JPH109810A - 移動鏡駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動開始時の脱調を防止することが可能な移
動鏡駆動回路を実現する。 【解決手段】 干渉計を構成する移動鏡を駆動する移動
鏡駆動回路において、制御目標である三角波を発生させ
る三角波発生回路と、移動鏡の駆動開始時に三角波の波
形を制御する駆動開始時制御回路と、移動鏡の現在位置
を検出する移動鏡位置検出回路と、駆動開始時制御回路
と移動鏡位置検出回路との出力の差分を演算する減算器
と、差分がゼロになるようにコイル駆動回路を用いてコ
イルに印加する駆動電流を制御する制御回路とを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分光器等に用いら
れる干渉計の移動鏡駆動回路に関し、特に駆動開始時の
脱調を防止することが可能な移動鏡駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の干渉計を用いた分光器は白色光を
干渉計に入射し、干渉計の出力光である干渉光を試料に
入射してその透過光を検出することにより、試料の分光
分析を行う。

【０００３】図５はこのような従来の分光器の内干渉計
部分の一例を示す構成ブロック図である。図５において
１は光源、２及び６はレンズ、３はハーフミラー、４は
固定鏡、５は移動鏡、７は試料（図示せず。）に干渉光
を導く光ファイバ、８は移動鏡駆動手段である。

【０００４】光源１の出力光はレンズ２を介してハーフ
ミラー３に入射され、前記出力光の一部はハーフミラー
３で反射され固定鏡４に、残りはハーフミラー３を透過
して移動鏡５にそれぞれ入射される。

【０００５】固定鏡４及び移動鏡５において反射された
光は再びハーフミラー３に入射され、両者の光路差によ
り干渉光となり、レンズ６を介して光ファイバ７に入射
される。

【０００６】この時、移動鏡５は移動鏡駆動手段８によ
り図５中”イ”に示すように駆動され、これによりハー
フミラー３で生じる干渉光を走査する。

【０００７】また、図６は移動鏡５及び移動鏡駆動手段
８の詳細を示す構成ブロック図である。図６において５
は図５と同一符号を付してあり、９ａ及び９ｂは支持す
る板バネ、１０はレーザ制御回路、１１はレーザ、１２
は４分割光検出器、１３は移動鏡駆動回路、１４はコイ
ル、１５は磁石である。

【０００８】板バネ９ａ及び９ｂは移動鏡５を支持する
と共に、図６中”イ”に示す方向に可動であるように干
渉計本体（図示せず。）に固定される。

【０００９】レーザ１１の出力光は板バネ９ｂの表面に
入射され、この反射光は４分割光検出器１２に入射され
る。また、レーザ制御回路１０は前記レーザ１１の出力
光のパワーが一定になるように制御する。

【００１０】この状態で移動鏡５が図６中”イ”の方向
に移動すると、この移動鏡５を支持する板バネ９ａ及び
９ｂがたわみ、板バネ９ｂからの反射光の光軸が移動す
る。

【００１１】４分割光検出器１２はこの反射光の光軸変
化を検出する。即ち、４分割光検出器１２は４つの光検
出器が隣接して形成されており、前記４つの光検出器で
検出される光強度の分布を解析するこにより移動鏡５の
位置を検出することができる。

【００１２】この光軸変化は移動鏡駆動回路１３に入力
され、移動鏡駆動回路１３はの光軸変化に基づきコイル
１４に流れる駆動電流を制御して移動鏡５の位置を制御
する。このコイル１４は移動鏡５に固定されており、隣
接して設置された磁石１５との反発力により移動鏡５を
移動させる。

【００１３】さらに、図７は従来の移動鏡駆動回路１３
の一例を示す構成ブロック図である。図７において１６
は三角波発生回路、１７は移動鏡位置検出回路、１８は
減算器、１９は制御回路、２０はコイル駆動回路であ
る。

【００１４】三角波発生回路１６の出力は減算器１８の
加算入力端子に接続され、移動鏡位置検出回路１７の出
力は減算器１８の減算入力端子に接続される。減算器１
８の出力は制御回路１９に接続され、制御回路１９の出
力はコイル駆動回路２０に接続される。また、コイル駆
動回路２０の出力は図６のコイル１４に接続される。

【００１５】ここで、図７に示す移動鏡駆動回路の動作
を図８を用いて説明する。図８はコイル１４の駆動電流
の変化を示す特性曲線図である。

【００１６】三角波発生回路１６の出力である三角波か
ら移動鏡位置検出回路１７の出力である移動鏡５の位置
成分が減算器１８で減算される。このため、駆動電流と
現在位置との差分が得られる。

