JPH06241898A - エタロン駆動機構 - Google Patents
エタロン駆動機構Info
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- JPH06241898A JPH06241898A JP1378493A JP1378493A JPH06241898A JP H06241898 A JPH06241898 A JP H06241898A JP 1378493 A JP1378493 A JP 1378493A JP 1378493 A JP1378493 A JP 1378493A JP H06241898 A JPH06241898 A JP H06241898A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エタロンの駆動を行う目標駆動信号として、
高周波成分を多く含む鋸歯状波または三角波等を用いた
場合に生じる機械的振動を防止することにより、高精度
の測定が可能となり、しかも光の周波数等の測定範囲を
広くとることができるエタロン駆動機構を提供する。 【構成】 歪ゲージ１４によって検出され歪ゲージアン
プ２２によって増幅された変位信号と三角波等の目標駆
動信号との比較によりエタロン制御部２０から出力され
た所定の駆動信号は、ノッチフィルタ３０によって、エ
タロン駆動機構に固有の機械的振動の周波数成分が除去
されエタロン駆動部１０に供給される。そして、この信
号を受けたエタロン駆動部１０の圧電素子ドライバ１６
は、圧電素子８を介してエタロンを駆動する。
高周波成分を多く含む鋸歯状波または三角波等を用いた
場合に生じる機械的振動を防止することにより、高精度
の測定が可能となり、しかも光の周波数等の測定範囲を
広くとることができるエタロン駆動機構を提供する。 【構成】 歪ゲージ１４によって検出され歪ゲージアン
プ２２によって増幅された変位信号と三角波等の目標駆
動信号との比較によりエタロン制御部２０から出力され
た所定の駆動信号は、ノッチフィルタ３０によって、エ
タロン駆動機構に固有の機械的振動の周波数成分が除去
されエタロン駆動部１０に供給される。そして、この信
号を受けたエタロン駆動部１０の圧電素子ドライバ１６
は、圧電素子８を介してエタロンを駆動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ファブリ・ペロー型光
干渉計やスペクトルアナライザ等の光学系に応用される
エタロン駆動機構に関するものである。
干渉計やスペクトルアナライザ等の光学系に応用される
エタロン駆動機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に多波干渉を利用した代表的な光学
装置にファブリ・ペロー型光干渉計等がある。このファ
ブリ・ペロー型光干渉計等は第６図に示されるように石
英ガラス等から構成される一対のエタロンを平行に配置
し、光を外部から入射させることにより隣接光波間の位
相差を利用して透過光に多波干渉を起こさせるものであ
る。この場合、これら一対のエタロンの間隔ｄを一定の
周期で振動させ、第７図に示されるようにエタロンの間
隔ｄにより定まる周波数毎に信号強度を表示することに
より、スペクトルアナライザとしての機能をもたせるこ
とが出来る。
装置にファブリ・ペロー型光干渉計等がある。このファ
ブリ・ペロー型光干渉計等は第６図に示されるように石
英ガラス等から構成される一対のエタロンを平行に配置
し、光を外部から入射させることにより隣接光波間の位
相差を利用して透過光に多波干渉を起こさせるものであ
る。この場合、これら一対のエタロンの間隔ｄを一定の
周期で振動させ、第７図に示されるようにエタロンの間
隔ｄにより定まる周波数毎に信号強度を表示することに
より、スペクトルアナライザとしての機能をもたせるこ
とが出来る。
【０００３】ここで、この種の駆動機構としては、◎ （１）相対エタロン間の気圧を変化させることにより屈
折率を変え光路長を変化させる機構を備えたもの、◎ （２）エタロンを純機械的に平行移動させる機構を備え
たもの◎ （３）圧電素子等の電歪素子により電気的にエタロンを
平行移動させる機構を備えたもの、等が知られている。
折率を変え光路長を変化させる機構を備えたもの、◎ （２）エタロンを純機械的に平行移動させる機構を備え
たもの◎ （３）圧電素子等の電歪素子により電気的にエタロンを
平行移動させる機構を備えたもの、等が知られている。
【０００４】しかし、（１）の相対エタロン間で気圧を
変化させる方法は、気圧の調圧装置が不可欠となること
から装置全体が大ががりとなると共に、高速で気圧を変
化させることが困難なため高速掃引ができないという問
題が生じる。（２）のエタロンを純機械的に平行移動さ
せる方法は、装置全体が大型化するとともに位置精度を
正確に出すことができないため平行度の調整が困難とな
り、また準機械的であることから高速掃引も困難となる
という問題が生じる。
変化させる方法は、気圧の調圧装置が不可欠となること
から装置全体が大ががりとなると共に、高速で気圧を変
化させることが困難なため高速掃引ができないという問
題が生じる。（２）のエタロンを純機械的に平行移動さ
せる方法は、装置全体が大型化するとともに位置精度を
正確に出すことができないため平行度の調整が困難とな
