JPS62180229A - 分光器における波長等の初期設定装置 - 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】 褒」ＪＬｌ預 （産業上の利用分野） 本発明は分光器における波長等の初期設定装置に関し、
特に簡単な方法で、正確に、最短時間で波長等の初期設
定を行う装置に関する。

（従来の技術） 最近のデジタル処理技術の普及にともない、得られたス
ペクトルの波形をマイクロコンピュータで処理したり、
ミニコンピユータとオンライン接続して各種の演算処理
を行うなどのため、分光器の波長信号を電気信号として
取り出す必要性が多くなってきた。このような’＋ｌｔ
気信号はその他、記録計のペン走査や、光源、分光素子
、検出器及びフィルタ等の切替えにも利用することがで
きる。

こうした理由から、分光器を含む分光光度計のデジタル
処理化が急速に進んでいるが、それにともなって幾つか
の難点も生じており、波長信号発生器としてデジタル式
のエンコーダを使うのは価格的に極めて困難であること
、波長域によって回折格子を切り替えるような場合には
波長信号出力を分光器の同調波長に換算するのに面倒な
演算が必要なこと、および分光器の波長校正や初期設定
を行うのに面倒が生じること等が例えば特公昭５７−５
４７３３号に指摘されている。また、電源投入時におけ
る波長調整が面倒であることは特公昭５９−１９２９２
号および６０−３５０１５号に記・戎されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の各特公昭はそれぞれの問題をデジタル処理の延長
上において、つまりパルス技術を用いて解決しようと試
みているが、充分な成果が得られていないのが現状であ
る。すなわち、今までの技術では、正確に波長等の初期
設定を行うのに高価な分解能の高いパルス発生器を複数
個組合せる必要がある。また、初期位置の調整に面倒な
作業が必要になるばかりか、電源投入時には初期設定の
ためにパルスモータを回転すべき方向が解らないことが
ら時間がかかる。

最後の点についてさらに詳しく見ると、これまでのデジ
タル処理では位置を知るのに光位置検出器（フォトイン
タラプタ）などの検出手段を用いて、ある較正点または
基準点で第１図に示すようなパルス信号を得ていた。こ
れだと、電源投入直後、現在地がどこか解らないので、
まずどちらか一方にずっと動かし較正点またはリミット
点に設けた検出手段で現在地を知らなければならなかっ
た０例えば、第２図においてＲが較正点、ＬＬが左リミ
ット点、又ＲＬが右リミット点とし、初期設定のため必
ずまず左方向に移動するものとすると、電源投入時Ｂ点
にいたならすぐに較正点Ｒに達する。しかし、Ａ点にい
たときは、左リミット点ＬＬに達したときに現在地を知
り、そこから右方向に移動して較正点に行き若く。つま
り、どの位置にいたかによって、較正点に行きつくまで
の距離および時間が大きく異り、位置によって較正点に
達するまでの時間が長くなってしまう。さらに、リミッ
ト点にも必ず検出手段を設ける必要がある。なお、右ま
たは左のりミント点を較正点とすれば、検出手段は１個
ですむが、最悪の場合全領域を往復しなければならなく
なる。

従って本発明の目的は、上記のデジタル処理による波長
較正の欠点を考慮し、従来のようにパルスを使用せずに
、１組の位置検出手段からの電圧レベルを使用すること
によって、正確に波長設定を行うだけでなく、較正のた
めに必要な駆動方向を知って最短時間で較正を可能とす
るような分光器における波長等の初期設定装置を提供す
ることにある。

魚１の」Ｌ戚 （問題点を解決する手段） 上記の目的を達成するため、本発明による分光器におけ
る波長等の初期設定装置は１分光器において初期設定を
必要とする機構と連動して位置検出信号を発生する位置
検出１段と、該位に検出・電圧発生手段からの出力信号
を受け取って所望の初期設定動作を行う初期設定手段と
から成り、且つ位置検出手段が、前記初期設定を必要と
する機構の測定範囲内外に限らず全動作範囲内で必ず１
回又は２回出力が変るようになっており、前記初期設定
手段は、位置検出の出力が反転する方向に上記機構を駆
動し出力が反転した位置をノ、（準点とすることを４ν
徴とする。