【００１７】制御回路１９はこの差分がゼロになるよう
にコイル駆動回路２０を制御してコイル１４に印加する
駆動電流を制御する。

【００１８】図８中（ａ）は制御目標を示す波形であ
り、図８中（ｂ）は図８中”イ”のタイミングで駆動を
開始した場合の駆動電流の変化を示すものであり、上述
のように駆動電流を制御することにより、駆動開始から
順次制御目標に追従してくることが分かる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図８中”イ”
のタイミングで駆動を開始すれば制御目標に追従してく
るものの、例えば、図８中”ロ”のタイミングで駆動を
開始すると図８中（ｃ）に示すように制御目標に追従し
なくなり脱調状態になる場合があると言った問題点があ
った。従って本発明が解決しようとする課題は、駆動開
始時の脱調を防止することが可能な移動鏡駆動回路を実
現することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明の第１では、干渉計を構成する移動鏡
を駆動する移動鏡駆動回路において、制御目標である三
角波を発生させる三角波発生回路と移動鏡の駆動開始時
に前記三角波の波形を制御する駆動開始時制御回路と、
移動鏡の現在位置を検出する移動鏡位置検出回路と、前
記駆動開始時制御回路と移動鏡位置検出回路との出力の
差分を演算する減算器と、前記差分がゼロになるように
コイル駆動回路を用いてコイルに印加する駆動電流を制
御する制御回路とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００２１】このような課題を達成するために、本発明
の第２では、本発明の第１において移動鏡の駆動開始時
に前記三角波の直流電圧成分を正電源電圧若しくは負電
源電圧近傍から”０Ｖ”まで徐々に変化するように制御
する駆動開始時制御回路を備えたことを特徴とするもの
である。

【００２２】このような課題を達成するために、本発明
の第３では、本発明の第１において移動鏡の駆動開始時
に内部増幅器の増幅率を”０”から”１”まで徐々に変
化させ前記三角波の振幅を制御する駆動開始時制御回路
を備えたことを特徴とするものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明に係る移動鏡駆動回路の一実施
例を示す構成ブロック図である。

【００２４】図１において１６，１７，１８，１９及び
２０は図７と同一符号を付してあり、２１は駆動開始時
制御回路、１００は三角波発生回路１６の出力信号、１
０１は駆動開始時制御回路２１の出力信号である。

【００２５】三角波発生回路１６の出力は駆動開始時制
御回路２１に接続され、駆動開始時制御回路２１の出力
は減算器１８の加算入力端子に接続される。

【００２６】移動鏡位置検出回路１７の出力は減算器１
８の減算入力端子に接続され、減算器１８の出力は制御
回路１９に接続され、制御回路１９の出力はコイル駆動
回路２０に接続される。

【００２７】ここで、図１に示す実施例の動作を図２及
び図３を用いて説明する。図２は駆動開始時制御回路２
１の一例を示す回路図、図３は駆動開始時制御回路２１
の動作を説明するタイミング図である。

【００２８】図２において１００及び１０１は図１と同
一符号を付してあり、２２は加算器、２３はスイッチ回
路、２４及び２６は抵抗、２５は容量、２７はトランジ
スタである。

【００２９】スイッチ回路２３の一端は抵抗２４の一端
に接続され、抵抗２４の他端は抵抗２６の一端及び容量
２５の一端に接続される。

【００３０】抵抗２６の他端はトランジスタ２７のベー
スに接続され、トランジスタ２７のコレクタは加算器２
２の一方の入力端子に接続される。また、加算器２２の
他方の入力端子には出力信号１００が入力され、加算器
２２の出力は出力信号１０１として出力される。

【００３１】さらに、スイッチ回路２３の他端は正電圧
源”＋Ｖ”に、容量２５の他端及びトランジスタ２７の
エミッタは負電圧源”−Ｖ”にそれぞれ接続される。

【００３２】駆動開始前にはスイッチ回路２３は制御回
路（図示せず。）により”ＯＮ”になっているのでトラ
ンジスタ２７も”ＯＮ”になり、トランジスタ２７のコ
レクタ電圧は負電圧源の電圧”−Ｖ”に等しくなる。

【００３３】駆動が開始されるとスイッチ回路２３は制
御回路（図示せず。）により”ＯＦＦ”になり、容量２
５に充電されていた電荷が抵抗２６及びトランジスタ２
７により放電される。

【００３４】このため、図３中（ａ）に示すようにトラ
ンジスタ２７のコレクタ電圧は徐々に上昇して行き、最
終的には”０Ｖ”になる。この波形と図３中（ｂ）に示
す三角波である出力信号１００とは加算器２２で加算さ
れるので、出力電圧１０１は図３中（ｃ）に示すような
波形となる。

【００３５】図３中（ｃ）に示す波形はその直流電圧成
分が負電源電圧”−Ｖ”近傍から徐々に上昇して最終的
には”０”になる三角波である。

【００３６】すなわち、図３中（ｃ）に示すような波形
が制御目標となるので駆動開始時にコイル１４には負側
に振り切った駆動電流が印加され、その後、徐々に通常
の駆動電流に戻ってくるので制御目標に追従し易くな
る。

【００３７】また、駆動開始のタイミングに同期して駆
動開始時制御回路２１が動作するので図８中”イ”若し
くは”ロ”に示すようなタイミングの違いによる脱調状
態を防止することができる。

【００３８】この結果、移動鏡駆動回路の制御目標とな
る三角波を駆動開始時制御回路２１で制御することによ
り、駆動開始時の脱調を防止することが可能になる。

【００３９】なお、図１等に示す実施例では駆動開始時
の制御目標は直流電圧成分が負電源電圧”−Ｖ”近傍か
ら”０Ｖ”まで徐々に上昇する三角波であったが、直流
電圧成分が正電源電圧”＋Ｖ”近傍から”０Ｖ”まで徐
々に下降する三角波でも良い。

【００４０】また、駆動開始時制御回路２１としては内
部に増幅器を備え、この内部増幅器の増幅率を”０”か
ら”１”まで徐々に増加させることにより、三角波発生
回路１６の出力信号を図４に示すように三角波の振幅が
ゼロから徐々に大きくなる波形に制御するものであって
も良い。

【００４１】この場合、制御基準である三角波の振幅が
徐々に大きくなって行くので、コイル１４にはいきなり
大きな駆動電流が印加されないので駆動開始時の脱調を
防止することが可能になる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。移動鏡駆動回路
の制御目標となる三角波を駆動開始時制御回路で制御す
ることにより、駆動開始時の脱調を防止することが可能
な移動鏡駆動回路が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る移動鏡駆動回路の一実施例を示す
構成ブロック図である。

【図２】駆動開始時制御回路の一例を示す回路図であ
る。

【図３】駆動開始時制御回路の動作を説明するタイミン
グ図である。

【図４】駆動開始時制御回路の他の出力例を示す特性曲
線図である。

【図５】従来の分光器の内干渉計部分の一例を示す構成
ブロック図である。

【図６】移動鏡及び移動鏡駆動手段の詳細を示す構成ブ
ロック図である。

【図７】従来の移動鏡駆動回路の一例を示す構成ブロッ
ク図である。

【図８】制御目標及び駆動電流を示す波形である。

【符号の説明】

１ 光源 ２，６ レンズ ３ ハーフミラー ４ 固定鏡 ５ 移動鏡 ７ 光ファイバ ８ 移動鏡駆動手段 ９ａ，９ｂ 板バネ １０ レーザ制御回路 １１ レーザ １２ ４分割光検出器 １３ 移動鏡駆動回路 １４ コイル １５ 磁石 １６ 三角波発生回路 １７ 移動鏡位置検出回路 １８ 減算器 １９ 制御回路 ２０ コイル駆動回路 ２１ 駆動開始時制御回路 ２２ 加算器 ２３ スイッチ回路 ２４，２６ 抵抗 ２５ 容量 ２７ トランジスタ １００，１０１ 出力信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】干渉計を構成する移動鏡を駆動する移動鏡
   駆動回路において、 制御目標である三角波を発生させる三角波発生回路と移
   動鏡の駆動開始時に前記三角波の波形を制御する駆動開
   始時制御回路と、 移動鏡の現在位置を検出する移動鏡位置検出回路と、 前記駆動開始時制御回路と移動鏡位置検出回路との出力
   の差分を演算する減算器と、 前記差分がゼロになるようにコイル駆動回路を用いてコ
   イルに印加する駆動電流を制御する制御回路とを備えた
   ことを特徴とする移動鏡駆動回路。
2. 【請求項２】移動鏡の駆動開始時に前記三角波の直流電
   圧成分を正電源電圧若しくは負電源電圧近傍から”０
   Ｖ”まで徐々に変化するように制御する駆動開始時制御
   回路を備えたことを特徴とする特許請求の範囲請求項１
   記載の移動鏡駆動回路。
3. 【請求項３】移動鏡の駆動開始時に内部増幅器の増幅率
   を”０”から”１”まで徐々に変化させ前記三角波の振
   幅を制御する駆動開始時制御回路を備えたことを特徴と
   する特許請求の範囲請求項１記載の移動鏡駆動回路。