り、また準機械的であることから高速掃引も困難となる
という問題が生じる。
【０００５】以上の理由から、小型化、高速掃引が可能
であり平行度の調整も比較的容易になし得る（３）の圧
電素子等の電歪素子による方法が多用されている。この
種の圧電素子等の電歪素子による方法を用いる場合、エ
タロンの変位を変化させる目標駆動信号として第８図に
示されるような鋸歯状波または三角波等が通常用いられ
るのであるが、これらの信号をそのまま用いると信号の
高周波成分による機械的振動が生じ、測定精度に多大な
悪影響を及ぼすこととなる。このため、従来に置いては
第８図の点線で示されるように、ローパスフィルタ等に
より鋸歯状波または三角波等の信号から高周波部分をカ
ットした信号を目標駆動信号として用いることによって
機械的振動の発生を防止していた。
であり平行度の調整も比較的容易になし得る（３）の圧
電素子等の電歪素子による方法が多用されている。この
種の圧電素子等の電歪素子による方法を用いる場合、エ
タロンの変位を変化させる目標駆動信号として第８図に
示されるような鋸歯状波または三角波等が通常用いられ
るのであるが、これらの信号をそのまま用いると信号の
高周波成分による機械的振動が生じ、測定精度に多大な
悪影響を及ぼすこととなる。このため、従来に置いては
第８図の点線で示されるように、ローパスフィルタ等に
より鋸歯状波または三角波等の信号から高周波部分をカ
ットした信号を目標駆動信号として用いることによって
機械的振動の発生を防止していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋸歯状
波または三角波等の信号から高周波部分をカットした信
号を目標駆動信号として用いた場合、第８図ａ，ｂに示
されるように上部と下部の頂点部分が削られ分析測定に
使用する直線部分が短くなるため、エタロンの移動範囲
が大きく制約される結果として光の周波数等の測定範囲
が大きく制限されるという問題が生じる。
波または三角波等の信号から高周波部分をカットした信
号を目標駆動信号として用いた場合、第８図ａ，ｂに示
されるように上部と下部の頂点部分が削られ分析測定に
使用する直線部分が短くなるため、エタロンの移動範囲
が大きく制約される結果として光の周波数等の測定範囲
が大きく制限されるという問題が生じる。
【０００７】そこで、本発明は、これらの欠点を解消す
ることを目的として創案されたものであって、エタロン
の駆動を行う目標駆動信号として、高周波成分を多く含
む鋸歯状波または三角波等を用いた場合に生じる機械的
振動を防止することにより、高精度の測定が可能とな
り、しかも光の周波数等の測定範囲を広くとることがで
きるエタロン駆動機構を提供することを目的とする。
ることを目的として創案されたものであって、エタロン
の駆動を行う目標駆動信号として、高周波成分を多く含
む鋸歯状波または三角波等を用いた場合に生じる機械的
振動を防止することにより、高精度の測定が可能とな
り、しかも光の周波数等の測定範囲を広くとることがで
きるエタロン駆動機構を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、請求項１にかかるエタロン駆動機構は、対向し
て配置された一対のエタロンと、前記エタロンの少なく
とも一方を他方に対して対向方向に相対移動させるエタ
ロン駆動部と、前記エタロン駆動部が前記エタロンに及
ぼす変位を検出する検出部と、前記検出部からの変位信
号を入力し目標駆動信号との比較により所定の駆動信号
を供給するエタロン制御部とを供え、前記駆動信号から
エタロン駆動機構固有の機械的振動により定まる振動周
波数を除去した信号を前記エタロン駆動部に供給するノ
ッチフィルタとを設けたことを特長とする。
ために、請求項１にかかるエタロン駆動機構は、対向し
て配置された一対のエタロンと、前記エタロンの少なく
とも一方を他方に対して対向方向に相対移動させるエタ
ロン駆動部と、前記エタロン駆動部が前記エタロンに及
ぼす変位を検出する検出部と、前記検出部からの変位信
号を入力し目標駆動信号との比較により所定の駆動信号
を供給するエタロン制御部とを供え、前記駆動信号から
エタロン駆動機構固有の機械的振動により定まる振動周
波数を除去した信号を前記エタロン駆動部に供給するノ
ッチフィルタとを設けたことを特長とする。
【０００９】また、請求項２にかかるエタロン駆動機構
は、対向して配置された一対のエタロンと、前記エタロ
ンの少なくとも一方を他方に対して対向方向に相対移動
させるエタロン駆動部と、前記エタロン駆動部が前記エ
タロンに及ぼす変位を検出する検出部と、前記検出部か
らの変位信号を入力し目標駆動信号との比較により所定
の駆動信号を供給するエタロン制御部とを備え、前記エ
タロン駆動機構に生じる機械的振動を検出する加速度セ
ンサと、前記加速度センサによる信号を前記駆動信号か
ら減算し、この減算した信号を前記エタロン駆動部に供
給する減算部とを設けたことを特長とする
は、対向して配置された一対のエタロンと、前記エタロ
ンの少なくとも一方を他方に対して対向方向に相対移動
させるエタロン駆動部と、前記エタロン駆動部が前記エ
タロンに及ぼす変位を検出する検出部と、前記検出部か
らの変位信号を入力し目標駆動信号との比較により所定
の駆動信号を供給するエタロン制御部とを備え、前記エ
タロン駆動機構に生じる機械的振動を検出する加速度セ
