JP4888614B2 - 光路補正装置、干渉計およびフーリエ変換分光分析装置 - Google Patents
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Description
図1は、フーリエ変換分光分析装置の概略の構成を模式的に示す説明図である。この装置は、干渉計1と、演算部2と、出力部3とを有して構成されている。干渉計1は、2光路分岐型のマイケルソン干渉計で構成されているが、その詳細については後述する。演算部2は、干渉計1から出力される信号のサンプリング、A/D変換およびフーリエ変換を行い、波数(1/波長)ごとの光の強度を示すスペクトルを生成する。出力部3は、演算部2にて生成されたスペクトルを出力(例えば表示)する。以下、干渉計1の詳細について説明する。
次に、光路補正装置31の詳細について説明する。ここでは、光路補正装置31として2つの実施例を挙げながら、比較例も参照して説明する。
図5(a)は、実施例1の光路補正装置31の概略の構成を示す平面図であり、図5(b)は、光路補正装置31の側面図である。なお、図5(a)では、便宜上、固定鏡15の図示を省略している。光路補正装置31は、反射ミラーとしての固定鏡15と、回動部材51と、圧電素子52と、連結部材56とを有して構成されている。
固定鏡15の回動は、対向する圧電素子52に逆位相の電圧を印加することで行う。すなわち、固定鏡15を図7(a)のy軸回りに回動させる場合は、電圧印加部55aおよび電圧印加部55cにより、圧電素子52aおよび圧電素子52cに位相が180°ずれた電圧を印加する。図7(b)は、圧電素子52aに印加される電圧の波形(52a(s))と、圧電素子52cに印加される電圧の波形(52c(s))とをそれぞれ示している。例えば時刻T1においては、圧電素子52aには+v(V)の電圧が、圧電素子52cには−v(V)の電圧が印加されていることがわかる。
図9は、比較例の光路補正装置の概略の構成を示す平面図である。また、図10は、比較例の光路補正装置の側面図であって、図7(b)と同じ電圧を圧電素子52a・52cにそれぞれ印加した場合における、時刻T0(電圧無印加時)と時刻T1での回動部材51の姿勢を示す側面図である。なお、図10では、便宜上、圧電素子52bの図示を省略している。
図11は、実施例2の光路補正装置31の概略の構成を示す平面図である。図12(a)は、実施例2の光路補正装置31の側面図であって、圧電素子52a・52cへの電圧印加前の回動部材51の姿勢を示す側面図である。図12(b)は、実施例2の光路補正装置31の側面図であって、圧電素子52a・52cへの電圧印加後の回動部材51の姿勢を示す側面図である。なお、図12(b)では、電圧印加によって圧電素子52aを伸長させる一方、圧電素子52cを収縮させた場合を示している。
図14(a)は、変位部材としての圧電素子52の他の配置例を示す平面図である。このように、用いる圧電素子52は3個であってもよい。この場合、3つの圧電素子52a・52b・52cを正三角形の頂点上に位置するように配置し、各圧電素子52を伸縮させることによって、x軸方向およびy方向のいずれにも回動部材および固定鏡を回動させることができる。
圧電素子が力を発生すると、弾性を有する部材、すなわち、実施例1の接着剤53、実施例2の押圧部材60は全て変形するが、その変形量は、基本的には「はりの曲げ、ねじり」や「柱の引張、圧縮」の式に則って決まり、主に部材の形状とヤング率とによって決まる。
(1)加わる力の方向に沿った部材の長さが長い。
(2)加わる力の方向と直交する部材断面の面積が小さい。
(3)部材のヤング率が小さい。
(4)加わる力の方向に沿った部材断面の面積が小さい。
(5)支点から力点までの距離が長い。
(6)部材のヤング率が小さい。
2 演算部
12 分光光源
15 固定鏡(反射ミラー)
16 移動鏡
18 分光検出器
31 光路補正装置
51 回動部材
51a 第1円柱部(回動部材)
51R 第1の領域
51R1 第1の領域
51R2 第2の領域
52 圧電素子(変位部材)
52a 圧電素子(変位部材)
52b 圧電素子(変位部材)
52c 圧電素子(変位部材)
52d 圧電素子(変位部材)
52S 端面
52S1 領域
53 接着剤(連結部材)
55 電圧印加部
55a 電圧印加部
55b 電圧印加部
55c 電圧印加部
55d 電圧印加部
56 連結部材
56a 作用領域
57 第2円柱部(連結部材)
58 連結部材
59 台座部(連結部材)
60 押圧部材(連結部材)
60a 作用領域
C 中心軸
P 回動中心
Claims (4)
- 光の光路を補正する光路補正装置であって、
反射ミラーと、
前記反射ミラーを支持する支持面を有し、回動中心を中心として回動可能な回動部材と、
前記回動部材に対して前記反射ミラーとは反対側に設けられ、連結部材を介して前記回動部材を押圧する方向に沿って収縮可能な四角柱状の変位部材と、
前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面と前記回動部材とを連結する前記連結部材とを備え、
前記連結部材は、前記伸縮方向から見たときに、前記変位部材の伸縮を前記回動部材に伝達する作用領域を有し、
前記作用領域は、前記変位部材の伸縮方向に垂直な前記端面よりも狭く、かつ、前記連結部材の前記回動部材と接触する端面において、前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面の外縁を構成する四角形の2本の対角線の交点を通る、伸縮方向に沿った中心軸よりも、前記回動中心に近い位置にあり、
前記連結部材は、
前記変位部材の伸縮方向に垂直な端面の少なくとも一部と固定される台座部と、
前記台座部よりも小さい断面積を有して前記台座部と前記回動部材とを連結し、前記変位部材の伸長時に前記台座部からの押圧力が伝達されるとともに、前記回動部材と連結される端面に、前記作用領域を有する柱状の押圧部材とを有しており、
前記変位部材は、複数設けられており、
前記連結部材は、前記複数の変位部材の各々に対応して前記変位部材と同数設けられており、
前記複数の連結部材の各作用領域は、前記複数の変位部材の個々の伸縮を前記回動部材に伝達し、
前記複数の変位部材は、電圧印加によって伸縮する2つの圧電素子の組が1組または2組で構成されており、
前記各組を構成する2つの圧電素子は、前記回動部材の回動中心を通る、前記中心軸に平行な軸に対して、対向配置されており、
前記各組の圧電素子に対して電圧を印加する電圧印加部が設けられており、
前記電圧印加部は、前記各組の対向配置される2つの圧電素子に対して、互いに逆位相の電圧を印加することを特徴とする光路補正装置。 - 前記押圧部材は、弾性を有していることを特徴とする請求項1に記載の光路補正装置。
- 光源からの光を分離して移動鏡および固定鏡に導き、前記移動鏡および前記固定鏡にて反射された各光を合成し、干渉光として検出器に導く干渉計であって、
請求項1または2に記載の光路補正装置を備え、
前記光路補正装置の前記回動部材で支持される前記反射ミラーは、前記固定鏡であることを特徴とする干渉計。 - 請求項3に記載の干渉計と、
前記干渉計の前記検出器で得られるインターフェログラムをフーリエ変換する演算部とを備えていることを特徴とするフーリエ変換分光分析装置。
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