测器进行测定后得到的输出值相对于在第一范围内的曝光时间通过检测器进行测定后得到的输出线性偏差了多大程度的系数。

Optical measurement method and optical measuring device

【技术实现步骤摘要】
光学测定方法以及光学测定装置
本专利技术涉及能提高测定精度的光学测定方法以及光学测定装置。
技术介绍
在一般的光学特性的测定系统中，采用通过检测器来接受来自样本的光的构成。为了提高测定精度，优选射入至检测器的光的强度与从检测器输出的信号电平之间存在稳定的对应关系(特别是输出线性)。实际上，会因构成检测器的元件所具有的不确定性等而在对应关系上产生波动，因此，提出了一种对因这种波动而导致的误差进行校正的方法。例如，日本特开2006-23284号公报公开了一种在紫外线、可视光、近红外线区域的整个范围都具有充分的灵敏度，并且确保了充分的线性的分光光度计用检测装置。该分光光度计用检测装置具有：光电倍增管检测器、InGaAs检测器和PbS检测器、以及对这些检测器进行切换的切换器，而且，还设有对各检测器的输出的线性的差异进行校正的输出转换单元。此外，日本特开2005-33633号公报公开了一种CCD(ChargeCoupledDevice：电荷耦合器件)摄像机的线性校正装置，该装置能将作为摄像元件的CCD的摄像区域分块并按块来独立输出影像信号，并自动地对块之间所产生的输出电平的线性的差异进行校正。国际公开第2002/039076号公开了一种向被测定物照射光并通过传感器来接受来自其被检测部的光来进行测定的方法。在该测定方法中，使用输出相对于受光量不具有线性的传感器，并且，以在改变了传感器的受光量时的来自传感器的输出与受光量成比例的方式，实施对传感器的输出进行校正的直线化处理工序。国际公开第2002/039094号公开了一种测定方法，该方法实施：以图像传感器的输出与入射光量成比例的方式对图像传感器的输出进行校正的直线化校正；以及以在测定了基准物时对图像传感器的各像素输出进行直线化校正后的结果呈均匀的方式，对各像素输出进行校正的光不均校正。在上述的现有技术中，依然存在以下的问题。日本特开2006-23284号公报所公开的分光光度计用检测装置对三种检测器进行切换，由此，特别是在中间波长区域得到了良好的灵敏度以及S/N比，但是需要准备三种检测器，并且，对于改善各检测器的输出线性没有给出任何指导。日本特开2005-33633号公报所公开的CCD摄像机的线性校正装置是面向一般的摄像机的技术，并不能直接应用于光学特性的测定系统。在国际公开第2002/039076号所公开的方法中所实施的直线化处理工序中，需要预先准备的直线化数据。该直线化数据通过准备反射率不同的N种(例如11种)基准板，并将对各基准板进行摄像所得到的摄像数据与各基准板的已知的反射率建立对应而生成。这样的直线化数据的生成工序复杂。在国际公开第2002/039094号所公开的测定方法中所实施的直线化校正中，利用了校正参照数据。用于获取该校正参照数据的处理包含：求出对白板进行摄像后得到的图像内最亮的像素达到饱和光量时的光检测器的电压值的处理；将此求得的电压值20等分，求出21级的各电压值，并按各光量对白板进行摄像并存储数据的处理；对所有图像的数据进行的偏移(offset)处理；以及对图像内最亮的像素附近的连续排列的5个像素的值进行平均的处理等。如此，用于获取校正参照数据的处理复杂。
技术实现思路
期望一种减少测定时所需的校准的麻烦并且提高输出线性的精度的光学测定方法以及光学测定装置。根据本专利技术的实施方式，提供一种使用至少在近红外区域具有检测灵敏度的检测器的光学测定方法。预先获取来自检测器的输出值与向检测器射入的光强度成比例的曝光时间的第一范围和来自检测器的输出值与向检测器射入的光强度不成比例的曝光时间的第二范围。光学测定方法包含：获取在任意的曝光时间通过检测器来对任意的样本光进行测定后的输出值的步骤；以及如果获取到输出值时的曝光时间处于第二范围内，则以与输出值对应的校正量来校正输出值的步骤。校正量包含如下的系数与曝光时间的平方之积，所述系数为：表示在第二范围内的曝光时间通过检测器进行测定后得到的输出值相对于在第一范围内的曝光时间通过检测器进行测定后得到的输出线性偏差了多大程度的系数。系数可以基于输出值、获取到输出值时的曝光时间以及预定的校正系数来确定。光学测定方法还可以包含如下步骤：向检测器射入具有规定的光强度的光并且获取如下的输出值群的步骤，所述输出值群包含：在包含第一范围内的曝光时间和第二范围内的多个曝光时间的多个曝光时间，分别通过检测器进行测定后的各输出值；确定对关于输出值群的近似式进行限定的系数组的步骤；变更向检测器射入的光的光强度，并反复进行获取输出值群的步骤和确定系数组的步骤的步骤；以及通过对在各光强度下所获取到的系数组进行的回归分析来确定校正系数的步骤。系数组可以包含近似式的一次项的系数和近似式的二次项的系数。确定校正系数的步骤可以包含：在使用确定对应的近似式时所使用的第一范围内的曝光时间下来自检测器的输出值来固定一次项的系数后，实施回归分析的步骤。检测器可以具有按规定的波长范围划分出的多个信道，校正系数可以按信道来确定。检测器可以由InGaAs线性图像传感器构成。本专利技术的实施方式的光学测定装置包含：检测器，至少在近红外区域具有检测灵敏度的检测器；以及，控制器，能参照预定的校正系数。控制器获取在任意的曝光时间通过检测器来对任意的样本光进行测定后的输出值，如果获取到输出值时的曝光时间处于预定的范围内，则直接输出输出值，如果获取到输出值时的曝光时间不处于预定的范围内，则以包含对基于输出值、获取到输出值时的曝光时间以及校正系数来确定的系数乘以曝光时间的平方的值的校正值，来对输出值进行校正并输出。本专利技术的上述以及其它目的、特征、形势以及优点通过与附图关联理解的与本专利技术有关的接下来的详细说明来明确。附图说明图1是表示本实施方式的光学测定系统的装置构成的示意图。图2是表示本实施方式的光学测定装置中进行的检测处理的构成的框图。图3是表示本实施方式的处理装置的装置构成的示意图。图4是用于说明对来自本实施方式的检测器的输出信号进行的输出线性的校正方法的概要的图。图5A以及图5B是表示在1～10[ms]的范围变更了曝光时间的情况下的测定结果的一例的图。图6A以及图6B是表示在10～100[ms]的范围变更了曝光时间的情况下的测定结果的一例的图。图7是用于说明本实施方式的光学测定装置中的输出线性的校正处理的系数数据的示意图。图8是用于说明本实施方式的光学测定装置中的输出线性的校正处理的示意图。图9是表示根据InGaAs线性图像传感器的测定结果得到的一次项的系数a(s)与二次项的系数b(s)的相关关系的一例的图。图10是表示储存于本实施方式的光学测定装置的校正系数表的获取方法的处理顺序的流程图。图11是表示使用了本实施方式的光学测定装置的测定方法的处理顺序的流程图。图12A以及图12B是表示对图6A以及图6B所示的测定结果进行校正后的结果的一例的图。图13A以及图13B是表示使用本实施方式的光学测定装置对来自光源的样本光进行测定后的结果的一例的图。图14A以及图14B是表示对于图13A以及图13B所示的各光谱的受光灵敏度比的评价结果的图。附图标记说明：1光学测定系统2光纤100光学测定装置110分光测定部112连接部114光学狭缝116遮板118衍射光栅120检测器120a光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学测定方法，使用至少在近红外区域具有检测灵敏度的检测器，预先获取来自所述检测器的输出值与向所述检测器射入的光强度成比例的曝光时间的第一范围和来自所述检测器的输出值与向所述检测器射入的光强度不成比例的曝光时间的第二范围，具备：获取在任意的曝光时间通过所述检测器来对任意的样本光进行测定后的输出值的步骤；以及如果获取到所述输出值时的曝光时间处于所述第二范围内，则以与所述输出值对应的校正量来校正所述输出值的步骤，所述校正量包含如下的系数与所述曝光时间的平方之积，所述系数为：表示在所述第二范围内的曝光时间通过所述检测器进行测定后得到的输出值相对于在所述第一范围内的曝光时间通过所述检测器进行测定后得到的输出线性偏差了多大程度的系数。