ンサと、前記加速度センサによる信号を前記駆動信号か
ら減算し、この減算した信号を前記エタロン駆動部に供
給する減算部とを設けたことを特長とする
【００１０】
【作 用】請求項１に係るエタロン駆動機構の作用を第
１図、第３図を用いて説明すると、歪ゲージ１４によっ
て検出され歪ゲージアンプ２２によって増幅された変位
信号と三角波または鋸歯状波等の目標駆動信号との比較
によりエタロン制御部２０から出力された所定の駆動信
号は、ノッチフィルタ３０によって、エタロン駆動機構
に固有の機械的振動の周波数成分が除去されエタロン駆
動部１０に供給される。そして、この信号を受けたエタ
ロン駆動部１０の圧電素子ドライバ１６は、圧電素子８
を介して移動側エタロン６を駆動する。この際、エタロ
ン駆動部１０は、機械的振動が生じる固有の周波数が除
去された信号によって駆動されるため、結果としてエタ
ロン駆動機構の機械的振動が減少する。
１図、第３図を用いて説明すると、歪ゲージ１４によっ
て検出され歪ゲージアンプ２２によって増幅された変位
信号と三角波または鋸歯状波等の目標駆動信号との比較
によりエタロン制御部２０から出力された所定の駆動信
号は、ノッチフィルタ３０によって、エタロン駆動機構
に固有の機械的振動の周波数成分が除去されエタロン駆
動部１０に供給される。そして、この信号を受けたエタ
ロン駆動部１０の圧電素子ドライバ１６は、圧電素子８
を介して移動側エタロン６を駆動する。この際、エタロ
ン駆動部１０は、機械的振動が生じる固有の周波数が除
去された信号によって駆動されるため、結果としてエタ
ロン駆動機構の機械的振動が減少する。
【００１１】また、請求項２に係るエタロン駆動機構の
作用を第２図、第３図を用いて説明すると、歪ゲージ１
４によって検出され歪ゲージアンプ２２によって増幅さ
れた変位信号と三角波または鋸歯状波等の目標駆動信号
との比較によりエタロン制御部２０から出力された所定
の駆動信号は、エタロン駆動機構の機械的振動が生じる
部分に配設した加速度センサ３１の出力信号が減算部３
２によって減算された後、エタロン駆動部１０に供給さ
れる。そして、この信号を受けたエタロン駆動部１０の
圧電素子ドライバ１６は、圧電素子８を介してエタロン
を駆動する。この際、加速度センサ３１の出力信号は、
エタロン駆動機構の機械的振動を除去する方向にエタロ
ンを駆動するように働く。
作用を第２図、第３図を用いて説明すると、歪ゲージ１
４によって検出され歪ゲージアンプ２２によって増幅さ
れた変位信号と三角波または鋸歯状波等の目標駆動信号
との比較によりエタロン制御部２０から出力された所定
の駆動信号は、エタロン駆動機構の機械的振動が生じる
部分に配設した加速度センサ３１の出力信号が減算部３
２によって減算された後、エタロン駆動部１０に供給さ
れる。そして、この信号を受けたエタロン駆動部１０の
圧電素子ドライバ１６は、圧電素子８を介してエタロン
を駆動する。この際、加速度センサ３１の出力信号は、
エタロン駆動機構の機械的振動を除去する方向にエタロ
ンを駆動するように働く。
【００１２】
【実施例】本発明に係るエタロン駆動機構の一実施例を
第１図ないし第３図を用いて説明する。第１図、第２図
は本発明に係るエタロン駆動機構の信号の流れを示した
ブロック図で、第３図ａはエタロン機構部本体の縦断面
図を、また第３図ｂはそのＡ−Ａ断面図を示す。
第１図ないし第３図を用いて説明する。第１図、第２図
は本発明に係るエタロン駆動機構の信号の流れを示した
ブロック図で、第３図ａはエタロン機構部本体の縦断面
図を、また第３図ｂはそのＡ−Ａ断面図を示す。
【００１３】第３図において固定側エタロン５および移
動側エタロン６は、それぞれホルダ４およびホルダ２に
光学的歪みを生じないように接着剤等の適当な方法で固
定されており、ホルダ２及びホルダ４は各々ねじ１３お
よび１２によりボディ１に固定されている。ボディ１は
同軸な２つの円管を薄肉な３枚の瓦状の歪発生部１５で
連結した形状であり、下の円管の上面には第３図ｂに示
すごとく３枚の等しい形状の扇型スペーサ７が接着され
ている。扇型スペーサ７の中央部には正方形の角穴が穿
設されており、電歪素子である圧電素子８が嵌合されて
いる。圧電素子８の他端は圧電素子８の断面よりやや大
きいスペーサ９が接着され、設定ねじ１１により圧電素
子８の軸方向に予圧を与えている。歪発生部１５の外側
に歪ゲージ１４が取り付けられており、歪発生部１５を
保護するために、カバー３が設けられている。
動側エタロン６は、それぞれホルダ４およびホルダ２に
光学的歪みを生じないように接着剤等の適当な方法で固
定されており、ホルダ２及びホルダ４は各々ねじ１３お
よび１２によりボディ１に固定されている。ボディ１は
同軸な２つの円管を薄肉な３枚の瓦状の歪発生部１５で
連結した形状であり、下の円管の上面には第３図ｂに示
すごとく３枚の等しい形状の扇型スペーサ７が接着され
ている。扇型スペーサ７の中央部には正方形の角穴が穿
設されており、電歪素子である圧電素子８が嵌合されて
いる。圧電素子８の他端は圧電素子８の断面よりやや大
きいスペーサ９が接着され、設定ねじ１１により圧電素
子８の軸方向に予圧を与えている。歪発生部１５の外側
に歪ゲージ１４が取り付けられており、歪発生部１５を
保護するために、カバー３が設けられている。
【００１４】第１図は請求項１の発明に係るエタロン駆
