JPS61234318A - 干渉計の可動鏡の速度制御装置 - Google Patents

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】 イ　産業上の利用分野 本発明はフーリエ変換型分光光度計等に用いられるマイ
ケルソン干渉計の可動鏡駆動装置における速度制御系の
構成に関する。

口　従来の技術 フーリエ変換型分光光度計における干渉計の可動鏡の速
度制御は通常、干渉計に主光束と平行にＨｅ−Ｎｅｔ−
ザー等の単色光源の光ビームを入射させ、その干渉像の
時間的変化を検出すると交流信号が得られるから、この
交流信号の周波数が一定になるように制御することで行
っている。しかし交流信号の周波数を一定に保つように
する場合、周波数の検出には成る程度の交流信号の周期
姿飲が必要であるから、比較的周期の短い細い速度むら
に対しては充分な制御能力が得られない。

つまり、交流信号の周波数を一定に保つように制御する
ことで平均的には一定速度が維持されるが、比較的短周
期の速度むらが生じた場合、これを抑制することが困難
である。

このため、上述した単色光の干渉像の時間的変化によっ
て得られる交流信号の周波数を一定に保つ制御系と共に
、上記交流信号と基準交流信号との位相差を検出し、こ
の位相差が０になるように可動鏡駆動装置を制御する制
御系を併用することが特開昭５９−１６３５２５号で提
案された。

この提案によると、原理上は上記交流信号の一サイクル
毎に可動鏡の速度がチェックできることになって、非常
に精細な速度制御が可能となる。

ハ　発明が解決しようとする問題点 上述提案の方法には次のような問題がある。即ち交流信
号の周波数を一定に保つ制御系と交流信号と基準信号と
の位相差をＯにする制御系とが同じ源泉によって得られ
る交流信号を用いているので、一つの外乱に対して両系
統が同じ影響を受けて速度制御が乱れ易い。例えば干渉
計を設置した台に衝撃が加えられて干渉計の固定鏡、可
動鏡或はビームスプリッタ等が振動すると、上記交流信
号の周波数は脈動的な変化して、両方の制御系が同じよ
うな制御動作をするが、可動鏡の駆動装置はそのような
速い制御信号には追従できないので、制御出力が過大と
なり、振動が減衰した頃、駆動装置に制御出力の影響が
現れて却って速度制御の乱れを招く結果になる。

本発明は上述製提案の方法における上述したような問題
を解消しようとするものである。

二　問題解決のための手段 可動鏡を保持する摺動部材に一体的に差動トランスを取
付けて可動鏡の位置の信号を得、この信号を用いて可動
鏡の速度制御を行うと共に、単一波長の光の干渉像の時
間的変化によって得られる交流信号と基準信号の位相差
を０にする制御系を併用した。

ホ　作用 差動トランスによって直接得られるのは可動鏡の位置の
信号で、可動鏡が所定時間に所定位置にあるように制御
しても、位置の信号を微分して速度の信号にし、速度誤
差がＯになるように制御してもよいが、何れの場合でも
可動鏡を保持する摺動体は振動等の外乱の影響は殆んど
受けないから、干渉計の鏡が振動していても可動鏡が所
定の速度で移動している限り制御信号は出されない。他
方差動トランスによる制御だけでは微細な速度制御はで
きないから、単色光の干渉像の変化によって得られる交
流信号と基準信号の位相差を０にする制御を併用してい
るが、差動トランスによる速度制御は干渉計の鏡等の振
動の影響を受けないから、可動鏡の速度制御系の制御出
力における干渉計の鏡等の振動の影響は前記提案の方法
の半分以下になるのであり、外部からの衝撃に対する安
定性が向上する。

