JPH039228A

JPH039228A - 駆動鏡位置検出装置

Info

Publication number: JPH039228A
Application number: JP14273489A
Authority: JP
Inventors: Hisakazu Nishisaka; 西坂　久和
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1989-06-05
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1991-01-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、フーリエ変換赤外分光光度計に使用される干
渉計の駆動鏡位置検出装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図はフーリエ変換赤外分光光度計の光路を示す図、
第６図はフーリエ変換赤外分光光度計の駆動鏡部分の詳
細を示す図であり、４１と４２は光源、４３は半透鏡、
４４は固定鏡、４５は駆動鏡、４６はエアベアリング、
４７はボイスコイル、４８はスリット、４９は外部接続
鏡、５０と５１は検知器、５２はコントロール干渉計、
５３はＨｅ−Ｎｅレーザ、５４は光路調整用鏡、５５は
外部接続光学系、５６と５７は外部接続用窓、５８は前
位置検出スイッチ、５９は後位置検出スイッチ、６０は
ボイスコイル巻付用ボビン、６１は永久磁石を示す。

フーリエ変換赤外分光光度計では、第５図に示すように
半透鏡４３、固定鏡４４、駆動鏡４５よりなるマイケル
ソン干渉計を使用し、光源４１．４２から光をマイケル
ソン干渉計で２光束に分割した後再び重ね合わせて干渉
させて検出器５０．５１に導き、ここで得られた該イン
タフェログラムをフーリエ変換して分光透過曲線を求め
ている。

この場合において、測定の基準とするため、駆動鏡４５
の移動距離を精密に測定し、制御する必要がある。その
ため、第４図に示す測距用レーザ・コントロール干渉計
５２を用いて駆動鏡４５の移動距離を測定している。測
距用レーザ・コントロール干渉計５２だけでは、移動方
向や基準位置がわからないので、第６図に示す前位置検
出スイッチ５８、後位置検出スイッチ５９を用いて前後
の基準位置を検出している。第６図において、エアベア
リング４６は、エアを中空部に注入して周囲から吹き出
すことにより図示左右方向にスライド可能にするもので
ある。図では、前位置検出スイッチ５８により前位置（
図示左端位置）が検出されている状態を示している。駆
動鏡４５は、このエアベアリング４６の前端に固定され
、ボイスコイルの励磁により前位置検出スイッチ５８の
位置から後位置検出スイッチ５９の位置までスライドさ
せることができるようになっている。

測距用レーザ・コントロール干渉計５２では、駆動鏡４
５の移動に対応してレーデ波長のコサイン波形のインタ
フエログラムが得られ、このインタフェログラムから駆
動鏡の位置を検出している。

しかし、これだけでは、移動方向や基準位置がわからな
いので、駆動鏡の駆動方向を決定することができない。

そこで、前位置検出スイッチ５８、後位置検出スイッチ
５９により概略の基準位置を検出し、この位置から駆動
方向を測距用レーデ・コントロール干渉計５２で測定し
ながら駆動させている。

〔発明が解決しようとする課題〕

さらに、コントロール干渉計５２では、測定用干渉計の
インタフェログラムの発生位置を前位置検出スイッチ５
８よりも精密に知るため、別光源を利用して測距開始用
参照インタフェログラムを発生させているが、この別光
源は、小形化、コストダウンを図ろうとする場合に障害
となっている。

しかも、別光源の光は、測定用の光路に紛れ込み迷光と
なる可能性もある。

また、駆動鏡４５は、ボイスコイル４７と永久磁石６１
により駆動力を発生させて移動させ、そのコントロール
は、駆動鏡４５が移動する時に発生するコントロール干
渉計５２のレーザ干渉信号を利用している。そのため、
駆動鏡４５の移動速度が遅いと、レーザ干渉信号の変化
が非常に緩やかになるため、干渉信号による位置制御が
困難となり、駆動鏡４５が停止している時は、その位置
を知ることができないという問題がある。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、簡単な
構成により高い精度で駆動鏡の位置を検出できる駆動鏡
位置検出装置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、半透鏡、該半透鏡を透過した光と
反射した光とをそれぞれ半透鏡へ向けて反射させる固定
鏡及び駆動鏡からなり、永久磁石の磁場内でボイスコイ
ルの電流を制御して駆動鏡を駆動する干渉計の駆動鏡位
置検出装置であって、ボイスコイルの巻線密度を位置に
よって変化させ、永久磁石の磁場内でのボイスコイルの
巻線密度変化に依存した信号を検出することによって駆
動鏡の位置を検出するように構成したことを特徴とし、
また、ボイスコイルの移動軸上に検出コイルを配設して
ボイスコイルとの相対位置の変化を検出することにより
駆動鏡の位置を検出することを特徴とする。