動機構の一実施例の信号の流れを示したブロック図であ
り、エタロン制御部２０とエタロン駆動部１０およびノ
ッチフィルタ３０が示されている。エタロン駆動部１０
においては第３図で示したエタロン駆動機構のうち信号
の流れに関与する圧電素子８と歪ゲージ１４およびノッ
チフィルタ３０の出力を増幅して圧電素子８に供給する
第３図では不図示の圧電素子ドライバ１６が示されてい
る。エタロン制御部２０は圧電素子８に対して所定の駆
動信号を出力するＰＩＤ（比例積分微分）制御回路２
１、エタロン駆動部１０における歪ゲージ１４の出力を
変位信号として増幅する歪ゲージアンプ２２、および目
標信号と前記変位信号の差を前記ＰＩＤ制御回路２１に
供給する差分供給部２３から構成される。
動機構の一実施例の信号の流れを示したブロック図であ
り、エタロン制御部２０とエタロン駆動部１０およびノ
ッチフィルタ３０が示されている。エタロン駆動部１０
においては第３図で示したエタロン駆動機構のうち信号
の流れに関与する圧電素子８と歪ゲージ１４およびノッ
チフィルタ３０の出力を増幅して圧電素子８に供給する
第３図では不図示の圧電素子ドライバ１６が示されてい
る。エタロン制御部２０は圧電素子８に対して所定の駆
動信号を出力するＰＩＤ（比例積分微分）制御回路２
１、エタロン駆動部１０における歪ゲージ１４の出力を
変位信号として増幅する歪ゲージアンプ２２、および目
標信号と前記変位信号の差を前記ＰＩＤ制御回路２１に
供給する差分供給部２３から構成される。
【００１５】ノッチフィルタ３０は予め測定されたエタ
ロン駆動機構に固有の機械的振動の周波数成分をＰＩＤ
（比例積分微分）制御回路２１の駆動信号から排除す
る。ここで、ノッチフィルタ３０は、アナログ系及びデ
ィジタル系のいずれのフィルタ構成も可能である。アナ
ログフィルタとして構成する場合は、第４図ａに示され
るように周知のローパスフィルタとハイパスフィルタの
出力を加算回路で合成する方法と、第４図ｂに示される
ように周知のバンドパスフィルタ（入出力は同相）を通
過した信号と入力の信号を反転した信号とを加算すると
いう２つの方法が考えられる。前者は比較的広い帯域の
周波数成分を取り除くのに適し、また後者は挟帯域のバ
ンドエリミネートフィルタに適しており、本発明では、
エタロン駆動機構に生ずる固有の機械的振動の帯域幅に
応じて適宜使い分ければ良い。一方、ディジタルフィル
タとして構成する場合には、周知のスイッチド波キャパ
シタ方式の回路を構成すれば容易に実現可能である。な
お、ノッチフィルタ３０をディジタルフィルタで構成す
る場合には、エタロン制御部２０の回路構成もマイコン
等を使用したディジタル系として構成される。
ロン駆動機構に固有の機械的振動の周波数成分をＰＩＤ
（比例積分微分）制御回路２１の駆動信号から排除す
る。ここで、ノッチフィルタ３０は、アナログ系及びデ
ィジタル系のいずれのフィルタ構成も可能である。アナ
ログフィルタとして構成する場合は、第４図ａに示され
るように周知のローパスフィルタとハイパスフィルタの
出力を加算回路で合成する方法と、第４図ｂに示される
ように周知のバンドパスフィルタ（入出力は同相）を通
過した信号と入力の信号を反転した信号とを加算すると
いう２つの方法が考えられる。前者は比較的広い帯域の
周波数成分を取り除くのに適し、また後者は挟帯域のバ
ンドエリミネートフィルタに適しており、本発明では、
エタロン駆動機構に生ずる固有の機械的振動の帯域幅に
応じて適宜使い分ければ良い。一方、ディジタルフィル
タとして構成する場合には、周知のスイッチド波キャパ
シタ方式の回路を構成すれば容易に実現可能である。な
お、ノッチフィルタ３０をディジタルフィルタで構成す
る場合には、エタロン制御部２０の回路構成もマイコン
等を使用したディジタル系として構成される。
【００１６】第２図は請求項２の発明に係るエタロン駆
動機構の一実施例の信号の流れを示したブロック図であ
り、エタロン制御部２０とエタロン駆動部１０および加
速度センサ３１、減算部３２が示されている。ここで、
エタロン制御部２０とエタロン駆動部１０の基本的構成
は第１図に示す請求項１にかかる発明のエタロン制御部
２０とエタロン駆動部１０の一実施例と同様である。
動機構の一実施例の信号の流れを示したブロック図であ
り、エタロン制御部２０とエタロン駆動部１０および加
速度センサ３１、減算部３２が示されている。ここで、
エタロン制御部２０とエタロン駆動部１０の基本的構成
は第１図に示す請求項１にかかる発明のエタロン制御部
２０とエタロン駆動部１０の一実施例と同様である。
【００１７】加速度センサ３１は、エタロン駆動機構の
機械的振動を検出し、検出した振動を電気的信号として
出力するもので、機械的振動が直接伝わる第３図に示さ
れるエタロン駆動部１０のボディ１等に配設される。こ
こで、加速度センサ３１は、速度センサまたは位置セン
サと微分回路を組み合わせたものを用いてもよい。減算
部３２は加速度センサ３１の信号をＰＩＤ（比例積分微
分）制御回路２１の駆動信号から減算し、エタロン駆動
部１０の圧電素子ドライバ１６に供給する。
機械的振動を検出し、検出した振動を電気的信号として
出力するもので、機械的振動が直接伝わる第３図に示さ
れるエタロン駆動部１０のボディ１等に配設される。こ
こで、加速度センサ３１は、速度センサまたは位置セン
サと微分回路を組み合わせたものを用いてもよい。減算