又本発明による初期設定装置は、分光器において初期１
役定を必要とする機構と連動して位置検出信号を発生す
る位置検出手段と、該位置検出手段からの出力信号を受
け取って所望の初期設定動作を行う初期設定手段とから
成り、且つ該機構がエンドレスとなっており、エンドレ
スの該機構の一動作範囲内で必ず２回出力が変るように
なっている位置検出手段を持ち、前記初期設定手段はこ
の位置検出の出力が正方向に反転する方向又は負方向に
反転する方向に該機構を駆動し位置検出の出力が所望の
反転をした位はを基準点とすることを特徴とする。

上記初期設定を必要とする機構は波長を駆動する機構に
限られず、スリット駆動フィルター切り替え、光学素子
切り替え駆動および／またはペン駆動機構とすることも
できる。

上記位置検出手段のシャッタと連動する分解渣を上げた
別のシャッタ機構を設け、それぞれに対応する位置検出
手段からの出力信号を組合せることによって、一定の位
置検出機構の時間題となるノイズによる誤動作を防止で
きるとともに、よりきめの細かい初期設定を行うことも
できる。上記の別のシャッタに代えてポテンショメータ
又はエンコーダを用いてもよい。

さらに、上記シャッタと位置検出手段との組合せを初期
設定を必要とする機構の異った箇所に配置することによ
って、粗ｙＪｌと微調整を可能としてもよい。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しながらさらに詳し
く説明する。

まず、第３図を参照して本発明の基本的な概念について
説明すれば、木発すＩではｌｌ！１の位置検出手段を用
い、この位置検出機構第３が図中Ｓで示すように、較正
点Ｒでレベルが反転するような出力信号を発生する。例
えば図示のごとく、出力信号Ｓは、較正点Ｒから右すミ
ント点ＲＬまでの範囲ではレベル１、較正点Ｒから左す
ミント点ＬＬまでの範囲ではレベルＯを持つ、このよう
な出力信号Ｓを用いれば、電源の投入直後においてマイ
クロコンピュータなどを含む初期設定手段から見た場合
、出力信号Ｓのレベルから初期設定すべき波長等の駆動
機構が較正点Ｈに対して右側または左側いずれにあるか
が解り、そこから較正点Ｒに向は最短距離で移動するに
は、左または右どちらに向けて駆動機構を動かせばよい
のかが直ちに解る０例えば、第２図において、Ａ点（第
３図の０点）にいたときは出力レベルがＯだから右方向
へ動かせばよく、またＢ点（第３図のＤ点）にいたとき
は出力レベルが１だから左方向へ動かせばよい。

上記のような出力信号Ｓを波長駆動機構において得る場
合を、次に説明する。第４．５図は本発明を適用した波
長駆動機構で使われる波長カムｌと波長送り機構２をそ
れぞれ示しており、これらカム１と送り機構２はその外
周に対応した一定範囲に沿った凸部からなり一体的に移
動して位置検出手段の遮光体を構成するシャッタ３を有
する。

回転するカムｌと左右移動する送り機構２の駆動範囲は
Ｃ−Ｄで、シャッタ３を成す凸部はその一端の基準シャ
ッタ面Ｒ３から−・方のりミント点りをさらに越えて延
びている。

また本発明では、カムｌと送り機構２の駆動範囲〇−Ｄ
中の一点が較正点Ｒとされ、ここにマイクロスイッチや
ホトカップラー等からなり位置検出手段の信号発生手段
を構成する位置検出信号発生器４が配置されている。従
って、カムｌと送り機構２がその駆動範囲内で移動され
ると、その途中基準シャッタ面Ｒ３が較正点Ｒを通過す
る時点で位置検出信号発生器４から得られる電圧レベル
が反転し、第６図に示すような出力信号Ｓ°が得られる
。第６図では例えばＣ側が短波長、Ｄ側が長波長を表わ
しており、較正点Ｒより左側で０以外の電圧レベルＶ、
右側で電圧レベルＯを有している。

出力信号Ｓ°は出力信号Ｓと比べ電圧レベルの反転の仕
方つまり電圧モードが反対だが、同じように本発明の初
期設定に使える。すなわち、電源の投入時ノ、（準シャ
ッタ面Ｒ３がＡ点にあれば、位置検出信号発生器４から
の出力信号Ｓ゛は電圧レベルＶを持つので、マイクロコ
ンピュータなどを含む初期設定手段（図示せず）から見
て較正点Ｒより左側にあるのことが解る。一方、Ｂ点に
あれば電圧レベルはＯであるから、較正点Ｒより右側に
あることが解る。