〔作用〕

本発明の駆動鏡位置検出装置では、ボイスコイルの巻線
密度を位置によって変化させるので、駆動鏡の移動速度
が一定になるように駆動電流を制御した場合に、その駆
動電流の変化から駆動鏡の位置を検出することができる
。また、ボイスコイルの移動軸上に検出コイルを配設す
るので、ボイスコイルに測定用微弱交流を重畳して１次
コイルとし、或いはボイスコイルを差動変圧器の鉄心と
して利用することにより、ボイスコイルとの相対位置の
変化に対応する信号が検出コイルで検出できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明に係る駆動鏡位置検出装置の１実施例を
示す図、第２図はボイスコイルの回路構成例を示す図で
あり、■は駆動鏡、２は可動軸、３は軸受、４はボビン
、５はボイスコイル、６は永久磁石、１１は電流検出器
、１２は電圧検出器、１３．１４と１６は検出用トラン
ス、１５と１７は交流電源を示す。

第１図において、ボイスコイル５は、前端位置と後端位
置でそれぞれ一部が磁束を横切る部分より外れるように
巻線の巻き方を変えておくものである。そして、ボイス
コイル５には、電流変化を検出する回路を接続しておき
、その電流変化の検出により前端位置又は後端位置を検
出する。

次に、電流変化を検出することにより前端位置又は後端
位置を検出する動作を説明する。まず、ボイスコイル５
が前端位置又は後端位置にくると、ボイスコイル５にお
いて永久磁石の磁束を横切る巻線数が中央部分とは異な
るので、同一の駆動力を確保するためには、駆動電流を
増やすことが必要となる。そこで、測距用レーザにより
駆動鏡の移動速度が一定となるように駆動電流を制御す
ると、前端位置又は後端位置では電流が増大するので、
この電流の増大を検出することにより＠端位置又は後端
位置を検出する。

位置検出のためのボイスコイルの回路構成例を示したの
が第２図である。

第２図（ａ）に示す例は、ボイスコイルｌに電流検出器
１１を直列に接続してボイスコイルｌの電流を検出する
ように構成したものであり、同図ら）に示す例は、ボイ
スコイル１に検出用トランス１３を直列に接続し、その
２次側に電圧検出器１２を接続してボイスコイル１の電
流を検出するように構成したものである。

また、同図（Ｃ）に示す例は、３次巻線を有する検出用
トランス１４をボイスコイル１に直列に接続し、その２
次巻線に測定用の交流電源１５を接続したものである。

このように検出用トランスの一方の巻線に測定用交流電
源を印加すると、他方の巻線に相互インダクタンスによ
る誘起電圧が発生する。駆動鏡が移動して永久磁石１こ
よる磁界が変化すると、この誘起電圧が変化するので、
この変化から駆動鏡の位置を検出することができる。こ
の場合、ボイスコイル側の電圧Ｖ１と検出用トランス１
４の３次巻線の電圧Ｖ２とを比較すると、ボイスコイル
１の移動位置を高い精度で検出することができる。さら
に、同図（ｄ）は、検出用トランス１６をボイスコイル
１に直列に接続し、その２次巻線に交流電源１７を接続
したものであり、ボイスコイルｌ側の電圧Ｖ１の変化か
らボイスコイル１の移動位置を導出するものである。

同図（Ｃ）と（ｄ）は、測定用に交流電源を必要とする
が、駆動鏡が停止状態であっても交流電源により誘起さ
れる電圧を検出することができ、その電圧から前端位置
、後端位置を検出することができる。

他方、同図（ａ）、（ｂ）は、駆動鏡が動いていない時
は、信号が検出されないので、駆動鏡の位置を検出する
ことはできない。

第３図はボイスコイルの巻線を変えた他の実施例を示す
図、第４図は本発明に係る駆動鏡位置検出装置の他の実
施例を示す図である。図中、２１．２２．２５．２６〜
２８．３１〜３４はコイル、２３と２４は磁気シールド
を示す。

ボイスコイルの巻線を変える他の実施例としては、第３
図（ａ）に示すように前端位置と後端位置で徐々にボイ
スコイル２１の巻線密度を変えてもよい。このようにす
ることにより前端位置、後端位置の位置変化をより高精
度で検出することができる。

また、同図ら）に示すように位置によってボイスコイル
２２の巻線密度を変えてもよい。又示のように全移動距
離にわたって巻線密度を変えると、停止状態での位置測
定が全領域にわたって可能となる。