部３２は加速度センサ３１の信号をＰＩＤ（比例積分微
分）制御回路２１の駆動信号から減算し、エタロン駆動
部１０の圧電素子ドライバ１６に供給する。
【００１８】次に請求項１の発明に係るエタロン駆動機
構の一実施例の動作を第１図、第３図を用いて説明す
る。まず、移動側エタロン６の目標駆動信号である三角
波または鋸歯状波を目標信号発生手段３３からエタロン
制御部２０に入力する。入力された三角波または鋸歯状
波はＰＩＤ制御回路２１で所定の駆動信号に変換され、
ノッチフィルタ３０によって機械的振動の周波数成分を
除去された後、圧電素子ドライバ１６に供給される。そ
して圧電素子ドライバ１６を介して増幅された駆動信号
にほぼ比例した力が圧電素子８に発生し、これにより第
３図に示される歪発生部１５が伸ばされて移動側エタロ
ン６に伝わり、結果として移動側エタロン６が圧電素子
８への印加電圧に応じて軸方向に動くこととなる。そし
て、ボディ１の歪発生部１５が伸びることによって、こ
の歪発生部１５に付着された歪ゲージ１４から伸びに比
例した電圧が得られる。この歪ゲージ１４の出力は歪ゲ
ージアンプ２３で増幅され差分供給部２４によって目標
駆動信号との差がＰＩＤ制御回路２１に供給される。こ
のようにエタロン制御部２０においてフィードバック系
が構成され設定信号に応じた移動側エタロン６の駆動制
御を可能としている。ここで、エタロン駆動部１０は、
機械的振動が生じる固有の周波数が除去された駆動信号
によって駆動されるため、エタロン駆動機構はエタロン
駆動部１０の振動によって共振することがなく、結果と
してエタロン駆動機構の機械的振動が除去される。な
お、ノッチフィルタ３０に設定すべき周波数は、エタロ
ン駆動機構に固有の周波数であり、予め計算により、ま
たはノッチフィルタ３０を機能させない状態で駆動させ
ることによって簡単に求めることができる。
構の一実施例の動作を第１図、第３図を用いて説明す
る。まず、移動側エタロン６の目標駆動信号である三角
波または鋸歯状波を目標信号発生手段３３からエタロン
制御部２０に入力する。入力された三角波または鋸歯状
波はＰＩＤ制御回路２１で所定の駆動信号に変換され、
ノッチフィルタ３０によって機械的振動の周波数成分を
除去された後、圧電素子ドライバ１６に供給される。そ
して圧電素子ドライバ１６を介して増幅された駆動信号
にほぼ比例した力が圧電素子８に発生し、これにより第
３図に示される歪発生部１５が伸ばされて移動側エタロ
ン６に伝わり、結果として移動側エタロン６が圧電素子
８への印加電圧に応じて軸方向に動くこととなる。そし
て、ボディ１の歪発生部１５が伸びることによって、こ
の歪発生部１５に付着された歪ゲージ１４から伸びに比
例した電圧が得られる。この歪ゲージ１４の出力は歪ゲ
ージアンプ２３で増幅され差分供給部２４によって目標
駆動信号との差がＰＩＤ制御回路２１に供給される。こ
のようにエタロン制御部２０においてフィードバック系
が構成され設定信号に応じた移動側エタロン６の駆動制
御を可能としている。ここで、エタロン駆動部１０は、
機械的振動が生じる固有の周波数が除去された駆動信号
によって駆動されるため、エタロン駆動機構はエタロン
駆動部１０の振動によって共振することがなく、結果と
してエタロン駆動機構の機械的振動が除去される。な
お、ノッチフィルタ３０に設定すべき周波数は、エタロ
ン駆動機構に固有の周波数であり、予め計算により、ま
たはノッチフィルタ３０を機能させない状態で駆動させ
ることによって簡単に求めることができる。
【００１９】次に、請求項２の発明に係るエタロン駆動
機構の一実施例の動作を第２図、第３図を用いて説明す
る。まず、第１図の実施例と同様に移動側エタロン６の
目標駆動信号である三角波または鋸歯状波を目標信号発
生手段３３からエタロン制御部２０に入力すると、入力
された前記信号はＰＩＤ制御回路２１で所定の駆動信号
に変換される。この駆動信号は、減算部３２で加速度セ
ンサ３１により検出されたエタロン駆動機構の機械的振
動を示す信号が減算された後、圧電素子ドライバ１６に
供給される。そして圧電素子ドライバ１６を介して増幅
された駆動信号にほぼ比例した力が圧電素子８に発生
し、これにより第３図に示される歪発生部１５が伸ばさ
れて移動側エタロン６に伝わり、結果として移動側エタ
ロン６が圧電素子８への印加電圧に応じて軸方向に動く
こととなる。ここで、エタロン駆動機構に生じた機械的
振動を示す加速度センサ３１の出力信号は、機械的振動
を除去する方向にエタロンが駆動されるよう働くため、
エタロン駆動機構に生じる機械的振動が除去される。さ
らに、加速度センサ３１により直接エタロン駆動機構に
発生する機械的振動を検出するため、共振により生じる
機械的振動のみならず、外的要因例えば、エタロン駆動
機構を載置する基台自体の振動の影響により生じる機械
的振動等をも除去することが可能となる。
機構の一実施例の動作を第２図、第３図を用いて説明す
る。まず、第１図の実施例と同様に移動側エタロン６の
目標駆動信号である三角波または鋸歯状波を目標信号発
生手段３３からエタロン制御部２０に入力すると、入力
された前記信号はＰＩＤ制御回路２１で所定の駆動信号
に変換される。この駆動信号は、減算部３２で加速度セ
ンサ３１により検出されたエタロン駆動機構の機械的振
動を示す信号が減算された後、圧電素子ドライバ１６に