へ　実施例 第１図は本発明の一実施例を示す。１はマイケルソン干
渉計のビームスプリッタ、２は固定鏡で３は可動鏡であ
る。可動鏡３はベアリングによって支承された摺動体４
に保持され、摺動体４はリニヤモータ５に連結されてい
る〇 第２図はりニヤモータの断面を示し、Ｍｇは永久磁石の
固定子、Ｍｂは駆動コイルＣが巻装されたアーマチュア
で摺動体４が連結されている。アーマチュアＭｂは駆動
コイルが巻装されたボビンで、その中心部に差動トラン
スの可動鉄心Ｆが固定されて差動トランスのコイルＴに
挿通されている。第１図に戻り、差動トランスの２次側
の出力を回復器６で同期整流し平滑化すると可動鏡３の
位置の信号が得られ、これを微分回路７で微分して可動
鏡の速度信号を得る。この信号を差動アンプ８で基準速
度信号と比較して第１の速度誤差信号を得る。９はＨｅ
−Ｎｅレーザでその光ビームがビームスプリッタｌ、固
定鏡２、可動鏡３よりなる干渉計に入射せしめられ、そ
の干渉像が受光素子１０で検出される。受光素子１０の
出力は可動鏡３の移動速度に比例した周波数の交流信号
であるから、これを波形整形回路１１で短形波に整形し
た上で位相比較器１２に入力する。１３は基準周波数の
パルス信号を出力する発振器であり、位相比較器１２で
は上記二つのパルス信号の差を出力する。この差は二つ
のパルス信号の位相が一致しているとＯであり、位相が
１８０　　ずれているとき最大となる。位相比較器１２
の出力をローパスフィルタ１３′に通して平滑化すると
、この信号は可動鏡が所定時刻に所定位置からどれだけ
ずれた位置にあるかを示す信号である。つまり可動鏡が
成る時間正規速度よりおそくなって正規速度に回復した
とすると、そのとき速度誤差の信号はＯであるが、おそ
くなっている間に交流信号と基準信号の位相のずれが生
じ、それは速度が正規に回復した後もそのま＼残る。こ
の位相差が０になるように可動鏡３の駆動制御をするこ
とにより、時々刻々の可動鏡３の位置がその時々の正規
の位置であるようにすれば、きわめて精密な速度制御が
できることになる。このようなことが可能であるために
は、可動鏡の速度誤差が充分小さく抑えられて、交流信
号と基準信号との位相差が１８０を超えることがないよ
うになっていることが必要である（１８０　を超すと位
相の遅れを位相の進みと誤認する事態が発生する）。こ
のために従来は単色光の干渉像により得られる交流信号
の周波数を一定にするような速度側−系を併用していた
。

これに対して本発明では差動トランスにより得られる速
度信号が一定になるように速度制御を行っているのであ
る。即ち位相比較器１２の出力はローパスフィルタ１３
で平滑化された後、アンプ１４を経てローパスフィルタ
１５で干渉計の鏡の振動゛に応答した高い周波数成分を
除去されて加算回路１６に入力される。加算回路１６に
は差動アンプ８の出力である速度誤差の信号も入力され
て、両信号の和がパワアンプ１７で増幅されてリニヤモ
ータ５にフィードバックされる。また加算回路１６には
制御層コンピュータＣＰＵから出力される可動鏡操作信
号がＤ／ＡコンバータＤＡＣで電圧信号に変換されて加
算回路１６に入力されている。ＣＰＵから出力される可
動鏡操作信号は可動鏡を始動させるパルス及び可動鏡の
ストロークエンドで可動鏡の運動方向を反転させるパル
ス信号及び可動鏡の移動抵抗を補償する定常信号である
。

上述実施例では差動トランスの出力を微分して速度信号
を得、これを基準速度信号と比較する構成としたが、差
動アンプにより得られる位置の信号をそのま＼可動鏡の
時々刻々の正規の位置の信号（時間的に直線的に変化す
る信号）と比較し、位置の誤差がＯになるような制御を
行ってもよい。

ト　効果 干渉計の可動鏡の速度制御を粗調整と精調精の二系統で
行うに当って、従来は二系統とも単色光の干渉像によっ
て得られる交流信号を用いていたので衝撃や振動に弱く
速度＄制御の乱調を来し易かったのが、本発明では粗調
整に可動鏡と一体的な差動トランスによって得られる可
動鏡の位置の情報を用いているので、衝撃や振動のよう
な外乱の影響を受けず、きわめて安定した速度制御が可
能となる。

【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ブロック図、第
２図は本発明において用いられるリニヤモータの水平断
面図である。 代理人　弁理士　　昧　　　　浩　　介第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 干渉計の可動鏡を保持する摺動体に一体的に差動トラン
   スを取付け、この差動トランスにより得られる可動鏡の
   位置の信号を基準位置信号と比較して位置誤差を検出し
   、或は上記位置信号を微分して得られる速度信号を基準
   速度信号と比較して速度誤差を求め、これらの誤差信号
   を０にするように可動鏡駆動装置にフィードバックを行
   う制御系と、上記干渉計に単色光を入射させて得られる
   干渉像の時間的変化を検出して得られる交流信号と基準
   周波数信号との位相差を０にするよう動作する制御系の
   二種を併用した干渉計の可動鏡の速度制御装置。