ボイスコイル自身を検出用トランスの片側の巻線若しく
は差動変圧器の可動鉄心として用いればボイスコイルの
巻線密度を一様のままにして、全移動距離にわたってそ
の位置が測定できる。

第４図（ａ）において、検出用のコイル２５は、ボイス
コイル４の移動軸上の駆動用磁気回路の動作に支障のな
い位置に配置したものであり、磁気シールド２３．２４
は、このコイル２５をシールドするものである。このよ
うに検出用のコイル２５を配置すると、ボイスコイル４
の移動により、鎖交磁束が変化するので、その位置の変
化に応じた信号を取り出すことができ、位置及び移動方
向を測定できる。

同図（ｂ）に示す例は、ボイスコイル４の移動軸上１次
コイル２６と２次コイル２７．２８を配置し、ボイスコ
イル４を可動鉄心とする差動変圧器形電気マイクロメー
タを構成したものである。

同図（Ｃ）に示す例は、１次コイル３１と２次コイル３
２を同じ幅で巻いたものであり、同図（ｄ）に示す例は
、ボイスコイル４自身を１次巻線として、２種に分けた
２次巻線３３．３４を差動変圧器として使用するもので
ある。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例では
、エアベアリングを用いた駆動鏡で説明したが、他の構
造のものであってもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ボイ
スコイルを利用し、或いは駆動軸に沿って設けたコイル
により駆動鏡の位置を検出するので、別個の前位置検出
や後位置検出のためのスイッチや、別光源による測距開
始位置検出が不要となる。しかも、差動測定とする場合
は、インダクタンス変化形に比べ精度の高い測定ができ
る。また、測定用の交流電流を駆動電流に重畳したり、
交番的に加えたりして差動変圧器を構成するので、高い
精度の測定が可能になる。さらに、ボビンがどの位置に
あっても精密に測定でき、場合によっては測距用レーザ
等コントロール干渉計も省くことができる。また、交流
電源を用いることにより駆動鏡が停止していたり低速で
動いている時でも、精度良く測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る駆動鏡位置検出装置のｌ実施例を
示す図、第２図はボイスコイルの回路構成例を示す図、
第３図はボイスコイルの巻線を変えた他の実施例を示す
図、第４図は本発明に係る駆動鏡位置検出装置の他の実
施例を示す図、第５図はフーリエ変換赤外分光光度計の
光路を示す図、第６図はフーリエ変換赤外分光光度計の
駆動鏡部分の詳細を示す図である。１・・・駆動鏡、２・・・可動軸、３・・・軸受、４・
・・ボビン、５・・・ボイスコイル、６・・・永久磁石
、Ｉｌ・・・電流検出器、１２・・・電圧検出器、１３
．１４と１６・・・検出用トランス、１５と１７・・・
交流電源。出　願　人　　日本電子株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半透鏡、該半透鏡を透過した光と反射した光とを
それぞれ半透鏡へ向けて反射させる固定鏡及び駆動鏡か
らなり、永久磁石の磁場内でボイスコイルの電流を制御
して駆動鏡を駆動する干渉計の駆動鏡位置検出装置であ
って、ボイスコイルの巻線密度を位置によって変化させ
、永久磁石の磁場内でのボイスコイルの巻線密度変化に
依存した信号を検出することによって駆動鏡の位置を検
出するように構成したことを特徴とする駆動鏡位置検出
装置。
（２）巻線密度変化に依存した信号としてボイスコイル
の駆動電流の変化を検出することを特徴とする請求項１
記載の駆動鏡位置検出装置。
（３）ボイスコイルに直列にトランスを接続し、測定用
微弱交流を印加してボイスコイル側の電圧変化を巻線密
度変化に依存した信号として検出することを特徴とする
請求項１記載の駆動鏡位置検出装置。
（４）半透鏡、該半透鏡を透過した光と反射した光とを
それぞれ半透鏡へ向けて反射させる固定鏡及び駆動鏡か
らなり、永久磁石の磁場内でボイスコイルの電流を制御
して駆動鏡を駆動する干渉計の駆動鏡位置検出装置であ
って、ボイスコイルの移動軸上に検出コイルを配設して
ボイスコイルとの相対位置の変化を検出することにより
駆動鏡の位置を検出することを特徴とする駆動鏡位置検
出装置。
（５）ボイスコイルに測定用微弱交流を重畳して検出コ
イルの誘起電圧を検出することを特徴とする請求項４記
載の駆動鏡位置検出装置。
（６）検出コイルを複数に分割して構成したことを特徴
とする請求項４記載の駆動鏡位置検出装置。
（７）ボイスコイルを鉄心とし検出コイルで差動変圧器
を構成したことを特徴とする請求項６記載の駆動鏡位置
検出装置。