JP2013145128A - 回転駆動機構及び該回転駆動機構を備える分光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の回転駆動機構1は、回転駆動源であるステッピングモータ11と、外部からパルス信号が入力される毎に、その駆動タイミングにおいてモータ11を回転させるべき変化量に対応する更新情報を設定する更新情報設定部12と、モータ11の回転位置を定める位置情報を保持し、更新情報設定部12からの更新情報に基づいて該位置情報を更新する位置情報更新部13と、位置情報更新部13から送られる更新後の位置情報に基づいて、モータ11の各巻線に流す電流量ないしは電流比率を決定する巻線励磁状態決定部14と、巻線励磁状態決定部14からの制御信号に基づいて、巻線励磁状態決定部14で決定された各巻線の励磁状態を実現するように該各巻線に流す電流を制御する駆動制御部15と、を有する。
【選択図】図1
Description
外部から入力される駆動パルスに同期して回転駆動する回転駆動機構において、
複数の巻線を固定子として有する回転駆動源と、
前記駆動パルスが入力される毎に、1駆動パルス当たりの前記回転駆動源の回転の変化量に対応する更新情報を設定し、その更新情報を任意のタイミングで更新可能な更新情報設定部と、
前記回転駆動源の回転位置に関する位置情報を保持し、前記更新情報設定部で設定された更新情報に基づき該位置情報を更新する位置情報更新部と、
前記位置情報更新部で更新された位置情報に基づき、前記各巻線の励磁状態を決定する巻線励磁状態決定部と、
前記巻線励磁状態決定部で決定された各巻線の励磁状態を実現するように、該各巻線に流す電流を制御する駆動制御部と、
を有することを特徴とする。
本実施例の回転駆動機構1は、回転駆動源であるステッピングモータ11(以下、「モータ11」とする)と、外部からパルス信号(駆動パルス)が入力される毎に、その駆動タイミングにおいてモータ11を回転させるべき変化量に対応する更新情報を設定する更新情報設定部12と、モータ11の回転位置を定める位置情報を保持し、更新情報設定部12からの更新情報に基づいて該位置情報を更新する位置情報更新部13と、位置情報更新部13から送られる更新後の位置情報に基づいて、モータ11の各巻線に流す電流量ないしは電流比率を決定する巻線励磁状態決定部14と、巻線励磁状態決定部14からの制御信号に基づいて、巻線励磁状態決定部14で決定された各巻線の励磁状態を実現するように該各巻線に流す電流を制御する駆動制御部15と、を有する。
516nmから504nmまで波長を移動させる場合を考える。これは、モータ11の位置情報を160から40まで変化させることに相当する。ここで、各パルス信号に対する更新情報を-20に設定したならば、駆動タイミング(図2の矢印1つ分)毎に位置情報が20ずつ減算されることになる。この駆動はいわゆるフルステップ駆動に対応し、6パルスで波長移動が完了する。
次に、516nmから504nmまで走査間隔を2nmとして波長走査を行う場合を考える。この場合の回転駆動機構1の基本的な動作は、駆動例1と同様である。ただし、2nmの波長移動毎に停止して、検出器信号の測定動作を行うことになる。すなわち、更新情報には-20が設定され、パルス信号を1パルス受けて2nmの波長移動を行った後、検出器信号の測定動作を行う。測定完了後、再びパルス信号を1パルス受けて次の測定対象波長に移動し、同様の動作を測定波長範囲に対して継続する。なお、図2では、駆動タイミングと測定タイミングの区別が明確になるように、測定タイミング毎に矢印の塗りを変更している。
駆動例2と同じ測定波長範囲(516nm→504nm)で、走査間隔を4nmとした場合を考える。この場合、更新情報を-40に設定し、1パルスで4nmの波長移動を行うことには問題がある。
次に、515nmから503nmへの波長移動を考える。この駆動例では、開始波長515nmは極7と極8の中間位置にあるため、フルステップ駆動ではこの波長を選択することができない。これは、フルステップ駆動の波長分解能が2nmであるため当然である。また、終了波長503nmに対しても同様である。従来技術でこの間題に対応するには、ハーフステップ駆動とするか、フルステップ駆動のまま、1ステップ当たりの波長移動量を小さくすることになる。いずれにしてもパルス数はおよそ2倍になるため、従来技術で同等の波長移動速度を得るには、パルスレートを2倍にする必要がある。
駆動例4と同じ測定波長範囲(515nm→503nm)で、走査間隔を1nmとして波長走査を行う場合は以下の通りである。まず、位置情報に150を設定する。走査間隔が1nmであるので、更新情報を-10に設定し、パルス信号が1パルス入力される毎に測定を行う。それを位置情報30に達するまで繰り返す。この駆動はハーフステップ駆動と同等である。
波長走査範囲を520nmから500nm、走査間隔を5nmとして波長走査を行う場合を考える。まず、位置情報を0とする(位置情報は電気角で与えられているため、正規化しなければ200に対応する)。そして、更新情報設定部12は最初のパルス信号2パルス分に対しては更新情報を-20に設定し、その次の1パルス分に対しては更新情報を-10に設定する。これにより、位置情報150である波長515nmに移動したので、検出器信号を取得する。次の波長510nm(位置情報100)への移動には、まず、最初のパルス信号1パルス分に対しては更新情報を-10に設定し、次の2パルス分に対しては更新情報を-20に設定する。これにより、極位置をまたがずに目的の波長510nmまで移動したので、測定動作を行う。以下、同様の動作を波長500nmのある位置情報0まで行う。
11…ステッピングモータ
12…更新情報設定部
13…位置情報更新部
14…巻線励磁状態決定部
15…駆動制御部
Claims (6)
- 外部から入力される駆動パルスに同期して回転駆動する回転駆動機構において、
複数の巻線を固定子として有する回転駆動源と、
前記駆動パルスが入力される毎に、1駆動パルス当たりの前記回転駆動源の回転の変化量に対応する更新情報を設定し、その更新情報を任意のタイミングで更新可能な更新情報設定部と、
前記回転駆動源の回転位置に関する位置情報を保持し、前記更新情報設定部で設定された更新情報に基づき該位置情報を更新する位置情報更新部と、
前記位置情報更新部で更新された位置情報に基づき、前記各巻線の励磁状態を決定する巻線励磁状態決定部と、
前記巻線励磁状態決定部で決定された各巻線の励磁状態を実現するように、該各巻線に流す電流を制御する駆動制御部と、
を有することを特徴とする回転駆動機構。 - 前記回転駆動源が所定の安定位置毎に回転駆動する第一駆動方式と、該安定位置間より短い間隔で回転駆動する第二駆動方式と、を有することを特徴とする請求項1に記載の回転駆動機構。
- 前記回転駆動源を所定の目的位置まで回転させる際、目的位置が安定位置にない場合には、回転方向に対して目的位置の直前の安定位置まで第一駆動方式により該回転駆動源を回転させ、その次の1駆動パルス、またはそれより多い駆動パルスで該目的位置に該回転駆動源の回転位置を合わせることを特徴とする請求項1又は2に記載の回転駆動機構。
- 前記駆動源がステッピングモータであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の回転駆動機構。
- 前記第一駆動方式がフルステップ駆動であり、前記第二駆動方式がマイクロステップ駆動であることを特徴とする請求項4に記載の回転駆動機構。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の回転駆動機構によって駆動される分光素子を有する分光装置。
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