供給される。そして圧電素子ドライバ１６を介して増幅
された駆動信号にほぼ比例した力が圧電素子８に発生
し、これにより第３図に示される歪発生部１５が伸ばさ
れて移動側エタロン６に伝わり、結果として移動側エタ
ロン６が圧電素子８への印加電圧に応じて軸方向に動く
こととなる。ここで、エタロン駆動機構に生じた機械的
振動を示す加速度センサ３１の出力信号は、機械的振動
を除去する方向にエタロンが駆動されるよう働くため、
エタロン駆動機構に生じる機械的振動が除去される。さ
らに、加速度センサ３１により直接エタロン駆動機構に
発生する機械的振動を検出するため、共振により生じる
機械的振動のみならず、外的要因例えば、エタロン駆動
機構を載置する基台自体の振動の影響により生じる機械
的振動等をも除去することが可能となる。
【００２０】このように、請求項１の発明に係るエタロ
ン駆動機構によれば、ＰＩＤ制御回路２１による駆動信
号はノッチフィルタ３０によってエタロン駆動機構に固
有の機械的振動の周波数の成分が除去された状態でエタ
ロン駆動部１０に供給されるため、エタロン駆動機構が
エタロン駆動部１０の振動に共振することがなくなり、
従ってエタロン駆動機構に生じる機械的振動の発生を防
止できる。このため、移動側エタロン６の位置制御に際
して目駆動標信号に正確に追随制御することが可能とな
り、結果として高精度な測定ができるスペクトロアナラ
イザ等の供給が可能となる。
ン駆動機構によれば、ＰＩＤ制御回路２１による駆動信
号はノッチフィルタ３０によってエタロン駆動機構に固
有の機械的振動の周波数の成分が除去された状態でエタ
ロン駆動部１０に供給されるため、エタロン駆動機構が
エタロン駆動部１０の振動に共振することがなくなり、
従ってエタロン駆動機構に生じる機械的振動の発生を防
止できる。このため、移動側エタロン６の位置制御に際
して目駆動標信号に正確に追随制御することが可能とな
り、結果として高精度な測定ができるスペクトロアナラ
イザ等の供給が可能となる。
【００２１】また、請求項２の発明に係るエタロン駆動
機構によれば、加速度センサ３１により直接エタロン駆
動機構に発生する機械的振動を検出し、その出力信号の
反転信号で直接エタロンを駆動するよう作用するため、
共振により生じる機械的振動のみならず、外的要因例え
ば、エタロン駆動機構を載置する基台自体が振動の影響
により生じる機械的振動をも除去することが可能とな
る。従って、移動側エタロン６の位置制御に際して、よ
り高精度にエタロンを目標駆動信号に追随制御させるこ
とが可能となり、結果としてより高精度な測定を可能と
するスペクトロアナライザ等の提供が可能となる。
機構によれば、加速度センサ３１により直接エタロン駆
動機構に発生する機械的振動を検出し、その出力信号の
反転信号で直接エタロンを駆動するよう作用するため、
共振により生じる機械的振動のみならず、外的要因例え
ば、エタロン駆動機構を載置する基台自体が振動の影響
により生じる機械的振動をも除去することが可能とな
る。従って、移動側エタロン６の位置制御に際して、よ
り高精度にエタロンを目標駆動信号に追随制御させるこ
とが可能となり、結果としてより高精度な測定を可能と
するスペクトロアナライザ等の提供が可能となる。
【００２２】尚、第７図に示される周波数表示を位置ず
れすることなく正確に行うためには移動側エタロン６の
位置制御をより高精度にする必要がある。したがって、
本発明に係るエタロン駆動装置においては歪ゲージ１４
として、第５図に示すように２軸直行に４パターンを内
蔵したものを使用することが考えられる。この歪ゲージ
は変位方向と垂直方向にパターンが張り巡らされた温度
補償部４２と変位方向に沿って張り巡らされた変位検出
部４１とに各々別れる。変位検出部４１においては文字
どうり変位方向に沿って張り巡らされたパターンが変位
方向に伸ばされることにより、それに比例した電圧を発
生させるものである。ここでは、パターンを変位方向に
直列に配列することにより測定感度が２倍に高められて
いる。一方温度補償部４２は変位方向と垂直方向にパタ
ーンが張り巡らされているため変位方向の変位に対して
は反応せず変位方向と垂直方向のみの変位に比例した出
力を発生することとなる。この場合、第１図、第２図に
おいて図示しない信号反転部で温度補償部４２の信号が
反転され、図示しない信号加算部で変位検出部４１の信
号と加算され歪ゲージアンプ２２に供給される。したが
って、被測定物の測定変位を一方向に限定した場合に
は、温度補償部４２において温度変化による膨張、圧縮
のみの測定が可能とり、温度補償部４２の反転信号を変
位検出部４１の信号に加算することにより温度補償がな
されることとなる。
れすることなく正確に行うためには移動側エタロン６の
位置制御をより高精度にする必要がある。したがって、
本発明に係るエタロン駆動装置においては歪ゲージ１４
として、第５図に示すように２軸直行に４パターンを内
蔵したものを使用することが考えられる。この歪ゲージ
は変位方向と垂直方向にパターンが張り巡らされた温度
補償部４２と変位方向に沿って張り巡らされた変位検出
部４１とに各々別れる。変位検出部４１においては文字
どうり変位方向に沿って張り巡らされたパターンが変位
方向に伸ばされることにより、それに比例した電圧を発
生させるものである。ここでは、パターンを変位方向に
直列に配列することにより測定感度が２倍に高められて