【技术特征摘要】
2016.09.09 JP 2016-1767771.一种光学测定方法，使用至少在近红外区域具有检测灵敏度的检测器，预先获取来自所述检测器的输出值与向所述检测器射入的光强度成比例的曝光时间的第一范围和来自所述检测器的输出值与向所述检测器射入的光强度不成比例的曝光时间的第二范围，具备：获取在任意的曝光时间通过所述检测器来对任意的样本光进行测定后的输出值的步骤；以及如果获取到所述输出值时的曝光时间处于所述第二范围内，则以与所述输出值对应的校正量来校正所述输出值的步骤，所述校正量包含如下的系数与所述曝光时间的平方之积，所述系数为：表示在所述第二范围内的曝光时间通过所述检测器进行测定后得到的输出值相对于在所述第一范围内的曝光时间通过所述检测器进行测定后得到的输出线性偏差了多大程度的系数。2.根据权利要求1所述的光学测定方法，其中，所述系数基于所述输出值、获取到所述输出值时的曝光时间以及预定的校正系数来确定。3.根据权利要求2所述的光学测定方法，还具备：向所述检测器射入具有规定的光强度的光并且获取如下的输出值群的步骤，所述输出值群包含：在包含所述第一范围内的曝光时间和所述第二范围内的多个曝光时间的多个曝光时间，分别通过所述检测器进行测定后的各输出值；确定对关于所述输出值群的近似式进行限定...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上展幸，永嶌拓，
申请(专利权)人：大塚电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP