JPS6027935B2 - 回折格子分光器における回折格子切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２枚の回折格子を有する分光器における回折格
子切換装置に関するものである。

この種の回折格子分光器において、２枚の回折格子を切
換えるにはスライドミラー方式と回転方式とがある。

前者は平面鏡を光路中に進入退出させることにより２枚
の回折格子に入口スリットからの光を選択的に照射させ
る方式であるが、平面鏡をスライドさせるための広い場
所を必要とする欠点があり、また後者は２枚の回折格子
を背面を対向させて配置したベースを回転させる方式で
あるが、２枚の回折格子を切換えるための回転の中心と
それぞれの回折格子の波長走査のための回転の中心とが
同一であるために、波長走査におけるベースの回転によ
り回折格子が光軸に対して前後左右に変位するので中の
大きな回折格子を必要とし、また回折格子により分光さ
れた入口スリットの像が出口スリット上に結ぶが、この
焦点面が前後しこのため出口スリット後の高さ方向の光
の広がりが変化するといった欠点がある。本発明は以上
に鑑み提案されたもので、上記回転方式において、２枚
の回折格子の切換えのための回転中心を波長走査のため
の回転中心から２枚の回折格子面間の距離の２分の１ま
たはこれに近い距離だけ偏○配置し、波長走査において
各回折格子の格子面を波長走査のための回転中心に一致
または近接させることによって、波長走査において回折
格子が上述のように前後左右に著しく変位しないように
したものである。

本発明の一実施例では、２枚の回折格子が背面対向しか
つ回転中心に対して対称的に配備された第１の回転ベー
スと、第１の回転ベースを回転自在に支持する第２の回
転ベースと、格子切換えのために第１の回転ベースを第
２の回転ベースに対して選択的に正逆回転させる切換駆
動手段と、波長走査のために第２の回転ベースを回転さ
せる波長駆動手段とを有し、第１の回転ベースの回転中
心を第２の回転ベースの回転中心から２枚の回折格子面
間の距離１／２だけ偏心配暦するとともに、各格子の格
子面が第２の回転ベースの回転中心に一致する位置で第
２の回転ベースに対して第１の回転ベースをその格子切
換回転方向において連結固定する手段を併せ備えている
。

以下これを図面を参照して詳細に説明する。

１は回折格子切換のための回転ベース（第１の回転ベー
ス）で、その上面に２枚の回折格子２、３が背中合せに
配置固定されている。

４は波長走査のための回転ベース（第２の回転ベース）
、５はこの回転ベースに固着された回転軸で磯枠に固定
されたベアリング６に支受され、下端に波長走査レバー
７が固着されている。

８は格子切換回転ベース１に固着された回転軸で、この
回転軸は波長走査回転ベース４に回転可能に支承されて
いる。

２枚の回折格子２，３は回転軸８の軸心に対して対称的
に配置され（換言すれば回折格子２，３の格子面間の距
離ｄの２分の１のところに回転軸８の軸心が配置され）
、回転軸８の軸心は回転軸５の軸心からｄ′２だけ偏心
して配置されている。

９ａ，９ｂは格子切換回転ベースの周緑にほぼ１８０ｏ
隔てて設けた肩部、１０は波長走査回転ベース４に突設
した係合ピンで、肩部９ａ，９ｂが選択的に当援せしめ
られ、各格子２，３の切換停止位置を規定する。

すなわち、肩部９ａ，９ｂおよび係合ピン１０は波長走
査時に各格子２，３の格子面が波長走査回転ベース４の
回転軸５の軸Ｄに選択的に一致するように配置される。
１１は回転軸８の下端に固着されたプーリ、１２は回転
軸５にベアリング１３を介して支持されたブーリ、１４
はプーリ１１，１２に連続的に巻回したワイヤ‐で、そ
の両端はそれぞれスプリング１５，１６を介してモータ
１７の出力軸に固定されるプーリ１８に固定されている
。

１９，２０はモータ１７の制御スイッチである。

２１は波長走査レバーの先端に突設したカムフオロワー
ピン、２２は波長走査カム、２３，２４はピン２１が選
択的に切換摺動接触せしめられるカム面である。

次に動作について説明するが第３図ａ〜ｊは図示を簡単
明瞭にするための構成要素および位置を簡略化しかつ誇
張して描いた説明図である。

第３図ａにおいて今回折格子２による波長走査が完了し
たとする。この状態では格子２が光東Ｌに対面し、カム
フオロワーピン２１はカム面２３に接触し、格子切換回
転ベース１の肩部９ａがピン１０に当藤している。この
状態からモータ１７を付勢してプーリ１８を図で時計方
向に回転させるとワイヤ‐１４のスプリング１６が引き
延ばされやがてプーリ１１が時計方向に回転する（第３
図ｂ）。

従って回転ベース１も時計方向に回転し肩部９ｂがピン
１０‘こ当たると先に回折格子２が存在していた同じ位
置に他方の回折格子３が位置せしめられる。ピン１０と
肩部９ｂとの孫合によって格子切換回転ベース１と波長
走査回転ベース４とは時計方向（格子切換回転方向）に
おいて結合されるので、プーリ１ １が更に時計方向に
回転させられると、波長走査回転ベース４は時計方向の
トルクを受けて時計方向に回転する。

これによってレバー７も同じ方向に揺動しカムフオロワ
ーピン２１がカム面２３から離れカム面２４に当接する
（第３図ｅ）。このときモータの出力軸のレバー２５が
マイクロスイッチ１９を動作させてモータの回転が停止
される。この状態で波長カム２２を回転させると、レバ
ー７は揺動し、回転軸５従って波長走査回転ベース４が
回転する。

ピン１０と肩部９ｂの係合はスプリング１６の引張り力
がスプリング１５によって打消されない限り、ベース４
の回転にも拘らず維持されるので、格子切換回転ベース
ーは波長走査回転ベース４に対して相対的に回転するこ
となく、従って回折格子３はあたかも波長走査回転ベー
ス４に固定されたようにしてこの回転ベース４の回転に
よって回転する。このときベアリング１３のために、軸
５の回転はプーリ１２に影響を与えない。回折格子３か
ら２へ切り換えるにはモーター７を逆回転させると、ワ
イヤ−１４のスプリング１５側が引張られるので、格子
切換回転ベースが反対方向に回転させられ肩部９ａがピ
ンに当り回折格子３のあった位置に格子２が位置せしめ
られ、波長走査回転ベース４が反時計方向に回転し、レ
バー７も反時計方向に揺動しカムフオロワーピン２１が
カム面２４から離れてカム面２３に当たりレバー２５が
マイクロスイッチ２０を動作ごせモータ１７の回転を停
止させ格子の切換えが完了する（第３図ｆ〜ｊ）。

プーリ１８の径をプーリ１１の径に比べて大さ〈してお
くと、格子切換えのために回転ベース１を１８０ｏ回転
させるのに必要なプーリ１８の回転角度が少くてすむ。

ワイヤ‐１４は第７図に示すように、プーリ１２に１回
巻回し次いでプーリ１１に１回半巻回し、このプーリに
止め具１１′で固定するとともに、再びプーリ１２に１
回巻回するのが望ましい。このような巻き方によって、
ワイヤ一とプーリの間のすべりがなく、また回折格子切
換え時に波長走査回転ベース４が急激に回転してカムフ
オロワーピン２１がカム面２３または２４に激突するこ
とがなく切換えが円滑おだやかに行われる。ワイヤ−１
４の掛け方はこの方法に限らず他の種々の方法が可能な
ことは勿論である。プーリ１１は回転ベース１（格子２
，３）の上方に配置してもよい（第４図）。

但しこの場合回転軸５を格子の前面に延長させるのは好
ましくないので、プーリ１２は機枠に固定した垂下軸３
０に軸５の鞠心と同軸上に支持させる。他の実施例とし
て、プーリ１１の径を大きくし、プーリ１２を使用しな
い構成も可能である。

この場合、プーリ１１の径は第５図に示すように第３図
ａ〜ｊのいかなる状態においても、ワイヤ‐１４のスプ
リング１６側（または１５側）が鞠心５と８の間を通ら
ないこと、換言すれば軸心５よりも下側（第５図、第３
図ａ，ｂ，ｃ，ｉ）（または上側第５図ｅ，ｆ，ｇ，ｈ
）にあることができるのに十分な大きさでなければなら
ない。すなわち、第５図に実線で示すワイヤ‐１４のス
プリング１６側を矢印のように引っぱったとき格子切換
え後に鞄心８は波長走査回転ベースの軸心５を中心に時
計方向に回転し波長カム面の切換えが行われるが、もし
プーリ１１の径が小さい（一点鎖線）と、ワイヤ−１６
側を引っ張っても格子切換完了後は波長走査回転ベース
４は反時計方向のトルク（一点鎖線矢印）を受けカムフ
オロワーピン２１の波長カム面２３から２４への切換え
を行うことができない。しかし、プーリ１１の径を上述
のように十分大きくすれば波長走査回転ベース４は実線
矢印の方向のトルクを受けカム面２３から２４への切換
えが可能である。上述の実施例では波長カムとして１枚
の内カムを使用したが、第６図のように２枚の外カム２
６、２７を用い、レバー７に加えてもう一本のレバー７
′を軸５に固定する。回転ベース４（軸５）の回転方向
によってレバー７のカムフオ。ワーピン２１はカム２６
に、またレバー７′のカムフオロワーピン２１′はカム
２７にそれぞれ選択的に接触する。以上図示実施例につ
いて詳説したが本発明はこれらに限らず、多くの他の変
形例も可能である。

例えばカムの代りにサインバーやコセカントバ−も使用
できる。また、図示例では格子切換回転中心を格子面間
距離の２分の１のところに配置しかつ波長走査回転中心
から格子面間距離の２分の１だけ偏心させてあるが、２
分の１に限らず許容範囲内でのずれないし変位も本発明
の範囲に含まれること勿論である。以上のように本発明
によれば各回折格子の波長走査のための回転中心が格子
面に一致または近接しているので、同じ大きさの光を分
光するに要する回折格子のサイズが小さくてすむから安
価であり、分光器全体もコンパクトとなりコストも低減
でき、出口スリット以後の高さ方向の光の広がりが変化
せず、回折格子の回転中心が移動することによる従来装
置における光学的悪影響を免れるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す斜視図、第２図
は一部を断面で示した立面図、第３図ａ〜ｉは動作説明
図、第４図は他の実施例の斜視図、第５図は更に他の実
施例の略示的平面図、第６図は波長駆動レバー及び波長
カムの他の例を示す斜視図、第７図は格子切換回転ベー
スのプーリ及び波長走査回転ベースのプーリにワイヤ一
を巻回する好ましい方法を示す斜視図である。 １・・・・・・回折格子切換回転ベース（第１の回転ベ
ース）、２，３・・・・・・回折格子、４・・・・・・
波長走査回転ベース、１０・・・・・・係合ピン、１１
，１２，１８……プーリ、１３……ベアリング、１７…
…モータ、２２・・・・・・波長カム。 第、図 第２図 第７図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 背面を対向させて配置した２枚の回折格子の支持ベ
   ースを回転させることにより前記回折格子を選択的に切
   換えて使用する回折格子分光器において、前記支持ベー
   スの回転中心を波長走査のための回転中心から前記２枚
   の回折格子面間の距離の２分の１またはこれに近い距離
   だけ偏心配置し、波長走査時に各回折格子の格子面を波
   長走査のための回転中心に一致または近接させるように
   したことを特徴とする回折格子切換装置。