いる。一方温度補償部４２は変位方向と垂直方向にパタ
ーンが張り巡らされているため変位方向の変位に対して
は反応せず変位方向と垂直方向のみの変位に比例した出
力を発生することとなる。この場合、第１図、第２図に
おいて図示しない信号反転部で温度補償部４２の信号が
反転され、図示しない信号加算部で変位検出部４１の信
号と加算され歪ゲージアンプ２２に供給される。したが
って、被測定物の測定変位を一方向に限定した場合に
は、温度補償部４２において温度変化による膨張、圧縮
のみの測定が可能とり、温度補償部４２の反転信号を変
位検出部４１の信号に加算することにより温度補償がな
されることとなる。
【００２３】このように変位測定と温度補償を１パッケ
ージ化した高精度な歪ゲージを用いることにより極めて
正確な移動側エタロン６の位置制御が可能となり、さら
にノッチフィルタ、加速度センサ等と組み合わせること
によって、より高精度な分析測定が可能となる。
ージ化した高精度な歪ゲージを用いることにより極めて
正確な移動側エタロン６の位置制御が可能となり、さら
にノッチフィルタ、加速度センサ等と組み合わせること
によって、より高精度な分析測定が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、ノッチフィル
タによってエタロン駆動機構に固有の機械的振動の周波
数の成分が除去された駆動信号を用いてエタロン駆動部
が駆動されるため、エタロン駆動機構がエタロン駆動部
の振動に共振することがなくなり、従ってエタロン駆動
機構に生じる機械的振動を防止できる。
タによってエタロン駆動機構に固有の機械的振動の周波
数の成分が除去された駆動信号を用いてエタロン駆動部
が駆動されるため、エタロン駆動機構がエタロン駆動部
の振動に共振することがなくなり、従ってエタロン駆動
機構に生じる機械的振動を防止できる。
【００２５】また、請求項２の発明によれば、加速度セ
ンサにより直接エタロン駆動機構に発生する機械的振動
を検出し、その出力信号の反転信号で直接エタロンを駆
動するため、共振により生じる機械的振動のみならず、
外的要因例えば、エタロン駆動機構を載置する基台自体
が振動の影響により生じる機械的振動をも除去すること
が可能となる。
ンサにより直接エタロン駆動機構に発生する機械的振動
を検出し、その出力信号の反転信号で直接エタロンを駆
動するため、共振により生じる機械的振動のみならず、
外的要因例えば、エタロン駆動機構を載置する基台自体
が振動の影響により生じる機械的振動をも除去すること
が可能となる。
【００２６】従って、本願発明によれば、エタロンの移
動を行う目標駆動信号として、高周波成分を多く含む鋸
歯状波または三角波等を用いる場合であっても、エタロ
ン駆動機構に生じる機械的振動を有効に防止できるた
め、移動側エタロンの位置制御に際して、高精度にエタ
ロンを目標駆動信号に追随制御させることが可能とな
り、光の周波数等の測定範囲を広くとることが可能でか
つ高精度な測定を可能とするスペクトロアナライザ等の
供給が可能となる。
動を行う目標駆動信号として、高周波成分を多く含む鋸
歯状波または三角波等を用いる場合であっても、エタロ
ン駆動機構に生じる機械的振動を有効に防止できるた
め、移動側エタロンの位置制御に際して、高精度にエタ
ロンを目標駆動信号に追随制御させることが可能とな
り、光の周波数等の測定範囲を広くとることが可能でか
つ高精度な測定を可能とするスペクトロアナライザ等の
供給が可能となる。
【図１】請求項１の発明に基づくエタロン駆動機構部の
信号の流れを示すブロック図
信号の流れを示すブロック図
【図２】請求項２の発明に基づくエタロン駆動機構部の
信号の流れを示すブロック図
信号の流れを示すブロック図
【図３】この発明に基づくエタロン駆動部の１実施例を
示す図
示す図
【図４】ノッチフィルタの具体例を示す図
【図５】この発明に用いる歪ゲージの一例を示す図
【図６】一対のエタロンにより多波干渉を起こさせる場
合の１実施例を示す図
合の１実施例を示す図
【図７】多波干渉により測定されたスペクトルの表示例
を示す図
を示す図
【図８】この発明に用いる目標駆動信号の具体例を示す
図
図
５、６・・・エタロン ８・・・・・圧電素子 １０・・・・エタロン駆動部 １４・・・・歪ゲージ ２０・・・・エタロン制御部 ３０・・・・ノッチフィルタ ３１・・・・加速度センサ ３２・・・・減算部 ４１・・・・変位検出部 ４２・・・・温度補償部
Claims (2)
- 【請求項１】 対向して配置された一対のエタロンと、
前記エタロンの少なくとも一方を他方に対して対向方向
に相対移動させるエタロン駆動部と、前記エタロン駆動
部が前記エタロンに及ぼす変位を検出する検出部と、前
記検出部からの変位信号を入力し目標駆動信号との比較
により所定の駆動信号を供給するエタロン制御部とを供
えたエタロン駆動機構において、 前記駆動信号からエタロン駆動機構固有の機械的振動に
より定まる振動周波数を除去した信号を前記エタロン駆
動部に供給するノッチフィルタとを設けたことを特長と
するエタロン駆動機構。 - 【請求項２】 対向して配置された一対のエタロンと、
前記エタロンの少なくとも一方を他方に対して対向方向
に相対移動させるエタロン駆動部と、前記エタロン駆動
部が前記エタロンに及ぼす変位を検出する検出部と、前
記検出部からの変位信号を入力し目標駆動信号との比較