従って、位置検出信号発生器４からの出力信号の電圧レ
ベルによって、初期設定のために駆動機構を移動すべき
方向を知ることができ、Ｂ点にある場合は、基準シャッ
タ面ＲＳが較正点Ｒの方へ向い電圧が立ち上るように左
側へカム１および送り機構２を移動し、この立ち上りを
利用して波長設定を行うことができる。また、Ａ点にあ
る場合には、基準シャッタ面Ｒ３が較正点Ｒの方へ向い
電圧が立ち下るように右側へカム１および送り機構２を
移動した後、一度オーバーランしてから再び逆転し較正
点Ｈの方へもどせば、上記と同じく電圧レベルの立ち上
りを利用して波長設定を行えるだけでなく、バックラッ
シュの影響を避けることができる。

シャッタ３とホトカップラーを組合せた場合など、電圧
の立ち上りが比較的ゆるやかなときは。

第７図に示すように増１１】器５で増巾して立ち上りを
急にしてやればよい。

上記の実施例においては、出力信号が１回反転するが、
第４図のようにカムを用いる波長駆動装置の場合、駆動
機構はエンドレスとすることが多いので２回反転させる
方が好ましい、すなわちこの場合には、第１２図に示す
ようにもう１つのシャ、り而Ｒ５’が波長駆動の範囲Ｃ
Ｄ内に設けられ、位置検出信号発生器４が、シャッタ３
のＲ３面とＲ５’面の右つまりシャ、り凸部中にあった
時は右回転、ＰとＲの左にあった時は左回転をすれば最
短時間で基準点Ｒに到達する。

上記の方法の他、次のようにしてもより細かな調整を行
うことができる。第８図に示すように、初期設定すべき
機構である波長送り機構２と連動して１例えばカム式の
別のシャッタ７をギヤを介して設け、このシャッタ７に
対応した位置検出信号発生器（図示せず）の出力信号と
波長送り機構２のシャッタ３に対応した位置検出信号発
生器の出力信号とをアンド回路を通じて取り出せば、ノ
イズによる誤動作が避けられるために確実性が増す、上
記の別のシャッタ７の代りに、第９図に示すごとく、エ
ンドレスポテンショメータ８の出力とシャクに対応した
位置検出信号発生器４からの出力信号Ｓ゛とを組合せて
も同様の効果が得られる。又、ポテンショメータの代り
に、エンコーダを用いてもよい。

上記の構成だけでは充分な微調整が得られない場合には
１例えば第８図において、波長送り機構２と別のシャッ
タ７とを連結するギヤの比を適当に選び、別のシャツタ
フに対応した位置検出信号発生器から第９図の信号出力
Ｓパを発生させ、この信号出力Ｓ°°を異った較正点Ｒ
°でレベル変化せしめ、Ｒの次の最初のＲ′により較正
するようにすればより正確な微調整が可能である。また
第１０図に示すように、波長駆動機構がたとえば送り機
構２、減速機構９およびステッピングモータ１０から成
る場合に、送り機構２のシャッタ３に対応した位置検出
信号発生器４であるホトカンブラーＰＣＩの他に、ステ
ッピングモータ１０の軸に取り付けたシャッタ１１に対
応してホトカップラーＰＣ２を設け、第１１図に示すこ
と＜Ｐｃｔの出力位ｊａである較正点Ｒで粗調整を行い
、　ＰＯ２の出力位置である較正点Ｒ”で微調整を行う
ようにしてもよい、さらに、減速機構９の中間の減速比
あたりの箇所にシャッタと組合わせて第３のホトカップ
ラーＰＣ３を設ければ、いっそう高精度の波長較正が可
能である。

尚、上記の実施例では波長の初期設定について説明した
が、これに限らず分光器におけるスリット、ペンフィル
タ、光学素子などの駆動機構にも本発明を同じように適
用できるのはもちろんである。

又当然、本発明と従来のパルス発生位置検出を組み合せ
ても良い。

上記の初期設定においては、初期設定を必要とする機構
の較正位置情報と初期設定手段で実際に設定されたノ、
ｔｉべ（位置に基く位ｊδ情報を対応ずけておく必要が
ある。このため本発明の装置では、初期設定を必要とす
る機構が、この機構の波長（波数）等の位置情報を計数
し保持する機構を持つとともに、初期設定手段による基
べち位置における位置情報の値と、該機構をあらかじめ
較正しておいた波長（波数）等の位置情報の値との間の
関係を誤差値や絶対値や係数などの位置補正情報として
保持記憶しておく記憶機構を持ち、さらにその位置補正
情報を変更する手段を持つことで、上記の対応すけとそ
の変更ができるようにしておくのが好ましい、これに加
えて、位置補正情報を自動的に取得し設定する手段を設
ければ、本発明をより有効に実施できる。