により所定の駆動信号を供給するエタロン制御部とを備
えたエタロン駆動機構において、 前記エタロン駆動機構に生じる機械的振動を検出する加
速度センサと、前記加速度センサによる信号を前記駆動
信号から減算し、この減算した信号を前記エタロン駆動
部に供給する減算部とを設けたことを特長とするエタロ
ン駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1378493A JPH06241898A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | エタロン駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1378493A JPH06241898A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | エタロン駆動機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241898A true JPH06241898A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=11842881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1378493A Pending JPH06241898A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | エタロン駆動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06241898A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0915171A (ja) * | 1995-03-16 | 1997-01-17 | Bio Rad Lab Inc | 蛍光結像システム及び蛍光結像方法 |
| JP2014181987A (ja) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Jasco Corp | 干渉計用可動ミラーの速度制御装置、フーリエ変換分光光度計 |
| JP2016125820A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | セイコーエプソン株式会社 | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 |
| US10330917B2 (en) | 2014-09-29 | 2019-06-25 | Seiko Epson Corporation | Optical filter device, optical module, and electronic apparatus |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP1378493A patent/JPH06241898A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0915171A (ja) * | 1995-03-16 | 1997-01-17 | Bio Rad Lab Inc | 蛍光結像システム及び蛍光結像方法 |
| JP2014181987A (ja) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Jasco Corp | 干渉計用可動ミラーの速度制御装置、フーリエ変換分光光度計 |
| US10330917B2 (en) | 2014-09-29 | 2019-06-25 | Seiko Epson Corporation | Optical filter device, optical module, and electronic apparatus |
| US10684463B2 (en) | 2014-09-29 | 2020-06-16 | Seiko Epson Corporation | Optical filter device, optical module, and electronic apparatus |
| US11493748B2 (en) | 2014-09-29 | 2022-11-08 | Seiko Epson Corporation | Optical filter device, optical module, and electronic apparatus |
| JP2016125820A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | セイコーエプソン株式会社 | 光学フィルターデバイス、光学モジュール、及び電子機器 |
| US10113909B2 (en) | 2014-12-26 | 2018-10-30 | Seiko Epson Corporation | Optical filter device, optical module, and electronic equipment |
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