（発明の効果）　′ 以上述べたように本発明によれば、例えばシャッタと位
置検出信号発生器から成る一組の位置検出手段だけを用
い、得られる電圧レベルの出力信号で初期設定を行うよ
うにしたため、簡単な構成で正確に、しかも最短時間で
波長などの初期設定を行えるとともに、バックラッシュ
やノイズの悪″Ｉ＃ツを防げ、粗調整に加えて必要な微
調整も実施可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の初期設定で使われるパルス信号を示す図
、第２図は従来の初期設定方法を説明するための図、第
３図は本発明の装置の基本原理を説明するだめの図、第
４．５図は本発明の詳細な説明するための図、第６図は
位置検出信号発生器からの出力信号を示す図、第７図は
出力信号の増巾回路を示す図、第８〜１１図は本発明の
装置の別の実施例を説明するための図、第１２図は第５
図の改良例を示すＩＡである。 （符号の説明） ■、２，９．１０．、、初期設定を必要とする機構（波
長駆動機構）、　　３．１１．、、シャッタ機構、　　
４、ＰＣ１〜ＰＣ３，、、位置検出信号発生手段、　　
５００．増＋ｔＪ器、　　　６゜、。 可変抵抗器、　７１．、別のシャッタ機構、８８０．ポ
テンショメータ、　　ｓ−ｓ”、、、出力信号、Ｒ−Ｒ
”、、、較正点。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）分光器において初期設定を必要とする機構と連動
   して位置検出信号を発生する位置検出手段と、該位置検
   出・電圧発生手段からの出力信号を受け取って所望の初
   期設定動作を行う初期設定手段とから成り、且つ位置検
   出手段が、前記初期設定を必要とする機構の測定範囲内
   外に限らず全動作範囲内で必ず１回又は２回出力が変る
   ようになっており、前記初期設定手段は、位置検出の出
   力が反転する方向に上記機構を駆動し出力が反転した位
   置を基準点とすることを特徴とする分光器における波長
   等の初期設定装置。
2. （２）分光器において初期設定を必要とする機構と連動
   して位置検出信号を発生する位置検出手段と、該位置検
   出手段からの出力信号を受け取って所望の初期設定動作
   を行う初期設定手段とから成り、且つ該機構がエンドレ
   スとなっており、エンドレスの該機構の一動作範囲内で
   必ず２回出力が変るようになっている位置検出手段を持
   ち、前記初期設定手段はこの位置検出の出力が正方向に
   反転する方向又は負方向に反転する方向に該機構を駆動
   し位置検出の出力が所望の反転をした位置を基準点とす
   ることを特徴とする分光器における波長等の初期設定装
   置。
3. （３）上記初期設定を必要とする機構が波長駆動、スリ
   ット駆動フィルター切り替え、光学素子切り替え駆動お
   よび／またはペン駆動機構であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１又は２項記載の分光器における波長等の
   初期設定装置。
4. （４）上記位置検出手段のシャッタと連動する１個以上
   の別のシャッタを設け、それぞれに対応する位置検出手
   段からの出力信号の組合せによって、よりきめの細かい
   初期設定を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１又
   は２項記載の分光器における波長等の初期設定装置。
5. （５）上記別のシャッタ機構に代えてポテンショメータ
   又はエンコーダを用いたことを特徴とする特許請求の範
   囲第４項記載の分光器における波長等の初期設定装置。
6. （６）上記シャッタ機構と位置検出・電圧発生手段との
   組合せを初期設定を必要とする機構の異った箇所に配置
   し、粗調整と微調整を可能としたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の分光器における波長等の初期設
   定装置。
7. （７）上記初期設定を必要とする機構が、この機構の波
   長（波数）等の位置情報を計数し保持する機構を持ち、
   さらに前記初期設定手段による基準位置における位置情
   報の値と、該機構をあらかじめ較正しておいた波長（波
   数）等の位置情報の値との間の関係を誤差値や絶対値や
   係数などの位置補正情報として保持記憶しておく記憶機
   構を持ち、さらにその位置補正情報を変更する手段を持
   ち、および／またはこの位置補正情報を自動的に取得し
   設定する手段を持つことを特徴とする特許請求の範囲第
   １又は２項記載の分光器における波長等の初期設定装置
   。